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문제 정의
- 본 연구에서는 품질이 우수하고 건강 지향적인 스펀지케이크를 만들기 위해 화학적 팽창제나 유화제를 사용하지 않고 단백질분해효소인 단백질가수분해효소를 첨 가하여 스펀지케이크를 제조하고 품질 특성을 조사하였다.
가설 설정
- 5)Means within a row with different letters are significantly different at P<0.05 (LSD).
제안 방법
- 관능검사는 케이크의 섭취 기간이 일반적으로 구매 후 1일 정도인 것을 고려하여 제조 후 상온 보관 1일 이후에 실시하였으며, 실험실에서 테이블에 칸막이를 설치하여 패널 간 의사소통을 금지한 상태에서 실시하였다. 스펀지케이크의 껍질을 제거하고 20X20X20 mm 크기로 잘라 랜덤 코드가 부착된 1회용 접시에 5개씩 담아 물과 함께 무작위(random)로 패널에게 제시하였으며, 내부 색상(crumb color), 맛(taste), 풍미(flavor), 조직감(texture), 식감(mouthfeel), 족족 한정도(moistness quality), 전반적인 기호도(overall liking) 를 9점 척도(1: 대단히 싫다, 5: 보통이다, 9: 대단히 좋아한다)로 평가하였다.
- 대조군과 실험군은 달걀과 설탕을 1분간 42°C까지 중탕하였다. 중탕한 달걀과 설탕혼합물은 버티컬믹서(LB-101A, Taiwan Leader, Changhua, China)를 이용하여 3단(154/ 530 rpm)의 속도로 4분, 1단(45/154 rpm)의 속도로 1분간 혼합하여 비중 0.
- , Duisburg, Germany)를 이용하여 분석하였다. 박력분(수분 함량 14%) 65 g에 단백질가수분해효소를 농도별로 첨가하여 증류수와 잘 혼합한 다음 30°C에서 95°C까지 1.5°C/min으로 승온시키고 95°C에서 15분간 유지시킨 후 63°C까지 1.5°C/min으로 냉각시키면서 점도 변화를 측정하였다. 아밀로그라프로부터 호화개시온도(°C), 최고점도, 95°C에서의 점도 및 95 °C에서 15분 후의 점도, breakdown(점도붕괴도)과 set back을 구하였다.
- 사용하여 측정하였다. 색도를 측정하기 전에 white reflector plate를 사용하여 표준화하였으며, 측정한 데이터는 Hunter color system 명도(L값, lightness), 적색도(a 값, redness), 황색도(b 값, yellowness) 값을 측정하였다. 효소 첨가 여부에 따른 색 변화는 이들 값을 사용하여 아래와 같이 계산하고 색 차(AE)로 분석하였으며, 이때 적용한 L', a' 및 b' 값은 각각 95.
- 05). 소비자 기호도 조사는 다수의 훈련되지 않은 소비자들에 의해 평가해야 하나 본 연구에서는 단백질가수분해효소의 첨가량의 차이에서 오는 품질 차이 및 최종제품의 기호도 평가가 필요하여 소수의 관능 지표에한 관능지표에 대한 기호도 평가가 수행되었다. 따라서 향후 본 연구의 후속 연구로서 대규모의 소비자를 대상으로 기호도 조사를 수행하여 본 연구 결과의 재현성을 검증할 계획이다.
- 시료 간 발생될 수 있는 carry over 효과를 최소화하기 위해 시료 평가 후 물로 입을 헹군 다음 다른 시료를 평가하였으며 외형적 검사는 동일한 장소에서 스펀지케이크를 무작위로 제공하여 부피(volume), 외부색상 (crust color)을 평가하였다. 소비자 기호도 조사는 단백질가수분해효소의 사용 농도 차이에서 발생되는 관능 지표의 품질 차이 및 기호도 위주의 평가를 수행하였다.
- 관능검사는 케이크의 섭취 기간이 일반적으로 구매 후 1일 정도인 것을 고려하여 제조 후 상온 보관 1일 이후에 실시하였으며, 실험실에서 테이블에 칸막이를 설치하여 패널 간 의사소통을 금지한 상태에서 실시하였다. 스펀지케이크의 껍질을 제거하고 20X20X20 mm 크기로 잘라 랜덤 코드가 부착된 1회용 접시에 5개씩 담아 물과 함께 무작위(random)로 패널에게 제시하였으며, 내부 색상(crumb color), 맛(taste), 풍미(flavor), 조직감(texture), 식감(mouthfeel), 족족 한정도(moistness quality), 전반적인 기호도(overall liking) 를 9점 척도(1: 대단히 싫다, 5: 보통이다, 9: 대단히 좋아한다)로 평가하였다. 시료 간 발생될 수 있는 carry over 효과를 최소화하기 위해 시료 평가 후 물로 입을 헹군 다음 다른 시료를 평가하였으며 외형적 검사는 동일한 장소에서 스펀지케이크를 무작위로 제공하여 부피(volume), 외부색상 (crust color)을 평가하였다.
- 스펀지케이크의 높이는 굽기 완료 다음 1시간 동안 냉각한 후 시료를 반으로 잘라 15 cm 자(ruler)를 이용하여 측정하였다. 측정부분은 모두 5부분으로 스펀지케이크의 정중앙 부분, 양쪽 가장자리 부분, 스펀지케이크의 정중앙과 가장자리 가운데부분의 양쪽 높이를 측정하여 합한 후 5로 나누어 평균을 내었다.
- 스펀지케이크의 색도는 crust와 crumb으로 나누어 crust는 그대로, crumb 부분은 분쇄한 다음 투명한 Petri dish(50x12 mm)에 담아 스색차계(CR-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. 색도를 측정하기 전에 white reflector plate를 사용하여 표준화하였으며, 측정한 데이터는 Hunter color system 명도(L값, lightness), 적색도(a 값, redness), 황색도(b 값, yellowness) 값을 측정하였다.
- 스펀지케이크의 껍질을 제거하고 20X20X20 mm 크기로 잘라 랜덤 코드가 부착된 1회용 접시에 5개씩 담아 물과 함께 무작위(random)로 패널에게 제시하였으며, 내부 색상(crumb color), 맛(taste), 풍미(flavor), 조직감(texture), 식감(mouthfeel), 족족 한정도(moistness quality), 전반적인 기호도(overall liking) 를 9점 척도(1: 대단히 싫다, 5: 보통이다, 9: 대단히 좋아한다)로 평가하였다. 시료 간 발생될 수 있는 carry over 효과를 최소화하기 위해 시료 평가 후 물로 입을 헹군 다음 다른 시료를 평가하였으며 외형적 검사는 동일한 장소에서 스펀지케이크를 무작위로 제공하여 부피(volume), 외부색상 (crust color)을 평가하였다. 소비자 기호도 조사는 단백질가수분해효소의 사용 농도 차이에서 발생되는 관능 지표의 품질 차이 및 기호도 위주의 평가를 수행하였다.
- 5°C/min으로 냉각시키면서 점도 변화를 측정하였다. 아밀로그라프로부터 호화개시온도(°C), 최고점도, 95°C에서의 점도 및 95 °C에서 15분 후의 점도, breakdown(점도붕괴도)과 set back을 구하였다. 호화개시 온도는 초기 점도가 10 B.
- 중탕한 달걀과 설탕혼합물은 버티컬믹서(LB-101A, Taiwan Leader, Changhua, China)를 이용하여 3단(154/ 530 rpm)의 속도로 4분, 1단(45/154 rpm)의 속도로 1분간 혼합하여 비중 0.22, 반죽 온도 30°C의 달걀 거품을 만들었다. 여기에 체로 친 밀가루와 단백질가수분해효소를 넣고 나무 주걱을 이용하여 한쪽 방향으로 40번 저어주면서 비중 0.
- 측정부분은 모두 5부분으로 스펀지케이크의 정중앙 부분, 양쪽 가장자리 부분, 스펀지케이크의 정중앙과 가장자리 가운데부분의 양쪽 높이를 측정하여 합한 후 5로 나누어 평균을 내었다.
대상 데이터
- 관능검사를 위하여 평소에 케이크를 자주 섭취하는 혜전대학 제과제빵학과 대학생 15명을 패널로 선발하였다. 관능검사는 케이크의 섭취 기간이 일반적으로 구매 후 1일 정도인 것을 고려하여 제조 후 상온 보관 1일 이후에 실시하였으며, 실험실에서 테이블에 칸막이를 설치하여 패널 간 의사소통을 금지한 상태에서 실시하였다.
- 설탕(CJ, Incheon, Korea)과 달걀은 시중에서 구매하여 사용하였다. 단백 질 가수분해 효소는 Novozymes(Copenhagen, Denmark)의 Neutrase 5.0BG를 사용하였다.
- 밀가루는 대한제분(주)(Incheon, Korea)에서 생산된 제과용 밀가루(박력1급)를 사용하였으며, 수분 함량은 12.5%, 조단백질 함량은 7.8%(NX5.7), 회분 함량은 0.4%였다. 설탕(CJ, Incheon, Korea)과 달걀은 시중에서 구매하여 사용하였다.
- 4%였다. 설탕(CJ, Incheon, Korea)과 달걀은 시중에서 구매하여 사용하였다. 단백 질 가수분해 효소는 Novozymes(Copenhagen, Denmark)의 Neutrase 5.
- 스펀지케이크를 25 mm 두께로 잘라 texture ana- lyzer(TA-XT2, Stable Micro Systems, Surrey, UK)를사용하여 측정하였으며 probe는 직경 36 mm의 cylinder를 이용하였다. 측정은 진입 깊이 40%, test speed 1.
- 45의 거품형 반죽을 만들었다. 원형 케이크 팬(내부 직경 12.7 cm, 높이 4.5 cm, 부피 570 mL)에 반죽을 125 g 첨가하고 윗불 180°C, 아랫불 160°C의 오븐(3D-403, Daiah Co., Seoul, Korea)에서 30분간 구워낸 후 팬에서 분리하고 상온에 1시간 냉각한 다음 폴리에틸렌 포장지로 밀봉하여 5일간 상온에서 저장하면서 실험재료로 사용하였다.
데이터처리
- 시간에 따른 차이가 없는 항목은 일원 분산(one-way ANOVA) 진행 후 시료 간의 차이 유무를 파악하기 위해 LSD(least significant dif- ference)로 유의적 차이를 검정하였다. 경도 측정은 시료 간의 차이와 시간에 따른 차이를 이원분산(two-way ANOVA) 으로 진행 후 시료 간의 차이 유무를 파악하기 위해 LSD를 5% 수준으로 유의적 차이를 검정하였다.
- 모든 실험 데이터는 Minitab® 16.2.1 Package(Minitab Inc., State College, PA, USA)를 이용하여 분산분석(anal ysis of variance, ANOVA)을 하였다. 시간에 따른 차이가 없는 항목은 일원 분산(one-way ANOVA) 진행 후 시료 간의 차이 유무를 파악하기 위해 LSD(least significant dif- ference)로 유의적 차이를 검정하였다.
- , State College, PA, USA)를 이용하여 분산분석(anal ysis of variance, ANOVA)을 하였다. 시간에 따른 차이가 없는 항목은 일원 분산(one-way ANOVA) 진행 후 시료 간의 차이 유무를 파악하기 위해 LSD(least significant dif- ference)로 유의적 차이를 검정하였다. 경도 측정은 시료 간의 차이와 시간에 따른 차이를 이원분산(two-way ANOVA) 으로 진행 후 시료 간의 차이 유무를 파악하기 위해 LSD를 5% 수준으로 유의적 차이를 검정하였다.
이론/모형
- 반죽의 pH는 AACC method 02-52(11)에 따라 스펀지케이크 반죽이 완료된 직후 반죽 15 g에 증류수 100 mL를넣고 현탁액을 만들어 상온에서 30분간 혼합한 다음 10분간 상온에서 방치한 후 pH meter(Testo230, Beckmann, Lenzkirch, Germany)를 이용하여 즉정하였다.
- 반죽의 비중(specific gravity)은 AACC method 10-15 (10)에 따라 스펀지케이크 반죽이 완료된 직후, 비중 컵에 반죽의 무게를 측정한 후 증류수에 대한 반죽의 중량 비율을 다음과 같이 나타내었다.
- 스펀지케이크는 달걀 전체를 이용한 Nagao 등(9)의 거품형(form type) 케이크 제조 방법을 사용하여 제조하였으며, 배합비율은 Table 2와 같다.
- 스펀지케이크의 경도는 AACC method 74-09(13)에 따라 시료를 오븐에서 꺼내 상온에서 1시간 방치 후 폴리에틸렌 백에 넣고 상온(25°C)에서 5일간 보관하면서 측정하였다. 스펀지케이크를 25 mm 두께로 잘라 texture ana- lyzer(TA-XT2, Stable Micro Systems, Surrey, UK)를사용하여 측정하였으며 probe는 직경 36 mm의 cylinder를 이용하였다.
- 아밀로그라프 특성은 AACC method 22-10(8)에 따라 visko/amylo graph(801360, Brabender Co., Duisburg, Germany)를 이용하여 분석하였다. 박력분(수분 함량 14%) 65 g에 단백질가수분해효소를 농도별로 첨가하여 증류수와 잘 혼합한 다음 30°C에서 95°C까지 1.
성능/효과
- 이러 한 현상은 단백질가수분해효소가 단백질의 폴리 펩타이드 사슬을 가수분해하여 단백질에 작용하고 단백질의 반응기가 노출되어 반죽이 연화되고 윤활 성이 증가되어 가스 보유력이 개선되고 최종제품의 부피, 기공, 색상 및 품질이 향상되었다(16)는 연구 결과와 유사하였으며, crust의 적색도 는 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하였다. Crust의 색 차(AE)는 대조군이 53.05±0.28, 모든 첨가군이 54.28± 0.42~56.85±0.43으로 유의적으로 증가하였고, crumb의 색 차는 28.38±0.55~29.45±0.47로 유의적으로 감소하였다.
- 05). 관능 검사는 껍질색과 내부색상이 대조군과 비교하여 유의적 차이는 없었으나 맛, 향, 조직감, 촉촉한 정도, 식감에서는 유의적으로 높은 점수를 얻었다(R0.05). 이상의 결과로 스펀지 케이크에 단백질가수분해효소를 첨가하면 부피, 높이, 비용적에 영향을 주어 부피가 증가하고 품질 개선에 효과적인 것을 확인하였다.
- 05).껍질 색과과 내부색상은 대조군과 비교하여 유의적 차이는 없었으나 맛, 향, 조직감, 촉촉한 정도, 식감에서 유의적으로 높은 점수를 얻었다 (狄0.05). 소비자 기호도 조사는 다수의 훈련되지 않은 소비자들에 의해 평가해야 하나 본 연구에서는 단백질가수분해효소의 첨가량의 차이에서 오는 품질 차이 및 최종제품의 기호도 평가가 필요하여 소수의 관능 지표에한 관능지표에 대한 기호도 평가가 수행되었다.
- 대조군의 관능검사 결과 부피 6.73±0.70,껍질 색색 7.00±0.46, 내부색상 5.80±0.59, 맛 5.60±0.59, 풍미 5.00±0.52, 조직감 6.13±0.83, 식감 5.87±0.70, 촉촉한 정도 6.00±0.46, 전반적인 기호도는 5.53±0.49였다.
- 대조군의 비용적은 3.53±0.06 cc/g으로 PC-1의 3.66± 0.13 cc/g, PC-2 4.03±0.09 cc/g, PC-3 4.18±0.02 cc/g, PC-4의 4.21±0.02 cc/g보다 유의적으로 낮게 나타나(/< 0.05) 단백질가수분해효소를 스펀지케이크에 사용하면 비용적 증가에 효과적인 것으로 나타났다(Table 5). 색도는 대조군의 crust 명도가 58.
- 로 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 비중과 pH 및 굽기 손실률은 대조군과 비교하여 유의적 차이는 없었으나 높이는 대조군이 4.24±0.18 cm, 단백질 가수분해효소 첨가 구가 4.84±0.09~5.06±0.11 cm 정도로 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하였다. 비용적은 대조군 3.
- 05) 단백질가수분해효소를 스펀지케이크에 사용하면 비용적 증가에 효과적인 것으로 나타났다(Table 5). 색도는 대조군의 crust 명도가 58.84±0.91, crumb의 명도는 83.05 ±1.01로 실험군과 비교하여 유의적으로 높았다(狄0.05). 이러 한 현상은 단백질가수분해효소가 단백질의 폴리 펩타이드 사슬을 가수분해하여 단백질에 작용하고 단백질의 반응기가 노출되어 반죽이 연화되고 윤활 성이 증가되어 가스 보유력이 개선되고 최종제품의 부피, 기공, 색상 및 품질이 향상되었다(16)는 연구 결과와 유사하였으며, crust의 적색도 는 대조군과 비교하여 유의적으로 증가하였다.
- 이었다 (Table 3). 실험군들의 최고점도는 540.0±10.00~530.0土 7.07 B.U.로 대조군과 비교하여 단백질가수분해효소 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다/<0.05). 냉각 후 점도 및 breakdown 역시 850.
- 아밀로그램 특성은 대조군과 비교하여 단백질 가수분해 효소의 첨가량이 증가할수록 최고점도는 유의적으로 증가하였으며, 냉각 후 점도 역시 850.2±10.03~830.4±8.88 B.U. 로 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 비중과 pH 및 굽기 손실률은 대조군과 비교하여 유의적 차이는 없었으나 높이는 대조군이 4.
- 05). 이상의 결과로 스펀지 케이크에 단백질가수분해효소를 첨가하면 부피, 높이, 비용적에 영향을 주어 부피가 증가하고 품질 개선에 효과적인 것을 확인하였다.
후속연구
- 소비자 기호도 조사는 다수의 훈련되지 않은 소비자들에 의해 평가해야 하나 본 연구에서는 단백질가수분해효소의 첨가량의 차이에서 오는 품질 차이 및 최종제품의 기호도 평가가 필요하여 소수의 관능 지표에한 관능지표에 대한 기호도 평가가 수행되었다. 따라서 향후 본 연구의 후속 연구로서 대규모의 소비자를 대상으로 기호도 조사를 수행하여 본 연구 결과의 재현성을 검증할 계획이다.
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