자색 콜라비 분말을 첨가한 쿠키의 이화학적 및 관능특성

본 실험에 사용한 콜라비는 제주도 애월읍에서 재배된 것을 2012년 2월 구입하였다. 쿠키를 만드는데 사용된 재료 로는 박력분(대한제분), 백설탕(삼양사), 버터(롯데삼강), 달걀(동해축산), 베이킹파우더(웰가), 소금(대상)에서 구입 하여 사용하였다.

콜라비 쿠키 재료 배합비는 Table 1과 같다. 콜라비를 흐르는 물에 2회 세척한 다음 껍질 채 콜라비를 동결건조기 (ED 8512, Ilshin, Yangju, Korea)에 넣어 건조한 후 분쇄기 (HR2904, Philips Co., Einthoven, Netherland)를 이용하여 분쇄한 다음 100 mesh 이상인 것을 시료로 사용하였다. 여러 번의 예비실험을 거쳐 밀가루 대비 콜라비 분말은 1, 3, 5% 농도로 첨가하여 쿠키를 제조하였다. 쿠키의 제조 는 계량된 버터를 반죽기(NVM-14, Daeyong, Seoul, Korea) 에 넣고 충분히 휘핑한 후 설탕을 넣고 설탕 결정이 보이지 않을 때까지 저어 크림화 하였다(19). 달걀(평균 중량 약 60 g)은 3~4회 나누어 넣어 다음 유지와 달걀이 분리되지 않도록 잘 혼합하였다. 그 후 밀가루, 베이킹파우더를 넣고 저으면서 콜라비 분말을 넣어 혼합하였다. 쿠키 반죽은 냉 장실에서 1시간 동안 휴지 시킨 후, 50 g 씩 계량하여 직경 50 mm, 두께 1 cm가 되게 밀대를 사용하여 균일하게 편 다음 원형 쿠키 틀로 찍어 절단한 후 팬닝하여 윗불 180°C, 밑불 160°C로 예열해 둔 오븐(FDO-7104, Dae Yung Bakery, Seoul, Korea)에 넣어서 15분간 구웠다. 완성된 쿠키는 20±4°C에서 실온에서 1시간 동안 식힌 후 oriented pony propylene(OPP)에 넣고 보관하면서 본 실험에 사용하였 다.

쿠키의 일반성분은 AOAC법(20)에 따라 수분 함량은 105°C 건조법, 조지방은 Soxhlet법, 회분은 550°C 회화법으 로 분석하였고 조단백질은 원소분석기(Flash 2000, Thermo Quest Co., Cambridge, UK)를 이용하여 전질소량을 정량하 고 질소계수 5.70을 곱하여 조단백질로 하였으며, 탄수화물 은 100에서 수분, 조단백질, 조지방, 회분의 값을 제한 값으 로 하였다.

쿠키의 pH는 반죽 5 g에 증류수 50 mL를 가한 후 homogenizer(Bihon Seiki, Ace, Osaka, Japan)를 사용하여 7,000 rpm으로 30초간 균질화한 후 여과지 (Whatman No. 2)로 여과한 여액을 pH meter(Mteeler Delta 340, Mettler-Tolede, Ltd., Cambridge, UK)를 사용하여 몇 번 반 복 측정하였다. 밀도는 50 mL 메스실린더에 증류수 40 mL 를 넣은 다음 반죽 5 g을 넣었을 때 늘어난 높이를 측정하여 반죽의 부피에 대한 무게의 비(g/mL)로부터 계산하였 (21).

쿠키의 퍼짐성(spread ratio)은 직경(width: diameter, cm) 에 대한 두께(thickness, cm)의 비를 나타낸 것으로 AACC method 10-52의 방법(22)에 의해 퍼짐성 지수를 구하였다. 쿠키의 직경은 쿠키 5개를 나란히 수평으로 정렬한 후 전체 길이를 측정하고, 각각의 쿠키를 90°로 회전시킨 후 같은 방법으로 전체길이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 직경을 구하였다. 쿠키의 두께는 위의 쿠키 5개를 수직으로 쌓은 후 수직 높이를 측정하고, 다시 쿠키의 놓인 순서를 바꾸어 높이를 측정하여 쿠키 한 개에 대한 평균 두께를 구하였다. 쿠키 1개에 대한 평균 직경과 두께는 3회 반복 측정 후 평균값을 이용하였고, 반죽과 구워진 쿠키의 외형 을 관찰하기 위해 디지털 카메라(VLUU, PL150, Samsung, Seoul, Korea)로 촬영을 하였다.

쿠키의 색도는 색도계(Spectro Colormeter JX-777, Color Techno. System Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 명도 (lightness, L), 적색도 (+redness/–greeness, a) 및 황색도 (+yellowness/–blueness, b)의 색채 값을 5회 반복 측정하였다. 이 때 사용한 표준 백판(standard plate)의 L값은 89.39, a값 은 0.13, b값은 -0.51이었다.

쿠키의 경도는 rheometer(Compac-100, Sun Scientific Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. Rheometer의 조건 은 max wt: 10 kg, distance: 50%, table speed: 120 mm/min, rupture: 1bite, 및 probe는 직경 2 mm의 number 4 needle을 이용하여 쿠키 표면으로부터 4 mm 침투하도록 설정하고 침투할 때 생기는 조직적 특성을 측정하였다. 쿠키가 중심 부에서 부러질 때 받는 최대 힘(maximum force)을 3회 반복 측정하였다.

콜라비 분말 첨가 쿠키의 관능검사는 제과 제빵에 관련 된 전문가 20명을 관능요원으로 선발하여 관능항목에 대하 여 충분히 인지할 수 있도록 설명한 후 실시하였다. 관능검 사는 색(color), 향(flavor), 조직감(texture), 맛(taste), 외관 (appearance) 그리고 전체적인 기호도(overall acceptability) 에 대해 각 항목별로 5점 척도법(1점: 매우 나쁘다, 5점: 매우 좋다)을 사용하여 조사하였다.

관능검사를 제외한 모든 실험은 수차례의 예비실험을 거친 후 3회 반복 측정하였으며 실험결과 통계처리는 SPSS 통계 package(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 이용하여 분 석하였다. 시료들 간의 평균 차이유무는 α=0.05 수준에서 사후검증(Duncan’s multiple range test)을 실시하였다.

콜라비 분말 첨가 쿠키의 일반성분 결과는 Table 2와 같다. 수분 함량은 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할 수록 대조군에 비해 감소하는 경향이었다. 조단백질 함량 은 대조군 5.78±0.43에 비해 콜라비 분말 첨가량이 증가할 수록 각각 5.61±0.36, 5.34±0.44, 5.08±0.49로 나타나 감소 하는 경향을 보였다. 조지방 함량은 대조군 24.58±1.68 비하 여 콜라비 분말 첨가량이 증가할수록 감소하였으나 시료간 유의적인 차이는 없었다. 반면 회분 함량은 콜라비 분말 첨가 함량이 증가할수록 대조군에 비해 높아지는 경향이었 으며, 콜라비 분말 5% 첨가군에서 유의적으로 높게 나타났 다.

콜라비 분말을 농도별로 첨가하여 제조한 쿠키 반죽의 pH와 밀도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 반죽의 pH는 대조군이 7.37로 콜라비 분말 첨가군들에 비하여 유의적으 로 높은 pH를 나타내었다. 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할수록 pH가 유의적으로 낮아지는 경향을 보였으며, 콜라비 분말 5% 첨가군이 pH 6.77로 가장 낮았다. 클로렐라 분말(23), 율피 분말(24) 첨가에 의한 쿠키 반죽의 pH가 감소하였다는 연구와 본 실험 결과는 유사한 경향을 나타내 었다. 이러한 결과는 콜라비 분말 자체의 pH가 6.21로 콜라 비 첨가로 쿠키 반죽의 pH에 영향을 미친 것으로 보여진다. 그러나 쑥 분말(25), 다시마 분말(4) 첨가한 쿠키에서는 부 재료의 첨가량이 증가할수록 쿠키 반죽의 pH가 증가하는 것으로 나타나 이와 본 실험 결과와는 차이를 보였다. 이는 쿠키 제조 시 첨가되는 부재료의 성분에 따라 pH의 차이를 보이는 것으로 사료된다.

반죽의 밀도는 콜라비 분말 첨가량이 증가할수록 대조군 에 비하여 감소하는 경향이었으며, 콜라비 분말 5% 첨가군 이 1.02 g/mL로 가장 낮게 나타났다. 밀도는 반죽의 팽창 정도를 나타내므로 쿠키의 품질을 예측할 수 있는 지표 중 하나이다. 밀도가 높으면 쿠키가 쉽게 부서져서 상품성 이 낮아지며, 밀도가 너무 낮을 경우에는 쿠키가 딱딱해져 기호도가 떨어지기도 한다(6). 이러한 특성은 밀가루의 종 류와 흡수율, 굽는 온도와 시간, 반죽의 믹싱방법과 시간, 설탕의 종류와 사용량 등에 따라 달라질 수도 있다고 알려 져 있다(26). 쿠키 제조 시 밀가루보다 단백질 함량이 적은 첨가물을 넣으면 상대적으로 대조군에 비해 첨가물을 넣은 그룹에서 반죽의 신장도가 감소하고 이로 인해 반죽의 밀도 가 낮아진다고 하였다(27) 이와 같이 본 연구에서도 콜라비 분말 첨가량이 증가할수록 상대적으로 반죽의 밀도가 감소 된 것으로 사료된다.

콜라비 분말 쿠키의 크기, 두께, 퍼짐성 지수는 Table 4와 같다. 쿠키의 직경과 두께는 콜라비 첨가량이 1, 3, 5% 로 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향이 보였다. 쿠키 의 퍼짐성 지수는 대조군에 비해 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할수록 낮아지는 경향을 보였으나 시료간의 유의적 차이는 없었다. 쿠키의 퍼짐성은 쿠키의 재료를 섞 어 반죽하고 성형한 후 오븐에서 구울 때 쿠키 반죽의 두께 가 감소하고 직경이 커지는 현상을 말하며, 퍼짐성이 클수 록 바람직한 품질로 평가되고 있다(28). 쿠키의 퍼짐성은 수분 함량과 밀접한 상관관계가 있는데, 반죽 내 수분이 자유수로 존재할 경우는 점성이 낮아 퍼짐성 지수가 높아지 며, 결합수로 존재할 경우는 반죽의 점성을 낮추는데 기여 할 수 없는 상태가 되어 퍼짐성 지수는 낮아진다고 알려져 있다(29).

이와 같이 연잎 분말(6), 연근 분말(7), 마 분말(30), 쑥 분말(25) 첨가 쿠키의 경우에도 부재료의 첨가량이 증가할 수록 퍼짐성이 감소한다는 연구결과와 본 연구결과는 유사 한 경향을 보였다. 반면에 클로렐라 분말(23), 야콘잎 분말 (31) 첨가 쿠키의 퍼짐성 지수는 부재료 첨가량이 증가함에 따라 증가하였다고 보고하여 첨가되는 부재료의 특성에 따라 퍼짐성이 다른 것으로 나타났다. Fig. 1은 콜라비 분말 쿠키의 반죽과 구운 쿠키의 외형을 제시한 것이다. 쿠키 반죽상태일 때는 크기가 일정하나 구운 후 쿠키의 외형은 대조군과 콜라비 분말 첨가군에서 차이가 있음을 알 수 있다.

Fig. 1. Appearance of purple Kohlrabi cookie dough and baked cookie. ¹⁾See the legend of Table 1.

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콜라비 분말의 첨가 비율을 달리한 쿠키의 색도를 측정 한 결과는 Table 5와 같다. 쿠키의 색은 일정한 조건하에서 주로 당에 의한 영향이 크고, 환원당에 의한 비효소적 mallard 반응 및 열에 불안정한 당에 의한 카라멜화 반응에 의해 가장 큰 영향을 받는다. 이 반응들은 매우 높은 온도가 필요하므로 오븐 내에서 쿠키의 소성 후 표면색이 큰 변화 를 보이는 것으로 알려져 있다(32). 쿠키의 밝기를 나타내는 명도(L)값은 대조군 76.06에 비하여 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할수록 각각 71.58, 70.36 및 68.44로 어둡게 나타나 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 콜라비 분말 첨가량이 증가할수록 명도 값이 낮아진 것은 재료 자체의 색소에 의한 영향이 색도의 차이를 나타낸다는 연구 자료와 유사한 결과를 나타냈다(33). 쿠키의 적색도를 나타내는 a값은 녹색도를 나타내는 음의 값을 보였으며, 대조군 -2.11 에 비하여 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할수록 각각 -3.56, -3.96, -3.58로 나타나 대조군에 비해 유의적으로 감소하는 경향을 보였다. 쿠키의 황색도를 나타내는 b값은 대조군이 29.96으로 가장 높게 나타났으며, 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할수록 각각 25.03, 25.39, 24.50으 로 나타났다. 따라서 본 연구에서 콜라비 분말 첨가량이 증가할수록 L값과 a값, b값이 모두 감소하는 것은 첨가하는 재료 자체의 색도에 의한 영향과 메일라드 반응, 카라멜화 반응 등에 기인하는 것으로 생각된다. 이런 현상은 오가피 분말을 첨가한 쿠키(34)와 대나무잎 분말(35)을 첨가한 쿠 키의 연구와도 비슷한 경향이었다.

콜라비 분말 첨가량에 따른 쿠키의 경도를 rehometer로 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 쿠키의 경도는 대조군 1520.13 g/cm²에 비하여 콜라비 분말 첨가량이 1, 3, 5%로 증가할수 록 각각 1910.34 g/cm², 2000.14 g/cm², 2180.12 g/cm² 로 유의적으로 증가하였다. 연잎 분말 첨가 쿠키(6), 다시마 분말 첨가쿠키(4) 및 쑥 분말 쿠키(25) 등의 연구에서는 건조 분말을 쿠키 반죽에 첨가할 경우, 부재료의 첨가량이 증가함에 따라 쿠키의 경도가 증가 된 것으로 보고하였고, 인삼분말 첨가 함량이 증가할수록 수분 함량이 감소되어 쿠키의 경도가 증가한다는 연구(2)와 본 연구 결과는 비슷 한 경향을 보였다. 그러나 현미가루 첨가 쿠키(3), 미역 분말 첨가 쿠키(4)의 경우에는 부재료의 첨가량이 증가함에 따라 쿠키의 경도는 감소되었다고 보고하였다.

Fig. 2. Hardness of cookies prepared with different levels of purple kohlrabi powder . Abbreviations: See the legend of Table 1. The results are mean±SE for triplicate determinations, and different superscript letters indicate significant differences at p<0.05 by Duncan’s multiple range test.

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따라서 쿠키의 경도는 첨가되는 부재료에 종류에 따라 달라지며, 특히 부재료의 수분 함량에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 생각된다. 또한 반죽의 밀도가 낮을수록 쿠키 의 경도가 증가하는 것으로 알려져 있다(4).

콜라비 분말 첨가 쿠키의 관능평가 결과는 Table 6과 같다. 쿠키의 색에 대한 기호도는 대조군에 비해 콜라비 분말 첨가군들이 유의적으로 높게 나타났으며, 콜라비 분 말 5% 첨가군의 수치가 가장 높게 나타났다. 쿠키의 풍미에 대한 기호도는 시료간의 유의적인 차이는 없었지만, 콜라 비 분말 첨가량에 따라 기호도가 증가하는 경향이었다. 조 직감의 경우 시료간의 유의적인 차이는 없었지만, 콜라비 분말 3% 첨가군의 수치가 가장 높게 나타났다. 맛의 경우 대조군에 비해 콜라비 분말 첨가군들의 선호도가 더 높았으 며, 콜라비 분말 3% 첨가군의 수치가 가장 높게 나타났다. 쿠키의 외관에 대한 기호도는 콜라비 분말 3%와 5% 첨가 군이 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 전체적인 기호도 는 시료간의 유의적 차이는 없었지만, 대조군에 비해 콜라 비 분말 첨가군들의 기호도가 높았으며 콜라비 분말 3% 첨가군의 수치가 가장 높게 나타났다. 본 연구결과 콜라비 분말을 첨가한 쿠키의 경우 전반적인 기호도 뿐 아니라 다른 항목들에서 대조군보다 높은 수치를 보였으며, 밀가 루에 콜라비 분말 3% 첨가하여 쿠키를 만들 경우 소비자의 기호를 충족시킬 수 있으리라 판단되었다.