This study was conducted to develope carbohydrate-based fat replacement for use in the preparation of non-(trans) fatty acid and low-caloric bread. Characteristics such as leavening height of batter, pH, titratable acidity, specific volume, sensory evaluation, shelf life and texture change of bread ...
This study was conducted to develope carbohydrate-based fat replacement for use in the preparation of non-(trans) fatty acid and low-caloric bread. Characteristics such as leavening height of batter, pH, titratable acidity, specific volume, sensory evaluation, shelf life and texture change of bread made using 11 types of carbohydrate-based fat replacements were measured. The 11 carbohydrate-based fat replacers (No. $1{\sim}11$) were prepared using maltodextrin as a base, and different ratios of calcium sulfate, ascorbic acid, sodium stearoyl lactylate and methyl cellulose. The pH was lowered and the total titratable acidity was increased after four hours of fermentation in the control and the samples of dough that contained the fat replacement. In addition, the leavening height of the control was 5.0cm (maximum) after two hours of fermentation and 4.6 cm after four hours of fermentation, which was similar to the heights observed when No.$9{\sim}11$ were evaluated. When the specific volume of the bread was evaluated, the 3% of fat replacement No. 10 produced the best results. When taste was evaluated, there was no significant difference between the control and the bread produced using 1% No. 10, however, there was a significant difference between the control and all samples that contained 2% or more of the fat replacement. Furthermore, the addition of a greater concentration of the fat replacer resulted in a greater moisture. However, there were no significant differences in the color of the control and any of the samples. Additionally, measurement of the firmness of the bread during four days of storage at $25^{\circ}C$ revealed that it decreased as the concentration of fat replacer increased. In addition, the sample that contained 3% of sample No. 10 showed a firmness of 18kgf after three days of storage, while the control showed a firmness of 18kg after two days, which indicates that the degradation of the bread that contained the fat replacer was delayed by one day. The bread made using fat replacers was found to have a better taste, flavor, color, texture and firmness than the control, and the best results were observed in response to the addition of 3% of replacement No. 10. The results of this study will be useful in the production of non-(trans) fatty acid, low caloric bread.
This study was conducted to develope carbohydrate-based fat replacement for use in the preparation of non-(trans) fatty acid and low-caloric bread. Characteristics such as leavening height of batter, pH, titratable acidity, specific volume, sensory evaluation, shelf life and texture change of bread made using 11 types of carbohydrate-based fat replacements were measured. The 11 carbohydrate-based fat replacers (No. $1{\sim}11$) were prepared using maltodextrin as a base, and different ratios of calcium sulfate, ascorbic acid, sodium stearoyl lactylate and methyl cellulose. The pH was lowered and the total titratable acidity was increased after four hours of fermentation in the control and the samples of dough that contained the fat replacement. In addition, the leavening height of the control was 5.0cm (maximum) after two hours of fermentation and 4.6 cm after four hours of fermentation, which was similar to the heights observed when No.$9{\sim}11$ were evaluated. When the specific volume of the bread was evaluated, the 3% of fat replacement No. 10 produced the best results. When taste was evaluated, there was no significant difference between the control and the bread produced using 1% No. 10, however, there was a significant difference between the control and all samples that contained 2% or more of the fat replacement. Furthermore, the addition of a greater concentration of the fat replacer resulted in a greater moisture. However, there were no significant differences in the color of the control and any of the samples. Additionally, measurement of the firmness of the bread during four days of storage at $25^{\circ}C$ revealed that it decreased as the concentration of fat replacer increased. In addition, the sample that contained 3% of sample No. 10 showed a firmness of 18kgf after three days of storage, while the control showed a firmness of 18kg after two days, which indicates that the degradation of the bread that contained the fat replacer was delayed by one day. The bread made using fat replacers was found to have a better taste, flavor, color, texture and firmness than the control, and the best results were observed in response to the addition of 3% of replacement No. 10. The results of this study will be useful in the production of non-(trans) fatty acid, low caloric bread.
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문제 정의
하지만 빵에 지방을 제거하면 빵의 식감과 품질이 개선되지 않아 빵의 품질과 식감을 개선하기 위해서는 지방의 역할을 대신할 수 있는 지방 대체제가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 웰빙(Well- being)시대에 맞추어 제빵에 유지나 지방을 전혀 사용하지 않고도 지 방을 사용한 것과 같은 효과를 낼 수 있고 기존의 빵보다 칼로리가 낮고, 트랜스 지 방과 포화 지방이 함유되지 않아 건강에 유익하고, 품질이 우수한 빵을 제조할 수 있는 지방 대체제를 개발하고자 하였다.
본 연구에서는 제빵 시 지방을 넣지 않고도 지방의 역할을 대체할 수 있는 제빵용 지방 대체제를 개발하여 무지방 저열량의 빵을 만들고자 하였다. 지방 대체제 11개 시험 구를 이용한 반죽의 발효 팽창력, pH 측정, 적정 산도 측정을 비교하여 Table 1의 No.
가설 설정
3)Values are mean±SD.
제안 방법
AACC 02-31 방법(AACC 1962)에 따라 겉껍질을 제거한 빵의 속살 15 g을 250 mL 비커에 100 mL 증류수를 넣고 1.0% phenolphthalein 지시약 0.5 mL를 넣어 혼합한 후 0.1N NaOH로 적정하여 분홍색이 30초 동안 지속되는 점을 종말점으로 간주하였다. 적정 산도는 적정에 소요된 0.
관능 평가는 혜전대학 호텔제과제빵과 학생 45명을 대상으로 설문지에 표시된 항목과 관능검사에 필요한 교육 및 훈련을 실시하고 관능검사를 실시하였다. 평가는 냄새, 맛, 텍스쳐, 색깔에 대하여 다시료 비교법에 의한 5점 채점법(Larmod E 1970)으로 행하였으며, 냄새와 색깔을 먼저 평가하고 맛과 텍스쳐를 평가하도록 하였다.
풍미 또한 지방 대체제의 2% 이상 첨가 구는 대조구와 유의적인 차이를 보였다. 대조구와 시험 구의 맛과 풍미에 대한 표현은 대조구에 비하여 시험구의 맛이 ‘담백하다’로 표시하여 지방 첨가 제품과 비첨가 제품을 정확하게 구별하였다. 한편, 텍스쳐에서 지방 대체제의 첨가량이 높을수록 조직이 촉촉하게 느껴지기 때문에 대조 구보다 높은 값을 보였으나, 통계적 유의성은 없었다.
같다. 대조구의 제빵 배합 비는 Table 2와 같이 쇼트닝을 8% 사용하였으며, 시험구는 쇼트닝 대신 지방 대체제를 4% 비율로 사용하였다.
반죽의 발효 팽창성 실험 및 pH와 총 산도 실험을 통하여 지방 대체제의 최적 비율로 No. 10을 확정한 후, 지방을 첨가한 대조구와의 지방 대체제를 밀가루 100%를 기준으로, 1%, 2%, 3% 및 4%를 첨가하면서 구워진 빵의 비용적을 조사하였다. 대조구의 비용적은 4.
빵을 오븐에서 꺼내고 실온에서 2시간 방치 후, 폴리에틸렌 백에 넣고 실온(25℃)에서 4일간 보관하면서 빵의 경도를 Rheometer(CR-200D, Sun Scientific Co, Japan)를 사용하여 3 번 측정하고 그 평균값을 사용하였다. 측정 조건은 mode 20 을 사용하여 최대 힘을 10 kgf 로 하고, table speed는 30 mm/ min, chart speed는 120 mm/min, 시료 측정 높이는 10 mm, 측정 깊이는 7.
제빵에서 지방을 대체하기에 적합한 지방 대체제의 조성을 검토하기 위해 지방 대체제 11개 시험구(Table 1)를 지방 대신 각각의 배 합에 첨가하여 반죽한 후 발효 4시간 동안 반죽의 팽창 높이를 1시간 단위로 측정 하였으며, 결과는 Table 3과 같다. 대조구의 제빵 배합 비는 Table 2와 같이 쇼트닝을 8% 사용하였으며, 시험구는 쇼트닝 대신 지방 대체제를 4% 비율로 사용하였다.
제빵용 지방 대체제를 만들기 위해 벌크제로서 탄수화물로 된 말토덱스트린(malto dextrin) 50-100%, 감자가루 30~ 100%를 사용하였으며, 반죽의 산화를 촉진하기 위하여 황산칼슘(calcium sulfate) 1~2%를, 반죽 내 글루텐 매트릭스를 강화하기 위해 아스코르브산(ascorbic acid) 0.2 ~0.4%를, 반죽 강화제로 메틸셀룰로오스(methyl cellulose) 3%와 스테아릴 젖산나트륨(sodium stearoyl lactylate) 10%를, 또한, 반죽 내 성분 간의 결합을 제공하는 중간체 형성을 위해 프로티아제(protease) 0.5 ~1.0%, 리파제(lipase) 0.5~1.0%와 아밀라제 (amylase) 0.5~1.0%를 혼합하여 100% 분말 11개의 조합을 만들어 밀가루 기준으로 지방 대체제를 1%~4% 수준으로 배합하였다(Table 1).
빵을 만들고자 하였다. 지방 대체제 11개 시험 구를 이용한 반죽의 발효 팽창력, pH 측정, 적정 산도 측정을 비교하여 Table 1의 No. 10을 가장 좋은 지방 대체제로 설정하고 적정 사용량을 알아보기 위해 비용적 측정, 빵의 관능검사와 경도 변화에 의한 노화 속도를 비교하여 보았다.
대상 데이터
밀가루는 대한제분(주)에서 생산된 제빵용 밀가루(강력1 급)를 사용하였으며, 밀가루의 일반 성분은 수분 13.1%, 단백질 12.4%(Nx5.7), 회분 0.30%이었다. 설탕은 제일제당 정백당(당도 99.
평가는 냄새, 맛, 텍스쳐, 색깔에 대하여 다시료 비교법에 의한 5점 채점법(Larmod E 1970)으로 행하였으며, 냄새와 색깔을 먼저 평가하고 맛과 텍스쳐를 평가하도록 하였다. 평가는 5점법으로 ‘매우 좋다’ 5점, ‘좋다’ 4점, ‘보통이다’ 3점, ‘싫다’ 2점, ‘매우 싫다’ 1 점으로 하고, 유의성 검정은 SPSS 프로그램을 이용한 Duncan's multiple range test로 분석하였다.
이론/모형
AACC 02-52 방법(AACC 1962)에 따라 겉껍질을 제거한 빵의 속살 15 으을 250 mL 비커에 100 mL 증류수와 함께 넣어 균일하게 섞고 25 ℃에서 방치한 후 pH미터(Beckmann, Germany)로 즉정하였다.
반죽의 발효 팽창력을 측정하기 위하여 반죽 100 g 을 취해 AACC 22-14 방법 (AACC 1962)에 따라 발효 팽창관에 넣고 1시간마다 발효 팽창력을 측정하여 팽창된 높이를 cm로나타내었다.
빵의 용적은 종자치환법(Pyler EJ 1979)으로 구하였고, 빵의 무게를 측정한 후 비용적 (cc/g)으로 나타내었다.
제빵 시험은 AACC 10-10A 방법(AACC 1962)을 조금 변형한 직접 반죽법(Fig. 1)을사용하였으며, 반죽의 배합은 constant dough weight법으로 하였다(Table 1).
실시하고 관능검사를 실시하였다. 평가는 냄새, 맛, 텍스쳐, 색깔에 대하여 다시료 비교법에 의한 5점 채점법(Larmod E 1970)으로 행하였으며, 냄새와 색깔을 먼저 평가하고 맛과 텍스쳐를 평가하도록 하였다. 평가는 5점법으로 ‘매우 좋다’ 5점, ‘좋다’ 4점, ‘보통이다’ 3점, ‘싫다’ 2점, ‘매우 싫다’ 1 점으로 하고, 유의성 검정은 SPSS 프로그램을 이용한 Duncan's multiple range test로 분석하였다.
성능/효과
1) Score from 5=very good to 1= very poor; a~c : Same letters in the same row are not significantly different at 5% level.
11개 시험구의 지방 대체제는 그 조성에 따라 pH 및 총 산도에서 대조구와 약간의 차이를 보였다(Table 4, Table 5). 이스트의 활성을 촉진시키기 위하여 첨가된 황산칼슘을 함유한 시험구는 함유하지 않은 시험구에 비하여 pH가 더 저하되었으며, 총산도는 더 많이 증가였다.
10)를 첨가한 빵의 경도는 실험 당일 대조구는 경도 8을 나타내었으며, 1% 시험구는 1이 낮은 경도 7 kgf을 나타내었다. 2%와 3% 시험 구는 경도가 6.5 kgf로 대조구보다 낮게 나타났으며, 4% 시험 구에서는 대조구보다 2가 낮은 경도 6 kgf로 첨가량이 많을수록 경도는 낮아지는 경향을 보였다. 한편, 3% 시험 구는 대조 구가 2일째에 경도 18 kgf을 나타낸 것에 비해 3일째에 경도 18 kgf을 나타내어 빵의 노화가 1일 정도 지연되는 것으로 나타났다.
10을 확정한 후, 지방을 첨가한 대조구와의 지방 대체제를 밀가루 100%를 기준으로, 1%, 2%, 3% 및 4%를 첨가하면서 구워진 빵의 비용적을 조사하였다. 대조구의 비용적은 4.32 cc/g으로 지방 대체 제의첨가량 2% 시험구와 비용적 이 비슷하였고, 2% 이상으로 지방 대체제의 첨가량을 증가 시킬수록 제품의 비용적은 대조 구에 비해 증가하였으나(Table 6), 4% 첨가구는 3% 첨가 구와 같은 비용적을 나타내어 부피가 더 이상 증가되지 않았으나, 3% 첨가구에서는 비용적이 대조구에 비하여 14% 증가하여 지방 대체제의 적정 첨가량은 3% 수준이었다. 지방 대체제에 의한 부피 증가 효과는 반죽의 윤활 작용과 oven spring 에의한 효과로서 오븐 안에서는 제품의 내부 온도가 50℃가 도달하기 전까지 알파아밀라아제 효모 활성이 가속화되어 많은 양의 이산화탄소를 생성하여 반죽이 부풀고 제품의 체적을 크게 하는 원인(oven rise)으로 작용한 것으로 추정된다(EJ 1979).
2 정도 더 많이 증가하여 유사한 패턴을 보여 발효 촉진에 효과가 있음을 나타내었다. 또한, 말토덱스트린을 함유한 시험구가 감자 전분을 함유한 시험구보다 발효 시간이 경과되면서 발효 팽창 높이가 0.3 cm 증가되어 말토덱스트린이 감자가루보다 약간 더 우수하였다. 또한, 지방 대체제로 말토덱스트린이나 감자가루를 단독으로 사용했을 때는 지방이 첨가된 반죽과 같은 조직감, 탄력성 및 기공 분포를 이루지 못했다.
6 cm를 나타내었다. 말토덱스트린과 감자전분을 함유한 시험구는 원래 반죽의 높이보다 2시간 경과에 약 2.5 cm가 팽 창되었으며, 말토덱스트린을 함유한 시험구(No. 1)는 감자 전분을 함유한 시험 구(No.2)보다 발효 시간이 경과되면서 발효 팽창 높이가증가되어 지방 대체제에 대한 벌크제로서 효과가 약간 더 우수한 결과를 나타내었다.
이러한 경향은 빵의 경도는 빵 내부의 수분함량이 많을수록 감소한다는 보고(Betchel & Meisner 1954) 와 빵의 수분 함량이 높을수록 그리고 빵의 비용적이 증가할수록 빵의 경도는 감소한다는 보고(Maleci & Mattern 1979) 와 유사한 결과를 보였다. 이러한 실험 결과로부터 지방이 빵에서 제거되어 나타나는 현상인 빵의 단단함은 지방 대체제에 의하여 해결될 수 있음을 나타내었다.
이상의 결과로부터 지방 대체제(No. 10, 3%)는 대조구에 비하여 반죽의 부피 팽창도를 증가시키고 반죽의 윤활 성을 증가시키며 빵의 경도를 지연시키는 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 건강적 측면에서도 무(無)트랜스 지방, 저(低) 열량의 건강지향적인 빵을 만들 수 있었다.
이상의 실험 결과로부터 지방 대체를 위한 특성을 갖기 위해서는 지금까지 알려진 한두 가지 원료의 조합으로는 안되며 반죽의 벌크제로 말토덱스트린 및 감자전분이 필요하며, 발효 팽창성 증대 및 반죽 내 가스 유지를 위하여 황산칼슘, 아스코르브산, 스테아릴젖산나트륨 및 메틸셀로오스 등의 일정비율에 의한 조합이 필요한 것으로 나타났다.
이스트의 활성을 촉진시키기 위하여 첨가된 황산칼슘을 함유한 시험구는 함유하지 않은 시험구에 비하여 pH가 더 저하되었으며, 총산도는 더 많이 증가였다. 또한, 이러한 효과는아밀라제를 첨가한 시험구(No.
색깔 역시 지방 대체제 첨가에 따른 유의적인 차이는 없었다. 전체적으로 지방 대체제를 첨가한 빵이 맛, 풍미, 색깔 그리고 텍스쳐에서 대조구보다 높은 평가를 나타내었으며, 실제 제빵에 이용할 경우 지방 대체제 3% 이상이 적절한 것으로 판단되었다.
한편, 3% 시험 구는 대조 구가 2일째에 경도 18 kgf을 나타낸 것에 비해 3일째에 경도 18 kgf을 나타내어 빵의 노화가 1일 정도 지연되는 것으로 나타났다. 지방 대체제(No. 10)를 첨가한 빵과 지방을 첨가한 빵의 칼로리를 비교(한국영양학회 2000)해 보면, 빵 100 으을 기준으로 대조구는 약 365 cal, 지방 대체제 3% 시험 구는 약 306 cal로 대조구에 비해 칼로리가 약 16% 낮은 것으로 나타나 지방 대체제를 첨가한 시험구가 칼로리 절감에 효과가 있는 것으로 나타났다.
10) 3% 시험구에서는 비용적이 대조구에 비하여 14% 증가하여 적정 첨가량은 3% 수준이었다. 지방 대체제를 첨가한 빵의 관능 평가 결과를 보면 맛에 있어서 2% 이상 시험 구에서는 대조구와 유의적인 차이를 나타내었으며, 향미도 유사한 경향을 나타내었다. 지방 대체제(No.
지방 대체제의 조성을 검토하기 위하여 11개 시험구를 지방 대신 각각의 배합에 첨가하여 반죽의 pH 및 총 산도의 영향을 측정한 결과, 황산칼슘을 함유한 시험구와 함유하지 않은 시험구는 1시간 경과 후, pH가 0.36 저하되었고, 아밀라제를 첨가한 시험구는 황산칼슘을 넣은 시험구보다 pH가 0.05 저하되었다. 총산도는 황산칼슘을 넣은 시험구와 아밀라제를 넣은 시험구가 1시간 경과 후, 다른 시험구보다 총 산도는 0.
05 저하되었다. 총산도는 황산칼슘을 넣은 시험구와 아밀라제를 넣은 시험구가 1시간 경과 후, 다른 시험구보다 총 산도는 0.1-0.2 정도 더 많이 증가하여 유사한 패턴을 보여 발효 촉진에 효과가 있음을 나타내었다. 또한, 말토덱스트린을 함유한 시험구가 감자 전분을 함유한 시험구보다 발효 시간이 경과되면서 발효 팽창 높이가 0.
7)에도 발효 팽창 성이 더욱 좋아지는 것으로 나타났다. 특히 스테아릴젖산 나트륨은 반죽 강화 효과가 커서 발효 시간이 2시간 이상 경과하여도이산화탄소의 가스 유출이 적은 것으로 나타났다.
빵의 경도는 대조구의 경우 1일 경과한 후 경도가 8에서 14로 경도 차이가 6으로 나타났으며, 1% 시험 구는 경도가 7에서 13으로 대조구과 같은 6의 경도 차이를 보여 차이가 나지 않았다. 하지만 2% 시험구는 경도 차이가 5.5를 나타내었으며, 3% 시 험구는 경 도 차이가 4.7을 나타내었고, 4% 시험구는 경도 차이가 5를 나타내어 지방 대체제 3% 시험구가 1일 경과 후 가장 낮은 경도 변화를 보였다. 또한, 3% 시험구는 대조구에 비해 2일째 경도 18을 나타낸 것에 비하여 3일째 경도 18을 나타내어 빵의 노화가 1일 정도 지연되었다.
4)의 팽창 높이가 아스코르브산을 포함하지 않은 시험구보다 더 증가한 이유는 아스코르브산의 산화 작용으로 인한 효과로 추측되며, 이러한 결과는 아스코르브산의 첨가량을 증가시킴에 따라 발효 부피가 증가하였다는 보고와 유사하였다(조와 김 1989). 한편, 메틸셀룰로오스와 스테아릴젖산나트륨 등과 같은 반죽 강화제를 첨가한 시험구(No. 5, No. 6)의 반죽 발효 팽창성은 첨가하지 않은 시험구들보다 약간 더 증가하였으며, No. 5 시험구에 스테아릴젖산나트륨을 첨가할 경우(No.6)와 No. 6 시험구에 황산칼슘을 첨가할 경우(No. 7)에도 발효 팽창 성이 더욱 좋아지는 것으로 나타났다. 특히 스테아릴젖산 나트륨은 반죽 강화 효과가 커서 발효 시간이 2시간 이상 경과하여도이산화탄소의 가스 유출이 적은 것으로 나타났다.
그러나 두 물질을 일정 비율로 함께 사용했을 때는 지방이 주는 반죽의 조직감 및 탄력성과 비슷하였다. 한편, 메틸셀룰로오스와 스테아릴젖산나트륨과 같은 반죽 강화제를 첨가한 시험구의 발효 팽창성은 1시간 경과 후부터 첨가하지 않은 시험구들보다 약 0.5cm 정도 증가하였으며, 리파제와 아밀라제를 첨가한 경우 반죽의 윤활성이 증가하여 발효팽창도가 1시간 경과 후부터 첨가하지 않은 시험 구보다 0.3~0.8cm 정도 더 팽창하였다. 제빵용 지방 대체제(No.
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