[논문]숙성 흑마늘 추출액 첨가가 빵용 밀가루 반죽의 레올로지 특성에 미치는 영향

왕숙자; 이정훈; 최미정; 이시경

doi:10.3746/jkfn.2012.41.3.430

숙성 흑마늘 추출액 첨가가 빵용 밀가루 반죽의 레올로지 특성에 미치는 영향
Effects of Aged Black Garlic Extracts on the Rheology of Flour Dough 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.41 no.3, 2012년, pp.430 - 435

왕숙자 (건국대학교 농축대학원 바이오식품공학과) , 이정훈 (건국대학교 응용생물화학과) , 최미정 (건국대학교 분자생명공학과) , 이시경 (건국대학교 분자생명공학과)

초록
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제빵용 밀가루인 강력분에 흑마늘 추출액을 0, 5, 10, 15% 첨가하여 반죽의 레올로지 특성으로 Falling number, RVA에 의한 호화 특성, Farinograph, Alveograph 등을 분석하였다. Falling number는 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비하여 낮아졌으나 제빵적성의 범위에 있었다. 호화도 특성에서 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가함에 따라 호화개시 온도, 최고점도, 유지강도, 최종점도, break down, set back 등 모두가 대조구에 비해 증가하였다. Farinograph 측정에서 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 반죽의 강도와 흡수율은 증가하였고, 반죽형성시간은 감소하였으며 안정도와 약화도는 급격히 감소하는 경향을 나타냈다. 반죽의 내성(MTI)은 대조구에 비해 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, FQN은 대조구가 가장 높았다. Alveograph 측정에서 $P_{max}$는 대조구가 가장 높았고 L, G 값은 흑마늘 추출액 15% 첨가구가 가장 높았으며 W값은 15% 첨가구에서 가장 낮았다. 이상의 실험 결과 흑마늘 추출액 5%까지는 첨가가 가능하나 그 이상은 반죽의 레올로지 특성을 저하시켜 제빵 적성이 나빠질 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was carried out to investigate the rheological effects of black garlic extracts on the bread dough. 0, 5, 10 and 15% of black garlic extracts were added in the bread flour. Falling number, RVA (Rapid visco analyser), farinograph and alveograph were analyzed. Falling number was lowered by increasing the amount of the extract added in the wheat flour. The pasting characteristics of the dough by RVA, value of pasting temperature, peak viscosity, holding strength, final viscosity, break down and set back were increased compared to the control. In the Farinograph analysis, the consistency and the water absorption ratio were elevated with the increase of the extract added. However, the rapid decrease of stability and the time to breakdown values were observed by increasing the extract addition amount compared to the control. However the mixing tolerance index (MTI) was rapidly increased as the amount of the extract addition was increased, and the highest farinogram quality number was observed in the control. Through the alveograph analysis, $P_{max}$ value was found to show the highest value in the control, while the L and G values were higher but W values was lowered in the dough with added 15% black garlic extract. As a result of the analysis, there was no significant bad effect until 5% of black garlic extracts was added to the bread dough.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 흑마늘에는 폴리페놀류의 함량이 증가하여 생마늘에 존재하지 않는 S-allyl-cysteine인 수용성의 함황 아미노산이 생성되는 것으로 밝혀졌다(10). 본 연구에서는 건강식품으로 유효성분을 유지하면서 식품가공 산업에 마늘의 활용도를 높이고자 마늘이 갖는 강한 냄새를 제거한 숙성 흑마늘 추출액을 제빵용 반죽 제조에 첨가하여 반죽의 레오로지 특성에 미치는 영향을 조사함으로써 기능성 흑마늘 빵을 제조하는데 자료로 활용하고자 하였다.

제안 방법

2 mL를 혼합하여 알루미늄 용기에 넣고 플라스틱 회전축으로 균일하게 교반하였다. 50℃로 맞춘 신속 점도계에서 1분간 빠른 속도로 교반한 다음, 1분에 12℃씩 상승시키면서 95℃까지 가열하고 이 상태에서 2.5분 유지시킨 후 50℃로 냉각시키면서 최고점도(peak viscosity), 호화 개시온도(pasting temperature), 최고점도 시간(peak time), 최고점도 후에 나타나는 최저점도인 유지강도(holding strength), 최종점도(final viscosity), break down 및 set back 값을 5회 반복 측정하였다.
평평한 반죽의 중앙을 펀치로 눌러 자른 후 반죽판에 놓고 resting room에 반죽 순서대로 넣었다. Alveograph의 공기방출판과 템퍼에 식용유를 바르고 반죽을 방출판의 중앙에 넣고 템퍼를 닫은 다음 링을 돌려 잠그고 템퍼와 링을 직각으로 들어 낸 후 공기를 주입할 때 만들어진 반죽 볼이 팽창한도에 이르렀을 때 파괴되는데 이때 alveolink에 반죽의 변형에 필요한 최대저항력과 관계되는 압력인 Pmax, 팽창된 반죽이 터질 때까지의 신장성을 나타내는 L(mm), 팽창지표인 G(#), 반죽의 baking strength인 W 등을 분석하였다. 시료마다 5회 반복 측정하였다.
, Villeneuve, France)를 사용하여 AACC법(54-30A)(11)으로 측정하였다. 강력분 250 g에 흑마늘 추출액을 2.5% NaCl 용액에 혼합하여 최종농도가 0, 5, 10, 15%가 되도록 제조한 용액을 132 mL 넣고 반죽을 시작하는데 이때 반죽기의 온도는 24℃로 맞추고 resting chamber의 온도는 25℃로 조절하였다. 평평한 반죽의 중앙을 펀치로 눌러 자른 후 반죽판에 놓고 resting room에 반죽 순서대로 넣었다.
강력분 3.5 g에 흑마늘 추출액을 증류수에 혼합하여 최종농도가 0, 5, 10, 15%가 되도록 제조한 용액을 각각의 농도별로 25±0.2 mL를 혼합하여 알루미늄 용기에 넣고 플라스틱 회전축으로 균일하게 교반하였다.
강력분 300 g에 흑마늘 추출액을 증류수에 혼합하여 최종농도가 0, 5, 10, 15%가 되도록 제조한 용액을 각각의 농도별로 커브의 중앙이 500±10 BU가 유지되도록 첨가하였으며, 측정기기 온도는 30±0.2℃를 유지하였다.
밀가루의 수분함량을 14%로 기준하여 소맥분 7.00±0.05 g을 정확하게 계량한 후 여기에 흑마늘 추출액을 증류수에 혼합하여 최종농도가 0, 5, 10, 15%가 되도록 제조한 용액을 각각의 농도별로 25±0.2 mL를 계량하여 넣고 고무마개로 막아 20～30회 균일하게 교반하여 현탁액을 만들었다.
2℃를 유지하였다. 반죽의 강도(consistency), 흡수율(water absorption), 반죽형성시간(development time), 안정도(stability), 약화도(time to breakdown), 반죽의 내성(tolerance index; MTI) 및 FQN(Farinograph quality number)의 값을 5회 반복 측정하였다.
Alveograph의 공기방출판과 템퍼에 식용유를 바르고 반죽을 방출판의 중앙에 넣고 템퍼를 닫은 다음 링을 돌려 잠그고 템퍼와 링을 직각으로 들어 낸 후 공기를 주입할 때 만들어진 반죽 볼이 팽창한도에 이르렀을 때 파괴되는데 이때 alveolink에 반죽의 변형에 필요한 최대저항력과 관계되는 압력인 Pmax, 팽창된 반죽이 터질 때까지의 신장성을 나타내는 L(mm), 팽창지표인 G(#), 반죽의 baking strength인 W 등을 분석하였다. 시료마다 5회 반복 측정하였다.
제빵용 밀가루인 강력분에 흑마늘 추출액을 0, 5, 10, 15%첨가하여 반죽의 레올로지 특성으로 Falling number, RVA에 의한 호화 특성, Farinograph, Alveograph 등을 분석하였다. Falling number는 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비하여 낮아졌으나 제빵적성의 범위에 있었다.
호화 특성은 Rapid Visco Analyzer(Rapid Visco Analyzer, Newport Scientific Pty. Ltd., Warriewood NSW, Australia)를 이용하여 다음과 같이 측정하였다(12). 강력분 3.

대상 데이터

흑마늘 추출액은 경상북도 의성군 영농조합에서 제조한 제품을 사용하였다. 숙성 흑마늘 추출액의 수분함량은 36%이었다.

데이터처리

통계분석은 Statistical Analysis System(SAS Inc., Cary, NC, USA)(13) 통계프로그램을 사용하여 분산분석(ANOVA)을 실시하였고, 각 시료 간의 유의성 검증은 p<0.05 수준으로 던컨의 다중범위시험법(Duncan's multiple range test)을 사용하였다.

이론/모형

Alveograph 측정은 Alveograph(NG, Chopin Co., Villeneuve, France)를 사용하여 AACC법(54-30A)(11)으로 측정하였다. 강력분 250 g에 흑마늘 추출액을 2.
Farinograph 측정은 Farinograph-E(M81044, Brabender Co. Ltd., Duisburg, Germany)를 사용하여 AACC법(54-21)(11)으로 다음과 같이 측정하였다. 강력분 300 g에 흑마늘 추출액을 증류수에 혼합하여 최종농도가 0, 5, 10, 15%가 되도록 제조한 용액을 각각의 농도별로 커브의 중앙이 500±10 BU가 유지되도록 첨가하였으며, 측정기기 온도는 30±0.
소맥분의 Falling number는 Perten Instruments(Falling number 1500, Perten Instruments Co., Huddinge, Sweden)를 사용하여 AACC법(56-81B)(11)에 따라 측정하였다. 밀가루의 수분함량을 14%로 기준하여 소맥분 7.

성능/효과

반죽의 내성(MTI)은 대조구에 비해 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, FQN은 대조구가 가장 높았다. Alveograph 측정에서 P_max는 대조구가 가장 높았고 L, G 값은 흑마늘 추출액 15% 첨가구가 가장 높았으며 W 값은 15% 첨가구에서 가장 낮았다. 이상의 실험 결과 흑마늘 추출액 5%까지는 첨가가 가능하나 그 이상은 반죽의 레올로지 특성을 저하시켜 제빵 적성이 나빠질 것으로 생각된다.
FQN(Farinogram quality number)은 대조구가 149.5±4.9, 흑마늘 추출액을 5, 10, 15% 첨가구는 각각 79.0±2.8, 52.5±0.7, 56.0±1.4로 첨가량이 증가할수록 감소하였으나 10%와 15% 첨가구에서는 유의적 차이가 없었다(p<0.05).
호화도 특성에서 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가함에 따라 호화개시 온도, 최고점도, 유지강도, 최종점도, break down, set back 등 모두가 대조구에 비해 증가하였다. Farinograph 측정에서 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 반죽의 강도와 흡수율은 증가하였고, 반죽형성시간은 감소하였으며 안정도와 약화도는 급격히 감소하는 경향을 나타냈다. 반죽의 내성(MTI)은 대조구에 비해 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, FQN은 대조구가 가장 높았다.
P max는 대조구가 98.5±0.7 mm, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 78±0.7, 74±1.4, 70±1.4 mm로 나타나 첨가량이 증가할수록 Pmax 값은 감소하였고 대조구와 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
Set back 값은 대조구가 93±0.8 RVU, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 97±1.2, 103±1.2, 104±3.8 RVU로 첨가량이 많아질수록 set back 값이 높아지는 경향을 보여 흑마늘 추출액을 첨가할 경우 전분의 노화가 촉진될 수 있음을 간접적으로 예측할 수 있었다.
그러나 10, 15% 첨가구에서는 최종점도가 증가하였으며, 대조구와 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
대조구가 486.0±2.1 sec, 흑마늘 추출액을 5, 10, 15% 첨가한 시험구는 각각 470±1.4, 452±4.9, 440±6.4 sec로 흑마늘 추출액 첨가량이 많아질수록 Falling number 값이 감소하는 경향을 나타내었다.
3 mm로 첨가구가 대조구에 비해 높았다. 대조구와 5% 및 10% 첨가구는 유의적 차이를 보이지 않았으나 15% 첨가구는 유의적 차이를 보여 G 값도 L 값과 동일한 경향을 보였다. 반죽의 탄력에 대한 저항성을 나타내는 W 값은 대조구가 406±9.
이상의 실험에서 Alveograph로 측정한 글루텐의 강도를 나타내는 P_max는 대조구가 높았고, L, G, W 값은 시험구가 높아 시험구보다 대조구의 반죽이 강한 것으로 나타났다. 또한 Farinogram의 탄력도가 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며 W 값도 감소하였다. 이는 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 diallyl sulfide, diallyl disulfide, S-ethyl cysteine, N-acethyl cysteine 등의 환원력이 있는 황 함유화합물(17)이나 gallic acid 등이 환원제로 작용하여 반죽이 변형되는데 적은 힘이 필요했다고 생각된다.
반죽의 강도는 대조구가 508.5±2.1 BU, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 591.5±0.7, 644.0±5.7, 680.5±2.1 BU로 나타나 대조구보다 흑마늘 추출액 첨가구에서 높았으며 첨가량이 많을수록 증가하여 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
Farinograph 측정에서 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 반죽의 강도와 흡수율은 증가하였고, 반죽형성시간은 감소하였으며 안정도와 약화도는 급격히 감소하는 경향을 나타냈다. 반죽의 내성(MTI)은 대조구에 비해 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, FQN은 대조구가 가장 높았다. Alveograph 측정에서 P_max는 대조구가 가장 높았고 L, G 값은 흑마늘 추출액 15% 첨가구가 가장 높았으며 W 값은 15% 첨가구에서 가장 낮았다.
흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 흡수율이 증가한 것은 흑마늘 추출액에 함유된 고형분 즉, 당이나 단백질 등이 반죽 중의 수분과 먼저 결합하여 소맥분이 흡수할 수분이 부족하였기 때문인 것으로 생각된다. 반죽형성시간은 대조구가 5.7분, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 5.2, 5.0, 4.4분으로 첨가량이 증가할수록 짧아지는 것으로 나타났다. Kwon 등(23)은 복분자즙을 첨가한 식빵의 품질 특성에서 대조구에 비해 복분자즙 첨가구의 반죽형성시간이 빨라진다고 하였는데, 이는 반죽에 복분자즙을 첨가하면 밀가루 단백질의 희석작용으로 생성되는 글루텐 함량이 적어 반죽의 점탄성이 다소 감소되는 것에 기인하기 때문이라고 하였다.
안정도는 대조구가 14.3±0.9분, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 5.3±0.4, 3.1±0.0, 2.8±0.1분으로 첨가량이 증가함에 따라 감소하였다.
유지강도는 대조구가 166±2.7 RVU이었고, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 169±5.3, 176±4.2, 187±8.4 RVU로 첨가량이 5%일 때 대조구와 유의적 차이가 없었으나, 10%와 15% 첨가 시에는 대조구에 비해 증가하여 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
Alveograph 측정에서 P_max는 대조구가 가장 높았고 L, G 값은 흑마늘 추출액 15% 첨가구가 가장 높았으며 W 값은 15% 첨가구에서 가장 낮았다. 이상의 실험 결과 흑마늘 추출액 5%까지는 첨가가 가능하나 그 이상은 반죽의 레올로지 특성을 저하시켜 제빵 적성이 나빠질 것으로 생각된다.
반죽 1 g을 기준으로 하여 반죽의 변형 작용에 필요한 에너지를 10^-4 J로 계산한 것이 W 값으로 반죽의 부피와 탄력성을 간접적으로 측정할 수 있다(26). 이상의 실험에서 Alveograph로 측정한 글루텐의 강도를 나타내는 P_max는 대조구가 높았고, L, G, W 값은 시험구가 높아 시험구보다 대조구의 반죽이 강한 것으로 나타났다. 또한 Farinogram의 탄력도가 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났으며 W 값도 감소하였다.
05). 이상의 실험에서 빵 제조 시 흑마늘 추출액을 첨가하면 반죽의 강도, 수분흡수율, MTI(Mixing tolerance index) 등은 첨가량이 증가할수록 높아졌으며, 안정도와 time to break down 값은 시험구에 비해 대조구에서 높았다.
Kim 등(22)은 메밀가루를 이용한 제빵적성 연구에서 밀가루 빵에 비하여 메밀가루를 혼합한 빵에서는 메밀가루의 첨가량이 증가할수록 enthalpy가 증가하여 노화가 빨리 진행되었으며 이는 저장기간이 경과되었을 때도 같은 경향을 보였다고 하였다. 이상의 호화 특성에 관한 실험에서 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가됨으로써 호화 개시온도, 최고점도는 증가하였으며 유지강도, 최종점도, set back 값도 증가하였다. 그러나 흑마늘 추출액 5% 첨가구는 대조구와 유의적 차이가 없는 것으로 나타났다(p<0.
특히 흑마늘 추출액 15% 첨가구는 다른 첨가구에 비해 L 값이 현저히 증가하였으며 다른 첨가구와는 유의적인 차이를 보였다. 이상의 흑마늘 추출액을 첨가한 본 실험에서 첨가량이 증가함에 따라 L 값도 증가하였는데 이는 흑마늘 추출액의 환원작용에 의해 반죽의 탄력성은 줄어들었으나, 신장성은 커졌기 때문으로 생각된다.
최고점도는 대조구가 235±1.5 RVU, 흑마늘 추출액을 5, 10, 15% 첨가한 시험구는 각각 273±4.9, 293±4.2, 310±0.6 RVU로 첨가구에서 높았고, 첨가량이 증가함에 따라 최고점도가 높아졌으며 첨가구 간에 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
최고점도에서 유지강도 값을 뺀 값으로 표시되는 break down은 대조구가 70±4.1 RVU, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 104±5.2, 117±8.4, 123±7.7 RVU로 증가되었으며 첨가량이 많을수록 그 값도 높았다.
최종점도는 대조구가 259±1.9 RVU, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 256±1.5, 289±3.0, 332±4.5 RVU로 나타났으며, 첨가량이 5%일 때는 대조구와 유의적인 차이가 없었다.
05). 특히 흑마늘 추출액 15% 첨가구는 다른 첨가구에 비해 L 값이 현저히 증가하였으며 다른 첨가구와는 유의적인 차이를 보였다. 이상의 흑마늘 추출액을 첨가한 본 실험에서 첨가량이 증가함에 따라 L 값도 증가하였는데 이는 흑마늘 추출액의 환원작용에 의해 반죽의 탄력성은 줄어들었으나, 신장성은 커졌기 때문으로 생각된다.
팽창된 반죽이 터질 때까지의 신장성인 L 값은 대조구가 121±0.7 mm, 마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 125±22.6, 137±6.4, 159±3.5 mm로 첨가량이 많을수록 증가하여 유의적 차이를 보였다(p<0.05).
팽창지표인 G 값은 대조구가 24±0.1 mm, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 25±2.3, 26±0.6, 30±0.3 mm로 첨가구가 대조구에 비해 높았다.
호화개시온도는 대조구가 68.60±0.1℃, 흑마늘 추출액을 5, 10, 15%를 첨가한 시험구는 각각 69.00±0.6, 70.70±0.5, 71.95±0.0℃로 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 호화개시 온도가 다소 높아졌으나 대조구와 5% 첨가구는 유의적인 차이가 없었다(p<0.05).
Falling number는 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비하여 낮아졌으나 제빵적성의 범위에 있었다. 호화도 특성에서 흑마늘 추출액의 첨가량이 증가함에 따라 호화개시 온도, 최고점도, 유지강도, 최종점도, break down, set back 등 모두가 대조구에 비해 증가하였다. Farinograph 측정에서 흑마늘 추출액 첨가량이 증가할수록 반죽의 강도와 흡수율은 증가하였고, 반죽형성시간은 감소하였으며 안정도와 약화도는 급격히 감소하는 경향을 나타냈다.
흑마늘 추출액 5% 첨가 시에는 대조구와 유의적 차이가 없었으나, 10%와 15% 첨가구에서는 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
흡수율은 대조구가 63.1±0.1%, 흑마늘 추출액 5, 10, 15% 첨가구는 각각 65.1±0.0, 66.4±0.1 67.4±0.1%로 대조구에 비해 흡수율이 증가하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	마늘의 원산지는?	마늘(Allium sativum)은 다년생 초본 구근식물로 원산지는 중앙아시아와 지중해 연안 지방으로 알려져 있으며, 우리나라를 비롯한 중국, 인도, 미국 및 남부 유럽 등지에서 광범위하게 재배되고 있다. 우리나라에서 재배되는 마늘은 한지계와 난지계 마늘로 구분하는데, 한지계 마늘은 서산, 의성, 단양 등 내륙지역에서 재배되고, 난지계 마늘은 남해, 함평, 무안 등 남해안 지방에서 재배되는 품종으로 후자는 전자에 비하여 휴면기간이 짧은 것으로 알려져 있다(1).
	우리나라에서 재배되는 마늘은 어떻게 구분하는가?	마늘(Allium sativum)은 다년생 초본 구근식물로 원산지는 중앙아시아와 지중해 연안 지방으로 알려져 있으며, 우리나라를 비롯한 중국, 인도, 미국 및 남부 유럽 등지에서 광범위하게 재배되고 있다. 우리나라에서 재배되는 마늘은 한지계와 난지계 마늘로 구분하는데, 한지계 마늘은 서산, 의성, 단양 등 내륙지역에서 재배되고, 난지계 마늘은 남해, 함평, 무안 등 남해안 지방에서 재배되는 품종으로 후자는 전자에 비하여 휴면기간이 짧은 것으로 알려져 있다(1). 강한 냄새를 갖고 있는 마늘은 우리 식생활에 필수적인 조미료로서 각종 음식에 이용되고 있다.
	마늘은 패혈증을 유발하는 Vibrio parahaemolyticus에 대해서 얼마나 강한 향균효과를 나타내는가?	Sheo(7)는 마늘, 양파, 생강, 고추즙 등의 항균력 비교실험에서 마늘이 다른 시료에 비해 가장 강하다고 보고하였다. 특히 패혈증을 유발하는 Vibrio parahaemolyticus에 대해서는 시료 1% 이상 농도에서 거의 100% 항균효과를 나타냈고, 다른 균에 대해서는 2.5% 농도에서 71.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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