저상품성 향어를 활용한 쿠키 및 레토르트 죽의 개발 및 품질 특성

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to 1) compare sensory, nutritional and digestive properties of the Israeli carp Cyprinus carpio muscle (ICM) by size [ normal large (NLF), regular (NRF) and small (NSF) fish], part [ventral (VM) and dorsal (DM) muscle], and commercial value [NLF, recessive (RF) or deformed (DF) fish] as a basic research and 2) develop home meal replacements (HMR) such as cookies and vegetable porridge (VP-IS) and sweet pumpkin porridge (SPP-IS) with Israeli carp based on customer trends as applied researches.

The proximate composition of NLF (100 g) was 63.6 g moisture, 16.3 g crude protein, 18.4 g crude lipid, 1.0 g ash, and 0.7 g carbohydrate. NSF, DF, and RF, which generally is low grade fish, demonstrated higher moisture content whereas lower crude protein and crude lipid were found when compared with NRF. The crude lipid content of VM demonstrated much higher fat content than the DM when analyzed by using NRF. Based on the results obtained from electronic tongue, there was no difference in sensory taste values according to the fish size. The DF and RF demonstrated higher sensory taste values than the NLF. In addition, DM demonstrated higher sensory taste values than VM. NSF and DF demonstrated lower odor intensity than the NRF. Similar to the previous results, DM demonstrated higher odor intensity than VM. For muscle color, NSF and DF demonstrated low redness but high whiteness, thereby being generally bright. The enzyme activity of Israeli carp was very low in muscles, while viscera demonstrated relatively higher enzyme activity than muscles. For total amino acid content, NLF and DM demonstrated higher amino acid content than NSF and VM, respectively. NLF had three major amino acids: lysine, aspartic acid, and glutamic acid whereas the others (NSF, VM, DM, DF, and RF) had only two major amino acids: aspartic acid and glutamic acid. Regardless of fish size, part, and commercial value, the mineral content of ICM per 100 g were in the range of 29.3-39.4 mg for calcium, 370.6-484.3 mg for potassium, 6.4-9.6 mg for iron, and 4.2-12.5 mg for zinc. Based on the recommended daily intake or adequate intake for Korean men aged 19-49, mineral content in ICM were 3.7-4.9% for calcium, 10.6-13.8% for potassium, 8.3-12.5% for iron, and 2.3-3.7% for zinc. Based on the results, health functions of ICM can be expected from potassium and iron. Regardless of the fish size, part, and commercial value, fatty acid content of ICM per 100 g was in the range of 8.4-16.0 g. NLF, DF, and VM demonstrated higher fatty acid content than NSF, RF, and DM, respectively. The major fatty acids in all ICM were 16:0 (17.9-20.3%), 18:1n-9 (38.9-46.0%), and 18:2n-6 (13.1-15.3%).

The optimal process for the production of Israeli carp (NLF) cookies was set using the following: optimum heating conditions for paste production, optimum mixing ratio for cookie production, and optimum heating conditions for storability. Israeli carp paste was prepared by removing gills and visceras from Israeli carps (G&G treatment), followed by washing and drying process. The paste was heated in a retort adjusted to 121℃ for 120 min, cooled for 20 minutes, then ground and sieved (no. 10 mesh sieve). The dough was prepared by mixing margarine (21.4%), sugar (13.0%), salt (0.2%), egg yolk (4.8%), Israeli carp paste (22.4%), and wheat flour (weak flour) (22.4%). The dough was molded (diameter 4 cm, thickness 0.8 cm), placed in a freezer (-16.0±2.0℃) for 30 minutes, baked in a oven (160±2℃, 20 min), then cooled at room temperature for 1 hr.

The proximate composition of Israeli carp (NLF) cookie per 100 g prepared under optimal conditions was 4.1 g moisture, 9.7 g crude protein, 29.2 g crude lipid, and 1.4 g ash. In addition calories of Israeli carp cookie per 100 g was 520.0 kcal. Israeli carp cookie demonstrated higher content in all proximate compositions except crude fat when compared to the cookie prepared without Israeli carp (control). In addition, Israeli carp cookie demonstrated lower calories, stronger umami, lower yellowness, and stronger odor than the control whereas no difference was found in lightness and texture values. Results from the sensory evaluation demonstrated that Israeli carp cookies were superior in all items such as taste, color, odor, texture, and overall acceptance to the control. Total amino acid content of Israeli carp cookie per 100 g was 9.46 g, which was higher than the control. The major amino acid in Israeli carp cookie was glutamic acid (26.3%). Mineral content of Israeli carp cookie per 100 g was 216.6 mg calcium, 193.2 mg phosphorus, 170.9 mg potassium, and 18.2 mg magnesium. Israeli carp cookies demonstrated higher levels in all the minerals compared to the control. Fatty acid content of Israeli carp cookie per 100 g was 27.8 g, which was similar to the control. The major fatty acids in Israeli carp cookie were 12:0, 16:0, 18:1n-9, and 18:2n-6, which was identical with the control. Digestibility of Israeli carp cookie per 100 g was 51.3%, which was higher than the control at 20.3%.

The optimal process of preparing porridge with NLF (P-NLF) was proceeded as follows. For vegetable porridge with NLF (VP-NLF), Israeli carp paste (18.0%, w/v), water for processing (60.9%, w/v), rice (glutinous rice: non-glutinous rice=6:4) (9.0%, w/v), vegetables (carrot: zucchini =1:1) (10.8%), garlic powder (1.0%, w/v), and salt (0.3%, w/v) were mixed. For sweet pumpkin porridge with NLF (SPP-NLF), Israeli carp paste (17.8%, w/v), sweet pumpkin puree (26.6%, w/v), water for processing (44.4%, w/v), rice (glutinous rice: non-glutinous rice=6:4) (8.9%, w/v), sugar (2.2%, w/v), and salt (0.1%, w/v) were mixed. Each samples were placed in a container, sealed, and heated (25 min in a retort adjusted to 121°C), then cooled rapidly.

The proximate composition of VP-NLF and SPP-NLF per 100 g were 82.3 g and 77.6 g moisture, 3.9 g and 3.7 g crude protein, and 2.6 g and 2.8 g crude lipid, respectively. Ash content was identical which was 0.9 g for both two type porridge-NLFs. In addition, calories of VP-NLF and SPP-NLF per 100 g were 80.0 kcal and 109.2 kcal, respectively. P-NLF had stronger sourness and umami, but weaker sweetness and bitterness than the commercial porridges (control group). VP-NLF demonstrated lower saltiness than the control group whereas SPP-NLF was within a similar range with the control group. VP-NLF demonstrated lower odor intensity than the control group whereas similar odor intensity was found between commercial sweet pumpkin porridge and SPP-NLF. Both two type porridge-NLFs had Level 3 physical properties for senior-friendly food in texture. Based on the sensory evaluation, the two type porridge-NLFs were either superior in all items (taste, odor, texture, and overall acceptance) than the control group or showed no difference. Total amino acid contents of the VP-NLF and SPP-NLF per 100 g were 3,537.2 mg and 3,329.0 mg, respectively. Both the P-NLF demonstrated higher value than the control group. The major amino acid in all porridges were aspartic acid and glutamic acid.

The mineral content of in VP-NLF and SPP-NLF per 100 g were 114.0 mg and 135.1 mg calcium, 70.3 mg and 101.8 mg phosphorus, and 79.1 mg and 146.3 mg potassium, respectively. All the minerals in SPP-NLF were higher than the control group. However this trend was not found in potassium. For fatty acid content, VP-NLF and SPP-NLF per 100 g contained 2.6 g and 2.4 g, respectively. The major fatty acids for VP-NLF and SPP-NLF were 16:0, 18:1n-9, and 18:2n-6, which was identical with the major fatty acids of the control group. The contents and compositions of 20:5n-3 and 22:6n-3, typical omega-3 fatty acids were 135.4 mg and 5.9% for VP-NLF and 131.1 mg and 5.5% for SPP-NLF, respectively. Digestibility of VP-NLF and SPP-NLF per 100 g were 86.4% and 90.0%, respectively.

Based on the results from the general, sensory, and nutritional properties, it was found that cookies, VP-NLF and SPP-NLF can not only improve protein, lipid, and mineral content but also improve digestibility, thereby proving to be nutritionally significant.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 향어의 고도 이용을 위한 1) 기초 연구로 저상품성 열성 향어와 기형 향어, 그리고 정상 향어의 위생학적, 관능학적 및 영양학적 식품 품질 특성을 살펴보고, 2) 응용 연구로 소비자 트렌드를 고려한 향어 이용 쿠키 및 어죽(야채죽 및 단호박죽) 등과 같은 가정간편식형 제품을 개발하고자 하였다.

정상어 대형 향어 100 g 당의 일반성분 함량은 수분 63.6 g, 조단백질 16.3 g, 조지방 18.4 g, 회분 1.0 g, 탄수화물 0.7 g이었다. 향어의 일반성분 함량은 크기의 경우 작은 것이, 상품성 가치별의 경우 기형어 및 열성어가 수분이 많았고, 조단백질과 조지방이 적었으며, 부위별의 경우 배쪽육이 지방이 훨씬 많았다. 관능적 특성은 정상 대형어에 비해 전자혀의 경우 어체 크기에 차이가 없었고, 기형어 및 열성어가, 등쪽육이 배쪽육보다 우수하였으며, 냄새 강도의 경우 소형 및 기형어가 낮았고, 등쪽육이 배쪽육에 비하여 높았으며, 근육 색은 소형어와 기형어가 적색도가 낮았고, 백색도가 높아 대체로 밝았다. 향어의 효소 활성은 근육의 경우 아주 낮았고, 내장의 경우 근육에 비하여 높았다. 향어의 총아미노산 함량은 어체 크기별의 경우 크기가 클수록, 부위별의 경우 등쪽육이 배쪽육에 비하여 높았고, 이들의 주요아미노산은 정상 대형어의 경우 lysine, aspartic acid 및 glutamic acid와 같은 3종이었으나, 나머지(정상 소형어, 배쪽육, 등쪽육, 기형어 및 열성어)의 경우 모두 lysine을 제외한 aspartic acid와 glutamic acid와 같은 2종이었다. 어체 크기, 부위 및 상품성 가치별에 관계없이 향어 근육 100 g 당의 무기질은 칼슘 29.3-39.4 mg 범위, 칼륨 370.6-484.3 mg 범위, 철 6.4-9.6 mg 범위, 아연 4.2-12.5 mg 범위이었다. 이들의 무기질 함량은 한국인 남자 19-49세 1일 권장필요량 또는 충분섭취량 기준 칼슘 함량의 경우 3.7-4.9%, 칼륨 함량의 경우 10.6-13.8%, 철 함량의 경우 8.3-12.5%, 아연 함량의 경우 2.3-3.7%로, 칼륨과 철함량에 의한 건강 기능을 기대할 수 있을 것으로 판단되었다. 어체 크기, 부위 및 상품성 가치별에 관계없이 향어 100 g 당의 지방산 함량은 8.4-16.0 g 범위이었고, 어체 크기별의 경우 크기가 클수록, 부위별의 경우 등쪽육에 비하여 배쪽육이, 상품성 가치별의 경우 열성어보다 기형어가 높았다. 이들의 주요 지방산은 크기별, 부위별 및 상품성 가치별에 관계없이 모두 16:0 (17.9-20.3%), 18:1n-9 (38.9-46.0%)와 18:2n-6 (13.1-15.3%)와 같은 3종으로 구성되어 있었다.

향어 쿠키의 제조를 위한 최적공정은 페이스트 제조를 위한 가열 처리조건, 쿠키의 제조를 위한 배합비율 및 저장성 부여를 위한 가열조건의 최적화를 통하여 다음과 같이 설정하였다. 향어 페이스트는 향어의 아가미와 내장 제거, 세척 및 탈수하여 G&G처리하고, 이어서 이를 121℃로 조절된 레토르트에서 120분 동안 가열처리 및 20분 동안 냉각처리한 다음 마쇄 및 체치기(10 메쉬 체)하여 제조하였다. 배합 공정은 마가린(21.4%), 설탕(13.0%), 소금(0.2%), 달걀 노른자(4.8%), 향어 페이스트(22.4%), 밀가루(박력분) (22.4%)를 혼합하여 반죽을 제조하였다. 이어서, 반죽을 성형(직경 4 cm, 두께 0.8 cm)하여 냉동실(-16.0±2.0℃)에서 30분 동안 방치한 다음 예열(160±2℃, 10분)해 둔 오븐에 구워(160±2℃, 20분) 실온에서 1시간 동안 방냉하여 제조하였다.

최적 조건에서 제조한 향어 쿠키 100 g 당의 일반성분 함량은 수분 4.1 g, 조단백질 9.7 g, 조지방 29.2 g, 회분 1.4 g이었고, 에너지는 520.0 kcal이었다. 쿠키 100 g 당의 일반성분 함량은 향어 쿠키가 향어 무첨가 쿠키(대조구)에 비하여 조지방을 제외하고 모든 항목에서 높았으며, 에너지의 경우 낮았다. 쿠키의 물리화학적 관능 특성은 향어 쿠키가 대조구에 비하여 감칠맛의 경우 강하였고, 색의 경우 황색도가 낮았으나, 명도가 차이가 없었으며, 냄새의 경우 강하였고, 조직감의 경우 유사하였다. 쿠키의 패널에 의한 관능평가는 향어 쿠키가 대조구에 비하여 맛, 색, 냄새, 조직감 및 종합적 기호도와 같은 모든 항목에서 우수하였다. 쿠키 100 g 당 총아미노산 함량은 향어 쿠키가 9.46 g으로, 대조구에 비하여 높았고, 주요아미노산은 glutamic acid (26.3%)이었다. 쿠키 100 g 당의 무기질 함량은 향어 쿠키가 칼슘 216.6 mg, 인 193.2 mg, 칼륨 170.9 mg, 마그네슘 18.2 mg이었고, 대조구에 비하여 모든 항목에서 높았다. 쿠키 100 g 당의 지방산 함량은 향어 쿠키가 27.8 g으로, 대조구와 유사하였으며, 주요 지방산은 12:0, 16:0, 18:1n-9 및 18:2n-6로 대조구와 차이가 없었다. 쿠키 100 g 당의 소화율은 향어 쿠키가 51.3%로, 대조구의 20.3%에 비하여 우수하였다.

향어죽 제조를 위한 최적 제조 공정은 야채죽의 경우 향어 페이스트(18.0%, w/v), 가공용수(60.9%, w/v), 쌀(찹쌀:멥쌀=6:4)(9.0%, w/v) 및 야채(당근:애호박=1:1)(10.8%), 마늘분말(1.0%, w/v), 소금(0.3%, w/v)으로 배합하였고, 단호박죽의 경우 향어 페이스트(17.8%, w/v), 단호박 퓨레(26.6%, w/v), 가공용수(44.4%, w/v), 쌀(찹쌀:멥쌀=6:4)(8.9%, w/v), 설탕(2.2%, w/v), 소금(0.1%, w/v)으로 배합하였으며, 이를 2종 모두 각각 용기에 넣은 후 밀봉 및 가열처리(121℃로 조정된 레토르트에서 25분)하고, 급냉하여 제조하였다.

향어 야채죽 및 단호박죽 100 g 당의 일반성분 함량은 수분 각각 82.3 g 및 77.6 g, 조단백질 각각 3.9 g 및 3.7 g, 조지방 각각 2.6 g 및 2.8 g, 회분 모두 0.9 g이었고. 에너지는 각각 80.0 kcal 및 109.2 kcal이었다. 야채죽 및 단호박죽은 향어 죽이 시판 죽(대조구)에 비하여 맛의 경우 신맛과 감칠맛이 강하였고, 단맛 및 쓴맛이 약하였으나, 이 중 짠맛의 경우 야채죽이 낮았으나, 단호박죽이 유사한 범위에 있었다. 냄새 강도는 향어죽이 대조구에 비하여 야채죽의 경우 낮았고, 단호박죽의 경우 유사하였으며, 조직감은 모두 고령친화식품 3단계 물성에 해당하였다. 야채죽과 단호박 죽의 패널에 의한 관능평가는 향어죽이 대조구에 비하여 2종의 죽이 모두 전 항목(맛, 냄새, 조직감 및 종합적 기호도)에서 우수하거나 차이가 없었다. 죽(야채죽 및 단호박죽) 100 g 당 총아미노산 함량은 향어죽이 각각 3,537.2 mg 및 3,329.0 mg로 대조구의 2종보다 모두 높았고, 주요아미노산은 향어 야채죽 및 단호박죽과 이들의 대조구 2종 모두 aspartic acid 및 glutamic acid와 같은 2종이었다. 야채죽 및 단호박죽 100 g 당의 무기질 함량은 향어 죽이 칼슘 각각 114.0 mg 및 135.1 mg, 인 각각 70.3 mg 및 101.8 mg, 칼륨 각각 79.1 mg 및 146.3 mg으로, 시판 대조구의 칼슘 각각 9.8-14.61 mg 및 13.3-14.6 mg, 인 각각 trace-23.3mg 및 15.9-23.2 mg, 칼륨 각각 trace-55.2 mg 및 46.4-125.2 mg에 비하여, 단호박죽의 칼륨을 제외한다면 모든 무기질에서 높았다. 야채죽 및 단호박죽 100 g 당의 지방산은 향어죽이 각각 2.6 g 및 2.4 g이었고, 주요 지방산은 2종의 죽이 모두 16:0, 18:1n-9, 18:2n-6와 같은 3종으로, 대조구의 주요 지방산과 차이가 없었다. 죽 100 g 섭취에 의하여 건강 기능이 기대되는 대표적인 오메가-3 지방산인 20:5n-3와 22:6n-3의 함량 및 조성은 향어 야채죽의 경우 각각 135.4 mg 및 5.9%, 단호박죽의 경우 각각 131.1 mg 및 5.5%이었다. 향어 야채죽 및 단호박죽 100 g 당의 소화율은 각각 86.4% 및 90.0%로 높았다.

이상의 일반 특성, 관능 특성 및 영양 특성의 결과로부터 향어를 활용한 쿠키, 야채죽 및 단호박죽은 단백질, 지질 및 무기질 등의 함량이 많고, 소화율이 높아 영양적으로 의미가 있는 제품들로 판단되었다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 12
• 1. 재료 12
• 1) 향어 12
• 2) 기타원료 13
• 3) 쿠키 대조구 14
• 4) 시판죽 14
• 2. 방법 15
• 1) 향어 쿠키 및 레토르트 향어죽의 최적 공정 설계 및 제품의 제조 15
• 2) 쿠키의 제조를 위한 공정 최적화 및 제조 16
• 3) 어죽(야채죽과 단호박죽)의 공정 최적화 및 제조 18
• 4) 세균발육시험 23
• 5) 일반 특성 25
• 6) 관능 특성 25
• 7) 가공 적성 32
• 8) 영양 및 소화 특성 34
• 9) 단가 산출 38
• 10) 통계처리 38
• Ⅲ. 결과 및 고찰 40
• 제1장. 향어의 식품가공소재로서 품질 특성 40
• 1. 어체의 크기, 부위 및 상품성 가치별에 따른 식품성분 비교 40
• 1) 일반 특성 40
• 2) 관능 특성 43
• 3) 효소 특성 56
• 4) 소화 특성 59
• 5) 영양 특성 60
• 제2장. 향어 페이스트 및 쿠키의 공정 최적화 및 품질 특성 70
• 1. 향어 페이스트의 공정 최적화 70
• 2. 향어 쿠키의 공정 최적화 71
• 1) Response Surface Methodology (RSM)을 활용한 향어 쿠키의 배합공정 최적화 71
• 2) 향어 쿠키의 구이 공정 최적화 78
• 3) 향어 쿠키 생산 공정 최적화 84
• 3. 향어 쿠키의 품질 특성 83
• 1) 일반 특성 83
• 2) 관능 특성 85
• 3) 영양 특성 89
• 4) 소화 특성 94
• 제3장. 레토르트 향어죽(야채죽 및 단호박죽)의 공정 최적화 및 특성 95
• 1. 레토르트 향어죽의 공정 최적화 95
• 1) Response Surface Methodology (RSM)을 활용한 레토르트 향어죽의 배합공정 최적화 95
• 2) 레토르트 향어죽 제조를 위한 멸균 공정 최적화 110
• 3) 레토르트 향어죽의 생산 공정 최적화 117
• 2. 레토르트 향어죽(야채죽 및 단호박죽)의 품질 특성 117
• 1) 레토르트 향어 야채죽 117
• 2) 레토르트 향어 단호박죽 136
• 3. 레토르트 향어죽(야채죽 및 단호박죽)의 판매단가의 산정 154
• 1) 레토르트 향어 야채죽의 판매단가 154
• 2) 레토르트 향어 단호박죽의 판매단가 155
• Ⅳ. 요 약 157
• Ⅴ.참고문헌 161