This study was performed to evaluate the quality characteristics of sourdough bread with addition of lactic acid bacteria (LAB) in the antibacterial activity. The starter cultures were used for sourdough bread to increase bread shelf-life: Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei KB28, and P...
This study was performed to evaluate the quality characteristics of sourdough bread with addition of lactic acid bacteria (LAB) in the antibacterial activity. The starter cultures were used for sourdough bread to increase bread shelf-life: Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei KB28, and Pediococcus pentosaceus MJK7. The results showed that the viable counts of lactic acid bacteria were increased in 8.1~9.2 log $cfu/m{\ell}$, respectively. The pH of the three sourdoughs was lower than that of control. In the texture characteristics, hardness, gumminess, and chewiness were tended to increase on the sourdough bread. Among the three sourdough breads, bread volume and retrogradation of bread were not significantly different. According to the results from preservation period, the sourdough breads with addition of Lb. paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7 were showed the appearance of mold and bacteria growth in 5~6 days, whereas the control were showed in 3 days. As a result, a sensory evaluation indicated the highest overall acceptance in order of Lb. fermentum, Lb. paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7. Based on these results, Lb. paracasei KB28 can be applicable to improve the quality of sourdough bread.
This study was performed to evaluate the quality characteristics of sourdough bread with addition of lactic acid bacteria (LAB) in the antibacterial activity. The starter cultures were used for sourdough bread to increase bread shelf-life: Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei KB28, and Pediococcus pentosaceus MJK7. The results showed that the viable counts of lactic acid bacteria were increased in 8.1~9.2 log $cfu/m{\ell}$, respectively. The pH of the three sourdoughs was lower than that of control. In the texture characteristics, hardness, gumminess, and chewiness were tended to increase on the sourdough bread. Among the three sourdough breads, bread volume and retrogradation of bread were not significantly different. According to the results from preservation period, the sourdough breads with addition of Lb. paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7 were showed the appearance of mold and bacteria growth in 5~6 days, whereas the control were showed in 3 days. As a result, a sensory evaluation indicated the highest overall acceptance in order of Lb. fermentum, Lb. paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7. Based on these results, Lb. paracasei KB28 can be applicable to improve the quality of sourdough bread.
Sourdough starter와 반죽의 pH는 시료 10 g을 취하여 비이커에 넣고 증류수로 10배 희석한 후 균일하게 혼합하여 실온에서 pH meter(Docu-pH+meter, Sartorius AG, Goettingen, Germany)로 측정하였다(pH and TTA determinations, A.A.C.C., 1995).
Sourdough의 발효율을 측정하기 위해서 반죽 직후의 sourdough 10 g을 채취 후, 실험조작이 용이하도록 둥글게 만들어 100㎖ mess cylinder에 넣고 1차 발효조건에서 발효시키면서 30분 간격으로 반죽의 둥글게 올라온 윗부분의 높이를 측정하여 부피(㎖)로 발효율을 나타내었다.
pentosaceus MJK7(KACC91505P)가 sourdough bread 제조용 균주로서 적합한지를 알아보기 위해, 예비실험을 통해 선발한 Lb. fermentum(KCTC3112)과 이들 유산균을 이용하여 빵을 제조한 후 품질 특성을 분석하였다.
pentosaceus MJK7가 sourdough bread용 균주로서 적합한지를 검토하기 위해, 이들 2균주와 예비 실험을 통해 선발한 Lb. fermentum을 이용하여 sourdough bread를 제조하였으며, 제조공정 중 유산균수, pH, 발효율, texture, 노화도와 저장성 분석, 관능검사를 실시하였다. 유산균 생균수는 sourdough starter에서는 9.
Sourdough bread의 노화도와 저장성을 측정하기 위해 완성된 빵을 실온에서 2시간 냉각시킨 후, 빵의 내부를 20×20×20㎜로 잘라 polyethylene film bag에 밀봉하여 25℃에서 7일간 저장하면서 시료를 채취하였다. 노화도는 hardness의 증가율(Kang 등 1997)로 1일 간격으로 채취한 시료를 texture analyser로 빵의 절단면을 측정하여 hardness 값 간의 변화 비율로 산출하였다. 빵의 저장성은 폴리에틸렌 비닐에 포장한 후 25℃에서 보관하면서 일반세균은 10배 연속희석법으로 희석한 시료를 plate count agar에 평판도말하여 30℃, 48시간 배양한 후 형성된 colony를 계수하였고, 곰팡이의 형성은 육안으로 관찰함과 동시에 10배 연속희석법으로 희석한 시료를 yeast and mold count plate(3M petrifilm)에서 30℃, 48시간 배양하여 나타난 colony 수를 측정해 미생물의 오염 정도를 판별하였다.
fermentum을 첨가하여 sourdough starter를 제조하였다. 무균적으로 제조된 sourdough starter용 배지에 위의 3종류 유산균을 각각 접종한 후 30℃에서 24시간 배양 후 생균수를 확인하였다(Fig. 1). 생균수는 유산균을 접종하지 않은 대조구에서는 검출되지 않았고, 유산균이 접종된 starter에서는 9.
Sourdough starter(starter)는 Sugihara TF의 방법(1971)을 변형하여 제조하였다. 밀가루 10%(w/v), 탈지분유 10%(w/v), glucose 1%(w/v), yeast extract 0.5%(w/v)를 혼합한 배지를 65℃에서 40분 동안 저온 살균하였으며, 미리 MRS broth에서 배양한 후 원심 분리하여 얻은 유산균 균체를 살균한 배지에 1%(w/v) 접종하여 30℃에서 24시간 배양하였다.
노화도는 hardness의 증가율(Kang 등 1997)로 1일 간격으로 채취한 시료를 texture analyser로 빵의 절단면을 측정하여 hardness 값 간의 변화 비율로 산출하였다. 빵의 저장성은 폴리에틸렌 비닐에 포장한 후 25℃에서 보관하면서 일반세균은 10배 연속희석법으로 희석한 시료를 plate count agar에 평판도말하여 30℃, 48시간 배양한 후 형성된 colony를 계수하였고, 곰팡이의 형성은 육안으로 관찰함과 동시에 10배 연속희석법으로 희석한 시료를 yeast and mold count plate(3M petrifilm)에서 30℃, 48시간 배양하여 나타난 colony 수를 측정해 미생물의 오염 정도를 판별하였다.
Sourdough bread의 관능검사는 훈련된 관능요원 7명이 9점 평점법과 차이 척도법(Herbert & Joel 1993)을 응용하여 평가하였다. 색(color), 외관(appearance), 향(flavor), 조직감(texture), 맛(taste), 전반적인 기호도(overall acceptability)를 평가하였고, 평가방법은 제시된 표준시료와 비교하여, 표준시료에 비하여 좋을 경우 5점보다 높은 점수를, 나쁠 경우 5점보다 낮은 점수를 주었으며, 3회 반복 실시하였다.
Sourdough는 밀가루, 물, 효모, 소금, 설탕, 탈지분유, 버터에 starter를 첨가하여 제조하였으며, 그 배합 비율은 Table 1과 같다. 식빵의 제조는 직접 반죽법(straight dough method, A.A.C.C., 1983)을 응용하여 버터를 제외한 전 재료를 반죽기(5Qt TiltHead Mixer White, KitchenAid, MI, USA)에 넣고 starter를 첨가하여 혼합하였다. 수화된 반죽에 버터를 첨가하여 추가로 10분간 더 반죽하였다.
, Surrey, UK)를 사용하였으며, 식빵을 구워낸 다음 실온에서 2시간 냉각시키고, 빵의 중앙부위를 20×20×20 ㎜로 절단하여 직경이 35 mm인 cylindrical probe로 측정하였다. 조직감은 hardness(견고성), fracturability(부서짐성), adhesiveness(부착성), springiness(탄력성), cohesiveness(응집성), gumminess(점착성), chewiness(씹힘성) 및 resilience(복원성)를 측정하였으며, 측정조건은 최대하중 5 ㎏으로 하고, test speed는 1 ㎜/sec, 압착율은 50%로 하였으며, 모든 측정조건은 3회 측정하여 그 평균값을 사용하였다.
대상 데이터
pentosaceus MJK7(KACC91505P)와 예비실험을 통해 sourdough bread 제조시 발효 특성과 기호성이 우수한 유산균 Lb. fermentum(KCTC3112)을 생명자원센터(Korean Collection for Type Cultures, Korea)에서 구매한 후 사용하였다.
제빵용 재료로는 강력분 1등급(대한제분주식회사)과 정백당(삼양사), 식염은 정제염(사조 해표)을, instant yeast(VEGA INTANT DRY YEAST, Pak gida uretim ve pazarlama A.S., Turkey)와 버터, 탈지분유는 서울우유협동조합제품을 사용하였으며, sourdough를 만들기 위해 첨가한 유산균은 충북농업기술원에서 분리 및 특허 등록된 Lb. paracasei KB28(KACC91506P)와 Ped.
데이터처리
각 시료에서 얻은 실험결과는 3회 반복 실험을 실시하였고, 모든 측정치는 평균(mean)±표준편차(standard deviation)로 나타내었으며, 특히 texture, 관능검사의 통계분석은 Statistical Analysis System(v8.1, SAS Institute Inc., USA) 통계프로그램을 이용하였고, 결과의 유의성을 검정하기 위하여 분산분석(ANOVA)을 행한 후 시료 간 차이의 유무를 Duncan's multiple range test로 비교 분석하였다(p<0.05).
이론/모형
Sourdough bread의 관능검사는 훈련된 관능요원 7명이 9점 평점법과 차이 척도법(Herbert & Joel 1993)을 응용하여 평가하였다.
성능/효과
38 g/㎠로 대조구보다 높게 나타났다. Fracturability(부서짐성), cohesiveness(응집성), springiness(탄력성), resilience(복원성)은 대조구와 starter가 첨가된 시료 간에 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 빵의 gumminess(점착성)은 대조구가 55.
21 log cfu/㎖ 범위를 나타내었다. pH는 반죽(mixing) 직후 대조구는 pH 5.4, starter 첨가 반죽은 pH 4.6~4.8를 나타내었으며, sourdough bread 또한 대조구 빵에 비해 약간 낮은 pH를 보였고 발효율은 처리구 간의 큰 차이가 없었다. 빵의 조직감은 첨가된 유산균의 종류에 따라 차이가 있었으나 대조구와 비교했을 때 유산균이 첨가된 시료에서 hardness(견고성), gumminess(점착성), chewiness(씹힘성)가 높게 나타났다.
0을 유지하였다. pH의 영향으로 반죽의 발효속도와 가스 보유력에 차이가 발생한다는 보고(Kim 등 2007)가 있지만, 본 연구에서는 대조구와 sourdough 시료들 간의 차이는 없었으며, pH의 차이가 효모의 성장에 크게 영향을 미치지 않은 것을 판단된다. pH를 낮추고 산도 값을 증가시키는 것은 발효 과정에서 생성되는 물질 중 acetic acid와 lactic acid등에 의한 것이며, 반죽의 pH 및 산도는 sourdough의 발효력 이외에도 gluten 분해, 전분 분해 등에 영향을 준다(Corsetti 등 1998).
paracasei KB28, Ped. pentosaceus MJK7를 첨가한 sourdough bread가 77.26과 66.47 g/㎠로 유산균을 첨가한 시료에서 높게 나타났다. Lb.
Ped. pentosaceus MJK7를 첨가한 sourdough bread는 미생물의 초기 발생 시기가 가장 늦어 다른 유산균에 비해 저장성이 좋은 것을 알 수 있었다. 이는 유산균 발효에 의해 생성되는 젖산과 초산뿐만 아니라, 유산균 종류에 따른 항균효과의 차이 때문으로 생각된다(Choi HS, 2009).
모든 시료들이 120분까지 급격히 증가하여 120분에 최고치를 나타내었으며, 그 이후에는 더 이상 증가하지 않았다. 대조구와 sourdough 간에 뚜렷한 차이는 나타나지 않았고, 유산균의 첨가 유무나 종류와 관계 없이 동일한 경향으로 증가하였다. 다만 Lb.
2에 나타내었다. 반죽(mixing) 직후 대조구의 pH는 5.4를 나타내었으며, starter 첨가 반죽의 pH는 4.6~4.8로 대조구에 비해 낮은 값을 나타내었으며, 균주간의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. Starter가 첨가된 sourdough는 초기 pH가 낮았지만 발효가 진행되면서 약간씩 상승하여 Lb.
8를 나타내었으며, sourdough bread 또한 대조구 빵에 비해 약간 낮은 pH를 보였고 발효율은 처리구 간의 큰 차이가 없었다. 빵의 조직감은 첨가된 유산균의 종류에 따라 차이가 있었으나 대조구와 비교했을 때 유산균이 첨가된 시료에서 hardness(견고성), gumminess(점착성), chewiness(씹힘성)가 높게 나타났다. 빵의 저장성은 대조구의 경우 3일째에서 세균과 곰팡이가 검출되었으며, Lb.
유산균 종류에 따른 sourdough bread의 관능검사 결과는 Table 5와 같다. 색, 외관, 향, 맛과 전반적인 기호도는 대조구에 비해 sourdough bread가 유의적으로 우수한 결과를 나타내었다. Lb.
1). 생균수는 유산균을 접종하지 않은 대조구에서는 검출되지 않았고, 유산균이 접종된 starter에서는 9.9~10.4 log cfu/㎖를 나타내었다. 각각의 sourdough starter를 빵의 본 반죽에 첨가하여 2차 발효가 끝난 sourdough의 유산균를 측정한 결과, 대조구(A)는 7.
세균의 번식도 유사한 결과가 나타났으며, 유산균의 종류에 따라서 곰팡이와 세균의 초기 발생 시기는 차이가 있었으나, 7일이 경과된 후 대조구의 곰팡이는 8.07×105 cfu/㎖이고, 세균은 7.40×104 cfu/㎖로 유산균 첨가 시료보다 미생물 번식이 많이 일어나는 것으로 나타났다.
대조구와 유산균을 첨가한 sourdough bread는 시간이 지남에 따라 hardness가 증가하는 경향을 나타내었지만, 증가 폭은 높지 않았다. 유산균을 첨가한 sourdough bread가 대조구보다 노화도가 조금 더 진행되었지만 그 차이는 미미하였고, 결과적으로 sourdough bread는 전분의 노화 기작에 큰 영향을 미치지 않은 것으로 사료된다.
Corsetti 등(1998)에 따르면, sourdough에 첨가한 유산균의 종류에 따라서 빵의 경도 차이가 있으며, Kim KJ(2003)는 sourdough 첨가량의 증가에서도 결과 값의 일관성이 없었다고 보고하였다. 이는 본 연구에서도 동일하게 유산균 첨가 유무에 따른 결과 값에서 일관성은 나타나지 않았으며, 유산균의 종류에 따라 조직감에서 차이가 발생하는 것으로 확인되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
sourdough의 미생물에 의한 오염을 방지하기 위해 사용하는 유산균은?
전통적인 sourdough는 야생의 미생물에 의해 발효되는데, 효모와 유산균 이외에도 세균, 곰팡이 등이 다수 혼합되어 있어 쉽게 다른 미생물에 의한 오염으로 발효의 실패나 일정한 크기의 빵을 생산하는데 어려움이 있었다(Ingram & Shapter 1999). 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 Lactobacillus sanfranciscensis, Lb. plantarum, Lb. brevis, Leuconostoc mesenteroides, Streptococcus faecium 등의 유산균을 sourdough에 첨가하고 있다(Sugihara 등 1971; Meignen 등 2001; Galal 등 1977; Nachf 1995). 유산균은 반죽에서 발효하면서 유기산 이외에 EPS(exopolysacchrides), gamma amino butyric acid(GABA), 박테리오신 등의 다양한 대사 물질을 생성한다(Choi 등 2010; Galal 등 1977; Seibel & Brmmer 1991).
Sourdough bread의 제빵에 사용되는 반죽은 무엇이며 그 특성은 무엇인가?
Sourdough는 효모나 유산균을 이용하여 발효시켜 신맛을 내는 반죽으로 주로 효모와 유산균에 의해 발효되어 젖산, 초산, 알코올, 이산화탄소의 형성으로 부풀게 된 반죽을 천연 발효빵이라고 할 수 있다. Sourdough bread는 이 반죽을 제빵에 사용함으로써 기존 빵과 차별화를 두며, 빵의 풍미, 부피, 조직감, 저장성 및 관능평가 등에서 품질적인 특이성이 있는 것으로 알려져 있다(Corsetti 등 1998; Messens & Vuyst 2002; Linko 등 1997).
Sourdough bread의 특성은?
Sourdough는 효모나 유산균을 이용하여 발효시켜 신맛을 내는 반죽으로 주로 효모와 유산균에 의해 발효되어 젖산, 초산, 알코올, 이산화탄소의 형성으로 부풀게 된 반죽을 천연 발효빵이라고 할 수 있다. Sourdough bread는 이 반죽을 제빵에 사용함으로써 기존 빵과 차별화를 두며, 빵의 풍미, 부피, 조직감, 저장성 및 관능평가 등에서 품질적인 특이성이 있는 것으로 알려져 있다(Corsetti 등 1998; Messens & Vuyst 2002; Linko 등 1997). 전통적인 sourdough는 야생의 미생물에 의해 발효되는데, 효모와 유산균 이외에도 세균, 곰팡이 등이 다수 혼합되어 있어 쉽게 다른 미생물에 의한 오염으로 발효의 실패나 일정한 크기의 빵을 생산하는데 어려움이 있었다(Ingram & Shapter 1999).
참고문헌 (44)
AACC. 1983. Approved Method of the America Assoiation of Cereal Chemists. American Association of Cereal Chemists. St. paul, MN, USA
AACC. 1995. Approved Method of the America Assoiation of Cereal Chemists. 9th ed. pp. 2-52: pH and TTA Determination. American Association of Cereal Chemists. St. paul, MN, USA
An HL. 2005. A study on the properties of Korean sourdough bread using Korean wheat. M.S. Thesis, Kyunghee Uni. Seoul
Chae DJ, Lee KS, Jang KH. 2011. Sourdough and bread properties utilizing different ratios of probiotics and yeast as starters. Korean J Food Sci Technol 43:45-50
Chae DJ. 2006. A study on the optimum bakery condition for sourdough bread using lactic acid bacteria. Ph.D. Dissertation, Kyunghee Uni. Seoul
Chang JH, Ann JB. 1996. Effect of lactic acid bacteria on the qualities of white pan bread. Korean J Food Nutr 4:509-515
Cho NJ, Kim HI, Kim SK. 1999. Effects of flour brew with Bifidobacterium bifidum as a natural bread improver. J Korean Soc Food Sci Nutr 28:1275-1282
Cho NJ, Lee SK, Kim SK, Joo HK. 1998. Effect of wheat flour brew with Bifidobacterium bifidum on rheological properties of wheat flour dough. Kor J Food Sci Technol 30: 832-841
Choi HS. 2009. Functional characterization of exopolysaccharidesproducing lactic acid bacteria isolated from fermented foods. Ph.D. Dissertation, Chungbuk National Uni. Cheong-Ju
Choi KO, Nguyen HH, Kwak HS. 2010. The role of the immune system in the use of probiotic lactic acid bacteria in preventing and treating allegic diseases. Korean J Food Sci Anim Resour 30:1-12
Chung HC. 2008. Properties of sourdough-added bread. Korean J Food Sci Technol 40:643-648
Corsetti A, Gobbetti M, Paoletti F, Russsi L, Rossi J. 1998. Sourdough lactic acid bacteria effects on bread firmness and staling. Food Sci 63:347-349
Corsetti A, Gobbetti M, Rossi J, Damiani P. 1998. Antimould activity of sourdough lactic acid bacteria: identification of a mixture of organic acids produced by Lactobacillus sanfrancisco CB1. Appl Microbiol Biotechnol 50:253-256
Cossignami L, Gobbetti M, Domiani P, Corsetti A, Simonetii MS, Manfredi G. 1996. The sourdough microflora-microbiological, biochemical and breadmaking characteristics of dough fermented with freeze-dried mixed starters, freeze-dried wheat sourdough and mixed fresh-cell starters. Z Lebensm Unters 203:88-94
Danaka KB. 1994. Science of Baking Process 1st ed. pp. 151-158 (In Japanese). Kwang Lim Publisher. Tokyo. Japan
Freund W. 1995. Backerei-Konditorei Management V.: Verfahrenstechnik Brot und Kleingeback (in German)
Galal AM, Johnson JA, Vamiano ME. 1977. Lactic acid volatile (C2-C5) organic acids of Sanfrancisco sourdough french bread. Cereal Chem 55:461-468
Herbert A, Joel LS. 1993. Sensory Evaluation Practies. 2nd ed. pp.68-75. Academic Press. USA
Hong JU. 2000. Effect of cooking method to barley bread using sourdough prepared by Enterococcus sp. isolated from barley powder and Lactobacillus sp. Ph.D. Dissertation, Donga Uni. Busan
Ingram C, Shapter J. 1999. The World Encyclopedia of Bread and Bread Making. p23. Hermes House. Lodon. UK
Kang ES. 2004. Studies on the characteristics changes of bread with sourdough at the different fermentation periods. M.S. Thesis, Kyunghee Uni. Seoul
Kang MY, Choi YH, Choi HC. 1997. Interrelation between physicochemical properties of milled rice and retrogradation of rice bread during cold storage. J Korean Soc Food Sci Nutr 26:886-891
Kim H, Choi CR, Han KS. 2007. Quality characteristics of white pan breads prepared with various salts. J Korea Soc Food Sci Nutr 36:72-80
Kim KH, Ko YT. 1987. Study on growth and acid production by lactic acid bacteria in soy milk. Korean J Food Sci Technol 19:151-156
Kim KJ. 2003. Studies on the sourdough bread baking inoculated with isolated quality wild strains. M.S. Thesis, Yeungnam Uni. Gyeongsan
Kirchhoff E, Schieberle P. 2001. Determination of key aroma compounds in the crumb of a three-stage sourdough rye bread by stable isotope dilution assays and sensory studies. J Agric Food Chem 49:4304-4311
Kook SU. 1996. Development of starter cultures for the extension of the shelf life of bread. Korean J Food Nutr 9:236-241
Korakli M, Rossmann A, Ganzle MG, Vogel RF. 2001. Sucrose metabolism and exopolysaccharide production in wheat and rye sourdoughs by Lactobacillus sanfranciscensis. J Agric Food Chem 49:5194-5200
Martinez-Anaya MA, Pitarch B, Bayarri P, Bebedito De Barber C. 1990. Microflora of the sourdough of wheat flour bread. Cereal Chem 67:85-91
Martnez-Anaya MA, Pitarch B, de Barber B. 1993. Biochemical characteristics and breadmaking performance of freeze-dried wheat sourdough starters. Z Lebensm Unters 196:360-365
Meignen B, Onno B, Gelinas P, Infantes M, Guilois S. 2001. Optimization of sourdough fermentation with Lactobacillus brevis and baker's yeast. Food Microbiol 18:239-245
Robert H, Gabriel V, Lefebvre D, Rabier P, Vayssier Y. 2006. Study of the behaviour of Lactobacillus plantarum and Leuconostoc starters during a complete wheat sourdough bread making process. Food Sci Technol 39:256-265
Seibel W, Brmmer JM. 1991. The sourdough process for bread in Germany. Cereal Food World 36:299-302
Sugihara TF, Kline N, Miller MW. 1971. Microoganisms of the San Francisco sourdough bread process. Appl Microbiol 21:456-458
Vuyst L, Neysens P. 2005. The sourdough microflora: biodiversity and metabolic interactions. Trends Food Sci Technol 16:43-56
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