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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 빵류 중 스팀빵의 최대 발효횟수를 파악하고 이에 따른 전분 가수분해율, 단백질 소화율, 물성 및 관능특성평가를 실시함으로써 앞으로 스팀빵의 발효횟수 증가와 제품 특성 변화에 필요한 기초 자료를 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 스팀빵을 1차부터 5차까지 발효시켜 일반 성분, 물리적 특성, 전분 가수 분해율, 단백질 소화율, 관능평가를 실시하여 최대 적정 발효횟수를 파악하고자 하였으며 이에 대한 결과는 다음과 같다. 일반성분 중 수분함량은 1차 발효 스팀빵이 가장 낮았고 5차 발효 스팀빵이 유의적(p<0.
제안 방법
- Amylase를 첨가한 시료 buffer액을 37℃에서 2시간 incubation한 후 3,5-dinitrosalicylic acid reagent 4 mL를 첨가하여 boiling water bath에서 5분간 가열하고 20분간 방냉 후 증류수로 25 mL로 정량한 뒤 여과하여 550 nm에서 흡광도를 측정하였으며, blank는 시료가 없는 buffer solution으로 대체하였다. Maltose(JUNSEI, Tokyo, Japan)를 standard로 한 표준곡선을 그린 후, 이를 사용하여 시료 50 mg에서 분해되어 나온 maltose의 양(mg)을 계산하였다.
- 관능평가 방법으로, 스팀빵은 냉동된 것을 끓는 물에서 3분간 찐 후, 동일한 크기(2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm)로 잘라 흰 접시에 담아 물과 함께 관능평가원에게 제시하였으며 3회 반복 실시 평가하였다.
- 관능평가 측정 항목으로는 색상(whiteness), 냄새(smell), 기공의 균일성(crumb uniformity), 촉촉한 정도(moistness), 씹힘성(chewiness), 단맛(sweetness)으로 구성하였다. 측정 척도는 9점 척도법을 이용하였으며 각 측정항목에 대해 점수가 높아질수록 긍정적인 표현을 나타내었다.
- 관능평가원은 식품영양학과 3학년 학생을 대상으로 차이 식별 검사 중 1～2점 검사와 3점 검사를 실시하여 정답률이 80% 이상인 11명을 선정하였고 이들을 대상으로 시중에서 시판되고 있는 스팀빵을 시식시키면서 스팀빵의 품질에 대한 훈련을 시켰다. 관능평가 방법으로, 스팀빵은 냉동된 것을 끓는 물에서 3분간 찐 후, 동일한 크기(2.
- 대조 단백질로는 ANRC sodium caseinate를 사용하였으며, α-chymotrypsin(41 units/mg solid, SIGMA), trypsin(17,600 BAEE units/mg solid, SIGMA) 및 peptidase(102 units/mg solid, SIGMA) 혼합효소 1 mL를 가하여 37℃에서 10분간가수분해 시킨 뒤, Streptomyces griceus protease(4.5 units/mg solid, SIGMA)로 55℃에서 10분간 다시 가수분해 시켰을 때의 pH를 측정하고 다음 식에 의해 계산하였다.
- 2차 발효는 나머지 반죽을 발효시킨 후(1차 발효), 발효된 반죽에 베이킹파우더를 첨가하면서 4분 동안 손으로 치대면서 가스를 제거하고 이 중 일부 반죽(1,000 g)을 분리하여 스팀빵 성형을 하여 다시 발효시켰다. 동일한 과정을 5회에 걸쳐 시행하여 발효 성형 스팀빵을 제조하였다(Fig. 1).
- 1과 같다. 반죽의 발효 조건은 드라이 오븐(GF-21W, JEIO Tech., Seoul, Korea)에서 온도를 40℃로 고정시키고 반죽의 내부온도가 30～32℃가 되는 지점으로 설정하였다. 1차 발효는 제조한 전체 밀가루 반죽 중 일부 반죽(1,000 g)을 분리하여 스팀빵 성형을 한 후 발효시켰다.
- 발효 스팀빵의 기준 배합 비율은 제과제빵에서 이용하는 백분율 방법을 이용하였으며 Table 1과 같이 중력분 100%(9,000 g) 기준으로 설탕 10%(900 g), 물 32.8%(2,952 g), 생이스트 0.37%(33.6 g)이었다. 제조공정은 30℃의 온수에 생이스트와 설탕을 잘 섞은 후 밀가루에 넣어가면서 10분 동안 손으로 반죽하여 반죽덩어리를 제조하였다.
- 스팀빵을 각 발효횟수에 따라 3개씩 무작위로 선택하여 부피(mL)와 질량(g)을 측정하고 이를 3회 반복실험 하였다. 부피는 좁쌀을 이용한 종자치환법을 이용하였고, 빵의 질량은 전자저울(CUX 2200H, CAS Corp., Seoul, Korea)을 사용하여 측정하였으며 비용적(mL/g)은 부피를 질량으로 나누어 계산하였다.
- 스팀빵을 각 발효횟수에 따라 3개씩 무작위로 선택하여 부피(mL)와 질량(g)을 측정하고 이를 3회 반복실험 하였다. 부피는 좁쌀을 이용한 종자치환법을 이용하였고, 빵의 질량은 전자저울(CUX 2200H, CAS Corp.
- 스팀빵의 기계적 조직감은 Texture Analyzer(TA-XT2, Stable Micro System, Godalming, England)를 사용하여 adaptor, 25.0 mm plexiglass cylinder; force, 40 g; deformation, 50%; test speed, 1.0 mm/sec와 같은 조건으로 측정하였으며, 스팀빵 시료는 빵 속 중간 부분을 20 mm×20 mm×20 mm 크기로 잘라 3회 압착실험을 실시하였다.
- 0℃로 2일간 냉동 보관하였다. 일반성분 및 물리적 특성, 관능 평가는 냉동 보관된 스팀빵을 끓는 물에서 5분 동안 찐 후, 30분간 방냉 후 실시하였다.
- 37% 사용하였기 때문이라 사료된다. 일반적으로 스팀빵 제조 시 건이스트 첨가 비율이 0.8%인데 비해(3) 본 연구 스팀빵의 이스트 첨가가 낮은 이유는 예비실험에서 이스트 첨가 비율을 0.8%로 하는 경우, 3차 발효 시 수분이 많이 생겨 반죽이 질어짐으로써 스팀빵이 성형되지 않았기 때문에 이스트를 적게 첨가하였다.
대상 데이터
- 스팀빵 제조에는 밀가루(중력분 1등급, 대한제분, 인천, 한국)를 실온에서 보관하며 사용하였고 빵 배합 시에 사용된 재료인 생이스트(제니코), 베이킹파우더(남양), 백설탕(CJ 제일제당), 콩기름(CJ 제일제당)은 시중에서 구입하여 사용하였다. 실험용수는 정수기 물을 사용하였다.
- 스팀빵 제조에는 밀가루(중력분 1등급, 대한제분, 인천, 한국)를 실온에서 보관하며 사용하였고 빵 배합 시에 사용된 재료인 생이스트(제니코), 베이킹파우더(남양), 백설탕(CJ 제일제당), 콩기름(CJ 제일제당)은 시중에서 구입하여 사용하였다. 실험용수는 정수기 물을 사용하였다.
데이터처리
- 각 실험에 대한 자료처리는 SPSS(ver 10.0)을 이용하였고, 발효횟수에 따른 전분가수분해율, 단백질 소화율, 물성 및 관능적 특성은 One-way ANOVA로 분석하였으며, Duncan's multiple range test를 사용하여 유의성 검정을 실시하였다.
이론/모형
- AOAC법(17)에 따라 수분은 상압가열건조법, 조단백은 semi-micro Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet법, 회분은 건식회화법으로 정량하였다.
- 단백질 소화율(in vitro protein digestibility)은 Satterlee 등(20)의 방법을 수정한 AOAC법(17)으로 측정하였다. 대조 단백질로는 ANRC sodium caseinate를 사용하였으며, α-chymotrypsin(41 units/mg solid, SIGMA), trypsin(17,600 BAEE units/mg solid, SIGMA) 및 peptidase(102 units/mg solid, SIGMA) 혼합효소 1 mL를 가하여 37℃에서 10분간가수분해 시킨 뒤, Streptomyces griceus protease(4.
- 전분의 소화율(starch in vitro hydrolysis)은 Singh 등(18)과 Xue 등(19)의 방법에 따라 측정하였다. 스팀빵은 진공동결 건조시킨 후 곱게 갈았다.
성능/효과
- 1차 발효 스팀빵이 가장 낮았으며 5차 발효 스팀빵이 1, 2, 3차 발효 스팀빵보다 유의적(p<0.05)으로 전분 가수분해율이 높게 나타났다.
- 검성은 1차 발효 스팀빵이 가장 높았고 5차 발효 스팀빵이 가장 낮았으며 발효횟수에 따라 검성이 유의적(p<0.01)으로 감소하였다.
- 단백질 소화율은 5차 발효 스팀빵이 87.30%이며 1, 2, 4차 발효 스팀빵보다는 유의적(p<0.05)으로 높게 나타났으나 3차 발효 스팀빵과는 유의적 차이를 보이지 않았다.
- 이상을 살펴볼 때, 스팀빵의 발효횟수가 증가함에 따라 관능적인 측면에서 5차 발효까지는 과발효에 의한 불쾌취가 없었고 색상, 촉촉한 정도, 씹힘성, 단맛 등이 증가하였으며 전반적인 기호도에서도 높은 점수를 보였으므로 발효 스팀빵의 발효횟수를 늘린다면, 부드러운 질감이 향상되어 입안의 식감을 높일 수 있는 제품 개발이 가능할 것으로 여겨진다. 또한, 발효횟수를 증가시킨 경우, 단백질 함량이 감소하고, 전분 가수분해율과 단백질 소화율은 증가하였다. 따라서 기존 스팀빵의 발효횟수를 적절히 증가시키는 경우, 관능적, 물성적 측면뿐 아니라 소화율도 높일 수 있는 향상된 품질의 신제품 제조가 가능할 것으로 사료된다.
- 물성 특성에서는 발효횟수에 따라 견고성, 검성이 유의적(p<0.01)으로 감소하였고 응집성(p<0.05)은 유의적으로 증가하였다.
- 전체적인 평균 점수는 4차 발효 스팀빵이 가장 높았고 1차 발효 스팀빵이 가장 낮았으며 3, 5차 발효 스팀빵과 유의적인 차이를 보였다. 본 연구의 발효 스팀빵은 발효횟수가 증가하였는데도 발효가 많이 진행됨으로써 나타나는 현상인 과발효에 의한 냄새가 인식되지 않았으며 촉촉함, 씹힘성이 증가하였는데 4차 발효 스팀빵의 관능평가 점수가 가장 높았다.
- 본 연구의 스팀빵의 발효시간은 1차 발효는 250분, 2차 발효 77분, 3차 발효 60분, 4차 발효 50분, 5차 발효는 45분으로 발효횟수를 거듭할수록 발효시간은 점차 단축되었다. Rubenthaler 등(4)은 스팀빵의 1차 최적 발효시간은 1.
- 색상의 흰 정도는 4, 5차 발효 스팀빵이 1차 발효 스팀빵보다 관능평가 점수가 유의적으로(p<0.01) 높았고 기공의 균일성은 2차 발효 스팀빵이 4, 5차 발효 스팀빵보다 유의적으로(p<0.01) 높은 관능평가 점수를 보였다.
- 수분함량은 1차 발효 스팀빵이 31.65%로 2, 3, 5차 발효 스팀빵보다 낮았고 5차 발효 스팀빵이 33.31%로 가장 높았으며 유의적인(p<0.01) 차이를 보였다.
- 스팀빵의 발효횟수에서 견고성은 1차 발효 스팀빵이 가장 높았고 5차 발효 스팀빵이 가장 낮았으며 유의적인(p<0.001) 차이를 보였다.
- 일반성분 중 수분함량은 1차 발효 스팀빵이 가장 낮았고 5차 발효 스팀빵이 유의적(p<0.01)으로 가장 높았고 단백질 함량은 1차 발효 스팀빵이 유의적(p<0.01)으로 가장 높았다.
- 전분 가수분해율은 5차 발효 스팀빵이 1, 2, 3차 발효 스팀빵보다 유의적(p<0.05)으로 높게 나타났고, 단백질 소화율은 5차 발효 스팀빵이 1, 2, 4차보다 유의적(p<0.05)으로 높았다.
- 전체 평균 점수에서도 4차 발효 스팀빵이 유의적(p<0.01)으로 가장 높은 관능평가 점수를 보였다.
- 05)으로 높은 관능평가 점수를 보였고 단맛은 4차 발효 스팀빵의 관능평가 점수가 가장 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다. 전체적인 평균 점수는 4차 발효 스팀빵이 가장 높았고 1차 발효 스팀빵이 가장 낮았으며 3, 5차 발효 스팀빵과 유의적인 차이를 보였다. 본 연구의 발효 스팀빵은 발효횟수가 증가하였는데도 발효가 많이 진행됨으로써 나타나는 현상인 과발효에 의한 냄새가 인식되지 않았으며 촉촉함, 씹힘성이 증가하였는데 4차 발효 스팀빵의 관능평가 점수가 가장 높았다.
- 촉촉한 정도(p<0.01), 응집성(p<0.01), 씹힘성(p<0.05), 전반적인 기호도(p<0.01)는 4차 발효 스팀빵이 유의적으로 높았다.
- 촉촉한 정도는 4차 발효 스팀빵이 1차, 3차 발효 스팀빵보다 유의적(p<0.01)으로 높은 관능평가 점수를 보였고 씹힘성은 4차 발효 스팀빵이 1, 3차 발효 스팀빵보다 유의적(p<0.05)으로 높은 관능평가 점수를 보였고 단맛은 4차 발효 스팀빵의 관능평가 점수가 가장 높았으나 유의적인 차이는 보이지 않았다.
- 관능평가 측정 항목으로는 색상(whiteness), 냄새(smell), 기공의 균일성(crumb uniformity), 촉촉한 정도(moistness), 씹힘성(chewiness), 단맛(sweetness)으로 구성하였다. 측정 척도는 9점 척도법을 이용하였으며 각 측정항목에 대해 점수가 높아질수록 긍정적인 표현을 나타내었다.
- 탄력성에서는 유의적인 차이를 보이지 않았으나 응집성에서 3차 발효 스팀빵이 1, 2, 4차 발효 스팀빵보다 유의적(p<0.05)으로 높게 나타났다.
후속연구
- 또한, 발효횟수를 증가시킨 경우, 단백질 함량이 감소하고, 전분 가수분해율과 단백질 소화율은 증가하였다. 따라서 기존 스팀빵의 발효횟수를 적절히 증가시키는 경우, 관능적, 물성적 측면뿐 아니라 소화율도 높일 수 있는 향상된 품질의 신제품 제조가 가능할 것으로 사료된다.
- 국내에서 수행된 제빵 관련 연구의 경우, 주로 기능성 부재료 첨가에 따른 제빵의 물성, 관능적 품질 특성에 대한 연구가 주를 이루고 있어, 이스트 발효 빵의 경우에서도 발효횟수를 증가시킨 제빵의 품질 변화에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 밀가루 단백질이 만성소화장애와 연관성이 있음이 보고되고 있는데(12-16) 이에 비해 밀가루 제품의 발효횟수에 따른 단백질 소화율에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있는 상황이므로 스팀빵의 최대 가능한 발효횟수와 이와 관련된 제품 특성의 변화를 파악하는 것은 앞으로 밀가루 제품 개발에 대한 또 다른 시도로 필요하다고 판단된다.
- 01)으로 가장 높은 관능평가 점수를 보였다. 이상을 살펴볼 때, 스팀빵의 발효횟수가 증가함에 따라 관능적인 측면에서 5차 발효까지는 과발효에 의한 불쾌취가 없었고 색상, 촉촉한 정도, 씹힘성, 단맛 등이 증가하였으며 전반적인 기호도에서도 높은 점수를 보였으므로 발효 스팀빵의 발효횟수를 늘린다면, 부드러운 질감이 향상되어 입안의 식감을 높일 수 있는 제품 개발이 가능할 것으로 여겨진다. 또한, 발효횟수를 증가시킨 경우, 단백질 함량이 감소하고, 전분 가수분해율과 단백질 소화율은 증가하였다.
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