열처리 조건에 따른 배즙을 첨가한 식빵의 품질 특성

서 론

최근 서구화되는 식생활의 변화로 쌀 소비량은 점차 감소하고 빵의 소비는 지속적으로 증가하고 있으며, 여러 기능성 성분을 추가한 건강빵이 출시되고 있다(Choi SH & Lee SJ 2014). 이에 따라 제빵분야에도 건강 지향적이며 동시에 밀가루 이외의 다른 곡물이나 부재료를 이용하여 기능성이 첨가된 빵의 연구가 많이 보고되고 있다(Lee SH 등 2005; Lee H & Joo N 2012). 최근에는 다양한 생리활성을 가진 식품소재를 부재료로 이용하여 건강뿐만 아니라, 빵의 노화 방지 및 저장성, 제품의 맛과 질감, 향의 개선에도 효과적으로 활용하고자 하는 연구가 활발히 진행 중이다(Park ID & Chung DO 2003). 이와 관련된 국내 연구 중에서 마테 분말(Lee MH 2018), 연잎(Park LY 2017), 어성초 분말(Park LY 2015), 우엉분말(Tae MH 등 2015), 아로니아 분말(Yoon HS 등 2014) 등의 부재료를 첨가하여 제빵 특성 및 항산화 활성에 미치는 영향을 보고하였다.

배는 비타민 B₁, B₂ 함량이 많고 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 인 등의 함량이 높은 알칼리성 식품으로 가래, 기침, 숙취, 해열, 이뇨작용 및 변비 개선, 연육 등 여러 가지 효능이 있는 것으로 알려져 왔다(Lee SJ 등 2006). 배에 많이 함유되어 있는 폴리페놀 화합물 및 펙틴과 같은 성분이 혈중 콜레스테롤의 저하와 같은 심혈관계 질환에 미치는 영향(Fernandez ML 등 1994)과 고혈당 억제 효과(Kim JS & Na CS 2002) 및 고혈압 억제 효과(Na CS 등 2003)에도 영향을 미치는 것으로 보고되었다. Zhang YB 등(2003)과 Eun JB 등(2012)은 배에 함유되어 있는 클로로젠산(chlorogenic acid), 루틴(rutin), 프로시아니딘(procyanidins), 카테킨(catechin), 에피카테킨(epicatechin), 알부틴(arbutin) 등 폴리페놀 화합물과 플라보노이드 등의 성분이 항암, 항염 및 항산화 생리활성에 미치는 영향에 대하여 보고하였다. 특히 조생황금, 황금, 화산, 영산, 감찬, 추황, 신고, 금촌추, 만삼길 등의 여러 품종별 항산화 활성을 비교한 경우(Lim ES 2013), 신고의 과피와 과육에서 큰 항산화 활성을 보였고, Choi JH 등(2006)도 원황, 평수, 황금, 화산, 신고 중의 총페놀성 화합물 함량도 신고의 과피와 과심에서 가장 높다고 하였다.

배즙 제조 시 열처리 가공을 하게 되는데, 가공 중 영양소의 파괴 및 활성물질의 손실 등의 문제점들이 발생된다. 하지만 Park YH 등(2011)은 배즙과 배 건조분말을 첨가한 양갱 제조시 배즙이나 배 건조분말은 열처리에 의해 총 폴리페놀 및 플라보노이드 함량이 증가하는데, 이유는 고분자의 페놀성 화합물 및 단백질에 결합한 페놀성 화합물이 열처리에 의해 저분자의 페놀성 화합물로 전환되거나 열처리에 의해 이들 화합물의 결합이 파괴되었기 때문인 것으로 보고하였다.

배와 열처리된 배즙의 항산화 활성을 이용한 식품 가공 관련 연구로는 현미배식초의 품질 특성 및 항산화 활성(Park EM 등 2015), 추황배를 이용한 청징배즙의 제조 및 항산화 활성(Choi JH 등 2013), 배즙과 배 건조분말을 첨가한 양갱의 물리화학적 특성(Park YH 등 2011), 열처리 조건에 따른 배즙의 특성변화(Hwang IG 등 2006), 배즙을 첨가한 전통고추장의 숙성과정 중 품질 특성(Yoo MY 등 2005) 등의 연구가 선행되었다. 전남 나주 배 농가에서는 배 가공품으로 열처리한 배즙을 제조 판매하여 농가소득을 올리고 있으며, 일부는 배식초와 배즙 고추장을 판매하고 있다. 배 농가에서는 농가소득창출을 위하여 열처리한 배즙을 이용한 새로운 신제품 개발을 요구하고 있다.

따라서 본 연구에서는 항산화 활성 기능성을 갖고 있는 배를 원료로 열처리 조건을 다르게 하여 제조한 배즙을 첨가한 식빵의 품질 특성을 검토함으로써, 기능성 배즙 첨가 식빵의 개발 및 생산을 위한 기초연구 자료를 제시하고자 하였다.

재료 및 방법

4. 배즙 첨가 식빵의 제조

배즙 첨가 식빵은 예비 실험 결과에서 결정된 분량으로 Table 1과 같이 밀가루 100%를 기준으로 각 재료를 배합하였다. 배즙 첨가 식빵은 강력분에 생이스트, 제빵개량제, 탈지분유, 설탕, 소금의 재료분량을 모두 첨가하여 고정시킨 후, 식빵 반죽시 사용되는 물 대신에 배즙 0%(A), 고온처리 배즙 50%(B), 고온처리 배즙 75%(C), 저온처리 배즙 50%(D), 저온처리 배즙 75%(E)를 첨가하여 제조하였다. 식빵 반죽시 수분함량 62%를 기준으로 물과 배즙의 양을 조절하여 대조군 식빵과 배즙 첨가군 식빵 4종을 제조하였다.

Table 1.

Formula of breads added with pear juice (%)

식빵반죽은 AACC법(AACC 2000)에 의해 직접반죽법(straight dough method)으로 제조하였다. 식빵의 제조를 위한 반죽은 유지를 제외한 모든 반죽 재료를 반죽기(Hobart mixer)에 넣고 혼합(저속에서 5분, 중속에서 11분)하여 수화시킨 후 클린업 단계에서 유지(쇼트닝)를 첨가하고 재혼합(저속에서 1분) 및 1차 발효(온도 30±2℃, 상대습도 75±5%, 시간 45분)를 시켰다. 1차 발효가 끝난 반죽은 150 g씩 분할하여 둥글리기 한 후, 중간발효(실온에서 15분간)시켰다. 이어서 중간 발효 반죽으로부터 가스를 빼고 성형하여 식빵 팬(195 × 85 × 95 mm)에 150 g 반죽을 3개씩 넣어 2차 발효(온도 30±2℃, 상대습도 75±5%, 시간 45분)를 시켰다. 2차 발효 완료 후 상열 180℃, 하열 170℃의 오븐(FDO-7102, Dae Yung Machinary Co., Korea)에서 30분간 구워내어 즉시 틀에서 꺼내 실온에서 2시간 냉각한 후 식빵용 포장지인 polyethylene(PE) 필름 포장지에 담아 보관하며 실험에 사용하였다.

결과 및 고찰

1. 배즙의 일반성분과 이화학적 특성

배즙의 일반성분은 Table 2와 같다. 고온처리 배즙의 수분함량은 87.14%, 저온처리 배즙의 수분함량은 87.19%로 원료 배인 신고의 수분함량 86.4%(Choi JH 등 1998)와 큰 차이는 없었다.

Table 2.

Proximate composition of pear juice (%)

배즙의 당도, pH, 색도는 Table 3과 같다. 고온처리 배즙과 저온처리 배즙의 당도는 각각 12.75 °Brix, 12.55 °Brix로 저온처리 배즙의 경우 더 낮았다. 본 실험의 결과는 100℃에서 30분 동안 가열 착즙한 신고의 가용성 고형물 함량 12.5 °Brix의 값(Heo BG 등 2009)과 유사하였고, 같은 조건에서 가열 착즙한 신고 배즙의 당도 14.2 °Brix의 값(Choi JH 등 1998)보다는 낮은 결과를 보였다. 일반적으로 신고배의 평균 당도가 12∼15 °Brix(Lee GH 등 2003)인 반면, 착즙 전처리 방법별로 배즙의 가용성 고형물의 함량이 다르게 나타난 이유는 가열이나 해동 등을 통해 배 조직 및 다당류의 분해에 의한 가용성 고형물의 증가 때문인 것으로 보고하였다(Choi JH 등 1998).

Table 3.

Sweetness, pH and color of pear juice

고온처리 배즙과 저온처리 배즙의 pH는 각각 4.68, 4.65로 큰 차이가 없었는데, 100℃에서 30분 동안 가열 착즙한 신고배즙의 pH가 4.77(Choi JH 등 1998) 및 신고의 저장 초기의 가용성 고형물의 pH가 4.82(Kim GH 등 1999)인 결과와 비교해볼 때, 본 연구의 열처리 배즙의 pH와 유사함을 알 수 있었다. 고온처리 배즙과 저온처리 배즙의 명도L값은 각각 53.86, 85.00, 적색도 a값은 21.16, —3.15, 황색도 b값은 38.90, 49.86이었다. 고온처리 배즙의 경우 L값이 낮았는데, 이는 배 생과즙, 90℃에서 2분간 데친 후 착즙한 배즙, 100℃에서 30분 동안 가열 착즙한 배즙의 경우 L값이 가열온도가 높아짐에 따라 크게 감소했다는 연구결과(Choi JH 등 1998)와 같은 경향이었다. 또한, 고온에서 장시간 가열에 의한 마이야르 반응(Fenanders LI & McLellan MR 1992)에 기인한 것으로 생각된다.

3. 배즙 첨가 식빵의 무게, 부피, 비용적, 수분함량

배즙 첨가 식빵의 무게, 부피, 비용적, 수분함량의 결과는 Table 4와 같다. 식빵의 무게는 대조군 A의 경우 522.64 g이었고, 고온처리 배즙 첨가 식빵 B와 C는 각각 493.40 g, 492.02 g, 저온처리 배즙 첨가 식빵 D와 E는 각각 513.02 g, 510.64 g이었다. 배즙 첨가 식빵의 무게는 감소하였으며, 고온처리 배즙 첨가 식빵의 무게가 더 많이 감소하였다. 식빵의 최종 무게는 오븐 내의 고온에 의한 수분의 증발, 알코올 휘발, 탄산가스 증발에 영향을 받는다고 하였다(Shin S & Shin GM 2018). 배즙 첨가 식빵의 무게가 감소된 것은 배즙 첨가에 따른 발효 방해 및 수분 증발에 의한 것으로 판단된다. 식빵의 부피는 대조군 A의 경우 2,017.84 mL, 고온처리 배즙 첨가 식빵 B와 C는 각각 2,101.24 mL, 2,143.76 mL, 저온처리 배즙 첨가 식빵 D와 E는 각각 2,023.74 mL, 2,097.16 mL로 배즙 첨가량이 증가할수록 식빵의 부피가 유의적으로 증가함을 보였다. 식빵의 비용적은 대조군 A의 경우 3.861 mL/g, 고온처리 배즙 첨가 식빵 B와 C는 각각 4.259 mL/g, 4.357 mL/g, 저온처리 배즙 첨가 식빵 D와 E는 각각 3.945 mL/g, 4.107 mL/g으로 배즙 첨가량이 증가할수록 식빵의 비용적이 높게 나왔다. 특히 고온처리 배즙 첨가 식빵의 부피가 커서 비용적이 높게 나왔으며, 다음 저온처리 배즙 첨가 식빵, 대조군 식빵의 순이었다. 일반적으로 빵의 부피와 무게는 밀가루의 단백질함량과 품질, 글루텐 형성정도, 첨가재료의 종류, 발효, 가열과정 등 여러 가지 요인에 영향을 받는다고 하였으며(Kim SK 등 1978), 특히 낮은 pH 조건에서 당이 증가하면 가스 발생력이 높아져 제품의 부피가 증가한다고 하였는데(Choi OJ 등 1999), 본 연구에서 식빵 제조시 pH가 약 4.7로 낮고, 당도는 12.8 °Brix인 배즙을 첨가하였기 때문에 배즙을 첨가한 모든 식빵의 부피가 증가한 것으로 생각된다.

Table 4.

Loaf weight, loaf volume, specific volume and moisture content of breads added with pear juice

식빵의 수분함량은 대조군 A의 경우 25.20%, 고온처리 배즙 첨가 식빵 B와 C는 각각 26.23%, 26.30%, 저온처리 배즙 첨가 식빵 D와 E는 각각 27.30%, 27.33%이었다. 배즙 첨가 식빵의 수분함량은 대조군 식빵의 수분함량보다 약간 증가하였으나, 배즙의 첨가량에 따른 유의적인 차이는 없었다.

4. 배즙 첨가 식빵의 색도

배즙 첨가 식빵의 내부색(crumb)과 표면색(crust)의 색도는 Table 5와 같다. 배즙 첨가 식빵의 내부색의 L값은 대조군 식빵의 내부색의 L값보다 감소하였으며, 고온처리 배즙 첨가 식빵에서 더 많이 감소하는 경향을 보였다. 배즙 첨가 식빵의 내부색의 a값은 대조군 식빵의 값보다 증가하였으며, 배즙 첨가 식빵의 내부색의 b값은 대조군 식빵의 값보다 감소하는 경향을 보였다. 식빵의 표면색의 L값, a값, b값의 경우도 식빵 내부의 색도 값과 같은 경향이었다. 양배추 추출액과 양배추 분말 첨가 식빵의 내부색과 표면색을 관찰한 결과, 전체적으로 L값은 낮았으며, 첨가량이 많아질수록 L값은 감소하였고, a값과 b값은 증가한다고 보고하였다(Shin S & Shin GM 2018). Lee SH & Bae JH(2015)는 적포도주를 첨가한 경우 빵의 L값은 감소하고 b값은 증가한다고 하였으며, 포도씨 추출물을 첨가한 식빵(Chung HC & Kwon OJ 2012)과 양파즙을 첨가한 식빵(Lee HJ 등 2009)의 연구에서도 기능성 재료의 첨가량을 증가함에 따라 색이 점차 어두워져 L값은 감소한 반면, a값과 b값은 점차 증가한다고 보고하였다. 배즙 열처리에 의해 배즙 고유의 미황색에서 갈색으로 변한 배즙을 식빵에 첨가함에 따라 식빵의 색도에 영향을 미친 것으로 사료된다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 배즙 첨가 식빵의 색도는 배즙 열처리 온도가 높을수록 a값은 증가하였고, L값은 감소하여 식빵의 내부 및 표면색이 어두워지는 경향을 나타내는 것으로 판단된다.

Table 5.

Hunter's color value of breads added with pear juice

5. 배즙 첨가 식빵의 조직감

배즙 첨가 식빵의 조직감 측정 결과는 Table 6과 같다. 배즙 첨가 식빵의 경도는 배즙 첨가량이 증가함에 따라 대조군 식빵의 경도보다 감소하였으며, 특히 고온처리 배즙 첨가 식빵에서 더 많이 감소하였다. 배즙 첨가 식빵의 응집성은 69.47∼82.09%로 대조군 식빵의 응집성 96.25%보다 낮은 값을 나타내었으며, 배즙 첨가량과 배즙 열처리 온도에 따른 차이는 크지 않았다. 배즙 첨가 식빵의 탄력성은 85.60∼102.88%로 대조군 식빵의 85.27%보다 높은 값을 나타내었다. 배즙 열처리 온도에 따라 유의적인 차이를 보였으며, 특히 고온처리 배즙 첨가 식빵에서 더 많이 증가하였다. 배즙 첨가 식빵의 검성은 26.39∼32.01 g/cm²로 대조군 식빵의 검성 34.26 g/cm²보다 낮은 값을 나타내었다. 식빵의 검성은 배즙 첨가량과 배즙 열처리 온도에 따라 유의적인 차이를 보였으며, 특히 고온처리 배즙 첨가 식빵에서 더 많이 감소하였다.

Table 6.

Texture profile of breads added with pear juice

배즙을 첨가한 경우 식빵의 경도가 유의적으로 낮아짐을 알 수 있는데, 빵의 경도에 영향을 미치는 요인으로 빵의 수분함량, 기공의 발달 정도 및 부피 등이 있으며, 기공이 잘 발달된 빵은 부피가 크고 부드러움이 증가하여 경도가 낮다고 보고하였다(Kwon EA 등 2003).

6. 배즙 첨가 식빵의 관능검사

배즙 첨가 식빵의 관능검사결과는 Table 7과 같다. 특성차이조사의 항목 중 식빵의 표면색, 내부색, 기공의 균일성, 구수한 맛, 경도 항목에서 유의적인 차이를 보였으며(p<0.001), 부푼 정도, 구수한 냄새, 탄력성 항목에서는 시료 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 식빵의 표면색과 내부색, 부푼 정도는 고온처리 배즙 75% 첨가 식빵에서 가장 높은 점수를 얻었으며, 기공의 균일성과 구수한 맛은 저온처리 배즙 75% 첨가 식빵에서 가장 높은 점수를 나타냈다. 식빵의 구수한 냄새와 경도는 배즙을 첨가하지 않은 대조군 식빵에서 가장 높았으며, 탄력성은 저온처리 배즙 50% 첨가 식빵에서 가장 높게 나타났다. 배즙을 첨가한 식빵의 기호도 조사 결과에서는 저온처리 배즙 75% 첨가 식빵이 가장 높은 점수를 보였다. 대봉감 퓨레를 첨가한 우리밀 식빵의 품질 특성(Ren CS 등 2014)의 기호도 조사 결과에서, 반죽에 첨가하는 물을 감퓨레 100% 대체한 식빵에서 전반적인 기호도가 가장 높은 점수를 보였다. 최근에 다양한 원재료를 사용하여 빵의 색상과 건강에 대한 고정관념이 점차 완화되고 있으며 첨가되는 재료의 황갈색이 식빵표면의 색과 어울리기 때문으로 판단될 수도 있다고 하였다(Lee GH 등 2013).

Table 7.

Sensory characteristics of breads added with pear juice

7. 배즙 첨가 식빵의 항산화 활성

배즙 첨가 식빵의 항산화 활성을 DPPH 유리 라디칼 소거법으로 측정한 결과는 Fig. 1과 같다. 배즙 첨가 식빵의 DPPH 유리 라디칼 소거능은 대조군 식빵 A는 14.54%, B는 39.23%, C는 51.56%, D는 59.87%, E는 60.70%으로 배즙 첨가량이 증가함에 따라 증가하고, 특히 저온처리 배즙 첨가 식빵의 항산화 활성이 높은 것으로 확인되었다. 대조군 식빵보다 배즙 첨가 식빵의 항산화 활성이 높은 것은 신고배로부터 분획된 폴리페놀 화합물이 주된 원인물질인데(Hwang IG 등 2006), 이러한 물질들이 배즙 첨가 식빵에 함유되어 있기 때문으로 사료된다. 또한, DPPH 유리 라디칼 소거능은 가열 배즙 39.6%, 청징배즙 49.3%로 착즙액 30.3%보다 항산화 활성이 증가하였다고 보고되었다(Choi JH 등 2013). 본 연구에서도 대조군 식빵보다 배즙의 원료로 신고배를 사용하여 과 육뿐 아니라 과피까지 가열한 배즙을 첨가한 식빵에서 DPPH 유리 라디칼 소거능이 증가하는 것으로 나타났다. 특히 저온처리 배즙을 첨가한 식빵의 항산화 활성의 증가 결과는 배즙의 우수한 품질 특성으로 건강 기능성 식품이 될 것으로 생각된다. 마테분말 첨가 식빵(Lee MH 2018), 어성초 분말 첨가 식빵(Park LY 2015), 아로니아 첨가 식빵(Yoon HS 등 2014)에서도 각각의 부재료 첨가에 의해서 DPPH 유리 라디칼 소거능이 유의적으로 증가한다고 하였는데, 이들 물질에 함유된 총 폴리페놀에 의한 것이라고 보고하였다.

Fig. 1.

Antioxidant activity of breads added with pear juice. Data represents mean±S.D. A: Bread added with 0% pear juice, B: Bread added with 50% pear juice by high temperature treatment condition, C: Bread added with 75% pear juice by high temperature treatment condition, D: Bread added with 50% pear juice by low temperature treatment condition, E: Bread added with 75% pear juice by low temperature treatment condition.

요 약

본 연구는 열처리 조건에 따라 다르게 제조한 배즙을 첨가한 식빵의 품질 특성을 조사하였다. 배즙은 고온처리(100℃, 2 hr)와 저온처리(75℃, 4 hr) 조건으로 제조하였으며, 식빵은 식빵 반죽시 사용되는 물 대신에 배즙 0%, 고온처리 배즙 50%와 75%, 저온처리 배즙 50%와 75%를 첨가하여 대조군과 4종의 배즙 첨가 식빵을 제조하였다. 배즙 첨가 식빵의 무게, 부피, 비용적, 수분함량, 색도, 조직감, 관능검사 및 항산화 활성을 측정하였다. 식빵의 부피와 비용적은 배즙 첨가량이 증가할수록 증가하였으며, 수분함량은 배즙의 첨가량에 따른 유의적인 차이는 없었다. 식빵의 색도는 배즙 열처리 온도가 높을수록 a값은 증가하였고, L값은 감소하여 식빵의 내부 및 표면색이 어둡게 나타났다. 식빵의 경도는 배즙 첨가량이 증가함에 따라 감소하였으며, 특히 고온처리 배즙 첨가 식빵에서 더 많이 감소하였다. 식빵의 검성은 배즙 첨가량과 배즙 열처리 온도에 따라 유의적인 차이를 보였으며, 특히 고온처리 배즙 첨가 식빵에서 더 많이 감소하였다. 관능검사 결과, 식빵의 표면색, 내부색, 기공의 균일성, 구수한 맛, 경도 항목에서 유의적인 차이를 보였으며(p<0.001), 부푼 정도, 구수한 냄새, 탄력성 항목에서는 시료 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 배즙을 첨가한 식빵의 기호도 조사 결과, 저온처리 배즙 75% 첨가 식빵이 가장 높은 점수를 보였다. 배즙 첨가 식빵의 DPPH 유리 라디칼 소거능은 배즙 첨가량이 증가함에 따라 증가하고, 특히 저온처리 배즙 첨가 식빵의 항산화 활성이 높은 것으로 확인되었다.

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