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JKFN Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition



Online ISSN 2288-5978

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Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(8): 861-868

Published online August 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.8.861

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

Properties of Macarons with the Addition of Various Amounts of Chickpea Aqueous Solution as a Substitute for Egg Whites

Won-Mo Kim1 , Ki-Hong Yoon2 , and Gyu-Hee Lee2

1Department of Baking & Pastry, Woosong College
2Department of Food Science & Biotechnology, Woosong University

Correspondence to:Gyu-Hee Lee, Department of Food Science & Biotechnology, Woosong University, 171, Dongdeajeonro, Dong-gu, Deajeon 34606, Korea, E-mail: gyuhee@wsu.ac.kr
Author information: Won-Mo Kim (Professor), Ki-Hong Yoon (Professor), Gyu-Hee Lee (Professor)

Received: April 22, 2022; Revised: July 5, 2022; Accepted: July 6, 2022

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

The recent environmental sustainability trends and the relatively high percentage of humans with allergies to eggs have given an impetus to efforts to find plant-based alternatives. In this study, chickpea aqueous solution (CAS) was used as a plant-based foaming agent. The solid content of the CAS was 15%. Macarons were prepared by varying the amount of CAS used as a replacement for egg whites. The term ‘Egg’ was used for macarons made with only egg whites, ‘CAS100’ described macarons made by replacing 100% of the egg whites with CAS, and ‘CAS95’ was the name given to macarons made by 95% of CAS100 amount. The correlation between the physical properties of the macarons and the macarons made with various amounts of CAS was analyzed using principal component analysis (PCA) on Python. The correlations between the intensity of the sensory characteristics and the overall preference were displayed as a boxplot graph using Python. CAS95 was most similar to Egg in terms of the appearance of the macarons. In physical properties, the product with the most similar characteristics to Egg was CAS95. In the PCA, Egg and CAS95 mainly belong to the third quadrant and had similar characteristics. The overall acceptance in the sensory evaluation also indicated that CAS100 and CAS95 could replace Egg. In conclusion, the chickpea aqueous solution could be used as a replacement for egg whites to produce macarons. Further, it appears preferable to manufacture by 95% (CAS95) of the egg white amount with the chickpea aqueous solution.

Keywords: macarons, egg white, chickpea aqueous solution, replacement, Python

마카롱은 작고 동그란 모양의 바삭하고 촉촉한 식감의 쿠키로 프리미엄 서양식 디저트이다(Kim, 2013). 마카롱은 예전부터 달콤한 머랭과 아몬드 가루만으로 만든 쿠키로 특유의 식감과 맛이 특징이다(Palczak 등, 2020). 마카롱을 만들 때 머랭의 역할은 매우 중요하다(Kim 등, 2016). 머랭은 케이크 및 쿠키와 같은 디저트에 가벼운 질감과 부피를 주기 위해 사용되는 기본 베이킹 제품이다. 머랭은 계란흰자를 일정한 속도로 빠르게 휘핑하여 거품을 형성시키고, 휘핑한 계란흰자 위에 설탕을 서서히 가하여 수분을 흡수시켜 거품을 촘촘하고 윤기 나도록 하여 제조한다(Pop 등, 2020). 계란흰자 단백질은 거품의 고유한 안정화 특성을 가지므로 가장 널리 알려진 거품형성제(foaming agents)로 meringues, mousses, baked goods 등 다양하게 널리 사용되고 있다. 그러나 최근 환경 지속 가능성(environmental sustainability)과 알레르기가 있는 인류의 비율이 상대적으로 높기 때문에 동물 기반 단백질 거품형성제를 대체할 수 있는 식물 기반 거품형성제를 찾으려는 노력이 계속되고 있다(Murray, 2020).

식물 기반 거품형성제로 두류(legumes)와 콩류(pulse)를 기반으로 하는 제품들이 식품 산업에서 널리 이용되고 있다. 특히 병아리콩은 유화성, 기포성, 겔화성, 용해성 등 매우 우수한 기능적 특성이 있어 많은 주목을 받고 있다. 병아리콩 분말이나 병아리콩 분리 단백은 식품 산업에서 muffin, bread, snacks, cakes, pasta, cookies 등에 응용된 보고가 있다(He 등, 2021). 특히 병아리콩을 삶은 물인 아쿠아파바(acuafaba)는 물 95%, 단백질 1%, 당류 1.3%를 포함한 수용성 탄수화물로 구성된 수용성 slurry로 thickener, foaming agent 또는 emulsifier로 이용이 가능하다고 보고된 바 있다(Shim 등, 2018). 아쿠아파바가 계란흰자 대용 및 디저트 충전재(dessert fillings)로 식품에 사용되기 위해서는 상당한 양의 단백질로 구성되어야 하며, 아쿠아파바의 유동성, 점도, 겔화 능력 등의 특성에 관한 자세한 연구가 필요하다(He 등, 2021). 또한 아쿠아파바가 계란을 대체하여 거품성을 줄 수 있고 이 거품성 특성이 식품 산업에 응용될 수 있지만, 이는 수확시기에 따른 특성, 가공 시 물의 양과 가열조건 등 여러 가지 변수가 작용하여 이를 객관적으로 이용하기 어렵다.

따라서 본 연구에서는 병아리콩을 분쇄 후 전분을 제거하고 가열하여 침전되는 단백질을 제거한 다음 일정한 조건의 수용액을 제조하여 계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액 양을 달리한 마카롱을 제조하여 그 특성을 확인하였다.

재료

병아리콩 수용액 양을 달리한 마카롱의 제조는 계란, 설탕(Samyang Co., Ltd., Seoul, Korea), sugar powder(Ggomida Ltd., Asan, Korea), 2020년도 미국산 아몬드 분말(Winfood, Kimpo, Korea), 2020년도 캐나다산 병아리콩(Worldgreen, Goisan, Korea)을 재료로 사용하였다.

병아리콩 수용액의 제조

병아리콩 수용액은 Yoon 등(2021)의 방법에 따라 병아리콩에 3배량의 물을 부어 실온에서 12시간 침지 후 블렌더(Dinamix-X, Tefal, Millville, NJ, USA)로 분쇄한 후 여과하였다. 여과 후 여액을 냉장고에서 12시간 침전시켜 전분을 분리하여 얻은 용액을 90°C에서 5분간 가열 처리하고 침전물을 제거한 상등액을 농축하였다. 농축 정도는 마카롱 제조가 가능한 농도 확인 예비 실험을 통해 고형분이 15%가 되도록 하여 병아리콩 수용액으로 하였다.

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱 제조 방법

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 재료배합 및 제조는 Choi 등(2015)의 방법을 일부 변형하여 제조하였으며, 배합비는 Table 1과 같다. 처리구에서 Egg는 계란흰자만을 이용하여 제조한 마카롱, CAS100은 계란흰자 양과 동량의 병아리콩 수용액을 이용하여 제조한 마카롱, CAS95는 CAS100 제조에 사용된 병아리콩 수용액 양의 95%로 제조한 마카롱을 의미한다. 마카롱 제조는 먼저 아몬드 가루와 슈가파우더를 1대 1로 혼합해 체질하여 Tant Pour Tant(TPT)를 준비하였다. 계란흰자 혹은 병아리콩 수용액은 배합비에 따라 거품을 내어 설탕을 넣어주며 반죽기(K5SS, KitchenAid, St. Joseph, MI, USA)를 사용하여 회전속도 8단으로 8분간 작동하여 90%의 머랭을 제조하였다. 머랭을 제조한 후 미리 준비해둔 TPT와 섞어 반죽을 제조하였다. 완성된 반죽은 짤주머니에 넣어 철판에 테프론 시트를 깔고 일정한 무게(3 g)로 간격을 유지하며 짜주고 실온에서 30분간 휴지하여 표면의 수분을 제거하였다. 휴지된 반죽은 윗불 150°C, 아랫불 150°C로 예열된 오븐에서 10분간 구워 실온에서 1시간 냉각 후 밀봉하여 실험에 사용하였다.

Table 1 . Mixing amount of material for making macarons with various amount of chickpea aqueous solution

Egg1)CAS1002)CAS953)CAS904)CAS855)
Chickpea aqueous solution100959085
Egg white100
Sugar100100959085
Sugar powder100100100100100
Almond powder100100100100100

1)Egg means the macaron made with only egg white.

2)CAS100 means the macaron made by replacing 100% of egg white amount with chickpea aqueous solution (CAS).

3)CAS95 means the macaron made by 95% of CAS100 amount.

4)CAS90 means the macaron made by 90% of CAS100 amount.

5)CAS85 means the macaron made by 85% of of CAS100 amount.

These abbreviations were related with whole Tables and Figures.



병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성 측정

병아리콩 수용액을 달리하여 제조한 마카롱의 두께는 마카롱 6개를 수직으로 쌓은 다음 높이를 측정한 후 순서를 바꾸고 높이를 재측정하여 마카롱 한 개에 대한 평균 두께를 구하였다. 마카롱의 가로 직경(width diameter)은 마카롱 6개를 수평으로 정렬한 후 전체 직경을 측정하였다. 마카롱의 세로 직경(vertical diameter)은 가로 직경을 측정하고 마카롱을 90°로 회전한 후 수평으로 정렬하여 측정한 후 마카롱 한 개에 대한 평균 직경(mean diameter)을 구하였다. 마카롱 1개에 대한 평균 두께와 직경은 총 3회에 걸쳐 측정한 후 평균값을 구하였다. 마카롱의 퍼짐성 지수(spread factor)는 두께에 대한 직경의 비를 나타낸 것으로 AACC 방법(10-50D)에 따라 아래 공식을 이용하여 구하였다(AACC, 2000).

Spreadfactor=MeandiameterofamacaronmmMeanthicknessofamacaronmm

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도 및 수분함량 측정

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도는 색차계(DR-10, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)의 값을 측정하였다. 이때 L 값은 0(검정색)에서 100(흰색)까지, a 값(적색도)은 -80(녹색)에서 100(적색)까지, b 값(황색도)은 -70(청색)에서 70(황색)까지였으며, 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 93.81, -0.19, 3.91이었다(Kim 등, 2019). 수분함량은 상압건조법(Chae 등, 2000)으로 분석하였으며 모든 측정은 8회씩 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성 측정

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성은 레오미터(Rheometer, COMPAC-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은 직경이 25 mm인 원통형 plunger를 사용하여 table speed 60 mm/min, 최대하중 2 kg, 변형율은 50%, 2 bite의 조건으로 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 깨짐성(brittleness), 강도(strength) 및 경도(hardness)를 8회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다(Kim 등, 2019).

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 평가

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 특성에 대한 강도 평가와 전체적인 기호도 평가(overall acceptance)를 실시하였다. 관능 특성 용어의 개발은 본 실험에 참여한 50대 성인(남 2명, 여 1명), 대학생 3명(남 1명, 여 2명)으로 구성된 요원들을 통해 개발하였다. 관능특성 평가를 위해 개발된 용어는 마카롱 표면의 노란색 강도(yellowness), 표면의 매끄러운 정도(surface smoothness), 반으로 잘랐을 때 내부 기공의 균일도(cross section bubble uniformity), 달콤한 냄새(sweet odor), 입안에서 느끼는 단맛 정도(sweet taste), 마카롱을 씹었을 때 바삭거리는 정도(crispy texture)와 내부의 부드러운 정도(inside softness)였다. 또한, 강도 평가 후 평가자에게 전반적인 기호도를 표시하도록 하였다. 개발된 용어를 중심으로 한 강도 평가지와 전반적인 기호도 평가는 관능 평가 차이 식별검사 경험이 있는 20~30세 사이의 소비자 51명(남 22명, 여 29명)을 대상으로 용어에 대한 설명을 한 후 9점 척도로 하여 관능 특성 강도와 전반적인 기호도를 평가하도록 하였으며 점수가 높을수록 강도와 기호도가 높은 것을 의미한다. 강도 평가와 기호도 평가에 사용된 시료는 제과 후 2시간 동안 방랭시킨 마카롱을 반으로 잘라 백색의 일회용 접시에 제공하였다. 시료는 무작위로 제시하였으며 평가자들은 시료 사이에 입을 헹구도록 하였다. 본 연구에서 수행한 관능 평가는 우송대학교 보건복지대학 기관생명윤리심의위원회 심의 결과 승인(승인번호 1041549-220412-SB-137)을 받은 후 시행되었다.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 통계 분석

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱에 대한 통계 분석은 SPSS 프로그램(ver 25.0, IBM Company, Chicago, IL, USA)을 사용하였고, 결과는 분산분석 후 Duncan’s multiple range test(P<0.05)를 실시하였다. 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성, 수분함량, 색도 및 물성 분석 결과와 계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱들에 대한 상관관계는 주성분 분석(principal component analysis, PCA)을 수행하여 분석하였다. PCA 분석은 open source인 Anaconda 3(64 bit)를 download 한 후 Jupyter Notebook에서 Python 3(ipykernel)를 활용하여 분석하였다. PCA는 python library인 pandas와 numpy를 활용하여 분석하였고 plot은 matplotlib을 이용하였다. 관능 평가 결과, 관능 특성 강도와 전반적인 기호도 사이의 상관관계는 python library인 pandas, numpy, matplotlib.pyplot을 이용하여 boxplot 그래프로 표시하였다.

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 외관, 두께, 직경 및 퍼짐성 분석 결과

최근 비건 인구가 증가하는 추세를 고려하여 Yoon 등(2021)은 계란흰자를 대체하기 위해 병아리콩 수용액을 이용하여 머핀을 제조하는 것이 가능하다고 보고하였고, Buhl 등(2019)은 병아리콩 삶은 물에서도 거품 형성 능력이 있다고 보고하였다. He 등(2021)도 병아리콩 수용액이 약 1.5% 정도의 단백질을 함유하고 있으며 이들은 거품 형성 능력에 중요한 요인이 된다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 Yoon 등(2021)의 방법에 따라 병아리콩 수용액을 제조하여 계란흰자를 대체한 마카롱 제조 가능성을 확인하고자 하였다. 병아리콩 수용액을 달리하여 제조한 마카롱의 외관은 Fig. 1에 표시하였다. Fig. 1에서 CAS100의 경우에 외관은 Egg와 유사한 표면을 나타내었으나 내부의 팽창 정도가 Egg와는 차이가 있었다. CAS100은 내부 기포 크기가 매우 작고 부풀어 오르지 못하는 것을 알 수 있었다. CAS90과 CAS85의 팽창 정도는 Egg와 유사하였으나 표면이 매끄럽지 못하였다. 외관에서는 CAS95가 Egg와 가장 유사한 것을 알 수 있었다.

Fig. 1. Pictures of macarons with various amount of chickpea aqueous solution. Abbreviations are referred to Table 1.

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경 및 퍼짐성에 대한 측정 결과는 Table 2에 표시하였다. Table 2에서 마카롱의 두께는 CAS85, CAS90과 Egg에서 높은 값을 나타내었고 이들 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS95와 CAS100 순으로 나타났다. 두께에서 가장 낮은 값을 나타낸 것은 CAS100이었고 Egg와 CAS95 사이에 통계적 유의차는 없었다. 마카롱의 직경은 Egg가 가장 큰 값을 나타내었고 다음으로는 CAS95와 CAS100, 그리고 CAS90과 CAS85 순으로 나타났다. 퍼짐성 지수는 두께에 대한 직경의 비를 나타낸 것으로 Doescher 등(1987)Kim 등(2016)은 퍼짐성이 지나치게 높으면 마카롱 고유의 작고 동그란 외관이 흐트러질 수 있다고 보고한 바 있다. 본 실험에서는 CAS 함량이 낮아지면 직경이 커지는 것이 아니라 두께가 높아지는 경향을 나타내어 CAS100이 퍼짐성이 가장 높았고 다음으로는 CAS95였으며 CAS95와 Egg는 통계적으로 유의차를 나타내지 않았다. 퍼짐성이 가장 낮은 것은 CAS85임을 알 수 있었다. 결과에서 병아리콩 수용액을 계란흰자 양과 같이 할 때(CAS100)는 반죽이 묽어지며 퍼짐성이 높아짐을 알 수 있어 바람직하지 못함을 알 수 있었다. 퍼짐성만을 두고 평가했을 때는 CAS95로 제조했을 때 Egg와 유사한 퍼짐성을 갖는 것을 알 수 있었다.

Table 2 . Thickness, diameter, and spread factor of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Thickness (mm)8.46±0.11ab2)3)7.13±0.08c8.31±0.35b8.58±0.28a8.68±0.24a
Mean diameter (mm)33.71±0.48a33.23±0.19b33.38±0.50ab33.08±0.36b32.59±0.26c
Spread factor3.98±0.06b4.66±0.04a4.02±0.16b3.86±0.12c3.76±0.21c

1)Abbreviations are referred to Table 1.

2)Mean±SD (n=8).

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test.



병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도 및 수분함량 측정 결과

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도와 수분함량은 Table 3에 표시하였다. 색도 L 값은 CAS100에서 가장 높은 값을 나타내었고 병아리콩 수용액 함량이 감소할수록 감소하였다. Kim과 Sim(2017)은 난백 분말 첨가량이 증가함에 따라서 L 값이 증가하였는데 이는 난백 분말에 의해 기포 형성력이 향상되었기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서 CAS100은 퍼짐성이 증가하여 L 값이 증가한 것으로 판단되며 이는 Kim과 Sim(2017)의 결과와 유사함을 알 수 있었다. 색도 a 값은 Egg, CAS100과 CAS95 사이에 통계적 유의차를 보이지 않았으며 병아리콩 수용액의 함량이 감소할수록 낮아지는 것을 알 수 있었다. 색도 b 값은 Egg 시료에서 통계적으로 가장 높은 값을 나타내었고 병아리콩 수용액 함량에 따른 통계적 유의차는 나타내지 않았다.

Table 3 . Color values of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
ColorL value76.77±1.87b2)3)80.67±1.94a78.80±0.97a70.86±2.16c64.58±2.29d
a value−43.21±1.45a−44.54±2.88a−45.68±1.06a−54.21±3.12b−61.49±2.33c
b value21.76±1.25a15.07±1.35b15.39±1.16b15.89±1.65b16.25±3.01b
Moisture content96.15±0.22a96.17±0.26a94.73±0.36b93.04±0.60c90.36±0.37d

1)Abbreviations are referred to Table 1.

2)Mean±SD (n=8).

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test.



수분함량은 Egg와 CAS100 시료 사이에 통계적으로 유의차를 나타내지 않았으나, 병아리콩 수용액의 함량이 감소할수록 통계적으로 감소하였다. Kim 등(2016)은 마카롱 등 제과 제품에서 퍼짐성이 수분함량과 밀접한 관련을 갖는다고 보고하였다. 이들은 반죽 제조 시 수분함량이 높았을 때 수분함량을 조절할 수 있는 난백 분말로 마카롱을 제조한 결과, 수분함량이 감소하면서 퍼짐성이 감소하여 마카롱 고유의 작고 동그란 모양이 흐트러지지 않고 일정하게 형성되어 외관 기호도가 된다고 보고하였다. 본 연구에서 계란흰자를 100% 병아리콩 수용액으로 대체하여 마카롱을 제조했을 때(CAS100) 마카롱의 제조가 어려웠고 또한 퍼짐성이 높았다. 따라서 계란흰자를 100% 대체한 병아리콩 수용액 양을 감소시켜 수분함량을 낮추어 마카롱 제조 최적 조건을 찾고자 하였다. 결과적으로 병아리콩 수용액 양을 계란흰자를 100% 대체한 병아리콩 수용액 양의 95%로 수분함량을 줄여 제조한 CAS95가 외관과 퍼짐성이 더 좋아졌으며, 이는 Kim 등(2016)의 결과와 유사함을 알 수 있었다.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성 측정 결과

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성 측정 결과는 Table 4에 표시하였다. Table 4에서 탄력성은 CAS85와 CAS90에서 통계적으로 유의차를 나타내지 않고 높은 값을 나타냈으며, Egg, CAS100과 CAS95 시료 사이에는 통계적 유의차가 없었다. 응집성은 CAS95에서 가장 높은 값을 나타내었으며 CAS95와 Egg 시료 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS100, CAS90, CAS85 순으로 나타났다. 깨짐성은 Egg가 가장 높은 값을 나타내었으나 Egg와 CAS95 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS100, CAS90, CAS85 순으로 나타났다. 강도는 Egg가 가장 높은 값을 나타내었으나 Egg와 CAS95 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS100, CAS90, CAS85 순으로 나타났으나 이들 사이에 통계적 유의차는 없었다. 경도는 CAS100이 가장 높은 값을 나타내었으며 다음으로는 CAS90, CAS85, Egg, CAS95 순으로 나타났으나 이들 간의 통계적 유의차는 없었다. 결과적으로 물성에서 Egg와 가장 유사한 특성을 가진 제품은 CAS95임을 알 수 있었다. Kim과 Sim(2017)은 마카롱에 부재료 첨가 시 낮은 수분함량은 반죽이 가열되는 동안에 표면 경화를 촉진하여 내부보다 외부 구조가 단단해져 견고성을 높일 수 있다고 보고하였다. 본 연구에서도 CAS 함량을 너무 감소시키면 마카롱의 수분함량은 감소하였고, 그에 따라 경도가 높아지는 경향을 나타내어 Kim과 Sim(2017)의 결과와 유사함을 알 수 있었다.

Table 4 . Physical properties of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Springiness20.74±8.24b2)3)20.88±5.35b21.31±5.45b40.69±18.42a46.65±19.41a
Cohesiveness12.07±2.14ab7.87±1.75abc13.98±2.45a6.00±1.17bc3.93±0.97c
Chewiness216.56±15.15a168.98±28.95b251.52±22.99a50.74±3.31c36.86±5.46c
Brittleness184.84±17.85a29.18±18.97b180.28±19.70a27.96±23.16b13.79±11.02b
Strength5,298±638a2,756±477b4,269±750a2,094±343b2,030±360b
Hardness13,938±1,835b24,821±1,401a13,853±1,760b16,710±1,049b16,153±1,248b

1)Abbreviations are referred to Table 1.

2)Mean±SD (n=8).

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test.



병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 주성분 분석 결과

많은 과학 분야에서 데이터 과학 기술을 사용하면 실험 데이터 세트의 차원을 줄일 수 있다. 고차원 데이터 세트를 적은 수의 변수를 사용하여 저차원 공간을 생성시키면, 데이터의 분석 및 처리를 더 쉽고 간단하게 할 수 있다(Pope, 2013). 이러한 저차원 공간 생성을 위해 사용되는 방법으로 주성분 분석(PCA)이 널리 사용되고 있다. PCA를 생성, 분석 및 개선하기 위해 파이썬(Python) 소프트웨어가 사용될 수 있다(Zdybał 등, 2020). 파이썬은 무료로 개방된 패키지로 지난 10여 년간 데이터 과학, 머신러닝 그리고 범용 소프트웨어 개발에 이르기까지 학계와 업계 모두에서 가장 중요한 프로그래밍 언어 중 하나로 성장하였다(Jang, 2021). 파이썬은 연구하거나 프로토타입을 만드는 데 적합한 언어일 뿐만 아니라 실제 시스템을 개발하는 데도 적합하기 때문에 파이썬 패키지는 통계를 위한 기본 패키지로 유용하게 사용할 수 있다. 파이썬은 다양한 라이브러리가 있으며, 이들 중 scikit-learn Python library에는 일반적으로 사용되는 주성분 분석 구현과 데이터 세트 표준화, 클러스터링 및 샘플링 기능이 포함되어 있다(Pedregosa 등, 2011). 주성분 분석은 차원 축소를 위한 주요 선형 접근(linear approach) 방식으로 그래픽 표현을 충족시키기 위해 고차원 데이터의 유사점과 차이점을 강조 표시하는 역할을 한다. PCA는 축소, 분류 및 예측에 유용한 것으로 입증되어 있다(N-Aabe 등, 2019). 따라서 본 연구에서는 파이썬을 이용하여 병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 주성분 분석을 실시하였다. 주성분 분석을 했을 때 PC 1에 대한 variance proportion은 0.476이었고 PC 2에 대한 variance proportion은 0.199였다. PCA 분석 결과 plot은 Fig. 2에 나타내었다. Fig. 2에서 Egg와 CAS95는 주로 3사분면에 속하여 특성이 유사함을 알 수 있었으며, CAS100은 2사분면에 속하였고 CAS90과 CAS85는 1사분면에 속하여 특성이 유사함을 알 수 있었다. 주성분 분석 결과 CAS95를 선택한다면 병아리콩 수용액만으로도 계란흰자로 제조한 마카롱의 특성과 유사한 마카롱의 제조가 가능할 것으로 판단된다.

Fig. 2. Principal components (PCs) loadings of physicochemical characteristics and products of macarons with various amount of chickpea aqueous solution on PC axes using PC 1 and PC 2. Abbreviations are referred to Table 1.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 특성 강도 및 전반적인 기호도 평가 결과

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 특성에 대한 강도 평가 결과는 Table 5에 표시하였고, 이에 대한 파이썬을 이용한 boxplot 그림은 Fig. 3에 표시하였다. Fig. 3에서 각 용어 및 마카롱의 종류에 따라 boxplot의 box 높이가 작을수록 편차가 심하지 않게 잘 평가된 것을 의미한다. 마카롱 표면의 노란색 강도는 CAS85, CAS90, Egg가 통계적으로 높은 값을 나타내었고, 다음으로 CAS95, CAS100이었다(Table 5). 이 결과는 마카롱의 색도 측정에서 CAS100의 L 값이 가장 높은 결과와 유사함을 알 수 있었다. 노란색 강도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다(Fig. 3). 표면의 매끄러운 정도는 CAS95와 Egg가 통계적으로 높은 값을 나타내었으며 다음으로는 CAS90이었고 CAS100과 CAS85는 가장 낮은 값을 나타내었다. 매끄러운 정도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 비교적 심한 것을 알 수 있었고, 특히 CAS100에 대한 평가 편차는 심한 것을 알 수 있었다. 내부 기공의 균일도는 Egg가 통계적으로 높은 값을 나타내었으나, CAS100과의 사이에는 통계적 유의차가 없었다. CAS 함량이 줄어들수록 내부 기공의 균일도는 낮아지는 것을 알 수 있었다. Fig. 3의 boxplot에서 균일도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심한 것을 알 수 있었다. 특히 CAS100, CAS95, CAS85에 대한 편차가 심한 것을 알 수 있었다. 달콤한 냄새는 Egg가 가장 높은 값을 나타내었으나, CAS100, CAS95, CAS90과는 통계적으로 유의차를 나타내지 않았고, CAS85가 가장 낮은 값을 나타내었다. 달콤한 냄새에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. 단맛 정도는 모든 시료에서 통계적으로 차이를 나타내지 않았다. 단맛 정도에 대한 본 실험 평가자들은 CAS85를 제외하고는 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. 마카롱을 씹었을 때 바삭거리는 정도는 CAS100이 가장 높은 값을 나타내었으나 CAS100과 Egg 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS95였고, CAS90과 CAS85 사이에는 통계적 유의차 없이 가장 낮은 값을 나타내었다. Fig. 3의 boxplot에서 바삭거리는 정도에 대한 본 실험 평가자들은 CAS85를 제외하고는 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. 내부의 부드러운 정도는 CAS85와 CAS90이 가장 높은 값을 나타내었고 다음으로는 CAS95, Egg, CAS100 순이었으나, CAS95와 Egg 사이에 통계적 유의차가 없었고 Egg와 CAS100 사이에도 통계적 유의차가 없었다. 내부의 부드러운 정도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. Fig. 3을 종합적으로 분석해보자면 본 실험의 강도 평가에 참여한 관능요원들은 특성에 대한 설명만 들었을 뿐 이에 대한 훈련을 받지 못하고 실험에 참여하였기 때문에 훈련된 묘사분석에 의한 강도 평가보다는 편차가 심할 것을 예상하였다. 그러나 본 실험에 참여한 실험자들은 노란색 강도, 달콤한 냄새, 단맛 정도와 내부의 부드러운 정도 특성에 대하여는 편차가 적게 강도를 평가하는 경향을 보였다. 제품에 대하여 가장 편차가 심하게 평가된 제품은 CAS85임을 알 수 있었다. 이는 외관에서 보이는 것처럼 시료 전체에 균일성이 떨어지기 때문에 평가에서 편차가 심해진 것으로 판단된다.

Table 5 . Sensory analysis of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Yellowness6.50±2.19a2)3)2.00±1.41c3.83±1.95b6.17±1.40a6.71±2.14a
Surface smoothness6.58±1.93ab4.44±3.01c7.00±2.13a5.38±2.18bc4.29±2.42c
Cross section bubble uniformity6.58±2.06a5.52±2.90ab5.00±2.80bc3.17±2.33d3.88±2.59cd
Sweet odor intensity5.29±1.99a4.84±2.37ab4.22±1.65ab4.58±2.12ab3.88±2.05b
Sweet taste intensity5.63±2.37a6.12±2.30a5.48±1.88a6.00±2.00a5.29±2.18a
Nutty taste intensity6.75±1.98a5.28±2.17b5.48±2.00b5.58±1.91ab5.88±1.90ab
Crispy intensity7.04±1.68a7.44±1.58a5.39±2.39b3.83±2.18c3.92±2.78c
Soft inside intensity4.21±2.11bc4.04±2.44c5.57±2.33ab5.96±2.29a6.04±2.76a
Overall acceptance6.46±1.61a5.20±2.29ab6.09±2.04a4.63±2.45c4.38±2.78c

1)Abbreviations are referred to Table 1.

2)Mean±SD (n=51).

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test.



Fig. 3. Boxplot grouped by products of macarons with various amount of chickpea aqueous solution (treatment). Abbreviations are referred to Table 1.

전반적인 기호도는 Egg가 가장 높은 값을 나타내었고 다음으로 CAS95, CAS100, CAS90, CAS85 순이었으나 Egg, CAS95, CAS100 사이에 통계적 유의차는 없었다(Table 5). Fig. 3 boxplot에서 전반적인 기호도에 대한 본 실험 평가자들은 Egg, CAS100, CAS95에서 편차가 심하지 않았지만, CAS90과 CAS85는 편차가 존재하며 Egg, CAS100, CAS95보다 낮은 평균값을 나타내는 것을 알 수 있었다. 전반적인 기호도를 중심으로만 분석한다면 Egg를 대체할 수 있는 것으로는 CAS100과 CAS95가 가능할 것으로 판단된다.

결론적으로 물성 측정과 관능 평가 결과 병아리콩 수용액은 계란흰자를 대체하여 마카롱을 제조할 수 있으며, 병아리콩 수용액 양을 달리하여 마카롱을 제조할 때 병아리콩 수용액 양은 계란흰자 양 100%를 대체한 양의 95%를 첨가하여 제조하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 식물 기반 거품형성제로 병아리콩 수용액을 고형분이 15%가 되도록 하여 병아리콩 수용액 양을 달리하여 마카롱을 제조하였다. 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성 및 수분함량, 위 표면의 색도, 수분함량, 물성, 관능 평가 강도 및 전반적인 기호도를 측정하였다. 병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성, 수분함량, 색도 및 물성 분석 결과와 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱들에 대한 상관관계는 python을 활용하여 주성분 분석을 수행하였고, 관능 평가 결과 관능 특성 강도와 전반적인 기호도 사이의 상관관계는 python을 이용하여 boxplot 그래프로 표시하였다. 외관에서는 계란흰자 양과 동량의 병아리콩 수용액을 이용하여 제조한 마카롱(CAS100) 제조에 사용된 병아리콩 수용액 양의 95%로 제조한 마카롱(CAS95)이 계란흰자만을 이용하여 제조한 마카롱(Egg)과 가장 유사한 것을 알 수 있었다. 퍼짐성은 CAS90으로 제조했을 때 Egg와 유사한 퍼짐성을 갖는 것을 알 수 있었다. 색도 L 값은 CAS100에서 가장 높은 값을 나타내었고 병아리콩 수용액 함량이 감소할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 수분함량은 Egg와 CAS100 시료 사이에 통계적으로 유의차를 나타내지 않았으나 병아리콩 수용액의 함량이 증가할수록 통계적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 물성 측정 결과 Egg와 가장 유사한 특성을 가진 제품은 CAS 95임을 알 수 있었다. 주성분 분석 결과 Egg와 CAS95는 주로 3사분면에 속하여 특성이 유사함을 알 수 있어서 병아리콩 수용액을 달리하여 제조한 마카롱 제조 방법으로 CAS95를 선택한다면 계란흰자를 대체하여 병아리콩 수용액으로만 마카롱의 제조가 가능할 것으로 판단된다. 관능 평가에서 전반적인 기호도가 Egg를 대체할 수 있는 것으로는 CAS100과 CAS95가 가능할 것으로 판단된다. 결론적으로 병아리콩 수용액은 계란흰자를 대체하여 마카롱을 제조할 수 있으며, 병아리콩 수용액을 계란흰자 양 100% 대체한 양의 95%만을 첨가하여 마카롱을 제조하는 것(CAS95)이 바람직할 것으로 판단된다.

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Article

Article

Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition 2022; 51(8): 861-868

Published online August 31, 2022 https://doi.org/10.3746/jkfn.2022.51.8.861

Copyright © The Korean Society of Food Science and Nutrition.

계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액 함량을 달리하여 제조한 마카롱의 특성

김원모1․윤기홍2․이규희2

1우송정보대학 제과제빵학과
2우송대학교 외식조리영양학부

Received: April 22, 2022; Revised: July 5, 2022; Accepted: July 6, 2022

Properties of Macarons with the Addition of Various Amounts of Chickpea Aqueous Solution as a Substitute for Egg Whites

Won-Mo Kim1 , Ki-Hong Yoon2 , and Gyu-Hee Lee2

1Department of Baking & Pastry, Woosong College
2Department of Food Science & Biotechnology, Woosong University

Correspondence to:Gyu-Hee Lee, Department of Food Science & Biotechnology, Woosong University, 171, Dongdeajeonro, Dong-gu, Deajeon 34606, Korea, E-mail: gyuhee@wsu.ac.kr
Author information: Won-Mo Kim (Professor), Ki-Hong Yoon (Professor), Gyu-Hee Lee (Professor)

Received: April 22, 2022; Revised: July 5, 2022; Accepted: July 6, 2022

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract

The recent environmental sustainability trends and the relatively high percentage of humans with allergies to eggs have given an impetus to efforts to find plant-based alternatives. In this study, chickpea aqueous solution (CAS) was used as a plant-based foaming agent. The solid content of the CAS was 15%. Macarons were prepared by varying the amount of CAS used as a replacement for egg whites. The term ‘Egg’ was used for macarons made with only egg whites, ‘CAS100’ described macarons made by replacing 100% of the egg whites with CAS, and ‘CAS95’ was the name given to macarons made by 95% of CAS100 amount. The correlation between the physical properties of the macarons and the macarons made with various amounts of CAS was analyzed using principal component analysis (PCA) on Python. The correlations between the intensity of the sensory characteristics and the overall preference were displayed as a boxplot graph using Python. CAS95 was most similar to Egg in terms of the appearance of the macarons. In physical properties, the product with the most similar characteristics to Egg was CAS95. In the PCA, Egg and CAS95 mainly belong to the third quadrant and had similar characteristics. The overall acceptance in the sensory evaluation also indicated that CAS100 and CAS95 could replace Egg. In conclusion, the chickpea aqueous solution could be used as a replacement for egg whites to produce macarons. Further, it appears preferable to manufacture by 95% (CAS95) of the egg white amount with the chickpea aqueous solution.

Keywords: macarons, egg white, chickpea aqueous solution, replacement, Python

서 론

마카롱은 작고 동그란 모양의 바삭하고 촉촉한 식감의 쿠키로 프리미엄 서양식 디저트이다(Kim, 2013). 마카롱은 예전부터 달콤한 머랭과 아몬드 가루만으로 만든 쿠키로 특유의 식감과 맛이 특징이다(Palczak 등, 2020). 마카롱을 만들 때 머랭의 역할은 매우 중요하다(Kim 등, 2016). 머랭은 케이크 및 쿠키와 같은 디저트에 가벼운 질감과 부피를 주기 위해 사용되는 기본 베이킹 제품이다. 머랭은 계란흰자를 일정한 속도로 빠르게 휘핑하여 거품을 형성시키고, 휘핑한 계란흰자 위에 설탕을 서서히 가하여 수분을 흡수시켜 거품을 촘촘하고 윤기 나도록 하여 제조한다(Pop 등, 2020). 계란흰자 단백질은 거품의 고유한 안정화 특성을 가지므로 가장 널리 알려진 거품형성제(foaming agents)로 meringues, mousses, baked goods 등 다양하게 널리 사용되고 있다. 그러나 최근 환경 지속 가능성(environmental sustainability)과 알레르기가 있는 인류의 비율이 상대적으로 높기 때문에 동물 기반 단백질 거품형성제를 대체할 수 있는 식물 기반 거품형성제를 찾으려는 노력이 계속되고 있다(Murray, 2020).

식물 기반 거품형성제로 두류(legumes)와 콩류(pulse)를 기반으로 하는 제품들이 식품 산업에서 널리 이용되고 있다. 특히 병아리콩은 유화성, 기포성, 겔화성, 용해성 등 매우 우수한 기능적 특성이 있어 많은 주목을 받고 있다. 병아리콩 분말이나 병아리콩 분리 단백은 식품 산업에서 muffin, bread, snacks, cakes, pasta, cookies 등에 응용된 보고가 있다(He 등, 2021). 특히 병아리콩을 삶은 물인 아쿠아파바(acuafaba)는 물 95%, 단백질 1%, 당류 1.3%를 포함한 수용성 탄수화물로 구성된 수용성 slurry로 thickener, foaming agent 또는 emulsifier로 이용이 가능하다고 보고된 바 있다(Shim 등, 2018). 아쿠아파바가 계란흰자 대용 및 디저트 충전재(dessert fillings)로 식품에 사용되기 위해서는 상당한 양의 단백질로 구성되어야 하며, 아쿠아파바의 유동성, 점도, 겔화 능력 등의 특성에 관한 자세한 연구가 필요하다(He 등, 2021). 또한 아쿠아파바가 계란을 대체하여 거품성을 줄 수 있고 이 거품성 특성이 식품 산업에 응용될 수 있지만, 이는 수확시기에 따른 특성, 가공 시 물의 양과 가열조건 등 여러 가지 변수가 작용하여 이를 객관적으로 이용하기 어렵다.

따라서 본 연구에서는 병아리콩을 분쇄 후 전분을 제거하고 가열하여 침전되는 단백질을 제거한 다음 일정한 조건의 수용액을 제조하여 계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액 양을 달리한 마카롱을 제조하여 그 특성을 확인하였다.

재료 및 방법

재료

병아리콩 수용액 양을 달리한 마카롱의 제조는 계란, 설탕(Samyang Co., Ltd., Seoul, Korea), sugar powder(Ggomida Ltd., Asan, Korea), 2020년도 미국산 아몬드 분말(Winfood, Kimpo, Korea), 2020년도 캐나다산 병아리콩(Worldgreen, Goisan, Korea)을 재료로 사용하였다.

병아리콩 수용액의 제조

병아리콩 수용액은 Yoon 등(2021)의 방법에 따라 병아리콩에 3배량의 물을 부어 실온에서 12시간 침지 후 블렌더(Dinamix-X, Tefal, Millville, NJ, USA)로 분쇄한 후 여과하였다. 여과 후 여액을 냉장고에서 12시간 침전시켜 전분을 분리하여 얻은 용액을 90°C에서 5분간 가열 처리하고 침전물을 제거한 상등액을 농축하였다. 농축 정도는 마카롱 제조가 가능한 농도 확인 예비 실험을 통해 고형분이 15%가 되도록 하여 병아리콩 수용액으로 하였다.

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱 제조 방법

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 재료배합 및 제조는 Choi 등(2015)의 방법을 일부 변형하여 제조하였으며, 배합비는 Table 1과 같다. 처리구에서 Egg는 계란흰자만을 이용하여 제조한 마카롱, CAS100은 계란흰자 양과 동량의 병아리콩 수용액을 이용하여 제조한 마카롱, CAS95는 CAS100 제조에 사용된 병아리콩 수용액 양의 95%로 제조한 마카롱을 의미한다. 마카롱 제조는 먼저 아몬드 가루와 슈가파우더를 1대 1로 혼합해 체질하여 Tant Pour Tant(TPT)를 준비하였다. 계란흰자 혹은 병아리콩 수용액은 배합비에 따라 거품을 내어 설탕을 넣어주며 반죽기(K5SS, KitchenAid, St. Joseph, MI, USA)를 사용하여 회전속도 8단으로 8분간 작동하여 90%의 머랭을 제조하였다. 머랭을 제조한 후 미리 준비해둔 TPT와 섞어 반죽을 제조하였다. 완성된 반죽은 짤주머니에 넣어 철판에 테프론 시트를 깔고 일정한 무게(3 g)로 간격을 유지하며 짜주고 실온에서 30분간 휴지하여 표면의 수분을 제거하였다. 휴지된 반죽은 윗불 150°C, 아랫불 150°C로 예열된 오븐에서 10분간 구워 실온에서 1시간 냉각 후 밀봉하여 실험에 사용하였다.

Table 1 . Mixing amount of material for making macarons with various amount of chickpea aqueous solution.

Egg1)CAS1002)CAS953)CAS904)CAS855)
Chickpea aqueous solution100959085
Egg white100
Sugar100100959085
Sugar powder100100100100100
Almond powder100100100100100

1)Egg means the macaron made with only egg white..

2)CAS100 means the macaron made by replacing 100% of egg white amount with chickpea aqueous solution (CAS)..

3)CAS95 means the macaron made by 95% of CAS100 amount..

4)CAS90 means the macaron made by 90% of CAS100 amount..

5)CAS85 means the macaron made by 85% of of CAS100 amount..

These abbreviations were related with whole Tables and Figures..



병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성 측정

병아리콩 수용액을 달리하여 제조한 마카롱의 두께는 마카롱 6개를 수직으로 쌓은 다음 높이를 측정한 후 순서를 바꾸고 높이를 재측정하여 마카롱 한 개에 대한 평균 두께를 구하였다. 마카롱의 가로 직경(width diameter)은 마카롱 6개를 수평으로 정렬한 후 전체 직경을 측정하였다. 마카롱의 세로 직경(vertical diameter)은 가로 직경을 측정하고 마카롱을 90°로 회전한 후 수평으로 정렬하여 측정한 후 마카롱 한 개에 대한 평균 직경(mean diameter)을 구하였다. 마카롱 1개에 대한 평균 두께와 직경은 총 3회에 걸쳐 측정한 후 평균값을 구하였다. 마카롱의 퍼짐성 지수(spread factor)는 두께에 대한 직경의 비를 나타낸 것으로 AACC 방법(10-50D)에 따라 아래 공식을 이용하여 구하였다(AACC, 2000).

Spreadfactor=MeandiameterofamacaronmmMeanthicknessofamacaronmm

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도 및 수분함량 측정

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도는 색차계(DR-10, Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan)를 이용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)의 값을 측정하였다. 이때 L 값은 0(검정색)에서 100(흰색)까지, a 값(적색도)은 -80(녹색)에서 100(적색)까지, b 값(황색도)은 -70(청색)에서 70(황색)까지였으며, 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 93.81, -0.19, 3.91이었다(Kim 등, 2019). 수분함량은 상압건조법(Chae 등, 2000)으로 분석하였으며 모든 측정은 8회씩 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성 측정

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성은 레오미터(Rheometer, COMPAC-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은 직경이 25 mm인 원통형 plunger를 사용하여 table speed 60 mm/min, 최대하중 2 kg, 변형율은 50%, 2 bite의 조건으로 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 깨짐성(brittleness), 강도(strength) 및 경도(hardness)를 8회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다(Kim 등, 2019).

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 평가

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 특성에 대한 강도 평가와 전체적인 기호도 평가(overall acceptance)를 실시하였다. 관능 특성 용어의 개발은 본 실험에 참여한 50대 성인(남 2명, 여 1명), 대학생 3명(남 1명, 여 2명)으로 구성된 요원들을 통해 개발하였다. 관능특성 평가를 위해 개발된 용어는 마카롱 표면의 노란색 강도(yellowness), 표면의 매끄러운 정도(surface smoothness), 반으로 잘랐을 때 내부 기공의 균일도(cross section bubble uniformity), 달콤한 냄새(sweet odor), 입안에서 느끼는 단맛 정도(sweet taste), 마카롱을 씹었을 때 바삭거리는 정도(crispy texture)와 내부의 부드러운 정도(inside softness)였다. 또한, 강도 평가 후 평가자에게 전반적인 기호도를 표시하도록 하였다. 개발된 용어를 중심으로 한 강도 평가지와 전반적인 기호도 평가는 관능 평가 차이 식별검사 경험이 있는 20~30세 사이의 소비자 51명(남 22명, 여 29명)을 대상으로 용어에 대한 설명을 한 후 9점 척도로 하여 관능 특성 강도와 전반적인 기호도를 평가하도록 하였으며 점수가 높을수록 강도와 기호도가 높은 것을 의미한다. 강도 평가와 기호도 평가에 사용된 시료는 제과 후 2시간 동안 방랭시킨 마카롱을 반으로 잘라 백색의 일회용 접시에 제공하였다. 시료는 무작위로 제시하였으며 평가자들은 시료 사이에 입을 헹구도록 하였다. 본 연구에서 수행한 관능 평가는 우송대학교 보건복지대학 기관생명윤리심의위원회 심의 결과 승인(승인번호 1041549-220412-SB-137)을 받은 후 시행되었다.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 통계 분석

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱에 대한 통계 분석은 SPSS 프로그램(ver 25.0, IBM Company, Chicago, IL, USA)을 사용하였고, 결과는 분산분석 후 Duncan’s multiple range test(P<0.05)를 실시하였다. 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성, 수분함량, 색도 및 물성 분석 결과와 계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱들에 대한 상관관계는 주성분 분석(principal component analysis, PCA)을 수행하여 분석하였다. PCA 분석은 open source인 Anaconda 3(64 bit)를 download 한 후 Jupyter Notebook에서 Python 3(ipykernel)를 활용하여 분석하였다. PCA는 python library인 pandas와 numpy를 활용하여 분석하였고 plot은 matplotlib을 이용하였다. 관능 평가 결과, 관능 특성 강도와 전반적인 기호도 사이의 상관관계는 python library인 pandas, numpy, matplotlib.pyplot을 이용하여 boxplot 그래프로 표시하였다.

결과 및 고찰

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 외관, 두께, 직경 및 퍼짐성 분석 결과

최근 비건 인구가 증가하는 추세를 고려하여 Yoon 등(2021)은 계란흰자를 대체하기 위해 병아리콩 수용액을 이용하여 머핀을 제조하는 것이 가능하다고 보고하였고, Buhl 등(2019)은 병아리콩 삶은 물에서도 거품 형성 능력이 있다고 보고하였다. He 등(2021)도 병아리콩 수용액이 약 1.5% 정도의 단백질을 함유하고 있으며 이들은 거품 형성 능력에 중요한 요인이 된다고 보고하였다. 따라서 본 연구에서는 Yoon 등(2021)의 방법에 따라 병아리콩 수용액을 제조하여 계란흰자를 대체한 마카롱 제조 가능성을 확인하고자 하였다. 병아리콩 수용액을 달리하여 제조한 마카롱의 외관은 Fig. 1에 표시하였다. Fig. 1에서 CAS100의 경우에 외관은 Egg와 유사한 표면을 나타내었으나 내부의 팽창 정도가 Egg와는 차이가 있었다. CAS100은 내부 기포 크기가 매우 작고 부풀어 오르지 못하는 것을 알 수 있었다. CAS90과 CAS85의 팽창 정도는 Egg와 유사하였으나 표면이 매끄럽지 못하였다. 외관에서는 CAS95가 Egg와 가장 유사한 것을 알 수 있었다.

Fig 1. Pictures of macarons with various amount of chickpea aqueous solution. Abbreviations are referred to Table 1.

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경 및 퍼짐성에 대한 측정 결과는 Table 2에 표시하였다. Table 2에서 마카롱의 두께는 CAS85, CAS90과 Egg에서 높은 값을 나타내었고 이들 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS95와 CAS100 순으로 나타났다. 두께에서 가장 낮은 값을 나타낸 것은 CAS100이었고 Egg와 CAS95 사이에 통계적 유의차는 없었다. 마카롱의 직경은 Egg가 가장 큰 값을 나타내었고 다음으로는 CAS95와 CAS100, 그리고 CAS90과 CAS85 순으로 나타났다. 퍼짐성 지수는 두께에 대한 직경의 비를 나타낸 것으로 Doescher 등(1987)Kim 등(2016)은 퍼짐성이 지나치게 높으면 마카롱 고유의 작고 동그란 외관이 흐트러질 수 있다고 보고한 바 있다. 본 실험에서는 CAS 함량이 낮아지면 직경이 커지는 것이 아니라 두께가 높아지는 경향을 나타내어 CAS100이 퍼짐성이 가장 높았고 다음으로는 CAS95였으며 CAS95와 Egg는 통계적으로 유의차를 나타내지 않았다. 퍼짐성이 가장 낮은 것은 CAS85임을 알 수 있었다. 결과에서 병아리콩 수용액을 계란흰자 양과 같이 할 때(CAS100)는 반죽이 묽어지며 퍼짐성이 높아짐을 알 수 있어 바람직하지 못함을 알 수 있었다. 퍼짐성만을 두고 평가했을 때는 CAS95로 제조했을 때 Egg와 유사한 퍼짐성을 갖는 것을 알 수 있었다.

Table 2 . Thickness, diameter, and spread factor of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Thickness (mm)8.46±0.11ab2)3)7.13±0.08c8.31±0.35b8.58±0.28a8.68±0.24a
Mean diameter (mm)33.71±0.48a33.23±0.19b33.38±0.50ab33.08±0.36b32.59±0.26c
Spread factor3.98±0.06b4.66±0.04a4.02±0.16b3.86±0.12c3.76±0.21c

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=8)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..



병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도 및 수분함량 측정 결과

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱 위 표면의 색도와 수분함량은 Table 3에 표시하였다. 색도 L 값은 CAS100에서 가장 높은 값을 나타내었고 병아리콩 수용액 함량이 감소할수록 감소하였다. Kim과 Sim(2017)은 난백 분말 첨가량이 증가함에 따라서 L 값이 증가하였는데 이는 난백 분말에 의해 기포 형성력이 향상되었기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서 CAS100은 퍼짐성이 증가하여 L 값이 증가한 것으로 판단되며 이는 Kim과 Sim(2017)의 결과와 유사함을 알 수 있었다. 색도 a 값은 Egg, CAS100과 CAS95 사이에 통계적 유의차를 보이지 않았으며 병아리콩 수용액의 함량이 감소할수록 낮아지는 것을 알 수 있었다. 색도 b 값은 Egg 시료에서 통계적으로 가장 높은 값을 나타내었고 병아리콩 수용액 함량에 따른 통계적 유의차는 나타내지 않았다.

Table 3 . Color values of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
ColorL value76.77±1.87b2)3)80.67±1.94a78.80±0.97a70.86±2.16c64.58±2.29d
a value−43.21±1.45a−44.54±2.88a−45.68±1.06a−54.21±3.12b−61.49±2.33c
b value21.76±1.25a15.07±1.35b15.39±1.16b15.89±1.65b16.25±3.01b
Moisture content96.15±0.22a96.17±0.26a94.73±0.36b93.04±0.60c90.36±0.37d

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=8)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..



수분함량은 Egg와 CAS100 시료 사이에 통계적으로 유의차를 나타내지 않았으나, 병아리콩 수용액의 함량이 감소할수록 통계적으로 감소하였다. Kim 등(2016)은 마카롱 등 제과 제품에서 퍼짐성이 수분함량과 밀접한 관련을 갖는다고 보고하였다. 이들은 반죽 제조 시 수분함량이 높았을 때 수분함량을 조절할 수 있는 난백 분말로 마카롱을 제조한 결과, 수분함량이 감소하면서 퍼짐성이 감소하여 마카롱 고유의 작고 동그란 모양이 흐트러지지 않고 일정하게 형성되어 외관 기호도가 된다고 보고하였다. 본 연구에서 계란흰자를 100% 병아리콩 수용액으로 대체하여 마카롱을 제조했을 때(CAS100) 마카롱의 제조가 어려웠고 또한 퍼짐성이 높았다. 따라서 계란흰자를 100% 대체한 병아리콩 수용액 양을 감소시켜 수분함량을 낮추어 마카롱 제조 최적 조건을 찾고자 하였다. 결과적으로 병아리콩 수용액 양을 계란흰자를 100% 대체한 병아리콩 수용액 양의 95%로 수분함량을 줄여 제조한 CAS95가 외관과 퍼짐성이 더 좋아졌으며, 이는 Kim 등(2016)의 결과와 유사함을 알 수 있었다.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성 측정 결과

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 물성 측정 결과는 Table 4에 표시하였다. Table 4에서 탄력성은 CAS85와 CAS90에서 통계적으로 유의차를 나타내지 않고 높은 값을 나타냈으며, Egg, CAS100과 CAS95 시료 사이에는 통계적 유의차가 없었다. 응집성은 CAS95에서 가장 높은 값을 나타내었으며 CAS95와 Egg 시료 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS100, CAS90, CAS85 순으로 나타났다. 깨짐성은 Egg가 가장 높은 값을 나타내었으나 Egg와 CAS95 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS100, CAS90, CAS85 순으로 나타났다. 강도는 Egg가 가장 높은 값을 나타내었으나 Egg와 CAS95 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS100, CAS90, CAS85 순으로 나타났으나 이들 사이에 통계적 유의차는 없었다. 경도는 CAS100이 가장 높은 값을 나타내었으며 다음으로는 CAS90, CAS85, Egg, CAS95 순으로 나타났으나 이들 간의 통계적 유의차는 없었다. 결과적으로 물성에서 Egg와 가장 유사한 특성을 가진 제품은 CAS95임을 알 수 있었다. Kim과 Sim(2017)은 마카롱에 부재료 첨가 시 낮은 수분함량은 반죽이 가열되는 동안에 표면 경화를 촉진하여 내부보다 외부 구조가 단단해져 견고성을 높일 수 있다고 보고하였다. 본 연구에서도 CAS 함량을 너무 감소시키면 마카롱의 수분함량은 감소하였고, 그에 따라 경도가 높아지는 경향을 나타내어 Kim과 Sim(2017)의 결과와 유사함을 알 수 있었다.

Table 4 . Physical properties of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Springiness20.74±8.24b2)3)20.88±5.35b21.31±5.45b40.69±18.42a46.65±19.41a
Cohesiveness12.07±2.14ab7.87±1.75abc13.98±2.45a6.00±1.17bc3.93±0.97c
Chewiness216.56±15.15a168.98±28.95b251.52±22.99a50.74±3.31c36.86±5.46c
Brittleness184.84±17.85a29.18±18.97b180.28±19.70a27.96±23.16b13.79±11.02b
Strength5,298±638a2,756±477b4,269±750a2,094±343b2,030±360b
Hardness13,938±1,835b24,821±1,401a13,853±1,760b16,710±1,049b16,153±1,248b

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=8)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..



병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 주성분 분석 결과

많은 과학 분야에서 데이터 과학 기술을 사용하면 실험 데이터 세트의 차원을 줄일 수 있다. 고차원 데이터 세트를 적은 수의 변수를 사용하여 저차원 공간을 생성시키면, 데이터의 분석 및 처리를 더 쉽고 간단하게 할 수 있다(Pope, 2013). 이러한 저차원 공간 생성을 위해 사용되는 방법으로 주성분 분석(PCA)이 널리 사용되고 있다. PCA를 생성, 분석 및 개선하기 위해 파이썬(Python) 소프트웨어가 사용될 수 있다(Zdybał 등, 2020). 파이썬은 무료로 개방된 패키지로 지난 10여 년간 데이터 과학, 머신러닝 그리고 범용 소프트웨어 개발에 이르기까지 학계와 업계 모두에서 가장 중요한 프로그래밍 언어 중 하나로 성장하였다(Jang, 2021). 파이썬은 연구하거나 프로토타입을 만드는 데 적합한 언어일 뿐만 아니라 실제 시스템을 개발하는 데도 적합하기 때문에 파이썬 패키지는 통계를 위한 기본 패키지로 유용하게 사용할 수 있다. 파이썬은 다양한 라이브러리가 있으며, 이들 중 scikit-learn Python library에는 일반적으로 사용되는 주성분 분석 구현과 데이터 세트 표준화, 클러스터링 및 샘플링 기능이 포함되어 있다(Pedregosa 등, 2011). 주성분 분석은 차원 축소를 위한 주요 선형 접근(linear approach) 방식으로 그래픽 표현을 충족시키기 위해 고차원 데이터의 유사점과 차이점을 강조 표시하는 역할을 한다. PCA는 축소, 분류 및 예측에 유용한 것으로 입증되어 있다(N-Aabe 등, 2019). 따라서 본 연구에서는 파이썬을 이용하여 병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 주성분 분석을 실시하였다. 주성분 분석을 했을 때 PC 1에 대한 variance proportion은 0.476이었고 PC 2에 대한 variance proportion은 0.199였다. PCA 분석 결과 plot은 Fig. 2에 나타내었다. Fig. 2에서 Egg와 CAS95는 주로 3사분면에 속하여 특성이 유사함을 알 수 있었으며, CAS100은 2사분면에 속하였고 CAS90과 CAS85는 1사분면에 속하여 특성이 유사함을 알 수 있었다. 주성분 분석 결과 CAS95를 선택한다면 병아리콩 수용액만으로도 계란흰자로 제조한 마카롱의 특성과 유사한 마카롱의 제조가 가능할 것으로 판단된다.

Fig 2. Principal components (PCs) loadings of physicochemical characteristics and products of macarons with various amount of chickpea aqueous solution on PC axes using PC 1 and PC 2. Abbreviations are referred to Table 1.

병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 특성 강도 및 전반적인 기호도 평가 결과

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 관능 특성에 대한 강도 평가 결과는 Table 5에 표시하였고, 이에 대한 파이썬을 이용한 boxplot 그림은 Fig. 3에 표시하였다. Fig. 3에서 각 용어 및 마카롱의 종류에 따라 boxplot의 box 높이가 작을수록 편차가 심하지 않게 잘 평가된 것을 의미한다. 마카롱 표면의 노란색 강도는 CAS85, CAS90, Egg가 통계적으로 높은 값을 나타내었고, 다음으로 CAS95, CAS100이었다(Table 5). 이 결과는 마카롱의 색도 측정에서 CAS100의 L 값이 가장 높은 결과와 유사함을 알 수 있었다. 노란색 강도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다(Fig. 3). 표면의 매끄러운 정도는 CAS95와 Egg가 통계적으로 높은 값을 나타내었으며 다음으로는 CAS90이었고 CAS100과 CAS85는 가장 낮은 값을 나타내었다. 매끄러운 정도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 비교적 심한 것을 알 수 있었고, 특히 CAS100에 대한 평가 편차는 심한 것을 알 수 있었다. 내부 기공의 균일도는 Egg가 통계적으로 높은 값을 나타내었으나, CAS100과의 사이에는 통계적 유의차가 없었다. CAS 함량이 줄어들수록 내부 기공의 균일도는 낮아지는 것을 알 수 있었다. Fig. 3의 boxplot에서 균일도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심한 것을 알 수 있었다. 특히 CAS100, CAS95, CAS85에 대한 편차가 심한 것을 알 수 있었다. 달콤한 냄새는 Egg가 가장 높은 값을 나타내었으나, CAS100, CAS95, CAS90과는 통계적으로 유의차를 나타내지 않았고, CAS85가 가장 낮은 값을 나타내었다. 달콤한 냄새에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. 단맛 정도는 모든 시료에서 통계적으로 차이를 나타내지 않았다. 단맛 정도에 대한 본 실험 평가자들은 CAS85를 제외하고는 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. 마카롱을 씹었을 때 바삭거리는 정도는 CAS100이 가장 높은 값을 나타내었으나 CAS100과 Egg 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로는 CAS95였고, CAS90과 CAS85 사이에는 통계적 유의차 없이 가장 낮은 값을 나타내었다. Fig. 3의 boxplot에서 바삭거리는 정도에 대한 본 실험 평가자들은 CAS85를 제외하고는 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. 내부의 부드러운 정도는 CAS85와 CAS90이 가장 높은 값을 나타내었고 다음으로는 CAS95, Egg, CAS100 순이었으나, CAS95와 Egg 사이에 통계적 유의차가 없었고 Egg와 CAS100 사이에도 통계적 유의차가 없었다. 내부의 부드러운 정도에 대한 본 실험 평가자들은 편차가 심하지 않게 잘 구별하는 경향을 나타내었다. Fig. 3을 종합적으로 분석해보자면 본 실험의 강도 평가에 참여한 관능요원들은 특성에 대한 설명만 들었을 뿐 이에 대한 훈련을 받지 못하고 실험에 참여하였기 때문에 훈련된 묘사분석에 의한 강도 평가보다는 편차가 심할 것을 예상하였다. 그러나 본 실험에 참여한 실험자들은 노란색 강도, 달콤한 냄새, 단맛 정도와 내부의 부드러운 정도 특성에 대하여는 편차가 적게 강도를 평가하는 경향을 보였다. 제품에 대하여 가장 편차가 심하게 평가된 제품은 CAS85임을 알 수 있었다. 이는 외관에서 보이는 것처럼 시료 전체에 균일성이 떨어지기 때문에 평가에서 편차가 심해진 것으로 판단된다.

Table 5 . Sensory analysis of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Yellowness6.50±2.19a2)3)2.00±1.41c3.83±1.95b6.17±1.40a6.71±2.14a
Surface smoothness6.58±1.93ab4.44±3.01c7.00±2.13a5.38±2.18bc4.29±2.42c
Cross section bubble uniformity6.58±2.06a5.52±2.90ab5.00±2.80bc3.17±2.33d3.88±2.59cd
Sweet odor intensity5.29±1.99a4.84±2.37ab4.22±1.65ab4.58±2.12ab3.88±2.05b
Sweet taste intensity5.63±2.37a6.12±2.30a5.48±1.88a6.00±2.00a5.29±2.18a
Nutty taste intensity6.75±1.98a5.28±2.17b5.48±2.00b5.58±1.91ab5.88±1.90ab
Crispy intensity7.04±1.68a7.44±1.58a5.39±2.39b3.83±2.18c3.92±2.78c
Soft inside intensity4.21±2.11bc4.04±2.44c5.57±2.33ab5.96±2.29a6.04±2.76a
Overall acceptance6.46±1.61a5.20±2.29ab6.09±2.04a4.63±2.45c4.38±2.78c

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=51)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..



Fig 3. Boxplot grouped by products of macarons with various amount of chickpea aqueous solution (treatment). Abbreviations are referred to Table 1.

전반적인 기호도는 Egg가 가장 높은 값을 나타내었고 다음으로 CAS95, CAS100, CAS90, CAS85 순이었으나 Egg, CAS95, CAS100 사이에 통계적 유의차는 없었다(Table 5). Fig. 3 boxplot에서 전반적인 기호도에 대한 본 실험 평가자들은 Egg, CAS100, CAS95에서 편차가 심하지 않았지만, CAS90과 CAS85는 편차가 존재하며 Egg, CAS100, CAS95보다 낮은 평균값을 나타내는 것을 알 수 있었다. 전반적인 기호도를 중심으로만 분석한다면 Egg를 대체할 수 있는 것으로는 CAS100과 CAS95가 가능할 것으로 판단된다.

결론적으로 물성 측정과 관능 평가 결과 병아리콩 수용액은 계란흰자를 대체하여 마카롱을 제조할 수 있으며, 병아리콩 수용액 양을 달리하여 마카롱을 제조할 때 병아리콩 수용액 양은 계란흰자 양 100%를 대체한 양의 95%를 첨가하여 제조하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다.

요 약

본 연구에서는 식물 기반 거품형성제로 병아리콩 수용액을 고형분이 15%가 되도록 하여 병아리콩 수용액 양을 달리하여 마카롱을 제조하였다. 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성 및 수분함량, 위 표면의 색도, 수분함량, 물성, 관능 평가 강도 및 전반적인 기호도를 측정하였다. 병아리콩 수용액의 양을 달리하여 제조한 마카롱의 두께, 직경, 퍼짐성, 수분함량, 색도 및 물성 분석 결과와 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 마카롱들에 대한 상관관계는 python을 활용하여 주성분 분석을 수행하였고, 관능 평가 결과 관능 특성 강도와 전반적인 기호도 사이의 상관관계는 python을 이용하여 boxplot 그래프로 표시하였다. 외관에서는 계란흰자 양과 동량의 병아리콩 수용액을 이용하여 제조한 마카롱(CAS100) 제조에 사용된 병아리콩 수용액 양의 95%로 제조한 마카롱(CAS95)이 계란흰자만을 이용하여 제조한 마카롱(Egg)과 가장 유사한 것을 알 수 있었다. 퍼짐성은 CAS90으로 제조했을 때 Egg와 유사한 퍼짐성을 갖는 것을 알 수 있었다. 색도 L 값은 CAS100에서 가장 높은 값을 나타내었고 병아리콩 수용액 함량이 감소할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 수분함량은 Egg와 CAS100 시료 사이에 통계적으로 유의차를 나타내지 않았으나 병아리콩 수용액의 함량이 증가할수록 통계적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 물성 측정 결과 Egg와 가장 유사한 특성을 가진 제품은 CAS 95임을 알 수 있었다. 주성분 분석 결과 Egg와 CAS95는 주로 3사분면에 속하여 특성이 유사함을 알 수 있어서 병아리콩 수용액을 달리하여 제조한 마카롱 제조 방법으로 CAS95를 선택한다면 계란흰자를 대체하여 병아리콩 수용액으로만 마카롱의 제조가 가능할 것으로 판단된다. 관능 평가에서 전반적인 기호도가 Egg를 대체할 수 있는 것으로는 CAS100과 CAS95가 가능할 것으로 판단된다. 결론적으로 병아리콩 수용액은 계란흰자를 대체하여 마카롱을 제조할 수 있으며, 병아리콩 수용액을 계란흰자 양 100% 대체한 양의 95%만을 첨가하여 마카롱을 제조하는 것(CAS95)이 바람직할 것으로 판단된다.

Fig 1.

Fig 1.Pictures of macarons with various amount of chickpea aqueous solution. Abbreviations are referred to Table 1.
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Fig 2.

Fig 2.Principal components (PCs) loadings of physicochemical characteristics and products of macarons with various amount of chickpea aqueous solution on PC axes using PC 1 and PC 2. Abbreviations are referred to Table 1.
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Fig 3.

Fig 3.Boxplot grouped by products of macarons with various amount of chickpea aqueous solution (treatment). Abbreviations are referred to Table 1.
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Table 1 . Mixing amount of material for making macarons with various amount of chickpea aqueous solution.

Egg1)CAS1002)CAS953)CAS904)CAS855)
Chickpea aqueous solution100959085
Egg white100
Sugar100100959085
Sugar powder100100100100100
Almond powder100100100100100

1)Egg means the macaron made with only egg white..

2)CAS100 means the macaron made by replacing 100% of egg white amount with chickpea aqueous solution (CAS)..

3)CAS95 means the macaron made by 95% of CAS100 amount..

4)CAS90 means the macaron made by 90% of CAS100 amount..

5)CAS85 means the macaron made by 85% of of CAS100 amount..

These abbreviations were related with whole Tables and Figures..


Table 2 . Thickness, diameter, and spread factor of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Thickness (mm)8.46±0.11ab2)3)7.13±0.08c8.31±0.35b8.58±0.28a8.68±0.24a
Mean diameter (mm)33.71±0.48a33.23±0.19b33.38±0.50ab33.08±0.36b32.59±0.26c
Spread factor3.98±0.06b4.66±0.04a4.02±0.16b3.86±0.12c3.76±0.21c

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=8)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..


Table 3 . Color values of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
ColorL value76.77±1.87b2)3)80.67±1.94a78.80±0.97a70.86±2.16c64.58±2.29d
a value−43.21±1.45a−44.54±2.88a−45.68±1.06a−54.21±3.12b−61.49±2.33c
b value21.76±1.25a15.07±1.35b15.39±1.16b15.89±1.65b16.25±3.01b
Moisture content96.15±0.22a96.17±0.26a94.73±0.36b93.04±0.60c90.36±0.37d

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=8)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..


Table 4 . Physical properties of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Springiness20.74±8.24b2)3)20.88±5.35b21.31±5.45b40.69±18.42a46.65±19.41a
Cohesiveness12.07±2.14ab7.87±1.75abc13.98±2.45a6.00±1.17bc3.93±0.97c
Chewiness216.56±15.15a168.98±28.95b251.52±22.99a50.74±3.31c36.86±5.46c
Brittleness184.84±17.85a29.18±18.97b180.28±19.70a27.96±23.16b13.79±11.02b
Strength5,298±638a2,756±477b4,269±750a2,094±343b2,030±360b
Hardness13,938±1,835b24,821±1,401a13,853±1,760b16,710±1,049b16,153±1,248b

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=8)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..


Table 5 . Sensory analysis of macarons made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Egg1)CAS100CAS95CAS90CAS85
Yellowness6.50±2.19a2)3)2.00±1.41c3.83±1.95b6.17±1.40a6.71±2.14a
Surface smoothness6.58±1.93ab4.44±3.01c7.00±2.13a5.38±2.18bc4.29±2.42c
Cross section bubble uniformity6.58±2.06a5.52±2.90ab5.00±2.80bc3.17±2.33d3.88±2.59cd
Sweet odor intensity5.29±1.99a4.84±2.37ab4.22±1.65ab4.58±2.12ab3.88±2.05b
Sweet taste intensity5.63±2.37a6.12±2.30a5.48±1.88a6.00±2.00a5.29±2.18a
Nutty taste intensity6.75±1.98a5.28±2.17b5.48±2.00b5.58±1.91ab5.88±1.90ab
Crispy intensity7.04±1.68a7.44±1.58a5.39±2.39b3.83±2.18c3.92±2.78c
Soft inside intensity4.21±2.11bc4.04±2.44c5.57±2.33ab5.96±2.29a6.04±2.76a
Overall acceptance6.46±1.61a5.20±2.29ab6.09±2.04a4.63±2.45c4.38±2.78c

1)Abbreviations are referred to Table 1..

2)Mean±SD (n=51)..

3)Means with different letters in same row are different at 5% significance level by Duncan’s multiple range test..


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