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문제 정의
- 본 연구에서는 우리나라 전통 발효식품인 증편의 기호도와 영양적인 면을 보강하기 위해 식이섬유소가 풍부한 흰찰쌀보리를 첨가하여 흰찰쌀보리 증편 표준 레시피를 개발하고, 항산화능이 우수한 비트 분말을 첨가하여 흰찰쌀보리 증편의 품질 특성 및 기능성에 대해 연구하고자 한다.
제안 방법
- 2차 발효 후 가스를 제거한 후 증편틀(3.8×4.5×2 ㎜)에 붓고, 김이 오른 찜통에서 15분 간 찌고 꺼내서 5분간 뜸을 들이는 방법으로 증편을 제조하였으며, 실온에서 1시간 방냉 후 시료로 사용하였다.
- 흰찰쌀보리 분말 첨가량을 결정하기 위하여 반죽의 pH, 기계적 특성, 관능적 특성의 실험을 실시하였다. 그 결과, 흰찰쌀보리 분말 30% 첨가군이 가장 적합한 것으로 생각되어 다음 실험을 진행하였다. 비트 분말의 항산화능으로 DPPH free radical scavenging은 259.
- 기계적 텍스처는 texture analyzer(TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemere, UK)로 5회 반복하여 측정하였다. 증편은 증자하고 방냉 후 사용하였다.
- 시료의 평가는 증자 후 1시간 동안 방냉한 것을 사용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다. 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법으로 관능 특성을 평가하도록 하였다. 평가 항목은 외관(appearance), 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 질감(texture), 전반적인 기호도(overall quality)에 대하여 7에 가까울수록 큰 기호를 나타내는 7점 척도법으로 평가하였다.
- 증편 반죽을 발효 단계마다 또 증자 후에 pH를 측정하였다. 반죽과 증자된 증편을 5 g씩을 각각 취하여 45 ㎖의 증류수를 가하고, 균일하게 분산시킨 다음 pH meter(Coring340, Mettler, Toledo, UK)로 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다.
- 본 실험에서는 비트 분말의 에탄올 추출물을 가지고 위의세가지 항산화능 측정 실험을 하였으며, DPPH free radical scavenging의 경우 50%의 소거능을 가지는 농도인 IC50 값을, ferric reducing antioxidant power에서는 흡광도 값을, total phenolic content는 ㎎ GAE/g으로 결과 값을 Table 5에 나타내었다. 비트 분말의 IC50 값은 259.
- 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 항산화능은 DPPH free radical scavenging, ferric reducing antioxidant power, total phenolic content을 실시하였으며, 결과는 Fig. 2와 같다.
- 비트 분말의 항산화능 측정으로 DPPH free radical scavenging, ferric reducing antioxidant power, total phenolic content 측정을 실시하였다. DPPH free radical scavenging은 분자 내에 비교적 안정한 radical을 가지고 있는 짙은 보라색의 화합물인 DPPH가 항산화 효과가 있는 물질과 만나면 radical이 소거되어 탈색되는 원리를 이용한 것이다(Han 등 2007).
- 상층액 5 ㎖를 취하여 증류수 5 ㎖와 혼합한 다음 0.1% ferric choride(FeCl3 · H2O) 1㎖ 첨가하고, 700 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 환원력은 흡광도 값으로 나타내었다.
- 수분은 적외선 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Coorporation, Zurich, Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 각 시료를 0.
- 제품의 관능검사는 숙명여자대학교 식품영양학과 대학원에 재학 중인 25명을 선정하여 충분한 지식과 용어, 평가기준 등을 숙지시킨 후, 평가에 응하도록 하였다. 시료의 평가는 증자 후 1시간 동안 방냉한 것을 사용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다. 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법으로 관능 특성을 평가하도록 하였다.
- 천연 기능성 소재인 비트와 식이섬유소가 풍부한 흰찰쌀보리를 식품에 이용하여 증편을 만들고, 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 기능성 및 품질 특성을 검토하였다.
- Total phenolic content는 Folin-Ciocalteu 방법(Swian & Hillis 1959)을 이용하여 측정하였으며, gallic acid를 표준물질로 사용하여 계산하였다. 추출물 150 ㎕에 증류수 2,400 ㎕, 그리고 2 N Folin-Ciocalteu 시약 50 ㎕를 시험관에 넣어 교반한 뒤 3분간 반응시켰다.
- 추출물 9 ㎖에 DPPH solution(1.5×10-4 M) 3 ㎖를 가하여 교반한 다음, 실온에서 30분간 방치 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였으며, DPPH free radical 소거 활성은 대조구와 비교하여 아래 식에 의해 DPPH free radical을 50% 소거하는 농도인 IC50으로 3회 반복하여 얻은 평균값으로 나타내었다.
- 증편은 증자하고 방냉 후 사용하였다. 측정조건은 Pre-test는 1.00 ㎜/sec, Test는 5.0 ㎜/sec, Post test 5.0 ㎜/sec, Distance는 10.0 ㎜, Time은 5.00 sec, Trigger Force는 5.0 g, 직경 75 ㎜의 probe compression plate을 사용하여 경도(hardness), 부착성(adhesive- ness), 탄성(springiness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess), 응집성(cohesiveness)을 측정하였으며, 5회 반복하여 얻은 평균값으로 나타내었다.
- 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법으로 관능 특성을 평가하도록 하였다. 평가 항목은 외관(appearance), 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 질감(texture), 전반적인 기호도(overall quality)에 대하여 7에 가까울수록 큰 기호를 나타내는 7점 척도법으로 평가하였다.
- 흰찰쌀보리 분말 첨가 비율이 정해진 후 멥쌀과 흰찰보리 분말 혼합을 100%로 보았을 때, 비트 분말 0, 2, 4, 6, 8% 첨가군으로 설정하였다(Table 1). 위의 흰찰쌀보리 증편 제조 방법과 동일한 조건 하에서 증편을 제조하여 본 연구 실험에 사용하였다.
- 흰찰쌀보리 분말 첨가량을 결정하기 위하여 반죽의 pH, 기계적 특성, 관능적 특성의 실험을 실시하였다. 그 결과, 흰찰쌀보리 분말 30% 첨가군이 가장 적합한 것으로 생각되어 다음 실험을 진행하였다.
- 흰찰쌀보리 분말의 첨가량 설정을 위하여 예비실험을 통하여 적절한 recipe를 선정하고, 여기에 흰찰쌀보리 분말을 첨가하여 제조하였다. 흰찰쌀보리 분말은 멥쌀가루를 100%으로 보았을 때 0, 15, 30, 45, 60% 첨가군으로 설정하였다. 실험 조건에 맞게 제조한 반죽은 35℃ 항온기에서 4시간 동안 1차 발효시킨 후 교반하여 가스를 제거하고, 동일한 조건에서 1시간 동안 2차 발효를 실시하였다.
- 흰찰쌀보리 분말의 첨가량 설정을 위하여 예비실험을 통하여 적절한 recipe를 선정하고, 여기에 흰찰쌀보리 분말을 첨가하여 제조하였다. 흰찰쌀보리 분말은 멥쌀가루를 100%으로 보았을 때 0, 15, 30, 45, 60% 첨가군으로 설정하였다.
대상 데이터
- 흰찰쌀보리 분말 첨가 비율이 정해진 후 멥쌀과 흰찰보리 분말 혼합을 100%로 보았을 때, 비트 분말 0, 2, 4, 6, 8% 첨가군으로 설정하였다(Table 1). 위의 흰찰쌀보리 증편 제조 방법과 동일한 조건 하에서 증편을 제조하여 본 연구 실험에 사용하였다.
- 제품의 관능검사는 숙명여자대학교 식품영양학과 대학원에 재학 중인 25명을 선정하여 충분한 지식과 용어, 평가기준 등을 숙지시킨 후, 평가에 응하도록 하였다. 시료의 평가는 증자 후 1시간 동안 방냉한 것을 사용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다.
- 증편 반죽의 제조에 사용된 쌀은 일반미 시판품을 구입하여 사용하였으며, 탁주는 서울 장수막걸리(서울탁주 성동연합제조장), 소금은 정제염(제일제당), 설탕은 정백설탕(제일제당), 비트 분말(㈜토종마을, 서울), 흰찰쌀보리 분말(군산시 농업기술센터)을 사용하였다.
데이터처리
- 1) a~c Values with different letter within a column differ significantly by Duncan’s multiple range test.
- 1) a~d Values with different letter within a column differ significantly by Duncan’s multiple range test.
- 1) a~e Values with different letter within a column differ significantly by Duncan’s multiple range test.
- a : Values with different letters within a row differ significantly by Duncan's multiple range test.
- 각 실험군 간의 유의성 검증을 위하여 일원배치분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였으며, 유의성이 있는 경우 사후검증으로 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.
- 모든 자료의 통계처리는 SPSS package(Statistical Analysis Program, version 20)를 이용하여 평균(Mean)과 표준편차(S.D.)로 나타내었다. 각 실험군 간의 유의성 검증을 위하여 일원배치분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였으며, 유의성이 있는 경우 사후검증으로 Duncan’s multiple range test를 실시하였다.
이론/모형
- 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) free radical에 대한 소거 효과는 Blios MS(1953) 방법에 준하여 측정하였다. 추출물 9 ㎖에 DPPH solution(1.
- Ferric reducing antioxidant power는 Yildirin 등(2001)의 방법에 준하여 측정하였다. 추출물 2.
- Total phenolic content는 Folin-Ciocalteu 방법(Swian & Hillis 1959)을 이용하여 측정하였으며, gallic acid를 표준물질로 사용하여 계산하였다.
성능/효과
- C와 BHT 첨가군이 무첨가군보다는 높으나 비트 분말 첨가군보다는 낮으며, Park SS(2011) 모시풀잎 분말 7% 첨가군이 0.371±0.10을 보여주어 본 실험의 ferric reducing antioxidant power보다 높은 환원력을 보여주었다.
- DPPH free radical scavenging은 비트 분말 4%, 6%, 8% 첨가군에서 50% 이상의 소거능을 보였으며, 비트 분말 첨가량이 증가함에 따라 농도 의존적으로 DPPH free radical scavenging도 유의적으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. Park YM(2010)의 유기쌀과 일반쌀의 메탄올 추출물의 DPPH free radical scavenging은 21.
- 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 항산화능에서 DPPH free radical scavenging은 비트 분말의 첨가량이 증가함에 따라 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였으며, 4, 6, 8% 첨가 군에서 50% 이상의 소거활성을 보여주었다. Ferric reducing antioxidant power에서도 역시 비트 분말 첨가량이 증가함에 따라 농도 의존적으로 흡광도 값이 증가하는 경향을 보여주었으며, total phenolic content 역시 비트 분말의 첨가량이 증가함에 따라 페놀 함량이 유의적으로 증가하는 경향을 보여주었다.
- Total phenolic content를 측정하기 위해 gallic acid를 기준 물질로 하여 표준곡선을 작성하여 결과를 얻었으며, 그 결과값은 추출물 농도 0.1 ㎎/㎖의 농도에서 15.29±0.04 ㎎ GAE /g을 얻었다.
- 이러한 경향은 복분자 증편(Choi & Seo 2012), 로즈마리 증편(Kang 등 2006)과 유사한 경향을 보였다. 검성과 씹힙성 또한 경도와 비슷한 경향으로 대조구가 가장 낮은 값을 나타내었으며, 비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 응집력은 비트 분말 4% 첨가구가 가장 높았으나, 유의적으로 차이를 나타내지는 않았다.
- 경도는 비트 분말 8% 첨가군이 3,605.62±122.87 g/㎠로 가장 높았으며, 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다.
- 색도에서 L값은 비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을, a값은 비트 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, b값은 무첨가군이 비트 분말 첨가군에 비해 낮은 값을 나타냈으며, 비트 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 관능적 특성의 경우 비트 분말 4% 첨가군이 모든 항목에서 가장 높은 평가를 받았으며, 비트 분말의 첨가량이 증가하는 경우 외관과 색에서 무첨군보다 낮은 점수를 받은 것으로 보아, 색이 진해지면 사람들에게 거부감을 줄 수 있는 것으로 판단되었다.
- 명도(L값)는 무첨가군에서 66.82±0.30으로 가장 높았으며, 비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다.
- 흰찰쌀보리 분말 첨가량을 위한 관능적 특성은 Table 4와 같다. 모든 항목에서 유의적인 차이를 보였으며, 모든 항목에서 흰찰쌀보리 분말 30% 첨가군이 높은 점수로 평가되었다. 30% 이상을 첨가한 첨가군들은 무첨가군에 비해 대부분 낮은 점수를 받았는데, 이것은 첨가비율이 높을수록 기계적 특성에서 보았듯이 경도와 씹힙성, 검성이 증가하면서 낮은 점수를 받게 된 것이라 생각되며, 30% 초과 첨가 시 흰찰쌀보리 분말이 수분 흡수를 많이 하여 증자 시 망상구조를 형성하는 것을 막아 잘 부풀지 못하여 낮은 점수를 받은 것으로 생각된다(Jung 등 2004).
- 무첨가군의 경도는 1,412.76±21.22 g/㎠로 나타났으며, 흰찰쌀보리 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보이다가 다시 증가하는 경향을 보였다.
- 반죽 직후 pH는 대조군이 pH 5.68±0.02로 가장 높았으며, 흰찰쌀보리 분말 첨가량이 증가할수록 pH가 감소하는 경향을 보였으며, 발효가 일어날수록 무첨가군과 흰찰쌀보리 분말 첨가군 모두 pH가 유의적으로 감소하였다.
- 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 기계적 특성 중 경도는 무첨가군이 가장 낮았고, 비트 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며, 씹힙성과 검성 역시 경도와 비슷한 경향을 보였다. 색도에서 L값은 비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을, a값은 비트 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, b값은 무첨가군이 비트 분말 첨가군에 비해 낮은 값을 나타냈으며, 비트 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.
- 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 항산화능에서 DPPH free radical scavenging은 비트 분말의 첨가량이 증가함에 따라 농도 의존적으로 증가하는 경향을 보였으며, 4, 6, 8% 첨가 군에서 50% 이상의 소거활성을 보여주었다. Ferric reducing antioxidant power에서도 역시 비트 분말 첨가량이 증가함에 따라 농도 의존적으로 흡광도 값이 증가하는 경향을 보여주었으며, total phenolic content 역시 비트 분말의 첨가량이 증가함에 따라 페놀 함량이 유의적으로 증가하는 경향을 보여주었다.
- 비트 분말의 항산화능으로 DPPH free radical scavenging은 259.52±0.03 ㎍/㎖를 보였으며, ferric reducing antioxidant power는 0.44±0.01을 나타냈으며, total phenolic content는 15.29±0.04 ㎎ GAE/g으로 나타났다.
- 비트 첨가 흰찰쌀보리 증편의 pH는 앞의 실험과 비슷한 경향을 보였는데, 비트 분말 무첨가군의 초기 pH가 가장 낮았고, 비트 분말의 첨가량이 증가할수록 높아지며, 발효시간이 지남에 따라 유의적으로 pH가 낮아지는 경향을 보였다.
- 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 기계적 특성 중 경도는 무첨가군이 가장 낮았고, 비트 분말 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며, 씹힙성과 검성 역시 경도와 비슷한 경향을 보였다. 색도에서 L값은 비트 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을, a값은 비트 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였으며, b값은 무첨가군이 비트 분말 첨가군에 비해 낮은 값을 나타냈으며, 비트 분말의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 관능적 특성의 경우 비트 분말 4% 첨가군이 모든 항목에서 가장 높은 평가를 받았으며, 비트 분말의 첨가량이 증가하는 경우 외관과 색에서 무첨군보다 낮은 점수를 받은 것으로 보아, 색이 진해지면 사람들에게 거부감을 줄 수 있는 것으로 판단되었다.
- 이러한 결과로 보아 증편에 흰찰쌀보리 분말을 첨가 시 30% 첨가가 가장 적절하며, 흰찰쌀보리 증편에 비트 분말을 첨가할 경우 기능성 및 품질 특성 부분에서 비트 분말 4% 첨가군이 가장 적합할 것으로 생각된다.
- 비트 분말 첨가 흰찰쌀보리 증편의 관능적 특성 결과는 Table 9와 같다. 전반적인 항목에서 비트 분말 4% 첨가군이 가장 높은 값을 얻었으며, 첨가량에 따라 모두 유의적인 차이를 보였다. 색(color)은 첨가량이 증가할수록 기호도가 증가하다가 6%, 8% 첨가군에서 낮아졌는데, 이는 비트 첨가로 인해 증편의 색감이 너무 진한 적색이 되었기 때문으로 사료된다.
- 흰찰쌀보리 분말 첨가량을 위한 기계적 조직감은 Table 3과 같다. 흰찰쌀보리 분말 첨가 증편의 제조 직후에 첨가량에 따른 경도, 점착성, 탄력성, 씹힘성, 검성은 유의적인 차이를 보였다.
후속연구
- Kang 등(2006)의 로즈마리 첨가 증편 연구에서 수분 함량은 대조군 증편이 가장 높았으며, 로즈마리 첨가량이 증가할수록 수분 함량이 유의적으로 감소함을 보였으며, Yoo & Shim(2006)의 타피오카 분말 첨가 증편의 수분 함량도 역시 대조군의 수분 함량이 가장 높았으며, 타피오카 분말 첨가량이 증가할수록 수분 함량이 감소하는 유의적인 차이를 보였다. 위의 연구처럼 물 배합량을 동일하게 첨가하여 수분 함량이 낮은 비트 분말의 첨가량이 증가함에 따라 전체 증편의 수분 함량이 감소된 결과를 예상했으나, 본 연구 실험에서 위와 같은 결과를 얻지 못하였다. Choi & Lee(1993)의 연구에서 수분 함량은 유의적인 차이는 보였으나, 본 실험과 같이 일정한 경향을 보이지 않는 것으로 나타났다.
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