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ISSN : 1226-4768(Print)
ISSN : 2288-1247(Online)
Food Engineering Progress Vol.18 No.3 pp.229-234
DOI : https://doi.org/10.13050/foodengprog.2014.18.3.229

Quality Characteristics of Cream Soup Containing Rice Starch and Guar Gum

Yong-Hwa Cho, Young-Tack Lee*
Department of Food Science and Biotechnology, Gachon University
Corresponding Author: Young-Tack Lee, Department of Food Science and Biotechnology, Gachon University, Seongnam 461-701, Korea, Tel: +82-31-750-5565; Fax: +82-31-750-5273, E-mail: ytlee@gachon.ac.kr
June 16, 2014 July 23, 2014 July 24, 2014

Abstract

The quality characteristics of cream soup containing 5% w/w rice starch replaced with varying levels (10-30% of rice starch) of guar gum as thickening agents were investigated to develop a new cream soup formulation. Rapid visco-analysis (RVA) showed that the replacement of guar gum with rice starch significantly lowered the pasting temperature and increased the peak, trough, breakdown and final viscosities. Guar gum also lowered pasting temperatures in cream soup formulation and resulted in increased pasting viscosities. Rice starch with guar gum slightly increased the moisture content of the cream soup. As the guar gum substitution increased, the lightness (L value) slightly decreased, while the yellowness (b value) increased. Apparent viscosity measured in the cooked cream soup containing rice starch was somewhat lower than those containing potato, sweet potato, tapioca, and wheat starches, while increasing gradually with increased guar gum replacement levels. Sensory evaluations showed that the overall acceptability score of cream soup containing rice starch was 6.7 on a nine-point hedonic scale and comparable to soups containing potato, sweet potato, wheat, and tapioca starches with scores ranging from 6.2 to 6.9. The rice starch cream soup was reported to have a soft and clean taste. Guar gum replacement up to 15% appeared to improve the sensory characteristics of rice starch cream soup including appearance, flavor, mouthfeel, and overall acceptability.


쌀 전분과 구아검의 첨가가 크림수프의 품질에 미치는 영향

조 용화, 이 영택*
가천대학교 식품생물공학과

초록


    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs

    서 론

    서양 음식인 수프(soup)는 우리의 국이나 죽과 같이 일상 적인 음식으로써 식생활이 서구화됨에 따라 다양한 맛과 간 편한 영양식으로 가정, 외식 및 식품산업에서 소비가 증가하 고 있다. 수프는 다양한 풍미를 내기 위해 육류, 가금류, 어 류, 채소류, 해조류, 향신료 등을 재료로 하여 우려낸 국물 (stock)을 사용하여 만든다. 수프에 대한 연구로 호박(Kim et al., 2004; Kim, 2012), 참마(Oh, 2007), 양배추(Park et al., 2010), 뽕잎 분말(Park & Lee, 2007)을 첨가한 수프 등 다양 한 원료를 이용한 수프의 개발이 연구된 바 있다.

    수프의 제조 시 곡분이나 전분의 사용은 점도를 증가시 켜 수프의 맛과 최종 식감에 중요한 농후제의 역할을 가지 고 있다(Lee et al., 2003; Oh et al., 2007). 전분은 옥수수, 감자, 밀, 고구마, 감자, 타피오카와 같은 식물에서 얻어지 는 천연의 고분자 물질로 팽윤, 호화, 겔화 등 다양한 물 리적 현상으로 식품산업에서 증점제, 안정제로써 수프, 그 래비, 소스, 푸딩 등에 적합하게 사용되고 있다(Singh et al., 2003; Mason, 2009; Wongsagonsup et al., 2014). 쌀은 주로 알곡의 형태로 소비되며 쌀로부터 쌀 전분을 분리하 기에는 옥수수나 밀 전분과 비교하여 생산비용이 높고 가 격이 높은 편이어서(Lumdubwong & Seib, 2000) 상업적으 로 많이 사용되지 않는 실정이다. 그러나 쌀 전분은 알레 르기가 없고 소화흡수율이 높으며 입자크기가 작아 페이스 트 상태로 부드러운 조직감을 주기 때문에(Mitchell, 2009) 그 활용성이 점차 기대되고 있다.

    검물질(gums)은 비전분 수용성 다당류로서 친수성 콜로 이드(hydrocolloids)로 작용하여 적은 양으로 점도를 증가시 키거나 겔을 형성하며 guar gum, locust bean gum, xanthan gum 등 다양한 hydrocolloids가 식품가공에서 점도와 텍스 쳐를 개선하기 위한 증점제, 안정제 등으로 사용되고 있다 (Mudgil & Barak, 2013). 또한 전분에 검물질의 첨가는 전 분의 호화특성과 겔 특성에 영향을 주어 식품가공 시에 전 분만으로 충분한 효과를 줄 수 없는 경우 전분과 검물질의 혼합사용으로 전분 페이스트의 호화성질, 수분보유력, 노화 억제, 그리고 가공제품의 전반적인 품질을 향상시킬 수 있 다(BeMiller, 2011). 쌀 전분이 가지고 있는 고유의 리올로지 특성을 개선하기 위하여 쌀 전분에 다양한 hydrocolloid의 첨 가가 미치는 효과에 대하여 연구된(Song et al., 2006; Rosell et al., 2011; Kim et al., 2013) 바 있다. 그러나 수프에 농후 제의 역할로 사용될 수 있는 전분과 검물질을 혼합 사용함 에 따른 수프의 품질특성에 관해서는 아직 보고된 바 없다.

    본 연구에서는 농후제로서 쌀 전분을 포함한 크림수프의 품질특성을 타 전분을 사용하여 제조한 크림수프와 비교하 고 쌀 전분에 hydrocolloid로서 구아검(guar gum)을 혼합사 용하여 크림수프를 제조 시에 그 효과를 조사하고자 하였다.

    재료 및 방법

    재 료

    2012년산 국내산 쌀가루(추청)를 (주)태평양물산에서 구 입하여 알칼리 침지법(Yamamoto et al, 1973)을 이용하여 쌀 전분을 제조하였다. 옥수수 전분과 찰옥수수 전분은 (주) 삼양제넥스(Seoul, Korea), 감자 전분과 고구마 전분은 김포 맥아식품(Kimpo, Korea), 밀전분과 타피오카 전분은 (주)신 송산업(Nonsan, Korea)에서 구입하였으며 구아검(guar gum) 은 (주)주피터 인터내셔널(Seoul, Korea)로부터 제공받아 사용하였다. 옥수수 가루, 분말 우유크림, 포도당, MSG, 유 청 가루, soup base는 (주)대상(Icheon, Korea)으로부터 제 공받아 사용하였다.

    페이스트 특성 측정

    구아검의 첨가에 의한 쌀 전분의 호화양상과 쌀 전분 크 림수프의 페이스트 특성을 신속점도측정계(Rapid Visco- Analyzer, Newport Scintific Pty. Ltd., Narrabeen, N.S.W. Australia)로 측정하였다. 쌀 전분 3 g(14% moisture basis) 에 구아검을 대체한 쌀 전분/구아검 혼합물을 증류수 25 mL에 분산시켜 조제한 시료를 RVA cup에 넣고 50°C에 서 1분간 유지한 후 7.5분간 95°C까지 증가시켰으며 95°C 에서 2.5분간 유지시킨 다음 다시 7.5분간 50°C로 냉각시 켜 측정하였다. 또한 크림수프 재료 배합비를 Table 1과 같은 비율로 하여, 크림수프 배합비 재료 3 g에 사용된 쌀 전분 (5% d.b.)에 대하여 구아검을 10~30%(w/w) 대체한 크림수프 시스템에서의 페이스트 특성을 측정하였다. 이로 부터 호화개시온도, 최고점도, 95°C에서 2.5분 후의 점도, 50°C로 냉각후의 최종 점도를 측정하였다.

    크림수프의 제조

    전분을 포함하는 크림수프의 재료 배합비율은 Table 1과 같으며 각각의 재료를 혼합하여(100 g) 비이커에 넣고 증류 수 1 L를 서서히 넣으면서 섞어 주었다. 비이커에 마그네 틱바를 넣고 호일을 씌운 후 약불에서 저어주면서 5분간, 중불에서 10분간 끓이고, 다시 온도를 낮추어 약불에서 3 분간 저어주면서 가열하여 크림수프를 제조하였다.

    수프의 수분함량, pH 및 색도

    크림수프의 수분함량은 각 시료 5 g을 칭량하고 AOAC 방법(1995)에 따라 105°C에서 상압가열건조법으로 측정하 였다. 수프의 pH는 23°C로 방냉하여 pH meter로 측정하였 으며 수프의 색도는 색차계를 이용하여 L, a, b 값을 측정 하였다.

    점도 측정

    크림수프의 점도는 점도계(Brookfield digital viscometer LVDV-II+, Brookfield Eng. Labs., Middleboro, MA, USA) 를 이용하여 Spindle CP-51에 의해 회전속도 20 rpm으로 23°C에서 수프 점도를 cP(centipoise) 단위로 측정하였다.

    관능검사

    크림수프의 관능검사는 가천대학교 식품생물공학과 학생 (10명)을 대상으로 외관(appearance), 향미(flavor), 맛(taste), 입안의 감촉(mouthfeel), 전반적 기호도(overall acceptability) 의 검사항목에 대하여 9점기호척도법에 의해 평가하도록 하였다.

    통계처리

    모든 실험값은 최소한 3회 이상 반복하였으며 평균한 수치를 이용하여 SAS(statistical analysis system, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) 통계 프로그램으로 분산분 석 및 Duncan의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)을 이용하여 시료간의 유의적인 차이를 분석하였다.

    결과 및 고찰

    전분 종류에 따른 크림수프의 품질 특성

    크림수프의 배합비에 사용하는 전분질 곡분으로 밀가루 와 옥수수가루를 기본으로 하였으며 추가적인 농후제로 전 분(옥수수, 감자, 고구마, 타피오카, 또는 밀 전분)을 배합 비의 5%를 사용하여 크림수프를 제조하였다(Table 1). 사 용한 전분의 종류에 따른 크림수프의 이화학적 품질특성을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 전분의 종류별 크림수프의 수분함량은 90.85~91.26% 범위로 약간의 차이를 보였으며 pH는 6.19~6.26 사이로 거의 차이가 없었다. 크림수프의 색 도는 L값(명도)이 62.67~63.71 범위로 유사하였으나 b값(황 색도)은 다소 차이를 보여 메옥수수 전분에서 황색도가 약간 높게 나타났다. 크림수프의 점도(23°C)는 200.17~234.40 cP 범위였는데 감자 전분에서 가장 높았으며, 다음으로 고구 마, 찰옥수수, 밀, 타피오카, 메옥수수 전분의 순이었다. 크 림수프에 사용한 전분의 농도가 높지 않아 전분별 수프의 점도에 큰 차이를 볼 수 없었으나 감자 전분의 경우에는 다른 전분에 비해 호화개시온도가 빠르고 같은 농도에서 점도가 매우 높아(Haase & Detmold, 1996) 크림수프의 점 도에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났다.

    전분의 종류를 달리하여 제조한 크림수프의 관능적 기호 도를 9점 척도법으로 평가한 결과는 Table 3과 같다. 크 림수프의 외관은 감자전분을 첨가한 수프가 6.9점으로 가 장 높고 메옥수수 전분을 첨가한 수프에서 6.2점으로 가 장 낮았는데 메옥수수 전분을 첨가한 수프가 좀 더 노란빛 을 띄고 외관상 점도가 다른 전분에 비해 낮았기 때문으로 판단되었다. 크림수프의 맛과 향은 다른 재료들이 주는 향 미에 의해 좌우되어 전분 종류에 따른 차이는 크지 않았다. 입안의 감촉은 점도가 높은 감자와 고구마 전분을 첨가한 크림수프에서 가장 높게 나타났으며 찰옥수수 크림수프가 5.8점으로 가장 낮게 나타났다. 전반적인 기호도는 다른 전분들에 비해 높은 점도를 가지고 있고 외관, 입안의 감 촉에서 높은 점수를 얻은 감자전분을 첨가한 크림수프가 6.9점으로 가장 높게 나타났으나 전분 종류별 통계처리에 의한 유의적인 차이를 보이지는 않았다.

    쌀 전분 및 구아검 혼합물의 RVA 특성

    쌀 전분 페이스트 점도는 타 전분 페이스트보다 낮은 경 향이 있으며(Lee & Lee, 2013) 전분만으로 부족한 레올로 지 특성을 개선시키기 위해 쌀 전분에 친수성 콜로이드로 서 구아검의 첨가가 쌀 전분과 쌀 전분을 포함하는 크림수 프의 페이스트 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 쌀 전분 에 구아검을 0~15% 대체한 후 신속점도측정기(RVA)를 사 용하여 호화특성을 조사한 결과는 Table 4와 같다. RVA에 의해 점도가 증가하기 시작한 시점의 온도인 호화개시온도 는 쌀 전분이 72.20°C였고, 구아검 5% 대체수준에서는 유사 하였으나 10, 15% 대체 수준에서는 각각 61.26°C, 51.06°C로 현저하게 감소하였다. RVA 최고점도는 쌀 전분이 265.8RVU 였으며 구아검의 대체수준이 증가함에 따라 462.6~706.1RVU 로 급격히 증가하였다. 그러나 최고점도 이후 95°C에서 유지 시킨 후의 점도인 trough는 그 증가폭이 작았으며 최고점 도에서 trough 점도를 뺀 값으로 전분의 호화 중 열과 전 단력에 대한 저항성을 나타내는 breakdown은 구아검의 대 체수준이 증가함에 따라 증가하였다. 구아검의 대체수준이 증가함에 따라 최종점도 역시 증가하였다. 이는 구아검의 첨가가 쌀 전분의 점도를 증가시키는데(Shi & BeMiller, 2002; Yoo et al., 2005), 구아검의 첨가수준이 증가함에 따 라 쌀 전분의 RVA 호화개시온도(onset temp)를 낮추고 최 고점도, breakdown, 최종점도를 증가시킨다는 결과(Rosell et al., 2011)와 일치하였다. 한편 쌀 전분과 친수성 콜로이 드 혼합물의 호화특성은 사용하는 hydrocolloid의 종류 (Rosell et al., 2011), 쌀 전분의 amylose-amylopectin 비율 (Kim et al., 2013)에 따라 차이를 보이는 것으로 조사된 바 있다.

    크림수프 배합에 사용한 쌀 전분(5%, w/w)에 대하여 구 아검을 0~30% 대체하여 배합한 크림수프 배합에 대하여 크림수프의 페이스트 특성을 RVA로 측정한 결과는 Table 5 와 같다. 쌀 전분만을 사용한 크림수프 배합의 RVA 페이스 트 개시 온도는 84.5°C로 쌀 전분만의 호화개시온도에 비 해 12°C 이상 높아 크림수프의 다른 재료가 전분의 호화 개시온도에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 쌀 전분에 구아검의 대체수준이 증가함에 따라 호화개시온도는 83.37~79.88°C로 감소하였다. 크림수프 시스템에서 쌀 전분 만을 사용한 수프의 최고점도, trough 점도, 최종점도는 각각 128.5, 84.3, 179.8RVU였으며, 쌀 전분에 구아검의 대체수준 이 증가함에 따라 크림수프의 최고점도는 149.75~208.19 RVA 로 증가하였으며 trough 점도, 최종점도가 상대적으로 증가 폭이 낮아 breakdown은 증가하였으며 setback은 다소 증가 하는 경향이었다. 이는 옥수수 전분을 이용한 수프 시스템 에서 hydrocolloid의 사용이 호화온도를 낮추고 페이스트 점도를 증가시킨 결과(Ravindran & Matia-Merino, 2009)와 유사하였다.

    쌀 전분 및 구아검 첨가 크림수프의 수분함량 및 색도

    쌀 전분에 구아검을 대체하여 제조한 크림수프의 수분함 량, pH 및 색도를 측정한 결과는 Table 6에 나타나 있다. 쌀 전분 크림수프의 수분함량은 91.27%였으며 쌀 전분의 일부 를 구아검으로 대체하여(10, 20, 30%) 제조한 크림수프에서 91.4% 정도로 약간 높게 나타났으나 유의적인 차이를 보이 지는 않았다. 쌀 전분 수프의 pH는 6.19~6.23의 범위로 별 차이가 없었다. 크림수프의 색도에서 구아검을 첨가하지 않 고 쌀 전분 만을 사용한 대조구에서 L값이 63.6이었으며 이 는 타 전분 사용하여 제조한 크림수프의 L값인 62.67~63.71 의 범위(Table 2)에 있어 크림수프의 명도가 유사하였으나 구아검의 대체량이 증가함에 따라 L값이 62.87~61.92 감소 하는 경향이었다. 쌀 전분에 구아검의 대체량이 증가함에 따 라 크림수프의 b값은 약간 감소하여 황색도가 감소하는 경 향이었으나 유의적인 차이를 보이지 않았다.

    쌀 전분 및 구아검 첨가 크림수프의 점도

    쌀 전분에 구아검을 대체하여 제조한 크림수프의 점도를 Brookfield 점도계를 사용하여 측정한 결과는 Table 6에 나 타나 있다. 쌀 전분을 사용한 크림수프의 점도는 구아검을 첨가하지 않은 대조구에서 206.97 cP이었으며, 이는 Table 2 에 나타난 옥수수 전분을 첨가한 크림수프보다 약간 높았으 나 감자, 고구마, 밀, 타피오카 전분을 사용하여 제조한 크 림수프의 점도에 비해서는 다소 낮게 나타났다. 쌀 전분 크림수프의 점도는 구아검의 대체량이 증가함에 따라 10% 대체수준에서 218.07 cP, 20% 246.0 cP, 30%에서 264.10 cP 로 증가하였다. Brookfield 점도계에 의한 쌀 전분 크림수 프의 점도는 RVA로 측정한 쌀 전분 크림수프 시스템에서 구아검의 대체수준이 증가함에 따라 크림수프의 페이스트 점도가 높게 증가함을 보여준 분석결과(Table 5)와도 일치 하였다.

    쌀 전분 및 구아검 첨가 크림수프의 관능적 특성

    크림수프의 배합에 사용한 쌀 전분에 구아검을 대체하여 제조한 크림수프의 관능평가 결과(Table 7), 쌀 전분을 첨가 한 크림수프는 타 전분을 첨가한 수프와 견줄만한(Table 3) 점수를 얻었으며 쌀 전분을 첨가한 크림수프가 외관, 향, 맛, 입안의 감촉에 대한 관능점수가 상대적으로 높은 편으 로 이는 쌀 전분 고유의 담백하고 부드러운 맛과 식감 때 문인 것으로 여겨졌다. 쌀 전분 크림수프는 구아검의 부분 적인 대체에 의해 관능적인 기호성이 전반적으로 향상되었 다. 구아검을 대체한 쌀 전분 크림수프의 외관은 쌀 전분 크림수프에 비해 다소 높았으며 이는 구아검의 대체량이 증가함에 따라 크림수프의 색이 개선되고 점도가 증가하여 외관상 기호성이 높아졌기 때문으로 여겨졌다. 구아검은 크림수프의 향에 별 영향을 주지 않았으나, 맛에서는 점도 가 증가할수록 좀 더 진한 맛을 나타내기에, 구아검의 첨 가에 따라 크림수프의 맛 점수가 높게 나타났다. 구아검의 첨가가 맛에 직접적인 영향을 주기 보다는 점도의 차이에 따라 느껴지는 교질미가 기호성에 영향을 주는 것으로 사 료되었다. 구아검을 첨가한 크림수프의 입안의 감촉은 10% 대체수준에서 가장 높았으며 그 이상에서 약간 감소 하는 경향이 있어 점도가 어느 이상으로 높아지게 되면 입 안에서의 감촉이 떨어질 수 있음을 암시해주었다. 크림수 프의 종합적인 기호도는 쌀전분 크림수프 대조구에 비해 구아검 30% 대체수준까지 높은 결과를 나타내었으나 통계 처리에 의해 수프의 맛 외에는 유의적인 차이가 없는 것으 로 분석되었다.

    따라서 크림수프 제조 시에 농후제로서 쌀 전분의 사용 은 옥수수 전분을 비롯한 타 전분에 비해 품질이 떨어지지 않고 또한 쌀 전분에 구아검을 30%까지 대체함으로써 크 림수프의 점도 개선 효과로 관능적인 기호성에 긍정적인 영향을 줄 수 있음을 제시해 주었다.

    요 약

    쌀 전분을 포함하는 크림수프 배합비에 친수성 콜로이드 인 구아검(guar gum)의 첨가가 수프의 품질특성에 미치는 영향을 조사하였다. 쌀 전분에 구아검을 일부(10~30%) 대 체하여 배합한 크림수프의 페이스트 특성을 신속점도측정 기(RVA)를 사용하여 측정한 결과 구아검의 사용에 호화개 시온도가 낮아지고 최고점도, trough 점도, 최종점도가 증 가하였다. 크림수프의 수분 함량은 쌀 전분에 구아검을 10~30% 수준으로 대체한 크림수프에서 약간 높게 나타났 으며 색도는 구아검의 대체수준이 증가함에 따라 명도가 약간 감소하였다. 쌀 전분 크림수프의 점도는 옥수수 전분 을 첨가한 수프보다 약간 높은 반면에 감자, 고구마, 밀, 타피오카 전분을 사용하여 제조한 크림수프에 비해서는 다 소 낮게 나타났으며, 쌀 전분에 구아검의 부분적인 대체에 의해 점도의 상승효과를 나타내었다. 쌀 전분 크림수프는 쌀 전분에 구아검을 일부 대체한 혼합사용에 의해 크림수 프의 외관, 향, 맛, 입안의 감촉 등 관능적 기호성을 향상 시킬 수 있음을 제시해 주었다.

    Figure

    Table

    Basic formula for cream soup.

    Physicochemical and rheological properties of cream soups with different starches.

    1)Values with the same superscript within a column are not significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

    Sensory characteristics of cream soups containing different starches.

    1)Values with the same superscript within a column are not significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

    Pasting properties of rice starch substituted with different levels of guar gum.

    1)Values with the same superscript within a column are not significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

    Pasting properties of cream soup samples containing rice starch and guar gum.

    1)The ratios of starch:guar gum in soup formulations.
    2)Values with the same superscript within a column are not significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

    Physicochemical and rheological properties of cream soups containing rice starch and guar gum.

    1)The ratios of starch:guar gum in soup formulations.
    2)Values with the same superscript within a column are not significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

    Sensory characteristics of cream soups containing rice starch and guar gum.

    1)The ratios of starch:guar gum in soup formulations.
    2)Values with the same superscript within a column are not significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).

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