산딸기 쿠키의 품질특성 및 항산화 효과

실험에 사용한 산딸기는 NH 남거창농협(Geochang, Korea) 에서 구매한 후 동결 건조(OPR-FDU-8603, Operon, Gimpo, Korea)시켜 블랜더(HR1372, Philips, Shanghai, China)로 분쇄하여 사용하였다. 밀가루(1 grade medium flour, CJ CheilJedang, Seoul, Korea), 백설탕(White sugar, CJ Cheil- Jedang), 버터(Namyang Devinch butter, LotteFood, Cheonan, Korea), 베이킹 파우더(Chamimat Baking powder, Choya- Food, Eumseong, Korea), 소금(Kosher salt, Deail, Eumseong, Korea) 및 계란 등은 서울 소재 마트에서 구입하 였다.

쿠키 반죽은 Jung et al. (2014)의 방법을 참고하여 배합 비를 결정하였으며, 버터, 설탕, 소금을 반죽기(K5SS, Kitchen Aid, Benton Harbor, MI, USA)의 6단에서 5분간 혼합하고, 계란을 넣고 6단에서 5분간 크림화 한 후, 밀가 루, 산딸기 분말, 베이킹 파우더를 넣고 2단에서 5분간 혼 합하여 반죽하였다(Table 1). 산딸기 분말을 첨가하지 않은 쿠키를 대조군으로 설정하고, 첨가군은 밀가루 100 g에 대 해 산딸기 분말을 각각 5, 10, 20, 30, 50 g으로 대체하여 첨가하였다(w/w). 반죽은 두께 0.7 cm, 직경 7 cm로 성형 하였고, 성형한 반죽은 180℃로 예열된 전기오븐(HB- 428GB, Samsung, Suwon, Korea)에 넣어 16분간 구운 후, 실온에서 1시간 동안 방냉하였다.

동결건조 시킨 산딸기 분말과 잘게 부순 쿠키 시료 50 g에 중량대비 10배(w/v)의 70% ethanol을 첨가하고 실온에 서 72시간 동안 침지시킨 후 추출 후 여과하여, 농축기(N- 1000S-W, Eyela, Tokyo, Japan)로 농축한 뒤 동결 건조하 였다. 항산화 활성은 건조된 시료를 10 mg/mL 농도로 증 류수에 용해시켜 시료액으로 사용하였다.

쿠키 반죽의 밀도는 50 mL 메스실린더에 증류수 30 mL을 첨가하고 5 g의 반죽을 넣었을 때 늘어난 부피를 측 정하여 반죽 부피에 대한 무게 비(g/mL)로 계산하였다. 반 죽의 pH는 Choi et al. (2015)의 방법을 변형하여 측정하 였다. 즉, 쿠키 5 g에 증류수 45 g을 가하여 균질화 시킨 후 여과지(Whatman No. 1, Whatman International Ltd., Maidstone, UK)로 여과한 후 pH meter (BP3001, Trans Instruments, Jalan, Singapore)로 측정하였다.

쿠키의 퍼짐성 지수(Spread factor)는 AACC method 10- 50D 방법(AACC, 2000)으로 측정한 후 평균값을 계산하였 다. 굽기 손실률(Loss rate)은 쿠키를 굽기 전 반죽의 중량 과 구운 후 쿠키, 대조군 및 첨가군 쿠키의 중량을 측정하 여 그 차이에 대한 비율로 산출하였다.

색도 측정은 색도계(Spectro photometer CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 쿠키 표면의 L, a, b값을 측정하였 다. 쿠키의 조직감은 Kim et al. (2010)의 방법을 참고하여 측정하였다. Texture Analyzer (LLOYD Instrument, Ametek, Inc., West Sussex, UK)를 이용하여 원형 탐침을 사용하였고, Test speed는 5 mm/sec, trigger force는 10 g_f로 설정하였다.

총 페놀 화합물 함량은 Florence et al. (1992)의 Folin- Denis 방법을 이용하여 측정하였다. 시료액 50 μL와 folinciocalteu’s phenol reagent (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO, USA) 50 μL를 첨가하여 혼합한 후, 10% sodium carbonate 용액 150 μL를 가하여 암실에서 1시간 동안 방 치하고 ELISA reader (SpectraMax, Molecular Devices, LLC, Sunnyvale, CA, USA)로 760 nm에서 흡광도를 측정 하였다. Gallic acid (Sigma Chemical Co.)를 이용하여 검 량선을 작성하였고 mg GAE/g DW로 나타내었다.

시료의 항산화 활성은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH, Sigma Chemical Co.)에 의한 radical 소거 효과를 측정하 는 Blois (1958) 방법을 활용하였다. 시료액 100 μL에 0.4 mM의 DPPH용액 100 μL를 가하고 실온에서 30분 반응시 킨 후 515 nm에서 흡광도를 측정하였다. ABTS radical 소 거활성은 Fellegrini et al. (1999)의 방법을 참고하였다. 즉, 7.4 mM ABTS 용액과 2.6 mM K₂S₂O₈ 용액을 혼합하여 16시간 방치시킨 후, ABTS solution 190 μL와 시료액 10 μL을 혼합 후 실온의 암소에서 10분 동안 반응시킨 후 흡 광도를 측정하였다. FRAP 환원능 측정은 반응액 190 μL 과 시료 10 μL를 혼합하여 30분간 반응시킨 후 595 nm에 서 흡광도를 측정하였고, 표준물질로 Trolox (Sigma Chemical Co.)를 사용하였으며, mg TEAC/g DW로 나타 내었다(Benzie & Strain, 1996).

관능검사는 덕성여자대학교 식품영양학과 학부 및 대학 원에 재학중인 학생 중 17명을 패널로 선정하여 실험 목 적과 평가 방법 및 측정 항목에 대해 인지될 수 있도록 충분히 설명한 뒤 실시하였다. 평가 항목은 쿠키의 표면 색깔(Crust color), 표면 감촉(Top grain), 향미(Flavor), 신 맛(Sourness), 단맛(Sweetness), 경도(Hardness), 전반적인 기호도(Overall preference)이며 9점 척도(1, 대단히 싫다; 9, 대단히 좋다)를 사용하여 평가하였다. 각 시료는 3자리 난수표를 이용하여 구분하였다

모든 실험은 3회 반복하였고, 실험 결과는 SPSS ver. 22.0 (Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 각 실험 군의 평균과 표준편 차로 계산하고 ANOVA 분석 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test를 실시하여 대조군과 산딸기 분말 첨가 군 간의 유의성을 검정하였다.

실험 결과, 산딸기 쿠키의 밀도는 대조군보다 약간 높게 측정되었으나 그 차이가 유의적이지는 않았으며, 첨가군 간에서도 유의적인 차이는 나타나지 않았다(Table 2). 이는 크랜베리 쿠키에서도 첨가군 간 유의적인 차이를 보이지 않았지만 대조군 보다 약간 증가하여 이번 실험 결과와 유 사한 결과가 나타났다. 따라서 이번 실험 결과에서 밀도가 낮게 나타난 것은 산딸기 분말의 입자 크기가 쿠키 밀도에 영향을 끼친 것으로 생각된다. 이는 크랜베리 분말이 밀가 루로 대체되면서 입자 크기 차이로 반죽이 조밀해져 상대 적으로 첨가군 반죽의 밀도가 대조군 보다 크게 측정된 결 과(Choi et al., 2015)와 일치되는 것으로 확인되었다. 산딸 기 분말의 pH는 3.55이고(data not shown), 쿠키 반죽의 대조군은 pH 7.40이었다. 동결건조된 산딸기 분말의 첨가 량이 증가함에 따라 반죽의 pH가 유의적으로 감소하여 최 고 농도인 50% 첨가군에서 pH 3.97을 나타내었다(p<0.05) (Table 2). 이는 딸기에 함유된 유기산으로 인해 첨가량이 증가할수록 pH가 감소한 연구(Lee et al., 2009)와 동일한 결과를 보여주어, 이번 실험에서도 산딸기에 함유된 유기 산이 쿠키 pH에 영향을 미친 것으로 사료된다.

쿠키 퍼짐성(spread ratio)은 산딸기 분말을 5, 10, 20, 30, 50 g 첨가함에 따라 6.97-7.61 범위로 퍼짐성이 증가하 였다(Table 2). 이는 딸기 첨가량이 증가할수록 퍼짐성이 증가한 연구(Lee et al., 2009)와 유사한 결과를 보여주었다. 굽기 손실률은 12.60-9.43으로, 첨가량이 증가할수록 감소 하였다. 이는 오디(Park et al., 2008) 및 더덕 쿠키(Song et al., 2014)의 실험결과와 동일하였으며, 이번 실험에서도 산딸기 첨가가 반죽의 결합수 양을 증가시켜 굽기 손실률 에 영향을 준 것으로 사료된다.

산딸기 분말을 첨가한 쿠키의 색도와 경도는 Table 2에 나타낸 바와 같다. 쿠키의 L값은 산딸기 분말을 첨가함에 따라 유의적으로 감소하였고(p<0.05), 적색도를 나타내는 a 값은 대조군 쿠키가 -0.85이었고 30% 첨가군까지 유의적 으로 증가하였고(p<0.05), b값은 첨가량이 증가할수록 유의 적으로 감소하였다(p<0.05). 쿠키의 색도는 부재료의 색도 와 환원당에 의한 비효소적 메일라드 반응 및 당에 의한 카라멜화 반응 등에 영향을 받는다(Park et al., 2005). 쿠 키 경도는 5% 첨가군을 제외하고는 모든 시료에서 산딸기 분말이 증가할수록 37.98-75.37까지 유의적으로 경도가 증 가하였다. 이는 딸기 안토시아닌에 의한 쿠키의 경도 변화 (Lee et al., 2009; Chae et al., 2000), 오디박 분말 첨가 쿠키의 경도변화(Jeon et al., 2013)와 유사한 실험결과를 보여주고 있으며, 이러한 현상은 부재료가 시료의 단백질 량에 변화를 주어 반죽의 물리적 특성이 변하고 쿠키 내부 기공이 작아지면서 쿠키 경도가 증가(Heseney et al., 1979)된 것으로 사료된다.

산딸기 분말의 총 페놀 화합물 함량은 136.45 mg GAE/ g으로 측정되었으며, 기존에 보고된 야생과 재배종 산딸기 의 총 페놀 함량은 182.97 mg GAE/g과 115.70 mg GAE/ g으로(Lee et al., 2014) 재배환경에 따라 상이한 결과를 보 여주고 있다. 대조군 쿠키의 총 페놀 화합물 함량은 4.03 mg GAE/g으로 가장 낮았으며, 50% 첨가군은 56.17 mg GAE/g으로 산딸기 분말 첨가량에 따라 유의적으로 증가하 는 결과를 나타내었다(p<0.05). 이러한 결과는 산딸기의 주 요 건강기능 성분인 안토시아닌 등 페놀성 화합물(Bobinaite et al., 2012)이 쿠키의 총 페놀 화합물에 영향을 미친 것으 로 판단된다.

산딸기 분말의 DPPH free radical 소거능이 89.46%, 대 조군 쿠키 11.87%, 50%의 산딸기가 첨가된 쿠키는 50.42% 로 첨가량이 증가할수록, 즉, 총 폴리페놀 함량이 높을수록 항산화 활성이 증가되었다(Fig. 2). 이는 폴리페놀 등 산딸 기의 주요 항산화 성분이 쿠키의 항산화 작용에 동일하게 영향을 주었다는 보고(Bobinaite et al., 2012)와 일치하는 것으로 생각된다. 산딸기 분말의 ABTS 소거능은 99.88%, 대조군 쿠키는 3.62%의 가장 낮은 소거능을 보였으며, 50% 첨가 쿠키의 경우, 81.13%로 유의적으로 증가하였다 (p<0.05) (Fig. 2). FRAP은 ferric ion이 ferrous ion으로 전 환되는 산화 및 환원 반응에 의한 항산화 활성을 평가하는 방법으로, 총 항산화 효과를 측정할 수 있는 장점이 있어 많이 사용되고 있다(Moon et al., 2003; Lim et al., 2007). 산딸기 분말의 FRAP 환원능은 212.05 mg TEAC/g이고, 대조군 쿠키가 3.18 mg TEAC/g으로 나타났으며, 산딸기 분말 첨가량이 증가함에 따라 50% 첨가군은 85.24 mg TEAC/g까지 FRAP 환원능이 증가하였다(Fig. 3). 이는 산 딸기에 함유된 각종 페놀 화합물이 FRAP 환원능에 주요 영향을 미친 것으로 사료된다. Fig. 1

Fig. 1. Total phenol compound contents of R. crataegifolius powder (RC powder) and cookies added with R. crataegifolius powder. All values are mean±SD (n=3). ^a-gMeans in a column by different superscripts are significantly different at the p<0.05 level by Duncan’s multiple range test.

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Fig. 2. DPPH and ABTS Radical Scavening activity of R. crataegifolius powder (RC powder) and cookies added with R. crataegifolius powder. All values are mean±SD (n=3). ^a-gMeans in a column by different superscripts are significantly different at the p<0.05 level by Duncan’s multiple range test.

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Fig. 3. FRAP assay of R. crataegifolius powder (RC powder) and cookies added with R. crataegifolius powder. All values are mean±SD (n=3). ^a-eMeans in a column by different superscripts are significantly different at the p<0.05 level by Duncan’s multiple range test.

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산딸기 쿠키의 기호도를 평가한 관능검사 결과는 Table 3과 같다. 동결건조시킨 산딸기 분말이 첨가된 쿠키의 표 면 색깔, 표면 감촉, 향미 및 단맛은 산딸기 분말이 20% 까지 첨가된 경우에 선호도가 증가하였고, 30% 이상 첨가 된 경우 선호도가 감소하였고, 신맛에 대한 기호도는 10% 첨가군에서 선호도가 6.38로 가장 높았다. 이러한 현상은 20% 이상 첨가 시에는 단맛이 감소되고 산딸기 특유의 향 과 새콤한 맛이 상승하여 관능평가에서 거부감을 나타낸 것으로 판단된다. 쿠키 경도는 20% 첨가군에서 가장 높은 선호도를 보였지만 첨가군 간의 유의적인 차이는 없었다. 전반적인 기호도를 보았을 때, 산딸기 분말을 각각 10%와 20% 첨가하였을 때 모든 기호도 항목에서 높게 평가되어, 기능성 쿠키 개발 시 최적의 농도라고 추정된다.