KR102653907B1

KR102653907B1 - 메밀과 다시마 성분을 함유하는 빵의 제조방법

Info

Publication number: KR102653907B1
Application number: KR1020210186406A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 이명헌
Original assignee: 김성훈
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2024-04-01
Also published as: KR20230096680A

Abstract

본 발명은 메밀 전초와 다시마의 열수추출물을 빵의 반죽에 포함시켜 메밀과 다시마의 효능을 부여한 빵의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 방법으로 제조되는 빵은 항산화 활성이 높은 메밀과 다시마를 빵의 반죽에 포함시켜 인체의 건강 유지 및 질환 예방에 유용한 효과를 제공하고, 빵의 섭취 후 소화기관을 거치는 동안 유용성분이 파괴되지 않고 소장까지 도달하므로 메밀과 다시마의 효능이 체내에서 온전히 발휘될 수 있다.

Description

메밀과 다시마 성분을 함유하는 빵의 제조방법{Method for Manufacturing Bread Containing Buckwheat and Kelp Ingredient}

본 발명은 메밀 전초와 다시마의 열수추출물을 빵의 반죽에 포함시켜 메밀과 다시마의 효능을 부여한 빵의 제조방법에 관한 것이다.

현대인의 식생활이 점차 서구화 및 다양화되고 있으며, 편리한 식생활을 추구하는 경향과 바쁜 현대인들의 일상으로 인해 밥을 대신하여 빵의 소비가 꾸준히 증가하고 있다.

일반적으로 빵은 곡식가루에 소금, 설탕, 베이킹파우더 등을 물과 함께 반죽하여 발효시킨 다음 굽거나 찐 음식으로서, 내부에 팥 등의 소(filling)를 넣어 제조하기도 하며, 반죽의 형태, 발효, 굽기의 차이에 따라 다양한 종류의 빵을 제조할 수 있다.

빵은 크게 효모(yeast)로 서서히 발효시키는 발효빵(이스트 브레드)과 베이킹파우더를 써서 급히 부풀리는 무발효빵(퀵브레드)으로 분류할 수 있으며, 영양적인 측면에서 탄수화물인 밀가루가 주재료이므로 칼로리원 식품으로 가치가 있고, 반죽에 포함되는 부재료, 소, 익히는 방법 등에 따라 다양한 식감 및 풍미를 가지는 빵을 제조할 수 있다.

이러한 빵의 주재료인 밀가루는 글루텐이 풍부하여 반죽에 유리하기 때문에 각종 면(麵)류 또는 과자를 제조하는데 널리 사용되어 왔으나, 밀가루의 탄수화물은 체내흡수가 빠르고 상대적으로 포만감을 덜 느끼게 하여 비만, 당뇨 등을 비롯한 성인병을 유발하는 원인으로 지목되고 있으며, 밀가루에 함유된 글루텐은 소화장애와 두통을 유발하기도 한다.

소비자의 식생활 수준이 다양화, 고급화되면서 맛뿐만 아니라 영양 및 기호성 면에서 소비자의 요구 수준이 높아지고 있으며, 이에 따라 빵에 여러 가지 유용성분이 함유된 부재료를 첨가하거나 주재료인 밀가루를 대신하여 영양학적으로 우수한 재료를 사용하여 빵의 기능성을 높이고자 하는 노력이 진행되고 있다.

예를 들어, 빵 제조시 밀가루에 메밀 성분을 첨가하여 밀가루 빵의 단점을 보완하고자 하는 방안이 제시되어 있으며, 메밀은 플라보노이드(flavonoid)의 일종인 루틴(rutin)이 많이 함유되어 있어서 고혈압의 예방과 치료에 효과가 있고, 혈관계 질환의 치료, 폐출혈 예방, 항염증성의 약리효과, 모세혈관 강화 등 천연 화합물로서 의학적인 효과를 가지고 있다.

이러한 메밀의 효능을 빵에 부여한 예로서, 한국등록특허공보 제0750952호에는 발아메밀을 동결건조하여 분쇄한 후 밀가루와 혼합하고 반죽하여 굽는 발아메밀분말 함유 빵의 제조방법이 제안되었다.

상기 발명은 메밀을 발아시켜 인체에 유익한 루틴 함랑을 증가시키면서 제빵성을 악화시키는 주요 요인인 α-아밀라이제(α-amylase)를 억제함으로써, 빵의 기능성을 향상시키고 빵의 볼륨감과 조직감을 높여서 제빵적성이 우수한 건강 기능성 빵을 제조할 수 있다.

그러나 메밀은 보존성이 다른 식품보다 낮아서 온도, 습도가 높은 조건하에서 변질되기 쉽고, 밀가루와 같이 반죽 과정에서 글루텐을 형성할 수 없어서 점성과 탄성이 낮으므로 빵의 기호도를 떨어뜨리는 단점이 있다.

이에, 한국등록특허공보 제1708972호에는 메밀로 발효력과 저장성이 좋은 발효종을 제조한 후 이를 이용하여 빵을 제조하는 방법이 제안되었으며, 메밀가루, 밀가루, 효모 및 물을 혼합하고 발효시켜 메밀 발효종을 제조한 후, 메밀가루, 밀가루, 상기 제조된 메밀 발효종, 소금 및 물을 혼합하고 반죽하여 메밀 발효종 반죽을 제조한 다음, 상기 메밀 발효종 반죽을 이용하여 빵을 제조한다.

상기 발명은 효모로서 사카로미세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae), 샌프란시스코 발효종(San Francisco sourdough)에서 분리된 사카로마이세스 엑시구스(Saccharomyces exiguus), 스트렙토미세스 이누시타투스(Streptomyces inusitatus), 사카로마이세스 우바륨(Saccharomyces uvarum) 등을 사용하고, 수분함량이 많아서 효모의 활동이 활발하며, 짧게는 2 시간에서 최대 24 시간까지 발효와 휴지를 반복하면서 본 반죽에 일부를 떼어서 사용한다.

반죽을 나누어 추후 반죽에 사용하여 풍미가 증가하고, 소금이 효모 이외의 미생물 생육을 억제시켜 발효력과 저장성이 좋은 발효종을 제조할 수 있으며, 이러한 발효종을 이용하여 빵을 제조함으로써 빵의 기호도와 저장성이 향상된다.

그런데 메밀의 유효성분인 루틴은 플라보놀 배당체의 일종으로서, 플라보놀 배당체는 강산과 접하면 산이 촉매로 작용하여 비배당체로 전환되는 산가수분해가 일어나는데, 상기 메밀 발효종 빵을 섭취하면 메밀의 루틴 성분이 위액의 강산과 접촉하여 가수분해되므로 메밀을 빵에 혼합하여도 메밀의 효능을 인체가 충분히 흡수하지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 메밀과 다시마 성분을 빵의 반죽에 포함시켜 이들이 가지는 유용한 효능이 인체에서 충분히 흡수될 수 있도록 하는 빵의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 메밀 전초와 다시마를 세척하여 건조한 후 분쇄하여 혼합분말을 준비하는 단계; 상기 혼합분말에 중량기준 25~35 배수의 물을 가하고 90~100 ℃에서 3~5 시간 가열한 다음 여과하여 잔사가 제거된 1차 열수추출물을 얻는 단계; 상기 잔사에 중량기준 25~35 배수의 물을 가하고 90~100 ℃에서 3~5 시간 가열한 다음 여과하여 잔사가 제거된 2차 열수추출물을 얻는 단계; 상기 1차 열수추출물과 2차 열수추출물을 혼합하고 부피가 처음의 5~15 %가 되도록 농축한 다음 건조하여 농축분말을 제조하는 단계; 메밀과 서목태를 물에 침지하여 수분함량이 34~38 중량%가 되도록 한 후 물을 빼주는 단계; 상기 물을 뺀 메밀 70~90 중량%, 물을 뺀 서목태 5~15 중량% 및 다시마 분말 5~15 중량%를 혼합하여 증자한 후 냉각시키는 단계; 상기 냉각된 메밀. 서목태 및 다시마 분말에 누룩곰팡이를 0.5~3.0 중량%의 비율로 접종하고 20~30 ℃에서 45~55 시간 발효시키는 단계; 상기 발효물을 건조하고 분쇄하여 곡류 효소를 제조하는 단계; 물에 밀가루, 메밀가루, 계란, 설탕, 탈지분유, 소금, 효모, 상기 농축분말 및 상기 곡류 효소를 혼합하여 반죽한 후 버터를 첨가하여 다시 반죽하는 단계; 상기 반죽물을 온도 25~30 ℃, 습도 80~90 %에서 80~100 분간 1차 발효시키는 단계; 상기 1차 발효물을 분할하여 실온에서 10~30 분간 2차 발효시키는 단계; 상기 2차 발효물의 가스를 빼고 둥글리기한 다음 온도 35~40 ℃, 습도 85~95 %에서 40~60 분간 3차 발효시키는 단계; 및 상기 3차 발효물을 굽는 단계;를 포함하는 빵의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 반죽물은 물 100 중량부에 밀가루 120~160 중량부, 메밀가루 40~60 중량부, 계란 15~25 중량부, 설탕 10~20 중량부, 탈지분유 5~15 중량부, 소금 1~7 중량부, 효모 1~7 중량부, 농축분말 1~7 중량부, 곡류 효소 1~5 중량부 및 버터 15~25 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

삭제

또한, 상기 곡류 효소를 히드록시프로필 메틸셀룰로오스로 코팅하는 것이 바람직하고, 상기 히드록시프로필 메틸셀룰로오스는 메톡시기와 히드록시프로폭시기가 치환도 19~30:4~12의 비율로 구성되는 것이 더욱 바람직하다.

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본 발명의 방법으로 제조되는 빵은 항산화 활성이 높은 메밀과 다시마를 빵의 반죽에 포함시켜 인체의 건강 유지 및 질환 예방에 유용한 효과를 제공하고, 빵의 섭취 후 소화기관을 거치는 동안 유용성분이 파괴되지 않고 소장까지 도달하므로 메밀과 다시마의 효능이 체내에서 온전히 발휘될 수 있다.

체내에는 산화 촉진물질과 산화 억제물질이 균형을 이루고 있는데, 산화 균형이 깨져 산화촉진 쪽으로 기울면 세포에 해로운 영향을 끼치게 되는 것으로 알려져 있고 이러한 유해작용을 산화적 스트레스라고 한다.

이론적으로 체내에서 산화적 스트레스와 이에 대항하는 항산화성 방어 체계가 불균형해질 때 항산화 물질을 추가하면 산화성 피해를 제한할 수 있으며, 항산화 물질 중 플라보노이드는 지질의 산화, 활성산소 및 산화적 스트레스를 막는 역할을 함으로서 노화를 예방하거나 지연하는 효과가 있다고 알려져 있다.

천연물질 중에서 메밀과 다시마에 플라보노이드 성분이 다량 함유되어 있어서 이들의 항산화력이 매우 높으므로, 본 발명에서는 메밀과 다시마를 열수추출한 후 밀가루와 메밀가루의 혼합분말에 첨가하여 건강에 좋은 기능성 빵을 제조한다.

메밀은 생육기간이 60~80 일 정도로 짧고 서늘한 기후에서 잘 자라며, 병충해에 강한 특성이 있어서 많은 양의 화학비료와 농약을 사용할 필요가 없는 무공해 작물이다.

메밀의 플라보노이드 성분으로는 루틴을 비롯하여 퀘르세틴(quercetin), 이소퀘르세틴(isoquercetin), 마이레세틴(myrecetin), 퀘르시트린(quercitrin) 등이 알려져 있고 이들 화합물의 항산화 작용, 혈압 저하 작용, 혈관 수축 작용, 항균 작용 등 생체조절기능이 밝혀져 있으며, 특히 메밀 단백질 중에는 글로불린(globulin)과 알부민(albumin) 등이 60 % 이상 함유되어 있는 반면에 프롤아민(prolamin)과 글루텔린(glutelin) 함량은 14 % 내외로 비교적 적은편이어서 글루텔린 함량이 많은 밀가루 단백질 조성과 대조를 이루고 있다.

또한, 메밀의 필수아미노산 함량은 밀 또는 귀리보다 많아서 영양적 가치가 높고, 메밀의 지방산은 올레익산(oleic acid)과 리놀레익산(linoleic acid)이 주성분이며, 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid)이 다른 곡류에 비하여 높다.

메밀은 과거에 구황작물로 이용되어 왔으나 최근에는 비만증, 고혈압, 당뇨 등에 유효할 뿐만 아니라 글루텐 프리 식품으로도 인정되고 있고 건강을 위한 별미식품으로 인식되어 소비량이 꾸준히 증가하는 추세이다.

특히, 메밀은 알곡에 비하여 전초(全草)에 식이섬유(dietary fiber), 루틴, 플라보노이드, 폴리페놀(polyphenol) 함량이 매우 높아서 메밀 전초를 사용하는 것이 바람직하고, 사용상 편의를 위하여 메밀 전초 중 경엽(莖葉) 부위를 사용하는 것이 좀 더 바람직하다.

다시마는 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등 인체의 생리대사에 관여하는 무기질을 다량 함유하고 갑상선 호르몬의 주성분인 요오드를 4000 ppm 이상 함유하고 있어서 인체에 부족한 무기질을 채워줄 뿐만 아니라, 우론산(uronic acid)의 복합체인 알긴산(alginic acid), 황산기를 함유한 산성 다당으로서 후코이단(fucoidan), 라미나란(laminaran)과 같은 식이섬유의 보고로 알려져 있다.

먼저, 메밀과 다시마의 열수추출물을 제조한다.

메밀(전초 또는 경엽)과 다시마를 중량기준 2:8 내지 8:2의 비율로 혼합하여 물로 세척한 후 건조하며, 건조물을 600 ㎛ 이하의 크기가 되도록 분쇄하여 메밀과 다시마가 혼합된 분말을 준비한다.

상기 혼합분말에 중량기준 25~35 배수의 물을 가하고 90~100 ℃에서 3~5 시간 가열한 다음 여과하여 잔사(殘渣)가 제거된 1차 열수추출물을 얻으며, 동일한 방법으로 상기 잔사에 중량기준 25~35 배수의 물을 가하고 90~100 ℃에서 3~5 시간 가열한 다음 여과하여 잔사가 제거된 2차 열수추출물을 얻는다.

상기 1차 열수추출물과 2차 열수추출물을 혼합하고 부피가 처음의 5~15 %가 되도록 농축한 다음 건조하여 메밀과 다시마의 열수추출 농축분말을 제조한다.

다음은 상기 메밀과 다시마의 열수추출 농축분말을 밀가루와 메밀가루가 혼합된 반죽에 첨가하여 빵을 제조한다.

물에 밀가루, 메밀가루, 계란, 설탕, 탈지분유, 소금, 효모 및 상기 열수추출 농축분말을 혼합하여 반죽한 후 버터를 첨가하여 다시 반죽하며, 상기 반죽물을 온도 25~30 ℃, 습도 80~90 %에서 80~100 분간 1차 발효시킨다.

상기 재료의 혼합비는 물 100 중량부 기준 밀가루 120~160 중량부, 메밀가루 40~60 중량부, 계란 15~25 중량부, 설탕 10~20 중량부, 탈지분유 5~15 중량부, 소금 1~7 중량부, 효모 1~7 중량부, 상기 열수추출 농축분말 1~7 중량부 및 버터 15~25 중량부인 것이 바탐직하고, 물 100 중량부 기준 제빵개량제 1~5 중량부, 비타민 미네랄 믹스 0.5~3.0 중량부 및 식이섬유 0.5~3.0 중량부를 추가할 수도 있다.

상기 비타민 미네랄 믹스는 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E, 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 칼슘 판토테네이트(calcium pantothenate), 니아신(niacin), 엽산(folic acid) 등의 비타민과, 철, 아연 등의 미네랄을 포함할 수 있다.

상기 1차 발효물을 적당한 크기로 분할하여 실온에서 다시 10~30 분간 2차 발효시키며, 상기 2차 발효물의 가스를 빼고 둥글리기한 다음 온도 35~40 ℃, 습도 85~95 %에서 40~60 분간 3차 발효시킨다.

상기 3차 발효물을 160~200 ℃에서 20~40 분간 구워서 빵을 제조한다.

상기와 같이 제조된 빵은 밀가루에 메밀이 함유되어 메밀의 향과 맛이 부가되고 경도, 탄력성, 응집성, 검성, 씹힘성이 증가하여 씹는 식감이 향상되며, 특히 메밀의 유용성분이 빵에 함유되어 영양학적으로 우수한 기능성 빵을 제조할 수 있다.

빵의 기능성을 좀 더 높이기 위하여 빵 제조시 메밀과 다시마 성분을 포함하는 곡류 효소를 첨가할 수도 있으며, 상기 곡류 효소는 메밀, 서목태 및 다시마 분말에 누룩곰팡이 종균을 접종하여 발효시킨 후 건조 및 분쇄하여 제조될 수 있으며, 상기 반죽시 물 100 중량부 기준 곡류 효소 1~5 중량부를 첨가할 수 있다.

서목태는 식이섬유가 풍부하게 함유되어 있어서 포만감을 주므로 체중관리에 도움을 주고 당뇨 예방, 피부 관리, 야맹증에 효과가 있으며, 해독력이 뛰어나 체내의 독성을 풀어주는 역할을 한다.

먼저, 메밀과 서목태를 물로 세척하고 물에 침지하여 수분함량이 34~38 중량%가 되도록 하며, 메밀은 20~30 ℃의 물에 40~80 분간, 서목태는 20~30 ℃의 물에 100~140 분간 침지하면 상기 수분함량을 맞출 수 있고, 침지 후 40~80 분간 채반 등에 건져두어 물을 빼준다.

상기 메밀로서 메밀 알곡과 메밀 전초(또는 경엽)를 5~8:1~2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 후공정인 발효를 원할하게 하고 효소의 항산화력 및 활성을 증대하는 점에서 가장 바람직하다.

다시마를 물에 50~70 분간 침지한 후 40~60 ℃에서 10~15 시간 건조하고 850 ㎛ 이하의 크기가 되도록 분쇄하여 다시마 분말을 준비한다.

메밀 70~90 중량%, 서목태 5~15 중량%, 다시마 분말 5~15 중량%의 비율로 혼합하고 95~100 ℃에서 40~80 분간 증자한 후 100~140 분간 냉각시키며, 여기에 누룩곰팡이를 0.5~3.0 중량%의 비율로 접종하고 20~30 ℃에서 45~55 시간 발효시키며, 발효 중 가끔 섞어주어 발효가 균일하게 진행되도록 한다.

상기 발효된 곡류를 35~45 ℃에서 10~15 시간 건조하고 분쇄하여 곡류 효소를 제조한다.

상기 곡류 효소는 생체 내의 화학반응을 매개하는 촉매로서, 음식물의 소화흡수를 돕고 신진대사를 촉진하며 신체의 기능이 원활해지도록 도와서 건강 유지 및 질환 예방에 도움을 주는 유용한 효과를 발휘한다.

상기 발효에 사용되는 누룩곰팡이는 시중에서 구입하거나 미생물 분양기관에서 분양받아 사용할 수 있으나, 전통 누룩에서 누룩곰팡이를 분리하고 배양하여 종균을 직접 제조하여 사용할 수 있으며, 누룩곰팡이 종균의 제조방법을 예시하면 다음과 같다.

먼저, 누룩을 분쇄하여 멸균수와 혼합하고 100~150 rpm으로 8~12 분간 현탁한 후 멸균수를 추가하여 희석하며. 상기 희석액을 MEA(malt extract agar) 평판배지에 도말하여 23~27 ℃에서 4~6 일간 1차 배양하고 배양된 곰팡이 콜로니(colony)를 순수분리한다.

상기 분리한 곰팡이 균주를 세균으로부터의 오염을 방지하기 위하여 DRBC(dichloran rose bengal chloramphenicol agar) 배지에 도말하여 23~27 ℃에서 4~6 일간 2차 배양하고, 상기 2차 배양액 균주를 YM(yeast malt) broth 배지에 접종하고 33~37 ℃의 진탕항온수조(shaking water bath)에서 100~150 rpm으로 교반하면서 10~15 시간 3차 배양한다.

상기 배양액에서 전분 및 단백질 분해활성이 높은 균주를 선발하기 위하여, 상기 3차 배양액을 0.5~2.0 %(w/v) 농도의 가용성 전분 또는 1~5 %(w/v) 농도의 탈지유가 함유된 YM 한천배지에 점적(點滴)하고 33~37 ℃에서 12~20 시간 4차 배양한 후 배지 위에 형성된 투명환의 크기가 큰 균주를 선별한다.

다음은 상기 선별된 균주를 이용하여 종균을 제조한다.

음용수 100 중량부에 밀기울 0.5~3.0 중량부, 대두분말 0.5~3.0 중량부, 미강 0.5~3.0 중량부, 효모(yeast) 0.1~1.0 중량부를 혼합하여 양액(nutrient solution)을 준비하고, 상기 양액을 고온 및 고압, 예를 들어 115~125 ℃, 10~20 psi에서 10~20 분간 살균한다.

상기 살균한 양액에 상기 선별된 균주를 접종하고 진탕항온수조를 이용하여 28~32 ℃, 100~150 rpm에서 20~30 시간 5차 배양하며, 동일한 방식으로 상기 살균한 양액에 상기 5차 배양액을 접종하고 진탕항온수조를 이용하여 28~32 ℃, 100~150 rpm에서 20~30 시간 6차 배양한다.

현미를 물로 세척하고 물에 20~30 시간 침지한 후 건져두어 물을 빼주며, 이를 90~100 ℃에서 20~30 시간 증자하고 냉각한 후 여기에 상기 6차 배양액을 접종하여 충분히 섞어주고 온도 23~27 ℃, 습도 85~95 %를 유지하면서 40~55 시간 7차 배양하여 발효 종균을 제조하고, 상기 발효 종균을 25~35 ℃에서 10~15 시간 건조하여 누룩곰팡이 종균을 제조한다.

그런데 상기의 누룩곰팡이 종균으로 제조된 곡류 효소는 단백질의 일종으로서 이를 섭취하면 인체의 위에서 분비되는 위산과 소화기관에서 분비되는 단백질분해효소에 의해 분해되어 그 효능을 충분히 발휘하기 어려운 단점이 있으므로, 곡류 효소가 위에서 파괴되지 않고 소장까지 효소의 단백질 구조를 유지한 상태에서 도달되도록 하는 것이 필요하다.

이를 위하여 상기 제조된 곡류 효소를 히드록시프로필 메틸셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose, HPMC)로 코팅하는 것이 바람직하며, HPMC는 비이온성을 나타내어 물에 대한 용해도가 높고 낮은 온도에서도 잘 용해되어 점성이 있는 콜로이드 용액을 형성하며, 일반적으로 무미, 무취의 백색 분말로서 자극성, 독성이 없고 인체에 무해하다.

HPMC는 셀룰로오스의 히드록시기(-OH) 또는 히드록시메틸기(-CH₂OH)의 수소가 메틸기와 히드록시프로필기로 치환되어 있고 메틸기와 히드록시프로필기의 치환비율에 의해 HPMC의 타입이 결정되며, 치환기의 구조적 특성에 의해 물에 대한 용해도가 우수하고 점성 및 겔 득성 등 다양한 성질을 발현한다.

HPMC는 구조 내의 소수성 작용기들 사이의 상호작용에 의해 그물망 구조를 형성하고 높은 온도에서는 겔(gel)로 존재하고 낮은 온도에서는 졸(sol)로 존재하는 상전이 현상을 가지고 있으며，치환도에 따라 겔이 형성되는 온도와 겔의 강도에서 차이가 나고 용액상태에서도 고점도로 존재하거나 열에 의한 겔 특정이 발현된다.

이러한 특성을 이용하여, HPMC를 물에 용해시킨 후 건조하여 물을 제거하면 투명하고 강도가 우수한 코팅막을 형성하므로，HPMC를 물에 용해시킨 후 곡류 효소를 혼합하여 가열하면 HPMC가 겔화되면서 곡류 효소 표면에 결착되고 가열에 의해 물이 점차 증발하면서 곡류 효소 표면에 HPMC의 코팅막이 형성된다.

상기 HPMC 코팅막은 느린 표면 침식 특성이 있어서 물에 용해되는 시간이 비교적 길므로 곡류 효소를 포함하는 빵의 섭취시 곡류 효소가 위에서 파괴되지 않고 효소의 단백질 구조를 유지한 상태로 소장까지 도달할 수 있다.

음식물은 종류에 따라 차이가 있으나 통상 위에서 4~6 시간 정도 체류한 후 소장에 도달하고 소장에서 5~8 시간 정도 체류하며, HPMC 코팅막은 코팅두께에 따라 차이가 있으나 물에서 4 시간 후 약 20 % 용해, 6 시간 후 약 40 % 용해, 9 시간 후 약 60 % 용해, 14 시간 후 약 80 % 용해되고, HPMC는 수용액 중에서 pH에 관계없이 일정한 용해 속도를 가진다.

따라서 HPMC로 코팅된 곡류 효소는 위에서 20~40 % 용해된 후 소장으로 이송되고 소장에서 60~80 % 용해되므로, 많은 양의 곡류 효소는 효소의 단백질 구조를 유지한 채 소장으로 이송된다.

곡류 효소가 소장에 체류하는 동안 HPMC 코팅막이 서서히 용해되어 제거되고, HPMC 코팅막이 제거된 곡류 효소는 십이지장에서 분비된 이자액에 의해 각 성분으로 분해되며, 효소 성분은 소장에 이송된 음식물을 체내에 흡수할 수 있도록 분해하여 소화를 도우면서 효소 자체 또한 소장에서 흡수되어 건강에 유익한 작용을 한다.

HPMC가 위에서 용해되는 양을 최소화하여 곡류 효소가 단백질 구조를 유지한 채 소장에 도달되도록 하기 위하여 HPMC의 점도를 높여서 겔 강도를 증가시키는 것이 바람직하며, HPMC의 점도는 메톡시기(-OCH₃)와 히드록시프로폭시기(-OCH₂CH(CH₃)OH)의 비율과 관계가 있고, 메톡시기와 히드록시프로폭시기가 치환도(degree of substitution) 19~30:4~12의 비율로 구성되는 것이 상대적으로 점도가 높다.

상기와 같이 빵 제조시 히드록시프로필 메틸셀룰로오스로 코팅된 곡류 효소를 함유시키면 빵의 섭취 후 소화기관을 거치는 동안 곡류 효소의 유용성분이 파괴되지 않고 소장까지 도달하므로 곡류 효소가 제공하는 소화흡수 촉진, 건강 유지, 질환 예방 등의 효과를 온전히 발휘될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예, 비교예 및 시험예에 의거하여 좀 더 상세하게 설명한다.

단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1>

메밀 경엽과 다시마를 동일 중량비로 혼합하여 흐르는 물에 3 회 세척한 후 65 ℃에서 5 시간 동안 건조하였으며, 이들을 분쇄기로 분쇄한 후 30 mesh(600 ㎛) 표준체로 걸러서 표준체를 통과한 혼합분말을 준비하였다.

상기 혼합분말을 여과백에 넣고 정제수를 중량 기준 30 배수 가한 후 95 ℃에서 4 시간 동안 1차 추출하였으며, 같은 방식으로 상기 1차 추출 잔사에 정제수를 중량 기준 30 배수 가한 후 95 ℃에서 4 시간 동안 2차 추출하였다.

상기 1차 추출 여액과 2차 추출 여액을 합하고 합친 부피의 1/10이 될 때까지 가열농축한 다음 농축액을 동결건조기로 동결건조하여 메밀 전초와 다시마의 열수추출 농축분말을 제조하였다.

밀가루(강력분)와 메밀가루를 체를 치고 건조 효모 20 g을 음용수에 완전히 녹인 다음, 음용수 500 g에 상기 밀가루 700 g, 상기 메밀가루 250 g, 계란 100 g, 설탕 80 g, 탈지분유 50 g, 소금 20 g, 상기 건조 효모액, 상기 열수추출 농축분말 20 g, 제빵개량제 10 g, 비타민 미네랄 믹스 5 g 및 치커리 식이섬유 5 g을 반죽기에 넣어서 2 분간 반죽한 후 버터 100 g을 추가하여 다시 17 분간 반죽하였으며, 반죽물을 손으로 늘여서 신장성, 점성, 글루텐의 상태를 확인하여 파이널 스테이지(final stage) 단계를 확인하였다.

상기 반죽물을 볼(bowl)에 담고 랩을 씌워서 발효기에 넣고 온도 27 ℃, 습도 85 %에서 90 분간 1차 발효시켰으며, 손가락에 밀가루를 묻혀 1차 발효된 반죽물을 찔러서 모양이 잘 유지되는 상태를 확인하고, 1차 발효된 반죽물을 들어서 옆면이 실처럼 잘 늘어져있는 것을 확인하였다.

상기 1차 발효 반죽물을 210 g씩 나누어 나무판자 위에 놓고 랩으로 덮어서 실온에서 20 분간 2차 발효시킨 다음, 2차 발효 반죽물을 두께가 일정하도록 밀대(push stick)로 밀어 펴면서 가스를 빼주고 3 겹 접기를 한 후 둥글게 말고 이음매를 잘 봉해주었다.

빵틀에 쇼트닝(shortening)을 바르고 상기 성형된 반죽을 3 덩어리씩 넣어준 후 온도 38 ℃, 습도 90 %에서 50 분간 3차 발효시켰으며, 빵이 빵틀에서 1 ㎝ 정도 부풀었을 때 3차 발효를 끝내고 윗불과 아랫불 온도 180 ℃의 오븐에서 30 분간 구워서 식빵을 제조하였다.

<실시예 2>

메밀 알곡, 메밀 경엽 및 서목태를 물로 세척한 후 25 ℃의 물에 메밀은 1 시간, 서목태는 2 시간 동안 침지하여 수분함량이 36 중량%가 되도록 한 다음 채반에 담아서 1 시간 동안 물을 빼주었다.

다시마를 물에 1 시간 침지하고 3 회 세척한 후 열풍건조기(JW-500ED, 진우전자, 한국)를 이용하여 50 ℃에서 12 시간 건조하고 850 ㎛(표준체 No. 20) 이하의 크기가 되도록 분쇄하여 다시마 분말을 준비하였다.

상기 물을 뺀 메밀 알곡 60 중량%, 메밀 경엽 20 중량%, 물을 뺀 서목태 10 중량% 및 상기 다시마 분말 10 중량%를 혼합하여 95 ℃에서 1 시간 증자하고 2 시간 동안 냉각시킨 다음 여기에 한국생명공학연구원 생물자원센터(Korean Collection for Type Culture, KCTC)에서 분양받은 아스퍼질러스 오리제 균주를 1 중량%의 비율로 접종하고 25 ℃에서 48 시간 발효시켰으며, 발효 도중에 10 시간마다 뒤섞어 주었다.

상기 발효물을 건조실에서 40 ℃의 온도로 12 시간 건조한 후 조분쇄기(SJC, 승진정밀, 한국)로 분쇄하여 곡류 효소를 제조하였다.

실시예 1의 반죽시 상기 제조된 곡류 효소 15 g을 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식빵을 제조하였다.

<실시예 3>

전통시장에서 3 종의 누룩을 구입하여 분쇄한 후 혼합하여 누룩분말을 준비하였으며, 상기 누룩분말 10 g을 90 ㎖ 멸균수에 넣어 120 rpm에서 10 분간 현탁한 후 멸균수를 추가하여 단계적으로 10^-2~10^-4 배로 희석하였다.

상기 희석액 100 ㎕를 MEA 평판배지에 도말하고 25 ℃에서 5 일 동안 1차 배양한 후 나타난 곰팡이 콜로니를 순수분리하였으며, 분리된 곰팡이 균주를 DRBC 배지에 도말하고 25 ℃에서 5 일 동안 2차 배양한 후 냉장보존하였다.

백금이를 이용하여 상기 2차 배양액을 YM broth 배지 30 ㎖에 접종한 후 35 ℃의 진탕항온수조에서 120 rpm으로 교반하면서 12 시간 동안 3차 배양하고, 상기 3차 배양액 100 ㎕를 1 %(w/v)의 가용성 전분(Difco, 미국) 또는 2 %(w/v)의 탈지유(Difco, 미국)가 함유된 각각의 YM 한천배지(효모추출물 3.0 g, 맥아추출물 3.0 g, 펩톤 5.0 g, 덱스트로스 10.0 g, 한천 20.0 g)에 점적하고 35 ℃에서 16 시간 4차 배양하였다.

4차 배양 후 가용성 전분 배지와 탈지유 배지 각각에 형성된 투명환의 크기를 측정하여 투명환이 큰 균주를 선별하여, 전분 및 단백질 분해효소를 다량 생산하는 균주를 분리하였다.

다음은 음용수 중 밀기울 1 중량%, 대두분말 1 중량%, 미강 1 중량% 및 효모추출물 0.5 중량%를 함유하는 양액 50 ㎖를 고압멸균기(AC-14, JEIO TECH, 한국)에서 121 ℃, 15 psi에서 15 분간 살균한 다음, 여기에 상기 분리된 균주를 지름 6 ㎜ 크기로 잘라서 접종하고 진탕항온수조를 이용하여 30 ℃, 120 rpm에서 1 일간 5차 배양하였다.

동일한 방식으로, 상기 살균한 양액 500 ㎖에 상기 5차 배양액을 접종하고 진탕항온수조를 이용하여 30 ℃, 120 rpm에서 1 일간 6차 배양하였다.

현미를 깨끗한 물로 2 회 세척하고 20 ℃의 물에 24 시간 침지한 후 채반에 담아서 1 시간 동안 물을 빼주었으며, 이를 95 ℃에서 1 시간 증자하고 2 시간 동안 냉각시킨 다음 여기에 상기 6차 배양액을 접종하여 골고루 섞어준 후 발효실에 넣고 온도 25 ℃, 습도 90 %를 유지하면서 48 시간 동안 7차 배양하고 배양 중 2 시간마다 뒤섞어 주었다.

상기 7차 배양액을 30 ℃에서 12 시간 건조하여 고체 종균을 제조하였다.

실시예 2의 아스퍼질러스 오리제 균주 대신에 상기 제조된 고체 종균을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 식빵을 제조하였다.

<비교예 1>

상기 실시예 1에서, 메밀 경엽 대신에 메밀 알곡을 사용하여 열수추출 농축분말을 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식빵을 제조하였다.

<비교예 2>

상기 실시예 1에서, 반죽시 열수추출 농축분말을 사용하지 않고 음용수, 밀가루, 메밀가루, 계란, 설탕, 탈지분유, 소금, 건조 효모액, 제빵개량제, 비타민 미네랄 믹스 및 치커리 식이섬유를 반죽기에 넣어서 반죽한 것을 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 식빵을 제조하였다.

<시험예 1> 항산화능 측정

상기 실시예 1~3 및 비교예 1에서 제조된 식빵의 항산화능을 측정하였으며, 항산화능은 각 군별 시료를 에탄올로 추출한 후 추출물의 전자공여능을 Blois의 방법을 변형하여 측정하였다.

1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH)은 화학적으로 안정화된 수용성 자유라디칼(free radical)로서 517 ㎚에서 특징적인 광흡수를 나타내는 보라색 화합물이며, 항산화 활성이 있는 물질과 접하면 자유라디칼이 소멸되면서 노란색으로 변하게 되는데 이 방법은 육안으로도 쉽게 관찰할 수 있는 대표적인 항산화 실험이다.

구체적으로, 각 군별 시료 25 ㎎에 80 % 에탄올 0.5 ㎖를 가한 후 실온으로 설정한 진탕항온수조(shaking water bath)에 24 시간 동안 150 rpm으로 1 회 교반하여 추출물을 얻은 다음, 각 추출물을 10 분 동안 10000 rpm으로 원심분리하고 상등액을 여과한 후 각각 0.3 mM DPPH 1 ㎖와 혼합하여 1 분 동안 반응시키고 분광광도계(spectrophotometer, Model V-560, Jasco Co., 일본)를 사용하여 517 ㎚에서 흡광도를 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

항산화능 측정결과

	DPPH 라디칼 소거능(%)
실시예 1	45.3
실시예 2	54.7
실시예 3	58.4
비교예 1	38.6
비교예 2	31.3

상기 표 1을 보면, 메밀 경엽과 다시마의 열수추출 농축분말을 포함하는 실시예의 빵이 메밀 알곡과 다시마의 열수추출 농축분말을 포함하는 비교예 1 및 메밀 경엽과 다시마의 열수추출 농축분말을 포함하지 않은 비교예 2에 비하여 항산화능이 좀 더 우수한 것으로 측정되었다.

또한, 실시예에서는 실시예 3 〉실시예 2 〉실시예 1의 순서로 항산화능이 우수하여, 빵의 반죽에 메밀, 서목태 및 다시마를 아스퍼질러스 오리제 균주로 발효시킨 곡류 효소를 추가하면 빵의 항산화 활성이 높아지고, 아스퍼질러스 오리제 균주 대신에 전통 누룩에서 분리한 누룩곰팡이 균주로 발효시킨 곡류 효소를 추가하면 빵의 항산화 활성이 더욱 높아짐을 알 수 있다.

상기와 같이, 빵 제조시 메밀 경엽과 다시마의 열수추출 농축분말을 포함시키면 빵의 항산화 활성이 높아지고, 높은 항산화능은 인체에 노화와 질병을 유발하는 자유라디칼을 제거하여 인체에 유익한 효과를 제공할 것으로 판단된다.

<시험예 2> 식감 분석

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 빵의 경도(hardness), 탄력성(springness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess) 및 씹힘성(chewiness)을 분석하였다.

경도는 빵의 단단한 정도를 나타내고, 탄력성은 변형된 물질이 힘 제거시 원상태로 되돌아가려는 성질로서 입안에서는 고무와 같은 탄력이 느껴지는 감각이라고 할 수 있으며, 응집성은 식품 내 성분과 성분이 밀접하게 결합되어 씹었을 때 쉽게 풀어지지 않고 뭉쳐있어서 쫀득쫀득한 느낌을 주는 성질이라 할 수 있고, 검성은 식품을 삼킬 수 있는 상태까지 씹는 데 필요한 에너지를 나타내며, 씹힘성은 식품을 입에서 씹어야 하는 정도 또는 씹는 데 필요한 노력의 정도라고 할 수 있다.

각 군별 빵을 물성측정기(COMPAC-100, SUN SCIENCE, 일본)를 이용하여 조직감을 분석하였으며, 분석조건은 test type:TPA, measuring type:2-bite compression test, distance format:33 % strain(10 ㎚), load cell:10 ㎏, plunger diameter:35 ㎜, test speed:120 ㎜/min, sample size(width×length×height):3×3×3 ㎝이었고 분석결과를 하기 표 2에 나타내었다.

식감 분석결과

	경도(gf/㎠)	탄력성(%)	응집성(%)	검성(gf)	씹힘성(gf)
실시예 1	226	82	73	245	208
실시예 2	231	80	75	238	210
실시예 3	229	79	74	240	212
비교예 1	227	84	75	246	210
비교예 2	228	80	76	250	213

상기 표 2를 보면, 각 군별로 경도, 탄력성, 응집성, 검성 및 씹힘성에서 약간의 차이가 있으나 유의적인 결과를 나타내지는 않았으며, 실시예와 비교에 간에도 뚜렷한 차이가 나타나지 않았다.

따라서 빵 제조시 반죽에 메밀 전초와 다시마의 열수추출 농축분말을 첨가하거나 메밀, 서목태 및 다시마를 발효시킨 곡류 효소를 추가하는 것이 빵의 식감에 주는 영향은 미미한 것으로 판단된다.

<시험예 3> 관능검사

상기 제조된 식빵을 훈련된 10 명의 요원을 대상으로 외부 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도의 항목을 7점 척도법으로 평가하여 그 평균값을 하기 표 3에 나타내었다.

관능검사 결과

	색	향	맛	조직감	전체적인 기호도
실시예 1	5.5±1.0	5.4±0.8	5.0±1.1	5.5±1.2	5.3±1.2
실시예 2	5.6±0.8	5.5±0.5	5.2±0.6	5.5±1.0	5.4±0.8
실시예 3	5.5±1.1	5.6±0.9	5.3±1.1	5.4±0.8	5.5±0.5
비교예 1	5.0±0.8	4.8±0.7	4.9±0.8	5.6±1.1	5.1±1.0
비교예 2	4.7±1.1	4.5±1.0	4.7±1.0	5.6±0.5	4.9±0.6
7:매우 좋음, 5:좋음, 3:나쁨, 1:매우 나쁨

색은 실시예 2가 가장 높게 평가되었고, 향과 맛은 실시예 3이 가장 높게 평가되었으며, 조직감은 비교예 1 및 2가 가장 높게 평가되었다.

즉, 메밀 전초와 다시마의 열수추출 농축분말이 빵의 색, 향 및 맛을 향상시키고, 메밀, 서목태 및 다시마를 발효시킨 곡류 효소를 추가하면 빵의 색, 향 및 맛이 더욱 좋아지는 것을 알 수 있다.

또한, 반죽에 농축분말을 첨가하거나 메밀 알곡 대신에 메밀 경엽을 사용하면 빵의 조직감을 약간 감소하나 유의적인 차이를 나타내지 않았다.

전체적인 기호도에서 실시예가 비교예보다 높게 평가되어 본 발명에 따른 메밀과 다시마 성분을 함유하는 빵의 상품성을 확인할 수 있었다.

Claims

메밀 전초와 다시마를 세척하여 건조한 후 분쇄하여 혼합분말을 준비하는 단계;
상기 혼합분말에 중량기준 25~35 배수의 물을 가하고 90~100 ℃에서 3~5 시간 가열한 다음 여과하여 잔사가 제거된 1차 열수추출물을 얻는 단계;
상기 잔사에 중량기준 25~35 배수의 물을 가하고 90~100 ℃에서 3~5 시간 가열한 다음 여과하여 잔사가 제거된 2차 열수추출물을 얻는 단계;
상기 1차 열수추출물과 2차 열수추출물을 혼합하고 부피가 처음의 5~15 %가 되도록 농축한 다음 건조하여 농축분말을 제조하는 단계;
메밀과 서목태를 물에 침지하여 수분함량이 34~38 중량%가 되도록 한 후 물을 빼주는 단계;
상기 물을 뺀 메밀 70~90 중량%, 물을 뺀 서목태 5~15 중량% 및 다시마 분말 5~15 중량%를 혼합하여 증자한 후 냉각시키는 단계;
상기 냉각된 메밀. 서목태 및 다시마 분말에 누룩곰팡이를 0.5~3.0 중량%의 비율로 접종하고 20~30 ℃에서 45~55 시간 발효시키는 단계;
상기 발효물을 건조하고 분쇄하여 곡류 효소를 제조하는 단계;
물에 밀가루, 메밀가루, 계란, 설탕, 탈지분유, 소금, 효모, 상기 농축분말 및 상기 곡류 효소를 혼합하여 반죽한 후 버터를 첨가하여 다시 반죽하는 단계;
상기 반죽물을 온도 25~30 ℃, 습도 80~90 %에서 80~100 분간 1차 발효시키는 단계;
상기 1차 발효물을 분할하여 실온에서 10~30 분간 2차 발효시키는 단계;
상기 2차 발효물의 가스를 빼고 둥글리기한 다음 온도 35~40 ℃, 습도 85~95 %에서 40~60 분간 3차 발효시키는 단계; 및
상기 3차 발효물을 굽는 단계;를 포함하는 빵의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 반죽물은 물 100 중량부에 밀가루 120~160 중량부, 메밀가루 40~60 중량부, 계란 15~25 중량부, 설탕 10~20 중량부, 탈지분유 5~15 중량부, 소금 1~7 중량부, 효모 1~7 중량부, 농축분말 1~7 중량부, 곡류 효소 1~5 중량부 및 버터 15~25 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 빵의 제조방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 누룩곰팡이는, 누룩을 분쇄하여 멸균수와 혼합하고 현탁시키는 단계;
상기 현탁액을 23~27 ℃에서 4~6 일간 1차 배양하는 단계;
상기 1차 배양액에서 콜로니를 분리하여 23~27 ℃에서 4~6 일간 2차 배양하는 단계;
상기 2차 배양액을 33~37 ℃에서 진탕하면서 10~15 시간 3차 배양하는 단계;
상기 3차 배양액을 0.5~2.0 %(w/v) 농도의 가용성 전분 또는 1~5 %(w/v) 농도의 탈지유가 함유된 배지에 점적하고 33~37 ℃에서 12~20 시간 4차 배양하는 단계;
상기 4차 배양액의 배지 위에 형성된 투명환의 크기가 큰 균주를 선별하는 단계;
음용수 100 중량부에 밀기울 0.5~3.0 중량부, 대두분말 0.5~3.0 중량부, 미강 0.5~3.0 중량부 및 효모 0.1~1.0 중량부를 혼합하여 양액을 준비하는 단계;
상기 양액을 살균한 후 상기 선별된 균주를 접종하고 28~32 ℃에서 진탕하면서 20~30 시간 5차 배양하는 단계;
상기 살균한 양액에 상기 5차 배양액을 접종하고 28~32 ℃에서 진탕하면서 20~30 시간 6차 배양하는 단계;
현미를 증자하여 냉각하고 여기에 상기 6차 배양액을 접종하여 온도 23~27 ℃, 습도 85~95 %에서 40~55 시간 7차 배양한 후 건조하는 단계;를 통하여 제조되는 것을 특징으로 하는 빵의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 곡류 효소를 히드록시프로필 메틸셀룰로오스로 코팅하는 것을 특징으로 하는 빵의 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 히드록시프로필 메틸셀룰로오스는 메톡시기와 히드록시프로폭시기가 치환도 19~30:4~12의 비율로 구성되는 것을 특징으로 하는 빵의 제조방법.
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