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문제 정의
- 그러나 발효제품인 증편의 제조공정에 관한 연구는 대단히 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 빵에서 사용하는 스폰지법을 응용하여 새로운 증편의 제조공정을 확립하고자 pre-fermented rice sourdough를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 또한 현미와 백미의 사용 비율과 발효시간에 따른 rice sourdough의 품질특성에 미치는 영향을 조사하여 증편용 rice sourdough의 제조조건을 최적화하였다.
- 본 연구는 빵의 스폰지법을 증편의 제조에 응용하기 위한 pre-fermented rice sourdough의 제조조건을 확립하고자 수행되었다. Rice sourdough를 제조하기 위하여 S.
제안 방법
- L. mesenteroides ATCC 9135 균주는 MRS 배지에 syringe filter(0.2 μm)로 제균한 bromocresol green용액(0.06 g/L) 2 mL를 첨가하여 제조한 배지를 사용하여 생균수를 측정하였다(16).
- Rice sourdough를 제조하기 위하여 S. cerevisiae CY 균주와 L. mesenteroides ATCC 9135 균주를 접종하여 30°C에서 24시간 동안 발효시키면서 rice sourdough의 품질 특성을 조사하였다.
- Sourdough 제조 시 균주의 생육은 발효에 영향을 미치는 매우 중요한 요소 중 하나로 본 실험에서는 백미분만 사용한 rice sourdough에서 S. cerevisiae 균주와 L. mesenteroides 균주의 혼합 배양에 따른 두 균주의 생육특성(Fig. 1)을 조사하였다. Rice sourdough에서 S.
- 도정한 현미와 백미를 증류수로 3회 수세한 후 4°C에서 24시간 동안 수침하였으며 30분 동안 체에 받쳐 물기를 제거하고 롤밀을 사용하여 2회 제분하였다.
- 특히 증편의 경우 미생물에 의해 가스를 포집하는 능력이 부여되므로(2) 팽창도는 미생물의 종류 및 생육특성과 매우 밀접한 관계를 갖는다. 따라서 균주의 혼합배양에 따른 반죽의 팽창도와 점도를 측정하였다. 반죽의 점도는 혼합배양 시 12시간 숙성 후 최대에 이르렀으며, 그 후 감소한 반면 효모와 유산균을 각각 단독 접종한 경우 18시간 숙성시키는 동안 반죽의 점도는 완만하게 감소하는 경향으로 큰 변화를 보이지 않았다.
- 따라서 본 연구는 빵에서 사용하는 스폰지법을 응용하여 새로운 증편의 제조공정을 확립하고자 pre-fermented rice sourdough를 제조하고 그 특성을 조사하였다. 또한 현미와 백미의 사용 비율과 발효시간에 따른 rice sourdough의 품질특성에 미치는 영향을 조사하여 증편용 rice sourdough의 제조조건을 최적화하였다.
- 반죽의 점도: Rheometer(Compac-100, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 반죽의 점도변화를 측정하였다. 측정에는 직경이 2 cm인 프루브(No.
- 균일하게 제조한 증편 반죽을 비이커에 넣은 후 발효시간에 따라 팽창된 반죽의 높이를 표시하였다. 발효 완료 후 비이커의 시료를 제거한 다음 표시한 선까지 물을 부어 무게를 측정하였으며, 발효전 반죽이 차지하는 부피에 해당하는 물의 무게에 대한 비율로 나타내었다.
- 생균수 측정: S. cerevisiae CY균주의 생균수 측정용 선별배지는 YM 고체배지에 chloramphenicol을 100 ppm 첨가하여 사용하였다(14,15). L.
- 0 mL, 진한 황산 1 mL와 혼합하여 암실에서 1시간 방치한 후 590 nm에서 흡광도를 측정하였다. 에탄올 함량은 미리 작성한 표준곡선을 이용하여 계산하였다(18).
- 유기산 함량: 유기산 함량은 HPLC(DIONEX, Sunnyvale, CA)를 이용하여 측정하였다(19). 컬럼은 Aminex HPX-87H ion exclusion type(Bio-Rad Laboratory Inc.
- 유기산 함량: 유기산 함량은 HPLC(DIONEX, Sunnyvale, CA)를 이용하여 측정하였다(19). 컬럼은 Aminex HPX-87H ion exclusion type(Bio-Rad Laboratory Inc., Hercules, CA), 이동상은 8 mM H2SO4 용액(유속 0.7 mL/min)을 사용하여 210 nm에서 UV detector로 분석하였다. 이때 컬럼의 온도는 60°C로 하였다.
- 효모와 유산균의 혼합배양에 따른 두 균주의 생육이 쌀반죽의 총균수에 미치는 영향을 조사하기 위해 백미분에 유산균, 효모를 각각 접종하거나 유산균과 효모를 혼합접종하여 제조한 반죽의 총균수를 측정하여 비교하였다. 효모나 유산균을 접종하지 않고 24시간 숙성시킨 반죽의 총균수는 31.
대상 데이터
- cerevisiae CY 효모를 새로운 YM(Difco, Detroit, MI) 고체배지에 이식하여 30°C에서 24시간 활성화시킨 후 YM 액체배지에 접종하였으며, 30°C의진탕배양으로 대수증식기까지 배양한 후 rice sourdough 제조를 위한 종균으로 사용하였다. L. mesenteroides ATCC 9135 균주는 MRS(Difco, Detroit, MI) 배지에서 배양하여 종균으로 효모와 동일한 방법으로 준비하였다. 준비한 배양액은 4°C에서 1,400×g로 10분간 원심분리하여 균체를 회수하고 생리식염수로 3회 세척한 후 멸균증류수로 최초의 배양액과 동일한 농도로 현탁하여 sourdough 제조시 접종용 균주현탁액으로 사용하였다.
- 구입한 쌀을 현미와 백미로 각각 도정하여 4°C에 보관하면서 사용하였다.
- 냉장고에서 보관 중인 S. cerevisiae CY 효모를 새로운 YM(Difco, Detroit, MI) 고체배지에 이식하여 30°C에서 24시간 활성화시킨 후 YM 액체배지에 접종하였으며, 30°C의진탕배양으로 대수증식기까지 배양한 후 rice sourdough 제조를 위한 종균으로 사용하였다.
- 본 실험에 사용된 효모는 민속주에서 분리한 S. cerevisiae CY 균주(13)이며, 유산균으로 Leuconostoc mesenteroides ATCC 9135 균주를 사용하였다.
- 쌀은 국립종자보급소에서 인증을 받은 수라 품종(2006년 충남 당진산)으로 석문농협을 통하여 구입하였다. 구입한 쌀을 현미와 백미로 각각 도정하여 4°C에 보관하면서 사용하였다.
- 준비한 배양액은 4°C에서 1,400×g로 10분간 원심분리하여 균체를 회수하고 생리식염수로 3회 세척한 후 멸균증류수로 최초의 배양액과 동일한 농도로 현탁하여 sourdough 제조시 접종용 균주현탁액으로 사용하였다.
- 06 g/L) 2 mL를 첨가하여 제조한 배지를 사용하여 생균수를 측정하였다(16). 총균수 측정용 배지는 PCA(Difco, Detroit, MI) 배지를 사용하였다(17). 생균수의 측정은 시료 1 g을 멸균수에 희석한 후 각각의 선별 배지에 0.
- , Tokyo, Japan)를 이용하여 반죽의 점도변화를 측정하였다. 측정에는 직경이 2 cm인 프루브(No. 25)를 사용했으며, 안쪽 지름이 60 mm인 원통형 용기에 시료의 높이가 35 mm 되도록 하여 측정하였다. 이때 프루브의 진입깊이는 15.
이론/모형
- 반죽의 팽창도: 반죽의 팽창도는 물치환법(2)을 이용하여 측정하였으며, 최초 반죽의 중량에 대한 비율로 나타내었다. 균일하게 제조한 증편 반죽을 비이커에 넣은 후 발효시간에 따라 팽창된 반죽의 높이를 표시하였다.
성능/효과
- S. cerevisiae 균주는 18시간까지 균수가 증가(2.8×107 CFU/g)하다가 감소하는 효모의 전형적인 생육곡선을 나타냈으나, L. mesenteroides 균주는 12시간까지 생균수가 지속적으로 감소(0.8×107 CFU/g)한 후 18시간 이후 다시 증가하여 24시간 배양 후 2.8×107 CFU/g까지 증가하였다.
- mesenteroides ATCC 9135 균주를 접종하여 30°C에서 24시간 동안 발효시키면서 rice sourdough의 품질 특성을 조사하였다. 반죽에서 L. mesenteroides 균주의 생육은 초기에 감소하다가 배양 후기에 증가하는 경향을 보였으며, S. cerevisiae 균주는 전형적인 효모의 생육곡선을 보였다. 효모와 유산균의 혼합배양으로 반죽에 존재하는 총균수는 감소되었다.
- 백미분만 사용하여 제조한 sourdough에 효모와 유산균을 혼합배양하여 18시간 발효시킨 경우 반죽의 팽창도는 약 170%로 최대치를 보였으며, 효모 단일 접종구인 경우는 약 140%(24시간 발효), 유산균 단일 접종구인 경우는 약 120%(24시간 발효)로 팽창도의 증가를 나타냈다. 효모와 유산균 을 혼합배양하는 경우는 반죽이 포함하는 총균수를 효율적으로 억제시키며(Fig.
- 따라서 본 연구에서 제조한 rice sourdough를 증편에 사용할 경우 기호성 향상에 기여할 것으로 판단된다. 백미분에 효모와 유산균을 혼합배양할 때 pH는 배양전 pH 6.36에서 18시간 후 pH 4.42, 24시간 후 pH 4.11로 완만하게 낮아졌으며, 현미를 10% 첨가한 경우에도 pH의 변화 경향도 유사하게 나타났다(데이터 미제시). 효모와 유산균을 혼합배양한 경우 에탄올 함량은 현미 첨가량에 비례하여 0.
- 효모와 유산균을 혼합 사용하여 18시간 동안 발효한 반죽의 유기산 함량을 분석한 결과 lactic acid와 acetic acid가 주로 생성되었으며 citric acid, succinic acid가 미량 생성되었다. 현미분을 사용하지 않은 경우 lactic acid의 함량은 0.45 mg/g, acetic acid의 함량은 0.16 mg/g이었으며, 현미분의 혼합비율 30% 이상의 조건에서는 현미 사용량이 증가할수록 lactic acid와 acetic acid의 함량도 증가하였다(Fig.5B). 일반적으로 빵의 기호성을 평가할 때 fermentation quotient(FQ; lactic acid와 acetic acid의 몰비)를 사용하는데, 기호성이 우수한 빵인 경우 FQ는 대략 2.
- 현미분의 첨가비율을 달리하여 18시간 동안 발효시킨 후반죽의 팽창도를 측정한 결과, 현미분을 첨가하지 않고 백미분만 사용하는 경우에 비해 현미분을 10% 첨가한 경우 반죽의 팽창도는 약 20% 증가하였으나 현미의 첨가량이 증가할 수록 팽창도는 감소하였다(Fig. 4). 현미분을 20% 이상 첨가할 때 sourdough의 팽창도가 낮아지는 것은 현미분에 의한 수용성 영양원의 공급 때문에 균주의 생육이 활발해지며, 결과적으로 반죽의 액화가 촉진되기 때문으로 판단된다.
- 효모나 유산균을 접종하지 않고 24시간 숙성시킨 반죽의 총균수는 31.1×107 CFU/g이었으나 S. cerevisiae 균주 또는 L. mesenteroides 균주를 단독 사용한 경우 20×107 CFU/g 정도로 총균수가 낮아졌으며 두 균주를 혼합하여 사용한 경우에는 12.5×107 CFU/g으로 더 낮은 결과를 보였다(Fig. 2).
- 효모와 유산균을 혼합 사용하여 18시간 동안 발효한 반죽의 유기산 함량을 분석한 결과 lactic acid와 acetic acid가 주로 생성되었으며 citric acid, succinic acid가 미량 생성되었다. 현미분을 사용하지 않은 경우 lactic acid의 함량은 0.
- cerevisiae 균주는 전형적인 효모의 생육곡선을 보였다. 효모와 유산균의 혼합배양으로 반죽에 존재하는 총균수는 감소되었다. 또한 혼합배양으로 반죽의 점도와 팽창도는 증가되었으며, 팽창도인 경우 18시간 발효 후 170%의 증가를 보였다.
후속연구
- 2의 값을 보였다. 따라서 본 연구에서 제조한 rice sourdough를 증편에 사용할 경우 기호성 향상에 기여할 것으로 판단된다. 백미분에 효모와 유산균을 혼합배양할 때 pH는 배양전 pH 6.
- 그러나 효모와 유산균의 접종으로 인하여 총균수가 절반으로 감소하였으며 이것은 효모와 유산균이 생성하는 에탄올과 유기산에 의하여 잡균의 증식이 억제되기 때문인 것으로 생각된다. 미생물의 증식에 따른 에탄올의 생성, pH의 감소, 총산도의 증가 등이 발효식품의 저장성 및 기호성을 향상시킨다는 보고(22,23)를 참고하면, 본 연구에서 효모와 유산균의 혼합배양이 rice sourdough의 안정적 발효와 보존성, 기호성 등 증편의 품질개선에 기여할 것으로 기대된다.
- 2로 양호하였다. 이는 S. cerevisiae 균주와 L. mesenteroides 균주의 혼합배양으로 제조한 rice sourdough가 향후 증편 제조용 발효종으로 사용될 경우 증편의 품질향상에 기여할 것으로 생각된다.
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