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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 전곡립의 형태인 미성숙 찰쌀보리를 식빵을 비롯한 베이커리 식품으로의 조리 및 가공 적성도를 높이고, 활용도를 증진시키기 위한 기본 연구를 진행하고자 미성숙 찰쌀보리의 수분흡수지수, 점도, 항산화활성과 호화특성을 분석하고, 일정비율을 첨가하여 제조한 식빵 반죽의 발효 과정 중 팽창력, pH, 조직감, 색도의 변화 등을 조사하여 그 품질 특성을 평가하였다.
제안 방법
- 2차 발효 후의 식빵 반죽(3 g)을 petri dish에 담아 색차계(Colorimeter, JC801, Color techno co., Tokyo, Japan)를 이용하여 Hunter L*(lightness), a*(+redness/-greeness), b*(+yellowness/-blueness)값을 3회 이상 반복 측정하여 그의 평균값을 취하였다. 미성숙 찰쌀보리가루의 첨가량에 따른 식빵 반죽의 전체 색도 차이(ΔE)는 #의 공식에 의하여 구하였다.
- Adaptor No. 25을 장착한 Rheometer(COMPAC-100, Sun Scientific Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 반죽의 물성을 측정하였다. Mixing 직후 반죽의 물성은 반죽 40 g을 비이커에 넣어 측정하고, 1차 발효와 2차 발효 후의 반죽의 물성은 각각 40 g과 20 g씩 비이커에 담아 발효가 끝난후 측정하였다.
- 식빵 반죽 15 g을 증류수 100 mL와 함께 비이커(500 mL)에 넣어 믹서기로 1분 동안 균질화시키고 spatula로 저어준 후 1분간 더 균질화 시켰다. Conical tube에 균질화된 용액을 넣고 2,500 ppm에서 4분간 원심 분리하고 부유물을 제거한 후 pH meter(Orion 420A+, Thermo electron Co., Beverly, MA, USA)를 사용하여 3회 반복 측정하였다.
- , Tokyo, Japan)를 이용하여 반죽의 물성을 측정하였다. Mixing 직후 반죽의 물성은 반죽 40 g을 비이커에 넣어 측정하고, 1차 발효와 2차 발효 후의 반죽의 물성은 각각 40 g과 20 g씩 비이커에 담아 발효가 끝난후 측정하였다. 측정조건은 table speed 120 mm/min, load cell(max.
- 초기 온도 50°C에서 30초 동안 유지한 후 95℃까지 2분 30초 동안 승온하여 9분간 유지하고 3분에 걸쳐 50℃로 냉각하였다. RVA viscogram으로부터 호화개시온도(pasting temperature, PST), 최고점도(peak viscosity), 최고점도에 이르는 시간(peak time), 최저점도(through viscosity, TV), 최종점도(final viscosity, FV), 구조파괴점도(breakdown viscosity, BT, 최고점도-최저점도)와 회복점도(setback viscosity, SV, 최종점도-최저점도)를 구하였다. 점도의 단위는 cP로 나타내고, 2회 반복하여 측정하였다.
- 강력분에 대해 찰쌀보리가루를 0, 10, 20, 30, 100%(w/w)비율로 첨가한 시료 2 g을 80% 에탄올 80 mL와 혼합하여 35℃ water bath에서 1시간 추출한 후 원심 분리하였다(2,800 rpm, 25분). Disposable syringe filter(0.
- 시료 5 g을 칭량하여, dry oven에 1시간 동안 건조시켜 desiccator에 옮겨 20분간 방냉한 후 무게를 측정하였다. 같은 방법으로 dry oven에서 30분 건조, desiccator에서 10분 방냉하여 무게를 측정하고, 시료의 무게가 항량이 될 때 까지 계속하여 수분함량(%)을 계산하였다.
- 식빵 반죽을 3~5 g을 칭량하여 넓게 dish에 편 뒤 무게를 칭량하고, dry oven에 1시간 동안 건조시켜 desiccator에 옮겨 20분간 방냉한 후 무게를 측정하였다. 같은 방법으로 dry oven에서 30분 건조, desiccator에서 10분 방냉하여 무게를 측정하고, 시료의 무게가 항량이 될 때까지 계속하여 수분함량(%)을 계산하였고, 3회 반복 측정하였다.
- 밀가루 강력분에 대해 찰쌀보리가루를 0, 10, 20, 30% (w/w)비율로 첨가하여 식빵 반죽을 제조하였으며, 식빵 반죽의 재료 및 분량은 Table 1과 같다. 유지를 제외한 모든 재료를 믹서볼에 넣고 반죽기(5KSM150, Kichen aid, St.
- 밀가루 강력분에 대해 찰쌀보리가루를 0, 10, 20, 30% w/w)비율로 첨가하여 Rapid Visco Analyser(RVA-3D, Newport Scientific Inc., New South Wales, Australia)를 이용하여 호화특성을 분석하였다. Aluminium 용기에 시료 3.
- 밀가루 강력분에 대해 찰쌀보리가루를 0, 10, 20, 30, 100%(w/w)비율로 혼합한 시료의 수분함량을 상압가열건조법으로 3회 반복 측정하였다. Aluminium dish의 무게를 칭량하고 105℃의 dry oven(Forced convention oven, Daihan Labtech, Seoul, Korea)에서 30분간 가열한 후, desiccator에 옮겨 10분간 방냉하였다.
- 식빵 반죽 15 g을 100 mL 메스실린더에 최대한 공간이 안 생기도록 평평하게 넣고 온도 30℃, 습도 75%의 발효기에서 80분 동안 발효시키면서 매 20분마다 윗면을 평평하게 하여 부피를 측정하였다.
- ) 2 kg으로 설정하고, 진입 거리는 mixing 후와 1차 발효 후 반죽은 30 mm, 2차 발효 후의 반죽은 20 mm로 하여 분석하였다. 식빵반죽의 탄력성(springiness), 경도(hardness), 검성(gumminess), 응집성(cohesiveness)와 부착성(adhesiveness)를 각각 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 출수 후 20일에 수확된 미성숙 전곡립인 찰쌀보리가루의 이화학적 특성 및 항산화활성을 조사하고, 밀가루 강력분에 대해 찰쌀보리가루를 10, 20, 30% 첨가하여 제조한 식빵 반죽의 팽창력, 수분함량, 발효팽창력, pH, 기계적 조직감, 색도에 관한 품질특성을 평가하였다. 강력분에 비해 찰쌀보리가루의 첨가량이 증가할수록 DPPH radical 소거능이 유의적으로 증가하였는데, 이는 전곡립으로 제분된 찰쌀보리의 겉껍질 및 호분층에 다량 함유된 polyphenol 화합물에 의한 항산화활성으로 인한 것으로 사료된다.
대상 데이터
- 미성숙 찰쌀보리(풍산찰쌀보리)는 전라북도 농업기술원(Iksan, Korea)에서 제공받은 것으로 2010년 출수 후 20일에 수확된 후 분쇄되어 사용되었다(분쇄기, DA700-G, ㈜대성아트론, 파주, Korea), 강력분 밀가루(CJ제일제당, 인천, Korea), 이스트(Instant dry yeast, 전원식품, Kimpo, Korea), 설탕(CJ제일제당, 인천, Korea), 소금(CJ제일제당, 인천, Korea), 탈지분유(서울우유, 서울, Korea), 제빵개량제(Pantera, Puratos Korea, 서울, Korea), 쇼트닝(베타빈, 동서유지, 창원, Korea)은 시중에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 미성숙 찰쌀보리가루를 첨가하여 제조된 식빵반죽의 실험 결과는 SAS(Statistical Analysis System) 9.2를 이용하여 분산분석을 실시하고 Duncan's multiple range test에 의해 각 시료간의 유의적인 차이를 p<0.05 수준에서 검증하였다.
성능/효과
- 1차 발효 후 반죽의 수분함량은 30% 첨가군에서 가장 낮았지만, 2차 발효가 끝난 후에는 반죽들간의 유의적인 차이가 없는 것으로 확인되었다(p>0.05).
- 2차 발효 후에는 대조군에 비해 첨가군의 pH가 유의적으로 높고, 찰쌀보리가루 첨가률이 증가할수록 반죽의 pH는 증가하는 것으로 나타났다(p<0.05).
- 2차 발효를 마친 후의 반죽의 응집성은 대조군과 첨가군들간의 유의적이 차이는 없고(p>0.05), 검성과 경도에서 첨가군들이 유의적으로 높은 값을 나타내었다(p<0.05).
- 찰쌀보리가루의 첨가는 수분흡수력을 증대시켜 점도를 증가시키고, 전분함유량이 낮은 대신 수용성 물질의 함유량이 높아 수분용해지수를 증가시킨 것으로 사료된다. RVA 분석 결과 찰쌀보리가루 첨가는 호화개시 온도를 저하시키고, 최고점도, 최종점도, 최저점도, 구조 파괴점도와 회복점도를 감소시켜, 첨가률이 증가할수록 전분의 빠른 호화개시, 안정된 호화액의 유지 및 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다. 찰쌀보리가루가 20%와 30%첨가된 식빵반죽은 강력분 반죽에 비해 발효팽창력이 감소하고, 2차발효 직후 외관상 부풀어 오름이 줄어든 것이 확인되었는데, 이는 강력분 반죽에 비해 글루텐 생성력의 저하로 발효팽창력 및 CO2 가스보유력이 감소된 결과로 사료된다.
- 05), 10% 이상의 찰쌀보리가루 첨가는 강력분과 비교하여 전분의 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다. RVA를 이용한 호화 특성 측정 결과, 미성숙 찰쌀보리가루 첨가는 호화개시온도를 저하시키고 최고점도에 이르는 시간은 빠르지만 최고점도, 최종점도, 최저점도, 구조파괴점도와 회복점도는 모두 감소하는 경향을 보였다. 일반 밀가루에 대한 찰쌀보리가루의 첨가는 호화개시는 빠르나 최고점도가 낮아 열이나 전단력에 의해 붕괴되는 정도를 줄여 호화액은 안정시키고, 노화를 지연시키는 효과를 주는 것으로 사료되며, 식빵제조에 찰쌀보리가루로 첨가된 빵반죽을 이용할 경우 강력분 밀가루 식빵보다 제조후의 노화현상을 지연시킬 수 있을 것으로 사료된다.
- 찰쌀보리가루가 20%와 30%첨가된 식빵반죽은 강력분 반죽에 비해 발효팽창력이 감소하고, 2차발효 직후 외관상 부풀어 오름이 줄어든 것이 확인되었는데, 이는 강력분 반죽에 비해 글루텐 생성력의 저하로 발효팽창력 및 CO2 가스보유력이 감소된 결과로 사료된다. TPA결과 찰쌀보리가루 첨가량이 증가 할수록 재료 혼합 후 반죽의 경도, 검성 및 부착성은 증가하는 반면 탄력성과 응집성은 감소하였지만, 발효가 끝난 후의 응집성은 대조군과 첨가군들간의 차이는 없었으며, 검성, 경도 및 부착성은 첨가군들에서 높은 값을 나타내었다. 색도의 경우 찰쌀보리가루 첨가량이 증가할수록 어두운 황색을 띄는 것으로 나타났다.
- 2분이었다. 강력분에 첨가되는 찰쌀보리가루의 함량이 증가할수록 최고점도는 낮아지고 최고점도에 이르는 시간은 짧아지는 경향을 나타내었으며, 30% 첨가군의 경우 호화개시온도가 낮게 나타났다. 찰쌀보리가루는 강력분에 비해 전분의 함량이 낮지만 아밀로펙틴의 함량이 높고, 수용성 식이섬유인 β-glucan이 다량 함유되어, 30% 이상의 찰쌀보리가루를 첨가한다면 호화 개시온도를 낮추어 호화개시가 빨라질 것으로 사료된다.
- 강력분의 회복점도(SV)는 1592.00 cP로 가장 높고, 찰쌀보리가루의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하여(p<0.05), 10% 이상의 찰쌀보리가루 첨가는 강력분과 비교하여 전분의 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다.
- 대조군(control, 0%)과 10% 첨가군의 20분과 40분에서의 발효팽창력은 유의적인 차이가 없었지만(p>0.05), 발효시간 40분 후부터 10%첨가군 발효 팽창력이 증가하여 60분과 80분에서는 10% 첨가군이 유의적으로 가장 높게 나타났다(p<0.05).
- 대조군인 강력분의 DPPH radical 소거능(RSC)인 9.43%에 비해 찰쌀보리가루 첨가량이 10, 20, 30%로 증가함에 따라 RSC는 각각 23.32%, 36.15%, 45.28%으로 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), 이 결과는 높은 DPPH radical 소거능(90.39%)를 가진 찰쌀보리가루를 첨가하였기 때문인 것으로 사료된다.
- 3은 팬닝된 2차 발효 후의 반죽으로 대조군과 10% 첨가군은 외형상으로 이스트 발효에 의해 잘 부풀어오른 반죽으로 보이지만 20%첨가군은 부풀어 오름이 감소하였고, 30%첨가군은 반죽 외부에 균열이 발생하였다. 따라서 식빵반죽 발효 시 찰쌀보리가루를 10% 첨가할 경우 강력분 반죽과 비교하여 팽창력이 유사하거나 우수하지만, 20% 이상의 첨가는 상대적으로 강력분 함량이 줄어들어, 글루텐 생성이 감소되고 반죽의 신장성과 탄력성이 저하되어 CO2 보유력이 감소됨에 따라 제빵을 위한 적당한 부피를 가지지 못할 것으로 사료된다.
- 미성숙 찰쌀보리가루의 수분함량(6.94%)은 밀가루 강력분(12.75%)보다 유의적으로 낮아(p<0.05), 강력분에 첨가된 찰쌀보리가루의 함량이 10, 20, 30%로 증가할수록 수분함량은 감소하는 경향을 나타내었다(Table 2).
- 색도의 경우 찰쌀보리가루 첨가량이 증가할수록 어두운 황색을 띄는 것으로 나타났다. 본 연구 결과, 10% 찰쌀보리가루의 첨가는 강력분보다 항산화활성이 뛰어나고, 호화특성은 유사하지만 베이커리 제품의 노화 지연 효과를 기대할 수 있고, 발효가 끝난 10% 첨가 반죽은 강력분 반죽보다 팽창력과 탄력성이 증가되어, 식빵 제조 시 강력분으로 제조한 것과 유사한 부피와 조직감을 지닐 것으로 사료된다.
- 본 연구에 사용된 찰쌀보리가루의 WSI는 강력분보다 높았는데, 이는 미성숙곡립이 완숙곡립보다 유리당 또는 수용성 아미노산등의 수용성물질이 많고 전분함량이 낮기 때문인 것으로 사료되며, 찰쌀보리가루의 첨가량이 증가될수록 WSI가 유의적으로 높아지는 것으로 분석되었다(p<0.05).
- 11)가 30% 첨가된 결과로 사료된다(Table 2). 식빵반죽들은 1차 및 2차 발효과정이 진행될수록 pH는 감소하는 경향을 띄었다. 2차 발효 후에는 대조군에 비해 첨가군의 pH가 유의적으로 높고, 찰쌀보리가루 첨가률이 증가할수록 반죽의 pH는 증가하는 것으로 나타났다(p<0.
- 식빵반죽은 혼합 후 찰쌀보리가루 첨가량이 증가할수록 경도, 검성 및 부착성은 유의적으로 증가하는 반면 탄력성과 응집성은 감소하였다(p<0.05).
- Jo SH 등(2013)은 보리의 도정도가 클수록 항산화활성은 감소하고, 항산화활성도는 함유된 총페놀함량과 높은 상관관계를 가진다고 보고하고 있다. 이와 유사하게 본 연구에 사용된 찰쌀보리가루는 전곡립을 제분한 형태이므로 항산화효과를 가진 polyphenol 물질이 존재하는 외층부인 껍질과 호분층를 상대적으로 많이 함유하게 되어, 찰쌀보리가루의 첨가량이 증가될수록 DPPH radical 소거능이 높아진 것으로 사료된다.
- 재료혼합후의 반죽 pH는 30% 찰쌀보리가루 첨가군이 유의적으로 가장 높게 나타났는데(p<0.05)(Table 4), 이는 강력분 밀가루(5.89)보다 높은 pH를 가진 찰쌀보리가루(6.11)가 30% 첨가된 결과로 사료된다(Table 2).
- 찰쌀보리가루(100%)의 WAI와 점도는 강력분보다 유의적으로 높고(p<0.05), 찰쌀보리가루 첨가율이 증가할수록 WAI와 점도가 높아진 것으로 확인되었다.
- RVA 분석 결과 찰쌀보리가루 첨가는 호화개시 온도를 저하시키고, 최고점도, 최종점도, 최저점도, 구조 파괴점도와 회복점도를 감소시켜, 첨가률이 증가할수록 전분의 빠른 호화개시, 안정된 호화액의 유지 및 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다. 찰쌀보리가루가 20%와 30%첨가된 식빵반죽은 강력분 반죽에 비해 발효팽창력이 감소하고, 2차발효 직후 외관상 부풀어 오름이 줄어든 것이 확인되었는데, 이는 강력분 반죽에 비해 글루텐 생성력의 저하로 발효팽창력 및 CO2 가스보유력이 감소된 결과로 사료된다. TPA결과 찰쌀보리가루 첨가량이 증가 할수록 재료 혼합 후 반죽의 경도, 검성 및 부착성은 증가하는 반면 탄력성과 응집성은 감소하였지만, 발효가 끝난 후의 응집성은 대조군과 첨가군들간의 차이는 없었으며, 검성, 경도 및 부착성은 첨가군들에서 높은 값을 나타내었다.
- 강력분과 찰쌀보리가루를 첨가한 빵반죽의 수분함량은 Table 4와 같다. 찰쌀보리가루의 첨가량이 증가할수록 재료 혼합 후 반죽의 수분함량은 감소하는 경향을 보였다. 이는 반죽에 사용된 강력분은 수분함량이 12.
- 최저점도는 강력분이 가장 높고, 최고점도와 최저점도의 차이값인 구조파괴점도(BV) 또한 강력분이 1517.5 cP 로 가장 높았으며 찰쌀보리가루의 첨가량이 10, 20, 30% 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 특히, 혼합 후 반죽의 탄력성은 대조군이 20%와 30% 첨가군보다 유의적으로 높았는데(p0.05), 2차발효를 마친 후에는 10% 첨가군이 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
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