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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 머루를 이용한 천연 sourdough를 제조하고 10%, 30%, 50% 및 70%를 대체한 식빵 반죽의 pH와 총산도를 측정하고, 식빵의 pH, 적정 산도, 비용적, 굽기 손실률, 수분 함량, 색도, 조직감, 내부 표면 관찰 및 관능검사를 실시하여 머루 sourdough 식빵의 최적배합비를 구명하여 상업적으로 현장에서 이용할 수 있는 제조 조건을 제시하고자 한다.
제안 방법
- 관능검사는 순천대학교 식품영양학과 조리과학 실험실에서 학생 58명을 대상으로 9점 척도법으로 소비자 검사를 동일 설문지로 실시하였다. 이때 품질 특성은 떫은 맛(astringency), 신맛(sourness), 단맛(sweetness) 및 거친 정도(coarseness) 및 이취(off-flavor)를 아주 심하다(extreme) 9점, 전혀 없다(none) 1점으로 나타내었다.
- 그리고 1차 발효 조건인 온도 32°C, 상대습도 80%의 발효기(SMDG-36, Daehung Machinery Co.)에서 60분간 발효하면서 15분 간격으로 측정한 결과를 다음 식으로 계산하였다.
- 중간 발효가 끝난 뒤 반죽의 분할량은 틀의 용적/비용적으로 계산하여 120 g으로 하였다. 그리고 발효기에 넣고 반죽이 팬의 상단부 1 cm까지 올라오는 시간을 2차 발효시간으로 정하였다. 대조군은 81.
- 당도는 시료 1 mL를 digital refractometer(HI 96801, Hanna Instruments, Cluj Napoca, Romania)를 사용하여 측정하였고, 알코올 함량은 시료 100 mL를 취하고 증류하여 측정하였다. 증류액은 70 mL 이상 취한 뒤 3차 증류수를 첨가하여 100 mL로 용량을 보정하고 주정계를 이용하여 비중을 측정하였으며, Gay-Lussac 표를 주정환산표로 보정하였다.
- 머루의 조지방과 조단백질은 원소분석기(EA 1110, Thermo Quest, Milan, Italy)로 분석하였다. 탄수화물은 시료 전체 무게에서 수분, 조회분, 조지방, 조단백질을 뺀 나머지 값을 %로 표시하였다.
- 본 연구에서는 머루를 이용한 sourdough를 제조하고 머루 sourdough 10%, 30%, 50% 및 70%를 대체한 식빵의 이화학적 특성과 관능검사를 실시하였다. 25°C에서 발효한 머루 액종의 pH는 발효시간이 증가할수록 pH는 유의적으로 낮아졌으며, 적정 산도는 증가하는 경향을 나타냈다.
- 또한 제품의 색(color), 향미(flavor), 부드러움(softness) 및 전체적인 기호도(overall acceptability)로서 대단히 좋아한다 9점, 좋지도 싫지도 않다 5점, 대단히 싫어한다 1점으로 나타내었다. 시료의 준비 및 제시는 1인분 분량을 20 g으로 정하여 세 자리 난수표로 구분하여 종이 접시 위에 나열한 후 제시하였으며, 관능검사에 참여한 소비자는 나이와 성별 등을 기록하고 각 시료는 물 컵, 시료를 뱉는 컵과 정수기에서 받은 물을 시료 사이에 제공하였다.
- 식빵 내부의 수분 함량은 시료 2 g을 수분측정기(MB45, Ohaus, Greifensee, Switzerland)를 이용하여 측정하였다.
- 식빵 내부의 수분활성도는 시료 2 g을 수분활성도 측정기 (HP23-AW, Rotronic, Bassersdorf, Switzerland)로 측정하였다.
- 식빵 반죽의 발효 팽창력은 He와 Hoseney(29)의 방법을 변형하여 사용하였다. 믹싱이 끝난 반죽 25 g을 취해 50 mL의 메스실린더에 넣은 후 상부의 표면을 평평하게 하였다.
- 식빵의 pH와 적정 산도(total titratable acidity)는 시료 10 g을 분쇄하여 발효액과 동일한 방법으로 측정하였다.
- 식빵의 내부 표면 관찰은 디지털 카메라(Powershot G10, Canon, Tokyo, Japan)로 식빵의 내상을 검은 배경의 무대에서 플래시가 터지지 않도록 촬영하였다. 이때 시료와 카메라와의 거리, 지면과 카메라의 높이는 동일하게 유지시켰다.
- 식빵의 조직감은 완성된 식빵을 1시간 방냉한 뒤 4×4×2 cm로 자른 후 texture analyzer(Model TA-XT2i, Stable Micro Systems, Godalming, UK)를 이용하여 100 mm compression plate를 장착하고 시료를 2회 연속적으로 침입시켰을 때 나타난 force-time curve로부터 경도(hardness), 부서짐성(fracturability), 씹힘성(chewiness) 및 복원성(resilience)을 측정하였으며, 이때의 분석 조건은 Table 2에 나타내었다.
- 식빵의 부피는 종자치환법을 사용하였다. 유채씨를 이용하여 volumeter로 측정한 후 비용적(mL/g)으로 나타내었고, 굽기 손실 측정은 굽기 전의 중량과 구운 후의 중량 차이로 굽기 손실률(%)을 계산하였다.
- 완성된 발효액에 밀가루를 첨가하여 20°C에서 36시간 발효하여 sourdough를 제조하였다. 제조된 머루 sourdough 10%, 30%, 50% 및 70%로 대체하여 식빵을 제조하였다. 식빵 반죽의 pH는 sourdough 대체량이 증가할수록 낮아졌으며 적정 산도는 유의적으로 증가하였다.
대상 데이터
- 천연 발효액종 제조에 사용된 머루는 전라북도 무주군에서 2013년 9월 말경에 수확한 머루를 –20°C에서 냉동 보관하여 사용하였고, 밀가루(강력분, 씨제이제일제당, 양산, 한국), 버터(롯데우유버터화이트, 롯데, 천안, 한국), 드라이 이스트(instant yeast, La Parisienne, Paris, France), 소금(꽃소금, 샘표식품주식회사, 서울, 한국), 설탕(백설하얀설탕, 씨제이제일제당, 인천, 한국) 및 식물성 크림(뉴밀키엑스트라, 희창유업, 양산, 한국)을 구입하여 실험재료로 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험 결과는 SPSS 프로그램(SPSS 12.0 for windows, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 이용하여 일원배치 분산분석(oneway-ANOVA)을 실시하였으며, 각 측정 평균값 간의 유의성은 P<0.05 수준으로 Duncan의 다중범위 시험법을 사용하여 검증하였다.
- 05 수준으로 Duncan의 다중범위 시험법을 사용하여 검증하였다. 실험 결과 값들 사이의 상관관계는 Pearson의 상관분석을 이용하였다.
이론/모형
- 머루 sourdough를 대체한 제조한 식빵의 배합비는 Table 1에 나타내었으며, 식빵은 직접반죽법(optimized straightdough method)으로 제조하였다. Sourdough는 밀가루 건물당 10%, 30%, 50%, 70%의 비율로 대체하였고, 수분 함량을 동일하게 할 목적으로 사용하는 물의 양을 조정하였다.
- 식빵의 부피는 종자치환법을 사용하였다. 유채씨를 이용하여 volumeter로 측정한 후 비용적(mL/g)으로 나타내었고, 굽기 손실 측정은 굽기 전의 중량과 구운 후의 중량 차이로 굽기 손실률(%)을 계산하였다.
- 당도는 시료 1 mL를 digital refractometer(HI 96801, Hanna Instruments, Cluj Napoca, Romania)를 사용하여 측정하였고, 알코올 함량은 시료 100 mL를 취하고 증류하여 측정하였다. 증류액은 70 mL 이상 취한 뒤 3차 증류수를 첨가하여 100 mL로 용량을 보정하고 주정계를 이용하여 비중을 측정하였으며, Gay-Lussac 표를 주정환산표로 보정하였다.
성능/효과
- 25°C에서 발효한 머루 액종의 pH는 발효시간이 증가할수록 pH는 유의적으로 낮아졌으며, 적정 산도는 증가하는 경향을 나타냈다.
- 굽기 손실률은 10% 대체군과 30% 대체군이 각각 11.72%, 11.68%로 유의적으로 가장 낮았고(P<0.05), 70%대체군이 12.42%로 가장 높은 값을 나타냈다.
- 23 g으로 가장 낮게 나타났다. 기호도 검사 결과 색, 향미, 부드러운 정도 및 전체적인 기호도는 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 따라서 식빵의 품질 특성과 소비자 기호도 등을 고려할 때 머루 sourdough 50% 대체군이 최적배합비로 결정되었다.
- 당도는 발효 0일차 3.80o Brix,발효 1일차에 4.57o Brix로 가장 높았으며 발효시간이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05).
- 당도는 발효 1일차에 4.57oBrix로 가장 높았고 발효시간이 증가할수록 유의적으로 낮아졌으며(P<0.05), 알코올 함량은 1일 차에는 나타나지 않았고 4일차에서 1.37%를 나타냈다.
- 대조군은 5.54로 유의적으로 가장 높았으며(P<0.05), 10% 대체군 5.44, 30% 대체군 5.36, 50%대체군 4.92 및 70% 대체군 4.70으로 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05).
- 대조군은 81.00분으로 가장 낮았고 대체군들은 머루 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌으며(P<0.05), 70% 대체군이 168.33분으로 나타났다.
- 기호도 검사 결과 색, 향미, 부드러운 정도 및 전체적인 기호도는 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 따라서 식빵의 품질 특성과 소비자 기호도 등을 고려할 때 머루 sourdough 50% 대체군이 최적배합비로 결정되었다.
- 2와 같다. 머루 sourdough 10% 대체군이 부피가 가장 작았고 sourdough 대체량이 증가할수록 높아지는 것을 볼 수 있었으며, 비용적 측정 결과와 같이 50% 대체군이 가장 부피가 높게 나타났다.
- 머루의 일반성분은 수분 81.22%, 회분 0.81%, 조지방 0.74%, 조단백질 1.58%, 탄수화물 15.65%로 나타났다.
- 명도는 대조군이 58.14로 가장 높았고 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05).
- 반죽의 2차 발효시간에서 대체군들은 머루 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05).
- 발효 90분에는 10% 대체군이 20.00%로 유의적으로 가장 낮았고(P<0.05) 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 높아졌으며(P<0.05), 50%와 70% 대체군은 각각 49.33%, 53.33%로 70% 대체군이 높게 나타났으나 유의적인 차이는 없었다(P<0.05).
- 발효시간에 따른 발효 팽창력은 10% 대체군이 20.00%로 유의적으로 가장 낮았으며(P<0.05), sourdough 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높아졌다(P<0.05).
- 머루 sourdough를 대체한 식빵 반죽의 발효 팽창률은 Table 5와 같다. 발효시간에 따른 팽창력은 대조군이 발효 시간 90분에서 126.67%로 가장 높은 값을 나타내었고, 10%, 30%, 50% 및 70% 대체군은 발효 30분까지는 팽창률이 변화가 없었다. 발효 90분에는 10% 대체군이 20.
- 발효액종의 초기 pH는 3.75로 발효 1일차 3.65, 발효 2일 3.40, 3일 3.25, 4일 3.25로 발효시간이 증가할수록 pH는 유의적으로 낮아졌으며(P<0.05), 3일과 4일은 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P<0.05).
- 0 이하에서는 효모의 작용이 활발하지 못해 가스 보유력이 약해진다고 한다(33). 본 실험에서도 1차 발효와 2차 발효가 진행됨에 따라 pH가 낮아질 것으로 예상되어 70% 대체군은 발효에 부정적 영향을 미칠 것으로 사료되었다.
- 부드러운 정도에 대한 기호도는 대조군이 가장 높았고, 대체군들은 유의적인 차이가 없었으나 (P<0.05) 50% 대체군이 6.02로 가장 높은 값을 나타내어 조직감의 경도 측정과 유사한 결과를 나타내었다.
- 비용적은 10% 대체군이 4.23 mL/g으로 유의적으로 가장 낮았으며(P<0.05), 대조군, 50% 및 70% 대체군이 유의적으로 차이는 없었으나(P<0.05) 50% 대체군이 4.76 mL/g으로 가장 높은 값을 나타냈다.
- 수분 함량은 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 증가하였고(P<0.05), 수분활성도는 실험군들 간에 유의적인 차이를 나타내지 않았다(P<0.05).
- 제조된 머루 sourdough 10%, 30%, 50% 및 70%로 대체하여 식빵을 제조하였다. 식빵 반죽의 pH는 sourdough 대체량이 증가할수록 낮아졌으며 적정 산도는 유의적으로 증가하였다. 발효시간에 따른 발효 팽창력은 10% 대체군이 20.
- 식빵의 pH는 대조군이 5.27로 가장 낮았으며 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05).
- Kim(31)은 발효 1일 차에 당도가 가장 높았는데 이는 건포도에 있는 당분이 녹아드는 결과라고 하였으며, 당분을 이용해 미생물이 발효되면서 pH가 낮아지고 산도가 증가하였다고 한다. 알코올 함량은 1일차에는 나타나지 않았고 발효 2일차에 0.57%, 발효 4일차에는 1.37%였으며, Fig. 1과 같이 발효 1일차에 CO2가 생성되는 것을 알 수 있었고 발효 일수가 증가할수록 CO2생성이 많아졌다.
- 78로 가장 높게 나타났다. 이 결과를 종합하면 식빵의 품질 특성과 소비자 기호도 등을 고려하여 머루 sourdough 50% 대체군이 최적배합비로 결정되었다.
- 적색도는 대조군이 -1.84로 가장 낮았으며 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 높아졌고(P<0.05), 황색도는 대체량이 증가할수록 유의적으로 낮아졌다(P<0.05).
- 적정 산도는 대조군이 0.95로 가장 낮았고 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 높아졌다(P<0.05).
- 적정 산도는 대체군이 1.08로 가장 낮았으며 머루 sourdough 대체량이 증가할수록 유의적으로 높아졌다(P<0.05).
- 전체적인 기호도는 대조군이 6.67로 가장 높은 값을 나타냈고(P<0.05), 대체군의 기호도는 5.19∼5.78로 유의적인 차이는 없었으나(P<0.05) 50% 대체군이 5.78로 가장 높게 나타났다.
- 05). 초기 적정산도는 1.66을 나타내었고 발효시간이 증가할수록 증가하는 경향을 나타냈으며 발효 4일차에는 3.31을 나타내었다. Kim과 Chun(11)의 연구에 건포도 발효액의 발효기간이 증가할수록 pH가 낮아지고 적정 산도가 높아졌으며, 블루베리와 쌀 발효액(30) 연구에서도 같은 결과를 보였다.
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