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문제 정의
- 본 연구에서는 기능성 성분을 함유한 비파 과육을 동결건조하여 조리에 이용하고자 하여 비파가루를 0, 2, 4, 6 ,8%를 첨가하여 설기떡을 제조하였으며, 일반성분 검사와 설기떡의 수분 함량, 색도, 미세 구조 관찰, 기계적 품질 특성 및 관능적 품질 특성을 평가하여 설기떡에 적합한 첨가 비율과 최적 조건을 제시하고자 하였다. 비파가루의 수분 함량은 12.
- 현대에 들어 떡의 고급화 물결로 떡의 모양과 포장, 대량생산 체계의 떡들이 생산되고 있으며, 떡에 여러 가지 재료를 혼합하여 더욱더 영양가를 고려하여 맛과 색상을 천연적으로 사용하고, 인체에 신경을 쓰면서 건강과 다이어트에 알맞은 떡의 변화가 늘어나야 하며(Ryu et al 2005), 떡에서 노화와 경도가 문제점인데, 노화를 억제하기 위해 전분분해효소 첨가(Shin et al 2006), 트레할로스 첨가(Kim & Nor 2008), 올리고당 첨가(Kim & Chung 2012) 등 떡의 저장성을 높이기 위해 연구들이 수행되었다. 이에 본 연구에서는 기능성 성분을 함유한 비파의 경제적인 실용화를 위하여 비파과육가루를 제조하고, 멥쌀가루에 각 시료의 첨가 비율을 달리하여 설기떡을 제조하였다. 비파가루의 첨가 비율이 비파 설기떡의 수분함량, 색도, SEM 측정, 텍스쳐 특성과 관능적 품질특성에 미치는 영향을 조사하였다.
가설 설정
- 2) NS not significant.
제안 방법
- 기준시료(R: reference)는 비파가루를 넣지 않고 제조한 것으로 하였다. 각 시료는 온도 20℃로 유지시키면서 1시간 경과 후 무작위로 선정하였으며, 관능검사 시간은 오후 3시에서 4시 사이에 시행하였다. 관능검사 요원은 조리학을 공부하는 대학원생 20명을 선정하여 실험의 목적과 관능적 품질 요소를 잘 인지하도록 한 후, 질문지에 관능적 특성을 잘 반영하고 있다고 생각되는 점수를 표시하도록 하였으며, 관능적 품질의 기호도는 9점법(1은 대단히 싫어함, 5는 보통, 9는 대단히 좋아함)으로 평가하였다.
- 각 시료의 첨가량을 달리한 설기떡의 텍스쳐 특성을 알아보기 위하여 Texture analyser(CTA plus, Lloyd Instruments LTD, England)를 이용하여 측정하였다. 비파가루를 첨가한 설기떡은 제조한 직후부터 저장 3일째까지 시료온도를 20℃로 유지시키면서 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewness) 등을 3회 측정하였으며, 이것을 3회 반복 실험하여 통계처리하였다.
- 각 시료는 온도 20℃로 유지시키면서 1시간 경과 후 무작위로 선정하였으며, 관능검사 시간은 오후 3시에서 4시 사이에 시행하였다. 관능검사 요원은 조리학을 공부하는 대학원생 20명을 선정하여 실험의 목적과 관능적 품질 요소를 잘 인지하도록 한 후, 질문지에 관능적 특성을 잘 반영하고 있다고 생각되는 점수를 표시하도록 하였으며, 관능적 품질의 기호도는 9점법(1은 대단히 싫어함, 5는 보통, 9는 대단히 좋아함)으로 평가하였다.
- 설기떡의 제조를 위해 멥쌀을 5회 씻어 20℃에서 8시간 수침한 후 체에 받쳐 30분 동안 물 빼기를 하여 분쇄한 다음, 20 mesh 체에 내려 사용하였다. 멥쌀가루에 첨가한 비파가루의 첨가비율은 여러 번의 예비실험으로 맛, 색, 수분함량 등 여러 관능적인 요소를 고려하여 결정하였으며, 멥쌀가루에 첨가하는 비파가루를 0, 2, 4, 6, 8%로 정하였으며, 분량의 물, 소금과 설탕을 함께 쌀가루에 섞은 후 다시 체에 내렸다(Table 1). 직경 7 cm, 높이 2.
- 각 시료의 첨가량을 달리한 설기떡의 텍스쳐 특성을 알아보기 위하여 Texture analyser(CTA plus, Lloyd Instruments LTD, England)를 이용하여 측정하였다. 비파가루를 첨가한 설기떡은 제조한 직후부터 저장 3일째까지 시료온도를 20℃로 유지시키면서 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewness) 등을 3회 측정하였으며, 이것을 3회 반복 실험하여 통계처리하였다. 이 때 Texture analysis의 측정 조건은 Table 2와 같다.
- 이에 본 연구에서는 기능성 성분을 함유한 비파의 경제적인 실용화를 위하여 비파과육가루를 제조하고, 멥쌀가루에 각 시료의 첨가 비율을 달리하여 설기떡을 제조하였다. 비파가루의 첨가 비율이 비파 설기떡의 수분함량, 색도, SEM 측정, 텍스쳐 특성과 관능적 품질특성에 미치는 영향을 조사하였다.
- 비파과육가루 제조를 위해 1 kg씩 비파를 포장하여 —50℃ 동결기(Gudero DF8510, Ilshin Lab Co, Korea)에 넣어 동결시킨 후 다시 동결건조기(Bondiro FD5518, Ilshin Lab Co, Korea)에서 48시간 건조시킨 다음, 분쇄기(Co- mmercial Food Preparing Machine HALLDE VCB-61, Kista, Sweden)로 마쇄하여 20 mesh 체에 내려 사용하였다.
- 색도는 색도계(CR-300 series Minolta Co., Japan)를 사용하여 측정하였고, 각 시료의 L(명도), a(적색도), b(황색도)을 3회 측정하여 그 평균값으로 나타내었으며, 이때 사용된 calibration plate는 L: 94.50, a : .3032, b : .3193이다.
- 시료를 —70℃로 동결건조한 후 sputter coater(Spi supplies, USA) 를 이용하여 10∼30 nm의 두께로 gold-palladium으로 도금하여 측정하고, 가속전압 20 kV에서 40배율, 500배율로 관찰하였다.
- 전반적인 기호도(overall acceptability)는 비파가루 첨가 4% >6% > 2% > 8% > 0%첨가군 순으로 좋게 평가하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용한 비파는 경남 거제산을 일괄 구입한 즉시 비파과육은 동결건조하여 —20℃를 유지한 냉동고에서 보관하면서 사용하였다. 멥쌀은 경기도 이천산 일반미를 구입하여 사용하였고, 설탕은 제일제당 정백당을, 소금은 (주)한주 꽃소금을 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 비파는 경남 거제산을 일괄 구입한 즉시 비파과육은 동결건조하여 —20℃를 유지한 냉동고에서 보관하면서 사용하였다.
- 비파는 흐르는 물에 3회 깨끗이 수세하여 씨를 제거한 후 여러번의 예비실험을 통해 비파과육가루를 제조하여 실험재료로 사용하였다. 비파과육가루 제조를 위해 1 kg씩 비파를 포장하여 —50℃ 동결기(Gudero DF8510, Ilshin Lab Co, Korea)에 넣어 동결시킨 후 다시 동결건조기(Bondiro FD5518, Ilshin Lab Co, Korea)에서 48시간 건조시킨 다음, 분쇄기(Co- mmercial Food Preparing Machine HALLDE VCB-61, Kista, Sweden)로 마쇄하여 20 mesh 체에 내려 사용하였다.
- 8 L의 물을 붓고, 미리 끓인 찜 솥(지름 26 cm, 높이 15 cm)에서 20분간 쪘다. 쪄 낸 설기떡(직경 6.5 cm, 높이 2 cm)을 솥에서 꺼내어 10분간 식힌 후 공기를 차단하기 위해 랩으로 포장하여 20℃의 incubator(B.O.D incubator Bl-81, Hanyang Scientific Equipment Co, Korea)에 저장하면서 실험재료로 사용하였다(Fig. 1).
데이터처리
- a∼c Means in a column by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Duncan's multiple range test.
- a∼e Means in a column by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Duncan's multiple range test.
- 각 실험에서 얻은 결과는 SAS(Statistical Analysis System) 통계 package를 사용하여 전체 시료에 대한 차이의 유의성은 분산분석(ANOVA)으로 분석하였고, 각 시료간의 차이는 Duncan의 다범위 검증(Duncan's multiple range test)으로 5% 범위(p<0.05) 내에서 통계적 유의성을 검증하였다(Kim & Goo 2001).
이론/모형
- 비파가루의 수분은 상압가열건조법(AOAC 1990), 조단백질은 micro-Kjeldahl 질소정량법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃ 건식회화법에 따라 정량하였다.
- 비파떡의 수분 함량은 상압가열법(AOAC 1990)에 의하여 105℃에서 1시간 건조시키고, 방냉기에서 30분간 방냉하는 과정을 반복하여 항량에 도달한 후 측정한 것을 계산하고, 3회 반복으로 실험하여 그 평균값으로 나타냈다.
- 설기떡의 초미세 구조는 선행 연구(Park et al 2011)를 참고로 하여 주사전자현미경(Scanning electron micrographs, SEM, s2380N, Hitachi, Japan)을 이용하여 측정하였다. 시료를 —70℃로 동결건조한 후 sputter coater(Spi supplies, USA) 를 이용하여 10∼30 nm의 두께로 gold-palladium으로 도금하여 측정하고, 가속전압 20 kV에서 40배율, 500배율로 관찰하였다.
성능/효과
- 미세 구조 관찰에서는 비파가루 첨가군이 약한 결합을 나타났으며, 경도는 부재료의 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향이었다. 관능 평가 결과, 신맛을 덜 느끼며 부드러운 정도와 촉촉한 정도가 알맞고, 적당한 씹힘성이 있는 4% 첨가군이 기호도에서 가장 좋게 평가하였다. 따라서 비파가루를 첨가하여 설기떡을 제조할 때 멥쌀가루에 4%를 첨가하는 것이 전반적인 기호도 면에서 적절할 것으로 보여진다.
- 비파가루의 첨가량에 따른 설기떡의 SEM(주사전자현미경) 검경한 사진은 무첨가군에 비하여 비파가루 첨가군의 설기떡 입자간의 결합력이 단단해 보였으며, 설기떡 간에 뭉쳐진 입자들이 컸다. 그리고 500배 확대한 사진에서 설기떡 입자 표면에 그물모양의 구멍들이 관찰되었으며, 비파가루의 첨가량이 증가할수록 그물 모양의 구멍들이 많이 관찰되었다. 전체적으로 보아 비파가루의 첨가는 설기떡의 전분입자를 거칠게 만들고, 변형된 전분입자 간의 결합을 다소 약하게 하는 것으로 나타났다.
- 관능 평가 결과, 신맛을 덜 느끼며 부드러운 정도와 촉촉한 정도가 알맞고, 적당한 씹힘성이 있는 4% 첨가군이 기호도에서 가장 좋게 평가하였다. 따라서 비파가루를 첨가하여 설기떡을 제조할 때 멥쌀가루에 4%를 첨가하는 것이 전반적인 기호도 면에서 적절할 것으로 보여진다. 이상의 연구를 통해서 비파가루 첨가군이 대조군보다 저장 직후부터 저장 기간 동안 낮은 경도를 나타냈으며, 설기떡에 비파가루 4%를 첨가하였을 때 떡의 품질 특성 및 기호도를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- 전반적으로 제조한 직후부터 저장기간 동안 비파가루 무첨가군의 경도가 가장 높았으며, 비파가루 첨가량이 가장 많은 8% 첨가군의 경도가 가장 낮게 나타났다. 또한 비파가루 무첨가군과 첨가군 간에는 저장기간 동안 유의적인 차이를 보였으며, 비파가루 첨가한 시료가 첨가하지 않는 시료보다 저장기간 동안 안정된 경향을 보였다. 설기떡의 경우, 당이 있는 부재료의 첨가는 떡의 노화를 늦출 수 있을 것으로 생각 되며, 이는 단호박 첨가량에 따른 떡의 품질특성의 연구(Yun & Ahn 2000)의 결과와 유사한 경향을 보인다.
- L값은 비파가루의 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향이었고, a값과 b값은 비파가루의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 나타냈다. 미세 구조 관찰에서는 비파가루 첨가군이 약한 결합을 나타났으며, 경도는 부재료의 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향이었다. 관능 평가 결과, 신맛을 덜 느끼며 부드러운 정도와 촉촉한 정도가 알맞고, 적당한 씹힘성이 있는 4% 첨가군이 기호도에서 가장 좋게 평가하였다.
- 설기떡의 경우, 당이 있는 부재료의 첨가는 떡의 노화를 늦출 수 있을 것으로 생각 되며, 이는 단호박 첨가량에 따른 떡의 품질특성의 연구(Yun & Ahn 2000)의 결과와 유사한 경향을 보인다. 본 실험에서 사용한 비파가루도 당 함량이 높기 때문에 떡에 비파가루를 첨가하였을 경우에 경도가 낮아짐으로써 떡의 경도를 낮추어 떡의 노화를 지연시킬 수 있는 것으로 사료된다. 비파가루 첨가 설기떡의 부착성(adhesiveness)은 제조한 직후에 비파가루 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였고, 비파가루 0% 첨가군이 31.
- 비파는 암세포에 대한 항암효과를 나타내었는데, 특히 유방암세포, 간암세포 및 위암세포에 대해 특이적으로 강하게 세포 독성을 나타내었다고 보고하였다(Whang et al 1996). 비파 과실의 경우, 그람 양성균인 Staphylococcus aureus와 Streptococcus mutans, 그람 음성균인 Escherichia coli에서 항균 활성이 높게 나타났다. 항산화성을 분석한 결과, 비파씨를 제거한 과실에서 74%, 비파잎에서 82%, 과피에서 52%, 과육에서 30%의 항산화성이 있다고 보고되었고, 특히 cartinoid와 유기산이 작용한다고 보고되었고(Bae et al 2002a) 아질산염 소거능 및 항돌연변이에 대한 효능이 높다고 보고하였다(Bae et al 2002b).
- 44로 가장 낮았다. 비파가루 무첨가군보다 첨가군의 경도가 더 낮았으며, 각 첨가군 간에 유의적인 차이를 나타냈다. 저장 1일째와 저장 2일째에는 무첨가군의 경우, 첨가군에 비해 경도가 유의적으로 높았으며, 첨가량이 증가할수록 경도는 낮은 경향을 보였고, 제조한 직후와 유사한 경향을 보였다.
- 비파가루를 첨가하여 제조한 설기떡의 색도 측정결과는 Table 5와 같다. 비파가루 첨가 설기떡의 L값은 비파가루 첨가량이 증가할수록 낮아 0% 첨가군이 89.06으로 가장 높았고, 8% 첨가군이 67.93으로 가장 낮아 비파가루 첨가량이 증가할수록 L값이 감소하였다. 이러한 결과는 비파가루가 열처리로 인해 갈변되었기 때문으로 생각되며, L값이 가장 낮게 나타난 비파가루 첨가량 8% 첨가군의 경우, 비파가루의 열처리로 인해 형성된 갈색의 비파가루가 다량 첨가되었기 때문으로 사료된다.
- 본 실험에서 사용한 비파가루도 당 함량이 높기 때문에 떡에 비파가루를 첨가하였을 경우에 경도가 낮아짐으로써 떡의 경도를 낮추어 떡의 노화를 지연시킬 수 있는 것으로 사료된다. 비파가루 첨가 설기떡의 부착성(adhesiveness)은 제조한 직후에 비파가루 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였고, 비파가루 0% 첨가군이 31.85로 가장 높고, 8% 첨가군이 13.59로 가장 낮았다. 저장 1일째와 저장 3일째에는 모든 첨가군에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 55%이었다. 비파가루의 첨가량이 증가할수록 수분함량은 낮았고, 0% 첨가군에서 39.18로 가장 높았고, 12% 첨가군의 경우 수분함량 36.58%로 가장 낮았다. 이와 같은 결과는 멥쌀가루에 비해 비파가루의 수분함량이 낮기 때문에 비파가루의 양이 가장 많이 첨가된 12% 첨가군이 가장 낮은 수분함량을 보인 것으로 생각된다.
- 비파가루를 첨가하여 제조한 설기떡의 관능검사 결과는 Table 7과 같다. 비파설기떡의 색(color)은 6% 첨가군이 6.40으로 가장 좋게 평가되었고, 0% 첨가군은 2.27로 상대적으로 가장 낮게 평가하였다. 향(flavor)은 비파가루를 첨가했을 때가 첨가하지 않은 무첨가군보다 높게 평가되었으며, 6% 첨가군이 6.
- 비파가루의 일반성분 분석 결과는 Table 3과 같다. 수분함량은 12.87, 조단백의 함량은 2.23, 조지방 함량은 0.55, 조회분 함량은 3.57, 조섬유의 함량은 3.89%로 나타났다. 오디가루(Kang et al 2009)에서의 오디가루는 조단백이 8.
- 따라서 비파가루를 첨가하여 설기떡을 제조할 때 멥쌀가루에 4%를 첨가하는 것이 전반적인 기호도 면에서 적절할 것으로 보여진다. 이상의 연구를 통해서 비파가루 첨가군이 대조군보다 저장 직후부터 저장 기간 동안 낮은 경도를 나타냈으며, 설기떡에 비파가루 4%를 첨가하였을 때 떡의 품질 특성 및 기호도를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- 비파가루 무첨가군보다 첨가군의 경도가 더 낮았으며, 각 첨가군 간에 유의적인 차이를 나타냈다. 저장 1일째와 저장 2일째에는 무첨가군의 경우, 첨가군에 비해 경도가 유의적으로 높았으며, 첨가량이 증가할수록 경도는 낮은 경향을 보였고, 제조한 직후와 유사한 경향을 보였다. 저장 3일째에는 무첨가군이 1.
- 적색도인 a값은 모든 첨가군에서 유의적인 차이를 보였고, 비파가루 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 나타냈으며, 8% 첨가군이 4.34로 가장 높았고, 0% 첨가군이 —0.96으로 가장 낮게 나타났다.
- 저장 1일째와 저장 3일째에는 모든 첨가군에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 전반적으로 저장기간 동안 증감을 반복하는 것으로 나타났다. 응집성(cohesiveness)은 제조한 직후, 저장 1일째와 저장 3일째에 모든 첨가군에서 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 08로 나타났다. 전반적으로 제조한 직후부터 저장기간 동안 비파가루 무첨가군의 경도가 가장 높았으며, 비파가루 첨가량이 가장 많은 8% 첨가군의 경도가 가장 낮게 나타났다. 또한 비파가루 무첨가군과 첨가군 간에는 저장기간 동안 유의적인 차이를 보였으며, 비파가루 첨가한 시료가 첨가하지 않는 시료보다 저장기간 동안 안정된 경향을 보였다.
- 전반적인 기호도(overall acceptability)는 비파가루 첨가 4% >6% > 2% > 8% > 0%첨가군 순으로 좋게 평가하였다. 전반적인 기호도 관능검사에서 4% 첨가군이 가장 높은 기호도를 보였으며, 첨가군이 무첨가군보다는 높은 기호도를 나타냈으며, 8% 첨가군은 0% 첨가군보다는 높은 기호도를 나타냈지만, 다른 첨가군에 비해 낮은 수치를 보여 과도한 비파가루의 첨가는 오히려 기호도에 부정적인 영향을 끼치는 것으로 나타났다.
- 그리고 500배 확대한 사진에서 설기떡 입자 표면에 그물모양의 구멍들이 관찰되었으며, 비파가루의 첨가량이 증가할수록 그물 모양의 구멍들이 많이 관찰되었다. 전체적으로 보아 비파가루의 첨가는 설기떡의 전분입자를 거칠게 만들고, 변형된 전분입자 간의 결합을 다소 약하게 하는 것으로 나타났다. 이는 비파가루 첨가량이 증가할수록 경도(hardness)가 낮아진다는 texture 측정과 일치된 결과를 보였으며, 흑마늘 분말을 첨가한 설기떡(Doo & Shim 2010), 천연초 열매 분말을 첨가한 설기떡(Jang et al 2012 ) 등의 연구 결과와 유사하게 나타났다.
- 떡에서 신맛은 좋게 평가되지 않는데, 신맛은 비파과육가루가 적게 첨가된 첨가군을 선호하였다. 촉촉한 정도(moistness)는 4% 첨가군을 6.67로 가장 높게 평가하였고, 0% 첨가군을 2.87로 가장 낮게 평가하였으며, 비파가루 첨가군을 좋게 평가하였다. 부드러운 정도(softness)는 4% 첨가군을 가장 선호하였고, 무첨가군을 가장 낮게 평가 하였다.
- 27로 상대적으로 가장 낮게 평가하였다. 향(flavor)은 비파가루를 첨가했을 때가 첨가하지 않은 무첨가군보다 높게 평가되었으며, 6% 첨가군이 6.47로 가장 높게 평가되었으며, 비파가루를 첨가한 첨가군이 무첨가군보다 유의적으로 차이를 나타내며 높게 평가되었다. 단맛(sweetness)은 무첨가군을 가장 낮게 평가하였고, 4%, 6%, 8% 첨가군 모두 높게 평가하였는데, 이는 비파가루에 함유된 높은 당도 때문인 것으로 사료된다.
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