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문제 정의
- 본 연구에서는 기능성 제빵제품 개발의 일환으로 라디치오 분말을 첨가하여 스펀지 케이크를 제조하고, 분말 첨가 비율(1~7%)에 따른 스펀지 케이크의 품질 특성 및 항산화 활성을 분석하여 적절한 라디치오 분말 첨가량을 제시하고자 하였다. 라디치오 스펀지 케이크의 pH는 라디치오 분말을 첨가함에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다으나, 감소하는 경향이 나타났다.
- 3%의 구연산을 첨가했을 때 강한 신맛을 느끼지 않는 범위에서 안토시아닌 색소의 안정화에 기여한다고 보고되었다(Kim & Lee 2013). 이에 본 연구에서는 라디치오 분말의 함량을 다르게 하고, 0.3%의 구연산을 첨가하여 라디치오 분말의 안토시아닌 색소를 안정화시킨 스펀지 케이크의 품질 특성 및 항산화 활성을 알아보고자 하였다.
제안 방법
- 실험에 사용된 라디치오 스펀지 케이크는 Table 1과 같은 배합비로 제조하였다. 계란과 설탕을 섞어 믹서(KM400, Kenwood, Havant, Britain)를 사용해 거품을 내고, 밀가루, 라디치오 분말, 버터, 구연산을 넣고 2~3분간 혼합하였다. 반죽은 오븐(Zippel DE68-04072D, Samsung, Seoul, Korea)에서 170℃에서 20분간 구워내고, 상온에서 1시간 방냉하였다.
- 관능검사는 고려대 식품영양학과 대학원생 20명을 대상으로 관능검사 시 주의사항을 설명하고, 충분한 훈련을 거친 후 각 시료의 색(color), 향미(flavor), 단맛(sweetness), 촉촉함(moisture), 씹힘성(chewiness), 전체적인 기호도(overall quality)의 6개 항목을 7점 척도법으로 평가하였다. ‘매우 싫음’은 1점, ‘매우 좋음’은 7점으로 질문지에 표시하도록 하였다.
- 1 mL로 하여 아래의 식과 같이 산출하였다. 그 후 농도별 DPPH 라디칼 소거율로부터 그래프를 작성하고, DPPH에 대해 50% 소거 효과를 보이는 IC50 값(mg/mL)을 구하였다.
- 라디치오 스펀지 케이크의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Baek 등(2012)의 방법을 응용하여 측정하였다. 케이크의 crumb 부분을 동결건조하여 분말화 하고, 분말 2 g과 증류수 10 mL를 10분간 교반하여 3,000 rpm에서 10분 간 원심분리하여 상등액을 Whatman No.
- 수분 함량은 케이크의 중앙 부분에서 0.5 g씩을 취하고, 수분측정기(MB35, OHAUS, Zurich, Switzerland)를 사용하여 3회 반복 측정하였다. 굽기손실률은 굽기 전 케이크 반죽의 중량과 구운 후 케이크의 중량을 저울로 측정하고, 다음의 식을 이용해 계산하였다.
- 스펀지 케이크의 색도는 스펀지 케이크의 Crust 부분과 Crumb 부분을 색차계(CR-400, Konica Minolta, Osaka, Japan)를 사용하여 L(명도), a(적색도), b(황색도) 값을 3회 반복 측정하여 평균값을 내었다. 표준으로 색도의 색좌표가 각각 L=96.
- 스펀지 케이크의 조직감은 케이크의 중심부분을 가로 3 cm, 세로 3 cm, 높이 3 cm 크기로 자른 후 Rheometer(Sun Rheometer Compac-100Ⅱ, Sun Scientific Co. LTD., Tokyo, Japan)를 이용하여 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)을 3회 측정하고 평균값을 내었으며, 그 분석조건은 Table 2와 같다.
- 1 여과지로 여과한 것을 시료로 사용하였다. 시료를 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6배 희석한 용액 0.1 mL에 0.2 mM DPPH(Sigma Aldrich Corp., St. Louis, MO, USA) 용액 0.1 mL를 각각 넣고, 상온에서 30분간 빛을 차단해 반응시키며, 520 nm에서 흡광도(O.D)를 3회 측정하였다. 시료의 각 농도별 DPPH 라디칼 소거율은 대조군을 에탄올 0.
- 3과 같다. 시료를 희석하여 농도별로 각각의 라디칼 소거능을 구하였고, 그 결과로부터 얻은 일차함수 관계식에 의해 DPPH 50%를 제거하는 시료의 농도(IC50)를 구하였다. 대조군 및 1, 3, 5, 7% 첨가군의 IC50은 각각 247.
- 9 N Folin-Ciocalteu reagent(Junsei Chemistry, Tokyo, Japan) 50 μL를 넣은 후 20% sodium carbonate(Merck kGaA, Darmstadt, Germany) 용액 150 μL를 넣어 상온에서 2시간 동안 빛을 차단해 반응시키고, microplate reader(Infinite 200 PRO, Tecan, Mannedorf, Switzerland)를 사용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 갈산(garlic acid, Merck kGaA, Darmstadt, Germany)을 사용하여 흡광도 검량선을 작성하고, 각 시료의 총 폴리페놀 함량을 환산하였다.
- 표준으로 색도의 색좌표가 각각 L=96.90, a=0.45, b=1.49인 백색판을 사용하였고, 다음의 식을 이용해 ΔE(색차값)을 구하여 라디치오 분말로 인한 각 시료간의 색차를 비교하였다.
대상 데이터
- , Shandong, China)을 구입하였고, 계란은 시중에서 구입하여 사용하였다. 라디치오는 멕시코에서 생산된 것을 구입하여 잎을 분리한 후 동결건조기(FD8508, Ilshin Biobase Co. LTD., Gyeonggi, Korea)로 동결건조하고, 고속분쇄기(CRT-04, Hungchuan Machinery Enterprise, Taipei, Taiwan)로 분말을 내어 40 mesh 체에 내렸다.
- 스펀지 케이크 제조를 위해 박력분(CJ, Incheon, Korea), 설탕 (CJ, Incheon, Korea), 버터(Seoul Dairy Cooperative, Seoul, Korea), 구연산(Qingdao fuso refining & processing Co. LTD., Shandong, China)을 구입하였고, 계란은 시중에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 2) Means in each row with different superscript letters are significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).
- 실험결과는 SPSS(22.0 for windows, SPSS InC., Chicago, IL, USA)을 이용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하고, 각 측정 평균값간의 유의성은 p<0.05 수준으로 Duncan’s multiple range test에 의해 분석하였다.
이론/모형
- , Taipei, Taiwan)를 이용하여 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 비중은 AACC(2000) 방법에 따라 동일한 부피의 컵(200 mL)에 케이크 반죽과 증류수를 담아 각각의 무게를 저울(Libror EB-2200HV, Shimadzu, Kyoto, Japan)로 측정하고, 증류수에 대한 케이크 반죽의 무게 비를 계산하였다.
- 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(Singleton & Rossi 1965) 을 응용하고, Hong 등(2011)이 제안한 방법에 따라 분석하였다.
성능/효과
- 수분 함량은 감소하였으며, 굽기 손실률은 증가하는 경향을 보였다. Crust의 색도는 라디치오 분말의 첨가 수준에 따라 L, a, b값이 유의적으로 감소하였고, Crumb의 색도는 L값과 b값이 감소하고, a값은 증가하는 경향을 보였다. 조직감 측정에서는 경도와 씹힘성이 점차 감소하였고, 응집성과 탄력성은 유의적인 차이가 없었다.
- Crust의 색도는 라디치오 분말의 첨가 수준에 따라 L값은 43.34, 40.93, 40.29, 36.86, 39.13으로 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며, a값은 13.53, 12.67, 11.97, 11.71, 11.03으로 감소하였고, b 값도 19.37, 17.79, 17.29, 15.03, 16.09로 점차 감소하였다 (p<0.05).
- 라디치오 분말 첨가량에 따라 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가하였고, DPPH 라디칼 소거능 측정에서 IC50은 점점 감소하여 라디치오 분말을 첨가할수록 스펀지 케이크의 항산화력이 높아지는 것으로 나타났다. 관능검사 결과, 향미, 단맛, 촉촉함, 씹힘성 등이 분말 첨가에 따라 감소하였으나, 3% 첨가군에서 색상 및 전반적인 기호도에서 높은 점수를 받아, 라디치오 분말을 첨가한 스펀지 케이크 제조 시 밀가루의 3%를 라디치오 분말로 대체하는 것이 가장 적절한 것으로 사료된다.
- 대조군 및 1, 3, 5, 7% 첨가군에서 각각 0.12, 0.21, 0.22, 0.23, 0.31 mg GAE/g이었으며, 라디치오 분말 첨가량에 따라 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가하였다 (p<0.05).
- 시료를 희석하여 농도별로 각각의 라디칼 소거능을 구하였고, 그 결과로부터 얻은 일차함수 관계식에 의해 DPPH 50%를 제거하는 시료의 농도(IC50)를 구하였다. 대조군 및 1, 3, 5, 7% 첨가군의 IC50은 각각 247.63, 234.31, 164.00, 128.14, 62.09 mg/mL로 점점 감소하였으며, 라디치오 분말을 첨가할수록 스펀지 케이크의 항산화력이 높아지는 것으로 밝혀졌다. 이는 부재료로 들어간 라디치오 분말 안에 있는 폴리페놀류와 안토시아닌 때문으로 사료된다(Innocenti 등 2005).
- 조직감 측정에서는 경도와 씹힘성이 점차 감소하였고, 응집성과 탄력성은 유의적인 차이가 없었다. 라디치오 분말 첨가량에 따라 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가하였고, DPPH 라디칼 소거능 측정에서 IC50은 점점 감소하여 라디치오 분말을 첨가할수록 스펀지 케이크의 항산화력이 높아지는 것으로 나타났다. 관능검사 결과, 향미, 단맛, 촉촉함, 씹힘성 등이 분말 첨가에 따라 감소하였으나, 3% 첨가군에서 색상 및 전반적인 기호도에서 높은 점수를 받아, 라디치오 분말을 첨가한 스펀지 케이크 제조 시 밀가루의 3%를 라디치오 분말로 대체하는 것이 가장 적절한 것으로 사료된다.
- 35로 가장 높았다. 라디치오 분말을 첨가한 스펀지 케이크 제조 시 밀가루의 3%를 라디치오 분말로 대체하는 것이 가장 적절한 것으로 사료된다.
- 본 연구에서는 기능성 제빵제품 개발의 일환으로 라디치오 분말을 첨가하여 스펀지 케이크를 제조하고, 분말 첨가 비율(1~7%)에 따른 스펀지 케이크의 품질 특성 및 항산화 활성을 분석하여 적절한 라디치오 분말 첨가량을 제시하고자 하였다. 라디치오 스펀지 케이크의 pH는 라디치오 분말을 첨가함에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다으나, 감소하는 경향이 나타났다. 스펀지 케이크의 비중은 유의적으로 증가하는 결과를 보였다.
- 스펀지 케이크의 비중은 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 수분 함량은 감소하였으며, 굽기 손실률은 증가하는 경향을 보였다. Crust의 색도는 라디치오 분말의 첨가 수준에 따라 L, a, b값이 유의적으로 감소하였고, Crumb의 색도는 L값과 b값이 감소하고, a값은 증가하는 경향을 보였다.
- 라디치오 스펀지 케이크의 pH는 라디치오 분말을 첨가함에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다으나, 감소하는 경향이 나타났다. 스펀지 케이크의 비중은 유의적으로 증가하는 결과를 보였다. 수분 함량은 감소하였으며, 굽기 손실률은 증가하는 경향을 보였다.
- 05), 이는 수분 함량 측정에서의 결과와 유사하였다. 씹힘성(chewiness)은 라디치오 분말의 첨가량에 따라 감소하는 결과를 보였는데, 본 연구의 조직감 측정에서 라디치오 분말 첨가량에 따라 씹힘성이 감소한 결과와 관련이 있는 것으로 사료된다. 전반적인 기호도(overall quality)는 3% 첨가군에서 5.
- 씹힘성(chewiness)은 라디치오 분말의 첨가량에 따라 감소하는 결과를 보였는데, 본 연구의 조직감 측정에서 라디치오 분말 첨가량에 따라 씹힘성이 감소한 결과와 관련이 있는 것으로 사료된다. 전반적인 기호도(overall quality)는 3% 첨가군에서 5.35로 가장 높았다. 라디치오 분말을 첨가한 스펀지 케이크 제조 시 밀가루의 3%를 라디치오 분말로 대체하는 것이 가장 적절한 것으로 사료된다.
- Crust의 색도는 라디치오 분말의 첨가 수준에 따라 L, a, b값이 유의적으로 감소하였고, Crumb의 색도는 L값과 b값이 감소하고, a값은 증가하는 경향을 보였다. 조직감 측정에서는 경도와 씹힘성이 점차 감소하였고, 응집성과 탄력성은 유의적인 차이가 없었다. 라디치오 분말 첨가량에 따라 총 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가하였고, DPPH 라디칼 소거능 측정에서 IC50은 점점 감소하여 라디치오 분말을 첨가할수록 스펀지 케이크의 항산화력이 높아지는 것으로 나타났다.
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