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문제 정의
- 이 연구는 꿀을 이용한 빵의 상품화가 목적이기 때문에, 많은 종류의 꿀 중에서 국내에서 일반적으로 많이 쓰이는 liquid honey 한 종류를 선택하였고, 끈적거리는 등의 liquid honey의 취급 시단점을 보완한 honey powder 중에서도 국내에서 유일하게 구입 가능한 제품을 선택하여 진행되었다. 따라서 본 연구는 두 종류의 꿀(honey powder, liquid honey)을 설탕을 대체하여 반죽에 첨가한 후, 반죽과 제품의 특성에 미치는 결과를 분석하여 그 영향을 조사하고, 관능적 품질과 보존성 등의 특성 비교를 통하여 최적의 꿀 형태와 비율에 대하여 알아보고자 하였다.
- 선행연구들에서는 liquid honey만 사용하거나 설탕 대체 시 비율을 달리하였을 경우 이렇게 달라진 이유에 대하여 명확하게 설명되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 이 점을 보완하여 모든 당의 총 비율을 동일하게 8%로 정해주고, 종류와 총 당의 비율 내에서 설탕과 꿀의 양을 달리하여 그 차이와 반죽과 제품에 끼치는 영향에 대해서 알아보고자 하였다. 따라서 baker's percent를 기준으로 설탕 8%(control), 설탕 4%+honey powder 4%(HP50), honey powder 8%(HP100), 설탕 4%+liquid honey 4%(HL50), liquid honey 8%(HL100)을 사용하였으며 배합표는 [Table 1]과 같다.
- 꿀의 가격이 설탕보다 다소 비싸긴 하지만, 건강과 좋은 품질을 위하여 기꺼이 추가 비용을 지불하려는 고객들이 늘어나고 있기 때문에 재료를 통한 고급화 전략으로 꿀을 이용한 빵의 다양한 제품 개발이 가능할 것으로 사료된다. 이와 같은 흐름에서 본 연구에서는 사용하는 설탕의 양을 줄이거나 대체하여 건강을 생각하고, 최종제품의 질까지 개선시킬 수 있는 빵을 만들고자 하였다. 해외의 경우 꿀을 이용한 제과제빵 제품에 대한 연구결과들이 일부 보고되고 있으나(D'arcy B et al.
제안 방법
- 5 mm의 두께로 슬라이스한 뒤 양쪽 끝 부분에서 세 번째 조각까지 제외한 뒤 상태가 양호한 식빵을 두 조각씩 겹쳐 25 mm의 두께로 사용하였다. 2회 연속 압착하였을 때 얻어지는 force-time curve로부터 경도(hardness), 탄력성(springiness), 씹힘성(chewiness), 검성(gumminess), 응집성 (cohesiveness), 탄성(resilience)을 측정하였다.
- Honey powder와 liquid honey를 첨가하여 만든 식빵은 설탕과 50%씩 함께 사용하거나 100% 대체하여 사용하였다. 선행연구들에서는 liquid honey만 사용하거나 설탕 대체 시 비율을 달리하였을 경우 이렇게 달라진 이유에 대하여 명확하게 설명되지 않았다.
- 각 시료에 사용된 설탕, 설탕+honey powder, honey powder, 설탕+liquid honey, liquid honey 등 재료의 pH와, 각 시료의 반죽 직후의 pH, 1차 발효 직후의 pH, 최종 제품의 속질 pH를 측정하였으며 그 결과는 [Table 3]과 같다. 먼저 재료의 pH를 살펴보면 대조구(설탕)가 5.
- 따라서 꿀을 첨가하여 만든 식빵의 보존성을 알아보기 위하여 TPA를 통한 경도(hardness)와 수분함량을 측정하였다. 각각의 시료들은 제조 후부터 72시간까지 저장하며 측정되었고, 24시간, 48시간, 72시간 측정하여 그 변화를 살펴보았다. 각 시료는 3회 이상 측정하여 평균값을 내었다.
- 꿀 첨가에 따른 밀가루 반죽의 물성을 알아보기 위하여 mixograph(Nathonal Mfg. Co. Lincoln, NE, USA)를 사용하였다. 믹소그래프 spring 장력은 12번에 맞췄다.
- 꿀을 첨가하여 만든 식빵의 관능검사는 기호도 검사와 특성차이 검사로 구성하여 실시하였으며 그 결과는 [Fig 2, 3 ]과 같다.
- 꿀을 첨가한 식빵의 조직감 변화를 살펴보기 위하여 texture analyzer(TA-XT Express, Stable Micro Systems, UK)를 사용하여 TPA(Texture Profile Analysis)를 측정하였다. 36 mm cylinder probe를 사용하였으며, test speed 1.
- 따라서 baker's percent를 기준으로 설탕 8%(control), 설탕 4%+honey powder 4%(HP50), honey powder 8%(HP100), 설탕 4%+liquid honey 4%(HL50), liquid honey 8%(HL100)을 사용하였으며 배합표는 [Table 1]과 같다.
- K 2011). 따라서 꿀을 첨가하여 만든 식빵의 보존성을 알아보기 위하여 TPA를 통한 경도(hardness)와 수분함량을 측정하였다. 각각의 시료들은 제조 후부터 72시간까지 저장하며 측정되었고, 24시간, 48시간, 72시간 측정하여 그 변화를 살펴보았다.
- 4 g(HL50), liquid honey(HL100)을 첨가하였다. 반죽 시간은 10분으로 맞춰 믹소그램 결과를 얻었고 peak time, peak value, left slope, right slope, 8분 후의 width와 integral value를 통하여 각 반죽의 특성을 알아보았다. 온도에 따른 변수를 줄이기 위해 실내온도는 23℃로 통제하였다.
- 반죽 pH는 지속적인 발효로 인하여 반죽의 온도와 측정시간에 따라 변하기 때문에 보다 확실한 pH 측정을 위해서 반죽 표면에 탐사봉을 직접 꽂는 surface electrode method(Miller 등 1994)로 측정하였다. 반죽 표면에서 5 cm 깊이로 탐사봉을 꽂은 뒤 5초 후에 pH meter(Orion model 720A)로 3회 반복 측정한 뒤 평균값을 구하였으며, 믹싱과정과 1차 발효 직후 반죽의 pH를 측정하였다. 재료와 최종제품 속질의 pH는 slurry method(AACC, 1995)로 측정하였다.
- 식빵을 측정용 셀에 약 60-70%까지 채워, 이 시점을 시작으로 수분활성도 값이 변하지 않는 시점에 종료하고, 이 값을 기록하였다. 수분활성도 측정기(Rotronic Hygromer C94, USA)를 이용하여 시료 당 3회씩 반복 측정하였다.
- 믹소그래프 spring 장력은 12번에 맞췄다. 시료는 AACC method 54-40(1995)에 의해 밀가루 10 g에 물의 양은 6 g으로 하였고, 각 시료 당 설탕 0.8 g(control), 설탕 0.4 g+honey powder 0.4 g(HP50), honey powder 0.8 g(HP100), 설탕 0.4 g+liquid honey 0.4 g(HL50), liquid honey(HL100)을 첨가하였다. 반죽 시간은 10분으로 맞춰 믹소그램 결과를 얻었고 peak time, peak value, left slope, right slope, 8분 후의 width와 integral value를 통하여 각 반죽의 특성을 알아보았다.
- 시료를 발효율 측정 기구(Elehch H.M et al. 2007)에 넣은 직후부터 15분 간격으로 135분까지 측정하였고, 이 결과는 다음 [Fig 1] 과 같다. 15분부터 시료들 간의 유의적인 차이가 나타나기 시작했으며(p<0.
- 식빵을 측정용 셀에 약 60-70%까지 채워, 이 시점을 시작으로 수분활성도 값이 변하지 않는 시점에 종료하고, 이 값을 기록하였다. 수분활성도 측정기(Rotronic Hygromer C94, USA)를 이용하여 시료 당 3회씩 반복 측정하였다.
- 측정된 영상을 토대로 반죽의 상하좌우 네 방향의 길이 측정 후 평균값을 이용하여 발효율을 구하였다. 온도 32℃, 상대습도 85-90% 조건의 발효실에 넣어 매 15분마다 135분까지 측정하였다.
- 반죽은 2 g 씩 분할하여 둥글리기 한 후, 상하 두께 1 cm, 표면에 5 mm의 간격으로 눈금이 그려져 있는 아크릴판 사이 중앙에 끼워놓고 측정하였다. 측정된 영상을 토대로 반죽의 상하좌우 네 방향의 길이 측정 후 평균값을 이용하여 발효율을 구하였다. 온도 32℃, 상대습도 85-90% 조건의 발효실에 넣어 매 15분마다 135분까지 측정하였다.
- 1점은 매우 싫다, 2점은 싫다, 3점은 약간 싫다, 4점은 좋지도 싫지도 않다, 5점은 약간 좋다, 6점은 좋다, 7점은 매우 좋다이다. 특성차이 검사는 부피(volume), 껍질 색(crust color), 속질색(crumb color), 기공의 크기(grain size), 기공의 균일성(grain uniformity), 견고성(firmness), 탄력성(springiness), 촉촉함(moistness), 꿀 풍미(honey flavor), 단맛(sweet taste) 등 총 10가지 항목을 실시하였다.
대상 데이터
- 꿀을 첨가한 식빵의 특성을 알아보기 위해서 경희대학교 학부생과 대학원생 31명을 대상으로 관능검사를 실시하였다. 검사에 사용된 식빵은 만든 후 밀봉 상태로 하루 동안 보관되었고, 대조구 포함 5가지 시료는 모두 한 번에 제시되었으며 물도 함께 제공되었다.
- 실험 재료로는 강력밀가루(대한제분, 1등급 코끼리표), 설탕(대한제당, Foodream), 꿀(liquid-동서, 아카시아꿀 / powder- BONOBLE USA, INC. Cactus Honey Mix Powder), 이스트(제니코 식품 (주), 생이스트), 마가린(한국 하인즈, 프리미엄 나폴레옹-골드), 탈지분유(서울우유), 소금(한주소금), 제빵 개량제((주)선인, Excel) 등을 사용하였다.
- 이 연구는 꿀을 이용한 빵의 상품화가 목적이기 때문에, 많은 종류의 꿀 중에서 국내에서 일반적으로 많이 쓰이는 liquid honey 한 종류를 선택하였고, 끈적거리는 등의 liquid honey의 취급 시단점을 보완한 honey powder 중에서도 국내에서 유일하게 구입 가능한 제품을 선택하여 진행되었다. 따라서 본 연구는 두 종류의 꿀(honey powder, liquid honey)을 설탕을 대체하여 반죽에 첨가한 후, 반죽과 제품의 특성에 미치는 결과를 분석하여 그 영향을 조사하고, 관능적 품질과 보존성 등의 특성 비교를 통하여 최적의 꿀 형태와 비율에 대하여 알아보고자 하였다.
데이터처리
- 각 시료 당 3회씩 반복 측정하여 이 결과를 평균±표준편차로 나타내었다.
- 모든 실험에 대한 결과는 동일한 분석에서 3회 이상 반복하여 측정한 값으로 SPSS 18.0 program 을 이용하여 통계처리 하였고, one-way ANOVA를 이용하여 p<0.05 수준에서 Duncan's multi range test(Duncan의 다중범위검정)에 의해 각 제품 간의 유의적인 차이를 검정하였다.
이론/모형
- 1차 발효과정 중에 일어나는 반죽의 발효율 변화를 보기 위해서 Emehdi H.M 등(2007)이 사용한 digital imaging method를 적용한 측정 기구를 만들어 사용하였다. 반죽은 2 g 씩 분할하여 둥글리기 한 후, 상하 두께 1 cm, 표면에 5 mm의 간격으로 눈금이 그려져 있는 아크릴판 사이 중앙에 끼워놓고 측정하였다.
- 기호도 검사는 외관(appearance), 풍미(flavor), 질감 (texture), 맛(taste), 전체적인 기호도(overall ac- ceptance)의 총 5개 문항을 7점 척도(Bennion E.B & Bamford G.S.T 1997)를 이용하여 평가하도록 하였다.
- 반죽 pH는 지속적인 발효로 인하여 반죽의 온도와 측정시간에 따라 변하기 때문에 보다 확실한 pH 측정을 위해서 반죽 표면에 탐사봉을 직접 꽂는 surface electrode method(Miller 등 1994)로 측정하였다. 반죽 표면에서 5 cm 깊이로 탐사봉을 꽂은 뒤 5초 후에 pH meter(Orion model 720A)로 3회 반복 측정한 뒤 평균값을 구하였으며, 믹싱과정과 1차 발효 직후 반죽의 pH를 측정하였다.
- 식빵은 AACC method 10-10A(1995)에 따라 직접 반죽법으로 제조하였으며, 반죽온도는 수온 조절법을 이용하여 최종 반죽온도가 27±1℃가 되도록 하였다.
- 식빵의 부피는 AACC method 72-10 종자치환법으로 측정하였으며, 식빵의 부피를 무게로 나누어 나온 값을 비용적(mL/g) 값으로 하였다. 각 시료 당 3회씩 반복 측정하여 이 결과를 평균±표준편차로 나타내었다.
- 반죽 표면에서 5 cm 깊이로 탐사봉을 꽂은 뒤 5초 후에 pH meter(Orion model 720A)로 3회 반복 측정한 뒤 평균값을 구하였으며, 믹싱과정과 1차 발효 직후 반죽의 pH를 측정하였다. 재료와 최종제품 속질의 pH는 slurry method(AACC, 1995)로 측정하였다. 시료 15 g과 증류수 100 mL를 비커에 넣은 후 30분간 진탕하고, 10분간 방치한 뒤 pH meter(Orion, model 720A)를 이용하여 3회 반복 측정한 뒤 평균값을 내었다.
성능/효과
- 1차 발효 후 반죽 pH 결과는 5.68을 기록한 대조구와 HP50이 가장 높았고, HL100이 5.41로 가장 낮았고, 전체적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.001).
- 48시간 후에는 꿀을 첨가한 식빵들의 수분함량이 대조구보다 모두 높았으며 전체적으로 유의적인 차이를 보였다(p<0.001).
- 67로 가장 낮았다. 48시간, 72시간 후에도 이러한 경향은 지속되어서 HL100이 72시간 동안 가장 부드러운 것을 확인할 수 있었고 72시간이 지난 후의 값이 48시간이 지난후의 대조구나 HP50의 값보다 낮은 것으로 보아 부드러움을 유지하는데 HL100이 좋은 것으로 사료된다. 수분함량의 경우 HL100이 41.
- 48%이었다. 72시간 후의 HL100의 수분함량은 24시간 후의 다른 시료들의 수분함량보다 높아 훨씬 더 촉촉하고 부드러움을 확인할 수 있었다. Texture 측정과 관능 평가를 통해서 꿀을 첨가했을 시에 제품의 보존성이 더 좋다는 결과는 D’Arcy et al.
- 75분과 90분에는 발효율이 좋은 HL100, HL50, HP100과 나머지 시료들 간에 유의적인 차이가 있었다(75min(p<0.001), 90min (P<0.01).
- Peak value 역시 모든 시료가 60%이상으로 제빵 적성에 적합하였다. Mixing tolerence는 반죽의 안정성 혹은 내구성을 설명하는데, 꿀을 100% 넣은 시료들의 값(HL100: 9.66 %/min, HP100: 10.51%/min)이 더 낮은 것을 확인할 수 있었다. Width of tail은 liquid honey 100%가 14.
- Overall acceptance는 외관, 풍미, 질감, 맛에서 모두 가장 높은 점수를 얻은 liquid honey 100%가 6.10으로 가장 높았으며, 전체적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.001).
- 비용적 측정 결과 HL100이 유의적 차이를 보이며 가장 컸다. TPA 측정 결과, hardness는 유의한 차이를 보이며 HL100이 가장 낮았고, chewiness와 gumminess 역시 HL100이 가장 낮았으며, cohesiveness와 re- silience는 대조구가 다른 시료들과 유의적인 차이를 보이며 가장 높았다. 수분활성도는 liquid hon- ey를 넣은 시료들과 나머지는 유의적인 차이가 있었다.
- Volume은 liquid honey 100%가 6.45로 가장 크게 나타났으며, 비용적에서 보여진 부피의 결과와 같으며, 특히 liquid honey가 부피를 크게 하는데 긍정적인 영향을 끼친다는 것을 확인할 수 있다. Crust color는 대조구가 5.
- Width of tail은 liquid honey 100%가 14.18%로 반죽의 흡수율이 높은 반면, honey powder 50%는 8.25%로 가장 낮은 것으로 나타났으며 이 두 시료 간에는 유의적인 차이가 있었다(p<0.01).
- 따라서 다른 시료들보다 HL100이 제품이 가장 부드럽고, 촉촉한 상태가 지속되었음을 알 수 있었다. 관능검사 중 기호도 검사 결과, 외관, 풍미, 질감, 맛에서 가장 좋은 평가를 받은 HL100이 전체적 기호도에서도 가장 높았다. 특성차이 검사결과 부피는 HL100이 유의적으로 큰 것으로 나타났고, 껍질색은 HL100이 가장 연했다.
- 001). 그리고 설탕을 섞었을 때보다 각 꿀 자체만을 측정한 pH가 더 낮음을 확인할 수 있었다. 믹싱 직후 pH 결과 대조구의 pH가 5.
- 특성차이 검사결과 부피는 HL100이 유의적으로 큰 것으로 나타났고, 껍질색은 HL100이 가장 연했다. 기공 크기, 균일성 모두 HL100의 점수가 가장 높아 기공이 균일하고 큰 것으로 나타났다. 견고성의 경우 대조구가 가장 단단했고, HL100이 가장 부드러웠다.
- 꿀 첨가에 따른 식빵의 수분활성도 결과는 CON, HP50, HP100이 0.92, HL50, HL100이 0.93이었으며, liquid honey를 첨가한 시료들과 나머지 시료들 간에는 유의적인 차이가 있었다(p<0.01).
- 탄력성과 촉촉함 역시 HL100이 가장 높았다. 꿀을 첨가하여 반죽과 식빵의 특성을 살펴본 결과 HL100이 발효율, 부피, 비용적, 부드러움, 촉촉함에서 좋은 결과를 나타내고, 기호도 검사에서도 가장 좋은 평가를 받은 것으로 보아, liquid honey로 설탕을 대체하여 빵을 만드는 것이 꿀의 풍미를 첨가하며, 기능성까지 증진시키는 좋은 방법이 될 것이라 사료된다. 본 연구는 가장 대중적인 liquid honey 한 종류와 국내에서 유일하게 구할 수 있는 honey powder만을 선택해서 진행되었는데, 이 외에 더 많은 종류의 꿀이 있다.
- 나머지 시료들도 경도의 결과에서 나타난 경향과 일치하였고, 대조구와 HP50은 나머지 시료들과 유의적인 차이를 보였다(p<0.01).
- 55로 가장 높았다. 대조구의 pH는 다른 시료들의 pH와 유의적인 차이를 보였으며 가장 pH가 낮았던 liquid honey가 100% 들어간 HL100이 모든 측정에서 가장 낮은 값을 기록한 것으로 보아 반죽과 제품 pH에 영향을 끼쳤음을 확인할 수 있다.
- 보존성을 알아보기 위해 hardness와 수분함량을 측정한 결과 HL100의 경도는 가장 낮았고, 수분함량은 가장 높았다. 따라서 다른 시료들보다 HL100이 제품이 가장 부드럽고, 촉촉한 상태가 지속되었음을 알 수 있었다. 관능검사 중 기호도 검사 결과, 외관, 풍미, 질감, 맛에서 가장 좋은 평가를 받은 HL100이 전체적 기호도에서도 가장 높았다.
- 믹싱 직후 pH 결과 대조구의 pH가 5.95로 가장 높았고, HL100가 5.86으로 가장 낮았으며, 꿀의 종류에 따라 유의적인 차이가 있었다(p<0.001).
- 32로 가장 연했다. 반면 crumb color와 grain size는 유의적인 차이가 없었으며, grain uniformity는 HL100이 5.65로 가장 균일하다가 평가하였다. Firmness는 대조구가 가장 단단하여 5.
- pH 측정 결과 liquid honey 의 pH가 가장 낮았다. 반죽 pH, 1차 발효, 최종 제품 속질 pH모두 대조구가 가장 높고, HL100의 pH가 가장 낮은 것으로 보아 꿀의 첨가가 pH에 영향을 끼쳤음을 알 수 있었다. 비용적 측정 결과 HL100이 유의적 차이를 보이며 가장 컸다.
- 수분활성도는 liquid hon- ey를 넣은 시료들과 나머지는 유의적인 차이가 있었다. 보존성을 알아보기 위해 hardness와 수분함량을 측정한 결과 HL100의 경도는 가장 낮았고, 수분함량은 가장 높았다. 따라서 다른 시료들보다 HL100이 제품이 가장 부드럽고, 촉촉한 상태가 지속되었음을 알 수 있었다.
- 반죽 pH, 1차 발효, 최종 제품 속질 pH모두 대조구가 가장 높고, HL100의 pH가 가장 낮은 것으로 보아 꿀의 첨가가 pH에 영향을 끼쳤음을 알 수 있었다. 비용적 측정 결과 HL100이 유의적 차이를 보이며 가장 컸다. TPA 측정 결과, hardness는 유의한 차이를 보이며 HL100이 가장 낮았고, chewiness와 gumminess 역시 HL100이 가장 낮았으며, cohesiveness와 re- silience는 대조구가 다른 시료들과 유의적인 차이를 보이며 가장 높았다.
- 67로 가장 낮았다. 설탕을 넣은 대조구보다 꿀을 첨가한 시료들이 더 부드러운 것을 확인할 수 있었다. Springiness는 시료 간 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- 13으로 가장 높았다. 이 결과는 조직감 검사의 hardness의 결과와 관련하여 일반적으로 경도가 낮을수록 사람들이 선호하는 것을 알 수 있었다. Taste는 HL100이 5.
- 60분부터 쭉 HL100의 발효율이 가장 높았음을 알 수 있으며, 30분과 45분을 제외하고 가장 낮았던 것은 대조구였다. 이를 통하여 honey powder와 liquid honey의 사용이 발효에 영향을 끼쳤음을 알 수 있으며, 특히 liquid honey가 발효에 좋은 영향을 끼쳤음을 확인할 수 있었다.
- 001). 전체적으로 보아 liquid honey를 첨가한 식빵들이 기호도 검사에 있어서 좋은 평가를 받은 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 설탕만 넣은 식빵보다 honey powder를 첨가한 식빵의 전체적인 기호도가 더 높은 Tong Q et al.
- 01). 최적의 반죽 상태에 필요한 힘의 양을 나타내는 integral은 HL100이 185.98 %Tq*min, HP100 184.53 %Tq*min으로 꿀이 100% 들어간 시료가 다른 시료들보다 많은 힘이 필요한 것으로 나타났다.
- 001). 최종 제품 속질 pH 측정결과 HP50과 HL100이 5.43으로 가장 낮았고, 대조구가 5.55로 가장 높았다. 대조구의 pH는 다른 시료들의 pH와 유의적인 차이를 보였으며 가장 pH가 낮았던 liquid honey가 100% 들어간 HL100이 모든 측정에서 가장 낮은 값을 기록한 것으로 보아 반죽과 제품 pH에 영향을 끼쳤음을 확인할 수 있다.
후속연구
- 꿀의 높은 산도는 곰팡이 성장을 억제하는 것을 돕기 때문에 제품의 저장 기간을 연장시키는데 도움이 된다(National Honey Board 2012). 꿀의 가격이 설탕보다 다소 비싸긴 하지만, 건강과 좋은 품질을 위하여 기꺼이 추가 비용을 지불하려는 고객들이 늘어나고 있기 때문에 재료를 통한 고급화 전략으로 꿀을 이용한 빵의 다양한 제품 개발이 가능할 것으로 사료된다. 이와 같은 흐름에서 본 연구에서는 사용하는 설탕의 양을 줄이거나 대체하여 건강을 생각하고, 최종제품의 질까지 개선시킬 수 있는 빵을 만들고자 하였다.
- 꿀은 종류별로 특성 차이가 있기 때문에 식빵을 만들 시에 사용되는 꿀의 종류에 따라 그 차이가 있을 수 있기에 이 결과를 일반화시키기는 어렵다. 또한 꿀의 세균 억제성과 보습성과 관련한 제품 저장과 관련하여서도 보다 더 깊은 연구가 이루어지지 않은 것이 이 연구의 한계라 할 수 있다. 따라서 이런 점들을 보완한 연구가 계속되어 굴을 이용한 보다 더 나은 제품 개발이 되어야 한다고 사료된다.
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