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문제 정의
- 본 연구에서는 근래 소비가 늘고 있는 흑미가루에 김 분말을 첨가하여 쿠키를 제조한 후 이들 쿠키의 품질특성과 항산화 활성을 측정하여 기능성 쿠키를 개발하고자 하였다.
- 본 연구에서는 김 분말의 첨가 비율을 달리하여 쿠키를 제조하여 이들 쿠키의 이화학적 제품특성 및 항산화 활성을 분석하였다. 김 분말 첨가 쿠키의 수분함량은 3.
가설 설정
- 1)Data represent the means±SD (n=3).
- 1)Values with the different superscript within the same row are significantly different at p<0.05.
- 2)Data represent the means±SD (n=3).
- 2)Values with the different superscript within the same column are significantly different at p<0.05.
- 2)Values with the same superscript within the same row are not significantly different at p<0.05.
제안 방법
- 각 시료의 특성은 9점 기호 척도를 이용하였으며, 특성이 좋을 수록 높은 점수를 기록하는 방법으로 하였다. 검사항목은 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 바삭거리는 정도(crispness) 및 전체적인 기호도(overall acceptance)로 하였다.
- 쿠키 반죽의 pH 측정을 위해 500 mL 비이커에 3 g의 시료와 10배의 증류수를 넣고 으깨어 10분 동안 40℃에서 sonication을 시켜준 다음, 7분 동안 stirrer에 올려놓고 균질하게 교반하였다. 교반 후, 3,000 rpm에서 10분간 원심분리한 후 상등액을 취하여 pH meter(420 Benchtop, Orion Research, Beverly, MA, USA)로 pH를 3회 반복 측정하고 평균값을 구하였다.
- 김 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 항산화활성을 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능으로 측정하였고 그 결과는 Table 7에 나타내었다. DPPH radical 소거활성은 김 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 18.
- 쿠키는 여러 차례 예비실험을 거쳐 Table 1과 같은 재료배합으로 제조하였다. 김 분말을 첨가하지 않고 제조한 쿠키를 대조군으로 하였고, 실험군은 밀가루에 대해 김 분말을 1.25%, 6.25%, 8.75%의 비율로 첨가하여 제조하였다. 정확히 계량한 버터를 반죽기(MUM54420, BOSCH, Munich, Germany)에 넣고 고속에서 부드럽게 혼합한 후 설탕과 소금을 넣어 혼합하여 크림상태로 만들고, 계란을 조금씩 혼합하면서 부드럽고 매끈한 반죽이 되도록 하였다.
- 김의 첨가 정도를 달리하여 제조한 쿠키 표면의 색도 측정은 색차계(Chrome Meter CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 표시하였다. 각 시료 당 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었으며, 이때 표준백색판의 L, a, b 값은 각각 97.
- 영양조리과학을 전공하는 대학생 패널 20명을 대상으로 김의 첨가수준에 따른 쿠키의 관능적인 특성을 평가하였다. 동일한 크기의 쿠키를 무작위로 조합된 세자리 난수표로 구분하여 일회용 접시에 담아서 제시하였다. 각 시료의 특성은 9점 기호 척도를 이용하였으며, 특성이 좋을 수록 높은 점수를 기록하는 방법으로 하였다.
- 영양조리과학을 전공하는 대학생 패널 20명을 대상으로 김의 첨가수준에 따른 쿠키의 관능적인 특성을 평가하였다. 동일한 크기의 쿠키를 무작위로 조합된 세자리 난수표로 구분하여 일회용 접시에 담아서 제시하였다.
대상 데이터
- 마른 김은 잘게 믹서로 곱게 마쇄하여 분말형태로 제조한 후, 플라스틱 용기에 밀봉하여 공기와의 접촉을 차단하면서 -20℃에서 보관하였다. 박력분 밀가루(큐원, 아산, 한국), 흑미가루(태평양물산 주식회사, 안산, 한국), 버터(서울우유, 양주, 한국), 백설탕(CJ 제일제당, 인천, 한국), 소금(사조해표, 나주, 한국), 계란(풀무원, 음성, 한국)은 시판품을 구입하여 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 김은 2012년 12월 완도의 양식장에서 채취된 물길(Porphyra tenera)을 가공공장에서 건조 및 화입하여 마른 김으로 가공한 후 속 단위(100장)로 포장한 것을 직접 구입하였다. 마른 김은 잘게 믹서로 곱게 마쇄하여 분말형태로 제조한 후, 플라스틱 용기에 밀봉하여 공기와의 접촉을 차단하면서 -20℃에서 보관하였다.
- , Middleboro, MA, USA)를 사용하여 경도(hardness) 값을 나타내었다. 측정에 사용한 probe는 TA25/1000, test type: TPA, target type: % deformation, target value: 60%, trigger load: 6 g, test speed: 0.50 mm/sec, sample height: 7 mm, sample width:25 mm, sample length: 25 mm이었다. 분석조건은 pre-test speed 3 mm/sec, test speed 0.
데이터처리
- 모든 결과는 3회 반복실험에 대한 평균(mean)±표준편차(standard deviation)로 나타내었다.
- 실험결과에 대한 통계처리는 SPSS software package(Version 17.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 각 처리군 간의 유의성에 대한 검증은 ANOVA를 이용하여 유의성을 확인한 후(p<0.05), Duncan's multiple test를 이용하여 분석하였다.
이론/모형
- 제조한 쿠키의 일반성분은 AOAC official method(1995)에 따라 분석하였다. 수분함량은 105℃ 상압가열건조법에 의해 측정하였고, 회분함량은 550℃에서 직접회화법에 의해 분석하였다. 조지방은 Soxhlet법으로 측정하였고, 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법으로 측정된 질소량에 질소계수 5.
- 제조한 쿠키의 일반성분은 AOAC official method(1995)에 따라 분석하였다. 수분함량은 105℃ 상압가열건조법에 의해 측정하였고, 회분함량은 550℃에서 직접회화법에 의해 분석하였다.
- 수분함량은 105℃ 상압가열건조법에 의해 측정하였고, 회분함량은 550℃에서 직접회화법에 의해 분석하였다. 조지방은 Soxhlet법으로 측정하였고, 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법으로 측정된 질소량에 질소계수 5.95를 곱하여 산출하였다.
- 총 폴리페놀 함량은 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색으로 발색되는 원리를 이용한 Folin- Denis 방법에 따라 분석하였다. 쿠키 3 g에 12 mL의 메탄올을 가하여 40℃에서 5분간 sonication 한 후, 3,000 rpm에서 10분간 원심분리하여 상층액을 얻어 쿠키 추출물로 하였다.
- 쿠키 추출물의 전자공여능을 ABTS assay로 측정하였다. 96-well plate에 농도별 추출물 100 μL와 0.
- 쿠키 추출물의 전자공여능을 DPPH assay로 측정하였다. 96-well plate에 농도별 추출물 100 μL와 0.
성능/효과
- 1로 증가하였다. ABTS radical 소거활성도 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며, DPPH radical 소거활성에 비해 높은 활성도를 보였다. 김 분말을 첨가하지 않은 쿠키의 ABTS radical 소거활성은 27.
- 김 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 항산화활성을 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거능으로 측정하였고 그 결과는 Table 7에 나타내었다. DPPH radical 소거활성은 김 분말을 첨가하지 않은 대조군에서 18.4%로 나타났고, 김 분말을 1.25%, 6.25% 및 8.75%까지 첨가한 쿠키에서는 DPPH radical 소거활성이 각각 20.7%, 29.1% 및 33.1로 증가하였다. ABTS radical 소거활성도 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며, DPPH radical 소거활성에 비해 높은 활성도를 보였다.
- DPPH 및 ABTS radical 소거활성은 김 분말 함량이 증가할수록 높은 것으로 확인되었고, 쿠키의 항산화활성은 쿠기에 함유된 총 폴리페놀 함량에 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 이는 김에 함유된 다양한 폴리페놀 화합물에 기인하는 것으로 사료되며, 이들 생리활성 물질들에 의한 항산화, 암 예방, 염증 억제 등의 건강기능성이 보고되고 있다(Bocanegra A 등 2009, O’Sullivan AM 등 2011).
- 쿠키의 총 폴리페놀 함량은 김 분말 첨가량에 비례하여 증가하였고, 대조군 및 각 실험군에서 통계적으로 유의성 있는 증가를 나타냈다. DPPH와 ABTS radical 소거능 역시, 김 분말 첨가군이 대조군에 비해 radical 소거활성이 높게 나타나 김 분말 첨가량이 증가할수록 항산화활성도 증가하는 것으로 보인다. 관능검사에서 맛, 색, 바삭거리는 정도 및 전반적인 기호도 평가에서 김 분말을 6.
- 동일한 크기의 쿠키를 무작위로 조합된 세자리 난수표로 구분하여 일회용 접시에 담아서 제시하였다. 각 시료의 특성은 9점 기호 척도를 이용하였으며, 특성이 좋을 수록 높은 점수를 기록하는 방법으로 하였다. 검사항목은 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 바삭거리는 정도(crispness) 및 전체적인 기호도(overall acceptance)로 하였다.
- DPPH와 ABTS radical 소거능 역시, 김 분말 첨가군이 대조군에 비해 radical 소거활성이 높게 나타나 김 분말 첨가량이 증가할수록 항산화활성도 증가하는 것으로 보인다. 관능검사에서 맛, 색, 바삭거리는 정도 및 전반적인 기호도 평가에서 김 분말을 6.25% 첨가한 쿠키가 가장 선호도가 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통하여 김은 항산화 활성이 우수한 소재이며 김 분말을 첨가하여 쿠키를 제조할 때 첨가하는 적정 수준은 밀가루 중량 대비 6.
- 김 분말 첨가량이 증가할수록 pH는 6.79~6.48로 대조군(6.87)에 비해 다소 감소하는 경향을 보였고, 당도는 1.9~2.0°Brix까지 증가하였으며, 대조군과 첨가군 사이에 유의적인 차이를 보였다.
- 41로 가장 높은 점수를 보였다. 김 분말을 8.75% 첨가한 쿠키에서는 색, 맛, 질감, 향 및 전반적인 만족도가 6.25% 첨가군에 비해 다소 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 쿠키에 김 분말을 첨가할 때는 밀가루 중량의 6.
- ABTS radical 소거활성도 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 높게 나타났으며, DPPH radical 소거활성에 비해 높은 활성도를 보였다. 김 분말을 첨가하지 않은 쿠키의 ABTS radical 소거활성은 27.1%로 가장 낮은 값을 나타내었고, 김 분말 함량이 1.25%와 6.25% 쿠키에서는 각각 30.8%와 47.7%의 ABTS radical 억제활성을 나타냈다. 김 분말 함량이 8.
- 쿠키 제조에 사용한 김의 일반성분 분석 결과는 Table 2와 같다. 김의 수분과 회분 함량은 각각 9.37% 및 9.14%였으며, 조단백질과 조지방 함량은 35.38%와 0.71%로 나타났다. 이는 한국산업규격에서 규정하고 있는 마른김의 수분(9.
- 05). 바삭거리는 정도는 대조군과 각 첨가군에서 유의적인 차이를 보였으며, 김 분말을 5% 첨가한 쿠키가 6.68로 가장 높은 점수를 나타냈다. 향은 김 분말을 첨가한 쿠키가 대조군에 비해 높은 선호도 점수를 보였다.
- 김 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 경도 측정 결과는 Table 6과 같다. 본 실험에 사용한 마른 김은 수분함량이 9.37%로 김 첨가량에 비례하여 쿠키의 경도가 증가함을 확인하였다. 김 분말을 1.
- 김 분말을 첨가하여 제조한 쿠키의 색, 맛, 바삭거리는 정도, 향 및 전반적인 만족도에 대한 관능검사 결과는 Table 8과 같다. 색에 대한 선호도 측정 결과, 대조군에 비해 김 분말 첨가량이 증가할수록 높은 값을 나타냈다. 김 분말을 1.
- 25% 첨가군에 비해 다소 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 쿠키에 김 분말을 첨가할 때는 밀가루 중량의 6.25% 수준에서 첨가하는 것이 색, 맛, 바삭거리는 정도, 향 및 전반적인 만족도를 높일 수 있을 것으로 사료된다.
- 25% 첨가한 쿠키가 가장 선호도가 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통하여 김은 항산화 활성이 우수한 소재이며 김 분말을 첨가하여 쿠키를 제조할 때 첨가하는 적정 수준은 밀가루 중량 대비 6.25% 수준이 가장 적당할 것으로 사료된다.
- 25% 첨가군에 비해 다소 감소하였다. 전반적인 기호도는 대조군과 각 첨가군에서 유의적인 차이를 보였으며, 김 분말 6.25% 첨가군에서 7.41로 가장 높은 점수를 보였다. 김 분말을 8.
- 쿠키의 조지방 함량은 대조군과 실험군 사이의 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 모든 쿠키에서 34%로 높은 경향을 보였다. 조단백질은 쿠키에 첨가하는 김 분말 함량이 증가할수록 높은 것으로 나타났다. 김 분말 첨가량이 증가할수록 pH는 6.
- 5 mg이었으나 김 분말의 첨가량에 비례하여 쿠키에 함유된 총 폴리페놀 함량이 증가하였다. 즉, 김 분말을 1.25%, 6.25% 및 8.75% 첨가한 쿠키에서 총 폴리페놀 함량은 각각 11.4 mg, 12.5 mg 및 15.0 mg으로 이는 김 분말을 첨가하지 않은 쿠키에 비해 총 폴리페놀 함량이 1.3~1.8배까지 증가한 수치였다. 김을 비롯한 홍조류에는 catechin, phlorotanin, fucoxanthin 등과 같은 폴리페놀 화합물이 풍부한 것으로 보고되고 있으며(Yan X 등 1996, Yan X 등 1999), 이들 폴리페놀 화합물이 김 분말 첨가 쿠키의 총 폴리페놀 함량을 증가시킨 것으로 사료된다.
- 쿠키의 색도 측정에서 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b)는 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 통계적으로 유의성 있게 감소하였다. 쿠키의 경도는 김 분말 함량이 증가함에 따라 대조군에 비해 증가하여 김 분말을 8.75% 첨가한 쿠키의 경도가 가장 높은 값을 보였다. 쿠키의 총 폴리페놀 함량은 김 분말 첨가량에 비례하여 증가하였고, 대조군 및 각 실험군에서 통계적으로 유의성 있는 증가를 나타냈다.
- 쿠키의 밝은 정도를 나타내는 L값은 김 분말을 첨가하지 않은 대조군이 59.99로 가장 높게 나타났으며, 김 분말 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며 김 분말을 8.75% 첨가한 쿠키에서는 45.10으로 가장 낮게 나타났다(p<0.05).
- 김 분말 첨가량을 달리하여 제조한 쿠키의 일반성분 분석 결과는 Table 3과 같다. 쿠키의 수분함량은 대조군에서는 2.86%로 가장 낮았고, 김 분말 첨가량이 증가할 수록 3.52~4.84%로 높아지는 경향을 보였다. 이는 김 분말에 함유된 점질 다당류가 수분을 흡수하여 쿠키의 수분 함량이 증가한 것으로 사료된다.
- 이는 쿠키 제조에 325 g의 버터가 첨가되었으므로 다소 높은 지방 함량을 보인 것으로 사료된다. 쿠키의 조단백질 함량은 대조군에서는 9.52%로 나타났으며, 김 분말 첨가량이 1.25%에서 8.75%까지 증가함에 따라 9.71~11.29%로 증가하였다. 이는 김 자체에 함유된 아미노산 및 단백질 성분에 의한 것으로 사료된다.
- 5배 높은 회분함량을 나타냈다. 쿠키의 조지방 함량은 대조군과 실험군 사이의 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 모든 쿠키에서 34%로 높은 경향을 보였다. 이는 쿠키 제조에 325 g의 버터가 첨가되었으므로 다소 높은 지방 함량을 보인 것으로 사료된다.
- 75% 첨가한 쿠키의 경도가 가장 높은 값을 보였다. 쿠키의 총 폴리페놀 함량은 김 분말 첨가량에 비례하여 증가하였고, 대조군 및 각 실험군에서 통계적으로 유의성 있는 증가를 나타냈다. DPPH와 ABTS radical 소거능 역시, 김 분말 첨가군이 대조군에 비해 radical 소거활성이 높게 나타나 김 분말 첨가량이 증가할수록 항산화활성도 증가하는 것으로 보인다.
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