[논문]GABA 미강 및 미강추출물 첨가에 의한 식빵의 텍스처 및 저장성의 변화

오수진; 권영회; 신해헌; 김현수; 최희돈; 임승택

doi:10.9721/kjfst.2018.50.6.614

GABA 미강 및 미강추출물 첨가에 의한 식빵의 텍스처 및 저장성의 변화
Changes in physical characteristics of white pan bread by addition of GABA rice bran and its extract 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.6, 2018년, pp.614 - 620

오수진 (고려대학교 생명공학과) , 권영회 (고려대학교 생명공학과) , 신해헌 (백석문화대학 외식산업학부) , 김현수 (고려대학교 생명공학과) , 최희돈 (한국식품연구원 식품가공연구센터) , 임승택 (고려대학교 생명공학과)

초록
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본 연구에서는 물리적 처리로 GABA 함량을 증가시킨 미강 및 이의 열수 추출물을 밀가루 중량의 20%까지 첨가하여 식빵을 제조하고, 물리적 특성, 저장 중 텍스처의 변화 및 잔유 GABA 함량를 분석하였다. 부피와 비용적율은 대조구에 비해 GABA 미강 첨가구는 감소한 반면, 미강추출물 첨가구는 약간 증가하거나 유지되었으며, 무게는 대조구와 첨가구에 차이가 없었다. 색도는 대조구 대비 GABA 미강과 미강추출물의 첨가량의 증가에 따라 L값은 감소하고, a와 b값은 증가하여 색이 진해지는 현상을 나타냈었다. 저장 중 빵 시료는 밀폐된 용기에 보관되어 수분함량의 변화는 2%이하로 아주 미미하였으나, GABA 미강 및 미강추출물 첨가로 수분감소를 다소 줄일 수 있었다. 경도(hardness) 및 씹힘성(chewiness) 등의 텍스처는 시간이 경과함에 따라 모든 시료에서 증가 되었으나, 경도는 대조구에 비해 첨가구의 증가 폭이 낮게 나타났으며, 특히 미강추출물 첨가구에서는 대조구에 비해 2배 이상의 낮은 경도를 보였다. 탄력성(springiness)은 대조구와 첨가구에서 거의 차이가 없으며, 저장 기간이 경과 후에도 차이가 거의 없었다. 빵의 GABA 함량은 GABA 미강 및 미강추출물 첨가로 대조구 대비 40배 가량의 증가 효과를 나타내어, GABA 일부가 열에 의해 손실되었으나 상당량 잔유함을 나타냈다. 이와 같은 결과를 종합하여 볼 때 GABA 미강을 직접 첨가하는 것보다 미강추출물을 첨가하여 제빵하는 것이 적절하며, 미강추출물을 5-20% 첨가하여 빵의 저장성이 향상될 수 있으며, GABA 첨가 효과로 건강기능성이 우수한 빵을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

A rice bran physically treated to increase the residual gamma amino butyric acid (GABA) content (200 mg/100 g) or its hot-water extract (200 mg/100 g) was added into a white pan bread, and changes in the physical properties including color, and volume and texture changes during storage at room temperature were examined. The addition of bran powders had negative effects on bread quality and storage stability whereas that of rice bran extract (RBE) improved the storage stability of bread. The lightness of bread crumbs decreased but the volume of bread slightly increased after addition of the RBE. The increase in crumb hardness during storage was retarded by the RBE addition. The residual concentration of GABA in bread was increased 38-fold when 20% of RBE was added. The addition of RBE to white pan bread improved the resistance to staling and health-promoting function because of GABA.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Ingredient formula of white pan breads added with treated rice bran and its extract¹⁾
표 Table 2. Loaf volume and specific volume of white pan breads added with treated rice bran and its extract¹⁾
그림 Fig. 1. Crumb of white pan breads added with treated rice bran and its extract.
그림 Fig. 2. Texture of white pan breads added with treated rice bran and its extract.
표 Table 3. Color values of crumb and crust in white pan breads added with treated rice bran and its extract¹⁾
그림 Fig. 3. GABA contents in white pan breads added with treated rice bran and its extract.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 물리적 처리를 통하여 GABA 함량이 증가된 미강 및 이를 열수 추출한 미강추출액을 빵에 첨가하여 건강기능성을 향상시키고, 물리적 특성 및 저장성에 미치는 효과를 분석하여, 친환경 천연/자연 첨가제로서 미강의 활용 가능성을 확인하고자 하였다.

제안 방법

미강에 pH 3의 산성수 (electrolyzed oxidizing water, EOW)를 사용하여 30% 수분함량을 갖도록 분무하고, 질소가 충진된 플라스틱 용기에 5시간 동안 저장 후 고압 살균기(121oC, 10분)를 이용하여 살균 처리를 하고, 열풍 건조(60oC, 6시간)하여 제조한 후, 미강의 향미를 주기 위해서 원적외선 곡물 볶음기(Korea Energy Technology Co. Ltd., Seoul, Korea)를 사용하여 볶음 처리(120 C, 12분)하였다.
압축력(test type; measure force compression, return distance; 20 mm, return speed; 10 mm/sec, and contact force; 5g)을 이용하여 얻어진 힘-거리 커브(force- distance curve)로부터 빵의 경도(hardness), 탄력성(springiness), 그리고 씹힘성(chewiness)의 값을 구하였다.
이렇게 물리적 스트레스 처리를 거친 GABA 미강(GABA 함량 200 mg/100 g)은 100 mesh 채를 사용하여 거른 후 사용하였으며, 미강추출물을 제조하기 위해서는 70oC에서 1시간 동안 열수 추출하고, 감압농축기를 이용하여 13 Bx 미강추출물(GABA 함량 200 mg/100 g)을 제조하였다.
제조된 식빵의 crumb부분을 가로, 세로, 및 높이 각각 30, 30 및 20mm로 자른 후 측정하였다.
GABA 미강을 밀가루 기준 5, 10, 15, 및 20% 첨가하여 식빵을 제조하였으며, 미강추출물을 첨가한 식빵은 5, 10, 15, 및 20%의 농축액을 첨가하되, 농축액의 수분 함량인 86.05%만큼 각각 첨가하는 수분의 함량에서 제외하고 제조하였다.
GABA 미강 및 미강추출물을 농도별로 첨가하여 제조된 식빵은 실온에서 24시간 보관 후 3일간 측정하였다.
GABA 미강 및 미강추출물을 농도별로 첨가하여 제조된 식빵은 실온에서 3일간 측정하였다.
GABA 미강 및 미강추출물을 농도별로 첨가하여 제조된 식빵의 crumb 부분과 crust 부분을 가로, 세로 및 높이 각각 40, 40 및 10 mm로 자른 후 측정하였다.
Kim 등(2015)의 물리적 스트레스를 처리한 미강 제조 방법을 수정하여, GABA 미강을 제조하였다.
본 연구에서는 물리적 처리로 GABA 함량을 증가시킨 미강 및 이의 열수 추출물을 밀가루 중량의 20%까지 첨가하여 식빵을 제조하고, 물리적 특성, 저장 중 텍스처의 변화 및 잔유 GABA 함량를 분석하였다.
중심 부분의 빵을 5 g 취하여 105 oC의 dry oven (VS-1202D3, Vision Scientific Co. Ltd., Buchun, Korea)에서 3시간 동안 건조 후 수분함량을 측정하였다.

데이터처리

Duncan’s multiple range test로 그 유의성을 통계적으로 검증하였다(p<0.05).
각 실험 결과는 3회 반복한 값의 평균과 표준편차로 나타냈으며, SPSS 프로그램(Statistics Package for the Social Science, Ver. 20.0 for Window, IBM, Armouk, NY, USA)을 이용하여, ANOVA 분석을 실시 하였다.

이론/모형

GABA 미강과 미강추출물을 첨가한 식빵의 부피는 종자치환법(AACC, 72-10)을 사용하여 측정하였다(Campbell 등, 1979).
텍스처 측정은 텍스처분석기(TAXT-Express, SMS Co. Ltd., London, England)를 이용하여 두 번 압축하는 TPA (texture profile analysis) 방법을 사용하였다.

성능/효과

결과적으로, 미강추출물 첨가구가 가장 낮은 경도를 보이며, 대조구, GABA 미강 첨가구 순으로 경도가 높아졌다.
경도(hardness) 및 씹힘성(chewiness) 등의 텍스처는 시간이 경과함에 따라 모든 시료에서 증가 되었으나, 경도는 대조구에 비해 첨가구의 증가 폭이 낮게 나타났으며, 특히 미강추출물 첨가구에서는 대조구에 비해 2배 이상의 낮은 경도를 보였다.
경도와 마찬가지로 씹힘성(chewiness)도 대조구와 첨가구에서 시간이 경과함에 따라 증가하였으며, GABA 미강 첨가구에서는 가장 높은 값을 갖고, 미강추출물 첨가구에서 가장 낮은 값을 나타냈다(Fig. 2).
본 연구 결과와 같이 미강추출물을 20% 첨가하여 빵에 GABA 함량이 약 30 mg/100 g로 강화된 식빵은 건강기능성 식품으로 GABA의 생리활성 증진 효과를 충분히 부여할 것으로 기대된다.
부피와 비용적율은 대조구에 비해 GABA 미강 첨가구는 감소한 반면, 미강추출물 첨가구는 약간 증가하거나 유지되었으며, 무게는 대조구와 첨가구에 차이가 없었다.
식빵의 단면도에서도 GABA 미강 혹은 미강추출물의 첨가 농도가 증가할수록, 밝기가 어두워졌음을 육안으로 확인할 수 있었으며 (Fig. 1),식빵 제조 배합 중 밀가루 함량이 낮은 GABA 미강첨 가구가 미강추출물 첨가구보다 색도 중 밝기가 낮았다.
이상과 같은 결과, GABA 미강의 첨가는 저장 중 일어나는 전분 노화에 의한 텍스처의 변화를 억제하는 효과는 없었으나, 미강추출물의 첨가는 경도 증가를 억제함으로 식빵의 노화를 억제하는 효과가 두드러졌다.
이와 같은 결과를 종합하여 볼 때 GABA 미강을 직접 첨가하는 것보다 미강추출물을 첨가하여 제빵하는 것이 적절하며, 미강추출물 을 5-20% 첨가하여 빵의 저장성이 향상될 수 있으며, GABA 첨가 효과로 건강기능성이 우수한 빵을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.
저장 1일째, 대조구의 경도는 438.2 g/cm2이며, GABA 미강 20% 첨가구의 경도는 1083.1 g/cm2로 가장 높았으며, GABA 미강의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 높아졌다.
1)Data were expressed as mean±standard deviation of triplicate measurements, and different alphabets in the same column were different with statistical significance (p<0.05).
GABA 미강 및 미강추출물의 첨가량을 달리하여 제조한 식빵을 1-3일 저장하면서 수분함량의 변화를 측정한 결과, 모든 시료에서 수분함량의 변화가 2% 이하로 매우 작았다(결과 제시 안함).
GABA 미강 첨가구의 경우, 3일 저장 후 수분함량은 40.7-41.7%이고, 미강추출물 첨가구의 경우 40.3-40.5%로 나타나, GABA 미강 및 미강추출물 첨가에 의해 수분의 감소가 다소 저지되는 경향을 보였다(p<0.05).
GABA 미강 첨가구인 P5, P10, P15및 P20의 GABA 함량은 각각 8.4, 15.5, 22.2 및 32.3 mg/100 g이며, 대조구 대비 최대 45 배 증가된 것으로 나타났다.
GABA 미강(200 mg/100 g) 및 미강추출물(200mg/100g)을 5, 10, 15 및 20% 첨가한 식빵 내 초기 GABA 함량은 10, 20, 30 및 40 mg/ 100 g이며(결과 제시 안함), 초기 GABA 함량에 준하여 계산한 결과 제빵 과정 중 약 16-31% 정도 손실이 발생하였다.
대조구의 부피는 996.7 mL, GABA 미강 첨가구는 5, 10, 15 및 20% 농도별로 각각 893.3, 876.7, 836.7 및 796.7 mL로서, 미강의 첨가량이 증가할수록 부피는 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
식빵의 단면도(Fig. 1)에서 보이는 바와 같이 GABA 미강 첨가구의 경우 농도가 증가할수록 식빵의 부피가 감소하는 것을 육안으로도 확인할 수 있는 반면, 미강추출물 첨가구는 15%까지는 부피의 감소를 육안으로 확인이 어렵지만, 미강추출물 20% 첨가 구에서는 약간의 부피 감소를 확인할 수 있었다.
텍스처 중 가장 중요한 특성인 경도(hardness)는 시간이 경과함에 따라 모든 시료에서 증가가 되었으나 대조구에 비해 첨가구의 경도 증가의 폭이 낮게 나타났으며, 미강추출물 첨가구를 사용하는 경우의 경도가 가장 낮았다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	다양한 건강기능성 성분에 대한 관심이 증가하는 요인은?	식생활의 간편화 및 서구화에 인해 제빵류의 소비가 증가하는 추세이며, 관련된 제빵 산업계에서는 신제품 개발 및 품질 향상 을 위한 연구가 지속적으로 수행되고 있다. 한편 현대인들의 불규칙한 생활 및 부적절한 식사 습관과 함께 환경오염 및 스트레스 증가로 인하여 다양한 건강기능성 성분에 대한 관심은 꾸준히 증가하고 있는 추세이다.
	미강에 함유된 건강기능성 성분 중 GABA의 알려진 이점은?	미강에 함유된 건강기능성 성분 중 GABA는 비단백질 아미노산으로 포유류의 중추신경계에서 억제성 신경전달물질 중 하나로, 혈압 감소(Inoue 등, 2003; Kalueff과 Nutt, 1996), 간기능 개 선(Oh 등, 2003), 암세포의 세포사멸(Oh와 Oh, 2004), 기억력 개선(Kalueff와 Nutt, 1996), 스트레스 저감 효과(Vaiva 등, 2004) 등 다양한 생리활성기능이 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 다양한 식품에 자연적으로 존재하는 GABA는 그 함량이 매우 적고, 식품가공 중 열에 의해 쉽게 손실되어 자연의 GABA만으로는 생리활성 증진 효과를 기대하기는 어렵다(Lim과 Kim, 2009).
	미강에 함유된 건강기능성 성분 중 GABA를 자연적으로 얻기 어려운 이유는?	미강에 함유된 건강기능성 성분 중 GABA는 비단백질 아미노산으로 포유류의 중추신경계에서 억제성 신경전달물질 중 하나로, 혈압 감소(Inoue 등, 2003; Kalueff과 Nutt, 1996), 간기능 개 선(Oh 등, 2003), 암세포의 세포사멸(Oh와 Oh, 2004), 기억력 개선(Kalueff와 Nutt, 1996), 스트레스 저감 효과(Vaiva 등, 2004) 등 다양한 생리활성기능이 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 다양한 식품에 자연적으로 존재하는 GABA는 그 함량이 매우 적고, 식품가공 중 열에 의해 쉽게 손실되어 자연의 GABA만으로는 생리활성 증진 효과를 기대하기는 어렵다(Lim과 Kim, 2009). 최근 미강내GABA함량 증진 방법의 하나로 잔류하는 GABA 합성 효소의 활성을 증진시키는 물리적 스트레스 처리 방법(Kim 등, 2015)과 GABA의 전구 물질을 첨가하는 방법(Oh 등, 2019)이 소개된 바 있다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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