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문제 정의
- 본 연구는 인공감미료인 수크랄로스와 스테비오사이드를 사용하여 쿠키를 만들 때 최적 배합비를 제시하고 품질 특성을 규명하며 제시된 최적의 배합비로 제조된 쿠키의 혈당 강하 효과를 규명하고자 수행되었다. 설탕 100%의 쿠키를 대조군으로 하고 실험군 쿠키는 설탕의 비율을 20%, 30%, 40%로 첨가하고 설탕 부족은 수크랄로스와 스테비오스와 한천으로 맞추어 쿠키를 만들어 품질 특성을 조사하였다.
- 본 연구에서는 비만증, 당뇨 등 성인병 환자들의 저열량 요구성, 기능성 및 품질 개선 요구성에 맞추어 모든 상업적인 과자류의 기본 모델이 되는 설탕 함유 쿠키에 대체 당으로서 수크랄로스, 스테비오사이드 감미료를 적용하여 최적 배합비와 물리적, 관능적 특징과 혈당에 미치는 영향에 대해 살펴봄으로써 저열량 기능성 쿠키를 개발하여 고감미료를 제과 산업에의 응용 가능성을 제시하였다.
제안 방법
- 시험 대상자는 고혈압, 심장질환 등 특이한 이상이 없는 건강한 20대 남녀 피실험자 20명을 10명씩 2군으로 나눈 후 실험을 진행하였다. 100% 설탕 쿠키를 대조군으로 하였으며 30% 설탕 쿠키를 실험군으로 하여 10명에게는 대조군 쿠키를 10명에게는 실험군 쿠키를 섭취하게 함으로써 혈당 수치를 비교하였다. 쿠키는 탄수화물의 체중당 1g으로 계산하여 쿠키를 제조하였고, 손실량을 고려하여 쿠키 반죽의 무게로 중량을 계산하여 쿠키를 제조하였다.
- 감미료 첨가 쿠키 중 관능검사에서 가장 좋은 선호도 점수를 받은 30% 설탕 첨가 쿠키의 혈당 강하 효과를 남여 참가자에서 조사하였다. 시험 대상자는 고혈압, 심장질환 등 특이한 이상이 없는 건강한 20대 남녀 피실험자 20명을 10명씩 2군으로 나눈 후 실험을 진행하였다.
- 본 연구에서는 3가지 실험군 쿠키 중에서 전반적인 선호도가 가장 높은 설탕 30% 쿠키를 대상으로 반죽 상태에서 탄수화물이 50 g을 함유한 쿠키를 섭취한 후 혈당 변화를 측정하였다. 건강한 남녀 대학생 20명을 대상으로 공복 시 100% 설탕 첨가 쿠키(대조군)와 30% 설탕 첨가 쿠키(실험군)를 공급한 후 0시간, 1시간, 2시간에 혈당 검사를 한 후의 결과는 Fig. 3과 같다. 설탕 100% 쿠키를 섭취한 군에서는 1시간 혈당 수치가 공복 시 혈당 수치보다 27.
- 이것으로 예비실험을 하였는데 수크랄로스의 양을 증가시켜도 수크랄로스만으로는 쿠키의 단맛이 적당하지 않아서 스테비오스를 첨가하여 쿠키의 단맛을 최적화하는 비율을 정하였다. 결과적으로 예비실험을 통해 Table 1에 나타낸 것과 같이 최적의 배합비로 하여 첨가하였고, 설탕의 비율을 100%에 대해서 20%, 30%, 40%로 달리하였을 때 100% 설탕 쿠키에 첨가되는 설탕량과 차이가 나는 부피를 한천을 크리밍(creaming) 과정에서 첨가하였다. 인공감미료는 설탕보다 단맛이 200배 이상이어서 사용량이 적어 부피를 맞추기 위해서 칼로리가 적은 한천을 첨가하여 부피를 맞추었다.
- 굽기 손실률(baking loss rate)은 쿠키의 소성 전과 후의 중량을 3회 반복 측정한 후 아래의 식과 같이 계산하여 평균 값을 구하였다.
- 위의 과정이 끝난 반죽은 180oC로 고정된 오븐에서 쿠키를 구웠는데 설탕량이 감소하면 쿠키가 노릇노릇하게 최적의 상태로 구워지는데 걸리는 시간이 길어졌다. 따라서 쿠키 제조의 표준화를 위해서 예비실험을 통해 설탕량에 따라 쿠키를 최적의 상태로 굽는데 걸리는 시간을 정하였고, 쿠키 제조 시 쿠키별로 정해진 시간 동안 쿠키를 구웠다(Table 2). 쿠키를 구운 후 1시간 동안 실온에 방치하여 식힌 후 실험에 사용하였다.
- 인공감미료는 설탕보다 단맛이 200배 이상이어서 사용량이 적어 부피를 맞추기 위해서 칼로리가 적은 한천을 첨가하여 부피를 맞추었다. 또한 수크랄로스와 스테비오사이드는 쿠키 반죽에 잘 분산되게 하기 위하여 계란에 용해시켜서 첨가하였다. 통 오트밀은 180oC의 오븐에서 10분간의 열처리를 한 후 실온의 저지방 우유에 불리어 오트밀에 흡수되는 우유의 양이 일 정해지도록 하였다.
- 본 연구에서는 3가지 실험군 쿠키 중에서 전반적인 선호도가 가장 높은 설탕 30% 쿠키를 대상으로 반죽 상태에서 탄수화물이 50 g을 함유한 쿠키를 섭취한 후 혈당 변화를 측정하였다. 건강한 남녀 대학생 20명을 대상으로 공복 시 100% 설탕 첨가 쿠키(대조군)와 30% 설탕 첨가 쿠키(실험군)를 공급한 후 0시간, 1시간, 2시간에 혈당 검사를 한 후의 결과는 Fig.
- 색도는 예비 실험과정에서 쿠키 색의 최적화를 위하여 설탕 첨가량의 차이에 따른 시간을 달리하여 제조한 후에 1시간의 식힘 과정을 거친 후 사용하였으며, 색차계(spectrophotometer, CM-3500D, Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 측정하였다. 쿠키의 색도는 L값(lightness), a값(+redness/-greenness) 및 b값(+yellowness/-blueness)을 3회 반복 측정하여 평균값을 구하였다.
- 예비 실험을 통하여 감미료를 첨가하지 않는 쿠키를 대조군으로 하였으며 실험군은 설탕의 수준을 20%, 30%, 40%로 달리하였다. 설탕 100% 쿠키를 기준으로 설탕을 줄이는 만큼 단맛을 높이기 위해서 수크랄로스를 사용하였고, 이때 수크랄로스의 당도가 설탕의 약 200배라는 것이 알려져서 이것을 기준으로 줄인 설탕만큼 수크랄로스를 첨가하였다. 이것으로 예비실험을 하였는데 수크랄로스의 양을 증가시켜도 수크랄로스만으로는 쿠키의 단맛이 적당하지 않아서 스테비오스를 첨가하여 쿠키의 단맛을 최적화하는 비율을 정하였다.
- 본 연구는 인공감미료인 수크랄로스와 스테비오사이드를 사용하여 쿠키를 만들 때 최적 배합비를 제시하고 품질 특성을 규명하며 제시된 최적의 배합비로 제조된 쿠키의 혈당 강하 효과를 규명하고자 수행되었다. 설탕 100%의 쿠키를 대조군으로 하고 실험군 쿠키는 설탕의 비율을 20%, 30%, 40%로 첨가하고 설탕 부족은 수크랄로스와 스테비오스와 한천으로 맞추어 쿠키를 만들어 품질 특성을 조사하였다. 그 결과 쿠키 반죽의 밀도와 산도는 대조군과 실험군에서 유의적인 차이는 보이지 않았다.
- 자세한 실험 방법은 쿠키의 섭취 전 공복혈당 수치와 시간을 0으로 기준하였다. 시료 섭취 후 1시간 간격으로 2시간까지 각각 손끝에서 채혈하여 혈당을 측정하였으며, 시료 섭취 30분 전부터 실험이 진행되는 2시간 30분 동안은 금연하고 가벼운 일상 활동만 하였다. 혈당 특정은 혈당측정기(Accucheck, Roche, Indianapolis, IN, USA)를 사용하여 측정하였다.
- 쿠키의 제조방법은 AACC Method 10-52(14)에서 오트밀 쿠키의 제조하는 방법을 일부 수정하여 Table 2와 같이 제조하였다. 예비 실험을 통하여 감미료를 첨가하지 않는 쿠키를 대조군으로 하였으며 실험군은 설탕의 수준을 20%, 30%, 40%로 달리하였다. 설탕 100% 쿠키를 기준으로 설탕을 줄이는 만큼 단맛을 높이기 위해서 수크랄로스를 사용하였고, 이때 수크랄로스의 당도가 설탕의 약 200배라는 것이 알려져서 이것을 기준으로 줄인 설탕만큼 수크랄로스를 첨가하였다.
- 설탕 100% 쿠키를 기준으로 설탕을 줄이는 만큼 단맛을 높이기 위해서 수크랄로스를 사용하였고, 이때 수크랄로스의 당도가 설탕의 약 200배라는 것이 알려져서 이것을 기준으로 줄인 설탕만큼 수크랄로스를 첨가하였다. 이것으로 예비실험을 하였는데 수크랄로스의 양을 증가시켜도 수크랄로스만으로는 쿠키의 단맛이 적당하지 않아서 스테비오스를 첨가하여 쿠키의 단맛을 최적화하는 비율을 정하였다. 결과적으로 예비실험을 통해 Table 1에 나타낸 것과 같이 최적의 배합비로 하여 첨가하였고, 설탕의 비율을 100%에 대해서 20%, 30%, 40%로 달리하였을 때 100% 설탕 쿠키에 첨가되는 설탕량과 차이가 나는 부피를 한천을 크리밍(creaming) 과정에서 첨가하였다.
- 그러나 수크랄로스만으로는 설탕과 유사한 단맛으로 느끼기에 부족함이 있어서 이러한 점을 개선하는 것이 필요하였는데, 감미료를 혼용 사용할 경우 단맛의 상승작용(synergism)이 있으며 맛(taste)을 향상시킬 수 있고 품질 기간을 연장시키며 생산원가를 줄일 수 있다는 보고가 있었다(11). 이러한 연구를 기초로 하여 본 연구에서는 수크랄로스와 함께 대표적인 감미료 중 하나인 스테비오사이드를 첨가함으로써 맛의 품질을 향상시킬 수 있을 것으로 사료되어 혼합 감미료를 사용 하였다(11).
- 쿠키는 탄수화물의 체중당 1g으로 계산하여 쿠키를 제조하였고, 손실량을 고려하여 쿠키 반죽의 무게로 중량을 계산하여 쿠키를 제조하였다. 자세한 실험 방법은 쿠키의 섭취 전 공복혈당 수치와 시간을 0으로 기준하였다. 시료 섭취 후 1시간 간격으로 2시간까지 각각 손끝에서 채혈하여 혈당을 측정하였으며, 시료 섭취 30분 전부터 실험이 진행되는 2시간 30분 동안은 금연하고 가벼운 일상 활동만 하였다.
- 제조한 쿠키에 대한 관능평가는 색(color), 향(flavor), 맛 (taste), 질감(texture), 전반적 선호도(overall preference)를 항목으로 선택하였고, 평가 방법은 아산 호서대학교 식품영양학과 학생 15명을 대상으로 1에서 5점까지의 척도를 사용한 채점 척도 시험법을 사용하였다.
- 쿠키의 직경은 쿠키의 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하고, 각각의 쿠키를 90°로 회전시킨 후 같은 방법으로 전체 길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다. 쿠키의 두께는 위의 쿠키 6개를 수직으로 쌓은 후 수직 높이를 측정하고, 다시 쿠키의 놓인 순서를 바꾸어 높이를 측정하여 쿠키 한개에 대한 평균 두께를 구하였다. 쿠키 1개에 대한 평균 직경과 두께는 3회 반복 측정 후 평균값을 이용하였다.
- 색도는 예비 실험과정에서 쿠키 색의 최적화를 위하여 설탕 첨가량의 차이에 따른 시간을 달리하여 제조한 후에 1시간의 식힘 과정을 거친 후 사용하였으며, 색차계(spectrophotometer, CM-3500D, Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 측정하였다. 쿠키의 색도는 L값(lightness), a값(+redness/-greenness) 및 b값(+yellowness/-blueness)을 3회 반복 측정하여 평균값을 구하였다.
- 쿠키의 제조방법은 AACC Method 10-52(14)에서 오트밀 쿠키의 제조하는 방법을 일부 수정하여 Table 2와 같이 제조하였다. 예비 실험을 통하여 감미료를 첨가하지 않는 쿠키를 대조군으로 하였으며 실험군은 설탕의 수준을 20%, 30%, 40%로 달리하였다.
- 쿠키의 조직감은 texture analyzer(Stable Micro System, Surrey, UK)로 측정하였다. 가로세로 5cm, 높이 0.
- 쿠키의 직경은 쿠키의 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하고, 각각의 쿠키를 90°로 회전시킨 후 같은 방법으로 전체 길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다.
- 시료 섭취 후 1시간 간격으로 2시간까지 각각 손끝에서 채혈하여 혈당을 측정하였으며, 시료 섭취 30분 전부터 실험이 진행되는 2시간 30분 동안은 금연하고 가벼운 일상 활동만 하였다. 혈당 특정은 혈당측정기(Accucheck, Roche, Indianapolis, IN, USA)를 사용하여 측정하였다.
- 통 오트밀은 180oC의 오븐에서 10분간의 열처리를 한 후 실온의 저지방 우유에 불리어 오트밀에 흡수되는 우유의 양이 일 정해지도록 하였다. 혼합된 반죽에 불리어진 오트밀을 첨가할 때는 완성된 쿠키에 포함되는 오트밀의 양을 일정하게 맞추어주기 위하여 혼합된 반죽을 오븐에 넣기 전 동량으로 배분한 후에 각각의 반죽에 같은 양의 오트밀을 첨가해 주었다. 위의 과정이 끝난 반죽은 180oC로 고정된 오븐에서 쿠키를 구웠는데 설탕량이 감소하면 쿠키가 노릇노릇하게 최적의 상태로 구워지는데 걸리는 시간이 길어졌다.
대상 데이터
- 통밀가루(㈜CJ, 서울), 오트밀(두미산업, 인천), 카놀라유(㈜CJ, 인천), 저지방 우유(㈜매일유업, 경기도 평택시), 계란(㈜풀무원, 강원도), 베이킹 파우더(㈜삼진식품, 경북)를 기본 배합으로 사용하였고, 설탕(㈜삼양사, 울산), 한 천(㈜밀양한천, 경북), 수크랄로스(㈜이에스 기술연구소, 경기도)는 Table 1에서 제시한 바와 같이 설탕의 배합비에 따라 달리하여 배분하여 사용하였다. 스테비오사이드(Pure circle, Negeri Sembilan, Malaysia)는 당전이 효소를 이용하여 알파-글리코실화된 스테비아(stevia)에서 당을 제거한 것을 사용하였다.
- 감미료 첨가 쿠키 중 관능검사에서 가장 좋은 선호도 점수를 받은 30% 설탕 첨가 쿠키의 혈당 강하 효과를 남여 참가자에서 조사하였다. 시험 대상자는 고혈압, 심장질환 등 특이한 이상이 없는 건강한 20대 남녀 피실험자 20명을 10명씩 2군으로 나눈 후 실험을 진행하였다. 100% 설탕 쿠키를 대조군으로 하였으며 30% 설탕 쿠키를 실험군으로 하여 10명에게는 대조군 쿠키를 10명에게는 실험군 쿠키를 섭취하게 함으로써 혈당 수치를 비교하였다.
- 실험에 사용한 쿠키 제조용 재료는 Table 1에 제시한 바와 같다. 통밀가루(㈜CJ, 서울), 오트밀(두미산업, 인천), 카놀라유(㈜CJ, 인천), 저지방 우유(㈜매일유업, 경기도 평택시), 계란(㈜풀무원, 강원도), 베이킹 파우더(㈜삼진식품, 경북)를 기본 배합으로 사용하였고, 설탕(㈜삼양사, 울산), 한 천(㈜밀양한천, 경북), 수크랄로스(㈜이에스 기술연구소, 경기도)는 Table 1에서 제시한 바와 같이 설탕의 배합비에 따라 달리하여 배분하여 사용하였다. 스테비오사이드(Pure circle, Negeri Sembilan, Malaysia)는 당전이 효소를 이용하여 알파-글리코실화된 스테비아(stevia)에서 당을 제거한 것을 사용하였다.
데이터처리
- 쿠키의 조직감은 texture analyzer(Stable Micro System, Surrey, UK)로 측정하였다. 가로세로 5cm, 높이 0.7cm로 제조한 시료를 3회 반복하여 측정하여 평균값으로 나타내었다. 측정은 cycle test로 측정하였다.
- 05에서 Tukey test 로 분석하였다. 또한 S-30%와 S-100%를 비교하는 경우에는 two-sample t-test로 두 군 사이에 유의성 검증을 하였다.
- 모든 실험 결과는 SAS program(ver. 9.3, SAS Institute, Cary, NC, USA)을 이용하여 평균과 표준편차로 표시하였고, S-20%군, S-30%군, S-40%군, S-100%군(control)들 사이의 통계적 유의성은 one way ANOVA로 검증하였고, 군들 간의 유의성 검정은 유의수준 p<0.05에서 Tukey test 로 분석하였다.
이론/모형
- 7cm로 제조한 시료를 3회 반복하여 측정하여 평균값으로 나타내었다. 측정은 cycle test로 측정하였다. 이때 측정 조건은 Table 3에 제시하였다.
- 쿠키의 퍼짐성(spread ratio)은 직경에 대한 두께의 비로 AACC method 10-52의 방법(14)으로 다음의 공식을 이용하여 퍼짐성 지수를 구하였다. 쿠키의 직경은 쿠키의 6개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하고, 각각의 쿠키를 90°로 회전시킨 후 같은 방법으로 전체 길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다.
성능/효과
- 설탕의 첨가량이 감소할수록 한천의 첨가량이 증가하게 되는데 이로 인하여 당의 유동성이 감소하기 때문에 퍼짐성 지수가 높아지는 것으로 판단된다. 20%의 설탕 쿠키의 제조 시 설탕 첨가량의 급격한 감소와 한천 첨가량의 증가로 인하여, 쿠키의 수분 보유력이 증가하고 점성은 저하되었는데 이로 인하여 쿠키의 직경이 증가하여 20% 설탕 첨가 쿠키가 퍼짐성이 가장 컸다. 30%와 40% 설탕 첨가 쿠키를 비교하였을 때 30%의 설탕 쿠키의 직경이 567.
- 20%의 설탕 쿠키의 제조 시 설탕 첨가량의 급격한 감소와 한천 첨가량의 증가로 인하여, 쿠키의 수분 보유력이 증가하고 점성은 저하되었는데 이로 인하여 쿠키의 직경이 증가하여 20% 설탕 첨가 쿠키가 퍼짐성이 가장 컸다. 30%와 40% 설탕 첨가 쿠키를 비교하였을 때 30%의 설탕 쿠키의 직경이 567.2 mm, 40% 설탕 첨가 쿠키의 직경이 577.1 mm 로 설탕의 첨가가 많고 한천 증가량이 적을수록 쿠키의 직경이 작아지는 경향을 보였으며, 설탕 100% 첨가 쿠키는 쿠키 중에서 설탕 양이 가장 높아서 점성이 크고 이로 인해 쿠키의 퍼짐성은 쿠키 중에서 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 7%의 큰 손실률을 나타내었다. 결과적으로 설탕을 첨가하는 양이 적어질수록 감소하는 경향을 나타내었다. 대체감미료를 첨가한 쿠키가 설탕을 100% 사용한 쿠키에 비해 수분 손실률이 적은 것은 대체감미료의 첨가에 기인한 결과라기보다는 한천의 첨가에 의한 것으로 사료 된다.
- 2시간 경과 후에는 대조군의 혈당 수치가 1시간과 비교하였을 때 급격하게 감소 하였지만 설탕 30% 쿠키에서는 큰 변화를 보이지 않았다. 결론적으로 설탕을 30% 첨가한 쿠키가 품질도 높고 관능검사 시 선호도도 높으며, 열량도 낮고 혈당지수에도 좋은 영향을 나타내었다.
- 경도에서는 설탕의 함량이 증가하고 한천의 함량이 감소함에 따라서 positive peak forces 값이 증가하는 경향을 보였다. 관능 평가 결과는 외관에서는 30% 설탕 첨가 쿠키가 가장 높은 점수를 받았으며 향, 맛, 질감에서는 40% 설탕 첨가 쿠키에서 가장 높은 선호도를 보여주었다. 전체적인 선호도 항목에서는 30% 설탕 첨가 쿠키가 가장 높은 점수를 받았다.
- 6으로 가장 높았으며, 쿠키 사이에 유의적인 차이를 보였다. 관능평가에서는 100% 설탕 쿠키의 점수가 가장 높을 것으로 예상한 것과는 달리 설탕의 첨가량을 감소시킨 30% 설탕 첨가 쿠키가 100% 설탕 첨가 쿠키보다 높은 점수를 나타내었다. 5가지 항목들 간에 균형적인 평가의 결과를 얻은 것은 Fig.
- 설탕 100%의 쿠키를 대조군으로 하고 실험군 쿠키는 설탕의 비율을 20%, 30%, 40%로 첨가하고 설탕 부족은 수크랄로스와 스테비오스와 한천으로 맞추어 쿠키를 만들어 품질 특성을 조사하였다. 그 결과 쿠키 반죽의 밀도와 산도는 대조군과 실험군에서 유의적인 차이는 보이지 않았다. 쿠키의 설탕 첨가량에 따라 굽기 손실량은 수분 손실량으로 인한 것으로 설탕의 함량이 증가할수록 손실량도 함께 증가하였다.
- 이러한 값의 차이는 설탕의 첨가량의 차이가 혈당 수치에 영향을 미칠 수 있음을 알수 있다. 그러나 2시간 경과 후 혈당을 측정한 결과는 설탕 100% 쿠키를 섭취한 군에서는 1시간 후에 혈당에 비해-12.6 mg/dL 감소하였고, 설탕 30% 쿠키를 섭취한 군에서는 -14.3 mg/dL 감소하였다(Fig. 3B). 이로 인해 쿠키 섭취 전과 2시간 후에 혈당은 두 군에서 차이가 없었다.
- 특히 본 연구는 정상인을 대상으로 하여 혈당 상승폭이 적었지만 인슐린 저항성이 있고 인슐린 분비능이 낮은 당뇨병 환자를 대상으로 하였을 경우 그 효과는 더 좋을 것으로 사료된다. 그러므로 30%의 설탕을 첨가한 쿠키는 설탕의 대체수준을 100%로 한 쿠키보다 섭취 후 혈당 상승이 적어 당뇨병 환자의 간식으로 적절한 것으로 사료되었다.
- 그리고 설탕 첨가량의 감소에 따른 한천의 첨가량 증가와 쿠키의 조직감 간의 상관관계를 분석한 결과, 두 변인 간의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타났다(r=0.85, p<0.05).
- Cho 등(16)은 쿠키 반죽의 pH가 완성된 쿠키의 향과 색에 영향을 준다고 하였다. 대체 감미료 첨가 쿠키의 pH는 대조군이 6.89이며 20%, 30%, 40% 설탕 쿠키의 pH는 6.87～6.89의 범위로, 감미료와 한천의 첨가량에 따른 대조군과의 통계적으로 유의적인 차이는 보이지 않았다.
- 밀도가 낮으면 쿠키가 딱딱하여 기호도가 감소되는 반면, 높으면 쉽게 부서지는 성질을 나타내어 상품성이 저하된다고 알려져 있는데, 이러한 특성은 밀가루의 종류, 흡수율, 지방의 종류와 사용량, 반죽의 혼합 방법과 시간, 팽창제의 종류와 사용량, 굽는 온도와 시간 등이 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(15). 대체 감미료 첨가 쿠키의 밀도는 대조군인 100% 설탕 쿠키가 1.25 g/mL이었으며 실험군인 20%, 30% 설탕 쿠키는 1.25 g/mL, 40% 설탕 쿠키는 1.21 g/mL로 감미료와 한천 첨가에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. Cho 등(16)은 쿠키 반죽의 pH가 완성된 쿠키의 향과 색에 영향을 준다고 하였다.
- Hazan과 Madar(30)의 보고에 의하면 펙틴과 검류 등의 식이 섬유소가 전분의 glycemic index를 저하시켜 섭취 후 식이 섬유소를 함유하지 않은 전분만을 섭취하였을 때보다 혈당이 현저하게 낮았다고 하였다(31). 본 실험에서는 30%의 설탕을 첨가한 쿠키를 섭취하였을 때 혈당의 값이 1시간에 측정하였을 때의 대조군의 혈당 수치보다 감소한 값을 나타낸 것은 설탕의 감소뿐만 아니라 한천의 식이섬유의 효과로 인한 것이라고 설명할 수 있다고 판단된다. 특히 본 연구는 정상인을 대상으로 하여 혈당 상승폭이 적었지만 인슐린 저항성이 있고 인슐린 분비능이 낮은 당뇨병 환자를 대상으로 하였을 경우 그 효과는 더 좋을 것으로 사료된다.
- 전체적인 선호도 항목에서는 30% 설탕 첨가 쿠키가 가장 높은 점수를 받았다. 설탕 대체 감미료와 한천을 첨가한 30～40% 설탕 쿠키가 외관, 향, 맛, 조직감, 선호도에서 첨가군이 대조군보다 높은 점수를 받았다. 실험 결과를 종합해서 볼 때 대체 감미료를 첨가한 쿠키의 품질특성은 설탕을 30% 정도 함유한 쿠키가 가장 좋은 결과를 나타내었다.
- 1과 같다. 설탕 첨가량에 따른 쿠키의 굽기 손실률은 20%, 30%, 40% 설탕 첨가 쿠키에서는 21.1～22.9%의 범위로 증가하여 큰 차이를 보이지는 않았지만, 대조군인 100% 설탕 쿠키에서는 28.7%의 큰 손실률을 나타내었다. 결과적으로 설탕을 첨가하는 양이 적어질수록 감소하는 경향을 나타내었다.
- 설탕과 감미료의 첨가량을 달리하여 제조한 쿠키의 경도를 측정한 결과는 Table 7에 나타난 바와 같이 단단한 물성을 가질수록 값이 높아지는 positive peak forces 값은 100% 설탕을 첨가한 쿠키에서 가장 높은 값을 나타내었으며, 설탕의 첨가량이 감소할수록 peak forces 값이 낮았다. 그리고 설탕 첨가량의 감소에 따른 한천의 첨가량 증가와 쿠키의 조직감 간의 상관관계를 분석한 결과, 두 변인 간의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타났다(r=0.
- 같은 양의 탄수화물을 섭취하였지만 설탕이 100%인 쿠키는 흡수도 빠르고 인슐린 분비도 높아서 혈당이 급격하게 증가하였다가 빠르게 감소하므로 설탕이 많이 함유된 쿠키는 비만을 유발할 가능성이 있다. 설탕을 감소시키고, 한천이 함유된 30% 설탕 쿠키는 탄수화물의 흡수율도 낮고 인슐린 분비도 낮아서 천천히 상승했다가 천천히 감소하는 것을 알 수 있었다. Hazan과 Madar(30)의 보고에 의하면 펙틴과 검류 등의 식이 섬유소가 전분의 glycemic index를 저하시켜 섭취 후 식이 섬유소를 함유하지 않은 전분만을 섭취하였을 때보다 혈당이 현저하게 낮았다고 하였다(31).
- 설탕 대체 감미료와 한천을 첨가한 30～40% 설탕 쿠키가 외관, 향, 맛, 조직감, 선호도에서 첨가군이 대조군보다 높은 점수를 받았다. 실험 결과를 종합해서 볼 때 대체 감미료를 첨가한 쿠키의 품질특성은 설탕을 30% 정도 함유한 쿠키가 가장 좋은 결과를 나타내었다. 이런 결과에 따라 30%의 설탕 첨가 쿠키와 대조군을 50 g 탄수화물로 환산하여 대학생들이 섭취한 후에 0, 1, 2시간 후에 혈당 실험을 실행하였을 때 100% 설탕 쿠키를 대조군으로 하여 실험한 결과 쿠키 섭취 후 1시간이 경과 후 대조군은 27.
- 설탕과 감미료의 첨가량을 달리한 쿠키의 색도를 측정한 결과는 Table 6과 같다. 예비 실험과정에서 색의 최적화를 위하여 설탕과 한천의 첨가량 차이에 따라 시간을 달리하여 제조한 후 색도를 측정한 이유로 인해 색도 값의 차이는 일부 불규칙한 변화를 보였다. 쿠키의 L 값은 30% 설탕 첨가 쿠키가 57.
- 실험 결과를 종합해서 볼 때 대체 감미료를 첨가한 쿠키의 품질특성은 설탕을 30% 정도 함유한 쿠키가 가장 좋은 결과를 나타내었다. 이런 결과에 따라 30%의 설탕 첨가 쿠키와 대조군을 50 g 탄수화물로 환산하여 대학생들이 섭취한 후에 0, 1, 2시간 후에 혈당 실험을 실행하였을 때 100% 설탕 쿠키를 대조군으로 하여 실험한 결과 쿠키 섭취 후 1시간이 경과 후 대조군은 27.8 mg/dL, 실험군은 15.7 mg/dL가 증가하였다. 2시간 경과 후에는 대조군의 혈당 수치가 1시간과 비교하였을 때 급격하게 감소 하였지만 설탕 30% 쿠키에서는 큰 변화를 보이지 않았다.
- 관능 평가 결과는 외관에서는 30% 설탕 첨가 쿠키가 가장 높은 점수를 받았으며 향, 맛, 질감에서는 40% 설탕 첨가 쿠키에서 가장 높은 선호도를 보여주었다. 전체적인 선호도 항목에서는 30% 설탕 첨가 쿠키가 가장 높은 점수를 받았다. 설탕 대체 감미료와 한천을 첨가한 30～40% 설탕 쿠키가 외관, 향, 맛, 조직감, 선호도에서 첨가군이 대조군보다 높은 점수를 받았다.
- 1로 100% 설탕 쿠키의 값이 가장 낮은 점수를 나타내었다. 쿠키에 대한 전체적인 기호도는 30% 설탕 첨가 쿠키가 3.6으로 가장 높았으며, 쿠키 사이에 유의적인 차이를 보였다. 관능평가에서는 100% 설탕 쿠키의 점수가 가장 높을 것으로 예상한 것과는 달리 설탕의 첨가량을 감소시킨 30% 설탕 첨가 쿠키가 100% 설탕 첨가 쿠키보다 높은 점수를 나타내었다.
- 5로 가장 높은 점수를 나타내었다. 쿠키의 맛에 대한 기호도는 설탕을 100% 첨가한 쿠키의 경우 2.4, 설탕이 20%, 30%, 40% 첨가된 쿠키의 기호도는 모두 3.2로 설탕을 줄인 쿠키가 100% 쿠키보다 유의적으로 높았다. 조직감에 대한 기호도는 100% 설탕 쿠키에서는 3.
- 쿠키의 퍼짐성 지수는 설탕의 첨가량이 증가할수록 감소하여 설탕량이 많을수록 직경이 감소함에 따라 두께는 증가하였다. 쿠키의 색도 측정 결과 명도는 설탕을 30% 첨가한 쿠키의 명도가 가장 높았으며 적색도는 100% 설탕 쿠키의 값이 가장 크게 나타났다. 경도에서는 설탕의 함량이 증가하고 한천의 함량이 감소함에 따라서 positive peak forces 값이 증가하는 경향을 보였다.
- 그 결과 쿠키 반죽의 밀도와 산도는 대조군과 실험군에서 유의적인 차이는 보이지 않았다. 쿠키의 설탕 첨가량에 따라 굽기 손실량은 수분 손실량으로 인한 것으로 설탕의 함량이 증가할수록 손실량도 함께 증가하였다. 쿠키의 퍼짐성 지수는 설탕의 첨가량이 증가할수록 감소하여 설탕량이 많을수록 직경이 감소함에 따라 두께는 증가하였다.
- 설탕과 감미료의 첨가량을 달리하여 제조한 쿠키의 관능 평가 결과는 Table 8에 주었다. 쿠키의 외관과 향에 대한 평가 결과에서는 40% 설탕 쿠키에서 각각 3.6, 3.5로 가장 높은 점수를 나타내었다. 쿠키의 맛에 대한 기호도는 설탕을 100% 첨가한 쿠키의 경우 2.
- 쿠키의 설탕 첨가량에 따라 굽기 손실량은 수분 손실량으로 인한 것으로 설탕의 함량이 증가할수록 손실량도 함께 증가하였다. 쿠키의 퍼짐성 지수는 설탕의 첨가량이 증가할수록 감소하여 설탕량이 많을수록 직경이 감소함에 따라 두께는 증가하였다. 쿠키의 색도 측정 결과 명도는 설탕을 30% 첨가한 쿠키의 명도가 가장 높았으며 적색도는 100% 설탕 쿠키의 값이 가장 크게 나타났다.
- 쿠키의 직경과 높이의 비를 통하여 퍼짐성을 분석한 결과는 Table 5와 같다. 쿠키의 퍼짐성 지수는 설탕이 20%인 쿠키가 14.60으로 10.98을 나타낸 100% 설탕 쿠키의 퍼짐성 지수보다 유의적으로 높았다. 쿠키의 퍼짐성은 반죽 내의 쇼트닝이 녹고, 혼합 과정 중 일부만 용해되어 남아있던 크리스탈 형태의 설탕이 가열 과정 중에 용해되어 유동성과 점성을 갖게 됨으로써 중력에 의한 퍼짐에 저항이 가능하게 되어 나타나는 현상이다(20).
후속연구
- 현재 우리나라에서는 당알콜을 이용한 쿠키의 제조 등과 같은 당질계의 감미료 첨가에 대한 연구나 제과 제빵 분야에서 연잎 분말, 구아바 잎 첨가 쿠키와 같은 특정 물질의 첨가에 관한 연구가 어느 정도 이루어지고 있으나(12,13), 설탕이 많이 쓰이고 있는 제과 분야에서의 설탕 대체 물질에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 연구는 고감미료를 제과 산업에 응용하고 저열량 기능성 쿠키류 개발의 기초자료로 매우 유용하게 사용될 것이라고 기대된다.
- 본 실험에서는 30%의 설탕을 첨가한 쿠키를 섭취하였을 때 혈당의 값이 1시간에 측정하였을 때의 대조군의 혈당 수치보다 감소한 값을 나타낸 것은 설탕의 감소뿐만 아니라 한천의 식이섬유의 효과로 인한 것이라고 설명할 수 있다고 판단된다. 특히 본 연구는 정상인을 대상으로 하여 혈당 상승폭이 적었지만 인슐린 저항성이 있고 인슐린 분비능이 낮은 당뇨병 환자를 대상으로 하였을 경우 그 효과는 더 좋을 것으로 사료된다. 그러므로 30%의 설탕을 첨가한 쿠키는 설탕의 대체수준을 100%로 한 쿠키보다 섭취 후 혈당 상승이 적어 당뇨병 환자의 간식으로 적절한 것으로 사료되었다.
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