어린 감 과실 분말 첨가가 쌀쿠키의 품질특성에 미치는 영향

실험용 감 분말은 2016년 7월 중순 경상북도 청도군에서 반시 품종의 과수로부터 어린 과실을 채취하여 세척, 꼭지 제거한 후 슬라이스 처리하였다. 이를 cabinet-type 열풍건 조기(JSOF-150, JSR Co., Gongju, Korea)를 이용하여 50℃ 에서 건조한 후 분쇄기(JL-1000, Hibell Co., Hwaseong, Korea)로 분쇄하고, 체질(40 mesh)한 다음 냉동 보관하면서 사용하였다. 이때 감의 채취 시기는 성숙 중 페놀물질의 함량변화를 조사한 전보(8)를 참고하여 결정하였다. 쿠키 용 미분은 2016년 경상북도 상주산 멥쌀 ‘일품’ 품종(O. sativa subsp. japonica cv. Ilpum)으로 건식 분쇄한 것을 산지 미곡상에서 구매하여 체질(40 mesh)하여 사용하였다. 설탕 (CJ Cheiljedang Co., Incheon, Korea), 무염버터(Seoul milk Co., Yongin, Korea), 식염(Hanju Co., Ulsan, Korea), 베이킹 파우더(Jeonwon Food, Gimpo, Korea) 및 계란(Haemil Farming Association Co., Yeoju, Korea)은 마트에서 구입하 여 사용하였다.

쌀쿠키의 원료 배합비는 예비실험을 통하여 결정하였으 며, 쌀가루는 200 g, 197 g, 194 g, 188 g, 176 g으로, 녹색 어린 감 분말은 쌀가루에 대응하여 대체하는 양을 기준으로 0 g(0%), 3 g(1.5%), 6 g(3%), 12 g(6%), 24 g(12%)으로 각각 설정하였으며, 여기에 설탕은 40 g, 버터는 50 g, 식염은 0.8 g, 베이킹파우더는 1 g, 계란은 40 g으로 고정하였다. 쿠키의 제조과정은, 버터를 휘핑한 후 설탕과 식염을 넣고 설탕이 녹을 때 까지 크림화하고 계란을 나누어 넣고 혼합 한 다음 여기에 베이킹파우더, 감과 쌀가루를 넣고 혼합하 고 10℃ 냉장고에서 30분간 숙성시키고 rolling pin을 이용 하여 두께가 3 mm가 되도록 넓게 핀 후 직경 35 mm 원형 틀로 찍어 반죽을 성형하였다. 성형품을 팬에 얹어 윗불 180℃, 아랫불 170℃로 예열된 전기오븐(FDO-7102, Daeyung Bakery Machinery Ind., Co., Ltd., Seoul, Korea)에 넣고 9분간 구운 후 실온에서 1시간 냉각하고 플라스틱 봉지로 밀봉 포장하여 분석용 시료로 사용하였다.

손실률(loss rate)은 굽기 전후의 무게(g)를 측정하여 다음 식으로 계산하였다.

$\text{손실률(\%)=}\frac{\text{굽기 전 무게(g)-구운 후 무게(g)}}{\text{굽기 전 무게(g)}}\text{×100}$

퍼짐성 지수(spread factor)는 쿠키의 직경과 두께를 측정 하여 다음 식으로 계산하였다(32). 이때 직경은 쿠키 6개를 나란히 수평으로 정렬하여 전체 길이를 측정한 후 쿠키 1개에 대한 평균값을 구하였으며, 두께는 쿠키 6개를 수직 으로 쌓은 후 전체 높이를 측정한 후 쿠키 1개에 대한 평균 값을 구하였다.

$\text{퍼짐성지수=}\frac{\text{쿠키 6개의 평균직경(mm)}}{\text{쿠키 6개의 평균두께(mm)}}\text{×100}$

쿠키의 겉보기 밀도(bulk density)는 종자치환법(31)으로 부피(m³)를 구하고 무게(kg)와의 비로 계산하였다.

쿠키의 수분 함량은 105℃ 상압가열건조법으로 측정하 였고, 수분활성도는 수분활성도 측정기(Hygromer A2, Rotronic instrument Co., Huntington, NY, USA)를 이용하여 측정하였다.

색도는 백색판(L^*=97.79, a^*=-0.38, b^*=2.05)으로 보정한 colorimeter(CR-400, Konika Minolta Inc., Tokyo, Japan)를 사용하여 쿠키 윗면의 CIE L^*, a^*, b^*, h°, C^*값을 각각 측정하 였다. L^*값은 lightness를, +a^*와 -a^*값은 redness와 greenness 를, +b^*와 -b^*값은 yellowness와 blueness를 각각 나타낸다. h°값은 색상(red-purple: 0°, yellow: 90°, bluish-green: 180°, blue: 270°)을 나타내고, a>0, b>0 이면 h°=tan^-1(b/a)로, a<0, b>0 이면 h°=180°+tan^-1(b/a)으로 각각 계산된다. C^*값은 채 도를 나타내고, C^*=(a^*2+b^*2)^1/2로 계산된다.

경도는 rheometer(Compac-100II, Sun Scientific Co., Tokyo, Japan)의 경도 테스트를 이용하여 쿠키 파괴의 최대 응력을 측정하였다. 이때 측정조건으로 probe의 직경은 3 mm, 진입깊이는 2 mm, 테이블 속도는 120 mm/min을 각각 사용하였다.

총페놀 함량은 쿠키 5 g에 80% 에탄올 45 mL 가하고 24시간 추출, 여과한 후 시료 액을 취해 Folin-Ciocalteu의 방법(33)으로 측정하였다. 즉, 시료 액 2 mL를 시험관에 취하고 여기에 Folin-Ciocalteu reagent 2 mL를 가하고 3분간 정치한 다음 10% Na₂CO₃ 용액 2 mL를 가하였다. 이 혼합액 을 1시간 동안 정치한 후 spectrophotometer(UV1800, Shimadzu, Kyoto, Japan)를 이용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였고, 정량은 gallic acid 표준품으로 검량선을 작성 하여 실시하였다.

1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH) 유리기 소거능은 쿠키 5 g에 80% 에탄올 45 mL 가하고 24시간 추출, 여과한 후 시료 액을 취해 Blois의 방법(34)으로 측정하였다. 즉, 추출 시료액 0.2 mL에 0.4 mmol/L DPPH 용액 0.8 mL에 에탄올 2.8 mL을 혼합한 것을 가하고 10초간 강하게 진탕하 고 10분간 정치한 후에 spectrophotometer(UV1800, Shimadzu) 를 이용하여 525 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 유리 기 소거능은 다음 식으로 계산하였다.

$\text{DPPH 유리기 소거능(\%)=(1-}\frac{\text{시료액의 흡광도}}{\text{DPPH용액의 흡광도}}\text{)×100}$

실험결과는 반복실험의 평균±표준편차로 나타내었고, IBM SPSS statistics(23, IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 분산분석과 Duncan's multiple range test(p<0.05) 를 실시하였다.

어린 감 과실 분말의 첨가량에 따른 쌀쿠키 베이킹 시 손실률, 퍼짐성 지수 및 겉보기 밀도를 각각 측정한 결과는 Table 1에 나타내었다. 손실률은 베이킹에 따른 무게감소를 나타내는 척도이며 감 분말 첨가 쌀쿠키의 손실률은 감 분말 1.5-6% 첨가구가 무첨가구보다 유의적으로 높은 수준 을 보였다. 퍼짐성은 베이킹에 따른 반죽의 두께 감소와 직경 증가 정도를 나타내는 척도로 사용되며, 이는 원료 특성, 반죽 조건 및 베이킹 조건 등에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 감 분말 첨가 쌀쿠키의 퍼짐성 지수는 감 분말 3% 첨가까지는 약간씩 증가하는 경향이었으나 6% 이상 첨가에서는 감소함을 보였다. 한편, 음나무잎 분말도 5% 첨가까지 쌀쿠키의 퍼짐성이 증가되었다는 보고(27)가 있 지만, 밀가루 쿠키의 경우는 감잎 4% 첨가까지 퍼짐성 감소 를 초래하였다는 보고(19)가 있다. 이러한 결과는 각종 첨가 물에 의한 반죽의 수분함량과 점성 변화에 따른 결과로 여겨진다(19). 겉보기 밀도는 베이킹에 따른 반죽의 팽창 정도를 나타내며 이 값의 증가는 팽창이 억제됨을 나타내고 쿠키의 조직감과 연관성이 높은 물리적 특성으로 알려져 있다. 감 분말 첨가 쌀쿠키의 겉보기 밀도는 감 분말 1.5% 첨가구에서 무첨가구보다 약 2.5배 증가하였고 그 외는 1.6-1.7배 정도 증가함을 보였다. 이러한 감 분말 첨가량의 증가와 더불어 겉보기 밀도가 증가한 결과는 스테비아잎 첨가 쌀쿠키(28)에서의 경우와 유사하였다. 이로써 쌀쿠키 제조 시 감 분말첨가는 쿠키의 부피 증대를 억제하는 것으 로 확인되었다.

식품의 수분함량과 수분활성도는 일반적으로 품질과 저 장 안정성의 척도로 사용되며, 어린 감 과실 분말의 첨가량 을 달리한 쌀쿠키의 수분함량과 수분활성도를 측정한 결과 는 Fig. 1에 나타내었다. 수분함량은 감 분말의 첨가량이 높아질수록 증가하는 경향을 보였다. 수분활성도에서도 감 분말 첨가량의 영향이 수분함량의 경우와 유사함을 보였고 수준은 0.6-0.7 범위를 보였다. 이러한 결과는 감 분말에 함유된 수분에 기인된 것이며 제품이 약해지고 저장 안정성 이 낮질 것으로 여겨지며, 음나무잎 또는 스테비아잎 첨가 쌀쿠키에서도 유사한 결과가 보고(27,28)된 바 있다.

Fig. 1. Moisture content (●) and water activity (○) of rice cookies added with different amounts of young persimmon powder . Means±SD (n=3) with different letters above a symbol are significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

Download Original Figure

어린 감 과실 분말의 첨가량에 따른 쌀쿠키의 굽기 전후 표면색도를 측정 비교한 결과는 Table 2와 같다. 색도 L^*값 은 굽기 전후 모두 감 분말의 첨가량이 증가할수록 유의적 인 감소(p<0.05)를 보였으며 굽기에 의해서는 큰 폭으로 증가함을 보였다. 색도 a^*값은 굽기 전후 모두 감 분말의첨 가량 증가에 따라 음의 값에서 양의 값으로 증가함을 보였 고 굽기에 의해서는 1.5% 이하 첨가구에서는 소폭 감소하 였으나 3% 이상 첨가구에서는 소폭 증가함을 보였다. 이러 한 감 분말의 첨가량에 따른 L^*값의 감소와 a^*값의 증가 패턴은 감 분말 첨가 두부(23)에서의 결과와 유사하였다. 색도 b^*값은 굽기 전에는 3% 이하 첨가구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 6% 이상 첨가구에서는 첨가량에 따라 증가함을 보였다. h°값은 감분말의 첨가량 증가에 따 라 감소함을 보였으며, 굽기에 의해서는 1.5% 첨가까지는 증가함을 3% 이상 첨가부터는 감소함을 각각 보였다. C^*값 은 감분말의 첨가량에 따른 영향이 b^*값의 경우와 유사함을 보였다. 이로써 쌀쿠키의 색도는 어린 감 분말의 첨가에 의해 명도는 낮아지고 적색도는 증가하는 것으로 확인되었 다. 이러한 결과의 원인은 감 과실 분말에 포함된 녹색색소 (29)와 효소적 및비효소적 갈변(35) 때문인 것으로 생각된다.

어린 감 과실 분말의 첨가량을 달리하여 만든 쌀쿠키의 경도를 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 경도는 감 분말 첨가량 3%까지는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 그 이상의 첨가량에서는 낮아짐을 보였다. 음나무잎과 곰취 분말 첨 가 쌀쿠키에서도 각 분말의 첨가량이 증가할수록 경도가 낮아지며 이는 수분함량과 밀접한 관계가 있는 것으로 알려 져 있으며(27,29), 앞서 언급한 쿠키의 수분함량 결과와 유 사하였다. 이로써 쌀쿠키 제조 시 어린 감 분말을 쌀가루 대비 3%까지 첨가는 경도에 거의 영향을 미치지 않는 것으 로 확인되었다.

Fig. 2. Firmness of rice cookies added with different amounts of young persimmon powder . Means±SD (n=3) with different letters above a bar are significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

Download Original Figure

어린 감 과실 분말의 첨가량에 따른 쌀쿠키의 총페놀 함량과 DPPH 소거능을 측정한 결과는 Fig. 3에 나타내었다. 총페놀 함량은 감 분말 3% 이하 첨가까지는 유의적인 차이 를 보이지 않았으나 5% 이상 첨가부터는 첨가량에 비례하 여 높아지는 것으로 확인되었다. 이는 떫은감 분말에 함유 된 페놀성 물질(8)에 기인된 것으로 여겨지고, 두부의 경우 도 감 분말의 첨가량에 비례하여 총페놀 함량이 높아지는 것으로 알려져 있다(23). 항산화능의 척도로 조사한 DPPH 유리기 소거능은 감 분말 3% 첨가까지 큰 폭으로 증가하였 으며, 그 후부터는 감 분말의 첨가량에 비례하여 완만하게 높아짐을 보였다. 이러한 감 분말 첨가량에 따른 DPPH 유리기 소거능의 증가 경향이 상기한 감 분말 첨가구에서의 총페놀 함량의 변화 경향과 다소 차이를 보여 페놀성 물질 이외의 물질이 DPPH 유리기 소거능 증가에 더 크게 기여한 것으로 생각된다. 밀가루 쿠키의 항산화능도 감잎 분말 첨 가량이 증가할수록 높아지는 것으로 보고(19)된 바 있어 쌀쿠키 제조 시 어린 감 과실 분말 첨가는 제품의 항산화능 개선에 유효한 것으로 판단되었다.

Fig. 3. Phenolic compounds (●) and DPPH radical scavenging activity (○) of rice cookies added with different amounts of young persimmon powder . Means±SD (n=3) with different letters above a symbol are significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

Download Original Figure

이상의 모든 결과를 종합해 보면, 쌀쿠키 제조 시 어린 떫은감 분말의 첨가는 제품의 부피감소와 색을 어둡게 하고 총페놀 함량과 항산화능을 높이는 효과를 가지는 것으로 확인되었다. 이로써 쌀쿠키의 품질특성과 항산화능 등을 동시에 고려할 경우에 적합한 감 분말의 첨가량은 3% 정도 인 것으로 판단되었다.