Mixograph를 이용하여 반죽의 물성에 미치는 화학첨가제의 영향을 조사한 결과 ammonium ferric citrate와 ferric sulfate는 0.1% 수준에서는 밀가루 반죽의 탄성에 뚜렷한 영향을 미치지 않았으나, MgSO$_4$, CaCl$_2$ 및 ZnO는 반죽의 탄성을 증가시키며 최적반죽시간을 연장시켜 반죽 시간이 길어졌다. 그러나 Ca과 Mg을 각각 갖는 calcium citrate와 MgCl$_2$는 반죽 시간이나 탄성에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 빵의 부피에 미치는 영향은 0.1% MgSO$_4$와 CaCl$_2$가 브롬산 칼륨을 전혀 첨가하지 않은 대조구보다 부피 팽창이 더 커져서 브롬산 칼륨과 같은 팽창제로서의 기능을 확인하였으며, 이들을 첨가한 빵의 속과 겉껍질의 색은 모두 대조구보다 더 밝아서 첨가한 화학첨가제들이 빵의 색을 밝게 하는 것을 확인할 수 있었다. 밀가루의 내재된 효소를 불활성화 시키기 위하여 볶음처리와 UV 및 microwave 조사된 밀가루는 최적 반죽시간을 초과하여 계속 반죽하여도 최적반죽시간 후 반죽의 탄성저하현상이 처리하지 않은 대조구에 비하여 감소되어 반죽의 안정성이 향상되었으나, 열처리한 밀가루로 제조한 빵은 부피가 대조구에 비하여 적었으므로 열처리는 반죽의 안정성은 향상시킬 수는 있으나 빵의 부피 증가에는 효과적이지 못하였다.
Mixograph를 이용하여 반죽의 물성에 미치는 화학첨가제의 영향을 조사한 결과 ammonium ferric citrate와 ferric sulfate는 0.1% 수준에서는 밀가루 반죽의 탄성에 뚜렷한 영향을 미치지 않았으나, MgSO$_4$, CaCl$_2$ 및 ZnO는 반죽의 탄성을 증가시키며 최적반죽시간을 연장시켜 반죽 시간이 길어졌다. 그러나 Ca과 Mg을 각각 갖는 calcium citrate와 MgCl$_2$는 반죽 시간이나 탄성에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 빵의 부피에 미치는 영향은 0.1% MgSO$_4$와 CaCl$_2$가 브롬산 칼륨을 전혀 첨가하지 않은 대조구보다 부피 팽창이 더 커져서 브롬산 칼륨과 같은 팽창제로서의 기능을 확인하였으며, 이들을 첨가한 빵의 속과 겉껍질의 색은 모두 대조구보다 더 밝아서 첨가한 화학첨가제들이 빵의 색을 밝게 하는 것을 확인할 수 있었다. 밀가루의 내재된 효소를 불활성화 시키기 위하여 볶음처리와 UV 및 microwave 조사된 밀가루는 최적 반죽시간을 초과하여 계속 반죽하여도 최적반죽시간 후 반죽의 탄성저하현상이 처리하지 않은 대조구에 비하여 감소되어 반죽의 안정성이 향상되었으나, 열처리한 밀가루로 제조한 빵은 부피가 대조구에 비하여 적었으므로 열처리는 반죽의 안정성은 향상시킬 수는 있으나 빵의 부피 증가에는 효과적이지 못하였다.
Effects of various chemical additives and heat treatments were investigated on the wheat flour doughs and breads. Ammonium ferric citrate, Ca-citrate, CaCl$_2$, FeSO$_4$, MgCl$_2$and ZnO were mixed respectively to the flour up to 0.1% of flour dry weight basis. Ammon...
Effects of various chemical additives and heat treatments were investigated on the wheat flour doughs and breads. Ammonium ferric citrate, Ca-citrate, CaCl$_2$, FeSO$_4$, MgCl$_2$and ZnO were mixed respectively to the flour up to 0.1% of flour dry weight basis. Ammonium ferric citrate and ferric sulfate showed no significant effects on the dough properties and magnesium sulfate, calcium chloride and zinc oxide increased elastic properties and optimum dough mixing time. However, calcium citrate and magnesium chloride showed no significant effects on the dough mixing properties. Most of chemicals were detrimental on the bread volume except MgSO$_4$ and CaCl$_2$. Breads with MgSO$_4$ and CaCl$_2$ retained the equal or slightly higher volume compared to control bread. Crumb and crust colors of breads with addition of chemicals were changed to lighter than that of control bread. L values both of crumb and crust increased with addition of chemicals except Ca-citrate. To inactivate the endogenous enzymes of flour, flour was roasted under electric oven, exposed to UV and microwave. Those heat treatments of flour increased dough stability and produced no dough breakdown after optimum mixing time. However, bread volume of heat-treated flour decreased.
Effects of various chemical additives and heat treatments were investigated on the wheat flour doughs and breads. Ammonium ferric citrate, Ca-citrate, CaCl$_2$, FeSO$_4$, MgCl$_2$and ZnO were mixed respectively to the flour up to 0.1% of flour dry weight basis. Ammonium ferric citrate and ferric sulfate showed no significant effects on the dough properties and magnesium sulfate, calcium chloride and zinc oxide increased elastic properties and optimum dough mixing time. However, calcium citrate and magnesium chloride showed no significant effects on the dough mixing properties. Most of chemicals were detrimental on the bread volume except MgSO$_4$ and CaCl$_2$. Breads with MgSO$_4$ and CaCl$_2$ retained the equal or slightly higher volume compared to control bread. Crumb and crust colors of breads with addition of chemicals were changed to lighter than that of control bread. L values both of crumb and crust increased with addition of chemicals except Ca-citrate. To inactivate the endogenous enzymes of flour, flour was roasted under electric oven, exposed to UV and microwave. Those heat treatments of flour increased dough stability and produced no dough breakdown after optimum mixing time. However, bread volume of heat-treated flour decreased.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
브롬산 칼륨의 우수한 제빵 기능성을 대체할 수 있는 대체 물질에 대한 많은 연구가 발표 되었으나, 브롬산 칼륨의 기능과 경제성의 양면을 함께 해결할 수 있는 물질이나 방법의 개발이 아 직까지 미흡하다. 따라서 본 연구는 반죽의 물성 을 변화시키 고 빵의 부피 증가에 영향을 줄 수 있는 화학물질을 찾고자 가능한 몇 가지 화학첨 가제를 검색하였으며, 밀가루 내의 효소를 불활성 화 시킴으로써 반죽 과정에 일어나는 thiol(-SH)의 환원 반응을 억제하여 글루텐의 망상구조의 이황 화 결합 형성을 강화하고자, 밀가루를 열 처리하여 그 효과를 검사하였다.
그러나 108℃ 이하에서 수분 13% 내외로 열처리하면 단백질의 응고에 의한 변성이 일어나지 않고 밀가루 내의polyphenol oxidase 등의 산화 환원 효소가 불활성화하여 글루텐의 이황화 결합의 환원을 억제함으로써, 반죽의 탄성감소가 억제된다27). 따라서 이러한 현 상을 이용하기 위하여 본 연구에서는 밀가루에 대한 열처리를 하였다. 실제로 밀가루를 열처리하는 방법은 미국의 제분회사에서 제분 된 밀가루를 산소 가 스를 넣은 100 ℃ 이상의 관을 통과하게 하였을 때 밀가루의 물성 개선효과가 있다는 특허가 있으나, 본 연구는 이와는 달리 microwave 조사, UV 조사 또는 직접 열에서 볶음처리의 세 가지 방법을 시험하였다.
가설 설정
3)The values in the parenthesis are the standard deviation of 3 times of experiments.
2) a : Redness. 3) b : Yellowness.
제안 방법
구워진 빵은 2시간 동안 실온에 방치한 후 부피를 종자치환 방법에 따라서 측정하여 specific volume (SV=부피/무게)을 측정하였다.
냉동 반죽은 위와 동일하게 반죽을 만들어서 김 의 방법과 같이 -70℃ 에서 50분간 급속 냉동하여 반 죽의 중심부 온도가 -20℃가 되도록 한 후, 일주일간 -20℃ 냉동고에서 저장 한 후 4℃에서 16 시간 해동 하고, 70분간 발효(30±2℃, 85+5% rh.)하여 구웠다.
밀가루를 microwave 또는 UV에 조사하거나, 직접 열에서 볶음처리 하였다. 코팅된 팬(20x20cm)에 체를 이용하여 밀가루(20g)을 얇게 뿌려서 시료를 준비한 훅 microwave oven(LG MR-305S, Korea)에서 5분간 또는 UV lamp(Sankyo Denki Germicidal lamp, G10TB-AN, Japan)에 4시간 동안 조사하거나, deck oven(Softmill, Dae Hung Co.
1%를 첨 가하였다. 밀가루의 내재 효소를 불활성화하기 위한 목적으로 열 처리된 밀가루는 처리과정에서 수분 함량이 3-5%로 감소되었으므로 상대습도 90%인 발효 기 (Softmill, Dae Hung Co., Korea)에서 25℃에서 1 시 간동안 다시 방치하여 수분 함량이 10~14% 범위가 되도록 한 후 mixograph 실험을 하였다.
수용성 첨 가제는 모두 용액 상태로 녹인 후 용액을 물 대신에 첨가하여 실험하였다. 브롬산 칼륨은 밀가루 무게의 20ppm과 30ppm(사용 최대 허용량)을 첨가하였으며, KIO3는 밀가루 무게의 1.0%를 첨가하였고 이들을 제외한 나머지 화학약품은 밀가루 무게의 0.1%를 첨 가하였다. 밀가루의 내재 효소를 불활성화하기 위한 목적으로 열 처리된 밀가루는 처리과정에서 수분 함량이 3-5%로 감소되었으므로 상대습도 90%인 발효 기 (Softmill, Dae Hung Co.
빵 속의 색 측정을 위하여 빵을 반으로 절단한 후 빵의 중앙 부분을 취하여 시료로 사용하였으며 빵 의 껍질 윗 부분을 각각 취하여 분쇄기 (Analytical Mill, IKA Works, Inc. Japan)를 이용해 분말 상태로 만든 후 빵 껍질의 색을 측정하였다. 색도는 Color and color difference meter (TC-3600, Tokyo Denshoku Co.
Japan)를 이용해 분말 상태로 만든 후 빵 껍질의 색을 측정하였다. 색도는 Color and color difference meter (TC-3600, Tokyo Denshoku Co., Japan)를 사용하여 L(lightness), a(redness), b (yellowness)값을 측정하였고 5회 반복 측정한 후 평 균값으로 나타내었다
따라서 이러한 현 상을 이용하기 위하여 본 연구에서는 밀가루에 대한 열처리를 하였다. 실제로 밀가루를 열처리하는 방법은 미국의 제분회사에서 제분 된 밀가루를 산소 가 스를 넣은 100 ℃ 이상의 관을 통과하게 하였을 때 밀가루의 물성 개선효과가 있다는 특허가 있으나, 본 연구는 이와는 달리 microwave 조사, UV 조사 또는 직접 열에서 볶음처리의 세 가지 방법을 시험하였다. 열처리 과정 후 모든 밀가루의 수분 함량은 5% 미만이 되었으며 따라서 밀가루를 다시 증기에 10분간 혼합하여 수분 함량이 10~12%가 되도록 하였다.
34인 것에 비하여 열처리한 밀가루로 제조한 빵 3가지는 SV가 낮게 나타났다. 열처리에 따른 수분의 감소현상이 빵의 SV를 감소시킬 것으로 생각되어 반죽의 안정성이 가장 좋은 볶은 밀가루를 다시 가수하여 밀가루의 수분함량을 13%와 16%가 되도록 조절한 후 빵을 제조하였다. 그 결과 SV가 각각 2.
밀가루를 microwave 또는 UV에 조사하거나, 직접 열에서 볶음처리 하였다. 코팅된 팬(20x20cm)에 체를 이용하여 밀가루(20g)을 얇게 뿌려서 시료를 준비한 훅 microwave oven(LG MR-305S, Korea)에서 5분간 또는 UV lamp(Sankyo Denki Germicidal lamp, G10TB-AN, Japan)에 4시간 동안 조사하거나, deck oven(Softmill, Dae Hung Co., Korea, 위 불 200℃, 아 래 불 190℃)에서 5분간 방치하여 볶음 처리된 세 가지의 각각 다른 열 처리된 밀가루 시료를 제조하였다.
대상 데이터
80%였다. 밀가루에 첨가된 KBrO3(Sigma Chemical Co., Germany), Ammonium Iron( W) citrate (Oriental Chemical Industries, Korea), Ca-citrate (Junsei Chemical Co., Japan), CaCU (Duksan Pure Chemical Industries, Korea), KIO3 (Junsei Chemical Co., Japan), FeSCU (Kanto Chemical Co., Japan), MgCh (Shinyo Pure Chemical Co., Japan)와 ZnO (Oriental Chemical Industries, Korea)는 시중에서 구 입하여 사용하였다.
실험에 사용된 밀가루(강력 밀맥스, 삼양사), 소 금(정제염, 해표), 설탕(백 설탕, 삼양사), 이 스트(Saf Levure-instant, France) 및 쇼트닝(알프스쇼트닝-200, 서울 하인즈)은 시중에서 구입하여 사용하였다. 사용된 밀가루는 단백질 함량 12.17%와 수분함 량 13.80%였다. 밀가루에 첨가된 KBrO3(Sigma Chemical Co.
실험에 사용된 밀가루(강력 밀맥스, 삼양사), 소 금(정제염, 해표), 설탕(백 설탕, 삼양사), 이 스트(Saf Levure-instant, France) 및 쇼트닝(알프스쇼트닝-200, 서울 하인즈)은 시중에서 구입하여 사용하였다. 사용된 밀가루는 단백질 함량 12.
데이터처리
실험 결과의 분석은 SAS 통계 프로그램을 이용하여 ANOVA 분석을 하였고, Duncan's multiple range te아로 시료간의 유의차를 검증하였다
이론/모형
AACC 54-40 method"에 따라서 실험하였으며 불 용성인 ZnO는 분말상태로 밀가루와 먼저 섞은 후 물을 첨가하여 mixograph 실험을 하였다. 수용성 첨 가제는 모두 용액 상태로 녹인 후 용액을 물 대신에 첨가하여 실험하였다.
성능/효과
열처리에 따른 수분의 감소현상이 빵의 SV를 감소시킬 것으로 생각되어 반죽의 안정성이 가장 좋은 볶은 밀가루를 다시 가수하여 밀가루의 수분함량을 13%와 16%가 되도록 조절한 후 빵을 제조하였다. 그 결과 SV가 각각 2.55와 2.85로 다시 수화시키지 볶은 밀가루로 제조한 빵의 SV 3.90에 비해 오히려 더욱 감소된 것을 알 수 있다. 따라서 열처리에 의한 수분 감소로 인하여 빵의 SV가 감소 되는 것은 아니라는 결론을 얻게되었고 열처리는 반 죽의 안정성은 향상시킬 수는 있으나 브롬산 칼륨을 대체하기 위한 방법으로 적합하지 않았다.
90에 비해 오히려 더욱 감소된 것을 알 수 있다. 따라서 열처리에 의한 수분 감소로 인하여 빵의 SV가 감소 되는 것은 아니라는 결론을 얻게되었고 열처리는 반 죽의 안정성은 향상시킬 수는 있으나 브롬산 칼륨을 대체하기 위한 방법으로 적합하지 않았다.
특히 KBrOj, Ammonium iron-citrate, MgCh 그리고 ZnO 등이 첨가된 빵 껍질의 색은 대조구에 비하여 백색도가 매우 증가되었다. 또한 황색도를 나타내는 b 값이 상승한 것으로 보아 껍질의 색은 대조구인 일반 빵의 짙은 갈색보다는 백색도가 진해진 황색으 로 색이 연해진 것을 알 수 있다. 따라서 대조구와 같이 껍질의 황갈색을 얻기 위하여 FeSQt를 제외하고 모든 시도된 첨가물을 첨가할 때는 굽는 시간을 연장시켜야 할 것으로 생각된다.
De Stefanis 등은 브롬산칼륨의 산화작용에 무기 이온이 영향을 미쳐 빵의 부피가 증가된다고 하였다. 본 연구에서는 Table 2의 결과와 같이 다양한 무기이온들을 0.1 %씩 첨가하여 빵을 제조한 결과 반죽에 영향을 미치지 않았던 ammonium ferric citrate, ferric sulfate, calcium citrate, 및 magnesium chloride는 빵의 부피를 오히려 감소시켰으나, 반죽의 탄성을 증가시킨 MgSQ와 CaCh를 첨가한 것은 빵의 부피가 브롬산 칼륨을 전혀 첨가하지 않은 대조구보다 부피 팽창이 더 커져서 브롬산 칼륨과 같은 팽창 제로서의 기능을 확인할 수 있었다.
1과 같이 반죽의 물성은 첨가하지 않은 대조구와 비교하여 큰 변화가 없음을 알 수 있다. 브롬산 칼륨 은 주로 발효과정에서 반죽의 pH가 산성화되는 지 점에서 글루텐의 망상구조 이황화 결합(-S-S-)에 관 여하는 slow acting 산화제')이므로 발효과정 이전의 반죽에서는 대조구와 브롬산 칼륨이 mixogram에서 큰 차이를 나타내지 않는 것을 본 연구에서도 확인할 수 있었다.
가 감소되고 b값이 음의 영역으로 증가되어 황색보다는 청색 쪽으로 색이 진해졌음을 알 수 있다. 빵의 껍질 색은 FeSd를 첨가하였을 때 가장 대조구와 비슷하였으나, 속과는 달리 껍질은 화학물질을 첨가한 모든 빵의 백색도가 증가되었다. 특히 KBrOj, Ammonium iron-citrate, MgCh 그리고 ZnO 등이 첨가된 빵 껍질의 색은 대조구에 비하여 백색도가 매우 증가되었다.
그러나 Ca과 Mg을 각각 갖는 calcium citrate와 MgCh는 반죽 시간이나 탄성에 뚜렷한 영향을 나타내지 않았다. 빵의 부피에 미치는 영향은 0.1% MgSQ와 CaCh가 브롬산 칼륨을 전혀 첨가하지 않은 대조구보다 부피 팽창이 더 커져서 브롬산 칼륨과 같은 팽창 제로서의 기능을 확인하였으며, 이들을 첨가한 빵의 속과 겉껍질의 색은 모두 대조구보다 더 밝아서 첨가한 화학첨가제들이 빵의 색을 밝게 하는 것을 확인할 수 있었다.
참고문헌 (28)
Kulp, K : Oxidltion in baking processes. AlB Tech. Bulletin, 3:1, 1981
Hoseney, RC : Bromate-What does it do? p.l78, In: Proceedings of the 73rd Annual Technical Conference. American Society of Bakery Engineers, Chicago, IL, USA, 1991
Panozzo, JF, Bekes, F, Wrigley, CW and Gupta, RB : The effects of bromate (0-30 ppm) on the proteins and lipids of dough. Cereal Chem., 71:195, 1994
Koh, BK : Safety and replacement of potassium bromate. Food Sci. Industry, 29:23, 1996
Kurokawa, Y, Hayashi, Y, Maekawa, A, Takahashi, Y, Kokubo, T and Odashima, S : Carcinogenicity of potassium bromate administered orally to F344 rats. J. Natl. Cancer Inst., 71:965, 1983
Thewlis, BH : Fate of potassium bromate when used as a breadmaking improver. J. Sci. Food Agric., 25:1471, 1974
Osborne, BG, Willis, KH and Barrett, GM : Survival of bromate and bromide in bread baked from white flour containing potassium bromate. J. Sci. Food Agric., 42:255, 1988
Allen, WG : Alternative oxidants as dough conditioners. Cereal Foods World, 44:642, 1999
Tenny, RJ : Bromate-What will replace it? p.187, In: Proceedings of the 73rd Annual Technical Conference. American Society of Bakery Engineers, Chicago, IL, USA, 1991
Hurley, WC : First European symposium on enzymes in grain processing. Cereal Foods World, 42:148, 1997
AACC : AACC Approved Methods, 9th ed. Method 54-40, Mixograph method. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, Minnesota, USA, 1995
AACC : AACC Approved Methods, 9th ed. Method 10-10B, Optimized straight-dough bread-making method. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, Minnesota, USA, 1995
Kim, DH and Koh, BK : Freezing and fermentation curves of the dough frozen at the different freezing condition. Food Sci. Biotechnol., 11:99, 2002
SAS Institute, Inc. : SAS User's Guide. Statistical Analysis Systems Institute, Cary, NC, USA, 1990
Graveland, A, Basveld, P, Lichtendonk, WJ and Moonen, JHE : Superoxide involvement in the reduction of disulfide bonds of wheat gel proteins. Biochemical and Biophysical Research Communication, 93:1189, 1980
Finney, KF, Bruinsma, BL and Natsuaki, O : Copper(II) vs. zinc inorganic salts as oxidizers in breadmaking. Cereal Chem., 69:347, 1992
Haseney, RC and Finney, PL : Mixing; a Contrary view. Baker's Digest, 48:22, 1974
De Stefanis, VA, Ranum, PM and Erickson, RW : The effect of metal ions on bromate oxidation during breadmaking. Cereal Chem., 65:257, 1988
Hansen, LP, Johnston, PH and Ferrel, RE : Heat-moisture effects on wheat flour. I. physical-chemical changes of flour proteins resulting from thermal processing. Cereal Chem., 52:459, 1975
Hansen, LP and Johnston, PH : Heat-moisture effects on wheat flour. II. an evaluation study of heat-processing effects on flour proteins by digestive enzymes-pepsin, trypsin, carboxypeptidase -B. Cereal Chem., 53:656, 1976
Vadlamani, KR and Seib, PA : Reduced browning in raw noodles by heat and moisture treatment of wheat. Cereal Chem., 73:88, 1996
Baik, BK and Czuchajowska, Z and Pomeranz, Y : Discoloration of dough for oriental noodles. Cereal Chem., 72:198, 1995
Baik, BK and Czuchajowska, Z and Pomeranz, Y : Comparison of polyphenol oxidase activities in wheats and flours from Australian and U.S. cultivars. J.Cereal Sci., 19:291, 1994
Wolt, M, Chigurupati, SR and Pulverenti, J : Method for heat treating a bread baking wheat flour and resulting flour and dough. U.S. patent 220252, 1995
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.