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문제 정의
- 오미자를 발효시키면 미생물에 의해 새로운 생리활성 성분의 생성, 독성의 감소, 알파아밀레이스(α-amylase) 억제효과, 항균효과 등이 나타나는 것으로 보고된 바 있다(17). 따라서 본 연구에서는 젖산세균과 유기산이 풍부한 오미자 발효액을 호밀 사워반죽 발효 초기에 첨가함으로써 호밀가루의 pH를 효과적으로 낮추고 부패균의 성장을 억제하여 발효를 효율적으로 유도하기 위해 할 목적으로 이용하였으며 이러한 과정을 통해 제조된 호밀 사워반죽의 발효특성을 분석함으로써 호밀빵 제조를 위한 기초 자료를 얻고자 시도되었다.
- 본 연구는 오미자 발효액을 이용하여 호밀 사워반죽을 제조하여 발효 특성을 살펴봄으로써 제빵 이용 가능성에 대한 기초 자료를 얻기 위해 시도되었다. 오미자 호밀 사워반죽과 호밀 사워반죽의 pH와 총산도, 효모와 젖산세균수, 팽창률을 측정하였다.
제안 방법
- 사워반죽 제조방법은 An과 Lee(19)의 연구에서 제시한 mother sour 방법을 변형하여 제조하였다. 오미자발효액 첨가 호밀 사워 반죽(이후 오미자 호밀 사워반죽으로 표시, rye sourdough fermented with Omija extract, ORS)은 호밀가루 100g에 오미자발효액 100g을 섞어 30oC에서 72 시간 동안 1차 발효를 시켰고, 1차 발효물 100g에 호밀가루 100g과 물 100 mL를 섞은 후 30oC에서 24시간 발효시켜 2차 발효물를 제조하였다.
- 사워반죽의 팽창률은 AACC 22-14(20) 방법을 변형시켜 3차 사워반죽을 각각 10g씩 100mL 메스실린더에 넣고 30oC(상대습도 80%) 발효기(Mapo Co., Seoul, Korea)에서 발효 시키면서 3시간 간격으로 24시간 동안 부피를 3회 반복 측정하였고 아래 식을 이용하여 계산하였다.
- 오미자 발효액, 호밀가루, 오미자 호밀 및 호밀 사워반죽의 pH는 pH meter(Horiba D51, Horiba, Ltd., Kyoto, Japan)로 측정하였다. 각각의 시료 5g에 증류수 45 mL를 첨가하여 vortex mixer(Vision Scientific Co.
- , Hogans, Sweden), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법(IS-31-GWB15, Ilsin Lab, Yangjoo City, Korea)을 이용하였으며 총 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분을 뺀 값으로 계산하였다. 오미자 발효액의 당도는 굴절당도계(ATAGO, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다.
- 본 연구는 오미자 발효액을 이용하여 호밀 사워반죽을 제조하여 발효 특성을 살펴봄으로써 제빵 이용 가능성에 대한 기초 자료를 얻기 위해 시도되었다. 오미자 호밀 사워반죽과 호밀 사워반죽의 pH와 총산도, 효모와 젖산세균수, 팽창률을 측정하였다. 오미자 호밀 사워반죽과 호밀 사워반죽 모두 발효 시간이 경과할수록 pH는 유의적으로 감소한 반면 총산도는 유의적으로 증가하였다(p<0.
- 사워반죽 제조방법은 An과 Lee(19)의 연구에서 제시한 mother sour 방법을 변형하여 제조하였다. 오미자발효액 첨가 호밀 사워 반죽(이후 오미자 호밀 사워반죽으로 표시, rye sourdough fermented with Omija extract, ORS)은 호밀가루 100g에 오미자발효액 100g을 섞어 30oC에서 72 시간 동안 1차 발효를 시켰고, 1차 발효물 100g에 호밀가루 100g과 물 100 mL를 섞은 후 30oC에서 24시간 발효시켜 2차 발효물를 제조하였다. 3차 발효물은 2차 발효물 100g에 호밀가루 100g과 물 100mL를 섞은 후 30oC에서 24시간 발효시켜 오미자 호밀 사워반죽을 완성시켰다.
- 총산도는 각각의 오미자 발효액, 호밀가루, 오미자 호밀 사워 반죽 시료 5g에 증류수 45mL를 넣어 섞어준 후 1,010g에서 15분간 원심분리 후 상층액을 0.1 N 수산화소듐(NaOH)으로 pH가 8.3이 될 때까지 소요된 mL를 3회 반복하여 측정하였다.
- , Tokyo, Japan) 고체 배지에 도말하여 30oC에서 48시간 배양한 후 계수하였다. 호밀 사워반죽의 효모와 젖산세균수 측정은 30oC에서 24시간 동안 6시간 간격으로 발효시킨 3차 사워반죽 시료를 희석시키고 vortex mixer로 잘 섞어 준 후 위의 방법으로 계수하였다.
- 3차 발효물은 2차 발효물 100g에 호밀가루 100g과 물 100mL를 섞은 후 30oC에서 24시간 발효시켜 오미자 호밀 사워반죽을 완성시켰다. 호밀사워반죽(rye sourdough, RS)는 호밀 가루에 오미자 발효액 대신물을 첨가하여 제조하였다.
대상 데이터
- , LTD, Seoul, Korea), 호밀가루는 Bob’s Red Mill Natural Foods, Inc.사(Milwaukie, OR, USA)의 organic dark rye flour를 구입하여 사용하였다.
- 오미자는 2014년 10월 경북문경 농가에서 구입하였으며, 설탕(Samyang, Seoul, Korea), 강력밀가루(Daehan Flour Mills Co., LTD, Seoul, Korea), 호밀가루는 Bob’s Red Mill Natural Foods, Inc.
데이터처리
- 1)Means in column with different letters are significantly different by Duncan’s multiple range test at the 5% level.
- 모든 실험 결과는 SPSS 프로그램(SPSS 12.0 for windows, SPSS Inc.)으로 통계처리 하였으며 각 시료에 대한 유의성 검정은 분산분석 후 5% 유의수준에서 던컨시험(Duncan’s multiple range test)과 독립표본 t 검정을 실시하였다.
이론/모형
-
호밀가루의 일반성분은 AOAC의 표준 분석법(18)을 이용하였다. 즉 수분함량 측정은 105o
C 상압가열건조법, 조단백질 함량은 Micro-Kjeldahl 법을 이용한 단백질 자동분석기(Kjeltec 1030 Auto Analyzer, Tecator Co., Hogans, Sweden), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법(IS-31-GWB15, Ilsin Lab, Yangjoo City, Korea)을 이용하였으며 총 탄수화물은 100에서 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분을 뺀 값으로 계산하였다. 오미자 발효액의 당도는 굴절당도계(ATAGO, Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. -
호밀가루의 일반성분은 AOAC의 표준 분석법(18)을 이용하였다. 즉 수분함량 측정은 105o
성능/효과
- 두 가지 사워반죽 모두 발효 6시간까지는 유의적으로 증가한 이후에는 유의적으로 감소하였으며(p<0.05) 오미자 호밀 사워반죽은 팽창률 최고치가 183%로 호밀 사워반죽의 최고치인 129%보다 42%가 더 팽창된 것으로 나타났다.
- 두 시료 간 젖산세균 수의 변화 양상은 비슷한 패턴을 보였으나 대부분의 발효기간 동안 오미자 호밀 사워반죽에 존재하는 젖산세균의 수가 호밀 사워반죽보다 유의적으로 높았다(p<0.05).
- 오미자 호밀 사워반죽의 팽창률은 최고치가 183%로 호밀 사워반죽의 최고치인 129%보다 47% 이상 팽창한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과 효모와 젖산세균이 풍부한 오미자 발효액을 호밀가루에 첨가하여 사워반죽을 제조할 경우 pH가 낮아져 발효 초기 부패균 억제 및 항진균 효과가 있을 것으로 사료되며 풍부한 효모와 젖산세균들로 인해 높은 팽창률을 보인 것으로 보아 오미자 호밀 사워반죽을 이용해 빵을 제조할 경우 부피 증가, 풍미향상 등 제빵 품질 개선에 기여할 것으로 사료된다.
- 젖산세균이 생산하는 EPS는 반죽의 점탄성을 제공하여 글루텐 함량이 적은 곡류로 빵을 제조할 경우 반죽 물성에 긍정적인 역할을 하는 것으로 알려졌다(21). 따라서 사워반죽 제조 시 젖산세균과 당이 풍부한 오미자 발효액을 첨가하는 경우 팽창률을 높이는데 긍정적인 효과가 있으며 발효 6시간에 최고치를 보인 것으로 보아 제빵 시 6시간 발효된 사워반죽을 사용할 경우 부피 증가 효과가 있을 것으로 사료된다. 반죽의 팽창률은 빵으로 구웠을 때의 상태를 빠르게 예측 할 수 있는 방법으로 이스트 농도, 재료의 종류, 젖산균, 지질, 당, 소금, 상대습도, 발효온도 및 혼합시간에 영향을 받는 것으로 보고되었다(30-32).
- 발효 초기에는 오미자 호밀 사워반죽에 존재하는 효모수가 호밀 사워반죽 보다 유의적(p<0.05)으로 높았다가 그 이후에는 유의적인 차이가 없는 것으로 보아 발효 과정 중 젖산세균의 증가로 효모의 증식 효과가 감소한 것으로 사료된다.
- 오미자 발효액과 호밀가루의 pH는 각각 3.34, 7.36, 총산도는 각각 3.50, 0.97mL인 것으로 나타났다. 오미자 발효액은 발효 기간을 거치며 pH는 낮아지고 총산도는 높아진 것으로 사료된다.
- 변과 이(26)도 오미자 쌀가루 사워반죽의 팽창률이 쌀가루 사워반죽보다 높게 나타났다고 보고한 바 있다. 오미자 발효액은 당도가 54.33 brix로 당이 풍부해 오미자 호밀 사워반죽 내 젖산세균 수가 호밀 사워반죽 보다 유의적으로 많아 젖산세균이 생성하는 EPS의 양도 많을 것으로 사료되며 이로 인해 오미자 호밀 사워반죽의 팽창률이 호밀 사워반죽보다 유의적으로 높은 것으로 사료된다. 젖산세균이 생산하는 EPS는 반죽의 점탄성을 제공하여 글루텐 함량이 적은 곡류로 빵을 제조할 경우 반죽 물성에 긍정적인 역할을 하는 것으로 알려졌다(21).
- 오미자 호밀 사워반죽과 호밀 사워반죽 모두 발효 시간이 경과할수록 pH는 유의적으로 감소한 반면 총산도는 유의적으로 증가하였다(p<0.05).
- 오미자 호밀 사워반죽에 존재하는 젖산세균수는 대부분의 발효기간 중에 호밀 사워반죽 보다 유의적으로 높은 것으로 나타났다(p<0.05).
- 오미자 호밀 사워반죽의 발효 0, 6, 12, 18, 24시간의 효모 수는 각각 7.33, 7.96, 8.00, 8.06, 7.98 logCFU/g로 발효 12시간 까지는 유의적으로 증가하였으나 그 이후에는 유의적으로 감소하는 경향을 보였다(p<0.05).
- 오미자 호밀 사워반죽의 시간대별(6시간 간격 24시간 동안) 젖산세균수는 각각 8.86, 9.36, 9.43, 9.34, 9.21로 발효 6시간 까지는 유의적으로 증가하였으나 그 이후 18시간까지는 정체 현상을 보였고, 이후 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 05). 오미자 호밀 사워반죽의 팽창률은 최고치가 183%로 호밀 사워반죽의 최고치인 129%보다 47% 이상 팽창한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구 결과 효모와 젖산세균이 풍부한 오미자 발효액을 호밀가루에 첨가하여 사워반죽을 제조할 경우 pH가 낮아져 발효 초기 부패균 억제 및 항진균 효과가 있을 것으로 사료되며 풍부한 효모와 젖산세균들로 인해 높은 팽창률을 보인 것으로 보아 오미자 호밀 사워반죽을 이용해 빵을 제조할 경우 부피 증가, 풍미향상 등 제빵 품질 개선에 기여할 것으로 사료된다.
- 호밀 사워반죽의 pH는 발효 0, 6, 12, 18, 24시간이 각각 5.75, 4.22, 3.99, 3.92, 3.91, 오미자 호밀 사워반죽의 pH는 각각 5.60, 4.22, 3.98, 3.89, 3.86으로 발효 시간이 증가함에 따라 유의적(p<0.05)으로 감소하였다(Table 1).
- 호밀 사워반죽의 시간대별(6시간 간격 24시간 동안) 젖산세균 수는 각각 8.48, 9.05, 9.15, 9.16, 9.08 log CFU/g로 발효 6시간 까지는 유의적으로 증가하였으나(p<0.05), 그 이후에는 유의적인 변화를 보이지 않았다.
- 호밀가루의 수분, 탄수화물, 조단백질, 조 지방 및 조회분의 함량은 각각 9.13, 77.30, 9.03, 2.15, 2.40%였으며 오미자 발효액의 당도는 54.33 brix로 나타났다.
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