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문제 정의
- 밀가루는 단백질 함량에 따라 강력분, 중력분, 박력분으로 구분되며, 강력분은 발효빵 박력분은 무발효빵 제조에 사용된다. 본 연구에서는 무발효빵 제조에 사용되는 박력분을 발효하여 사워도우제조 가능여부를 확인하기 위하여 사용 밀가루의 종류(강력분과 박력분) 차이가 사워도우제조시 품질에 미치는 영향을 분석하였다. 종균으로는, B.
- 여기에, 반죽의 팽창을 위하여 가스생산력이 있는 Saccharomyces cerevisiae을 사용하여 사워도우 발효를 진행하였다. 본 연구의 목적은 발효반죽을 사용하여 만쥬를 제조함으로써 발효 박력분을 사용한 발효 만쥬 제조 가능성을 확인하는 데 있다.
제안 방법
- 5 g을 사용하였다. PEA 배지에 50% 설탕과 2.5% lithium chloride(Sigma, St. Louis, MO, USA)를 각각 최종농도 1%(w/v)와 0.05%(w/v)로 첨가하였다.
- 혼합 프로바이오틱스와 제빵용 효모를 이용한 사워도우 종균 제조 시 사용한 재료 배합율은 다른 연구자[5,6]의 실험방법을 변형하여 사용하였다[Table 1]. 강력분 사워도우군(Bread Flour(L)과 Bread Flour(S))은 강력밀가루 500 g, 27℃로 조절된 물 500 g과 혼합 프로바이오틱스 1.4 g을 넣어 반죽기(KENWOOD, Botany, England)를 이용하여 5분간 혼합하여 플라스틱 용기에 담아서 일정한 온도 30℃와 상대습도 80%로 조정된 dough conditioner(SDDC-3640, Sungdonggiup Sa, GyeongGi-Do, Korea)에서 15시간 동안 발효시킨 것과 강력밀가루 500 g, 물 500 g과 제빵용 효모 0.16 g을 넣어 15시간 동안 발효시킨 것을 5분간 혼합한 후 동일한 조건에서 10시간 동안 추가로 발효시켰다. 박력분 사워도우군(Cake Flour(L)과 Cake Flour(S))은 강력분 사워도우군에서 강력밀가루를 박력밀가루로 대체하였으며 다른 원료조성과 발효조건은 동일하게 진행하였다.
- 발효도중 각각의 사워도우의 pH와 산도를 측정함으로써 사워도우 종균으로 사용하기에 적당한 지를 알아보았다[Table 3, 4]. 강력분 사워도우군에서 혼합 프로바이오틱스를 사용하여 30℃에서 발효한 사워도우를 Bread flour(L)으로 빵 효모만을 사용하여 30℃에서 발효한 사워도우를 Bread flour(S)로 표기하고, 박력분 사워도우군에서도 유사하게 Cake flour(L)와 Cake flour(S)로 각각 표기하였다[Table 3].
- 강력분과 박력분의 입도분석, 입자의 크기와 모양 분석을 위하여 알루미늄 표본 지지대 위에서 도금시킨 후 주사전자현미경(Scanning electron microscope; model JSM-5410, JEOL, Japan)으로 가속전압 20kV에서 관찰하였다.
- 구체적으로, 살균한 MRS 배지를 가압증기멸균기(autoclave)에서 121℃, 15분간 살균하여 상온에서 식힌 후 여기에 여과법으로 멸균한 브롬 크레솔 퍼플 0.006%과 아스코르빈산 0.1%를 무균적으로 첨가하여 페트리 접시(petridish, 87 mm × 15 mm)에 15 mL씩 분주하여 유산균과 비피더스균 생균수 측정에 사용하였다.
- 본 연구의 중요성은 박력분을 사워도우 제조에 사용하였다는 점이다. 또한, 연구결과물의 상업화와 결과의 재현성을 높이기 위하여 GMP(Good Manufacturing Practice) 시설에서 생산되는 상업용 균주를 구매하여 사용하였으며, 균주선발에 있어서는 독립된 균주의 장점보다는 혼합균주 사용에서 기대되는 여러 가지의 기능성을 목적으로 혼합균주를 사용하였다는 것에 기존의 연구들과 차별화 된다. 구체적으로, 본 연구는 박력분을 사용하고 종균으로는 Bifidobacterium longum, E.
- 만쥬는 Table 2와 같이 박력분 밀가루만을 사용하여 제조한 대조군과 박력분 밀가루의 5, 10, 20, 30와 40%를 박력분 밀가루로 만든 sourdough starter로 대체한 실험군 만쥬(LAB5, LAB10, LAB20, LAB30, LAB40)를 제조하였다. 설탕과 계란을 함께 섞어서 중탕으로 녹인 것과, 버터를 녹인 것에 흰앙금을 혼합한 것을 혼합 한 후 실온에서 냉각하였다.
- 16 g을 넣어 15시간 동안 발효시킨 것을 5분간 혼합한 후 동일한 조건에서 10시간 동안 추가로 발효시켰다. 박력분 사워도우군(Cake Flour(L)과 Cake Flour(S))은 강력분 사워도우군에서 강력밀가루를 박력밀가루로 대체하였으며 다른 원료조성과 발효조건은 동일하게 진행하였다. 발효시키는 동안 정확히 3시간 단위로 꺼내어 사워도우종균의 pH, 산도와 유산 함량을 측정하였다.
- 박력분으로 제조한 사워도우(Table 3의 25시간 발효 시료)를 Table 2의 첨가비 조성에 근거하여 박력분 대비약 5, 10, 20, 30와 40% 수준으로 첨가하여 제조한 일부 만쥬 제품은 다음과 같다[Fig. 2].
- 강력분을 사용하여 제조한 사워도우와 비교시, 선택배지에서 측정한 생균수는 박력분을 사용하여 제조한 사워도우의 경우, 유산균/비피더스균, 효모균, Leuconostoc 속, Lactobacillus 속 등에서 유사한 수준을 보였다. 박력분을 사용하여 제조한 사워도우를 만쥬제조에 응용하여 박력분 대비 발효 사워도우를 0, 5, 10, 20, 30와 40%(w/w) 수준으로 첨가하였을 때, 만쥬제조가 가능하였다. 이와 같은 결과로부터, 기존에 알려진 강력분과 더불어 박력분 또한 사워도우 제품제조에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 사워도우 발효에 강력분과 박력분을 각각 사용하여 강력분 사워도우군과 박력분 사워도우군을 제조하였다. 발효도중 각각의 사워도우의 pH와 산도를 측정함으로써 사워도우 종균으로 사용하기에 적당한 지를 알아보았다[Table 3, 4]. 강력분 사워도우군에서 혼합 프로바이오틱스를 사용하여 30℃에서 발효한 사워도우를 Bread flour(L)으로 빵 효모만을 사용하여 30℃에서 발효한 사워도우를 Bread flour(S)로 표기하고, 박력분 사워도우군에서도 유사하게 Cake flour(L)와 Cake flour(S)로 각각 표기하였다[Table 3].
- 박력분 사워도우군(Cake Flour(L)과 Cake Flour(S))은 강력분 사워도우군에서 강력밀가루를 박력밀가루로 대체하였으며 다른 원료조성과 발효조건은 동일하게 진행하였다. 발효시키는 동안 정확히 3시간 단위로 꺼내어 사워도우종균의 pH, 산도와 유산 함량을 측정하였다.
- PEA 배지는 25℃에서 5일간 배양하였다. 배양이 끝난 후에는 생균수를 측정하였으며, 생균수는 실험의 정확성을 위하여 3회 측정한 균락수를 평균값으로 표시하였다.
- 브롬 크레솔 퍼플(5,5′-di-bromo-o-cresol-sulfonphthalein)은 중성 pH에서는 자주색을 pH 5.2 이하에서는 황색으로 나타나, 미생물에 의한 산(acid) 생성여부를 확인하기 위하여 사용하였다.
- 사워도우 발효에 강력분과 박력분을 각각 사용하여 강력분 사워도우군과 박력분 사워도우군을 제조하였다. 발효도중 각각의 사워도우의 pH와 산도를 측정함으로써 사워도우 종균으로 사용하기에 적당한 지를 알아보았다[Table 3, 4].
- 생균수 측정을 위하여 시료를 연속 희석법으로 희석한 시료를 제조한 후, 고체배지에 평판 도말하였다. 균 배양을 위하여 도말한 배지를 플라스틱 용기에 담고 여기에 이산화탄소를 발생하는 MGC AnaeroPack(Mitsubishi Gas Chemical Co, Inc, Tokyo, Japan)을 넣어 혐기적 조건을 유지하였으며, 배양기(SI-4000R Shaking incubator, Jeio Tech, Co.
- acidophilus 등 3종의 프로바이오틱스 세균들을 사용하였다. 여기에, 반죽의 팽창을 위하여 가스생산력이 있는 Saccharomyces cerevisiae을 사용하여 사워도우 발효를 진행하였다. 본 연구의 목적은 발효반죽을 사용하여 만쥬를 제조함으로써 발효 박력분을 사용한 발효 만쥬 제조 가능성을 확인하는 데 있다.
- 구체적으로 큐벳(cuvette)에 시료 또는 유산 10 µL를 넣은 후 kit(Sigma diagnostics 735-10)에서 제공되는 반응시약 1 mL을 넣고 5분 동안 반응시킨 후 분광광도계(Spectrophotometer, UV 1650, Shimzdzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 유산의 농도를 측정한 후 다시 희석비를 곱하여 결과를 보정하였다.
- 혼합 프로바이오틱스 배양을 위한 배지는 MRS 액체배지(DIFCO, St. Louis, MO, USA)를 사용하였으며 고체배지(MRS agar) 제조를 위하여 MRS 액체배지에 한 천을 1.5%(w/v) 농도로 첨가하였다. 브롬 크레솔 퍼플(5,5′-di-bromo-o-cresol-sulfonphthalein)은 중성 pH에서는 자주색을 pH 5.
- 혼합 프로바이오틱스와 제빵용 효모를 이용한 사워도우 종균 제조 시 사용한 재료 배합율은 다른 연구자[5,6]의 실험방법을 변형하여 사용하였다[Table 1]. 강력분 사워도우군(Bread Flour(L)과 Bread Flour(S))은 강력밀가루 500 g, 27℃로 조절된 물 500 g과 혼합 프로바이오틱스 1.
대상 데이터
- 1%를 무균적으로 첨가하여 페트리 접시(petridish, 87 mm × 15 mm)에 15 mL씩 분주하여 유산균과 비피더스균 생균수 측정에 사용하였다. YPD agar(DIFCO) 배지는 총 효모수를 측정하는 배지로 1 L에 배지제조를 위하여 65 g을 사용하였다. RSA(Rogosa SL agar, DIFCO) 배지는 L.
- 또한, 연구결과물의 상업화와 결과의 재현성을 높이기 위하여 GMP(Good Manufacturing Practice) 시설에서 생산되는 상업용 균주를 구매하여 사용하였으며, 균주선발에 있어서는 독립된 균주의 장점보다는 혼합균주 사용에서 기대되는 여러 가지의 기능성을 목적으로 혼합균주를 사용하였다는 것에 기존의 연구들과 차별화 된다. 구체적으로, 본 연구는 박력분을 사용하고 종균으로는 Bifidobacterium longum, E. faecium과 L. acidophilus 등 3종의 프로바이오틱스 세균들을 사용하였다. 여기에, 반죽의 팽창을 위하여 가스생산력이 있는 Saccharomyces cerevisiae을 사용하여 사워도우 발효를 진행하였다.
- cerevisiae)는 생 효모로 Jenico Food사(Seoul, Korea) 제품을 사용하였다. 밀가루는 강력분(Samyang Milmax Co., Asan, Chungcheongnam-do, Seoul, Korea)과 박력분(Daehan Flour Mills Co., Seoul, Korea)을 사용하였다.
- 0×1011CFU/g)가 혼합된 제품으로 Cell Biotech사(GyeongGi-Do, Korea)에서 구입하였다. 빵 효모(S. cerevisiae)는 생 효모로 Jenico Food사(Seoul, Korea) 제품을 사용하였다. 밀가루는 강력분(Samyang Milmax Co.
- 본 연구에서는 무발효빵 제조에 사용되는 박력분을 발효하여 사워도우제조 가능여부를 확인하기 위하여 사용 밀가루의 종류(강력분과 박력분) 차이가 사워도우제조시 품질에 미치는 영향을 분석하였다. 종균으로는, B. longum, E. faecium와 L. acidophilus을, 이외에도 S. cerevisiae를 사용하였다. 혼합 프로바이오틱스와 효모균에 각각 밀가루를(강력분 또는 박력분) 첨가하여 30℃에서 15시간 발효 후 반죽을 합하여 이를 30℃에서 다시 10시간 발효하였다.
- 혼합 프로바이오틱스로 사용한 미생물은 B. longum (5.0×1010CFU/g), E. faecium (1.0×1011CFU/g)과 L. acidophilus (1.0×1011CFU/g)가 혼합된 제품으로 Cell Biotech사(GyeongGi-Do, Korea)에서 구입하였다.
데이터처리
- 자료는 1-way analysis of variance (ANOVA) 방법으로 p<0.05 수준에서 Duncan′s multiple range test에 의해 시료 간의 유의성을 검증하였다[12].
이론/모형
- , Boston, MA, USA)로 상온에서 측정하였다. 사워도우의 산도 측정은 AACC method 02-52 방법을[11] 사용하였다. 사워도우 10 g을 비이커에 담고 증류수 100 mL를 첨가하여 잘 혼합하고 페놀프탈레인 5방울을 첨가 후, 0.
- 혼합물의 색깔이 핑크색으로 변한 후 색이 30초간 유지되는 점을 종말점으로 하고, 산도 측정값은 이때까지 소비된 NaOH의 부피(mL)로 계산하였다. 사워도우의 유산 함량 측정을 위하여 사워도우 무게 대비 10배에 상당하는 증류수를 가하여 혼합한 후 효소적 방법으로 공급회사가(Sigma) 제공하는 방법에 준하여 실험하였다. 구체적으로 큐벳(cuvette)에 시료 또는 유산 10 µL를 넣은 후 kit(Sigma diagnostics 735-10)에서 제공되는 반응시약 1 mL을 넣고 5분 동안 반응시킨 후 분광광도계(Spectrophotometer, UV 1650, Shimzdzu, Kyoto, Japan)를 사용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.
성능/효과
- 99)였다. 25시간 발효한 사워도우의 유산 함량은 강력분과 박력분 밀가루 사용시 각각0.50%와 0.43%로 나타나 밀가루의 종류와 유산 함량과는 유의적인 차이가 없었다[Table 5].
- MRS와 YPD 배지에서 생육한 생균수는 강력분 밀가루를 사용시에는 각각 1.4×107와 1.1×107 CFU/g였으며, 박력분 밀가루를 사용시에는 각각 2.7×107와 2.1×107 CFU/g였다.
- 박력분을 사용한 사워도우에서는 발효전과 비교시 수소이온농도는 100배, 산도는 2배 증가하였다. 강력분을 사용하여 제조한 사워도우와 비교시, 선택배지에서 측정한 생균수는 박력분을 사용하여 제조한 사워도우의 경우, 유산균/비피더스균, 효모균, Leuconostoc 속, Lactobacillus 속 등에서 유사한 수준을 보였다. 박력분을 사용하여 제조한 사워도우를 만쥬제조에 응용하여 박력분 대비 발효 사워도우를 0, 5, 10, 20, 30와 40%(w/w) 수준으로 첨가하였을 때, 만쥬제조가 가능하였다.
- 전체적으로 pH 수치는 초기 0～3시간 구간에서는 천천히 감소하다가, 6～9시간 구간에서는 급격하게 감소하였다. 네가지 다른 발효조건들(Bread flour(L), Bread flour(S), Cake flour(L), Cake flour(S))에서 측정한 pH 결과로부터, 실험에 사용한 혼합 프로바이오틱스와 빵 효모가 강력분과 박력분을 발효할 수 있다는 것을 보여준다. 흥미로운 결과는, 강력분과 박력분에 종균으로 혼합 프로바이오틱스를 첨가시 발효 시작시의 pH가 6.
- 0×105 CFU/g으로 유산균이 효모균보다 100배정도 많으며, 이러한 미생물 조성은 밀가루의 종류와 무관하게 일정하다고 보고하였다. 또한, 동일논문에서 저자들은 단백질 함량이 높은 강력분이 단백질 함량이 낮은 밀가루에 비하여 pH 저하에 대한 완충능력이 크고 효모 및 유산균의 생육에 미치는 영향이 적을 것으로 추측하였다. 하지만, 본 연구에서는 단백질 함량이 낮은 박력분이 강력분에 비하여 pH 저하능과 산도에서 유사하게 나타나 본 연구에서 적용한 박력분 반죽의 환경이 혼합 프로바이오틱스 발효에 적당하였다.
- 본 연구에서는 25시간 발효한 사워도우의 경우 강력분 밀가루를 사용시에는 RSA 배지에서는 9.9×106 CFU/g, PEA 배지에서는 1.2×107 CFU/g였으며, 박력분 밀가루를 사용시에는 RSA 배지에서는 1.6×107 CFU/g, PEA 배지에서는 9.7×106 CFU/g였다[Table 5].
- 전자현미경 관찰에서 강력분과 박력분은 모두 밀가루 입자의 분포가 10-100 µm으로 뚜렷한 차이가 없었으며 형태는 박력분에서 조금 더 둥글고 타원형이 자주 나타났다[Fig. 1].
- 박력분 사워도우군(Cake flour(L)와 Cake flour(S))에서도 동일한 과정으로 발효하였다. 전체적으로 pH 수치는 초기 0～3시간 구간에서는 천천히 감소하다가, 6～9시간 구간에서는 급격하게 감소하였다. 네가지 다른 발효조건들(Bread flour(L), Bread flour(S), Cake flour(L), Cake flour(S))에서 측정한 pH 결과로부터, 실험에 사용한 혼합 프로바이오틱스와 빵 효모가 강력분과 박력분을 발효할 수 있다는 것을 보여준다.
- 또한, 동일논문에서 저자들은 단백질 함량이 높은 강력분이 단백질 함량이 낮은 밀가루에 비하여 pH 저하에 대한 완충능력이 크고 효모 및 유산균의 생육에 미치는 영향이 적을 것으로 추측하였다. 하지만, 본 연구에서는 단백질 함량이 낮은 박력분이 강력분에 비하여 pH 저하능과 산도에서 유사하게 나타나 본 연구에서 적용한 박력분 반죽의 환경이 혼합 프로바이오틱스 발효에 적당하였다. 사워도우발효는 pH, 산성도, 이산화탄소의 생성에 의한 발효율 등에 영향을 준다[18,19].
- 네가지 다른 발효조건들(Bread flour(L), Bread flour(S), Cake flour(L), Cake flour(S))에서 측정한 pH 결과로부터, 실험에 사용한 혼합 프로바이오틱스와 빵 효모가 강력분과 박력분을 발효할 수 있다는 것을 보여준다. 흥미로운 결과는, 강력분과 박력분에 종균으로 혼합 프로바이오틱스를 첨가시 발효 시작시의 pH가 6.0～6.4에서 발효 25시간 후에는 pH가 3.9～4.0으로 반죽의 수소이온 농도가 100배 이상 증가한다는 것이다. 일반적으로, 빵 효모만을 사용하여 발효시에는 반죽의 가스보유력과 사용 효모의 발효 속도를 고려하여 pH가 5.
후속연구
- 박력분을 사용하여 제조한 사워도우를 만쥬제조에 응용하여 박력분 대비 발효 사워도우를 0, 5, 10, 20, 30와 40%(w/w) 수준으로 첨가하였을 때, 만쥬제조가 가능하였다. 이와 같은 결과로부터, 기존에 알려진 강력분과 더불어 박력분 또한 사워도우 제품제조에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
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