홍게는 우리나라 동해안 지역에 널리 분포된 주요한 갑각류 자원이며, 강원도와 경상북도를 중심으로 가공산업이 집중적으로 형성되어 있다. 대표적인 가공제품은 홍게 원물로부터 껍질을 제거한 다리살과 몸통살이며, 대부분 일본으로 수출된 후 어육가공품, 스낵류, 횟감(초밥) 등의 중간 소재로 활용된다(Kim 등, 2016). 홍게 살 제품을 가공하는 과정에서 70~80%가량 발생하는 껍질은 다리 껍질과 몸통 부위 껍질로 구분되며(Jun 등, 2019b), 이 중 다리 부위 껍질은 항산화(Youn 등, 2004), 면역증진(Jeon과 Kim, 2002), 항암(Shin 등, 2012) 등 다양한 효능이 있는 것으로 알려진 키틴올리고당, 키토산 등의 바이오 소재용 원료로 이용된다. 몸통 부위 껍질은 두부응고제(Jun 등, 2019a), 점도증진제(Hwang과 Jung, 1998), 보습제(Zhu 등, 2003) 등에 관한 연구가 일부 이뤄지긴 하였으나, 미네랄, 단백질, 당류, 키틴 등 영양학적 가치가 있는 유용성분이 함유되어 있음에도 불구하고 퇴비나 사료용 외에는 다리 부위 껍질에 비해 특별한 활용도가 없는 실정이다(Kim 등, 2016).

면류는 곡분 또는 전분 등을 주원료로 하여 성형, 열처리, 건조 등을 한 것으로, 제조방식에 따라 생면, 숙면, 건면, 유탕면으로 분류된다(MFDS, 2024). 면류는 섭취의 간편성, 편리성 및 신속성 등의 장점이 있어 소비자들이 즐겨 섭취하는 품목 중 하나이며(Choi 등, 2018), 소면, 국수 및 칼국수를 포함하는 건면은 전체 면류 생산량 중 10.6%를 차지할 정도로 큰 비중을 차지하고 있다. 국내 면류 생산 규모는 2022년 기준 3조 9,911억 원으로 2018년 이후 연평균 8.5% 증가하였고, 건강하고 간편하게 한 끼를 해결할 수 있는 면류의 선호도가 높아지면서 고단백질, 저열량, 고칼슘, 저탄수화물 등 영양학적 이점을 강조한 이색적인 맛과 창의성을 강조한 제품의 인기가 높아짐에 따라 관련 업계에서는 식문화 트랜드에 맞춘 제면 및 품질 개선 노력이 활발히 이뤄지고 있다(MFDS, 2024). 제면 및 품질 개선과 관련된 연구로는 토마토 분말 첨가 국수(Kim 등, 2015), 흰목이버섯 분말 첨가 국수(Kim, 2022), 병아리콩 분말 첨가 국수(Lee, 2023), 누에 분말 첨가 국수(Hwang과 Kim, 2020) 등이 있다. 우리나라는 2022년 이후 수산부산물 재활용에 관한 촉진법이 시행되면서 잉여자원 및 부산물의 고부가가치화를 위한 다양한 연구가 이뤄지고 있으나, 식품으로의 가공적성에 관한 연구는 아직 매우 부족한 실정이다.

이에 본 연구에서는 저활용되고 있는 홍게 몸통 부위 껍질분말 첨가가 건면의 제면특성과 품질특성에 미치는 영향을 조사하여 국수제품 제조 시 적정 사용량을 확인하였고, 식문화 트렌드에 대응하는 신제품 개발 시 기초 자료를 제공하고자 하였다.

실험재료

실험에 사용된 홍게(Chionoecetes japonicus) 몸통 부위 껍질은 2024년 4월 강원특별자치도 속초시 Y업체로부터 확보하였고, 이를 실험실로 옮겨와 증류수로 3회 세척한 후 진공 동결건조하였으며, 분쇄기(CH550, Duksan Co.)로 분쇄한 후 100 mesh 체에 통과시켜 분말(이하 껍질분말)을 제조하였다(Supplementary Fig. 1). 껍질분말은 실험에 사용되기 전까지 진공 포장한 후 -70°C에 보관하였다. 기타 부원료인 중력분(Beksul), 정제염(Hanju)은 강원도 강릉시 농협마트에서 각각 구입하여 사용하였다.

건면 제조

껍질분말 첨가 건면은 Table 1의 배합비율에 따라 제조하였다. 껍질분말 첨가량은 중력분 중량의 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10%(w/w)를 첨가하여 제조하였다. 각각의 중량으로 계량한 후 소금과 물을 가하고 상온에서 10분간 전기믹서(HR7770, Philips)를 이용하여 반죽한 후 비닐팩에 넣어 상온에서 1시간 숙성했다. 숙성된 반죽은 국수 제조기(YMC-103, YongMa)로 롤 간격을 2 mm로 하여 3회 sheeting 하여 면대를 만들고 25 cm 길이로 절단하여 생면을 만들었다. 제조된 생면은 실온에서 2일간 건조하여 건면을 제조하였고(Fig. 1), 이를 실험용 시료로 사용하였다.

Table 1 . Formula for the manufacturing of dried noodles prepared with red snow crab body shell powder (unit: g).

Materials.	0% (CON).	2%.	4%.	6%.	8%.	10%.
Wheat flour. CBSP1). Salt. Water.	100.0. 0.0. 2.17. 43.5.	98.0. 2.0. 2.17. 43.5.	96.0. 4.0. 2.17. 43.5.	94.0. 6.0. 2.17. 43.5.	92.0. 8.0. 2.17. 43.5.	90.0. 10.0. 2.17. 43.5.
Total.	145.67.	145.67.	145.67.	145.67.	145.67.	145.67.

¹⁾CBSP: a freeze-dried powder using red snow crab, Chionoecetes japonicus, body-shell (100 mesh)..

Fig 1. Appearance of dried noodles prepared with red snow crab body shell powder. Samples are the same as shown in Table 1.

조리특성

건면의 조리시험은 건면 20 g을 500 mL 끓는 물에 넣고 10분간 삶은 다음 건져 5분간 물을 뺀 후 국수의 중량, 부피, 함수율 및 국물의 탁도를 측정하였다. 국수의 중량은 삶아서 건져낸 국수를 철망으로 건져 5분간 물빼기 후의 무게로 계산하였고, 국수의 부피는 200 mL의 메스실린더에 120 mL의 물을 채운 후 물을 뺀 국수를 10 g 담아 늘어난 물의 부피로 계산하였다. 국물의 탁도는 국수를 삶은 물을 실온에서 냉각한 후 UV-spectrometer(CE2041, Cecil)를 이용하여 675 nm에서 측정한 흡광도로 나타내었다. 함수율은 조리면의 중량에서 생면의 중량을 빼고 다시 생면의 중량으로 나눈 후 100을 곱하여 계산하였고, 3회 반복한 후 평균값을 구하였다.

일반성분

껍질분말 및 건면의 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분 함량은 AOAC(2000)의 방법에 따라 실시하였다. 수분함량은 105°C 상압가열 건조법, 조단백질 함량은 semimicro-Kjeldahl 질소정량법, 조지방 함량은 Soxhlet 추출법, 조회분 함량은 550°C 건식회화법으로 각각 분석하였다. 탄수화물 함량은 100에서 수분, 조회분, 조단백질, 조지방을 뺀 함량을 표시하였고(Yang 등, 2010), 가식부 100 g에 함유된 양(g)으로 나타내었다. 실험은 3회 반복 측정하여 평균값을 나타내었다.

pH 및 식염 농도

pH는 시료 10 g에 90 mL의 증류수를 가한 후 분쇄기(T18 Ultra-Turrax, IKA)로 분쇄하여 상등액을 취하였고, pH meter(SG2-ELK, Mettler Toledo Co., Ltd.)를 사용하여 측정하였다. 염도 측정은 Mohr 법(Doughty, 1924)에 따라 시료 1 g을 취하여 sea sand를 적당히 넣고 증류수를 넣은 후 분쇄, 여과하여 0.1 N AgNO₃를 이용하여 적정하였으며, 여기에 소요된 AgNO₃ 용량(mL)을 환산하여 나타내었다.

미네랄 함량

미네랄 함량은 껍질분말 0.5 g에 HNO₃ 15 mL를 가한 후 마이크로웨이브(Mars 5, CEM Co.)를 사용하여 분해했고, 증류수로 적절히 희석한 후 분해된 시료의 미네랄 함량을 원자흡광분광기(PK-300, Perkin Elmer Inc.)를 사용하여 분석하였다.

색도

조리면의 색도는 colorimeter(JS-555, Color Techno System Co., Ltd.)를 이용하여 Hunter L^*(lightness), a^*(redness), b^*(yellowness) 값을 측정하였고, 이때 표준백판은 L^*값이 91.6, a^*값이 0.28 및 b^*값이 2.69였다.

외관 및 절단면 구조

건면의 외관은 10배율 측정이 가능한 카메라(iPhone 5c, Apple)로 촬영하였다. 조리면의 절단면 구조는 주사전자현미경(SNE-3000M, SEC Co., Ltd.)을 이용하여 촬영하였다. 즉, 건면을 2 cm×2 cm×1 cm 크기로 절단한 후 금으로 코팅하여 15 kV에서 300배 배율로 관찰하였다.

조직감

조리면의 조직감 분석은 texture analyser(TAXT plus, Stable Micro System)를 사용하여 측정하였다. 제조된 조리면을 5 cm 길이로 절단한 후 plate 위에 올려놓고 라운드형 probe(5 mm P/5S)를 이용하여 pre test speed는 30 mm/s, post test speed는 1.0 mm/s, test speed는 1 mm/s, trigger force는 5.0 g의 조건으로 2회 연속 압착했을 때 얻어지는 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess) 및 씹힘성(chewiness)을 측정하였다.

통계처리

껍질분말 첨가량을 달리하여 제조한 건면의 모든 실험 결과는 3회 반복 수행하여 평균과 표준편차로 표시하였다. 실험 결과는 SPSS package program 20(IBM)을 이용하여 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)으로 통계처리 하였고, Tukey’s multiple comparison test를 통해 P<0.05 수준에서 시료 간의 유의성을 검증하였다. 또한, Orthogonal polynomial contrast를 이용하여 껍질분말 첨가량에 따른 국수의 품질 변화를 선형 혹은 이차함수 형태로 비교 분석하였다.

껍질분말의 일반성분

껍질분말의 일반성분, 염도, pH, 색도 및 미네랄 함량을 조사하여 Table 2에 나타내었다. 수분은 11.8%, 조단백질은 25.1%, 조지방은 0.15%, 탄수화물은 27.2%였고, 회분이 35.6%로 가장 높았다. 껍질분말의 염도는 0.95%였고 pH는 8.86으로 조사되었으며, 색도는 L^*값이 98.50, a^*값이 -0.69, b^*값이 2.41을 나타내었다. 미네랄 함량은 총 18.01 mg/g으로 조사되었으며, 이 중 나트륨 함량이 9.58 mg/g으로 가장 높았다. Hossain과 Shahidi(2024)는 대게(Chionoecetes opilio)의 껍질 부위별로 일반성분을 분석한 결과, 몸통 부위 껍질(carapace, shoulder)의 단백질이 9.40~12.50%, 지방이 0.30~0.93%, 회분이 15.23~17.93%로 나타났다고 보고하였는데, 본 연구에서의 홍게 몸통 부위 껍질분말은 이보다 단백질 및 회분 함량은 높게, 지방 함량은 낮게 나타났다. 또한, Kim 등(2005)은 홍게를 탈갑 및 내장 제거 후 자숙하여 육과 함께 분쇄한 게 페이스트의 경우 육에 비해 단백질은 낮게, 조회분 및 무기질 함량은 높게 나타났으며, 이는 페이스트에 육 이외에 단백질이 거의 함유되어 있지 않으면서 무기질이 다량 함유된 게 껍질이 포함되어 있기 때문이라고 보고하였다.

Table 2 . Physiochemical and mineral composition of red snow crab body shell powder.

Composition.	Content.	Minerals.
Moisture (%)	11.8±0.1	Macro mineral (mg/g, dry)
Ash (%)	35.6±3.2	Na	9.58±0.13
Crude protein (%)	25.1±0.1	K	1.94±0.27
Crude lipid (%)	0.15±0.03	Ca	1.13±0.01
Carbohydrate (%)	27.2±1.2	Mg	1.02±0.08
NaCl (%)	0.95±0.4	Zn	4.12±0.04
pH	8.86±0.05	Micro mineral (µg/g, dry)
Color		Cu	35.0±2.5
L*	98.50±0.29	Fe	126.7±19.2
a*	−0.69±0.04	Mn	43.3±2.9
b*	2.41±0.26	Total (mg/g, dry)	18.01±0.29
ΔE	1.26±0.27

Data expressed as the mean±SD of triplication..

건면의 일반성분

껍질분말 첨가량을 달리하여 제조한 건면의 일반성분을 조사하여 Table 3에 나타내었다. 건면의 수분함량은 껍질분말 2% 첨가군이 11.68%로 실험군 중 가장 높았고, 껍질분말을 첨가함에 따라 직선적(Linear; P<0.05)으로 감소하는 경향을 보이면서 4% 첨가군부터는 10.96~11.15%의 범위로 대조군(11.45%)에 비해 낮게 나타났다. 조회분 함량은 대조군과 2% 첨가군이 각각 2.35% 및 2.33%로, 4% 첨가군(2.49%)을 제외한 나머지 실험군에 비해 낮은 값을 나타내었으며, 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적인(Linear; P<0.05) 변화를 나타내면서 서서히 증가하여 10% 첨가군에서는 2.77%로 가장 높은 회분 함량을 나타내었다(P<0.05). 조단백질 함량은 대조군이 12.80%로 실험군 중 가장 낮았고, 2% 첨가군이 13.56%, 4% 첨가군이 13.86%, 6% 첨가군이 14.17%, 8% 첨가군이 14.63%, 10% 첨가군이 15.38%로 각각 나타나 껍질분말 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였으며(P<0.05), 직선적인(Linear; P<0.05) 변화를 나타내었다. 조지방 함량은 대조군이 0.34%로 가장 낮게 나타났으며, 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적(Linear; P<0.05)이고 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 나타내면서 유의하게 증가하여 8% 첨가군과 10% 첨가군이 각각 0.97% 및 0.96%로 실험군 중 가장 높은 함량을 나타내었다(P<0.05). 식염 함량은 대조군이 2.68%로 실험군 중 가장 낮았고, 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적인(Linear; P<0.05) 변화를 나타내며 서서히 높아지면서 6% 첨가군(3.44%), 8% 첨가군(3.26%) 및 10% 첨가군(3.35%)이 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타났으나, 이들 실험군 간에는 차이를 보이지 않았다(P<0.05). 이처럼 껍질분말이 첨가됨에 따라 대조군 대비 건면의 수분함량이 감소하고 조회분, 조단백질, 조지방 및 식염 함량이 증가한 것은 밀가루(Joung 등, 2017; Kwak 등, 2017)보다 낮은 껍질분말의 수분함량과 높은 조회분, 조단백질, 조지방 및 식염 함량으로 인한 결과로 생각된다.

Table 3 . Proximate composition of dried noodle prepared with crab body shell powder (unit: %).

Samples1).	Moisture.	Ash.	Crude protein.	Crude lipid.	NaCl.
0% (CON). 2%. 4%. 6%. 8%. 10%.	11.45±0.03ab2). 11.68±0.07a. 11.15±0.01b. 11.14±0.04b. 10.96±0.03c. 11.01±0.12bc.	2.35±0.11c. 2.33±0.14c. 2.49±0.15bc. 2.56±0.08b. 2.57±0.03b. 2.77±0.07a.	12.80±0.09f. 13.56±0.02e. 13.86±0.01d. 14.17±0.08c. 14.63±0.01b. 15.38±0.09a.	0.34±0.03e. 0.48±0.01d. 0.80±0.01c. 0.92±0.02b. 0.97±0.01a. 0.96±0.03a.	2.68±0.12bc. 2.86±0.11b. 3.16±0.31ab. 3.44±0.16a. 3.26±0.15a. 3.35±0.34a.
PLinear3). PQuadratic3).	<0.001. 0.151.	<0.001. 0.387.	<0.001. 0.098.	<0.001. <0.001.	0.001. 0.063.

Data expressed as the mean±SD of triplication..

¹⁾The samples are the same as shown in the Table 1..

²⁾Mean values with the different letters (a-f) within the same column are significantly different at P<0.05 by Tukey’s multiple comparison test..

³⁾P value of linear and quadratic trend analyzed by orthogonal polynomial contrasts..

건면의 조리특성

껍질분말 첨가량을 달리하여 제조한 건면의 조리(Fig. 2) 후 중량, 부피, 수분 흡수율 및 국물의 탁도를 측정하여 Table 4에 나타내었다. 조리된 국수의 중량은 대조군과 껍질분말 2% 첨가군이 각각 72.6 g 및 72.3 g으로 실험군 중 가장 높았으며, 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적(Linear; P<0.05)이고 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 보이며 감소하여 8% 첨가군(69.6 g)과 10% 첨가군(68.8 g)이 가장 낮게 나타났다. 또한, 국수의 부피는 대조군이 65.5 mL로, 껍질분말 2% 첨가군 및 4% 첨가군(65.0 mL)과는 차이를 보이지 않는 반면, 6% 첨가군, 8% 첨가군 및 10% 첨가군의 경우 모두 60.0 mL로 관찰되어 대조군 대비 낮게 관찰되었으며(P<0.05), 껍질분말 첨가량에 따라 직선적인(Linear; P<0.05) 변화를 나타내었다. 조리면의 중량과 부피는 밀가루와 첨가되는 부원료의 수분 흡수율과 관련이 있으며(Cho와 Kim, 2009), 밤가루 복합분(Park, 1997), 홍게 다릿살 분말(Kim 등, 2016)을 첨가함으로써 국수의 중량 및 부피가 감소하였다고 보고된 바 있어 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 반면, 마 분말(Park과 Cho, 2006)과 홍어 분말(Kim 등, 2008)을 첨가할 경우 대조군 대비 국수의 중량과 부피가 증가하여 정의 상관관계를 보였다고 보고하였는데, 이는 첨가 소재의 수분 흡착률에 따른 차이에 기인하는 것으로 생각된다.

Table 4 . Cooking properties of noodle prepared with crab body shell powder.

Samples1).	Weight of cooked noodle (g).	Volume of cooked noodle (mL).	Water absorption of cooked noodle (%).		Turbidity of soup (OD 675 nm).
0% (CON). 2%. 4%. 6%. 8%. 10%.	72.6±0.7a2). 72.3±0.5a. 71.8±0.3ab. 71.6±0.2b. 69.6±0.3c. 68.8±0.1c.	65.5±1.2a. 65.0±0.9a. 65.0±0.5a. 60.0±0.3b. 60.0±0.6b. 60.0±0.2b.	142.0±1.3a. 141.0±1.0a. 139.3±1.4b. 138.7±0.9b. 131.7±1.0c. 129.3±0.8c.		0.62±0.0e. 0.59±0.0f. 0.73±0.0d. 0.93±0.0c. 1.13±0.0b. 1.44±0.0a.
PLinear3). PQuadratic3).	<0.001. 0.002.	<0.001. 0.516.	<0.001. <0.001.		<0.001. <0.001.

Data expressed as the mean±SD of triplication..

¹⁾Samples are the same as shown in Table 1..

²⁾Mean values with the different letters (a-f) within the same column are significantly different at P<0.05 by Tukey’s multiple comparison test..

³⁾P value of linear and quadratic trend analyzed by orthogonal polynomial contrasts..

Fig 2. Appearance of cooked noodles prepared with red snow crab body shell powder. Samples are the same as shown in Table 1.

국수의 수분 흡수율은 대조군과 껍질분말 2% 첨가군이 각각 142.0% 및 141.0%로 실험군 중 가장 높게 나타났으며, 4% 첨가군과 6% 첨가군이 139.3% 및 138.7%, 8% 첨가군과 10% 첨가군이 131.7% 및 129.3%로 각각 조사되어 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적(Linear; P<0.05)이고 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 보이면서 감소하는 경향을 보였다(P<0.05). 건면의 조리 중 수분 흡수 정도는 전분의 호화 또는 단백질의 수화에 의해 일어나며, 입자의 크기에도 영향을 받는다(Park 등, 2006). 특히 국수의 수분 흡수율은 밀가루의 단백질 함량에 따라 증가하며, 첨가되는 부원료가 높은 단백질 함량과 보수성을 지니게 될 경우 부원료의 첨가량이 증가할수록 국수의 수분 흡수율이 높아지고 이로 인해 중량 및 부피도 증가한다고 보고되어 있다(Cho와 Kim, 2009; Cho, 2010). 반면, 본 연구에서는 밀가루 대비 껍질분말의 높은 단백질 함량에도 불구하고 껍질분말의 첨가량이 증가할수록 국수의 수분 흡수율이 감소하여 이와 상반된 결과를 보이는 것은 첨가되는 부원료의 특성에 따른 차이로 보이며, 껍질분말의 회분과 식이섬유 등이 밀가루 전분의 수화력을 저하해 수분을 흡착하는 능력을 감소시켰고, 껍질분말 첨가로 인한 글루텐 함량의 감소로 조직의 결합력 또한 낮아졌기 때문으로 생각된다(Lee 등, 2013; Yu 등, 2020). Gujral 등(2008)도 회분의 미네랄이 밀가루의 반죽 특성에 영향을 미쳤으며, 밀가루 성분 간 상호작용으로 조리 국수의 수분 보유량이 감소하였다 하였다. Oh 등(2024) 또한 식염 및 다양한 무기질을 함유한 천일염의 첨가량이 많아질수록 조리면의 수분 흡수율과 부피가 낮아졌다고 보고하였으며, Lee 등(2011)은 dough system에서 식염이 존재할 경우 글루텐 구조에 변화를 주면서 결합수로부터 자유수가 증가하게 되고 이로 인해 전체적으로 수분 흡수율이 감소한다고 하였다. 본 연구에서도 껍질분말 첨가로 국수의 식염 함량이 증가하면서 반죽의 글루텐 수화에 변화를 주어 조리특성에도 영향을 미친 것으로 사료된다.

한편, 조리 후 국물의 탁도는 껍질분말 2% 첨가군이 0.59로 실험군 중 가장 낮았고, 껍질분말의 첨가량이 증가할수록 직선적(Linear; P<0.05)이고 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 보이면서 유의적으로 높아져 4% 첨가군부터는 대조군(0.62) 대비 높게 나타났으며, 10% 첨가군이 1.44로 실험군 중 가장 높은 수치를 나타내었다(P<0.05). 조리 중 고형분의 손실을 나타내는 국물의 탁도는 껍질분말 첨가량이 증가할수록 높아졌는데, 이는 껍질분말이 밀가루 전분의 결합을 방해하여 용출되는 가용성 성분의 함량을 증가시켰기 때문으로 생각되며(Jung 등, 2015), 국수 제조 시 부원료의 첨가량이 많아질수록 증가한 고형분의 손실량으로 탁도가 높게 나타났다는 보고들(Jang 등, 2019; Kim 등, 2008; Park 등, 2013)과 유사한 경향을 보였다.

조리면의 색도

껍질분말 첨가량을 달리하여 제조한 건면의 조리 후 색도를 측정하여 Table 5에 나타내었다. 명도(L^*)는 대조군이 74.2였고 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적인(Linear; P<0.05) 변화를 보이면서 서서히 높아졌으며, 10% 첨가군이 78.6으로 실험군 중 가장 높은 값을 보였다(P<0.05). 적색도(a^*)는 대조군이 0.62로 가장 낮았고 2% 첨가군과 4% 첨가군이 각각 0.89 및 1.04, 6% 첨가군과 8% 첨가군이 각각 1.40 및 1.42, 10% 첨가군이 1.68로 조사되어 껍질분말 첨가군이 대조군에 비해 높게 나타났고(P<0.05), 껍질분말 첨가량에 따라 직선적(Linear; P<0.05)으로 변화하는 경향을 보였다. 황색도(b^*)는 대조군이 20.7로 가장 높았고 껍질분말 첨가량이 증가할수록 직선적(Linear; P<0.05)으로 감소하였으며, 10% 첨가군이 15.1로 실험군 중 가장 낮게 관찰되었다(P<0.05).

Table 5 . Hunter colour value of cooked noodle prepared with crab body shell powder.

Samples1).	L* (lightness).	a* (redness).	b* (yellowness).	ΔE.
0% (CON). 2%. 4%. 6%. 8%. 10%.	74.2±1.5c2). 75.2±1.1bc. 75.1±1.1bc. 76.6±0.8b. 77.1±1.2ab. 78.6±0.3a.	0.62±0.06d. 0.89±0.10c. 1.04±0.08c. 1.40±0.15b. 1.42±0.10b. 1.68±0.12a.	20.7±0.4a. 19.3±0.2b. 17.9±0.4c. 17.6±0.6c. 16.4±0.1d. 15.1±0.0e.	30.0±1.1a. 28.7±0.8ab. 27.7±0.8b. 26.3±0.7c. 25.2±0.9c. 23.3±0.2d.
PLinear3). PQuadratic3).	<0.001. 0.358.	<0.001. 0.316.	<0.001. 0.526.	<0.001. 0.379.

Data expressed as the mean±SD of triplication..

¹⁾Samples are the same as shown in Table 1..

²⁾Mean values with the different letters (a-e) within the same column are significantly different at P<0.05 by Tukey’s multiple comparison test..

³⁾P value of linear and quadratic trend analyzed by orthogonal polynomial contrasts..

조리면의 색도는 부재료에 함유된 색소의 특성과 열에 대한 안정성 등의 차이에 따라 달라지는데(Yu, 2019), 껍질분말 첨가량에 따라 조리면의 명도가 증가하고 황색도가 낮아진 것은 밀가루의 색도(Kwak 등, 2017; Shin과 Kim, 2005) 대비 껍질분말의 높은 L^*값과 낮은 b^*값에 의한 것으로 생각된다. 또한, 갑각류의 껍질과 조직에 함유된 주요 카로티노이드인 astaxanthin은 일반적으로 조직 내에서 단백질과 결합하여 복합체를 형성하고 있으며, 갑각류를 가열하게 되면 고온으로 인한 단백질 변성 및 구조적인 변화로 astaxanthin이 분리 방출되고, 이로 인해 astaxanthin의 본래 색상인 붉은색을 나타내게 된다(Zhang 등, 2023). 본 연구에서 껍질분말을 첨가한 국수의 적색도가 대조군에 비해 높게 나타난 것은 껍질분말에 함유된 astaxanthin 색소에 의한 것으로 생각된다. Kim 등(2016)도 홍게 다릿살 분말을 첨가한 국수에서 게살 분말에 함유된 astaxanthin으로 인해 게살 분말 첨가량이 증가함에 따라 국수의 적색도가 증가하였다고 보고한 바 있다.

조리면의 절단면 구조

껍질분말 첨가량을 달리하여 제조한 조리면의 절단면 구조는 Fig. 3에 각각 나타내었다. 대조군과 껍질분말 첨가군 간의 육안적인 외관 차이는 관찰되지 않았다. 반면, 단면 미세구조의 경우 모든 실험군에서 구형의 전분 입자와 글루텐 구조가 관찰되었는데, 대조군에 비해 껍질분말 2% 첨가군과 4% 첨가군에서 입자 간 간격이 더 조밀해졌으며, 특히 2% 첨가군에서는 gluten network 내부에서 부풀어 오르고 터진 전분 입자로 인해 비정질 형태의 판 모양을 이루었고, 4% 첨가군에서는 많은 전분 입자가 글루텐으로 감싸져 조밀한 network 구조가 형성되었음이 관찰되었다. 그러나 6% 첨가군부터는 gluten network 구조가 오히려 붕괴하면서 입자 간의 조밀도가 감소하였고 많은 전분 입자가 노출됨을 확인할 수 있었으며, 10% 첨가군에서는 전분 입자와 함께 가장자리가 깨진 입자들도 관찰되어 전체적으로 고르지 못한 구조를 나타내었다.

Fig 3. Microstructure of cooked noodles prepared with red snow crab body shell powder. Samples are the same as shown in Table 1. ×300, cross section.

Chen 등(2021)은 1% 이하의 포도씨 분말 첨가 국수의 경우 포도씨 분말의 폴리페놀에 의한 gluten network 형성이 촉진되어 대조군 대비 조밀한 gluten network 구조를 보였지만, 3% 이상의 포도씨 분말을 첨가할 경우 분말에 함유된 단백질, 식이섬유 등의 비 글루텐 성분으로 인해 글루텐 단백질이 희석되어 고르지 않은 망상구조를 나타내었다고 보고하였다. 본 연구에서도 껍질분말이 일정량 이상 첨가될 경우 껍질분말의 비 글루텐 성분이 국수 내부의 gluten network 구조에 영향을 미치면서 입자 간 조밀도가 떨어지거나 고르지 못한 형태를 나타낸 것으로 보인다.

조리면의 조직감

껍질분말 첨가량을 달리하여 제조한 건면의 조리 후 조직감을 측정하여 Table 6에 나타내었다. 경도는 대조군이 499.3 g였고, 껍질분말 2% 첨가군과 4% 첨가군이 각각 641.7 g 및 643.7 g로 대조군에 비해 높게 나타났으나, 껍질분말을 첨가함에 따라 6% 첨가군부터는 다시 감소하여 대조군과 차이를 보이지 않았으며(P<0.05), 껍질분말 첨가량에 따라 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 나타내었다. 탄력성과 응집성은 대조군과 껍질분말 첨가군 간의 유의적인 차이가 관찰되지 않았다(P<0.05). 검성은 대조군이 175.2 g였으며, 2% 첨가군과 4% 첨가군이 각각 227.2 g 및 214.4 g로 대조군에 비해 높았으나, 껍질분말이 첨가됨에 따라 6% 첨가군부터는 다시 감소하면서 10% 첨가군이 143.6 g로 대조군 대비 낮게 나타났고(P<0.05), 껍질분말의 첨가량에 따라 직선적(Linear; P<0.05)이고 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 나타내었다. 씹힘성은 2% 첨가군과 4% 첨가군이 각각 191.3 g 및 187.3 g로 대조군(146.7 g)에 비해 높았으나, 껍질분말을 첨가함에 따라 6% 첨가군부터 다시 감소하여 10% 첨가군이 114.5 g로 대조군에 비해 낮게 나타났으며(P<0.05), 껍질분말 첨가량에 따라 직선적(Linear; P<0.05)이면서 곡선적인(Quadratic; P<0.05) 변화를 나타내었다. 복원성(resilience)은 대조군과 2% 첨가군 모두 0.19로 나타났으며, 껍질분말의 첨가량이 증가할수록 직선적인(Linear; P<0.05) 변화를 보이며 조금씩 감소하여 6% 첨가군부터는 대조군에 비해 낮은 수치를 보였다(P<0.05).

Table 6 . Texture properties of cooked noodle prepared with crab body shell powder.

Samples1).	Hardness (g).	Springiness (%).	Cohesiveness (g･s).	Gumminess (g).	Chewiness (g).	Resilience.
0% (CON). 2%. 4%. 6%. 8%. 10%.	499.3±91.1b2). 641.7±30.8a. 643.7±18.8a. 535.5±41.9b. 520.4±43.5b. 529.2±32.6b.	0.84±0.03ns3). 0.84±0.04. 0.88±0.09. 0.94±0.14. 0.83±0.10. 0.79±0.06.	0.36±0.04ns. 0.35±0.05. 0.33±0.01. 0.32±0.01. 0.31±0.03. 0.27±0.02.	175.2±24.6b. 227.2±35.2a. 214.4±11.6a. 169.6±14.7bc. 159.9±24.6bc. 143.6±17.2c.	146.7±22.0bc. 191.3±29.6a. 187.3±18.2a. 159.9±31.9ab. 133.3±29.7bc. 114.5±17.5c.	0.19±0.02a. 0.19±0.01a. 0.20±0.02a. 0.16±0.01b. 0.15±0.02b. 0.15±0.01b.
PLinear4). PQuadratic4).	0.225. 0.014.	0.604. 0.102.	0.002. 0.896.	0.003. 0.018.	0.012. 0.011.	0.001. 0.358.

Data expressed as the mean±SD of triplication..

¹⁾Samples are the same as shown in the Table 1..

²⁾Mean values with the different letters (a-c) within the same column are significantly different at P<0.05 by Tukey’s multiple comparison test..

³⁾No significant difference within the experimental groups (P<0.05)..

⁴⁾P value of linear and quadratic trend analyzed by orthogonal polynomial contrasts..

밀가루 대비 높은 단백질 함량을 가진 홍어(Kim 등, 2008) 및 새우 분말(Cho와 Kim, 2009)의 첨가량이 증가할수록 국수의 경도와 씹힘성이 증가하였으나, 본 연구에서는 껍질분말 첨가량에 따라 국수의 경도, 검성 및 씹힘성이 4% 첨가군까지는 증가하다가 6% 첨가군에서는 다시 감소하는 경향을 보여 앞선 연구들과는 상이한 결과를 나타내었다. 국수의 조직 특성은 주로 단백질, 전분, 섬유질과 기타 추가되는 부재료의 성분이 점탄 특성을 가지는 gluten matrix 구조에 미치는 영향에 따라 달라지는데(Kang 등, 2023), 밀가루의 단백질 함량 증가에 따라 밀 단백질의 주성분인 글루텐 함량도 증가하는 반면, 밀가루 외의 시료가 첨가될 경우에는 비례 관계가 성립하지 않으며(Jung과 Eun, 2003), 밀가루 단백질이 아닌 단백질의 첨가는 글루텐 형성을 오히려 방해하여 조직감과 제면 특성을 저하한다고 하였다(Yu 등, 2020). 또한, 반죽 제조 시 부재료의 단백질, 회분, 식이섬유 등이 밀가루의 글루텐 형성을 방해하고 gluten matrix 구조를 약화해 조리면의 전체적인 조직감이 감소하는 결과를 보였다고 하였다(Jung과 Eun, 2003; Kang 등, 2023; Yu 등, 2020). 글루텐은 glutenin과 gliadin이 수분을 흡수하고 결합하여 형성되며, 수분이 부족할 경우 글루텐 형성 능력이 저하되는데, Chang 등(2017)은 세발나물의 첨가량이 증가할수록 국수의 수분 흡수율이 감소하여 글루텐의 망상구조가 약화하였고, 글루텐과 전분과의 결합력이 감소하면서 가스 포집 능력이 저하되어 국수의 경도와 검성이 저하되었다고 보고하였다. Kim 등(2016) 또한 게살 분말의 첨가량에 따라 국수의 수분 흡수율이 감소하여 조리면의 조직감도 감소하는 경향을 보였다고 하였다. 한편, 생면 제조 시 적정량의 식염 첨가는 전분의 점도를 상승시키면서 gluten network 구조를 강화하여 반죽의 안정성과 저항성을 향상시키고 국수의 조직감을 증진시키는 반면, 과도한 식염 첨가는 일부 식염 이온이 밀가루와 경쟁하여 gluten network 구조의 형성을 방해하고 국수의 물리적 특성을 저하시킨다고 하였다(Hu 등, 2017; Lee 등, 2011). Tan 등(2018)은 식염을 첨가하지 않은 대조구에 비해 식염의 첨가량이 증가할수록 국수의 경도가 증가하다가 감소하였고, 탄력성은 고농도 식염 첨가군에서 대조구보다 낮게 나타났다고 하였다.

이러한 연구 결과들을 종합해볼 때, 껍질분말 2% 첨가군과 4% 첨가군에서는 껍질분말에 함유된 식염이 밀가루 반죽에 적정량 첨가됨에 따라 글루텐 단백질의 결합이 강화되고 강도가 증가하여 대조군에 비해 경도, 검성 및 씹힘성이 높게 나타난 것으로 생각된다. 껍질분말의 일정 첨가량 이후 조리면의 조직특성이 감소한 것은 껍질분말이 첨가됨에 따라 글루텐 함량이 감소함과 동시에 껍질분말의 회분, 단백질 등의 성분과 과도한 식염이 밀 단백질의 글루텐 망상구조 형성을 방해하였고, 국수의 수분 흡수율을 감소시키면서 글루텐 망상구조를 약화해 가스 보유력이 저하되었기 때문으로 보인다. 따라서 부재료 첨가에 의한 면의 지나친 조직감 저하는 소비자 기호도를 감소시킬 수 있으므로(Bae 등, 2016; Ha와 Shin, 1999), 껍질분말을 첨가한 건면 제조 시 조직감이 저하되지 않도록 첨가량을 조절하는 것이 중요할 것으로 판단된다.

홍게 다리껍질은 키틴･키토산 등의 소재로 이용성이 높으나, 몸통부위 껍질은 비료, 퇴비 및 사료 등으로 이용되고 있어 다리껍질에 비해 상대적으로 부가가치가 낮은 활용도를 가진다. 이에 본 연구에서는 몸통부위 껍질 첨가 건면의 제면특성 및 품질특성을 조사하여 제면 시 적정 첨가량을 제시하였고, 식품소재로의 이용 가능성과 신제품 개발 시 기초 자료를 제공하고자 하였다. 껍질분말의 첨가량이 증가할수록 건면의 수분함량은 감소하는 반면, 회분, 조단백질, 조지방 및 식염 함량은 대조군 대비 증가하였다. 절단면 관찰을 통해 껍질분말의 과도한 첨가는 껍질분말의 비 글루텐 성분이 국수 내부의 gluten network 구조에 악영향을 미치면서 입자 간 조밀도를 떨어뜨리는 것으로 조사되었다. 건면의 조리특성은 껍질분말이 조리면 내부 구조에 영향을 미치면서 중량, 부피, 수분 흡수율이 감소하였고, 고형분 손실을 나타내는 국물의 탁도는 증가하였다. 조리면의 명도와 적색도는 증가하는 반면 황색도는 감소하였고, 경도, 검성, 씹힘성은 껍질분말 4% 첨가군까지 증가하였다가 6% 첨가군부터 감소하였다. 따라서 홍게 몸통부위 껍질분말을 이용한 건면의 제조 시 과도한 껍질분말 첨가는 국수의 품질특성을 오히려 저하할 수 있으므로, 이를 고려할 때 2~4% 정도 첨가하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.

이 논문은 2024년 과학기술정보통신부 재원으로 한국식품연구원의 지원(E0242401-01, 기관고유사업) 및 2022년도 해양수산부 재원으로 해양수산과학기술진흥원의 지원(20220131, 수산식품산업 맞춤형 기술개발)을 받아 수행된 연구 결과의 일부이며, 연구비 지원에 감사드립니다.