양배추 분말을 첨가한 쿠키의 품질 및 산화방지 활성

본 실험에 사용된 양배추 분말은 국내산으로 가루나라 (Garunara, Co., Seoul, Korea)에서 구입하였으며, 그 외 박력분(CJ Cheiljedang Corp., Seoul, Korea), 설탕(CJ Cheiljedang Corp.), 무가염 버터(Namyang Dairy Products Co., Ltd, Seoul, Korea), 달걀 등은 시중에서 구입하여 사 용하였다.

박력분에 대한 양배추 분말의 첨가비율을 설정하기 위해 여러 차례의 예비 실험을 실시하였으며, 밀가루 양(200 g) 을 기준으로 양배추 분말을 첨가하지 않은 것을 대조군으 로, 2%, 4%, 6%, 8%(밀가루 184 g, 양배추 분말 16 g) 대 체한 것을 최종 첨가군으로 선정하였으며, 설탕, 버터, 달 걀은 각각 100 g, 90 g, 50 g을 동일하게 사용하였다.

중탕한 버터를 믹싱볼(mixing bowl)에 넣고 믹서(5K5SS; KitchenAid Inc., St. Joseph, MI, USA)를 사용하여 2단에 서 설탕 100 g을 1분 간격으로 3회에 걸쳐 나누어 넣으면 서 총 3분간 혼합한 후, 전란과 박력분과 양배추 분말을 첨가해 제조한 반죽을 4°C 냉장실에서 30분간 휴지시켰다. 휴지시킨 반죽은 두께가 4 mm가 되도록 밀대로 민 다음, 직경 5 cm인 쿠키틀로 찍어 panning한 뒤 170°C로 예열 된 오븐(KXS-4G+H; Salvia Industrial S.A., Lezo, Spain) 에서 10분간 굽고 실온에서 1시간 동안 방랭한 후 시료로 사용하였다.

반죽의 밀도는 50 mL 메스실린더에 증류수 30 mL를 넣고 쿠키 반죽 5 g을 넣었을 때 증가한 부피를 측정하여 반죽의 부피에 대한 무게의 비(kg/L)로 나타내었고, pH는 시료 5 g과 증류수 45 mL를 혼합하고 균질하여 상온에서 1시간 동안 방치한 후 그 상등액을 취해 pH meter (pH/ Ion 510; Oakton Instruments, Vernon Hills, IL, USA)로 측정하였다. 반죽의 수분함량은 105°C에서 상압가열건조법 을 이용하여 각 시료별 5회 반복 측정하여 평균값을 구하 였다.

양배추 쿠키의 경도(hardness)는 Advanced Universal Testing System (LRXPlus; Lloyd Instrument Ltd., Fareham, Hampshire, UK)을 사용하여 15회 반복 측정하였으며, 측 정 시 test speed와 trigger 조건은 각각 1 mm/s와 0.049 N 으로 설정하였다. 색도는 분광색차계(CM-600d, Minolta Co., Osaka, Japan)를 사용하여 명도(L*), 적색도(a*) 및 황 색도(b*) 값을 측정하였으며 쿠키 표면의 동, 서, 남, 북, 중앙 방향으로 각 시료별 3회 반복 측정하여 평균값을 구 하였다. 쿠키의 퍼짐성 지수는 쿠키의 직경(mm)과 두께 (mm)를 각각 3회 반복 측정한 후 AACC Method 10-50D 의 방법(AACC, 2000)으로 계산하였다. 손실률은 쿠키를 굽기 전의 반죽과 후의 쿠키 중량에 대한 비(%)로 각각 3 회 반복 측정하여 비교하였다.

쿠키의 산화방지 활성은 시료 2.5 g에 70% 에탄올 (Merck KGaA, Darmstadt, Germany) 50 mL를 가하여 균 질한 뒤, 8,000 rpm에서 10분간 원심분리(VS-24SMT; Vision Scientific Co., Ltd., Daejeon, Korea)하여 얻은 상등 액을 Whatman No. 1 여과지(GE Healthcare UK Ltd., Little Chalfont, UK)로 여과하여 시료액으로 사용하였다. 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH; Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan)에 대한 전자공여능(electron donating ability, EDA)은 Blois의 방법(Blois, 1958)을 응용 하였고, 2,2’-azino-bis (3-ethylben-zothiazoline-6-sulphonic acid) (ABTS; Sigma-Aldrich Co., LLC., St. Louis, MO, USA)에 대한 라디칼(radical) 소거능의 측정은 Re 등(Re et al., 1999)의 방법을 응용하여 측정하였다. 각 시료별 3 회 반복 실험하여 평균값을 비교하였다.

소비자 기호도 검사는 무작위로 선발된 20대 성인 50명 (남 25명, 여 25명, 20-29세)을 대상으로 실시하였다. 각 시료는 세 자리 난수표기하여 구분한 접시에 나열한 후 제 시하였으며, 9점 척도(1: 대단히 싫어함, 9: 대단히 좋아함) 를 사용하여 색(color), 향(flavor), 부드러운 정도(softness), 맛(taste) 및 전체적인 기호도(overall acceptance) 항목에 대 하여 평가하였다. 검사 시 전체적인 기호도가 다른 평가 항목에 미치는 영향을 최소화하기 위해 세션을 구분하여 전체적인 기호도를 먼저 측정한 다음, 다른 각 개별항목은 따로 측정하였다. 시료 간 잔향 또는 잔미의 방해를 최소 화하기 위하여 시료 사이에 물을 이용하여 입안을 헹군 후 검사를 실시하도록 하였다.

모든 실험결과는 SAS ver. 9.3 (SAS, 2015)을 이용하여 분산분석(Analysis of variance, ANOVA)하였고, 5% 수준 에서 유의성 있는 시료간 평균값의 비교는 던컨 시험 (Duncan’s multiple range test)에 의해 분석하였다.

양배추 분말 첨가량에 따른 쿠키 반죽의 밀도, pH 및 수분함량은 Table 1에 나타내었다. 반죽의 밀도는 대조군 이 1.21 kg/L로 가장 낮았고 전체적으로 1.21-1.25 kg/L 범 위의 값을 나타내었으나, 시료 간 유의적 차이는 없는 것 으로 나타났다(p>0.05). 이는 첨가된 양배추 분말과 밀가루 의 입도가 유사하고 박력분의 전체량에 대한 양배추 분말 의 첨가 농도가 높지 않아 밀도에 유의적인 영향을 미치지 않은 것으로 판단되며(Lee et al., 2006), 비파잎 분말(Cho & Kim, 2013)을 첨가한 쿠키에서도 이와 유사한 경향을 보였다. 한편 쿠키 반죽의 밀도는 품질관리에 있어 중요한 항목 중 하나로 팽창정도와 색깔 등에 영향을 미치며 반죽 의 밀도가 낮으면 쿠키의 경도가 증가하여 기호도가 떨어 지고, 반대로 높으면 쿠키의 경도가 감소하여 쉽게 부서지 므로 상품의 가치가 낮아질 수 있다(Cho et al., 2006).

반죽의 pH는 대조군이 6.61로 가장 높았고, 양배추 분말 첨가량이 증가할수록 6.55에서 6.38로 유의적으로 감소하는 경향을 보였으나(p<0.05), 대조군과 2% 첨가군 사이, 2%와 4% 첨가군 사이에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다 (p>0.05). 이와 같은 변화는 양배추 분말의 pH가 5.88로 산 성을 띠고 있기 때문이나, 실질적으로 쿠키의 물성에 미치 는 영향은 미미한 것으로 판단된다(Pereira et al., 2013). 아스파라거스 분말(Yang et al., 2010)을 첨가한 쿠키에서도 부재료의 첨가량이 증가함에 따라 pH가 전반적으로 감소 하였으나 그 변화가 미미한 것으로 보고된 바 있다.

반죽의 수분함량은 대조군이 16.62%로 가장 낮았고, 양 배추 분말의 첨가량이 증가할수록 17.05-17.58% 범위 내에 서 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나(p<0.05), 2-6% 첨가군, 6-8% 첨가군 사이에서는 유의적인 차이가 나타나 지 않았다(p>0.05). 양배추는 수분 93.3%, 단백질 0.6%, 지방 0.1%, 당질 5.6%, 총 식이섬유 1.4%, 회분 0.6% 등 을 함유하고 있으며(Jin et al., 2006), 그 중 식이섬유소는 수분을 보유하는 성질을 가지고 있는데, 양배추 분말 첨가 량이 증가함에 따라 수분 보유력이 커져 수분함량이 증가 한 것으로 사료되며(Joo & Choi, 2012), 양송이 분말(Lee & Jeong, 2009)을 첨가한 쿠키에서도 유사한 증가현상이 보고되었다.

양배추 쿠키의 퍼짐성, 손실률, 경도 및 색도는 Table 2 에 주어진 바와 같다. 퍼짐성은 쿠키 굽기 과정에서 반죽 이 바깥으로 펴짐에 따라 두께는 감소하고, 직경은 증가하 는 현상을 측정하는 지표로(Choi et al., 2014), 밀가루의 종류와 흡수율, 지방, 설탕의 종류 및 첨가량, 반죽의 시간 과 혼합방법, 팽창제 종류와 사용량 등에 영향을 받는 것 으로 알려져 있다(Koh & Noh, 1997). 양배추 쿠키의 퍼짐 성은 대조군이 8.01로 가장 낮았고 양배추 분말의 첨가량 이 증가함에 따라 유의적으로 증가하는 경향을 보였으나 (p<0.05), 대조군과 2% 및 4% 첨가군, 2-6% 첨가군, 4- 8% 첨가군 사이에서 유의적인 차이는 발견되지 않았다 (p>0.05). 쿠키의 퍼짐성은 단백질 함량이 증가함에 따라 감소하는데(Singh & Mohamed, 2007), 본 연구에서 쿠키 제조 시 박력분을 양배추 분말로 대체함으로써 단백질 함 량이 감소하여 퍼짐성이 증가한 것으로 판단된다. 부재료 의 첨가량 증가에 따른 퍼짐성 증가현상은 브로콜리 분말 (Lim & Kim, 2013)을 첨가한 쿠키에서도 보고되었다.

손실률은 대조군이 15.47%로 가장 높았고 양배추 분말 의 첨가량이 증가함에 따라 14.55%에서 13.24%로 유의적 으로 감소하는 경향을 보였으나(p<0.05), 2-6% 첨가군 사 이에서 유의적인 차이는 발견되지 않았다(p>0.05). 이는 양 배추 분말의 첨가량이 증가할수록 쿠키 반죽과 양배추 분 말의 상호작용으로 인해 형성되는 결합수의 양이 증가하여 조리 과정 중 수분손실이 줄어들었기 때문으로 판단되며 (Song et al., 2014), 감잎 분말(Lim & Lee, 2016)을 첨가 한 쿠키에서도 부재료 첨가량이 증가할수록 손실률이 감소 하여 본 실험의 결과와 동일하였다.

쿠키의 경도는 대조군이 19.14 N으로 가장 낮았고 양배 추 분말의 첨가량이 증가할수록 23.70 N에서 30.58 N으로 유의적 차이를 보이며 증가하여 딱딱해지는 경향을 보였다 (p<0.05). 경도 증가현상은 양배추 분말을 첨가할수록 단백 질 함량이 감소하여 반죽의 물리적 특성이 변하고, 쿠키 내부의 기공이 작아졌을 것으로 판단되며(Hoseney et al., 1979), 또한 양배추 분말의 뛰어난 보수력으로 설탕 결정 과 결합이 가능한 수분량 감소에 따른 글루텐 형성의 촉진 으로 경도가 증가한 것으로 사료된다(Lim, 2008). 아스파 라거스 분말(Yang et al., 2010)을 첨가한 쿠키에서도 이와 같은 경향을 보여 본 실험의 결과와 동일하였다.

쿠키의 색도는 오븐을 이용한 굽기 과정에서 반죽 내 당 의 캐러멜화(Caramelization) 및 마이야르 반응(Maillard reaction)의 결과로 쿠키의 표면색이 변하게 되며, 첨가되는 부재료의 종류에도 영향을 받을 수 있다(Gul et al., 2013). 색의 밝고 어두운 정도를 나타내는 명도(lightness, L*)는 대조군이 60.33으로 가장 높았고, 양배추 분말의 첨가량이 증가함에 따라 53.67, 48.02, 45.61, 38.88 순으로 유의적으 로 감소하는 경향을 보였으며(p<0.05), 황색도(yellowness, b*) 또한 대조군과 2% 첨가군이 각각 31.43, 30.77로 유의 적으로 가장 높았다(p<0.05). 한편 적색도(redness, a*)는 대조군이 8.50으로 가장 낮았고, 양배추 분말의 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 이는 효소 적 갈변에 의한 양배추 분말의 갈색화가 쿠키의 명도 감소 에 영향을 미친 것으로 판단되며(Gul et al., 2013), 녹색의 양배추 색소성분인 클로로필이 명도, 적색도 및 황색도에 영향을 준 것으로 사료된다(Lee et al., 2006). 계피 분말 (Song et al., 2014)을 첨가한 쿠키에서도 계피의 첨가량이 증가함에 따라 명도와 황색도는 감소하고, 적색도는 증가 하는 결과를 보고한 바 있다.

양배추 쿠키의 DPPH에 대한 전자공여능 및 ABTS에 대 한 라디칼 소거능의 측정 결과는 Fig. 1과 같다. DPPH에 대한 전자공여능은 대조군이 4.06%로 가장 낮았고 양배추 분말의 첨가량이 증가함에 따라 8.59%에서 37.76%로 유 의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 기존 연구 중 동일한 농도에서 사용된 타 부재료 분말과 비교해 보면, 흑임자 분말(Lim & Lee, 2015), 흰 민들레 분말(Lee et al., 2017), 계피 분말의 경우 각각 9.04-15.22%, 16.5-45.93%, 21.91-52.15% 범위에서 증가하는 경향을 나타내 흑임자 분 말의 경우보다 우수한 증가현상을 나타내었다. ABTS에 대 한 라디칼 소거능은 대조군이 2.03%로 가장 낮았고 양배 추 분말의 첨가량이 증가함에 따라 4.10%에서 9.26%로 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05). 동일한 조건 에서 계피 분말을 사용한 경우 ABTS에 대한 라디칼 소거 능은 4.30-9.74% 범위에서 증가하여 본 실험의 결과와 매 우 유사하였다. 반면 흑임자 분말 및 흰 민들레 분말을 동 일한 농도로 첨가할 경우 각각 7.09-12.79%, 10.3-17.13% 로 증가하였다고 보고된 바 있다. 한편 양배추 분말 첨가 량에 따른 DPPH 전자공여능과 ABTS 라디칼 소거능 증 가는 서로 높은 상관관계를 보였다.

Fig. 1. DPPH and ABTS radical scavenging activities of cookies supplemented with different levels of CP. Means with different letters (a-e) within the same activity are significantly different (p<0.05).

Download Original Figure

양배추 쿠키에 대한 소비자 검사 결과는 Fig. 2와 같다. 대조군 및 2-4% 첨가군 사이에 유의적인 차이가 발견되지 않은 부드러운 정도(softness) 평가항목을 제외한 모든 평 가항목에서 대조군과 2% 첨가군이 유의적인 차이 없이 타 첨가군에 비해 유의적으로 높게 평가되었다(p<0.05). 대체 적으로 양배추 분말의 첨가량이 4%를 초과하게 되면 부드 러운 정도를 제외하고 모든 평가항목의 점수가 급격하게 낮아지는 것으로 나타났다. 이는 양배추 특유의 비릿한 향 과 맛이 진해지면서 소비자의 기호도가 감소하는 것으로 판단된다. 한편 2% 첨가군은 모든 항목에서 대조군과 대 등한 평점을 받아 소비자에게 거부감이 없을 뿐 아니라, 특히 색, 부드러운 정도, 전체적인 기호도에서 가장 높은 평점을 받았는데, 이는 양배추 분말이 굽기 과정에서 갈변 화를 거치면서 쿠키의 본연의 색상과 잘 어우러졌고, 비릿 한 향이 사라지고 깔끔하고 담백한 맛과 향을 나타내기 때 문으로 판단된다. 따라서 양배추 쿠키의 물리·화학적 품질 특성, 산화방지 활성 및 소비자 기호도를 종합적으로 고려 한 최적의 첨가량은 2%가 적절한 것으로 판단된다.

Fig. 2. Consumer acceptance profiles of cookies supplemented with different levels of CP. Means with different letters (a-d) within the same attribute are significantly different (p<0.05).

Download Original Figure