KOREAN J. FOOD CULTURE26(3): 283-294, 2011 본 논문의 저작권은 한국식생활문화학회에 있음.
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오디즙 첨가 양갱의 제조 조건 최적화
표서진·주나미*
숙명여자대학교 생활과학대학 식품영양학전공
Optimization of Yanggaeng Processing Prepared with Mulberry Juice
Seojin Pyo, Nami Joo*
Department of Food & Nutrition, Sookmyung Women’s University
Abstract
The purpose of this study was to determine the optimal mixing conditions for three different amounts of mulberry juice, sugar, and agar powder for Yanggaeng prepared with mulberry juice. The experiment was designed according to the central composite design for estimating the response surface, which demonstrated 16 experimental points including 2 replicates for mulberry juice, sugar and agar powder each?? The mechanical and sensory properties of test materials were measured, and these values were applied to the mathematical models. A canonical form and perturbation plot showed the influence of each ingredient on the final product mixture. Measurement results of the mechanical properties showed a significant increase or decrease?? in pH, sugar content, water content, viscosity, l-value, a-value, b-value, hardness, springiness, chewiness, gumminess, cohesiveness. Also the sensory measurements showed a significant improvement?? in appearance, flavor, color, sweetness, texture, overall quality. As a result, the optimum formulation by numerical and graphical methods was calculated as mulberry juice 41.99 g, sugar 90.00 g, agar powder 3.18 g.
Key Words: mulberry, yanggaeng, optimization
I. 서 론
오디는 뽕나무과(Moraceae)에 속하는 뽕나무(Morus alba L.)의 성숙한 과실이다(Kim 등 2003). 오디의 성분으로는 포 도당과 과당, 시트르산, 사과산, 탄닌, 펙틴을 비롯하여 비타 민 A, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 D, 칼슘, 인, 철 등이 있고, 강장제로 알려져 있어 내장, 특히 간장과 신장의 기능 을 좋게 한다(Kim 등 2003). 오디는 동의보감 탕액편(湯液 篇)에 ‘까만 오디는 뽕나무의 정령(精靈)이 모여 있는 것이 며, 당뇨병에 좋고 오장에 이로우며 오래먹으면 배고픔을 잊 게 해준다’고 기록되어 있어 기능성에 있어서 기대가 되는 작물이다(Kim 등 2003). 또한 안토시아닌 계통의 색소를 갖 고 있으며(Hong & Wrolstad 1990), 시력개선 효과(Jung 등 2005), 항산화 작용(Kang 등 2003) 등의 다양한 생리활성을 갖는 것(Kim 등 1999)으로 최근 보고되어 인체에 무해한 천 연색소 및 기능성 소재로 각광받고 있다. 이와 같이 오디가 높은 약리효과가 있음을 알고, 소비자들의 천연색소에 대한 관심이 높아지면서 오디의 안토시아닌 색소를 추출하여 식 품가공용 천연색소나 화장품 등에 이용하고자 하는 연구가
활발히 진행되고 있다(Kim, Kim 2004).
양갱(羊羹)은 색과 향이 다채로워서 잔치음식 또는 후식으 로 이용되었다고 알려져 있으며, 조선시대 궁중음식 관련 문 헌인 ‘진연의궤(進宴儀軌)’나 ‘진찬의궤(進饌儀軌)’ 등에 의 하면 연회 상차림에 자주 등장하였다고 한다(Joo 2007). 일 반적으로 양갱(羊羹)은 팥으로만 만들어지는 제품으로 인식 하고 있으나 최근에는 인삼, 딸기, 유자, 밤, 고구마 등이나 여러 향미를 첨가한 제품이 있다(Joo 2007). 앙금의 재료인 적두는 saponin, isoflavone 등을 많이 함유하며, 구성분인 oligosaccharide는 배변을 돕는 역할을 한다(Koh 등 1997).
양갱은 부드러운 감촉과 씹기 쉽고 삼키기 쉬운 텍스쳐로 기 호도가 높으며(Nakahama 2000), 나라마다 젤리 같은 과자가 다 있긴 하지만 굳히는 재료는 젤라틴, 한천, 녹말 등 각기 다르게 쓴다. 보통 해조류의 일종인 한천을 사용하여 만든 과자가 양갱이다. 양갱의 품질은 영양, 품질, 맛 등과 같은 화학적 성질에 의하여 결정되는 것으로 생각되기 쉬우나, 물 리적 성질도 식품의 품질을 결정하는 중요한 인자일 뿐만 아 니라 가공 및 수송 등의 공정에도 큰 영향을 미친다(Pyun 등 1978).
*Corresponding author: Nami Joo, Department of Food & Nutrition, Sookmyung Women’s University, Hyochangwon-gil 52, Yongsan-gu, Seoul 140-702, Korea Tel: 82-2-710-9471 Fax: 82-2-710-9479 E-mail: [email protected]
따라서 본 연구에서는 오디의 이용을 증가시키고자 안토 시아닌이 다량 함유되어 있는 오디 품종 중에서 선호도가 높 은 청일뽕(Morus alba L.) 오디를 사용하여, 오디즙과 설탕, 분말한천의 양을 달리한 양갱의 품질에 관해 연구하는 동시 에 기능성 재료를 넣은 양갱을 제조함으로써 관능적 특성을 통해 우수한 맛과 품질의 가능성을 알아보고자 하였다.
II. 재료 및 방법
1. 실험재료
본 실험에 사용된 재료는 오디(전라북도 정읍시 소성면)를 사용하였으며 백설탕((주)CJ 제일제당, 국산), 분말한천(화인 한천, 국산 100%), 소금(해표, 국산), 메이플 시럽((주) 카파 international, 캐나다산)을 사용하였으며, 앙금 제조에 사용된 적두는 농협양곡유통센터에서 출하된 국내산 적두로 농협 하 나로 마트를 통해 사용하였다.
2. 실험계획
오디즙 첨가 양갱의 모든 실험계획, data분석 및 품질의 최 적화분석은 Design Expert 8(Stat-Easy Co., USA)프로그램 을 사용하였다. 독립변수로는 오디즙, 설탕, 분말한천의 함량 을 3개의 요인으로 설정하였으며, 종속변수로는 pH, 당도, 수분함량, 색도(L, a, b), 텍스쳐(hardness, adhesiveness, springiness, chewiness, gumminess, cohesiveness), 점도, 관 능검사(외관, 향미, 색, 단맛, 단단함, 양갱으로써의 질감, 전 반적인 기호도)를 설정하였다. 오디즙, 설탕, 분말한천의 첨 가량의 최대 및 최소 범위는 예비실험을 거쳐 각각 오디즙 20~60 g, 설탕 30~90 g, 분말한천 1~5 g로 정하였다. 각 성 분들의 반응을 보기 위해서는 perturbation plot과 contour plot 그리고 response surface plot을 이용하였다. Central composite의 실험점은 정중앙점(0.0)과 ±α점(axial point), ±1 level점(factorial point)으로 이루어지며, 이러한 실험점 사이 에는 모델설정 및 적합결여 검증을 위한 반복점이 존재한다 (Park 등 2007). 이에 따라 각 설정된 범위를 입력하여 16개 의 실험조건과 replication 설정을 통해 중심조건을 2회 반복 실험하였다.
3. 오디즙 첨가 양갱의 제조
오디즙 첨가 양갱은 Park(2009)의 양갱 제조 방법을 참고 하여 제조하였다. 모든 양갱 샘플에 대하여 적두로 제조한 앙금과 물, 소금, 메이플 시럽은 동일한 양을 첨가하였고 메 이플 시럽은 마지막에 강한 오디즙의 향을 조금 줄여주기 위 해 소량만 첨가해주는 것으로 하였다.
양갱의 제조는 물 200 g에 오디즙과 분말한천, 설탕, 소금 을 넣고 5분 동안 센불에서 끓인 후 불을 끄고 나서 앙금 100 g과 메이플 시럽을 1 g씩 넣고 앙금이 뭉치지 않고 잘 풀어지도록 교반하였다. 앙금이 잘 풀어지면 중불에서 다시
5분 동안 더 끓여주었다. 제조한 양갱은 투명한 직사각형 틀 (가로 18 cm×세로 8 cm×높이 1.5 cm)에 180 g씩 부은 후 4 시간 동안 4oC의 냉장고에 넣어 굳혔다.
4. 오디즙 첨가 양갱의 기계적 특성 1) pH와 당도 측정
오디 양갱의 pH는 500 mL짜리 비커에 3 g의 양갱 시료와 10배의 증류수를 넣고 으깨어 10분 동안 40oC에서 sonication (Powersonic 510, 화신테크, Korea)을 시켜준 다음, 7분 동 안 hot plate & stirrer(MS300HS, MTOPS Co., Korea)에 올려놓고 골고루 교반이 이루어질 수 있도록 하였으며, 실온 에서 30분간 방치한 후 pH meter(pH meter F-51, Horiba, Japan)로 3회 반복으로 측정하였으며 그 평균값을 구하였다.
오디 양갱의 당도는 굳기 전의 형태에서 0~53% 범위의 당 도계(Pocket PAL-1, Atago, Japan)를 이용하여 3회 반복하 여 측정한 후 평균값을 나타내었다.
2) 수분함량 측정
수분 함량은 상압가열건조법으로 측정하였으며, 적외선 수 분측정기(MB45 moisture analyzer, Ohaus Co., Switzerland) 를 사용하여 3회 반복하여 측정한 후 평균값을 나타내었다.
측정시의 온도는 105oC이었다.
3) 색도 측정
각 시료별 표면의 색도는 색도계(Colormeter CR-200, Minolta, Co., Japan)를 사용하여 L(lightness), a(redness), b (yellowness)의 색채 값을 각각 3회 반복하여 측정하였으며, 그 평균값으로 나타내었다. 색도 측정을 위한 시료는 가로 1.5 cm×세로 1.5 cm×높이 1.5 cm의 정사각형 크기로 잘라서 사용하였으며, 이때 사용한 표준백판의 L값은 97.26, a값은 -0.07, b값은 +1.86로 보정한 후 사용하였다.
4) 점도 측정
오디 양갱의 점도는 종이컵에 60 g씩 부어 담아 분석하였 으며, 처음 양갱을 제조한 즉시 측정을 시작하여 75oC에서 측정을 하였다. 그 뒤로 70oC에서 측정을 한 번 하고 65oC 에서 측정, 60oC에서 측정, 55oC에서 측정하여 각각 다른 온 도에서 측정한 총 5회 측정값의 평균값을 구하였다. 점도는 Brookfield Viscometer(Brookfield Programmable DV-II+, Brookfield engineering laboratories, Inc., USA)를 이용하여 측정하였으며 점도의 측정 조건은 22oC에서 spindle은 6번으 로 정하여 측정했으며, spindle의 속도는 60 rpm에 고정하여 측정하였다. 점도를 cP(centipoise) 단위로 측정하여 그 평균 값을 구하였다.
5) 텍스쳐 측정
제조된 양갱의 텍스쳐는 식품물성측정기(Texture Analyser,
TA, XT Express v2.1, England)를 사용하여 3회 반복 측정 한 후 평균값을 나타내었다. 양갱은 복원력이 있으며 부수어 지는 성질이 없는 시료이므로, two bite test를 실시하는 TPA test를 이용하여 분석했으며 TPA test 방법으로 견고성 (Hardness), 부착성(Adhesiveness), 탄력성(Springiness), 검성 (Gumminess), 씹힘성(Chewiness), 응집성(Cohesiveness)을 측정하였다(구난숙 2006). 이때 Texture Analyser의 조건은
<Table 1>과 같이 설정하였다. Texture 측정을 위한 시료는 가로 1.5 cm×세로 1.5 cm×높이 1.5 cm의 정사각형 크기로 절단하여 사용하였다.
5. 오디즙 첨가 양갱의 관능검사
관능검사는 본 검사에 숙련된 숙명여자대학교 식품영양학 과 대학원생 16명을 panel로 선정하여 충분한 지식과 용어, 평가기준 등을 숙지시킨 후 이들에게 오디즙 첨가 양갱의 실 험목적과 취지를 설명한 뒤 실험에 응하도록 하였다 (Larmond 1997). 모든 시료는 난수표에 의해 3자리 숫자로 표시되었으며 하얀색의 동일한 원형 접시에 제공하였다. 또 한, 물을 함께 제공하여 입을 행구면서 실험에 응하도록 하 였다. 관능검사 항목은 외관, 향미, 색, 단맛, 단단함, 양갱으 로써의 질감, 전반적인 기호도에 대한 기호도 특성이었으며, scoring test 중 7점 척도법으로 평가하여 선호도가 높을수록 높은 점수를 주도록 하였다.
6. 최적화 분석
Canonical 모형의 수치 최적화(numerical optimization)와 모형적 최적화(graphical optimization)를 통해 최적화를 위한 오디즙, 설탕, 분말한천의 양을 선정하였고, 그때의 지점을 지점 예측(point prediction)을 통해 최적점으로 선정하였다.
수치 최적화는 canonical model을 기준으로 하는 모델의 계 수에 각각의 반응 중 관능평가의 최고점을 목표 범위(goal area)로 설정하였다. 수치 최적화를 통해 제시된 최적점 (solution)중 다음의 식에 기준하여 적합도(desirability)를 구 하고 가장 높은 적합도를 나타내는 최적점을 채택하였다.
여기에서의 D는 overall desirability이며, d는 각각의 desirability, n은 response의 수를 의미한다.
III. 결과 및 고찰
1. 기계적 검사
오디즙 첨가 양갱 제조 조건의 최적화를 목적으로 한 중 심합성 계획에 따라 세 가지 독립변수(오디즙, 설탕, 분말한 천)를 Design Expert를 이용하여 16가지 조건에서 얻어진 기 계적 측정결과는 <Table 2, 3>과 같다.
1) pH와 당도(pH, Sugar Content)
설정된 반응별로 모델링화하여 F-test로 유의성을 검증한 결과와 독립변수가 pH와 당도에 미치는 영향을 살펴보기 위 한 회귀식은 <Table 4>와 같다. 양갱의 pH는 2FI 모델이 선택되었다. p값은 0.0404로 5% 이내로 유의적 결과를 나타 냈다. pH의 R2값은 0.7088로 모델에 대한 적합성이 인정되 었다. pH는 오디즙의 양, 분말한천의 양이 증가할수록 pH가 감소하고 설탕의 양이 증가할수록 pH가 증가하는 결과를 나 타내었다. 이 실험결과는 크랜베리를 첨가한 파운드케이크의 기호성 및 품질특성(Lee 2008)의 연구에서 크랜베리 쥬스의 첨가량이 많을수록 pH가 감소한다는 연구 결과와도 유사한 것을 알 수 있었다.
오디 양갱의 당도는 linear 모델이 설정되었으며 p값은 0.0003로 0.1% 이내로 유의적 결과를 나타냈다. 당도의 R2 값은 0.7815로 모델에 대한 적합성이 인정되었으며 당도는 오디즙의 양, 설탕의 양, 분말한천의 양이 모두 증가할수록 당도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 오디젤리의 제품 특성 및 제조 조건 최적화 연구(Kim 2006)에서 설탕의 첨가 량이 오디젤리의 당도에 가장 큰 영향을 미친다는 결과와 유 사한 것을 알 수 있었다. <Figure 1>에는 오디 양갱의 pH와 당도 수치에 대한 반응표면의 결과를 나타내었다<Table 4>.
2) 수분함량(Water Content)
오디 양갱의 수분함량에서 설정된 반응별로 모델링화하여 F-test로 유의성을 검증한 결과와 독립변수가 수분함량에 미 치는 영향을 살펴보기 위한 회귀식은 <Table 4>와 같다. 수 분함량은 세 가지 요인이 서로 교호작용하는 quadratic 모델 이 선택되었으며, p값은 <0.0001로 유의적인 결과를 나타냈 다. R2값은 0.9850으로 높은 설명력을 보여 모델에 대한 적 합성이 인정되었다. <Figure 1>에는 오디 양갱의 수분함량
D (d1r1×d1r2×…×d1rn)
Σr11 ---
dir1
i 1=
∏
n⎝ ⎠
⎜ ⎟
⎛ ⎞
Σr11
---
= =
<Table 1> Operating conditions for Texture Analyzer Analysis condition
Instrument Texture Analyzer
Type TPA (Texture Profile Analysis) Probe 36 mm cylinder radius probe-SMS P/35 Pre-test speed 2.0 mm/s
Test speed 2.0 mm/s Post-test speed 2.0 mm/s
Distance 4.0 mm
Time 1.0 s
Trigger Force 3.0 g
수치에 대한 반응표면에 대한 결과로 설탕의 양이 증가할수 록 수분 함량이 감소하고 오디즙과 분말한천의 양이 증가할 수록 수분 함량은 감소하다 다시 완만하게 증가하는 결과가 나왔다. 이는 미역양갱의 제조조건(Joo 등 1998)의 연구에서 설탕 첨가량이 증가할수록 상대적으로 수분 함량은 감소한 다는 결과와 유사한 것을 알 수 있었다.
3) 색도(Color Value)
오디 양갱의 색도에서는 설정된 반응별로 모델링화하여 F- test로 유의성을 검증한 결과와 독립변수가 색도에 미치는 영 향을 살펴보기 위한 회귀식은 <Table 4>와 같다. 명도의 R2 값은 0.7472, 적색도의 R2값은 0.9894, 황색도의 R2값은 0.9896으로 모두 유의적으로 나타났다. 오디즙과 설탕의 양
<Table 2> pH, sugar content, water content, color value properties of Yanggaeng prepared with mulberry juice
Sample No.
Mulberry
juice (g) Sugar (g) Agar powder (g)
Responses pH Sugar content
(o/Brix)
Water content
(%) Lightness Redness Yellowness
1 20 30 1 6.26 25.8 59.56 26.48 5.73 2.41
2 60 30 1 5.73 27.4 63.14 25.43 4.62 1.22
3 20 90 1 6.24 40.9 29.67 24.87 4.07 1.17
4 60 90 1 5.80 45.1 34.11 21.54 4.16 1.15
5 20 30 5 6.26 33.3 59.28 27.98 5.68 2.30
6 60 30 5 5.72 25.8 61.88 26.10 4.96 1.38
7 20 90 5 5.71 47.5 40.85 23.20 3.38 0.75
8 60 90 5 6.26 47.8 36.10 23.57 3.50 1.10
9 20 60 3 6.26 36.5 41.68 24.91 4.23 1.49
10 60 60 3 5.70 42.8 39.98 23.77 3.73 0.93
11 40 30 3 5.88 23.4 54.14 24.99 4.98 1.79
12 40 90 3 5.94 43.2 31.70 23.37 3.18 0.83
13 40 60 1 5.94 34.7 42.85 23.24 4.13 1.40
14 40 60 5 5.84 26.7 42.30 23.68 3.64 1.10
15 40 60 3 5.85 38.1 38.05 24.40 3.67 1.19
16 40 60 3 5.86 37.2 41.40 23.97 3.82 1.19
L (white +100 ↔ 0 black) a (red +60 ↔ -60 green) b (yellow +60 ↔ -60 blue)
<Table 3> Texture, viscosity properties of Yanggaeng prepared with mulberry juice Sample
No.
Mulberry juice (g)
Sugar (g)
Agar powder (g)
Responses
Hardness Adhesiveness Springiness Chewiness Gumminess Cohesiveness Viscosity
1 20 30 1 196.30 -12.60 0.55 19.91 36.44 0.19 152.6
2 60 30 1 207.63 -12.40 0.68 29.97 43.13 0.21 138.9
3 20 90 1 319.00 -15.30 0.75 54.43 72.23 0.22 138.9
4 60 90 1 208.60 -15.30 0.80 34.69 43.22 0.20 111.1
5 20 30 5 1638.80 -14.67 0.65 333.75 505.36 0.31 1516.7
6 60 30 5 1401.77 -13.63 0.68 304.56 447.95 0.32 611.1
7 20 90 5 2142.00 -17.57 0.72 739.37 1021.34 0.47 983.3
8 60 90 5 1584.30 -12.63 0.77 406.18 523.73 0.33 744.4
9 20 60 3 1209.93 -18.80 0.71 231.06 325.01 0.27 583.3
10 60 60 3 900.53 -14.60 0.74 181.75 245.11 0.27 1332.0
11 40 30 3 958.27 -13.43 0.58 151.25 259.62 0.27 516.7
12 40 90 3 1375.13 -17.43 0.79 341.35 425.94 0.31 294.4
13 40 60 1 279.07 -15.70 0.65 43.40 66.95 0.24 138.9
14 40 60 5 2299.57 -24.63 0.74 564.97 765.17 0.33 1305.3
15 40 60 3 1180.53 -20.07 0.71 240.66 339.03 0.29 383.3
16 40 60 3 1185.87 -21.90 0.62 197.70 317.13 0.27 355.6
이 증가할수록 명도는 감소하고 분말한천의 양이 증가할수 록 명도는 증가하는 것을 알 수 있었다. 이는 오디즙을 첨가 한 녹말오디다식의 품질특성에 관한 연구(Lee 등 2005)에서 오디즙의 첨가량이 증가할수록 명도가 유의적으로 낮아진다 는 결과와 유사하다는 것을 알 수 있었다. 적색도는 설탕의 양이 증가할수록 감소하고 오디즙의 양, 분말한천의 양이 증 가할수록 감소하다가 다시 완만하게 증가하는 결과가 나왔 다. 황색도는 오디즙과 설탕의 양이 증가할수록 감소하고, 분 말한천의 양이 증가할수록 감소하다 다시 완만하게 증가하 는 것을 알 수 있었다. 이는 오디즙을 첨가한 녹말오디다식 의 품질특성에 관한 연구(Lee 등 2005)의 결과에서 황색도 가 오디즙의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다 (p<0.001)는 결과와 유사한 것을 알 수 있으며 오디즙에 함 유되어 있는 특정 성분에 의해 색도변화에 영향을 주는 것 으로 사료되며(Park 등 1997), 설탕의 첨가량이 증가할수록 황색도가 감소하는 것은 당의 첨가와 가열에 의한 영향으로 판단이 된다(Joo 등 1998). <Figure 1>에는 오디 양갱의 색 도 수치에 대한 반응표면의 결과를 나타내었다.
4) 점도(Viscosity)
설정된 반응별로 모델링화하여 F-test로 유의성을 검증한 결과와 독립변수가 점도에 미치는 영향을 살펴보기 위한 회 귀식은 <Table 4>와 같다. 양갱의 점도는 1% 이내에서 유의 적인 결과가 나왔으며 R2의 값은 0.6236을 나타내었다. 점도 는 오디즙과 설탕의 양이 증가할수록 서서히 감소하고 분말
한천의 양이 증가할수록 점도는 크게 증가하는 결과를 나타 내었다. 이는 오디를 첨가한 샐러드드레싱의 품질특성(Kim 2010)에서 수분 함량이 많은 오디즙의 첨가량이 증가할수록 샐러드드레싱의 수분 함량이 높아지므로 점도가 감소된다는 연구결과와 유사한 결과가 나왔다. <Figure 1>에는 오디 양 갱의 점도 수치에 대한 반응표면의 결과를 나타내었다.
5) 텍스쳐(Texture)
설정된 반응별로 모델링화하여 F-test로 유의성을 검증한 결과와 독립변수가 텍스쳐에 미치는 영향을 살펴보기 위한 회귀식은 <Table 4>와 같다. 오디 양갱의 경도는 R2값이 0.9268로 0.1% 이내에서 유의적인 결과가 나왔으며 오디즙 의 양이 증가할수록 경도가 감소하고 설탕의 양과 분말한천 의 양이 증가할수록 경도는 증가하는 것을 알 수 있었다. 양 갱의 부착성은 유의적이지 않았으며, 오디즙, 설탕, 분말한천 의 양이 모두 증가할수록 탄력성이 증가하는 것을 알 수 있 었다. 양갱의 씹힘성은 R2값이 0.9546로 0.1% 이내에서 유 의적인 결과가 나왔다. 또한, 양갱의 검성은 R2값이 0.9599 로 0.1% 이내에서 유의적인 결과가 나왔으며 설탕과 분말한 천의 양이 증가할수록 검성이 증가하고, 오디즙의 양이 증가 할수록 감소하는 것을 알 수 있었다. 이는 오디젤리의 제품 특성 및 제조 조건 최적화(Kim 2006)연구에서 젤라틴의 함 량이 검성에 가장 큰 영향을 주는 것이라고 한 것과 유사한 결과가 나왔으며 젤라틴과 마찬가지로 겔화를 일으키는 분 말한천이 오디 양갱의 검성에 가장 큰 영향을 주는 것으로
<Table 4> Polynomial equation calculated of physical and mechanical properties of Yanggaeng prepared with mulberry juice
Responses Model R-squared F-value P-value
Prob>F Polynomial equation
pH 2FI 0.7088 3.65* 0.0404 +5.95-0.15A+0.010B-0.018C+0.15AB+0.12AC-7.500E-0.030BC
Sugar content Linear 0.7815 14.30*** 0.0003 +36.01+0.49A+8.88B+0.72C
Water content Quadratic 0.9850 43.84*** <0.0001 +39.39+0.42A-12.56B+1.11C-0.81AB-1.27AC+1.84BC+1.60A2 +3.69B2+3.35C2
Lightness Linear 0.7472 11.82*** 0.0007 +24.47-0.70A-1.44B+0.30C
Redness Quadratic 0.9894 62.50*** <0.0001 +3.73-0.21A-0.77B-0.16C+0.26AB+0.053AC-0.20BC+0.26A2 +0.36B2+0.16C2
Yellowness Quadratic 0.9896 63.23*** <0.0001 +1.18-0.23A-0.41B-0.072C+0.31AB+0.080AC-0.065BC +0.039A2+0.14B2+0.079C2
Hardness Linear 0.9268 50.65*** <0.0001 +1067.96-120.32A+122.63B+785.58C
Adhesiveness Quadratic 0.7913 2.53 0.1358 -19.90+1.04A-1.15B-1.18C+0.46AB+0.72AC+0.46BC +2.66A2+3.93B2-0.81C2
Springiness Linear 0.7382 11.28** 0.0008 +0.70+0.029A+0.069B+0.013C
Chewiness 2FI 0.9546 31.52*** <0.0001 +242.19-42.14A+73.66B+216.64C-41.73AB-44.09AC+58.50BC Gumminess 2FI 0.9599 35.89*** <0.0001 +3339.83-65.72A+79.40B+300.16C-59.49AB-66.59AC+69.49BC Cohesiveness 2FI 0.9402 23.60*** <0.0001 +0.28-0.013A+0.023B+0.070C-0.024AB-0.016AC+0.019BC Viscosity Linear 0.6236 6.63** 0.0069 +581.66-43.73A-66.39B+448.04C
1)A: mulberry juice B: sugar C: agar powder
2)*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001
판단이 된다. 양갱의 응집성은 R2값이 0.9402로 0.1% 이내 에서 유의적인 결과가 나왔으며 설탕, 분말한천의 양이 증가 할수록 응집성은 증가하고 오디즙의 양이 증가할수록 응집 성은 감소하는 것을 알 수 있었다. <Figure 1>에는 오디 양 갱의 점도 수치에 대한 반응표면의 결과를 나타내었다.
2. 관능검사
오디즙 첨가 양갱에 대해 7점 척도로 관능적 품질을 평가 한 결과 외관은 2~6.5, 향미는 2.5~6, 색은 3~6.33, 단맛은 2.17~6.17, 단단함은 2.17~6.33, 양갱으로써의 질감은 2.5~6.17, 전반적인 기호도는 2.5~6.17 사이의 범위를 <Table
<Figure 1> Perturbation plot and response surface for the effect of mulberry juice(A), sugar(B) and agar powder(C) on physical and mechani- cal properties of Yanggaeng prepared with mulberry juice
5>와 같이 나타내었다.
7가지 관능특성이 외관, 향미, 색, 단맛, 단단함, 양갱으로 써의 질감, 전반적인 기호도는 색만 제외하고 모두 시료간의 교호작용을 하는 quadratic 모델이 결정되었으며 각각의 p값 은 0.0430, 0.0250, 0.0256, 0.0233, 0.1907, 0.0396, 0.0460 으로 나타나 관능항목 중 단단함을 제외하고 모두 유의적인
결과를 나타냈다. 유의성을 보인 외관, 향미, 색, 단맛, 양갱 으로써의 질감, 전반적인 기호도에 관한 희귀식의 R2의 값은 0.8679, 0.8923, 0.5260, 0.8951, 0.8720, 0.8645로 이 모델 에 대한 적합성이 높게 나타났으며 각각의 회귀식은 <Table 6>에 나타내었다.
각각의 실험 항목에 관한 perturbation plot과 반응표면의
<Figure 1> Continued
그래프는 <Figure 2>와 같다. 오디즙과 분말한천의 양이 증 가할수록 외관의 기호도가 증가하다 완만히 감소하고, 설탕 의 양이 증가할수록 서서히 감소하다가 증가하는 것을 알 수 있었다. 향미의 기호도는 오디즙의 양이 증가할수록 증가하 다 급격하게 감소하고 설탕의 양이 증가할수록 반대로 감소 하다가 완만히 증가하는 것을 알 수 있었으며 분말한천의 양 이 증가할수록 오디 양갱의 향미 기호도가 증가하다 완만히 감소하는 것을 알 수 있었다. 색의 기호도는 오디즙과 설탕 의 양이 증가할수록 증가하고 분말한천의 양이 증가할수록 서서히 감소하는 것을 알 수 있었다. 단단함의 기호도는 오 디즙의 양이 증가할수록 기호도는 서서히 증가하다가 조금 감소하였으며 설탕의 양이 증가할수록 증가하였다. 또한, 분 말한천의 양이 증가할수록 단단함의 기호도는 증가하다가 다 시 완만히 감소하였다. 오디 양갱으로써의 질감에 대한 기호 도는 오디즙의 양이 증가할수록 증가하다 서서히 감소하였 으며 설탕의 양이 증가할수록 기호도는 조금씩 증가하고 분 말한천의 양이 증가할수록 질감의 기호도는 증가하다가 감 소하였다. 전반적인 기호도는 오디즙의 양, 분말한천의 양이 증가할수록 기호도가 증가하다 감소하였으며 설탕의 양이 증 가할수록 증가하였다. 이것은 양갱이 단맛이 더 강하게 느껴 질수록 오디 양갱의 기호도가 높게 나온다는 관능검사의 결
과를 반영하는 것으로 판단된다<Table 5, 6> <Figure 2>.
3. 품질 최적화
최적화는 Canonical 모형의 수치 최적화(numerical optimization)와 모형적 최적화(graphical optimization)를 통 해 오디즙, 설탕, 분말한천의 양을 선정하였다. 관능평가 중 유의적으로 나타난 모든 항목을 최대로 결정하여 모델화에 의해 결정된 반응식을 이용하여 만족하는 점(numerical point)을 수치 최적화와 모형적 최적화를 통해 선정하고 가 장 높은 desirability를 나타낸 최적점을 선택하여 <Figure 3>에서 나타내는 것처럼, 지점 예측(point prediction)을 통해 도출하였으며 예측된 최적값은 오디즙 41.99 g, 설탕 90.00 g, 분말한천 3.18 g이었다.
IV. 요약 및 결론
본 연구는 뛰어난 기능성과 천연색소의 재료로 인정받고 있는 오디 품종 중에서 선호도가 높은 청일뽕(Morus alba L.)을 이용한 기능성 양갱을 제조하고자 오디즙을 첨가한 양 갱의 품질 특성 분석과 관능적 특성의 최적화를 통해 반응 표면분석법(RSM)을 이용하여 오디즙을 첨가한 양갱의 최적
<Figure 1> Continued
제조 조건을 도출해내었다. 뿐만 아니라, 오디 양갱의 기계 적 특성 및 관능적 특성의 분석을 통해 기능성 양갱의 품질 에 대해 평가하고자 하였다.
1. 오디 양갱의 제조를 위해 독립변수로는 오디즙, 설탕, 분 말한천의 양으로 설정하였고, Design Expert 8(State-Easy Co., USA)을 이용하여 실험을 디자인하였다.
2. 오디 양갱의 기계적 특성을 분석한 결과 pH가 5% 이내 에서 유의적인 차이를 보였다. 오디 양갱의 pH는 설탕의 양 이 증가할수록 pH가 증가하는 것을 알 수 있었다. 오디 양 갱의 당도는 설탕의 양이 오디즙과 분말한천의 양보다 영향 을 더 많이 주는 것으로 나타났다. 수분 함량은 설탕의 양이
증가할수록 감소하는 것을 알 수 있었다. 색도에서 L값은 설 탕의 양이 오디즙과 분말한천의 양보다 영향을 더 많이 끼 치는 것으로 나타났다. a값은 설탕의 양이 증가할수록 적색 도는 감소하는 것을 알 수 있었으며 b값은 오디즙과 설탕의 양이 증가할수록 황색도가 감소하는 것을 알 수 있었다.
3. 오디 양갱의 텍스쳐 분석 결과 오디즙의 양은 증가할수 록 경도가 감소하고 설탕과 분말한천의 양은 증가할수록 경 도는 증가하는 것을 알 수 있었다. 점착성은 분말한천의 양 이 가장 영향을 많이 주는 것으로 나타났다. 오디즙, 설탕, 분말한천의 양이 모두 증가할수록 탄력성은 증가하고 씹힘 성은 설탕의 양, 분말한천의 양이 증가할수록 증가하는 것을
<Table 5> Sensory evaluation of Yanggaeng prepared with mulberry juice Sample
No.
Mulberry juice (g)
Sugar (g)
Agar powder (g)
Responses
Appearance Flavor Color Sweetness Hardness Texture Overall quality
1 20 30 1 2.00 3.67 3.33 3.67 2.50 2.50 2.50
2 60 30 1 2.50 2.50 5.00 3.83 2.33 2.50 2.50
3 20 90 1 2.50 4.67 4.83 5.17 4.17 2.50 3.00
4 60 90 1 3.00 3.00 5.33 3.83 3.50 3.00 3.33
5 20 30 5 4.00 4.17 3.00 2.17 3.67 3.00 2.50
6 60 30 5 3.33 2.50 5.00 2.83 4.17 4.00 3.50
7 20 90 5 4.33 4.00 3.83 4.00 3.33 3.17 4.00
8 60 90 5 3.67 3.00 5.33 4.67 4.33 4.67 4.50
9 20 60 3 4.00 4.00 4.00 4.50 5.00 4.00 4.50
10 60 60 3 3.00 3.00 5.33 4.50 3.83 4.83 4.17
11 40 30 3 5.50 5.33 4.83 4.00 4.83 4.67 4.50
12 40 90 3 5.17 5.17 5.00 5.67 4.83 5.00 5.50
13 40 60 1 3.50 3.83 4.67 5.17 2.17 2.67 3.00
14 40 60 5 4.17 4.17 5.00 3.83 3.67 3.33 3.17
15 40 60 3 6.00 5.50 5.83 6.17 6.33 6.17 6.00
16 40 60 3 6.50 6.00 6.33 6.17 6.17 6,17 6.17
1)Score 1: Very bad, Score 4: Normal, Score 7: Very Good
<Table 6> Analysis of predicted model equation for the sensory properties of Yanggaeng prepared with mulberry juice
Responses Model R-squared F-value P-value
Prob>F Polynomial equation
Appearance Quadratic 0.8679 4.38* 0.0430 +5.42-0.13A+0.13B+0.60C+1.250E-0.03AB-0.29AC-0.041BC -1.51A2+0.32B2-1.18C2
Flavor Quadratic 0.8923 5.53* 0.0250 +5.15-0.65A+0.17B+0.017C+0.021AB+0.021AC-0.15BC -1.34A2+0.41B2-0.84C2
Color Linear 0.5260 4.44* 0.0256 +4.79+0.70A+0.32B-0.100C
Sweetness Quadratic 0.8951 5.69* 0.0233 +5.54+0.015A+0.68B-0.42C-0.19AB+0.31AC+0.27BC-0.73A2 -0.39B2-0.73C2
Hardness Quadratic 0.7583 2.09 0.1907 +5.19-0.051A+0.27B+0.45C+0.000AB+0.29AC-0.38BC -0.25A2+0.17B2-1.74C2
Texture Quadratic 0.8720 4.54* 0.0396 +5.27+0.38A+0.17B+0.50C+0.12AB+0.25AC+0.042BC -0.41A2+0.013B2-1.82C2
Overall quality Quadratic 0.8645 4.25* 0.0460 +5.26+0.15A+0.48B+0.33C-0.021AB+0.15AC+0.15BC -0.52A2+0.15B2-1.77C2
1)A: mulberry juice B: sugar C: agar powder
2)*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001
알 수 있었다. 또한, 검성은 분말한천의 양이 가장 영향을 많 이 주는 것으로 나타났다. 응집성은 오디즙의 양이 증가할수 록 감소하는 것을 알 수 있었다. 마지막으로, 오디 양갱의 점
도는 분말한천의 양이 증가할수록 크게 증가하는 것을 알 수 있었다.
4. 관능평가 항목에서는 오디즙의 양, 분말한천의 양이 증
<Figure 2> Perturbation plot and response surface for the effect of mulberry juice(A), sugar(B) and agar powder(C) on sensory characteristics of Yanggaeng prepared with mulberry juice
가할수록 외관의 기호도는 증가하다가 완만히 감소하는 것 을 알 수 있었다. 향미의 기호도는 설탕의 양이 증가할수록 감소하다가 다시 완만히 증가하는 것을 알 수 있었으며 색 의 기호도는 오디즙의 양, 설탕의 양이 증가할수록 증가하였 다. 설탕의 양이 증가할수록 단맛은 증가하는 것을 알 수 있 었다. 단단함의 기호도는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 양 갱으로써의 질감 기호도는 오디즙의 양이 증가할수록 기호 도가 증가하다가 서서히 감소하였고 분말한천의 양이 증가 할수록 기호도는 증가하다가 감소하는 것을 알 수 있었다.
전반적인 기호도는 설탕의 양이 증가할수록 기호도가 증가 하는 것을 알 수 있었다. 관능검사 결과, 오디즙 첨가 양갱 의 관능적 최적 배합비는 오디즙 41.99 g, 설탕 90.00 g, 분 말한천 3.18 g으로 산출되었으며 이상의 연구결과에서 오디 즙 첨가 양갱의 기능성, 품질, 기호도 면에서 충분히 경쟁력 이 있을 것으로 사료된다.
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2010년 12월 22일 신규논문접수, 2011년 4월 25일 수정논문접수, 5 월 31일 수정논문접수, 6월 16일 채택
