유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 sourdough bread의 품질 특성

본 실험에서 사용한 유산균 배양액은 MRS 액체배지 (Lactobacilli MRS broth, Difco, Franklin Lakes, NJ, USA)에 ALH(Lactobacillus sakei subsp. ALI033)를 2% (v/v) 접종하 여 48시간 동안 37℃에서 배양한 후 4℃에서 10분간 3,000 rpm으로 원심분리하여 사용하였다. 계피 주정 추출물은 발효주정 100 mL에 대하여 계피가루(제천한방약초, 베트 남) 10 g을 첨가하여 상온에서 24시간 추출 후 4℃에서 10분간 10,000 rpm으로 원심분리하여 사용하였고, 식빵 제 조에는 계피주정추출물을 사용하였다. 식빵 재료로 사용한 강력분 밀가루(Daehan flour mills, Co., Seoul, Korea), 쇼트 닝(Hains Co., Seoul, Korea), 이스트(Jenico Foods Co., Seoul, Korea), 설탕(Samyang Co., Seoul, Korea), 소금(Dongwon Co., Seoul, Korea) 및 탈지분유(Seoul Milk Co., Seoul, Korea)는 시중에서 구입하여 사용하였다.

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵은 직접반죽 법으로 Table 1과 같이 제조하였다. 강력분은 전체 중량의 56.24%, 물은 32.80%를 기본으로 하였고 유산균 배양약과 계피 추출물은 전체 중량의 2.5%로 물을 대신하여 첨가하 였다. 유산균 배양액과 계피추출물을 첨가하지 않고 제조 한 식빵을 대조구로 하였고, A 시료는 유산균 배양액만 30 g, B 시료는 유산균 배양액 22.5 g과 계피추출물 7.5 g, C 시료는 유산균 배양액 15 g과 계피추출물 15 g, D 시료는 유산균 배양액 7.5 g과 계피추출물 22.5 g 그리고 E 시료는 계피추출물만 30 g 첨가하였다. 이외에 쇼트닝 1.68%, 설탕 3.38%, 소금 0.84%, 탈지분유 2.25%, 생 이스트 2.81%를 첨가하여 사용하였다. 반죽은 저속에서 2분 동안 수화 후 쇼트닝을 첨가하여 중속 5분, 고속 5분으로 하였다. 1차 발효는 습도 75%, 온도 27℃에서 40분간 1차 발효를 한 후 180 g씩 분할하여 15분 동안 중간 발효를 하였다. 2차 발효는 온도 38℃, 습도 85%에서 시행하였고, 윗불 200℃, 아랫불 180℃ 오븐에서 30분간 구웠다.

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵의 무게는 실온에서 방냉한 후 측정하였고, 부피는 종자치환법(21)으 로 3회 반복하여 측정한 후 평균값을 나타내었다. 빵의 비용 적은 부피를 무게로 나눠서 계산하였다. 굽기손실율은 다 음의 식으로 계산하였다.

$\text{굽기손실율(\%)}\hspace{0.17em}=\hspace{0.17em}\frac{\text{반죽중량(g)-식빵중량(g)}}{\text{반죽중량(g)}}\text{×100}$

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵의 수분함량 은 상압가열건조법(22)으로 측정하였다.

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵의 pH는 시 료에 증류수를 10배 넣고 교반한 다음 pH meter(Accument 925 pH/ion meter, Fisher Scientific, Hampton, NH, USA)를 이용하여 측정하였다.

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵의 적정산도 는 시료에 증류수를 10배 넣고 실온에서 30분간 교반 후 3,000 rpm에서 30분간 원심분리(MF 600, Hanil Science Industrial, Kimpo, Korea)하여 상등액을 0.1 N NaOH로 중화 적정하였다. 산도는 소요된 NaOH의 양으로 다음 계산식에 따라 lactic acid(mg%)로 표시하였다.

$\text{적정산도(mg\%)}\hspace{0.17em}=\hspace{0.17em}\frac{\text{V×F×D×0.009}}{\text{S}}\text{×100}$

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵의 색도는 색차계(JC 801S, Tokyo, Japan)를 사용하여 L(백색도), a(적 색도), b(황색도) 값을 측정하였다.

유산균 배양액과 계피추출물을 첨가한 식빵의 물성은 식빵의 중심을 2×2×1 cm로 절단하여 texture analyzer (TA-XT2i, Stable Micro System Co., Surrey, UK)를 이용하 여 texture profile analysis로 측정하였다. Compression force 의 측정조건은 test type: measure force compression, test speed: 0.1 mm/sec, strain: 50%, probe: P/45으로 하였다. 위의 측정 후 얻어진 force-distance curve로부터 경도, 탄력 성, 응집성, 점착성 및 씹힘성의 측정하였다.

실험결과는 SPSS 프로그램을 이용하여 일원배치 분산분 석(ANOVA) 하였으며, p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 시료간의 차이를 검증을 실시하였다.

유산균 배양액과 계피추출물을 물 대신에 첨가하여 제조 한 식빵의 무게, 부피, 비용적 및 굽기 손실율 측정한 결과는 Table 2와 같다. 식빵 반죽의 무게는 541.35-543.03 g으로 B 시료 식빵 반죽이 가장 무거웠고, C 시료 식빵 반죽이 가장 가벼운 것으로 나타났으나 각각의 식빵 반죽 무게 차이는 없었다. 식빵의 무게는 465.41-494.24 g으로 계피추 출물만 첨가한 E 식빵이 가장 무거웠고, 대조구가 가장 가벼웠으며 각각의 식빵 무게를 평균 비교하였을 때 통계적 으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 계피추출물 첨가량이 감소하고, 유산균 배양액이 증가할수록 식빵의 무게는 감소하는 것으로 나타났다. 식빵의 부피는 C 식빵이 1,653.63 mL로 가장 높았고, 유산균 배양액을 첨가하지 않 고 계피추출물만을 첨가한 E 식빵이 1,065.30 mL로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 부피는 통계적으로 유의미한 차이 가 있는 것으로 나타났다. 빵 제조시 부피가 작으면 관능적 으로 선호도가 감소하지만, 동일한 무게인 경우에는 부피 가 크면 부드러운 빵이 되어 관능적 선호도가 높아지는 것으로 알려져 있어(23) C 식빵의 경우 부피와 관능적 요인 이 개선된 것을 알 수 있었다. 식빵의 비용적은 부피와 마찬 가지로 C 식빵이 3.46 mL/g으로 가장 높았고, 유산균 배양 액을 첨가하지 않고 계피추출물만 첨가하여 제조한 E 식빵 이 2.16 mL/g으로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 비용적은 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 제빵 제품의 비용적은 첨가되는 부재료의 양과 종류, 단백질의 양과 질 그리고 글루텐 발달정도 등에 따라 영향을 받으며, 최종 제빵제품의 비용적이 높을수록 제빵 반죽의 발효과정 에서 air cell이 균일하게 잘 발달하여 탄력이 좋은 제빵 제품이 나온다고 하여(24) 부피와 마찬가지로 C 식빵이 좋은 제품으로 생각된다. 굽기 손실율은 굽는 과정에서 수 분과 휘발성 물질이 증발에 의해 영향을 받는 것으로 알려 져 있는데, 본 연구결과에서는 대조구에서 14.07%로 가장 높았고, 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물만 첨 가하여 제조한 E 식빵이 8.71%로 가장 낮았으며, 각각의 굽기 손실율은 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 굽기 손실율은 굽는 과정에서 열에 의해 휘발성 물질인 알코올과 이산화탄소 또는 수분이 증발에 의해 영향 을 받는 것으로 알려져 있는데(25), 계피 추출물 첨가량이 증가할수록 굽기 손실율이 감소하는 것으로 나타났다.

유산균 배양액과 계피추출물을 물 대신에 첨가하여 제조 한 식빵의 수분함량, pH 및 적정산도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 제조 당일 방냉하여 측정한 수분함량은 유산균 배양액만을 첨가하여 제조한 식빵이 40.74%로 가장 높았고, 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물만을 첨가하여 제조한 식빵에서 37.96%로 가장 낮았으며, 각각 의 식빵 수분함량은 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으 로 나타났다. 유산균 배양액만을 첨가하여 제조한 식빵은 대조구보다 높은 수분함량을 보였으며, 계피추출물 첨가량 이 증가할수록 식빵의 수분함량은 감소하는 경향을 보였 다. 이와 같은 결과는 쌀 천연 발효액종을 첨가한 우리밀 식빵의 연구(26)와 발효미강 첨가량이 증가할수록 sourdough를 이용한 바게트 빵의 연구(27)에서도 쌀 발효액 종과 발효미강 첨가량이 증가할수록 수분함량이 낮아지는 경향과 유사하였다. 식빵의 pH를 측정한 결과에서는 유산 균 배양액만을 첨가하여 제조한 식빵에서 6.58로 가장 높았 으며, 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물만을 첨 가하여 제조한 식빵에서 6.36으로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 pH는 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타 났다. 식빵의 적정산도를 측정한 결과는 pH 측정과 반대로 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물만을 첨가하여 제조한 식빵에서 8.55 mg%로 가장 높았고, 유산균 배양액 만을 첨가하여 제조한 식빵에서 7.66 mg%로 가장 낮았으나 각각의 식빵 적정산도는 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 유산균 배양액 첨가량이 감소하고 계피 추출물 첨가량이 증가할수록 식빵의 산도는 증가하는 것으 로 나타났다. 무화과 액종을 이용한 sourdough bread의 연구 (16)에서 무화과 액종 첨가량이 증가할수록 적정산도는 높 아지고 pH는 낮아지는 경향으로 본 연구와 유사하였다. 이와 같이 적정산도가 증가하는 결과는 sourdough를 제조 에 사용되는 stater 내 존재하는 미생물의 생균수가 증가와 초산 또는 젖산균과 같은 유기산이 생성되어 증가하는 것으 로 알려져 있다(16,28)

유산균 배양액과 계피추출물을 물 대신에 첨가하여 제조 한 식빵의 색도를 측정한 결과는 Table 4와 같다. 제과제빵 의 색은 동일한 조건에서는 당에 의해 영향을 받고, 비효소 적 갈변 반응과 카라멜화 반응 등에 의해 영향을 받는다 (29). 식빵의 백색도를 측정한 결과에서는 대조구에서 80.22로 가장 높았고, 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피 추출물만을 첨가하여 제조한 E 식빵에서 58.32로 가장 낮았 으며, 각각의 식빵 백색도는 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 식빵의 적색도를 측정한 결과에서 는 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물만을 첨가하 여 제조한 E 식빵에서 6.39로 가장 높았고, 유산균 배양액만 을 첨가하여 제조한 A 식빵에서 -1.91로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 적색도는 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 식빵의 황색도를 측정한 결과도 적색도 와 마찬가지로 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물 만을 첨가하여 제조한 E 식빵에서 23.80으로 가장 높았고, 유산균 배양액만을 첨가하여 제조한 A 식빵에서 19.88로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 황색도는 통계적으로 유의미 한 차이가 있는 것으로 나타났다. 유산균 배양액 첨가비율 이 감소하고 계피추출물 첨가비율이 증가할수록 백색도는 낮아지고, 적색도와 황색도는 증가하는 것으로 계피추출물 이 식빵의 색을 어둡게 만드는 것으로 나타났다. 계피 분말 을 첨가한 스펀지케이크 연구(30)와 계피 분말을 첨가한 쿠키의 연구(31)에서 계피 분말 첨가량이 증가할수록 백색 도와 적색도는 증가하여 본 연구 결과와 일치하였고, 황색 도는 감소하여 다른 결과를 보였는데 이는 본 연구에서는 계피를 분말 형태가 아닌 추출물 형태로 첨가하였기 때문으 로 생각된다.

유산균 배양액과 계피추출물을 물 대신에 첨가하여 제조 한 식빵의 물성을 측정한 결과는 Table 5와 같다. 식빵의 경도를 측정한 결과에서는 유산균 배양액을 첨가하지 않고 계피추출물만을 첨가하여 제조한 E 식빵에서 6.92 kg으로 가장 높았고, 유산균 배양액만을 첨가하여 제조한 A 식빵에 서 3.31 kg으로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 경도는 통계적 으로 유의미한 차이가 있는 것으로 나타났다. 유산균 배양 액 첨가비율이 감소하고 계피추출물 첨가비율이 증가할수 록 식빵의 경도는 증가하는 것으로 나타났고, 유산균 배양 액을 0.70 mL 이상 첨가한 A, B, C 시료는 대조구보다 부드러운 것으로 나타났다. 식빵의 탄력성을 측정한 결과 에서는 계피추출물을 첨가하지 않고 유산균 배양액만을 첨가하여 제조한 A 식빵에서 0.91로 가장 높았고, 계피추출 물만 첨가하여 제조한 E 식빵에서 0.82로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 탄력성은 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 계피추출물 첨가비율이 증가할수록 식빵 의 탄력성은 감소하는 것으로 나타났다. 식빵의 응집성을 측정한 결과에서는 대조구, A 및 B 식빵에서 0.52로 가장 높게 나타났고, 계피추출물만을 첨가하여 제조한 E 식빵에 서 0.49로 가장 낮았으나 각각의 식빵 응집성은 통계적으로 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 식빵의 점착성과 씹힘성을 측정한 결과에서는 계피추출물만을 첨가하여 제 조한 E 식빵에서 각각 3.38과 2.78로 가장 높았고, 계피추출 물을 첨가하지 않고 유산균 배양액만을 첨가하여 제조한 A 식빵에서 각각 1.71과 1.55로 가장 낮았으며, 각각의 식빵 점착성과 씹힘성은 통계적으로 유의미한 차이가 있는 것으 로 나타났다. 점착성과 씹힘성은 경도와 같이 유산균 배양 액 첨가비율이 감소하고 계피추출물 첨가비율이 증가할수 록 증가하는 것으로 나타났다. Jung 등(16)의 무화과 액종을 이용한 sourdough bread의 연구와 Hwang 등(27)의 발효미 강 sourdough를 이용한 바게트 빵의 연구에서도 경도, 점착 성 및 씹힘성은 증가하였고, 탄력성과 응집성은 감소하여 본 연구결과와 유사한 경향을 보였다. An과 Lee(23)의 연구 에서는 물성 측정 모든 항목이 사워종 분말 첨가량이 증가 할수록 높아지는 경향으로 본 연구와는 다소 상이한 결과를 보였는데 계피 추출물을 첨가하여 식빵을 제조한 본 연구와 는 달리 다른 부재료를 첨가하지 않았기 때문으로 생각된 다.