KR20080082849A - 유지 대체 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벌크제로서 말토덱스트린 및 감자가루, 발효팽창제로서 황산칼슘, 아스코르브산, 메틸셀룰로오스 및 스테아릴젖산나트륨, 중간체 형성작용을 하는 ㅎ효소로서 프로티아제, 리파제 및 아밀라제를 함유하는 유지대체 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 제빵용 유지대체 조성물은 유지 및 제빵개량제를 첨가하지 않고서도 제빵 시 유지 및 제빵개량제의 두 가지 기능을 동시에 할 수 있으며, 따라서 본 발명의 조성물을 사용하면 칼로리가 낮고, 트란스 지방이 함유되지 않아 건강에 유익하며, 내·외관적 품질이 우수한 빵을 제조할 수 있다.

유지, 제빵개량제, 조성물, 제빵

Description

유지 대체 조성물{The Composition of Fat Replacement}

본 발명은 유지 대체 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 말토덱스트린,감자가루, 황산칼슘, 아스코르브산, 메틸셀룰로오스, 스테아릴젖산나트륨, 프로티아제, 리파제, 아밀라제를 함유하는 유지 대체 조성물에 관한 것이다.

최근 우리나라가 선진국으로 진입해 가면서 간편식 위주의 가공식품 섭취가 증가하고 있는 결과로 비만 및 성인병이 사회문제로 대두 되고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위한 방안 중의 하나로 소비자들의 가공식품의 소비를 자제하고 건강 지향적이고 자연 친화적인 제품을 구매하여 소비하도록 유도하는 분위기가 조성되고 있다.

한편, 빵은 식생활의 서구화와 함께 한국인의 주식으로 자리 잡아가고 있으며 그 소비량은 젊은 세대를 중심으로 끊임없이 증가하고 있는 추세이다. 빵은 밀가루, 식염, 물 및 이스트가 주원료로 사용되며, 빵의 식감 및 품질을 개선하기 위하여 부원료로 설탕, 유지, 유제품 및 품질개량제 등이 첨가된다.

이 중 유지는 빵과 같이 발효과정을 통하여 부피가 부풀어올라 만들어지는 식품에 있어서 필수적인 성분이며 상당한 양이 사용된다. 빵류에는 버터의 대용품 으로 동식물성 유지에 수소를 첨가하여 만든 반고체 유지들이 쇼트닝(shortening)이라는 이름으로 오래전부터 사용되고 있다. 이와 같이 쇼트닝으로 사용되는 유지는 빵의 종류에 따라 다르나 일반적으로 빵의 중량당 2-15% 정도 사용되며(김 동훈. 1998. 식품화학, 탐구당, 서울) 전체 빵 칼로리의 15-30%를 차지한다(식품영양가표, 2000. 한국인의 영양권장량. 한국영양학회, 서울).

빵의 반죽에 첨가된 유지는 다른 식품 성분과 섞여 전분 입자들과 단백질 성분인 글루텐, 그리고 물로 되어 있는 반죽의 연속 층 사이에 들어가 반죽이 질긴 매트릭스를 형성하는 것을 방지해 준다. 이와 같이 지방이 반죽의 층 사이에 들어가 불연속적인 매트릭스를 형성함으로써 반죽에 윤활성을 제공하여 반죽의 발효 팽창성을 향상시키고 빵을 쉽게 끓어지게 하며 부드럽게 한다.

빵의 반죽은 발효과정에서 발생하는 이산화탄소가스 및 구울 때 발생하는 수증기 등에 대하여 기밀(air-tight)하지 못하기 때문에 틈새를 통하여 이산화탄소 및 수증기를 통과시켜 준다.

그러나 가소성을 가진 유지가 밀가루반죽에 첨가될 때는 반죽하는 과정에서 쇼트닝에 의한 효과적인 공기 혼입과 공기 혼입에 의한 작은 공기세포의 형성이 촉진되어 빵 내부 기공조직의 균일성이 크게 향상된다. 또한 이 유지는 반죽 속에 녹아 들어가 전분 입자들과 글루텐으로 구성된 층들의 틈새를 막아주게 되고, 그 결과로 기체는 외부로 유출되지 않고 내부에 남아 반죽(또는 빵)의 부피를 증가시킨다(Baker,J.C. et.al 1942. The relation of fats to texture, crumb, and volume in bread. cereal chemistry. 18, 84). 이러한 빵의 품질 개선효과는 품질개선제와 상승작용을 통하여 극대화된다.

한편, 영양적으로 과다한 지방질 섭취는 세계 각국 국민의 각종 심장병 및 순환기질환 등에 의한 사망률과 관련성이 큰 것으로 알려져 왔다. 팡보온(Pangborn,R.M.,1964)에 의하면 일상음식 속의 지방질 중 포화지방산과 이중결합을 하나 가진 지방산, 이중결합을 여러 개 가진 지방산 등의 양과 그 비율에 의하여 인체의 혈청 내 콜레스테롤 농도에 영향을 준다고 한다. 특히 포화지방산 함량이 높은 지방질은 LDL 콜레스테롤 수준을 크게 증가시키는 것으로 알려져 있다.

제빵에 사용되는 유지는 동식물성 유지의 이중결합에 수소를 첨가하여 지방산을 단일결합으로 만드는 경화공정을 통하여 만들어진다. 이때 일부 지방산의 시스(sis) 구조가 트란스(trans) 구조로 변하면서 트란스 지방이 형성되며 이 트란스 지방은 혈청 콜레스테롤 중 LDL 콜레스테롤의 농도를 증가시키는 것으로 보고되어 있다.

한편, 빵에 유지를 첨가하지 않고 만들면 유지를 첨가한 빵에 비하여 식감적 특성이 열악하고 빠르게 노화되는 단점이 있기 때문에, 제빵용 유지를 효소적 분자치환기법(enzymatic interesterification technology)을 통하여 트란스 지방이 적게 함유되도록 만든 유지가 개발되어 그 사용에 대해 검토 중에 있다. 그러나 빵 제품에 이와 같은 유지를 사용하게 되면 빵의 식감적 특성이 열등하며 빵의 칼로리 저하에는 도움이 되지 않는 단점이 있다.

상업적으로 제조되는 빵의 품질을 소비자가 만족할 만한 수준으로 만들기 위해서는 유지에 의한 품질 개선효과만으로는 충분하지 않기 때문에 품질개량제(이하 "제빵개량제"로 표기함)를 사용한다. 제빵개량제는 물품질의 표준화 때문에 도입된 이스트 후드의 한정적인 목적 이외에 대량생산 체제하에서 일어날 수 있는 원료, 공정 및 환경의 변화에 대한 품질적 유동성을 극복하고, 빵의 내외부적 품질을 극대화하는 무기질, 산화제, 환원제 및 노화지연제 등을 첨가하여 만든다(조 남지. 2000. 제빵개량제, 제과제빵재료학, 비앤씨월드, 서울).

최근에는 제빵 원료 2-3가지를 조합시켜 하나로 만든 원료들이 시판되고 있는데, 이는 제빵원료의 수를 적게 하여 원료계량 등을 손쉽게 하고 다기능화된 원료를 통한 판매경쟁력 확보를 위함이다.

본 발명자들은 제빵시 유지와 제빵개량제를 첨가하지 않고 유지와 제빵개량제의 역할을 동시에 할 수 있는 제빵용 유지 대체 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 말토덱스트린, 감자가루, 황산칼슘, 아스코르브산, 메틸셀룰로오스, 스테아릴젖산나트륨, 프로티아제, 리파제 및 아밀라제를 함유하는 유지 대체 조성물을 이용하여 빵을 만들면 유지와 제빵개량제를 첨가한 빵보다 칼로리가 적고 트란스 지방이 함유되지 않으며 빵의 내외관적 그리고 식감적 특성이 우수하다는 것을 발견하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 유지와 제빵개량제를 첨가하지 않고 유지와 제빵 개량제의 역할을 동시에 할 수 있는 제빵용 유지 대체 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 양태에 따르면, 본 발명은 말토덱스트린, 감자가루, 황산칼슘, 아 스코르브산, 메틸셀룰로오스, 스테아릴젖산나트륨, 프로티아제, 리파제 및 아밀라제를 함유하는 유지 대체 조성물을 제공한다.

빵 반죽에 유지를 첨가하지 않아도 밀가루 속에는 밀가루 중량으로 2-3%정도의 지방이 함유되어 있다. 이 지방의 상당한 부분(즉 비극성지질)은 전분과 결합되어 있기 때문에 효소의 기질로 이용될 수 없다. 한편, 전분과 결합되어 있지 않은 지방은 대략 1.7%정도를 나타내는데, 이 중 극성지방은 밀가루 중량으로 약 0.6%를 차지하며 기질 특이성을 나타내는 효소에 의하여 분해되어 레시틴과 같은 인지질과 디갈락토디글리세라이드와 같은 당지질을 구성하게 된다. 이러한 극성지질들은 탄수화물과 비극성지질 또는 단백질과 비극성지질을 연결하는 중간화합물로 존재하여 반죽의 구조 형성에 관여한다(MacRitchie,F.1977. Flour lipids and their effects in baking, J. sci . Fd . Agric. 28, 53-58). 따라서 반죽에 유지를 첨가하지 않아도 극성지방이 형성되면 반죽이 안정화되어 빵의 체적이 증가되고 빵의 노화가 지연되는 것으로 추측된다.

발효 초기 반죽의 연속 상 단백질 매트릭스에는 기포, 전분 알갱이와 극성 지방이 분포된다. 반죽이 발효되어감에 따라 단백질 구조는 거품과 같은 구조로 변화되며 기포(gas cell)는 계면 활성 물질로 구성된 지방 박막 층에 의하여 쌓여져 안정화된다(Gan,Z., Ellis,P.R. and Schofield,J.D. 1995. Gas cell stabilisation and gas retention in wheat bread dough. J. of Cereal Science 21, 215-230). 이러한 반죽구조의 안정화는 프로티아제의 농도가 어느 수준까지 증가할 때, 그리고 메틸셀룰로오스와 스테아릴젖산나트륨이 함께 존재할 때 더욱 촉진된다.

보통 반죽에 사용되는 위와 같은 유화제는 공기와 물 또는 기름과 물 사이의 표면장력을 감소시켜 기포의 안정성을 향상시키고 글루텐 단백질과의 상호작용으로 글루텐 구조를 강화시키며, 굽는 동안 전분의 호화를 늦추어 내부조직의 형성을 균일하게 한다(Kohler,P .2001. Study of the Effect of emulsifiers. Synthesis and characterization of DATEM components. Lebensm - Wiss .u. Technol . 34(6).359-366).

본 발명에서 반죽의 윤활성을 증대시키기 위한 윤활제로서 리파제 및 아밀라제를 사용하였으며, 이를 동시에 사용하였을 때 유화제들이 극성 밀가루 지질과 결합하여 반죽을 안정화시키고 체적을 더욱 크게 증대시킨다.

한편, 전통적으로 빵에서 유지를 대체하기 위하여 사용하는 탄수화물로 된 물질들로는 폴리덱스트로스, 말토덱스트린, 감자가루, 친수성 콜로로이드 등이 있다(Kathleen J. Nelson. 1990. Fat substitutes in baking. Annual Technical Conference. A.S.B. USA).

본 발명에서 사용된 말토덱스트린은 유지와 같은 부스러지기 쉬운 반죽을 만들어 주고, 감자가루는 열에 가역적인 젤을 형성하며 유지와 같은 조직과 맛을 제공한다. 한편, 유지 대체제로 말토덱스트린이나 감자가루를 단독으로는 사용했을 때는 유지가 첨가된 반죽과 같은 조직감, 탄력성 및 기공 분포를 이루지 못했지만, 두 물질을 일정 비율로 함께 사용했을 때는 유지가 주는 반죽의 조직감 및 탄력성과 비슷하였다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 말토덱스트린과 감자가루를 동시에 사용한다.

한편, 황산칼슘과 아스코르브산은 반죽의 발효와 산화를 촉진시키기 위하여 사용된 원료로서, 유지를 첨가하지 않은 반죽은 유지에 의한 윤활작용의 결핍으로 유동성이 작아 발효팽창성은 감소한다(조남지.2000. 유지제품, 제과제빵재료학, 비앤씨월드, 서울). 본 발명에서 사용된 아스코르브산은 반죽의 글루텐 매트릭스에 결합하여 글루텐 매트릭스를 강화시켜 이산화탄소가스의 유출을 최소화시켜 굽는 과정 중 최대한의 오븐 스프링과 체적을 얻을 수 있도록 한다.

본 발명의 유지 대체 조성물은 유지 및 제빵개량제를 첨가하지 않고서도 제빵 시 유지 및 제빵개량제의 두 가지 기능을 동시에 할 수 있으며, 따라서 본 발명의 조성물을 사용하면 칼로리가 낮고, 트란스 지방이 함유되지 않아 건강에 유익하며, 내·외관적 품질이 우수한 빵을 제조할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예

재료 및 방법

1) 실험 재료

밀가루는 제일제당(주)에서 2005년 8월에 생산된 제빵용 밀가루(강력 1급)를 사용하였으며, 일반 성분은 수분 13.1%, 단백질 13.1%(N×5.7), 회분 0.30%이었다. 설탕은 제일제당 정백당(당도 99.7%)을, 식염은 한주소금(순도 98.0%)을, 효모는 제일 유니버설 생효모를, 쇼트닝은 롯데삼강의 삼강쇼트닝을 사용하였다.

2) 유지대체제의 제조

말토덱스트린 30-60%, 감자가루 20-50%, 황산칼슘 0.5-2%, 아스코르브산 0.1-1%, 메틸셀룰로오스 1-6%, 스테아릴젖산나트륨 5-20%, 프로티아제 0.1-1%, 리파제 0.2-1% 및 아밀라제 0.2-1%를 혼합하여 11개의 100% 분말 조합을 만들었다. 이 후, 유지대체제로서의 상기 100% 분말 조합을 1, 2, 3 및 4 중량부를 취해 밀가루 100 중량부에 배합 첨가하여, 이들을 편의상 유지대체 밀가루 조성물 1%, 2%, 3% 및 4%로 각각 명명하였다.

3) 제빵방법

제빵 시험은 Finny 등의 방법(Finny, K.F. 1984. An optimized straight dough bread making method after 44 years. Cereal Chem. 61(1): 20)을 조금 변형한 직접 반죽법을 사용하였으며, 제빵에 사용한 원료 배합비는 표 1과 같다.

유지 대체 조성물 원료 배합비(%)

성분	유지대체 조성물
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
말토덱스트린	100	0	50	50	50	50	50	50	50	50	50
감자가루	0	100	50	49.8	46.8	36.8	35.8	35.3	34.8	34.3	38.6
황산칼슘	0	0	0	0	0	0	1.0	1.0	1.0	1.0	2.0
아스코르브산	0	0	0	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.4
메틸셀룰로오스	0	0	0	0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	6.0
스테아릴젖산나트륨	0	0	0	0	0	10	10	10	10	10	10
프로티아제	0	0	0	0	0	0	0	0.5	0.5	0.5	1.0
리파제	0	0	0	0	0	0	0	0	0.5	0.5	1.0
아밀라제	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0.5	1.0
합계	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100

제조 공정은 호바트 믹서(D-300, Hobart, USA)를 이용하여 계랑된 원료를 한번에 볼에 넣고 최종 반죽 온도는 26℃가 되도록 혼합하였다. 1차 발효는 27℃,상대습도 75%의 발효기(마포공업사,서울)에서 90분 동안 실시하였다.

반죽의 발효팽창력을 측정하기 위하여 반죽 100 g을 취해 AACC 22-14 방법(American Association of Cereal Chemists. 1962. Approved Method of the AACC. St. Paul, MN)에 따라, 팽창관에 넣어 1시간 30분 후의 발효 팽창력을 mL 단위로 측정하였다. pH는 반죽 10 g을 취하여 250 mL 비커에 넣고 100 mL 증류수를 가한 다음 균일하게 혼합하고 25℃에서 30분 방치 후 pH 미터(No. 34, Beckmann, Germany)로 30분마다 측정하였다.

1차 발효가 끝난 반죽은 150 g으로 분할하여 둥굴리기한 후 10분간 중간발효를 시켰다. 중간 발효가 끝난 후 밀대를 사용하여 가스빼기를 하고 반죽을 원통형으로 성형하여 빵틀에 3개씩(150 g×3)넣고 37℃, 상대습도 85% 발효기에서 틀의 상단 1 cm 높이로 반죽이 팽창할 때까지 2차 발효를 실시하였다. 2차 발효가 끝난 반죽은 190-200℃의 오븐(Darang, Sweden)에서 25분간 구운 후, 빵의 내부온도가 35℃로 될 때까지 냉각시켜 폴리에틸렌 수지로 포장한 후, 25℃에서 저장하였다.

4) 반죽의 발효 팽창력 측정

혼합된 반죽 100 g을 취하여 AACC 22-14의 방법에 따라 발효 팽창관에 넣고 1시간마다 발효팽창력을 측정하여 팽창된 높이를 cm로 나타내었다.

5) pH 측정

AACC방법 02-52에 따라 겉껍질을 제거한 빵의 속살 15 g을 250 mL 비커에 100 mL 증류수와 함께 넣어 균일하게 섞고 25℃에서 30분간 방치한 후 pH 미터(No.34, Beckmann, Germany)로 측정하였다.

6) 적정산도 측정

AACC방법 02-31에 따라 겉껍질을 제거한 빵의 속살 15 g을 250 mL 비이커에 100 mL 증류수를 넣은 후 1.0% 페놀프탈레인 지시약 0.5 mL를 넣어 혼합한 후 0.1 N NaOH로 적정하여 핑크색이 30초 동안 지속 되는 점을 종말점으로 간주하였다. 적정 산도는 적정에 소요된 0.1 N NaOH의 소요량을 20으로 나누어 락트산으로 나타내었다.

7) 비용적 측정

빵의 용적은 종자치환법(Pyler, E.J.1979. Physical and Chemical Test Methods. Baking Science and Technology. Vol. Ⅱ,891～895, Sosland Pub. Co. Merrian Kansas)으로 구하였고, 빵의 무게를 측정한 후 비용적(cc/g)으로 나타내었다.

8) 빵의 관능 검사

평가는 냄새, 맛, 질감 및 색깔에 대하여 다시료 비교법에 의한 5점 채점법(Larmod, E. 1970. Methods for sensory evaluation of food. Canada Dept. of Agriculture. Rub; 1284)으로 행하였으며, 냄새와 색깔을 먼저 평가하고 맛과 질감을 평가하도록 하였다. 평가는 매우 좋다(5점), 좋다(4점), 보통이다(3점), 싫다(2점), 매우 싫다(1점)로 하고, 유의성 검정은 SPSS프로그램을 이용한 Duncan's multiple range test로 분석하였다.

9) 경도 변화에 의한 노화 속도

빵을 오븐에서 꺼내 실온에서 2시간 방치 후, 폴리에틸렌 백에 넣고 실온(25℃)에서 4일간 보관하면서 빵의 경도를 레오미터(CR-200D, Sun Scientific Co., Japan)를 사용하여 3번 측정하고 그 평균값을 사용하였다.

측정 조건은 mode 20을 사용하여 최대 힘을 10 Kgf로 하고, 테이블 스피드는 30 mm/min, 챠트 스피드는 120 mm/min, 시료 측정 높이는 10 mm, 측정 깊이는 7.5 mm로 하였으며, 프로브 No.14를 사용하였다.

결과 및 고찰

1. 유지대체제의 조성에 따른 발효 팽창성

유지를 대체하기에 적합한 유지대체제의 조성을 검토하기 위하여 표 1의 유지대체제 11개 그룹을 유지 대신 각각의 배합에 첨가하여 반죽한 후 발효 4시간 동안 pH 변화, 총 산도 변화 및 반죽의 팽창높이를 1시간 단위로 측정한 결과는 표3과 같다. 대조구의 제빵 배합비는 표2와 같이 쇼트닝을 8%사용했으며 시험구는 쇼트닝대신 유지대체제를 밀가루 100 중량부에 대하여 각각 1, 2, 3 및 4 중량부를 사용하였으며, 이들 시험구를 편의상 1%, 2%, 3% 및 4%로 명명하였다.

제빵 배합비

성분	대조구	시험구(%)
		1%	2%	3%	4%
밀가루	100	100	100	100	100
물	63.0	63.0	63.0	63.0	63.0
이스트	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5
소금	2.0	2.0	2.0	2.0	2.0
설탕	10.0	10.0	10.0	10.0	10.0
쇼트닝	8.0	0.0	0.0	0.0	0.0
유지대체제	0	1.0	2.0	3.0	4.0
제빵개량제	2.0	0.0	0.0	0.0	0.0

유지를 사용한 대조구 반죽의 pH 및 총산도는 발효시간이 진행됨에 따라 pH는 낮아졌고 총산도는 증가하였다. 그러나 유지대체제 첨가함량의 차이에 따른 반죽의 pH 및 총산도 변화의 차이가 거의 없었기 때문에 표 3과 표 4에서는 표 1의 유지대체제 11개 그룹에 대하여 총괄적으로 나타내었다.

발효시간에 따른 유지대체 조성물에 의한 pH변화

그룹	발효시간(hr)
	0	1	2	3	4
대조구	6.05	5.99	5.53	5.31	5.02
1	6.03	5.96	5.50	5.27	4.98
2	6.03	5.96	5.50	5.27	4.98
3	6.03	5.96	5.50	5.27	4.98
4	6.03	5.96	5.50	5.27	4.98
5	6.03	5.96	5.50	5.27	4.98
6	6.03	5.96	5.50	5.27	4.98
7	6.03	5.60	5.43	5.19	4.43
8	6.03	5.60	5.43	5.19	4.43
9	6.03	5.60	5.43	5.19	4.43
10	6.03	5.55	5.40	5.10	4.40
11	6.03	5.54	5.40	5.08	4.41

발효시간에 따른 유지대체 조성물에 의한 총산도 변화

그룹	발효시간(hr)
	0	1	2	3	4
대조구	3.0	4.1	5.3	6.8	8.8
1	3.0	4.3	5.7	7.0	9.2
2	3.0	4.3	5.7	7.0	9.2
3	3.0	4.3	5.7	7.0	9.2
4	3.0	4.3	5.7	7.0	9.2
5	3.0	4.3	5.7	7.0	9.2
6	3.0	4.3	5.7	7.0	9.2
7	3.0	4.5	5.9	8.1	11.3
8	3.0	4.5	5.9	8.1	11.3
9	3.0	4.5	5.9	8.1	11.3
10	3.0	4.6	6.3	8.9	11.5
11	3.0	4.6	6.2	8.6	11.5

이러한 경향은 이등(이종열, 조남지 .2003. 천연제빵발효 starter의 개발.한국식품영양학회지 32(8), 1245-1252.)의 연구결과와 아주 유사하였다. 한편, 유지대체제는 그 조성에 따라 pH 및 총산도에서 대조구와 약간의 차이를 보였다. 특히 이스트의 활성을 촉진시키기 위하여 첨가된 황산칼슘을 함유한 그룹은 함유하지 않은 그룹에 비하여 pH가 더 저하되었으며 총산도는 더 많이 증가하였다. 이러한 효과는 아밀라제를 첨가한 그룹(No.10)에서도 유사한 패턴을 보여, 발효 촉진에 황산칼슘과 아밀라제의 첨가가 효과가 있음을 알 수 있었다. 한편, 황산칼슘과 아밀라제를 2배 함량 첨가한 11번째 그룹에서의 pH 및 총산도 변화는 10번째 그룹과 큰 차이를 보이지 않았다.

표 5에서 대조구와 시험구들의 반죽 부피 팽창도를 보면, 대조구의 경우 발효시간이 경과함에 따라 반죽의 높이가 2시간 경과시 5 cm로 최대를 보이다가 4시간 발효에는 반죽의 높이가 약간 감소하여 4.6 cm를 나타내었다.

시험구들의 발효팽창높이를 보면, 말토덱스트린을 함유한 그룹(No.1)이 감자가루를 함유한 그룹(No.2)보다 발효시간이 경과됨에 따라 발효팽창높이가 증가되어 유지대체제에 대한 벌크제로서 효과가 약간 더 우수하였다. 그러나, 유지대체제 첨가함량의 차이에 따른 반죽 부피 팽창도 변화의 차이는 거의 없었기 때문에, 표 5에서는 표 1의 유지대체제 11개 그룹에 대하여 총괄적으로 나타내었다.

아스코르브산을 포함하는 그룹(No.4)의 발효팽창 높이가 아스코르브산을 포함하지 않은 그룹보다 더 증가한 이유는 아스코르브산의 산화작용으로 인한 효과로 추측된다. 조등(조남지. 김성곤. 1989. 아스코르브산과 시스테인이 밀가루의 리올로지 성질과 노 타임 반죽법에 미치는 영향. 한국식품과학회지. 21(6), 800-807)의 아스코르브산의 첨가량을 증가시킴에 따라 발효부피가 증가하였다는 보고와 유사하였다.

한편, 메틸셀룰로오스와 스테아릴젖산나트륨 등과 같은 반죽 강화제를 첨가한 그룹(No.5 및 No.6)의 반죽 발효팽창성은 이들을 첨가하지 않은 그룹들보다 약간 더 증가하였으며, No.5 그룹에 스테아릴젖산나트륨을 첨가할 경우(No.6) 발효 팽창성이 더욱 좋아지는 것으로 밝혀졌다. 특히 스테아릴젖산나트륨은 반죽 강화효과가 커서 발효 시간이 2시간이상 경과하여도 이산화탄소의 가스 유출이 적은 것으로 나타났다.

발효시간에 따른 유지대체 조성물에 의한 반죽 부피 팽창도 변화(cm)

그룹	발효시간(hr)
	0	1	2	3	4
대조구	1.0	3.9	5.0	4.8	4.6
1	1.0	2.3	2.6	2.8	2.4
2	1.0	2.2	2.3	2.3	2.1
3	1.0	2.3	2.7	2.7	2.5
4	1.0	2.9	3.3	3.5	3.5
5	1.0	3.0	3.5	3.8	3.5
6	1.0	3.5	3.9	3.9	3.9
7	1.0	3.6	4.0	4.1	4.0
8	1.0	3.6	4.2	4.2	4.2
9	1.0	3.9	5.2	5.2	5.0
10	1.0	4.0	5.2	5.2	5.0
11	1.0	4.2	5.2	5.1	5.0

그러나 지금까지 언급된 원료들을 유지대체제로 하여 조직감 향상이나 부피감 향상을 위하여 사용하기에는 대조구에 비하여 윤활작용이 불충분한 것으로 나타났으나, 위의 조성에 효소들 특히 리파제 및 아밀라제를 첨가한 경우 반죽의 윤활성이 크게 증가하여 유지를 첨가한 대조구보다 모든 발효시간에서 발효팽창도가 더 커서 유지대체제로 충분한 역할을 수행할 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 효과는 전분과 결합되어 있지 않은 밀가루에 내재된 지방을 리파제와 같은 효소가 분해하여 레시틴과 같은 인지질과 디갈락토디글리세라이드와 같은 당지질을 만들고 이들 극성지질들이 탄수화물과 비극성지질 또는 단백질과 비극성지질을 연결하는 중간화합물로 작용하여 반죽의 모든 성분들을 연결하였기 때문으로 예측된다. 이러한 가설은 MacRichte에 의하여 제기된 바 있다(MacRitchie,F. 1977. Flour lipids and their effects in baking, J. sci . Fd . Agric. 28, 53-58.).

따라서 반죽에 유지를 첨가하지 않아도 리파제 효소에 의한 극성지방 형성 때문에, 반죽이 안정화되어 빵의 체적이 증가되고 빵의 노화가 지연되며, 노화지연은 아밀라제 효소 첨가에 의하여 더욱 촉진되는 것으로 보여진다.

또한, 발효 초기 반죽의 연속상 단백질 매트릭스에는 기포, 전분 알갱이와 극성 지방이 분포되어 있다. 반죽이 발효되어감에 따라 단백질 구조는 거품과 같은 구조로 변화되며 기포(gas cell)는 계면 활성 물질로 구성된 지방 박막층에 의하여 쌓여져 안정화되는데(Gan,Z., Ellis,P.R. and Schofield,J.D. 1995. Gas cell stabilisation and gas retention in wheat bread dough. J. of Cereal Science 21, 215-230) 이러한 효과는 프로티아제와 같은 효소작용에 의하여 더욱 촉진된다.

유지가 갖는 반죽에서의 성질을 대체하기 위해서는 반죽에 대한 윤활성 즉 발효 팽창성 및 벌크제로서의 기능을 부여해야 하고 빵의 부드러움성 유지, 부피 및 내부조직의 개선역할을 해야 한다.

이상의 실험결과로부터 유지대체제로서의 특성을 갖기 위해서는 지금까지 알려진 한, 두 가지의 원료로는 안 되며 반죽의 벌크제로서 말토덱스트린 및 감자전분이 필요하며, 발효팽창성 증대 및 반죽 내 가스유지를 위하여 황산칼슘, 아스코르브산, 스테아릴젖산나트륨 및 메틸셀룰로오스 등이 일정비율로 조합되어야하고, 이러한 성분의 첨가로 인해 부피 개선 및 비용적 증대가 되고 부드러움성이 제공된다.

또한 반죽 내 성분간(지방, 단백질 및 탄수화물)의 결합을 제공하는 중간체 형성이 빵의 부드러움성, 노화 방지 및 내부조직 개선에 필수적인데, 중간체 형성 작용은 프로티아제, 아밀라제 및 리파제와 같은 효소를 최적 비율 및 최적 조건하에서 적용시켜 만들 수 있었다.

2. 유지대체 조성물을 첨가한 빵의 비용적 비교

반죽의 발효 팽창성 실험을 통하여 얻은 유지대체제의 조합(No.10)을 확정한 후 유지를 첨가한 대조구와 밀가루 100 중량부를 기준으로 유지대체제를 1, 2, 3 및 4 중량부 첨가(이하, 편의상 유지대체제 1%, 2%, 3% 및 4% 첨가라 명명한다, 이하 동일하다.)하여 제조된 빵의 비용적을 조사하였다. 대조구의 비용적은 4.32 cc/g로 유지대체제 2% 첨가량 실험구와 비용적이 비슷하였고, 유지대체제의 첨가량을 2%이상으로 증가시킬수록 제품의 비용적은 대조구에 비해 증가하였으나(표 6), 4% 첨가구는 3% 첨가구와 같은 비용적을 나타내어 부피가 더 이상 증가 되지 않았다. 3% 첨가구에서는 비용적이 대조구에 비하여 14% 증가하여 유지대체제의 적정 첨가량은 3% 수준이었다. 유지대체제에 의한 부피 증가 효과는 반죽의 윤활작용과 오븐 스프링(oven spring)에 의한 효과로서, 오븐 안에서는 제품의 내부 온도가 50℃에 도달하기 전까지 α-아밀라제와 효모 활성이 가속화되어 많은 양의 이산화탄소를 생성하여 반죽이 부풀고 제품의 체적을 크게 하는 원인(oven rise)으로 작용한 것으로 예측된다(Pyler, E.J. 1979. Physical and Chemical Test Methods. Baking Science and Technology. Vol. Ⅱ,891~895, Sosland Pub. Co. Merrian Kansas).

본 실험에서 사용하고 있는 유지대체제의 경우 반죽의 물리, 화학적 조건을 오븐 스프링에 더 적합하도록 반죽 강화제(산화제)를 첨가한 것과 많은 관련성을 갖는다. 이러한 경향은 산화제 특히 브롬산칼륨을 첨가할 때 부서짐, 끊어짐 및 부피증가를 보인다는 Finny의 연구결과와 유사하였다(Finny, K.F. 1984. An optimized straight dough bread making method after 44 years. Cereal Chem . 61(1): 20).

25℃에서 저장되는 동안 빵의 비용적

빵	비용적(cc/g)
대조구	4.32
1%	3.60
2%	4.20
3%	4.96
4%	4.90

3. 유지대체 조성물을 첨가한 빵의 관능평가

유지대체제 첨가량에 따른 빵의 관능검사 결과는 표 7과 같다. 맛에 있어서는 유지대체제 첨가량 1%에서는 대조구와 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 2%이상의 첨가량에서는 유의적으로 차이를 나타내었다. 풍미 또한 유지대체제 2%이상 첨가구에서 대조구와 유의적인 차이를 보였다. 대조구와 실험구의 맛과 풍미에 대한 표현은 대조구에 비하여 시험구의 맛이 단백하다로 표시되어 유지 첨가 제품과 비첨가 제품이 정확하게 구별되었다. 한편, 질감에서 유지대체제의 첨가량이 높을수록 조직이 촉촉하게 느껴지기 때문에 대조구보다 높은 값을 보였으나 유의성은 없었다. 색깔은 유지대체제 첨가에 따른 유의적인 변화는 없었다.

유지대체제 첨가량에 따른 빵의 관능검사¹⁾

빵2)	맛3)	풍미3)	질감3)	색깔3)
대조구	3.3±0.33b	3.1±0.57b	3.3±0.48b	3.2±0.22b
1%	3.3±0.23ab	3.2±0.74b	3.4±0.52b	3.2±0.43b
2%	3.4±0.43a	3.5±0.11a	3.8±0.53ab	3.3±0.48b
3%	3.5±0.67a	3.5±0.67a	3.8±0.79ab	3.3±0.53ab
4%	3.5±0.57a	3.5±0.17a	3.8±0.39ab	3.3±0.33ab

1) 숫자는 5(매우 좋다)에서 1(매우 나쁘다)까지로 표시하였다.

a~c:같은 열에서 같은 문자는 5% 수준에서 유의적이지 않음을 나타낸다.

2) 1~4%는 유지대체제 첨가량을 의미한다.

3) 값은 평균±표준편차를 나타낸다.

이상의 결과를 보면 전반적으로 유지대체제를 첨가한 빵이 맛, 풍미, 질감 및 색깔에서 대조구보다 높은 수치를 나타내었으며, 실제 제빵에 이용할 경우 유지대체제 3% 수준이 적절한 것으로 판단되었다.

4. 유지대체 조성물을 첨가한 빵의 경도변화

빵을 25℃에서 4일간 보관하면서 경도를 측정한 결과는 표8과 같다. 빵의 경도는 유지대체제 첨가량이 많아질수록 감소하여 3% 첨가구는, 대조구가 2일째에 경도 18을 나타낸 것에 비하여, 3일째 경도 18를 나타내어 빵의 노화가 1일 정도 지연되었다. 한편, 유지대체제의 함량을 증가시킬수록 빵의 경도는 감소하는 경향을 나타내는데, 이것은 빵의 노화를 지연시키는 물질로 스테아릴젖산나트륨과 아밀라제의 함량이 증가되어, 빵의 수분함량이 증가하고 전분이 더 많이 분해되어 덱스트린과 같은 고흡수성 물질이 형성되기 때문인 것으로 생각된다. 이러한 경향은 Betchel(Betchel.W.G. and Meisner. D.F. 1954. Stailing studies of bread made with flour fraction. Cereal Chem. 31)의 빵의 경도는 빵 내부의 수분함량이 많을수록 감소한다고 한 보고와 Maleki 등(Maleki M. Hosney. R.C. and Mattern. P.J. 1979. Effect of Loaf volume, moisture content and protein quality on the softness and stailng rate of bread. Cereal Chem . 57(2))의 빵의 수분함량이 높을수록 그리고 빵의 비용적이 증가할수록 빵의 경도는 감소한다는 보고와 유사한 결과를 보였다.

이러한 실험결과로부터 유지가 빵에서 제거되어 나타나는 현상인 빵의 단단함은 유지대체 조성물에 의하여 해결될 수 있음을 나타내었다.

빵의 경도 변화(단위:kg_f)

빵	저장시간(일)
	0	1	2	3	4
대조구	8.0	14.0	18.0	22.6	24.5
1%	7.0	13.0	17.0	21.0	23.0
2%	6.5	12.0	16.0	20.0	22.0
3%	6.5	11.2	16.0	18.0	20.0
4%	6.0	11.0	15.1	18.1	18.9

본 발명은 유지 및 제빵개량제를 첨가하지 않고서도 제빵 시 유지 및 제빵개량제의 두 가지 기능을 동시에 할 수 있는 제빵용 유지 대체 조성물에 관한 것으로, 제빵 시 본 발명의 조성물을 사용하면 칼로리가 낮고, 빵 속에 트란스 지방이 함유되지 않아 건강에 유익하며, 내·외관적 품질이 우수한 빵을 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 벌크제로서 말토덱스트린 및 감자가루, 발효 팽창제로서 황산칼슘, 아스코르브산, 메틸셀룰로오스 및 스테아릴젖산나트륨, 중간체 형성작용을 하는 효소로서 프로티아제, 리파제 및 아밀라제를 함유하는 것을 특징으로 하는 유지 대체 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 유지 대체 조성물은 30-60%의 말토덱스트린, 20-50%의 감자가루, 0.5-2%의 황산칼슘, 0.1-1%의 아스코르브산, 1-6%의 메틸셀룰로오스, 5-20%의 스테아릴젖산나트륨, 0.1-1%의 프로티아제, 0.2-1%의 리파제, 0.2-1%의 아밀라제를 혼합하여 100% 분말조합으로 만든 것을 특징으로 하는 유지 대체 조성물.