[논문]Hydrocolloids를 첨가한 식빵의 텍스쳐와 노화에 관한 연구

이승주; 조숙경; 이승주

Hydrocolloids를 첨가한 식빵의 텍스쳐와 노화에 관한 연구
Study on the Texture and Staling of Breads with Addition of Various Hydrocolloids 원문보기

한국식품조리과학회지 = Korean Journal of Food & Cookery Science, v.24 no.5, 2008년, pp.636 - 644

이승주 (동국대학교 식품공학과) , 조숙경 (동국대학교 식품공학과) , 이승주 (한국식품연구원 전통식품연구단)

초록
AI-Helper

식빵의 식감향상과 노화 방지에 hydrocolloid의 첨가가 미치는 영향을 파악하기 위해 5종의 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 첨가량을 달리하여 식빵을 제조하고, 시료반죽의 호화특성과 제조 식빵의 관능평가를 실시하였다. 또한 선정된 2종의 hydrocolloid(CMC, k-carrageenan)첨가 식빵의 노화속도와 유형을 파악하고자 저장기간에 따른 경도변화를 Avrami 식으로 분석하고 또한 DSC thermogram 분석도 실시하였다. 대조군에 비해 hydrocolloids 첨가군이 전반적으로 호화개시온도가 하강하였고, 최고 점도는 증가하였다. 노화의 지표로 사용되는 치반점도(setback)와 강하점도(breakdown)은 hydrocolloids 첨가 시 특히 CMC(0.6%, 1%), xanthan gum(1%), k-carrageenan(1%) 첨가 시 낮게 나타나 노화 지연효과를 추측할 수 있었다. 관능평가에서 1% 첨가 시에는 관능적 경도가 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타나서 노화 측정 실험에서 제외하였다. 그 외 색상 강도와 뒷맛 강도에서 대조군과 첨가군의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 제조된 식빵시료의 제조 후 15일간 경과 시의 경도 변화에서는 CMC와 k-carrageenan 첨가 시료의 경우 대조군에 비해 경도의 증가폭이 낮게 나타나 식빵의 경도 증가를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. Avrami 모형에 의한 초기 경도를 고려한 비율로 노화도를 계산하면 대조군이 3.3배, CMC는 3.2배, k-carrageenan은 2.8배의 경도 증가폭을 나타내 k-carrageenan 첨가군의 노화비율이 낮은 것으로 나타났다. DSC 측정에서도 저장기간에 따른 엔탈피의 증가폭이 k-carrageenan 첨가군이 가장 낮은 수준을 나타내 경도 측정 및 Avrami 모형과 일치하는 결과를 나타냈다. 향후 제빵 시 노화 지연 효과를 위해 좀 더 다양한 첨가 수준에서의 노화 속도와 유형을 파악하는 것이 필요하리라 여겨진다.

Abstract ▼ AI-Helper

The principal objective of this study was to assess the effects of hydrocolloids(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, carboxy-methyl cellulose) on the suppression of retrogradation in the bread. The pasting properties of the doughs and the sensory properties were determined in the bread samples, to which xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, and CMC, were added at different ratios(0.2%, 0.6%, 1%). CMC and k-carrageenan with 0.6% level were selected for the further retrogradation studies. Changes in the firmness of the bread samples at room temperature for 15 days were assessed using a texture analyzer, and the type of retrogradation was calculated via the Avrami equation. The thermal properties of the samples were also determined via differential scanning calorimetry (DSC). The addition of hydrocolloids was shown to increase the viscosities of the doughs. Setback and breakdown viscosity were reduced significantly via the addition of CMC(0.6%, 1%), xanthan gum(1%), and k-carrageenan(1%). Sensory hardness was significantly increased when 1% hydrocolloids were added. Our textural analysis showed that the addition of CMC reduced the firmness of the bread, whereas k-carrageenan didn't. However, the retrogradation rate was reduced via the addition of k-carrageenan, as was also demonstrated in the results of our DSC analysis.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 식빵의 식감향상과 노화 방지에 hydrocolloid의 첨가가 미치는 영향을 파악하기 위해 5종의 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 첨가량을 달리하여 식빵을 제조하였다. 이들 시료의 제빵특성 파악하기위해, 아밀로그래프를 이용하여 첨가물에 따른 반죽의 호화특성을 분석하고 관능 평가를 실시하였다.

가설 설정

1) T₀ : Crumble firmness of fresh bread.

제안 방법

25 mm 두께의 빵 crumb 부분을 50×60× 25 mm³ 크기로 절단하여 받침대에 올려놓았다. 36 mm 직경의 원통형 탐침(plunger)을 200 mm/min의 속도, trigger force를 20 g 으로 하여 시료 상단의 중앙부위를 80%까지 즉 시료 높이 25 mm에서 20 mm까지 압축하였을 때 측정된 응력(g-force)을 firmness로 간주하였다(Nishita KD 등 1976).
5℃씩 냉각하였다. Amylogram 변수로서 호화개시온도(Initial pasting temperature), 최고점도(Peak Viscosity), 최종점도(Cold paste viscosity), 강하점도(breakdown), 치반점도(setback)를 계산, 비교하였다.
Hydrocolloid 첨가에 따른 식빵 시료의 노화 특성을 파악하기 위해 DSC 분석을 실시하였다. DSC 분석법은 전분의 용융이나 결정성의 변화 등 물리적인 상태가 변했을 때 생기는 열의 흡수나 방출 정도를 정량적으로 측정 하여 전분의 호화와 노화 과정을 열역학적으로 해석하는 방법이다.
Hydrocolloid의 첨가에 따른 식빵 저장기간 별 노화 특성변화와 이에 따른 노화유형 분석을 위해 두 가지 분석법을 이용하였다. 먼저 texture analyzer에 의한 텍스처 (firmness) 분석과 이를 이용한 Avrami equation 적용을 실시하였고, 또한 DSC(differential scanning calorimetry)를 이용한 열량분석을 실시하였다.
검류를 첨가한 시료와 대조군을 제조 후 38±2℃ 로 냉각 한 후 지퍼 팩에 밀봉하여 항온기(22±2℃)에 보관하여 실험을 실시하였다.
남부여성발전센타(서울시 금천구) 제과·제빵반 학생 34명을 패널 요원으로 선발하여 관능평가를 수행하였다. 관능평가는 항목은 대조군과 hydrocolloid 첨가 식빵의 관능특성 차이를 파악하기 위해 내부 색상(crumb color), 경도(hardness), 뒷맛(after taste)에 관해 9점 강도척도(1점: 매우 약하다, 9점: 매우 강하다)를 이용하여 평가하였다. 시료는 대조군과 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 각각 0.
식빵의 제조공정은 AACC법(2000)에 준하여 직접 반죽법(straight-dough method)를 이용하여 소맥분 100 g용 pan에 open-top 형태의 식빵을 제조하였다. 대조군과 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 각각 0.2%, 0.6%, 1%를 첨가하여 식빵을 제조하였다. 제빵에 사용된 기본적인 원료의 시료별 배합비율은 Table 1과 같다.
이들 시료의 제빵특성 파악하기위해, 아밀로그래프를 이용하여 첨가물에 따른 반죽의 호화특성을 분석하고 관능 평가를 실시하였다. 또한 hydrocolloid 첨가 식빵의 노화 속도와 유형을 파악하고자 texture Analyzer를 사용하여 저장기간에 따른 경도의 변화를 Avrami 식으로 분석하였고 또한 DSC thermogram 분석을 통한 분석도 병행하여 실시하였다.
식빵의 식감향상과 노화 방지에 hydrocolloid의 첨가가 미치는 영향을 파악하기 위해 5종의 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 첨가량을 달리하여 식빵을 제조하고, 시료반죽의 호화특 성과 제조 식빵의 관능평가를 실시하였다. 또한 선정된 2종의 hydrocolloid(CMC, k-carrageenan)첨가 식빵의 노화 속도와 유형을 파악하고자 저장기간에 따른 경도변화를 Avrami 식으로 분석하고 또한 DSC thermogram 분석도 실시하였다. 대조군에 비해 hydrocolloids 첨가군이 전반적으로 호화개시온도가 하강하였고, 최고 점도는 증가하였다.
Hydrocolloid의 첨가에 따른 식빵 저장기간 별 노화 특성변화와 이에 따른 노화유형 분석을 위해 두 가지 분석법을 이용하였다. 먼저 texture analyzer에 의한 텍스처 (firmness) 분석과 이를 이용한 Avrami equation 적용을 실시하였고, 또한 DSC(differential scanning calorimetry)를 이용한 열량분석을 실시하였다. 노화특성 분석에 사용된 시료는 호화특성 평가에서 다른 첨가물에 비해 노화 지연 효과가 높게 나타난 CMC와 k-carrageenan을 선정하였다.
본 연구에서는 Avrami 모형 산출을 위해 초기 경도(To) 는 1일차의 경도 측정치를 이용하였고, 일반적으로 최종 측정된 경도를 최종 경도(T∞)로 사용하는 선형 모델(Kim SS와 Chung HY 2007, Kang BS 등 2006)을 사용하지 않고 실제 최종 경도(T∞)를 예측하기 위해 Collar C 등(1999)의 보고에 기초하여 비선형 회귀분석을 통해 Avrami 모형을 산출하였다.
DSC 분석법은 전분의 용융이나 결정성의 변화 등 물리적인 상태가 변했을 때 생기는 열의 흡수나 방출 정도를 정량적으로 측정 하여 전분의 호화와 노화 과정을 열역학적으로 해석하는 방법이다. 본 연구에서는 제조된 식빵시료를 22℃로 고정된 항온기에서 3일과 7일 동안 저장하면서 DSC로 측정한 흡열곡선 상에 나타나는 개시온도(T₀ ), 최대온도(Tp), 최종온도(Tc), 엔탈피(△H)를 분석하였다(Table 7). 3일 저장 후 개시온도(T₀)는 대조군이 47.
관능평가는 항목은 대조군과 hydrocolloid 첨가 식빵의 관능특성 차이를 파악하기 위해 내부 색상(crumb color), 경도(hardness), 뒷맛(after taste)에 관해 9점 강도척도(1점: 매우 약하다, 9점: 매우 강하다)를 이용하여 평가하였다. 시료는 대조군과 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 각각 0.2%, 0.6%, 1%를 첨가하여 제조한 식빵을 사용하였으며 제조 당일과 24일 경과 후의 시료에 대해 평가하였다. 패널들에게 훈련 과정을 통해 평가 항목에 대해 주지시키고 관능검사 방법에 대해서도 교육을 실시하였다.
패널들에게 훈련 과정을 통해 평가 항목에 대해 주지시키고 관능검사 방법에 대해서도 교육을 실시하였다. 시료는 상온에서 난수표로 표기되어 플라스틱 컵에 제시되었고 검사원은 무작위로 제시된 시료에 대해 평가하였다.
시료로는 대조군과 CMC, k-carrageenan을 각각 0.6% 첨가하여 제조한 식빵을 사용하였다(Table 1). 식빵 제조 후 38±2℃로 냉각 한 후 지퍼 팩에 밀봉하여 항온기(22℃)에서 각각 3일과 7일간 보관한 시료를 사용하여 진공건조 오븐(VO-10 Jeio Tech Co, Korea)에서 22±2℃로 2일 동안 건조한 후에 분쇄한 분말을 사용하였다.
시료의 아밀로그램 특성은 amylograph(Model 8001, Brabender Co., Germany)를 사용하여 측정하였으며, 각 시료 65 g을 450 mL의 증류수에 넣어 현탁액을 제조하였다. 작동조건으로 회전속도는 75 rpm으로 측정하였고 개시온도는 1분에 1.
식빵 제조 후 38±2℃로 냉각 한 후 지퍼 팩에 밀봉하여 항온기(22℃)에서 각각 3일과 7일간 보관한 시료를 사용하여 진공건조 오븐(VO-10 Jeio Tech Co, Korea)에서 22±2℃로 2일 동안 건조한 후에 분쇄한 분말을 사용하였다.
식빵의 식감향상과 노화 방지에 hydrocolloid의 첨가가 미치는 영향을 파악하기 위해 5종의 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 첨가량을 달리하여 식빵을 제조하고, 시료반죽의 호화특 성과 제조 식빵의 관능평가를 실시하였다. 또한 선정된 2종의 hydrocolloid(CMC, k-carrageenan)첨가 식빵의 노화 속도와 유형을 파악하고자 저장기간에 따른 경도변화를 Avrami 식으로 분석하고 또한 DSC thermogram 분석도 실시하였다.
본 논문에서는 식빵의 식감향상과 노화 방지에 hydrocolloid의 첨가가 미치는 영향을 파악하기 위해 5종의 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 첨가량을 달리하여 식빵을 제조하였다. 이들 시료의 제빵특성 파악하기위해, 아밀로그래프를 이용하여 첨가물에 따른 반죽의 호화특성을 분석하고 관능 평가를 실시하였다. 또한 hydrocolloid 첨가 식빵의 노화 속도와 유형을 파악하고자 texture Analyzer를 사용하여 저장기간에 따른 경도의 변화를 Avrami 식으로 분석하였고 또한 DSC thermogram 분석을 통한 분석도 병행하여 실시하였다.
검류를 첨가한 시료와 대조군을 제조 후 38±2℃ 로 냉각 한 후 지퍼 팩에 밀봉하여 항온기(22±2℃)에 보관하여 실험을 실시하였다. 제조 후 1일, 3일, 5일, 8일, 9일, 13일, 15일 간격으로 각 시료의 경도 변화를 다음과 같이 측정하였다. 25 mm 두께의 빵 crumb 부분을 50×60× 25 mm³ 크기로 절단하여 받침대에 올려놓았다.
노화특성 분석에 사용된 시료는 호화특성 평가에서 다른 첨가물에 비해 노화 지연 효과가 높게 나타난 CMC와 k-carrageenan을 선정하였다. 첨가 농도는 제조 직 후 관능평가에서 대조군과 경도에서 유의적 차이를 나타내지 않은 0.6% 수준을 선정하였다.
6%, 1%를 첨가하여 제조한 식빵을 사용하였으며 제조 당일과 24일 경과 후의 시료에 대해 평가하였다. 패널들에게 훈련 과정을 통해 평가 항목에 대해 주지시키고 관능검사 방법에 대해서도 교육을 실시하였다. 시료는 상온에서 난수표로 표기되어 플라스틱 컵에 제시되었고 검사원은 무작위로 제시된 시료에 대해 평가하였다.

대상 데이터

, Milwaukee, USA)을 사용하였다. Hydrocolloid로는 xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC(carboxymethyl cellulose)을 (주)MSC(양산, 한국)에서 구입하여 사용하였다.
England)를 이용하여 측정하였다. 경도 측정 시료로는 호화 특성 분석과 관능검사에서 노화 지연에 효과적으로 선발된 CMC, k-carrageenan을 각각 0.6% 첨가한 시료가 선정되었다. 검류를 첨가한 시료와 대조군을 제조 후 38±2℃ 로 냉각 한 후 지퍼 팩에 밀봉하여 항온기(22±2℃)에 보관하여 실험을 실시하였다.
남부여성발전센타(서울시 금천구) 제과·제빵반 학생 34명을 패널 요원으로 선발하여 관능평가를 수행하였다.
먼저 texture analyzer에 의한 텍스처 (firmness) 분석과 이를 이용한 Avrami equation 적용을 실시하였고, 또한 DSC(differential scanning calorimetry)를 이용한 열량분석을 실시하였다. 노화특성 분석에 사용된 시료는 호화특성 평가에서 다른 첨가물에 비해 노화 지연 효과가 높게 나타난 CMC와 k-carrageenan을 선정하였다. 첨가 농도는 제조 직 후 관능평가에서 대조군과 경도에서 유의적 차이를 나타내지 않은 0.
제빵 재료로는 2003년 생산된 제빵용 소맥분((주)대선 제분 강력분, 서울, 영등포), 효모(Bruggeman Co., Belgium), 소금(CJ 제일제당 천일염 100%), 설탕((주)CJ 제일제당, 정백당), 탈지분유(서울우유 협동조합), 쇼트닝((주)오뚜기 식품, 비유화성 쇼트닝), 프로피온산 칼슘(Sigma-Aldrich Co., Milwaukee, USA)을 사용하였다. Hydrocolloid로는 xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC(carboxymethyl cellulose)을 (주)MSC(양산, 한국)에서 구입하여 사용하였다.

데이터처리

2) Means within a column not sharing an alphabetical letter are significantly different(p<0.05, Duncan’s multiple range test).
또한 관능특성과 아밀로그램 분석 결과 간의 상관관계를 알아보기 위해서 Pearson correlation coefficient 를 산출하였다. Avarami 모형 분석을 위해 SAS(Statistical Analysis Systems) for Windows 7.2를 이용하여 비선형회 귀분석(nonlinear regression)을 실시하였다.
Avrami 모형 적용의 k, n, T∞값을 구하기 위하여 식 (1)을 식 (2)로 변환하여 t를 독립변수, Tt를 종속변수, To를 상수값으로 하여 비선형 회귀분석을 하였다.
관능평가 결과는 SAS(Statistical Analysis Systems) for Windows 7.2를 이용하여 분산분석(analysis of variance)을 실시하였고 유의성이 있는 경우 Duncan의 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)을 이용하여 사후 검증 하였다.
2를 이용하여 분산분석(analysis of variance)을 실시하였고 유의성이 있는 경우 Duncan의 다중범위 검정(Duncan's multiple range test)을 이용하여 사후 검증 하였다. 또한 관능특성과 아밀로그램 분석 결과 간의 상관관계를 알아보기 위해서 Pearson correlation coefficient 를 산출하였다. Avarami 모형 분석을 위해 SAS(Statistical Analysis Systems) for Windows 7.

이론/모형

반죽기는 bench type의 수직형 반죽기(Model A-200T, Hobart Corporation, USA)로서 12 quart 용량의 스테인레스 스틸 보울에 dough arm(hook)을 장착하여 사용하였다. 소량 재료들의 용해 및 분산을 위하여 반죽기 보울에 물을 먼저 넣어 water-base mixing 방법을 사용하였고 시료와 소맥분이 골고루 섞이게 채로 5회 반복하여 쳐서 사용하였다. 원료를 반죽기를 사용하여 반죽한 후 온도 27℃, 상대습도 75%에서 2시간 발효시켰다.
식빵 시료의 제조 후 15일간의 저장 중의 경도 변화를 측정 후 Avrami 모형에 적용하여 노화속도를 계산하였다 (Avrami M 1939, Chung MS 등 2003). Avrami 식은 다음과 같이 계산하였다(1).
식빵의 경도(firmness)는 AACC방법(AACC 1983)에 의해 texture analyzer(Model TA-XT2, Stable Micro System. England)를 이용하여 측정하였다. 경도 측정 시료로는 호화 특성 분석과 관능검사에서 노화 지연에 효과적으로 선발된 CMC, k-carrageenan을 각각 0.
식빵의 제조공정은 AACC법(2000)에 준하여 직접 반죽법(straight-dough method)를 이용하여 소맥분 100 g용 pan에 open-top 형태의 식빵을 제조하였다. 대조군과 hydrocolloid(xanthan gum, guar gum, sodium alginate, k-carrageenan, CMC)를 각각 0.

성능/효과

그러나 전반적으로 대조군에 비해 첨가군이 약간 높은 색상 강도를 나타냈다. 0.2% hydrocolloid 첨가군의 경우 관능적 경도(hardness)평가에서 대조군과 유의적 차이가 없었고 0.6% 첨가군에서는 xanthan gum 0.6% 첨가 시 경도가 대조군에 비해 증가하는 것으로 나타났다. 1% 첨가 시에는 모든 첨가군의 경도가 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타나서 향후 첨가량 결정시 고려하여할 부분으로 여겨진다.
2% 첨가시 guar gum과 sodium alginate 첨가군에서 대조군에 비해 유의적으로 높은 경도를 나타냈다. 0.6% 첨가 시에는 xanthan gum, 1% 첨가 시에는 경우, xanthan gum과 k-carrageenan 첨가시 대조군에 비해 유의적으로 높은 경도를 나타냈다. 첨가량 증가에 따른 경도를 증가를 제조 직후 식빵과 동일하게 확인할 수 있었다.
8배의 경도 증가폭을 나타내 k-carrageenan 첨가군의 노화비율이 낮은 것으로 나타났다. DSC 측정에 서도 저장기간에 따른 엔탈피의 증가폭이 k-carrageenan 첨가군이 가장 낮은 수준을 나타내 경도 측정 및 Avrami 모형과 일치하는 결과를 나타냈다. 향후 제빵 시 노화 지연 효과를 위해 좀 더 다양한 첨가 수준에서의 노화 속도와 유형을 파악하는 것이 필요하리라 여겨진다.
최고점도(peak viscosity) 값으로부터 hot paste viscosity를 뺀 값인 강하점도(breakdown)는 호화중 열 및 전단력(shear stress)에 대한 저항력을 나타내는 척도인데(Ghiasi KM 등 1983), 즉 강하점도 값이 클수록 저항정도가 낮은 것을 의미한다. Guar gum을 제외한 모든 첨가군에서 첨가량이 증가할수록 감소하였다. CMC(0.
Xanthan gum, guar gum 첨가 시 대조군에 비해 최고점도(peak viscosity)가 증가하였으며, 또한 첨가량 증가 시 최고점도도 증가하였다. 이는 guar gum과 xanthan gum이 다른 hydrocollid(CMC, sodium alginate, k-carrageenan)와 달리 측쇄(side chains)를 갖는 분지형(branched type)인 것에 기인한 것으로 여겨진다(Hwang JK 1993).
6%)와 guar gum(1%) 첨가 시 내부 색상이 가장 진한 것으로 나타났다. 관능적 경도의 경우 0.2% 첨가시 guar gum과 sodium alginate 첨가군에서 대조군에 비해 유의적으로 높은 경도를 나타냈다. 0.
대조군에 비해 hydrocolloids 첨가군이 전반적으로 호화개시온도가 하강하였고, 최고 점도는 증가하였다. 노화의 지표로 사용되는 치반점도(setback)와 강하점도(breakdown)은 hydrocolloids 첨가 시 특히 CMC(0.6%, 1%), xanthan gum(1%), k-carrageenan(1%) 첨가 시 낮게 나타나 노화 지연효과를 추측할 수 있었다. 관능평가에서 1% 첨가 시에는 관능적 경도가 대조군에 비해 유의적으로 높게 나타나서 노화 측정 실험에서 제외하였다.
또한 선정된 2종의 hydrocolloid(CMC, k-carrageenan)첨가 식빵의 노화 속도와 유형을 파악하고자 저장기간에 따른 경도변화를 Avrami 식으로 분석하고 또한 DSC thermogram 분석도 실시하였다. 대조군에 비해 hydrocolloids 첨가군이 전반적으로 호화개시온도가 하강하였고, 최고 점도는 증가하였다. 노화의 지표로 사용되는 치반점도(setback)와 강하점도(breakdown)은 hydrocolloids 첨가 시 특히 CMC(0.
4배로 가장 낮게 나타났다. 따라서 대조군에 비해 CMC와 k-carrageenan 첨가군이 식빵의 경도 증가를 억제하는 것을 확인할 수 있었다.
대조군과 첨가군의 뒷맛(after taste) 강도 평가에서는 대부분의 첨가군에서 뒷맛의 강도가 대조군과 비슷한 수준으로 나타났고 k-carrageenan 첨가군에서는 오히려 대조군에 비해 뒷맛 강도가 낮게 나타났다. 또한 첨가군에서 첨가량 증가 시에도 뒷맛 강도에 큰 영향을 보이지 않는 것으로 나타났다.
치반점도(setback)은 50℃에서의 최종 점도(cold paste viscosity)에서 최고점도(peak viscosity)를 뺀 값으로 전분의 노화정도를 반영하며 그 값이 클수록 노화가 쉽게 일어난다(Collar C 등 1999). 본 연구 결과도 hydrocolloid를 첨가한 반죽은 무첨가 시료보다 치반점도가 모두 낮게 나타난 것으로 보아 hydrocolloid 첨가 시 노화 지연효과를 추측할 수 있다. Guar gum 첨가 시 다른 첨가군에 비해 가장 낮은 수준을 나타내었으나 첨가량에 따라 일정한 경향을 나타내지는 않았다.
속도상수값은 CMC 첨가군이 가장 높은 ‘0.02’ 수준을 나타내 노화가 빨리 일어나는 것으로 나타났고 반면 k-carrageenan 첨가군이 ‘0.00685’로 가장 낮은 수준을 보였다.
제조된 식빵시료의 제조 후 15일간 경과 시의 경도 변화를 texture analyzer를 이용하여 측정한 결과는 Table 5와 같다. 시간이 경과함에 따라 모든 시료에서 경도의 증가를 나타내었으나 증가의 폭은 다르게 나타났다. CMC 첨가 시료의 경우 대조군에 비해 저장 초기부터 낮은 수준의 경도를 나타냈고 저장 기간 동안 세 개의 시료 중 가장 낮은 경도를 보였다.
식빵 제조 후 24시간 경과 후의 관능평가 결과를 살펴보면(Table 4), 내부 색상(crumb color)은 전반적으로 첨가 군의 내부 색상이 대조군에 비해 강하게 나타났고 특히 sodium alginate(0.6%)와 guar gum(1%) 첨가 시 내부 색상이 가장 진한 것으로 나타났다. 관능적 경도의 경우 0.
예측된 최종 경도(T∞)는 CMC 첨가군이 가장 낮은 ‘7434.3’이고, k-carrageenan 첨가군이 가장 높은 ‘9527.2’로 나타났으나, 초기의 경도를 고려한 비율로 노화도를 계산하면 대조군이 3.3배, CMC는 3.2배, kcarrageenan은 2.8배의 경도 증가폭을 나타내 역시 kcarrageenan 첨가군의 노화비율이 낮은 것으로 나타났다.
엔탈피의 증가폭은 시료별로 차이를 보였는데, k-carrageenan 첨가군이 가장 낮은 수준을 나타냈다. 이는 TA를 통한 경도 측정과 이를 바탕으로 한 Avrami 속도상수 산출 결과와도 일치하는 것으로 DSC 분석 결과와 TA를 통한 경도 측정과 Avrami 식을 이용한 노화 속도 분석이 동일한 결과를 나타내었다. 그러나 CMC 첨가 시의 경우 노화 속도 억제에 큰효과가 없는 것으로 나타났다.
0%로 첨가하여 제조한 식빵의 제조 당일과 24시간 후의 관능평가 결과는 Table 3, 4와 같다. 제조 당일 관능평가 결과를 살펴보면(Table 3), 내부 색상(crumb color)의 경우, xanthan gum(0.2%), sodium alginate(0.6%)를 제외하고는 hydrocolloid 첨가 시료의 색상이 대조군의 색상과 유의적 차이를 나타내지 않았다. 그러나 전반적으로 대조군에 비해 첨가군이 약간 높은 색상 강도를 나타냈다.
그 외색상 강도와 뒷맛 강도에서 대조군과 첨가군의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 제조된 식빵시료의 제조 후 15일간 경과 시의 경도 변화에서는 CMC와 k-carrageenan 첨가 시료의 경우 대조군에 비해 경도의 증가폭이 낮게 나타나 식빵의 경도 증가를 억제하는 것을 확인할 수 있었다. Avrami 모형에 의한 초기 경도를 고려한 비율로 노화도를 계산하면 대조군이 3.
첨가된 hydrocolloid 별 아밀로그램 분석 결과와 관능 평가 결과간의 상관관계(correlation coefficient) 분석결과를 보면 xanthan gum, Sodium alginate, k-carrageenan 첨가 시는 첨가량과 관능적 경도간의 유의적 양의 상관관계(p<0.05)를 나타냈고 그 외의 관능 특성과는 유의적 상관관계 나타내지 않았다.
이는 guar gum과 xanthan gum이 다른 hydrocollid(CMC, sodium alginate, k-carrageenan)와 달리 측쇄(side chains)를 갖는 분지형(branched type)인 것에 기인한 것으로 여겨진다(Hwang JK 1993). 특히 분석 시료 중 guar gum(1.0%) 첨가군이 780 BU로 시료 중에서 가장 높은 수준을 나타났다. Guar gum은 점증제로서 많이 사용되고, 자연에 존재하는 검류 중 가장 높은 점도를 갖는데, 1%의 용액은 6,000～10,000 Mpa․sec의 점도를 나타낸다(Billiaderis CG 등 1997, Lent PJ와 Grant LA 2001).

후속연구

Roger JA 등(1999)도 hydrocolloids가 소맥분에 호화특징에 각각 다른 방식으로 영향을 주는 것으로 보고하였으며 결과적으로 제빵 과정에 있어 hydrocolloids 선별과 첨가 수준의 선정이 중요한 것으로 여겨진다. 또한 본 연구에서는 노화 유형 분석을 위해 hydrocolloid를 0.6% 수준으로 첨가하였으나 향후 좀 더 다양한 첨가 수준에서의 노화 속도와 유형을 파악하는 것이 필요하리라 여겨진다.
DSC 측정에 서도 저장기간에 따른 엔탈피의 증가폭이 k-carrageenan 첨가군이 가장 낮은 수준을 나타내 경도 측정 및 Avrami 모형과 일치하는 결과를 나타냈다. 향후 제빵 시 노화 지연 효과를 위해 좀 더 다양한 첨가 수준에서의 노화 속도와 유형을 파악하는 것이 필요하리라 여겨진다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	빵의 노화는 물리적 측면에서 어떤 변화를 발생시키는가?	빵의 노화에 중요한 역할을 하는 식품 성분은 전분이다. 노화를 물리적 측면에서 보면 전분의 호화상태가 저장기간 중 자유에너지가 낮은 상태로 돌아가 전분 분자 간에 수소결합이 형성되어 결정화 상태로 변화하면서 전분 겔이 단단하게 되고 전분 분자 사이의 일부 물 분자가 빠져 나가 이상 분리가 나타나는 현상으로 저장 안정성을 상실하게 되고 조직감이 단단해 진다(Krog N 등 1989, Betchel WG 등 1953). 전분의 노화도 측정은 다양한 방법을 통해 분석이 가능한데 texture analyzer에 의한 텍스처 분석(Kim MH 등 1999, Lee HJ와 Nam JH 2000), 아밀로그래프를 이용한 분석(Yun Y 등 2006), DSC(differential scanning calorimetry)를 이용한 열량분석(Park JW 등 2003, Kim YI 등 1995), X선회절도 측정(Kim JO와 Shin MS 1996, Mun SH 등 1996), Avrami equation을 이용한 분석(Kum JS 등 1996, Kim SK 등 1976) 등이 있다.
	Gum이란 무엇인가?	Gum류는 매우 다양한 기능성을 제공하기 때문에 각종 가공식품에 광범위하게 사용되고 있는데, 최근에는 제과·제빵분야에서도 다양하게 적용되고 있다. Gum은 물에 수화되어 점도를 증가시키거나 젤을 형성하는 물질로서 검류(gums), 점질물(mucilages), 수용성 고분자(water-soluble polymers), 하이드로콜로이드(hydrocolloids) 등으로 불린다(Dziezak JDA 1991). 이들은 인체 내의 소화효소에 의해 분해되지 않기 때문에 영양학적인 측면에서 보면 식이섬유(dietary fibers)로 분류되기도 한다(Roger JA 등 1999).
	전분의 노화도 측정 방법의 종류는 무엇인가?	노화를 물리적 측면에서 보면 전분의 호화상태가 저장기간 중 자유에너지가 낮은 상태로 돌아가 전분 분자 간에 수소결합이 형성되어 결정화 상태로 변화하면서 전분 겔이 단단하게 되고 전분 분자 사이의 일부 물 분자가 빠져 나가 이상 분리가 나타나는 현상으로 저장 안정성을 상실하게 되고 조직감이 단단해 진다(Krog N 등 1989, Betchel WG 등 1953). 전분의 노화도 측정은 다양한 방법을 통해 분석이 가능한데 texture analyzer에 의한 텍스처 분석(Kim MH 등 1999, Lee HJ와 Nam JH 2000), 아밀로그래프를 이용한 분석(Yun Y 등 2006), DSC(differential scanning calorimetry)를 이용한 열량분석(Park JW 등 2003, Kim YI 등 1995), X선회절도 측정(Kim JO와 Shin MS 1996, Mun SH 등 1996), Avrami equation을 이용한 분석(Kum JS 등 1996, Kim SK 등 1976) 등이 있다. 즉, amylograph에서 노화 전분을 냉각시킬 때 점성 증가를 분석 할 수 있고, DSC thermo-gram에서는 노화된 시료의 상변화 에너지를 측정하여 노화 정도를 예측 할 수 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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