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문제 정의
- 본 연구는 체내에서 prebiotics로 작용하는 저항전분을 이용한 빵을 제조하는데 나타나는 적은 부피, 향 부족, 식감 저하 등의 단점을 보완하고자 밀가루에서 추출한 활성글루텐을 일정량 첨가하여 제품에 미치는 영향으로 pH, 비용적, 수분활성도, 굽기손실, 조직감, crumb 색도, 관능검사 등을 분석하여 저항전분이 첨가된 기능성 빵 제조에 활용하고자 하였다.
제안 방법
- Crumb 색도 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 crumb 색도 변화는 color reader(CR-10, Korea Minolta Sensing Inc., Osaka, Japan)로 측정하였다. 식빵의 crumb 부위를 가로, 세로, 높이 각각 20 mm, 20 mm, 10 mm 크기로 잘라 준비하여 Hunter 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 등을 측정하였다.
- 굽기손실 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 굽기손실은 굽기 전 반죽의 중량을 측정하고, 구운 후에 식빵의 중량을 측정하여 그 차이를 반죽의 중량으로 나누어 구하였다(15). 시료별로 5개씩 측정하여 자료로 하였다.
- 비용적 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 비용적은 먼저 종자치환법으로 식빵의 부피를 측정(14)한 후 분할 중량으로 나누어 구하였다. 시료별로 5개씩 측정하여 자료로 하였다.
- 식빵은 AACC 10-10b(13)의 방법을 수정하여 직접법(straight dough method)으로 제조하였고, 제조 시 배합률은 Table 1과 같으며 활성글루텐의 사용량에 따라 물 양을 조절하였다. 쇼트닝을 제외한 모든 재료를 한꺼번에 믹싱볼에 넣고 저속 3분, 중속 2분 동안 혼합 후 쇼트닝을 투입하고 저속 3분, 중속 15분간 믹싱하여 반죽을 제조하였다. 반죽온도는 27℃가 되도록 하였고, 온도 27℃, 상대습도 75%의 1차 발효실(Fresh proofer, Daeyung Bakery Machinery Co.
- 수분활성도 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 수분활성도는 시료를 25℃에 보존하면서 24시간 이후부터 2일 간격으로 7일간 수분활성도 측정기(BT-RS1, Rotronic ag, Bassersdorf, Switzerland)로 측정하였다. 식빵의 내부를 믹서기로 균일하게 갈아 측정기의 cell에 채운 후 미리 25℃로 조절하여 놓은 측정기의 chamber에 cell을 삽입하여 수분활성도 값이 변하지 않을 때까지 시료별로 5개씩 측정하여 자료로 하였다.
- 반죽 및 제품의 pH 측정: 반죽 및 제품의 pH는 반죽 혼합후, 1차 발효 후, 2차 발효 후, 제품 냉각 후에 측정하였다. 시료 10 g을 증류수 100 mL에 용해한 후 pH meter(pH Meter 440, Corning Co. Ltd., Hayward, CA, USA)를 이용하여 5회 측정하여 자료로 하였다.
- 수분활성도 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 수분활성도는 시료를 25℃에 보존하면서 24시간 이후부터 2일 간격으로 7일간 수분활성도 측정기(BT-RS1, Rotronic ag, Bassersdorf, Switzerland)로 측정하였다. 식빵의 내부를 믹서기로 균일하게 갈아 측정기의 cell에 채운 후 미리 25℃로 조절하여 놓은 측정기의 chamber에 cell을 삽입하여 수분활성도 값이 변하지 않을 때까지 시료별로 5개씩 측정하여 자료로 하였다.
- 식빵의 제조: 저항전분을 10% 첨가한 식빵을 대조구로 하여 활성글루텐 2%, 4%, 6% 첨가하여 식빵을 제조하였다. 식빵은 AACC 10-10b(13)의 방법을 수정하여 직접법(straight dough method)으로 제조하였고, 제조 시 배합률은 Table 1과 같으며 활성글루텐의 사용량에 따라 물 양을 조절하였다. 쇼트닝을 제외한 모든 재료를 한꺼번에 믹싱볼에 넣고 저속 3분, 중속 2분 동안 혼합 후 쇼트닝을 투입하고 저속 3분, 중속 15분간 믹싱하여 반죽을 제조하였다.
- , Osaka, Japan)로 측정하였다. 식빵의 crumb 부위를 가로, 세로, 높이 각각 20 mm, 20 mm, 10 mm 크기로 잘라 준비하여 Hunter 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 등을 측정하였다. 이때 표준 백색판의 값으로 L: 77.
- 수분활성도 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 수분활성도는 시료를 25℃에 보존하면서 24시간 이후부터 2일 간격으로 7일간 수분활성도 측정기(BT-RS1, Rotronic ag, Bassersdorf, Switzerland)로 측정하였다. 식빵의 내부를 믹서기로 균일하게 갈아 측정기의 cell에 채운 후 미리 25℃로 조절하여 놓은 측정기의 chamber에 cell을 삽입하여 수분활성도 값이 변하지 않을 때까지 시료별로 5개씩 측정하여 자료로 하였다.
- 식빵의 제조: 저항전분을 10% 첨가한 식빵을 대조구로 하여 활성글루텐 2%, 4%, 6% 첨가하여 식빵을 제조하였다. 식빵은 AACC 10-10b(13)의 방법을 수정하여 직접법(straight dough method)으로 제조하였고, 제조 시 배합률은 Table 1과 같으며 활성글루텐의 사용량에 따라 물 양을 조절하였다.
- 식빵의 crumb 부위를 가로, 세로, 높이 각각 20 mm, 20 mm, 10 mm 크기로 잘라 준비하여 Hunter 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 등을 측정하였다. 이때 표준 백색판의 값으로 L: 77.1, a: +2.1, b: +2.2인 calibration plate를 사용하였으며 각각의 시료를 5개씩 측정하여 자료로 하였다.
- 저항전분이 10% 첨가된 제품을 대조구로 하여 활성글루텐을 2%, 4%, 6% 첨가하여 식빵을 제조하였다. 활성글루텐이 미치는 효과를 측정하기 위하여 반죽과 제품의 pH, 수분 활성도, 비용적, 굽기 손실률, crumb 색도, 조직감, 관능검사 등을 분석하였다.
- 제조된 빵의 관능검사는 대학 및 대학원생 남여 20명을 대상으로 본 실험의 목적과 평가방법에 대하여 교육시킨 후 외관(appearance), 색상(color), 향미(flavor), 조직감(texture), 맛(taste), 종합적 기호도(overall acceptability)에 대하여 5단계 채점법으로 매우 좋다(5점), 좋다(4점), 그저 그렇다(3점), 나쁘다(2점), 매우 나쁘다(1점)로 평가하였다. 개인별로 평가표에 점수를 작성하도록 하여 최상위와 최하위를 제외하고 자료로 하였다.
- 조직감 측정: 활성글루텐 첨가량을 달리하여 제조한 식빵을 25℃에 보존하면서 24시간 이후부터 2일 간격으로 7일 간의 조직감 평가를 위하여 경도 변화를 Texture Analyser(TA-XT2, Stable micro systems Co., Surrey, England)로 측정하였다. 측정조건은 adaptor 지름 110 mm 원형 probe, table speed 100 mm/min, chart speed 60 mm/min, load cell range 1 kg, critical area 314 mm2, % deformation 25 등이었다.
- 활성글루텐이 미치는 효과를 측정하기 위하여 반죽과 제품의 pH, 수분 활성도, 비용적, 굽기 손실률, crumb 색도, 조직감, 관능검사 등을 분석하였다.
대상 데이터
- 밀가루(강력 1등급, 대한제분, 인천, 한국), 저항전분(DSRStar 80, 난소화성 전분, RS4, 대상(주), 군산, 한국), 활성글루텐(삼원상사, 대구, 한국), 효모(Lapari sienne, DSM Bakery Ingredients, Felixstowe, UK), 설탕(제일제당, 인천, 한국), 쇼트닝(삼양사, 서울, 한국), 탈지분유(서울우유, 안산, 한국), 반죽개량제(S-500, Puratos Korea, Seoul, Korea), 소금((주)한주, 울산, 한국) 등을 사용하였다.
데이터처리
- 각 항목에 대하여 3회 반복 실험하였고 결과는 평균값±표준편차(mean±SD)로 나타냈다.
- 통계분석은 statistical analysis system(SAS)(16)을 사용하여 분산분석(ANOVA) 을 실시하였고, 시료 간의 유의성 검증은 p<0.05 수준으로 던컨의 다중 범위시험법(Duncan's multiple range test)을 이용하였다.
성능/효과
- 굽기 손실률은 활성글루텐 첨가량이 많을수록 낮아졌다. Crumb 색도의 L, a, b 값 모두 활성글루텐 첨가량이 많을수록 낮아졌으며 유의적 차이가 있었다. 조직감(경도)은 저장기간이 경과함에 따라 대조구에 비하여 시험구들이 낮은 값이었고, 관능검사에서 4% 첨가구가 가장 높은 점수를 얻었다.
- 밀가루에 저항전분 10% 첨가 후 활성글루텐의 첨가량을 달리하여 제조한 반죽과 식빵의 pH를 측정한 결과는 Table 2와 같다. 대조구에 비하여 활성글루텐을 첨가한 시험구의 pH가 반죽, 발효 공정과 식빵에서 높게 나타났다. 이는 활성 글루텐 첨가로 반죽의 단백질 함량이 증가하여 단백질의 완충작용에 기인하며, 또한 단백질의 함량이 많으면 효모에 의한 발효가 지연되는 것에 기인하는 것으로 생각된다(17).
- 밀가루에 저항전분 10% 첨가 후 활성글루텐의 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 비용적을 측정한 결과는 Table 4와 같다. 대조구에 비해 활성글루텐을 첨가한 시험구들의 제품 비용적이 증가하였고 첨가량이 많을수록 비용적은 증가하는 경향을 보였다. Kim과 Lee(25)는 활성글루텐 14% 첨가시 제품의 비용적이 2.
- 빵의 부피는 단백질 함량, glutenin과 gliadin의 비율이 중요하며 그 이외에 밀가루에 함유된 전분, 극성지질과 가스팽창제 등에 의해 영향을 받는다고 Uthayakumaran 등(26)은 보고하였고, Wieser(27)는 글루텐이 제빵에서 반죽의 흡수율, 응집성, 점도, 탄력성 등에 영향을 주어 품질을 결정하는데 중요한 역할을 한다고 하였다. 본 실험에서 활성글루텐의 첨가는 저항전분 첨가로 인해 반죽내의 적어진 글루텐을 보충하여 단백질 함량을 증가시키는 효과로 비용적이 증가하였으며 이는 제품의 경도에도 영향을 줄 것으로 생각된다. Kim과 Kim(15)은 활성글루텐을 첨가하면 탄력 있는 반죽 형성으로 효모가 발생하는 이산화탄소를 보다 많이 포집하여 빵의 부피가 커지기 때문에 비용적이 증가하였다고 하였다.
- 비용적은 활성글루텐 첨가량이 많을수록 높아져 부피가 커지는 것으로 나타났다.
- 밀가루에 저항전분 10% 첨가 후 활성글루텐의 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 관능검사 결과는 Table 8과 같다. 식빵의 모양은 대조구에 비하여 활성글루텐을 첨가한 시험 구의 제품이 높은 점수를 얻었고, 특히 색상은 활성글루텐을 4% 첨가한 시험구가 높은 점수를 얻었다. 제품의 향은 활성 글루텐을 2%와 4% 첨가한 시험구가 유의적 차이 없이 높은 점수를 얻었고 조직감과 맛은 4% 첨가구가 높은 점수를 얻었다.
- 05). 이상의 실험에서 대조구에 비하여 활성글루텐 첨가량이 많을수록 L, a, b 값 모두 낮아지는 것으로 나타났다. Chung과 Kim(32)은 활성글루텐과 수용성 gum이 메밀빵 특성에 미치는 효과에 관한 연구에서 활성글루텐 첨가 시 crumb의 L과 b 값이 감소하였다고 하여 본 실험의 결과와 일치하였다.
- 따라서 글루텐 함량이 적은 밀가루로 만든 제품은 부피가 작고, 조직과 향이 바람직하지 않으며 노화가 빨리 진행된다. 이상의 실험에서 밀가루에 저항전분을 10% 첨가한 빵 제품 제조 시에 활성글루텐의 첨가량을 달리했을 때 제품의 비용적이 증가했으며, 경도가 낮았고 관능검사 특성에도 좋은 효과를 보였다.
- 조직감(경도)은 저장기간이 경과함에 따라 대조구에 비하여 시험구들이 낮은 값이었고, 관능검사에서 4% 첨가구가 가장 높은 점수를 얻었다. 이상의 실험으로 활성글루텐 4%첨가 시에 저항전분이 10% 첨가된 식빵의 품질을 개선하는 것으로 나타났다.
- 저장 1일에 대조구의 수분활성도가 0.97인데 비하여 활성글루텐을 첨가한 시험구들은 0.96과 0.95로 나타나 유의적 차이가 없었으나(p<0.05) 저장기간이 경과함에 따라 대조구 및 시험구 모두 수분활성도가 낮아졌으며, 활성글루텐 6%를 첨가한 시험구에서 가장 낮았다.
- 저장기간의 경과에 따른 경도 변화에서 대조구는 저장 1일에 100±8 g/cm2, 저장 5일에 300±25 g/cm2, 저장 7일에 680±30 g/cm2로 저장기간이 경과할수록 값의 증가폭이 컸으나 활성글루텐을 첨가한 시험구들은 증가폭이 대조구보다 낮았고, 특히 첨가량이 많을수록 경도 값이 낮아져 유의적 차이가 있었다(p<0.05).
- 제품의 향은 활성 글루텐을 2%와 4% 첨가한 시험구가 유의적 차이 없이 높은 점수를 얻었고 조직감과 맛은 4% 첨가구가 높은 점수를 얻었다. 전체적인 기호도에서 대조구에 비하여 활성글루텐을 4% 첨가한 제품이 4.4로 가장 높은 점수를 얻어 저항전분 10% 첨가한 식빵 제조에 활성글루텐 첨가는 품질에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. Callejo 등(37)은 제빵에 글루텐을 첨가하면 흡수율이 높아져 제품의 유연성이 증가하고 견고성이 감소하여 노화가 서서히 진행되어 부드러운 제품을 유지하는데 많은 영향을 미친다고 하여 본 실험에서 활성글루텐 첨가로 조직감 및 여러 평가 항목에서 개선된 효과가 나타난 결과와 일치하였다.
- 식빵의 모양은 대조구에 비하여 활성글루텐을 첨가한 시험 구의 제품이 높은 점수를 얻었고, 특히 색상은 활성글루텐을 4% 첨가한 시험구가 높은 점수를 얻었다. 제품의 향은 활성 글루텐을 2%와 4% 첨가한 시험구가 유의적 차이 없이 높은 점수를 얻었고 조직감과 맛은 4% 첨가구가 높은 점수를 얻었다. 전체적인 기호도에서 대조구에 비하여 활성글루텐을 4% 첨가한 제품이 4.
- 활성글루텐을 첨가하지 않은 대조구의 굽기 손실률이 8.58%인데 비하여 활성글루텐을 첨가한 시험구들의 굽기 손실율이 낮았고 첨가량이 많을수록 손실율이 더 낮아지는 경향을 보였으며 대조구와 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- 활성글루텐의 첨가량이 많을수록 그 값은 더 낮아졌으며 유의적 차이가 있어(p<0.05), 활성글루텐이 제품의 부드러움에 영향을 주는 것으로 나타났다.
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