KR102041089B1 - 명태 쿠키 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 명태에 고온가압에 의한 칼슘 연화 및 비린내 제어 기술을 접목하여 칼슘 및 단백질이 강화된 프리미엄 쿠키 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 명태 쿠키는 명태의 뼈 연화 공정, 비린내 저감 공정 및 이질감 저감 분쇄 과정을 추가하여 제조한 명태 분말을 이용하여 칼슘 및 단백질 강화된 명태 쿠키를 제조하였으므로 기존의 쿠키에 비하여 취식자의 건강을 증진할 수 있다.
Description
본 발명은 명태에 고온가압에 의한 칼슘 연화 및 비린내 제어 기술을 접목하여 칼슘 및 단백질이 강화된 프리미엄 쿠키 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
쿠키(cookies)는 밀가루를 주원료로 하여 지방·우유·버터·달걀·당분·향료 등을 섞어서 반죽하여 여러 모양의 틀에 구워낸 마른과자로 어린아이, 학생, 성인에 관계없이 누구나 즐겨먹는 국민 간식 중의 하나이다. 우리나라 과자류의 시장규모는 2015년 기준 3조 3,462억원이고, 최근 5년간 수출이 급격히 증가(78.5% 증가)하여 수출액이 수입액을 초과하였으며, 국내 소매시장 과자 매출액은 2017년에는 2016년 대비 4.8% 증가하여, 과자류 판매량 및 수출량이 해마다 증가하고 있는 추세이다.
하지만, 국내외 소비자들은 최근 웰빙 식품에 대한 니즈가 크지만, 시판되고 있는 쿠키는 열량이 아주 높으면서, 심혈관계 질환을 야기하는 포화지방산과 콜레스테롤 함량이 높고, EPA (eicosapentaenoic acid, 20:5n-3)와 DHA (docosahexaenoic acid, 22:6n-3) 등과 같은 오메가-3 지방산 함량이 아주 낮으며, 칼슘 등과 같은 무기질, 라이신 등과 같은 성장과 관련된 필수아미노산 함량이 낮아 웰빙 식품에 대한 니즈를 만족하지 못하고 있다. 이러한 일면에서 소비자의 니즈를 고려한 건강 기능성 및 영양을 강화한 쿠키의 개발이 절실하다.
한편, 명태는 대구목 대구과(Family Gradidate)에 속하는 냉수성 어종으로, 단일어종 중 가장 수확량이 많은 수산물이며, 지속적으로 관리되고 있는 어종이다. 또한, 명태 근육은 대표적인 오메가-3 지방산인 EPA 및 DHA의 함량이 많고, 기름기가 적어 맛이 담백하며, 비타민, 무기질이 풍부하고, 열량이 낮아 우리나라 소비자들이 아주 선호하는 대표적인 수산물 중 하나이다. 그리고 명태 뼈는 칼슘과 인과 같은 무기질과 콜라겐이 주성분으로 되어 있다. 이로 인하여 명태는 우리나라에서의 경우 전 등의 소재로 활용하기 위한 단순가공품, 마른노가리, 코다리, 북어, 건어포, 황태, 식해 등과 같이 다양하게 이용되고 있고, 해외에서는 주로 연육의 소재나 스테이크 등의 소재로 이용되고 있다. 그리고 명태 뼈는 칼슘 및 콜라겐의 추출 소재로도 적절히 활용될 수 있다.
한편 명태의 이용에 관한 연구로는 식해의 제조, 연육 및 어묵의 제조, 껍질로부터 젤라틴 및 이의 가수분해물 제조, 머리로부터 조미소재의 개발, 명태 초무침, 젓갈의 제조 등과 같이 다양하게 존재하고 있으나 비상품성 자원을 활용한 쿠키의 제조에 관한 연구는 전무하다.
이에 본 발명자들은 명태를 이용하여 고부가 프리미엄 쿠키 소재로 활용할 목적으로 1) 고온가압에 의한 내장 제거 명태의 뼈 연화 공정, 비린내 저감화 공정 및 이질감 저감 분쇄 공정의 최적화를 시도하고, 이와 같은 공정으로 제조한 2) 칼슘 및 단백질 강화 명태 분말을 활용한 칼슘 및 단백질 강화 수산물 쿠키의 제조 공정 최적화는 물론이고, 3) 이의 영양 및 건강 기능성분에 대하여 검토하여 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명은 1) 명태의 머리와 내장을 제거하고 수세 및 탈수하여 고온 가압 처리를 하는 단계; 2) 상기 단계 1)에서 고온 가압처리된 명태를 에틸알코올(주정)에 침지한 다음 마쇄 및 건조하여 명태 분말을 제조하는 단계; 3) 마가린 및 쇼트닝을 혼합하고 설탕과 계란을 넣고 다시 혼합한 다음 밀가루와 상기 단계 2)에서 제조된 명태 분말을 넣고 혼합하여 쿠키 반죽을 제조하는 단계; 및 4) 상기 단계 3)의 쿠키 반죽을 성형한 다음 오븐에 굽는 단계를 포함하는 명태 쿠키의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 1)의 고온 가압 처리는 온도가 115℃, 압력이 0.3 MPa에서 시간 130분 내지 230분일 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 2)의 침지는 25℃ 내지 65℃에서 1시간 내지 5시간 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 2)의 명태 분말의 크기는 60 mesh 내지 75 mesh인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 명태 쿠키를 제공한다.
본 발명의 명태 쿠키는 명태의 뼈 연화 공정, 비린내 저감 공정 및 이질감 저감 분쇄 과정을 추가하여 제조한 명태 분말을 이용하여 칼슘 및 단백질 강화된 명태 쿠키를 제조하였으므로 기존의 쿠키에 비하여 취식자의 건강을 증진할 수 있다.
도 1은 본 발명의 명태 쿠키 제조공정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 가열 시간(X 1, 분), 주정 처리 온도(X 2, ℃) 및 시간(X 3, 시간)이 명태 처리물의 Y 1 (파괴강도, kg)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면그래프이다.
도 3은 가열 시간(X 1, 분), 주정 처리 온도(X 2, ℃) 및 시간(X 3, 시간)이 명태 처리물의 Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면그래프이다.
도 4는 명태 분말(X 1, g), 설탕(X 2, g) 및 밀가루(X 3, g) 함량이 Y 1 (파괴강도, g)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면 그래프이다.
도 5는 명태 분말(X 1, g), 설탕(X 2, g) 및 밀가루(X 3, g) 함량이 Y 2 (종합적 기호도, 점수)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면 그래프이다.
도 6은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 연육 스낵의 전자혀로 살펴본 짠맛과 단맛을 나타낸 그래프이다.
도 7은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 연육 스낵의 휘발성염기질소 함량과 냄새강도를 나타낸 그래프이다:
1)데이터 위의 다른 문자들은 유의성이 있음(P<0.05).
도 2는 가열 시간(X 1, 분), 주정 처리 온도(X 2, ℃) 및 시간(X 3, 시간)이 명태 처리물의 Y 1 (파괴강도, kg)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면그래프이다.
도 3은 가열 시간(X 1, 분), 주정 처리 온도(X 2, ℃) 및 시간(X 3, 시간)이 명태 처리물의 Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면그래프이다.
도 4는 명태 분말(X 1, g), 설탕(X 2, g) 및 밀가루(X 3, g) 함량이 Y 1 (파괴강도, g)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면 그래프이다.
도 5는 명태 분말(X 1, g), 설탕(X 2, g) 및 밀가루(X 3, g) 함량이 Y 2 (종합적 기호도, 점수)에 미치는 영향에 대한 3차원 반응표면 그래프이다.
도 6은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 연육 스낵의 전자혀로 살펴본 짠맛과 단맛을 나타낸 그래프이다.
도 7은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 연육 스낵의 휘발성염기질소 함량과 냄새강도를 나타낸 그래프이다:
1)데이터 위의 다른 문자들은 유의성이 있음(P<0.05).
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 1) 명태의 머리와 내장을 제거하고 수세 및 탈수하여 고온 가압 처리를 하는 단계; 2) 상기 단계 1)에서 고온 가압처리된 명태를 에틸알코올(주정)에 침지한 다음 마쇄 및 건조하여 명태 분말을 제조하는 단계; 3) 마가린 및 쇼트닝을 혼합하고 설탕과 계란을 넣고 다시 혼합한 다음 밀가루와 상기 단계 2)에서 제조된 명태 분말을 넣고 혼합하여 쿠키 반죽을 제조하는 단계; 및 4) 상기 단계 3)의 쿠키 반죽을 성형한 다음 오븐에 굽는 단계를 포함하는 명태 쿠키의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 1)의 고온 가압 처리는 온도가 115℃, 압력이 0.3 MPa에서 시간이 130분 내지 230분이 바람직하고, 150분 내지 210분이 보다 바람직하며, 180분인 것이 가장 바람직하다.
상기 고온 가압 처리에 의해 명태의 뼈가 연화되므로 명태 살과 명태 뼈에 있는 영양소를 이용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 2)의 침지는 25℃ 내지 65℃에서 1시간 내지 5시간 처리하는 것이 바람직하고, 30℃ 내지 60℃에서 2시간 내지 4시간 처리하는 것이 보다 바람직하며, 45℃에서 4시간 처리하는 것이 가장 바람직하다.
상기 단계 2)의 고온 가압처리된 명태를 에틸알코올에 침지하는 것은 명태가 발생하는 이취와 비린내를 제거할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 단계 2)의 명태 분말의 크기는 60 mesh 내지 75 mesh이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 mesh일 수 있다.
본 발명의 도 1에 명태 쿠키의 구체적인 최적화 공정이 확립된 방법이 개시되어 있다.
구체적으로, 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 명태 분말은 냉동 명태를 반해동하여 H&G (headed and gutted) 처리하고, 이를 칼슘 및 단백질 강화 및 증량 목적으로 레토르트(retort)에서 고온가압처리(115℃, 180분)하여 뼈를 연화시킨 다음, 이취 제거를 목적으로 주정처리(45℃, 4시간)하였으며, 건조를 용이하게 하기 위하여 믹서기(FM-700W, Hanil Electrics Co., Korea)로 마쇄한 후 건조기(주문제작)로 건조(60℃, 5시간), 분쇄 및 체치기(60 mesh)하여 제조하였다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 반죽은 밑이 둥근 형태의 타원형 용기(스테인리스 스틸 소재, 용량 5L)에 마가린(160g)과 쇼트닝(50g)을 가하고, 이를 핸드 믹서기(HM530, Kenwood Ltd., Hampshire, UK)로 저속에서 2분간, 설탕(190.6 g)과 계란(50g)을 넣고 중속으로 2분간, 여기에 명태분말(125.5 g)과 밀가루(300g)를 넣고, 저속으로 2분간 각각 혼합하여 제조하였다. 최종적으로, 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키는 제조한 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 반죽을 냉동실(-16±2℃)에 30분간 방치하여 성형(직경이 6 cm, 두께가 0.8 cm)한 다음, 예열(180±2℃, 25분)하여 둔 오븐(DSSO-051ER, SK Magic Inc., Seoul, Korea)에서 구워(180±2℃, 15분) 제조하였다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 명태 쿠키를 제공한다.
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실시예
1> 재료
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 원료 중 명태〔체중 390∼696 g 범위(평균 538±99 g)는 부산광역시 소재 B수산으로부터 2018년 2∼8월에 구입하여 시료로 사용하였다.
고부가 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 기타 원료 중 밀가루[박력분, CJ 제일제당(주)], 주정[(주)덕산약품], 설탕[CJ 제일제당(주)], 계란(청하에그린) 등은 2018년 3∼8월에 경상남도 통영시 소재 대형소비마트에서 구매하였고, 쇼트닝[(주)큐원] 및 마가린[롯데푸드(주)] 등은 2018년 3월에 인터넷 쇼핑몰에서 구매하여 사용하였다.
또한, 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 영양 및 기능 특성을 검토하기 위하여 사용한 대조구는 식품성분표(RDA, 2007)에 등재되어 있는 쿠키로 하였으나, 여기에 등재되어 있지 않은 데이터(맛 및 냄새 특성)는 시판 연육 스낵[(주)이마트]을 경상남도 통영시 소재 대형 소비마트로부터 구입하여 사용하였다.
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실시예
2> 칼슘 및 단백질 강화 고부가 프리미엄 쿠키의 제조
쿠키 제조용 칼슘 및 단백질 강화 명태 분말은 냉동 명태를 반해동하여 H&G (headed and gutted) 처리하고, 이를 레토르트(retort)(주문제작)에서 고온가압처리(115.0℃에서 130.0∼230.0분)하여 뼈를 연화시킨 다음, 이때 발생하는 이취를 제거할 목적으로 주정처리(25.0∼65℃에서 1.0∼5.0시간 처리)하였으며, 건조를 용이하게 하기 위하여 믹서기(FM-700W, Hanil Electrics Co., Korea)로 마쇄한 후 건조기(주문제작)로 건조(60℃, 5.0시간), 분쇄 및 체치기(60 mesh)하여 제조하였다.
쿠키 제조용 기타 원료와 이의 배합비는 요리 관련 문헌, 레시피 검색, 시판 제품에 표기되어 있는 성분표 및 전문가의 자문을 받아 마가린, 쇼트닝, 계란, 밀가루, 설탕 등으로 설정하였다. 쿠키 제조용 반죽을 제조하기 위하여 밑이 둥근 형태의 타원형 용기(스테인리스스틸 소재, 용량 5 L)에 기타 원료 중 마가린(160.0 g)과 쇼트닝(50.0 g)을 먼저 가하고, 이를 핸드 믹서기(HM530, Kenwood Ltd., Hampshire, UK)로 저속에서 2.0분간 혼합한 다음, 여기에 설탕(80.0∼280.0 g)과 계란(50.0 g)을 넣고, 중속으로 2.0분간 다시 혼합하였다. 이어서, 쿠키 제조용 반죽은 혼합물에 밀가루(130.0∼470.0 g)와 명태분말(50.0∼210.0 g)을 순서대로 넣고, 저속으로 2.0분간 다시 혼합하여 제조하였다. 이어서, 쿠키는 앞에서 제조한 반죽을 각각 냉동실(-16.0±2.0℃)에서 30분간 방치하고, 성형(직경이 6.0 cm, 두께가 0.8 cm)한 다음, 예열(180.0±2.0℃, 25.0분)하여 둔 오븐(DSSO-051ER, SK Magic Inc., Seoul, Korea)에서 구워(180.0±2.0℃, 15.0분) 제조하였다.
한편, 시제 쿠키의 품질 비교를 위하여 사용한 대조 쿠키는 Oh and Kang. (2016)이 제시한 방법으로 제조하여 사용하였다. 즉, 대조 쿠키의 제조를 위한 반죽은 버터(132 g)와 쇼트닝(132 g)을 저속에서 30초 동안 혼합하고, 여기에 설탕(142 g), 물엿(20 g), 소금(4 g)을 차례로 첨가한 다음 계란(40 g)을 넣었으며, 중속으로 2분 동안 부드러운 크림상태가 될 때까지 혼합하였다, 대조 쿠키의 제조를 위한 반죽은 앞에서 제조한 혼합물에 밀가루(400 g)를 첨가하고, 다시 중속으로 2분간 혼합하여 제조하였다. 대조 쿠키는 반죽을 냉장고(4℃에서 12시간)에서 숙성시키고, 성형(직경이 3 cm인 봉형)한 다음, 냉동고(-18℃)에서 2시간동안 방치하였으며, 이어서 재성형(두께 0.7 cm)하고 오븐(DHO2-23, Daehung Softmill Co., Ltd., Seoul, Korea)에서 10분간 구워 실험에 사용하였다.
이상에서 언급한 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조 공정은 도 1과 같다.
<
실시예
3> 반응표면분석법(
RSM
)을 이용한 프리미엄 쿠키의 가공조건 최적화
반응표면분석법(RSM)을 활용한 프리미엄 쿠키의 가공공정 최적화는 뼈연화를 위하여 레토르트 내에서 (1) 고온가압에 의한 내장 제거 명태의 뼈 연화 공정의 최적화, (2) 비린내 저감화 공정의 최적화, (3) 이질감 저감 건조 및 분쇄 공정의 최적화, (4) 칼슘 및 단백질 강화 명태 분말의 제조를 위한 배합공정, 베이킹 온도 및 시간 등과 같은 제조공정의 최적화 등에 대하여 다음과 같은 절차에 의하여 수행되었다.
<3-1> 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 칼슘 및 단백질 강화 명태 분말의 가공조건 최적화
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 명태 뼈 연화 가공조건 최적화는 레토르트에서 고온가압 가열처리시간의 조건[X 1, 130.0∼230.0분(115℃에서)]을, 비린내 저감화를 위한 주정처리 조건은 주정에 침지하는 온도(X 2, 25.0∼65℃) 및 시간(X 3, 1.0∼5.0시간)을 각각 독립변수로 설정하여 중심합성계획(central composite design)에 따라 표 1에서 제시한 범위를 5단계로 부호화하여 무작위로 17구의 시료구(표 2)를 제조하였다. 이 때 독립변수 범위와 중심값(center point value)들은 예비 실험 결과는 물론이고, 뼈 연화의 경우 해역별 특성을 고려한 수산전통식품의 개발 및 상품화에 관한 연구에서 구명되어진 조건을 참고하였으며, 주정 처리의 경우 이들 자료 이외에도 Jo et al. (2005)의 자료들도 참조하여 선정하였다.
| 독립변수 | 기호 | 범위 | ||||
| -1.682 | -1 | 0 | +1 | +1.682 | ||
| 가열 시간(분) | X1 | 130.0 | 150.3 | 180.0 | 209.7 | 230.0 |
| 침지 온도(℃) | X2 | 25.0 | 33.1 | 45.0 | 56.9 | 65.0 |
| 침지 시간(시간) | X3 | 1.0 | 1.8 | 3.0 | 4.2 | 5.0 |
| 시료구 번호 | 코드값1) | 실제값 | ||||
| X 1 | X 2 | X 3 | X 1 | X 2 | X 3 | |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 150.3 | 33.1 | 1.8 |
| 2 | +1 | -1 | -1 | 209.7 | 33.1 | 1.8 |
| 3 | -1 | +1 | -1 | 150.3 | 56.9 | 1.8 |
| 4 | +1 | +1 | -1 | 209.7 | 56.9 | 1.8 |
| 5 | -1 | -1 | +1 | 150.3 | 33.1 | 4.2 |
| 6 | +1 | -1 | +1 | 209.7 | 33.1 | 4.2 |
| 7 | -1 | +1 | +1 | 150.3 | 56.9 | 4.2 |
| 8 | +1 | +1 | +1 | 209.7 | 56.9 | 4.2 |
| 9 | -1.682 | 0 | 0 | 130.0 | 45.0 | 3.0 |
| 10 | +1.682 | 0 | 0 | 230.0 | 45.0 | 3.0 |
| 11 | 0 | -1.682 | 0 | 180.0 | 25.0 | 3.0 |
| 12 | 0 | +1.682 | 0 | 180.0 | 65.0 | 3.0 |
| 13 | 0 | 0 | -1.682 | 180.0 | 45.0 | 1.0 |
| 14 | 0 | 0 | +1.682 | 180.0 | 45.0 | 5.0 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 180.0 | 45.0 | 3.0 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 180.0 | 45.0 | 3.0 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 180.0 | 45.0 | 3.0 |
1) X 1 (가열 시간, 분), X 2 (침지 온도, ℃), X 3 (침지 시간, 시간)
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 뼈 연화 및 비린내 저감화 공정 최적화를 위한 종속변수는 뼈에 대한 파괴강도 및 휘발성염기질소(volatile basic nitrogen, VBN)로 하였고, 이들의 데이터는 회귀분석을 위한 자료로 활용하였다.
한편, 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 뼈 연화 및 비린내 저감화 조건(레토르트 내에서 고온 가압 가열시간, 주정 침지온도 및 시간)에 대한 최적점의 예측 및 확인은 MINITAB 통계프로그램(MINITAB Ver.18, MINITAB, Pennsylvania, USA)을 이용하였고, 독립변수와 종속변수 간에 관계 그래프는 MAPLE software (MAPLE Ver.12, Maple Soft, Canada)를 이용하여 작성하였다.
<3-2> 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 원료(명태분말, 설탕 및 밀가루)의 배합공정 최적화
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 명태분말은 전처리(H&G) 명태를 수세하고, 뼈 연화 및 비린내 제거를 위하여 앞에서 구명된 뼈 연화 및 비린내 저감화 최적화 조건(가열시간: 115.0℃에서 180.0분, 주정처리 온도 및 시간: 45.0℃에서 4.0시간)으로 처리한 것을 열풍건조기(주문제작)에서 건조(60℃, 5.0시간)하고, 막자사발로 마쇄한 뒤, 60 mesh 체에 체치기하여 제조하였다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 반죽은 밑이 둥근 형태의 타원형 용기(스테인리스 스틸 소재, 용량 5 L)에 마가린(160.0 g)과 쇼트닝(50.0 g)을 담아 저속에서 2.0분 동안 혼합한 후, 설탕(80.0∼280.0 g)과 계란(50.0 g)을 넣고, 중속으로 2.0분간 더 혼합하였다. 여기에 칼슘 및 단백질 강화 명태분말(50.0∼210.0 g)과 밀가루(130.0∼470.0 g)를 넣고, 저속으로 2.0분간 혼합하여 반죽을 제조하였다. 이어서, 반죽을 냉동실(-16.0±2.0 ℃)에서 30.0분간 방치하고, 성형(직경 6.0 cm, 두께 0.8 cm)한 다음 예열(180.0±2.0℃, 25.0분) 해 둔 오븐에서 구워(180.0±2.0℃, 15.0분) 제조하였다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 최적 원료 배합조건은 명태분말(X 1, 50.0∼210.0 g), 설탕(X 2, 80.0∼280.0 g) 및 밀가루(X 3, 130.0∼470.0 g)를 독립변수로 설정하여 중심합성계획(central composite design)에 따라 표 3에서 제시한 바와 같이 5단계로 부호화한 다음 180.0℃에서 15.0분간 구워 무작위로 17구의 시료구(표 4)를 제조하였다. 이때 3개의 독립변수 범위와 중심값(enter point value)들은 예비 실험 결과는 물론이고, 원료 배합조건에 따른 어육 스낵의 특성(Kyaw et al, 2000; Nurul et al, 2009) 등의 자료도 참조하여 선정하였다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 최적 원료 배합조건 구명을 위한 독립변수에 대응하는 종속변수는 파괴강도 및 종합적 기호도로 하였고, 이들의 데이터는 회귀분석을 위한 자료로 활용하였다. 한편, 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 원료 배합조건(명태분말, 설탕 및 밀가루 함량)에 대한 최적점의 예측 및 확인은 MINITAB 통계프로그램을 이용하였고, 독립변수와 종속변수 간에 관계 그래프는 MAPLE software를 이용해 작성하였다.
| 독립변수 | 기호 | 범위 | ||||
| -1.682 | -1 | 0 | +1 | +1.682 | ||
| 명태 분말 (g) | X1 | 50.0 | 73.4 | 130.0 | 185.6 | 210.0 |
| 설탕 (g) | X2 | 80.0 | 109.3 | 180.0 | 250.7 | 280.0 |
| 밀가루 (g) | X3 | 130.0 | 179.8 | 300.0 | 420.2 | 470.0 |
| 시료구 번호 | 코드값1) | 실제값 | ||||
| X 1 | X 2 | X 3 | X 1 | X 2 | X 3 | |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 73.4 | 109.3 | 179.8 |
| 2 | +1 | -1 | -1 | 185.6 | 109.3 | 179.8 |
| 3 | -1 | +1 | -1 | 73.4 | 250.7 | 179.8 |
| 4 | +1 | +1 | -1 | 185.6 | 250.7 | 179.8 |
| 5 | -1 | -1 | +1 | 73.4 | 109.3 | 420.2 |
| 6 | +1 | -1 | +1 | 185.6 | 109.3 | 420.2 |
| 7 | -1 | +1 | +1 | 73.4 | 250.7 | 420.2 |
| 8 | +1 | +1 | +1 | 185.6 | 250.7 | 420.2 |
| 9 | -1.682 | 0 | 0 | 50.0 | 180.0 | 300.0 |
| 10 | +1.682 | 0 | 0 | 210.0 | 180.0 | 300.0 |
| 11 | 0 | -1.682 | 0 | 130.0 | 80.0 | 300.0 |
| 12 | 0 | +1.682 | 0 | 130.0 | 280.0 | 300.0 |
| 13 | 0 | 0 | -1.682 | 130.0 | 180.0 | 130.0 |
| 14 | 0 | 0 | +1.682 | 130.0 | 180.0 | 470.0 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 130.0 | 180.0 | 300.0 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 130.0 | 180.0 | 300.0 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 130.0 | 180.0 | 300.0 |
1) X 1 (명태 분말, g) X 2 (설탕, g), X 3 (밀가루, g)
<3-3> 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 일반 성분 분석방법
일반성분은 시제 쿠키를 마쇄한 다음 이의 일정량 취하여 식품공전(MFDS, 2019, 제 8. 일반시험법 2. 식품성분시험법 2.1 일반성분시험법)에 따라 수분의 경우 건조감량법, 조단백질의 경우 semimicro Kjeldahl법, 조지방의 경우 Soxhlet법 및 회분의 경우 건식회화법으로 분석하였다.
<3-4> 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 관능 특성 분석
가) 물리화학적 분석
(1)
맛특성
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 맛 특성은 화학적 분석에 의한 전자혀에 의한 맛 강도로 평가하여 나타내었다.
(가)
전자혀에
의한
맛분석
전자혀에 의한 쿠키의 맛분석 시료는 쿠키를 마쇄한 다음 이의 5 g에 증류수 100 mL를 각각 가하고 균질화한 다음, 원심분리(10,035 × g) 및 여과하여 제조하였다.
전자혀에 의한 쿠키의 맛분석은 John et al.(2001)이 언급한 방법에 따라 α-AstreeⅡ electronic tongue unit (α-Astree Ⅱ, Alpha M.O.S Inc., Toulouse, France)로 측정하였다. 즉, 전자혀를 이용한 맛은 전처리 시료 100 mL를 부속 용기에 채우고, 여기에 단맛 및 짠맛을 감지하는 각각의 전극을 담근 다음 상온에서 정치시켜, 전극이 평형에 도달하였을 때의 값을 이들 2종의 맛에 대한 데이터로 하였다.
나) 냄새특성
(가)
휘발성염기질소
휘발성염기질소 함량은 Conway unit을 사용하여 식품공전(MFDS, 2019, 제 8. 일반시험법 6. 식품별 규격 확인 시험법)에서 언급한 미량확산법으로 측정하였다.
(나) 냄새강도
냄새강도는 Kang et al. (2014)이 언급한 방법에 따라 실시하였다. 즉, 쿠키의 냄새강도는 코니칼 튜브(50 mL conical tube, 30×150 mm, SPL Life Science Co. Ltd., Gyeonggi, Korea)에 쿠키 마쇄물의 약 10 g을 넣고, 여기에 냄새강도기(Odor concentration meter, XP-329R, New Cosmos Electric Co. Ltd., Osaka, Japan)의 흡입구도 넣은 다음, 냄새가 휘발되지 않게 파라필름(parafilm)으로 밀봉하여 냄새강도기로 측정하였다. 이 때 냄새강도기의 mode는 batch로 설정하였고, 단위는 냄새 강도(level)로 나타내었다.
다) 조직감 특성
(가) 파괴강도
파괴강도는 칼슘 및 단백질 강화 및 영양분의 흡수 강화용 어류 뼈와 이의 응용 제품인 쿠키에 적용하여 살펴보았다. 어류뼈의 파괴강도는 Park and Lee. (2005)가 언급한 방법과 같이 어류뼈를 어육으로부터 분리한 다음 레오메터 (CR-100D, Sun Scientific Co., Japan)로 측정하였다. 이때 측정 조건은 모드(mode)의 경우 20, 로드셀(load cell) (max)의 경우 2 kg, 챠트 속도(chart speed)의 경우 60 mm/min, 어뎁터(adapter)의 경우 압축 및 절단용(No. 01)을 설치하여 실시하였다.
또한, 쿠키의 파괴강도는 레오메터 (CT3, AMETEK Brookfield Inc, MA, USA)로 측정하였다. 이때 측정 조건은 모드의 경우 압축(compression), 악세사리(probe)의 경우 8번을 사용하였다.
라) 패널(panel)에 의한 관능평가
관능평가는 잘 훈련된 panel member 24인(20-30대, 남자 10인, 여자 14인)으로 구성하여 1)최적 조건으로 제조한 쿠키의 품질 특성은 맛, 색, 냄새 및 종합적 기호도의 각각에 대하여, 2) 쿠키의 개발을 위한 배합비 최적화를 위한 연구에서는 성상, 맛, 향, 조직감 등의 모든 항목을 고려한 종합적 기호도에 대하여 대조구[Oh and Kang. (2016)이 제시한 방법으로 만든 쿠키]를 기준점인 5점으로 하고, 이보다 우수한 경우 6∼9점으로, 이보다 열악한 경우 1∼4점으로 평가하는 9단계 평점법으로 실시하였다.
4) 영양 특성
가) 에너지
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 에너지 환산은 일반성분의 분석 자료를 토대로 이들의 FAO/WHO 에너지 환산계수(RDA, 2007)를 적용하여 산출하였다.
나)
총아미노산
총 아미노산 분석을 위한 시료는 식품공전(MFDS, 2019, 제 8. 일반시험법 2. 식품성분시험법 2.1 일반성분시험법 2.1.3 질소화합물 2.1.3.3 아미노산)에 언급한 방법에 따라 실시하였다.
다) 무기질
무기질 분석을 위한 전처리는 Kim. (2014)이 언급한 방법에 따라 실시하였다. 무기질 분석을 위한 분해는 마쇄하여 진공동결건조한 시료 1 g을 취하여 테프론 분해기(teflon bomb)에 넣고, 여기에 무기질 분석용 고순도 질산 10 mL를 가한 다음 상온에서 150분 동안 반응시켰다. 이어서 시료의 완전 분해를 위하여 테프론 분해기를 밀폐시킨 다음 가열판으로 150±5℃에서 400분간 가열한 후 노란색을 띠는 맑은 용액이 될 때까지 실시하였다. 시료의 분해 후 테프론 분해기의 코크를 열어 압력을 제거한 후 뚜껑을 열고 100±5℃에서 질산이 1 mL 정도가 되도록 증발시켰다. 그리고 테프론 분해기에 중금속 분석용 고순도 질산 10 mL를 다시 가하고, 시료의 완전 분해를 위한 테프론 분해기의 밀폐, 가열(150±5℃, 400분)하는 과정을 한번 더 반복하였다. 최종적으로 무기질 분석용 시험 용액은 테프론 분해기의 질산이 1 mL 정도로 거의 증발하였을 때 분해를 종료하고 2%(v/v) 질산 용액으로 재 용해한 다음, 여과 및 정용(100 mL)하여 제조하였다.
무기질의 분석은 ICP-MS (ELAN DRC II, PerkinElmer, Santa Clara, USA)를 이용하여 식품공전(MFDS, 2019)에 제시되어 있는 조건에 따라 실시하였다.
라) 지방산
지방산 조성의 분석을 위한 시료유는 chloroform-methanol (2:1, v/v) 혼합액을 추출 용매로 사용하는 Bligh and Dyer. (1959)법으로 추출하였고, 추출한 시료유를 이용하여 식품공전(MFDS, 2019, 제 8. 일반시험법, 2.1 일반성분시험법 2.1.5 지질 2.1.5.4 지방산)에 따라 지방산 메틸에스테르화한 후에 capillary column (Supelcowax-10 fused silica wall-coated open tubular column, 30 m×0.25 mm I.d., Supelco Japan Ltd., Tokyo)이 장착된 gas chromatography (Shimadzu 14A; carrier gas, He; detecter, FID)를 이용하여 분석하였다. 지방산의 분석 조건은 injector 및 detector (FID) 온도를 각각 250℃로 하고, 칼럼 온도는 230℃까지 승온시킨 다음 15분간 유지하였다. Carrier gas는 He (1.5 kg/cm2)을 사용하였으며, split ratio는 1:50으로 하였다. 이상에서 언급한 분석조건으로 분석한 지방산의 동정은 표준지방산(Applied Science Lab. Co., USA)과의 retention time을 비교하여 실시하였다.
5) 통계처리
본 실험 결과에 대한 데이터의 표준편차 및 유의차 검정(5% 유의수준)은 SPSS 통계패키지(SPSS for window, release 10.1)에 의한 ANOVA test를 이용하여 분산분석한 후 Duncan의 다중위검정을 실시하여 나타내었다.
<
실시예
4> 반응표면분석법(
RSM
)을 이용한 프리미엄 쿠키의 가공조건 최적화 분석 결과
<4-1> 뼈 연화 및 비린내
저감화
공정의 최적화
쿠키용 전처리 명태의 가열조건과 주정의 처리온도 및 시간의 최적화를 위하여 중심합성계획(central composite design)에 따라 표 1에 제시한 가열시간(X 1, 130.0-230.0분), 주정의 침지온도(X 2, 25.0-65℃) 및 침지시간(X 3, 1.0-5.0시간)을 5단계로 부호화하여 17구의 시료구(이하 고온가압 및 주정 처리물)를 무작위로 제조한 다음 이들의 종속변수(Y 1: 파괴강도, Y 2: 휘발성염기질소)를 측정한 결과는 표 5와 같다.
이들 독립변수[가열 시간(X 1), 주정 침지 온도(X 2) 및 침지 시간(X 3)]와 종속변수[파괴강도(Y 1), 휘발성 염기질소(Y 2)]와의 관계를 살펴볼 목적으로 MINITAB 통계 프로그램을 이용하여 RSREG (response surface analysis by least-squares regression)를 실시한 다음 종속변수에 대한 3종의 독립변수 상호 간의 관계를 Maple software를 사용하여 각각 3차원으로 도식화하였다. 고온가압 및 주정 처리물의 종속변수인 파괴강도(Y 1)는 가열시간(X 1)의 경우 -1.68에서 1.04까지 감소한 후 아주 미미하게 증가하였고, 주정의 침지 온도(X 2)와 침지시간(X 3)은 -1.68에서 +1.68까지 거의 변화가 없었다(도 2).
| 시료구 번호 | 부호값 | 실제값 | 종속변수2) | |||||
| X 1 | X 2 | X 3 | X 1 | X 2 | X 3 | Y 1 | Y 2 | |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 150.3 | 33.1 | 1.8 | 0.78 | 44.5 |
| 2 | +1 | -1 | -1 | 209.7 | 33.1 | 1.8 | 0.48 | 50.3 |
| 3 | -1 | +1 | -1 | 150.3 | 56.9 | 1.8 | 0.73 | 39.6 |
| 4 | +1 | +1 | -1 | 209.7 | 56.9 | 1.8 | 0.46 | 44.7 |
| 5 | -1 | -1 | +1 | 150.3 | 33.1 | 4.2 | 0.71 | 39.3 |
| 6 | +1 | -1 | +1 | 209.7 | 33.1 | 4.2 | 0.45 | 44.3 |
| 7 | -1 | +1 | +1 | 150.3 | 56.9 | 4.2 | 0.72 | 33.3 |
| 8 | +1 | +1 | +1 | 209.7 | 56.9 | 4.2 | 0.43 | 36.3 |
| 9 | -1.682 | 0 | 0 | 130.0 | 45.0 | 3.0 | 0.98 | 37.1 |
| 10 | +1.682 | 0 | 0 | 230.0 | 45.0 | 3.0 | 0.35 | 45.3 |
| 11 | 0 | -1.682 | 0 | 180.0 | 25.0 | 3.0 | 0.48 | 43.2 |
| 12 | 0 | +1.682 | 0 | 180.0 | 65.0 | 3.0 | 0.45 | 35.7 |
| 13 | 0 | 0 | -1.682 | 180.0 | 45.0 | 1.0 | 0.43 | 42.1 |
| 14 | 0 | 0 | +1.682 | 180.0 | 45.0 | 5.0 | 0.44 | 26.9 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 180.0 | 45.0 | 3.0 | 0.46 | 36.1 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 180.0 | 45.0 | 3.0 | 0.47 | 36.4 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 180.0 | 45.0 | 3.0 | 0.45 | 36.5 |
1) X 1 (가열 시간, 분), X 2 (주정 온도, ℃), X 3 (주정 시간, 시간).
2) Y 1 (파괴강도, kg), Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g).
고온가압 처리 시간, 주정 처리 온도 및 시간을 달리한 명태 처리물의 또 다른 종속변수인 휘발성염기질소 함량(Y 2)은 가열시간(X 1)의 경우 -1.68에서 -0.27까지 감소한 후 증가하였고, 주정 침지온도(X 2)의 경우 -1.68에서 0.90까지 감소한 후 거의 변화가 없었으며, 침지시간(X 3)의 경우 -1.68에서 +1.68까지 이동할수록 감소하였다(도 3). 한편, Jo et al. (2005)도 자건대멸의 비린내 저감화를 위하여 주정 처리하였을 때 50℃에서 5시간 이하로 처리하였을 때 효과가 인지되었으나, 그 이상의 처리조건에서는 효과가 인지되지 않았다고 보고한 바가 있다.
고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물들의 파괴강도(Y 1), 휘발성염기질소(Y 2)에 대한 결과치(표 5)를 이용하여 MINITAB 통계 프로그램을 구동하였다. MINITAB 통계 프로그램의 RSREG로 살펴 본 고온가압 및 주정처리 조건을 달리한 명태 처리물의 파괴강도(Y 1)와 휘발성염기질소(Y 2)에 대한 일차항, 이차항 및 교차항과 같은 여러 가지 2차 회귀방정식의 계수들과 이들의 유의성을 살펴 본 결과는 표 6과 같다. 일반적으로 MINITAB program의 RSREG로 작성한 2차 회귀방정식 즉, 반응모형방정식은 구성 항의 유의성을 고려하지 않는 경우 다양한 항을 구성하고 있어 유의성이 인정되는 항만으로 정리를 할 필요가 있다(Kim et al., 2010). 따라서 MINITAB program의 RSREG로 분석한 데이터를 활용하여 최적 고온가압 처리 및 주정 처리한 명태 처리물의 파괴강도(Y 1)와 휘발성염기질소 함량(Y 2)에 대한 반응모형방정식의 간결화를 목적으로 일차항, 이차항 및 교차항에 대한 유의성을 살펴본 결과, 유의성이 인정(P<0.05)되는 항은 파괴강도(Y 1)의 경우 일차항의 X 1, 이차항의 X 1 2과 같은 2종의 항이었고, 휘발성염기질소 함량(Y 2)의 경우 일차항의 X 1, X 2, X 3, 이차항의 X 1 2, X 2 2과 같은 5종의 항이었으며, 나머지 항들은 모두 유의성이 인정되지 않았다. 따라서 파괴강도(Y 1)와 휘발성염기질소 함량(Y 2)의 반응모형방정식 중 항의 유의성(P<0.05)을 고려하여 간결식으로 나타내면 표 7과 같다.
| Y 1 2) | Y 2 | |||
| 계수 | P-value | 계수 | P-value | |
| Intercept | 0.46 | 0.000 | 35.1z | 0.000 |
| X 1 1) | -0.16 | 0.000 | 2.39 | 0.006 |
| X 2 | -0.01 | 0.573 | -2.72 | 0.003 |
| X 3 | -0.01 | 0.594 | -3.77 | 0.001 |
| X 1 X 1 | 0.09 | 0.002 | 2.39 | 0.010 |
| X 2 X 2 | 0.02 | 0.365 | 1.77 | 0.036 |
| X 3 X 3 | 0.01 | 0.721 | 0.02 | 0.973 |
| X 1 X 2 | 0.00 | 1.000 | -0.34 | 0.692 |
| X 1 X 3 | 0.00 | 0.909 | -0.36 | 0.670 |
| X 2 X 3 | 0.01 | 0.733 | -0.44 | 0.609 |
1) X 1 (가열 시간, 분), X 2 (주정 온도, ℃), X 3 (주정 시간, 시간).
2) Y 1 (파괴강도, kg), Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g).
| 종속변수2) | 반응모형방정식 | R 2 | P-value |
| Y 1 2) | 0.46 -0.16X 1 1) +0.09X 1 X 1 | 0.878 | 0.001 |
| Y 2 | 35.1 +2.3X 1 -2.7X 2 -3.7X 3 +2.3X 1 X 1 +1.7X 2 X 2 | 0.831 | 0.003 |
1) X 1 (가열 시간, 분), X 2 (주정 온도, ℃), X 3 (주정 시간, 시간).
2) Y 1 (파괴강도, kg), Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g).
뼈 연화 및 비린내가 저감화된 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 제조를 위한 간결 반응모형방정식의 독립변수와 종속변수 간의 상관관계를 ANOVA분석으로 살펴본 결과는 표 8과 같다. 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 최적화를 위한 반응모형방정식은 파괴강도(Y 1)와 휘발성염기질소 함량(Y 2)의 경우 유의성이 일차항과 이차항의 경우 인정되었으나(P<0.05), 나머지 항인 교차항의 경우 인정되지 않았다(P>0.05).
고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 최적화를 위한 파괴강도(Y 1)와 휘발성염기질소 함량(Y 2)에 대한 반응모형방정식 모델의 적합성 여부를 나타내는 적합결여검증 (lack of fit test)은 P value가 각각 0.020 및 0.006으로 0.05보다 낮으나, 결정계수(R 2)가 각각 0.878 및 0.831로서 높았으며, 모델(model)값이 각각 0.001 및 0.003으로 0.05보다 낮아 설계 모형이 적합한 것으로 나타났다(Zhou and Regenstein, 2004).
한편, 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물이 긴 가열시간, 높은 주정 처리 온도 및 긴 주정 처리 시간으로 제조할 경우 제조경비 과다, 생산율 감소, 영양분 손실 등으로 소비자가 구매를 기피할 우려가 있다. 이러한 일면을 고려할 때 최적의 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키를 제조하고자 하는 경우 적정 파괴강도는 유지하면서, 비린내는 최소화하여야 한다. 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 어류 뼈에 대한 파괴강도의 범위와 목표값은 예비실험 결과를 참고하여 결정하였으며 그 범위는 0.85∼1.43 kg으로 하였고, 목표값은 최소값으로 하였다. 또한, 비린내 감소를 위한 주정 처리 온도 및 시간의 범위와 목표값은 예비실험 및 Kim et al (2006)의 결과를 참고하여 결정하였으며, 휘발성염기질소 함량의 범위는 33.0∼60.0 mg/100 g으로 하였고, 목표값은 최소값으로 하였다.
| 종속변수 | Sources | DF | SS | MS | F-value | P-value |
| Y 1 (파괴강도, kg) |
Model | 9 | 0.44 | 0.05 | 13.83 | 0.001 |
| Linear | 3 | 0.35 | 0.12 | 32.82 | 0.000 | |
| Square | 3 | 0.09 | 0.03 | 8.63 | 0.009 | |
| Interaction | 3 | 0.00 | 0.00 | 0.05 | 0.985 | |
| Residual | 7 | 0.25 | 0.00 | |||
| Lack of fit | 5 | 0.25 | 0.00 | 49.39 | 0.020 | |
| Pure error | 2 | 0.00 | 0.00 | |||
| Total | 16 | 0.47 | ||||
| Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g) |
Model | 9 | 466.35 | 51.82 | 9.72 | 0.003 |
| Linear | 3 | 373.04 | 124.35 | 23.33 | 0.001 | |
| Square | 3 | 89.82 | 29.94 | 5.62 | 0.028 | |
| Interaction | 3 | 3.49 | 1.17 | 0.22 | 0.881 | |
| Residual | 7 | 37.32 | 5.33 | |||
| Lack of fit | 5 | 37.23 | 7.45 | 171.83 | 0.006 | |
| Pure error | 2 | 0.09 | 0.04 | |||
| Total | 16 | 503.67 |
이러한 일면에서 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물에 대한 파괴강도(Y 1)와 휘발성 염기질소 함량(Y 2)의 각각과 이들을 동시에 만족할 수 있는 독립변수의 최적조건을 예측할 목적으로 MINITAB 통계 프로그램을 구동하였고, 이 때 목표값은 파괴강도 및 휘발성 염기질소 함량 모두 최소값으로 설정하였다. 표 5의 결과치와 이와 같은 조건을 설정한 다음 MINITAB 통계 프로그램을 구동하여 얻은 독립변수의 최적조건 예측치를 표 9에 나타내었다.
고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 파괴강도에 대한 목표값을 고려한 최적값은 가열시간, 주정 처리온도 및 시간의 경우 부호값(coded value)이 모두 0.00이었고, 이를 실제값(uncoded value)으로 환산하는 경우 각각 180.0분, 45.0℃, 4.0시간이었다. 이들 조건에서 제조된 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 파괴강도는 0.45 kg으로 예측되었다. 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 휘발성염기질소 함량에 대한 목표값 고려 최적값은 가열시간, 주정 처리온도 및 시간의 경우 부호값(coded value)이 각각 -0.40, 0.00 및 0.84이었고, 이를 실제값(uncoded value)으로 환산하는 경우 각각 168.1분, 45.0℃ 및 4.0시간이었다. 이들 조건에서 제조된 고온가압 및 주정 처리조건을 달리한 명태 처리물의 휘발성염기질소 함량은 33.0 mg/100 g으로 예측되었다. 위에서 언급한 두 처리조건(최적 고온가압 및 주정 처리조건)에 따른 명태처리물의 파괴강도와 휘발성염기질소 함량을 동시에 충족하는 가열시간, 주정 처리온도 및 시간의 부호값은 각각 0.00, 0.00, 0.84이었고, 이의 실제값은 각각 180.0분, 45.0℃ 및 4.0시간이었다.
이들 최적 고온가압 및 주정 처리조건에서 제조한 명태 처리물의 파괴강도 및 휘발성염기질소 함량은 예측값의 경우 각각 0.45 kg 및 33.0 mg/100 g이었고, 실제 측정값의 경우 각각 0.46±0.02 kg 및 34.6±2.0 mg/100 g이었다(표 10).
| 종속변수 | 예측치 | 실측치 |
| Y 1 (파괴강도, kg) | 0.45a1 ) | 0.46±0.02a |
| Y 2 (휘발성염기질소 함량, mg/100 g) | 33.0a | 34.6±2.0a |
1)데이터 위의 다른 문자들은 유의성이 있음. p<0.05.
이상의 결과로 미루어 보아 제시된 반응표면 모델은 칼슘 및 단백질 강화를 위한 명태 뼈 연화를 위한 고온가압, 그리고, 주정 처리 조건의 최적 모델이라 판단되었다.
2) 이질감
저감
체가름
공정
| 항목 | mesh | |||
| 30 | 45 | 60 | 75 | |
| 수율(%)1) | 95 | 91 | 88 | 68 |
| 이질감2) | +++ | + | - | - |
1)고온가압 처리 건조물 무게에 대한 여과물의 무게의 상대 비율
2)이질감 강도를 나타내고, +++의 경우 아주 강함, ++의 강함, +의 경우 강함, -의 경우 느끼지 못함
어류뼈는 콜라겐과 무기질이 주성분이어서 고온가압 처리하는 경우 뼈가 연화되고, 이를 건조하여 분쇄하여 분말화할 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 칼슘 및 단백질 강화 어류분말을 활용하여 쿠키의 소재로 활용하고자 하였다. 하지만, 이들 고온가압 처리 건조 마쇄물은 적절한 크기로 사별되지 않는 경우 소비자들에게 이질감을 줄 우려가 있다. 이러한 일면에서 고온가압 처리 건조물을 분쇄하고, 여러 가지 종류의 여과체 mesh 사이즈별(30-75 mesh)로 여과한 다음 이들 여과물의 수율과 이를 활용하여 제조한 쿠키의 이질감에 대하여 관능검사한 결과는 표 11과 같다. mesh 30과 45의 경우 수율이 각각 95% 및 91%, 이질감이 모두 인지되었고, 메쉬 60과 75의 경우 수율이 각각 88% 및 68%, 이질감이 모두 인지되지 않았다.
이상의 결과로 미루어 보아 mesh 30과 45의 경우 수율이 높아 아주 좋으나, 이질감이 있어 적절하지 않은 것으로 판단되었고, mesh 60과 75의 경우 모두 이질감이 느껴지지 않아 적절하였으나 그 중에서 수율이 높은 mesh 60의 것이 적절한 것으로 판단되었다.
나. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 배합 공정 최적화
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 명태분말은 전처리(H&G) 명태를 수세하고, 뼈 연화 및 비린내 제거를 위하여 앞에서 구명된 최적 뼈 연화(115.0℃에서 180.0분 동안 가열처리) 및 비린내 저감화(45.0℃의 주정에 4.0시간 동안 침지처리) 처리한 것을 열풍건조기(주문제작)로 건조(60℃, 5.0시간)하고, 분쇄기로 분쇄한 다음 60 mesh-체로 체치기하여 제조하였다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 반죽의 제조를 위하여 먼저 밑이 둥근 형태의 타원형 용기(스테인리스 스틸 소재, 용량 5 L)에 마가린(160.0 g)과 쇼트닝(50.0 g)을 넣고 저속에서 2.0분 동안 혼합한 다음, 여기에 설탕(80.0∼280.0 g)과 계란(50.0 g)을 가하고, 다시 중속으로 2.0분간 더 혼합하였다. 이어서 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키 제조용 반죽은 이들 혼합물에 명태분말(50.0∼210.0 g)과 밀가루(130.0∼470.0 g)를 넣고, 저속으로 2.0분간 혼합하여 제조하였다. 최종 제품인 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키는 제조한 반죽을 냉동실(-16.0±1.0 ℃)에 30.0분간 방치한 후 성형(직경 6.0 cm, 두께 0.8 cm)한 다음 예열(180.0±2.0℃, 25.0분)하여 둔 오븐에서 구워(180.0±2.0℃, 15.0분) 제조하였다.
| 시료구 번호 | 부호값 | 측정값 | 종속변수2) | |||||
| X 1 1) | X 2 | X 3 | X 1 | X 2 | X 3 | Y 1 | Y 2 | |
| 1 | -1 | -1 | -1 | 73.4 | 109.3 | 179.8 | 2,558.0 | 2.88 |
| 2 | +1 | -1 | -1 | 185.6 | 109.3 | 179.8 | 3,482.0 | 3.43 |
| 3 | -1 | +1 | -1 | 73.4 | 250.7 | 179.8 | 5,884.0 | 3.86 |
| 4 | +1 | +1 | -1 | 185.6 | 250.7 | 179.8 | 6,903.0 | 4.50 |
| 5 | -1 | -1 | +1 | 73.4 | 109.3 | 420.2 | 4,996.6 | 4.14 |
| 6 | +1 | -1 | +1 | 185.6 | 109.3 | 420.2 | 5,874.5 | 3.13 |
| 7 | -1 | +1 | +1 | 73.4 | 250.7 | 420.2 | 10,760.4 | 4.17 |
| 8 | +1 | +1 | +1 | 185.6 | 250.7 | 420.2 | 18,954.0 | 2.25 |
| 9 | -1.682 | 0 | 0 | 50.0 | 180.0 | 300.0 | 5,660.0 | 4.43 |
| 10 | +1.682 | 0 | 0 | 210.0 | 180.0 | 300.0 | 10,418.6 | 2.10 |
| 11 | 0 | -1.682 | 0 | 130.0 | 80.0 | 300.0 | 2,671.5 | 3.78 |
| 12 | 0 | +1.682 | 0 | 130.0 | 280.0 | 300.0 | 12,957.3 | 3.29 |
| 13 | 0 | 0 | -1.682 | 130.0 | 180.0 | 130.0 | 5,040.0 | 4.50 |
| 14 | 0 | 0 | +1.682 | 130.0 | 180.0 | 470.0 | 10,772.0 | 3.78 |
| 15 | 0 | 0 | 0 | 130.0 | 180.0 | 300.0 | 8,017.6 | 6.00 |
| 16 | 0 | 0 | 0 | 130.0 | 180.0 | 300.0 | 8,211.9 | 6.30 |
| 17 | 0 | 0 | 0 | 130.0 | 180.0 | 300.0 | 8,134.1 | 6.10 |
1) X 1 (명태 분말, g), X 2 (설탕, g), X 3 (밀가루, g).
2) Y 1 (파괴강도, g), Y 2 (종합적 기호도, 점수).
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 최적 원료 배합조건은 명태분말(X 1, 50.0∼210.0 g), 설탕(X 2, 80.0∼280.0 g) 및 밀가루(X 3, 130.0∼470.0 g)를 독립변수로 설정하여 중심합성계획(central composite design)에 따라 표 3에서 제시한 5단계로 부호화하여 17구의 시료구(쿠키)를 무작위로 제조한 다음 이들의 종속변수(Y 1: 파괴강도, Y 2: 종합적 기호도)를 측정한 결과는 표 12와 같다.
이들 독립변수[명태분말(X 1), 설탕(X 2) 및 밀가루(X 3)]와 종속변수[파괴강도(Y 1), 종합적 기호도(Y 2)]와의 관계를 살펴볼 목적으로 MINITAB 통계 프로그램을 이용하여 RSREG를 실시한 다음 종속변수에 대한 3종의 독립변수 상호 간의 관계를 Maple software를 사용하여 각각 3차원으로 도식화하였다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 종속변수인 파괴강도(Y 1)는 X 1 (명태분말), X 2 (설탕) 및 X 3 (밀가루)의 경우 -1.618에서 1.618까지 이동할수록 증가하였다(도 4). 종합적 기호도(Y 2)는 3종의 독립변수가 모두 -1.618에서부터 X 1 (명태분말)의 경우 -0.19, X 2 (설탕)의 경우 0.05, 및 X 3 (밀가루)의 경우 -0.05까지 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다(도 5).
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 파괴강도(Y 1), 종합적 기호도(Y 2)에 대한 결과치(표 12)를 이용하여 MINITAB 통계 프로그램을 구동하였다. MINITAB 통계 프로그램의 RSREG로 살펴 본 명칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 파괴강도(Y 1)와 종합적 기호도(Y 2)에 대한 일차항, 이차항 및 교차항과 같은 여러 가지 2차 회귀방정식의 계수들과 이들의 유의성을 살펴 본 결과는 표 13과 같다.
| Y 1 2) | Y 2 | |||
| 계수 | P-value | 계수 | P-value | |
| Intercept | 8,152.21 | 0.000 | 6.13 | 0.000 |
| X 1 1) | 1,392.52 | 0.004 | -0.43 | 0.009 |
| X 2 | 3,140.47 | 0.000 | 0.03 | 0.823 |
| X 3 | 2,299.10 | 0.000 | -0.16 | 0.219 |
| X 1 X 1 | -135.77 | 0.724 | -1.02 | 0.000 |
| X 2 X 2 | -215.28 | 0.578 | -0.90 | 0.000 |
| X 3 X 3 | -182.90 | 0.636 | -0.69 | 0.001 |
| X 1 X 2 | 926.34 | 0.072 | -0.10 | 0.530 |
| X 1 X 3 | 891.06 | 0.082 | -0.52 | 0.013 |
| X 2 X 3 | 1,512.04 | 0.011 | -0.36 | 0.052 |
1) X 1 (명태 분말, g), X 2 (설탕, g), X 3 (밀가루, g).
2) Y 1 (파괴강도, g), Y 2 (종합적 기호도, 점수).
| 종속변수 | 반응모형방정식 | R 2 | P-value |
| Y 1 2) | 8,152.21 +1,392.52X 1 1) +3,140.47X 2 +2,299.10X 3 +1,512.04X 2 X 3 | 0.911 | 0.000 |
| Y 2 | 6.13 -0.43X 1 -1.02X 1 X 1 -0.90X 2 X 2 -0.69X 3 X 3 -0.52X 1 X 3 | 0.873 | 0.000 |
1) X 1 (명태 분말, g), X 2 (설탕, g), X 3 (밀가루, g).
2) Y 1 (파괴강도, g), Y 2 (종합적 기호도, 점수).
일반적으로 MINITAB program의 RSREG로 작성한 2차 회귀방정식 즉, 반응모형방정식은 구성 항의 유의성을 고려하지 않는 경우 다양한 항을 구성하고 있어 유의성이 인정되는 항만으로 정리를 할 필요가 있다(Kim et al., 2010). 따라서 MINITAB program의 RSREG로 분석한 데이터를 활용하여 최적 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 파괴강도(Y 1)와 종합적 기호도(Y 2)에 대한 반응모형방정식의 간결화를 목적으로 일차항, 이차항 및 교차항에 대한 유의성을 살펴본 결과, 유의성이 인정(P<0.05)되는 항은 파괴강도(Y 1)의 경우 일차항의 X 1, X 2, X 3, 교차항의 X 2 X 3과 같은 4종이었고, 종합적 기호도(Y 2)의 경우 일차항의 X 1, 이차항의 X 1 2, X 2 2, X 3 2, 교차항의 X 1 X 3과 같은 5종이었으며, 나머지 항들은 모두 유의성이 인정되지 않았다.
따라서 파괴강도(Y 1)와 종합적 기호도(Y 2)의 반응모형방정식 중 항의 유의성(P<0.05)을 고려하여 간결식으로 나타내면 표 14와 같다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 간결 반응모형방정식의 독립변수와 종속변수 간의 상관관계를 ANOVA분석으로 살펴본 결과는 표 15와 같다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 최적화를 위한 반응모형방정식은 파괴강도(Y 1)의 경우 일차항과 교차항, 종합적 기호도(Y 2)의 경우 일차항, 이차항 및 교차항의 유의성이 인정되었다(P<0.05).
| Independent | Sources | DF | SS | MS | F-value | P-value |
| Y 1 (파괴강도, kg) |
Model | 9 | 265,593,296 | 29,510,366 | 19.19 | 0.000 |
| Linear | 3 | 233,361,870 | 77,787,290 | 50.59 | 0.000 | |
| Square | 3 | 724,618 | 241,539 | 0.16 | 0.922 | |
| Interaction | 3 | 31,506,808 | 10,502,269 | 6.83 | 0.017 | |
| Residual | 7 | 10,763,181 | 1,537,597 | |||
| Lack of fit | 5 | 10,744,056 | 2,148,811 | 224.70 | 0.004 | |
| Pure error | 2 | 19,126 | 9,563 | |||
| Total | 16 | 276,356,477 | ||||
| Y 2 (종합적 기호도, 점수) |
Model | 9 | 23.09 | 2.57 | 13.32 | 0.001 |
| Linear | 3 | 2.85 | 0.95 | 4.93 | 0.038 | |
| Square | 3 | 16.98 | 5.66 | 29.39 | 0.000 | |
| Interaction | 3 | 3.26 | 1.09 | 5.64 | 0.028 | |
| Residual | 7 | 1.35 | 0.19 | |||
| Lack of fit | 5 | 1.30 | 0.26 | 11.16 | 0.084 | |
| Pure error | 2 | 0.05 | 0.02 | |||
| Total | 16 | 24.44 |
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 최적화를 위한 파괴강도(Y 1)와 종합적 기호도(Y 2)에 대한 반응모형방정식 모델의 적합성 여부를 나타내는 적합 결여 검증(lack of fit test)은 파괴강도(Y 1)의 경우 P value가 0.004로 나타나 0.05보다 낮으나 결정계수(R 2)가 0.911로 높고, 모델(model) 값이 0.000으로 0.05보다 낮아 설계된 모형이 적합한 것으로 판단되었고, 종합적 기호도(Y 2)의 경우 P value가 0.084로 0.05보다 높고, 결정계수(R 2)가 0.873으로 높으며, 모델(model) 값이 0.001로 0.05보다 낮아 설계된 모형이 적합한 것으로 나타났다(Zhou and Regenstein, 2004).
한편, 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키는 명태분말을 과도하게 첨가할 경우 기호도 감소 및 단가 등의 문제가 있으며, 설탕과 밀가루를 과도하게 첨가하는 경우 쿠키의 경도(Hardness)가 증가할 수 있으며, 단가 상승 등으로 소비자가 구매를 기피할 우려가 있다. 이러한 일면을 고려하여 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키를 제조하고자 하는 경우 적정 파괴강도를 유지하면서, 소비자의 기호도는 높아야 하며, 단가는 낮아야 한다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키에 대한 파괴강도의 범위와 목표값은 예비실험 및 시판 스낵{노브랜드 쿠키[(주)이마트]}의 파괴강도 결과를 참고하여 결정하였고 그 범위는 7,200∼9,500 g으로 하였으며, 목표값은 8,500 g으로 결정하였고, 종합적 기호도는 Oh and Kang. (2016)이 제시한 방법으로 제조한 쿠키를 대조구(5점)로 하고, 이보다 우수한 경우 6-9점, 이보다 열악한 경우 1-4점으로 평가〕의 범위와 목표값은 각각 5∼9점, 최대값(9점)으로 하였다.
이러한 일면에서 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키에 대한 파괴강도 및 종합적 기호도의 각각과 이들을 동시에 만족할 수 있는 독립변수의 최적조건을 예측할 목적으로 MINITAB 통계 프로그램을 구동하였다. 표 12의 결과치를 이용하면서 이와 같은 조건을 설정한 다음 MINITAB 통계 프로그램을 구동하여 얻은 독립변수의 최적조건 예측치를 표 16에 나타내었다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 파괴강도에 대한 목표값을 고려한 최적값은 명태분말 및 설탕의 경우 부호값(coded value)이 모두 0.00, 밀가루의 경우 0.15이었다. 이를 실제값(uncoded value)으로 환산하는 경우 명태분말, 설탕 및 밀가루는 각각 134.5 g, 180.0 g 및 155.5 g이었다. 이들 조건에서 제조된 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 파괴강도는 8,496.0 g으로 예측되었다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 종합적 기호도에 대한 목표값을 고려한 최적값은 명태분말, 설탕 및 밀가루의 경우 부호값이 각각 -0.19, 0.05 및 -0.05이었고, 이를 실제값으로 환산하는 경우 각각 119.3 g, 183.5 g 및 294.0 g이었다. 이들 조건에서 제조된 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 종합적 기호도는 6.14점으로 예측되었다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 파괴강도 및 종합적 기호도를 모두 충족할 수 있는 최적 명태분말, 설탕 및 밀가루의 첨가량은 부호값의 경우 각각 -0.08, 0.15 및 0.00이었고, 이를 실제값으로 환산하는 경우 각각 125.5 g, 190.6 g 및 300.0 g이었다. 이들 최적 조건을 적용하여 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키를 제조하였을 때, 파괴강도 및 종합적 기호도의 예측값은 각각 8,496.0 g 및 6.14점이었고, 이들의 실측값은 각각 8,221.2±401.8 g 및 6.18±0.07점이었다(표 17).
이상의 결과로 미루어 보아 제시된 반응표면 모델은 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 원료(명태분말, 설탕 및 밀가루) 배합조건의 최적 모델이라 판단되었다.
| 종속변수 | 예측값 | 실측값 |
| Y 1 (파괴강도, g) | 8,496.0a1) | 8,221.2±401.8a |
| Y 2 (종합적 기호도, 점수) | 6.14a | 6.18±0.07a |
1)데이터 위의 다른 문자들은 유의성이 있음. P<0.05.
이상에서 구명한 칼슘 및 단백질 강화 및 비린내 저감 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조를 위한 최적화 공정은 도 1과 같다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 명태 분말은 냉동 명태를 반해동하여 H&G (headed and gutted) 처리하고, 이를 칼슘 및 단백질 강화 및 증량 목적으로 레토르트(retort)에서 고온가압처리(115.0℃에서 180분)하여 뼈를 연화시킨 다음, 이취 제거를 목적으로 주정처리(45℃에서 4시간 처리)하였으며, 건조를 용이하게 하기 위하여 믹서기(FM-700W, Hanil Electrics Co., Korea)로 마쇄한 후 건조기(주문제작)로 건조(60℃, 5시간), 분쇄 및 체치기(60.0 mesh)하여 제조하였다.
이어서 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 반죽은 밑이 둥근 형태의 타원형 용기(스테인리스 스틸 소재, 용량 5 L)에 마가린(160.0 g)과 쇼트닝(50.0 g)을 가하고, 이를 핸드 믹서기(HM530, Kenwood Ltd., Hampshire, UK)로 저속에서 2분간, 설탕(190.6 g)과 계란(50.0 g)을 넣고 중속으로 2분간, 여기에 명태분말(125.5 g)과 밀가루(300.0 g)를 넣고, 저속으로 2분간 각각 혼합하여 제조하였다. 최종적으로, 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키는 제조한 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키용 반죽을 냉동실(-16.0±2.0℃)에 30분간 방치하여 성형(직경이 6.0 cm, 두께가 0.8 cm)한 다음, 예열(180.0±2.0℃, 25분)하여 둔 오븐(DSSO-051ER, SK Magic Inc., Seoul, Korea)에서 구워(180.0±2.0℃, 15분) 제조하였다.
이상의 최적공정을 이용하여 제조한 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키는 영양성분 분석을 위한 시료로 사용하였다.
다. 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 영양 및 건강 기능성
1) 일반특성
최적화 조건(뼈 연화 및 비린내 저감화, 및 원료 배합)으로 제조한 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 일반성분과 이를 토대로 산출한 에너지의 결과는 표 18과 같다. 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키 100 g 당의 일반성분 함량은 수분이 2.5 g, 조단백질이 18.9 g, 조지방이 21.5 g, 회분이 2.0 g, 탄수화물이 55.1 g이었다. 이와 같은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키 100 g 당 일반성분 함량은 대조구인 버터 쿠키 100 g 당의 일반성분 함량(수분 4.6 g, 조단백질 6.1 g, 조지방 18.8 g, 회분 1.5 g, 탄수화물 68.9 g)에 비하여 수분 및 탄수화물의 경우 낮았으나, 조단백질 및 회분의 경우 높았다. 이와 같이 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키가 대조구인 버터 쿠키에 비하여 조단백질, 조지방 및 회분 함량이 높은 것은 조단백질과 회분의 경우 원료로 사용한 칼슘 및 단백질 강화 명태 분말의 영향이라 판단되었고, 조지방의 경우 원료로 사용한 마가린과 쇼트닝의 영향이라 판단되었다. 일반성분 함량을 토대로 산출한 100 g 당 에너지는 시제 쿠키가 504.1 kcal로, 대조구 버터 쿠키의 467.9 kcal에 비하여 높았다. 한편, 한국영양학회(The Korean Nutrition Society, 2016)는 급식대상 연령(9-49세)의 1일 에너지 섭취기준에 대하여 남자의 경우 2,100-2,700 kcal, 여자의 경우 1,800-2,100 kcal로 제시하고 있다. 따라서, 시제 칼슘 및 단백질 강화 명태 100 g 섭취에 의하여 전환되는 에너지는 급식대상 연령(9-49세)의 1일 에너지 섭취기준에 대하여 남자의 경우 18.7～24.0% 범위이었고, 여자의 경우 24.0～28.0% 범위에 해당하였다.
| 쿠키 | 일반성분 (g/100 g) | 에너지2) (kcal/100 g) |
||||
| 수분 | 조단백질 | 조지방 | 회분 | 탄수화물1) | ||
| 시제 | 2.5±0.2 | 18.9±0.2 | 21.5±0.3 | 2.0±0.1 | 55.1 | 504.1 |
| 버터3 ) | 4.6 | 6.1 | 18.8 | 1.5 | 68.9 | 467 |
1)탄수화물 (%): 100 - (수분 + 조단백질 + 조지방 + 회분)
2)에너지 (kcal/100 g): 탄수화물×4.03 + 조지방×9.41 + 조단백×4.22
3)식품성분표(RDA, 2007)로부터 인용되었음
2) 관능특성
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 관능 특성을 살펴보기 위하여 맛(단맛과 짠맛), 냄새 및 조직감을 살펴보았고, 이를 대조구의 관능특성과 비교하여 나타내었다.
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 짠맛과 단맛을 전자혀로 살펴보고, 이를 시판 연육 스낵의 그것과 비교하여 나타낸 결과는 도 7과 같다. 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 연육 스낵의 짠맛은 각각 5.4 level 및 7.2 level, 단맛은 각각 6.2 level 및 7.2 level으로 시제품이 시판 연육 스낵에 비하여 맛강도는 약하였는데, 이는 시판 연육 스낵의 제조를 위하여 사용한 부원료(대조구는 L-글루타민산나트륨 및 재제소금을 사용하였음)의 차이 때문이라고 판단되었다. 한편, 전자혀 제조회사에서는 제품 간에 맛강도가 2 level 이상의 차이가 있는 경우 소비자들이 맛에 대한 차이를 인지한다고 보고한 바 있다.
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 대조구인 시판 연육 스낵의 냄새 특성을 냄새강도와 휘발성염기질소 함량으로 분석하여 나타낸 결과는 도 8과 같다. 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 휘발성염기질소 함량과 냄새강도가 각각 12.4 mg/100 g 및 80.6 level으로, 시판 연육 스낵의 각각 8.2 mg/100 g 및 냄새강도 531.8 level에 비하여 휘발성염기질소 함량의 경우 약간 높았으나, 냄새강도의 경우 낮았다. 이와 같은 결과는 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 경우 제조 중 비린내 저감화를 위한 주정 처리 공정에 의한 영향 때문이라 판단되었다.
이상의 결과로 미루어 보아 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 냄새는 소비자들의 구매 시에 부정적인 영향을 줄 정도는 아니라고 판단되었다.
3) 영양 및 건강 기능 특성
가)
총아미노산
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 연육 스낵의 총아미노산 함량을 측정한 결과는 표 19와 같다. 쿠키의 100 g 당 아미노산 총함량은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키가 17.64 g으로, 시판 쿠키의 6.34 g)에 비하여 월등히 높았다. 이와 같은 시제 쿠키와 시판 쿠키 간에 총아미노산 함량의 차이는 시제 쿠키의 제조 시에 사용한 고단백 명태 분말을 사용하였기 때문이라 판단되었다. 쿠키 100 g 당 주요 아미노산(8% 이상)은 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 경우 glutamic acid (3.46 g, 19.6%), aspartic acid (1.73 g, 9.8%), leucine (1.47 g, 8.3%) 등과 같은 3종이었는데 반하여, 시판 쿠키의 경우 글루탐산(2.31 g, 36.4%) 및 프롤린(0.77 g, 12.1%)와 같은 2종으로 차이가 있었다. 이와 같은 2종의 쿠키 간에 아미노산 함량과 조성의 차이는 배합비의 차이 때문이라 판단되었고, 이들 쿠키 모두가 글루탐산의 함량이 높은 것은 밀가루 내에 다량 함유되어 있는 글루텐(gluten)의 영향이라 판단되었다.
한편, 시제 및 시판 쿠키 100 g 당의 필수아미노산(tryptophan을 제외한 9종) 총함량은 각각 7.71 g 및 2.13 g으로 전체아미노산의 각각 43.7% 및 33.6%를 차지하였다. 이들 쿠키의 제1제한아미노산(tryptophan 제외)은 시제품의 경우 methionine 1종만이었으나, 시판품의 경우 methionine 이외에 lysine도 포함되어 있었다. 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 곡류 제한 아미노산인 lysine과 threonine (Yoon et al., 2010)의 함량은 각각 1.27 g/100 g (7.2%) 및 0.80 g/100 g (4.5%)으로 높아, 곡류를 주식으로 하는 우리나라 사람들을 위시한 동양권 사람들이 간식으로 시판 쿠키(lysine 함량과 조성의 경우 각각 0.09 g 및 1.4%, 트레오닌 함량과 조성의 경우 각각 0.19 g 및 3.0%) 대신에 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키를 간식으로 섭취하는 경우 영양 균형적인 면에서 의미가 있다고 판단된다.
| 총아미노산(g) | 쿠키 | 총아미노산(g) | 쿠키 | ||||||||
| 시판1) | 시제 | 시판 | 시제 | ||||||||
| 필 수 |
트레오닌 | 0.19 | (3.0)2) | 0.80 | (4.5) | 비 필 수 |
아스파르트산 | 0.29 | (4.6) | 1.73 | (9.8) |
| 발린 | 0.31 | (4.9) | 0.93 | (5.3) | 세린 | 0.31 | (4.9) | 0.91 | (5.2) | ||
| 메티오닌 | 0.09 | (1.4) | 0.13 | (0.7) | 글루탐산 | 2.31 | (36.4) | 3.46 | (19.6) | ||
| 이소류신 | 0.27 | (4.3) | 0.77 | (4.3) | 프롤린 | 0.77 | (12.1) | 1.11 | (6.3) | ||
| 류신 | 0.49 | (7.7) | 1.47 | (8.3) | 글리신 | 0.22 | (3.5) | 0.87 | (4.9) | ||
| 페닐알라닌 | 0.46 | (4.0) | 0.74 | (6.4) | 알라닌 | 0.17 | (2.7) | 1.03 | (5.8) | ||
| 히스티딘 | 0.13 | (2.1) | 0.40 | (2.3) | 시스테인 | 0.02 | (0.3) | 0.19 | (1.1) | ||
| 라이신 | 0.09 | (1.4) | 1.27 | (7.2) | 티로신 | 0.12 | (1.9) | 0.63 | (3.6) | ||
| 아르기닌 | 0.23 | (3.6) | 1.01 | (5.7) | 합계 | 6.34 | (100.0) | 17.64 | (99.9) | ||
1)시판 쿠키: 식품성분표(RDA, 2007)의 데이터를 인용하였음
2)총아미노산의 조성비
나) 무기질
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키와 시판 쿠키의 무기질 함량을 측정한 결과는 표 20과 같다. 쿠키 100 g 당의 무기질 함량은 시제품의 경우 칼슘 254. mg, 인 263.8 mg, 칼륨 151.9 mg, 아연 0.9 mg으로, 시판품(칼슘 29 mg, 인 102 mg, 칼륨 111 mg)에 비하여 모두 높았으며, 아연의 경우 시판품의 자료가 없어 비교하지 못하였다. 이와 같이 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키가 시판 쿠키에 비하여 무기질 함량, 특히 칼슘 함량이 높은 것은 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 제조 시에 뼈를 연화시켜 포함시킨 명태분말을 사용하였기 때문이라 판단되었다.
한편, 한국영양학회(The Korean Nutrition Society, 2016)에서는 급식대상 남자와 여자(9-49세)의 1일 무기질 평균 필요량에 대하여 칼슘의 경우 각각 630∼800 mg 범위 및 510∼740 mg 범위, 인의 경우 모두 580∼1,000 mg 범위, 칼륨의 경우 모두 3,000∼3,500 mg 범위, 아연의 경우 각각 7-8 mg 범위 및 6∼7 mg 범위로 제시하고 있다. 따라서, 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 100 g 섭취에 의한 무기질 함량은 급식대상 연령(9-49세)의 1일 무기질 평균 필요량에 대하여 칼슘의 경우 남자가 31.9∼40.4% 범위, 여자가 34.4∼50.0% 범위에 해당하였고, 인의 경우 남녀 모두가 26.4∼45.5% 범위, 칼륨의 경우 모두 4.3∼5.1% 범위, 아연의 경우 남자가 11.3∼12.9% 범위, 여자가 12.9∼15.0% 범위이었다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키는 칼슘, 인 및 아연 섭취의 보급원으로 판단되었다.
| 쿠키 | 무기질(mg/100 g) | |||
| 칼슘 | 인 | 칼륨 | 아연 | |
| 시제 | 254.8±2.4b | 263.8±4.7b | 151.9±2.0b | 0.9±0.0a |
| 시판 | 29 | 102 | 111 | - |
1)시판 쿠키: 식품성분표(RDA, 2007)의 데이터를 인용하였음.
2)데이터 위의 다른 문자들은 유의성(P<0.05)이 있음.
다) 지방산 조성
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 지방산 함량과 조성을 분석하여 나타낸 결과는 표 21과 같다. 시제 칼슘 및 단백질 강화 명태의 지방산은 포화산이 8종, 모노엔산이 6종, 폴리엔산이 7종으로 총 21종 이 동정되었고, 이 중 흔적량(trace)은 5종이었다.
시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키 100 g의 총지방산 함량은 18,810 mg이고, 이들은 포화산이 8,638.4 mg (45.9%)으로 가장 높고, 다음으로 모노엔산(6,465.9 mg, 34.4%) 및 폴리엔산(3,705.7 mg, 19.7%)의 순으로 구성되어 있었다.
칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키 100 g의 주요 지방산은 포화지방산인 16:0 (7,234.2 mg, 38.5%), 모노엔산인 18:1n-9 (6,230.0 mg, 33.1%), 폴리엔산인 18:2n-6 (3,400.1 mg, 18.1%) 등과 같은 3종이었다. 시제 칼슘 및 단백질 강화 프리미엄 쿠키의 지방산 함량과 조성은 제조공정과 첨가물의 종류 등으로 미루어 보아 저지방 소재인 명태분말보다는 다지방 소재인 마가린과 쇼트닝의 지질 영향이 절대적으로 작용하였을 것으로 추정되었다.
| 지방산 | 함량 | 지방산 | 함량 | 지방산 | 함량 | |||
| 14:0 | 272.6 | (1.4) | 16:1n-7 | 43.3 | (0.2) | 18:2n-6 | 3,400.1 | (18.1) |
| 15:0 | trace1 ) | 18:1n-9 | 6,230.0 | (33.1) | 18:2n-4 | 31.9 | (0.2) | |
| 16:0 | 7,234.2 | (38.5) | 18:1n-7 | 164.3 | (0.9) | 18:3n-4 | 235.0 | (1.2) |
| 17:0 | 20.5 | (0.1) | 20:1n-9 | 28.3 | (0.2) | 18:3n-3 | 19.2 | (0.1) |
| 18:0 | 1,012.1 | (5.4) | 22:1n-9 | trace | 20:4n-6 | trace | ||
| 20:0 | 59.0 | (0.3) | 22:1n-7 | trace | 22:4n-6 | trace | ||
| 22:0 | 24.1 | (0.1) | 모노엔산 | 6,465.9 | (34.4) | 22:6n-3 | 19.5 | (0.1) |
| 24:0 | 15.9 | (0.1) | 폴리엔산 | 3,705.7 | (19.7) | |||
| 포화산 | 8,638.4 | (45.9) | 총합계 | 18,810.0 | (100.0) | |||
1)trace: 0.7 mg 이하로 검출
Claims (5)
1) 명태의 머리와 내장을 제거하고 수세 및 탈수하여 고온 가압 처리를 하는 단계;
2) 상기 단계 1)에서 고온 가압 처리된 명태를 에틸알코올에 침지한 다음 마쇄 및 건조하여 명태 분말을 제조하는 단계;
3) 마가린 160g 및 쇼트닝 50g을 혼합하고 그 후, 설탕 190.6g과 계란 50g을 넣고 다시 혼합한 다음 밀가루 300g과 상기 단계 2)에서 제조된 명태 분말 125.5g을 넣고 혼합하여 쿠키 반죽을 제조하는 단계; 및
4) 상기 단계 3)의 쿠키 반죽을 -16℃에서 30분간 방치하여 성형한 다음 오븐에 180℃에서 15분간 굽는 단계를 포함하는 명태 쿠키의 제조방법으로서,
상기 단계 1)의 고온 가압 처리는 115℃, 0.3Mpa의 조건에서 180분간 처리되는 것이고,
상기 단계 2)의 침지는 45℃에서 4시간 처리하는 것이며,
상기 단계 2)의 건조는 60℃, 5시간의 조건에서 건조하는 것이고,
상기 단계 2)의 명태 분말의 크기는 60 mesh인 것을 특징으로 하는 명태 쿠키의 제조방법.
2) 상기 단계 1)에서 고온 가압 처리된 명태를 에틸알코올에 침지한 다음 마쇄 및 건조하여 명태 분말을 제조하는 단계;
3) 마가린 160g 및 쇼트닝 50g을 혼합하고 그 후, 설탕 190.6g과 계란 50g을 넣고 다시 혼합한 다음 밀가루 300g과 상기 단계 2)에서 제조된 명태 분말 125.5g을 넣고 혼합하여 쿠키 반죽을 제조하는 단계; 및
4) 상기 단계 3)의 쿠키 반죽을 -16℃에서 30분간 방치하여 성형한 다음 오븐에 180℃에서 15분간 굽는 단계를 포함하는 명태 쿠키의 제조방법으로서,
상기 단계 1)의 고온 가압 처리는 115℃, 0.3Mpa의 조건에서 180분간 처리되는 것이고,
상기 단계 2)의 침지는 45℃에서 4시간 처리하는 것이며,
상기 단계 2)의 건조는 60℃, 5시간의 조건에서 건조하는 것이고,
상기 단계 2)의 명태 분말의 크기는 60 mesh인 것을 특징으로 하는 명태 쿠키의 제조방법.
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제 1항의 제조방법으로 제조된 명태 쿠키.
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |