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문제 정의
- 본 연구에서는 압출성형 옥수수 섬유질을 첨가한 고식이섬유 식빵을 제조하기 위하여 옥수수 섬유질(corn fiber, CF), 압출성형 옥수수 섬유질(extruded corn fiber, ECF)의 첨가량을 달리하여 제조한 식빵의 품질특성을 평가하였다.
제안 방법
- 1차 발효를 30°C에서 60분간 실시 후 170 g으로 분할하고 성형한 후 60분간 2차 발효하여 180°C의 baking oven(FDO-7102, Daeyoung, Seoul, Korea)에서 35분간 구웠다.
- Sun Rheometer(Compac-100 Ⅱ, Sun Sci. Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 masticability test를 실시하였고, 식빵을 polyethylene vinyl bag에 밀봉하여 27°C에서 보관하며 4일간 24시간 간격으로 경도를 측정하였다.
- 관능검사는 옥수수 섬유질과 압출성형 옥수수 섬유질 함량에 따른 10가지 식빵을 비교하여 식빵의 외관, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도를 5점 척도로 평가하였다.
- 반죽부피는 Wang 등(20)의 실험방법을 약간 수정하여 측정하였다. 반죽을 30 g씩 분할하여 반죽을 250 mL cylinder에 넣고 부피의 변화를 측정하기 전에 동일한 부피로 압축하였다.
- 압축된 반죽을 30°C에서 120분간 발효시키면서 15분마다 부피를 측정하였다.
- 1과 같다. 압출성형조건은 수분함량 30, 40%로 조절하였다. 스크루 회전속도 200 rpm, 배럴온도 140°C, 원료투입량은 120 g/min으로 고정 하였고 제조된 압출성형물은 열풍건조기(DS-FCPO250, DongSeo Sci.
- 옥수수 섬유질을 이용한 고식이섬유 식빵을 제조하기 위하여 옥수수 섬유질을 수분함량 30, 40%, 배럴온도 140°C, 스크루 회전속도 200 rpm으로 압출성형 처리한 후 첨가율에 따른 제빵특성을 검토하였다.
- 패널 요원으로 식품공학과 대학원생 10명을 선정하여 관능검사의 방법 및 목적에 대하여 인지시킨 다음, 각 시료의 평가 후에는 물로 입을 헹군 뒤 다른 시료를 평가하도록 하였다.
대상 데이터
- , Seoul, Korea)에서 50°C에서 8시간 건조하였다. 건조 시료는 가정용 분쇄기(FM-681, Hanil, Seoul, Korea)로 분쇄한 다음, 50 mesh 표준체(Testing sieve, Chunggye Sanggong Co., Gunpo, Korea)를 통과한 분말을 실험에 사용하였다.
- 본 실험에 사용한 옥수수 섬유질은 삼양제넥스(Incheon, Korea)에서 제공받아 압출성형하여 사용하였다. 옥수수 섬유질의 일반성분은 조단백질 10.
- 압출성형 옥수수 섬유질의 제조에는 실험용 쌍축 압출성 형기(THK 31T, Incheon Machinery, Incheon, Korea)를 사용하였으며 직경은 30.0 mm, 직경과 길이의 비(L/D ratio)는 23:1이었고, 사출구는 원형으로 직경이 3.0 mm인 것을 사용하였다. 스크루 배열은 Fig.
- 옥수수 섬유질의 일반성분은 조단백질 10.52±0.16%, 조회분 12.42±0.06%, 조지방 4.24±0.01%, 전분함량 15.50±0.53%이며, 강력분(Daehan Flour Mills Co., Ltd, Incheon, Korea), 설탕(CJ CheilJedang, Seoul, Korea), 이스트(S.I. Lesaffre, France), 쇼트닝(Ottogi, Anyang, Korea), 소금은 시중제품을 사용하였다.
데이터처리
- , Tokyo, Japan)를 사용하여 masticability test를 실시하였고, 식빵을 polyethylene vinyl bag에 밀봉하여 27°C에서 보관하며 4일간 24시간 간격으로 경도를 측정하였다. 각 시료를 10회 반복 측정하여 오차 범위가 큰 상하값을 제외하고 평균값을 구하였다.
이론/모형
- Table 1과 같은 배합비로 압출성형한 옥수수 섬유질을 첨가하여 straight dough method(19)에 의하여 식빵을 제조하였다. 1차 발효를 30°C에서 60분간 실시 후 170 g으로 분할하고 성형한 후 60분간 2차 발효하여 180°C의 baking oven(FDO-7102, Daeyoung, Seoul, Korea)에서 35분간 구웠다.
- 식빵의 부피는 종자치환법(20)으로 측정하였고, 식빵의 무게를 측정한 후 부피를 무게로 나눈 값을 비체적(L/kg)으로 나타내었다.
성능/효과
- 대체적으로 첨가비율이 증가할수록 선호도가 떨어졌으며, 이는 첨가물의 비율이 높을수록 관능특성이 낮아지는 결과와 일치한다(24). 결론적으로 압출성형 옥수수 섬유질 첨가군이 식빵의 비체적, 경도와 같은 품질특성이 높음에도 불구하고 대조군보다 기호도가 떨어졌다.
- 그러나 옥수수 섬유질과 압출성형 옥수수 섬유질 5% 첨가 시 저장기간에 따라 대조군보다 낮은 결과를 보여주었다. 관능검사 결과는 대체적으로 첨가비율이 증가할수록 선호도가 떨어졌다. 이는 첨가물의 비율이 높을수록 품질특성이 낮아지는 결과와 일치한다.
- 옥수수 섬유질과 압출성형 옥수수 섬유질의 첨가량을 달리한 식빵의 관능검사 결과는 Table 3과 같다. 관능평가에서는 대조군이 가장 선호도가 높았으며, 수분함량 40% 압출 성형 옥수수 섬유질 5% 첨가군이 그 다음으로 선호도가 좋았으며 옥수수 섬유질 15% 첨가군이 가장 낮은 선호도를 보였다. 대체적으로 첨가비율이 증가할수록 선호도가 떨어졌으며, 이는 첨가물의 비율이 높을수록 관능특성이 낮아지는 결과와 일치한다(24).
- 식빵에 다른 첨가물을 넣어 제조할 때, 글루텐 함량과 첨가물의 성질에 따라 활성 글루텐 등의 구조를 유지할 수 있는 보조물질을 첨가하지 않으면 구조력을 유지하기 어려워 부피가 감소한다(21). 그러나 본 실험에서는 압출성형 옥수수 섬유질을 첨가하여 다른 보조물질의 첨가 없이 식빵을 제조하였는데도 부피의 감소가 현저히 억제되었다. 이는 압출성형을 통해 원료 옥수수 섬유질에 포함된 전분이 호화되고(20) 섬유질의 분획화(18)에 의해 부피 감소를 억제하고 부피 팽창에 긍정적인 영향을 주는 것으로 판단된다.
- 수분함량 30%로 압출성형한 옥수수 섬유질은 5~15% 첨가량에서 120분까지 대체적으로 증가하였으나 대조군보다 팽창율이 낮았으며 첨가량이 증가할수록 반죽의 부피팽창이 감소하였다. 그러나 수분함량 40%로 압출성형한 옥수수 섬유질 5% 첨가군은 90분 후에 팽창이 멈추었으나 대조군보다 높은 팽창율을 보였고 대조군과 10~15% 첨가군은 120분까지 부피가 증가하였으나 압출성형 옥수수 섬유질의 첨가량이 증가할수록 반죽의 부피는 감소하였다.
- 옥수수 섬유질의 첨가량이 증가함에 따라 외부색도의 명도 값은 증가하였으나 적색도와 황색도 값은 감소하였다. 내부색도의 명도 값, 적색도는 첨가량이 증가함에 따라 감소하였으나 황색도는 증가하였다. 수분함량 30% 압출성형 옥수수 섬유질에서 명도, 적색도는 내부, 외부색도 뚜렷한 경향을 나타내지 않았으나 황색도 값은 첨가량에 비례하여 증가하였다.
- 이는 곡류의 비전분성 다당류(nonstarch polysaccharide)의 함량이 높을 경우 부드러운 조직을 가진다는 보고가 있다(22). 본 실험에서 압출성형을 통해 옥수수 섬유질의 구조가 파괴되어 비전분성 다당류인 cellulose와 hemicellulose가 식빵의 경도에 영향을 주는 것으로 판단된다.
- 수분함량 30%로 압출성형한 옥수수 섬유질은 5~15% 첨가량에서 120분까지 대체적으로 증가하였으나 대조군보다 팽창율이 낮았으며 첨가량이 증가할수록 반죽의 부피팽창이 감소하였다. 그러나 수분함량 40%로 압출성형한 옥수수 섬유질 5% 첨가군은 90분 후에 팽창이 멈추었으나 대조군보다 높은 팽창율을 보였고 대조군과 10~15% 첨가군은 120분까지 부피가 증가하였으나 압출성형 옥수수 섬유질의 첨가량이 증가할수록 반죽의 부피는 감소하였다.
- 수분함량 30% 압출성형 옥수수 섬유질에서 명도, 적색도는 내부, 외부색도 뚜렷한 경향을 나타내지 않았으나 황색도 값은 첨가량에 비례하여 증가하였다. 수분함량 40% 압출성형 옥수수 섬유질의 외부색도의 명도 값은 증가하였으나 적색도와 황색도는 감소하였다. 내부색도의 명도 값과 적색도는 감소하였으나 황색도는 감소하였다.
- 식빵의 부피는 옥수수 섬유질의 첨가비율이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 압출성형 옥수수 섬유질 5% 첨가군에서는 수분함량 30, 40% 압출성형 옥수수 섬유질 첨가 식빵의 비체적이 각각 5.688, 5.712로 대조군 5.222(L/kg)보다 더 높게 측정되었다. 저장 기간 동안 옥수수 섬유질 첨가 식빵의 경도는 대조군과 압출성형 옥수수 섬유질첨가 식빵보다 높은 경도 값을 나타내었다.
- 옥수수 섬유질을 압출성형하여 첨가하였을 때 전반적인 기호도는 상승하였다. 압출성형공정을 통해 옥수수 섬유질에 포함된 전분이 호화되고 섬유질의 구조가 파괴되어 비전분성 다당류인 cellulose와 hemicellulose가 식빵 품질에 영향을 주는 것으로 판단된다.
- 2에 나타내었다. 옥수수 섬유질 첨가군에서 15~60분 후 모든 시료의 부피가 지속적으로 증가하였고 대조구와 5% 첨가 시 반죽부피가 가장 크게 증가하였으며, 첨가량이 증가할수록 감소하는 것으로 나타났다. 60분 이후에는 10, 15%, 75분 이후 5% 첨가군은 반죽의 팽창이 더 이상 일어나지 않았으나 대조군은 120분까지 지속적으로 증가하였다.
- 옥수수 섬유질을 첨가하여 식빵을 제조한 뒤 색도를 측정한 결과는 Table 2에 나타내었다. 옥수수 섬유질의 첨가량이 증가함에 따라 외부색도의 명도 값은 증가하였으나 적색도와 황색도 값은 감소하였다. 내부색도의 명도 값, 적색도는 첨가량이 증가함에 따라 감소하였으나 황색도는 증가하였다.
- 3과 같다. 원료 수분함량 30, 40% 압출성형 옥수수 섬유질 5% 첨가시 비체적이 각각 5.688, 5.712 L/kg으로 대조군의 비체적 5.222 L/kg보다 큰 값을 보였으며, 옥수수 섬유질과 압출성형 옥수수 섬유질의 첨가 비율이 증가함에 따라 비체적은 감소하는 경향을 보였다. 식빵에 다른 첨가물을 넣어 제조할 때, 글루텐 함량과 첨가물의 성질에 따라 활성 글루텐 등의 구조를 유지할 수 있는 보조물질을 첨가하지 않으면 구조력을 유지하기 어려워 부피가 감소한다(21).
- 222(L/kg)보다 더 높게 측정되었다. 저장 기간 동안 옥수수 섬유질 첨가 식빵의 경도는 대조군과 압출성형 옥수수 섬유질첨가 식빵보다 높은 경도 값을 나타내었다. 그러나 옥수수 섬유질과 압출성형 옥수수 섬유질 5% 첨가 시 저장기간에 따라 대조군보다 낮은 결과를 보여주었다.
- 7~4,360 g/cm2로 큰 차이를 나타내었다. 특히 옥수수 섬유질 10% 첨가군에서는 대조군과 옥수수 섬유질 5%, 압출성형 옥수수 첨가군보다 높은 경도 값을 나타내었다. 또한 옥수수 섬유질 10%와 15%의 경우, 압출성형을 통해 원료 옥수수 섬유질에 15.
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