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문제 정의
- 따라서 본 연구는 효모와 유산균이 풍부한 오미자 추출액을 첨가해 쌀가루 sourdough를 제조하고, 이의 이화학적 특성 및 호화특성을 분석함으로써 기존 쌀가루의 개선 효과가 있는지를 알아보기 위해 시도되었다.
- 본 연구는 오미자청을 쌀가루에 첨가해 sourdough를 제조하여 이화학적 특성을 살펴봄으로써 제빵 이용 가능성에 대한 기초 자료를 얻기 위해 시도되었다. 오미자청 쌀가루 sourdough는 3차례에 걸쳐 발효를 시켰으며, 최종 3차 sourdough를 시료로 사용하였으며, 오미자청, 발효 전 쌀가루 및 쌀가루 sourdough의 pH와 총산도, 효모와 유산균수, 팽창률, 호화 및 점도 특성을 측정하였다.
제안 방법
- Sourdough 제조방법은 An HL & Lee KS(2009)의 연구에서 제시한 mother sour 방법을 변형하여 제조하였다.
- pH 측정은 오미자청, 발효 전 쌀가루 및 18시간 동안 6시간 간격으로 발효시킨 3차 쌀가루 sourdough를 각각 5 g씩 취해 취하여 증류수 45 mL를 넣어 균질화시킨 후 1,010 ×g에서 15분간 원심분리하여 얻은 상등액을 pH meter(Orion 3 star, Thermo Electron Co. USA)로 측정하였다(AOAC 1995).
- , Australia)의 Standard 1 profile을 이용하여 호화 특성을 측정하였다. 시료 3 g에 증류수 25 mL를 첨가해 현탁액을 만든 후 이를 RVA cup에 넣고, 50℃에서 1분간 유지시킨 후 12℃/min의 가열속도로 95℃까지 가열한 후 95℃에서 2.5분간 유지시킨 다음 12℃/min의 냉각속도로 50℃까지 냉각시키고, 50℃에서 2분간 유지시키면서 호화개시온도, 최고점도(peak viscosity), 최저점도(through viscosity), 최고점도에서 최저점도를 뺀 값인 breakdown과 최종점도에서 최저점도를 뺀 값인 setback을 측정하였다.
- 쌀가루 100 g에 물 100 g을 섞어 30℃에서 24시간 동안 1차 쌀가루 발효물을 제조하였고, 2차와 3차 쌀가루 sourdough는 오미자청 쌀가루 sourdough 제조방법과 동일하게 제조하였다.
- 본 연구는 오미자청을 쌀가루에 첨가해 sourdough를 제조하여 이화학적 특성을 살펴봄으로써 제빵 이용 가능성에 대한 기초 자료를 얻기 위해 시도되었다. 오미자청 쌀가루 sourdough는 3차례에 걸쳐 발효를 시켰으며, 최종 3차 sourdough를 시료로 사용하였으며, 오미자청, 발효 전 쌀가루 및 쌀가루 sourdough의 pH와 총산도, 효모와 유산균수, 팽창률, 호화 및 점도 특성을 측정하였다. 오미자청과 비발효 쌀가루의 pH는 각각 3.
- 전통적 sourdough 제조법으로 쌀가루 sour dough의 제빵 가능한 계대배양 회 차를 알아 보기 위해 발효팽창력을 AACC 22-14(1995) 방법을 변형시켜 오미자청을 첨가, 혹은 첨가하지 않은 쌀가루 sourdough를 각각 10 g씩 100 mL 메스실린더에 넣고 30℃(상대습도 80%) 발효기(Mapo Co., Seoul, Korea)에서 발효시키면서 3시간 간격으로 18시간 동안 팽창된 부피를 측정하였고, 아래 식을 이용하여 계산하였다.
- 효모와 유산균 측정은 멸균백에 오미자청, 발효 전 쌀가루 및 18시간 동안 6시간 간격으로 발효시킨 3차 쌀가루 sourdough를 각각 10 g씩 담고 여기에 90 mL의 멸균생리식염수를 첨가하고, 스토마커로 균질화 시킨 후 시료액을 적절하게 희석하여 효모는 YM(yeast and mold count plate) petrifilm (3M Co., Maplewood, USA), 유산균은 BCP agar 배지(Eiken Chemical Co., Tokyo, Japan)에 무균적으로 접종시켜 항온 배양기 36.5℃에서 48시간 배양한 후 균수를 계수하였다.
대상 데이터
- 그러므로 최근엔 자연 발효물이 각광을 받고 있으며(Sin EH & Jeong SJ 2013; An HL et al 2009; Choi SH & Lee SJ 2014), 본 연구에서도 반죽의 풍미 소화성, 저장성 개선효과가 있다고 알려진 sourdough를 쌀가루에 적용해 오미자청 첨가 쌀가루 발효물을 제조하였다.
- 오미자는 2013년 10월 경북문경 농가에서 구입하였으며, 설탕(Samyang, Seoul, Korea), 밀가루 (Daehan Flour Mills Co., LTD, Seoul, Korea), 쌀가루는 대두식품(Deadoo, Seoul, Korea) 멥쌀가루 100%를 구입하여 사용하였다.
- 3차 발효물은 2차 발효물 100 g에 쌀가루 100 g, 물 100 mL를 섞은 후 30℃에서 18시간 발효시켜 쌀가루 sourdough를 완성시켰다. 최종 제조된 3차 오미자청 쌀가루 sourdough는 3℃ 냉장고에 보관하면서 실험에 사용하였으며, 건조 sourdough의 제조는 3차 오미자청 쌀가루 sourdough를 72시간 동결 건조(Ilshin Lab Co., Ltd. programmable freeze dryer, Korea)시킨 다음 분쇄기 (hanil Co., HMF-3100S, Korea)를 사용하여 분쇄후 100 mesh 체에 친후 냉동고에 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
- 1) Means in column with different letters are significantly different(p<0.05) by Duncan's multiple range test.
- 모든 실험 결과는 3회 반복하여 SPSS 프로그램 (SPSS 12.0 for windows, SPSS Inc.)으로 통계처리 하였으며, 각 시료에 대한 유의성 검정은 분산 분석 후 5% 유의수준에서 Duncan's multiple range test로 군 간의 차이를 분석하였다.
이론/모형
- 18시간 동안 6시간 간격으로 발효시킨 오미자청 3차 쌀가루 sourdough를 AACC 61-02(1995)의 방법에 준하여 Rapid Visco-Analyser(RVA, Model 3D, Newport Scientific Narrabeen, N. S. W., Australia)의 Standard 1 profile을 이용하여 호화 특성을 측정하였다. 시료 3 g에 증류수 25 mL를 첨가해 현탁액을 만든 후 이를 RVA cup에 넣고, 50℃에서 1분간 유지시킨 후 12℃/min의 가열속도로 95℃까지 가열한 후 95℃에서 2.
- 총산도 측정은 AACC 02-31 (AACC 2000) 방법으로 오미자청, 발효 전 쌀가루와 18시간 동안 6시간 간격으로 발효시킨 3차 쌀가루 sourdough를 각각 5 g씩 취해 증류수 45 mL를 넣어 균질화 시킨 후 1,010 ×g에서 15분간 원심분리한 후 상등액을 0.1 N NaOH로 pH가 8.3이 될 때까지 적정한후 소요된 mL 수로 나타내었다.
성능/효과
- Breakdown 값은 비발효 쌀가루, 3차 발효 0, 6, 12, 18시간 군이 각각 196.5, 202.5 260.5, 256.0, 273.0 cP로 발효시간이 경과할수록 유의적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05).
- 오미자청 3차 쌀가루 sourdough의 팽창률은 80%, 쌀가루만으로 발효시킨 sourdough의 최고 팽창률은 52%로 오미자청 첨가로 팽창률이 53%나 증가하였다. RVA에 의한 오미자청 쌀가루 sourdough의 호화 특성은 발효시간이 경과할수록 최종점도와 setback 값이 감소한 것으로 보아 오미자청 쌀가루 sourdough를 이용 시 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다.
- Setback 값은 비발효 쌀가루, 발효 0, 6, 12, 18시간이 각각 755.0, 510.5, 431.5, 408.5, 403.5 cP로 발효 시간이 경과할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 따라서 오미자청을 쌀가루 sourdough 제조 시 첨가할 경우, 일반 부패균 억제 효과가 있어 안정적으로 발효를 시킬 수 있을 것으로 사료 된다. 따라서 쌀가루 sourdough 제조시 오미자 청을 첨가할 경우 발효시간 단축 및 위생적으로도 안전한 sourdough 제조가 가능할 것으로 사료된다.
- Setback은 최종점도에서 최저 점도를 뺀 값의 차이로 값이 클수록 노화가 많이될 수 있다는 것을 의미하므로 발효시간이 길어질수록 노화를 늦추는 효과가 있을 것으로 사료 된다. 따라서 효모와 유산균이 풍부한 오미자청 쌀가루 sourdough는 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다.
- 오미자청 3차 발효 쌀가루 sourdough의 시간대별 효모 수는 각각 6.73, 7.12, 7.61, 7.65 Log CFU/g으로 발효 12시간까지는 유의적(p<0.05)으로 증가하다가 12시간 이후에는 증가율이 둔화된 것으로 나타났다.
- 유산균은 sourdough 제조 시 부패균의 성장을 억제시켜 보다 안전한 sourdough 제조를 가능하게 할 것으로 사료된다. 오미자청 3차 발효 쌀가루 sourdough의 시간별 유산균수는 각각 6.93, 7.43, 7.53, 7.65 Log CFU/g으로 나타났다. 쌀가루 soourdough의 유산균수는 발효 0시간부터 6시간 까지는 유의적으로 증가하였으나, 그 이후는 유의적인 증가는 없었다(p<0.
- 05). 오미자청 3차 쌀가루 sourdough의 팽창률은 80%, 쌀가루만으로 발효시킨 sourdough의 최고 팽창률은 52%로 오미자청 첨가로 팽창률이 53%나 증가하였다. RVA에 의한 오미자청 쌀가루 sourdough의 호화 특성은 발효시간이 경과할수록 최종점도와 setback 값이 감소한 것으로 보아 오미자청 쌀가루 sourdough를 이용 시 노화 지연 효과가 있을 것으로 사료된다.
- 오미자청 및 발효 전 쌀가루의 유산균 수는 각각 4.16, 2.39 Log CFU/g으로 오미자청에는 쌀가루 보다 약 50배 이상의 유산균이 존재하는 것으로 나타났다. 유산균은 sourdough 제조 시 부패균의 성장을 억제시켜 보다 안전한 sourdough 제조를 가능하게 할 것으로 사료된다.
- 오미자청 쌀가루 sourdough의 효모수는 6.73～7.65 Log CFU/g, 유산균수는 6.93～7.65 Log CFU/g으로 발효시간이 경과함에 따라 유의 적으로 증가하는 경향을 보였다(p<0.05).
- 오미자청과 발효 전 쌀가루의 효모 수는 각각 3.43, 2.94 CFU/g으로 오미자청에 더 많은 효모가 존재하는 것으로 나타났다. 오미자청 3차 발효 쌀가루 sourdough의 시간대별 효모 수는 각각 6.
- 최고점도는 비발효 쌀가루, 3차 발효 0, 6, 12, 18시간 군이 각각 705.0, 718.5, 678.0, 678.0, 670.5 cP로 발효시간이 경과할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05).
- 최종점도는 비발효 쌀가루, 3차 발효 0, 6, 12, 18시간이 각각 1263.5, 1026.5, 849.0, 830.5, 800.0 cP로 발효시간이 경과할수록 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05).
후속연구
- 반죽의 팽창률은 이스트 농도, 재료의 종류, 젖산균, 지질, 당, 소금, 상대습도, 발효온도 및 혼합시간에 영향을 받으며(Birch AN et al 2013; Chiotellis E & Campbell GM 2003; Gujral HS & Singh N 1999; Ktenioudaki A et al 2010; Therdthai N et al 2007), 반죽의 팽창률은 반죽에 내재해 있는 성질에 의해 결정이 되며, 빵으로 구웠을 때의 상태를 빠르게 예측할 수 있는 방법이 될 수 있다고 보고되었다(Gandikota S & MacRitchie F 2005). 따라서 본 연구 결과로 보아 오미자청이 쌀가루 sourdough 물성에 긍정적인 효과를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.
- 따라서 본 연구의 결과로 보아 오미자청을 쌀가루 sourdough 발효 시 첨가해 줄 경우, 풍부한 효모와 유산균으로 인해 보다 위생적으로 안전하게 sourdough 제조가 가능할 뿐 아니라, 팽창률이 높아 제빵에 이용할 경우 쌀가루만으로 제조된 sourdough보다 쌀가루의 단점을 더 효과적으로 개선시킬 수 있을 것으로 기대가 되며, 시사점으로는 위생적으로 안전한 sourdough 제조가 가능하고, 기능 및 품질개선 효과가 있을 것으로 사료 되며, 다양한 제품에 적용시켜 물성학 측면에서 더 많은 연구가 이루어져야 할 것을 제언한다.
- 유산균은 빵의 질감과 노화에 긍정적인 영향을 주는 유기산, exopolysaccharide과 같은 대사산물을 생성한다고 알려졌으며, 특히 exopolysaccharide는 반죽의 점탄성 개선, 부피 증가, 빵의 경도 감소 및 저장기간을 늘리는 것으로 보고되었다(Poutanen K et al 2009; Tieking M & Gänzle GG 2005). 따라서 쌀가루 sourdough 제조 시 오미자청을 사용할 경우 안전하면서도 유산균이 풍부한 sourdough 제조가 가능할 것으로 사료된다.
- 이와 같이 팽창률이 다르게 나타나는 것은 쌀가루 sourdough에 존재하는 미생물의 수와 깊은 관계가 있는 것으로 사료된다. 따라서 오미자청이 쌀가루 sourdough 팽창률에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보아 제빵 시에도 밀가루 대체용으로 쓰일 쌀가루 sourdough 대신 오미자청 쌀가루 sourdough를 첨가한다면 글루텐이 없어 발효로 인해 발생된 CO2 가스를 반죽 내부에 유지시키지 못하는 쌀가루의 가장 큰 약점을 보완할 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 제빵 시 오미자청 쌀가루 sourdough를 밀가루 대용품으로 이용하고자 할 경우는 발효 9～12시간 발효시킨 후 사용하는 것이 바람직한 것으로 사료된다.
- 그러므로 최근엔 자연 발효물이 각광을 받고 있으며(Sin EH & Jeong SJ 2013; An HL et al 2009; Choi SH & Lee SJ 2014), 본 연구에서도 반죽의 풍미 소화성, 저장성 개선효과가 있다고 알려진 sourdough를 쌀가루에 적용해 오미자청 첨가 쌀가루 발효물을 제조하였다. 연구의 범위는 제빵에 적용하기 전단계인 쌀가루 sourdough 제조와 분석에만 한정하였으며, 한계로는 오미자는 자연 농산물로서 수확 시기나 품질에 따라 오미자청 숙성품질과 실험결과에도 미치고 있어, 오미자의 품질에 따라 실험결과가 달라질 수 있다는 것은 한계점으로 지적된다.
- 39 Log CFU/g으로 오미자청에는 쌀가루 보다 약 50배 이상의 유산균이 존재하는 것으로 나타났다. 유산균은 sourdough 제조 시 부패균의 성장을 억제시켜 보다 안전한 sourdough 제조를 가능하게 할 것으로 사료된다. 오미자청 3차 발효 쌀가루 sourdough의 시간별 유산균수는 각각 6.
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