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종현 채
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1 KOREAN J. FOOD COOKERY SCI. Vol. 28, No. 4 August, 2012 양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 김세희 1 이희정 1 백재은 2 주나미 1 숙명여자대학교생활과학대학식품영양학전공 1 부천대학교자연과학대학식품영양과 2 Quality Characteristics and Storage Stability of Bread with Cabbage Powder Sehee Kim, Heejeong Lee, Jae Eun Paik and Nami Joo 1 Department of Food & Nutrition, Sookmyung Women's University 2 Department of Food & Nutrition, Bucheon University Abstract The purpose of this study was to determine the optimal mixing conditions, storage, and irradiation characteristics by two different amounts of cabbage powder and water in bread prepared with cabbage powder. A significant increase or decrease in dough ph (p<0.0, sweetness (p<0.05), water content (p<0.00, L-value (p<0.0, a-value (p<0.00, b-value (p<0.00, hardness (p<0.05), springiness, and chewiness (p<0.05) was observed. Sensory measurements showed a significant improvement in appearance, flavor, color, taste (p<0.05), texture, moisture (p<0.0, and overall quality (p<0.05). As a result, the optimum formulation obtained by numerical and graphical methods was g cabbage powder and g water. The optimized and control breads were irradiated and their DPPH radical scavenging activities and total plate counts were evaluated over 6 days. The result showed the antioxidant and antibiotic action of the bread with cabbage powder. Key words : cabbage powder, bread, response surface methodology (RSM), optimization, irradiation I. 서론 양배추 (Brassica oleraces L.) 는십자화과채소로서절단, 분해, 조리되는과정이나생체내효소에의해다양한인돌류가생성되고그중 indole-3-carbinol 의암억제효과가가장큰것으로알려져있다 (Lee YS 등 1990). 양배추에는필수아미노산인라이신, 필수지방산인리놀렌산, 탄수화물중에서는포도당이많이함유되어있으며녹색부분에는비타민 C, 비타민 A 및비타민 B 군도많이함유되어있다 (Kim MT 등 1999). 특히지혈작용을하는비타민 K 와항궤양성의비타민 Corresponding author : Nami Joo, Sookmyung Women's University Tel: Fax: finkhouse03@naver.com U 가풍부하여생즙을먹으면위궤양치료에효과가있고면역기능활성화, 혈액정화, 노화방지와항산화효과등에효과가있는것으로나타났다 (Kim HK 등 2005, Owen RF 1996). 식빵은밀가루또는기타곡분을주원료로하여식염, 계란, 효모등을첨가하여발효시킨후그대로냉동시키거나구운것으로서대용식을주목적으로하는것을말한다. 밥을비롯하여쌀을이용한주식에익숙한한국인들도현대에는분주한일상생활과서구화로인하여대용식인빵을쉽게이용하게되었고식빵그자체뿐만아니라빵을주재료로한토스트, 샌드위치등다양한형태로섭취하고있다 (Kang CO 2002). 이에따라제빵분야에도건강유지를위한기능성제품에다양한기능성물질을첨가하여그특성을연구한논문들이많이이루어지고있다 (Lee HJ 와 Joo NM 2012, Lee KS 2007, Kim WM 2005).

2 432 김세희 이희정 백재은 주나미 방사선조사는식품의위생화및저장성증진을위한가공기술로 1980 년대이후부터방사선기술 (radiation technology) 이식품및공중보건제품의위생화에효과적이라는과학적사실이알려지면서국제적으로활발히연구되고있고산업적활용이증가하여 (Yoon YH 와 Lee JU 2010) 최근에는식품의분야를다양하게넓혀개발하는연구가진행되고있다. 식품에방사선조사는식품유래병원성미생물의생육을억제시켜질병을예방하고식품의 shelf-life 를연장시켜주는등여러목적으로이용되고있다 (Lee HJ 와 Joo NM 2012, Kim MR 등 2007). 이에본연구는양배추를다양하게이용하여식품에적용하는연구흐름에맞추어표준화하기쉬운분말형태로첨가하여제빵에적용하였고이를토대로양배추의기능성을이용하여기능적, 관능적품질특성을살펴보며저장기간동안의특성과방사선조사에따른양배추가루첨가식빵과대조구식빵의항산화, 미생물적특성을살펴보고자하였다. 1. 실험재료 Ⅱ. 재료및방법 양배추가루를이용한식빵을제조하기위하여양배추가루 ( 백장생, 국내산 ), 밀가루 ( 백설, 강력 1 등 ), 백설탕 (CJ 제일제당, 국내산 ), 소금 ( 해표, 국내산 ), 무가염버터 ( 서울우유, 국내산 ), 생이스트 ( 제니코식품, 중국 ), 전지분유 ( 서울우유, 국내산 ) 를구입하여사용하였다. 2. 실험계획 양배추가루첨가식빵의모든실험계획, data 분석및품질의최적화분석은 Design Expert 8(Stat-Easy Co., Minneapolis MN, USA) 프로그램을사용하였다. 독립변수로는양배추가루, 물두가지를요인으로설정하였으며, 종속변수로는반죽 ph, 당도, 수분함량, 식빵의부피, 무게및굽기손실률, 색도 (L, a, b), 텍스쳐 (hardness, springiness, chewiness), 관능검사 ( 색, 향미, 외관, 맛, 질감, 촉촉한정도, 전반적인기호도 ) 를측정하였다. 실험요인의최대및최소의범위는예비실험을거쳐양배추가루 g, 물 g 로설정하였다. 중심합성계획법에의한실험점은정중앙점 (0.0) 과 ±α 점 (axial point), ±1 level 점 (factorial point) 으로실험점들사이에는모델설정및적합결여검증을위한 2 개의반복점이존재한다 (Lee HJ 와 Joo NM 2012). 각성분들의반응을보기위해서 perturbation plot 과 contour plot 그리고 response surface plot 을이용하였다. 최적화양배추가루첨가식빵은방사선조사에따른항산화성과저장성을살펴보았고 (Lee HJ 와 Joo NM 2012) 완성된실험디자인의재료혼합비율은 Table 1 과같다. 3. 양배추가루첨가식빵의제조 제빵방법은직접반죽법 (straight dough method) 을토대로반죽기 (NVM-16, Daeyung, Seoul, Korea) 를이용하여제조하였다. 발효기 (Ep-40, Daeyung, Seoul, Korea) 를이용하여온도 27, 습도 75% 의조건에서 30 분간 1 차발효를진행하였다. 1 차발효후실온에서 15 분간의중간발효를진행하고모양을성형하여발효기온도 37, 습도 85% 의조건에서 2 차발효를 45 분간진행하였다. 윗불 200, 아랫불 180 로예열된오븐에서 30 분간구워낸후실온 (20 ) 에서 1 시간동안냉각시킨후본실험의시료로사용하였다. 4. 이화학적특성측정 반죽 ph 와당도 양배추가루첨가식빵반죽 ph 는 ph meter(f-51, Horiba, Kyoto, Japan) 로측정하였으며, 당도는 0-53% 범위의당도계 (PAL-1, ATAGO, Tokyo, Japan) 를이용하여 3 회측정후평균값을나타내었다. Table 1. Experimental design for bread prepared with cabbage powder No. Cabbage powder Factor Water Wheat flour Sugar Butter Fresh yeast Powder milk Sample No : The number of experimental conditions by central composite design. Salt 한국식품조리과학회지제 28 권제 4 호 (2012)

3 양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 433 2) 식빵의수분함량측정 수분함량은상압가열건조법으로측정하였으며, 적외선수분측정기 (MB45, Ohaus Co. Zurich, Switzerland) 를사용하여 3 회측정한후평균값을나타내었다. 측정시의온도는 105 이었다. 5. 물리적및기계적특성 식빵의부피, 무게및굽기손실률 배추가루, 물의양을선정하였고, 그때의지점을지점예측 (point prediction) 을통해최적점으로선정하였다. 수치최적화는 canonical model 을기준으로하는모델의계수에각각의반응중유의성이있는관능평가항목의최고점을목표범위 (goal area) 로설정하였다. 수치최적화를통해제시된최적점 (solution) 으로적합도 (desirability) 를구하고가장높은적합도를나타내는최적점을채택하였다. 아래식에서 d 는각각의 desirability, n 은 response 의수를의미하며, D 는 overall desirability 를의미한다. 양배추가루첨가식빵의부피는좁쌀을이용한종자치환법 (Pyler EJ 1979) 에의하여측정하였고, 식빵의부피와무게는 3 회반복측정하여그평균값을나타내었고, 반죽수율과굽기손실률은다음의식에의해값을구하였다. Baking loss rate (%) = 2) 식빵의색도측정 100 각시료별표면의색도는색도계 (Color meter CR-200, Minolta, Co., Osaka, Japan) 를사용하여식빵의 crumb 의색도를각각측정하였다. L(lightness), a(redness), b(yellowness) 을각 3 회반복하여측정한후평균값으로나타내었다. 이때사용한표준백판의 L 값은 97.26, a 값은 -0.07, b 값은 로보정한후사용하였다. 3) 식빵의텍스쳐측정 텍스쳐는제조된식빵중심부위에서 mm 의사이즈로잘라 Texture Analyser (TA-XT2, Stable Micro Systems Ltd., Godalming, England) 를사용하여 3 회측정후평균값을나타내었다. TPA test 방법으로견고성 (hardness), 탄력성 (springiness), 씹힘성 (chewiness) 을측정하였다. Texture Analyser 의조건은 pre-test speed: 1.0 mm/s, test speed: 1.0 mm/s, post-test speed: 5.0 mm/s, test distance: 10.0 mm, trigger force: 5.0 g 를실시하였고 probe 는 36 mm 의 cylinder radius type 을사용하여측정하였다 (Lee HJ 와 Joo NM 2012). 6. 식빵의관능검사 관능검사는숙명여자대학교식품영양학과대학원생 25 명을 panel 로선정하여각 panel 이 10 개의시료를평가하도록하였다. 관능검사항목은색, 향미, 외관, 맛, 질감, 촉촉한정도, 전반적인기호도였으며, scoring test 중 7 점척도법으로평가하여선호도가높을수록높은점수를주도록하였다. 7. 최적화분석 8. 최적화된양배추가루첨가식빵의방사선조사에따른저장기간별특성 최적화된양배추가루첨가식빵과양배추가루를첨가하지않은대조구식빵을제조하고 Co-60 감마선조사시설 (Point source, AECL, IR-79, Nordion International Co. Ltd, Owatta, ON, Canada) 을이용하여실온에서시간당 5 kgy 의선량률로각각 2.5, 5, 7.5, 10 kgy 의총흡수선량을얻도록조사하였다. DPPH 라디컬소거능 시료 5 g에 70% 에탄올 45 ml을혼합하여 shaking incubator(s1-900r, Jeio tech Co., Ltd., Deajeon, Korea) 에서 24시간교반시켜 2번거른후시료로이용하였다. 시료용액 90 μl를 DPPH solution( mm) 30 μl와혼합하여암소, 실온에서 30분간방치한후 517 nm에서분광광도계 (2800 UV/VIS Spectrophotometer, UNICO, Dayton, NJ, USA) 로흡광도를측정하여 DPPH 라디컬소거능값을구하였다. DPPH 자유라디칼소거능 (%) = (1- ) x 100 A: 실험구의흡광도, B: 대조구의흡광도 2) 총균수측정 빵의 crumb 중심부에서취한시료 2 g 에멸균된 saline solution(0.85%, NaCl) 8 ml 을가하여교반기 (Bagmixer 400w, Interscience, Bretêche, France) 에서균질화 (2 min) 시킨후 10 진희석법으로희석하여배지에분주하여평판배양법으로측정하였다. 배지는 Tryptone Soy Agar(Difco, Detroit, MI, USA) 를만들어사용하였으며 37 의배양기에서 48 시간배양한후생성된 colony 를계수하였다. Canonical 모형의수치최적화 (numerical optimization) 와모형적최적화 (graphical optimization) 를통해최적화를위한양 Korean J. Food Cookery Sci. Vol. 28, No. 4(2012)

4 434 김세희 이희정 백재은 주나미 9. 통계분석 최적배합비율로제조된양배추가루첨가식빵과양배추가루를첨가하지않은대조구식빵의품질특성결과는 SPSS(Statistic Package for the Social Science, Ver 12.0 for Windows) program 을사용하여 t-test 로 5% 수준에서각시료간의유의성검사를실시하였으며, 방사선조사를통한저장성실험항목인항산화능측정과총균수측정에있어서는 SPSS 를이용하여 two way ANOVA 로분석하였고시료간의유의성은 Duncan's multiple range test 로 p<0.05 수준에서비교하였으며모든실험은 3 회반복측정하였다. 1. 이화학적특성 반죽 ph 와당도 Ⅲ. 결과및고찰 양배추가루첨가식빵의 10 개실험점에따른반죽 ph 측정결과는 Table 2 와같이 5.59~5.93 의범위를보였다. 반죽의 ph 가 5 이하일때는지친반죽으로가스보유력이급격히떨어진다고볼때 (Kim YS 2002) 양배추가루첨가식빵의반죽은가스보유력이높다고할수있다. 설정된반응별로모델링화하여 F-test 로유의성을검증한결과와독립변수가 ph 에미치는영향을살펴보기위한회귀식은 Table 3 와같다. 양배추가루첨가식빵의반죽 ph 는양배추가루와물이서로상호작용하는 quadratic model 이결정되었고 p-value 는 으로 1% 의수준에서유의적으로나타났다. R2( 결정계수 ) 값은 로매우높은수준에서모델에대한적합성이인정되었다. 회귀식을통해양배추가루의첨가량이물보다반죽의 ph 에더큰영향을미치는것을알수있다. Fig. 1 의 pertubation plot 을살펴보면, 양배추가루 (A) 첨가량이증가할수록반죽의 ph 는높아짐을알수있었고이는 Lee SH(2010) 의결과와유사한것으로나타났다. 또한양배추가루첨가식빵의당도는 의범위를나타냈으며양배추가루와물의함량이각각독립적으로작용하는 linear model 이결정되었고 p-value 는 로 5% 수준에서유의적인결과를보였다. Table 3. Analysis of predicted model equation for physiochemical properties of dough and bread prepared with cabbage powder Response Dough ph Dough sweetness Bread moisture content 2) * Model Mean ±S.D R F Polynomial -squared -value Prob>F2) equation 3) Quadratic 5.72± ** Linear Linear 1.12±0.14 (%,Brix) 59.22±1.14 (%) * *** R2 1, close to 1 indicates regression line fits the model p<0.05, ** p<0.01, *** p< ) A : cabbage powder, B : water 2) 식빵의수분함량 A B-0.028AB A B A +0.19B A -3.76B 양배추가루첨가식빵의수분함량은 % 의범위를보였다 (Table 2). linear 모델이결정되었고 p-value 는 로 0.1% 의범위에서유의적인결과를보였다. R2 값은 로회귀변동에대한신뢰도가비교적높음을알수있었고수분함량에는양배추가루 (A) 첨가량보다물 (B) 의첨가량이더높은영향력을미치는것을확인할수있었다. Table 2. Physicochemical properties of dough and bread prepared with cabbage powder No. Responses Cabbage powder Water Dough Dough sweetness Bread moisture content ph (%,Brix) (%) ±0.02. d 0.90±0.10 bc 62.49±1.30 a ±0.02 a 1.23±0.15 abc 62.70±1.06 ab ±0.04 de 1.06±0.20 abc 54.41±0.57 de ±0.01 b 1.10±0.30 abc 55.74±0.60 e ±0.01 f 0.80±0.26 c 61.17±3.83 a ±0.02 c 1.30±0.17 ab 60.64±0.85 abc ±0.01 b 1.50±0.26 a 62.70±01.29 a ±0.01 c 1.03±0.11 bc 55.21±1.40 de ±0.01 e 1.23±0.31 abc 59.25±0.50 bc ±0.03 f 1.20±0.10 ac 57.90±1.09 cd Mean±S.D, Different letters (a-i) within the same column differ significantly (p<0.05) 한국식품조리과학회지제 28 권제 4 호 (2012)

양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 435 2. 물리적및기계적특성 식빵의부피, 무게및굽기손실률 양배추가루첨가식빵의부피측정결과는 Table 4 와같이 1403-2130 ml 의범위로나타났으며 linear 모델이설정되었다 (Table 5).

1% 수준에서유의하였다. 양배추가루와물의첨가량이증가할수록식빵의무게는유의적으로증가하였음을확인할수있었다 (Fig. 2). 이는찰흑미와녹차가루첨가식빵 (Kim WM 2005) 의연구결과와유사한것으로, 기능성물질을분말형태로첨가시킨연구에서, 첨가되는분말의양이많을수록무게는유의적으로증가함을확인할수있었다. 무게를이용하여산출한굽기손실률은 7.95-13.

Perturbation plot and response surface plot for the effect of cabbage powder (A) and water (B) on physiochemical properties of dough and bread prepared with cabbage powder.

5 양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 물리적및기계적특성 식빵의부피, 무게및굽기손실률 양배추가루첨가식빵의부피측정결과는 Table 4 와같이 ml 의범위로나타났으며 linear 모델이설정되었다 (Table 5). 양배추가루첨가량이증가할수록부피는감소하고물의양이증가할수록부피가점진적으로증가하는경향을나타내어단호박첨가량에따라부피가감소한단호박첨가식빵, 스펀지케이크 (Lee KS 2007) 의연구와유사한결과를보였다. 양배추가루첨가식빵의무게측정결과는 ml 의범위를보였으며 quadratic model 이설정되었고 p-value 가 으로 0.1% 수준에서유의하였다. 양배추가루와물의첨가량이증가할수록식빵의무게는유의적으로증가하였음을확인할수있었다 (Fig. 2). 이는찰흑미와녹차가루첨가식빵 (Kim WM 2005) 의연구결과와유사한것으로, 기능성물질을분말형태로첨가시킨연구에서, 첨가되는분말의양이많을수록무게는유의적으로증가함을확인할수있었다. 무게를이용하여산출한굽기손실률은 % 의범위로나타났다. 일반적인굽기손실률이 7-13%( 배종호등 2000) 임을감안하면일반적인수준내에포함된다고볼수있다. 굽기손실률은 quadratic model 이설정되었고 p value 는 으로 5% 이내에서유의수준을보였다 (Table 5). 2) 식빵의색도 Fig. 1. Perturbation plot and response surface plot for the effect of cabbage powder (A) and water (B) on physiochemical properties of dough and bread prepared with cabbage powder. 양배추가루첨가식빵의 Crumb 색도 (L, a, b) 의 L 값은 , a 값은 , b 값은 의범위를나타내었다 (Table 4). 명도 (L) 는 p-value 가 로 1% 이내에서유의성이인정되었고 R2 값은 로모델의적합성이인정되었다 (Table 5). 명도에대한 perturbation plot 과반응표면곡선을살펴본결과양배추가루 (A) 와물 (B) 이증가할수록 Table 4. Physical and mechanical properties of dough and bread prepared with cabbage powder No. Cabbage Powder Water Volume (cc) Weight Baking loss rate (%) Responses L a b Hardness (dyne/ cm3 ) Springiness (%) Chewiness ± ±2.88 g 9.31±0.07 d 73.27±0.47 ab -2.68±0.05 d 16.36±0.68 cd 82.06±8.72 de 0.99± ±6.75 e ± ±4.00 d 7.95±0.13 e 69.00±1.25 c -1.56±0.28 a 26.95±1.43 a ±23.61 b 0.93± ±15.56 b ± ±5.00 e 12.68±0.19 ab 72.61±2.35 b -2.13±0.01 b 16.16±6.86 cd 73.10±23.97 e 1.20± ±32.17 e ± ±4.50 a 9.50±0.10 d 61.56±1.20 d -1.63±0.10 a 23.45±1.16 ab ±49.18 a 0.97± ±34.54 a ± ±3.60 f 12.51±0.50 b 76.22±0.56 a -2.61±0.11 d 14.69±0.78 d 75.23±15.44 e 1.16± ±5.20 e ± ±3.60 b 10.11±0.41 d 66.23±2.30 c -2.03±0.06 b 23.22±0.64 ab ±13.61 cd 0.98± ±10.57 cde ± ±4.50 f 10.11±0.34 d 72.34±0.66 b -2.47±0.22 cd 21.05±1.47 bd ±39.57 c 0.98± ±30.20 cd ± ±3.21 c 13.33±0.56 a 68.37±3.30 c -2.24±0.12 bc 20.08±0.84 bc 95.03±13.11 de 1.48± ±9.49 c ± ±5.03 e 12.84±0.80 ab 68.3±0.87 c -2.49±0.19 cd 20.80±1.97 b 91.76±17.16 de 1.31± ±19.35 cde ±86.6 c ±5.50 d 11.14±0.63 c 66.23±2.68 c -2.52±0.12 d 21.14±1.62 b 87.03±8.57 de 1.09± ±24.02 de Mean±S.D, Different letters (a-g) within the same column differ significantly (p<0.05) Korean J. Food Cookery Sci. Vol. 28, No. 4(2012)

6 436 김세희 이희정 백재은 주나미 Fig. 2. Perturbation plot and response surface plot for the effect of cabbage powder (A) and water (B) on physical and mechanical properties of bread prepared with cabbage powder. 한국식품조리과학회지제 28 권제 4 호 (2012)

7 양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 437 Table 5. Analysis of predicted model equation for physical and mechanical properties of bread prepared with cabbage powder Response Model Mean±S.D R -squared F -value Prob>F 2) Polynomial equation 3) Volume Linear 1908±225.38(cc) A+0.19B Weight Quadratic 962.4± *** A+29.67B+4.75AB+13.29A B Baking loss rate Quadratic 11.07±0.72(%) * A+1.50B-0.39AB-1.51A B 2 Crumb Texture 2) * 3) L Linear 69.42± ** A-2.01B a Quadratic -2.24± ** A+0.12B-0.15AB+0.28A B 2 b Linear 20.39± *** A-0.78B Hardness Linear ±55.15(Dyne/ cm3 ) * A+1.49B Springiness Linear 1.11±0.15(%) A+0.12B Chewiness Linear ± * A+13.36B 0 R2 1, close to 1 indicates regression line fits the model ** *** p<0.05, p<0.01, p<0.001 A : cabbage powder, B : water 명도는낮아지는경향을보였다 (Fig. 2). 이는양배추분말첨가설기떡 (Yang MO 2009) 의연구결과와유사하였으며이는양배추가루가증가할수록클로로필색소가증가하기때문으로사료된다. 적색도 (a) 는 p-value 가 으로 1% 이내에서유의성이인정되었고 Fig. 2 를통해양배추가루 (A) 와물 (B) 의첨가량이증가할수록적색도는점진적으로증가하였음을알수있다. 이는양배추를가열했을때안토산틴의백색이미색으로짙어지는경향과클로로필이열에의해녹색이녹갈색으로변하여녹색도보다적색도가증가하는경향을보인 Lee SH(2010) 의연구결과로해석해볼수있다. 황색도 (b) 는 p-value 가 로 0.1% 이내에서유의수준이인정되었고 R2 값은 로모델의적합성이인정되었다 (Table 5). Fig. 2 를통해양배추가루 (A) 의첨가량이증가할수록황색도는유의적으로증가하여양배추분말첨가설기떡 (Yang MO 2009) 의연구결과와유사하였다. 3) 식빵의텍스쳐 양배추가루첨가식빵의조직감항목으로는경도 (hardness), 탄력성 (springiness), 씹힘성 (chewiness) 을측정하였다. 경도는 dyne/ cm3의범위를보였으며 (Table 4), linear model 이선정되었고모델의 p value 는 로 5% 이내의수준에서유의성을나타내었다. R2 값은 을보였고양배추가루첨가량의영향력이물의첨가량보다훨씬큰것을볼수있다 (Table 5). 탄력성값은 % 의범위를나타내었고 linear model 이선정되었는데 p-value 는 으로유의적인결과가나타나지않았다. 씹힘성범위는 g 이며 linear model 이선정되었고 p-value 가 으로유의수준 5% 에서모델의적합성이인정되었다. Fig. 2 의 perturbation plot 과반응표면곡선을보면양배추가루 (A) 과물 (B) 의첨가량이증가할수록씹힘성도증가하는것을볼수있는데이는당귀첨가식빵 (Shin GM 과 Kim DY 2008) 의결과와유사하다. 3. 관능검사 양배추가루첨가식빵에대해 7 점척도로관능적품질을평가한결과색은 , 향미는 , 외관은 , 맛은 , 식빵으로서의질감은 , 촉촉한정도는 , 전반적인기호도는 사이의범위를나타내었다 (Table 6). 색, 향미, 외관, 맛, 질감, 촉촉한정도, 전반적인기호도에대한 7 가지관능특성은모두시료간의교호작용을하는 quadratic 모델이결정되었으며관능항목중맛 (0.0133), 촉촉한정도 (0.0077), 전반적인기호도 (0.0417) 에대한값이유의적인결과를보였다 (Table 7). 각각의실험항목에관한 perturbation plot 과반응표면의그래프는다음 Fig. 3 과같다. 관능검사의항목들은대부분양배추가루첨가량이증가할수록기호도가증가하다가일정시점이후에는다시감소하는경향을보였다. 이는 Lee SH(2010) 의연구에서양배추가루첨가식빵이대조구에비해기호도가낮았다는연구결과와차이가있었다. 4. 품질최적화 최적화는 Canonical 모형의수치최적화 (numerical optimization) 와모형적최적화 (graphical optimization) 를통해양배추가루, 물의양을선정하였다. 수치최적화와모형적최적화를통해선정하고가장높은 desirability 를나타낸최적점을선택하여지점예측 (point prediction) 을통해도출하였으며예측된최적값은양배추가루 g, 물 g 이었다 (Fig. 4). 5. 최적화된양배추가루첨가식빵의방사선조사에따른저장기간별특성 DPPH 라디컬소거능 DPPH(1,1-Diphenyl-2-picryl-hydrazyl) radical 소거능은식품의항산화력을측정하는방법중하나이다 (Oh JH 등 2004). Korean J. Food Cookery Sci. Vol. 28, No. 4(2012)

8 438 김세희 이희정 백재은 주나미 Table 6. Sensory evaluation of bread prepared with cabbage powder at various conditions by response surface design No. Cabbage powder Water Responses Color Flavor Appearance Taste Texture Moistness Overall quality ± ± ± ±1.58 c 3.84± ±1.83 cd 3.8±1.44 d ± ± ± ±1.31 d 3.04± ±1.15 e 2.72±1.17 f ± ± ± ±1.96 bc 4.64± ±1.61 b 4.36±1.38 b ± ± ± ±1.05 c 3.40± ±1.40 d 3.36±1.15 e ± ± ± ±1.22 c 4.12± ±1.33 b 4.16±1.03 c ± ± ± ±1.20 c 3.72± ±1.00 c 3.76±1.09 d ± ± ± ±1.10 b 4.00± ±1.15 cd 3.83±1.23 d ± ± ± ±1.31 b 4.28± ±1.32 b 4.48±1.08 b ± ± ± ±1.08 a 5.88± ±1.49 a 5.64±1.50 a ± ± ± ±1.41 a 5.72± ±1.35 a 5.56±1.29 a Mean±S.D, Different letters (a-e) within the same column differ significantly (p<0.05) Table 7. Analysis of predicted model equation for sensory test of bread prepared with cabbage powder Response Model Mean±S.D R-squared F-value Prob>F 2) Polynomial equation 3) Color Quadratic 4.25± A+0.024B+0.074B A B 2 Flavor Quadratic 3.93± A+0.15B+0.010AB-0.70A B 2 Appearance Quadratic 3.92± A-0.040B-0.10AB-0.81A B 2 Taste Quadratic 4.06± * A+0.19B+0.070AB-1.00A B 2 Texture Quadratic 4.26± A+0.24B-0.11AB-1.04A B 2 Moistness Quadratic 4.10± ** A+0.51B-0.070AB-0.84A B Overall quality Quadratic 4.17± * A+0.31B+0.020AB-1.04A B 2) * 3) 0 R 2 1, close to 1 indicates regression line fits the model p<0.05, ** p<0.01 A : cabbage powder, B : water Table 8. Effect of irradiation on the DPPH free radical scavenging activity during storage of control sample and optimized sample of bread prepared with cabbage powder Mean±S.D Control bread Optimized cabbage bread 2) Irradiation dose Storage period 0 day 1 day 2 day 3 day 4 day 5 day Average F-value 2.5 kgy 28.63± ± ± ± ± ± ±5.00 e 5.0 kgy 32.30± ± ± ± ± ± ±4.89 d 7.5 kgy 33.36± ± ± ± ± ± ±6.37 f 10.0 kgy 35.15± ± ± ± ± ± ±7.12 d 2.5 kgy 73.05± ± ± ± ± ± ±9.52 a 5.0 kgy 70.93± ± ± ± ± ± ±6.94 a 7.5 kgy 61.63± ± ± ± ± ± ±7.60 c 10.0 kgy 62.55± ± ± ± ± ± ±10.27 b *** Average 57.22±22.39b 58.18±22.44a 58.36±22.49a 51.09±21.19c 48.37±22.63d 52.69±22.68 e 52.69±22.6 F-value *** *** bread addition without cabbage powder 2) bread addition with cabbage powder 3) Mean±SD, Different letters(a-f) within a column are significantly different (p<0.00 한국식품조리과학회지제 28 권제 4 호 (2012)

water (B) on sensory properties of bread prepared with cabbage powder.

NM 2012) 의연구에서조사량이증가할수록항산화능이감소하는결과를보인것과유사하였다.

일에비해조금높은값으로나타나본연구와차이가있는것으 로나타났다. 하지만저장기간이증가할수록 0.

9 양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 439 Fig. 3. Perturbation plot and response surface plot for the effect of cabbage powder (A) and water (B) on sensory properties of bread prepared with cabbage powder. 방사선조사량에따른차이를살펴보면, 두실험군모두 2.5 kgy 에서 10 kgy 로조사량이커질수록 DPPH 라디컬소거능이 0.1% 이내의수준에서유의적으로감소하는경향을보였다. 이는한국인다소비섭취식품의방사선조사후항산화영양소와비타민 B1 의변화를살펴본연구 (Jang HH 등 2004) 와모시잎가루첨가식빵 (Lee HJ 와 Joo NM 2012) 의연구에서조사량이증가할수록항산화능이감소하는결과를보인것과유사하였다. 저장기간에따른차이를보면, Lee HJ 와 Joo NM(2012) 의연구에서는저장기간에따라일괄적으로감소하는경향을보였고본연구에서는조사후 1 일과 2 일이 0 일에비해조금높은값으로나타나본연구와차이가있는것으 로나타났다. 하지만저장기간이증가할수록 0.1% 이내의수준에서유의적으로감소하여저장기간이증가할수록항산화능은감소한다는것을확인할수있었다. 양배추가루를첨가한식빵역시방사선조사량이증가할수록 DPPH 라디컬소거능이급격히저하하는것을볼수있었다. 또한, 방사선조사여부와상관없이양배추가루를첨가한식빵이대조구식빵에비해높은 DPPH 라디컬소거능을보였고 (Lee HJ 와 Joo NM 2012), 최적화된양배추가루식빵에 10 kgy 를조사한식빵이 2.5 kgy 를조사한식빵에비해높은 DPPH 라디컬소거능을가졌다 (Table 8). Korean J. Food Cookery Sci. Vol. 28, No. 4(2012)

440 김세희 이희정 백재은 주나미 Table 9. Effect of irradiation on the growth (log CFU) of total plate counts during storage of control sample and optimized sample of bread prepared with cabbage powder Mean±S.

5 kgy ND ND ND ND ND 1.00±0.40 10.0 kgy ND ND ND ND ND 0.59±0.30 2.5 kgy ND ND ND 1.87±2.60 1.41±2.00 2.42±3.40 Optimized cabbage 5.0 kgy ND ND ND ND ND 1.87±2.60 bread 2) 7.5 kgy ND ND ND ND ND 0.

10 440 김세희 이희정 백재은 주나미 Table 9. Effect of irradiation on the growth (log CFU) of total plate counts during storage of control sample and optimized sample of bread prepared with cabbage powder Mean±S.D Total plate counts (log CFU) Irradiat-ion dose 0 day 1 day 2 day 3 day 4 day 5 day 2.5 kgy ND ND 0.35± ± ± ±0.10 Control bread 5.0 kgy ND ND ND ND ND 1.18± kgy ND ND ND ND ND 1.00± kgy ND ND ND ND ND 0.59± kgy ND ND ND 1.87± ± ±3.40 Optimized cabbage 5.0 kgy ND ND ND ND ND 1.87±2.60 bread 2) 7.5 kgy ND ND ND ND ND 0.85± kgy ND ND ND ND ND ND bread addition without cabbage powder 2) bread addition with cabbage powder 3) Mean±SD 5.83 log CFU/g 에비해서는적은수를보였다. 최적화된양배추가루첨가식빵역시 2 일부터균이나타나기시작하였는데 5 일째에 2.42 log CFU/g 으로대조구식빵에비해현저히적었다 (Table 9). 5 kgy 군에서대조구식빵은 4 일까지균이측정되지않았고대조구식빵과최적화된양배추가루첨가식빵모두 5 일째에적은양의균이검출되었다. 조사최대허용치인 10 kgy 를조사한군에서는대조구식빵과최적화된양배추가루첨가식빵모두 4 일째까지균이측정되지않았다. 대조구에서는 5 일째기존의방사선조사량에비해상대적으로적은균이발견되었고최적화군에서는균이측정되지않아방사선조사옹근죽 (Kim MR 등 2007) 의결과와유사하였다. 이상의실험결과양배추가루를첨가한식빵군이대조군에비해균수가적어양배추의항균성 (Kyung KH 등 1997) 연구결과와유사하였다. 방사선조사량에있어서는방사선조사량이증가할수록측정된총균수는감소하였는데, 특히 5 kgy 이상에서는급격히감소하여감마선조사된시판분말수프 (Ahn JJ 등 2009) 와유사하였다. Ⅳ. 요약및결론 Fig. 4. Perturbation plot and response surface plot for the effect of cabbage powder (A) and water (B) on desirability of bread prepared with cabbage powder. 2) 총균수 방사선조사량에따른차이를살펴보면, 2.5 kgy 를조사한군에서대조구식빵은 2 일째부터서서히나타나기시작하였지만최대저장기간인 5 일에서도 4.29 log CFU/g 수준으로 Lee HJ 와 Joo NM(2012) 의방사선조사를하지않은군의 본연구는다양한생리활성기능을가지는양배추를첨가한식빵의최적배합조건을도출하여최적화된양배추식빵과대조구식빵에방사선을조사하고저장기간동안항산화성과총균수를측정하였다. design expert 8 프로그램을이용하여실험을설계하고결과를분석한후최종적으로양배추가루첨가식빵의배합비율을결정하였다. 1. 반죽 ph(p<0.0, 반죽당도 (p<0.05), 식빵의수분함량 (p<0.00, 식빵의무게 (p<0.00, 굽기손실률 (p<0.05) 항목에서유의적인결과를보였다. 반죽의 ph 는양배추가루첨가량이증가할수록높아지고물의첨가량이증가할수록반죽의 한국식품조리과학회지제 28 권제 4 호 (2012)

11 양배추가루첨가식빵의제조조건최적화및저장성연구 441 ph 는감소하다가일정시점이후에는점차증가하였다. 2. 색도에서 L 값 (p<0.0, a 값 (p<0.0, b 값 (p<0.00 의유의성이인정되었다. 텍스쳐에서는경도 (p<0.05), 씹힘성 (p<0.05) 에서모델의적합성이인정되었다. 3. 관능검사항목중맛, 촉촉한정도, 전반적인기호도는일정수준을넘는양의양배추가루는기호도를감소시킨다는것을알수있었다 (p<0.05). 관능검사결과양배추가루첨가식빵의관능적최적배합비는양배추가루 g, 물 g 으로나타났다. 4. 대조구와최적화된양배추가루첨가식빵에각각 kgy 의방사선을조사하였고 6 일동안관찰한결과모두저장기간이증가함에따라 DPPH 라디컬소거능활성은유의적 (p<0.00 으로감소하였고, 총균수는양배추가루가첨가된군에서균의수가더적음을알수있었다. 이상의결과를통해양배추가루를첨가한식빵이기능적, 영양적, 품질및기호도측면에서상품으로서연구개발가치가있다고판단되며양배추고유의맛과향이살아있는새로운건강빵으로자리잡을수있을것이라사료된다. 참고문헌 배종호, 배만종, 정인창, 신영자, 이봉희, 권오진, 황경수 제과제빵학. 형설출판사. 서울. pp Ahn JJ, Kim KH, Park SH, Kwon JH Screening of sterilized ramen soup by DEFT/APC method and its quality properties as affected by irradiation. Korean J Food Sci Technol. 41(5): Jang HH, Nam HS, Ly SY Changes in antioxidant nutrients and vitamin B1 contents of gamma irradiated foods consumed most frequently in Korea. Korean J Nutr 37(:38-44 Kang CO Effect of the addition of powdered-bamboo leaves on the quality and preservations of breads. Masters of degree thesis. Chonnam National University. pp Kim HK, Do JR, Hong JH, Lee GD Optimization for function properties of cabbage extracts. Korean J Food Preserv 12: Kim MT, Kim JH, Wi DS, Na JH, Sok DE Volatile sulfur compounds, proximate components, minerals, vitamin C content and sensory characteristics of the juices of kale and broccoli leaves. J Korean Soc Food Sci Nutr 28(5): Kim MR, Yang YH, Oh SH, Kwon OY, Byun MW, Lee JU, Park SC Effect of gamma irradiation on the microbial and phycochemical properties of Ong-keun jook(korean whole rice porridge). J East Asian Soc Dietary Life 17(: Kim WM Effects of black glutinous rice flour and green tea powder on the antioxidative properties and bread making quality characteristics. Doctorate thesis. Hannam University. pp Kim YS The effects of arrowroot juice on the quality characteristics of white bread. Masters of degree thesis. Dong Eui University. pp Kyung KH, Han DC, Fleming HP Antibacterial activity of heated cabbage juice S-methyl-L-cysteine sulfoxide and methyl methanethiosulfonate. J Food Sci 62(2): Lee HJ, Joo NM Optimization of pan bread prepared with Ramie powder and preservation of optimized pan bread treated by gamma irradiation during storage. Prew Nutr Food Sci 17:53-63 Lee KS Quality characteristics of the sweet pumpkin added white bread and sponge cake. Masters degree thesis. Uiduk University. pp Lee SH Effect of cabbage powder on baking properties of white breads. Korean J Food Preserv. 17(5): Lee YS, Jang WS, Eui MJ, Lee SJ, Jang JJ Inhibitory effect of Chinese cabbage extract on diethylnitrosamine-induced hepatic foci in Sparague-Dawley rats. J Korean Cancer Assoc 22: Oh JH, Kim EH, Kim JL, Moon YI, Kang YH, Kang JS Study on antioxidant potency of green tea by DPPH method. J Korean Soc Food Sci Nutr 33(7): Owen RF Food Chemistry-3rd edition. Marcel Dekker, Inc. pp Pyler EJ Physical and chemical test methods. Baking science and technology, Col.Ⅱ, Sosland Pub. Co. Manhattan Kansas. USA. pp Shin GM, Kim DY Quality Characteristics of white pan bread by Angelicagigasnakai powder. Korean J Food Preserv 15(4): Yang MO Quality Characteristics of Sulgidduk added with cabbage powder. J East Asian Soc Dietary Life 19: Yoon YH, Lee JU Use of Irradiation in food processing as green technology. Food Sci Industry 43(:53-63 Korean J. Food Cookery Sci. Vol. 28, No. 4(2012)

μ

μ 초콩의제조중기능적특성비교 173 Table 1. Changes in total polyphenol contents of Chokong as affected by soaking time Extracting solvents Chokong 1) Soaking time (days) 1 4 7 10 14 Water 70% ethanol solution 23.46±4.62