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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 전분함량이 높은 두류(녹두, 동부, 렌틸, 병아리콩)를 주재료로 밀가루와 혼합하여 머핀을 제조하고 이들의 이화학적 특성, 텍스쳐 특성, 관능적 기호도 평가를 통하여 머핀의 품질평가를 살펴봄으로써 향후 머핀 제조 및 상품화를 위한 두류의 이용성 증대를 모색하고자 하였다.
- 본 연구에서는 머핀의 품질향상을 위해 두류-밀(1:1) 혼합가루로 제조한 머핀의 품질특성을 살펴보았다. 두류가루를 첨가하였을 때 밀가루만으로 제조한 대조군 머핀에 비해 명도가 감소하고 적색도가 증가하였다.
제안 방법
- 머핀의 부피는 좁쌀을 이용한 종자치환법(11)으로 측정하였다. 500 mL 비커에 종실을 가득 담고 그 종실을 비운 후 비커에 머핀을 넣고 그 위에 덜어낸 종실을 다시 채우고, 윗면이 수평이 되도록 하였다. 이 때 남은 종실을 메스실린더에 넣고 부피를 측정하였다.
- 검사자는 우선 외관을 살피고, 향을 맡은 후 맛을 평가하도록 하였으며 한 개의 시료를 평가한 다음 반드시 생수로 입안을 행군 후 다음 시료를 평가하도록 하였다. 검사에 사용된 관능특성은 내부색(crumb color), 향(aroma), 맛(taste), 조직감(texture), 전체적인 기호도(overall acceptance)로 7점 기호척도법(1: 매우 싫다, 4: 보통이다, 7: 매우 좋다)으로 평가하였다.
- 머핀 구운 후 실온에서 1시간 동안 냉각한 다음 시료 머핀은 4등분하여 접시에 담아 생수와 함께 제공하였다. 검사자는 우선 외관을 살피고, 향을 맡은 후 맛을 평가하도록 하였으며 한 개의 시료를 평가한 다음 반드시 생수로 입안을 행군 후 다음 시료를 평가하도록 하였다. 검사에 사용된 관능특성은 내부색(crumb color), 향(aroma), 맛(taste), 조직감(texture), 전체적인 기호도(overall acceptance)로 7점 기호척도법(1: 매우 싫다, 4: 보통이다, 7: 매우 좋다)으로 평가하였다.
- 두류가루를 이용하여 제조한 머핀의 색도는 가운데를 절단하여 내부(crumb)를 색차계(SpectraMagic NX, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 명도(lightness, L*), 적색도(redness, a*), 황색도 (yellowness, b*)값을 측정하여 나타냈다. 한 시료당 3회 반복하여 색도를 측정한 뒤 평균값을 나타냈다.
- 대조군 머핀의 재료 배합비율은 밀가루(박력분) 200 g, 소금 2 g, 설탕 120 g, 계란 70 g, 버터 80 g, 우유 100 g, 베이킹파우더 6 g이었다. 두류가루를 첨가한 머핀은 밀가루에 두류가루를 50% 대체하여 밀가루 100 g과 두류가루 100 g을 사용하였고 나머지 재료는 대조군 시료와 같은 배합비율을 사용하였다. 머핀을 제조하기 위하여 우선 버터는 부드러운 상태가 될 때까지 상온에 두고 소금과 설탕을 넣으면서 3분간 혼합하고, 달걀을 2번씩 나누어 넣으면서 5분간 혼합하였다.
- 렌틸, 병아리콩, 녹두, 동부(200 g)를 4 ℃에서 12시간 동안 증류수(300 mL)에 침지한 후 믹서기(DA5500, Daesung Artlon Co., Seoul, Korea)로 분쇄하였다. 분쇄된 시료는 60 ℃에서 12시간 동안 건조시키고 다시 믹서기로 재분쇄하고 100 메시(mesh)체로 통과시켰다.
- 머핀의 외형 및 내부조직을 관찰하기 위하여 오븐에서 꺼낸 후실온에서 1시간 동안 냉각한 후 단면과 윗면을 디지털 카메라 (Samsung NX 3000, Seoul, Korea)를 사용하여 촬영하였다. 머핀의 중량은 디지털 저울(XP205, Mettler-Toledo Ltd.
- 0 mm/sec, 변형율 55%, 사각형 프로브(probe, 20×20 mm)를 이용하였다. 머핀의 조직감 특성은 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다.
- 머핀의 조직감은 머핀의 내부를 20×20×20 mm의 동일한 크기로 자른 후 texture analyser (TA-XT+, Stable Micro Systems, Surrey, UK)를 이용하여 측정하였다.
- 머핀의 외형 및 내부조직을 관찰하기 위하여 오븐에서 꺼낸 후실온에서 1시간 동안 냉각한 후 단면과 윗면을 디지털 카메라 (Samsung NX 3000, Seoul, Korea)를 사용하여 촬영하였다. 머핀의 중량은 디지털 저울(XP205, Mettler-Toledo Ltd., Greifense, Switzerland)을 이용하여 측정하였으며 머핀 단면의 높이는 머핀을 위에서 아래로 정확히 반으로 자르고 자른 단면의 최고높이를 측정하였다. 머핀의 부피는 좁쌀을 이용한 종자치환법(11)으로 측정하였다.
- 기존 연구에서는 천연소재를 주로 부재료로 30% 이하의 함량만을 첨가하여 머핀이 제조되고 그들의 품질특성을 살펴본 연구가 주를 이루었다(5-9). 본 연구에서는 예비실험을 통하여 관능적으로 수용할 수 있는 수준에서 두류가루를 최대한 함유할 수 있는 비율인 밀가루를 50% 대체하여 실험을 진행하였다.
- 시료의 측정 조건은 TPA (texture profile analysis)모드를 이용하여 pre-test speed 2.0 mm/ sec, test speed 2.0 mm/sec, 변형율 55%, 사각형 프로브(probe, 20×20 mm)를 이용하였다.
대상 데이터
- 머핀의 관능검사는 식품영양학을 전공하는 대학원생들 15명을 대상으로 실시하였다. 머핀 구운 후 실온에서 1시간 동안 냉각한 다음 시료 머핀은 4등분하여 접시에 담아 생수와 함께 제공하였다.
- , Seoul, Korea), 계란은 시중에서 구입하여 사용하였다. 본 연구에 사용된 렌틸(lentil, 캐나다산)과 병아리콩(chickpea, 호주산)은 소화농장(Gyeongbuk, Korea)에서 구입하였으며 녹두(mungbean, 국산)와 동부(cowpea, 국산)는 ㈜아침농산잡곡(Gyeonggi, Korea)에서 구입하였다.
- 실험에 사용된 재료는 박력분(CJ Co., Seoul, Korea), 설탕(CJ Co.), 버터(Lotte Co., Seoul, Korea), 베이킹파우더(SL Food, Seoul, Korea), 우유(Maeil Dairies Co., Seoul, Korea), 소금(Daesang Co., Seoul, Korea), 계란은 시중에서 구입하여 사용하였다. 본 연구에 사용된 렌틸(lentil, 캐나다산)과 병아리콩(chickpea, 호주산)은 소화농장(Gyeongbuk, Korea)에서 구입하였으며 녹두(mungbean, 국산)와 동부(cowpea, 국산)는 ㈜아침농산잡곡(Gyeonggi, Korea)에서 구입하였다.
데이터처리
- 모든 실험결과는 최소 3번 이상 실험을 통하여 얻어진 결과의 평균과 표준편차로 나타냈으며 통계 분석은 SPSS (version 9.0, SPSS Institute Inc., Cary, NC, USA)를 이용하여 실험군당 평균치의 유의성을 p<0.05 수준에서 분산분석(ANOVA)과 Duncan의 다중비교(Duncan’s multiple range test)를 이용하여 시료간의 유의차를 검정하였다.
- 두류가루를 이용하여 제조한 머핀의 색도는 가운데를 절단하여 내부(crumb)를 색차계(SpectraMagic NX, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 명도(lightness, L*), 적색도(redness, a*), 황색도 (yellowness, b*)값을 측정하여 나타냈다. 한 시료당 3회 반복하여 색도를 측정한 뒤 평균값을 나타냈다.
이론/모형
- 두류가루의 점도 특성은 Rapid Visco-Analyser (RVA-TecMaster, Newport Scientific Pty Ltd., Warriewood, Australia)를 이용하여 측정하였다. 시료 3 g을 RVA용 canister에 담고 증류수 25 mL를 가하여 50 ℃에서 1분 동안 유지한 후 50-95 ℃까지 6 ℃/min의 속도로 가열하고 95 ℃에서 5분간 유지하고 95-50 ℃까지 6 ℃/min의속도로 냉각한 다음 50 ℃에서 2분 동안 유지하면서 점도를 측정하였다.
- , Greifense, Switzerland)을 이용하여 측정하였으며 머핀 단면의 높이는 머핀을 위에서 아래로 정확히 반으로 자르고 자른 단면의 최고높이를 측정하였다. 머핀의 부피는 좁쌀을 이용한 종자치환법(11)으로 측정하였다. 500 mL 비커에 종실을 가득 담고 그 종실을 비운 후 비커에 머핀을 넣고 그 위에 덜어낸 종실을 다시 채우고, 윗면이 수평이 되도록 하였다.
- 머핀의 일반성분(조회분, 조지방, 조단백질, 수분)은 AOAC 방법(10)에 의하여 분석하였다. 머핀의 중심부를 취하여 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방은 에틸에테르를 용매로 Soxhlet 법, 조회분은 550 ℃ 전기로를 이용한 직접 회화법, 수분함량은 105 ℃에서 상압가열건조법을 이용하여 측정하였다.
- 머핀의 일반성분(조회분, 조지방, 조단백질, 수분)은 AOAC 방법(10)에 의하여 분석하였다. 머핀의 중심부를 취하여 조단백질은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방은 에틸에테르를 용매로 Soxhlet 법, 조회분은 550 ℃ 전기로를 이용한 직접 회화법, 수분함량은 105 ℃에서 상압가열건조법을 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- Hallen 등(15)의 연구에서도 두류의 단백질함량이 밀가루보다 높다고 보고하였다. 결과적으로 두류-밀혼합가루로 제조된 머핀은 대조군에 비해 상대적으로 높은 수분 보유력과 영양적으로도 높은 단백질과 조회분 함량을 보였다. 두류가루 중에서는 녹두가루로 제조된 머핀이 다른 시료에 비해 상대적으로 높은 조단백, 조지방, 조회분 함량을 보였다.
- 또한 두류가루 첨가로 인하여 머핀의 경도는 증가하였고 반대로 탄력성과 응집성이 유의적으로 감소하였다. 그러나 관능적으로 두류가루를 첨가한 머핀은 색에 대한 선호도가 대조군에 비해 높았으며 전체적인 기호도는 동부가루와 녹두가루로 제조된 머핀은 대조군에 비해 낮았으나 렌틸가루와 병아리콩가루로 제조한 머핀은 대조군과 유사한 결과를 보였다. 본 연구를 통해 두류가 루를 밀가루의 50%까지 대체하여 제조한 머핀의 관능특성은 대조군과 거의 유사했고 영양성은 개선되었으며 이는 두류를 활용한 기능성 제빵 제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 결과적으로 두류-밀혼합가루로 제조된 머핀은 대조군에 비해 상대적으로 높은 수분 보유력과 영양적으로도 높은 단백질과 조회분 함량을 보였다. 두류가루 중에서는 녹두가루로 제조된 머핀이 다른 시료에 비해 상대적으로 높은 조단백, 조지방, 조회분 함량을 보였다. 이런 성분의 차이는 머핀 제조에 사용된 두류가루의 종류의 차이에 기인한 것으로 생각된다(16).
- 1)에 비해 유의적으로 높게 나타났다. 두류가루 중에서는 병아리콩가루와 렌틸가루를 첨가한 머핀이 녹두가루와 동부가루를 첨가한 머핀에 비해 높은 L*값을 보였다. 적색도를 나타내는 a*값은 대조군의 경우 −0.
- 두류첨가 머핀은 대조군에 비해 상대적으로 많이 존재하는 식이섬유에 의해 높은 수분함량을 나타냈으며 조단백과 조회분의 함량도 대조군에 비해 높게 나타났다. 두류가루가 첨가된 머핀은 대조군에 비해 중량이 높았으나 높이와 부피가 감소하였고 기공의 분포도 다소 불규칙적으로 나타났다. 또한 두류가루 첨가로 인하여 머핀의 경도는 증가하였고 반대로 탄력성과 응집성이 유의적으로 감소하였다.
- 두류가루 중에서는 병아리콩가루로 제조한 머핀이 다소 낮은 수분함량을 나타냈으나 시료들 사이에 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. 두류가루로 제조된 머핀은 대조군 머핀에 비해 조단백질 함량은 높게 나타났으며 조회분과 조지방도 대체적으로 높은 함량을 나타냈다. 이러한 차이는 밀가루와 두류가 루의 일반성분의 차이에 기인한 것으로 생각된다.
- 두류가루를 첨가하여 제조한 머핀의 높이는 대조군에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보였다. 두류가루 첨가 머핀들 간의 높이는 유의적인 차이를 나타내지는 않았다.
- 본 연구에서는 머핀의 품질향상을 위해 두류-밀(1:1) 혼합가루로 제조한 머핀의 품질특성을 살펴보았다. 두류가루를 첨가하였을 때 밀가루만으로 제조한 대조군 머핀에 비해 명도가 감소하고 적색도가 증가하였다. 두류첨가 머핀은 대조군에 비해 상대적으로 많이 존재하는 식이섬유에 의해 높은 수분함량을 나타냈으며 조단백과 조회분의 함량도 대조군에 비해 높게 나타났다.
- 9 gf 로 가장 낮게 나타나고, 두류가루를 첨가하여 제조한 머핀은 대조군 머핀에 비해 현저하게 높게 나타났다. 두류가루를 첨가한 머핀 중에서는 렌틸 가루와 동부가루로 제조한 머핀이 다른 두 종류의 머핀에 비해 높은 경도를 나타냈다. 수수가루를 30% 첨가한 머핀(6)과 현미가루를 20-60% 첨가한 머핀(1)에서도 대조군 머핀에 비해 유의 적으로 높은 경도를 나타내어 본 연구와 같은 경향이었다.
- 이러한 결과는 페이스팅의 영향을 주는 전분의 함량이 밀가루에 비해 두류가루 에는 낮기에 이러한 감소를 나타냈다고 생각된다. 두류가루의 첨가는 최고점도(peak viscosity), breakdown, setback, 그리고 최종점도(final viscosity)를 모두 유의적으로 감소시켰다. Sharma 등(9)도 동부가루와 밀가루를 혼합하였을 때 RVA의 점도지표들이 감소하는 결과를 나타낸다고 보고하였다.
- 3 gf ·s로 대조군을 포함하여 모든 시료들 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 두류를 첨가하여 제조한 머핀의 탄력성(springiness)과 응집성(cohesiveness)은 대조군 머핀에 비해 유의적으로 낮은 결과를 보였다. 유사하게 Ju 등(19)은 쌀가루의 첨가량이 증가할수록 스펀지케이크의 탄력성과 응집성이 감소하였다고 보고하였으며 Jung과 Cho(1)도 현미가루의 첨가량이 증가할수록 탄력성과 응집성이 감소하는 결과를 보였다.
- 두류가루를 첨가하였을 때 밀가루만으로 제조한 대조군 머핀에 비해 명도가 감소하고 적색도가 증가하였다. 두류첨가 머핀은 대조군에 비해 상대적으로 많이 존재하는 식이섬유에 의해 높은 수분함량을 나타냈으며 조단백과 조회분의 함량도 대조군에 비해 높게 나타났다. 두류가루가 첨가된 머핀은 대조군에 비해 중량이 높았으나 높이와 부피가 감소하였고 기공의 분포도 다소 불규칙적으로 나타났다.
- 따라서 밀가루에 비해 두류-밀 혼합가루는 setback이 크게 감소하기에 전분질식품의 노화를 지연할 수 있는 것으로 예상된다. 또한 두류 가루 중에서는 동부가루와 병아리콩가루가 녹두가루(mungbean flour, MF)와 렌틸가루(lentil flour, LF)에 비해 전체적으로 페이스팅 점도 감소가 더 크게 나타났다. 이는 두류가루 내 단백질, 지질, 전분 내 아밀로즈 함량 등이 영향을 미쳤을 것으로 생각된다.
- 두류가루가 첨가된 머핀은 대조군에 비해 중량이 높았으나 높이와 부피가 감소하였고 기공의 분포도 다소 불규칙적으로 나타났다. 또한 두류가루 첨가로 인하여 머핀의 경도는 증가하였고 반대로 탄력성과 응집성이 유의적으로 감소하였다. 그러나 관능적으로 두류가루를 첨가한 머핀은 색에 대한 선호도가 대조군에 비해 높았으며 전체적인 기호도는 동부가루와 녹두가루로 제조된 머핀은 대조군에 비해 낮았으나 렌틸가루와 병아리콩가루로 제조한 머핀은 대조군과 유사한 결과를 보였다.
- 최근에서 다양한 색을 가진 제품의 건강에 대한 이미지가 있기에 기호도가 높았을 것으로 생각된다. 맛에 대한 기호도는 유의적인 차이를 나타내지는 않았으나 병아 리콩가루와 렌틸가루로 제조한 머핀은 대조군과 거의 유사하였으며 녹두가루와 동부가루로 제조된 머핀은 대조군에 비해 다소 낮은 결과를 보였다. 향과 텍스쳐에 대한 기호도는 시료 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 두류가루와 밀가루를 1:1로 혼합하여 제조한 머핀의 일반성분은 Table 2에 나타냈다. 일반성분 분석결과 밀가루만으로 제조된 대조군 머핀에 비해 두류-밀 혼합가루로 제조된 머핀이 유의적으로 높은 수분함량을 나타냈다. 수수가루(6)와 밀싹가루(7)를 첨가한 머핀도 대조군보다 수분함량이 높게 나타났다.
- 머핀 내부의 색에 대한 기호도는 대조군에 비해 두류를 첨가한 머핀이 높게 나타났다. 특히 동부가루와 병아리콩가루를 첨가한 머핀에서 색에 대한 기호도가 높았다. 이는 Fig.
후속연구
- 그러나 관능적으로 두류가루를 첨가한 머핀은 색에 대한 선호도가 대조군에 비해 높았으며 전체적인 기호도는 동부가루와 녹두가루로 제조된 머핀은 대조군에 비해 낮았으나 렌틸가루와 병아리콩가루로 제조한 머핀은 대조군과 유사한 결과를 보였다. 본 연구를 통해 두류가 루를 밀가루의 50%까지 대체하여 제조한 머핀의 관능특성은 대조군과 거의 유사했고 영양성은 개선되었으며 이는 두류를 활용한 기능성 제빵 제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- Chung과 An(7)의 연구에서는 동부가루와 녹두가루를 첨가한 머핀의 명도는 감소하고 황색도가 증가하였는데 이는 동부가루와 녹두가루의 높은 리신 함량으로 인하여 머핀 제조 중 Maillard 반응이 더 많이 발생했기 때문으로 보고 하였다. 본 연구에서도 머핀의 색도변화는 두류가루 자체의 색에 의해 명도가 감소하고 적색도가 증가한 것으로 생각되며 추가적으로 두류가루의 높은 리신함량에 의한 Maillard 반응의 증가도본 연구 결과를 설명할 수 있을 것으로 생각된다.
- 이러한 결과의 원인은 맛에 대한 기호도에서 동부가루와 녹두가루 첨가 머핀이 다소 낮은 기호도를 보였기 때문으로 생각된다. 이상의 결과들은 두류가루를 활용한 다양한 제빵 제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
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