This study investigated the quality characteristics of cookies containing capsaicin, the main source of spicy taste in pepper, which is well known for its various functions such as anti-oxidant, anti-cancer, anti-inflammatory, and anti-obesity activities, as well as pain-relief effect. Cookie sample...
This study investigated the quality characteristics of cookies containing capsaicin, the main source of spicy taste in pepper, which is well known for its various functions such as anti-oxidant, anti-cancer, anti-inflammatory, and anti-obesity activities, as well as pain-relief effect. Cookie samples were made by adding the capsaicin powder at different levels, including 40 mg% (C1), 85 mg% (C2), and 150 mg% (C3). In this study, measurement of the moisture, pH, color, spread factor, hardness, anti-oxidant activity, and sensory evaluation of the cookies was carried out. The results showed that the anti-oxidant activity increased when more capsaicin powder was added to the cookies (p<0.001). The moisture also increased with increasing capsaicin powder content (p<0.05), while the pH did not show any significant changes. As for the colors, the L value and b value decreased as more capsaicin powder was added, while the a value increased. The spread factor also increased significantly with the increase of capsaicin powder (p<0.01). Although the hardness increased with capsaicin powder content, no statistically significant differences were observed among the various cookies. In the sensory evaluation, Cookies containing 40 mg of capsaicin obtained the highest score in color, while cookies containing 150 mg of capsaicin showed the highest score in taste, texture, and overall acceptability.
This study investigated the quality characteristics of cookies containing capsaicin, the main source of spicy taste in pepper, which is well known for its various functions such as anti-oxidant, anti-cancer, anti-inflammatory, and anti-obesity activities, as well as pain-relief effect. Cookie samples were made by adding the capsaicin powder at different levels, including 40 mg% (C1), 85 mg% (C2), and 150 mg% (C3). In this study, measurement of the moisture, pH, color, spread factor, hardness, anti-oxidant activity, and sensory evaluation of the cookies was carried out. The results showed that the anti-oxidant activity increased when more capsaicin powder was added to the cookies (p<0.001). The moisture also increased with increasing capsaicin powder content (p<0.05), while the pH did not show any significant changes. As for the colors, the L value and b value decreased as more capsaicin powder was added, while the a value increased. The spread factor also increased significantly with the increase of capsaicin powder (p<0.01). Although the hardness increased with capsaicin powder content, no statistically significant differences were observed among the various cookies. In the sensory evaluation, Cookies containing 40 mg of capsaicin obtained the highest score in color, while cookies containing 150 mg of capsaicin showed the highest score in taste, texture, and overall acceptability.
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문제 정의
이에 본 연구에서는 기능성 식품 개발의 일환으로 기존 연구에서 생리활성이 잘 알려진 캡사이신 분말을 쿠키에 응용하고자 한다. 즉, 쿠키의 매운 단계를 KS 규격에서 김치의 매운맛을 3단계로 구분한 것을 참고하여 밀가루 100 g에 대하여 캡사이신을 40 mg(순한 맛), 85 mg(보통 매운 맛) 및 150 mg(매운 맛)으로 첨가하여 쿠키를 제조한 후, 쿠키의 물성과 관능적 특성 및 항산화성을 측정함으로써 맛과 품질이 우수한 쿠키를 개발하고자 하였다.
제안 방법
두께는 6개의 쿠키를 수직으로 쌓아올려 높이를 측정하고, 무작위로 순서를 바꾸어 다시 쌓아올려 높이를 측정해 얻은 수치를 6으로 나누어 쿠키 한 개의 평균값을 얻었다. 3회 반복 측정하여 평균 직경과 두께 값을 구하였다.
이때 기호도의 평가항목은 색(color), 맛(taste), 풍미(flavor), 조직감(texture) 그리고 전체적인 기호도(acceptability)로서 각 항목별로 5점 척도법(아주 좋아한다: 5점, 보통이다: 3점, 아주 싫어한다: 1점)으로 평가하였다. 시료는 일정한 크기의 쿠키 총 4개를 똑같은 1회용 종이접시 위에 담아 제공하였으며, 평가 사이에 입안을 헹굴 수 있도록 증류수와 컵을 함께 제시하였다.
캡사이신 쿠키의 관능검사는 식품영양학과 여대생 30명을 관능요원으로 선발하여 실험목적과 관능항목에 관하여 충분히 인지할 수 있도록 설명하여 훈련시킨 후 실시하였다. 이때 기호도의 평가항목은 색(color), 맛(taste), 풍미(flavor), 조직감(texture) 그리고 전체적인 기호도(acceptability)로서 각 항목별로 5점 척도법(아주 좋아한다: 5점, 보통이다: 3점, 아주 싫어한다: 1점)으로 평가하였다. 시료는 일정한 크기의 쿠키 총 4개를 똑같은 1회용 종이접시 위에 담아 제공하였으며, 평가 사이에 입안을 헹굴 수 있도록 증류수와 컵을 함께 제시하였다.
캡사이신은 고추의 매운 성분으로 항산화 작용, 함암 작용, 항염증 작용, 통증 완화 작용 및 항비만 작용 등을 갖고 있다. 이와 같은 기능을 쿠키에 응용하고자 캡사이신 농도를 40 mg%(C1), 85 mg%(C2) 및 150 mg%(C3)를 함유한 쿠키를 제조하고, 그 품질의 이화학적, 관능적 특성 및 항산화성을 조사하였으며, 결과는 다음과 같다.
쿠키의 수분 함량은 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Corporation, Nanikon, Switzerland)로 측정하였다. 즉, 시료를 homogenizer(MS-HMG 2400, Global LAB)로 균질화 시킨 후 1 g을 취하여 150℃, 10분간 측정하였다. 쿠키의 pH 는 쿠키 10 g을 증류수 90 mL와 함께 Homogenizer(HR 2860, Philips, China)로 10초간 균질화한 후 여과(Whatman No.
즉, 시료용액 4 mL에 DPPH 용액(1.5 M×10－4 M) 1 mL를 가하여 교반한 다음, 암소에서 하룻밤 방치 후 517 nm에서 spectrophotometer(Ultrospec 4300 pro UV/visible spectrophoto- meter, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)로 흡광도를 측정하였다.
캡사이신 분말을 첨가한 쿠키의 배합 비는 Table 1과 같다. 즉, 캡사이신 함량을 40, 85, 그리고 150 mg/밀가루 100 g으로 첨가하여 제조하였다. 그리고 제조방법은 다음과 같다.
이에 본 연구에서는 기능성 식품 개발의 일환으로 기존 연구에서 생리활성이 잘 알려진 캡사이신 분말을 쿠키에 응용하고자 한다. 즉, 쿠키의 매운 단계를 KS 규격에서 김치의 매운맛을 3단계로 구분한 것을 참고하여 밀가루 100 g에 대하여 캡사이신을 40 mg(순한 맛), 85 mg(보통 매운 맛) 및 150 mg(매운 맛)으로 첨가하여 쿠키를 제조한 후, 쿠키의 물성과 관능적 특성 및 항산화성을 측정함으로써 맛과 품질이 우수한 쿠키를 개발하고자 하였다.
캡사이신 쿠키의 관능검사는 식품영양학과 여대생 30명을 관능요원으로 선발하여 실험목적과 관능항목에 관하여 충분히 인지할 수 있도록 설명하여 훈련시킨 후 실시하였다. 이때 기호도의 평가항목은 색(color), 맛(taste), 풍미(flavor), 조직감(texture) 그리고 전체적인 기호도(acceptability)로서 각 항목별로 5점 척도법(아주 좋아한다: 5점, 보통이다: 3점, 아주 싫어한다: 1점)으로 평가하였다.
쿠키 6개의 평균 두께(mm/개) 쿠키의 직경은 쿠키 6개를 가로로 정렬한 후 전체 길이를 Caliper(Mitutoyo Model CD20CX, Toyko, Japan)로 측정하고, 다시 각각의 쿠키를 90°로 회전시켜 같은 방법으로 길이를 측정하여 각각 6으로 나누어 쿠키 한 개의 평균값을 계산하였다.
즉, 시료를 homogenizer(MS-HMG 2400, Global LAB)로 균질화 시킨 후 1 g을 취하여 150℃, 10분간 측정하였다. 쿠키의 pH 는 쿠키 10 g을 증류수 90 mL와 함께 Homogenizer(HR 2860, Philips, China)로 10초간 균질화한 후 여과(Whatman No. 2)한 여액을 pH meter(Model 740P, Istek Inc., Seoul, Korea)를 사용하여 3회 반복 측정하였다.
쿠키의 경도는 식품물성측정기(Texture analyzer, TA-XT2i, Stable Micro system Ltd., Haslemerd, UK)를 사용하여 측정하였다. 측정조건은 Table 2와 같으며, 경도는 그래프 중 최고 피크 점을 기준으로 하였으며, 각 실험군 별로 10회 반복 측정한 값의 평균값과 표준편차로 나타내었다.
쿠키의 수분 함량은 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Corporation, Nanikon, Switzerland)로 측정하였다. 즉, 시료를 homogenizer(MS-HMG 2400, Global LAB)로 균질화 시킨 후 1 g을 취하여 150℃, 10분간 측정하였다.
대상 데이터
측정조건은 Table 2와 같으며, 경도는 그래프 중 최고 피크 점을 기준으로 하였으며, 각 실험군 별로 10회 반복 측정한 값의 평균값과 표준편차로 나타내었다. 시료는 직경 45 mm, 높이 4.5 mm로 하였으며, probe는 3 mm cylinder probe를 사용하였다. 분석조건은 3.
쿠키를 제조하기 위하여 본 실험에 사용한 재료 중 박력분과 설탕은 (주) CJ(Seoul, Korea), 버터는 (주) 서울우유(Seoul, Korea), 계란(풀무원), 소금(해표), 베이킹파우더(오뚜기 식품), 바닐라 향(브레드가든) 등은 모두 이마트에서 구입하여 사용하였고, 캡사이신 분말은 (주)농심에서 2014년 6월에 구입하여 사용하였다.
데이터처리
먼저, 각 캡사이신 분말 첨가량에 따른 쿠키의 특성들의 평균값과 표준편차를 산출하였고, 그 후 캡사이신 분말 첨가량에 따라 쿠키의 특성에 차이가 있는지를 분산분석(ANOVA)을 통해 알아보았으며, Duncan의 다중 범위 검정법을 이용하여 p<0.05수준에서 유의차 검정을 실시하였다.
모든 실험은 3회 이상 반복 측정하였으며, 실험결과 통계 처리는 SPSS 21.0 통계 프로그램을 이용하여 분석하였다. 먼저, 각 캡사이신 분말 첨가량에 따른 쿠키의 특성들의 평균값과 표준편차를 산출하였고, 그 후 캡사이신 분말 첨가량에 따라 쿠키의 특성에 차이가 있는지를 분산분석(ANOVA)을 통해 알아보았으며, Duncan의 다중 범위 검정법을 이용하여 p<0.
5 M×10－4 M) 1 mL를 가하여 교반한 다음, 암소에서 하룻밤 방치 후 517 nm에서 spectrophotometer(Ultrospec 4300 pro UV/visible spectrophoto- meter, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK)로 흡광도를 측정하였다. 시료용액 대신 methanol를 가한 대조군의 흡광도를 함께 측정하여 DPPH free radical 소거 활성을 백분율로 나타내었고, 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
쿠키 1 g에 methanol 9 mL를 가하여 실온에서 24시간 추출한 후, 2,400 rpm에서 20분간 원심분리하여 얻은 상등액을 시료용액으로 사용하였다. 쿠키의 DPPH(1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl) 라디칼 소거능은 대조군과 캡사이신 첨가군 간의 상대적인 비교로 나타내었으며, 항산화 활성은 Lee 등(2009)의 방법에 따라 DPPH radical에 대한 소거 활성을 측정하여 비교, 분석하였다. 즉, 시료용액 4 mL에 DPPH 용액(1.
쿠키의 퍼짐성은 두께에 대한 직경의 비로 나타낸 것으로 AACC method 10-50D(AACC 2000)의 방법을 이용하여 다음과 같이 측정한 후 평균값을 사용하였다.
성능/효과
01). 경도는 캡사이신 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하였으나, 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 쿠키의 항산화 지수는 캡사이신 분말 첨가량이 증가함에 따라 그 활성이 유의적으로 증가하였다(p<0.
따라서 캡사이신 첨가 쿠키는 DPPH 라디칼 소거능을 높여주어 쿠키의 기능적인 가치를 높일 수 있으며, 또한 캡사이신의 다른 생리적 기능을(기호도를) 고려하면(할 때) 쿠키에 캡사이신을 0.15%(150 mg) 첨가하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.
또한 캡사이신 분말 첨가량과 쿠키의 pH간의 상관관계도 매우 낮아(η2=0.15), 캡사이신 분말 첨가량이 쿠키의 pH에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
또한 캡사이신 분말 첨가량과 쿠키의 수분 함량 간의 상관관계를 분석한 결과, 두 변인은 높은 상관관계를 가지고 있는 것으로 나타났다(η2=0.62).
또한 캡사이신 분말 첨가량과 쿠키의 퍼짐성간의 상관관계도 높게 나타나(η2= 0.84), 캡사이신 분말 첨가량이 쿠키의 퍼짐성에 영향을 주는 것으로 나타났다.
캡사이신 분말을 첨가한 쿠키의 관능검사 결과는 Table 7과 같다. 먼저, 쿠키의 색에 대한 평가 결과 캡사이신 분말 무첨가군, C1, C2 및 C3구의 쿠키 색에 대한 기호도가 각각 3.93, 4.03, 3.63, 3.90으로, C2구(85 mg%)가 가장 높았고, C3구(150 mg%)가 가장 낮았으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 쿠키의 맛에 대한 기호도는 캡사이신 분말 무첨가군, C1, C2, C3구가 각각 3.
29로 캡사이신 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하기는 하였으나, 유의한 차이를 보이지 않았다. 본 연구에서 첨가한 캡사이신의 양이 극히 미량으로 쿠키의 경도에는 영향을 미치지는 못하는 것으로 나타났다(Table 6). 쿠키의 경도는 첨가되는 부재료에 따라 달라지는데, 즉 부재료에 의한 반죽의 밀도, 수분 함량과 첨가량 등에 의해 영향을 받는다(Kim JY 1998).
본 연구에서는 캡사이신 분말 첨가량이 증가할수록 경도가 높아지는 경향을 보였는데, 이 결과는 연근 분말(Lee 등 2011) 및 연잎 분말(Kin & park 2008) 의 첨가량이 증가함에 따라 시료의 경도가 점차적으로 증가하였다는 연구 등과 유사한 결과를 나타내었다.
본 연구에서는 홍국 분말을 첨가한 쿠키에서와 같이 명도 L값과 황색도 b값이 낮아지고, 적색도 a값이 높아졌다는 Jeong 등(2013)의 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났는데, 이는 홍국 분말의 색상이 캡사이신 분말과 같이 적색에 기인하는 것으로 사료된다. 그리고 Park & Lim(2007)의 홍국 분말을 첨가한 머핀의 품질 특성에서도 명도 L값과 황색도 b값이 낮아지고 적색도 a값이 높아졌다고 보고한 결과와도 일치 하였다.
62). 이 결과를 통해 캡사이신 분말 첨가량이 쿠키의 수분 함량에 영향을 주는 요인인 것을 알 수 있다.
캡사이신 분말 첨가 쿠키의 a(redness) 값은 캡사이신 분말 대조구, C1, C2 및 C3구가 각각 4.37, 5.43, 5.91, 6.69로 캡사이신 분말의 첨가량이 증가할수록 증가했으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 유의한 차이를 보였다(F=56.50, p<0.001).
캡사이신 분말을 첨가한 쿠키에 대한 전체적인 기호도는 캡사이신 분말 무첨가군과 C1, C2, C3구가 각기 3.90, 3.60, 3.60, 4.17로 캡사이신 분말 첨가량이 많은 C3구가 가장 높고, C1과 C2구가 가장 낮았으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 유의한 차이를 보였다(F=3.97, p<0.05).
쿠키의 pH는 캡사이신 분말 무첨가구, C1, C2 및 C3구가 각각 6.61, 6.67, 6.59, 6.62로 C2구가 가장 낮았고, C1구가 가장 높았으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 또한 캡사이신 분말 첨가량과 쿠키의 pH간의 상관관계도 매우 낮아(η2=0.
쿠키의 맛에 대한 기호도는 캡사이신 분말 무첨가군, C1, C2, C3구가 각각 3.80, 3.50, 3.80, 4.20으로, 캡사이신 분말의 함량이 가장 높은 C3구가 가장 높고, C1(40 mg%)구가 가장 낮은 값을 보였으며, 시료 간에 유의한 차이를 보였다(F=3.89, p<0.05).
쿠키의 수분 함량은 캡사이신 분말 무첨가구, C1, C2 및 C3구가 각각 4.55%, 4.63%, 4.68%, 4.89%로 캡사이신 분말 첨가량이 높아질수록 수분 함량이 높아졌으며, 캡사이신 분말의 첨가량이 다른 쿠키 간에 유의한 차이를 보였다(F=4.37, p<0.05).
쿠키의 수분 활성은 캡사이신 분말 첨가량이 증가함에 따라 높아졌고(p<0.05), pH는 시료간 유의한 차이를 보이지 않았다.
80으로 무첨가군이 가장 높고, C2구가 가장 낮은 값을 보였으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 쿠키의 조직감에 대한 기호도는 캡사이신 분말 무첨가군과 C1, C2, C3구가 각기 3.63, 3.67, 3.50, 3.80으로 캡사이신 분말 함량이 높은 C3구가 가장 높고, C2구가 가장 낮았으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 캡사이신 분말을 첨가한 쿠키에 대한 전체적인 기호도는 캡사이신 분말 무첨가군과 C1, C2, C3구가 각기 3.
쿠키의 퍼짐성 지수는 캡사이신 분말 무첨가군, C1, C2, 및 C3구가 각각 39.59, 39.77, 40.65, 42.15로 캡사이신 분말 첨가량이 증가할수록 증가했으며, 캡사이신 분말 첨가량이 다른 쿠키 간에 유의한 차이를 보였다(F=13.61, p<0.01).
쿠키의 항산화 지수는 캡사이신 분말 무첨가구, C1, C2 및 C3가 각각 46.84, 73.82, 87.58, 95.52%로 캡사이신 분말 첨가량이 증가할수록 크게 증가했으며, 시료 간 유의한 차이를 보였다 (F=636.42, p<0.001).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
정상 쥐에 capsaicin을 식이사료에 첨가하여 섭취시킨 결과 항산화 효과가 있었다고 말할 수 있는 근거는?
동물실험에서도 캡사이신은 중추신경계에 작용하여 식욕을 조절하고, 혈중 지방 농도를 감소시키며, lipoprotein lipase의 활성을 증가시켜 체지방 양을 감소시키므로, 항비만 효과를 나타내는 것으로도 알려져 있다(Seo 등 2009). 그리고 Kim 등(2003)은 in vivo 실험에서 단기간 정상 쥐에 capsaicin 을 식이사료에 첨가하여 섭취시킨 결과 항산화 효과가 있다고 하였으며, 이것은 조직에 대한 메카니즘은 분명하지 않으나, 적혈구의 지질산화와 마이크로페이지에서의 산소반응을 억제하는 효과가 있다는 것을 발견함으로써 효과적인 항산화제임을 보고하였다.
캡사이신은 신체에 어떤 영향을 미치는가?
캡사이신은 부신수질의 카테콜아민의 분비를 증가시켜 에너지 대사를 증진 시키고, 항산화 효과로 LDL의 산화를 억제하며, 항암 작용, 항염증 작용, 통증 완화 작용 등 여러 가지 생리활성 작용을 가지고 있는 것으로 알려져 있다(Seo 등 2008). 동물실험에서도 캡사이신은 중추신경계에 작용하여 식욕을 조절하고, 혈중 지방 농도를 감소시키며, lipoprotein lipase의 활성을 증가시켜 체지방 양을 감소시키므로, 항비만 효과를 나타내는 것으로도 알려져 있다(Seo 등 2009).
쿠키의 주원료는?
쿠키는 제과류 중에서 수분 함량이 5% 이하로 낮고, 크기가 작은 과자의 일종이다. 맛이 달고 바삭바삭해서차, 음료와 잘 어울리며, 밀가루, 유지, 설탕, 달걀, 팽창제 등을 주원료로 하여 만든다. 특히, 어린이, 여성, 노약자의 주된 간식으로 애용되어왔으며, 수분 함량이 낮아 미생물학적 변질이 적어 저장성이 우수한 특징을 지니고 있다.
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