머랭(meringue)은 계란흰자에 설탕을 넣고 거품을 일으켜 만드는 것으로 수플레, 마카롱, 엔젤푸드 케이크와 같은 제과에서 중요한 기본 재료로 이용된다(Vega와 Sanghvi, 2012). 머랭 제조 시 계란흰자는 거품 구조를 제공하며, 설탕은 단맛을 제공할 뿐만 아니라 거품 구조를 안정화시키는데 사용된다(O’Charoen 등, 2014). 계란흰자 단백질은 가장 널리 알려진 동물기반 기포제(foaming agents)이다. 그러나 최근에는 육류, 우유, 계란과 같은 동물성 공급원을 모방하고 대체하기 위해 식물기반 식품 성분 및 제품이 점점 개발되고 있다. 이러한 추세는 채식주의자(vegetarian) 및 채식 시장(vegan markets)의 성장뿐만 아니라 소비자들의 건강하고 친환경적인 식품(eco-friendly food)에 대한 선호도를 증가시키고 있다(Lee와 Okos, 2011). 더불어 계란흰자에 알레르기가 있는 개인 비율이 상대적으로 높기 때문에, 식물기반 단백질에서 대안을 찾으려는 경향이 늘어나는 추세이다(Murray, 2020).

콩과 식물(legumes)과 콩류(pulses)에서 추출된 식물기반 단백질은 분리 유청 단백질보다 우수한 것으로 보고되었다(Jarpa-Parra 등, 2015; Shao 등, 2016; Wang 등, 2019; Widjajaseputra와 Widyastuti, 2017). 이들 식물기반 단백질 중 병아리콩은 가장 많은 각광을 받는 콩류에 속한다(Du 등, 2014; Xu 등, 2014). 최근 연구에 따르면 통조림 또는 조리된 병아리콩에서 용출되는 점성 액체는 안정적인 거품 및 젤을 생성하였으며, 이 점성용액을 아쿠아파바(aquafaba)라고 하였다. He 등(2021)은 아쿠아파바를 egg-free mayonnaise, meringues, mousse, whipped cream, ice cream, emulsified dressings와 bakery products를 포함한 많은 식품에 채식, 글루텐 및 콜레스테롤이 없는 식품의 유변학적 첨가제(rheological additive)로 사용할 수 있다고 보고하였다. Buhl 등(2019)은 아쿠아파바의 계란흰자에 대한 거품 형성 비율이 약 84%라고 보고하였다. 본 연구팀의 선행연구(Yoon 등, 2021)에서 병아리콩 수용액을 제조하였을 때, 병아리콩 수용액의 계란흰자에 대한 거품 형성비율이 약 95%에 달하여 아쿠아파바보다 거품 형성 능력이 더 좋은 것을 알 수 있었다.

본 연구에서는 동물기반인 계란흰자를 대체하여 거품 형성 능력이 우수한 식물기반인 병아리콩 수용액을 이용한 머랭쿠키 제조가 가능한지 확인하고자 하였다.

재료

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키 제조는 계란(Hanaro Dist.), 설탕(Samyang Co., Ltd.), 2021년도 캐나다산 병아리콩(Worldgreen)을 재료로 사용하였다.

계란흰자 대체용 병아리콩 수용액의 제조

계란흰자 대체용 병아리콩 수용액은 Yoon 등(2021)의 방법에 따라 병아리콩 3배량의 물을 부어 실온에서 12시간 침지 후 블랜더(Dinamix-X, Tefal)로 분쇄한 후 여과하였다. 여과 후 여액을 냉장고에서 12시간 침전시켜 전분을 분리하여 얻은 상등액을 90°C에서 5분간 가열처리하여 침전물을 제거하였다. 침전물을 제거한 상등액을 농축하여 계란흰자의 고형분 함량과 유사하게 고형분 함량을 15%가 되도록 하여 계란흰자 대체용 병아리콩 수용액으로 하였다.

머랭쿠키 제조 방법

병아리콩 수용액(chickpea aqueous solution, CAS) 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키는 계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키를 대조구(Eggwhite)로 하고, 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 재료 배합비는 Table 1과 같다. CAS100은 계란흰자의 100%를 병아리콩 수용액으로 제조한 머랭쿠키를 의미한다. CAS90, CAS80, CAS70, CAS60은 각각 병아리콩 수용액을 CAS100의 90%, 80%, 70%, 60% 양으로 제조한 머랭쿠키를 의미한다. 머랭쿠키 제조는 O’Charoen 등(2014)의 방법을 수정하여 제조하였다. 계란흰자 혹은 병아리콩 수용액은 거품 내어 설탕을 넣어주며 반죽기(Kitchen Aid K5SS)를 사용하여 저속에서 2분, 중속에서 8분간 머랭을 제조하였다. 머랭을 제조한 후 일정한 측정을 위해 48.17 mm(가로)×26.37 mm(세로)×11.50 mm(높이) 틀에 4 g씩 넣고 머랭 표면을 평평하게 한 후, 윗불과 아랫불을 90°C 온도로 예열한 오븐에 넣어 1시간 동안 구운 후 실온에서 1시간 냉각시켜 밀봉한 후 실험에 사용하였다.

Table 1 . Mixing amount of material for making meringue cookies with various amount of chickpea aqueous solution (CAS).

	Eggwhite1)	CAS1002)	CAS903)	CAS804)	CAS705)	CAS606)
Chickpea aqueous solution	－	100	90	80	70	60
Egg white	100	－	－	－	－	－
Sugar	100	100	100	100	100	100

¹⁾Eggwhite means the meringue cookies made with only egg white..

²⁾CAS100 means the meringue cookies made by using CAS 100% amount of egg white amount..

³⁾CAS90 means the meringue cookies made by using CAS 90% amount of egg white amount..

⁴⁾CAS80 means the meringue cookies made by using CAS 80% amount of egg white amount..

⁵⁾CAS70 means the meringue cookies made by using CAS 70% amount of egg white amount..

⁶⁾CAS60 means the meringue cookies made by using CAS 60% amount of egg white amount..

These abbreviations were related with whole tables and figures..

머랭쿠키의 높이, 무게, 굽기 손실률

머랭쿠키의 부피를 종자치환법으로 측정하는 것은 구조가 깨지는 현상(collapse) 때문에 어려움이 있어서 높이를 측정하였다. 높이의 측정은 calliper를 이용하여 머랭쿠키 중앙의 높이를 측정하였다(Herranz 등, 2016). 굽기 손실률(baking loss)은 머랭의 무게와 머랭쿠키의 무게를 측정하여 다음 식을 이용하여 산출하였다(Mohammadi 등, 2015).

$$Bakinglossrate\left(\%\right)=\left[Weightofmeringue\left(g\right)-Weightofmeringuecookies\left(g\right)/Weightofmeringue\left(g\right)\right]\times 100$$

머랭쿠키 표면색도 및 수분함량 측정

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키 표면의 색도는 색차계(DR-10, Minolta Co., Ltd.)를 이용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness)의 값을 측정하였다(Kim 등, 2019). 이때 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 93.81, -0.19, 3.91이었다. 수분함량은 상압건조법(Chae 등, 2000)으로 분석하였으며, 모든 측정은 8회씩 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.

머랭쿠키의 물성

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 물성은 레오미터(COMPAC-100Ⅱ., Sun Co.)를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은 직경이 5 mm인 원통형 plunger를 사용하여 table speed 60 mm/min, 최대하중 2 kg, 변형률은 50%, 1 bite의 조건으로 강도(strength), 경도(hardness)를 8회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다(Kim 등, 2019).

머랭쿠키의 관능평가

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 관능 특성에 대한 강도 평가와 기호도 평가를 실시하였다. 관능 특성 강도 평가를 위한 용어의 개발은 본 실험에 참가한 50대 성인(남 2명, 여 1명)과 대학생 3명(남 1명, 여 2명)으로 구성된 요원들을 통해 개발하였다. 관능 특성 강도 평가를 위해 개발된 용어는 머랭쿠키 표면의 노란색 강도(yellowness), 표면의 매끄러운 정도(surface smoothness), 반으로 잘랐을 때 머랭쿠키 내부 기공의 균일한 정도(cross section bubble form), 머랭쿠키의 달콤한 냄새(sweet odor), 입안에서 느끼는 단맛 정도(sweet taste), 고소한 맛(nutty taste), 머랭쿠키를 씹었을 때 바삭거리는 정도(crispy texture), 끈적이는 정도(sticky texture)였다. 기호도 평가는 외관에 대한 기호도(appearance acceptance), 냄새에 대한 기호도(odor acceptance), 맛에 대한 기호도(taste acceptance), 조직감에 대한 기호도(texture acceptance)와 전반적인 기호도(overall acceptance)에 대하여 평가하였다. 관능 특성 강도평가를 위해 개발된 용어와 기호도 평가를 위한 용어를 중심으로 평가지를 제작하여 20~30세 사이의 소비자 51명(남 22명, 여 29명)을 대상으로 용어에 대한 설명을 한 후 관능 특성 강도와 기호도를 평가하도록 하였다. 강도와 기호도 평가는 9점 척도로 하여 평가하도록 하였으며 점수가 높을수록 강도와 기호도가 높은 것을 의미한다. 강도 평가와 기호도 평가에 사용된 시료는 제과 후 2시간 동안 방랭시킨 머랭쿠키를 반으로 잘라 백색의 일회용 접시에 제공하였다. 시료는 무작위로 제시하였으며 평가자들은 시료 사이에 입을 헹구도록 하였다. 본 연구에서 수행한 관능평가는 우송대학교 보건복지대학 기관생명윤리심의위원회 심의 결과 승인(승인번호 1041549-220412-SB-137)을 받은 후 시행되었다.

머랭쿠키의 통계분석

병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키에 대한 통계분석은 SPSS 프로그램(ver 25.0, IBM Company)을 사용하였고, 결과는 분산분석 후 Duncan’s multiple range test(P<0.05)를 실시하였다. 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 수분함량, 색도 및 물성 분석 결과와 머랭쿠키에 대한 상관관계는 주성분 분석(Principle Component Analysis, PCA)을 수행하여 분석하였다. PCA 분석은 open source인 Anaconda 3(64 bit)를 download 한 후 Jupyter Notebook에서 python coding을 활용하여 분석하였다. PCA 분석 결과 Eggwhite와 CAS90이 같은 2사분면에 속하였으므로 Eggwhite와 CAS90 사이의 전반적인 기호도에 대한 분포는 python scipy library 중 matplot seaborn을 이용하여 distribution plot으로 표시하였다.

머랭쿠키의 외관, 높이, 무게, 굽기 손실률 및 수분함량 분석 결과

계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키를 대조구(Eggwhite)로 하고, 머랭쿠키를 제조하기 위해 사용된 계란량을 기준(100%)으로 병아리콩 수용액 양을 달리하여 머랭쿠키를 제조한 후 그 결과를 비교하였다. 머랭쿠키의 외관에 대한 사진은 Fig. 1에 표시하였다. Fig. 1A는 머랭쿠키 옆면을 나타낸 것으로 CAS100이 가장 많이 부풀었으나 기포가 불규칙하게 큰 것을 알 수 있었다. CAS90과 CAS80은 부피 팽창도 잘 이루어지고 기포의 형성도 일정하게 이루어진 것을 알 수 있었다. CAS70은 부피가 줄어들기 시작하였고, CAS60은 부피가 줄어들었을 뿐만 아니라 거품의 형태도 균일하지 않은 것을 알 수 있었다. Eggwhite는 불규칙한 형태를 보였고 가장자리에 갈변이 일어난 것을 볼 수 있었다. Choya 등(2023)은 계란흰자로 제조한 머랭은 아쿠아파바로 제조한 머랭보다 색깔의 변화가 더 컸으며, 그 이유는 구성된 단백질의 차이라고 하였다. Fig. 1B는 머랭쿠키 윗면 사진으로 Eggwhite가 가장 넓게 펴져 있었으며, CAS 양이 줄어들수록 윗면은 줄어드는 것을 알 수 있었다.

Fig 1. Pictures for side (A) and upside (B) of meringue cookies with various amount of chickpea aqueous solution. Abbreviations are referred to Table 1.

병아리콩 수용액 양을 달리하여 머랭쿠키를 제조하여 무게, 높이, 굽기 손실률 및 수분함량을 측정한 결과는 Table 2에 표시하였다. 무게는 CAS100이 가장 무거웠으며, CAS 함량이 줄어들수록 무게는 줄어들었으나, Eggwhite와 CAS90 사이에 통계적 유의차는 없었다. 높이는 CAS100이 가장 높았으며, CAS 함량이 줄어들수록 높이도 낮아지는 것을 알 수 있었으나 Eggwhite, CAS90, CAS80 사이에 통계적 유의차는 없었다. 머랭은 계란흰자를 휘핑하면서 설탕을 서서히 첨가하여 준비하는 고설탕 폭기 식품 시스템(high sugar aerated food system)으로, 머랭반죽은 오븐에서 가열 응고 및 건조 과정을 거쳐도 안정성과 모양이 유지되어야 한다(Wouters 등, 2018). 그러나 계란흰자에 의해 형성된 거품은 열역학적으로 불안정한 콜로이드 시스템이며 에멀젼과 같은 다른 콜로이드 시스템보다 수명이 상당히 짧다(Lazidis 등, 2016). Yang과 Foegeding(2010)은 계란흰자 거품의 주요 불안정화 메커니즘은 거품 사이의 얇은 막의 형성, 거품의 불균형(disproportionation) 및 거품 간의 유착(coalescence)이라고 보고하였다. 본 연구에서도 계란흰자만을 이용하여 제조한 Eggwhite의 외관은 굽기 과정을 거친 후 머랭쿠키의 중앙 부분이 꺼지는 경향을 나타내었다. 그러나 CAS100, CAS90과 CAS80은 가운데가 꺼지지 않는 경향을 나타내어 오히려 병아리콩으로 제조한 거품이 굽기 과정 중 더 안정한 것으로 판단되었다. Wu 등(2007)은 아쿠아파바의 단백질이 친수성 그룹과 소수성 그룹을 포함하는 양친매성 분자로, 친수성 그룹은 물과 상호 작용하는 반면 소수성 그룹은 기체/유상(gaseous/oil phase)과의 상호작용을 안정화한다고 하였다. 따라서 이러한 양친매성 분자는 공기-물/물-기름 계면(air-water/water-oil interface)에서 응집하고 용액 계면 장력(solution interfacial tension)을 낮추어 단백질의 부분적인 풀림(partial unfolding)을 유발하고, 이 낮은 계면 장력은 기포 또는 오일 방울의 캡슐화 및 단백질 분자의 결합을 허용하여 거품 및 에멀젼을 안정화하기에 충분한 탄성을 갖는 분자 간 응집 필름(intermolecular cohesive film)을 만든다고 하였다. Choya 등(2023)은 아쿠아파바 거품이 높은 온도에서도 거품이 깨지지 않아 계란거품보다 열안정이 높다고 보고하였는데, 아쿠아파바와 계란흰자의 거품안정성 차이는 이들을 구성하고 있는 단백질의 물리화학적 특성이 다르기 때문이라고 하였다. 또한 Mustafa 등(2018)은 아쿠아파바 단백질의 거품안정성이 계란흰자 단백질의 거품안정성보다 더 높은 이유가 이황화결합과 단백질의 응집 제한에 의해 과잉 거품 형성에 대한 저항 능력이 더 우수하기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서도 사용된 병아리콩 수용액에 함유된 단백질이 거품을 잘 형성하고 충분한 탄력성을 갖는 분자 간 응집 필름을 형성시킨 것으로 판단된다. 굽기 손실률은 CAS 함량이 줄어들수록 높아지는 것을 알 수 있었으나 Eggwhite와 CAS90 사이에 통계적 유의차는 없었다. 수분함량은 CAS100이 가장 높았으며, CAS 함량이 줄어들수록 무게는 줄어들었으나 Eggwhite와 CAS90 사이의 통계적 유의차는 없었다.

Table 2 . Weight, height, baking loss rate, and moisture content of meringue cookies made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Characteristics	Eggwhite1)	CAS100	CAS90	CAS80	CAS70	CAS60
Weight	2.19±0.02b2)3)	2.29±0.22a	2.18±0.05b	2.00±0.05c	1.89±0.05d	1.63±0.12e
Height	14.94±0.50b	15.80±0.40a	14.99±0.42b	14.95±0.41b	13.43±0.63c	12.15±0.38d
Baking loss rate	45.34±0.48d	42.81±0.58e	45.56±0.51d	49.91±0.19c	52.78±0.53b	59.16±1.01a
Moisture content	3.19±0.14b	3.34±0.14a	3.19±0.04b	3.15±0.10c	3.05±0.17d	2.96±0.13e

¹⁾Abbreviations are referred to Table 1..

²⁾Mean±SD (n=8)..

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

머랭쿠키의 표면색도 분석 결과

머랭쿠키 표면의 색도 L, a, b 값을 측정한 결과는 Table 3에 표시하였다. 색도 L 값(whiteness)은 Eggwhite와 물리적 특성이 유사한 CAS90 사이에 통계적 유의차는 없었다. Stantiall 등(2018)은 계란흰자와 아쿠아파바(chickpea cooking water)를 이용하여 머랭을 만들었을 때 두 시료 사이의 색깔에는 차이가 없다고 보고하여 본 실험의 결과와 유사함을 알 수 있었다. 그러나 CAS 함량에 따라서는 차이가 있었는데 CAS100의 L 값이 가장 높아 밝은 것을 알 수 있었으며, CAS 함량이 줄어들수록 L 값이 줄어들어 어두워지는 것을 알 수 있었다. 이는 CAS 함량이 줄어들수록 거품 형성 정도가 낮아져 부피가 줄어들어 나타난 현상으로 판단된다(Yüceer와 Caner, 2021). CAS 함량이 줄어들수록 색도 a 값(redness)은 높아지는 것을 알 수 있었으나 Eggwhite, CAS80, CAS70 사이에 통계적 유의차는 없었다. 색도 b 값(yellowness)은 Eggwhite가 통계적으로 가장 높았으며, CAS 함량이 줄어들수록 낮아져 노란색이 줄어드는 것을 알 수 있었다.

Table 3 . Hunter color values of meringue cookies made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

	Eggwhite1)	CAS100	CAS90	CAS80	CAS70	CAS60
L	75.89±0.52b2)3)	77.03±1.04a	75.61±0.75b	74.08±0.93c	73.19±0.46d	71.81±0.61e
a	−4.27±0.09bc	−5.49±0.39e	−4.94±0.32d	−4.41±0.39c	−3.99±0.35ab	−3.73±0.26a
b	30.01±0.89a	25.54±3.65b	22.29±0.81c	21.78±0.78c	21.26±0.61c	20.67±0.50c

¹⁾Abbreviations are referred to Table 1..

²⁾Mean±SD (n=8)..

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

머랭쿠키의 물성 분석 결과

머랭쿠키의 물성을 측정한 결과는 Table 4에 표시하였다. 머랭쿠키의 강도는 CAS 함량이 줄어들수록 높아지는 경향을 나타냈으나, Eggwhite와 CAS90 사이에 통계적 유의차는 없었다. 머랭쿠키의 경도도 CAS 함량이 줄어들수록 높아지는 경향을 나타냈으나, Eggwhite와 CAS90 사이에 통계적 유의차는 없었다. Nastaj 등(2021)은 머랭 제조 시 단백질의 함량과 당의 농도가 적절할 때 거품형성 능력과 가열과정 중 거품의 유지 능력이 우수하고, 당의 함량에 비해 단백질의 농도가 낮을 때에는 거품의 형성 정도가 낮아지고 부피도 줄어들게 된다고 하였다. 본 연구에서 CAS 함량이 낮아지면 당의 농도는 일정하나 단백질 함량이 낮아져 부피가 줄어들며 경도와 강도가 높아진 것으로 판단되어 Nastaj 등(2021)의 결과와 유사함을 알 수 있었다.

Table 4 . Rheological properties of meringue cookies made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

	Eggwhite1)	CAS100	CAS90	CAS80	CAS70	CAS60
Strength	1,515±44d2)3)	1,372±29e	1,480±36d	2,006±46c	2,487±23b	3,228±71a
Hardness	56,050±2,281d	52,000±1,180e	54,712±1,041d	67,400±2,610c	76,225±2,191b	83,475±2,377a

¹⁾Abbreviations are referred to Table 1..

²⁾Mean±SD (n=8)..

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

머랭쿠키의 주성분 분석 결과

기계학습 방법 중 PCA는 차원 축소를 위한 주요 선형 접근(linear approach) 방식이다. 본 연구에서는 python을 이용하여 계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키와 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 물리적 특성(무게, 높이, 굽기 손실률, 수분함량, 강도, 경도) 등 고차원의 변수를 차원 축소, 분류 및 예측하기 위해 PCA를 실시하였다. PCA 결과 PC 1에 대한 variance proportion은 0.947이었고, PC 2에 대한 variance proportion은 0.027이었으며 PCA 분석 결과 plot은 Fig. 2에 나타내었다. Fig. 2에서 5개의 그룹으로 분류됨을 알 수 있었고 그룹 중 Eggwhite와 CAS90은 서로 가까이 존재하였다. Table 5에서 1사분면에 속하는 특성으로는 강도와 경도가 있으며 1사분면에 속하는 머랭쿠키로는 CAS60과 CAS70이 주로 존재하는 것을 알 수 있었다. 2사분면에 속하는 특성으로는 높이가 있으며 2사분면에 속하는 머랭쿠키로는 Eggwhite와 CAS90이 있었다. 3사분면에 속하는 물성 특성으로는 무게와 수분함량이 있으며 이러한 특성을 강하게 갖는 머랭쿠키로는 CAS100이 있었다. 이상과 같은 결과를 볼 때 CAS60과 CAS70은 강도와 경도가 높은 머랭쿠키임을 알 수 있고, CAS100은 수분함량이 높으며 무게가 큰 것을 알 수 있다. CAS90과 Eggwhite는 높이가 높은 제품 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다. 따라서 PCA 분석 결과 Eggwhite와 CAS90은 물리적 특성이 유사한 것으로 예측할 수 있었다.

Table 5 . Principal component (PC) factors for the physicochemical characteristics of meringue cookies made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Variance	PC 1	PC 2
Weight	−0.454	−0.198
Height	−0.443	0.286
Strength	0.453	0.395
Hardness	0.448	0.411
Moisture content	−0.438	−0.744
Proportion	0.947	0.027

Fig 2. Principle components loadings of physicochemical characteristics and products of meringue cookies with various amount of chickpea aqueous solution on PC axes using PC1 and PC2. Abbreviations are referred to Table 1.

머랭쿠키의 관능평가 결과

머랭쿠키의 관능 특성 강도와 기호도 평가 결과는 Table 6에 표시하였다. 머랭쿠키의 노란색 정도는 Eggwhite가 가장 높은 값을 나타내었으나, CAS 시료에서는 노란색 정도가 낮은 값을 나타내었다. 표면의 매끄러운 정도는 CAS100, CAS90, CAS80과 CAS70 사이에 통계적으로 유의차를 나타내지 않고 높은 값을 나타내어 이들 시료는 표면이 매끄러운 것을 알 수 있었으나, Eggwhite와 CAS60 사이에는 통계적 유의차가 없으며 낮은 값을 나타내어 표면이 매끄럽지 못함을 알 수 있었다. 반으로 잘랐을 때 머랭쿠키 내부 기공의 균일한 정도는 Eggwhite가 가장 높은 값을 나타내었으나, CAS 시료에서는 Eggwhite보다 균일도가 떨어지는 것을 알 수 있었다. 머랭쿠키의 달콤한 냄새는 CAS60과 CAS70이 통계적으로 유의차를 나타내며 높은 것을 알 수 있었고, Eggwhite, CAS100, CAS90과 CAS80 사이에는 유의차가 없이 낮은 값을 나타내었다. 입안에서 느끼는 단맛 정도와 고소한 맛은 시료 사이에 통계적으로 유의차가 없었다. 머랭쿠키를 씹었을 때 바삭거리는 정도는 CAS90과 CAS80이 통계적으로 유의차를 나타내며 높은 값을 나타내어 더 바삭거리는 특성을 나타냄을 알 수 있었다. O’Charoen 등(2014)은 구운 머랭에서 작은 크기의 기포를 가진 머랭이 더 바삭한 질감을 가진다고 보고하였다. 본 연구에서 CAS100이 부피는 컸으나 평가자들은 CAS90과 CAS80이 더 바삭거린다고 평가하였다. 그 이유는 두 시료의 기포가 CAS100보다 작고 균일하게 분포하였기 때문으로 판단되어 O’Charoen 등(2014)의 결과와 유사함을 알 수 있었다. 끈적이는 정도는 CAS60이 통계적으로 유의차를 나타내고 높은 값을 나타내었으며 가장 낮은 시료는 CAS90이었다. CAS60이 용액의 양은 적고 설탕 농도는 가장 높았기 때문에 끈적이는 정도가 가장 높은 것으로 판단된다. 외관에 대한 기호도는 CAS80, CAS90, CAS70, CAS100의 순으로 높았으나 이들 사이에 통계적 유의차는 없었다. 냄새에 대한 기호도와 맛에 대한 기호도는 시료 간에 통계적 유의차가 없었다. 조직감에 대한 기호도는 CAS80, CAS90, Eggwhite, CAS100 사이에 통계적 유의차가 없었다. 다음으로 CAS70과 CAS60 순서였으며 이들 사이에는 통계적 유의차가 존재하였다. 전반적인 기호도는 CAS90이 가장 높은 값을 나타내었으며, 다음으로 CAS80, CAS100, CAS70 순으로 낮아졌으나 이들 사이에 통계적 유의차는 없었다. 다음으로 Eggwhite가 통계적으로 유의차를 나타내며 낮아졌고, 전반적인 기호도에서 통계적으로 유의차를 나타내며 가장 낮은 처리구는 CAS60임을 알 수 있었다.

Table 6 . Sensory evaluation results of meringue cookies made with various amount of chickpea aqueous solution instead of egg white.

Terms	Eggwhite1)	CAS100	CAS90	CAS80	CAS70	CAS60
Yellowness	7.33±1.95a2)3)	3.38±1.76c	3.33±1.79c	3.42±2.08c	4.42±1.77bc	4.67±1.88b
Surface smoothness	4.38±2.83b	5.79±2.11a	6.79±2.15a	7.08±1.69a	5.88±1.62a	3.67±2.41b
Cross section bubble form	7.00±2.43a	4.88±2.88bc	5.71±2.80ab	5.08±2.69b	5.25±2.63b	3.50±2.27c
Sweet odor	4.00±3.13b	4.63±1.88b	4.96±2.10b	4.83±1.83b	5.50±2.32a	6.00±2.27a
Sweet taste	6.67±1.81	6.04±1.60	6.00±2.11	6.58±1.56	5.71±1.88	6.08±2.38
Nutty taste	5.13±2.19	4.67±1.81	5.42±1.61	5.83±1.99	4.96±2.20	4.71±2.29
Crispy texture	5.63±1.91b	6.38±2.06ab	7.04±1.68a	7.25±1.48a	6.25±1.65ab	3.46±1.82c
Sticky texture	5.08±2.43bc	5.33±1.97bc	4.46±2.26c	5.63±2.00bc	6.00±2.17b	7.63±2.14a
Appearance acceptance	4.38±2.57b	5.63±2.28a	6.50±2.19a	6.58±1.64a	6.17±2.01a	3.58±2.06b
Odor acceptance	3.92±2.43	5.04±1.85	5.17±2.16	5.21±2.08	5.21±1.84	4.54±2.34
Taste acceptance	5.54±2.45	5.58±1.91	5.17±2.33	5.38±1.74	5.17±1.93	4.29±2.22
Texture acceptance	6.13±1.87ab	5.96±1.99ab	6.67±1.49a	7.00±1.59a	5.29±1.97b	2.96±1.99c
Overall acceptance	4.75±2.51b	5.75±1.89ab	6.04±2.03a	5.92±1.64ab	5.42±1.95ab	3.13±1.85c

¹⁾Abbreviations are referred to Table 1..

²⁾Mean±SD (n=51)..

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

관능 특성과 기호도 측정 결과에서 계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액을 이용하여 머랭쿠키를 제조하는 것은 관능 특성과 기호도를 높이는 효과를 가질 수 있으며, 적절한 CAS 농도는 CAS90임을 알 수 있었다.

CAS90과 Eggwhite의 전반적인 기호도 분포 비교

계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키와 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 물리적 특성 사이의 PCA 결과, Eggwhite와 CAS90은 물리적 특성이 유사한 것으로 분석되었다. PCA 결과를 기초로 하여 두 시료의 전반적인 기호도에 대한 히스토그램을 작성하여 분포를 비교 분석하였다. 히스토그램은 python matplot seaborn을 사용하여 Eggwhite 및 CAS90의 전반적인 기호도에 대한 분포도로 Fig. 3에 표시하였다. Fig. 3에서 Eggwhite는 붉은색 막대그래프로 표시하였고 붉은색 실선은 막대그래프의 중앙을 연결시킨 것이다. CAS90은 파란색으로 표시하였다. 히스토그램에서 파란색으로 표시된 CAS90이 높은 점수에 해당하는 6, 7, 8점에서 밀도가 높았으며 오른쪽으로 기울어진 실선 그래프를 나타내었다. 반면에 Eggwhite는 낮은 점수에 해당하는 2, 3, 4점에서 밀도가 높았으며 왼쪽으로 기울어진 실선 그래프를 나타내었다. 기호도 평가에서 점수가 높을수록 좋아하는 정도가 높은 것으로 평가하였기 때문에 점수가 높은 오른쪽으로 밀도가 높고 기울어진 그래프를 나타내는 푸른색으로 표시된 CAS90이 붉은색으로 표시된 Eggwhite보다 전반적 기호도가 더 높은 것을 알 수 있다. 따라서 본 실험 기호도 평가에 참가한 소비자들은 Eggwhite보다 CAS90을 더 선호하는 것을 알 수 있었다.

Fig 3. Distribution plot of overall acceptance compared with Eggwhite and CAS90 by using python matplot seaborn. Abbreviations are referred to Table 1.

결론적으로 머랭쿠키 제조를 위해 병아리콩 수용액의 대체가 가능했으며 CAS90은 계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키보다 본 실험에 참여한 소비자들에 의해 기호도가 더 좋은 것으로 평가되었다.

본 실험은 거품 형성 능력이 우수한 식물기반인 병아리콩 수용액을 이용하여 동물기반인 계란흰자를 대체하여 머랭쿠키 제조가 가능한지 확인하고자 하였다. 계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키(Eggwhite)를 대조구로 하고, 병아리콩 수용액 양을 달리하여 머랭쿠키를 제조하여 머랭쿠키의 높이, 무게, 굽기 손실률, 색도 및 수분함량, 물성, 관능 특성 강도 평가와 기호도 평가를 하였다. 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키의 수분함량, 색도 및 물성을 분석한 결과와 계란흰자를 대체한 병아리콩 수용액 양을 달리하여 제조한 머랭쿠키들에 대한 상관관계를 python을 이용하여 주성분분석(PCA)을 수행하였다. PCA 분석 결과 Eggwhite와 CAS90(계란흰자양의 90%를 병아리콩 수용액으로 제조한 머랭쿠키)은 2사분면에 속하였으므로 이들 두 머랭의 특성은 유사하다고 판단하여 Eggwhite와 CAS90 사이 전반적인 기호도 분포를 python distribution plot으로 표시하였다. 머랭쿠키의 높이는 계란흰자양의 100%를 병아리콩 수용액으로 제조한 머랭쿠키 CAS100이 가장 높았으며, Eggwhite와 CAS90 사이에는 차이가 없었다. 머랭쿠키의 표면색도 L 값은 CAS100이 가장 높아 밝은 것을 알 수 있었으며, CAS 함량이 줄어들수록 L 값이 줄어들어 어두워지는 것을 알 수 있었다. 머랭쿠키의 PCA 결과 5개의 그룹으로 분류되었고 Eggwhite와 CAS90은 서로 가까이 존재하여 물리적 특성이 유사한 것으로 예측할 수 있었다. 머랭쿠키의 관능평가 결과 전반적인 기호도는 CAS90이 가장 높은 값을 나타내었다. 결론적으로 머랭쿠키 제조를 위해 병아리콩 수용액의 대체가 가능했으며 CAS90은 계란흰자를 이용하여 제조한 머랭쿠키보다 본 실험에 참여한 소비자들에 의해 기호도가 더 좋은 것으로 평가되었다.

이 연구는 2022년도 우송대학교 교내 학술연구조성비 지원에 의해 이루어진 것임.