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문제 정의
- 따라서 본 연구는 빵의 품질 개선 방안을 목적으로 제빵 이스트를 넣어 충분히 발효시킨 묽은 반죽(발효액종)을 빵 반죽에 넣었을 때 빵의 품질에 관한 영향을 알아보고자 하였다. 발효액종을 첨가하였을 때, 냉동생지법의 단점인 느린 발효속도, 최종제품의 부피변화 등이 개선될 수 있는지 알아보고, 최종 제품의 관능적 차이 등 내관적/외관적 품질에 미친 영향을 조사하고자 하는 목적으로 연구하였다.
- 따라서 본 연구는 빵의 품질 개선 방안을 목적으로 제빵 이스트를 넣어 충분히 발효시킨 묽은 반죽(발효액종)을 빵 반죽에 넣었을 때 빵의 품질에 관한 영향을 알아보고자 하였다. 발효액종을 첨가하였을 때, 냉동생지법의 단점인 느린 발효속도, 최종제품의 부피변화 등이 개선될 수 있는지 알아보고, 최종 제품의 관능적 차이 등 내관적/외관적 품질에 미친 영향을 조사하고자 하는 목적으로 연구하였다.
- 본 연구는 발효액종을 제조하여 빵 반죽에 넣었을 때 반죽의 상태 변화, 최종 제품의 품질 변화를 알아보기 위하여 발효액종을 넣은 실험군의 믹싱 후 발효 속도를 측정, 반죽 1차 발효 후 pH를 측정, 최종 제품 소성 후 부피/비용적 측정, 수분활성도 측정, 경도의 변화 측정, 관능평가 등의 연구를 수행하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다.
제안 방법
- 이때 메스실린더 표면에 반죽 찌꺼기가 묻지 않기 위해 실험 시작 30 분 전에 미리 식용유를 메스실린더 내관에 묻혀주고 거꾸로 돌려서 기름을 빼놓았다. 대조군과 발효액종을 각각의 농도(10, 20, 30, 40%)로 첨가한 반죽을 발효실(온도 30 ℃, 상대습도 80%)에서 1시간 보관한 후, 반죽이 발효되어 증가된 부피를 눈금을 읽어 측정하였다.
- 발효액종을 첨가할 때 식빵 반죽의 발효 속도에 미치는 영향을 조사한 결과를 Table 2에 나타내었다. 반죽내의 이스트에 의한 이산화탄소 가스 생성에 의한 반죽의 부피 변화로써 반죽의 발효 속도를 측정하였다. 대조군의 반죽과 발효액종 10%을 넣은 반죽의 부피가 420 mL로서 가장 빠른 발효 속도를 보였다.
- 발효액종 제조는 모든 재료를 한번에 다 혼합하는 all-in-mix 방법으로 실행하였다. 배합기(Spar Food Machinery Mfg Co., LTD., 모델명 800-J, Taiwan)에 정량 계량한 강력분, 설탕, 식염, 탈지분유, 이스트를 넣은 후, 2분간 저속 혼합하였다. 정제수를 넣고 2분간 저속으로, 5분간 중속으로 혼합하였다.
- 비닐백에 담아 실온에서 4일 간 저장한 빵으로 관능검사를 시행하였다. 관능검사원은 평균 경력 5년 이상의 조선호텔 베이커리 연구개발팀 연구원 8명으로 구성하였고 이 중 관능검사 표 각 항목의 편차를 크게 작성한 2명을 제외한 6명의 관능평가 점수 결과를 분석하였다.
- 측정 조건은 압착모드(compression mode)에서 pre-test speed 3 mm/s, trigger force 5 g, 테스트 속도(test speed) 2mm/s, return speed 5 mm/s, 거리(test distance) 5mm, hold time 10s 이었다. 빵을 오븐에서 꺼낸 후 약 1시간 정도의 냉각기간을 거쳐 내부온도가 38℃가 될 때까지 냉각하고 15 mm 두께로 자른 후 중앙부의 4개의 조각을 측정하여 그 평균값을 내었다. 첫 날 측정 후 빵을 비닐백에 담아 4일 동안 24시간 간격으로 측정하였다.
- 식빵의 경도는 시간의 경과에 따라 노화도가 어떻게 변화 되는지 Textrometer Analyser(Stable Mocro System, UK)를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은 압착모드(compression mode)에서 pre-test speed 3 mm/s, trigger force 5 g, 테스트 속도(test speed) 2mm/s, return speed 5 mm/s, 거리(test distance) 5mm, hold time 10s 이었다.
- 실험군과 대조군의 빵 반죽을 완료한 후 1차 발효를 거치고 나서 pH meter(Windaus, Germany)를 이용하여 각 반죽의 pH를 측정하였다. 반죽 15g을 취하여 150 mL의 폴리에틸렌 용기에 넣고 증류수 100mL를 용기에 넣은 후 교반기에서 균일하게 혼합한 다음 pH meter로 측정하였다.
- 완성된 식빵을 각 대조군과 실험군에서 3개씩 선택하여 종자치환법(Pyler 1979)을 이용하여 최종 식빵의 부피(loaf volume)를 측정하였고, 비용적은 그 부피를 반죽 분할 무게인 410g으로 나누어 비용적을 계산하였다(비용적=cm3 /g).
- 우유식빵을 기본 배합으로 하였으며, 발효액종을 첨가하지 않은 대조군과 발효액종을 각각 10%, 20%, 30%, 40% 첨가한 실험군으로, 그 배합은 Table 1 에 나타나 있다. 모든 가루 재료와 발효액종을 믹싱볼에 넣고 2분 동안 저속으로 섞어주었다.
- 수분활성도는 완성된 식빵을 38 ℃가 될 때까지 냉각시키고 비닐백에 담아 포장한 후 24시간 후에 측정하였다. 중앙부의 4개의 조각을 분쇄기에서 갈고 시료 3g을 취하여 수분활성도 측정기기인 Aquaspector(Nagy, Germany)로 3회 반복 측정하였다.
- 빵을 오븐에서 꺼낸 후 약 1시간 정도의 냉각기간을 거쳐 내부온도가 38℃가 될 때까지 냉각하고 15 mm 두께로 자른 후 중앙부의 4개의 조각을 측정하여 그 평균값을 내었다. 첫 날 측정 후 빵을 비닐백에 담아 4일 동안 24시간 간격으로 측정하였다.
대상 데이터
- 비닐백에 담아 실온에서 4일 간 저장한 빵으로 관능검사를 시행하였다. 관능검사원은 평균 경력 5년 이상의 조선호텔 베이커리 연구개발팀 연구원 8명으로 구성하였고 이 중 관능검사 표 각 항목의 편차를 크게 작성한 2명을 제외한 6명의 관능평가 점수 결과를 분석하였다. 관능평가는 A.
- 본 실험에 사용한 밀가루는 고급강력골드(제일 제당), 설탕은 정백당(제일제당), 식염은 한주소금 (순도 98.0%), 이스트는 ㈜제니코의 생효모, 버터는 Campina 사의 버터브랜드, 우유와 탈지분유는 ㈜서울우유 제품을 사용하였다.
데이터처리
- ANOVA를 이용하여 유의성은 p<0.05 수준에서 Duncan’s multiple range test에 의하여 각 시료 간의 유의적 차이를 검증하였다.
- a-cValues with the same letter in the column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test(p<0.05).
- a-d Values with the same letter in the same column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test (p<0.05).
- a-dValues with the same letter in the same column are not significantly different based on Duncan’s multiple range test(p<0.05).
이론/모형
- 관능검사원은 평균 경력 5년 이상의 조선호텔 베이커리 연구개발팀 연구원 8명으로 구성하였고 이 중 관능검사 표 각 항목의 편차를 크게 작성한 2명을 제외한 6명의 관능평가 점수 결과를 분석하였다. 관능평가는 A.I.B(American Institute of Baking)의 기준인 Bread Scoring Sheet (Ronald 1993)에 의하여 평가하였다.
- 발효액종의 배합비는 Table 1과 같으며 예비실험을 거쳐 다음과 같은 방법으로 제조하였다. 발효액종 제조는 모든 재료를 한번에 다 혼합하는 all-in-mix 방법으로 실행하였다. 배합기(Spar Food Machinery Mfg Co.
성능/효과
- 식빵 표면의 색깔은 대조군 반죽이 가장 높은 값을 보였고, 10% 첨가 반죽이 그 다음 순서였다. 구워진 정도의 균일성에 있어서도 10% 반죽이 가장 높았고, 대조군 반죽과 40%의 순이었다. 조직감의 경우는 대조군 반죽과 10% 반죽이 가장 높았고 그 다음으로 20%, 30%, 40% 순이었다.
- 식빵을 제조한 당일에는 대조군의 식빵과 발효액종을 10% 수준으로 첨가한 식빵의 경도가 더 높은 수준(20-40%)으로 첨가한 식빵에 비해 경도가 유의적으로 낮은 것을 볼 수 있었다. 그러나 빵의 보존기간이 경과하면서 제품 간의 경도에 있어 유의적인 차이는 나타나지 않았고 예상대로 경도는 차츰 증가됨을 볼 수 있었다. 그러나 절대적인 수치를 비교했을 때 발효액종을 20% 이상으로 첨가한 제품들에서는 발효액종을 40% 첨가한 제품의 경도가 가장 높은 것을 볼 수 있었다.
- 그러나 빵의 보존기간이 경과하면서 제품 간의 경도에 있어 유의적인 차이는 나타나지 않았고 예상대로 경도는 차츰 증가됨을 볼 수 있었다. 그러나 절대적인 수치를 비교했을 때 발효액종을 20% 이상으로 첨가한 제품들에서는 발효액종을 40% 첨가한 제품의 경도가 가장 높은 것을 볼 수 있었다. 또한 발효액종 10%를 첨가한 빵은 대조군 및 다른 실험군에 비해 경도가 낮음을 볼 수 있었다.
- 85였다. 대조군 반죽의 pH는 5.40이었고, 발효액종 투입량에 따라 반죽의 pH가 점차 낮아짐을 알 수 있었다. 직접법(straight dough method)의 경우 1차 발효 후 적정 pH가 5.
- 비용적은 단위중량당의 용적, 즉, 빵의 부피를 빵 반죽 중량으로 나눈 값으로, 빵을 구운 후 비용적을 측정하여 발효액종이 최종 제품의 부피에 어떤 영향을 끼치는지 확인해 보았는데, 그 결과는 Table 4와 같다. 대조군의 비용적은 3.61, 10% 발효액종을 첨가한 제품은 3.89, 20% 제품은 3.40, 30% 제품과 40% 제품은 3.32의 결과를 얻었다. 산(山)형 식빵의 적정 비용적이 3.
- 식빵의 수분활성도의 측정 결과는 Table 6과 같다. 대조군의 수분활성도가 실험군의 식빵 보다 유의적으로 낮았고 발효액종의 투입량이 높아짐에 따라 점점 수분활성도가 증가됨을 알 수 있다. 이는 발효액종 자체의 물성이 반죽 전체에 영향을 미쳐 전체 수분의 양 증가로 인한 자유수 함량, 즉 수분활성도의 증가에 기인한다고 사료된다.
- 제빵에 있어서 발효액종 10%의 투입은 제품 부피를 크게 하는데 효과가 있었다. 또한, 크럼의 노화 진행 차이를 알아보고자 경도를 측정한 결과, 발효액종 10%, 대조군, 20%, 30%, 40%의 순서로 경도가 높아졌다. 발효액종의 투입량이 늘어남에 따라 점차 수분활성도가 높아지는 것으로 확인되었고, 관능 평가를 실시한 결과 식빵의 부피는 10% 반죽이 가장 높아 다른 반죽과 비교했을 때 유의적인 차이를 보였다.
- 발효액종을 20% 이상 첨가 시반죽의 부피가 점점 감소해, 발효 속도가 더욱 낮아짐을 알 수 있었다. 반죽의 1차 발효 후 pH값을 측정한 결과 발효액종의 투입량이 늘어날수록 pH가 점점 낮아짐을 알 수 있었다. 발효액종의 투입이 반죽을 적정 pH 수준보다 낮은 상태로 만드는 것으로 확인되었다.
- 반죽의 발효 속도는 발효액종을 사용하지 않은 대조군과 발효액종 10%를 첨가한 경우가 가장 좋은 결과를 보였다. 발효액종을 20% 이상 첨가 시반죽의 부피가 점점 감소해, 발효 속도가 더욱 낮아짐을 알 수 있었다. 반죽의 1차 발효 후 pH값을 측정한 결과 발효액종의 투입량이 늘어날수록 pH가 점점 낮아짐을 알 수 있었다.
- 또한, 크럼의 노화 진행 차이를 알아보고자 경도를 측정한 결과, 발효액종 10%, 대조군, 20%, 30%, 40%의 순서로 경도가 높아졌다. 발효액종의 투입량이 늘어남에 따라 점차 수분활성도가 높아지는 것으로 확인되었고, 관능 평가를 실시한 결과 식빵의 부피는 10% 반죽이 가장 높아 다른 반죽과 비교했을 때 유의적인 차이를 보였다. 식빵 표면의 색깔은 대조군 반죽이 가장 높은 값을 보였고, 10% 첨가 반죽이 그 다음 순서였다.
- 반죽의 1차 발효 후 pH값을 측정한 결과 발효액종의 투입량이 늘어날수록 pH가 점점 낮아짐을 알 수 있었다. 발효액종의 투입이 반죽을 적정 pH 수준보다 낮은 상태로 만드는 것으로 확인되었다.
- 식빵의 저장 과정 중 전분의 노화현상으로 인해 생기는 빵 조직의 단단해지는 성질을 측정하고자 텍스처 분석기(texture analyser)를 이용하여 4일 동안 실온에 보관하면서 경도를 측정한 결과를 Table 5에 나타내었다. 식빵을 제조한 당일에는 대조군의 식빵과 발효액종을 10% 수준으로 첨가한 식빵의 경도가 더 높은 수준(20-40%)으로 첨가한 식빵에 비해 경도가 유의적으로 낮은 것을 볼 수 있었다. 그러나 빵의 보존기간이 경과하면서 제품 간의 경도에 있어 유의적인 차이는 나타나지 않았고 예상대로 경도는 차츰 증가됨을 볼 수 있었다.
- 완성된 식빵을 비닐백에서 4일 동안 실온에 저장한 후 관능 평가한 결과는 Table 7과 같다. 식빵의 부피는 발효액종을 10% 첨가한 경우에 가장 높았고, 20% 이상 첨가된 식빵과 비교했을 때 유의적인 차이를 보였다. 식빵 표면(crust)의 색깔은 대조군 식빵이 가장 높은 점수를 얻었고, 구워진 정도의 균일성(Evenness of baking)의 경우 10%를 첨가한 식빵의 점수가 가장 높았다.
- 발효액종 20%를 넣은 반죽은 410 mL로 약간 낮은 속도를 보였고 30%와 40%는 각각 340 mL로서 더 낮은 발효 속도를 보였다. 이상에서 발효액종의 첨가는 발효 속도를 빠르게 하지는 못하는 것으로 보이고 20% 이상의 함량을 반죽에 넣은 경우는 발효 속도가 줄어드는 것으로 확인되었다.
- 이상의 결과를 종합해 보면 빵 반죽에 발효액종 10%를 첨가하면 최종 제품의 부피를 증가시키고, 관능적인 면에서 외관 특징과 관련된 부피, 굽기 정도에서 효과가 있었다. 향후 맛과 향 등 내관적인 특징 면에서도 제품 품질을 높일 수 있는 발효 액종의 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 식빵 표면(crust)의 색깔은 대조군 식빵이 가장 높은 점수를 얻었고, 구워진 정도의 균일성(Evenness of baking)의 경우 10%를 첨가한 식빵의 점수가 가장 높았다. 전체적인 조직감(Texture) 경우에도 대조군 식빵과 10% 첨가된 식빵의 점수가 30% 이상 첨가된 식빵에 비하여 유의적으로 높은 점수를 얻었다. 그 외의 다른 관능적인 평가 항목들에서는 대조군과 실험군의 제품들 간에 유의적인 차이가 없었다.
- 제품을 소성한 후 식빵의 부피와 비용적을 측정하였을 때 발효액종 10%를 투입한 경우가 가장 큰 부피 값을 얻었다. 제빵에 있어서 발효액종 10%의 투입은 제품 부피를 크게 하는데 효과가 있었다. 또한, 크럼의 노화 진행 차이를 알아보고자 경도를 측정한 결과, 발효액종 10%, 대조군, 20%, 30%, 40%의 순서로 경도가 높아졌다.
후속연구
- 이상의 결과를 종합해 보면 빵 반죽에 발효액종 10%를 첨가하면 최종 제품의 부피를 증가시키고, 관능적인 면에서 외관 특징과 관련된 부피, 굽기 정도에서 효과가 있었다. 향후 맛과 향 등 내관적인 특징 면에서도 제품 품질을 높일 수 있는 발효 액종의 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.
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