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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 머핀의 품질 향상을 위한 홍삼 추출물의 부산물인 홍삼박을 기능성 소재로 활용하여 홍삼박 분말 첨가량에 따른 항산화성, 관능적 기호도 및 품질 특성을 측정하여 향후 홍삼박을 이용한 머핀의 제조 및 상품화를 위한 이용 가능성을 모색하고자 하였다.
가설 설정
- 2)NS means no significant differences P<0.05.
제안 방법
- 머핀의 기계적 특성은 머핀의 내부를 3×3×2 cm의 동일한 크기로 잘라 texture analyser(TA-XT Express, Stable Micro Systems Ltd., Godalming, UK)를 사용하여 경도(hardness), 점착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess) 및 복원성(resilience)을 2 bite 방식으로 측정하였다.
- 오븐에서 구워낸 머핀을 실온에서 1시간 동안 방랭시킨 후 종자치환법(26)으로 부피를 측정하였다. 머핀의 중량과 높이는 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료당 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었으며, 높이는 머핀의 최고 높이 부분에서 종단으로 2등분한 단면을 측정하였다. 굽기손실률은 반죽 무게와 머핀 무게를 3회 반복 측정하여 아래 식에 대입하여 계산하였다.
- 머핀의 중앙 부분에서 5 g을 정확히 취하여 항량 접시에 균일하게 펼친 후 dry oven을 사용하여 105°C 상압가열 건조법으로 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료당 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다.
- 머핀의 중앙 부분에서 5 g을 취하여 비커에 넣고 증류수 15 mL를 가하여 vortex mixer로 1분간 혼합하고 homogenizer(AM-7, Ace homogenizer, Nihon Seiki, Osaka, Japan)를 이용하여 1,000 rpm에서 1분간 균질화한 후, pH meter로 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 pH를 각 시료 당 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다.
- 본 연구에서는 홍삼박 분말을 첨가한 머핀의 DPPH 라디칼 소거능을 측정하였다(Fig. 2). 머핀의 항산화 활성은 대조군의 7.
- 본 연구에서는 홍삼박 분말의 첨가량을 0%, 3%, 6%, 9%로 밀가루에 혼합하여 머핀을 제조한 후 이에 따른 품질을 평가하였다. 홍삼박의 일반 성분은 수분 6.
- 색도는 색차계(Ultrascan Pro, Hunter Lab, Reston, VA, USA)를 이용하여 L(lightness), a(redness), b(yellowness)를 각각 3회 반복하여 측정한 후 그 평균값으로 나타내었다. 동일한 측정 조건을 위해 머핀을 두께 2 cm, 지름 3 cm로 잘라 측정하였다.
- 홍삼박 분말의 첨가 농도를 달리하여 제조한 머핀의 관능평가는 색상(color), 맛(taste), 향기(flavor), 조직감(texture), 입안에서의 느낌(mouthfeel), 종합적 기호도(overall acceptability)의 평가 항목에 대하여 서울과학기술대학교 식품공학과 학생 40명을 대상으로 하여 실시하였다. 평가는 9점 척도로 평가하였고 머핀 시료는 4등분하여 동일한 크기의 백색 플라스틱 접시에 담아 생수와 함께 제공하였으며, 시료가 바뀔 때마다 생수로 입안을 깨끗하게 헹군 후 다음 시료를 평가하도록 하였다.
- 홍삼박 분말을 첨가하여 제조한 머핀의 중량, 부피, 높이 및 굽기손실률을 측정하였다(Table 5). 머핀의 중량은 대조군이 60.
- 홍삼박 분말을 첨가한 머핀의 dough와 crumb의 색도를 측정하였다(Table 7). Dough와 crumb의 명도 L값과 갈색도 b값은 대조군이 가장 높게 나타났고, 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.
- 홍삼박 분말을 첨가한 머핀의 pH를 측정하였다(Table 4). 머핀의 pH는 대조군이 9.
- 홍삼박 분말의 성분을 분석하였다(Table 3). 홍삼박 분말수분 함량은 6.
- 홍삼박 분말의 첨가 농도를 달리하여 제조한 머핀의 관능평가는 색상(color), 맛(taste), 향기(flavor), 조직감(texture), 입안에서의 느낌(mouthfeel), 종합적 기호도(overall acceptability)의 평가 항목에 대하여 서울과학기술대학교 식품공학과 학생 40명을 대상으로 하여 실시하였다. 평가는 9점 척도로 평가하였고 머핀 시료는 4등분하여 동일한 크기의 백색 플라스틱 접시에 담아 생수와 함께 제공하였으며, 시료가 바뀔 때마다 생수로 입안을 깨끗하게 헹군 후 다음 시료를 평가하도록 하였다.
- 홍삼박 분말의 첨가량에 따른 머핀의 기계적 조직감을 측정하였다(Table 8). 경도는 대조군이 833.
- 홍삼박 분말의 첨가량을 달리하여 머핀의 색, 맛, 향미, 조직감, 입안에서의 느낌, 종합적인 기호도를 9점 척도법으로 관능검사를 실시하였다(Table 9). 맛은 대조군에서 6.
- 홍삼박 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 반죽의 비중을 측정하였다(Table 4). 홍삼박을 첨가하지 않은 대조군의 비중은 0.
- 홍삼박 분말이 머핀의 저장 중 수분 함량에 미치는 영향을 알아보기 위해 머핀을 30°C에서 5일간 무포장으로 저장하면서 수분 함량의 변화를 측정하였다(Table 6).
대상 데이터
- 본 연구의 재료는 밀가루(박력분, Samyangcorp, Asan, Korea), 버터(Seoulmilk, Yangju, Korea), 설탕(Samyangcorp), 계란(궁촌영농조합법인, Wonju, Korea), 우유(Seoulmilk), 베이킹파우더(Jenico, Pyeongtaek, Korea), 소금(Sempio, Jeonnam, Korea)을 서울지역 홈플러스에서 2014년 구매하여 사용하였으며, 홍삼박의 경우 효림농산영농조합법인(Pocheon, Korea)에서 제공받아 사용하였다.
- 동일한 측정 조건을 위해 머핀을 두께 2 cm, 지름 3 cm로 잘라 측정하였다. 사용된 표준색판(white standard plate)은 L값이 98.82, a값이 -0.64, b값이 0.33이었다.
데이터처리
- 2)Means with different letters within a row (a,b) and a column (A-C) are significantly different from each other at P<0.05 as determined by Duncan's multiple range test.
- 실험 결과는 SPSS 20.0(Statistical Package for Social Science, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 평균값과 표준편차를 계산하고, one-way ANOVA를 이용하여 P<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하여 유의적인 차이를 검증하였다.
이론/모형
- DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능은 Blois(27)의 방법에 따라 DPPH에 대한 수소공여 효과로 측정하였다. 머핀 5 g에 2배량의 에탄올을 가하여 vortex mixer로 1분간 혼합하고 homogenizer를 이용하여 1,000rpm에서 1분간 균질화한 후 원심분리 하였다.
- 머핀 반죽의 비중(specific gravity)은 AACC 방법(25)에 따라 측정하였다. 혼합이 끝난 직후 미리 무게를 측정한 비중 컵에 반죽을 가득 담고, 무게를 측정하여 아래 식에 의하여 산출하였다.
- 머핀은 Table 1의 배합비에 따라 크림법으로 제조하였다. 즉 버터를 반죽기(HYVM-12, Han Young Bakery Machinery, Hanam, Korea)로 1분간 교반한 다음 설탕을 넣고 1분간 혼합하고, 달걀을 3번에 나누어 넣으면서 3분간 믹싱하였다.
- 시료의 일반 성분은 AOAC법(24)에 준하여 수분은 105°C 상압가열건조법, 조단백질은 micro-Kjeldahl 법, 조지방은 Soxhlet 추출법, 회분은 550°C 직접회화법으로 분석하였다.
- 오븐에서 구워낸 머핀을 실온에서 1시간 동안 방랭시킨 후 종자치환법(26)으로 부피를 측정하였다. 머핀의 중량과 높이는 한 처리군당 5개의 시료를 사용하여 각 시료당 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었으며, 높이는 머핀의 최고 높이 부분에서 종단으로 2등분한 단면을 측정하였다.
성능/효과
- Dough와 crumb의 적색도 a값은 대조군이 가장 낮게 나타났고, 대조군에 비해 홍삼박 분말의 첨가량이 증가할수록 a값은 유의적으로 증가하였다(P<0.05).
- 05). 검성은 대조군이 641.32 g로 가장 높게 나타났으며, 홍삼박 분말 첨가군은 460.73~574.28 g의 범위를 나타내어 6% 첨가군까지 유의적으로 감소하는 경향을 보여주었다. 씹힘성은 대조군이 550.
- 머핀의 항산화 활성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 경도, 검성, 씹힘성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 값은 감소하는 경향을 보였고, 점착성, 탄력성, 응집성, 복원성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 관능평가에서 색, 조직감, 입안에서의 느낌은 홍삼박 분말의 첨가량이 증가함에 따라 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
- 경도는 대조군이 833.62 g/cm2로 가장 높았고 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 값은 작아지는 경향을 보였으며, 홍삼박 분말 6% 이상의 첨가군에서 유의적인 감소를 나타내었다(P<0.05).
- 54%로 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 5일 동안 머핀을 저장한 결과 전반적으로 홍삼박 분말 첨가량 증가시 높은 수분 함량의 머핀 제조가 가능한 것으로 판단된다. 대추 분말을 첨가한 머핀(41)의 경우 대추 분말의 첨가량이 증가함에 따라 수분 함량이 유의적으로 감소하는 결과가 보고되어 본 연구 결과와 차이가 있었으나, 감태 열수 추출물 첨가 머핀(42)의 경우 감태 열수 추출물을 첨가한 머핀이 무첨가 머핀보다 높은 수분 함량을 보였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다.
- 05). 또한 저장 5일 후의 대조군의 수분 함량은 22.75%를 나타내었고, 홍삼박 분말 첨가군의 수분 함량은 24.04~24.54%로 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 5일 동안 머핀을 저장한 결과 전반적으로 홍삼박 분말 첨가량 증가시 높은 수분 함량의 머핀 제조가 가능한 것으로 판단된다.
- 05). 머핀 제조 시 열에 안정적인 항산화 활성을 지닌 홍삼박 분말의 첨가는 효과적으로 머핀의 항산화력을 증진시킴으로써 머핀의 기능성에 좋은 영향을 나타낼 것으로 판단된다. Jung과 Cho(43)는 현미 분말 첨가량이 증가함에 따라 머핀의 DPPH 라디칼 소거능이 유의적으로 증가하였으며, Yang 등(32)은 흑마늘의 첨가량이 증가함에 따라 머핀의 DPPH 라디칼 소거능이 유의적으로 증가하였다고 보고하고 있어 본 연구 결과와 비슷한 경향을 나타내었고, Zang(44)의 인삼 및 인삼가공품의 이화학적 품질 특성 분석 및 홍삼박 첨가 설기떡과 약과의 개발 연구에서 홍삼박 첨가량이 증가할수록 항산화 활성이 증가하였다고 보고된 바 있어 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다.
- 홍삼박 분말 첨가량 증가 시 높은 수분 함량의 머핀 제조가 가능하였다. 머핀의 dough와 crumb의 색도의 경우 dough와 crumb의 L값과 b값은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 감소하였고, a값은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 머핀의 항산화 활성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다.
- 머핀의 pH는 대조군이 9.10으로 가장 높았고 홍삼박분말 첨가군들은 8.16~8.67로 나타났으며, 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(P<0.05).
- 머핀의 부피, 높이와 pH는 대조군이 가장 높게 나타났으며, 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.05).
- 머핀의 항산화 활성은 대조군의 7.33%에 비해 홍삼박 분말을 첨가한 머핀은 3% 첨가군에서 11.67%, 6% 첨가군에서 40.81%, 9% 첨가군에서 46.59%의 항산화 활성을 나타내었으며, 이러한 항산화 활성은 홍삼박 분말의 농도가 6%일 때 유의적인 증가를 보였다(P<0.05).
- 머핀의 dough와 crumb의 색도의 경우 dough와 crumb의 L값과 b값은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 감소하였고, a값은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하였다. 머핀의 항산화 활성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 것으로 나타났다. 경도, 검성, 씹힘성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 값은 감소하는 경향을 보였고, 점착성, 탄력성, 응집성, 복원성은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었다.
- 이는 Im 등(19)의 수수 가루를 첨가한 머핀이 수수 가루를 첨가하지 않은 대조군보다 씹힘성이 낮게 나타났다는 연구 결과와 Kim 등(23)의 버찌 분말을 첨가한 머핀의 씹힘성이 버찌분말 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보인 것과 일치하는 경향이었다. 복원성은 대조군이 0.25로 가장 낮게 나타났으며, 홍삼박 분말의 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보여주었다.
- 본 연구에서 사용한 홍삼박 분말의 수분 함량은 6.37%였고 머핀의 경우 제조 직후의 수분 함량은 대조군에서 28.87%를 나타내었으며, 홍삼박 분말 첨가군에서는 31.33~31.54%로 대조군보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(P<0.05).
- 28 g의 범위를 나타내어 6% 첨가군까지 유의적으로 감소하는 경향을 보여주었다. 씹힘성은 대조군이 550.75 g로 가장 높게 나타났으며 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 이는 Im 등(19)의 수수 가루를 첨가한 머핀이 수수 가루를 첨가하지 않은 대조군보다 씹힘성이 낮게 나타났다는 연구 결과와 Kim 등(23)의 버찌 분말을 첨가한 머핀의 씹힘성이 버찌분말 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 보인 것과 일치하는 경향이었다.
- 이상의 결과를 종합하여 볼 때 홍삼박 분말을 6%까지 첨가하여 머핀을 제조한다면 대조군과 비교하여 기호도 면에서는 차이가 없고 기능적인 면에서는 항산화 활성이 향상되어 기능성 식품으로서의 가능성을 제시하였다.
- 저장 3일 후에도 대조군의 수분 함량은 23.81%였으며 홍삼박 분말 첨가군의 수분 함량은 25.22~26.17%로 대조군보다 유의적으로 높은 함량을 나타내었다(P<0.05).
- 전체적인 기호도는 대조군이 6.94로 가장 높았으나 3%, 6% 첨가군과 유의적인 차이가 없었고, 9% 첨가군에서 5.00으로 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.05).
- 점착성은 대조군에서 -0.46 g/s로 가장 낮게 나타났으며, 6% 이상 첨가 시 점착성이 유의적으로 증가함을 알 수 있었다(P<0.05).
- 탄력성은 대조군이 0.86%로 가장 낮았고, 홍삼박 분말의 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다(P<0.05).
- 홍삼박 머핀 반죽의 비중을 측정한 결과 반죽의 비중은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.05).
- 홍삼박 분말의 성분을 분석하였다(Table 3). 홍삼박 분말수분 함량은 6.37%, 조단백 11.7%, 조지방 0.9%, 조회분 4.3%로 나타났다.
- 홍삼박을 첨가하지 않은 대조군의 비중은 0.78로 가장 낮았고, 홍삼박 분말 첨가군들은 0.80~0.84로 나타났으며, 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 비중도 유의적으로 증가하였다(P<0.05).
- 본 연구에서는 홍삼박 분말의 첨가량을 0%, 3%, 6%, 9%로 밀가루에 혼합하여 머핀을 제조한 후 이에 따른 품질을 평가하였다. 홍삼박의 일반 성분은 수분 6.37%, 조단백질 11.7%, 조지방 0.9%, 조회분 4.3%로 나타났다. 홍삼박 머핀 반죽의 비중을 측정한 결과 반죽의 비중은 홍삼박 분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.
후속연구
- 관능평가에서 색, 조직감, 입안에서의 느낌은 홍삼박 분말의 첨가량이 증가함에 따라 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 따라서 머핀 제조에 홍삼박 가루를 6% 이하로 첨가할 경우 홍삼박의 기능적 특성을 향상시키고 품질 변화를 최소화할 수 있을 것으로 판단되며, 홍삼박을 이용한 다양한 제품 개발 가능성을 제시할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
- 최근까지 홍삼박은 영양적 우수성에도 불구하고 높은 수분 함량 때문에 미생물에 의해 쉽게 변질되어 대부분 동물의 사료나 퇴비 등으로 사용되거나 폐기 처분되고 있는 실정이다(8). 따라서 이렇게 폐기되는 홍삼박은 자원의 재활용 측면에서 효능이 우수한 새로운 고부가가치의 식품 소재로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
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