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문제 정의
- 즉 밀가루에 양배추 분말을 2.5%∼10% 첨가하여 반죽의 물성, 제빵적성 및 관능적 특성을 조사하고 적정 첨가량의 수준을 제시하고자 하였다.
- 본 연구는 양배추의 이용확대를 위한 가공식품개발의 일환으로 수행되었으며, 다양한 기능성이 밝혀진 양배추 분말을 이용하여 건강 기능성 식빵을 제조하기 위해 수행되었다. 즉 밀가루에 양배추 분말을 2.
가설 설정
- b: Measures yellowness when plus, and blueness when minus. 2)In a column, means followed by same superscript are not significantly different at the 5% level by Duncan's multiple range test.
제안 방법
- 즉 믹싱한 반죽 20 g을 취하여 100 mL의 메스실린더에 넣어 1차 발효조건인 온도 27±1℃, 상대습도 75%의 발효기에서 15분 간격으로 90분간 측정하였다.
- 성형한 반죽을 3덩어리(170 g × 3)씩 빵틀에 팬닝하고 2차발효기(온도 37±1℃, 상대습도 85±5%)에서 50분간 발효하였다.
- 양배추 분말은 베이커 퍼센트(baker's percentage)로 계산하여 첨가하였다.
- 양배추 분말은 베이커 퍼센트(baker's percentage)로 계산하여 첨가하였다. 즉 대조구 배합의 밀가루 100 g을 기준으로 하여 0%, 2.5%, 5.0%, 7.5%, 10.0%로 양배추 분말의 양을 각각 달리하여 첨가하였다. 밀가루의 양은 대조구의 밀가루 양에서 각 실험구에 첨가된 양배추 분말 함량만큼 줄여서 사용하였다.
- Korea)를 사용하여 직접 반죽법(16)으로 실시하였다. 즉 쇼트닝을 제외한 전 재료를 반죽기에 넣고 클린업 상태까지 믹싱한 후 쇼트닝을 첨가하여 저속에서 2분간 혼합하고, 중고속으로 글루텐이 최적 상태로 형성될 때까지 믹싱하여 반죽온도가 27℃가 되도록 하였다. 1차 발효 조건은 온도 27±1℃, 상대습도 75% 그리고 발효시간 90분이었으며, 1차 발효한 반죽을 170 g씩 분할하고 둥글리기하여 15분간 중간 발효시킨 후 성형하였다.
- 반죽의 pH는 양배추 분말의 첨가량을 달리하여 제조한 식빵 반죽 10 g에 10배의 증류수를 가하고 homogenizer로 2분간 균질한 후 pH meter (AM-30V, Toyo, Japan)로 측정하였다. 발효 팽창력은 식품공학실험법(17)을 변형하여 측정하였다. 즉 믹싱한 반죽 20 g을 취하여 100 mL의 메스실린더에 넣어 1차 발효조건인 온도 27±1℃, 상대습도 75%의 발효기에서 15분 간격으로 90분간 측정하였다.
- 빵의 무게와 부피는 빵을 구운 후 실온에서 1시간 방냉한 다음 측정하였으며 빵의 부피는 종자 치환법(18)으로 빵 4개를 각각 세 번씩 측정하여 산술평균으로 나타내었고, 식빵의 높이는 30 cm자를 이용하여 측정하였다. 비용적(specific volume)은 빵 1 g이 차지하는 부피(mL)로 나타내었다.
- 색도는 시료를 실온까지 식힌 후 색차계(Color difference meter, Color Techno System Co., JS 555, Japan)를 사용하여 표준 백판(L=98.77, a=0.03, b=-0.70)으로 보정한 후 측정하였다.
- 시료는 20×20×20 mm로 하여 3회 반복 측정하여 평균을 구하였다.
- 빵을 제조하여 5시간 후 Rheometer(Compac-100Ⅱ, Sun Scientific Co., Ltd. Japan)로 mastication test를 이용하여 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess) 및 부서짐성(brittleness)을 측정하였다. 시료는 20×20×20 mm로 하여 3회 반복 측정하여 평균을 구하였다.
- 관능검사는 제과기술자를 포함한 훈련된 12명의 패널요원을 구성하여 양배추 분말을 첨가한 식빵을 제조한 후 2시간 실온에서 방냉한 후 실시하였다. 관능검사는 Civille와 Szczesniak의 방법(19)에 따라 7점법의 기호도 검사법을 사용하였다.
- 관능검사는 Civille와 Szczesniak의 방법(19)에 따라 7점법의 기호도 검사법을 사용하였다. 평가항목으로는 식빵의 색(color), 향미(flavor), 맛(taste), 조직감(texture) 그리고 종합적 기호도(overall acceptance) 등이었으며 항목별로 점수가 높을수록 특성이 강해지는 것으로 평가하였다.
- 양배추 분말을 첨가한 건강 기능성 식빵을 제조하기 위해 밀가루에 양배추 분말을 2.5%∼10% 첨가하여 반죽에 대한 물성, 제빵적성 및 관능적 특성을 조사하였다.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 양배추(Brassica oleracea)는 대구 시내 마트에서 구입하였으며, 3 mm로 세절하고 60℃에서 열풍 건조한 후 100 mesh로 마쇄 분말화하여 사용하였다. 양배추 분말의 일반성분 분석은 AOAC법(15)에 준하여 수분은 상압가열건조법, 조단백질은semimicro Kjeldahl법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet법으로 각각 측정하였다.
- 양배추 분말의 일반성분 분석은 AOAC법(15)에 준하여 수분은 상압가열건조법, 조단백질은semimicro Kjeldahl법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet법으로 각각 측정하였다. 밀가루는 CJ(주) 강력분 1등품, 이스트는 조흥화학 생이스트, 이스트푸드는 삼립유지, 쇼트닝은 롯데삼강, 탈지분유는 서울우유협동조합, 설탕은 삼양사의 정백당을 사용하였다.
- 실험에 사용한 양배추 분말의 일반성분은 수분 8%, 조단백 2.25%, 조지방 0.6%, 조회분 1.8% 이었으며, 조섬유는 25%이었다. 식빵의 색도에 대한 측정 결과는 Table 2와 같다.
데이터처리
- 본 연구의 실험 결과의 통계처리는 SPSS 12.0 for windows program을 사용하였으며 분산분석(ANOVA)후 p＜0.05 수준에서 Duncan의 다중검증법으로 시료간의 유의성을 검정하였다(20).
- 2)In a column, means followed by same superscript are not significantly different at the 5% level by Duncan's multiple range test.
- 1)In a column, means followed by same superscript are not significantly different at the 5% level by Duncan's multiple range test.
- 1)In a row, means followed by same superscript are not significantly different at the 5% level by Duncan's multiple range test.
이론/모형
- 본 실험에 사용한 양배추(Brassica oleracea)는 대구 시내 마트에서 구입하였으며, 3 mm로 세절하고 60℃에서 열풍 건조한 후 100 mesh로 마쇄 분말화하여 사용하였다. 양배추 분말의 일반성분 분석은 AOAC법(15)에 준하여 수분은 상압가열건조법, 조단백질은semimicro Kjeldahl법, 조회분은 건식회화법, 조지방은 Soxhlet법으로 각각 측정하였다. 밀가루는 CJ(주) 강력분 1등품, 이스트는 조흥화학 생이스트, 이스트푸드는 삼립유지, 쇼트닝은 롯데삼강, 탈지분유는 서울우유협동조합, 설탕은 삼양사의 정백당을 사용하였다.
- 반죽은 수직형 반죽기(Model ,Dae Young Co. Korea)를 사용하여 직접 반죽법(16)으로 실시하였다. 즉 쇼트닝을 제외한 전 재료를 반죽기에 넣고 클린업 상태까지 믹싱한 후 쇼트닝을 첨가하여 저속에서 2분간 혼합하고, 중고속으로 글루텐이 최적 상태로 형성될 때까지 믹싱하여 반죽온도가 27℃가 되도록 하였다.
- 관능검사는 제과기술자를 포함한 훈련된 12명의 패널요원을 구성하여 양배추 분말을 첨가한 식빵을 제조한 후 2시간 실온에서 방냉한 후 실시하였다. 관능검사는 Civille와 Szczesniak의 방법(19)에 따라 7점법의 기호도 검사법을 사용하였다. 평가항목으로는 식빵의 색(color), 향미(flavor), 맛(taste), 조직감(texture) 그리고 종합적 기호도(overall acceptance) 등이었으며 항목별로 점수가 높을수록 특성이 강해지는 것으로 평가하였다.
성능/효과
- 대조구의 pH는 5.64이었으며 양배추 분말의 첨가량을 증가시킴에 따라 반죽의 pH는 5.73∼6.05 로 점차적으로 증가하여 각 실험군간의 유의적인 차이를 보였다.
- 2와 같다. 발효 30분 후에는 대조구와 2.5%처리구는 유의적인 차이가 없었으나 5%와 7.5%처리 실험군과 대조군간에는 유의적인 차이가 있었다. 대조구와 비교하여 발효 30분을 제외한 각 실험 시간별로 대조구와 비교하여 2.
- 5%처리 실험군과 대조군간에는 유의적인 차이가 있었다. 대조구와 비교하여 발효 30분을 제외한 각 실험 시간별로 대조구와 비교하여 2.5%, 5% 및 7.5% 처리구에서는 유의적인 차이가 없었다. 그러나 10%처리구와 나머지 실험군간에는 전 발효기간에 걸쳐 유의적인 차이를 보였으며 발효 90분 후 측정된 발효 팽창력은 대조구의 경우 60 mL이었으며 2.
- 빵의 부피는 대조구가 3417.33±31.34 mL이었고 양배추 분말을 2.5%, 5.0% 및 7.5%를 첨가한 실험구는 3334.33±5.51 mL, 3350.00±61.51 mL 및 3333.00±7.5 mL로 실험군간의 유의적 차이는 없었으나, 대조구와 비교했을 때는 모두 유의적인 차이가 있었다.
- 즉 대조구는 굽기 손실율이 12.02±0.30%로 가장 컸으며 양배추 첨가구는 8.50±0.82∼10.98±0.68%로 첨가량을 증가시킬수록 굽기 손실율이 감소하는 경향을 보였다.
- (p＜0.05) 10%첨가구에서는 3244.00±6.0 mL로 감소하여 대조구 및 2.5%, 5.0% 및 7.5% 첨가 실험군과도 유의적인 차이를 나타내었다(p＜0.05).
- 김 등(22)은 연근 분말을 제빵공정에 첨가하였을 때 식빵의 부피가 유의적으로 감소하였다고 했으며, 이는 반죽에 의해 결정된다고 하였다. 본 실험에서도 10% 처리 실험군의 경우, 반죽의 발효 팽창력이 유의적으로 감소하였으며 완성된 식빵의 부피가 감소할 것으로 예상되었다.
- 식빵의 색도에 대한 측정 결과는 Table 2와 같다. L값(명도, Lightness), a값(적색도, Redness) 및 b값(황색도, Yellowness) 모두 전 실험군에서 유의적인 차이를 보였으며, 양배추 분말의 첨가량이 증가할수록 색도의 차이가 명확히 나타났다. L값은 대조구가 80.
- 71로 가장 낮은 값은 나타내었다. 즉 양배추 분말이 함유된 식빵을 제조할 때 양배추 분말의 양이 많을수록 L값이 저하하여 식빵의 내부 색이 어두워지는 경향을 나타내었다. a값과 b값을 측정한 결과 적색도 및 황색도가 증가하는 경향을 나타냈으며, 각 실험군 별로 실시한 통계 분석 결과에서 양배추 분말의 첨가량이 증가할수록 a값과 b값도 L값의 결과와 같이 유의미한 차이를 보였다(p＜0.
- 즉 양배추 분말이 함유된 식빵을 제조할 때 양배추 분말의 양이 많을수록 L값이 저하하여 식빵의 내부 색이 어두워지는 경향을 나타내었다. a값과 b값을 측정한 결과 적색도 및 황색도가 증가하는 경향을 나타냈으며, 각 실험군 별로 실시한 통계 분석 결과에서 양배추 분말의 첨가량이 증가할수록 a값과 b값도 L값의 결과와 같이 유의미한 차이를 보였다(p＜0.05). 양배추의 첨가량이 증가함에 따라 L값은 감소하는 경향을 나타내어 부적 상관을 보였으며, a값과 b값은 증가하는 경향을 나타내어 정적 상관을 보였다.
- 05). 양배추의 첨가량이 증가함에 따라 L값은 감소하는 경향을 나타내어 부적 상관을 보였으며, a값과 b값은 증가하는 경향을 나타내어 정적 상관을 보였다. L값, a값 및 b값에 대해 회귀분석을 실시하여 각각 Y = -3.
- 양배추의 첨가량이 증가함에 따라 L값은 감소하는 경향을 나타내어 부적 상관을 보였으며, a값과 b값은 증가하는 경향을 나타내어 정적 상관을 보였다. L값, a값 및 b값에 대해 회귀분석을 실시하여 각각 Y = -3.1397X + 82.506 (R2 = 0.91), Y = 1.467X - 3.4457 (R2 = 0.99) 및 Y = 3.138X + 9.526 (R2 = 0.96)의 회귀식을 얻었다. L값, a값 및 b값의 R2는 각각 0.
- 05). 양배추 분말을 첨가한 식빵의 비용적은 대조구와 비교하여 양배추 분말의 양이 증가할수록 실험군의 비용적이 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다(p＜0.05). 굽기 손실율은 양배추 분말의 첨가량을 증가시킬수록 대조구와 비교하여 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p＜0.
- 05). 굽기 손실율은 양배추 분말의 첨가량을 증가시킬수록 대조구와 비교하여 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p＜0.05). 즉 대조구는 굽기 손실율이 12.
- 빵의 부피, 높이 및 비용적은 밀가루 단 밀가루 단백질의 양, 글루텐 형성정도, 첨가재료의 종류 등 여러 가지 요인에 의해 영향을 받는데(26) 첨가되는 부재료의 성질에 따라 무게나 부피가 커지기도 하고 작아지기도 한다. 본 실험에 사용된 양배추 분말 중에는 섬유소가 25% 함유되어 있으며, 그 결과 첨가된 양배추 분말의 양이 많아질수록 상대적으로 글루텐 함량이 줄어들어 가스를 보유하고 구조를 지탱할 수 있는 힘이 약화된다. 따라서 제품의 부피가 작아지고 무게는 증가되는 현상이 발생한 것으로 판단된다(27).
- 식빵의 색도는 0%, 2.5% 및 5% 첨가 실험군은 각각 6.42±0.51, 6.33±0.49 및 6.08±0.29로 기호도가 점차 감소하는 경향을 보였으나 대조구와 비교해 통계적으로 유의적인 차이(p＜0.05)가 없는 결과를 얻었다.
- 3과 같다. 양배추 분말의 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비해 첨가구의 부피가 감소하였으며, 10% 첨가구의 경우 실험군중에 가장 작고 품질이 좋지 않았다. 이와 같은 결과는 대조구에 비해 첨가구의 경우 식이섬유를 다량 함유한 양배추 분말의 첨가량을 증가시킴에 따라 반죽의 글루텐 함량은 상대적으로 줄어들고 이로 인하여 발효과정에서 탄산가스를 보유하는 능력이 떨어지게 되어 부피의 감소 및 조직의 거칠어짐이 발생하는 것으로 판단된다(28).
- 양배추 분말을 첨가하여 제조한 식빵의 텍스쳐를 측정한 결과는 Table 4와 같다. 양배추 분말을 첨가하는 양을 증가시킬수록 경도는 유의적으로 증가하였으며, 응집성은 저하하였다. 탄력성, 검성 및 부서짐성은 유의적인 차이가 없었으나, 양배추 첨가량을 증가시킬수록 탄력성은 감소하고 검성은 다소 증가하는 경향을 나타내었다.
- 양배추 분말을 첨가하는 양을 증가시킬수록 경도는 유의적으로 증가하였으며, 응집성은 저하하였다. 탄력성, 검성 및 부서짐성은 유의적인 차이가 없었으나, 양배추 첨가량을 증가시킬수록 탄력성은 감소하고 검성은 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 경도는 대조구 70.
- 37 g/cm2 로 증가하였다. 2.5% 첨가구 및 5.0% 첨가구는 경도가 증가하였으나 유의적인 차이는 없었으며, 7.5%와 10% 첨가구에서는 유의적인 차이를 보여 주어 양배추 분말의 첨가량을 증가시킬수록 식빵의 경도가 강해졌다. 응집성은 5%, 7.
- 5%와 10% 첨가구에서는 유의적인 차이를 보여 주어 양배추 분말의 첨가량을 증가시킬수록 식빵의 경도가 강해졌다. 응집성은 5%, 7.5% 및 10% 실험구에서 유의적으로 낮아지는 현상을 보였으며, 탄력성은 응집성의 경우와 동일하게 감소하는 경향은 보였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이는 쌀겨를 첨가하여 제조한 빵의 응집성이 낮아졌다는 결과와 일치하는 결과로 식이섬유를 다량 함유한 양배추를 제빵에 이용할 때, 양배추 첨가량을 증가시킬수록 전체 반죽속의 글루텐의 양은 상대적으로 감소하고 그로 인하여 빵의 조직의 응집성 및 탄력성이 저하했을 것이라고 판단된다(29).
- 05). 이를 식빵의 기계적인 색도검사 결과 분석치와 비교해 보면 L값이 낮아지고 a값 및 b값이 높아질수록 기호도도 낮아졌다. 식빵의 향과 맛에서도 양배추 분말 5% 첨가군까지는 대조군과 같이 높은 점수를 얻었으나 그 이상의 첨가군에서는 대조군에 비해 낮은 점수를 얻었다.
- 이는 양배추 분말의 첨가 양을 증가시킬수록 양배추 고유의 향과 맛이 식빵의 고유의 맛에 영향을 많이 미치기 때문인데 약 5%첨가까지는 무난할 것으로 판단된다. 식빵의 질감은 2.5%첨가군은 대조군과 유의적이 차이가 없었으나, 5%첨가군부터는 관능적으로 유의한 차이를 나타내었다(p＜0.05). 이는 기계적인 텍스쳐 검사 결과에서 식빵의 경도 결과치가 유의적인 차이를 나타낸 것과 유사한 경향으로 양배추 분말을 첨가했을 때 식빵의 경도가 높아지고 이로 인하여 질감이 떨어지는 것으로 느끼기 때문인 것으로 판단된다.
- 전체적인 기호도에서는 2.5% 및 5%첨가 실험군은 대조구와 유의적인 차이가 없이 비슷한 기호도를 나타내었으며 7.5% 및 10% 첨가군은 대조구에 비해 기호도가 낮았다.
- 5%∼10% 첨가하여 반죽에 대한 물성, 제빵적성 및 관능적 특성을 조사하였다. 첨가한 양배추 분말의 양이 증가할수록 식빵의 색도는 L값은 유의적으로 저하하였고, a값과 b값은 양배추의 첨가량에 따라 증가하는 경향을 나타내었다(p＜0.05). 양배추 분말의 첨가에 의해 반죽의 pH값과 제조한 빵의 무게는 증가하였고, 빵의 부피와 비용적 및 굽기 손실률은 감소하였다.
- 05). 양배추 분말의 첨가에 의해 반죽의 pH값과 제조한 빵의 무게는 증가하였고, 빵의 부피와 비용적 및 굽기 손실률은 감소하였다. 양배추 분말을 첨가하는 양을 증가시킬수록 경도는 유의적으로 증가하였으며, 관능검사 결과 전체적인 기호도에서는 대조구와 2.
- 양배추 분말의 첨가에 의해 반죽의 pH값과 제조한 빵의 무게는 증가하였고, 빵의 부피와 비용적 및 굽기 손실률은 감소하였다. 양배추 분말을 첨가하는 양을 증가시킬수록 경도는 유의적으로 증가하였으며, 관능검사 결과 전체적인 기호도에서는 대조구와 2.5%, 5.0% 첨가구 간에는 유의적 차이는 없었으나 맛에서 대조구의 기호도가 다소 높은 것으로 나타났다(p＜0.05) 이상의 결과에서 양배추 분말을 제빵공정에 첨가하는 것은 빵의 색, 부피 등 식빵의 물리화학적 특성의 변화를 가져오는 문제점이 있었다. 그러나 대조구와 비교했을 때 식빵 제조시 양배추를 5%까지 첨가하는 것은 관능적 특성에는 의미 있는 영향을 주지 않았다.
후속연구
- 또한 농가의 안정적인 소득에도 기여할 수 있으며 농산물의 용도를 다양하게 할 수 있다. 양배추를 이용한 가공식품의 개발은 앞서 언급한 문제점을 일부 해결할 수 있을 것으로 기대된다.
- 양배추 분말 첨가 식빵의 색도변화는 양배추 분말 첨가에 따른 탄수화물 성분의(2) 증가와 반죽의 pH 상승으로 제빵과정에서 당과 단백질의 반응이 용이해져 갈색반응 물질이 생성되었거나(22), 양배추 분말 자체의 색도가 주된 영향을 미쳤다고 판단된다. 양배추 분말이 최종 제품의 색을 형성하는데 기여하므로 양배추 첨가에 따른 색의 형성 정도를 양배추 첨가 식빵의 품질 판단 요소의 하나로 고려할 수 있을 것이다. 또한 통계적 분석을 통하여 얻은 회귀식을 이용하여 양배추 첨가량에 따른 식빵의 색도 변화를 예측할 수 있을 것으로 생각된다.
- 양배추 분말이 최종 제품의 색을 형성하는데 기여하므로 양배추 첨가에 따른 색의 형성 정도를 양배추 첨가 식빵의 품질 판단 요소의 하나로 고려할 수 있을 것이다. 또한 통계적 분석을 통하여 얻은 회귀식을 이용하여 양배추 첨가량에 따른 식빵의 색도 변화를 예측할 수 있을 것으로 생각된다.
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