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문제 정의
- 본 연구는 보리가공품으로 다양한 기능성을 가지고 있는 엿기름을 당화시킨 보리당화액을 시럽 제조에 활용하여 새로운 대체 감미료개발의 가능성을 연구하였으며, 시럽의 제조를 위한 엿기름 사용량과 당화조건을 나타냈다. 보리시럽은 기호도가 높은 우리나라 전통음료인 식혜의 맛과 향을 가지고 있으며, 다양하게 활용되지 못하고 있는 조청 등을 대신하여, 저장성과 기호성이 높은 집청액으로 조리제품에 다양하게 이용되어 건강식품으로서의 보리소비에 기여할 수 있는 상품성과 시장성을 기대할 수 있다.
- 엿기름 첨가량을 10%(BM10), 20%(BM20), 30%(BM30)로 달리하여 당화시킨 보리당화액에 시럽의 적정 농도를 유지할 수 있도록 올리고당을 첨가하고, 엿기름 특유의 맛과 냄새를 중화시키고 관능성을 향상시키기 위하여 레몬액을 첨가하여 65℃에서 1시간 동안 물에서 중탕시켜 증발농축하였다. 본 연구에서는 보리당화액을 첨가한 시럽의 특징을 표현하고자 보리시럽으로 명명하였다.
- 이에 본 연구에서는 암과 심혈관질환의 발생을 억제하고, 충치예방과 다이어트에 좋은 기능성 식품으로서 보리의 이용 가능성을 높이고자 엿기름물에 찰보리 전분을 첨가한 보리당화액의 제조조건을 확립하고, 시럽에 사용되고 있는 설탕 대신 보리당화액과 올리고당을 첨가한 보리시럽을 제조하여 이화학적, 관능적 품질특성을 조사한 후, 보리의 기능성과 관능성을 배가시킬 수 있는 감미료로서 보리가공품을 개발하고, 보리를 실용화하기 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
제안 방법
- pH 측정 방법은 엿기름 첨가량을 10%(BM10), 20%(BM20), 30%(BM30)로 달리한 엿기름물과 찰보리죽을 혼합하여 항온조에 넣고 50℃, 60℃, 70℃로 온도를 달리하여 1시간 간격으로 보리당화액의 pH를 측정하였다. 보리당화액과 이로 제조한 보리시럽을 각각 5 mL에 증류수 45 mL를 잘 섞어 상온에서 pH meter(pH/mv/TEMP Meter P 25 USA)를 이용하여 3회 반복 측정한 다음 평균값을 구하였다.
- 겉보리를 발아시킨 엿기름 첨가량을 10%(BM-10), 20%(BM20), 30%(BM30)로 달리하여 찰보리죽과 혼합한 보리당화액을 제조하였고, 당화온도는 50℃, 60℃, 70℃로, 당화시간을 1～8시간까지 조건을 달리하여 엿기름 당화조건을 규명하고자 엿기름추출액의 시간대별 pH 변화를 분석하여 당화온도를 확정하고, 당도를 시간대별로 측정한 결과 60℃에서 5시간이 적합하였다.
- 관능평가는 식품영양학과 학생 중에서 훈련된 관능요원으로 30명을 선별하여 실험목적을 설명하고 각 특성치에 대해 반복하여 안정된 판단기준을 확립한 후, 색, 향, 당도, 점도, 전반적인 기호도를 평가하였다. 평가방법은 7점 척도를 이용하여 1점은 만족도가 가장 낮음, 4점은 보통, 7점은 가장 높음으로 하여 만족도가 높을수록 큰 점수를 부여하였다.
- 당도 측정 방법은 보리당화액과 이로 제조한 보리시럽 일정량을 각각 취하여 디지털당도계(PR-301a, Atago, Japan)와 굴절 당도계(Atago Refactometer, Japan)를 사용하여 측정하였다.
- 보리당화액 제조시 멥쌀 또는 찹쌀 고두밥을 첨가하는데, 본 연구에서는 보리사용량을 늘려 기능성을 증가시키고자 찰보리를 선택하였으며, 곡물의 입자가 작을수록 당화속도가 빨라지며, 조리방법이 단순한 찰보리죽을 제조하여 첨가하였다. 찰보리죽은 찰보리가루 100 g에 물 250 mL로 10분 동안 약불로 끓였다.
- pH 측정 방법은 엿기름 첨가량을 10%(BM10), 20%(BM20), 30%(BM30)로 달리한 엿기름물과 찰보리죽을 혼합하여 항온조에 넣고 50℃, 60℃, 70℃로 온도를 달리하여 1시간 간격으로 보리당화액의 pH를 측정하였다. 보리당화액과 이로 제조한 보리시럽을 각각 5 mL에 증류수 45 mL를 잘 섞어 상온에서 pH meter(pH/mv/TEMP Meter P 25 USA)를 이용하여 3회 반복 측정한 다음 평균값을 구하였다.
- 가공식품의 고품질화를 위해 다양한 농축방법에 대한 연구가 진행되고 있는데, Son KS(2001), Ko EJ et al(1999) 등은 가열법은 부패미생물과 내열성 균을 사멸하고 안정성을 향상시킬 수 있으나, 향기성분 이 물과 함께 손실되어 제품의 풍미를 손실시키는 단점이 있어 과채즙, 커피, 포도주 등 음료 농축시 저온에서 제조하는 경우 청징효과가 우수하다고 하였다. 보리시럽을 제조하기 위한 농축방법은 선행연구(Kim HS․Cho KH 1980 ; Yoo KH et al 2011)를 수정하여 시럽의 적당한 색과 향을 유지하도록 증발농축방법을 사용하였으며, 이에 따라 대조군과 실험군 BMs10, BMs20, BMs30을 제조하였다(Fig. 3).
- 보리시럽의 일반성분 분석결과는 [Table 3]과 같으며, 보리당화액 BM20의 일반성분을 함께 나타내어 시럽제조시 일어나는 성분변화 양상을 살펴보았다. 당질, 조단백질, 조지방, 회분 함량은 엿기름 첨가량이 많은 BMs30이 가장 많았고, 보리시럽의 수분함량은 BMs10이 42.
- 보리는 우리 식생활에서 쌀과 더불어 주요 식량 공급원이었으며, 최근에는 건강에 대한 관심이 높아지고, 건강식품으로 보리를 재인식하게 되어 소비량이 꾸준히 늘어나 빵, 떡, 국수 등 보릿가루를 이용한 가공식품과 보리를 발아시켜 제조한 엿기름을 이용한 식혜, 조청, 장류, 맥주 등 가공 식품 개발이 이루어지고 있다. 본 연구는 대표적인 보리 가공식품인 엿기름에 찰보리를 첨가하여 당화시킨 보리당화액으로 보리시럽을 제조하여 이화학적 특성 분석 및 관능평가를 실시하였다.
- 2]에 나타내었다. 엿기름 첨가량을 10%(BM10), 20%(BM20), 30%(BM30)로 달리하여 당화시킨 보리당화액에 시럽의 적정 농도를 유지할 수 있도록 올리고당을 첨가하고, 엿기름 특유의 맛과 냄새를 중화시키고 관능성을 향상시키기 위하여 레몬액을 첨가하여 65℃에서 1시간 동안 물에서 중탕시켜 증발농축하였다. 본 연구에서는 보리당화액을 첨가한 시럽의 특징을 표현하고자 보리시럽으로 명명하였다.
- 엿기름 첨가량을 달리하여 당화시킨 보리당화액 BM10, BM20, BM30에 저열량 감미료이며 식품의 물성개량에 효과적이고 기능적 특성을 갖춘 올리고당과 보리특유의 냄새를 중화시킬 레몬액을 각각 같은 비율로 첨가하고, 65℃에서 1시간 동안 중탕 제조한 보리시럽의 일반성분 분석 및 품질특성을 측정하고, 관능평가를 실시하였다.
- 엿기름 첨가량을 달리하여 추출한 3종의 엿기름물에 찰보리죽을 각각 혼합하고, 항온조의 당화 온도를 50℃, 60℃, 70℃로 달리하여 시간대별로 pH 변화를 측정하였으며, 이 실험결과에 의해 최적의 당화온도와 당화시간을 확정한 다음 보리당화액을 제조하였다(Fig. 1).
- 보리당화액의 배합비는[Table 1]과 같다. 엿기름 추출방법은 식혜 제조에 관련된 문헌과 선행연구(Park SH 2006 ; An YH et al 2011 ; Jeong SI․Yu HH 2013)를 참고하였으며, 보리당화액 제조를 위한 엿기름은 식혜와 조청 제조시 사용량을 일부 수정하고, 예비실험을 거쳐 10%, 20%, 30%를 첨가하였다. 엿기름을 거름망주머니에 담아 40℃로 유지되는 물에 1시간 동안 불려 50회 주무른 다음 걸러 용기에 넣고 냉장고에 하룻밤 방치하여 침전시키고, 상층의 맑은 액만 사용하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 엿기름은 2013년산 겉보리를 발아시킨 것으로 새암푸드먼트(전남 영광군)로부터 제공받아 사용하였고, 찰보리가루는 농협(전남 영광군남농협, 2013년)에서 구입하였으며, 올리고당(청정원), 설탕(제일제당), 레몬액(인도산)을 사용하였다.
데이터처리
- 2) a～d Means in a column by different superscripts are significantly different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test.
- 모든 실험은 3회 이상 반복 측정하였고, 그 결과는 SPSS program(IBM SPSS Statistics 20.0, IBM SPSS Co., Amonk, NY, USA)을 사용하여 평균값과 표준편차로 표시하였다. 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하여 유의적 차이가 있는 항목은 Duncan의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)을 실시하였고, p<0.
- 분산분석(one-way ANOVA)을 실시하여 유의적 차이가 있는 항목은 Duncan의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)을 실시하였고, p<0.05 수준에서 유의차를 검정하였다.
이론/모형
- . Sensory evaluation was conducted 30 panelists using a 7-point scale.
- 보리시럽의 일반성분은 AOAC 법(1995)에 준하여 실시하였다. 수분은 상압가열건조법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백질은 semi micro Kjeldahl법으로 정량하였으며, 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방과 회분의 함량을 제외한 값으로 하였고, 3회 반복하여 평균값을 사용하였다.
- 보리시럽의 일반성분은 AOAC 법(1995)에 준하여 실시하였다. 수분은 상압가열건조법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 조단백질은 semi micro Kjeldahl법으로 정량하였으며, 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방과 회분의 함량을 제외한 값으로 하였고, 3회 반복하여 평균값을 사용하였다.
성능/효과
- 50℃에서는 당화속도가 느려 당화시간이 많이 소요되며, 60℃에서는 각각의 시료 모두 일정한 수준의 당화속도에 따라 pH가 완만하게 감소하였고, 70℃에서는 엿기름 함량이 많은 BM30은 당화 시작 초기부터 급격하게 pH가 낮아지고 이취가 발생하였다. 실험 결과에 따라 엿기름추출액의 당화온도를 60℃로 선택하였으며, 맥아 amylase가최적작용을 하는 당화조건에 관한 연구(Park SI 2006 ; An YH et al 2011 ; Cho KM․Joo OS 2010) 등의 결과와 일치하였다.
- 50℃에서의 시간대별 pH 변화는 BM10은 1시간 6.15±0.02, 8시간 5.92±0.01, BM20은 1시간 5.98±0.01, 8시간 5.73±0.01로 점차 감소하였으며, BM30은 1시간 5.89±0.01, 8시간 5.53±0.01로 크게 감소하였다.
- 60℃에서 pH 변화는 BM10은 1시간 6.12±0.01, 2시간 6.09±0.01, 3시간 6.07±0.01로 1시간부터 4시간까지는 0.03씩 감소되나, 6시간 5.98±0.01, 7시간 5.89±0.01로 6시간 이후부터 pH 감소폭이 크게 나타났으며, BM10, BM20보다 BM30이 크게 나타났고, BM20은 5시간 이후 pH 감소폭이 크게나타났으며, BM30은 2시간 이후부터 pH 감소폭이 크게 나타났다(p<0.05).
- 70℃에서는 5시간 이후부터는 이취가 났으며, 보리당화액의 시간대별 pH 변화는 BM10에서는 pH가 완만하게 감소하였고, BM20에서는 4시간 이후 pH가 현저하게 감소하였으며, BM30에서는 1시간에서 2시간 사이에 급격히 pH가 감소하였으나, 3시간 이후부터는 완만한 속도로 감소함을 알 수 있었다.
- 보리시럽의 일반성분 분석결과는 [Table 3]과 같으며, 보리당화액 BM20의 일반성분을 함께 나타내어 시럽제조시 일어나는 성분변화 양상을 살펴보았다. 당질, 조단백질, 조지방, 회분 함량은 엿기름 첨가량이 많은 BMs30이 가장 많았고, 보리시럽의 수분함량은 BMs10이 42.24%, BMs20이 39.28%, BMs30이 37.84%로 나타나 엿기름 첨가량이 증가할수록 수분 함량이 점점 낮아짐을 알 수 있었으며, BMs20과 BMs30은 수분 함량 10～40%인 중간수분제품으로서 세균의 생육이 억제되고, 물을 첨가하지 않아도 먹을 수 있는 식품으로 활용이 가능함을 나타내고 있다.
- 명도를 나타내는 L값은 엿기름 첨가량이 적은 BMs10이 41.43으로 가장 높았고, 엿기름 첨가비율이 증가할수록 유의적으로 감소하여(p< 0.05) BMs30은 36.83으로 가장 낮은 값을 나타내었으며, 적색도를 나타내는 a값은 대조군이 0.01± 0.03으로 흰색에 가까웠으나, 실험군은 2.38±0.03 ～4.40±0.03으로 유의적으로 증가하여(p<0.05) 엿기름 함량이 많을수록 적색쪽에 더 가까이 있음을 알 수 있었다.
- 41 g/100 g과 비교하면 보리당화액의 단백질과 당질이 크게 감소하였다. 보리당화액 BM20과 보리시럽 BMs20을 비교한 결과, 보리당화액을 농축하여 시럽을 제조하면 수분이 감소하고, 당질과 조지방은 증가함을 알 수 있으며, 조단백질과 회분의 함량은 큰 차이를 보이지 않았다.
- 4]와 같다. 보리당화액의 pH는 엿기름 첨가수준과 당화시간에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다.
- 보리시럽에 대한 색, 향, 당도, 점도 및 전반적인 기호도의 모든 항목에서 엿기름을 20% 첨가한 보리당화액 BM20으로 제조한 BMs-20이 가장 높은 점수를 받은 결과, 적정한 보리시럽 제조방법으로 확립될 수 있을 것으로 사료된다.
- 보리시럽의 관능평가 결과, 색, 향, 당도, 점도, 전반적인 기호도 등 모든 평가 항목에서 BM20으로 제조한 보리시럽 BMs20이 관능적 특성이 우수한 것으로 나타나, 엿기름 20%(BM20)를 첨가하여 60℃에서 5시간 동안 당화한 보리당화액으로, 65℃에서 1시간 동안 중탕하여 제조한 당도 60 °Brix BMs20이 음료베이스용 시럽 및 디저트용 시럽으로 사용하기에 가장 적합한 것으로 나타났다.
- 보리시럽의 색도 L값은 엿기름 첨가량이 적은 BMs10이 41.43으로 가장 높았고, 엿기름 첨가비율이 증가할수록 유의적으로 감소하여 BMs30은 36.83으로 가장 낮은 값을 나타내었으며, 적색도를 나타내는 a값은 엿기름 함량이 많을수록 적색쪽에 더 가까이 있음을 알 수 있었다. 황색도를 나타내는 b값은 20.
- 엿기름 첨가량이 많은 보리시럽이 첨가량이 적은 보리시럽에 비해 당도가 높은 이유는 찰보리죽(전분)을 엿기름 첨가량을 달리한 엿기름 물에 섞어 최적의 온도를 유지하면 맥아 중의 amylase에 의하여 당화작용이 일어나 전분이 당화되어 maltase, glucose 등의 더욱 많은 감미가 생성된 것으로 사료된다. 보리시럽의 점도는 BMs10 이 1,068.67 cP, BMs20이 1,127.33 cP, BMs30이 1,202.67 cP로 엿기름 첨가량이 많을수록 점도가 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다.
- 보리시럽의 점도는 BMs10이 1068.67 cP, BMs-20이 1127.33 cP, BMs30이 1202.67 cP로 엿기름 첨가량이 많을수록 점도가 유의적으로 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05).
- 색은 BMs20이 4.90 ±1.32로 가장 높게 나타나 시럽제조시 색도의 L 값이 38이 적당함을 나타내고, 당도는 BMs20이 4.30±1.42로 가장 높게 나타나 시럽의 당도를 60 °Brix로 유지하는 것이 소비자 기호도를 만족 시키는데 적합하리라 사료되며, 점도도 BMs20이 4.2±1.45로 가장 높게 나타났다.
- 50℃에서는 당화속도가 느려 당화시간이 많이 소요되며, 60℃에서는 각각의 시료 모두 일정한 수준의 당화속도에 따라 pH가 완만하게 감소하였고, 70℃에서는 엿기름 함량이 많은 BM30은 당화 시작 초기부터 급격하게 pH가 낮아지고 이취가 발생하였다. 실험 결과에 따라 엿기름추출액의 당화온도를 60℃로 선택하였으며, 맥아 amylase가최적작용을 하는 당화조건에 관한 연구(Park SI 2006 ; An YH et al 2011 ; Cho KM․Joo OS 2010) 등의 결과와 일치하였다.
- 엿기름 첨가량이 다른 보리당화액으로 제조한 보리시럽 BMs10, BMs20, BMs30의 일반성분 중수분함량은 BMs10이 42.24%, BMs20이 39.28%, BMs30이 37.84%로 측정되어 엿기름 첨가량이 증가할수록 수분 함량이 점점 낮아졌으며, pH는 엿기름 첨가량이 많을수록 유의적으로 높게 나타났다. 보리시럽의 당도는 58.
- 전반적인 기호도는 대조군이 3.60±1.40, BMs20이 3.87±1.53으로 높은 결과를 보였고, 올리고당을 첨가하여 제조한 대조군이 점도와 전반적인 기호도에서 높은 점수를 보인 것은 상품으로 판매되는 올리고당 등 시럽이 주는 고정관념이 반영되어 나타난 것으로 보인다.
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