To develop Korean-style cut noodles with enhanced protein and calcium levels, we manipulated the ratio of dried anchovy
최근 식생활의 다양화와 사회, 경제적 수준의 발전에 따른 국민의 소득수준 향상으로 인해 식습관이 서구화되고 있다. 그에 따라 쌀 중심의 소비행태에서 빵류나 면류, 인스턴트 식품과 같은 밀가루 식품의 소비가 증가하고 있으며, 이 중 면류는 우리나라의 주식인 쌀 다음으로 가장 많이 섭취하고 있는 식품이 되었다.
현재 우리나라에서 판매, 유통되고 있는 면류는 건면류(국수, 냉면, 당면), 생면류(국수, 당면, 냉면), 숙면류(국수, 냉면, 당면), 유탕면류(봉지라면, 용기라면), 호화건면류, 개량숙면류(국수, 냉면, 당면)와 파스타류로 구분한다. 2012년 면류의 총 생산량은 1,201,345 M/T으로, 그 중 유탕면류(봉지라면)의 생산량이 제일 높았으며(615,581 M/T), 유탕면류(용기면 226,250 M/T)와 국수(건면 105,409 M/T)가 그 다음으로 높았다(Ministry of Food and Drug Safety, 2012). 근래에는 유탕면의 높은 칼로리와 제조과정에서 발생하는 트랜스지방에 대한 우려가 커지면서 튀기지 않은 생면 생산이 빠르게 성장하고 있는 추세에 따라 건면이나 유 탕면 보다는 수분을 함유한 저칼로리, 저트랜스지방 생면 유형 제품의 영양성, 맛과 기능성 강화등을 목적으로 들깻잎 분말(Kim et al., 2012)과 같은 여러 천연재료를 첨가하여 생면류 국수 개발 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
칼국수는 한국의 전통 생면 요리로 간편하고 맛이 좋아 자주 이용되고 있으며, 냉면 다음으로 기호도가 높은 면류로 알려져 있다. 2008년부터 2012년까지 칼국수를 포함한 생면류의 시장점유율은 3.44%에서 3.53%로 증가한(Ministry of Food and Drug Safety, 2012) 실적에서 보듯이 앞으로도 시장에서의 생면 점유율이 더욱 증가할 것으로 생각된다. 따라서 다양한 부재료의 사용과 기능성 칼국수를 개발하여 관능적인 만족과 전통식품의 품질이 향상된 생면의 개발이 필요하다고 여겨진다.
본 연구의 실험재료로 사용된 멸치(
멸치 분말에 대한 선행연구로는 멸치 분말을 첨가한 튀김어묵의 제조 및 품질특성(Bae and Lee, 2007), 멸치 염용성 단백질 추출물 첨가가 소시지의 품질에 미치는 영향(Kwak et al., 2010), 멸치의 분말크기에 따른 저장안정성과 칼슘 용출량(Lee, 1998)에 관한 연구들이 있지만 국물을 내고 난 잔사를 이용한 연구는 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 다양한 생리활성기능과 영양학적 가치를 가지는 멸치가루를 첨가하여 칼국수의 영양적 기능을 보강하고자 하였다. 요인 변수들의 상호의존성이 있을 경우 최소의 실험구 속에서 실제의 최적 조건을 알아낼 수 있다고 알려진 반응표면분석법으로 국물용 멸치 잔사 분말의 최적 배합비를 알아내고자 하였다. 최적 조건에서 제조한 멸치 잔사 분말 첨가 칼국수의 기계적 특성과 관능적 특성, 영양학적 가치 및 단백질 품질특성을 측정하여 국물용 멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수의 이용가능성을 검토하고자 하였다.
본 연구에서 사용한 밀가루는 대한제분의 고급 제면용 중강력분을 사용하였으며, 소금은 천연소금(청수식품<주>, 신안군)을 사용하였다. 자건품 멸치는 부산시 남천동 소재의 대형마트에서 진공 포장품으로 구매하였다.
자건품 멸치를 180℃ 달궈진 프라이팬에서 2분 동안 약한불로 볶은후에, 1,000 mL의 물에 5 g을 넣어 15분간 멸치육수를 우려내고, 관능평가시 우려낸 멸치육수에 다시마(기장물산주식회사, 기장) 5 g, 새우(백경유통, 국내산) 4 g을 사용하여 육수로 사용하였다. 육수로 이용하고 난 후의 멸치 잔사는 –70℃의 급속 냉동고에서 24시간 냉동하여, 진공동결건조장치(FDU- 2000, Tokyo Rikakikai, Japan)에서 48시간 건조하였다. 진공동결 건조한 잔사는 고속균질기(A10, Janke&Kunkel, Staufen, Germany)로 분쇄하여 60 mesh체에 곱게 쳐낸 분말로 제조한뒤 진공포장하여 −20℃에서 저장하면서 실험에 사용하였다.
멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수 반죽은 예비실험을 통하여 멸치 잔사 분말의 배합 범위를 0-8%로 정하고 멸치 잔사 분말, 밀가루, 물, 소금을 혼합하여 제조하였다. 멸치 잔사 분말과 밀가루는 60 mesh 체에 쳐서 사용하였으며, Table 1과 같은 조건을 이용하여 RSM을 이용한 16가지의 시료의 제조비율을 제시하였다(Table 2). 각 시료에 해당하는 비율의 재료를 혼합한 후, 반죽기(5KSM 150PS, Kitchen Aid, Belgium)를 이용하여 2단으로 5분, 3단으로 5분간 반죽하여 글루텐을 형성시키고 제면기(SP150, IMPERIA, Italy)를 이용하여 6단, 5단, 4단, 3단으로 두께 0.3 cm, 길이 20 cm로 성형하여 끓는 육수에서 4분간 삶은 후에 바로 물성검사와 관능검사를 실시하였다. 제조한 칼국수를 민찌기(MN-22S, 한국후지공업<주>)에 다시 갈아서 −20℃의 냉동고에 보관한 후 이화학실험을 실시하였다.
[Table 1.] Independent variable and their levels for central composite design
Independent variable and their levels for central composite design
Central composite design arrangement and sensory responses of cut noodles with anchovy Engraulis japonicus soup base residue by panels
멸치 잔사 분말, 물, 및 밀가루의3가지의 구성변수 사이에 동시적으로 발생하는 효과를 반응표면분석법(response surface methodology)으로 조사하였다. 멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수의 분석과 최적화 분석을 위한 디자인은 Minitab 16 프로그램을 이용하였으며, 품질의 최적화를 위해 중심합성 계획법을 사용하였다. 독립변수로서 멸치 잔사 분말, 물, 밀가루, 3가지를 설정하였으며, 예비실험을 통해서 각각의 최소범위와 최대범위를 설정하였다. 3개의 변수는 각각 X1, X2, X3로 표현하였다. 관능적 특성은 명암, 비린내, 식욕자극치, 감칠맛, 쫄깃함, 까슬까슬함, 전반적인 기호도를 종속변수로서 측정하였다. 실험점은 중심합성 계획법을 이용하여 중심점(0.0), 축점(±α), 1 level점(factorial point)으로 설정하였으며, 실험점들 간에는 설정한 모델의 적합성을 검증하기 위해 반복점이 존재하므로(Park and Jang, 2007) 실험점은 2개의 반복점을 포함한 16개의 실험점을 가진다(Table 2).
멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)의 혼합비율 최적화를 위하여 정량적 묘사분석법(quantitative description analysis, QDA)을 이용하였다(Kim et al., 2000). 칼국수에 대한 관능평가를 위한 관능요원은 식품영양학과 학부생 중에서 훈련된 13명을 선정하였다. 실험의 목적, 시료의 제시, 질문지의 내용과 기입 방법 등에 대해 설명한 후 실험에 참여하도록 하였다. 16개의 시료 중, 6개의 시료를 차례대로 평가하도록 하였으며, 시료는 3자리의 난수표가 표시된 백색의 동일한 접시에 담아 제공하였다. 하나의 시료에 대한 평가가 끝난 후에, 증류수로 입을 헹군 후, 5분 뒤에 다른 시료를 평가하도록 하였다. 7점 척도법을 이용하여, 관능적 특성도가 높을수록 명암, 비린내, 식욕자극치, 비린맛, 감칠맛, 쫄깃함, 까슬한 식감, 전반적인 기호도에 대한 높은 점수를 주도록 하였다.
일반성분
AOAC방법에 따라 수분은 상압가열건조법, 조단백은 semimicro Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 회분은 건식회화법으로 정량하였고(AOAC, 1990), 탄수화물은 시료 전체 무게(%)에서 수분, 조단백질, 조지방, 회분을 뺀 나머지 값을 %로 표시하였다.
유리아미노산 총량 정량
OPDA (o-phthaldialdehyde spectrophotometric assay)를 이용한 Rowlet and Murphy (1981) 및 Church et al. (1983)의 방법을 사용하여 실험하였으며 유리아미노산 총량은 DL-leucine과 DL-lysine 당량으로 표시하였다. 표준곡선 방정식에 따른 DL-lysine과 DL-leucine은 다음과 같다.
DL-lysine (mg %):Y = 0.0394X– 0.0004308DL-leucine (mg %): Y= 0.0848X– 0.00056 (X는 흡광도 측정치)
단백질 품질 및 전분 품질 평가
단백질 소화율(
전분 소화율(In vitro starch digestibility)
전분의 소화율은 pancreatic amylase (500,000 U/mg)를 이용한 Singh et al. (1982)과 Alonso et al. (2000)의 방법으로 측정하였다.
조직감
칼국수 시료의 조직감은 Texture analyser (TA-XT2i, stable microsystem, England)를 사용하였다. 직경 20 mm에 달하는 prove를 사용하여 샘플을 압착했을 때 얻어지는 force distance curve로부터 TPA (texture profile analysis)를 분석하여, 경도(hardness), 점착성(adhesiveness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 및 씹힘성(chewiness)를 각각 3회 측정하여 평균값을 이용하였다.
색도
칼국수 시료의 색도는 색차계(Model JC801; Color Techno System Co. Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 고체 calibration을 이용하여 standard를 교정한 후, 샘플에 대한 명도(L), 적색도(a), 황색도(b)를 5회 반복 측정한 평균값을 취하였다. 이때 사용한 표준 백판의 L값은 93.73, a값 −0.12, b값 0.14이었다.
칼국수의 일반성분, 유리아미노산의 총량, 전분 및 단백질 가수분해율, 조직감, 색도, 비소화성 물질 분석 자료는 Student t-test를 사용하여 통계 분석하였다.
멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)의 명도, 비린내, 식욕자극치, 비린맛, 감칠맛, 쫄깃함, 까슬함, 전반적인 기호도에 대한 평균값을 Table 2 및 회귀식은 Table 3에 제시하였다. 명암은 5% 유의수준에서 멸치 잔사 분말이 첨가되지 않은 시료에서 유의적으로 밝게 평가되었으며(
[Table 3.] Response surface methodology program-derived polynomial equation by the panels
Response surface methodology program-derived polynomial equation by the panels
멸치 잔사를 이용한 칼국수의 개발에 있어서 최적의 재료양을 구하기 위해, 부정적인 영향을 미치는 관능치는 2.0으로 설정, 긍정적인 영향을 미치는 관능치는 5.0으로 설정하여 최적의 배합비를 산출하는 것이 적합하다고 판단되어 관능 목표값을 비린내, 비린맛, 까슬한 식감에 있어서 2.0으로 설정하고, 명암, 식욕자극치, 감칠맛, 쫄깃함, 전반적인 기호도에 있어서 5.0으로 설정하였을 때의 관능적 특성을 고려하여 Fig. 3에 나타내었다. 기대 관능치를 만족시키는 밀가루, 멸치 잔사 분말 및 물의 양은 각각 0.0202, −0.6667, −0.7879의 값으로 계산되었다. 최적화 조건으로 계산된 코드의 값에 각 독립변수 시료 양의 차이를 곱하여, 중심점으로 설정한 밀가루 96 g, 멸치 잔사 가루 4 g, 물 53 mL에 더해준 재료의 양으로 환산하면, 밀가루 96.04 g, 멸치 잔사 분말 2.67 g 및 물 51.42 mL 으로 나타났다.
일반성분
실험에 사용한 멸치와 칼국수의 일반성분 함량을 나타낸 결과는 Table 4와 같다. 밀가루 칼국수(control)의 경우 수분함량이 72.7%로 나타났으며, 멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)은 71.1%로 유의적으로 감소하였다(
[Table 4.] Proximate composition of dried anchovy Engraulis japonicus and noodle samples
Proximate composition of dried anchovy Engraulis japonicus and noodle samples
유리아미노산 총량 정량
진공 동결 건조한 자건멸치(BSA), 자건멸치의 국물 잔사(ASBR), 멸치 잔사 분말을 첨가한칼국수(CNAR), 밀가루 칼국수(control)의 유리아미노산 조성을 Table 5에 나타내었다.
[Table 5.] Free amino acid measurement of dried anchovy Engraulis japonicus and noodle samples
Free amino acid measurement of dried anchovy Engraulis japonicus and noodle samples
유리아미노산의 총량은 BSA에서 가장 많았으며, CNAR에서 control보다유의적으로 증가한 것으로 보아(
단백질 소화율(in vitro protein digestibility)
단백질 소화율의 변화는 Table 6에서와 같이 실험에 사용된 자건 멸치(BSA)의 단백질 소화율은 89%정도의 다소 높은 소화율을 나타내었는데, 이는 Lee et al. (1984)이 멸치의 가공조건에 따른 단백질 품질 변화 연구에서 나타난 열풍건조 멸치의 단백질 소화율 84%보다 높은 결과를 나타내었다. 또한, 시료를 사용하여 자건멸치 국물 잔사(ASBR)의 단백질 소화율은 91%를 상회하여 소화율이 아주 높은 식품재료가 될 수 있음을 알 수 있었다.이는 국물을 우려내는 과정에서 일어난 단백질 구조의 변화로 인해 소화율 측정시 사용된 단백질 분해효소의 작용이 더 용이해진 결과로 생각되었다. 멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)의 단백질 소화율은 94.57±0.4%로 control 95.79±0.29%보다 유의적으로 약간 감소한 것을 확인하였다(
[Table 6.] In vitro protein quality and starch digestibility of Korean style cut noodle samples
In vitro protein quality and starch digestibility of Korean style cut noodle samples
비소화성 물질(trypsin indigestible substrates, TIS)
Trypsin 비소화성 물질(TIS)은 산패되기 쉬운 지질과 공존하는 단백질이 조리와 가공 중의 열처리에 의해 소화되기 어려운 protein-lipid complex를 생성하기 때문에 생기는 것으로 알려져 있다. 이러한 물질의 함량은 통상 purified soybean trypsin inhibitor 당량으로 표시되는데, 본 실험에 사용된 자건 멸치의 TIS (0.39 mg/g solid)는 열풍 건조하여 56일간 상온 저장된 자건 멸치(Lee et al., 1984)의 TIS (0.37 mg/g solid)와 비슷한 수준이어서 저장기간이 상당히 경과된 재료였음을 확인할 수 있었다. 또한, 이를 국물로 우려내어도 별다른 함량 변화가 없었지만 약간의 소화율이 높아지는 결과를 초래함을 알 수 있었다. 한 편, 칼국수 시료들 중의 TIS 함량은 미비하여 단백질 품질에 별다른 영향이 없다고 생각되었다.
단백질 효율비(computed protein efficiency ratio, C-PER)
식품단백질의 영양성 평가에 구성아미노산의 총량과 조성, 필수아미노산과 비 필수아미노산의 비율 외에도 단백질 효율도 중요한 평가방법으로 알려져 있다(Ryu and Lee, 1985). 시료들의
Amino acid profiles of ANRC casein and cut noodle with anchovy Engraulis japonicus soup base residue powder (g.a.a/16 g N)
전분 소화율(In vitro starch digestibility)
전분 소화율은 전분의 크기, 조리조건, amylose와 amylopectin의 비율, amylase-lipid complex, α-amylase inhibitor 등에 의해 많은 영향을 받으며(Lee and Chang, 2004), 첨가하는 부재료에 의해 전분 분해효소의 활성여부에 많은 영향을 주는 것으로 생각된다. 멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)와 밀가루 칼국수(control)의 전분 소화율은 40%를 상회하였고, CNAR 41.64±0.77%, control 42.89±0.2%보다 유의적으로 감소한 것으로 보아(
조직감
멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)의 조직감을 texture analyzer를 이용하여 실험한 결과는 Table 8과 같다. 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)은 밀가루 칼국수(control)에 비해 유의적으로 증가하였으나(
Texture profile analysis of control and cut noodle with anchovy Engraulis japonicus soup base residue powder
색도
멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)와 밀가루 칼국수(control)의 색도는 Table 9와 같다. 명도 L 값은 control이 CNAR에 비해 높았으며, 버찌분말(Kim and Jung, 2013), 곰취분말(Park et al., 2014), 마가루(Park and Cho, 2006)등을 첨가한 국수에서도 첨가한 부재료의 비율이 증가할수록 L 값이 유의적으로 낮아짐을 알 수 있었다(
Color value for frozen dried control and cut noodle with anchovy Engraulis japonicus soup base residue powder
국물용 멸치 잔사 분말을 첨가한 칼국수(CNAR)의 품질과 레시피의 최적화를 목적으로 표면반응분석법(RSM)을 통해 최적 첨가량을 결정하였고, 최적화된 칼국수의 이화학적, 관능적 특성 및 영양학적 특성을 분석하였다. 최대의 관능치를 나타내는 최적 혼합배율은 밀가루 96.04 g, 멸치 잔사 분말 2.67 g 및 물 51.42 mL이었다. 첨가한 멸치 잔사 분말에 의해 밀가루와 물의 결합력이 감소하면서 CNAR의 수분함량이 멸치 잔사 분말을 첨가하지 않은 칼국수(control)보다 유의적으로 감소하였으나, 조회분, 조지방, 조단백질 함량은 유의적으로 증가하였다(