공기순환방식과 찹쌀페이퍼를 이용한 김스낵의 영양성분과 품질 특성
Abstract
The specific aim of this study was to make laver snacks(fried seaweed paper covered with glutinous rice) by using an air fryer and glutinous rice paper to maximize the taste and texture of the traditional laver snack while increasing production volume by shortening the drying time. We used glutinous rice paper to laver(seaweed) instead of glutinous rice paste. Additionally, we heated the dried laver(170℃, 5 minutes) in the air fryer instead of deep-frying(170℃, 5 seconds). The crude fat content was high in the deep-fried laver snack. However, the laver snack coated with glutinous rice paper instead of glutinous rice paste had reduced crude fat levels. Further, the laver snack coated with glutinous rice paste cooked in the air fryer had the lowest fat content. The contents of amino acids and minerals significantly increased in the laver snacks made using the air fryer by circulating hot air compared to the deep-fried version, but they significantly decreased when glutinous rice paste was replaced with glutinous rice paper. However, when the deep-frying process was replaced by the simultaneous use of glutinous rice paper and heating through circulation of hot air, we found that the nutrient contents of the laver snack was preserved to some extent but could not achieve the same level as that of the control. The results of the sensory evaluation of the laver snack coated with glutinous rice paste showed that the preference for color and flavor decreased when deep-frying was replaced with the heating through circulation of hot air method. The preference for texture decreased when glutinous rice paper was used instead of glutinous rice paste. However, with the simultaneous use of heating through circulation of hot air and glutinous rice paper, there were no differences observed compared to the original snack. In conclusion, the simultaneous use of heating through circulation of hot air and glutinous rice paper could improve the manufacturing process of the laver snack and its health functionality.
Keywords:
laver snack, glutinous rice paper, air fryer, nutrients, quality characteristics서 론
전통적인 김부각은 김에 찹쌀풀을 넓게 펴 바르고 풀을 바른 면 위에 다른 김 한 장을 붙인 뒤 오랜 시간 건조시킨 후에 기름을 바르고 140∼150℃에서 유탕 처리한 식품이다(Han BJ 등 2005). 전통적인 김부각의 건조 방법은 천일 건조 방법을 사용한다(Park JI 등 1994). 천일 건조는 태양열이나 바람 같이 자연조건을 이용하여 건조시키는 방법으로 특별한 설비나 기술을 필요로 하지는 않지만 날씨 등에 의해 영향을 받고 건조 시간이 길고 비위생적일 수 있다. 전통적인 김부각은 보통 찹쌀풀을 바르고 반나절에서 약 2∼3일 정도 천일 건조를 시키는데, 건조 시간이 길고 당일 날씨의 영향을 크게 받아 흐린 날의 경우 건조가 충분히 되지 않아 쉬거나 상할 수 있다는 단점이 있다. 요즘에는 이러한 단점을 보완하기 위해 식품 건조기를 이용하여 70℃에서 3∼5시간 정도 건조를 하기도 한다(Yoo SN & Choi YS 2015). 그러나 식품 건조기를 이용해도 비교적 장시간 건조시간이 필요하므로 대량 생산을 하기에는 한계가 있다. 따라서, 김부각의 상품화를 위해 대량생산이 가능한 제조공정의 개발이 필요하다.
현재 시중에 판매되고 있는 김부각의 경우 유탕 처리 제조 과정으로 인해 소비자가 지방 및 포화지방을 많이 섭취하게 된다. 전통적인 김부각은 예로부터 튀김 요리가 흔하지 않은 한국음식 중에서 식물성 지방을 많이 섭취할 수 있는 음식이었다(Park BH 등 2001). 이러한 김부각의 유탕처리로 인해 고소한 맛을 제공하기는 하지만, 이로 인한 여러 가지 단점을 가지고 있다. 김부각은 고온에서 유탕처리를 하기 때문에 튀김유의 산화로 생성된 물질에 의해 김부각의 맛과 향에 부정적인 영향을 주어 전반적인 품질을 감소시킬 수 있고(Jung LJ 등 2013), 유지의 산패로 인해 유통기간이 단축되는 문제점을 가지고 있다(Choi HM 등 2011). 또한, 예전과는 달리 소비자들은 서구화된 식생활로 튀김 음식, 패스트푸드 등으로 인해 지방 섭취가 많아지고 이는 비만 및 만성질환의 원인이 되어 저지방 제품들의 선호도가 높아졌다.
김스낵 제조시 라이스 페이퍼를 활용한다면 건조시간을 단축하여 김부각의 제조시간을 단축시킬 수 있는 장점이 있다. 전통 김부각은 수작업을 통해 생산하는 방식으로 김 한 장에 찹쌀풀을 칠하는 과정이 반복적으로 이루어져야 하므로 비용 및 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 라이스페이퍼는 베트남의 대표적인 음식으로 약 30 cm 지름으로 된 둥근 보름달 형태이며 베트남에서는 반짱(Banh Trang)이라고 불린다(Park JD 2009). 베트남 현지의 라이스 페이퍼의 제조공정은 침지 및 쌀을 수세 ⟶ 쌀을 분쇄 ⟶ 쌀가루를 물, 전분과 혼합 ⟶ 증숙 및 성형 ⟶ 건조 ⟶ 절단 ⟶ 포장의 단계를 거쳐 제품을 완성시킨다(Lim JG 2021). 라이스 페이퍼는 쌀가루에 전분을 혼합하여 건조시킨 식품으로, 건조상태에서는 부숴질 수 있으나, 뜨끈한 물에 넣으면 겔화되어 점착성을 갖게 되어 라이스 페이퍼에 채소, 고기, 해산물 등을 넣어 쌈용으로 사용되고 있다(Shin MS 2009). 이러한 원리를 이용하여 라이스 페이퍼에 수분을 첨가한다면 전분의 겔화로 김에 쉽게 점착될 것이고 이로 인해 전통적인 김부각보다 건조시간을 줄여 생산성을 높일 수 있다. 또한, 김스낵에 찹쌀풀 대신 라이스 페이퍼를 활용한다면 라이스 페이퍼 제조 기계를 통한 자동화된 시스템을 이용하여 대량 생산이 가능할 수 있다(Lim JG 2021). 베트남 라이스 페이퍼는 주재료가 쌀가루, 타피오카 전분이므로 본 연구에서는 찹쌀풀을 이용한 전통 김부각의 맛과 식감을 최대한 살리기 위해 찹쌀을 포함한 찹쌀페이퍼를 제작하고자 한다.
에어프라이어(air fryer)는 고온의 공기(최대 200℃)를 음식 주위에 순환시켜 조리하는 기구로 음식을 유탕처리 하지 않아도 바삭한 튀김 요리를 즐길 수 있다(Korean Consumer Agency 2019). 에어프라이어의 작동 원리를 살펴보면 기기 내부의 열선을 이용해 뜨거운 공기를 만들고 내부팬으로 빠르게 공기 순환을 일으켜 음식을 조리하는 방식이다. 단시간에 음식의 수분을 빼앗아 음식이 바삭해지고 음식 내 기름은 밖으로 배출시킨다. 전통적인 김부각은 찹쌀풀을 도포한 김을 유탕처리하여 지방 함량이 높고, 이는 산패를 유발하여 품질 저하로 이어지게 된다. 따라서, 에어프라이어의 공기순환 가열 방식을 이용한 김스낵 제조는 전통 김부각보다 지방 함량을 줄인 웰빙 스낵으로서 품질 향상을 기대할 수 있다.
김을 주원료로 한 김스낵은 전분질 찹쌀풀을 활용함으로써 설탕 등 단순당을 줄일 수 있고, 식이섬유질 섭취량을 높일 수 있고, 인지도와 기호도가 높은 건강 지향형 간식이다. 따라서, 본 연구에서는 전통적인 김부각의 맛과 조직감을 최대한 높이고, 찹쌀페이퍼를 자체적으로 제작하여 김스낵 제조과정 중 오래 걸리는 건조 시간을 단축시켜 생산효율이 높은 제품을 개발하고자 한다. 또한, 김스낵을 유탕처리를 하지 않고 에어프라이어로 가열처리 함으로써 지방함량을 감소시키고, 이에 따라 산패의 가능성을 감소시키고 품질을 향상시킨 김스낵의 제조는 국내 및 해외 시장에서 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 예상된다.
재료 및 방법
1. 실험재료
본 실험에서는 서천에서 생산된 김을 사용하였으며, 찹쌀가루(Bukim Co., Jeollabuk-do, Korea), 쌀가루(Bukim Co., Jeollabuk-do, Korea), 타피오카 전분(Viomix Co., Seoul, Korea), 식용유(CJ Cheiljedang Co., Seoul, Korea)는 2021년 6∼8월에 걸쳐 구입하였다.
2. 찹쌀을 이용한 찹쌀페이퍼 제조
찹쌀페이퍼 제조조건은 Lim JG(2021)의 연구를 참조하여 개발하였다. 찹쌀가루 35 g, 쌀가루 20 g과 타피오카 전분 25 g, 온수 120 g으로 반죽을 만든다. 물을 넣은 냄비 위에 면보를 고정시키고 핫플레이트 전기레인지(Kitchenart Co., Incheon, Korea) 4단계에서 물을 끓인다. 면보 위에 반죽을 펴 주고 1분간 찐 후에, 뚜껑을 열고 반죽을 떼어 냈다. 시료의 균일성을 위해 찹쌀페이퍼 한 장을 붙인 김스낵의 총중량은 25 g으로 동일하게 제조되었다(김 2 g, 찹쌀페이퍼 23 g).
3. 김스낵 제조
김스낵은 Park JI 등(1994)의 논문을 참고하여 제조하였다. 먼저, 찹쌀풀은 찹쌀가루 100 g과 따뜻한 물 200 g을 섞어 끓이고 식힌 것을 사용하였다. 김스낵 제조 시 찹쌀풀은 김의 거친 면에 동일하게 1회 펴 바르고(김 3 g, 찹쌀풀 25 g) 식품 건조기(Magicchef Co., Yongin, Korea) 70℃에서 30분간 건조시킨 후 튀겨(170℃, 5초) 제조한 것을 glutinous rice+deep-frying(GR-DF)으로 하였다(Yang JE 등 2016). 찹쌀풀을 도포하여 70℃에서 30분간 건조시킨 후 유탕 과정 대신에 에어프라이어에 가열(170℃, 5분) 제조한 것을 glutinous rice+air-frying(GR-AF)으로 하였으며, 찹쌀풀 대신 찹쌀페이퍼를 붙여 튀긴 것은 glutinous rice paper+ deep-frying(GRPDF)으로 하였다. 마지막으로, 두 개의 조건을 모두 변경하여 찹쌀페이퍼를 붙이고 에어프라이어에 가열한 김스낵은 glutinous rice paper+air-frying(GRP-AF)으로 하였다. 시료의 완성 사진을 Fig. 1에 나타냈다.
Laver snack prepared by various methods.GR-DF: glutinous rice+deep-frying, GR-AF: glutinous rice+air-frying, GRP-DF: glutinous rice paper+deep-frying, GRP-AF: glutinous rice paper+air-frying.
4. 실험방법
김스낵의 일반성분은 AOAC법(AOAC 1995)에 따라 측정하였다. 수분 함량은 분쇄하여 준비한 시료 3 g을 취해 dry oven(HB-501M, Hanbek, Co., Ltd., Bucheon, Korea)을 이용한 105℃ 상압가열건조법으로 측정하였으며, 조회분은 도가니의 항량을 구한 후 전기회화로(FX-12, DAHAN Scientific Co., Ltd., Wonju, Korea)를 이용하여 시료 3 g을 550℃ 직접회화법으로 측정하였고, 조단백질은 시료 1 g을 단백질 분해장치(DT208, Foss Analytical Co., Ltd., Höganäs, Sweden)와 단백질 증류장치(KT200 KjeltecTM, Foss, Denmark)를 이용한 Kjeldahl법으로 측정하였고 조지방은 조지방추출장치(ST255, SoxteTM, Foss, Hillerød, Denmark)를 이용한 Soxhlet 추출법에 의하여 원통여지에 시료 3 g을 넣은 후 에테르 추출법으로 분석하였다. 실험의 결과값은 각 시료마다 3회 반복하여 평균값을 산출하였다.
무기질 함량 분석을 위해 먼저 시료를 믹서기로 분쇄하여 균질화 시키고 시료 1 g을 microwave 분해용기에 담은 후 질산(69∼71%) 8.0 mL와 H2O2(30∼32%) 2 mL를 첨가하였다. 검체를 강산과 혼합하여 Microwave Digestion System(MARS6, CEM Co., Matthews, NC, USA)을 활용하여 시료 1 g을 60분간 분해하였다. 유탕처리군의 분해물은 25 mL로 정용하고 에어프라이어처리군의 분해물은 50 mL로 정용하였다. 각 시료의 무기질(Na, Ca, K, P, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu) 함량은 ICP-OES(Optima 7000DV, Perkin-Elmer, Shelton, CT, USA)를 이용하여 분석하였다. 무기질의 정량분석을 위해서 각각의 무기질 standard(≥99.0%, AccuStandard Inc. New Haven, CT, USA)는 2% 질산으로 희석한 후 칼슘, 나트륨, 칼륨, 인, 마그네슘의 경우 1, 5, 10, 50, 100 mg/kg 각 농도별로 분석하고 검량선을 작성하여 각 시료의 무기질 함량을 환산하였다. 또한, 철 및 아연은 0.05, 0.25, 1.25, 5 mg/kg으로, 구리 및 망간은 0.01, 0.05, 0.25, 1 mg/kg의 농도별로 분석한 후 검량선을 작성하였다.
유리 아미노산 분석을 위해 시료 1 g씩 취하여 80% 에탄올 10 mL를 가한 다음 20분간 초음파 처리를 한 후 1,800×g으로 4℃에서 10분간 원심 분리하였다. 위의 과정을 2회 반복하고 상등액만을 모아 여과지로 여과한 후, 유리 아미노산용 sample dilution buffer(pH 2.2) 1.0 mL에 용해시킨 후 0.45 μm nylon syringe filter(Millipore, Billerica, MA, USA)로 2회 여과하여 분석용 시료로 사용하였다. 전처리 과정을 거친 실험 용액의 유리 아미노산 함량은 아미노산 자동 분석기(Hitachi AAA L-8900, Hitachi High-Technologies Co., Tokyo, Japan)로 분석하였다. 아미노산 표준물질은 amino acid standard Type B(Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan)와 amino acid standard Type AN-2(Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Osaka, Japan)를 각각 5 μL를 취하여 0.02N HCl을 가하여 100 μL로 만들어 사용하였으며, 분석조건은 ion exchange column(4.6 mmID × 60 mm, Hitachi High-Technologies Co., Tokyo, Japan)으로, 이동상은 Ninhydrin Buffer Set과 Buffer set for biological fluid PF-SET를 사용하였다. UV 검출기로 분석하였고 이 때 유속은 1.0 mL/min, 시료주입량은 20 μL이었다. 또한, wavelength 570 nm 및 440 nm, N2 gas automatic purge로 분석하였다.
김스낵의 색도는 분쇄한 시료를 petri dish에 넣은 후 색도색차계(CM-2600d Chroma Meter, Konica Minolta Inc., Osaka, Japan)를 사용하여 L(lightness, 명도)값, a(redness, 적색도)값, b(yellowness, 황색도)값을 측정하였다. 이때 사용한 표준 백색판 L값은 97.2, a값은 —0.03, b값은 0.09이었고, 각 시료마다 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
잘게 부수어 준비한 김스낵 시료 5 g을 사용하여 증류수 45 mL를 넣고 교반시킨 후 1,800×g에서 10분간 원심분리를 한 다음 상층액을 취해 여과지에 여과하여 여액의 pH를 pH meter(Orion StarTM A211, Thermo Scientific, MA, USA)로 측정하였다. 실험의 결과 값은 각 시료마다 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
김스낵의 조직감은 제조 1시간 후 시료를 일정한 크기(30 × 30 mm)로 자른 후 Texture analyzer(CT3, Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Middleborough, MA, USA)를 이용하여 경도(hardness), 탄력성(springiness) 및 부서짐성(fracturability)을 3회 반복 측정하고 평균값으로 나타내었다. 경도와 탄력성 및 부서짐성의 단위는 각각 g, mm, g을 사용하였다. Probe는 2 mm cylinder probe(Park No, TA39)를 사용하였고, 분석조건은 pre test speed 1.0 mm/s, test speed 0.5 mm/s, post test speed 1.0 mm/s, test distance 5.0 mm, trigger force 4.5 g이다.
김스낵의 산가와 과산화물가는 식품공전의 시험법을 따라 측정하였다. 산가 측정을 위하여, 김스낵 제조 후 냉장보관(0∼4℃) 하였고 24시간 후 5∼10 g을 삼각플라스크에 넣고 중성의 에탄올과 에테르 혼합액(1:2) 100 mL를 넣어 녹인다. 이를 페놀프탈레인 시액을 지시약으로 하여 엷은 홍색이 30초간 지속할 때까지 0.1N 에탄올성 수산화칼륨용액으로 적정하였다. 과산화물가 측정을 위하여, 김스낵 약 1∼5 g에 초산과 클로로포름 혼합용액(3:2) 25 mL를 첨가하고 포화 요오드화칼륨용액 1 mL를 섞은 다음 어두운 곳에 10분간 방치하였다. 그 후에 물 30 mL를 가해 세게 흔들어 섞은 후 전분시액 1 mL를 지시약으로 하여 0.01N 티오황산나트륨액으로 적정하였다. 실험의 결과 값은 각 시료마다 2회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
군산시에 거주하는 50대 이상 성인을 대상으로 총 30명을 모집하여 관능검사를 실시하였다. 모든 시료는 3 × 3 cm2 크기로 잘라 1조각씩 세 자리 난수표가 적힌 은박 접시에 호일로 덮어 제공하며, 입안을 헹구는 물을 함께 제공하였다. 평가항목은 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도로 총 5가지였고, 9점 척도법(1=매우 싫다, 9=매우 좋다)으로 평가하였다. 본 연구는 군산대학교 연구윤리심의위원회의 승인(1040117-202109-HR-019-02)하에 진행하였다.
5. 자료의 분석
실험결과는 SPSS 통계 프로그램을 이용하여 평균과 표준편차로 제시하였다. 제조방법의 유의성은 분산분석으로 검증하였고, 군간의 차이는 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test로 검증하였다. 산가와 과산화물가의 경우, 군간의 차이는 p<0.05 수준에서 Student’s t test로 검증하였다.
결과 및 고찰
1. 일반성분
제조방법을 다르게 한 김스낵의 일반성분은 Table 1과 같다. 제조방법에서 찹쌀풀과 찹쌀페이퍼는 가루 100 g 대비 물양이 각각 200 g, 150 g으로 찹쌀페이퍼에 첨가한 물양이 더 적었는데도 불구하고 수분함량이 더 높게 나왔다. 수분함량은 GRP-DF가 4.83%로 가장 높았으며 GRP-AF는 3.76%였고, GR-DF, GR-AF는 각각 2.13%, 2.03%로 찹쌀풀 대신에 찹쌀페이퍼를 적용하였을 때 유의하게 증가하였는데, 이는 찹쌀가루의 수분 함량은 10.7%인데 비해 찹쌀페이퍼에 찹쌀가루 대체분으로 들어간 쌀가루와 타피오카 전분의 수분 함량이 각각 14%, 13%로 찹쌀페이퍼의 수분 함량이 높아진 것이 원인으로 보인다(Breuninger WF 등 2009; National Institute of Agricultural Sciences 2016). 또한, 유탕 처리보다 공기순환 가열 처리시 수분 함량이 낮았는데 이는 유탕과 공기순환의 가열 온도는 170℃로 동일하였으나, 유탕은 5초간 처리한 것에 비해 공기순환 가열은 5분 동안 처리함으로 가열시간이 길어져 나온 결과로 보인다(Choi JY 등 2021). 조회분과 조단백질은 GR-AF가 각각 2.62%, 17.33%로 가장 높고 GRP-DF는 각각 1.06%, 8.05%로 가장 낮게 나왔다. 이는 Choi JJ(2020)은 타피오카 전분의 조회분과 조단백질을 각각 0.1%, 0.17%로, Park YJ(2016)는 각각 0.20%, 0.59%로 보고하였는데 식품성분분석표(National Institute of Agricultural Sciences 2016)에는 찹쌀가루의 조회분과 조단백질이 각각 0.21%, 6.44%, (멥)쌀가루는 각각 0.4%, 6.2%로 찹쌀페이퍼의 조회분, 조단백질 함량이 감소하여 나타난 결과로 보인다. 그러나 GRP-AF는 조회분과 조단백질이 각각 1.54%, 10.70%로 GRP-DF보다 높게 나와 유탕처리보다 공기순환 가열 처리에 의해 영양성분 감소가 적음을 보여주었다. Duan B 등(2018)도 고등어를 유탕 처리하였을 때보다 굽기 처리하였을 때 단백질 함량이 증가한다고 보고하여 본 연구결과와 일치한다. 조지방 함량은 GR-DF가 33.51%로 가장 높았고, GRP-DF가 27.63%, GR-AF는 2.38%, GRP-AF는 1.61% 순으로 유탕으로 제조한 김스낵에서 월등히 높았으며, 찹쌀풀을 찹쌀페이퍼로 대체한 것은 조지방 함량이 낮았다. 앞선 연구(Tian J 등 2017; Choi JY 등 2021; Fikry M 등 2021)에서 공기순환 가열처리 방법은 유탕처리에 비해 기름 흡수율은 낮아 지방 함량은 낮은 반면, 색, 외관, 조직감, 전반적 기호도 등의 관능적 특성이 높다고 보고하여 공기순환 가열처리 방법은 기름의 사용 없이 고온의 공기에 의한 튀김 방식으로 저지방 가공식품을 추구하는 소비자들에게 튀김 요리의 좋은 조리법으로 보인다.
Approximate composition of laver snack prepared by various methods
2. 무기질
김에 풍부하게 함유되어 있는 무기질의 함량 분석 결과를 제조방법을 다르게 한 김스낵별로 Table 2에 제시하였다. 전통적인 방법으로 제조된 김스낵인 GR-DF에 가장 높게 함유되어 있는 무기질은 K로 100 g 당 321.83 mg였으며, 김스낵에는 무기질 중 K 함량이 가장 높다고 보고된 연구 결과(Choi HM 등 2011)와 일치하였다. 그 다음으로는 인(P, 138.10 mg/100 g)이었으며, 마그네슘(Mg, 93.10 mg/100 g), 나트륨(Na, 70.63 mg/100 g), 칼슘(Ca, 62.30 mg/100 g) 순이었다. 미량 무기질의 경우, 철(2.97 mg/100 g)이 가장 높이 함유되어 있었으며, 아연(2.33 mg/100 g), 망간(1.30 mg/100 g)의 순이었다. 미량인 구리를 제외한 무기질의 합이 GR-AF가 978.53 mg/100 g으로 가장 높고, GR-DF가 692.56 mg/100 g, GRP-AF가 688.73 mg/100 g, GRP-DF가 568.22 mg/100 g 순이었다. 식품분석에서 회분이란 식품을 태우고 남은 재이며, 대략 무기질과 거의 같다고 간주하는데(Lee SJ 등 2014), 이는 제조방법을 다르게 한 김스낵의 조회분 함량(Table 1)의 변화와 일치한다. 그리고 모든 무기질 함량이 GR-DF와 GRP-DF에서 각각 GR-AF와 GRP-AF보다 유의하게 낮아 유탕 처리 김스낵은 공기순환 가열처리 김스낵에 비해 모든 무기질의 함량이 낮음을 알 수 있다. Duan B 등(2018)이 고등어를 굽기처리 하였을 때보다 유탕처리 하였을 때 무기질 함량이 감소한다고 하였으며, Kim AH 등(2017)은 매생이를 첨가하여 유탕처리한 김스낵이 전자레인지로 팽화시킨 김스낵보다 무기질 함량이 낮다고 보고하였다. Choi HM 등(2011)도 다시마 분말을 첨가하여 유탕 처리한 김스낵이 전자레인지를 이용한 김스낵보다 대부분의 무기질 함량이 낮아 유탕 처리가 다른 조리법보다 무기질 손실이 크다 보고하였는데, 본 연구에서도 같은 결과를 보였다.
Mineral composition of laver snacks prepared by various methods
GR-DF와 GR-AF에 비해 각각 GRP-DF와 GRP-AF는 칼슘을 제외한 다른 무기질의 함량이 유의하게 감소하여, 찹쌀풀을 찹쌀페이퍼로 대체시켰을 때 무기질 함량 감소가 예상되었다. 그러나 GRP-DF보다 GRP-AF가 무기질 함량이 높아 찹쌀페이퍼를 사용하더라도 유탕 처리보다 공기순환 가열처리를 선택하면 김스낵의 무기질 함량이 더 높아, 무기질 영양소 보존 측면에서 찹쌀페이퍼 사용시 공기순환 가열 처리가 더 효과적임을 알 수 있다(Tian J 등 2017; Choi JY 등 2021; Fikry M 등 2021).
3. 아미노산
김스낵의 풍미에 중요한 영향을 미치며 김에 많이 함유되어 있는 아미노산 측정 결과를 제조방법을 다르게 한 김스낵별로 Table 3에 나타내었다. 유리아미노산의 합이 GR-AF가 11,070.8 mg/100 g으로 가장 높고, GR-DF가 9,074.5 mg/100 g, GRP-AF가 7,251.9 mg/100 g, GRP-DF가 6,379.4 mg/100 g 순이었다. 이는 제조방법을 다르게 한 김스낵의 조단백질 함량(Table 1)의 변화와 일치한다. 아미노산 조성은 식품 중 단백질의 양과 질을 결정하는 데 가장 중요한 요소이며 선행연구들(Choi JH 등 1986; Kim BH 등 2009; Seol HK 2017)에서도 높은 단백질 함량을 지닌 식품이 아미노산 수치에서도 높은 함량을 나타내었다. 감칠맛을 유발하는 glutamic acid, aspartic acid는 GR-DF와 GRP-DF에 비해 각각 GR-AF와 GRP-AF가 높아 유탕 처리에 비해 공기순환 가열 처리시 이들 아미노산이 증가함을 알 수 있다. 또한 단맛을 유발하는 glycine, alanine, threonin, serine 또한, GR-DF와 GRP-DF에 비해 각각 GR-AF와 GRP-AF에서 유의하게 높게 나타나 공기순환 가열처리는 김스낵의 맛을 개선시킬 것으로 보인다. 그러나 GR-DF와 GR-AF에 비해 각각 GRP-DF와 GRP-AF는 감칠맛과 단맛을 유발하는 아미노산 함량이 낮아졌다. 다만 GRP-AF가 GRP-DF보다 높아 유탕 공정을 공기순환 가열로 대체시켰을 때 김스낵의 감칠맛과 단맛이 전통적인 방법으로 제조된 김부각과 동일한 수준은 아니나 어느 정도 보전될 것으로 생각된다.
Free amino acid contents of laver snacks prepared by various methods(unit: mg/100g)
항산화 활성이 있다고 보고된 분지아미노산인 valine, isoleucine, leucine에 대해 Jin HJ(2016)는 valine이 ferric thiocyanate method에 의한 지질과산화 억제능 효과가 매우 높다고 보고하였고, Baek SY(2015)는 이들 산화적 스트레스로 인한 DNA 손상 보호효과가 분지아미노산 혼합 식이를 한 흰쥐의 비장에서 관찰되었다고 보고하였다. 본 연구에서 valine, isoleucine, leucin의 함량이 GR-DF와 GRP-DF에 비해 각각 GR-AF와 GRP-AF에서 유의하게 증가하여 공기순환 가열처리로 인해 항산화 활성을 향상시킬 수 있을 것으로 생각된다.
4. 색도 및 pH
제조방법을 다르게 한 김부각의 색도 측정 결과를 Table 4에 나타냈다. 명도를 나타내는 L값은 GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRP-AF가 각각 53.53, 46.81, 50.44, 49.66으로 나타나, GR-DF가 가장 밝은 색을, GR-AF가 가장 어두운 색을 띄었다. 공기순환 가열 처리군이 유탕 처리군에 비해 명도가 낮은 것은 가열 시간이 증가하여 탄화 과정이 더 많이 진행되었으며 갈변물질이 더 증가한 결과로 보인다. 가열온도가 높을 수록, 가열시간이 길어질수록 당, 아미노산의 중합반응이 촉진되어 갈변 물질 증가의 원인이 되는 것으로 보고되었다(Lee SH 등 2009). 또한, GR-DF에 비해 GRP-DF에서 명도가 유의하게 감소한 것은 찹쌀페이퍼가 갈변반응을 촉진시킨 것으로 여겨진다. a의 경우 +값은 적색도, —값은 녹색도를 나타내는데 GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRP-AF가 각각 0.46, 0.39, —0.31, 0.52로 나타났으며, b는 +값은 황색도, —값은 청색도를 나타내는데 GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRP-AF가 각각 5.90, 0.29, 3.80, 2.40을 보였다. 김스낵은 김원료의 클로로필 a, 베타카로틴, 루테인뿐만 아니라 클로로필 b도 함유하고 있는데 Jung LJ 등(2013)은 제조 과정 중 클로로필 a가 b로 전환된 것으로 보고하였다. 또한 Park BH 등(2001)은 튀기지 않은 김스낵에 비해 튀긴 김부각에서 클로로필 a가 현저히 낮았는데 이는 튀기는 과정에서 비휘발성 유기산의 방출로 클로로필이 페오피틴으로 전환되었기 때문이라고 보고하였다. 클로로필 a는 청녹색인 반면 클로로필 b는 초록을 띠는 노란색을, 페오피틴은 황갈색을 띤다(No JH 등 2016). 찹쌀풀과 유탕처리군인 GR-DF에 비해 나머지 실험군의 b값이 낮았는데 이는 클로로필 b와 페오피틴이 덜 형성되어 나온 결과로 보이며, 특히 GR-AF는 매우 낮아 공기순환 가열처리는 기존의 유탕 처리 김부각에서 일어난 색소 변화를 줄일 수 있다고 판단된다. 그러나 b값이 GR-AF(0.29)보다 GRP-AF(2.40)가 높아 찹쌀풀 대신 찹쌀페이퍼를 사용한 군이 더 높았으며 특히, GRP- DF는 a값이 —값을 나타내 찹쌀풀 대신 찹쌀페이퍼 사용에 의해서는 이러한 영향이 적은 것으로 보인다.
Color characteristics and pH of laver snacks prepared by various methods
김스낵의 pH는 GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRP-AF가 각각 6.05, 5.94, 5.96, 5.92로 모두 산성을 띠고 있어, 공기순환 가열처리를 활용하거나 찹쌀풀 대신에 찹쌀페이퍼를 적용하여 제조하였을 때 pH에 의한 영향은 적을 것으로 보인다.
5. 조직감
제조방법을 다르게 한 김스낵의 경도 측정 결과를 Table 5에 나타내었다. GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRP-AF가 각각 465.50, 324.33, 2,512.33, 2,213.00 g으로 GRP-DF가 가장 높고, GR-AF가 가장 낮아 약 5배 정도 차이가 있었다. 이로 보아 가열 방식보다는 찹쌀 풀을 찹쌀페이퍼로 대체한 것이 경도에 큰 영향을 준 것으로 보인다. 김스낵 관련 다른 연구(Choi HM 등 2011; Moon YG & Park GS 2013, Lee GE 등 2016, Kim AH 등 2017)에서는 경도는 수분 함량과 반비례하는 것으로 보고하였는데, 본 연구에서는 찹쌀풀 처리군에 비해 찹쌀페이퍼 처리군에서 수분 함량이 증가하였음에도 불구하고 경도가 더 높게 나타났다. 이는 쌀전분과 타피오카 전분이 찹쌀전분에 비해 아밀로오스 함량은 높고 아밀로펙틴 함량은 낮은 전분의 특성에 의한 것(Yun YK 2012)으로 판단된다. 즉 아밀로펙틴 함량이 높은 찹쌀풀에 비해 상대적으로 아밀로오스 함량이 높은 찹쌀페이퍼의 노화에 의한 영향으로 경도가 높았던 것으로 보인다. 전분은 충분한 물이 있을 때 호화온도 이상으로 가열하면 호화가 일어나 결정성 부분이 용융되어 무정형으로 변하는데 이 호화전분에 결정화가 일어나는 현상을 노화라 한다(Baek MH 1998). 아밀로오스와 아밀로펙틴이 같이 들어 있는 일반적 전분에서 노화과정은 초기에 아밀로오스가 배열의 변화를 가져오고 그 후 아밀로펙틴의 결정화가 서서히 진행되는 두 단계의 구조적 변화이다(Lee MH 등 2002; Kim SW 2009). 노화는 호화된 전분의 아밀로오스와 아밀로펙틴은 결합하고, 팽윤된 입자 내에서 둘 사이의 견고성이 증가하는데, 아밀로오스는 호화 후 전분입자의 바깥쪽부터 단단해지고 아밀로펙틴은 팽윤된 입자 내부에 남아서 천천히 재결정화 되어, 아밀로오스만의 결정화 현상은 1시간 내에 완전히 일어나는 반면 아밀로펙틴에 의한 결정화 현상은 더 오랜 시간이 걸린다(Karim AA 등 2007)고 한다. 탄력성은 GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRPAF가 각각 5.16, 4.56, 3.56, 3.70 mm로 GR-DF가 가장 높고 GRP-DF가 가장 낮아 가열처리 방식보다는 찹쌀풀 대신 찹쌀페이퍼로의 대체가 더 영향을 준 것으로 보이며 이 또한 전분 특성에 의한 것으로 아밀로오스 함량이 높은 찹쌀페이퍼 노화로 인해 탄력성이 줄어든 것으로 판단된다. 부서짐성에서도 GR-DF, GR-AF, GRP-DF, GRP-AF가 각각 113.50, 30.00, 436.17, 274.67 g로 GRP-DF가 가장 높고 GR-AF가 가장 낮아 가열 방식보다는 찹쌀페이퍼의 노화의 영향으로 경도의 변화와 유사한 것을 볼 수 있었다.
Hardness, springiness and fracturability of laver snacks prepared by various methods
6. 산가 및 과산화물가
제조방법을 다르게 한 김스낵의 산가 및 과산화물가 결과값은 Table 6에 나타냈다. 식품공전에 따르면 김스낵은 기타 가공품의 유탕, 유처리 식품에 해당이 되는데 네 군 모두 산가 5.0 mg/g 이하, 과산화물가 60 meq/kg 이하의 기준 규격에 충족되었다. GR-DF와 GRP-DF의 산가는 각각 0.21, 0.17 mg/g으로 찹쌀풀이나 찹쌀페이퍼를 적용한 방법에 따라 큰 차이를 보이지 않았으나, 과산화물가의 경우, GR-DF(3.50 meq/kg)에 비해 GRP-DF(9.40 meq/kg)가 다소 증가하였다. 공기순환 가열 처리한 GR-AF와 GRP-AF는 산가, 과산화물가 모두 검출되지 않았다. 이로 보아 유탕처리 이용시 산가와 과산화물가를 억제하는 방법이 요구되는데, 공기순환 가열은 튀김유를 사용하지 않아 산가와 과산화물가를 억제하는 좋은 방법으로 생각된다. 유탕처리 김스낵에 Park BH 등(2001)은 녹차 수용성 추출물을, Lee GE 등(2016)은 쑥부쟁이를, Moon YG & Park GS(2013)는 키토산을 이용하여 김스낵에서 산가와 과산화물가를 낮추는 방법을 보고하였다.
Acid value and peroxide value of laver snacks prepared by various methods
7. 관능평가
제조방법을 다르게 한 김스낵의 관능평가 결과를 Table 7에 제시하였다. 색은 유탕 처리한 김스낵에서 찹쌀풀이나 찹쌀페이퍼에 상관없이 선호도가 높게 나타났고 찹쌀풀을 도포한 김스낵을 유탕 대신 공기순환 가열처리시 색에 대한 선호도가 유의하게 감소하였으나, 찹쌀페이퍼를 도포한 김스낵의 경우 공기순환 가열은 색의 선호도에 유의한 영향을 미치지 않았다. 이것은 색차계로 측정한 명도(L)와 황색도(b)의 변화 양상과 유사한 경향을 보였다. 향과 맛의 경우, 찹쌀풀을 찹쌀페이퍼로 대체시킨 김스낵의 소비자 선호도는 유의한 차이를 보이지 않았다. 조직감의 경우 찹쌀풀을 사용한 군은 유탕 처리 대신 공기순환 가열처리시 선호도가 유의하게 감소하여 기계적 평가에서 나타난 경도의 증가와 관련되는 것으로 평가되었다. 그러나 찹쌀페이퍼와 공기순환 가열 처리를 혼합 적용시킨 김스낵의 경우 조직감에 대한 소비자 선호도가 감소하지 않았다. 전반적 기호도 또한, 조직감과 유사한 경향을 보여, 찹쌀풀보다 찹쌀페이퍼 처리군이 유의하게 감소하였으나, 이러한 소비자 기호도의 감소는 공기순환 가열 처리로 개선될 수 있음을 볼 수 있었다. 따라서, 김스낵의 제조 방법 중 유탕 처리 방식을 공기순환 가열 방식으로 대체시켰을 때 색과 향에 대한 선호도가 감소하고, 찹쌀풀 대신 찹쌀페이퍼를 도포하였을 때 조직감에 대한 선호도 감소가 전반적 기호도 또한 감소시켰으나, 공기순환 가열과 찹쌀페이퍼를 병행 처리함으로써 기존의 김스낵과 관능적 차이를 보이지 않으면서 공정뿐만 아니라 건강기능성을 개선시킨 김스낵의 개발이 가능하다고 판단된다.
Sensory evaluation of laver snacks prepared by various methods
요약 및 결론
본 연구에서는 전통적인 김부각의 제조 공정을 개선하고 건강기능성을 향상시키고자 찹쌀풀(GR) 대신에 찹쌀페이퍼(GRP)를 김에 도포하거나 건조시킨 김을 유탕(DF) 가열(170℃, 5초)하는 대신에 에어프라이어(AF)에 가열하여(170℃, 5분) 김스낵을 제조하고 영양성분과 품질 특성을 분석하였다. 조지방 함량은 유탕으로 제조한 김스낵에서 높았고 찹쌀풀을 찹쌀페이퍼로 대체한 것은 조지방 함량을 감소시킴으로서 GR-AF에서 지방 함량이 가장 낮았다. 무기질 및 아미노산의 영양성분은 공기순환 가열 처리를 한 김스낵이 유탕 처리한 김스낵에 비해 유의하게 증가하였으나, 찹쌀풀을 찹쌀페이퍼로 대체시켰을 때 유의하게 감소하였다. 그러나 유탕 처리를 공기순환 가열로 대체시켰을 때 김스낵의 무기질과 아미노산 함량이 대조군과 동일한 수준은 아니나 어느 정도 보전되는 것으로 나타났다. 관능평가 결과, 김스낵의 제조 방법 중 유탕 가열 방식을 공기순환 가열 방식으로 대체시켰을 때 색과 향에 대한 선호도가 감소하고, 찹쌀풀 대신 찹쌀페이퍼를 도포하였을 때 조직감에 대한 선호도 감소가 전반적 기호도 또한 감소시켰으나, 공기순환 가열과 찹쌀페이퍼를 병행 처리한 경우 기존의 김스낵과 관능적 차이를 보이지 않았다. 따라서 공기순환 가열과 찹쌀페이퍼를 병행 처리하여 제조한 김스낵은 영양성분을 크게 저하시키지 않고 소비자의 관능적 평가에 영향 없이, 김스낵의 전통적 제조공정을 개선시키고 건강기능성을 개선시킬 수 있을 것으로 생각된다.
Acknowledgments
본 연구는 2021년 충남테크노파크 해양바이오 전략소재 및 상품화 공정개발 사업으로 수행되었음.
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