Effects of sugar alcohols on chiffon cake made with rice flour

Abstract

서구화 되어 가는 국민들의 식생활의 변화에 따라 케익류의 소비량이 증가하고 있다. 이에 각 제빵업체에서는 다양한 건강기능소재를 이용한 신제품 개발에 노력을 기울이고 있다. 케익 제조 시 반죽의 안정성은 최종품질에 영향을 주는데, 첨가물과 첨가량에 따라 그 안정성이 달라진다. 본 연구에서는 입자크기별로 제조한 쌀쉬폰케익의 당알콜 첨가 효과에 대한 연구를 목적으로 한다. 쉬폰케이크는 밀가루 대조군과 쌀가루로 대체(20-100%)한 첨가군, 쌀가루 입자사이즈별(100, 200, 300mesh) 첨가군으로 제조하여, 케익 반죽의 안정성, 비중, 반죽높이, 케익높이, 비용적, 조직감, 색도를 측정하였고, 관능평가를 실시하였다. 이러한 과정을 거쳐 최적 쌀가루 입자사이즈를 정하였으며, 정해진 쌀가루를 100%첨가하여 만든 쌀쉬폰케익에 사용되는 설탕을 당알콜(solbitol, maltitol, xylitol, mannitol)로 대체(25-100%)하여 동일한 방법으로 측정 및 실험 하였다. 케익 반죽의 안정성 측정은 Turbiscan (Turbiscan Lab expert, Paris, France)을 이용하였다. 쌀가루 입자사이즈별 실험한 결과는 다음과 같다. 반죽 안정성 측정 결과, 100mesh 쌀가루 첨가시 대조군보다 안정성이 떨어지다가 40%~60%까지 첨가량을 증가시켰더니 안정성은 향상되었다. 그러나 80%이상 첨가시 다시 감소하여 대조군보다 낮은 안정성을 나타냈다. 200mesh 쌀가루 첨가군은 60%첨가량 수준까지는 안정성이 향상되었지만, 80%이상 첨가량을 증가시키자 안정성이 감소하였다. 300mesh 쌀가루첨가군은 대조군에 비해 쌀가루를 첨가하는것이 안정성이 향상되는 것으로 나타났으며, 100%첨가군이 대조군 및 다른비교군에 비해 가장 안정한 것으로 측정되었다. 비중은 100mesh 쌀가루첨가군은 100%첨가시 대조군에 비해 감소하였고, 200mesh와 300mesh 첨가군은 100%첨가시 대조군에 비해 증가하였다. 반죽높이 측정 결과, 100mesh 쌀가루 첨가군은 대조군보다 최고 1.1cm까지 낮았다. 200mesh 와 300mesh 쌀가루 첨가군은 대조군보다 최고 0.6cm까지 낮았다. 케익높이 측정결과 대조군은 7.0cm로 나타났고, 쌀가루의 함량이 증가할수록 케익높이는 비례적으로 감소하였다. 100mesh 쌀가루 100%첨가군은 4.8cm, 200mesh 쌀가루 100%첨가군은 4.7cm, 300mesh 쌀가루 100%첨가군은5.0cm로 나타났다. 비중과 비용적에 있어서 200mesh 사이즈 쌀가루 첨가군이 대조군보다는 낮았지만 다른비교군에 비해 가장 낮은 비중과 가장 높은 비용적을 나타내었는데, 기계적 조직감 측정시 경도(hardness), 부착성(adhesiveness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)과 같은 5가지 항목에서 대조군과 유의적인 차이가 없는것으로 나타났다. 케잌 외부(crust)와 내부(crumb)의 색도를 측정한 결과, 100mesh, 200mesh 및 300mesh 쌀가루 100%첨가군과 대조군을 비교하였을 때 유의적 차이가 없었다. 관능평가 결과, 촉촉함과 전체적인 기호도에서 200mesh 쌀가루 100%첨가군이 가장 높은 기호도를 보였다. 쌀쉬폰케익에 당알콜을 첨가하여 실험한 결과는 다음과 같다. 반죽안정성 측정결과, 당알콜 첨가량을 증가시키자 안정성은 향상되는 경향을 보였다. 4가지 당알콜 중 말티톨과 만니톨을 첨가하는 것이 대조군보다 안정성이 향상되는 경향을 보였지만, 솔비톨과 자일리톨첨가군은 대조군보다 안정성이 감소하였다. 비중은 만니톨 100%첨가군과 말티톨 100%첨가군이 대조군보다 높게 나타났으며, 자일리톨과 솔비톨 100%첨가군 은 대조군보다 낮게 측정되었다. 이와는 반대로 반죽높이는 솔비톨, 자일리톨, 대조군, 말티톨, 만니톨 순으로 측정되었다. 케익높이는 솔비톨 100%첨가군 이 5.8cm, 자일리톨 100%첨가군 이 5.7cm, 만나톨 100%첨가군 이 5.5cm로 측정되었는데 5.3cm로 측정된 대조군보다 높게 나타났다. 말티톨 100%첨가군 은 5.3cm로 대조군과 동일하게 측정되었다. 비용적은 만나톨 100%첨가군이 667.6으로 대조군 대비 46%높게 나타났으며, 이를 제외한 나머지 군들은 대조군 대비 최고 12%까지 높은 결과를 나타내었다. 기계적 조직감 측정시 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess)과 같은 3가지 항목에서 대조군과 비교군간의 유의적인 차이가 없는것으로 나타났다. 부착성(adhesiveness)과 씹힘성(chewiness)에서는 만나톨이 대조군 대비 유의적으로 가장 낮은 수치를 나타내었다. 케익 외부과 내부의 색도 측정 결과, 솔비톨과 만니톨 첨가군은 대조군과 유의적차이가 없는 것으로 나타났으며, 자일리톨 100% 첨가군과 만니톨 100%첨가군은 대조군보다 유의적으로 낮은 수치를 나타내었다. 관능평가 결과, 케익부피에서 자일리톨이 대조군 대비 유의적으로 가장 높은 수치를 나타내었고, 전반적인 기호도에서 말티톨과 자일리톨이 대조군과 유의적으로 비슷한 결과를 나타내었으며, 만니톨 첨가군은 유의적으로 가장 낮게 나타났다. 이상의 결과로 쉬폰케익 제조시 밀가루를 쌀가루로 대체하고, 설탕을 당알콜로 대체하였을 때 200mesh 쌀가루와 말티톨 및 자일리톨 첨가군이 물리적, 관능적으로 대조군과 근접한 결과를 나타내어 저칼로리 쌀가루 쉬폰케익의 제빵적성이 우수한 것으로 나타났다.; A chiffon cake is a very light cake made with vegetable oil, eggs, sugar, flour, and baking powder. The cake batter is formulated with mixture of emulsion and foam, which was separately made with egg yolk and white. The objective of this study is to investigate the effect of sugar substitute on chiffon cake made with rice flour. In part Ⅰ, the study was conducted to evaluate the physicochemical and sensory characteristics of chiffon cake with rice flour ranging from 20-100%. Water binding capacity of rice flour was increased and fat binding capacity was decreased compared to wheat flour. Batter stability indicated that 100% treatment was showed better than that of the control. The specific gravity and specific loaf volume were decreased in samples with added rice flour. Texture analysis found no significant differences in hardness, adhesiveness, cohesiveness, gumminess, and chewiness between the control and 100% treatment. In the case of crust color, rice flour-added chiffon cake did not show any significant difference in “a” value. Crumb color was also found to have no significant difference in “L” value and “a” value. According to the sensory evaluation, there was significant difference in overall acceptability between the control and rice flour-added chiffon cakes. The highest sensory score obtained 100% treatment in overall acceptance and moistness. However, flavor, cohesiveness, and brittleness scores were not significantly different. These results show that the wheat flour could be replaced by rice flour up to 100% in chiffon cake. In part Ⅱ, the objective of this study is to investigate the effect of sugar substitute on batter in chiffon cake batter. Sample emulsion was formed with egg yolk, vegetable oil, water and sugar replaced with 25%, 50%, 75% and 100% of sugar alcohol such as maltitol, solbitol, xylitol and mannitol. The stability of cake batter formulated was measured by Turbiscan (Turbiscan Lab expert, Paris, France). The physico-chemical and sensory properties of rice-chiffon cake prepared with maltitol, solbitol, xylitol and mannitol substituted for sucrose were examined. Batter stability indicated that mannitol treatment showed better than that of the control. The specific gravity and specific loaf volume were increased in samples with added mannitol. All treatment except mannitol treatment, texture analysis was not significant differences in hardness, adhesiveness, cohesiveness, springiness, cohesiveness, gumminess and chewiness between the control and 100%treatment. In the case of crust color, ‘L’ value of mannitol 100%treatment was significant higher than the control. And crumb color, ‘L’ value of sugar alcohol 100%treatment was not significant compared with the control. All treatment except for mannitol 80% and 100% treatment, ‘b’ value of treatment was not significant compared with the control. However,‘a’ value of sugar alcohol treatment was significant lower than the control. In case of sweetness and overall acceptability, all treatments except for mannitol were not significant. In sensory evaluation, cake with 75% maltitol and 75% xylitol had the same score compared with the control. These results show that the sugar could be replaced by sugar alcohol up to 100% in chiffon cake.