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문제 정의
- 특히 Table 1에서 확인했던 바와 같이 15%의 복숭아 분말을 첨가한 초콜릿에서 수분함량이 유의적으로 증가한 것은 가공된 복숭아의 강력한 흡습성 때문이라고 할 수 있다. 따라서 동결건조 복숭아 절편을 초콜릿으로 코팅하여 제조한 복숭아 초콜릿 스낵의 경우, 이러한 흡습성 문제가 해소될 수 있는지 분석하고자 하였다.
- 본 연구는 대량으로 발생하는 복숭아 비 상품과의 활용을 위해 동결 건조 복숭아 스낵 및 분말을 이용한 초콜릿을 제조하여 그 품질 특성을 조사하였다. 특히 복숭아 품종 및 분말 첨가량에 따른 특성 및 항산화 활성의 변화를 구체적으로 살펴봄으로써 복숭아를 활용한 초콜릿 개발의 기초 연구 자료로 활용하고자 한다.
- 본 연구는 복숭아 환타지아 품종의 동결건조 분말의 함량을 다르게 하여 제조한 복숭아 초콜릿과 세 가지 품종의 복숭아 동결건조 절편을 다크 초콜릿으로 코팅하여 제조한 복숭아 스낵 두 종류의 제품을 개발하여 그 품질 특성을 조사하였다. 복숭아 초콜릿의 경우, 복숭아 분말의 함량이 증가할수록 초콜릿의 당도가 증가하고, pH가 감소하였으며, 15%의 분말을 함유한 초콜릿은 총 플라보노이드 함량 및 환원력이 유의적으로 증가하였다.
- 본 연구는 대량으로 발생하는 복숭아 비 상품과의 활용을 위해 동결 건조 복숭아 스낵 및 분말을 이용한 초콜릿을 제조하여 그 품질 특성을 조사하였다. 특히 복숭아 품종 및 분말 첨가량에 따른 특성 및 항산화 활성의 변화를 구체적으로 살펴봄으로써 복숭아를 활용한 초콜릿 개발의 기초 연구 자료로 활용하고자 한다.
가설 설정
- 3) Different superscripts within a column (a∼c) indicate significant differences (p<0.05).
- 3) Different superscripts within a column (a∼d) indicate significant differences (p<0.05).
제안 방법
- 96-well plate에 2 μL 액상시료, 100 μL 증류수, 5 μL의 5% NaNO2 용액을 혼합하여 실온에서 10분간 반응시키고, 10 μL의 10% AlCl3·6H2O 용액을 첨가하여 실온에서 10분간 추가로 반응시켜, 40 μL의 1M NaOH 용액과 45 μL 증류수를 첨가하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) 라디칼은 항산화 활성을 갖는 물질과 만나면 환원되어 색이 탈색되는데, 이러한 원리를 이용해 라디칼 소거 활성을 측정할 수 있다(Chrzczanowicz J 등 2008). DPPH 라디칼 소거 활성은 기존에 보고된 방법(Blois MS 1958)을 수정하여 다음과 같이 측정하였다. 96 well plate에 2 μL 액상시료, 198 μL의 0.
- Fig. 2에서 환타지아 복숭아 절편을 동결 건조를 통해 제조한 복숭아 스낵과 다크 초콜릿으로 코팅된 복숭아 스낵을 상온에서 6시간 동안 흡습성을 측정하였다. 그 결과, 동결건조 복숭아 스낵은 중량의 20% 이상 수분을 흡수했지만, 초콜릿으로 코팅한 동결건조 복숭아 스낵은 수분 흡수에 따른 중량의 차이가 거의 미미했다.
- 복숭아 초콜릿의 관능평가는 경북대학교 식품공학과 학생 19명을 대상으로 실험의 목적과 평가방법 및 평가항목에 대해 설명한 후 실시하였다. 각 시료는 임의로 알파벳 A, B, C 를 붙여 명명하였으며, 평가자가 하나의 시료를 평가한 후에 물로 입을 헹군 뒤 다른 시료를 평가하도록 하였다. 평가방법은 7점 척도법(1점, 매우 싫음; 4점, 좋지도 싫지도 않음; 7점, 매우 좋음)을 사용하였고, 색, 향, 조직감, 맛, 종합적 기호도 등 5가지 항목을 평가하였다.
- , Zurich, Switzerland)를 이용해 수분함량을 분석하였다. 또한 복숭아 스낵의 경우는 흡습성의 측정을 위해 균질기로 분쇄한 시료 0.5 g을 가습된 용기(습도 90%, 온도 20℃)에 넣고, 6시간 동안 시간 경과에 따른 수분햠량의 변화를 모니터링하였다. 흡습성(hygroscopicity, %)은 다음과 같이 계산되었다.
- 1에 요약되었다. 먼저 복숭아를 세척한 후 과육에서 핵을 제거하여 5 mm 두께로 자른 후 -40℃에서 동결건조(Freezer Dryer, Operon Eng Co., Seoul, Korea)하여 동결건조 복숭아 스낵 및 이를 분쇄한 복숭아 분 말을 제조하였다. 복숭아 분말을 첨가한 초콜릿을 제조하기 위해서는 환타지아 품종의 복숭아 분말을 화이트 초콜릿 중량의 0%, 5%, 10%, 15%로 첨가하여 혼합 및 제형하여 제조하였다.
- 복숭아 분말을 첨가한 초콜릿과 초콜릿이 코팅된 복숭아 스낵의 항산화성을 분석하기 위하여 각 샘플을 균질기로 분쇄하여 분말 형태로 제조하였다. 제조한 분말 1g을 증류수로 10배 희석하여 충분히 교반시킨 후, 3,000 rpm에서 20분간 원심분리한 상등액을 액상 시료로 사용하였다.
- , Seoul, Korea)하여 동결건조 복숭아 스낵 및 이를 분쇄한 복숭아 분 말을 제조하였다. 복숭아 분말을 첨가한 초콜릿을 제조하기 위해서는 환타지아 품종의 복숭아 분말을 화이트 초콜릿 중량의 0%, 5%, 10%, 15%로 첨가하여 혼합 및 제형하여 제조하였다. 초콜릿이 코팅된 복숭아 스낵은 미황, 가납암백도, 환타지아의 세 품종을 다크 초콜릿으로 코팅하여 제조하였다(Fig.
- 복숭아 분말을 첨가한 화이트 초콜릿과 초콜릿이 코팅된 동결건조 복숭아 스낵을 각각 1.5 g씩 취하여 적외선 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, OHAUS Co., Zurich, Switzerland)를 이용해 수분함량을 분석하였다. 또한 복숭아 스낵의 경우는 흡습성의 측정을 위해 균질기로 분쇄한 시료 0.
- 본 연구에서는 유모계/황육계인 미황(6월 하순∼7월 상순 수확), 유모계/백육계인 가납암백도(7월 중순∼하순 수확), 무모계/황육계인 환타지아(8월 하순 수확), 총 3종의 복숭아를 사용하여 복숭아 품종에 따른 초콜릿 품질 특성을 비교하였다.
- 복숭아 분말을 첨가한 초콜릿을 제조하기 위해서는 환타지아 품종의 복숭아 분말을 화이트 초콜릿 중량의 0%, 5%, 10%, 15%로 첨가하여 혼합 및 제형하여 제조하였다. 초콜릿이 코팅된 복숭아 스낵은 미황, 가납암백도, 환타지아의 세 품종을 다크 초콜릿으로 코팅하여 제조하였다(Fig. 1).
- 총 페놀 함량은 Folin-Denis 방법(Folin O & Denis W 1912)을 변형하여 측정하였다.
- 각 시료는 임의로 알파벳 A, B, C 를 붙여 명명하였으며, 평가자가 하나의 시료를 평가한 후에 물로 입을 헹군 뒤 다른 시료를 평가하도록 하였다. 평가방법은 7점 척도법(1점, 매우 싫음; 4점, 좋지도 싫지도 않음; 7점, 매우 좋음)을 사용하였고, 색, 향, 조직감, 맛, 종합적 기호도 등 5가지 항목을 평가하였다.
- 96-well plate에 2 μL 액상시료, 100 μL 증류수, 5 μL의 5% NaNO2 용액을 혼합하여 실온에서 10분간 반응시키고, 10 μL의 10% AlCl3·6H2O 용액을 첨가하여 실온에서 10분간 추가로 반응시켜, 40 μL의 1M NaOH 용액과 45 μL 증류수를 첨가하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 catechin을 사용하였으며, 시료와 동일한 방법으로 분석하여 검량선을 작성한 후 총 플라보노이드 함량을 산출하였다.
- 96-well plate에 2 μL 액상시료, 20 μL 증류수, 10 μL의 2 M Folin Ciocalteu’s phenol reagent를 혼합하여 실온에서 6분간 반응시킨 후, 100 μL의 7% Na2CO3 용액과 70 μL 증류수를 첨가하여 실온에서 90분간 추가로 반응시켜 마이크로 플레이트 리더기(Victor3, Perkin Elmer, Turku, Finland)로 595 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 gallic acid를 사용하였으며, 시료와 동일한 방법으로 분석하여 검량선을 작성한 후 총 페놀 함량을 산출하였다.
대상 데이터
- 균질기(WiseMix, HG-15D, Daihan Scientific Co., Wonju, Korea)로 분쇄한 복숭아 시료 1 g을 증류수로 10배 희석하여 충분히 교반시킨 후 3,000 rpm에서 20분간 원심분리한 상등액을 이용하였다. 본 실험에서는 당도계(Atago digital refractometer PAL-2, Atago Co.
- , Wonju, Korea)로 분쇄한 복숭아 시료 1 g을 증류수로 10배 희석하여 충분히 교반시킨 후 3,000 rpm에서 20분간 원심분리한 상등액을 이용하였다. 본 실험에서는 당도계(Atago digital refractometer PAL-2, Atago Co., Tokyo, Japan) 및 pH meter(pH meter F-51, HORIBA, Kyoto, Japan)를 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 복숭아는 2015년 경상북도농업기술원 청도복숭아시험장 포장에서 수확한 것으로 외관이 양호하고 신선한 것으로 균일하게 선별하였다. 복숭아는 과피의 털 유무에 따라 유모종과 무모종으로, 과육색에 따라 황육계와 백육계로 분류하고, 품종에 따라 수확시기가 다르다.
- 96 well plate에 6 μL 액상시료와 194 μL의 FRAP 용액을 혼합한 후 10분간 상온, 암실에서 반응시켜 590 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군은 ascorbic acid를 사용하였다.
- 본 연구에서는 유모계/황육계인 미황(6월 하순∼7월 상순 수확), 유모계/백육계인 가납암백도(7월 중순∼하순 수확), 무모계/황육계인 환타지아(8월 하순 수확), 총 3종의 복숭아를 사용하여 복숭아 품종에 따른 초콜릿 품질 특성을 비교하였다. 템퍼링 처리가 되어있는 다크 초콜릿(cocoa mass 44.5%), 화이트 초콜릿(cacao 32.5%) 및 코코아버터는 ㈜제원인터내셔널(Singapore) 제품을 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3반복 이상 수행하여 평균과 표준편차로 나타내었고, 평균값의 비교는 SAS 프로그램을 이용하여 분산 분석(ANOVA) 및 Duncan’s multiple range test을 통해 유의 수준 5%에서 수행되었다.
이론/모형
- 총 플라보노이드 함량은 Zhishen J 등(1999)의 방법을 사용하여 다음과 같이 측정하였다. 96-well plate에 2 μL 액상시료, 100 μL 증류수, 5 μL의 5% NaNO2 용액을 혼합하여 실온에서 10분간 반응시키고, 10 μL의 10% AlCl3·6H2O 용액을 첨가하여 실온에서 10분간 추가로 반응시켜, 40 μL의 1M NaOH 용액과 45 μL 증류수를 첨가하여 405 nm에서 흡광도를 측정하였다.
성능/효과
- 최근 지역특산물을 이용하여 초콜릿을 개발한 대표적인 연구사례로는 숙지황 농축액(Kim CR 등 2012), 버찌 분말(Yoon MH 등 2009), 복분자 분말(Yu OK 등 2007), 오디 분말(Park SY & Joo NM 2011) 등을 활용한 사례가 있다. 거의 모든 연구에서 공통적으로 수분, pH, 당도 등의 이화학적 분석 및 항산화 활성 등의 기능성 평가 등을 수행하였고, 관능 평가를 통해 가장 높은 선호도를 보이는 첨가물의 배합비를 도출할 수 있었다.
- 2에서 환타지아 복숭아 절편을 동결 건조를 통해 제조한 복숭아 스낵과 다크 초콜릿으로 코팅된 복숭아 스낵을 상온에서 6시간 동안 흡습성을 측정하였다. 그 결과, 동결건조 복숭아 스낵은 중량의 20% 이상 수분을 흡수했지만, 초콜릿으로 코팅한 동결건조 복숭아 스낵은 수분 흡수에 따른 중량의 차이가 거의 미미했다.
- 00%)을 나타냈다. 따라서 미황 품종의 복숭아에서 유래한 높은 수준의 항산화 물질이 초콜릿 스낵 제조 이후에도 유지되며, 최종 제품의 항산화 활성에도 기여할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
- 따라서 초콜릿에 첨가하는 원재료에 따라 초콜릿의 당도 및 pH에 미치는 영향이 다를 수 있으며, 복숭아 분말의 경우, 높은 유리당 및 유기산을 함유하고 있어 5∼15%의 첨가가 초콜릿의 당도 및 pH에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
- 가공제품의 높은 흡습성은 세균 및 곰팡이 번식, 유통과정에서의 제품 손상, 영양성분 손실 및 맛 저하 등의 원인이 될 수 있다. 따라서 초콜릿으로 코팅한 복숭아 스낵은 수분 흡수를 효과적으로 차단함으로써 스낵의 저장성과 품질 향상에 유리할 것으로 판단된다.
- 또한 미황 초콜릿 스낵은 유의적으로 높은 수준의 FRAP 활성(2.12±0.05 fold)과 DPPH 라디칼 소거활성(14.00±3.00%)을 나타냈다.
- 78로 감소하였다. 또한 수분 함량의 경우, 15%의 복숭아 분말을 첨가한 초콜릿에서 수분함량이 유의적으로 증가하는 경향을 보였다.
- 또한, FRAP 기반의 환원력은 첨가 비율에 따라 1.04±0.02%, 1.05±0.02%, 1.06±0.01%, 1.11±0.01%로 나타나, 총 플라보노이드와 마찬가지로 15% 첨가군에서 유의적인 활성 증가를 보였다.
- 또한, 환타지아 품종에서 무첨가군(Table 1, 0%)에 비해 당도, pH 값은 각각 48.67±1.15 °Bx(52.00±2.00 °Bx, 무첨가군), 4.97±0.03(7.01±0.04, 무첨가군)으로 낮은 결과를 보였고, 수분함량은 2.06±0.10%로 무첨가군(1.55±0.10%)에 비해 높은 결과를 나타내었다.
- 복숭아 분말 초콜릿과 복숭아 스낵 초콜릿의 관능검사 결과는 Table 5 및 Table 6과 같다. 복숭아 분말 초콜릿의 색은 대조군이 5.37점으로 가장 높은 기호도를 나타내었고, 첨가량이 증가할수록 기호도가 낮아지는 경향을 나타내었다. 향, 조직감, 맛에서는 시료간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
- 복숭아 분말을 5% 이상 첨가한 경우, 당도는 52.00 °Bx에서 56.00∼59.33°Bx로 증가하였으며, pH는 복숭아 분말 첨가량이 0%, 5%, 10%, 15%로 증가함에 따라 각각 7.01, 5.71, 5.13, 4.78로 감소하였다.
- 복숭아 스낵 초콜릿의 품종별 관능평가 결과를 살펴보면 색과 향은 품종에 따른 유의적인 차이가 나타나지 않았으나, 조직감과 맛은 미황이 각각 5.05점, 5.11점으로 가장 높은 기호도를 나타내었고, 환타지아가 각각 4.05점, 4.11점으로 가장 낮은 기호도를 나타내었다. 종합적 기호도에서는 미황과 가납암백도로 만든 스낵 초콜릿이 5.
- 복숭아 초콜릿의 경우, 복숭아 분말의 함량이 증가할수록 초콜릿의 당도가 증가하고, pH가 감소하였으며, 15%의 분말을 함유한 초콜릿은 총 플라보노이드 함량 및 환원력이 유의적으로 증가하였다. 복숭아 스낵의 경우, 미황 품종으로 제조했을 때 가납암백도 및 환타지아 품종에 비해 총 페놀 함량 및 전반적인 항산화 활성이 유의적으로 높다는 것을 확인하였다. 관능평가의 경우, 분말 첨가량이 5% 이하였을 때 높은 평가를 얻었고, 품종별 비교에서는 환타지아의 신맛으로 인하여 미황과 가납암백도에 비해 낮은 평가를 얻었다.
- 본 연구는 복숭아 환타지아 품종의 동결건조 분말의 함량을 다르게 하여 제조한 복숭아 초콜릿과 세 가지 품종의 복숭아 동결건조 절편을 다크 초콜릿으로 코팅하여 제조한 복숭아 스낵 두 종류의 제품을 개발하여 그 품질 특성을 조사하였다. 복숭아 초콜릿의 경우, 복숭아 분말의 함량이 증가할수록 초콜릿의 당도가 증가하고, pH가 감소하였으며, 15%의 분말을 함유한 초콜릿은 총 플라보노이드 함량 및 환원력이 유의적으로 증가하였다. 복숭아 스낵의 경우, 미황 품종으로 제조했을 때 가납암백도 및 환타지아 품종에 비해 총 페놀 함량 및 전반적인 항산화 활성이 유의적으로 높다는 것을 확인하였다.
- 11점으로 가장 낮은 기호도를 나타내었다. 종합적 기호도에서는 미황과 가납암백도로 만든 스낵 초콜릿이 5.19점으로 높게 평가되었으며, 환타지아는 4.31점으로 가장 낮게 평가되었다. 이는 복숭아 환타지아가 털이 없는 무모종으로 유모종에 비해 육질이 딱딱하고, pH가 4.
- 향, 조직감, 맛에서는 시료간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 종합적인 기호도 결과를 보면 복숭아 분말의 첨가량에 따라 유의적인 차이는 없었으나, 제조과정에서 분말 첨가량이 5% 이상이 되면 초콜릿과 분말의 혼합 후 몰드에 부을 때 굳어지는 속도가 빨라지므로 복숭아 분말 초콜릿 제조 시 분말 첨가량을 5% 이하로 하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
- 총 페놀 함량은 복숭아 분말의 첨가 비율(0%, 5%, 10%, 15%)에 따라 각각 0.32±0.02%, 0.31±0.02%, 0.30±0.05%, 0.33±0.07%로 유의적인 증가를 보이지 않았지만, 총 플라보노이드 함량에 경우 첨가 비율에 따라 0.00±0.05%, 0.20±0.45%, 0.36±0.35%, 0.62±0.40%로 나타나 0∼10%의 첨가군에는 유의적인 차이를 보이지 않았지만, 15% 첨가군에서 유의적인 증가를 보였다.
- 37점으로 가장 높은 기호도를 나타내었고, 첨가량이 증가할수록 기호도가 낮아지는 경향을 나타내었다. 향, 조직감, 맛에서는 시료간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 종합적인 기호도 결과를 보면 복숭아 분말의 첨가량에 따라 유의적인 차이는 없었으나, 제조과정에서 분말 첨가량이 5% 이상이 되면 초콜릿과 분말의 혼합 후 몰드에 부을 때 굳어지는 속도가 빨라지므로 복숭아 분말 초콜릿 제조 시 분말 첨가량을 5% 이하로 하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
후속연구
- 관능평가의 경우, 분말 첨가량이 5% 이하였을 때 높은 평가를 얻었고, 품종별 비교에서는 환타지아의 신맛으로 인하여 미황과 가납암백도에 비해 낮은 평가를 얻었다. 위와 같은 결과는 복숭아의 이화학적 특성 및 생리활성을 유지시키면서 새로운 가공식품을 개발하는데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
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