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문제 정의
- 식빵 제조에 앞서 실험에 사용되는 시중 된장의 이화학적 특성을 조사하였으며, 동결 건조한 된장분말을 이스트 발효 식빵 배합비에 첨가(2.5~10.0%)하여 빵반죽의 발효력과 오븐 팽창력에 미치는 효과를 관찰하고 빵의 품질을 물리적 측면에서 조사하여 된장식 빵제조에 적합한 된장 및 첨가비율을 알아보고자 하였다.
- 이에 본 연구에서는 된장의 섭취 증대를 위하여 국내에서 시 판되는 된장을 이스트 발효 식빵에 사용하여 새로운 건강제 빵 재료로서의 된장 이용 가능성을 알아보고자 하였다. 식빵 제조에 앞서 실험에 사용되는 시중 된장의 이화학적 특성을 조사하였으며, 동결 건조한 된장분말을 이스트 발효 식빵 배합비에 첨가(2.
가설 설정
- 1)Means with the same superscripts in each column are not significantly different (p<0.05).
- 2)Means with the same superscripts in each column are not significantly different (p<0.05).
- 2)Means with the same superscripts in each row are not significantly different (p<0.05).
- 2)Means with the same superscripts in eachcolumn are not sgnificantly different (p<0.05).
- 3)Values are mean = standard deviation (n-3).
제안 방법
- 7종의 된장 중에서 조단백질, 조지방, 아미노태질소, 염도, 유기산, 환원당 및 유리당 함량 등이 상이한 된장군으로 재래식 된장(A), 개량식 된장(B, C), miso type 된장(F) 등 세군을 선택하여 이들 된장분말 첨가가 빵 반죽의 발효 및 오븐 팽창력에 미치는 효과를 측정하여 그 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 효모에 의한 빵 발효는 밀가루 중에 존재하는 유리당 이외에 효모의 invertase에 의하여 배합비에 첨가되는 설탕의 가수분해로 생성되는 포도당, 과당 및 밀가루의 amylase에 의해 손상전분의 가수분해로 생성되는 맥아당 등을 효모가 이용하여 발효를 시키는 것으로 이때 생성된 탄산가스는 반죽을 부풀리는 작용을 한다.
- 밀가루 중량에 대하여 2.5, 5.0, 7.5, 10.0%의 비 율로 7종의 된장 분말을 각각 첨가하여 빵을 제조하였다. 빵 반죽의 가수율은 예비실험 결과에 따라 된장분말 첨가군에 대한 각각의 적정 가수율(64.
- 반죽의 발효 팽 창력 은 He와 Hoseney의 방법 (8)을 변 형 하여 측정하였다. 즉, 반죽 100 g을 취 해 500 mL의 메 스실 린더에 담은 후 위와 동일한 1차 발효 조건에서 60분간 빵 반죽의 부피 변화를 측정하였다.
- 4)를 사용하여 분광광도계 (UV-VIS spectrophotometer, Shimadzu)로 214 nm에서 분석하였다. 분리 된 각 peak는 표준유기 산(Sigma Co.. USA)의 retention time과 비교하여 동정 및 정량하였다.
- 0%의 비 율로 7종의 된장 분말을 각각 첨가하여 빵을 제조하였다. 빵 반죽의 가수율은 예비실험 결과에 따라 된장분말 첨가군에 대한 각각의 적정 가수율(64.0~69.0%)을 정하였으며, 이때 모든 반죽의 최종 염도가 무첨가구와 동일하도록 각 실험군의 소금첨가량(0~ 1.6%)을 조절하였다. 된장분말의 수화 속도를 고려하여 배합비 중 물의 일부를 이용하여 된장분말을 페이스트 상태로 복원시킨 후 반죽에 투입하였다.
- 0% 첨가하여 발효력 과 오븐팽 창력을 관찰하고 빵품질을 물리적 측면에서 조사하였다. 사용된 시 판 된장 7종의 이 화학적 특성 치 로는 일반성 분을 비 롯하여 아미노태질소, 총산도, 환원당, 유리당, 염도, 유기산 함량 및 단백질 분산지수(PDI)를 제시하였다. 빵 배합비에 된장분말 5.
- 생리활성이 우수하다고 알려진 된장의 소비확대를 위하여 시판 된장을 이스트 발효 식빵 제조에 이용하고자 식빵 배합비에 7종(A; 재래식 된장, B-E; 시판 개량식 된장, F 시판 Miso type 된장, G; Japanese Miso)의 동결건조한 된장 분말을 2.5 ~10.0% 첨가하여 발효력 과 오븐팽 창력을 관찰하고 빵품질을 물리적 측면에서 조사하였다. 사용된 시 판 된장 7종의 이 화학적 특성 치 로는 일반성 분을 비 롯하여 아미노태질소, 총산도, 환원당, 유리당, 염도, 유기산 함량 및 단백질 분산지수(PDI)를 제시하였다.
- 식 빵의 조직감은 실온(23℃)에서 1시간 냉각시 킨 후 빵의 내부를 일정한 크기(50x40x25 mm)로 잘라 texture ana-lyzer(TA-XT2, Stable Micro Systems Ltd., England)를 사용하여 adaptor, 25 mm plexiglass cylinder probe (P/25P); force, 100 g; distance, 50%; test speed, 1.0 mm/sec; data acquisition rate, 400 pps의 조건으로 측정하였으며, 시료를 2회 연속적으로 압착시 켰을 때 얻어지는 force-time curve 로부터 hardness, adhesiveness, springiness, cohesiveness, gumminess 및 chewiness 등을 측정하였다.
- 동결건조한 된장 시료 5 g을 둥근 바닥 플라스크에 취한 후 n-hexane 20 mL를 넣어 24시간 정치하여 지용성 물질을 제거한 후 80% 에탄올 50 mL를 가한 다음 75℃의 수욕상에서 3시간 추출한 후 여과하였다. 여과 잔사에 80% 에탄올을 25 mL를 가하여 1시간 추출한 다음 다시 여과하여 여 액을 모아 원심분리 (2,000Xg, 10 min)한 후 그 상등액을 감압농축하고 에탄올을 증발시킨 후 증류수로 1C mL 정용하여 유리 당 획 분을 얻은 다음 0.45 Um membrane filter로 여 과하여 column, Sep-pak Cis(4.0 x 300 mm); detector, differential refractometer(Waters 410, RI, USA): mobile phase, acetonitrile :压0(90 :10); flow rates, 1.0 mL/ min; injection volume, 20 UL와 같은 조건에서 HPLC(Watei 600E, Water Co., USA)로 분석하였다. 표준물질은 glucose arabinose, fructose, galactose, ribose, lactose, maltose (Sigma Co.
- 측정하였다. 즉, 반죽 100 g을 취 해 500 mL의 메 스실 린더에 담은 후 위와 동일한 1차 발효 조건에서 60분간 빵 반죽의 부피 변화를 측정하였다.
대상 데이터
- 발효가 완료된 반죽은 126 g씩 분할 . 둥글리 기 하여 10분간 중간 발효 후 성형하여 팬닝한 다음 50분간 2차 발효(30℃, 85%) 완료 후 180"C로 예열된 오븐(HEC-404, Hobart, USA)에서 15분 동안 구워 실온에서 1시간 방냉한 다음 polyethylene vinyl bag에 보관하면서 본 실험의 시료로 사용하였다.
- , Ltd, Korea)로 건조하여 분쇄한 후 80 mesh 표준망체로 통과시켜 분말화하였다. 강력분(대한제분 1등급; 수분 12.81%, 조단백질 11.72%, 조지방 1.26%, 회분 0.34%), 인스턴트 드라이 이 스트(Saf-instant, France), 설탕:제일제당), 소금(한주), 탈지분유(지유락-300)를 시중에서 구입 하여 사용하였으며 , 쇼트닝은 유화제를 첨가하지 않은 상태로 동서유지(주) 생산 공장으로부터 제공받아 사용하였다.
- 실험에 사용한 7종의 된장은 재래식 된장(A) 1종과 국내에 서 시 판되고 있는 개 량식 된장(B, C, D, E) 4종, Miso type 된 장(F、) 1종, 일본산 Miso(G~) 1종을 2002년 3월 에 시중에서구입하여 -27℃의 급속 냉동고에 보관하면서 분석 시료로 사용하였으며, 제빵에 사용되는 된장 시료는 수분함량을 일정 (10.0%)하게 조정하기 위하여 동결건조기(Freeze dryer, Be ndiro, Ilshin Lab Co., Ltd, Korea)로 건조하여 분쇄한 후 80 mesh 표준망체로 통과시켜 분말화하였다. 강력분(대한제분 1등급; 수분 12.
- 식 빵의 수분은 빵속 중심 부를취 하여 air-oven법 인 AACC 44-15A 방법 (14)으로 측정 하였으며, 식빵의 표면(crust)과 내부(crumb)의 색도 측정 은색 도계 (CM-3400d, Minolta, Japan)를 이용하여 L(명도), a (적색도), b(황색도)값으로 표현하였으며 각 시료 당 15회 반복 측정하여 평 균값으로 나타내었다. 이때 사용된 표준색판으로 백색 판(L = 96.88, a = -0.16, b = -0.29)을 사용하였다.
- , USA)로 분석하였다. 표준물질은 glucose arabinose, fructose, galactose, ribose, lactose, maltose (Sigma Co., USA)를 사용하였다.
데이터처리
- 05 수준으로 다중범위 시험 법 (Duncan's multiple range test)을 사용하여 검정하였다. 된장 종류 및 첨가수준과 된장빵 부피 및 조직감측정 치 간의 상관관계를 알아보기 위하여 Pearson의 상관분석을 실시하였다.
- 실험 결과의 통계분석은 MINITAB(Releasell.3) 및 SAS (Ver. 6.12)를 사용하여 분산분석 (ANOVA)을 실시하였으며, 각 측정 평 균값간의 유의 성 은 p<0.01, p<0.05 수준으로 다중범위 시험 법 (Duncan's multiple range test)을 사용하여 검정하였다. 된장 종류 및 첨가수준과 된장빵 부피 및 조직감측정 치 간의 상관관계를 알아보기 위하여 Pearson의 상관분석을 실시하였다.
이론/모형
- 단백질 분산지 수(Protein dispersibility index; PDI): 된장분말 7종(A~G)과 강력분에 대한 단백질 분산지수(PDD 는 AOCS 10-65 방법(13)에 준하여 측정하였다. 시료를 2C g씩 취하여 300 mL의 증류수를 넣어 homogenizer(24, 00C rpm, 20 min)로 균질화하고 10분간 정치한 뒤 원심분리 (2, 000 xg, 20 min)하여 상층액 10 mL를 Kjeldahl flask에 취하여 micro-Kjeldahl법으로 물에 분산된 단백질함량(waterdispersible protein) 을 측정하였으며 아래의 식 에 따라 단백질 분산 지수를 계산하였다.
- 된장과 밀가루의 수분, 조단백질, 조지방과 회분 함량은 AOAC방법(10)에 준하여 측정하였다.
- , Japan)를 사용하여 즉정 하였다. 된장의 환원당 함량은 DNS(dinitro salicylic acid)법 (12)으로 측정하였다.
- 6%. 소금 2%, 탈지 분유 3%, 쇼트닝 5%, 인스턴트 이스트 1.3%, 물 64%이며, 제빵 공정은 직접반죽법으로 AACC 10-10A 표준방법(14)에 준하여 다음과 같은 방법으로 수행하였다.
- AOCS 10-65 방법(13)에 준하여 측정하였다. 시료를 2C g씩 취하여 300 mL의 증류수를 넣어 homogenizer(24, 00C rpm, 20 min)로 균질화하고 10분간 정치한 뒤 원심분리 (2, 000 xg, 20 min)하여 상층액 10 mL를 Kjeldahl flask에 취하여 micro-Kjeldahl법으로 물에 분산된 단백질함량(waterdispersible protein) 을 측정하였으며 아래의 식 에 따라 단백질 분산 지수를 계산하였다.
- 대한 백분율로 나타내었다. 식 빵의 수분은 빵속 중심 부를취 하여 air-oven법 인 AACC 44-15A 방법 (14)으로 측정 하였으며, 식빵의 표면(crust)과 내부(crumb)의 색도 측정 은색 도계 (CM-3400d, Minolta, Japan)를 이용하여 L(명도), a (적색도), b(황색도)값으로 표현하였으며 각 시료 당 15회 반복 측정하여 평 균값으로 나타내었다. 이때 사용된 표준색판으로 백색 판(L = 96.
- 아미노태질소, pH, 총산도, 염도 및 환원당 : 된장의 아미노태질소(NHz-N)는 포르몰 적정법(11)에 준하여 측정하였다. 즉, 시료 된장 1 g을 증류수로 100 mL 정용한 후 원심분킈(2, 000Xg, 10 min)하여 그 상등액을 20 mL 취하여 0.
- 오븐 팽 창력 은 He & Hoseney⑻와 Chiharu 등(15)의 방법에 따라 즉, 2차 발효 후 빵 틀 내의 반죽 높이와 최종 제빵 후 빵 높이 차를 오븐 내에서의 팽창 정도로 나타내었다.
성능/효과
- (%까지는 된장 첨가 전보다 유의적으로 높았다. 2.5% 첨가 수준에서 시판 개량식 된장첨가군 BBR(bread with B pn)duct), CBR(bread with C product)은 위의 언급된 발효 팽 창력 과 다르게 ABR, FBR(bread with F product)군에 비하 셔 현저히 높은 오븐팽창력을 보였다. 그러나 7.
- 경도(hardness)는 된장분말 종류간에 유의적인 차이가 있으며, A, E, G를 제외한 나머지 된장 7.5% 이하의 첨가 수준에서 무첨가구에 비해 유의적으로 낮은 값을 나타내었고, 그 이상의 된장 첨가 수준에서는 빵의 부피가 감소하면서 높은 경 도값을 나타내 어 (Fig. 3) 빵 부피 와 경 도값은 서로 음의 상관관계 (r=-0.88)를 나타내었다. 검성 (gumminess)은 G를 제외한 된장첨가군 7.
- 굽기 손실률은 대부분의 2.5% 된장첨 가군과 5.0% 첨 가구 ABR, CBR, DBRe 무첨가구와 유의적인 차이가 없었으나 그 이상의 첨가에서는 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 잔존 환원당 함량은 된장 무첨가구가 된장 첨가 군보다 낮았으며 된장 첨가량이 증가할수록 된장종류에 상관없이 증가하였다.
- 단백질 분산지수(protein dispersibility index; PDI) : 된장분말 7종(A~F)과 강력분의 단백질 분산지수는 A 74.1 %, B 55.5%, C 57.1%, D 71.0%, E 54.4%, F 50.0%, G 50.2% 와 강력 분 32.8%였다. 된장분말이 강력 분에 비해 단백질 분산지수가 약 1.
- 61 mg/100 g 범위에 있었다. 동정된 5종의 유리 당 함량은 glucose 15.98~99.75 mg/100 g, lactose 6.22 — 63.02 mg/100 g, ribose 1.22 — 29.82 mg/100 g, maltose 0.33—8.03 mg/100 g, arabinose 0.64 —5.65 mg/100 g 순으로 낮았다. 재래식 된장의 환원당과 유리당 함량이 대 체적으로 적은 것은 당을 생성하는데 미생물의 기질인 전분질 재료의 비율이 상대적으로 적었고 또한 메주 중에 있는 여러 미생물 중 유기산 생성균의 작용이 왕성 하여 유기산 발효의 기질로 당의 소비가 많았기 때문(22)으로 생각된다.
- 0% 첨가한 식 빵의 표면과 내부의 색도는 Table 6과 같다. 된장첨가 식빵의 표면과 내부의 색도는 된장 종류에 따라 유의적인 차이를 보였으며 무첨가 구보다 L값이 낮게 나타났다. 된장빵 내부의 색도에서 L값의 감소와 a, b값의 증가로 갈색화가 증가하였다.
- 오븐 내 팽 창은 온도가 상승하면서 CO2나 에탄올 등의 기화로 가스압 상승과 함께 기포내부압력 형성으로 급격한 기포벽 팽창에 의한다. 된장첨가군 빵반죽의 오븐팽창력은 된장 첨가 전과 비교하여 첨가수준 2.5%에서 최 대를 나타내다가 그 이후 첨 가량 증가에 따라 감소하는 경향을 보였으며, 첨 가수준 5.(%까지는 된장 첨가 전보다 유의적으로 높았다. 2.
- Table 5와 같다. 된장첨가수준 2.5~5.0%에서 GBR (bread with G product)을 제외한 모든 된장첨가군 빵 부피가 무첨가구(control; 509 cc)에 비해 유의적으로 증가하여 최대 13%의 부피 증가를 나타내었다. 한편, 최종 식빵의 부피 증가는 빵 반죽의 60분 동안의 발효 팽 창력 과는 상관성 이적 었으나(r=0.
- 0% 이하의 첨 가는 오븐팽 창력 의 현저 한 증가로 모든 된장 첨기식 빵 부피 가 증가하여 무첨 가구에 비하여 최대 13%까지 높게 나타났다. 또한 된장첨가로 기계적 조직감 측정치인 경도 (hardness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness) 등이 감소하여 전반적으로 부드러워졌고, 빵의 색은 어두워졌다. 그己; 므로 식빵제조에 시판된장의 사용은 빵의 물리적 품질 향싱에 매우 긍정적인 효과를 가져왔다.
- 사용된 시 판 된장 7종의 이 화학적 특성 치 로는 일반성 분을 비 롯하여 아미노태질소, 총산도, 환원당, 유리당, 염도, 유기산 함량 및 단백질 분산지수(PDI)를 제시하였다. 빵 배합비에 된장분말 5.0% 이하의 첨 가는 오븐팽 창력 의 현저 한 증가로 모든 된장 첨기식 빵 부피 가 증가하여 무첨 가구에 비하여 최대 13%까지 높게 나타났다. 또한 된장첨가로 기계적 조직감 측정치인 경도 (hardness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness) 등이 감소하여 전반적으로 부드러워졌고, 빵의 색은 어두워졌다.
- 빵부피, 경도, 검성 및 씹힙성은 된장 종류와 첨가율의 두 요인에 의하여 유의 적 으로 영향을 받을 뿐만 아니라 이들 처리 조합의 상호작용에 의하여도 크게 영향을 받는 것으로 나타났다(p<0.01).
- 1과 같다. 수분함량은 49.07~52.18%의 범위에 있으며, 조단백질 함량은 재래식 된장(A)이 14.08%로 가장 높고 시판 개량식 된장인 B, C, D, E는 11.62~11.71%의 범위에 있으며 < Miso type 된장 F는 9.72%, Miso G는 10.51% 이다. 된장 시료간의 단백질 함량 차이는 시료 된장 제조에 사용된 원료인 대두, 소맥분, 밀쌀 등의 배 합비 가 다르기 때문(16)으로 생각된다.
- 2). 시료 중 가장 높은 조단백질 및 조지방 함량과 낮은 유리당 함량을 가진 된장을 첨가한 ABR의 경우 5.0% 첨 가까지 식빵의 부피가 무첨가구에 비해 높았으며, 조단백질 및 조지방 함량이 상대적으로 낮고 유리당 함량은 높은 다른 종류의 된장 분말 5.0% 첨가군과 유사하여 최종 빵 제품의 부피는 유리당 함량 뿐만 아니라 된장의 단백질 함량이나 단백질 가수분해물 또는 조지방에 의 해서도 영향을 받는 것으로 사료된다. 반면에 A 된장 7.
- 위의 결과들로부터 사용된 모든 된장분말 5.0% 이하의 첨가는 식빵의 부피 뿐만 아니라 조직감의 현저한 향상을 가져와 식빵제조에 된장 첨가가 매우 유리한 물리적 품질 특성을 보였다. 특히 C된장 2.
- 0% 첨 가구 ABR, CBR, DBRe 무첨가구와 유의적인 차이가 없었으나 그 이상의 첨가에서는 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 잔존 환원당 함량은 된장 무첨가구가 된장 첨가 군보다 낮았으며 된장 첨가량이 증가할수록 된장종류에 상관없이 증가하였다. 또한 시료간에 가수량의 차이가 있었음에도 식빵의 최종 수분 함량은 40.
- 0% 이하의 첨가는 식빵의 부피 뿐만 아니라 조직감의 현저한 향상을 가져와 식빵제조에 된장 첨가가 매우 유리한 물리적 품질 특성을 보였다. 특히 C된장 2.5%를 첨가한 CBR빵이 가장 높은 빵 부피와 부드러운 조직 감을 나타내어 7종의 된장 중에서 된장 빵 제조에 가장 적합한 것으로 판단된다. 후속 연구로 된 장식 빵에 대한 관능적 특성 및 기호성을 알아보기 위한 관능평가와 된장이 빵반죽 물성에 미치는 영향도 조사되어져야 할 것으로 생각된다.
- 0%에서 GBR (bread with G product)을 제외한 모든 된장첨가군 빵 부피가 무첨가구(control; 509 cc)에 비해 유의적으로 증가하여 최대 13%의 부피 증가를 나타내었다. 한편, 최종 식빵의 부피 증가는 빵 반죽의 60분 동안의 발효 팽 창력 과는 상관성 이적 었으나(r=0.56) 오븐 팽창력과는 높은 상관성 (r=0.92)을 나타내어 1차 발효 팽창력보다는 오븐내에서의 팽창력이 최종 된장 빵의 부피 증가에 기 여도가 큰 것으로 나타났다(Fig. 2). 시료 중 가장 높은 조단백질 및 조지방 함량과 낮은 유리당 함량을 가진 된장을 첨가한 ABR의 경우 5.
- 4%로 시료간에 차이가 크게 나타났다. 환원당 함량은 전분질 원료를 많이 사용하는 시 판 Miso ty>e 된장인 F가 15.5%로 가장 높고 반면에 콩메주 100%만을 사용한 재래식 된장(AJe 가장 낮은 값인 2.6%이며 시판개량식 된장(B ~ E)은 7.7 ~13.7%로 제품간에 차이가 있었다. Jung 등(21)이 보고한 환원당 함량은 Miso type 된장이 19.
후속연구
- 5%를 첨가한 CBR빵이 가장 높은 빵 부피와 부드러운 조직 감을 나타내어 7종의 된장 중에서 된장 빵 제조에 가장 적합한 것으로 판단된다. 후속 연구로 된 장식 빵에 대한 관능적 특성 및 기호성을 알아보기 위한 관능평가와 된장이 빵반죽 물성에 미치는 영향도 조사되어져야 할 것으로 생각된다.
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