본 연구에서는 무기질과 식이섬유의 함량이 풍부한 보리등겨를 제빵에 활용하기 위한 기초연구로써 보리등겨 첨가 빵의 이화학적 특성을 확인하였다. Farinogram 분석결과, 보리등겨 첨가비율이 증가할수록 흡수율이 증가하였다. 반죽의 안정도는 보리등겨가 많이 첨가 될수록 감소되었고, 반죽 약화도 역시 첨가 비율이 증가할수록 더 커져서 글루텐 조직이 약화됨을 보여 주었다. Amylogram에서는 5% 첨가구까지는 큰 유의차를 보이지 않았으나, 보리등겨의 첨가량이 증가할수록 최고점도는 감소하였다. Extensogram에서는 보리등겨 첨가량이 5%인 실험구까지는 그 유의차가 크지 않았으나, 15%까지 첨가량이 증가함에 따라 신장도가 감소하여 신장성과 탄력성이 떨어져 반죽이 약하고 가스수용력이 나빠 제빵 적성을 감소시키는 것으로 나타났다. 보리등겨 첨가 반죽의 반죽 직후와 2차 발효 후로 나누어 미세구조를 관찰하였을 때 보리등겨의 함량이 높아갈수록 그 구조가 거칠어짐을 확인 할 수 있었다.
본 연구에서는 무기질과 식이섬유의 함량이 풍부한 보리등겨를 제빵에 활용하기 위한 기초연구로써 보리등겨 첨가 빵의 이화학적 특성을 확인하였다. Farinogram 분석결과, 보리등겨 첨가비율이 증가할수록 흡수율이 증가하였다. 반죽의 안정도는 보리등겨가 많이 첨가 될수록 감소되었고, 반죽 약화도 역시 첨가 비율이 증가할수록 더 커져서 글루텐 조직이 약화됨을 보여 주었다. Amylogram에서는 5% 첨가구까지는 큰 유의차를 보이지 않았으나, 보리등겨의 첨가량이 증가할수록 최고점도는 감소하였다. Extensogram에서는 보리등겨 첨가량이 5%인 실험구까지는 그 유의차가 크지 않았으나, 15%까지 첨가량이 증가함에 따라 신장도가 감소하여 신장성과 탄력성이 떨어져 반죽이 약하고 가스수용력이 나빠 제빵 적성을 감소시키는 것으로 나타났다. 보리등겨 첨가 반죽의 반죽 직후와 2차 발효 후로 나누어 미세구조를 관찰하였을 때 보리등겨의 함량이 높아갈수록 그 구조가 거칠어짐을 확인 할 수 있었다.
Effect of barley bran flour on bread quality was investigated. With addition of barley bran flour, crude protein and ash contents of bread increased, and color of crumb and crust became darker than control group made with pure wheat flour. Content of dietary fiber in bread made with 5% barley bran f...
Effect of barley bran flour on bread quality was investigated. With addition of barley bran flour, crude protein and ash contents of bread increased, and color of crumb and crust became darker than control group made with pure wheat flour. Content of dietary fiber in bread made with 5% barley bran flour was twofold higher than that of control group. Hardness of bread increased and volume decreased in proportion to bran content. Sensory qualities of 5% barley bran flour-added group and control group were not significantly different, but decreased in 10 and 15% barley bran flour-added groups, revealing optimal content of barley bran flour to be 5%.
Effect of barley bran flour on bread quality was investigated. With addition of barley bran flour, crude protein and ash contents of bread increased, and color of crumb and crust became darker than control group made with pure wheat flour. Content of dietary fiber in bread made with 5% barley bran flour was twofold higher than that of control group. Hardness of bread increased and volume decreased in proportion to bran content. Sensory qualities of 5% barley bran flour-added group and control group were not significantly different, but decreased in 10 and 15% barley bran flour-added groups, revealing optimal content of barley bran flour to be 5%.
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문제 정의
본 연구에서는 보리의 제분과 정백과정에서 부산물로 생산되어 식이섬유소가 풍부하게 함유되어 있는 보리등겨를 이용하여 빵을 제조하기 위한 기초연구로써 보리등겨 첨가 반죽의 물리적 특성을 조사하였다.
제안 방법
제조공정은 호바터 믹서(Mode 200, Hobart Co, USA)를 이용하여 쇼트닝을 제외한 나머지 원료를 첨가하여 클린-업 상태까지 혼합한 후, 클린 업된 반죽에 쇼트닝을 첨가하여 1단 속도에서 3분간 혼합한 다음 2단 속도에서 최적 상태의 반죽이 형성될 때까지 혼합하여 최종 반죽 온도가 26℃가 되도록 하였다. 1차발효는 27℃, 상대습도는 80% 의 발효기(BP-40, Dae Young Co., Korea)에서 최적의 발효상태까지 실시하였으며, 1차 발효가 끝난 반죽은 180 g으로 분할하여 둥글리기한 후 15분간 중간 발효를 시켰다. 중간 발효가 끝난 후 밀대를 사용하여 가스빼기를 하고 반죽을 원통형으로 성형하여 빵 틀에 3개씩 넣고, 발효실 37°C 상대습도 85%에서 빵 틀의 1 cm 높이까지 반죽이 팽창할 때까지 2차 발효를 실시하였다.
AACC방법(21)에 따라 시료 300 g(수분 14% 기준)을 ferinograph 혼합기에 넣고 farinograph의 흡수율보다 2~5%의 적은 양의 증류수에 소금 2%(6g)를 용해시킨 용액을 사용하여 1분간 혼합한 다음 5분간 방치하고 다시 반죽을 시작하여 farinograph의 500 B.U.에 곡선의 중심에 도달하도록 필요에 따라 흡수량을 조절하였다. 반죽이 끝난 다음 150 g(2개)의 반죽을 extensograph (Brabender Co.
, Germany) 를 사용하여 분석하였다. Farinograph mixing bowl을 30±0.2°C로 유지하도록 하였으며, 시료는 수분함량 14.0% 기준으로 300 g을 사용하여, 곡선의 중심선이 500 B.U.(Brabender Unit)에 도달하도록 증류수를 가한 후 흡수율, 반죽도달시간, 반죽형성시간, 안정도 및 약화도 등을 측정하였다.
1로 변화하였다. 대조구인 밀가루 반죽은 저항도와 신장도가 균형을 이루어 가스 보유력이 좋고 제빵성이 적당함을 제시하는 전형적인 강력분의 모양을 하였다.
반죽의 미세구조는 주사전자현미경으로 관찰하였다. 시료 반죽은 혼합 후와 2차 발효 후 구분하여 동결 건조시켜 사용하였다.
에 곡선의 중심에 도달하도록 필요에 따라 흡수량을 조절하였다. 반죽이 끝난 다음 150 g(2개)의 반죽을 extensograph (Brabender Co., Germany) rounder에서 20번 정도 둥글리기를 하여 원통형으로 성형한 후 이를 30±2℃의 발효조에서 45, 90 및 135분 동안 발효시킨 후 각 시간 별 반죽의 신장도, 저항도 및 전체면적을 측정하였다. 신장도(E)는 시작점으로부터 끝까지의 거리(mm), 저항도(R)는 그래프의 최고 높이(B.
, Germany)를 사용하여 분석하였다. 시료 65 g(수분 14% 기준)에 증류수 450mL를 첨가한 후 현탁액으로 하여, 사용하여 25℃부터 95℃까지 1.5℃/min로 승온시키면서 호화개시 온도, 최고점도 온도 및 최고점도의 특성 값을 측정하였다. 호화개시 온도는 초기점도가 10 B.
시료 반죽은 혼합 후와 2차 발효 후 구분하여 동결 건조시켜 사용하였다. 시료(40X40X30 mm)를 알루미늄 표본 지지대 위에 얹은 후 금박으로 씌우고, 주사전자현미경(KL30 ESEM, Philips, Netherlands)을 이용하여 가속전압 15 KV에서 촬영하였다.
이스트는 오뚜기사의 제품을, 식염은 (주)한주정제염, 쇼트닝은 삼립유지 제품, 탈지분유는 서울우유협동조합 제품을 이용하였다. 제빵에 사용한 기본 배합비는 보리등겨를 베이커 퍼센트(Baker's percent)로 밀가루 100% 기준에 대해 0%, 5%, 10% 및 15% 함량별로 첨가 실험하였다.
제빵은 Finny 등(16)의 방법을 수정한 직접반죽법을 사용하였다. 제조공정은 호바터 믹서(Mode 200, Hobart Co, USA)를 이용하여 쇼트닝을 제외한 나머지 원료를 첨가하여 클린-업 상태까지 혼합한 후, 클린 업된 반죽에 쇼트닝을 첨가하여 1단 속도에서 3분간 혼합한 다음 2단 속도에서 최적 상태의 반죽이 형성될 때까지 혼합하여 최종 반죽 온도가 26℃가 되도록 하였다. 1차발효는 27℃, 상대습도는 80% 의 발효기(BP-40, Dae Young Co.
, Korea)에서 최적의 발효상태까지 실시하였으며, 1차 발효가 끝난 반죽은 180 g으로 분할하여 둥글리기한 후 15분간 중간 발효를 시켰다. 중간 발효가 끝난 후 밀대를 사용하여 가스빼기를 하고 반죽을 원통형으로 성형하여 빵 틀에 3개씩 넣고, 발효실 37°C 상대습도 85%에서 빵 틀의 1 cm 높이까지 반죽이 팽창할 때까지 2차 발효를 실시하였다. 2차 발효가 끝난 반죽은 190~200°C의 오븐(FOD-7102, Dae Young Co.
대상 데이터
밀가루와 보리등겨 가루는 비율대로 혼합한 후 채로 쳐서 제빵 실험에 사용하였다. 제빵은 Finny 등(16)의 방법을 수정한 직접반죽법을 사용하였다.
본 실험에 사용한 밀가루는 (주)대한제분 강력분 1급품을 사용하였으며, 보리등겨는 북안식품 영농조합법인에서 공급한 재료를 이용하였다. 이스트는 오뚜기사의 제품을, 식염은 (주)한주정제염, 쇼트닝은 삼립유지 제품, 탈지분유는 서울우유협동조합 제품을 이용하였다.
본 실험에 사용한 밀가루는 (주)대한제분 강력분 1급품을 사용하였으며, 보리등겨는 북안식품 영농조합법인에서 공급한 재료를 이용하였다. 이스트는 오뚜기사의 제품을, 식염은 (주)한주정제염, 쇼트닝은 삼립유지 제품, 탈지분유는 서울우유협동조합 제품을 이용하였다. 제빵에 사용한 기본 배합비는 보리등겨를 베이커 퍼센트(Baker's percent)로 밀가루 100% 기준에 대해 0%, 5%, 10% 및 15% 함량별로 첨가 실험하였다.
이론/모형
AACC방법(19)에 따라 farinograph(Brabender Co., Germany) 를 사용하여 분석하였다. Farinograph mixing bowl을 30±0.
무기질 중 인은 중량법(17)으로 분석하였고 그 외 칼슘, 철분, 칼륨, 마그네슘, 아연 및 나트륨 등은 원자흡광분광 광도법(18)으로 정량하였다.
시료의 호화양상은 AACC방법(20)에 따라 amylograph(Bn bender Co., Germany)를 사용하여 분석하였다. 시료 65 g(수분 14% 기준)에 증류수 450mL를 첨가한 후 현탁액으로 하여, 사용하여 25℃부터 95℃까지 1.
밀가루와 보리등겨 가루는 비율대로 혼합한 후 채로 쳐서 제빵 실험에 사용하였다. 제빵은 Finny 등(16)의 방법을 수정한 직접반죽법을 사용하였다. 제조공정은 호바터 믹서(Mode 200, Hobart Co, USA)를 이용하여 쇼트닝을 제외한 나머지 원료를 첨가하여 클린-업 상태까지 혼합한 후, 클린 업된 반죽에 쇼트닝을 첨가하여 1단 속도에서 3분간 혼합한 다음 2단 속도에서 최적 상태의 반죽이 형성될 때까지 혼합하여 최종 반죽 온도가 26℃가 되도록 하였다.
성능/효과
로, 반죽의 힘을 내포하고 있는 전체면적은 140 cm2에서 88 cm2으로 변화되었다. 135분 후, 0%와 15%를 첨가하였을 경우에도 신장도는 210 mm에서 150 mm로 감소하였고, 신장저항도 역시 640 B.U.에서 510 B.U.로 전체면적은 200cm2에서 120cm2으로 보리등겨의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 결과를 보였다. 따라서 보리등겨를 첨가하는 경우는 반죽의 가스보유력과 발효내구력이 밀가루만 사용할 경우보다 저하됨을 확인할 수 있었다.
45분 후 대조구와 보리등겨 15% 첨가구를 각각 첨가하였을 때를 비교하면, 신장도는 205 mm에서 170 mm로, 신장저항도는 500 B.U.에서 380 B.U.로, 반죽의 힘을 내포하고 있는 전체면적은 140 cm2에서 88 cm2으로 변화되었다. 135분 후, 0%와 15%를 첨가하였을 경우에도 신장도는 210 mm에서 150 mm로 감소하였고, 신장저항도 역시 640 B.
3과 같았으며, 특성값은 Table 2와 같다. 대조구인 밀가루의 흡수율은 63.5%이었으나 보리등겨를 5%와 10%를 첨가한 경우의 흡수율은 각각 65.5%와 66.6%였고 15%를 첨가하였을 때는 68.5%로 보리등겨의 첨가비율이 증가할수록 흡수율이 증가하는 경향을 보였다. 밀가루의 흡수율은 제과, 제빵 등의 생산에 있어서 중요한 인자로써 흡수율이 높은 경우에는 생산량이 증가되므로 높은 흡수율을 가지는 것은 바람직하며 밀가루의 흡수율은 farinograph에 의해 결정된다.
로 전체면적은 200cm2에서 120cm2으로 보리등겨의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 결과를 보였다. 따라서 보리등겨를 첨가하는 경우는 반죽의 가스보유력과 발효내구력이 밀가루만 사용할 경우보다 저하됨을 확인할 수 있었다.
이는 보리등겨의 첨가량이 증가할수록 약화도가 커져 글루텐 구조력이 저하되는 것으로 나타났다. 보리등겨 10% 이상 첨가된 반죽은 안정도 및 반죽 저항도가 매우 약해져서 쉽게 과반죽 상태가 됨을 알 수 있었다. 제빵시 이러한 문제점을 보완하기 위해서는 mixing time, 발효시간 조절과 vital gluten 및 반죽 강화제 등을 사용하여(31) 이와 같은 단점을 보완할 수 있다고 여겨진다.
6). 보리등겨 5% 첨가구의 신장도는 대조구와 큰 차이를 보이진 않았으나 첨가비율이 높아질수록 대조구에 비해 떨어짐을 알 수 있었다.
보리등겨 첨가량에 따른 저항도와 신장도를 확인한 결과 저항도는 첨가비율에 따라 상관없이 증가하였으나 신장도는 10%와 15%에서 감소하였으며, resistance/extensibility(R/E)비는 감소 후 증가하였다(Fig. 6). 보리등겨 5% 첨가구의 신장도는 대조구와 큰 차이를 보이진 않았으나 첨가비율이 높아질수록 대조구에 비해 떨어짐을 알 수 있었다.
보리의 제분과 정백과정에서 부산물로 생산되는 보리등겨는 식이섬유소를 풍부하게 함유하고 있다. 보리의 도정 전후의 총 식이섬유 함량은 통보리에서 19.9%로 식이섬유 함량이 높은 반면, 정백한 보리는 9.7%로 그 양이 급격히 감소되어(1) 보리의 외피에 상대적으로 많은 식이섬유가 함유되어 있음을 보여주고 있다.
또한 보리가루, 분리대두단백, whey protein(24,25) 등 과 식이섬유가 함유된 곡분을 첨가하면 흡수율이 증가한다는 보고(26,27)와 일치함을 알 수 있었다. 본 실험에 첨가된 보리등겨는 보수력이 높은 인자로서 흡수율에 미치는 영향이 크게 됨으로써, 보리등겨 첨가량이 증가함에 따라 흡수율이 높아지게 된 것으로 사료된다.
5분, 10% 첨가하였을 때는 6분, 15% 첨가하였을 때는 5분으로 점차적으로 짧아지는 경향을 나타내었다. 안정도는 대조구가 20분, 보리등겨를 5%, 10% 및 15% 첨가시는 각각 19분, 16분, 14분으로 보리등겨를 첨가함에 따라 안정도의 시간이 짧아지는 경향을 보였다.
2 mg%)의 순으로 나타났다. 총 무기질함량은 1,664.7 mg%로 밀가루의 무기질함량(164.5 mg%; data not shown)보다 10배 이상 높아 제빵시 우수한 무기질의 급원이 될 것으로 사료된다.
또한 대조구의 경우 전분입자의 표면이 매끄럽고 깨끗한 상태이며, 이는 Parades 등(23)이 보고한 잘 형성된 밀가루 반죽과 유사한 모양이었다. 한편 보리등겨 첨가 반죽의 미세구조를 대조구와 비교한 결과 보리등겨를 5%와 10% 첨가한 경우는 큰 차이가 없으나 15% 첨가구의 경우는 gluten matrix보다 전분의 비율이 높고 분산되어 있으며 구조적으로 거칠어지는 것을 알 수 있었다. 또한 공극의 크기도 더 커짐을 보였다.
후속연구
따라서 보리등겨의 첨가량이 증가함에 따라 신장도가 감소하여, 신장성과 탄력성이 떨어져 반죽이 약하고 가스보유력이 낮아 제빵적성을 저하시킴을 확인할 수 있었으며, 보리등겨를 첨가한 빵 제조 시에는 이를 보완할 수 있도록 제조공정 개선, 적절한 배합비의 조절과 함께 첨가제인 반죽 강화제 등을 이용함으로서 제빵성을 향상시켜야 할 것으로 사료된다.
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