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문제 정의
- 본 연구에서는 쌀 소비 증진을 위해 쿠키에 밀가루 대신 쌀가루를 첨가하고 우수한 생리기능성을 가지고 있는 곰취 분말을 첨가하여 쌀쿠키의 품질 특성과 항산화 활성을 살펴봄으로써 맛과 품질이 우수한 쌀쿠키를 개발하고자 하였다.
제안 방법
- 경도 측정은 texture analyzer(TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemerd, UK)로 측정하여 경도(hardness) 값을 나타내었다. 경도는 그래프 중 최고 피크점을 기준으로 하였으며 각 시료를 10회 반복하여 측정한 값을 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 5%,로 첨가하여 제조하였다(Table 1). 계량된 버터, 설탕, 소금을 반죽기(K5SS, Kitchen Aid Co., St. Joseph, MI, USA)에 넣어 달걀(emart, Seoul, Korea)을 3회에 나누어 넣었으며 5분간 혼합하여 크림화 상태로 만들었다. 여기에 체로 친 쌀가루, 곰취 분말을 혼합하여 반죽을 제조하였다.
- 곰취 분말 20 g에 각 20배 분량의 70% 에탄올(DUKSAN, Ansan, Korea)을 첨가하여 60℃ 수욕상에서 3시간 동안 환류 냉각하면서 2회 반복하여 추출하였다. 추출물은 Whatman No.
- 곰취 분말 첨가 쌀쿠키의 배합비는 Jin SY 등(2014)의 연구와 예비 실험을 통해 최적의 배합비를 선출하였다. 곰취 분말 첨가 쌀가루에 각 0%, 0.5%, 1%, 1.5%,로 첨가하여 제조하였다(Table 1). 계량된 버터, 설탕, 소금을 반죽기(K5SS, Kitchen Aid Co.
- 관능검사는 훈련과정을 거친 숙명여자대학교 대학원생 20명의 요원들을 대상으로 관능검사를 실시하였다. 시료는 제조 후 1시간 동안 방냉한 것을 이용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다.
- 쌀쿠키의 직경은 쌀쿠키 6개를 가로로 정렬해 그 길이를 측정한 후 쿠키를 90°로 회전 시켜 다시 측정해 얻은 값을 6으로 나누어 평균값을 계산하였다. 두께는 6개의 쌀쿠키를 세로로 쌓아 올려 높이를 측정한 후 다시 쌓아 올린 순서를 바꾸어 높이를 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 구했다. 손실율과 팽창율은 쌀쿠키의 굽기 전과 구운 후, 대조군 및 실험군의 중량을 측정하여 그 차이에 대한 비율로 결과를 얻었고 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 본 연구에서는 다양한 생리활성을 가지고 있는 곰취를 활용하고자 곰취 분말을 0%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2% 첨가한 쌀쿠키를 제조하여 쌀쿠키의 항산화 활성을 살펴보고 품질특성을 측정하였다. 곰취 분말의 총 페놀 함량은 212.
- 수분은 적외선 수분측정기(MB45, Ohaus Coorporation, Zurich, Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 각 시료를 0.
- 관능검사는 훈련과정을 거친 숙명여자대학교 대학원생 20명의 요원들을 대상으로 관능검사를 실시하였다. 시료는 제조 후 1시간 동안 방냉한 것을 이용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다. 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법을 이용하여 평가하도록 하였다.
- 쌀쿠키의 직경은 쌀쿠키 6개를 가로로 정렬해 그 길이를 측정한 후 쿠키를 90°로 회전 시켜 다시 측정해 얻은 값을 6으로 나누어 평균값을 계산하였다.
- 쌀쿠키의 퍼짐성은 쌀쿠키의 직경(mm)과 쿠키 6개의 높이(mm)를 각각 측정한 후 AACC(2000)을 이용하여 측정하였다. 쌀쿠키의 직경은 쌀쿠키 6개를 가로로 정렬해 그 길이를 측정한 후 쿠키를 90°로 회전 시켜 다시 측정해 얻은 값을 6으로 나누어 평균값을 계산하였다.
- Joseph, MI, USA)에 넣어 달걀(emart, Seoul, Korea)을 3회에 나누어 넣었으며 5분간 혼합하여 크림화 상태로 만들었다. 여기에 체로 친 쌀가루, 곰취 분말을 혼합하여 반죽을 제조하였다. 반죽은 밀봉하여 4℃의 냉장고(FR-B232F, Daewoo Electronics Corp.
- 일정한 크기(직경 4 cm × 높이 1.4 cm)의 쿠키를 흰색 폴리에틸렌 1회용 접시에 담아 제공하였고 한 개의 시료를 먹고 난 다음 물로 헹군 뒤 평가하도록 하였다.
- 추출물 150 μL에 증류수 2,400 μL, 그리고 2 N Folin-Ciocalteu 시약 150 μL을 시험관에 넣어 교반한 뒤 3분간 반응시킨 후 1 N sodium carbonate(Na2CO3) 300 μL를 가하여 암소에서 2시간 동안 반응시킨 후 725 nm에서 흡광도(V-530, Jasco, Seoul, Korea)를 측정하였다.
- 추출물 9 mL에 DPPH solution(1.5×10-4 M) 3 mL를 가하여 교반한 다음 실온에서 30분간 방치 후 517 nm에서 흡광도(Jasco)를 측정하였으며 DPPH free radical 소거활성은 50% 소거하는 농도인 IC50으로 3회 반복하여 얻은 평균 값으로 나타내었으며, 쌀쿠키의 DPPH 라디칼 소거능은 대조군과 비교하여 아래 식에 의해 3회 반복하여 얻은 평균 값으로 나타내었다.
- 곰취 분말 20 g에 각 20배 분량의 70% 에탄올(DUKSAN, Ansan, Korea)을 첨가하여 60℃ 수욕상에서 3시간 동안 환류 냉각하면서 2회 반복하여 추출하였다. 추출물은 Whatman No. 2(Cat No 1002 110, Whatman, China)로 여과하여 rotary vacuum evaporator(NVC-2100, EYELA, Tokyo, Japan)로 40℃에서 감압 농축하여 동결 건조한 후 분말로 제조하여 -40℃에 보관하며 사용하였고 쿠키는 10 g에 에탄올 90 mL를 가하여 24시간(20℃) 동안 150 rpm으로 shaking incubator(SI-900R, JEIO TECH, Kimpo, Korea)에서 추출한 후 여과하여 사용하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 곰취는 강원도 평창군에서 2014년 봄(4-5월)에 채취한 것을 사용하였다. 쌀가루(㈜Sunssal nara, Yeoju, Korea)는, 소금은 정제염(㈜CJ, Inchen, Korea), 설탕은 정백설탕(㈜CJ, Inchen, Korea), 버터(㈜Seoulmilk, Anshan, Korea), 물은 증류수를 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 곰취는 강원도 평창군에서 2014년 봄(4-5월)에 채취한 것을 사용하였다. 쌀가루(㈜Sunssal nara, Yeoju, Korea)는, 소금은 정제염(㈜CJ, Inchen, Korea), 설탕은 정백설탕(㈜CJ, Inchen, Korea), 버터(㈜Seoulmilk, Anshan, Korea), 물은 증류수를 사용하였다. 항산화 실험에 사용한 1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH), Folin & Ciocalteau 시약, gallic acid 등의 시약은 Sigma-Aldrich Chemical Co.
데이터처리
- 1) a-d Values with different letter within a row differ significantly by Duncan’s multiple range test.
- Different superscripts (a-e) indicate significant differences at p< 0.001 by Duncan's multiple range test.
- Different superscripts (a-e) indicate significant differences at p<0.001 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(p<0.05).
- , Haslemerd, UK)로 측정하여 경도(hardness) 값을 나타내었다. 경도는 그래프 중 최고 피크점을 기준으로 하였으며 각 시료를 10회 반복하여 측정한 값을 평균값과 표준편차로 나타내었다. Probe는 3 mm cylinder probe를 사용하였고, 분석조건은 pre-test speed 5.
- 모든 자료의 통계처리는 SPSS package(Statisical Analysis Program, version 22, IBM, Seoul, Korea)를 이용하여 평균(Mean)과 표준편차(SD)로 나타내었다. 각 실험군 간의 유의성 검증을 위하여 일원배치분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였으며, 유의성이 있는 경우 사후검증으로 Duncan’s multiple range test를 실시하였다(p<0.
- 두께는 6개의 쌀쿠키를 세로로 쌓아 올려 높이를 측정한 후 다시 쌓아 올린 순서를 바꾸어 높이를 측정해 얻은 수치를 각각 6으로 나누어 평균값을 구했다. 손실율과 팽창율은 쌀쿠키의 굽기 전과 구운 후, 대조군 및 실험군의 중량을 측정하여 그 차이에 대한 비율로 결과를 얻었고 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
- 추출물 150 μL에 증류수 2,400 μL, 그리고 2 N Folin-Ciocalteu 시약 150 μL을 시험관에 넣어 교반한 뒤 3분간 반응시킨 후 1 N sodium carbonate(Na2CO3) 300 μL를 가하여 암소에서 2시간 동안 반응시킨 후 725 nm에서 흡광도(V-530, Jasco, Seoul, Korea)를 측정하였다. 실험은 3회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.
이론/모형
- 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) free radical에 대한 소거 효과는 Blios MS(1958)방법에 준하여 측정하였다. 추출물 9 mL에 DPPH solution(1.
- Reducing power는 Yildirin A(2001)의 방법에 준하여 측정하였다. 추출물 2.
- 곰취 분말 첨가 쌀쿠키의 배합비는 Jin SY 등(2014)의 연구와 예비 실험을 통해 최적의 배합비를 선출하였다. 곰취 분말 첨가 쌀가루에 각 0%, 0.
- 시료는 제조 후 1시간 동안 방냉한 것을 이용하였고, 시료번호는 난수표를 이용하여 3자리 숫자로 표시하였다. 모든 시료는 동시에 제공하여 7점 척도법을 이용하여 평가하도록 하였다. 일정한 크기(직경 4 cm × 높이 1.
- 총 페놀 함량은 Folin-Ciocalteu 방법(Swian T & Hillis WE 1959)을 이용하여 측정하였으며 gallic acid를 표준물질로 사용하여 계산하였다.
성능/효과
- 곰취 분말 첨가 쌀쿠키의 총 페놀 함량은 시료의 첨가량에 비례하여 총 페놀 화합물의 함량이 증가하였으며, DPPH 라디칼 소거능, 환원력 또한 곰취 분말의 첨가량 따라 그 활성이 유의적으로 증가하는 결과를 나타내었다(p<0.001).
- 곰취 분말 첨가 쌀쿠키의 품질평가를 실시한 결과 쌀쿠키의 수분함량은 점차적으로 증가하다가 1% 첨가군에서 가장 높은 수분함량을 보여주었으며 다시 감소하는 경향을 보였다(p<0.001).
- 곰취 분말의 유리 라디칼 소거능은 50%의 소거능을 가지는 농도인 IC50값으로 11.78 μg/mL로 높은 소거능을 보여주었다.
- 곰취 분말의 총 페놀 함량은 212.19 mg GAE/g으로 나타났고, DPPH 라디칼 소거능의 경우 11.78 μg/mL 농도에서 50%의 소거능을 나타내어 높은 항산화 활성을 보였다.
- 곰취 쌀쿠키의 DPPH 라디칼 소거능은 그 소거능을 %로 나타낸 것으로 곰취 분말 첨가 쌀쿠키의 분말 함량이 증가함에 따라 31.18~63.87%로 나타내었으며 무첨가군의 14.90%에 비해 약 2~4배 높게 나타났다(p<0.001).
- 곰취 쌀쿠키의 경도는 무첨가군이 173,847.07 g으로 첨가량이 증가할수록 감소하다가 다시 유의적으로 증가하는 경향을 보였으며(p<0.001), 이는 앞에서 언급한 수분함량과 연관성이 있으며 첨가량이 증가할수록 수분함량이 증가하다가 어느 일정 첨가량에서 수분함량이 감소하는 것과 같은 결과를 보여주었다.
- 무첨가군의 수분함량은 0.79%, 곰취 분말 첨가 쌀쿠키의 수분함량은 0.79~1.39%의 수분함량을 보였으며 점차 증가하다가 2% 첨가군에서는 다시 감소하는 경향을 보였다(p<0.001).
- Sun YP(2015)의 연구에서도 곰취 분말이 증가함에 따라 곰취 분말 첨가 꽃빵의 DPPH 라디칼 소거능도 증가하는 경향을 보여주었다. 본 연구의 결과 무첨가군에도 DPPH 라디칼 소거능을 보여주었는데 이는 곡류의 외피에 분포되어 있는 천연식물 항산화제로 알려진 phytic acid의 영향으로 생각된다. 이와 같은 결과는, Kang MY 등(2005)의 연구에서도 백미에 phytic acid가 함유되어 항산화 활성을 보였다고 보고된 바가 있다.
- 손실율은 곰취 분말 1.5% 첨가군이 6.51%로 가장 적은 손실율을 보여주었으며 곰취 분말 2% 첨가군이 9.62%로 가장 높은 손실율을 보여주었다(p<0.01).
- 쌀쿠키의 a값은 적색도를 나타내는 것으로 무첨가군이 3.31로 가장 높았고 나머지 시료는 모두 음(-)을 나타내어 녹색을 띠었으며 시료 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.001).
- 쌀쿠키의 색도는 곰취 분말 첨가량이 증가할수록 L값과 a값이 낮아지고 b값이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 쌀쿠키의 기호도 검사 결과 1% 첨가군이 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도 항목에서 유의적으로 높은 점수를 얻었다(p<0.001). 위의 결과를 종합한 결과 곰취 분말 1% 첨가할 시 항산화 활성과 기호도가 가장 높은 제품을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
- 퍼짐성, 손실율, 팽창율 측정 결과 일정한 경향을 보여주지는 않았다. 쌀쿠키의 색도는 곰취 분말 첨가량이 증가할수록 L값과 a값이 낮아지고 b값이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 쌀쿠키의 기호도 검사 결과 1% 첨가군이 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도 항목에서 유의적으로 높은 점수를 얻었다(p<0.
- 001). 위의 결과를 종합한 결과 곰취 분말 1% 첨가할 시 항산화 활성과 기호도가 가장 높은 제품을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
- Park ID(2015)의 연구에서도 곰취 분말의 함량이 가장 높은 첨가군이 향미와 맛이 강하여 낮은 평가를 받은 것과 비슷한 결과를 보여주었다. 이상의 결과를 보았을 때, 곰취 분말을 1% 첨가하는 것이 생리활성 기능과 기호도를 높일 수 있는 최적 함유량이라고 본다.
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