사과와 채소분말을 혼합하여 제조한 쌀 머핀의 제조 및 품질 특성

Ⅰ. 서론

최근 가공식품의 성장과 서구화된 식생활 트렌드 등 외부 문화의 영향으로 1인당 연간 쌀 소비량은 2018년 61.0 kg에서 2022년 56.7 kg으로 감소하였다(Korean Statistical Information on Service 2023). 쌀 소비량의 감소폭이 커짐에 따라 쌀 생산량이 줄어드는 악순환의 문제를 해결하기 위해 쌀의 장점을 부각하고 이를 활용한 다양한 가공품 개발을 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 또한 식습관이 밥에서 빵으로 변화하고, 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 글루텐 프리 제품의 수요가 증가하고 있다(Ryoo 2020). 글루텐 프리 식품은 셀리악병 환자뿐만 아니라 건강에 민감한 다른 소비자의 관심을 끌고 있다(Bascuñán et al. 2017). 한국에서도 글루텐 관련 질환 및 글루텐 프리 식단에 대한 관심이 점차 증가할 것으로 예상되었다(Cha et al. 2022).

머핀과 케이크는 편의성, 질감, 맛 면에서 소비자에게 가장 높은 평가를 받는 제품 중 하나이며 이러한 속성은 수용성을 결정하는 중요한 요인이다(Rodríguez et al. 2022). 글루텐 프리 및 건강한 베이커리 제품에 대한 수요 증가로 인해 머핀 시장은 2021-2025년에도 계속 성장하고 증가할 것으로 예상되었다(Research & Markets 2020). 그러나 글루텐 프리 빵은 글루텐 함유 제품에 비해 질감과 감각적 특성이 떨어지며, 머핀의 경우 영양불균형(고지방, 고 설탕, 저단백, 저 식이섬유, 비타민 및 미네랄과 같은 영양소 부족)을 해결해야 할 전략이 필요하다(Chis et al. 2020; Rodríguez et al. 2022). 최근에는 수박껍질가루를 강화한 글루텐 프리 머핀(Çelik & Isik 2023), 홍삼을 함유한 쌀 머핀(Lee 2019), 율피가루 첨가 쌀 머핀(Choi et al. 2024), 풋사과 동결건조 분말 첨가 쌀 머핀(Lee & Jang 2024) 등 쌀가루를 기반으로 한 건강가공식품에 대한 여러 연구가 보고되었다.

한편, 한국인은 식습관의 서구화로 육류 섭취는 증가하고 채소, 과일 등 식물영양소 섭취는 줄어 영양불균형이 우려되고 있다(Seo 2022). 2018년 국민건강영양조사에 따르면, 한국인의 섭취빈도가 높은 과일은 사과, 귤, 배, 바나나, 감, 키위, 복숭아 순으로 보고되었으며, 사과는 한국인들에게 가장 섭취빈도가 높은 과일이며, 식물성 식품 자체(57.5%)로 직접 섭취하는 비율이 가장 높게 나타났다(Choi et al. 2021). 사과는 플라보노이드, 펙틴, 아스코르브산이 풍부하고 지방, 나트륨, 칼로리 함량이 낮은 영양가 있고 건강한 과일 중 하나로 인식되고 있다(Lonćar et al. 2022). 선행 연구에서 글루텐 프리 빵 제조 시 5% 사과 분말을 사용시 높은 관능적 특성과 증가된 폴리페놀 함량을 제공한다고 보고하였다(Goranova et al. 2022). 채소는 흰색, 오렌지색, 녹색, 붉은색, 보라색 등 다양한 컬러식품으로 구성되어 있다. 그 중 양배추(Brassica oleracea L. var. capitata)는 흰색채소로 다른 Brassicaceae 계열 중에서 가장 인기 있는 채소 중 하나이다(Samec et al. 2017). 양배추에는 식이섬유 외에도 베타카로틴, 알파토코페롤, 이소플라본과 같은 생리활성 화합물이 많이 포함되어 있다(Kumar et al. 2020). 양배추의 폴리페놀, 비타민 및 섬유질은 항산화, 항염, 항암 및 심장 보호 특성을 하는 것으로 보고되었다(Liang et al. 2019). 시금치(Spinacia oleracea L.)는 Amaranthaceae에 속하는 녹색 잎채소로 식이섬유, 비타민(A, B₆, C, K, 엽산), 미네랄(칼슘, 철, 인)의 공급원으로서 독특한 영양 성분을 가지고 있다(Dhanabaaghyam et al. 2018; Junejo et al. 2021). 브로콜리(Brassica oleracea var. italica)는 비타민, 미네랄, 필수 아미노산, 식이섬유와 같은 다양한 영양소와 엽록소, 플라보노이드, 알칼로이드, 카로티노이드, 피토스테롤, 페놀 질산염 및 글루코시놀레이트와 같은 천연 파이토케미컬을 함유하고 있다(Li et al. 2022; Vega-Galves et al. 2023).

채소와 과일 섭취에 대한 Lee(2024)의 국민건강영양조사 연구에서 한국 성인의 과일 및 채소 섭취와 대사질환과의 연관성에서 과일과 채소의 섭취량이 증가할수록 복부비만, 고중성지방혈증과 비만의 유병률이 낮아지는 것으로 보고하였다. 이처럼 채소와 과일이 건강에 미치는 긍정적인 영향에도 불구하고, 2022년 국민건강영양조사 결과에 따르면 하루 과일 및 채소 섭취량이 500g 이상인 비율(만 6세 이상)은 2013년 35.6%에서 2022년 22.7%로 약 13% 감소하였다. 또한 2022년 기준으로 여성이 남성보다 낮았으며, 연령별로는 12-29세에서 섭취량이 낮은 경향을 보였다(Korea Disease Control and Prevention Agency 2023). 휴롬과 한국영양학회(Hwang 2023)는 한국갤럽을 통해 만 19-60세 성인 남녀 1,074명을 대상으로 공동 조사한 결과, 채소와 과일을 섭취하지 않는 주요 이유로 ‘먹기 번거로워서’가 32.7%로 가장 많았고, 채소를 충분히 섭취할 수 있는 방법으로는 ‘쉽게 먹을 수 있는 섭취 방법’이 28.4%로 가장 높게 나타났다. 이 결과는 채소 섭취를 늘리기 위해서는 ‘쉽게 먹을 수 있는 방법’이 가장 중요한 요소임을 시사한다. 이와 같이 채소와 과일의 섭취를 증가시키고 특히 채소와 과일을 간편하게 섭취할 간편식을 개발할 필요가 있다.

그러므로 본 연구에서는 ‘밥 대신 빵’이라는 단순한 식사대용의 개념을 넘어 채소와 과일을 동시에 공급하기 위한 차원에서 가루쌀을 활용하고 여기에 과일과 채소를 첨가한 머핀을 개발하고 품질 특성을 분석하였다.

Ⅱ. 연구방법

2. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀 제조

사과와 채소분말을 혼합하여 제조한 쌀 머핀의 레시피는 Table 1과 같으며, 쌀 머핀 제조과정은 Fig. 1과 같다. 쌀 머핀 제조는 예비실험으로 박력쌀가루 100%로 제조한 글루텐 프리 머핀을 대조군으로 하였고, 박력쌀가루와 과일분말(사과), 채소분말(양배추, 시금치, 브로콜리)을 2:3의 비율로 혼합하여 만든 글루텐 프리 머핀을 실험군으로 하였다. 달걀, 버터, 설탕, 베이킹파우더, 소금과 두유는 동일한 양을 사용하였다. 제조방법은 대조군은 달걀, 버터, 설탕을 이용하여 머랭 제조 후 쌀가루, 소금, 베이킹파우더로 반죽하였다. 실험군은 머랭에 각각의 채소분말을 넣고 두유와 사과분말 혼합액을 섞은 후에 쌀가루(박력분), 소금 및 베이킹파우더를 넣고 반죽하였다. 쌀 머핀 반죽은 컵 머핀을 깐 머핀 틀(자름: 5.5 cm, 높이: 4.5 cm)에 75 g씩 넣고 윗불 170℃. 아랫불 160℃로 예열된 오븐(FDO-7104B, Daeyoung Bakery Machinery Co., Seoul, Korea)에서 25분간 구웠다. 완성된 쌀 머핀은 실온에서 1시간 냉각시킨 후 시료로 사용하였다.

Table 1.

Formula of rice muffins made by combining apple and vegetables powder

Fig. 1.

Process for making rice muffins with the addition of apple and vegetable powders.

Ⅲ. 결과 및 고찰

1. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 일반성분

사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 일반성분에 대한 결과는 Table 2와 같다. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 수분 함량은 31.53-33.45% 범위로 사과-채소분말 첨가군이 대조군보다 낮았으며 군간에 유의한(p<0.01) 차이가 있었다. 이는 Park & Yoon(2024)의 현미 분질미(바로미2)를 첨가한 스펀지케이크의 수분함량은 첨가군의 수분이 감소하는 결과와 유사한 경향을 보였고, Kim(2024)의 가루쌀을 첨가한 머핀, Lee et al.(2024)의 갈색거저리 유충 분말을 첨가한 잉글리시 머핀의 수분함량 역시 첨가군에서 수분이 낮게 나타났다. Ju & Shin(2024)의 차전자피 분말 머핀의 수분함량은 18-21%로 나타나 본 연구보다 낮았으며, Kim(2022)의 흰 민들레 머핀의 수분함량은 31.52-33.55%로 본 연구와 유사한 경향을 나타냈으며 다른 머핀에 비해 수분함량이 높게 나타난 것은 머핀을 부드럽게 하고 노화를 지연시킬 수 있을 것으로 생각된다. 또한 수분함량이 높은 것은 조직감 측정에서 경도, 씹힘성이 낮은 결과와 상관이 있는 것으로 생각된다. 단백질은 8.71-9.57% 범위로 대조군에 비해 사과-양배추, 사과-시금치분말 첨가군이 유의하게(p<0.001) 높았으며, 조지방은 27.80-28.61% 범위로 대조군에 비해 사과-양배추분말 첨가군이 유의하게(p<0.05) 낮았다. 조회분은 0.98-0.99% 범위로 군간의 차이가 없었으며, 탄수화물은 27.93-30.25% 범위로 대조군에 비해 첨가군에서 유의하게(p<0.05) 높았다. 과일-채소 첨가군의 단백질 함량이 대조군에 비해 높게 나타난 반면 조지방은 낮게 나타나 단백질을 증가시키고 지방은 감소된 제품을 통하여 건강한 머핀을 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

Table 2.

Proximate composition of rice muffins with apple and vegetable powders partially replacing rice flour

2. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 색도

Table 3은 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 색도를 나타낸 결과이다. 명도(L-value)는 대조군이 72.74로 가장 높았고, 다음으로 사과-브로콜리 63.87, 사과-양배추 60.74, 사과-시금치 52.67로 가장 낮게 나타나 유의한(p<0.001) 차이를 나타냈다. 쌀 머핀의 적색도(a-value)는 대조군이 0.11이었고, 사과-시금치 분말 첨가군이 -3.24로 가장 낮게 나타나 유의한(p<0.001) 차이를 보였다. 황색도(b-value)의 경우에는 대조군이 34.27로 가장 낮게 나타났고, 사과-채소 첨가군이 37.64-38.48로 대조군보다 높게 나타났으며, 사과-양배추, 사과-시금치 첨가군은 비슷하였고 사과-브로콜리 첨가군이 가장 높게 나타나 유의한(p<0.001) 차이를 보였다. 양배추를 이용한 식빵(Shin 2018), 시금치 가루 첨가 머핀(Joo et al. 2006), 브로콜리 첨가한 빵(Lee 2021)의 결과에서 채소 분말을 첨가할수록 명도가 더욱 낮아서 어두워지는 것으로 보고되었는데 이는 대조군에 비해 첨가군의 명도가 낮아진 결과와 유사한 경향을 나타냈다. 일부 연구에 따르면 첨가된 분말의 색과 베이킹 중 갈변 반응은 아미노카르보닐 반응과 캐러멜 반응의 정도에 의해 영향을 받는 것으로 나타났다(Kim & Kim 2017). 또한, 본 연구에서 L^* (명도) 값의 감소는 브로콜리 분말에 존재하는 녹색 엽록소 색소에 기인하며(Lim et al. 2021), 노란색에 기여하는 베타카로틴과 크산토필과 같은 시금치에서 발견되는 색소와 녹색을 제공하는 엽록소에 기인할 수 있음을 보고하였다(Johnston et al. 2013). 양배추 분말의 경우에는 b^*값 증가의 원인이 될 수 있는 노란색 색소의 공급원인 카로티노이드가 포함되어 있다(Shin 2018). 본 연구는 단일재료 분말의 첨가량을 달리하여 첨가한 것이 아닌 사과와 각각 다른 채소를 혼합하여 제조하였으므로 색이 일정한 경향이 아닌 다양한 형태로 나타났으며, 소비자의 기호에 맞는 채소와 맛, 색을 선택할 수 있는 장점이 있을 것으로 사료된다.

Table 3.

Hunter’s color value of rice muffins with apple and vegetable powders partially replacing rice flour

Fig. 2.

Appearance of rice muffins with apple and vegetable powders partially replacing rice flour.

3. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 조리특성

Table 4는 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 조리특성을 나타낸 결과이다. 대조군 머핀의 중량은 65.51 g이었고, 사과-채소분말 첨가군의 중량은 65.11-65.77 g으로 대조군과 사과-양배추, 사과-시금치첨가군의 차이는 없었으나 사과-브로콜리 첨가군이 유의하게(p<0.01) 높게 나타났다. 쌀 머핀의 굽기 손실률은 12.44-13.43%로 다른 군에 비해 사과-브로콜리 첨가군이 유의하게(p<0.01) 낮게 나타났다. Choi et al.(2024)은 굽기 손실률은 반죽을 굽는 과정 중 수분이 기화되어 반죽 외부로 손실되면서 무게가 감소해 발생하며, 율피가루 첨가 쌀머핀의 경우 율피 가루의 높은 수분보유력에 의한 결합수 증가로 인해 율피 가루 첨가량이 증가할수록 굽기 손실률이 감소하였다고 보고하였는데 본 연구에서는 사과-브로콜리 첨가군의 굽기 손실률이 낮게 나타났는데 레시피 상에서 수분의 보충이 필요할 것으로 생각된다. 쌀 머핀의 높이는 58.00-60.20 mm 범위로 대조군과 첨가군 간의 차이는 없었다. 부피는 133.2-141.20 mL로 대조군에서 가장 높았으며 다음으로 사과-브로콜리, 사과-시금치, 사과-양배추 순으로 나타나 유의한(p<0.001) 차이를 보였다. 비용적은 2.04-2.17 mL/g 범위로 대조군이 가장 높았고, 다음으로 사과-시금치군과 사과-브로콜리군은 차이가 없었으며, 사과-양배추군이 가장 낮게 나타나 유의한(p<0.001) 차이를 보였다. 부피와 비용적의 이러한 결과는 Choi et al.(2024)의 쌀머핀 연구에서 율피 가루의 식이섬유 때문에 상대적으로 쌀가루의 수분흡수와 호화가 지연되어 반죽의 형성이 방해되고 팽창이 억제되어 머핀의 부피 및 비체적이 감소하였다고 한 결과와 유사한 경향이었다. 비용적 감소는 글루텐 형성이 잘되지 않고, 빵 반죽의 가스 보유량 감소에 기인한 것으로 보고하였는데(Jung et al. 2020) 본 연구에서도 이러한 경향으로 비용적과 부피가 낮게 나타난 것으로 생각된다.

Table 4.

Cooking properties of rice muffins with apple and vegetable powders partially replacing rice flour

4. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 조직감

사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 조직감을 측정한 결과는 Table 5와 같다. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 경도(hardness)는 대조군이 667.49로 가장 높게 나타났고, 사과와 채소분말을 첨가하여 제조한 쌀 머핀은 575.50-615.61로 사과-양배추 첨가군은 대조군과 차이가 없었으며, 사과-시금치, 사과-브로콜리 첨가군은 대조군에 비해 유의하게(p<0.05) 낮았다. 부착성(adhesiveness)과 탄성(springiness)은 대조군과 사과-채소분말 참가군간 차이는 없었다. 응집성(cohesiveness)은 대조군에서 0.602의 값으로 가장 높은 값을 나타냈고, 사과-양배추 첨가군이 0.57의 가장 낮은 값을 나타내 시료 간 유의한 차이가 있었다(p<0.05). 검성(gumminess)에서 대조군에 비해 첨가군이 감소한 결과를 나타냈으며 유의성이 있었다(p<0.05). 쌀 머핀의 씹힘성(chewiness)은 285.63~344.92 범위로 대조군에 비해 첨가군에서 높게 나타나 유의한(p<0.01) 차이를 보였다. Çelik & Isik(2023)는 수박껍질 첨가량이 증가할수록 머핀의 경도가 증가하였고, Kim & An(2021)은 천도복숭아 분말 첨가 머핀의 경도는 첨가량이 0-9%까지 증가하다가 12%첨가에서 감소하였음을 나타냈으며, 탄력성(springiness)과 응집성(cohesiveness)은 대조군과 복숭아 분말 첨가군이 차이가 없었으며, 씹힘성(chewiness)은 대조군과 복숭아분말 9% 첨가군까지 차이가 없었으나 12% 첨가군이 대조군보다 유의하게 낮게 나타났음을 보고하였고, Lee(2023)의 동결건조 모시분말 첨가 머핀의 경우 대조군에 비해 모시 분말을 첨가할수록 경도(hardnesss)와 부서짐성(brittleness)이 유의하게 낮아지는 경향을 보였으며, 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)도 모시 분말 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였다. 여주 머핀(An 2014)과 케일 머핀(Choi 2015)의 경우 경도, 응집성, 탄력성, 씹힘성, 부착성이 감소하는 경향이었으며, 이는 부재료의 비율이 증가할수록 구조적 결합에서 수분의 역할이 중요해지고, 수분 결합이 부족하면 부서지기 쉬운 약한 구조가 된다고(Park 2012)하여 머핀에서 부재료와 수분 함량이 구조에 영향을 미친 것으로 보인다. 반대로, 보리순 머핀(Cho & Kim 2014) 연구에서 부재료의 첨가량이 늘어날수록 경도, 부착성, 탄력성, 점착성이 증가한다고 보고되어 본 연구 결과와 상반된 양상을 보였다. 이처럼 첨가되는 부재료나 실험 방법 등 여러 조건에 따라 결과가 달라질 수 있으므로, 연구에 사용되는 조건들이 유사한 다른 사례와 비교하는 것이 중요하다고 판단된다. 본 연구에서 대체로 사과-채소분말 첨가군의 경도, 검성, 씹힘성이 낮게 나타나 일반 머핀에 비해 먹기에는 좋을 것으로 생각된다.

Table 5.

Texture properties of rice muffins with apple and vegetable powders partially replacing rice flour

4. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 감각평가

사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 감각평가를 나타낸 결과는 Table 6과 같다. 색은 대조군과 사과-양배추 첨가군 간에는 유의한 차이가 없었으나 사과-시금치, 사과-브로콜리 첨가군은 대조군과 사과-양배추 첨가군에 비해 유의하게(p<0.001) 낮았다. 맛은 사과-브로콜리 첨가군이 대조군과 다른 첨가군에 비해 유의하게(p<0.05) 낮게 나타났다. 향과 질감은 대주군과 첨가군간의 유의한 차이가 없었다. 전반적인 선호도는 대조군과 사과-양배추, 사과-시금치 첨가군간에는 유의성이 없었으며, 첨가군 간에도 차이가 없었으나 대조군에 비해 사과-브로콜리 첨가군이 유의하게(p<0.05) 낮았다. 전반적으로 사과-브로콜리 첨가군의 선호도가 가장 낮은 반면 사과-양배추, 사과-시금치 첨가군은 대조군과 맛, 향, 질감, 전반적인 선호도에 차이가 없었다. 본 연구결과를 통하여 사과-시금치 첨가군은 색에서 평가가 낮았으며, 사과-브로콜리 첨가군의 평가가 낮게 나타났는데 빵과 함께 간편하게 과일, 채소를 섭취하기 위해서는 과일-채소 첨가 머핀의 품질을 향상시키고 제품에 대한 인식을 높이기 위한 노력이 필요하다고 생각된다.

Table 6.

Sensory evaluation of rice muffins with apple and vegetable powders partially replacing rice flour

Ⅳ. 요약 및 결론

본 연구는 사과분말과 채소분말(양배추, 시금치, 브로콜리)을 2:3의 비율로 혼합하여 제조한 쌀 머핀의 품질 특성을 측정하였다. 사과와 채소분말을 혼합한 쌀 머핀의 수분 함량은 사과-채소분말 첨가군이 대조군보다 유의하게(p<0.01) 낮았다. 단백질은 대조군에 비해 사과-양배추, 사과-시금치분말 첨가군이 유의하게(p<0.001) 높았으며, 조지방은 대조군에 비해 사과-양배추분말 첨가군이 유의하게(p<0.05) 낮았다. 조회분은 대조군과 첨가군간의 차이가 없었으며, 탄수화물은 대조군에 비해 첨가군이 유의하게(p<0.05) 높았다. 쌀 머핀의 명도(L)는 대조군이 가장 높았고, 다음으로 사과-브로콜리, 사과-양배추, 사과-시금치순으로 나타나 유의한(p<0.001) 차이가 있었다. 적색도(a)는 대조군에 비해 사과-시금치 분말 첨가군이 유의하게(p<0.001) 낮았다. 황색도(b)는 대조군에 비해 사과-브로콜리 첨가군이 유의하게(p<0.001) 높았다. 조리특성에서 쌀 머핀의 중량은 대조군에 비해 사과-브로콜리 첨가군이 유의하게(p<0.01) 높게 나타났다. 쌀 머핀의 굽기 손실률은 대조군에 비해 사과-브로콜리 첨가군이 유의하게(p<0.01) 낮게 나타났다. 부피는 대조군에서 가장 높았으며 다음으로 사과-브로콜리, 사과-시금치, 사과-양배추 순으로 나타나 유의한(p<0.001) 차이를 보였다. 비용적은 대조군에 비해 사과-양배추군이 유의하게(p<0.001) 낮았다. 텍스처의 경우 경도, 응집성, 검성과 씹힘성은 대조군에 비해 사과-채소 분말 첨가군에 유의하게 감소하였으며, 부착성과 탄성은 차이가 없었다. 감각평가에서 사과-양배추, 사과-시금치 첨가군은 대조군과 맛, 향, 질감, 전반적인 선호도에 차이가 없었으나, 사과-브로콜리 첨가군의 선호도가 가장 낮게 나타났다.

본 연구 결과 사과와 다양한 채소 분말을 이용하여 쌀 머핀을 제조함으로써 밀가루를 기피하는 소비자 뿐 아니라 채소와 과일을 간단하게 섭취할 수 있도록 쌀 머핀으로 개발하여 제공할 수 있는 제품을 개발할 수 있었다.

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