본 연구에서는 곰팡이과 세균에서 유래된 ${\alpha}-amylase$와 유화제인 monogrlyceride(MG), sodium stearoyl-2-lactylate(SSL) 및 diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides(DATEM)을 첨가하여 냉동반죽을 제조하고, 12주간 저장하면서 반죽의 rheofermentometer 특성 및 pH와 제빵시 비용적을 살펴보았다. 저장 기간이 증가할수록 효모의 불활성과 냉해동의 문제로 발효가 적게 일어났으나, 곰팡이와 세균에서 유래된 ${\alpha}-amylase$와 유화제를 첨가한 경우 감소율을 줄여 냉동반죽으로 안정성을 부여하였다. 저장기간 중 반죽의 pH변화에서는 저장기간이 길어질수록 냉동 반죽의 pH가 증가하였다. 저장기간에 따라 냉동반죽으로 제빵시 비용적에서는 곰팡이에서 유래된 효소와 유화제 SSL+MG를 혼합하였을 때와 세균에서 유래된 효소와 유화제 MG을 혼합하였을 때가 가장 큰 비용적을 보여주었고, 전체적으로 효소와 유화제 첨가구가 대조구에 비해서 빵의 비용적 감소를 줄이는 양상을 보였다.
본 연구에서는 곰팡이과 세균에서 유래된 ${\alpha}-amylase$와 유화제인 monogrlyceride(MG), sodium stearoyl-2-lactylate(SSL) 및 diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides(DATEM)을 첨가하여 냉동반죽을 제조하고, 12주간 저장하면서 반죽의 rheofermentometer 특성 및 pH와 제빵시 비용적을 살펴보았다. 저장 기간이 증가할수록 효모의 불활성과 냉해동의 문제로 발효가 적게 일어났으나, 곰팡이와 세균에서 유래된 ${\alpha}-amylase$와 유화제를 첨가한 경우 감소율을 줄여 냉동반죽으로 안정성을 부여하였다. 저장기간 중 반죽의 pH변화에서는 저장기간이 길어질수록 냉동 반죽의 pH가 증가하였다. 저장기간에 따라 냉동반죽으로 제빵시 비용적에서는 곰팡이에서 유래된 효소와 유화제 SSL+MG를 혼합하였을 때와 세균에서 유래된 효소와 유화제 MG을 혼합하였을 때가 가장 큰 비용적을 보여주었고, 전체적으로 효소와 유화제 첨가구가 대조구에 비해서 빵의 비용적 감소를 줄이는 양상을 보였다.
Effects of ${\alpha}-amylases$ and emulsifiers on characteristics of frozen bread dough were examined during 12 weeks of storage. Fungal or bacterial ${\alpha}-amylase$ and various emulsifiers, including monoglyceride (MG), sodium stearoyl-2-lactylate (SSL), and diacetyltartari...
Effects of ${\alpha}-amylases$ and emulsifiers on characteristics of frozen bread dough were examined during 12 weeks of storage. Fungal or bacterial ${\alpha}-amylase$ and various emulsifiers, including monoglyceride (MG), sodium stearoyl-2-lactylate (SSL), and diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides (DATEM), were added to frozen dough individually and as mixtures Height of frozen dough at maximum development time, total volume of $CO_2$ gas, and retention volume increased with increasing content of emulsifiers. indicating addition of enzymes and emulsifiers had significant effect on flexibility of starch-gluten complex in dough. Frozen dough made with bacterial ${\alpha}-amylase$ showed slightly higher pH during storage than that of frozen dough with fungal ${\alpha}-amylase$. Bread made from frozen dough prepared with both enzymes and emulsifiers showed lower specific loaf volume than that of control during storage, whereas highest specific loaf volume was obtained with addition of fungal ${\alpha}-amylase$ with SSL+MG and bacterial ${\alpha}-amylase$ with MG.
Effects of ${\alpha}-amylases$ and emulsifiers on characteristics of frozen bread dough were examined during 12 weeks of storage. Fungal or bacterial ${\alpha}-amylase$ and various emulsifiers, including monoglyceride (MG), sodium stearoyl-2-lactylate (SSL), and diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides (DATEM), were added to frozen dough individually and as mixtures Height of frozen dough at maximum development time, total volume of $CO_2$ gas, and retention volume increased with increasing content of emulsifiers. indicating addition of enzymes and emulsifiers had significant effect on flexibility of starch-gluten complex in dough. Frozen dough made with bacterial ${\alpha}-amylase$ showed slightly higher pH during storage than that of frozen dough with fungal ${\alpha}-amylase$. Bread made from frozen dough prepared with both enzymes and emulsifiers showed lower specific loaf volume than that of control during storage, whereas highest specific loaf volume was obtained with addition of fungal ${\alpha}-amylase$ with SSL+MG and bacterial ${\alpha}-amylase$ with MG.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 fungal a-amylase, bacterial a-amylase, dough strengthener 및 crumb softner를 냉동반죽에 첨가하여 저장기간에 따른 냉동반죽의 품질 특성을 살펴보았다.
본 연구에서는 효소와 유화제의 첨가가 냉동저장 중 빵의 비용적에 미치는 영향을 살펴보고자 저장기간 동안 빵의 비용 적을 측정하여 Fig. 4과 5에 나타내었다. 곰팡이와 세균에서 유래된 효소와 유화제의 첨가는 빵의 비용적을 대조구에 비하여 증가시키는 결과를 보여주었는데, 저장 초기 곰팡이에서 유래된 효소를 첨가한 빵에서는 유화제 SSL + MG를 첨가한 빵에서 가장 높은 비용 적을 나타내었고, 저장기간 동안 대조구에 비하여 빵의 비용적 감소율을 지연하였다(Fig.
제안 방법
Rheofermentometer 측정 parameter의 dough development curve는 T1(최대 팽창 높이까지 소요되는 시간), Hm(dough development 의 최대 높이), h(시험이 끝났을 때 dough development 높이) 및 (Hm-h)/Hm(3시간 후 T1과 비교한 development의 감소율)을 측정하였고, Gaseous release는 H'm가스 발생 커브의 최대 높이), T1(가스 발생 커브 최대 높이까지 소요되는 시간), Tx(반죽에서 CO2 가스가 손실되기 시작할 때의 시간), 전체 부피(A1+A2 커브에서 가스 발생량), CO2 가스 손실량과 보유량(2) 및 CO2 가스 보유율(%)을 3회 반복 측정하여 그 평균값과 표준 편차를 사용하였다.
Rheofermentometer 측정(13)은 F3 Rheofermentometer(Chc ipn S.A, Villeuneuve La Garenne, France)를 사용하였으며, 측정을 위한 반죽 제조는 온도 28SC, 밀가루(수분 14.0%) 250 g, 호-모 (instant dry yeast) 3 g, 식염 5 g, 물은 mixograph 데이터에 기초한 결과에 따라 129.4mL를 넣었다. 그리고 alvelograph mixer로 먼저 밀가루와 효모(instant dry yeast)를 믹서 볼에 넣고 1분간 혼합한 후 식염과 물을 첨가하여 6분간 혼합하여 315 g을 뽑아내어 측정에 사용하였다.
본 연구에서는 곰팡이과 세균에서 유래된 a-amylase와 유화제인 monogrlyceride(MG), sodium stearoyl-2-lactylate(SSL) 및 diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides(DATEM)을첨가하여 냉동반죽을 제조하고, 12주간 저장하면서 반죽의 rheo fermentometer 득성 및 pH와 제빵시 비용적을 살펴보았다. 저장 기간이 증가할수록 효모의 불활성과 냉-해동의 문제로 발효가 적게 일어났으나, 곰팡이와 세균에서 유래된 a-amylase와 유화제를 첨가한 경우 감소율을 줄여 냉동반죽으로 안정성을 부여하였다.
식빵의 배합률은 Table 1과 같으며 일반 반죽은 AACC 10-10b 방법(12)을 일부 수정한 직접법(straight dough method)으로 하였다. 냉동 반죽 제조 방법은 Fig.
저장에 따른 냉동반죽의 발효특성을 알아보기 위해 rheofermen-tometer를 이용하여 시간에 따른 반죽의 성상을 측정하였고, 반죽의 형성 커브에 대한 최대 팽창 높이까지 걸리는 시간, 높이 및 감소율에 대한 결과를 나타내었다(Table 2, 3). 곰팡이와 세균 모두 최대 팽창 높이까지 걸리는 시간 4은 180.
제조 공정은 배합기(Maximat N-40S, G L. Eberhardt GmbH, Grafelfing, Germany)로 발전 단계까지 혼합하여 반죽 온도를 20±0.5℃, floor time은 0-10분, 반죽 무게는 450 g으로 분할하고 TCTC에서 30분간 급속 냉동기(KOMA CDS, Roermomd, Nether- land)로 냉동 후, 폴리비닐 포장지로 포장하여 -2(TC 냉동고(KOMA CDS, Roermomd, Netherlands 각각 0주(24시간), 1 주, 2주, 4주, 8주 및 12주 저장하여 사용하였다. 공정에 따라 5℃ 냉장고에서 반죽을 12시간 해동 후, 상온에서 반죽 온도를 2(TC까지 상승시켜 식빵 틀에 450 g(용적비 3.
제품의 부피 측정(15)은 굽기 1시간 후에 loaf volumeter(loaf volumeter, National Cereal Chemistry Equipment, USA)에 유채씨를 사용한 종자 치환법으로 측정한 제품의 부피를 굽기 후 중량으로 나눈 값인 비용적을 10회 반복 측정하여 계산한 평균 값과 표준 편차를 사용하였다.
그리고 alvelograph mixer로 먼저 밀가루와 효모(instant dry yeast)를 믹서 볼에 넣고 1분간 혼합한 후 식염과 물을 첨가하여 6분간 혼합하여 315 g을 뽑아내어 측정에 사용하였다. 측정 조건의 Protocole type은 온도 28£C, Duration 180 mm, 반죽 무게는 315 g, 원추의 무게 (weight used on the sample)는 2 kg, Piston은 standard, Quantity는 1.2%로 하였으며, 측정은 효소와 유화제를 각각 함량별로 첨가하여 3시간 동안 지속적으로 하였다. 또한 냉동 반죽은 Table 1을 냉동 반죽법(frozen dough method)으로 제조하여 315 g씩 분할하여 -20℃냉동고에 저장하면서 시료로 사용하였다.
대상 데이터
a-Amylase는 효소활성 실험을 통하여 곰팡이에서 유래된 a-amylase(Gist-brocades BSD B.V, Delft, Holland)는 0.01 gkg을사용하였고, 세균에서 유래된 a-amy]ase(Genencor International Asia Pacific PTE, Ltd., Winsland House, Singapore)는 0.002 g/kg을 사용하였다.
기타 재료는 밀가루(강력 1등급, 대한제분), 물, fresh yeast [Jenico(주)], 설탕(제일제당), 식염[(주)한주], 쇼트닝[롯데삼강(주)],L(+)-Ascorbic acid (Kanto Chemical Co., Inc. Tokyo, Japan)를 사용하였다.
유화제는 밀가루에 대하여 연화제(crumb softener)로 사용되는 monoglyceride (MG 삼풍비앤에프, Korea) 0.5%와 반죽 강화제(dough strengthener)로 사용되는 sodium stearoyl-2-lactylate(SSL, 삼풍비앤에프, Korea) 0.5%, diacetyltartaric acid ester of mono- and diglycerides(DATEM, Keny Bio-Science, Singapore) 0.5%,그리고 SSL 0.3%와 MG 0.2%를 혼합하여 사용하였다.
데이터처리
반죽의 pH 측정(14)은 pH meter(ψTM 300 Series, Beckman Coulter Inc., Fullerto, USA)를 이용하여 반죽 혼합, 1차 발효, 중간 발효, 2차 발효 및 굽기 등의 과정을 거친 후에 반죽 10g을 취해 250 mL 비커에 넣고 100 mL 증류수를 가해 균일하게 혼합한 후 측정한 값을 10회 반복 측정하여 계산한 평균값과 표준편차를 사용하였다.
통계 분석은 Statistical Analysis System(SAS)(l7) 통계 package 를 이용하여 분산분석(one-way ANOVA)를 실시하였고, 각 시료 간의 유의성 검증은 p<0.05 수준으로 다중범위시험법 (Duncan's multiple range test)을 사용하였다.
이론/모형
냉동 반죽 제조 방법은 Fig. 1과 같이 효소와 유화제를 mixing 공정 중에 첨가하는 냉동 반죽법(frozen dough method)을 사용하였다.
2%로 하였으며, 측정은 효소와 유화제를 각각 함량별로 첨가하여 3시간 동안 지속적으로 하였다. 또한 냉동 반죽은 Table 1을 냉동 반죽법(frozen dough method)으로 제조하여 315 g씩 분할하여 -20℃냉동고에 저장하면서 시료로 사용하였다.
성능/효과
곰팡이 효소와 유사하게 저장기간이 증가함에 따라 빵의 비용 적도 감소하였고, 효소와 유화제를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 효소와 유화제를 함께 첨가한 경우 비용적이 크게 나타났다. 유화제에 따라 monoglyceride(MG)를 첨가한 냉동반죽 빵에서 유의적으로 가장 높은 비용적으로 보여주었고, 저장 4주 이후부터 유화제에 따른 비용적의 차이가 유의적으로 나타났다.
6 mL로 약 54% 감소하였다. 곰팡이와 세균에서 유래된 a-amylase와 유화제를 첨가한 냉동반죽에서는 유화제 SSL + MG를 첨가한 반죽에서 약 18%와 11%로 가장 적은 감소율을 보여주었다. 이러한 결과는 Dziezak(23)의 유화제의 첨가가 냉동저장 중 CO, 가스 보유력을 높여 부피를 유지하였다는 연구결과와 일치하였다.
4과 5에 나타내었다. 곰팡이와 세균에서 유래된 효소와 유화제의 첨가는 빵의 비용적을 대조구에 비하여 증가시키는 결과를 보여주었는데, 저장 초기 곰팡이에서 유래된 효소를 첨가한 빵에서는 유화제 SSL + MG를 첨가한 빵에서 가장 높은 비용 적을 나타내었고, 저장기간 동안 대조구에 비하여 빵의 비용적 감소율을 지연하였다(Fig. 4). 12주 저장 시 비용적은 곰팡이 효소와 유화제 SSL + MG를 첨가한 경우 3.
이러한 결과는 Dziezak(23)의 유화제의 첨가가 냉동저장 중 CO, 가스 보유력을 높여 부피를 유지하였다는 연구결과와 일치하였다. 또한 저장 기간 중 C0 가스 손실량에서는 대조구가 저장초기 204.2 ± 1.5 mL에서 저 장 12주 후 2.0±0.7 mL로 현저하게 감소하였으며, 이는 발효력 감소에 의한 적게 생산된 C0 가스가 반죽 내에 밀집되어 있어 손실량도 줄이는 것으로 생각된다. Bloksma(24)에의하면 발효에 의하여 생성된 가스가 반죽에 포집되어 가스의 압력이 반죽 안에서 증가할 때 반죽의 tensile stress를 증가시켜 가스의 손실을 막는다고 하여 본 연구결과를 확인할 수 있었다.
04 mL/g으로 곰팡이 효소와 유화제를 첨가한 경우가 약 104-115% 큰 비용적을 보여주었다. 또한 저장 기간에 따라서 대조구와 효소 및 유화제 첨가구 모두 비용적이 감소하는 추세가 나타났다. 이는 냉동저장 기간이 증가할수록 냉동 장해로 인한 효모의 사멸률이 증가하고 얼음 결정의 성장에 의해 글루텐 구조가 파괴되며, 전분 입자가 분리되어 있어 글루텐은 더 얇은 상태가 되어 글루텐 구조가 균일하지 못하게 되고, 그 결과 비용적의 감소가 일어난 것으로 생각된다(32).
가스 빌-생 최대 높이 Hm, 의 감소는 냉동 반죽 내의 발효력을 가늠할 수 있는 지표(21)로써 저장기간에 따라 발효가 잘 일어나지 않았음을 의미한다. 반죽에서 CO, 가스가 손실되기 시작할 때의 시간 Y에서는 저장기간이 증가율에 따라 시간이 증가하는 추세를 보여주었다. 이것은 발효동안 글루텐 조직의 내구력의 증가를 의미하지는 않으며(22), 해동과 발효동안 효모의 활성 저하로 일어난 현상으로 보인다.
또한, Himmelstein(33)은 효소를 처리한 밀가루를 이용한 냉동반죽 실험에서 amylase의 첨가가 냉동 반죽의 품질저하 방지에 효과가 있었으며 특히 fungal amylase 가 냉동 중 반죽의 품질열화를 막는 효과가 가장 크다고 보고하였다. 본 연구결과에서도 곰팡이 및 세균에서 유래된 효소와 유화제가 모두 빵의 비용적 감소를 줄이는데 작용하였음을 알 수 있었다.
특히 유화제 SSL, SSL + MG DATEM 을 첨가한 냉동반죽에서는 각각 약 24, 25, 28%의 감소율을 보여주어 대조구의 49%보다 현저하게 적은 감소율을 보여주었다. 세균 효소를 첨가하였을 때에는 유화제 MG SSL + MQ DATEM 을 첨가한 냉동반죽에서 각각 약 23, 16, 19%의 감소율을 보여 역시 저장기간에 따라 값을 감소시켰고, 저장기간에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 이러한 현상은 El-Hady 등(19)의 냉동 반죽에서 산화제와 유화제를 첨가하였을 때 Hm깂을 낮춘다는 결과와 동일하였다.
5 mL로 적게 감소 되었다(Table 4). 세균에서 유래된 효소와 유화제를 첨가한 경우에서는 유화제 MG SSL + MG 및 DATEM을 첨가하였을 때 곰팡이 효소와 유화제를 첨가한 경우와 유사하게 적은 부피 감소율을 보여주었다(Table 5).
002 g/kg)와 유화제를 첨가한 경우 역시 저장기간에 따라 4주까지 최대 팽창 높이가 증가하였으나, 4주 이후 다시 감소하는 경향을 보여주었다. 시험이 끝났을 때 반죽 형성 높이 h에서는 대부분 최대 팽창 높이와 유사하였고, 그에 따라 3시간 후의 감소율에서 대부분 0.2% 이하의 낮은 감소율을 보여주었다. 이는 팽창 후 제빵으로 baking 되기 전까지 팽창된 반죽을 유지할 수 있음을 의미하며, 추후 제빵의 물성학적 성질에 좋은 영향을 주는 것으로 사료된다.
곰팡이 효소와 유사하게 저장기간이 증가함에 따라 빵의 비용 적도 감소하였고, 효소와 유화제를 첨가하지 않은 대조구에 비하여 효소와 유화제를 함께 첨가한 경우 비용적이 크게 나타났다. 유화제에 따라 monoglyceride(MG)를 첨가한 냉동반죽 빵에서 유의적으로 가장 높은 비용적으로 보여주었고, 저장 4주 이후부터 유화제에 따른 비용적의 차이가 유의적으로 나타났다. Wolt 등(26)은 냉동반죽의 냉동기간이 경과함에 따라 부피가 감소되는것을 유화제 DATEM을 사용하여 개선하였다고 보고하였고, Lee 등(30)은 SSL와 DATEM을 첨가 시 냉동 후 제품을 만들 때 빵의 부피감소를 줄인다고 하였다.
이상의 결과에서 냉동반죽의 저장에 따라 발효특성을 살펴볼 때, 저장기간이 증가할수록 효모의 불활성과 냉-해동의 문제로 인하여 발효가 적게 일어남을 알 수 있었으며, 적은 발효는 C0 가스의 생성을 줄임으로써 반죽의 높이를 줄이는 것으로 나타났다. 그러나 곰팡이와 세균에서 유래된 ot-amylase와 유화제를 첨가한 경우 감소율을 현저하게 줄임으로써 냉동반죽으로 안정성을 부여하였다.
저장기간 중 반죽의 pH변화에서는 저장기간이 길어질수록 냉동 반죽의 pH가 증가하였다. 저장기간에 따라 냉동반죽으로 제빵 시비 용적에서는 곰팡이에서 유래된 효소와 유화제 SSL + MG를 혼합하였을 때와 세균에서 유래된 효소와 유화제 MG을 혼합 하였을 때가 가장 큰 비용적을 보여주었고, 전체적으로 효소와 유화제 첨가구가 대조구에 비해서 빵의 비용적 감소를 줄이는 양상을 보였다.
2와 3의 결과에서 보면 저장기간에 따라 냉동반죽의 pH 는 증가하는 주세를 보여주었다. 즉, 곰팡이와 세균에서 유래듼 a-amylase와 유화제를 첨가한 경우와 효소와 유화제를 첨가하기 않은 대조구 모두 저장기간이 길어짐에 따라 pH가 증가하였다. 다만 저장 4주까지는 다소 증가하다가 4주 이후로는 변화의 정도가 미미하였다.
효소와 유화제의 처리 역시 저장 기간이 길어짐에 따라 값도 감소시켰지만 대조구와 비교하여 낮은 감소율을 보여주었다. 특히 유화제 SSL, SSL + MG DATEM 을 첨가한 냉동반죽에서는 각각 약 24, 25, 28%의 감소율을 보여주어 대조구의 49%보다 현저하게 적은 감소율을 보여주었다. 세균 효소를 첨가하였을 때에는 유화제 MG SSL + MQ DATEM 을 첨가한 냉동반죽에서 각각 약 23, 16, 19%의 감소율을 보여 역시 저장기간에 따라 값을 감소시켰고, 저장기간에 따라 유의적인 차이를 나타내었다.
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