I.서 론
돼지감자(Helianthus tuberosus L.)는 우리나라의 기후 조 건에 잘 맞아 전국 각지에 자생하고 있는 다년생 초본식물 이다(Park 등 2013). 돼지감자의 덩이줄기는 칼로리가 낮고 미네랄과 비타민이 풍부하며, 주성분인 과당(fructose)의 중 합체인 이눌린(inulin)은 소화효소에 의해 분해되지 않는 식 이섬유소로(Bach 등 2012), 다른 탄수화물보다 혈당 상승에 영향을 적게 미치므로 당뇨병 식이로 적합하며 최근에는 암 을 예방하는 등 건강 증진효과도 보고되고 있다(Baltacioglu & Esin 2012). 또한 이눌린의 섭취는 칼슘, 마그네슘 및 철 분과 같은 무기질의 흡수를 향상시켜 골다공증 예방의 효과 가 있으며(Carabin & Flamm 1999), 설탕의 대체 감미료로 서 설탕과 비슷한 수준의 식감과 질감을 나타내고 칼로리는 더 낮았다는 보고도 있어(Shin 등 2012), 건강기능성 식품 개발을 위한 재료로 부각되고 있다.
쌀 속의 복합 탄수화물은 소화 흡수가 느려 급격한 혈당 상승을 방지하므로 비만과 고혈압, 당뇨병 예방에 효과적이 며 간 기능 개선효과, 항산화 활성, 항고혈압 및 혈당 개선 효과, 항혈전 효과 등이 있어 우수한 건강식품 소재로 부각 되고 있다(Ardiansyah 등 2006). 최근 현대인들의 건강에 대 한 관심이 증가하면서 밀가루를 쌀가루로 대체한 베이커리 제품에 관한 여러 연구 결과들이 있다. 쌀가루 혼합분으로 제조한 스펀지케이크(Ju 등 2006), 쌀가루를 첨가한 찜 케이 크(Song 등 2012), 쌀가루로 제조한 시폰케이크(Kim & Shin 2009), Gluten-free 쌀쿠키(Lee & Lim 2013), 쌀가루 첨가 식빵(Choi 2010), 백미와 흑미를 첨가한 케이크(Chang & Ryu 1998), 단호박가루를 첨가한 쌀가루 스펀지케이크 (Lee 등 2010) 등의 연구가 있다. 그러나 Gluten-free 쌀가루 로는 망상구조를 형성할 수 없어 일반 발효 빵 제조 시에 글 루텐을 첨가하지 않고서는 완성도 높은 제품을 생산하기 매 우 어렵다(Lee 2012). 그러나 글루텐의 점탄성에 크게 영향 을 받지 않는 스펀지케이크의 경우에는 밀가루 대신 쌀가루 를 사용하여 만드는데 이점을 갖고 있다.
따라서 본 연구는 밀가루 대신 쌀가루만을 사용하여 Gluten-free 쌀 스펀지케이크를 제조하고 여기에 건강기능성 재료인 돼지감자분말을 첨가하여 품질 특성을 측정하고자 하 였다. 또한 돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 항산 화능을 측정하여 건강기능성을 지닌 제품을 개발하기 위한 기초 자료를 제공하고자 한다.
II.재료 및 방법
1.실험재료
본 실험에서 사용된 돼지감자분말(Helianthus tuberosus powder)은 2013년 8월에 마동이 농원(대전)에서 열풍 건조 한 것을 구입하여 사용하였으며, 돼지감자분말의 일반성분은 <Table 1>에 표시하였다. 나머지 재료인 쌀가루(박력쌀가루, 대두식품), 설탕(CJ 제일제당), 대두유(해표), 소금(해표 꽃소 금), 베이킹파우더(오뚜기), 달걀(김포미소농장) 등은 대형마 트에서 시판 제품을 구입하여 사용하였다.
2.쌀 스펀지케이크의 제조
쌀 스펀지케이크는 스펀지케이크의 제조의 배합비를 변형 하여 공립법으로 제조하였으며 본 실험에서 사용한 쌀 스펀 지케이크 재료의 배합비는 <Table 2>와 같다. 본 실험을 시 작하기 전에 적절한 배합비를 설정하기 위하여 돼지감자분 말을 10~100%까지 첨가하여 몇 차례의 예비실험을 수행하 였다. 제조한 돼지감자분말 첨가 스펀지케이크를 대조군과 비교하여 관능검사를 실시한 결과, 생리기능성을 지닌 돼지 감자분말을 최대한으로 첨가하면서도 관능성을 유지할 수 있 는 10%~50%를 첨가하는 것으로 결정하였다.
돼지감자분말을 첨가하지 않은 100% 쌀 스펀지케이크를 대조군(control)으로 설정하고, 실험군은 쌀가루 100 g에 대 하여 돼지감자분말을 각 10, 20, 30, 40, 50 g을 첨가하였다. 전란을 흰자와 노른자가 잘 섞이도록 거품기를 이용하여 풀 어주고 설탕과 소금을 혼합한 다음, 뜨거운 물에 중탕하여 전란 혼합액의 온도가 55가 되도록 해준다. 쌀 스펀지케이크 제조를 위한 반죽은 제과용 믹서(K5SS, Kitchen Aid, USA) 를 사용하여 8단에서 4분 믹싱하고 다시 4단에서 6분간 믹 싱하여 스텐볼에 옮겨 고무주걱으로 50회 섞는다. 여기에 대 두유를 넣고 다시 40회 섞어 믹싱이 끝난 반죽을 지름 15 cm, 높이 4.5 cm 원형 1호팬에 200 g씩 팬닝하여 가볍게 충격을 주고 180로 예열한 전기오븐(HB-428GB, Samsung, Korea)에 넣어 30분간 굽는다. 굽기가 끝나면 가볍게 충격을 주어 팬에서 꺼내 실온에서 2시간 방냉한 후 실험 시료로 사 용하였다. 스펀지케이크는 5일간 매일 반복하여 제조하고 각 3개의 시료를 채취하여 측정하였다.
3.쌀 스펀지케이크 반죽의 비중과 pH
쌀 스펀지케이크 반죽의 비중(Specific gravity)은 AACC method 10-15(AACC 2000)에 따라 다음의 식을 사용하여 계산하였다.
반죽의 pH 측정은 pH meter(Model 720P, Istek, Korea) 를 이용하여 각 시료 당 5회 반복 측정하였다.
4.외관 및 색도
쌀 스펀지케이크의 외관 촬영은 디지털 카메라(DSLR60D, Cannon, Japan)를 이용하여 시료와 카메라의 거리, 지면과 카메라의 높이를 일정하게 유지하면서 촬영하였다. crumb과 crust의 색도는 케이크의 정중앙을 단면으로 자른 후 분광색 차계(spectrophotometer CM-3500d, Minolta, Japan)를 이용 하여 L값(명도), a값(적색도), b값(황색도)을 측정하였다. 각 시료별로 3회씩 5회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
5.부피지수 및 대칭성지수
쌀 스펀지케이크의 외관상 특성인 부피지수(volume index) 및 대칭성지수(symmetry index)는 AACC method 10-91 (AACC 2000)에 따라 케이크의 정중앙을 단면으로 자른 후 각 3회씩 5회 반복 측정하여 평균값을 취하였다.
6.조직감
제조된 쌀 스펀지케이크를 실온에서 2시간 방냉한 후 각 sample당 중심부분을 3.0×3.0×3.0 cm 크기로 잘라 3조각을 채취하였다. 시료 채취 동안 먼저 채취한 시료들이 건조해지 지 않도록 밀폐용기에 담아 보관하였다. Texture analyzer (LLOYD instrument, Ametek, Inc, West Sussex, UK)의 texture profile analysis(T.P.A) mode로 경도(Hardness), 응 집성(Cohesiveness), 탄력성(Springiness), 검성(Gumminess) 을 측정하였다. test speed는 0.5 mm/s, trigger 조건은 3 N 이었으며 지름과 높이가 각각 100.00, 12.45 mm 인 원기둥 형 탐침(probe)을 사용하였다. 각 시료를 3회씩 5회 반복하 여 측정하여 평균값을 구하였다.
7.관능검사
스펀지케이크의 관능검사는 식품영양학과 대학원생 11명 을 관능검사 요원으로 선정하여 일주일간 훈련한 후 7점 척 도법으로 관능검사를 실시하였다. 각 시료를 2.0×2.0×2.0 cm 크기로 잘라 세 자리 난수표로 구분하여 접시 위에 나열한 후 생수와 함께 제시하였으며, ‘매우 싫다’ 1점에서 ‘매우 좋 다’ 7점으로 질문지에 표시하도록 하였다. 평가된 특성은 외 관(Appearance), 껍질색(Crust color), 속색(Crumb color), 향(Flavor), 맛(Taste), 부드러움(Softness), 촉촉함(Moistness), 전체적인 기호도(overall preference)이다.
8.총 페놀 화합물 함량
돼지감자분말 0.5 g에 70% ethanol 49.5 mL를 가하고 20°C에서 Shaking incubator(SI-600R, Jeio Tech, Korea)에 서 100 rpm으로 24시간 동안 추출한 후 whatman No. 1 여 과지로 여과하여 시료 액으로 사용하였다. 쌀 스펀지케이크 를 블랜더(HR1372, Philips, China)로 균일하게 부순 후 시 료 5 g에 70% ethanol 45 mL를 가하고 20°C에서 Shaking incubator(SI-600R, Jeio Tech, Korea)에서 100 rpm으로 24 시간 동안 추출한 후 whatman No. 1 여과지로 여과하여 시 료 액으로 사용하였다. 총 페놀 화합물 함량은 Folin-Denis’s phenol method(M Obanda 등 1997)를 변형하여 측정하였다. 시료액 0.125mL 70% ethanol 0.375mL 2.0N Folin-Ciocalteau 시약 2.5 mL 가한 후, 7.5% NaCO3 용액을 2 mL 차례로 가 하여 교반한 다음 실온에서 60분 동안 방치하였다. 분광광도 계(Spectrophotometer, G1103A, Agilent, USA)를 이용하여 765 nm에서 흡광도를 측정하였다. 0.1% Gallic acid(Sigma Chemical Co.)를 0~25 μg/mL의 농도로 제조하여 시료와 동 일한 방법으로 분석하여 얻은 표준 검량선으로부터 시료추 출물의 총 페놀함량을 산출하여 gallic acid equivalents(mg GAE/g extract)로 나타내었다. 실험은 8회 반복하여 평균값 을 구하였다.
9.DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼 소거능
돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 항산화 활성은 Lee 등(2007)의 방법을 변형하여 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능을 측정하였다. 95% ethanol 200 mL 에 DPPH(Sigma Chemical Co. USA) 0.00325 g을 암소에 서 용해시킨 후 사용하였다. 쌀 스펀지케이크를 블랜더 (HR1372, Philips, China)로 균일하게 부순 후 시료 5 g에 70% ethanol 45 mL를 가하고 20°C에서 Shaking incubator (SI-600R, Jeio Tech, Korea)에서 100 rpm으로 24시간 동안 추출한 후 whatman No. 1 여과지로 여과하여 시료 액으로 사용하였다. 시료액 0.05 mL에 제조한 DPPH 용액 1.95 mL 를 가하여 교반 한 다음 암소에서 30분간 방치한 후 분광광 도계(Spectrophotometer, G1103A, Agilent, USA)를 사용하 여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 시료액 대신 에탄올을 가한 대조군 시료의 흡광도를 측정하여 DPPH free radical 소거활성을 백분율로 나타내었다. 실험은 8회 반복하여 평균 값을 구하였다.
10.통계분석
본 연구의 모든 측정치는 SPSS 통계프로그램(ver 17.0)을 이용하여 평균과 표준편차를 나타내었다. 분산분석(ANOVA) 을 이용하여 평균값에 대하여 Duncan의 다중범위검정 (Duncan’s multiple range test)으로 p<0.05 수준에서 유의적 차이를 검증하였다.
III.결과 및 고찰
1.반죽의 비중과 pH 측정
돼지감자분말의 첨가량에 따른 쌀 스펀지케이크 반죽의 비 중과 pH 측정의 결과를 <Table 3>에 나타내었다. 반죽의 비 중은 대조군이 0.30으로 가장 낮았으며 돼지감자분말 10% 첨가 시료는 0.34, 20% 첨가는 0.38, 30% 첨가 시료는 0.39, 40% 첨가 시료는 0.40, 50% 첨가 시료는 0.43으로 돼지감 자분말의 첨가량이 증가함에 따라 비중이 유의적으로 증가 하였다(p<0.05). 스펀지케이크는 빵과 달리 반죽 시 혼입되 는 공기의 양에 따라 비중이 달라지는데 비중은 완제품의 외 부적 특성인 부피와 내부적 특성인 기공과 조직에도 결정적 인 영향을 미친다(Lee 등 2011). 반죽의 비중이 높으면 공기 혼입이 적어 반죽의 무게가 무겁고 부피는 작으며 기공이 작 고 조밀하여 단단하고 식감이 부드럽지 못하다(Lee 등 2011). 일반적으로 공립법으로 만드는 스펀지케이크의 적절 한 비중은 0.5±0.05라고 알려져 있다.(Lee 2010). 본 실험의 반죽의 비중이 0.3-0.43 범위를 나타낸 것은 반죽 중 설탕의 배합비를 일반적인 스펀지케이크 제조 시보다 50%로 낮게 조정하였기 때문으로 생각된다. 설탕의 비중은 물보다 커서 설탕 함량이 적으면 그 비중은 물의 비중에 가깝게 되어 전 반적으로 반죽의 비중이 낮아진다고 하였다(Cho 등 2012).
스펀지케이크 반죽의 pH는 대조군이 7.53이었고 돼지감자 분말의 첨가량이 10%(pH 7.32), 20%(pH 7.13), 30%(pH 6.89), 40%(pH 6.74), 50%(pH 6.64)로 증가할수록 pH는 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 반죽의 pH는 주요 재료의 특성과 팽창 형태에 따라 결정되는데 설탕, 쇼트닝, 베이킹 파우더 등은 영향을 주지 않으나 나머지 재료는 pH를 낮추 거나 높인다고 한다(Lee 등 2011). 일반적인 스펀지케이크 반죽의 적정 pH는 7.3-7.6(Lee 등 2011)로, 본 연구의 반죽 의 pH는 돼지감자분말의 첨가로 다소 낮아진 것으로 보인 다. 자색고구마를 첨가한 스펀지케이크의 연구에서도(Kim & Lee 2013) 자색고구마를 20-30% 참가한 시료가 대조군에 비 하여 pH가 유의적으로 감소(p<0.001)하였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 보였다.
2.쌀 스펀지케이크의 외관 및 색도
돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 외관과 단면을 촬영한 사진을 <Figure 1>에 나타내었다. 돼지감자분말의 첨 가량이 증가할수록 밝은 색에서 점점 진한 색으로 변화되는 것을 볼 수 있었다. 케이크 높이의 차이도 눈으로 확인할 수 있으며 첨가량이 증가할수록 기공이 불규칙하며 세포벽이 두 껍고 조직이 거칠어 부드럽지 못하고 단단한 느낌을 주었다.
돼지감자분말의 첨가량에 따른 쌀 스펀지케이크의 색도를 측정한 결과는 <Table 4>와 같다. 명도를 나타내는 L값은 높을수록 명도가 높음을 나타낸다. 속색(Crumb color)의 L값 은 대조군이 71.90으로 가장 높았으며 돼지감자분말 첨가량 이 10%(55.35), 20%(47.00), 30%(41.43), 40%(37.39), 50% (34.72)로 증가함에 따라서 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 껍질색(Crust color)의 L값은 대조군이 49.30으로 가장 높았 으며 첨가량이 10%(42.26), 20%(41.17), 30%(35.26), 40% (35.55), 50%(33.17)로 증가함에 따라서 역시 유의적으로 감 소하였다(p<0.05). 껍질색에 비해 속색은 더욱 뚜렷한 차이 를 보이며 특히 대조군과 10% 첨가군에서 급격히 감소 (71.90~55.35) 하였는데, 이는 돼지감자분말의 자체의 갈색의 영향인 것으로 생각된다. 돼지감자분말 첨가 쿠키의 품질특 성을 연구한 Park 등(2013)의 연구에서도 돼지감자분말의 첨 가량이 증가할수록 L값이 유의적으로 감소하였다고 보고하 여(p<0.05) 본 연구의 결과와 일치하였다. 돼지감자가루 복 합분 국수의 제조(Shin 등 1991)에서 L값은 특히 반죽상태 에서 낮은 값을 보이는데, 가루상태에서는 높은 값을 보여준 것을 고려할 때 반죽 시 물을 첨가함으로 인해 명도가 감소 하고 색도는 증가한다고 보고하였다.
적색을 나타내는 a값의 경우, 속색의 a값은 대조군이 -4.97 으로 가장 낮았으며 첨가량이 10%(-0.75), 20%(0.11), 30% (0.93), 40%(1.53), 50%(2.06)로 증가함에 따라서 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 껍질의 a값은 대조군이 12.30으로 가장 높았으며 첨가량이 10%(11.54), 20%(11.19), 30%(10.94), 40%(10.49), 50%(10.41)로 증가함에 따라서 유의적으로 감 소하였다(p<0.05). 스펀지케이크의 색을 결정하는 중요한 요 인은 첨가하는 분말의 종류와 색, 굽는 과정 중의 비효소적 갈변반응인 캐러멜화 반응과 메일라드 반응 때문인 것으로 보고되고 있다(Cho 2010).
황색을 나타내는 b값은 +b 쪽은 yellow, -b 쪽은 blue를 나타낸다. 속색의 b값은 대조군이 20.08으로 가장 높았으며 첨가량이 10%(14.95), 20%(13.77), 30%(12.93), 40%(12.28), 50%(11.89)로 증가함에 따라서 유의적으로 감소하였다 (p<0.05). 껍질색의 b값은 대조군이 21.12으로 가장 높았으며 첨가량이 10%(17.12), 20%(16.44), 30%(13.47), 40%(13.02), 50%(12.30)으로 증가함에 따라서 역시 유의적으로 감소하였 다(p<0.05). 돼지감자분말 쿠키의 경우는 b값은 돼지감자분 말을 20% 이상 첨가한 시료에서 첨가량이 증가할수록 유의 적으로 감소하였다고 보고하여(Park 등 2013) 본 연구와 유 사한 결과를 나타내었다. 속색과 껍질색의 L값, a값, b값을 측정한 결과 돼지감자분말의 첨가량이 증가함에 따라 속색 의 a값만 유의적으로 증가하였고(p<0.05), 나머지 값들은 모 두 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다(p<0.05). 브로콜 리 분말 첨가 스펀지케이크의 색도 측정 결과(Lim 등 2010) 첨가 비율 증가에 따른 브로콜리 자체 색인 녹색의 영향이 컸는데, 첨가 물질의 색인 녹색에 기인하여 L값과 a값은 첨 가량 증가에 따라 유의적으로 감소하였고, b값은 첨가 비율 증가에 따라 증가하였다. 본 연구에서 돼지감자분말 자체의 갈색이 반죽 제조 시 물을 첨가함으로써 더 진해지고 또한 돼지감자분말의 첨가로 반죽의 기포가 조밀하게 되고 스펀 지케이크의 부피가 감소하게 되어 첨가량이 증가할수록 색 이 더 어두워지는 것으로 생각된다.
3.부피지수와 대칭성지수
돼지감자분말의 첨가량에 따른 쌀 스펀지케이크의 부피지 수(Volume index) 및 대칭성지수(Symmetry index)를 측정 한 결과는 <Table 5>와 같다. 부피지수는 대조군이 16.02로 가장 높았으며 돼지감자분말 10% 첨가 시료는 15.04, 20% 는 13.72로 유의적으로 감소하였으며 30% 첨가 시료는 13.30로 차이가 없었다. 40% 첨가 시료는 11.81, 50%는 10.98로 첨가량이 증가함에 따라서 부피지수는 유의적으로 감소하였다(p<0.05). 대칭성지수는 케이크의 균형을 보는 것 으로 대조군이 0.98로 가장 높았으며 돼지감자분말이 10% (0.77), 20%(0.58), 30%(0.62), 40%(0.35), 50%(0.22)로 증 가함에 따라서 점차 감소하는 경향을 보였다. 뽕잎 분말 케 이크(Kim 2003)에서는 뽕잎분말이 20% 첨가된 경우에 부피 가 감소하기 시작하였으며 이는 뽕잎 분말의 양이 증가함에 따라서 결합하는 수분의 양이 증가하기 때문에 상대적으로 전분의 호화에 사용될 수 있는 수분의 양이 적어지기 때문 으로 보고 하였다. 증숙마늘 및 유자 분말을 혼합한 스펀지 케이크(Shin 등 2007)에서 밀가루의 일부를 다른 곡물가루나 식이섬유원으로 대체할 경우 제품의 부피는 감소하고 거친 조직을 나타낸다고 하였다. 이는 첨가되는 분말들이 글루텐 의 수화 및 전분의 호화를 지연시키고 이로 인해 단백질의 망상구조가 잘 발달되지 못한 결과라고 알려져 있다(Kim 등 2003).
4.쌀 스펀지케이크의 조직감
돼지감자분말의 첨가량에 따른 쌀 스펀지케이크의 조직감 을 측정한 결과는 <Table 6>과 같다. 스펀지케이크의 경도 (Hardness)는 대조구가 0.77로 가장 낮았으며 20%(1.04), 10%(1.05), 50%(1.57), 30%(1.61), 40%(1.78)의 순서로 유 의적으로 높았다(p<0.05). 응집성(Cohesiveness)은 대조구가 0.51로 가장 높았으며 10%(0.46), 20%(0.45), 30%(0.42), 40%(0.40), 50%(0.38)로 돼지감자분말의 비율이 상승할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 탄력성(Springiness) 도 첨가 비율이 상승할수록 감소하는 경향을 보였으나 유의 적인 차이는 없었다. 검성(Gumminess)은 대조구가 0.37로 가장 낮았으며 첨가량이 증가할수록 점차 증가하는 경향을 보였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 씹힘성(Chewiness) 은 대조구가 7.32로 가장 낮았으며 10%(8.95), 20%(9.11), 50%(10.56), 30%(11.45), 40%(13.19) 순으로 증가하였다 (p<0.05). 이상의 결과를 종합하면 경도, 검성, 씹힘성은 돼 지감자분말의 첨가비율이 상승할수록 증가하는 경향을 보였 으나 50% 첨가구만이 약간 예외의 결과를 보이는 것은 돼 지감자에 다량 함유되어 있는 과당중합체인 이눌린의 수분 보유력 때문인 것으로 사료된다. 외관이나 비중 등의 결과 (작은 부피, 높은 비중)로 예측할 수 있는 것과 다른 결과를 보이는 것은 돼지감자분말의 수분 보유력이 제품에 촉촉함 을 부여하여 오히려 기계적인 조직감에서는 낮은 경도, 낮은 검성, 낮은 씹힘성을 보여주는 것으로 생각된다. 스펀지케이 크의 경도는 수분함량, 완성된 케이크의 기공의 발달 정도, 부피 등에 영향을 받으며 기공이 잘 발달된 케이크일수록 부 피가 크고 경도가 낮다는 보고가 있다(Yang 등 2010).
5.관능검사
돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 관능검사는 외 관(Appearance), 껍질색(Crust color), 속색(Crumb color), 향(Flavor), 맛(Taste), 부드러움(Softness), 촉촉함(Moistureness), 전반적인 기호도(Overall preference)의 항목에서 각 7점 척 도법으로 측정하였으며, 그 결과는 <Table 7>과 같다.
외관(Appearance)은 대조군이 5.38로 가장 높았고, 30% (5.15), 20%(5.06), 40%(4.90), 10%(4.84), 50%(4.70)의 순 이었으며(p<0.05), 껍질색(Crust color)은 10%가 5.34로 가장 높았고 대조군(5.29), 20%(5.20), 30%(5.15), 40%(4.81), 50%(4.52)의 순으로 점점 낮아졌다(p<0.05). 반면에 속색 (Crumb color)은 돼지감자분말 첨가에 따라 유의적인 차이를 보이지 않았다. 외관과 색에서는 대조군의 기호도가 가장 높 았으며 첨가량이 증가할수록 기호도가 낮아지는 경향을 보 였다. 이러한 결과는 돼지감자분말 첨가 스펀지케이크의 진 한 색이 익숙하지 않아 거부감을 주었기 때문으로 생각된다. 향(Flavor)은 돼지감자분말 10% 첨가 시료가 5.09로 가장 높 았고, 다음은 근소한 차이로 대조군이 5.04였으며 20%(4.72), 30%(4.18), 40%(4.04), 50%(3.54)로 첨가량이 증가할수록 점차 낮아졌다(p<0.05). 맛(Taste)은 10%가 5.43으로 가장 높았으며 20%(5.25), 대조군(4.90), 30%(4.65), 40%(4.38), 50%(3.97)순으로 유의적으로 낮아졌다(p<0.05). 독특한 향과 맛이 있는 돼지감자분말의 10%와 20% 첨가군이 가장 높은 기호도를 보였다는 것은 브로콜리 첨가 스펀지케이크(Lim 등 2010)의 결과처럼 스펀지케이크에서 발생되는 특유의 계 란 비린내와 설탕의 강한 단맛을 상쇄시켜 향미가 증대되었 기 때문이라고 생각한다. 한편 50% 첨가시료가 가장 낮은 것 은 돼지감자분말의 강한 향과 돼지감자분말 고유의 독특한 맛이 원인이라고 볼 수 있다. 부드러움(Softness)은 10% 첨 가군이 5.63으로 가장 높았고 20%(5.15), 대조군(5.11)은 상 위그룹으로 근소한 차이를 보였고, 50%(4.86), 30%(4.84), 40%(4.72)의 차례로 낮아졌다(p<0.05). 촉촉함(Moistureness) 은 50%(5.43), 40%(5.29), 10%(5.20), 20%(4.93), 30%(4.72), 대조군(4.68)의 순서로 돼지감자분말 첨가량이 적을수록 점 차 낮아졌다(p<0.05). 50% 첨가군이 부드러움은 낮으나 촉 촉함은 최고인 것은 돼지감자에 다량 함유되어 있는 과당중 합체인 이눌린의 수분 보유력 때문으로 생각된다. 스펀지케 이크의 경도, 검성, 씹힘성 등과 입 안에서의 촉감과는 상관 관계가 높다고 알려져 있다(Yang 등 2010). 전반적인 기호도 (Overall preference)는 10% 첨가군이 5.45로 가장 높았으며, 다음은 20% 첨가군(5.25), 대조군(5.00), 30%(4.68), 40%(4.56), 50%(4.29) 첨가의 순서로 점차로 낮아졌다(p<0.05).
돼지감자 가루를 첨가한 설기떡(Park 2010)의 관능검사 결 과에서는 돼지감자가루의 첨가로 색의 강도와 구수한 냄새 그리고 구수한 맛이 증진 되었다고 평가 되었으며 전반적으 로 돼지감자 가루 3% 첨가군과 6% 첨가군에서 모든 관능적 특성을 강하게 느끼는 것으로 보고되었다. 돼지감자분말 첨 가 쿠키(Park 2013)의 경우는 향을 제외한 색, 맛, 조직감, 구매 의향, 전체적인 기호도에서 10% 첨가군이 가장 높은 점수를 보여 본 연구 결과와 유사한 경향을 보였다. 돼지감 자분말이 첨가된 부침가루(Kim 등 2013)는 색과 향의 기호 도에서 무첨가보다 10, 20, 30% 까지의 첨가군이 높은 기호 도를 보였으며 첨가량에 따른 유의적 차이는 없는 것으로 나 타났다. 돼지감자가루 복합분 국수(Shin 등 1991)의 경우는 색깔, 냄새, 텍스쳐, 맛 등의 관능검사에서 돼지감자가루 25~30% 복합분의 국수가 밀국수와 별 차이가 없었다고 보 고하였다.
본 실험의 결과를 종합해 보면 외관, 껍질색, 향, 맛, 부드 러움, 전체적인 기호도에서 돼지감자분말을 10% 첨가한 시 료가 무첨가인 대조군보다 관능적으로 가장 우수한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 돼지감자분말 첨가 스펀지 케이크 가 기능성과 기호도 모두 우수하여 식품소재로서의 활용 가 능성을 보여준 것이다.
6.돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 항산화 활성
돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 총 페놀화합물 함량을 측정한 결과를 <Figure 2>에 나타내었다. 대조군의 총 페놀화합물 함량은 8.42±0.25 mg GAE/g으로 측정되었으 며, 대조군에 비해 돼지감자분말의 첨가량이 10%에서 20, 30, 40, 50%로 증가할수록 총 페놀화합물 함량도 10.69, 12.01, 13.57, 16.01, 17.43 mg GAE/g으로 유의적으로 증가 하는 결과를 보였다(p<0.05). 폴리페놀 화합물(polyphenolic compound)은 분자 하나에 Phenolic hydroxyl(OH)기를 1개 이상 갖고 있기 때문에 단백질 및 거대분자들과 쉽게 결합 하여 페놀기가 많은 다가페놀일수록 더 많은 항염, 항균, 항 암 및 항산화 능력 등 다양한 생리활성을 갖는다(Chon 등 2013). 건조된 돼지감자에서 esculin, gentisic acid, catechin, chlorogenic acid, vanillic acid, epicatechin, salicylic acid 등의 페놀성 화합물 22종을 분리 및 동정하여 보고한 연구 (Tchone 등 2006)와 쌀에서의 총 페놀화합물 함량을 연구 (Woo 등 2008)한 바와 같이 쌀과 돼지감자에는 페놀화합물 이 존재하므로 대조군에서도 페놀화합물이 측정되었으며 돼 지감자분말의 첨가량이 증가할수록 총 페놀화합물 함량도 유 의적으로 증가하는 결과를 보였다. 돼지감자분말을 첨가한 스펀지케이크의 DPPH 라디칼 소거능 측정 결과는 <Figure 3>과 같았다. 대조군의 DPPH 라디칼 소거능은 9.33%이고 돼지감자분말 첨가량 10%는 17.30, 돼지감자분말 20%는 22.68, 돼지감자분말 30%는 26.02, 돼지감자분말 40%는 30.44, 돼지감자분말 50%는 35.29로 첨가량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거능도 유의적으로 증가하였다(p<0.05). Yuan 등(2012)의 연구에서도 돼지감자의 페놀 물질들이 강 력한 자유라디칼 소거능에 기여한다고 하여 본 연구 결과와 도 일치하였다. <Figure 4>는 돼지감자분말을 첨가한 쌀 스 펀지케이크의 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능 사이의 상관관계를 분석한 것으로 상관계수는 0.938(p<0.01)로 양의 상관관계를 보였으며 돼지감자분말의 첨가량이 증가할수록 쌀 스펀지케이크는 항산화능도 증가하는 것을 알 수 있다. 솔잎분말 첨가 쿠키의 항산화활성은 연구한 결과에서(Choi HY 2009) 솔잎분말 첨가량이 증가함에 따라 총 페놀화합물 함량과 DPPH 라디칼 소거능이 증가하였으며(p<0.05) 서로 양의 상관관계(r=0.989, p<0.001)를 보였다고 보고하여 본 실험과 유사한 결과를 보였다.
이상의 결과로 돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크에 서 돼지감자분말의 첨가량이 증가 할수록 총 페놀화합물 함 량이 유의적으로 증가하고 DPPH 라디칼 소거능 또한 증가 하여 돼지감자분말의 첨가량이 증가 할수록 항산화능이 향 상되는 것을 알 수 있다.
IV.요약 및 결론
본 연구는 돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크의 품 질특성과 항산화능을 측정하여 기능성 식품으로서의 이용 가 능성을 알아보고자 실시하였다. 돼지감자분말을 첨가한 쌀 스펀지케이크 반죽의 비중은 첨가량이 증가함에 따라 유의 적인 증가를 하였고(p<0.05), pH는 첨가량이 증가할수록 유 의적으로 감소하였다(p<0.05). 쌀스펀지케이크의 부피지수 (Volume index)와 대칭성지수(Symmetry index)는 대조군이 가장 높았으며 첨가량이 증가함에 따라서 점차 감소하였다 (p<0.05). 쌀 스펀지케이크의 외관과 단면의 모습은 첨가량 이 증가할수록 기공이 불규칙하며 거칠었으며 케이크의 높 이도 낮아졌다. 쌀 스펀지케이크의 속색(Crumb color)의 L값 과 b값은 돼지감자분말의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였고 a값은 유의적으로 높아지는 경향을 나타내었다 (p<0.05). 껍질색(Crust color)은 돼지감자분말의 첨가량이 증 가할수록 L값, a값, b값 모두 감소하는 경향을 보였다 (p<0.05). 기계적인 조직감의 특성 중 경도(Hardness), 응집 성(Cohesiveness), 검성(Gumminess), 씹힘성(Chewiness)은 돼지감자분말의 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였 으나(p<0.05) 탄력성(Springiness)은 첨가량에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 관능검사 결과 스펀지케이크의 외 관(Appearance)은 대조군이 가장 높았으며, 껍질색(Crust color), 향(Flavor), 부드러움(Softness), 전반적인 기호도 (Overall preference)에 있어서 돼지감자분말을 10% 첨가한 시료가 가장 우수하였다(p<0.05). 총 폴리페놀 함량은 대조 군이 8.42±0.25 mg GAE/g의 함량을 보였으며 첨가량이 증 가할수록 10.69±0.37~17.43±0.34 mg GAE/g으로 증가하였다 (p<0.05). DPPH 라디칼 소거능도 대조군이 9.33±0.64% 였 으며 첨가량이 증가할수록 17.30±0.25~35.29±1.84%로 증가 하였으며(p<0.05), 총 페놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능 사 이의 상관계수는 0.94(p<0.01)로 양의 상관관계를 보였다.
이상의 결과를 종합해보면 돼지감자분말을 10% 첨가한 쌀 스펀지케이크의 경우 황산화활성을 나타내는 건강기능성뿐 만 아니라 기호도 측면에서도 우수하다는 것을 알 수 있다. 또한 글루텐 프리인 쌀가루를 사용한 쌀 스펀지케이크이므 로 건강을 생각하는 현대 소비자의 욕구를 충족한 새로운 제 품 개발의 가능성을 확인하였다.