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문제 정의
- 본 연구는 각각 새싹땅콩 추출물(peanut sprout extract, PSE) 및 분말(peanut sprout powder, PSP)을 0%, 0.5%, 1%, 2%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10% 첨가한 식빵을 각각 제조하고, 반죽의 발효팽창률, 부피, 무게, 비용적, 굽기손실률, 색도, 텍스처 등의 제빵 품질특성, 관능적 기호특성, 항산화 활성을 분석함으로써 total resveratrol 함량이 풍부한 새싹땅콩을 이용하여 다양한 기능성 식품 개발을 위한 기초자료로 사용하고자 하였다. PSE 반죽은 첨가량과 발효팽창률 사이에 유의성이 없었으나, PSP 반죽은 첨가량이 증가할수록 발효팽창률이 유의적으로 감소하였다(p<0.
- 이에 본 연구에서는 탁월한 항산화성을 나타내고 있으며, resveratrol 함량이 두채식품 중 월등히 높은 것으로 알려진 새싹땅콩 분말 및 추출물을 첨가하여 현재 생활방식에서 간편하게 섭취 가능한 형태 기능성 식빵을 제조하고, 그 품질특성, 항산화 활성 및 기호도를 분석하여 새싹땅콩을 이용한 기능성 식품 제조의 기초로 삼고자 한다.
제안 방법
- Crust는 식빵 윗 봉우리 부분 표면을 직접 측정하였고, crumb은 가운데 부분을 6×6×1.3 cm 크기로 조각을 내어 그 표면에 색채 색차계(JC-801S, Color Techno System, Co. Ltd., Japan)를 사용하여 Hunter's color value인 L, a, b값을 측정하였다.
- )를 사용하였다. Total resveratrol 함량과 DPPH 유리라디칼 소거 활성은 Sigma사(Sigma, USA)와 Junsei(Junsei, Japan)의 특급시약으로 분석하였다.
- Total resveratrol 함량은 Kang 등(2010b)의 방법을 변형하여 분석하였다. 위에서 분석용으로 준비한 시료 5 g과 80%(v/v) MeOH 50 mL를 혼합하여 70℃, 100 rpm의 진탕항온수조에서 30분 반응시킨 시료액을 11,000×g으로 10분간 원심분리(T- 324, Kontron Instruments, USA)하여 상층액을 획득하였다.
- 각 시료는 실온에서 24시간 저장한 빵의 crumb 부분을 4×4×1.3 cm로 잘라 3자리 난수를 표기한 일회용 흰 접시에 뚜껑을 덮어 2개씩 담아 제공하였다.
- 각 식빵의 껍질 부위인 crust와 속살부분인 crumb을 분리하여 측정하였다. Crust는 식빵 윗 봉우리 부분 표면을 직접 측정하였고, crumb은 가운데 부분을 6×6×1.
-
4. 관능검사
관능평가는 9점 척도법에 의하여 관능적 기호특성을 분석하였다. 각 시료는 실온에서 24시간 저장한 빵의 crumb 부분을 4×4×1.
- 발효팽창률은 Lee 등(2005)의 방법을 변형하여 일차발효전 반죽 중 일부를 떼어내어 팽창률을 측정하였다. 즉, 반죽 65 g을 250 mL 메스실린더에 넣고 배양기에서 30±0.
- 새싹땅콩 추출물(peanut sprout extract, PSE)은 액상 형태이기 때문에 PSE 첨가량 변화에 따라 최종 가수량을 63%로 하여 Table 1에 제시된 배합비율에 의하여 제조하였고, 반죽의 혼합 전 PSE와 물과 완전히 균질화시킨 상태로 하여 혼합하였다. 새싹땅콩 분말(peanut sprout powder, PSP)은 Table 2와 같이 계량하여 제빵실험에 사용하였다.
- 제빵은 Finny KF(1984)법을 변형시킨 직접반죽법(straight dough method)을 사용하였다. 쇼트닝을 제외한 재료를 모두 버티컬 믹서(NVM-SN12-2P, Daeyung Bakery Machinery Co. Ltd., Korea)의 믹싱 볼에 넣고 1단 속도에서 1.5분 동안 혼합한 뒤, 클린업된 반죽에 쇼트닝을 첨가하여 1단 속도에서 2분, 2단 속도로 8분 동안 혼합한 뒤, 3단으로 1분간 더 혼합하였다. 반죽의 온도는 27℃로 유지하였다.
- 즉, 반죽 65 g을 250 mL 메스실린더에 넣고 배양기에서 30±0.2℃를 유지하여 30분, 60분, 90분 동안 발효시간에 따른 부피 변화를 측정하였다.
- 패널은 부천대학교 식품영양과에 재학 중인 20~25세 남․여대생 30명을 대상으로 하였다. 평가항목은 색, 향미, 텍스처, 맛, 전체적 기호도를 평가하였다.
대상 데이터
- 분석은 Table 3의 조건으로 HPLC(Agilent 1260 infinity LC system, USA)를 이용하였다. 분석에 사용한 모든 시약은 Sigma사(Sigma, USA)와 Junsei(Junsei, Japan)의 특급시약을 사용하였다.
- 새싹땅콩 추출물(peanut sprout extract, PSE)은 액상 형태이기 때문에 PSE 첨가량 변화에 따라 최종 가수량을 63%로 하여 Table 1에 제시된 배합비율에 의하여 제조하였고, 반죽의 혼합 전 PSE와 물과 완전히 균질화시킨 상태로 하여 혼합하였다. 새싹땅콩 분말(peanut sprout powder, PSP)은 Table 2와 같이 계량하여 제빵실험에 사용하였다.
- 새싹땅콩 추출물(peanut sprout extract, PSE)과 분말(peanut sprout powder, PSP)은 완제품 형태로 (주)장수채로부터 2014년 6월 구매하였는데, 원료의 수분 함량과 total resveratrol 함량은 PSE의 경우 50.68%, 2.73 ug/mL였고, PSP는 5.00%, 3.38 ug/mL였다. 식빵 제조에 사용한 재료는 2014년 7월 부천 중동시장에서 강력분 밀가루 20 kg(Beksul, CJ Co.
- 38 ug/mL였다. 식빵 제조에 사용한 재료는 2014년 7월 부천 중동시장에서 강력분 밀가루 20 kg(Beksul, CJ Co. Ltd.), 백설탕 3 kg(CJ Co. Ltd.), 쇼트닝 4.5 kg(Q1 golden shortening, Samyang Co. Ltd.), 생이스트(glorypan, angel yeast Co. Ltd.), 꽃소금 1 kg(Soguemnara, Oreumsalt Co. Ltd.), 제빵개량제(J-1000, HiQ food. Co. Ltd.)을, 부천 E마트에서 탈지분유 1 kg(Maeil diaries Co. Ltd.)와 생수(Samdasoo, Nongshim Co. Ltd.)를 사용하였다. Total resveratrol 함량과 DPPH 유리라디칼 소거 활성은 Sigma사(Sigma, USA)와 Junsei(Junsei, Japan)의 특급시약으로 분석하였다.
- 측정시료는 식빵의 가운데 부분을 6×6×1.3 cm의 육면체 모양으로 잘라, 경도 측정 시료로 하였다.
- 3 cm로 잘라 3자리 난수를 표기한 일회용 흰 접시에 뚜껑을 덮어 2개씩 담아 제공하였다. 패널은 부천대학교 식품영양과에 재학 중인 20~25세 남․여대생 30명을 대상으로 하였다. 평가항목은 색, 향미, 텍스처, 맛, 전체적 기호도를 평가하였다.
데이터처리
- 1) Means with the different small letters (a~e) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 1) Means with the different small letters (a~h) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Data with different small letters (a~c) in a column are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Means with the different capital letters (A~E) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Means with the different capital letters (A~G) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Data with different small letters (a~b) in a column are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Data with different small letters (a~c) in a column are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Data with different small letters (a~d) in a column are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 2) Data with different small letters (a~e) in a column are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 3) Means with the different double small letters (aa~dd) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 3) Means with the different double small letters (aa~ff) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 3) Means with the different small letters (a~d) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 4) Means with the different capital letters (A~C) are significantly different at p<0.001 by Duncan’s multiple range test.
- 실험결과의 통계처리는 SAS system(Ver. 9.4, Cary NC, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 하였으며, 각 처리구간 유의성은 Duncan’s multiple range test를 이용하여 검증하였다.
- 제품의 굽기 손실률과 비용적은 아래와 같은 식에 의하여 처리구별로 12개 이상의 시료를 측정한 평균을 산출하였다(Ji & Jeong 2013).
이론/모형
- DPPH 유리라디칼 소거 활성은 Llorach 등(2002)의 방법에 준하여 위에서 준비한 분석용 시료 0.1 mL에 0.1 mM DPPH 2.9 mL를 가한 후 암실에서 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도(J-550, Jasco, Japan)를 측정하였다. 이 때 대조구는 80%(v/v) MeOH 0.
- 실온에서 1시간 냉각한 식빵은 차조를 사용하여 종자치환법(AACC 1983)으로 측정하였다. 제품의 굽기 손실률과 비용적은 아래와 같은 식에 의하여 처리구별로 12개 이상의 시료를 측정한 평균을 산출하였다(Ji & Jeong 2013).
- 제빵은 Finny KF(1984)법을 변형시킨 직접반죽법(straight dough method)을 사용하였다. 쇼트닝을 제외한 재료를 모두 버티컬 믹서(NVM-SN12-2P, Daeyung Bakery Machinery Co.
성능/효과
- 001). PSE와 PSP 식빵 반죽 모두 발효 초기에서 30분까지 급격한 발효가 일어났고, 발효 60분까지 총 발효의 약 90%가 완료되는 것을 확인하였다. Shin 등(2008)도 석류 분말을 첨가한 식빵 반죽의 시간에 따른 발효팽창률 실험에서 발효 60분까지 급격한 발효가 진행된 이후에는 서서히 발효가 진행되어 본 연구와 같은 결과를 제시하였다.
- 001). PSE와 PSP 첨가량이 증가할수록 L값은 감소하였고, a와 b값은 증가하였으며, crumb 색도는 p-value가 0.001 미만의 높은 유의적 상관성이 확인되었다. 식빵의 경도는 부재료의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였고, 이러한 경향은 5% 처리구 이후 급격히 증가하였으며, 탄력성, 응집성, 씹힘성, 경도 특성을 종합한 식빵의 적합한 첨가량의 한계농도는 5.
- 2에 나타내었다. PSE와 PSP 첨가량이 증가할수록 L값은 감소하였고, a와 b값은 증가하였으며, crumb 색도는 p-value가 0.001 미만의 매우 높은 유의적 상관성이 확인되었다. 이는 PSE와 PSP 고유의 색상에 의한 영향 이외에도 열처리에 따른 캐러멜 반응과 메일라드 반응 등에 의한 것으로 판단되었다.
- PSP 첨가 식빵의 자유라디칼 소거활성도 PSE 첨가 식빵과 유사한 결과를 나타내었는데, PSP 첨가량이 증가하면서 2,445.56 mg/mL, 1,624.14 mg/mL, 1,682.39 mg/mL, 1,549.22 mg/mL, 1,336.59 mg/mL, 1,134.93 mg/mL, 1,051.83 mg/mL로 유의적으로 증가하였다(p<0.001).
- 새싹땅콩 분말(peanut sprout powder, PSP) 첨가 식빵의 관능적 기호도는 Table 12와 같다. PSP를 첨가한 식빵의 색, 향미, 텍스처, 맛, 전체적인 기호도에서 모두 첨가량의 증가에 따른 음의 유의성이 확인되었다. 그러므로 향미, 텍스처, 전체적인 기호 특성을 고려할 때 5.
- PSP를 첨가한 식빵의 텍스처 특성은 PSP 첨가량이 증가할수록 탄력성과 응집성은 유의적으로 감소하였고, 씹힘성과 경도는 증가하는 경향을 보였다(p<0.001).
- 관능 특성 강도(데이터 생략)의 경우, PSE와 PSP 모두 첨가량이 증가할수록 새싹땅콩 특유의 색, 향미, 맛을 강하게 감지하였으나, 기호도 평가에서는 유의적으로 낮게 평가되었다. Bae 등(2010)의 오디분말, Ji & Jeong(2013)의 들깨분말, Park (2015)의 어성초를 첨가한 것과 같이 색, 향미, 맛 등이 강한 부재료를 첨가하여 식빵의 관능특성을 평가하였을 때 농도가 높을수록 낮은 점수를 받은 것과 같이 새싹땅콩의 고유특성이 지나치게 발현되는 경우에는 오히려 소비자의 제품선택에서 부정적으로 작용함을 알 수 있었다.
- 001). 관능적기호도 특성을 분석한 결과, PSE 첨가 식빵의 경우 색, 향미,텍스처의 기호도는 유의적 차이가 없었으나, 맛과 전체적인 기호도는 유의적으로 감소하는 경향이었다. PSP는 첨가량이 증가할수록 모든 관능적 기호도가 유의적으로 낮아졌다.
- 실험 결과, 새싹땅콩 가공품의 첨가량이 증가할수록 DPPH 자유라디칼 소거 활성은 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 기능성, 품질특성, 기호성 등을 종합적으로 고려하였을 때 새싹땅콩 가공품 첨가량은 2.5~5% 수준으로 판단되었다.
- 그러나 부피와 비용적 측정 결과, PSE 첨가량과의 일정한 상관성은 찾지 못하였지만, 대조구와 처리구 사이에 유의성이 있는 것으로 나타났다(p<0.001).
- 그러나 첨가되는 부재료의 형태, 첨가량, 성분, 발효, 가열과정 등 여러 가지 요인에 의해 복잡한 영향을 받게 되며, 본 연구에서는 PSP 첨가량이 증가하면서 부피와 비용적이 유의적으로 감소하는 경향을 보였는데(p<0.001), 이는 PSP 첨가량이 증가하면서 식빵 반죽에서 글루텐 함량이 상대적으로 감소하는 밀가루 희석효과를 일으키게 되고, 결과적으로 반죽 내부에서 글루텐 망상구조 형성을 방해 또는 약한 망상구조를 형성하여 가스 생성력과 보유력이 약해진 결과로 생각되었다.
- 그러므로 PSE와 PSP를 첨가한 식빵 반죽의 경우, 충분한 발효를 위한 최소 발효시간은 적어도 60분 이상으로 판단되었다.
- PSP를 첨가한 식빵의 색, 향미, 텍스처, 맛, 전체적인 기호도에서 모두 첨가량의 증가에 따른 음의 유의성이 확인되었다. 그러므로 향미, 텍스처, 전체적인 기호 특성을 고려할 때 5.0% 이상은 바람직하지 않은 것으로 판단되었다.
- 대조구와 모든 PSE 첨가구 사이에서 탄력성과 씹힘성의 유의적 차이는 나타나지 않았지만 응집성과 경도 특성은 시료 간에 유의적인 차이가 확인되었는데(p<0.001), 특히 경도의 경우 PSE 첨가량과 유의적으로 높은 음의 상관성(R2=0.8137, y=3.8945x+63.814)이 나타났으며, 0~5.0% 농도에서는 더욱 정량적인 직선식이 나타났다(R2=0.9491, y=7.35x+58.547).
- 10% 범위에서 측정되었다. 대조구와 비교하여 PSE 식빵의 무게와 굽기손실률의 유의적 차이는 없었다. 그러나 부피와 비용적 측정 결과, PSE 첨가량과의 일정한 상관성은 찾지 못하였지만, 대조구와 처리구 사이에 유의성이 있는 것으로 나타났다(p<0.
- 대조구와 비교하여 PSE 첨가량이 증가할수록 색, 향미, 텍스처 특성은 감소하는 경향이지만, 처리구간 유의적인 차이는 없었다(p<0.05).
- 대조구의 IC50 값인 2580.85 mg/mL와 비교하여 PSE 첨가량이 0.5%, 1%, 2%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10%로 증가하였을 때 2,062.86 mg/mL, 1,518.38 mg/mL, 1,349.29 mg/mL, 1,159.29 mg/mL, 1,139.67 mg/mL, 823.29 mg/mL, 724.47 mg/mL로 유의적으로 증가하였다(p<0.001).
- 새싹땅콩 추출물(peanut sprout extract, PSE)을 첨가하여 제조한 식빵의 무게, 부피, 비용적과 굽기손실률을 측정한 결과는 Table 6과 같다. 대조구의 부피, 무게, 비용적, 굽기손실률은 각각 1,703.51 mL, 495.48 g, 3.44 mL/g, 8.24%였다. PSE 첨가 식빵은 첨가량이 증가하면서 부피는 1,404.
- 대조구의 텍스처 특성은 탄력성(springiness), 응집성(cohesive-ness), 씹힘성(chewiness), 경도(hardness)가 각각 89.31%, 74.75%, 458.43 g, 55.76 g/cm2 이었다. PSE 첨가 식빵은 첨가량이 증가하면서 90.
- 유사한 연구로써 홍삼분말(Kim & Kim 2005), 들깨분말(Ji & Jeong 2013), 참죽분말(Kim 등 2014) 등을 첨가한 식빵의 품질특성을 분석하여 부재료 첨가에 따라 부피가 감소하고, 경도가 증가하였으며, 대조구와 비교하여 작고 단단한 빵이 제조되는 것으로 보고하였는데, 본 연구에서도 PSP 식빵이 PSE 식빵의 경도와 비교하여 현저하게 큰 것으로 미루어 PSP 식빵은 PSE 식빵과 비교하여 단단하고 작은 식빵이 형성되는 것으로 판단되었다. 또한 5% 이후의 경도는 급격히 증가한 결과로 판단할 때 텍스처 품질 특성을 고려한 PSP 첨가 식빵의 적합한 첨가량의 한계농도는 5% 미만으로 판단되었다.
- Bae 등(2010)의 오디분말, Ji & Jeong(2013)의 들깨분말, Park (2015)의 어성초를 첨가한 것과 같이 색, 향미, 맛 등이 강한 부재료를 첨가하여 식빵의 관능특성을 평가하였을 때 농도가 높을수록 낮은 점수를 받은 것과 같이 새싹땅콩의 고유특성이 지나치게 발현되는 경우에는 오히려 소비자의 제품선택에서 부정적으로 작용함을 알 수 있었다. 또한 PSP 식빵의 특성 강도가 PSE 식빵의 특성 강도보다 높게 평가되었으며, 이 또한 기호도는 낮게 평가되어 새싹땅콩을 첨가하여 식빵을 제조할 경우 PSP보다는 PSE를 5% 미만으로 첨가하여 제조하는 것이 좋을 것으로 생각되었다.
- 맛과 전체적인 기호도는 PSE 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소되는 경향이었고(p<0.05), 0.5~5% PSE 식빵과 비교하여 7.5%와 10%는 유의적으로 좋지 않게 평가되어 신제품 개발에서는 적합하지 않은 농도로 판단되었다.
- 발효시간에 따른 부피 변화는 발효 30분까지 모든 처리구가 44.0~63.2 mL 범위에서 유의적 차이 없이 증가하였으나, 30~60분 발효 중에는 대조구와 0.5%, 7.5% PSP 첨가구는 1.0%, 2.0%, 2.5%, 5%, 10% PSP 첨가 식빵 반죽의 팽창률과 비교하여 유의적으로 높았다(p<0.001).
- 001). 발효시간에 따른 부피 변화는 발효 30분까지 모든 처리구가 58.0~74.0 mL 범위에서 유의적 차이 없이 증가하였으나, 30~60분 발효 중에는 대조구와 2.5% PSE 식빵 반죽의 팽창률이 유의적으로 높았다.
- 0% 저농도 매실농축액을 첨가한 경우, 농축액이 증가할수록 부피와 비용적이 감소하였고, pH 변화에 의한 가스 유지력 약화로 추정하였다. 본 연구 결과에서는 PSE 첨가량에 따른 부피변화는 2.5%까지는 감소하다가 5% 이상에서는 대조구보다 유의적으로 증가하는 경향을 보였다. 또한 굽기손실률은 모든 처리구에서 유의적 차이가 나타나지 않았다(p<0.
- 새싹땅콩 가공품 첨가량이 0.5%, 1%, 2%, 2.5%, 5%, 7.5%, 10%로 증가하면서 최종 식빵의 total resveratrol 함량도 유의적으로 증가하였다(p<0.001).
- 식빵의 total resveratrol 함량과 DHHP 자유라디칼 소거활성은 PSE와 PSP 첨가량 증가에 따라 식빵내의 성분도 매우 유의적으로 증가하였다(p<0.001).
- 001 미만의 높은 유의적 상관성이 확인되었다. 식빵의 경도는 부재료의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였고, 이러한 경향은 5% 처리구 이후 급격히 증가하였으며, 탄력성, 응집성, 씹힘성, 경도 특성을 종합한 식빵의 적합한 첨가량의 한계농도는 5.0%미만으로 판단되었다. 식빵의 total resveratrol 함량과 DHHP 자유라디칼 소거활성은 PSE와 PSP 첨가량 증가에 따라 식빵내의 성분도 매우 유의적으로 증가하였다(p<0.
- 식빵의 부피, 무게, 비용적과 굽기손실률을 측정한 결과, 대조구와 비교하여 PSE 식빵의 경우 부피와 비용적은 처리구 사이에 유의적 차이가 있었으나, 첨가량과의 상관성은 확인되지 않았고, 식빵 무게와 굽기손실률은 유의적 차이가 없었다(p<0.001).
- 항산화 물질을 함유한 원료를 부재료로 첨가한 식빵의 DPPH 유리 라디칼 활성은 첨가량이 증가할수록 높은 라디칼 소거능을 나타내는 것으로 알려져 있다(Lee 등 2011; Lee & Park 2011; Kim 등 2014). 실험 결과, 새싹땅콩 가공품의 첨가량이 증가할수록 DPPH 자유라디칼 소거 활성은 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 기능성, 품질특성, 기호성 등을 종합적으로 고려하였을 때 새싹땅콩 가공품 첨가량은 2.
- 547). 이러한 결과로 미루어 텍스처 품질특성을 고려한 PSE 첨가 식빵의 적합한 첨가량 한계 농도는 5% 미만으로 판단되었다. Bae 등(2005)은 대추 추출액을 첨가한 식빵의 경도 특성을 분석하여 첨가량 50% 이상까지는 대조구와 유의적 차이가 없었으나, 75% 이상의 처리구에서는 경도가 유의적으로 증가하였음을 밝혀내었는데, 이는 5%, 7.
후속연구
- PSP는 첨가량이 증가할수록 모든 관능적 기호도가 유의적으로 낮아졌다. 그러므로 이상의 결과를 토대로 하여 품질특성, 기호성, 생리활성을 종합적으로 고려한 새싹땅콩 추출물과 분말의 첨가량은 1.0~2.5% 범위로 판단되었고, 새싹땅콩의 다양한 식품소재 가능성을 확인하였으며, 이후 후속연구가 계속적으로 진행되어야 할 것으로 생각되었다.
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