고단백 두류 분말 초콜릿바의 최적화 연구|RISS 상세보기

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aimed to develop a high-protein vegan chocolate bar using chickpea powder (CP1) and black bean powder (BP1) to promote health enhancement, plant-based protein intake, and sustainable food development. Legume powders were incorporated into the chocolate bar manufacturing process to establish a novel formulation, and Response Surface Methodology (RSM) was applied to analyze the effects of the allulose and peanut butter ratio on sensory attributes (appearance, texture, taste, aroma, and overall acceptability) and physicochemical properties (pH, Brix, salinity, and color), thereby determining optimal formulation conditions.
RSM enabled the derivation of optimal ratios, and sensory evaluation confirmed that the allulose and peanut butter ratio exerted a statistically significant influence (p < 0.05). ANOVA results indicated that, for CP1, harmony of bean flavor, bitterness/off-flavors, nuttiness, bean aftertaste, and overall acceptability followed a linear model, whereas the remaining sensory attributes were best described by quadratic models. In contrast, all sensory attributes of BP1 were dependent on quadratic models, suggesting more complex interactions among formulation variables. In physicochemical assessments, CP1 exhibited significant variations in pH (p = 0.001), Brix (p < 0.0001), and salinity (p < 0.0001) with changes in formulation ratios, while color parameters (L, a, b) were not statistically significant (p > 0.05). For BP1, pH (p = 0.001), Brix (p = 0.0001), salinity (p = 0.0005), and redness (a) (p = 0.0324) showed significant differences, whereas lightness (L) and yellowness (b) did not. These results suggest that natural pigments in legume powders may be masked by the chocolate matrix, indicating the potential need for future adjustment of cocoa content.
Optimized proximate analysis showed that CP1 contained 3.77% moisture, 2.39% ash, 13.38% fat, 21.30% protein, 59.16% carbohydrate, and 442.28 kcal, whereas BP1 contained 2.42% moisture, 5.15% ash, 24.03% fat, 31.24% protein, 37.16% carbohydrate, and 489.90 kcal. Compared with the control (C1), CP1 exhibited lower fat and energy contents with higher protein and carbohydrate levels, while BP1 showed a higher protein content and relatively lower carbohydrate content. Accordingly, CP1 may serve as a balanced energy source, whereas BP1 may be suitable for consumers following high-protein, low-carbohydrate diets.
In antioxidant and functional evaluations, total polyphenol content was lower in CP1 (1.50mg GAE/g) and BP1 (2.44mg GAE/g) than in C1 (3.49mg GAE/g). Despite the lower polyphenol levels, CP1 and BP1 exhibited greater α-glucosidase inhibitory (anti-diabetic) activity(60.32% and 64.52%, respectively) than C1 (43.38%), suggesting that legume-derived bioactive compounds may contribute to metabolic health. Texture Profile Analysis (TPA) revealed hardness and chewiness values of 5.14N and 1.87N for C1, 7.56N and 1.71N for CP1, and 15.28N and 4.96N for BP1, respectively. These results indicate that CP1 and BP1 provided firmer and richer textures, with BP1 exhibiting a more multidimensional mouthfeel that may enhance consumer acceptability.
Consumer preference surveys indicated positive evaluations of bean-derived flavor and nuttiness, with health-related factors such as metabolic benefits and protein fortification significantly influencing purchase intention. Preferences for the addition of nuts or chocolate further suggest opportunities to enhance market suitability. Overall, these findings demonstrate that high-protein vegan chocolate bars formulated with chickpea and black bean powders have strong potential to support health promotion, vegan dietary patterns, and sustainability. By reflecting reduced environmental burden, economic efficiency, and nutritional value, these products may align with modern consumers’ preferences for health-oriented lifestyles and eco-friendly consumption, serving as a meaningful alternative for vegan communities and health-conscious consumers.

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국문 초록 (Abstract)

본 연구는 병아리콩 분말(CP1)과 검정콩 분말(BP1)을 활용하여 건강 증진, 식물성 단백질 섭취 촉진, 지속 가능한 식품 개발을 목표로 고단백 비건 초콜릿바를 개발하고자 하였다. 두류 분말을 초콜릿바 제조 공정에 도입하여 새로운 레시피를 수립하고, 반응표면 분석법(RSM)을 통해 알룰로스와 땅콩버터의 배합 비율이 제품의 관능적 특성(외관, 질감, 맛, 향, 전체적인 기호도) 및 이화학적(pH, Brix, Salinity, Color)에 미치는 영향을 분석함으로써 최적화 가능성을 검증하였다.
RSM 결과를 통해 최적 비율을 도출하였으며, 관능적 특성 평가에서 알룰로스와 땅콩버터 비율이 통계적으로 유의미한 영향을 미쳤음(p<0.05)을 확인하였다. ANOVA 분석 결과, CP1의 콩 맛 조화, 쓴맛·이취, 고소함, 콩 비린내, 전체 기호도는 선형 모델로, 나머지는 이차 모델로 분석되었으며, BP1은 모든 항목이 이차 모델에 의존하여 복잡한 상호작용을 반영함을 시사하였다. 이화학적 특성 평가에서는 CP1의 pH(p=0.001), Brix(p<0.0001), Salinity(p<0.0001)가 비율 변화에 따라 유의미한 차이를 보였으나, Color(L, b, a)는 p>0.05로 영향이 제한적이었으며, BP1은 pH(p=0.001), Brix(p=0.0001), Salinity(p=0.0005), 적색도(a)(p=0.0324)가 유의미했으나 명도(L)와 황색도(b)는 유의미하지 않았다. 이는 두류 분말의 천연 색소가 초콜릿 매트릭스에 의해 상쇄된 가능성을 시사하며, 향후 코코아 비율 조정이 필요할 수 있다.
최적화 일반성분 분석에서 CP1은 수분(3.77%), 회분(2.39%), 지방(13.38%), 단백질(21.30%), 탄수화물(59.16%), 열량(442.28kcal)을, BP1은 수분(2.42%), 회분(5.15%), 지방(24.03%), 단백질(31.24%), 탄수화물(37.16%), 열량(489.90kcal)을 보였다. 대조군 C1에 비해 CP1은 지방과 열량이 낮고 단백질과 탄수화물 함량이 높았으며, BP1은 단백질 함량이 높고 탄수화물 함량이 상대적으로 낮았다. 이에 따라 CP1은 균형 잡힌 에너지 공급원으로, BP1은 고단백·저탄수화물 식이를 선호하는 소비자에게 적합할 것으로 판단된다. 항산화 및 기능성 평가에서는 Total polyphenol 함량이 C1(3.49mg GAE/g)보다 CP1(1.50mg GAE/g)과 BP1(2.44mg GAE/g)이 낮았으나, 항당뇨 활성도 C1(43.38%) 대비 CP1(60.32%)과 BP1(64.52%)가 높아 대사 건강 개선 잠재력을 보였다. 조직감(TPA) 분석에서는 C1(경도 5.14N, 씹힘성 1.87N), CP1(경도 7.56N, 씹힘성 1.71N), BP1(경도 15.28N, 씹힘성 4.96N)로, CP1과 BP1이 단단하고 풍부한 텍스처를 제공하며 BP1은 소비자 기호도를 높이는 입체적 질감을 나타냈다. 소비자 기호도 조사에서는 콩 풍미와 고소함이 긍정적으로 평가되었고, 건강 요소(대사 건강, 단백질 보강)가 구매에 기여하며, 견과류나 초콜릿 추가 선호도가 시장 적합성을 높일 잠재력을 보였다. 향후 본 연구는 환경적 부담 감소, 경제적 효율성, 건강 가치를 반영하여, 이러한 초콜릿바는 현대 소비자들이 선호하는 건강 중심적 라이프스타일과 친환경 소비 패턴에 부응할 가능성이 있으며, 특히 비건 커뮤니티와 건강을 중시하는 소비자들에게 유의미한 대안이 될 수 있을 것이다.

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본 연구는 병아리콩 분말(CP1)과 검정콩 분말(BP1)을 활용하여 건강 증진, 식물성 단백질 섭취 촉진, 지속 가능한 식품 개발을 목표로 고단백 비건 초콜릿바를 개발하고자 하였다. 두류 분말을 ...

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