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문제 정의
- 떠먹는 형태의 젤리는 보통 잔탄검, 카라기난, 우무, 젤란검, 글루코만난, 로커스트콩검 등의 다양한 검류를 이용하여 제조되는데(13), 특히 잔탄검과 로커스트콩검은 혼합하여 사용할 경우 단독으로 사용할 때보다 젤의 이수 현상이 보완되고 젤 안정성이 높아진다고 알려져 있다(14-16).따라서 본 연구의 목적은 고령자 소비에 적합한 경도에 대하여제형이 최적화된 딸기 젤리를 냉동 딸기를 이용해 제조하고, 제조된 젤리의 텍스처와 색도의 변화를 온도 제한 저장 시험(controlled storage test)을 통해 5℃와 15℃ 저장 중 관찰하며, 젤리의 저장수명(shelf-life)을 예측하는 것이었다.
제안 방법
- 경도의 회귀식을 이용하여 본 연구에서 개발된 딸기 젤리가 고령자용 젤리에 적합한 경도값인 1.3 N (5,11,17,18)을 갖도록 딸기젤리 제형을 최적화하였다. 최적화된 딸기 주스 함량, 설탕 함량, 그리고 잔탄검/로커스트콩검의 비율은 각각 40.
- 딸기 젤리(5 g)를 표준 백색판(Calibration Plate CR-400) 위에올리고 색차계(Minolta Chroma Meter CR-400, Minolta CameraCo., Osaka, Japan)를 사용하여 Hunter L (lightness), a (redness),그리고 b (yellowness) 값으로 측정하였다. 측정 시 D65와 10o를 이용하였고, 표준 백색판(L=94.
- 모든 실험은 세 번 반복되었고, 한 번의 반복마다 각 특성에 대하여 세 번씩 측정이 이루어졌다(n=9). 각 표본의 평균값의 차이를 SPSS (ver.
- 딸기 젤리를 제조하는데 사용된 딸기 주스와 설탕의 함량 그리고 잔탄검과 로커스트콩검의 비율을 Table 1에 나타내었다. 잔탄검, 로커스트콩검, 그리고 소금을 혼합시킨 후 혼합물에 증류수를 가했다. 이때 사용된 잔탄검과 로커스트콩검의 총 무게는0.
- 최적화된 젤리의 저장수명을 예측하기 위한 품질지표로 경도를 사용하였다(5,11,17,18). 제한 저장 시험(controlled storage test)(21)을 통해 얻은 젤리의 경도를 선형회귀분석하여 결정계수(R2)와 0차 반응식(식(1))과 1차 반응식(식(2))의 반응속도상수 k0와 k1을 구하였다.
- 중심합성법을 통해 최적화된 제형으로 만든 딸기 젤리를 디저트형 과일 젤리의 일반적인 유통·저장 온도 조건인 5°C와 15°C에서 56일 동안 저장하면서 3, 4일 간격으로 텍스처와 색도 변화를 측정하였다.
- 최적화된 젤리의 저장수명을 예측하기 위한 품질지표로 경도를 사용하였다(5,11,17,18). 제한 저장 시험(controlled storage test)(21)을 통해 얻은 젤리의 경도를 선형회귀분석하여 결정계수(R2)와 0차 반응식(식(1))과 1차 반응식(식(2))의 반응속도상수 k0와 k1을 구하였다.
- 텍스처 측정딸기 젤리의 경도, 검성, 그리고 씹힘성은 텍스처측정기(TA-XTexpress 2007, Stable Micro Systems, Surrey, UK)를 사용하여Table 2에 나타낸 조건으로 텍스처 프로필 분석(texture profileanalysis, TPA)을 측정하였다(11). 시료는 지름과 높이가 각각 2.
대상 데이터
- , Gimhae, Korea)로 착즙하여 딸기 씨가 제거된 딸기 주스를 얻었다. 딸기 젤리 제조 시 사용한 재료는 잔탄검(ESfood, Gunpo, Korea), 로커스트콩검(이에스식품원료), 설탕(Samyang Co., Ltd., Seoul, Korea), 그리고 소금(Hanju Co., Ltd., Ulsan, Korea)이었다.
- 본 실험에서 사용한 딸기는 효자 딸기 농장(Nonsan, Korea)에서 수확한 딸기(Fragaria ananassa)로 설향(Seoulhyang) 품종이었다. 딸기는 수확 직후 −20℃에서 냉동되었으며 실험에 사용하기 전 25℃에서 30분 동안 방치하여 해동하였다.
- 측정 시 D65와 10o를 이용하였고, 표준 백색판(L=94.11, a= −0.62, b=3.21)으로 색차계를 보정하였다.
- 딸기는 수확 직후 −20℃에서 냉동되었으며 실험에 사용하기 전 25℃에서 30분 동안 방치하여 해동하였다. 해동된 딸기를 롤러착즙기(DD-701, Hurom Group Co., Gimhae, Korea)로 착즙하여 딸기 씨가 제거된 딸기 주스를 얻었다. 딸기 젤리 제조 시 사용한 재료는 잔탄검(ESfood, Gunpo, Korea), 로커스트콩검(이에스식품원료), 설탕(Samyang Co.
데이터처리
- 각 표본의 평균값의 차이를 SPSS (ver. 24.0.0, IBM SPSS Inc., New York, NY, USA)의 일원배치 분산분석법(one-way analysis of variance, ANOVA)을이용하여 분석하였고, 유의차가 있는 경우에는 Tukey 다중 범위검증으로 사후분석을 실시하였다(α=0.05).
- 는 저장 온도(T)에서의 반응속도상수를 나타낸다.저장 온도 5℃에서 젤리의 저장수명은 경도 1.8 N을 허용한계치(11)로 설정하여 회귀분석을 통해 예측하였다. 저장 온도 15℃에서 젤리의 저장수명은 결정된 Q10값을 이용하여 구하였다(22).
이론/모형
- 젤리 제형 최적화 실험은 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하여 6개의 중심값을가지는 20개의 실험으로 계획되었다(19) (Table 1). 반응표면분석법 실험 계획은 Minitab (ver. 17, Minitab Inc., State College,PA, USA)을 사용하여 수행하였다. 독립 변인은 딸기 주스 함량(30.
- 5 N에 맞추어 개발되었다(5,11,17,18). 젤리 제형 최적화 실험은 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 이용하여 6개의 중심값을가지는 20개의 실험으로 계획되었다(19) (Table 1). 반응표면분석법 실험 계획은 Minitab (ver.
성능/효과
- , State College,PA, USA)을 사용하여 수행하였다. 독립 변인은 딸기 주스 함량(30.0-40.0%, w/w), 설탕 함량(7.5-10.0%, w/w), 그리고 잔탄검/로커스트콩검의 비율(0.3-4.0)이었고, 종속 변인은 딸기 젤리의 경도, 검성, 그리고 씹힘성이었다.
- 높은 R2값은 모델식이 데이터를 근접하게 예측하는 것을 의미하고, 낮은 p-값은 모델식이 데이터를 잘 설명함(fitting)을 보여준다(29). 따라서 경도의 데이터가 모델식에 의해서 적합하게 설명되는 것으로 확인하였다. bn이 회귀 계수이고, Y, X1, X2, 그리고 X3가 각각 경도, 딸기 주스 함량, 설탕 함량, 그리고 잔탄검/로커스트콩검의 비율일 때, 경도에 대한 회귀식은 다음과 같았다.
- 6일(26일)로 예측되었다. 따라서 본 연구에서 고령자 친화 젤리 제형으로 최적화하여 개발한 딸기 젤리는 냉장 온도에서 보관했을 때 38일 동안 유통이 가능할 것으로 판단된다.
- 딸기 주스와 설탕의 함량에 상관없이 젤리 내 잔탄검/로커스트콩검의 비율이 0.3일 때보다 1.0, 2.1, 3.2, 그리고 4.0인 경우 높은 경도 값을 보였다(Table 1). 이는 로커스트콩검은 자체적으로젤을 형성하지 않기 때문에(15) 로커스트콩검의 첨가량이 높은 0.
- 또한, 최적 제형으로 만든 딸기 젤리의 검성과 씹힘성은 각각 0.5±0.1 N과0.4±0.1 N으로, 이들 또한 고령자 친화 젤리의 텍스처(검성: 0.6N; 씹힘성: 0.5 N)(5,11, 7,18)에 적합한 값을 갖는 것을 알 수 있었다.
- 5였다. 모든 저장 온도에서 젤리의경도, 검성, 그리고 씹힘성은 증가하였고, 명도는 감소하였다. 15℃에서는 저장 일자가 길어질수록 황색화가 증가하였다.
- 경도를 품질지표로 선정하여 예측하였을 때 5℃와 15℃에서의 젤리의 저장수명은 각각 38일과 26일이었다. 본 연구를 통해 냉동 딸기를 이용하여 고령자 친화 딸기 젤리를 개발하였고 제품의 저장 중 품질 특성과 저장수명을 예측할 수 있었다.
- 설탕 또는 잔탄검의 함량이 증가함에 따라 딸기 젤리의 경도, 검성, 그리고 씹힘성이 상승하는 경향을 보였다. 딸기 젤리의 텍스처는 딸기 주스의 함량에 따른 경향성을 보이지 않았다.
- 제한 저장 시험으로부터 얻은 젤리의 경도 데이터를 회귀분석한 결과 5℃와 15℃에서의 0차 반응의 R2는 각각 0.96과 0.89였고, 1차 반응의 R2는 각각 0.94와 0.67이었다. 회귀분석 결과를 통해서 5℃와 15℃에서 저장 중 경도의 변화는 1차 반응보다 0차 반응에 의해 적절하게 설명되는 것을 확인하였다.
- 젤리 내 딸기 주스의 함량과 잔탄검/로커스트콩검의 비율이 각각 35.0%와 2.1인 경우 설탕의 함량이 7.5%일 때보다 8.8%일 때 유의적으로 낮은 검성과 씹힘성을 보였다(p<0.05)(Table 1).
- 젤리 내 딸기 주스의 함량은 설탕의 함량과 잔탄검/로커스트콩검의 비율에 상관없이 경도, 검성, 그리고 씹힘성에 유의적인 영향을 주지 않았다(p>0.05)(Table 1).
- )에 따른 젤리의 텍스처를 Table 1에 나타내었다. 젤리의 경도, 검성, 그리고 씹힘성은 딸기 주스 함량, 설탕 함량, 그리고 잔탄검/로커스트콩검의 비율이 각각 35.0, 7.5%, 그리고 2.1일 때 가장 높았고, 그들이 35.0,8.8%, 그리고 0.3인 경우에 가장 낮았다(Table 1).
- 중심합성법을 이용하여 설계한 다양한 제형으로 만든 젤리의경도, 검성, 그리고 씹힘성의 측정 데이터를 적용한 회귀식의 R2는 각각 0.88, 0.64, 그리고 0.69이었고, p-값은 모두 0.01% 이내 유의수준을 나타내었다. 높은 R2값은 모델식이 데이터를 근접하게 예측하는 것을 의미하고, 낮은 p-값은 모델식이 데이터를 잘 설명함(fitting)을 보여준다(29).
- 3 N (5,11,17,18)을 갖도록 딸기젤리 제형을 최적화하였다. 최적화된 딸기 주스 함량, 설탕 함량, 그리고 잔탄검/로커스트콩검의 비율은 각각 40.0, 10.0%, 그리고 1.5였다. 본 최적 제형으로 제조한 젤리의 실험값은 1.
- 67이었다. 회귀분석 결과를 통해서 5℃와 15℃에서 저장 중 경도의 변화는 1차 반응보다 0차 반응에 의해 적절하게 설명되는 것을 확인하였다. 5℃와 15℃에서 0차 반응속도상수인 k0는 각각 0.
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