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문제 정의
- 우리나라에서는 야콘에 대한 인식이 아직 부족하고 이용도가 낮으며 야콘의 식품으로서의 활용이나 생리활성 효능에 대한 연구가 활발하지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 야콘을 착즙한 후 농축하여 제빵 시 필요한 설탕 양을 야콘 농축액으로 대체하여, 제빵 과정 및 빵의 특성을 조사하여 야콘 농축액이 제빵 시 설탕을 대체할 수 있는지에 대하여 조사하여 바람직한 결과를 얻었기에 보고하는 바이다.
가설 설정
- 1)YE 0: Formulas were not substitute with yacon concentrates, used only 100% sugar (control). YE 25: Formulas were substituted with yacon concentrates instead of 25% of sugar content.
- 3)Values with different superscripts in the same row are significantly different at α=0.05.
제안 방법
- 식빵의 관능적 특성은 관능평가 경험이 있는 훈련된 요원 8명(남자 3명, 여자 5명)으로 묘사분석(11)을 실시하였다. 묘사분석 내용으로는 첫 번째 session에서는 식빵에 대한 용어를 개발하게 하고, 두 번째 session에서는 개발된 용어에 대한 표준시료를 설정한 후 세 번째 session에서는 표준시료를 중심으로 훈련을 하고 네 번째 session에서 본 실험을 실시하였다. 본 실험에서 사용된 시료는 제빵 후 2시간 동안 방냉시킨 식빵을 0.
- 반죽의 pH는 pH meter(Mettler Toledo 340, Columbus, OH, USA)로 측정하였다. 반죽과 식빵을 각각 5 g씩 취하여 증류수 45 mL를 넣고 충분히 교반시킨 후 혼탁액 상태에서 측정하였으며 3회 반복하여 평균값을 사용하였다.
- 반죽의 발효 팽창력 측정은 설탕 및 야콘 농축액을 첨가한 반죽이 완료된 시점의 반죽무게를 초기무게로 하였고, 반죽 직후 20 g씩을 떼어 100 mL의 메스실린더에 취해 표면을 평평하게 한 다음 1차 발효조건인 온도 27℃, 습도 75%인 발효기에서 4시간 발효시키면서 1시간 간격으로 발효 팽창력을 측정하였다. 한 시료 당 3개씩 측정하여 그 평균값을 발효 팽창력으로 하였다.
- 묘사분석 내용으로는 첫 번째 session에서는 식빵에 대한 용어를 개발하게 하고, 두 번째 session에서는 개발된 용어에 대한 표준시료를 설정한 후 세 번째 session에서는 표준시료를 중심으로 훈련을 하고 네 번째 session에서 본 실험을 실시하였다. 본 실험에서 사용된 시료는 제빵 후 2시간 동안 방냉시킨 식빵을 0.8 cm 두께로 잘라 빵의 양끝은 잘라낸 후 한 조각씩을 백색 접시에 제공하여 9점 척도법을 이용하여 평가하도록 하였다. 관능적 특성 평가에서 점수가 높을수록 강도가 높은 것을 의미한다.
- 빵의 제조를 위한 배합비율은 Table 1과 같으며, 제빵 제조공정은 AACC법(10)의 직접반죽법(straight dough method)을 일부 수정하여 실험하였다. 이때 설탕 대신 사용한 야콘 농축액의 양은 야콘 농축액의 상대적 감미도를 고려한 고형분 함량을 반죽에 첨가하였다.
- 설탕 대신 다양한 농도의 야콘 농축액을 농도별로 대체하여 발효능력을 평가하기 위해 발효 팽창력을 측정하였다 (Table 3). 발효 팽창력은 반죽의 gluten 생성능력과 반죽의 가스 보유력에 의해 좌우되는 것으로(14) 팽창력이 높은 것은 제빵 적성에서는 바람직한 현상으로 평가된다.
- 식빵의 무게는 빵을 구운 후 실온에서 2시간 방냉 한 다음 측정하였으며, 식빵의 부피는 종자치환법으로 측정하였다. 식빵의 비용적은 빵 부피(mL)를 빵 무게(g)로 나누어 구하였으며 식빵의 굽기 손실률은 반죽의 무게와 식빵의 무게를 이용하여 다음과 같이 산출하였으며, 냉각손실은 고려하지 않았다.
- 식빵의 텍스쳐는 빵의 중심을 동일한 크기(3×3×1 cm) 로 잘라 2장을 겹쳐 레오미터(Rheometer, COMPAC-100Ⅱ, Sun Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 직경이 25 mm인 원통형 plunger를 사용하여 최대하중 2 kg, table speed 60 mm/min, distance는 50%의 조건으로 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 씹힘성(chewiness)의 변화를 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 야콘 농축액을 첨가한 반죽 특성을 조사하기 위해 반죽의 pH 및 발효 팽창력을 측정하였을 때 야콘 농축액의 첨가가 반죽의 pH에는 영향을 크게 미치지 않았으며, 발효과정 중 야콘 농축액에 다량 함유된 fructo-oligosaccharides가 효모의 후기 발효에 이용되어 지속적으로 gas를 공급하여 최적 발효시간이 지나도 반죽의 부피가 유지되는 현상을 나타내었다. 빵을 제조하여 식빵의 부피, 무게 및 비용적을 측정한 결과 설탕 75% 이상을 야콘 농축액으로 대체하였을 때에는 호화와 착색에서는 약간 불리할 수 있음을 알 수 있었다.
- 반죽의 발효 팽창력 측정은 설탕 및 야콘 농축액을 첨가한 반죽이 완료된 시점의 반죽무게를 초기무게로 하였고, 반죽 직후 20 g씩을 떼어 100 mL의 메스실린더에 취해 표면을 평평하게 한 다음 1차 발효조건인 온도 27℃, 습도 75%인 발효기에서 4시간 발효시키면서 1시간 간격으로 발효 팽창력을 측정하였다. 한 시료 당 3개씩 측정하여 그 평균값을 발효 팽창력으로 하였다.
대상 데이터
- 식빵의 관능적 특성은 관능평가 경험이 있는 훈련된 요원 8명(남자 3명, 여자 5명)으로 묘사분석(11)을 실시하였다. 묘사분석 내용으로는 첫 번째 session에서는 식빵에 대한 용어를 개발하게 하고, 두 번째 session에서는 개발된 용어에 대한 표준시료를 설정한 후 세 번째 session에서는 표준시료를 중심으로 훈련을 하고 네 번째 session에서 본 실험을 실시하였다.
- 실험에 사용된 야콘은 2011년 강릉시에서 재배한 것으로 야콘을 마쇄한 후 착즙기로 착즙하여 65ºBrix가 되도록 가열 농축한 것을 이용하였다.
- 실험에 사용된 야콘은 2011년 강릉시에서 재배한 것으로 야콘을 마쇄한 후 착즙기로 착즙하여 65ºBrix가 되도록 가열 농축한 것을 이용하였다. 야콘 농축액 첨가 식빵을 만들기 위하여 밀가루((주)대한제분, 인천, 강력분), 이스트(오뚜기, 경기, 생이스트), 식염(백조표 꽃소금, 경기), 쇼트닝(롯데삼강, 천안), 설탕(제일제당, 인천, 정백당), 탈지분유(서울우유 협동조합, 용인)를 사용하였다.
데이터처리
- 통계분석에는 SPSS프로그램(v12.0, IBM Company, Chicago, IL, USA)을 사용하였고 결과분석은 분산분석 후 Duncan’s multiple range tests(p<0.05)를 실시하였다.
이론/모형
- 식빵의 무게는 빵을 구운 후 실온에서 2시간 방냉 한 다음 측정하였으며, 식빵의 부피는 종자치환법으로 측정하였다. 식빵의 비용적은 빵 부피(mL)를 빵 무게(g)로 나누어 구하였으며 식빵의 굽기 손실률은 반죽의 무게와 식빵의 무게를 이용하여 다음과 같이 산출하였으며, 냉각손실은 고려하지 않았다.
성능/효과
- Springiness는 야콘 농축액 첨가량을 높여도 통계적으로 유의차를 나타내지 않아 texture meter를 이용하여 측정한 값에서 통계적 유의차를 나타내지 않은 것과 같은 결과를 나타내었다. Sweetness와 moistness 특성은 야콘 농축액 첨가량이 높아질수록 높아지는 경향을 나타내어, 야콘 첨가량이 높으면 빵의 보수력이 증가되는 것으로 판단되었다. Hardness는 sweetness와 moistness 특성과 반대로 야콘 농축액 첨가량이 높아질수록 낮지는 경향을 나타내었다.
- 관능적 특성의 평가에서는 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 강한 야콘 향미와 진한 색을 나타내는 부드럽고 촉촉한 빵의 특성을 나타내었으며, 소비자들은 야콘 농축액 첨가량이 설탕의 75%를 대체한 YE 75를 가장 선호하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 야콘 농축액을 설탕을 대신하여 사용하였을 때 부드럽고 촉촉한 물성을 지닌 기호성이 높은 빵을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.
- 설탕 대신 다양한 농도의 야콘 농축액을 사용하여 제조한 빵의 관능적 특성 조사 결과는 Table 7에 표시하였다. 관능적 특성 중 crust color, crumb color, yacon flavor, yacon taste와 residual mouth feel은 야콘 첨가량이 높을수록 통계 적으로 높아지는 경향을 나타내었다. Springiness는 야콘 농축액 첨가량을 높여도 통계적으로 유의차를 나타내지 않아 texture meter를 이용하여 측정한 값에서 통계적 유의차를 나타내지 않은 것과 같은 결과를 나타내었다.
- 빵의 물성측정 결과에서는 야콘 농축액의 함량이 늘어날수록 녹갈색은 짙어지는 경향을 나타내었으며, 유연하며 입안에서 부서지지 않고 덩어리 형태를 유지하는 물성을 나타내 좋은 제빵 특성을 나타내었다. 관능적 특성의 평가에서는 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 강한 야콘 향미와 진한 색을 나타내는 부드럽고 촉촉한 빵의 특성을 나타내었으며, 소비자들은 야콘 농축액 첨가량이 설탕의 75%를 대체한 YE 75를 가장 선호하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 야콘 농축액을 설탕을 대신하여 사용하였을 때 부드럽고 촉촉한 물성을 지닌 기호성이 높은 빵을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.
- Hardness는 sweetness와 moistness 특성과 반대로 야콘 농축액 첨가량이 높아질수록 낮지는 경향을 나타내었다. 관능평가 결과를 종합적으로 분석해보면, 야콘의 첨가량이 높을수록 강한 야콘 향미와 진한 색을 나타내는 부드럽고 촉촉한 빵의 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
- 이에 반해야콘 농축액을 사용한 YE 25나 YE 50 반죽에서는 초기발효에는 설탕이 효모의 작용을 받아 빠르게 gas를 형성하다가, 최적 발효시간이 지나도 반죽의 부피가 유지되는 현상은 설탕 대신 총당의 80%가 fructo-oligosaccharides로 구성(3)된 야콘 농축액의 fructo-oligosaccharides가 효모의 후기 발효에 이용되어 지속적으로 gas를 공급하는 것으로 판단된다. 또한, YE 75나 YE 100의 경우에는 설탕만 사용한 반죽보다 최고 부피팽창 시간은 1시간 정도 늦었지만 반죽의 부피는 YE 0보다 큰 것으로 보아 야콘 추출액을 사용한 반죽은 발효시간을 길게 할 경우 YE 0에서 보다 더 큰 용적을 가진 빵을 얻을 수 있을 것으로 예측된다. 이러한 결과는 Lee 등 (15)이 제빵을 위한 반죽 시 오디농축액을 첨가하였을 때 초기 발효율은 낮은 것으로 나타났지만 반죽들이 지속적인 증가를 보여주어 오디 농축액 첨가가 발효의 지속력에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다는 보고와 같은 결과를 나타내었다.
- 설탕 대신 다양한 농도의 야콘 추출액을 사용하여 제조한 빵을 자른 후 빵 내부의 색도를 측정한 결과는 Table 5에 표시하였다. 명도를 나타내는 L 값은 야콘 추출액의 첨가량이 증가할수록 차이가 나게 낮은 값을 나타내어 빵의 색이 어두워짐을 알 수 있었고, 적색도를 나타내는 a값과 황색도를 나타내는 b값은 야콘 추출액이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 설탕 대신 다양한 농도의 야콘 추출액을 사용하여 제조한 빵의 단면 사진은 Fig.
- 발효 팽창력은 반죽의 gluten 생성능력과 반죽의 가스 보유력에 의해 좌우되는 것으로(14) 팽창력이 높은 것은 제빵 적성에서는 바람직한 현상으로 평가된다. 본 실험에서는 설탕만 첨가하여 발효한 YE 0 반죽은 발효 2시간째 가장 부피팽창이 컸으며, 그 후에는 부피가 줄어드는 현상을 나타내었다. 설탕의 25%와 50%를 야콘 농축액으로 대체한 YE 25와 YE 50 반죽은 2시간째 가장 부피팽창이 컸으며, 그 후로도 설탕으로만 반죽한 경우와 다르게 부피가 4시간까지도 유지되는 경향을 나타내었다.
- 씹힘성에 가장 영향을 미치는 인자로는 경도로, 경도가 낮을수록 씹힘성도 낮아지는데 이런 특성을 가진 빵의 특성은 부드럽고 유연한 특성을 지닌다(19). 본 실험에서는 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 씹힘성이 낮아지는 경향을 보였다. 상기한 바와 같이 물성 측정 결과를 종합적으로 분석해보면, 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 부드럽고 유연하며 입안에서 부서지지 않고 덩어리 형태를 유지하는 좋은 특성을 나타내는 것으로 판단된다.
- 설탕의 75%와 100%를 야콘 농축액으로 대체한 YE 75와 YE 100 반죽은 반죽 4시간째까지 부피팽창이 일어났으며, 이때 부피는 YE 0, YE 25 및 YE 50보다 부피팽창이 더 크게 일어 난 것을 알 수 있었다. 본 실험의 결과는 반죽과정 중 설탕은 효모가 빨리 분해하여 gas를 형성하는 시간이 빠르게 진행되지만 최적 발효시간 후에 반죽의 부피 유지가 잘 안 되는 현상은 형성된 gluten의 약화 현상으로 gas 보유력이 약화되었거나 더 이상 gas가 형성이 되지 않는 것으로 판단된다. 이에 반해야콘 농축액을 사용한 YE 25나 YE 50 반죽에서는 초기발효에는 설탕이 효모의 작용을 받아 빠르게 gas를 형성하다가, 최적 발효시간이 지나도 반죽의 부피가 유지되는 현상은 설탕 대신 총당의 80%가 fructo-oligosaccharides로 구성(3)된 야콘 농축액의 fructo-oligosaccharides가 효모의 후기 발효에 이용되어 지속적으로 gas를 공급하는 것으로 판단된다.
- 제빵 과정 중 굽기 손실은 휘발성 물질 및 수분이 굽기 과정 중 증발 잠열에 의해 휘발하면서 일어나는 현상으로 Roels 등(16)은 같은 굽기 조건에서 호화가 양호하고 착색이 좋을수록 굽기 손실률은 증가한다고 보고하였다. 본 연구에서는 YE 0, YE 25, YE 50에서 굽기 손실률은 통계적으로 유의차가 없었으나 YE 75와 YE 100에서는 약간 낮은 굽기 손실을 나타내어, 야콘 추출액의 함량을 너무 많은 양을 설탕 대신 사용하였을 때에는 호화와 착색에서는 약간 불리할 수 있음을 알 수 있었다.
- 빵을 제조하여 식빵의 부피, 무게 및 비용적을 측정한 결과 설탕의 75% 이상을 야콘 농축액으로 대체하였을 때에는 호화와 착색에서는 약간 불리할 수 있음을 알 수 있었다.
- 빵을 제조하여 식빵의 부피, 무게 및 비용적을 측정한 결과 설탕 75% 이상을 야콘 농축액으로 대체하였을 때에는 호화와 착색에서는 약간 불리할 수 있음을 알 수 있었다. 빵의 물성측정 결과에서는 야콘 농축액의 함량이 늘어날수록 녹갈색은 짙어지는 경향을 나타내었으며, 유연하며 입안에서 부서지지 않고 덩어리 형태를 유지하는 물성을 나타내 좋은 제빵 특성을 나타내었다. 관능적 특성의 평가에서는 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 강한 야콘 향미와 진한 색을 나타내는 부드럽고 촉촉한 빵의 특성을 나타내었으며, 소비자들은 야콘 농축액 첨가량이 설탕의 75%를 대체한 YE 75를 가장 선호하는 것을 알 수 있었다.
- 본 실험에서는 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 씹힘성이 낮아지는 경향을 보였다. 상기한 바와 같이 물성 측정 결과를 종합적으로 분석해보면, 야콘 농축액의 첨가량이 높을수록 부드럽고 유연하며 입안에서 부서지지 않고 덩어리 형태를 유지하는 좋은 특성을 나타내는 것으로 판단된다.
- 본 실험에서는 설탕만 첨가하여 발효한 YE 0 반죽은 발효 2시간째 가장 부피팽창이 컸으며, 그 후에는 부피가 줄어드는 현상을 나타내었다. 설탕의 25%와 50%를 야콘 농축액으로 대체한 YE 25와 YE 50 반죽은 2시간째 가장 부피팽창이 컸으며, 그 후로도 설탕으로만 반죽한 경우와 다르게 부피가 4시간까지도 유지되는 경향을 나타내었다. 설탕의 75%와 100%를 야콘 농축액으로 대체한 YE 75와 YE 100 반죽은 반죽 4시간째까지 부피팽창이 일어났으며, 이때 부피는 YE 0, YE 25 및 YE 50보다 부피팽창이 더 크게 일어 난 것을 알 수 있었다.
- 설탕의 25%와 50%를 야콘 농축액으로 대체한 YE 25와 YE 50 반죽은 2시간째 가장 부피팽창이 컸으며, 그 후로도 설탕으로만 반죽한 경우와 다르게 부피가 4시간까지도 유지되는 경향을 나타내었다. 설탕의 75%와 100%를 야콘 농축액으로 대체한 YE 75와 YE 100 반죽은 반죽 4시간째까지 부피팽창이 일어났으며, 이때 부피는 YE 0, YE 25 및 YE 50보다 부피팽창이 더 크게 일어 난 것을 알 수 있었다. 본 실험의 결과는 반죽과정 중 설탕은 효모가 빨리 분해하여 gas를 형성하는 시간이 빠르게 진행되지만 최적 발효시간 후에 반죽의 부피 유지가 잘 안 되는 현상은 형성된 gluten의 약화 현상으로 gas 보유력이 약화되었거나 더 이상 gas가 형성이 되지 않는 것으로 판단된다.
- 설탕 대신 다양한 농도의 야콘 추출액을 사용하여 제조한 빵의 소비자 조사 결과는 Table 8에 표시하였다. 소비자들은 색이 진해지는 것에는 기호성에서 차이가 없었으나, 맛, 향미, 조직감 및 종합적인 기호도에서 야콘 농축액을 첨가한 빵을 선호하였으며, 야콘 농축액 첨가량이 설탕의 약 75%를 대체한 YE 75를 가장 선호하는 것을 알 수 있었다.
- 식빵의 소비자 기호도 조사는 관능평가 경험이 없는 소비자 63명(남 25명, 여 38명)에게 관능적 특성 평가와 같은 방법으로 시료를 제시하였으며, 점수가 높을수록 기호도가 높음을 의미한다.
- 제빵에서 pH는 이스트의 발효 속도에 영향을 주는 중요한 인자(12)로 설탕 대신 다양한 농도의 야콘 농축액을 첨가 하였을 때 반죽의 pH를 측정한 결과(Table 2) 반죽의 pH는 통계적으로 유의차를 나타내지 않아 야콘 농축액의 첨가가 반죽의 pH에 영향을 크게 미치지 않음을 알 수 있었다. Lee 등(13)이 반죽의 pH가 5.
후속연구
- 그러나 야콘에 함유된 다량의 수분은 저장성을 낮추는 단점(9)이 되기도 하므로 저장성을 높이기 위한 새로운 가공방법에 대한 연구가 필요하다. 우리나라에서는 야콘에 대한 인식이 아직 부족하고 이용도가 낮으며 야콘의 식품으로서의 활용이나 생리활성 효능에 대한 연구가 활발하지 못한 실정이다.
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