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문제 정의
- 따라서 본 연구는 뽕잎가루 첨가빵 제조 시 뽕잎가루 첨가로 인하여 흡수율, 혼합성, 탄력성, 발효내구력 등 반죽의 이화학적 물성 특성변화에 나타나는 문제점을 찾아내고 이를 보완하기 위한 새로운 원료 첨가, 배합비 조정, 제조공정 변화 등 제빵 시 필요한 자료를 분석하여 뽕잎가루 첨가빵의 제조방법을 정립하고 품질 특성과 식미가 우수한 뽕잎가루 첨가빵을 제조하고자 한다.
가설 설정
- 2)Different letters(a-b) within a same row differ significantly (p<0.05).
제안 방법
- 시료 65 g(수분 14%기준)에 증류수 450 mL를 첨가한 후 현탁액으로 하여 사용하였다. 25℃부터 95℃까지 1.5℃/ min로 승온시키면서 점도변화를 측정하였다. 측정개시온도는 25℃부터 시작하여 호화개시온도, 최고점도온도 및 최고점도의 특성 값을 측정하였으며 호화개시 온도는 초기점도가 10 B.
- Farinograph mixing bowl을 30±0.2℃로 유지하고 시료는 수분함량 14.0% 기준으로 300 g을 사용하였고, 곡선의 중심선이 500 B.U.(brabender unit)에 도달하도록 증류수를 가하였다.
- (brabender unit)에 도달하도록 증류수를 가하였다. 그리고 흡수율, 반죽도달시간, 반죽형성시간, 안정도 및 약화도 등을 측정하였다.
- 반죽 배합비의 뽕잎분말 첨가량은 베이커 퍼센트(baker’s percent)기준 밀가루 100%에 대해 0, 0.5, 1, 2, 3 및 4%로 각각 달리하여 첨가하였다.
- 부피를 100%로 하고 40 µm에서 900 µm까지의 입자 직경을 측정하여 입도의 평균값, 최빈치 및 총 표면적을 계산하였다.
- , Brea, CA, USA)를 이용하였다. 분산을 위한 용매는 isopropyl alcohol을 사용하였고 부피(%)에 대한 입자직경으로 측정했다. 부피를 100%로 하고 40 µm에서 900 µm까지의 입자 직경을 측정하여 입도의 평균값, 최빈치 및 총 표면적을 계산하였다.
- 2 N HNO3 용액에 용해하여 100 mL로 정용한 후 여과하였다. 분석은 ICP(inductively coupled plasma, Model JY 38 Plus, Jobin-Yvon Activa, Longjumeau Cedex, France)를 사용하여 Table 2와 같은 조건으로 하였다.
- 뽕잎분말 첨가량을 달리하여 뽕잎가루 첨가빵 제조시 반죽의 이화학적 특성을 조사하였다. 뽕잎분말의 조단백질은 21.
- 뽕잎분말, 밀가루 및 반죽의 초미세구조는 전압 15 kV의 전자 현미경(S-2400, Hitachi, Tokyo, Japan)으로 관찰하였으며, 반죽은 믹싱 후와 2차 발효 후 구분하여 동결 건조시켜 사용하였다.
- , Osaka, Japan)를 이용하여 3회 반복 측정하였다. 뽕잎분말은 배합비율에 따라 Kitchen aid mixer(Kitchen Aid Inc., Model K5SS, St. Joseph, MI, USA)로 5분간 혼합한 후 색도를 측정하고 Hunter system에 의하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 나타내었다. L값은 0(검정색)에서 100(흰색)까지, a값(적색도)은 -80(녹색)에서 100(적색)까지, b값(황색도)은 -70 (청색)에서 70(황색)까지 측정하였다.
- 색도는 CR-200 Chroma Meter(Minolta Co., Osaka, Japan)를 이용하여 3회 반복 측정하였다. 뽕잎분말은 배합비율에 따라 Kitchen aid mixer(Kitchen Aid Inc.
- 이를 30±2℃의 발효조에서 45, 90 및 135분간 발효시킨 후 각 시간마다 반죽의 신장도, 저항도 및 전체면적을 측정하였다.
- 5℃/ min로 승온시키면서 점도변화를 측정하였다. 측정개시온도는 25℃부터 시작하여 호화개시온도, 최고점도온도 및 최고점도의 특성 값을 측정하였으며 호화개시 온도는 초기점도가 10 B.U.에 도달하는 온도로 나타내었다.
대상 데이터
- 밀가루(Daehan Flour Mills. Co., Seoul, Korea) 강력분 1급품을 사용하였으며 뽕잎분말은 충북 양잠조합에서 구입하여 사용하였다. 반죽 배합비의 뽕잎분말 첨가량은 베이커 퍼센트(baker’s percent)기준 밀가루 100%에 대해 0, 0.
- 뽕잎분말 첨가시료의 익스텐소그래프 특성은 AACC방법(25)에 따라 Brabender Extensograph(Duisburg, Germany)를 사용하였다. 시료 300 g(수분 14%기준)을 파리노그래프 혼합기에 넣고 파리노그래프의 흡수율보다 2-5%의 적은 양의 증류수에 소금 2%(6 g)를 용해시킨 용액을 사용하였다. 1분간 혼합한 다음 5분간 방치하고 다시 반죽을 시작하여 파리노그래프 500 B.
- L값은 0(검정색)에서 100(흰색)까지, a값(적색도)은 -80(녹색)에서 100(적색)까지, b값(황색도)은 -70 (청색)에서 70(황색)까지 측정하였다. 표준판은 백색판을 사용하였고 이 백색판이 나타내는 L, a, b는 각각 89.2, 0.923, 0.783이었다. Hunter scale 에 의한 총색도(∆E, total color difference)는 측정된 L, a, b 값을 이용하여 다음과 같이 계산하였다.
데이터처리
- 통계 처리는 Window 용 SAS 8.0 version을 이용하여 분산분석(analysis of variance)을 실시하였으며, Duncan의 다중 범위검정법(Ducan, s multiple range test)으로 유의성을 검정하여 p값은 5%미만일 때 통계적으로 유의성이 있다고 판정하였다(26).
이론/모형
- 무기질 성분 분석은 건식회화법으로 하였다. 즉 시료를 550℃에서 4시간 동안 회화시킨 후 0.
- 뽕잎분말 첨가시료의 아밀로그래프 특성은 AACC방법(24)에 따라 Brabender Visco/Amylograph(Duisburg, Germany)를 사용하여 분석하였다. 시료 65 g(수분 14%기준)에 증류수 450 mL를 첨가한 후 현탁액으로 하여 사용하였다.
- 뽕잎분말 첨가시료의 익스텐소그래프 특성은 AACC방법(25)에 따라 Brabender Extensograph(Duisburg, Germany)를 사용하였다. 시료 300 g(수분 14%기준)을 파리노그래프 혼합기에 넣고 파리노그래프의 흡수율보다 2-5%의 적은 양의 증류수에 소금 2%(6 g)를 용해시킨 용액을 사용하였다.
- 뽕잎분말 첨가시료의 파리노그래프 특성은 AACC방법(23)에 따라 Brabender Farinograph(Duisburg, Germany)를 사용하였다. Farinograph mixing bowl을 30±0.
- 아미노산 성분 분석은 Bidlingmeyer 등(22)의 방법에 의해 일정량의 시료를 6 N-HCl 용액과 혼합하여 질소 충진 후 110℃에서 24시간 동안 가수분해한 후 50 mL로 정용하였다. 이를 0.
- 일반성분은 AOAC 방법에 따라 수분 함량은 105℃의 상압가 열건조법(17), 조회분은 550℃의 직접회화법(18), 조단백질 함량은 micro-Kjeldahl 법(19), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법(20)으로 측정하였다. 조섬유는 Prosky 등(21)의 방법으로 total dietary fiber 측정용(Sigma Co.
- 입도 분포는 LS particle size analyzer(Coulter LS 100, Beckman Culter Inc., Brea, CA, USA)를 이용하였다. 분산을 위한 용매는 isopropyl alcohol을 사용하였고 부피(%)에 대한 입자직경으로 측정했다.
- 일반성분은 AOAC 방법에 따라 수분 함량은 105℃의 상압가 열건조법(17), 조회분은 550℃의 직접회화법(18), 조단백질 함량은 micro-Kjeldahl 법(19), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법(20)으로 측정하였다. 조섬유는 Prosky 등(21)의 방법으로 total dietary fiber 측정용(Sigma Co., St. Louis, MO, USA)시약을 사용하여 측정하였다.
성능/효과
- 대조구인 밀가루의 흡수율은 63.1±0.3%였으나 뽕잎분말을 1.0, 2.0% 첨가한 경우는 64.1±0.2, 65.4±0.3%였고, 3.0, 4.0% 첨가는 각각 66.3±0.3, 66.9±0.3%로 뽕잎분말이 증가할수록 흡수율이 다소 증가하는 경향이었다.
- 로 전체면적은 149±3 cm2에서 73±3 cm2로 뽕잎분말이 증가할수록 신장도, 저항도 및 전체면적이 전반적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 뽕잎분말을 첨가하는 경우는 반죽의 가스 보유력과 발효내구력이 밀가루만 사용할 경우보다는 저하되는 반죽 물성을 보였다. 이와 같이 뽕잎분말 첨가는 가스 보유력이 저하되고 제빵시에 발효시간의 증가와 함께 제품의 부피가 감소할 것으로 예측되었다.
- 또한 시간이 경과한 135분 후에도 신장도는 162±5 mm에서 116±3 mm로, 저항도는 700±5 B.U.에서 630±6 B.U.로 전체면적은 149±3 cm2에서 73±3 cm2로 뽕잎분말이 증가할수록 신장도, 저항도 및 전체면적이 전반적으로 감소하는 경향을 나타내었다.
- 밀가루 및 뽕잎분말의 아미노산 조성은 Table 4와 같다. 밀가루는 glutamic acid와 proline의 함량이 높았으며 lysine 및 threonine 등의 함량은 낮았다. 밀가루의 glutamic acid는 글루텐을 이루는 주된 아미노산으로 반죽 내에서 다른 아미노산과 수소결합을 이루어 결속력 및 탄력성을 증가시켜 반죽 형성에 가장 큰 역할을 하며, 반죽의 탄성에 영향을 미치는 또 다른 아미노산은 proline으로 알려져 있다(28).
- 2와 같다. 밀가루는 전분 입자들이 원형모양의 형태로 관찰되었고 단백질은 전분 입자를 덮고 있으면서 이들은 하나의 덩어리를 형성하고 있음을 확인하였다. 전분의 입자 크기는 5-20 µm의 다양한 크기로 나타났다.
- 1%로 밀가루에 비해 높은 함량을 보였고, 반죽의 초미세구조는 뽕잎분말 첨가량 증가 시 글루텐의 망상구조가 불연속적이고 파열된 상태로 불안정하였으며 반죽 혼합 시 글루텐 형성을 저해하는 것으로 관찰되었다. 반죽의 물리적 특성인 파리노그램의 반죽도달 시간은 뽕잎분말 증가 시 대조구에 비해 시간이 다소 연장되었으며 반죽형성시간은 길어졌고, 안정도는 뽕잎분말 2.0% 이상 첨가구부터 낮았으며 약화도는 증가하였다. 아밀로그램 특성의 호화개시온도는 뽕잎분말 증가 시 변화는 거의 나타나지 않았고 최고점도온도는 뽕잎분말 첨가구와 대조구와의 차이를 보이지 않았으며 최고점도는 뽕잎분말 증가 시 높아지는 경향을 보였다.
- 반죽의 안정도는 밀가루가 15분이었으나 뽕잎분말 1, 2% 첨가 시는 각각 10±0.4, 7.0±0.3분이며 3, 4% 첨가는 각각 6.5±0.2, 6.0±0.3분을 나타내어 뽕잎분말 증가에 따라 안정도가 급격히 짧아졌다.
- 본 실험에서 최고점도의 상승은 뽕잎분말에 존재하는 α-glycosidase 활성 억제제가 밀가루의 α-amylase 활성을 억제함으로써 뽕잎분말 첨가에 따라 최고점도가 높아지는 것으로 생각된다.
- 6의 대조구는 저항도와 신장도가 균형을 이루어 가스보유력이 좋으며 제빵성에 적당함을 제시하고 전형적인 강력분의 모양을 보였다. 뽕잎분말 첨가 시 발효시간이 45, 90, 135분까지 경과함에 따라 저항도가 증가하였으나 신장도는 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 밀가루 반죽은 발효에 의하여 탄성과 점성이 증가되며 신장도는 감소한다는 Hoseney 등(42)의 보고와 일치하였다.
- 뽕잎분말을 0%와 4.0% 첨가 시 45분 후를 각각 비교하면, 신장도는 183±10 mm에서 119±10 mm, 저항도는 560±10 B.U.에서 430±8 B.U.로 전체면적은 133±5 cm2에서 96±4 cm2로 각각 감소되는 변화를 보였다.
- 뽕잎분말을 2.0, 4.0% 혼합한 가루는 85.32±0.33와 81.63±0.29로 유의성을 보였고, 뽕잎분말이 많을수록 총색도 ∆E값은 높아져 전반적인 밝기는 어두운 색상을 띠었다.
- 뽕잎분말의 조단백질은 21.25±0.19%로 밀가루의 12.46±0.06%보다 높았으며, 조섬유는 18.23±0.1%로 밀가루에 비해 높은 함량을 보였고, 반죽의 초미세구조는 뽕잎분말 첨가량 증가 시 글루텐의 망상구조가 불연속적이고 파열된 상태로 불안정하였으며 반죽 혼합 시 글루텐 형성을 저해하는 것으로 관찰되었다.
- 시료인 밀가루와 뽕잎분말의 pH는 각각 5.80±0.03, 6.67±0.02로 뽕잎분말이 밀가루보다 높았다.
- 익스텐소그램 특성은 뽕잎분말 첨가량 증가시 반죽의 저항도는 크게 감소하였고 신장도의 값도 시간의 경과에 따라 감소하였다. 신장도와 저항도 값의 비율인 R/E값의 변화는 뽕잎분말 증가에 따라 시간 경과 시 R/E값은 감소하였으며, 뽕잎분말을 첨가하는 경우는 반죽의 가스 보유력과 발효 내구력이 밀가루만 사용할 경우보다는 구조가 약화되는 것으로 나타나 제빵시 반죽의 점탄성을 보완하는 산화제, 제빵개량제 등 새로운 원료를 첨가하는 배합비 수정 및 공정의 변화를 고려해야 할 것이다.
- 0% 이상 첨가구부터 낮았으며 약화도는 증가하였다. 아밀로그램 특성의 호화개시온도는 뽕잎분말 증가 시 변화는 거의 나타나지 않았고 최고점도온도는 뽕잎분말 첨가구와 대조구와의 차이를 보이지 않았으며 최고점도는 뽕잎분말 증가 시 높아지는 경향을 보였다. 익스텐소그램 특성은 뽕잎분말 첨가량 증가시 반죽의 저항도는 크게 감소하였고 신장도의 값도 시간의 경과에 따라 감소하였다.
- 따라서 뽕잎분말을 첨가하는 경우는 반죽의 가스 보유력과 발효내구력이 밀가루만 사용할 경우보다는 저하되는 반죽 물성을 보였다. 이와 같이 뽕잎분말 첨가는 가스 보유력이 저하되고 제빵시에 발효시간의 증가와 함께 제품의 부피가 감소할 것으로 예측되었다. 신장도와 저항도 값의 비율인 R/E 값의 변화는 Fig.
- 아밀로그램 특성의 호화개시온도는 뽕잎분말 증가 시 변화는 거의 나타나지 않았고 최고점도온도는 뽕잎분말 첨가구와 대조구와의 차이를 보이지 않았으며 최고점도는 뽕잎분말 증가 시 높아지는 경향을 보였다. 익스텐소그램 특성은 뽕잎분말 첨가량 증가시 반죽의 저항도는 크게 감소하였고 신장도의 값도 시간의 경과에 따라 감소하였다. 신장도와 저항도 값의 비율인 R/E값의 변화는 뽕잎분말 증가에 따라 시간 경과 시 R/E값은 감소하였으며, 뽕잎분말을 첨가하는 경우는 반죽의 가스 보유력과 발효 내구력이 밀가루만 사용할 경우보다는 구조가 약화되는 것으로 나타나 제빵시 반죽의 점탄성을 보완하는 산화제, 제빵개량제 등 새로운 원료를 첨가하는 배합비 수정 및 공정의 변화를 고려해야 할 것이다.
- 로 뽕잎가루가 증가할수록 약화도가 급격히 증가하여 2%이상의 뽕잎분말을 첨가한 반죽은 준강력분에 가까운 성질을 보였다. 특히 뽕잎분말 3.0% 이상 첨가된 반죽은 안정도 및 반죽 저항도가 매우 약해 쉽게 과반죽 상태가 될 수 있음을 나타내었다. 이는 반죽의 초미세구조 사진 Fig.
후속연구
- Sych 등(37)은 반죽 혼합 시 첨가되는 수분 함량을 증가시키면 노화를 지연시킬 수 있다고 하였다. 따라서 뽕잎분말 첨가에 의한 수분 함량의 증가는 노화지연 효과와 품질수명 연장에 도움이 될 것이다. 반죽의 수화 속도를 나타내는 반죽도달시간은 뽕잎분말 0.
- 뽕잎분말 증가에 따라 안정도의 감소, 약화도의 큰 증가로 반죽의 힘이 약해져서 제빵성에 문제점이 일어날 수 있을 것으로 예측된다. 따라서 산화제와 같은 반죽 개량제를 첨가하고(41) 반죽의 혼합시간, 발효시간 조절 및 배합비 등 제빵공정에 변화를 주어 제빵시 뽕잎 분말 첨가에 따른 문제점을 보완해야 할 것으로 생각된다.
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