KR20120121717A

KR20120121717A - 도정하지 않은 붉은 계열 수수가루 함유 건강빵의 제조방법

Info

Publication number: KR20120121717A
Application number: KR1020110039686A
Authority: KR
Inventors: 서명철; 우관식; 강종래; 이재생; 송석보; 오병근; 고지연; 남민희; 김창순; 김영호
Original assignee: 대한민국(관리부서:농촌진흥청장); 창원대학교 산학협력단; 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-06
Also published as: KR101267449B1

Abstract

본 발명은 도정하지 아니한 붉은 계열의 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수수가루를 밀가루 반죽과 혼합하고 특정 조건에서 발효시켜 기능성 빵을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 빵은 도정하지 않은 붉은 계열의 수수가루가 포함되어 빵의 저장성을 향상되고, 항산화활성, 항당뇨활성, 항암활성 등의 생리활성을 나타낼 수 있다. 따라서 품질 및 상품성이 우수한 빵의 제조가 가능하고, 나아가 혼반용 이외의 뚜렷한 소비처가 없는 수수의 새로운 소비수요를 개발할 수 있다.

Description

도정하지 않은 붉은 계열 수수가루 함유 건강빵의 제조방법{Manufacturing Method of Healthy Bread Comprising Unhulled Red-Line Sorghum Powder}

본 발명은 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수수가루를 밀가루 반죽과 혼합하고 특정 조건에서 발효시켜 기능성 빵을 제조하는 방법에 관한 것이다.

수수(Sorghum, Sorghum bicolor L. Moench)는 외떡잎식물 벼목 화본과의 한해살이풀(Kim 등, 2006)로 열대아프리카가 원산지로 건조지대에서 가장 많이 재배되고, 용도에 따라서 곡용수수(grain sorghum), 단수수(sorgo), 소경수수(장목수수; broom-corn)가 재배되고 있으며, 아시아, 아프리카 및 중미 지역에서 재배되고 있는 주요 식량자원이다. 수수는 쌀, 보리, 밀, 옥수수에 이어 중요한 곡류로서 식이섬유, 페놀 화합물 등의 유효성분이 다량 함유되어 있으며, 페놀 화합물의 대부분은 플라보노이드(flavonoid)로 알려져 있고, 최근 수수의 생리적 기능성에 관한 연구들이 보고되고 있다. 수수는 이유식, 술, 떡, 빵, 엿, 죽 등 새로운 가공식품의 개발에 이용가치가 높음에도 불구하고, 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다.

국외에서 저개발국가의 식량자원으로 수수를 활용한 식품개발은 지역의 전통식품을 중심으로 이루어져 왔고, 제과제빵류나 면류 개발에 수수를 활용하고자 한 몇몇 연구보고에 의하면 수수는 밀과 달리 글루텐이 결여되어 빵 반죽에서 망상구조가 형성되지 않아 밀로 만든 빵의 품질을 기대할 수는 없으며, 다량의 물 사용으로 도우(dough)가 아닌 배터(batter) 상태로 제조될 수 있음이 알려져 있다. 또한, 밀가루를 전혀 사용하지 않고 수수가루 70중량%에 옥수수전분 30중량%를 혼합하여 발효빵을 제조하였을 때, 많은 물의 첨가가 요구되고 수수곡립의 경도와 전분손상이 빵 품질에 중요인자로 나타나 전분손상을 감소시킬 수 있는 수수곡립의 적절한 제분기술이 요구된다.

그리고 빵 배합비에 곡류껍질이 10중량% 이상으로 첨가되면 글루텐 막 손상, 희석효과 및 가스 보유력 감소로 빵 부피가 감소하고 내부구조도 거칠게 되어 빵 품질 저하가 나타난다.

수수가루를 밀가루 대신 케이크 제조에 일부 사용하는 경우, 케이크의 부피가 크게 감소하였는데 이는 수수가루에는 밀가루에 존재하는 당지질(glycolipid)이 결여되어 있고, 수수전분의 높은 호화온도로 케이크 부피나 조직감이 열등하게 나타나 설탕 대신 포도당을 일부 사용함으로써 호화온도를 조절하여 부피나 조직감을 회복할 수 있다.

또한, 밀가루 이외의 곡류로 빵류나 면류제품을 가공할 경우, 결여된 글루텐 기능을 보완하기 위하여 검 물질이나 유화제가 주로 사용되어 왔다. 밀가루가 아닌 한 가지 곡류분만으로는 제품의 물성을 조절하기 힘들며, 카라기난, 알지네이트 등을 사용하거나 다른 곡류분 등을 혼합 사용하여 식감을 개선하고자 하였다. 그 예로 팥 전분(red bean starch)만으로 제조된 국수는 인장강도가 낮았고 조리 손실율이 높았으나, 녹두 전분(mung bean starch)을 50중량% 혼합함으로써 상기와 같은 문제점을 개선할 수 있었다.

한편, 제과제빵 관련 국내연구에서 영양 기능성을 강화하기 위하여 귀리, 보리, 밀, 현미, 검정콩 등의 통곡이나 보리 도정겨와 같은 곡류 껍질의 식이섬유을 활용한 연구 보고들은 다수 발표되어 왔으나 수수를 활용한 연구로는 스폰지케익 제조 시 박력분을 실험실용 분쇄기로 분말화한 찰성, 메성 수수가루를 부분적으로 대체하였을 때 스폰지케익의 품질에 미치는 효과를 비교한 연구와 차수수가루를 첨가한 설기떡의 품질에 대한 연구가 이루어졌을 뿐이며, 수수의 기능성을 활용한 식품개발 연구는 전혀 이루어지지 않은 실정이다.

이에 본 발명자들은, 수수의 기능성을 활용한 빵을 제조하기 위하여 노력한 결과, 붉은 계열의 도정하지 아니한 수수가루를 밀가루 등과 혼합한 후, 발효시키면 생리활성이 강화된 기능성 빵을 제조할 수 있음을 발견함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명은 도정하지 아니한 붉은 계열의 수수가루를 밀가루와 혼합하여 발효시키고 구워 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은,

도정하지 아니한 붉은 계열의 수수를 분쇄하여 수수가루를 제조하는 단계, 밀가루, 이스트 및 물을 혼합하여 얻은 밀가루 반죽에 상기 수수가루를 첨가하여 혼합 반죽을 제조하는 단계, 상기 혼합 반죽을 20 ~ 40℃에서 발효하여 발효물을 얻는 단계 및 상기 발효물을 100 ~ 250℃에서 굽는 단계를 포함하는 도정하지 아니한 붉은 계열의 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법을 그 특징으로 한다.

본 발명의 제조방법에 의하여 제조된 빵은 도정하지 않은 수수가루가 포함되어 빵의 저장성을 향상되고, 항산화활성, 항당뇨활성, 항암활성 등의 생리활성을 나타낼 수 있다. 따라서 품질 및 상품성이 우수한 빵의 제조가 가능하고, 나아가 혼반용 이외의 뚜렷한 소비처가 없는 수수의 새로운 소비수요를 개발할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수수가루 함유 기능성 빵의 일 실시예를 나타낸 제조 공정도이다.
도 2는 도정한 수수가루(A)와 도정하지 않은 수수가루(B)의 입도분석 결과이다.
도 3은 비교예 2 및 실시예 7 ~ 9의 방법으로 제조된 빵의 단면을 나타낸 사진이다.
도 4는 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 80% 에탄올 추출물의 DPPH 라디칼 소거활성을 나타낸 그래프이다.
도 5는 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 유기용매별 분획물의 DPPH 라디칼 소거활성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 80% 에탄올 추출물의 ABTS 라디칼 소거활성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 유기용매별 분획물의 ABTS 라디칼 소거활성을 나타낸 그래프이다.
도 8은 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 80% 에탄올 추출물의 α-아밀라아제에 대한 저해 활성을 나타낸 그래프이다.
도 9는 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 유기용매별 분획물의 α-아밀라아제에 대한 저해 활성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 비교예 1과 실시예 3에서 제조된 빵의 80% 에탄올 추출물 및 유기용매별 분획물의 α-글루코시다아제에 대한 저해 활성을 나타낸 그래프이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도정하지 아니한 붉은 계열의 수수를 분쇄한 수수가루를 밀가루 반죽과 혼합하고 특정 조건에서 발효시켜 빵을 제조하는 방법을 그 특징으로 한다.

먼저 본 발명의 기능성 빵의 주요성분인 수수가루는 도정하지 아니한 수수를 분쇄하여 제조하는 것이 바람직하며, 도정하지 아니한 수수를 분쇄하여 얻어진 수수가루는 도정한 수수를 사용한 경우에 비하여 다량의 생리 활성 물질을 포함한다.

이 때, 상기 수수는 붉은 계열의 황금찰수수, 붉은찰수수, 기다찰수수, 대풍수수, 목탁수수, 몽당수수, 꼬부랑수수, 꼬마단수수, 장수수수, 붉은장목수수, 수송생이수수, 시경수수, 빗자루수수, 찰수수 및 메수수 중에서 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 수수가루는 바람직하게는 10 ~ 300㎛의 평균 입도, 더욱 바람직하게는 50 ~ 150㎛의 평균 입도를 가지도록 도정하지 아니한 수수를 분쇄하여 제조하는 것이 좋다.

다음, 밀가루, 이스트 및 물을 혼합하여 얻은 밀가루 반죽에 상기 수수가루를 첨가하여 혼합 반죽을 제조한다.

이 때, 상기 수수가루는 밀가루 100중량부에 대하여 바람직하게는 10 ~ 60중량부, 더욱 바람직하게는 20 ~ 40중량부의 범위에서 사용되는 것이 좋다. 수수가루가 10중량부 미만으로 사용되면 수수의 기능성이 미미하게 나타나며, 60중량부를 초과하여 사용되면 수수가루가 빵의 발효를 방해하여 부풀음이 덜하여 빵의 수율이 떨어지고 맛이 저하된다.

또한, 밀가루 반죽의 제조 시 밀가루, 이스트 및 물을 혼합하면서 쇼트닝을 첨가하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 밀가루, 이스트 및 물을 혼합하여 1차 반죽물을 얻은 후, 쇼트닝을 첨가한 후 글루텐의 형성이 방해되지 않도록 수수가루를 조금씩 첨가하면서 혼합하여 혼합 반죽을 얻는 것이 좋다.

상기 혼합 반죽의 제조는 반죽기를 이용하여 5 ~ 20분 동안 구성 성분들을 혼합하여 이루어질 수 있으며, 회전 속도는 50 ~ 150rpm, 반죽 온도는 20 ~ 30℃에서 이루어지는 것이 좋다.

수수가루의 첨가할 때, 수수에 결여되어 있는 글루텐을 추가적으로 넣는 것이 보다 바람직하며, 수수가루 100중량부에 대하여 글루텐 10 ~ 30중량부, 더욱 바람직하게는 15 ~ 25중량부를 넣는 것이 좋다.

또한, 유화제로서 반죽의 끈적임을 감소시키고 발효 팽창력을 증진시키는 역할을 하는 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate)을 수수가루 100중량부에 대하여 0.1 ~ 5중량부, 보다 바람직하게는 1 ~ 3중량부를 추가적으로 넣는 것이 좋다.

이후, 상기 얻어진 혼합 반죽을 발효하여 발효물을 제조하며, 이 때 발효 온도는 20 ~ 40℃, 바람직하게는 25 ~ 35℃에서 발효시켜 충분한 발효가 일어나도록 한다. 이 때 발효기 내부의 습도는 70 ~ 90%로 조절하는 것이 바람직하다.

또한 상기 발효는 1차적으로 상기 혼합 반죽을 20 ~ 60분간 발효기에서 발효시킨 후, 1차 발효물을 분할, 방치하여 성형한 뒤, 2차적으로 30 ~ 80분간 발효시키는 것이 이스트의 번식이 충분히 이루어질 수 있어 바람직하다.

상기 발효과정을 거친 발효물을 예열된 오븐에서 굽고, 냉각, 탈습 및 포장 과정을 거쳐 수수가루 함유 기능성 빵을 제조할 수 있으며, 이때 발효물을 100 ~ 250℃, 더욱 바람직하게는 180 ~ 200℃로 온도를 조절한 오븐에서 5 ~ 30분, 더욱 바람직하게는 15 ~ 25분간 굽는 것이 좋다.

상기 제조과정을 거쳐 제조된 수수가루 함유 기능성 빵은 일반적으로 시중에 유통되는 방에 비하여 기능성 성분이 다량으로 포함되어 있어 우수한 생리 활성을 발휘할 수 있으며, 기타 품질 및 상품성이 우수하다.

본 발명의 가장 바람직한 일 실시예를 도 1에 나타내었으며, 본 발명을 다음 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실험예 1 : 수수가루의 특성 분석

도정하지 않은 수수가루와 도정한 수수가루의 특성을 검정하기 위하여 수수(황금찰수수)의 도정 여부에 따른 성분 분석을 진행하였다. 수분함량은 105℃ 상압건조법으로 측정하였고, 조단백질 함량은 Kjeldahl법, 조지방 정량은 Soxhlet 추출법, 조회분은 550℃의 직접회화법, 식이섬유는 megazyme total dietary fiber kit(Megazyme, Wicklow, Ireland)를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이 도정여부에 따라 일반적인 영양 성분은 큰 차이를 보이지 않았으나, 식이섬유는 도정하지 않은 수수가루가 도정한 경우에 비하여 2배 이상 높은 함량을 나타내었다.

또한, 분쇄된 수수가루의 입도를 입도분석기(LS13320, Beckman Coulter, CA, USA)를 이용하여 분석하였고, 입자의 크기 별로 그 분포를 정리하여 하기 표 2에 나타내었으며, 입도 분포 그래프를 도 2에 나타내었다.

도정한 수수가루의 평균입자 크기는 102.25μm로 나타났으나, 도정하지 않은 수수가루는 125.75μm로 나타나 도정한 수수가루에 비해 입자가 큰 것으로 나타났다.

또한, 분쇄된 수수가루의 색도는 색차계(CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 명도, 적색도 및 황색도를 측정하였고, 수수가루의 팽윤력 및 용해도는 Schoch의 방법에 따라 측정하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에서 보는 바와 같이 본원발명의 도정하지 아니한 붉은 계열의 수수가루는 도정한 경우에 비하여 명도는 낮으나, 적색도와 황색도가 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 팽윤력과 수분결합력은 도정하지 않은 수수가루가 높게 나타났고 용해도는 낮은 것으로 확인된 바, 이는 식이섬유가 많이 함유되어 있는 겨(bran)에 인하여 도정하지 않은 수수가루가 팽윤력, 수분결합력이 높게 나타난 것으로 보여진다.

또한, 일반적인 밀가루와 수수가루의 호화점도 특성 및 겔 강도를 RVA에 의하여 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

상기 표 4에서 보는 바와 같이, 도정한 수수가루와 도정하지 아니한 수수가루는 최고점도는 비슷하게 나타났고, 밀가루에 비해서는 높게 나타났으며, 치반점도, 최종점도(FV)는 도정하지 않은 수수가루가 높았다. 수수가루와 밀가루를 혼합한 혼합물의 경우 RVA 호화점도는 수수가루의 함량이 증가할수록 호화개시온도, 95℃, 2.5분 유지 후 점도, 치반점도, 최종점도가 증가하였고, 최고점도, 강하점도는 감소하였다.

실시예 1 : 수수가루 함유 기능성 빵의 제조

도정하지 아니한 붉은 계열의 수수(황금찰수수)를 분쇄기로 분쇄하여 수수가루를 준비하였다.

이후, 밀가루(강력분, 대한제분) 270g에 물 60g, 인스턴트 드라이 이스트 4.5g, 설탕 18g, 소금 4.5g 및 탈지분유 9g을 혼합하고, 반죽기를 이용하여 50 rpm 의 속도로 2분 30초, 100rpm 의 속도로 1분 30초 동안 반죽을 실시하였다.

상기 반죽에 쇼트닝을 6g 첨가한 후, 다시 50rpm 의 속도로 1분 30초, 150rpm 의 속도로 1분 30초 동안 반죽을 진행하여 밀가루 반죽을 얻었다.

다음, 상기 밀가루 반죽에 수수가루 30g을 넣고 50rpm 의 속도로 1분 30초, 150rpm 의 속도로 2분간 반죽을 진행하여 혼합 반죽을 얻었다.

상기 혼합 반죽을 온도 30℃, 습도 85%의 발효기에서 40분간 발효하고, 펀칭 및 분할하여 10분간 방치 후 성형하여 오븐틀에 넣고 온도 30℃, 습도 85%의 발효기에서 다시 50분간 발효과정을 진행하여 발효물을 얻었다.

상기 발효물이 담긴 틀을 180℃로 예열된 오븐에 넣고 20분간 구운 후 이를 냉각하여 최종적인 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 밀가루 240g 과 수수가루 60g 을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 밀가루 210g 과 수수가루 90g 을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 도정하지 않은 수수를 분쇄하여 얻은 수수가루를 사용하는 대신 도정한 붉은 계열의 수수(황금찰수수)를 분쇄하여 얻은 수수가루를 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 4에서 밀가루 240g 과 수수가루 60g 을 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 6

비교예 1

밀가루(강력분, 대한제분) 300g에 물 60g, 인스턴트 드라이 이스트 4.5g, 설탕 18g, 소금 4.5g 및 탈지분유 9g을 직접 반죽법을 사용하고, AACC 10-09 표준방법을 변형한 마이크로-베이킹(micro-baking) 법을 사용하여 빵을 제조하였다.

실험예 1 : 제조된 빵의 물성 비교

상기 제조된 빵의 수분흡수율, 수분, 무게, 부피 및 비체적을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.

이 때, 빵의 수분흡수율은 빵이 흡수할 수 있는 수분의 양으로 빵의 흡습성을 측정하였고, 수분함량은 빵 속 중심부를 취하여 105℃ 상압가열건조법을 이용하여 측정하였다. 무게는 저울을 이용하여 측정하였고, 부피는 종자치환법에 의해 구하였으며, 비체적(mL/g)은 부피를 중량으로 나눈 값으로 나타내었다.

상기 표 5에서 보는 바와 같이, 제조된 빵의 부피를 측정한 결과 비교예 1의 경우 477.55cc로 나타났으며, 도정한 수수를 사용한 실시예 4 ~ 6의 경우 각각 431.9, 371.9 및 324.4cc로 나타났고, 도정하지 않은 수수를 사용한 실시예 1 ~ 3은 각각 389.9, 355.5 및 346.3cc로 나타났다. 따라서, 수수가루의 첨가량이 증가할수록 빵의 부피가 감소하는 경향을 보였다.

또한 제조된 빵의 색도는 색차계(CM-3500d, Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 명도, 적색도 및 황색도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

상기 표 6에서 보는 바와 같이, 빵의 표면은 수수가루의 첨가량이 증가할수록 명도값이 감소하여 어두워졌으며 적색도, 황색도 역시 감소하였으며, 빵의 내부는 도정 여부에 따라 큰 차이를 나타냈으며, 수수가루의 첨가량이 증가할수록 명도가 감소하여 어두워졌으며 적색도는 증가하는 경향을 보였다.

그리고, 제조된 빵의 조직감을 확인하기 위하여, 빵의 내부를 일정한 크기(45 × 35 × 30 mm)로 잘라 물성 측정기(texture analyzer)를 사용하여 시료를 2회 연속적으로 압착시켰을 때 얻어지는 force-time curve로부터 경도(hardness), 깨짐성(fracturability), 부착성(adhesiveness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness) 및 복원성(resilience) 등을 10회 반복 측정한 평균값으로 나타내었으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

상기 표 7에서 보는 바와 같이, 수수가루의 함량이 증가할수록 경도와 부착성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 2 : 반죽의 물성 비교

실시예 3의 혼합 반죽에 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate, SSL) 1.5g 및 글루텐 16.2g 을 넣은 경우와 그렇지 않은 경우의 신장저항성, 신장성 및 끈적임성을 물성측정기로 측정하였으며, 스테아릴 젖산 나트륨의 첨가 여부에 따른 비교를 위하여 비교예 1의 밀가루 반죽에 스테아릴 젖산 나트륨 1.5g 을 넣은 경우와의 비교도 진행하였다. 상기 결과를 하기 표 8에 나타내었다.

상기 표 8에서 보는 바와 같이, 비교예 1의 밀가루 반죽에 글루텐과 SSL을 넣은 경우 신장저항성은 증가하나 신장성을 감소하였다. 그러나 수수가루가 첨가된 실시예3의 혼합반죽에 글루텐과 SSL을 넣은 경우 신정저항성과 신장성이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 수수가루의 첨가로 인하여 반죽의 끈적임성이 증가하나, 글루텐과 SSL을 넣은 경우 이러한 끈적임성의 증가를 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 7

실시예 1의 수수가루의 첨가시키는 단계에서 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate, SSL) 1.5g 및 글루텐 5.4g 첨가하는 것을 추가로 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 8

실시예 2의 수수가루의 첨가시키는 단계에서 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate, SSL) 1.5g 및 글루텐 10.8g 첨가하는 것을 추가로 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실시예 9

실시예 3의 수수가루의 첨가시키는 단계에서 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate, SSL) 1.5g 및 글루텐 16.2g 첨가하는 것을 추가로 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

비교예 2

비교예 1에서 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate, SSL) 1.5g을 첨가하여 제조하는 것을 제외하고는 동일하게 빵을 제조하였다.

실험예 2 : 제조된 빵의 물성 비교

상기 제조된 실시예 7 ~ 9의 빵의 물성을 상기 실험예 1에서와 같은 방법으로 측정하여 하기 표 9 ~ 11에 나타내었다. 또한 상기 제조된 빵의 단면을 도 3에 나타내었다.

상기 표 9에서 보는 바와 같이 글루텐과 SSL의 첨가에 의하여 부피가 346 ~ 387cc에서 376 ~ 453cc로 크게 증가하고. 비체적이 증가하는 결과를 보였다.

또한, 표 11에서 보는 바와 같이 글루텐과 SSL의 첨가에 의하여 경도가 감소하여 빵이 부드러워졌고 부착성은 증가하였다.

비교예 3

실시예 3에서 밀가루에 물, 인스턴트 드라이 이스트, 설탕, 소금 및 탈지분유를 혼합할 때, 수수가루를 첨가하여 혼합 반죽을 만드는 것을 제외하고는 동일하게 수수가루 함유 기능성 빵을 제조하였다.

실험예 3 : 수수가루 첨가시기에 따른 물성 비교

상기 비교예 3의 빵과 실시예 3의 빵의 물성을 비교하여 하기 표 12 ~ 14에 나타내었다.

상기 표 14에서 보는 바와 같이 수수가루를 별도로 첨가하는 실시예의 빵이 밀가루 등의 재료와 동시에 혼합하는 비교예의 빵 보다 우수한 물성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 4 : 제조된 빵의 저장성 비교

25℃에서 시간의 경과에 따른 비교예 2와 실시예 3의 빵의 경도를 비교하여 하기 표 15에 나타내었다.

빵을 만든 직후의 경도는 비교예의 경우가 보다 낮았으며, 3일차까지 제조된 빵의 경도가 모두 증가하여 최고값을 나타낸 후 그대로 유지되었다.

또한 시간의 경과에 따른 수분 함량 및 곰팡이균수를 측정하여 하기 표 16에 나타내었다.

상기 표 16에서 보는 바와 같이, 수분 함량은 전체적으로 시간의 흐름에 따라 감소하는 것으로 나타났으며, 저장 5일째에 곰팡이가 생기기 시작하였다. 특히, 저장기간 동안 실시예 3의 빵 보다 비교예 2의 빵에서 곰팡이 균수가 높게 측정되었다.

실험예 4 : 제조된 빵의 항산화 활성 측정

비교예 1의 빵과 실시예 3의 빵 150g을 각각 분쇄하여 80% 에탄올을 가하여 80℃에서 환류추출을 실시하였다(500mL × 4회, 1회에 3시간씩 추출). 상기 얻어진 추출물을 회전진공농축기로 농축하여 용매를 완전히 제거하여 추출량을 측정하였으며, 추출물을 물 400mL에 녹여서 n-헥산(400mL × 3회), 메틸렌 클로라이드 (400mL × 3회), 에틸 아세테이트(400mL × 3회), n-부탄올(400mL × 3회)로 순차적 분획을 실시하여 분획물을 회전진공농축기로 농축하여 용매를 완전히 제거하여 추출량을 측정하였다. 80% 에탄올 추출물의 추출량은 비교예 1의 경우 16.80g로 나타났고 실시예 3은 24.02g로 나타났다. 용매분획물의 추출량은 비교예 1의 경우 n-헥산, 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, n-부탄올 및 물 층은 각각 1.14, 0.22, 0.06, 0.56 및 1.64g으로 나타났으며, 실시예 3의 경우에는 각각 1.52, 0.34, 0.18, 0.79 및 3.90g으로 나타났다.

상기 추출물의 DPPH 라디칼 소거활성은 DPPH를 100% 에탄올에 녹여 2mM의 농도로 사용하였고, 양성 대조구로 사용한 α-토코페롤은 10mM의 농도로 DMSO에 녹여 사용하였다. 먼저 DPPH를 최종농도 200μM이 되도록 각 튜브에 분주한 후, 1mg/mL로 희석된 추출물을 50μL 또는 750μM, 500μM로 희석된 α-토코페롤 50μL를 각각 섞어 37℃에서 30분간 반응시킨 후 517nm에서 흡광도를 측정하여 대조군에 비하여 감소된 흡광도로부터 라디칼 소거율을 계산하였으며, 그 결과를 도 4 및 5 에 나타내었다.

ABTS 라디칼 소거활성은 ABTS를 7mM의 농도로 멸균수에 녹이고 이를 140mM K₂S₂O₈ 17.6μL와 섞은 후 12 ~ 16시간 암소에 방치하여 사용하였다. ABTS 용액 1mL을 100% EtOH 50mL와 섞어 희석한 ABTS 용액 1mL을 각 튜브에 분주하고 1mg/mL로 희석된 추출물을 50μL 또는 500μM, 750μM로 희석된 α-토코페롤 50μL를 각각 섞어 상온에서 20분간 반응시키고 734nm에서 흡광도를 측정하여 대조군에 비하여 감소된 흡광도로부터 라디칼 소거율을 계산하였으며, 그 결과를 도 6 및 7 에 나타내었다.

DPPH 라디칼 소거활성은 도 4에서와 같이 α-토코페롤의 경우 500mM에서 31.2%, 750mM에서는 49.2%의 항산화활성이 나타났으며, 비교예 1의 추출물 0.5, 1 및 5mg/mL의 농도에서는 모두 항산화활성이 전혀 나타나지 않은 반면 실시예 3의 추출물은 각각 3.4, 7.6 및 34.0%의 항산화활성을 나타냈다. 추출물의 용매분획물에 대한 DPPH 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 도 5에서와 같이 α-토코페롤의 경우 500 및 750mM에서 각각 27.1 및 42.7%의 활성을 보였으며, 실시예 3의 추출물의 경우 1mg/mL의 농도의 에틸 아세테이트, n-부탄올 분획에서 각각 88.5 및 22.3%의 활성을 나타내었으고, 2mg/mL의 농도에서는 각각 93.3 및 40.8%의 활성을 나타내었다.

ABTS 라디칼 소거활성은 도 6에서와 같이, α-토코페롤의 경우 500mM에서는 72.2%, 750mM에서는 100%의 소거활성을 나타내었으며, 비교예 1의 추출물 0.5, 1 및 5mg/mL의 농도에서는 4.5, 6.9 및 19.9%의 항산화활성을 나타내었으나, 실시예 3의 추출물은 각각 15.1, 27,3 및 79.8%의 항산화활성을 나타냈다. 추출물의 용매분획물에 대한 ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과, 도 7에서와 같이 α-토코페롤의 경우 500 및 750mM에서 각각 68.9 및 100%의 활성을 보였다. 비교예 1의 추출물의 경우 1mg/mL의 농도에서 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트 분획에서 각각 15.3 및 19.8%의 활성을 나타내었고, 2mg/mL 농도의 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트 분획에서 각각 22.8 및 29.8%의 항산화 활성을 나타내었다. 반면 실시예 3의 추출물의 경우 1mg/mL의 농도의 에틸 아세테이트. n-부탄올 분획에서 각각 100 및 59.0%의 활성을 나타내었으며, 2mg/mL 농도의 에틸 아세테이트, n-부탄올 분획에서 각각 100 및 86.5%의 활성을 나타내었다.

상기 결과에서 일반 빵에 비하여 본원발명의 수수가루 첨가 기능성 빵 추출물에서 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거활성이 높게 나타났음을 확인할 수 있었다.

실험예 5 : 제조된 빵의 항당뇨 활성 측정

인체 타액 유래의 α-아밀라아제는 PBS에 40unit/mL로 용해시키고, α-아밀라아제의 기질로써 가용성 전분을 PBS에 1% 농도로 녹여서 사용하였으며, 또한 α-아밀라아제에 대한 저해제로서 실시예 3 및 비교예 1의 빵의 에탄올 추출물을 DMSO 에 녹여 사용하였다. α-아밀라아제에 대한 저해활성을 특정하기 위해, 290μL PBS, 10μL α-아밀라아제 용액(40unit/mL) 및 50μL 빵의 에탄올 추출물을 혼합한 후 37℃에서 10분간 전배양을 실시하였다. 이후 기질인 1% 가용성 전분용액을 350μL 첨가하고 37℃의 온도에서 30분간 반응시켰다. 반응 후 잔존하는 가용성 전분의 양을 측정하기 위해 반응액(700μL)에 5% 요오드화칼륨 용액에서 요오드 0.5%가 되도록 용해시킨 후, 0.05N HCl 용액에 50배로 희석한 요오드 용액 300μL을 가하여 발색시키고 620nm에서 흡광도를 측정하여 α-아밀라아제의 저해활성을 조사하였다. 상기 측정 결과를 도 8 및 9에 나타내었다.

한편, α-글루코시다아제는 50mM 소디움포스페이트 버퍼(pH 6.8)에 10unit/mL의 농도로 스톡 솔루션(stock solution)을 만들고 처리 시, 0.25unit/mL의 농도로 희석한 다음 20μL씩 처리하였다. 기질은 p-Nitrophenyl α-D-glucopyranoside를 3mM 농도로 녹여서 반응시켰다, 또한 α-글루코시다아제에 대한 저해제로서 빵의 에탄올 추출물을 10mg/mL의 농도로 DMSO에 용해시켜 사용하였다. 20μL α-글루코시다아제 희석액과 65μL 소디움포스페이트 버퍼 (50mM), 15μL 에탄올 추출물을 혼합하고 37℃의 온도에서 10분간 전 배양을 실시한 후, 기질인 3mM p-nitrophenyl α-D-glucopyranoside 용액 100μL를 첨가하여 37℃의 온도에서 30분간 반응시켰다. 반응 후 405nm 파장에서 흡광도를 측정하여 저해율을 비교하여 도 10에 나타내었다.

도 8에서 보는 바와 같이, acarbose의 경우 50μg/mL에서 39.5%, 100μg/mL에서는 64.0%의 α-아밀라아제 저해활성이 나타났으며, 비교예 1의 추출물의 1 및 3mg/mL의 농도에서는 각각 13.5 및 31.9%의 활성이 나타났다. 실시예 3의 추출물 1 및 3mg/mL의 농도에서는 각각 19.1 및 52.5%의 저해활성을 나타낸 바, 실시예 3의 추출물이 비교예 1의 추출물에 비하여 높은 α-아밀라아제 저해활성을 나타내었다. 또한, 도 9에서 보는 바와 같이, 각 유기용매 분획별 α-아밀라아제 저해활성을 측정한 결과 acarbose의 경우 50μg/mL에서 43.0%, 100μg/mL에서 65.6%의 저해활성을 나타내었고, 비교예 1의 추출물은 1mg/mL의 농도에서 80% 에탄올, n-헥산, 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, n-부탄올 및 물층에서 각각 13.5, 59.3, 36.1, 13.2, 3.5 및 1.0%의 저해활성을 나타내었으며, 실시예 1의 추출물은 각각 19.1, 95.0, 88.7, 9.7, 8.7 및 0.5%의 저해활성을 나타내었다. 특히 n-헥산, 메틸렌 클로라이드 분획의 경우 α-아밀라아제 저해활성이 100μg/mL의 acarbose보다 높음을 확인하였다.

또한 표 10에서 보는 바와 같이 acarbose는 5 및 10mg/mL 농도에서 각각 51.4 및 63.8%의 α-글루코시다아제 저해활성이 나타내었고, 비교예 1의 추출물 10mg/mL의 농도에서 3.0%의 α-글루코시다아제 저해활성을 나타내었으며, 실시예 3의 추출물의 경우 8.8%의 저해활성을 나타내었다. 각 유기용매 분획별 α-글루코시다아제 저해활성을 측정한 결과, acarbose는 5 및 10mg/mL의 농도에서 각각 51.4 및 63.8%의 저해활성이 나타내었고, 비교예 1의 추출물 10mg/mL 농도에서 80% 에탄올, n-헥산, 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, n-부탄올 및 물 층이 각각 3.0, 0, 0, 16.2, 10.4 및 3.9%의 저해활성을 나타냈으며, 실시예 3의 추출물의 경우 각각 8.8, 19.9, 20.3, 72.8, 14.9 및 2.4%의 저해활성을 나타내었다. 특히 실시예 3 추출물의 에틸 아세테이트 분획의 경우 10mg/mL 농도의 acarbose 보다 높은 저해활성을 나타내는 것을 확인하였다.

Claims

도정하지 아니한 붉은 계열의 수수를 분쇄하여 수수가루를 제조하는 단계;
밀가루, 이스트 및 물을 혼합하여 얻은 밀가루 반죽에 상기 수수가루를 첨가하여 혼합 반죽을 제조하는 단계;
상기 혼합 반죽을 20 ~ 40℃에서 발효하여 발효물을 얻는 단계; 및
상기 발효물을 100 ~ 250℃에서 굽는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수수는 황금찰수수, 붉은찰수수, 기다찰수수, 대풍수수, 목탁수수, 몽당수수, 꼬부랑수수, 꼬마단수수, 장수수수, 붉은장목수수, 수송생이수수, 시경수수, 빗자루수수, 찰수수 및 메수수 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수수가루는 밀가루 100중량부에 대하여 10 ~ 60중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 수수가루는 10 ~ 300㎛의 평균 입도를 나타내도록 제조되는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 수수가루 100중량부에 대하여 글루텐 10 ~ 30중량부를 넣어 혼합 반죽을 제조하는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 수수가루 100중량부에 대하여 스테아릴 젖산 나트륨(Sodium stearoyl lactylate) 0.1 ~ 5중량부를 넣어 혼합 반죽을 제조하는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 밀가루, 이스트 및 물을 혼합하면서 쇼트닝을 첨가하여 밀가루 반죽을 제조하는 것을 특징으로 하는 수수가루 함유 기능성 빵의 제조방법.