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문제 정의
- kawachii를 증자한 밀가루에 접종하여 만든 밀가루 koji에 물을 가하여 seed mash를 만들고(10), 밀가루에 이 seed mash와 sour dough 법에서 사용되는 유산균을 함께 첨가하여 혼합 배양한 발효액종을 제조하였다(11). 본 연구에서는 빵의 품질 향상에 기여하고자 이 발효액종을 밀가루 반죽에 첨가하여 파리노그래프, 익스텐소그래프, 아밀로그래프 등 반죽의 기계적 특성을 분석하여 향후 제빵 적성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.
제안 방법
- Koji를 배양한 seed mash, 유산균, 효모 등으로 발효하여 제조한 발효액종을 밀가루에 첨가하여 파리노그래프, 익스텐소그래프, 아밀로그래프, 대용량 배합기로 반죽의 물리적 특성 등을 분석하였다. 파리노그래프에서 발효액종의 종류에 관계없이 흡수율은 동일하였으나 발효액종 첨가로 반죽 발전시간이 길어졌고, 안정도는 감소하였다.
- 따라서 제빵공업의 현장에서 이를 이용하여 새롭게 사용할 수 있는 제빵법을 확립할 필요성이 있어 이를 위하여 한국 전통주인 탁주제조에 이용되고 있는 백국균인 A. kawachii를 증자한 밀가루에 접종하여 만든 밀가루 koji에 물을 가하여 seed mash를 만들고(10), 밀가루에 이 seed mash와 sour dough 법에서 사용되는 유산균을 함께 첨가하여 혼합 배양한 발효액종을 제조하였다(11). 본 연구에서는 빵의 품질 향상에 기여하고자 이 발효액종을 밀가루 반죽에 첨가하여 파리노그래프, 익스텐소그래프, 아밀로그래프 등 반죽의 기계적 특성을 분석하여 향후 제빵 적성에 미치는 영향을 평가하고자 하였다.
- 제빵 시 빵을 구울 때의 초기상태를 예측하는데 많이 활용 되는 아밀로그래프는 AACC 방법(22-10)에 따라 측정하였다(12). 밀가루 63 g(수분함량 14%기준)과 각각의 발효액종 21 g을 450 mL 증류수에 현탁시켜 보울에 넣고 보울의 회전 속도를 75 rpm으로 조정하였다. 현탁액은 1분간 1.
- 발효액종의 첨가가 반죽의 물성 및 안정도에 미치는 영향을 대용량 배합기(Oshikiri mixer, Oshikiri Co., Tokyo, Japan)로 측정하였다. 보울에 밀가루 7 kg, 소금 200 g, 각각의 발효액종 3 kg을 첨가하여 저속(55 rpm)에서 3분, 중속 (110 rpm)에서 15분간 반죽하면서 기계에 전달되는 힘의 정도를 그래프화하여 기계적으로 분석한 값으로 반죽의 물리적 특성(점성, 탄성, 신장성)과 밀가루 고유의 성질인 단백질함량과 질을 파악할 수 있는 D.
- , Tokyo, Japan)로 측정하였다. 보울에 밀가루 7 kg, 소금 200 g, 각각의 발효액종 3 kg을 첨가하여 저속(55 rpm)에서 3분, 중속 (110 rpm)에서 15분간 반죽하면서 기계에 전달되는 힘의 정도를 그래프화하여 기계적으로 분석한 값으로 반죽의 물리적 특성(점성, 탄성, 신장성)과 밀가루 고유의 성질인 단백질함량과 질을 파악할 수 있는 D.V.(development value)값 등을 측정하였다.
- 보울의 온도가 30±0.2℃이 되도록 유지하고 밀가루 280 g(수분함량 14% 기준)과 25℃에서 4시간 발효한 각각의 발효액종을 120 g을 첨가하여 혼합하는 동안 커브의 중앙이 500±20 B.U.에 도달할 때까지 흡수량을 조절하였다.
- 일정량의 증류수(520～570 mL)를 삼각 플라스크에 넣고 해당 원료 및 균주들을 Table 2와 같이 효모와 유산균을 각각의 비율로 첨가하고, 여기에 seed mash를 5% 비율로 첨가하여 용해한 후 밀가루 400 g씩을 넣고 혼합한 후 각각의 시료를 25℃ 항온기에서 6시간 교반하면서 발효하였다. 발효가 종료되면 5 ℃ 냉장고에 16시간 보관 후 40시간까지 사용하였다.
- 전통주 제조기술의 방법에 따라 증류수 560 g을 삼각 플라스크에 넣고 해당 균주들을 Table 1과 같이 고당용 효모와 유산균을 각각의 비율로 첨가하여 용해한 후 여기에 koji를 400 g씩 넣고 교반 후 각각의 시료를 25℃의 항온기에서 6시간 간격으로 교반하면서 3일간 배양하였다.
- 에 도달할 때까지 흡수량을 조절하였다. 파리노그래프로부터 도착시간(arrival time), 반죽시간(development time), 출발시간(departure time), 반죽의 기계적 내성 (mechanical tolerance index, MTI), 반죽 안정도(stability) 등의 값을 측정하였다.
- 밀가루 63 g(수분함량 14%기준)과 각각의 발효액종 21 g을 450 mL 증류수에 현탁시켜 보울에 넣고 보울의 회전 속도를 75 rpm으로 조정하였다. 현탁액은 1분간 1.5℃의 비율로 30℃에서 95℃까지 가열시키면서 paste의 호화개시온도, 최고점도, 최고점도온도 등을 측정하였다.
대상 데이터
- , Horsholm, Denmark)의 혼합균주를 사용하였다. Koji 는 천등산 박달주에서 제조한 밀가루 입국(증자 소맥분에 A. kawachii 종국을 살포하여 기계적 방법으로 제국)을 사용하였고, A. kawachii는 충무발효의 백국균 종국을 사용하였다.
- lactis subsp. cremoris(CHN-22, Christian Hansen Co., Ltd., Horsholm, Denmark)의 혼합균주를 사용하였다. Koji 는 천등산 박달주에서 제조한 밀가루 입국(증자 소맥분에 A.
데이터처리
- 통계분석은 Statistical Analysis System(SAS, ver. 8.1) (13) 통계 프로그램을 사용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 각 시료 간의 유의성 검증은 p<0.05 수준으로 던컨의 다중 범위시험법(Duncan's multiple range test)을 사용하였다.
이론/모형
- 반죽의 신장력과 신장 저항도를 측정하는 익스텐소그래프는 AACC 방법(54-10)에 따라 측정하였다(12). 밀가루 280 g, 소금 6 g, 각각의 발효액종 120 g을 첨가한 후 물의 양은 파리노그래프 흡수량보다 2% 적게 하였다.
- 제빵 시 빵을 구울 때의 초기상태를 예측하는데 많이 활용 되는 아밀로그래프는 AACC 방법(22-10)에 따라 측정하였다(12). 밀가루 63 g(수분함량 14%기준)과 각각의 발효액종 21 g을 450 mL 증류수에 현탁시켜 보울에 넣고 보울의 회전 속도를 75 rpm으로 조정하였다.
- 파리노그래프는 AACC 방법(54-21)에 따라 측정하였다 (12). 보울의 온도가 30±0.
성능/효과
- Seed mash를 첨가하지 않고 효모로만 발효하여 만든 발효액종을 첨가한 대조구의 저항 도는 45, 90, 135분 발효했을 때 각각 345, 565, 640 B.U.이었으나, seed mash와 유산균, 효모를 이용하여 만든 발효액종을 첨가한 시험구의 경우 135분 발효 시 655～670 B.U.로 대조구와 시험구간에 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- 05). 따라서 R/E 비율은 대조구보다 seed mash를 이용하여 만든 발효액종 첨가 시험구 반죽이 높은 값을 나타내었다. 이는 Elkassabany와 Hoseney(17)가 아스코르브산 등과 같은 첨가물이 반죽의 R/E 비율을 증가시킨다는 보고와 유사한 경향이었다.
- 이와 같은 단백질의 분리현상은 반죽기에서 형성되는 전단효과와 같은 물리적 작용이나 시스테인, 글루타치온 등과 같은 환원성 물질에 의해 -SS-결합을 -SH기와 상호 교환함으로써 일어난다고 하였다. 따라서 본 실험에서 발효액종 제조 시 seed mash, 유산균, 효모 등의 혼합발효는 반죽의 물리적 성질에 변화를 가져와 반죽혼합 시간을 단축하기 위해 사용하는 제빵 개량제와 유사한 특성을 나타내는 것으로 생각된다.
- 반죽의 물리적 특성(점성, 탄성, 신장성)과 밀가루 고유의 성질인 단백질 함량과 질을 파악할 수 있는 D.V.값은 대조구가 시험구들보다 높아 유의적인 차이가 있었으며(p<0.05), 시험구간에는 seed mash와 CHN-22를 첨가한 것에서 가장 높았다.
- 아밀로그래프에서 호화온도와 최고점도 온도는 대조구와 시험구간에 차이가 거의 없었으나 최고점도는 발효액종 첨가 시 낮아졌다. 반죽의 물리적 특성에서 D.V.(development value)값은 대조 구에 비하여 모두 낮아졌고, 반죽발전시간도 짧아졌다.
- 안정도는 효모로만 발효하여 만든 발효액종을 첨가한 대조구의 21분에 비하여 효모, seed mash, L. brevis(L-62), 혼합유산균 등으로 발효시켜 제조한 발효액종을 첨가하여 만든 시험구는 각각 17.3, 15.7, 16, 15.3분으로 대조구보다 짧아 유의적인 차이가 있었고(p<0.05), 반죽의 기계적 내성(MTI)은 대조구의 10 B.U.에 비하여 시험구는 각각 25, 40, 40, 40 B.U.로 대조구보다 높아 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- 파리노그래프에서 발효액종의 종류에 관계없이 흡수율은 동일하였으나 발효액종 첨가로 반죽 발전시간이 길어졌고, 안정도는 감소하였다. 익스텐소그래프에서 반죽저항성은 발효액종 첨가로 증가하였고, R/E값도 증가하여 seed mash, S. cerervisiae, L. brevis로 발효시킨 발효액종을 첨가한 반죽에서 가장 높았다. 아밀로그래프에서 호화온도와 최고점도 온도는 대조구와 시험구간에 차이가 거의 없었으나 최고점도는 발효액종 첨가 시 낮아졌다.
- 전체적인 반죽의 흡수율을 비교하였을 때 seed mash 를 첨가하지 않고 효모로만 발효하여 만든 발효액종을 첨가한 대조구와 효모, seed mash, L. brevis(L-62), 혼합유산균 등을 첨가하여 만든 시험구의 발효액종 모두 48%로 대조구와 시험구 간에 유의적인 차이가 없었다(p<0.05).
- 최고점도는 대조구가 845 B.U., 시험구가 각각 810, 780, 735, 820 B.U.로 대조구가 가장 높았으며, 발효액종을 첨가한 시험구 등이 낮아 대조구와 시험구 간에 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- 호화개시 온도는 대조구가 61℃, 시험구가 각각 61, 61, 61, 61.5℃로 대조구와 시험구간에 유의적인 차이는 없었으나(p<0.05), 최고점도에서의 온도는 시험구 중 seed mash, L. brevis(L-62), 효모를 발효시킨 발효액종을 첨가한 반죽에서 가장 높았다.
후속연구
- 즉 발효액종 중의 seed mash, 유산균, 효모가 발효 과정 중 생성하는 효소, 유기산, 환원성 물질 등으로 인하여 반죽의 레올로지에 미치는 영향은 여러 측면에서 산화제의 역할과 비슷하다고 알려져 있는데(18), 본 실험에서도 seed mash를 이용하여 만든 발효액종을 첨가한 시험구 반죽의 저항성이 증가되고 신장성이 다소 감소되어 R/E 비율이 대조구에 비하여 상대적으로 높게 나타났고, 이는 최근에 Cho 등(19)의 밀가루에 Bifidus 균을 발효시킨 brew의 첨가량이 증가할수록 저항성이 증가되고 신장성이 감소되어 R/E 비율이 증가되었다는 연구 결과와도 유사하였다. 이상의 실험에서 저항성 증가와 신장성이 감소한 반죽의 물성변화는 발효시간을 단축할 수 있음을 의미하며, 시간의 흐름에 따라 저항성이 증가하는 밀가루는 제빵 공정에서 반죽이 쉽고 좋은 빵이 되는 것으로 알려져 있어 향후 koji와 유산균을 발효 시킨 발효액종 첨가 시 제품의 물성이나 부피의 변화와 같은 제빵 특성에도 영향을 주어 양질의 제품을 생산할 수 있을 것으로 생각된다.
- 이러한 결과는 시험구의 밀가루 강도가 감소하였음을 의미하며, 이는 글루텐이 약화되어 점성과 탄성, 신장성이 낮아졌기 때문으로 생각된다. 이상의 실험에서와 같이 반죽 제조 시에 발효액종을 첨가할 경우 밀가루 반죽의 기계적 특성, 저항성에 변화가 있어 이는 향후 빵 제품의 부피, 노화, 물성 및 관능 등 제품의 품질특성에도 영향을 줄 것으로 기대된다.
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