건강 지향적인 식생활에 관한 관심이 증가함에 따라 제과제빵에서도 영양과 기능성을 추구한 제품의 상품화가 진행되고 있으며, 건강이나 다이어트를 위해 기존 제과제빵 제품에 다양한 곡물을 첨가하여 만든 빵이 시판되고 있다(Kim과 Lee, 2012; Shin과 Kim, 2017). 제과제빵에서는 주로 밀을 사용하지만 밀 글루텐이 알레르기를 유발하는 것이 알려져 밀가루 대신 글루텐을 함유하지 않은 쌀을 활용한 제품이 개발 중이다(Kim과 Chung, 2018). 쌀(Oryza sativa L.)은 세계적으로 중요한 식량 자원 중 하나로 우리나라에서는 주로 밥의 형태로 소비되고 있으나 밥 외에 떡류, 제면, 제과, 제빵 등 다양한 가공식품 제조에도 사용되고 있다(Shin 등, 2017). 쌀은 소화 흡수율이 높고 필수아미노산과 식이섬유를 함유하고 있어 영양학적으로도 우수하여, 건강을 위해 글루텐프리 식품을 찾는 소비자들이 증가함에 따라 쌀을 활용한 가공식품 제조에 이용되는 쌀 소비는 증가하고 있다(Chu 등, 2023). 가공원료로 쌀을 사용할 경우 쌀을 제분한 후 가루 형태로 만들어 이용하게 되는데, 밀가루와 달리 글루텐이 없어 망상구조를 형성할 수 없기 때문에 가공적성이 좋지 않아 이를 개선할 수 있는 쌀가루와 쌀을 이용한 제과제빵 제품에 관한 연구가 진행 중이다(Shin 등, 2017). 머핀은 우유 및 달걀 등을 혼합하여 만드는 간단한 제조 방법과 높은 영양성으로 식사 및 간식으로 많이 이용되고 있으며, 제조 시 글루텐에 큰 영향을 받지 않아 다른 재료 첨가가 쉽다(Im 등, 1998; Yoon 등, 2023). 건강한 식생활을 지향하는 사람이 증가함에 따라 제과 산업에서는 소비자의 기호에 맞춰 건강 기능성을 고려한 천연소재를 첨가한 제품의 연구가 이뤄지고 있다(Yoon 등, 2023). 또한, 인간이 오랫동안 섭취해온 식물에 항산화 성분들이 있는 것으로 밝혀져 이를 분리하여 천연 항산화 물질로 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다(Kim 등, 2002; Oh 등, 2004).

율피는 밤(Castanea crenata)의 이중껍질 중 속껍질로 전체 과육의 25%를 차지하고 밤을 가공하는 공정에서 생산된다(Cho 등, 1999). 밤은 우리나라에서는 고려 시대부터 제수용이나 간식으로 애용해 왔으며, 최근 고급 기호식품과 기능성 식품의 원료로 수요가 증가하고 있다(Kim 등, 2002; Shin과 Kim, 2017). 밤은 일반적으로 과실 부분을 식용으로 하는데, 밤 가공 시 식품으로 이용되는 과실 부분을 제외하고 나머지 밤껍질은 특별한 이용 없이 폐기되고 있다(Hong, 2021). 밤의 소비 형태 비율로 보았을 때 생산량의 45%가 가공용으로 이용되어 폐기되는 부산물의 양은 무시할 수 없는 수준이다(Kim 등, 2002). 환경 오염 등의 문제로 농산 가공 부산물의 재활용 및 기능성 소재화에 관한 연구가 진행됨에 따라 율피에서도 gallic acid, catechin, courmarin, tannin 등 페놀성 물질과 항산화 성분이 확인되었으며 기능성 소재로서의 연구가 진행되고 있다(Lee와 Surh, 2021). 하지만 탄닌 성분에 의한 떫은맛이 거부감을 유발하고 기호도가 떨어져 식품 소재로서의 이용이 저조한 상태이다(Kim 등, 2017). 율피의 항산화 활성에 관한 연구로는 밤껍질의 페놀산 조성과 항산화 활성(Kim 등, 2002), 대두유에 대한 율피의 용매분획별 항산화 효과(Oh 등, 2005), 숙성 흑율피의 품질특성 및 항산화성(Kim 등, 2017) 등 항산화 물질의 조성과 항산화 활성 작용에 관한 연구가 주로 이루어지고 있으며, 식품에 활용한 연구로는 율피 분말을 첨가한 쿠키의 항산화 활성 및 품질특성(Joo와 Choi, 2012), 압출성형 공정변수에 따른 율피분말 첨가 반죽의 물성과 식빵의 품질특성(Lee 등, 2017a), 율피분말 첨가가 양갱의 이화학적 및 관능적 특성에 미치는 영향(Lee와 Surh, 2021) 등이 있으나 아직 식품에 적용한 연구는 부족한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 높은 항산화 활성을 가지는 농산 가공 부산물인 율피를 첨가하여 쌀머핀을 제조하고 율피 첨가량에 따른 품질특성 및 항산화 활성을 측정하여 소비자의 기호를 충족할 수 있는 맛과 기능성이 우수한 제품을 개발하고자 하였다.

실험 재료

실험에 사용한 율피(Castanea crenata inner shell) 가루는 공주밤식품영농조합법인에서 구입하여 사용했으며, 박력쌀가루(Daedoo)는 햇살마루에서 구입하였다. 달걀(Seyang Co.), 설탕(Samyangsa), 버터(Lotte Food Co.), 우유(Seoul Milk), 소금(Sajo Haepyo Co.), 베이킹파우더(Sungjin Food)는 예산 하나로마트에서 구입하여 사용하였다.

재료 준비 및 전처리

율피 가루를 첨가한 머핀의 제조는 예비실험을 바탕으로 Table 1의 배합비를 선정하였다. 율피 가루는 재료 전체를 100% 기준으로 각각 0%, 1%, 3%, 5%, 7% 박력쌀가루를 대체하여 첨가했으며, 다른 재료는 모두 동일한 비율로 고정하여 제조하였다. 상온에 둔 버터를 반죽기(GF-0519H, M.Y.K Electrical Co.)에 넣고 2단으로 휘핑하여 풀어준 뒤 설탕과 소금을 넣고 설탕이 녹을 때까지 3단으로 혼합하였다. 상온에 둔 달걀을 3회에 나누어 넣고 3단으로 휘핑하며 달걀과 버터가 완전히 혼합될 때까지 섞었다. 크림화된 반죽에 박력쌀가루와 율피 가루, 베이킹파우더를 체 쳐서 넣고 주걱으로 날가루가 보이지 않을 때까지 섞었다. 우유를 넣고 골고루 섞어준 뒤 유산지 컵(밑면 지름 55 mm)을 깐 머핀 틀에 70 g씩 계량하여 윗불 180°C, 아랫불 170°C로 예열한 오븐(FDO-7103, Daeyung Bakery Machinery Co., Ltd.)에 25분간 구운 후 실온에서 30분간 방랭하여 실험에 사용하였다. Na₂CO₃, NaOH, potassium persulfate는 Daejung Chemicals&Metals Co., Ltd.의 시약을 사용하였고, Folin Ciocalteau’s phenol reagent, tannic acid, diethylene glycol, quercetin, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazy(DPPH), 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS⁺) 등은 Sigma-Aldrich Chemical Co.의 시약을 사용하였으며, 그 외에는 1급의 시약을 사용하였다.

Table 1 . Ingredients of chestnut inner shell muffin.

Ingredients (g)	Chestnut inner shell (%)
	CON1)	1%	3%	5%	7%
Rice flour	300	290	270	250	230
Chestnut inner shell powder	0	10	30	50	70
Butter	200
Sugar	200
Egg	200
Milk	90
Salt	4
Baking powder	6
Total	1,000

¹⁾CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder..

수분함량 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 수분함량은 머핀의 내부에서 취한 시료 1.00±0.05 g을 적외선 수분 측정기(MJ33, Mettler Toledo)를 이용하여 측정했으며, 각각 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.

pH 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 pH는 머핀 중심부에서 5 g을 취해 증류수 45 mL와 분쇄기(BL642KR, Hai Xin Technology Co., Ltd.)로 40초간 분쇄한 뒤 여과지(Whatman No. 2, Whatman Ltd.)로 여과하였다. 추출한 시료는 pH meter(FEP-20, Mettler Toledo)를 이용하여 5회 반복 측정했으며, 평균값±표준편차로 나타내었다.

무게, 부피, 비체적, 굽기 손실률 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 무게는 머핀을 구운 후 실온에서 30분 방랭한 뒤 측정하였고, 부피는 종자치환법을 이용하여 측정했으며, 각각 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. 머핀의 비체적은 머핀의 무게(g)와 부피(mL)의 비를 아래의 식으로 계산하고 5회 반복하여 평균값과 표준편차로 나타내었다. 굽기 손실률은 굽기 전 반죽의 무게(g)와 구운 후 30분 방랭한 머핀의 무게(g)를 측정하여 구운 후 머핀의 무게 손실량과 굽기 전 반죽 무게의 비를 아래의 식으로 계산하고 5회 반복 측정하여 평균값과 표준편차로 나타내었다.

조직감 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 조직감은 2×2×2 cm³ 크기로 자른 머핀을 polyethylene 포장재에 밀봉 보관하며 수분 증발을 방지하고, texture analyser(TA-XT2, Stable Micro System Ltd.)를 사용해 Chu 등(2023)의 방법을 참고하여 Table 2의 조건으로 측정하였다. 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess)의 항목을 각각 20회 반복 측정하여 평균값±표준편차로 나타내었다.

Table 2 . Conditions for measuring texture properties of muffins using texture analyzer.

Measurement	Value
Deformation	70%
Trigger force	5.0 g
Load cell	5.0 kg
Post-test speed	1.0 mm/s
Pre-test speed	2.0 mm/s
Test speed	1.0 mm/s
Plunger diameter	75 mm∮

색도 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 색도는 colorimeter(CR-400, Konica Minolta Co.)로 측정하여 L^*값(lightness), a^*값(+red/-green), b^*값(+yellow/-blue)으로 나타내었다. 머핀의 겉면(crust)과 속질(crumb)을 각각 30회 반복 측정하여 평균값±표준편차로 나타냈으며, 사용한 표준 백색판(standard white surface)은 L^*=93.52, a^*=-0.37, b^*=4.12이다.

시료액 조제

율피 가루 10 g에 70% 에탄올(Daejung) 90 mL를 가하여 24시간 동안 120 rpm으로 20°C에서 shaking incubator (SI-900R, Jeio Tech)로 추출하였고, 여과지(Whatman No. 2)로 여과한 후 사용하였다. 머핀은 10 g에 70% 에탄올 90 mL를 가하여 동일한 방법으로 추출한 후 여과하여 시료액으로 사용하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 총 폴리페놀 함량은 Swain과 Hillis(1959)의 방법에 따라 측정하였다. 시료액 100 µL에 증류수 2,000 µL, 2 N Folin-Ciocalteu reagent 용액 200 µL를 가하여 암실에서 3분간 방치한 후 Na₂CO₃(1 N sodium carbonate)를 가하여 60분 동안 암실에서 방치하였다. 반응시킨 시료를 분광광도계(Libra S22, Biochrom Ltd.)를 이용하여 흡광도 765 nm에서 측정하였다. Tannic acid를 표준물질로 사용하여, 시료 100 g당 총 폴리페놀 함량을 tannic acid equivalents(mg TAE/100 g)로 나타내었으며, 3회 반복 측정한 뒤 평균값과 표준편차로 나타내었다.

총 플라보노이드 함량 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 총 플라보노이드 함량은 Davis의 방법을 변형시킨 Um과 Kim(2007)의 방법에 따라 측정하였다. 시료액 100 µL에 90% diethylene glycol 1,000 µL, 1 N NaOH 100 µL를 가하여 water bath(SB-1200, Eyela)에 37°C로 60분 동안 방치하였다. 반응시킨 시료를 분광광도계를 이용해 흡광도 420 nm에서 측정하였다. Quercetin을 표준물질로 사용하여 시료 100 g당 총 플라보노이드 함량을 quercetin equivalents(mg QE/100 g)로 나타내었으며, 3회 반복 측정한 뒤 평균값과 표준편차로 나타내었다.

DPPH 라디칼 소거 활성 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 DPPH 라디칼 소거 활성은 Lee 등(2007)의 방법에 따라 측정하였다. 시료액 4,000 µL에 DPPH solution(1.5×10^-4 M) 1,000 µL를 가하여 교반하고 암실에서 30분간 방치하였다. 반응시킨 시료를 분광광도계를 이용해 흡광도 517 nm에서 3회 반복하여 측정한 뒤 평균값과 표준편차로 나타내었다.

ABTS⁺ 라디칼 소거 활성 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성은 Siddhuraju와 Becker(2007)의 방법에 따라 측정하였다. ABTS⁺ 시약을 7.0 mM 농도로 희석하고, potassium persulfate 시약을 2.45 mM 농도로 희석한 후 두 용액을 혼합하여 암실에서 16시간 동안 반응시켰다. 라디칼이 생성된 ABTS⁺ 용액을 에탄올로 희석하여 흡광도 734 nm에서 0.70±0.02로 조정하여 사용하였다. 시료액 100 µL에 ABTS⁺ solution 900 µL를 가하여 1분 간격으로 6분 동안 흡광도 734 nm에서 측정하였다. 3회 반복하여 측정한 뒤 평균값과 표준편차로 나타내었다.

환원력 측정

율피 가루를 첨가한 머핀의 환원력은 Oyaizu(1986)의 방법에 따라 측정하였다. 시료액 1,000 µL에 pH 6.6으로 조정한 0.2 M sodium phosphate buffer 1,000 µL와 1% potassium ferricyanide 1,000 µL를 가하여 water bath에 50°C로 20분간 방치하였다. 반응시킨 시료액 1,000 µL에 증류수 1,000 µL와 0.1% ferric chloride 200 µL를 가하여 교반시킨 후 분광광도계를 이용해 700 nm에서 3회 반복하여 측정한 뒤 평균값과 표준편차로 나타내었다.

관능평가

율피 가루를 첨가한 머핀의 관능평가는 사전교육을 받은 일반인 30명을 대상으로 실험목적과 평가항목에 대한 안내 후 진행하였다. 관능평가에 사용된 시료는 실온에서 30분 방랭한 머핀을 일정한 크기로 자른 후 백색의 접시에 3자리 난수표를 표시하여 제공하였다. 7점 척도법을 이용하여 기호도 항목 5개(외관, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도)와 특성 강도 항목 3개(율피의 향, 수분감, 떫은맛)를 측정했으며, 기호도가 좋을수록 높은 점수(1점: 매우 나쁘다, 4점: 보통이다, 7점: 매우 좋다), 특성 강도가 강할수록 높은 점수(1점: 매우 약하다, 4점: 보통이다, 7점: 매우 강하다)로 평가하도록 하였다. 본 연구에서 진행된 관능평가는 공주대학교 생명윤리위원회의 승인을 받아 규정에 맞게 진행하였다(승인번호: KNU_IRB_2023-11).

통계처리

율피 가루를 첨가한 머핀의 통계분석은 IBM SPSS Statistics(Ver 25.0, SPSS Institute Inc., IBM Corp.) 프로그램을 사용하여 일원배치 분산분석(ANOVA)을 통해 검정하였다. 시료 간의 유의성은 Duncan’s multiple range test를 이용하여 P<0.05 수준에서 검정을 하였으며, 유의미한 정도는 F-value 값으로 나타내었다.

수분함량

율피 가루를 첨가한 머핀의 수분함량은 Table 3에 나타내었다. 머핀의 수분함량은 대조군이 27.17%, 율피 가루 첨가군은 24.12~24.73%로 측정되어 대조군의 수분함량이 가장 높게 나타났으며, 율피 가루의 첨가량이 증가할수록 수분함량이 감소하는 경향을 보였다(P<0.001). Jung과 Cho(2011)의 현미 분말 첨가 머핀 연구에서 제조 직후 측정한 머핀의 수분함량은 대조군이 가장 높고 현미 분말을 첨가할수록 낮게 측정되어 본 연구와 유사하였다. 이는 머핀 제조 시 사용된 재료의 수분함량 차이에 기인한 것이라 보고했으며, 본 연구에서도 머핀 제조 시 사용된 율피 가루의 수분함량이 1.76%로 쌀가루의 수분함량 11.86%보다 낮아 최종 제품의 수분함량 감소에 영향을 끼쳤다고 생각된다. 또한 Kim과 Lee(2012)의 대추 분말 첨가 머핀 연구에서 수분함량은 대조군이 가장 높고 대추 분말 첨가량이 증가할수록 감소하여 본 연구와 유사했으며, 이는 대추 분말의 높은 수분결합력으로 인해 결합수가 증가하였기 때문이라고 보고하였다. 전분의 호화 시 아밀로스의 함량이 많으면 수분용해도가 높아지는데, 밤껍질에서 분리한 전분의 함량은 51.69%로 일반적인 멥쌀의 아밀로스 함량 20%보다 높다(Jeon과 Park, 2000). 따라서 본 연구에서도 율피 가루의 높은 아밀로스 함량으로 인해 상대적으로 수분결합력이 증가하고 결합수가 증가하여 수분함량이 감소했다고 생각된다.

Table 3 . Quality characteristics in muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder.

Sample	Chestnut inner shell						Sample
	Powder1)	CON	1%	3%	5%	7%
Moisture (%)	1.76±0.002)	27.17±0.24a3)	24.73±0.14b	24.54±0.23bc	24.46±0.27bc	24.12±0.39c	63.814***
pH	6.06±0.01	7.35±0.03a	7.25±0.05b	7.11±0.02c	6.93±0.01d	6.84±0.03e	176.965***
Weight (g)	－	60.23±0.08c	60.58±0.27b	60.59±0.13b	60.68±0.21b	61.15±0.13a	10.556**
Baking loss rate	－	13.96±0.11a	13.45±0.39b	13.44±0.19b	13.31±0.29b	12.64±0.19c	10.512**
Volume (mL)	－	144.33±1.15a	123.33±5.77b	120.00±5.00bc	116.67±5.77bc	110.00±10.00c	13.081**
Specific volume	－	2.38±0.02a	2.05±0.10b	1.98±0.08bc	1.92±0.09bc	1.80±0.16c	14.563***

¹⁾Powder: chestnut inner shell powder, CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder..

²⁾All values are mean±SD..

³⁾Values with different letters (a-e) within a row suggest significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

^**P<0.01, ^***P<0.001..

pH

율피 가루를 첨가한 머핀의 pH는 Table 3에 나타내었다. 머핀의 pH는 대조군 7.35, 율피 가루 첨가군은 6.84~7.25로 율피 가루 첨가량이 증가함에 따라 pH가 점차 감소하는 경향을 보였다(P<0.001). Yoon 등(2023)의 마늘껍질 분말 첨가 머핀 연구에서 마늘껍질 분말 첨가량이 증가함에 따라 pH가 감소하여 본 연구와 유사했으며, 반죽과 제품의 pH는 부재료의 특성에 영향을 받는다고 보고하였다. 본 연구에서도 율피 가루의 pH가 6.06으로 쌀가루의 pH 6.75보다 낮아 율피 가루 첨가량이 증가할수록 최종 제품의 pH가 감소한 것으로 생각된다. 대추 분말 머핀 연구(Kim과 Lee, 2012), 밀싹 분말 머핀 연구(Park, 2015)에서도 pH가 낮은 부재료의 첨가량이 증가함에 따라 pH가 감소하여 본 연구와 유사하였다.

무게, 굽기 손실률, 부피 및 비체적

율피 가루를 첨가한 머핀의 무게, 굽기 손실률, 부피 및 비체적은 Table 3에 나타내었다. 머핀의 무게는 대조군 60.23 g, 율피 가루 첨가군 60.58~61.15 g으로 측정되었으며, 율피 가루 첨가량이 늘어날수록 증가하는 경향을 보였다(P<0.01). 머핀의 굽기 손실률은 대조군이 13.96으로 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루를 첨가한 실험군의 경우 12.64~13.45로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 굽기 손실률이 감소하였다(P<0.01). 일반적으로 굽기 손실률은 반죽을 굽는 과정 중 수분이 기화되어 반죽 외부로 손실되면서 무게가 감소해 발생한다. Kim과 Lee(2012)의 대추 분말 첨가 머핀 연구에서 대추 분말 첨가량이 증가할수록 굽기 손실률이 감소하여 본 연구와 유사한 경향을 보였는데, 이는 대추 분말에 있는 식이섬유의 수분결합력이 커서 결합수의 수가 증가하였기 때문이라고 보고하였다. 밤껍질에서 분리한 전분의 수분결합력은 216.5%, 쌀가루의 수분보유력은 120.3%로 밤껍질의 수분결합력이 쌀가루보다 2배 이상 높았다(Jeon과 Park, 2000; Kim과 Shin, 2009). 따라서 율피 가루의 높은 수분보유력에 의한 결합수 증가로 인해 율피 가루 첨가량이 증가할수록 굽기 손실률이 감소하였다고 생각된다. 마늘껍질 머핀(Yoon 등, 2023)에서도 식이섬유가 많은 마늘껍질 분말을 첨가함에 따라 무게가 증가하고 굽기 손실률이 감소하여 본 연구와 유사한 경향을 보였다.

머핀의 부피는 대조군이 144.33 mL로 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루를 첨가한 실험군은 110.00~123.33 mL로 측정되어 율피 가루를 첨가할수록 부피가 감소하는 경향을 보였다(P<0.01). 비체적은 대조군 2.38, 율피 가루 첨가군은 1.80~2.05로 율피 가루를 첨가할수록 감소하였다(P<0.001). Cho와 Kim(2014)의 보리순 가루 첨가 머핀 연구에서 머핀 제조 시 첨가하는 부재료 자체의 성분에 의해 반죽의 형성이 방해되면 부피가 감소하며, 식이섬유가 증가할 경우 부피의 팽창이 억제된다고 보고하였다. 또한, Hong(2019)의 뜰보리수 분말 첨가 머핀 연구에서는 머핀 제조 시 부재료를 첨가할 경우 전분의 호화가 지연되어 비체적이 감소한다고 보고하였다. 전분의 호화는 전분 팽윤 과정 중 수분을 많이 흡수하면 촉진된다. Lee 등(2017a)의 율피 분말 첨가 식빵 연구에서 율피 분말은 총 20.26%의 식이섬유를 가진다고 보고하였으며, 식이섬유가 보수력을 증가시킨다고 하였다. 율피 가루의 식이섬유 때문에 상대적으로 쌀가루의 수분흡수와 호화가 지연되어 반죽의 형성이 방해되고 팽창이 억제되었으며, 율피 가루 첨가량이 증가할수록 머핀의 부피 및 비체적이 감소한 것으로 생각된다. 통곡 찰수수 가루 첨가 머핀 연구(Bae 등, 2012)에서도 부재료를 첨가할수록 머핀의 부피 및 비체적이 감소하여 본 연구와 유사한 경향을 보였다.

조직감

율피 가루를 첨가한 머핀의 조직감은 Table 4에 나타내었다. 머핀의 경도는 대조군 686.07 g, 율피 가루 첨가군 982.74~1,308.91 g로 측정되어 율피 가루의 첨가량이 증가할수록 유의적인 차이를 보이며 증가하였다(P<0.001). Kim과 Lee(2012)의 대추 분말 첨가 머핀 연구에서 대추 분말 첨가량이 증가할수록 경도가 높아져 본 연구와 유사한 경향을 보였는데, 머핀의 경도는 최종 제품의 수분함량이 감소하면 증가하고 최종 제품의 부피가 감소하면 높아진다고 보고하였다. 본 연구에서도 율피 가루를 첨가함에 따라 수분함량이 감소하고 최종 제품의 부피가 줄어들어 이에 따라 경도가 증가한 것으로 생각된다. 단호박 가루 머핀 제조 조건(Lee와 Joo, 2007), 통곡 찰수수 가루 머핀의 품질특성(Bae 등, 2012)에서도 부재료를 첨가한 머핀의 수분함량이 감소함에 따라 경도가 증가하여 본 연구와 유사한 경향을 보였다. 머핀의 부착성은 대조군 -2.41 g･s, 율피 가루 첨가군 -6.62~-4.09 g･s로 율피 가루 첨가량이 증가함에 따라 대조군보다 유의적으로 증가하였다(P<0.001). 율피 가루를 첨가한 머핀의 탄력성은 0.76~0.80으로 율피 가루를 첨가함에 따라 유의적인 차이를 보이며 감소하였으나(P<0.001), 대조군은 0.77로 측정되어 5% 첨가군과 유사하게 측정되었다. 머핀의 응집성은 대조군 0.43, 율피 가루 첨가군 0.35~0.42로 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다(P<0.001). 검성 및 씹힘성은 각각 296.96~463.41 g, 229.25~356.68 g로 측정되어 대조군이 율피 가루를 첨가한 머핀보다 유의적으로 낮게 측정되었고(P<0.001), 율피 가루 첨가군은 율피 가루 첨가량이 증가함에 따라 증가하였으나 실험군 간 유의적인 차이는 나타나지 않았다. Cho와 Kim(2014)의 보리순 가루 첨가 머핀 연구에서 머핀에 부재료를 첨가할수록 머핀이 단단하게 제조되었으며, 이는 경도와 씹힘성에 영향을 준다고 하였다. 본 연구에서도 율피 가루를 첨가함에 따라 머핀의 경도가 증가하여 씹힘성이 증가한 것으로 생각된다.

Table 4 . Texture in muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder.

Sample	Chestnut inner shell					F-value
	CON1)	1%	3%	5%	7%
Hardness (g)	686.07±78.98d2)3)	982.74±129.73c	1,124.03±131.63b	1,212.54±196.56b	1,308.91±234.20a	47.621***
Adhesiveness (g･s)	−2.41±0.84a	−4.09±0.91b	−4.38±1.50b	−5.68±1.44c	−6.62±1.97d	29.353***
Springiness	0.77±0.02bc	0.80±0.02a	0.78±0.01b	0.77±0.02bc	0.76±0.03c	9.997***
Cohesiveness	0.43±0.02a	0.42±0.03b	0.39±0.03b	0.38±0.03c	0.35±0.02c	32.030***
Gumminess (g)	296.96±42.13b	410.09±66.43a	443.97±81.37a	463.41±105.88a	459.23±106.20a	14.430***
Chewiness (g)	229.25±32.39b	326.02±50.41a	346.80±62.71a	356.68±81.24a	348.12±75.47a	14.887***

¹⁾CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder..

²⁾All values are mean±SD..

³⁾Values with different letters (a-d) within a column suggest significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

^***P<0.001..

색도

율피 가루를 첨가한 머핀의 색도는 Table 5에 나타내었다. 머핀 빵 껍질의 명도를 나타내는 L^*값은 대조군이 76.19로 가장 밝게 측정되었고, 율피 가루를 첨가한 실험군은 56.24~60.75로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 점점 어두워졌다(P<0.001). 적색도를 나타내는 a^*값은 대조군이 3.09로 측정되어 율피 가루를 첨가한 실험군과 유의적인 차이를 보이며 낮게 측정되었고(P<0.001), 율피 가루 첨가군은 10.20~10.67로 실험군 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. 황색도를 나타내는 b^*값은 18.98~32.00으로 측정되어 율피 가루를 첨가함에 따라 유의적 차이를 보이며 감소하였다(P<0.001).

Table 5 . Hunter color values of crust and crumb in muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder.

Sample		Chestnut inner shell (%)					F-value
		CON1)	1%	3%	5%	7%
Crust	L*	76.19±1.40a2)3)	60.75±2.31b	59.07±1.58c	58.45±1.35c	56.24±1.15d	497.133***
	a*	3.09±2.32b	10.67±1.20a	10.49±0.99a	10.26±0.63a	10.20±0.37a	128.803***
	b*	32.00±1.43a	25.00±1.70b	22.19±0.65c	20.60±0.55d	18.98±0.43e	447.953***
Crumb	L*	80.31±0.63a	66.83±0.69b	60.22±0.46c	57.72±0.89d	55.84±0.75e	4,014.822***
	a*	−3.46±0.06e	3.12±0.20d	6.29±0.18c	7.44±0.20b	7.99±0.17a	15,567.279***
	b*	23.64±0.45a	15.14±0.39b	14.37±0.37c	14.36±0.37c	13.88±0.34d	2,309.667***

¹⁾CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder..

²⁾All values are mean±SD..

³⁾Values with different letters (a-e) within a row suggest significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

^***P<0.001..

빵 내부의 L^*값은 55.84~80.31로 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루를 첨가할수록 유의적인 차이를 보이며 감소하는 경향을 보였다(P<0.001). a^*값은 대조군이 -3.46으로 측정되어 음의 값을 보였고, 율피 가루 첨가군은 3.12~7.99로 율피 가루를 첨가함에 따라 유의적으로 증가하였다(P<0.001). b^*값은 대조군이 23.64로 가장 높게 측정되었고 율피 가루를 첨가한 실험군은 13.88~15.14로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 낮아지는 경향을 보였다(P<0.001). Joo와 Choi(2012)의 연구에서 율피 분말을 첨가함에 따라 L^*값과 b^*값은 감소하고 a^*값은 증가하여 본 연구와 유사한 경향을 보였으며, 이는 율피 자체의 색에 영향을 받음과 동시에 율피에 함유된 fructose, glucose, sucrose, maltose 등에 의한 카라멜화 반응, glutamic acid, aspartic acid 등에 의한 마일라드 반응이 발생했기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서도 율피 분말 고유의 색과 율피 성분에 의한 갈변 반응의 영향으로 색도가 변화했다고 생각된다.

한편, 모든 실험군에서 a^*값 및 b^*값은 빵 내부보다 빵 껍질에서 높게 측정되었다. 통곡 찰수수 가루 머핀 품질특성(Bae 등, 2012)에서도 머핀 표면의 a^*값과 b^*값이 머핀 내부보다 높게 측정되어 본 연구와 유사했는데, 이는 오븐에서 제품을 굽는 과정 중 열분해에 의한 반죽 내 당 성분의 마일라드 반응과 캐러멜화 반응이 열과 많이 접촉하는 표면에서 더 많이 이루어졌기 때문이라고 보고하였다. 본 연구에서도 머핀의 겉면이 열과 더 많이 접촉하여 열에 의한 갈변 반응이 더 활발하게 이루어져 a^*값과 b^*값이 증가한 것으로 생각된다.

총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량

율피 가루와 율피 가루를 첨가한 머핀의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 Table 6과 Fig. 1에 나타내었다. 머핀의 총 폴리페놀 함량은 대조군 71.74 mg TAE/100 g, 율피가루 첨가군은 76.74~99.32 mg TAE/100 g으로 측정되어 대조군이 가장 낮게 측정되었고, 율피 가루 첨가량이 증가할수록 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가하였다(P<0.001). 머핀의 총 플라보노이드 함량은 대조군 2.43 mg QE/100 g, 율피 가루 첨가군은 3.38~11.95 mg QE/100 g으로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.001). 머핀 제조 시 사용한 율피 가루의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 169.92 mg TAE/100 g, 78.14 mg QE/100 g으로 측정되었다.

Table 6 . Antioxidant and radical scavenging activity of chestnut inner shell powder.

Antioxidant activity	Polyphenol1)	Flavonoid	DPPH	ABTS+	Reducing power
Chestnut inner shell powder	169.92±2.242)	78.14±1.43	87.91±0.20	42.01±3.01	0.93±0.03

¹⁾Polyphenol: total polyphenol content mg TAE/100 g, Flavonoid: total flavonoid content mg QE/100 g, DPPH: DPPH radical scavenging activity measured at 0.5 mg/mL level, ABTS+: ABTS+ radical scavenging activity measured at 1 mg/mL level, Reducing power: reducing power measured at 1 mg/mL level..

²⁾All values are mean±SD..

Fig 1. Total phenol and flavonoid contents of muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder. All values are mean±SD. Means with different letters (A-E and a-e) above the bars are significantly different by Duncan’s multiple range test (P<0.05). CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder.

Oh 등(2004)의 연구에서 율피를 70% 아세톤으로 추출하여 HPLC 분석을 한 결과 ellagic acid를 16.5%로 가장 많이 함유하고 있고, 그 외에 gallic acid, naringenin을 포함하여 31.8%의 높은 폴리페놀 화합물을 함유하고 있으며, 밤껍질이 높은 폴리페놀 함량의 영향으로 우수한 항산화 활성을 가진다고 보고하였다. 본 연구에서도 율피 가루를 첨가함에 따라 밤껍질에 함유된 탄닌계 페놀 화합물의 영향으로 총 폴리페놀 함량이 증가한 것으로 판단되며, 율피 가루를 머핀에 첨가하여 제조할 경우 항산화 활성 증가 효과를 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 율피 분말 첨가 쿠키(Joo와 Choi, 2012), 숙성 흑율피 첨가 쿠키(Son 등, 2017)도 율피 가루 함량이 증가할수록 제품의 총 폴리페놀 함량이 증가하여 본 연구와 유사한 경향을 보였다.

DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성

율피 가루와 율피 가루를 첨가한 머핀의 DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성은 각각 Table 6과 Fig. 2, Fig. 3에 나타내었다. 머핀의 DPPH 라디칼 소거 활성은 10 mg/mL 수준에서 대조군 10.46%, 율피 가루 첨가군 21.01~83.62%로 율피 가루 함량이 증가할수록 DPPH 라디칼 소거 활성이 높게 측정되었다(P<0.001). ABTS⁺ 라디칼 소거 활성은 50 mg/mL 수준에서 대조군 2.66%, 율피 가루 첨가군 26.46~68.64%로 측정되어 율피 가루 첨가량이 늘어날수록 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성이 유의적으로 증가하였다(P<0.001). 숙성 흑율피 첨가 양갱 연구(Lee 등, 2017b)에서 흑율피의 첨가량이 증가할수록 항산화 활성이 증가하여 본 연구와 유사했는데, 이는 율피에 함유된 총 페놀 함량이 증가한 것에 기인했다고 보고하였다. 페놀성 화합물을 함유한 식품은 항산화 및 항노화 등의 생리활성 기능을 가지는데 율피의 경우 율피 내 페놀성 화합물이 높은 라디칼 소거 활성을 가진다고 보고된 바 있다(Kim 등, 2002). 따라서 본 연구에서도 율피 가루를 첨가함에 따라 폴리페놀 물질이 증가하고 이에 따라 DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성이 향상된 것으로 판단되며, 율피 가루를 첨가할 경우 항산화 활성이 높은 머핀 제조가 가능할 것으로 생각된다. 숙성 흑율피 첨가 쿠키(Son 등, 2017), 율피 분말 첨가 돈육 패티(Joo와 Choi, 2014)에서도 율피의 농도가 늘어날수록 총 페놀 함량이 증가하고, 이에 따라 DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성이 증가하여 본 연구와 유사하였다.

Fig 2. DPPH radical scavenging activity of muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder. All values are mean±SD. Means with different letters (a-e) above the bars are significantly different by Duncan’s multiple range test (P<0.05). CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder.

Fig 3. ABTS⁺ radical scavenging activity of muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder. All values are mean±SD. Means with different letters (a-e) above the bars are significantly different by Duncan’s multiple range test (P<0.05). CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder.

환원력

율피 가루와 율피 가루를 첨가한 머핀의 환원력은 각각 Table 6과 Fig. 4에 나타내었다. 머핀의 환원력은 대조군 0.01, 율피 가루 첨가군 0.60~1.00으로 측정되어 율피 가루를 첨가한 머핀의 환원력이 대조군보다 높은 환원력을 보였으며, 율피 가루 첨가량이 증가함에 따라 환원력이 비례적으로 증가하였다(P<0.001). Lee와 Surh(2021)는 율피 분말의 총환원력이 페놀성 탄닌 물질에 기인한 것으로 보고했으며, 본 연구에서도 율피에 함유된 ellagic acid, naringenin, gallic acid 등의 페놀계 탄닌 물질에 의하여 환원력이 증가한 것으로 생각된다.

Fig 4. Reducing power of muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder. All values are mean±SD. Means with different letters (a-e) above the bars are significantly different by Duncan’s multiple range test (P<0.05). CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder.

관능평가

율피 가루를 첨가한 머핀의 관능평가 결과는 Table 7에 나타내었다. 율피 가루 첨가 머핀의 기호도 평가는 외관, 향, 맛, 식감, 전반적인 기호도의 5가지 항목에 대해 이루어졌다. 외관에 대해 평가한 결과 4.65~5.35로 율피 가루를 5% 첨가한 머핀이 가장 높은 점수를 보였으나 대조군을 포함한 다른 시료 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 향은 4.10~5.20으로 율피 가루를 1% 첨가한 머핀이 대조군에 비해 높게 측정되었으나, 율피 가루를 더 첨가할 경우 향에 대한 기호도가 감소하였고 대조군을 포함한 시료 간의 유의적 차이는 나타나지 않았다(P>0.05). 맛은 3.55~5.30으로 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 7% 첨가군에서 유의적인 차이를 보이며 낮게 측정되었다(P<0.001). 식감은 3.90~5.05로 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 7% 첨가군에서 유의적으로 낮게 측정되었고 1~5% 첨가군은 대조군과 유사하였다(P<0.05). 기계적으로 측정한 경도와 비교했을 때 경도가 증가함에 따라 식감에 대한 기호도는 감소하여 딱딱한 머핀보다 부드러운 식감의 머핀을 선호하는 것으로 생각된다. 전반적인 기호도를 평가한 결과 3.95~5.40으로 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루 첨가군의 경우 5% 첨가군이 가장 높게 측정되었고 7% 첨가군이 유의적으로 낮게 평가되었다(P<0.05). 율피 첨가 머핀의 특성 강도 평가는 율피의 향, 수분감, 떫은맛의 3가지 항목에 대해 이루어졌다. 율피의 향은 1.80~6.15로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 증가하였다(P<0.001). 수분감은 2.95~5.65로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 감소했으며, 율피 가루를 첨가할수록 수분함량이 감소한 것과 유사한 결과를 보였다(P<0.001). 떫은맛은 1.60~4.65로 율피 가루 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.001).

Table 7 . Sensory evaluation of muffin prepared with different addition of chestnut inner shell powder.

Sample		Chestnut inner shell					F-value
		CON1)	1%	3%	5%	7%
Consumer acceptability	Appearance	5.15±1.732)	4.65±1.31	5.20±1.01	5.35±1.09	4.65±1.63	1.126NS
	Flavor	5.05±5.20	5.20±1.28	5.10±1.25	5.05±1.36	4.10±1.33	2.409NS
	Taste	5.30±1.22a3)	5.20±1.44a	5.15±1.57a	4.90±1.48a	3.55±1.43b	5.131***
	Texture	5.05±1.23a	4.70±1.22a	4.85±1.09a	4.85±1.18a	3.90±1.07b	2.979*
	Overall preference	5.40±1.35a	5.05±1.39a	5.00±1.59a	5.10±1.25a	3.95±1.57b	2.961*
Characteristic intensity rating	Flavor of chestnut inner shell	1.80±1.11e	3.15±1.14d	4.05±1.05c	5.10±0.97b	6.15±1.04a	50.517***
	Moistness	5.65±1.14a	4.90±1.02b	4.55±0.89bc	3.90±1.07c	2.95±1.15d	18.754***
	Astringency	1.60±1.43d	2.40±1.27cd	3.05±1.39bc	3.80±1.32ab	4.65±1.76a	13.498***

¹⁾CON (control): muffins made without chestnut inner shell powder, 1%: muffins made with 1% chestnut inner shell powder, 3%: muffins made with 3% chestnut inner shell powder, 5%: muffins made with 5% chestnut inner shell powder, 7%: muffins made with 7% chestnut inner shell powder..

²⁾All values are mean±SD..

³⁾Values with different letters (a-e) within a row suggest significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05)..

NS: not significant. ^*P<0.05, ^***P<0.001..

Shin과 Kim(2017)의 연구에서 율피 가루의 첨가량이 가장 높은 실험군의 맛과 전반적인 기호도가 가장 낮게 측정되어 본 연구와 유사했는데, 이는 율피의 탄닌 성분에 의한 떫은맛이 영향을 끼친 것이라 보고했으며, Joo와 Choi(2012)의 연구에서도 율피 분말을 첨가하여 쿠키를 제조할 때 율피의 떫은맛이 기호도에 영향을 준다고 보고하였다. Kim 등(2017)의 숙성 흑율피 연구에서 단맛이 증가함에 따라 율피의 떫은맛이 감소한다고 보고했는데, 일반적으로 머핀을 제조할 때는 다량의 설탕이 사용된다. 본 연구에서도 머핀 제조 시 사용된 설탕으로 인해 율피의 떫은맛이 억제되었으나 다량의 율피 가루를 첨가할 경우 떫은맛이 억제되지 못하고 기호도에 부정적인 영향을 끼친 것으로 생각된다. 이상의 결과를 종합했을 때 율피 가루를 일정량 첨가할 경우 외관 및 향의 기호도가 증가하지만, 과다하게 첨가할 경우 율피의 탄닌 성분에 의해 떫은맛이 나고 수분함량이 감소하여 식감이 단단해져 맛과 식감을 포함한 전반적인 기호도에 부정적인 영향을 끼치는 것을 확인하였다. 따라서 율피 가루를 3~5% 첨가한 머핀이 기호도가 높으면서도 높은 항산화 활성을 가진 머핀으로 적합하며, 기능성을 가진 머핀으로 개발 가능성이 높다고 생각된다.

본 연구는 쌀을 활용하여 글루텐프리 베이커리 제품을 개발하고 농산 가공 부산물인 율피의 기능성 소재로의 활용 가능성을 확인하기 위해 율피 가루를 0%, 1%, 3%, 5%, 7% 첨가한 머핀을 제조하여 품질특성 및 항산화 활성을 측정하였다. 머핀의 무게는 율피 가루 첨가량이 늘어날수록 증가하였고 굽기 손실률, 부피 및 비체적은 율피 가루 첨가량이 늘어날수록 감소하였다(P<0.01). 수분함량과 pH는 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루 첨가량이 증가할수록 감소하였다(P<0.001). 율피 가루를 첨가한 머핀의 경도는 율피 가루를 첨가할수록 유의적으로 증가하였고, 부착성, 검성, 씹힘성 역시 율피 가루를 첨가함에 따라 증가했으나, 탄력성 및 응집성은 율피 가루를 첨가함에 따라 감소하는 경향을 보였다(P<0.001). 머핀의 색도는 율피 가루를 첨가함에 따라 L^*값과 b^*값이 감소하였고 a^*값은 증가하였다(P<0.001). 머핀의 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 71.74~99.32 mg TAE/100 g, 2.43~11.95 mg QE/100 g으로 율피 가루 첨가량이 늘어날수록 유의적으로 증가하였다. DPPH 및 ABTS⁺ 라디칼 소거 활성, 환원력 역시 율피 가루 첨가량이 증가함에 따라 증가하였다(P<0.001). 율피 가루를 첨가한 머핀의 관능평가 결과 전반적인 기호도, 맛, 식감은 대조군이 가장 높게 측정되었으며, 율피 가루를 첨가할 경우 감소하는 경향을 보였고 5% 첨가군에서 대조군과 가장 유사한 결과를 보였다(P<0.05). 특성 강도 평가에서 율피의 향과 떫은맛은 율피 가루를 첨가함에 따라 유의적으로 증가했으나 수분감은 율피 가루 첨가량이 늘어날수록 감소하였다. 본 연구 결과 율피는 높은 항산화 활성을 가져 기능성 소재로의 활용 가능성을 확인했으며, 이를 첨가한 머핀을 제조할 경우 율피 가루를 3~5% 첨가하는 것이 품질특성 및 기호도 면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다.

본 과제는 교육부와 한국연구재단의 재원으로 지원을 받아 수행된 3단계 산학연협력 선도대학 육성사업(LINC 3.0)의 연구결과입니다.