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문제 정의
- 감과 피는 카로티노이드 등의 색소 성분, 탄닌 등의 폴리페놀, 식이섬유 등이 풍부한 자원으로서 식품 신소재로서의 활용가치가 높다(8,9). 따라서 본인 등은 소맥분을 대체할 수 있는 제빵의 유용 기능성 소재로서 감피를 활용하고자 이를 식빵에 첨가하여 그 반죽 및 제품의 물리적, 관능적 품질 특성을 조사하였다.
가설 설정
- 1)PPP means persimmon peel powder.
- 2) Values with different superscript in the same columns are significantly different at 5% level.
- 2) Values with different superscript in the same raw are significantly different at 5% level.
제안 방법
- 감피 분말 첨가 반죽과 식빵의 기계적 텍스쳐의 측정은 Texture analyzer(TA-XT2i, SMS Co. Ltd., England)를 이용하여 2회 반복한 puncture test로 얻은 TPA(texture profile analysis) curve로부터 견고성(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄성(springness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다. 이때 측정 조건은 pre-test speed 2.
- 감피 분말 첨가가 식빵의 관능적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 선발된 14명의 검사요원에게 실험의 목적 및 방법을 주지시킨 다음 각 시료에 대하여 색(color), 냄새(odor), 맛(taste), 외관(appearance), 씹힘성(chewiness), 부착성(adhesiveness) 및 전반적 기호도(overall acceptability)에 대하여 9점 측정법(12)으로 시행하였다.
- 감피 첨가 식빵의 내부 표면구조는 주사형 전자현미경(scanning electron microscope, S-2300, Hitachi Co., Japan)으로 측정하였다. 시료는 일정한 크기로 절단한 후 진공건조 시킨 다음 금으로 코팅한 후 400배의 배율로 확대 관찰하였다.
- 감피를 제빵의 신소재로서 활용하기 위하여 이를 식빵에 첨가하여 제조한 반죽과 제품의 물리적, 관능적 품질특성을 조사하였다. 반죽의 호화특성은 감피분말 첨가에 의해 호화개시 온도는 큰 차이가 없었으나 최고점도 및 냉각 후 점도는 때 급격히 저하되었다.
- , Japan)으로 측정하였다. 시료는 일정한 크기로 절단한 후 진공건조 시킨 다음 금으로 코팅한 후 400배의 배율로 확대 관찰하였다.
- 식빵 제조시 사용된 재료는 Table 1과 같이 밀가루 1000 g, 설탕 100 g, 소금 20 g, 마아가린 25 g, 쇼트닝 25 g, 이스트푸드 2 g, 생이스트 35 g, 계란 55 g, 전분유 20 g, 물 580 g으로 배합하여 대조구으로 하였으며 각 대조구의 밀가루를 제외한 나머지 재료조건을 모두 고정한 후 밀가루와 감피 분말 첨가량을 달리하여 배합하였다.
- , England)를 이용하여 2회 반복한 puncture test로 얻은 TPA(texture profile analysis) curve로부터 견고성(hardness), 부착성(adhesiveness), 탄성(springness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다. 이때 측정 조건은 pre-test speed 2.0 mm/s, post-test speed 5.0mm/s, distance 10 mm의 조건으로 직경 5 mm의 cylindrical probe를 사용하여 3회 반복 측정하였다.
- 1과 같다. 재료들을 배합표에 의거하여 정확히 계량한 후 전 재료를 믹싱볼에 넣고 배합하였다. 반죽후의 온도를 27±1℃, 상대습도 75%의 발효실에서 60분간 1차 발효시킨 후 분할중량을 600 g으로 둥굴리기한 후 실온에서 20분간 중간발효를 시켰다.
- 측정하였다. 즉, 밀가루에 감피 분말을 0, 5, 10, 15% 첨가한 복합분을 ll%(w/w)의 수용액으로 제조하여 50℃에서 95℃까지 1.5℃/min의 속도로 가열하고 95℃에서 5분간 유지시킨 후 동일한 속도로 50℃가지 냉각하면서 측정하였으며 각 시료는 2회 반복하여 측정하였다.
대상 데이터
- 실험용 감피 분말은 경북 상주군에서 2000년 10월에 생산된 상주둥시 품종으로 곶감 제조 시 발생되는 감 껍질을 55℃에서 열풍 건조하여 180~200 mesh로 분쇄하여 냉암소에 보존하면서 사용하였다. 제빵용 밀가루(대한제분, 강력 1등급), 설탕(제일제당, 가는정백당), 소금(한주소금, 정제염), 마아가린(서울하인즈, 다이애나), 쇼트닝(서울하인즈, 알프스쇼트닝), 이스트푸드(오뚜기), 생이스트(제니코), 전지분유(서울우유), 배합수(상수도, 비여과), 계란(전란)은 시중에서 구입하여 사용하였다.
- 냉암소에 보존하면서 사용하였다. 제빵용 밀가루(대한제분, 강력 1등급), 설탕(제일제당, 가는정백당), 소금(한주소금, 정제염), 마아가린(서울하인즈, 다이애나), 쇼트닝(서울하인즈, 알프스쇼트닝), 이스트푸드(오뚜기), 생이스트(제니코), 전지분유(서울우유), 배합수(상수도, 비여과), 계란(전란)은 시중에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 자료의 분석은 SAS(staststical analysis system)에 의한 분산분석과 Duncan's multiple range test(13)를 이용하여 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 1. Bread making process by the straight dough method.
- 감피 분말을 첨가한 식빵의 호화특성은 Rapid Visco Analyzer(RVA, Newport scientific, Ltd, Australia)를 사용하여 Medcalf와 Gilles의 방법(11)에 따라 측정하였다. 즉, 밀가루에 감피 분말을 0, 5, 10, 15% 첨가한 복합분을 ll%(w/w)의 수용액으로 제조하여 50℃에서 95℃까지 1.
- 식빵의 제조는 직접반죽법 (all in mixing-stiaigit method)(lO)으로 하였고 제조방법은 Fig. 1과 같다. 재료들을 배합표에 의거하여 정확히 계량한 후 전 재료를 믹싱볼에 넣고 배합하였다.
성능/효과
- 반죽의 호화특성은 감피분말 첨가에 의해 호화개시 온도는 큰 차이가 없었으나 최고점도 및 냉각 후 점도는 때 급격히 저하되었다. Gluten 형성 및 반죽 시간은 감피 첨가량이 많아짐에 따라 길어지는 것으로 나타났다. 감피 첨가량이 많을수록 식빵의 탄성, 응집성 및 씹힘성 증가하였으나 견고성과 부착성은 감소하였다.
- 반죽의 경우 견고성(hardness), 검성(gumminess)과 씹힘성(chewiness), 부착성(adhesiveness)은 감피 분말 첨가에 의해 증가되었고, 탄성(springness)과 응집성(cohesiveness)은 감피 분말 첨가에 영향을 받지 않았다. 감피 분말 첨가량에 따라서는 5%와 10% 첨가구에서는 대조구에 비하여 견고성, 검성, 씹힘성이 조금 증가하였으나 15% 첨가구의 경우 급격한 증가를 보였다. 식빵의 경우에는 탄성, 웅집성 및 씹힘성이 감피 분말 첨가에 의해 증가하였고 견고성과 부착성은 오히려 감소하였다.
- 반죽의 gluten 형성에는 수분, 단백질 함량, 전분함량, amylase와 같은 효소의 작용 pH, 반죽온도 등 여러 가지 요인이 관여한다. 감피 분말 첨가에 의한 반죽의 pH의 변화를 살펴보기 위하여 반죽 후 pH를 조사한 결과 대조구의 경우 5.63에서 감피 분말 첨가량이 5, 10 , 15%로 증가됨에 따라 pH가 5.27, 5.14, 5.02의 순으로 감소하는 것으로 나타났다(데이타 미제시). 따라서 감피 분말 첨가에 의해 믹싱시간이 길어지는 것은 pH 저하에 의한 gluten 단백질 형성이 저해되거나 amylase와 같은 효소의 활성에 변화를 가져온 것으로 사료되며 추후 반죽의 pH와 gluten 형성에 관한 구체적인 연구가 요망된다.
- 냄새의 경우 감피 분말 첨가에 의해 낮은 점수를 얻었으나 맛에 있어서는 대조구와 5% 첨가구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 감피 분말이 식빵의 색상에는 큰 영향을 미치나 기공상태나 맛에는 큰 영향을 미치지않는 것으로 나타났다. 입안에서의 씹힘성과 부착성을 검사한 결과 감피 분말의 첨가가 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 부착성의 경우에는 5% 첨가구가 치아에 가장 많이 부착되었고 첨가량이 많을수록 부착성은 낮아졌다.
- Gluten 형성 및 반죽 시간은 감피 첨가량이 많아짐에 따라 길어지는 것으로 나타났다. 감피 첨가량이 많을수록 식빵의 탄성, 응집성 및 씹힘성 증가하였으나 견고성과 부착성은 감소하였다. 감피 첨가에 따라 빵의 내부의 명도는 감소하였으나 적색도 및 황색도는 증가하여 감피를 15% 첨가시 빵 내부색은 진한 갈색을 나타내었다.
- 그러나 임 등(1)은 녹차가루를 첨가하였을 때 녹차가루에 포함된 식이섬유와 무기질에 의해서 전분의 호화가 지연되는 것으로 보고하였다. 감피 첨가에 의한 믹싱 시간은 감피 분말 첨가량이 증가할수록 대조구는 10분, 5%일 때 12분, 10%일 때 14분, 15%일 때 17분으로 증가 하는 경향을 보였다. 반죽의 gluten 형성에는 수분, 단백질 함량, 전분함량, amylase와 같은 효소의 작용 pH, 반죽온도 등 여러 가지 요인이 관여한다.
- 관능 검사 결과 감피 첨가 비율이 증가함에 따라 전반적으로 관능적 기호도는 낮아졌으나 5% 첨가구의 경우 대조구 사이에는 관능적 품질특성의 유의적인 차이는 보이지 않았다. 감피를 15% 첨가할 경우 gluten에 감피분말이 결합하여 gluten 내부의 상호결합을 일부 저해하는 것으로 나타났다. 따라서 5% 이내의 감피 첨가수준이 반죽 및 식빵의 물리적 특성 및 관능적 측면에서 적정하다고 사료된다.
- 감피 첨가에 따라 빵의 내부의 명도는 감소하였으나 적색도 및 황색도는 증가하여 감피를 15% 첨가시 빵 내부색은 진한 갈색을 나타내었다. 관능 검사 결과 감피 첨가 비율이 증가함에 따라 전반적으로 관능적 기호도는 낮아졌으나 5% 첨가구의 경우 대조구 사이에는 관능적 품질특성의 유의적인 차이는 보이지 않았다. 감피를 15% 첨가할 경우 gluten에 감피분말이 결합하여 gluten 내부의 상호결합을 일부 저해하는 것으로 나타났다.
- 3과 같다. 대조구와 5% 첨가구에서는 gluten이 잘 발달되어 얇은 층들이 관찰되고 기공이 비교적 균일하게 분포되어 있으며 표면도 부드러운 상태를 유지하고 있었다. 반면 15% 첨가구에서는 빵세포를 형성하는 gluten 구조에 감피 분말 입자들이 많이 결합한 것이 관찰되었으며 이들이 gluten 형성을 저해하여 빵의 견고성이 감소하고 표면도 거칠어지는 것으로 나타났다.
- 반죽의 경우와 마찬가지로 5% 첨가구와 10% 첨가구 사이에는 측정값들이 큰 차이를 보이지 않았지만 15% 첨가구에서는 측정값들이 큰 차이를 보였다. 따라서 10%까지의 감피 분말 첨가는 식빵의 텍스쳐에 큰 변화를 가져오지 않는 것으로 나타났다.
- 그러나 식빵 단면의 기공상태를 평가한 외관에 대해서는 대조구와 5% 첨가구에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 따라서 5% 감피 첨가 수준은 색에 있어서는 차이를 보이나 빵 내부 조직에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 냄새의 경우 감피 분말 첨가에 의해 낮은 점수를 얻었으나 맛에 있어서는 대조구와 5% 첨가구간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다.
- 전반적인 기호도에서는 대조구, 5%, 10%, 15% 첨가구의 순으로 감피 첨가 비율이 높아질수록 관능적인 기호도는 감소하는 것으로 나타났으나 대조구와 5% 첨가구간에는 유의적인 차이는 보이지 않았다. 따라서 감피 분말을 5%까지 첨가를 해도 식빵 고유의 백색에 대한 선호도 때문에 색에 있어서는 부정적인 영향을 미치나 맛이나 조직감, 전반적인 기호도에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이상의 결과에 따르면 감식빵 제조시 감피 첨가 비율은 5% 이내의 첨가 수준이 적정 할 것으로 생각되며 이에 다른 원료 소맥분의 대체 효과도 그 만큼 기대된다고 할 수 있다.
- 대조구와 5% 첨가구에서는 gluten이 잘 발달되어 얇은 층들이 관찰되고 기공이 비교적 균일하게 분포되어 있으며 표면도 부드러운 상태를 유지하고 있었다. 반면 15% 첨가구에서는 빵세포를 형성하는 gluten 구조에 감피 분말 입자들이 많이 결합한 것이 관찰되었으며 이들이 gluten 형성을 저해하여 빵의 견고성이 감소하고 표면도 거칠어지는 것으로 나타났다. 박 등(15)은 녹차나 율무 분말을 식빵에 첨가시 첨가량이 증가할수록 빵의 내부 조직이 거칠어진다고 보고하였다.
- Table 5와 같다. 식빵의 내부 색에 있어서는 대조구가 가장 높은 점수를 얻었으며 감피 분말 첨가량이 증가할수록 낮은 점수를 얻었다. 이는 감피 첨가에 의한 황색도와 적색도의 증가가 관능적 측면에서 부정적으로 작용한 것으로 생각된다.
- 따라서 감피 분말을 5%까지 첨가를 해도 식빵 고유의 백색에 대한 선호도 때문에 색에 있어서는 부정적인 영향을 미치나 맛이나 조직감, 전반적인 기호도에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 이상의 결과에 따르면 감식빵 제조시 감피 첨가 비율은 5% 이내의 첨가 수준이 적정 할 것으로 생각되며 이에 다른 원료 소맥분의 대체 효과도 그 만큼 기대된다고 할 수 있다.
- 감피 분말이 식빵의 색상에는 큰 영향을 미치나 기공상태나 맛에는 큰 영향을 미치지않는 것으로 나타났다. 입안에서의 씹힘성과 부착성을 검사한 결과 감피 분말의 첨가가 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으며 부착성의 경우에는 5% 첨가구가 치아에 가장 많이 부착되었고 첨가량이 많을수록 부착성은 낮아졌다. 이는 TPA에 의한 조직감 시험에서 부착성이 감소하는 경향과 일치하였다.
- 이는 TPA에 의한 조직감 시험에서 부착성이 감소하는 경향과 일치하였다. 전반적인 기호도에서는 대조구, 5%, 10%, 15% 첨가구의 순으로 감피 첨가 비율이 높아질수록 관능적인 기호도는 감소하는 것으로 나타났으나 대조구와 5% 첨가구간에는 유의적인 차이는 보이지 않았다. 따라서 감피 분말을 5%까지 첨가를 해도 식빵 고유의 백색에 대한 선호도 때문에 색에 있어서는 부정적인 영향을 미치나 맛이나 조직감, 전반적인 기호도에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
- 황색도의 경우에는 오히려 15% 첨가구에서 5%와 10% 첨가구에 비하여 더 낮은 값을 보였다. 전반적인 색도의 변화를 나타내는 ΔE 값은 5%와 10% 첨가구에서 각각 25.70과 27.89로 첨가량에 따른 차이를 보이지 않았으나 15% 첨가구의 경우 35.00으로 감피 분말을 15% 이상 첨가할 경우 색도의 변화가 크며 식빵의 내부가 어두운 갈색을 띄는 것으로 나타났다. 감피 첨가에 따른 이러한 식빵의 색도변화는 제빵 과정 중 감피 구성 성분인 당 및 아미노산 성분의 열처리에 따른 메일라드반응에 의한 것으로 생각된다.
- 대조구에 비하여 감피 분말 첨가구들에서 명도(L)는 감소하고 적색도(a)와 황색도(b)는 증가하였다. 첨가량에 따라서는 5%와 10% 첨가구간에는 뚜렸한 색도의 차이를 보이지 않았지만 15% 첨가구의 경우에는 백색도가 큰 폭으로 감소하였다. 황색도의 경우에는 오히려 15% 첨가구에서 5%와 10% 첨가구에 비하여 더 낮은 값을 보였다.
후속연구
- 02의 순으로 감소하는 것으로 나타났다(데이타 미제시). 따라서 감피 분말 첨가에 의해 믹싱시간이 길어지는 것은 pH 저하에 의한 gluten 단백질 형성이 저해되거나 amylase와 같은 효소의 활성에 변화를 가져온 것으로 사료되며 추후 반죽의 pH와 gluten 형성에 관한 구체적인 연구가 요망된다.
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