카카오 빈과 쌀 압출성형물을 첨가한 반죽의 물성 및 식빵의 품질 특성

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카카오 빈과 쌀 압출성형물을 첨가한 반죽의 물성 및 식빵의 품질 특성

박주연¹․김영호²․류기형¹

1공주대학교 식품공학과

2혜전대학교 제과제빵학과

Quality Characteristics of Dough and Bread Added with Extruded Rice Flour and Cacao (Theobroma cacao L.) Beans

Ju-Yeon Park¹, Young-Ho Kim², and Gi-Hyung Ryu¹

1Department of Food Science and Technology, Kongju National University

2Department of Baking Technology, Hyejeon College

ABSTRACT This study investigated the quality characteristics of dough and bread added with extruded rice flour and cacao beans. Cacao whole beans were subjected to non-alkali treatment. During the extrusion process, die temperature (130°C), screw speed (200 rpm), and moisture content (25%) were controlled. Different amounts of extruded rice flour and cacao beans were tested (10, 20, and 30%) to determine the optimal amount and compared with the raw group. In the farinogram, absorption decreased in the group of extruded and raw. As the content of extruded and raw materials increased from 10% to 30%, mechanical tolerance index increased, whereas departure time and stability decreased. The paste and setback viscosities of the extruded and raw materials decreased. Texture tended to decrease as the contents of extruded and raw materials increased. Specific volume and baking loss decreased. Crust L value, a value, b value, and crumb L value decreased as extruded and raw contents increased while crumb a value, and b value increased. In conclusion, the addition amount of 10∼20% was found to be optimal for bread making.

Key words: cacao bean, extruded, extruded rice, white pan bread, fermentation power

Received 29 May 2018; Accepted 19 July 2018

Corresponding author: Gi-Hyung Ryu, Department of Food Science and Technology, Kongju National University, Yesan, Chungnam 32439, Korea

E-mail: [email protected], Phone: +82-41-330-1484

서 론

경제 성장에 따른 생활 수준의 향상으로 인간의 수명이 증가하고 건강에 대한 관심이 높아지면서 건강 유지를 위한 기능성 생리활성물질에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 (1). 그중 항산화 기능을 가진 식품으로 녹차, 홍차, 적포도 주 및 초콜릿류와 코코아 함유 식품 등이 있으며, 초콜릿 가 공품 등의 원료가 되는 카카오 빈(cacao bean)에는 카페인 성분과 유사한 theobromine과 폴리페놀이 주요한 성분으 로 폴리페놀 함량(2), 항산화 활성(3), 충치 예방(4) 등의 연 구가 진행되어 왔다. 카카오 빈은 수확하여 발효, 건조, 세 척, 로스팅, 분쇄를 거쳐 껍질을 제거한 카카오 닙(cacao nibs)을 카카오 매스(cacao mass)로 가공하여 그대로 사용 하거나, 이 카카오 매스를 압착 또는 용매 추출하여 카카오 버터(cocoa butter)와 지방이 제거된 코코아 분말(cocoa powder)로 가공되어 사용된다(5). 카카오 빈에 알칼리 처리 를 하면 색상을 조절하고 수용성을 증대시키는 역할을 하지

만, 천연 카카오 빈에 비해 폴리페놀 함량은 감소하고(3) pH 는 천연 카카오 빈의 pH(5.3~5.8)보다 증가하여(6) 빵 반죽 에 첨가 시 발효에 영향을 미치게 된다. 일반적으로 사용되는 코코아 분말은 알칼리 처리가 되어 사용이 제한적이며 빵 제조 시 반죽의 pH는 5.0~5.5일 때 가스 보유력이 가장 우 수하여 빵의 부피가 증가한다. 빵에서 pH의 증감에 대한 연 구를 보면 첨가되는 부재료의 pH가 높거나 낮았을 때 비용 적이 감소하는 것으로 알려져 있다(7,8).

한편 코코아 분말을 이용한 가공성 연구에는 코코아 분말 과 콘밀(cornmeal)을 이용한 압출성형(9), 유통되는 코코아 함유 가공품의 항산화 활성과 폴리페놀 함량 연구(10), 코코 아 분말을 첨가한 식빵의 단백질 및 관능 특성(11), 알칼리 처리한 코코아 분말의 폴리페놀 및 안토시아닌 함량 연구 (12) 등이 보고되어 있지만, 카카오 빈 전체(whole cacao bean)를 빵에 사용한 연구는 아직 없는 실정이다. 카카오 빈의 9~13%를 차지하는 카카오 빈 껍질(bean shell)에는 변비에 효과가 있는 식이섬유가 풍부하며(13), 특히 로스팅 과 알칼리 처리를 하지 않은 카카오 빈을 쌀과 함께 압출성 형 했을 때 항산화 활성이 우수하다고 보고하였다(14). 압출 성형에서 고온, 고압, 고전단력은 식품원료의 분자적 구조특 성을 효율적으로 변화시켜 최종제품의 조직특성에 변화를

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1. 1/2 Pitch screw 2. 2/3 Pitch screw

3. Full pitch screw 4. 1/2 Reverse pitch

L/D ration 23:1 screw Φ: 3.0 cm Fig. 1. Screw configuration used in this experiment (Model THK 31T).

Table 1. Formula of white pan bread added with raw and extruded rice flour and cacao beans contents (Unit: %)

Ingredient Control¹⁾ Raw Extruded

R²⁾10 R20 R30 E³⁾10 E20 E30

90 10 3 2 5 2 8 63

80 20 3 2 5 2 8 63

70 30 3 2 5 2 8 63

90 10 3 2 5 2 8 62

80 20 3 2 5 2 8 61

70 30 3 2 5 2 8 60 Bread flour

Cacao bean with rice powder Yeast

Salt Shortening Non fat dry milk Sugar

Water

100

− 3 2 5 2 8 63

1)Bread flour 100%. ²⁾Raw cacao bean 60 and rice 40%. ³⁾Extruded cacao bean 60 and rice 40%.

유도할 수 있으며, 스크루의 회전과 가열에 의해 열반응과 성형이 동시에 이루어지는 공정이다. 여기에 콜레스테롤과 중성지방의 농도를 낮추며 항산화 작용, 혈압조절, 신경안정 및 간 기능 향상 등에 도움을 주는 쌀(15)을 첨가하여 쌀의 소비를 촉진함과 동시에 기능성을 더하고자 하였다.

이에 본 연구는 카카오 폴리페놀의 기능성과 항산화 활성 에 대한 자료는 있으나 이를 식품소재로 활용한 자료는 미비 하여 카카오 빈과 쌀을 압출성형 했을 때 항산화 활성이 높 았다는 연구 결과(14)를 바탕으로 가장 항산화 활성이 높았 던 카카오 빈과 쌀의 비율 6:4를 압출성형 한 것과 하지 않은 것으로 구분하고, 이를 식빵에 첨가(10, 20, 30%)하여 반죽 의 물성 및 식빵의 품질에 미치는 영향을 살펴보았다.

재료 및 방법

실험재료

본 연구에 사용된 쌀은 신통정미소(Asan, Korea)에서 구 입하였고, 카카오 빈은 에콰도르산 아리바 나시오날(Choco Dongi, Suwon, Korea)을 구입하여 사용하였다.

식빵 제조에는 강력분(Daehan Flour Mills Co., Seoul, Korea), 쇼트닝(Lotte Samkang Co., Cheonan, Korea), 설 탕(Samyang Co., Ulsan, Korea), 정제염(Daesang, Seoul, Korea), 이스트(Ottogi Co., Anyang, Korea)를 구입하여 사용하였다.

압출성형

압출성형물의 제조에 사용된 압출성형기는 자체 제작한 실험용 쌍축 압출성형기(THK31T, Incheon Machinery Co., Incheon, Korea)를 사용하였으며 스크루 배열은 Fig.

1과 같다. 스크루 직경은 30.0 mm이며 길이와 직경의 비(L/

D ratio)는 23:1이었고, 사출구는 원형으로 직경이 3.0 mm 인 것을 사용하였으며 원료 사입량은 100 g/min으로 고정 하였다. 카카오 빈과 쌀의 비율은 6:4로 하여 압출성형 했으 며, 수분 함량은 25%, 스크루 회전속도는 200 rpm으로 고 정하고 사출구 온도는 130°C로 각각 조절하였다. 제조된 압출성형물은 열풍건조기(DS-FCPO 250, Dongseo Sci.

Co., Seoul, Korea)에서 50°C로 건조하여 가정용 분쇄기 (SMKA-4000, PN Poong Nyun Co., Ltd., Ansan, Korea) 로 분쇄하여 50~70 mesh의 분말을 시료로 사용하였다.

반죽의 배합비

제빵에 사용한 원료의 배합비는 Table 1과 같다. 밀가루 100%를 대조구(Control)로 압출성형 한 것(Extruded)과 압출성형 하지 않은(Raw) 시료(카카오 빈과 쌀 6:4)를 밀가 루 대신 10, 20, 30% 첨가하였다. 반죽의 수분 함량은 예비 실험을 통해 조절하였다.

제빵방법

제빵은 직접반죽법(straight dough method)을 사용하였 고, 식빵의 반죽은 혼합기(Model 200, Hobart, Troy, MI, USA)를 이용하여 유지와 물을 제외한 나머지 원료를 혼합 기 안에 넣고 1단의 속도에서 1분, 물 투입 후 2분간 혼합하 고 2단의 속도로 2분간 다시 혼합한 다음 쇼트닝을 투입하 였다. 반죽이 형성될 때까지 혼합하였으며, 최종 반죽의 온도 는 27~29°C가 되도록 하였다. 1차 발효는 온도 27°C, 상대 습도 80%인 발효기(Daehung, Machinery Co., Gyeong- gi, Korea)에서 90분간 실시하였고, 1차 발효 후 반죽을 170 g으로 분할하여 둥글리기 한 다음 10분간 중간 발효를

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하였다. 밀대를 이용하여 반죽을 성형하여 3개씩(170 g×3) 식빵 틀(21.5×9.5×9 cm)에 넣고, 온도 38°C, 상대습도 85

%의 발효기에서 식빵 틀까지 반죽이 팽창하도록 2차 발효 를 했으며, 발효가 끝난 반죽을 윗불 190°C, 아랫불 190°C 의 오븐(FDO-7102, Dae Young, Seoul, Korea)에서 30분 간 구운 후 제품을 틀에서 분리하여 실온 25°C에서 2시간 냉각하여 폴리에틸렌 백에 포장한 다음 25°C에 저장하면서 실험하였다.

패리노그램

패리노그래프(Brabender Co., Ltd., Duisburg, Germany) 는 AACC 54-21(16) 방법에 따라 분석하였다. 패리노그래 프 믹싱볼(mixing bowl)을 30±2°C로 유지하면서 시료의 수분 함량은 14%를 기준으로 300 g 사용하였고, 시료를 혼 합하면서 20초 동안 증류수를 첨가하여 패리노그래프 곡선 의 중앙이 500 B.U.에 도달할 때까지 흡수량을 조절하면서 흡수율(absorption), MTI(mechanical tolerance index), 반죽도달시간(arrival time), 반죽형성시간(peak time), 출 발시간(departure time), 안정도(stability)를 측정하였다.

호화특성

압출성형 한 것과 하지 않은 시료를 각각 10, 20, 30%

밀가루에 첨가한 페이스트 점도를 측정하기 위해 신속점도 측정기(RVA, Rapid viscosity analyser, RVA3D, New- port Scientific Inc., Narrabeen, Australia)를 사용하였다.

시료 3.5 g(14%, w.b.)을 알루미늄 캔에 넣은 후 증류수 25 mL를 가하고 유리막대를 이용하여 1차 교반한 다음 페이스 트 점도를 측정하였다. 신속점도측정기의 가열과 냉각조건 은 초기온도 25°C에서 2분간 유지한 후 5분간 95°C로 가열 한 다음 3분간 95°C로 유지하였으며, 5분간 25°C로 냉각하 였다. 총 소요 시간은 20분이었으며 페달의 회전은 초기 시 료의 분산을 증대시키기 위해 960 rpm으로 회전시킨 후 160 rpm에서 점도를 측정하였다(17). 페이스트 점도곡선으 로부터 최고점도(peak viscosity, PV), 최저점도(trough viscosity, TV), 최종점도(final viscosity, FV), 구조파괴점 도(breakdown viscosity, BV) 등의 페이스트 점도 지표를 각각 구하였다.

조직감

빵은 구운 후 폴리에틸렌 백에 넣어 실온에서 24시간 방 치 후 2×2×2 cm의 동일한 크기로 잘라 Texture ana- lyzer(TA-XT express, Stable Micro Systems, Surrey, UK)를 이용하여 직경이 35 mm인 cylinder probe로 측정 하였다. 측정조건은 최대하중 5 kg으로 하고 test speed는 1 mm/s, 측정 시료 높이 10 mm, 압착률은 75%로 하여 시료의 경도(hardness), 탄력성(springiness), 응집성(cohesiveness) 및 씹힘성(chewiness)을 측정하였으며 3회 반복 측정하여 그 평균값을 사용하였다.

비용적 및 굽기 손실

식빵을 구운 후 실온에서 2시간 동안 냉각한 후 종자치환 법(18)으로 용적을 3회 반복 측정하고 식 (1)의 공식으로 비용적을 나타내었다.

Specific volume (cm³/g)＝Bread volume (mL) Bread weight (g) (1) 굽기 과정의 굽기 손실(baking loss)은 식빵을 구운 후 틀에서 분리하여 저울에 올려 굽기 전 무게 510 g(170 g×

3)과 비교하였다. 각기 다른 세 개의 시료를 측정하여 평균 값을 내어 사용하였으며, 굽기 손실률(baking loss rate)은 식 (2)의 공식으로 반죽의 굽기 후 무게를 표시하였다.

Baking loss

rate (%) ＝ Dough weight－Bread weight Dough weight ×100

(2) 발효 팽창력

압출성형 한 것과 하지 않은 시료를 첨가한 반죽의 발효 팽창력(fermentation power)은 혼합 직후의 반죽 100 g씩 을 채취하여 내부 직경이 6.3 cm인 1,000 mL mass cylin- der에 넣어 측정하였다. 25°C 발효실에서 발효시키면서 15 분 간격으로 150분까지 반죽의 발효 팽창력을 구하였다.

색도 측정

색도는 식빵을 제조 후 색차계(CR-300, Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 각 5회 반복 측정하여 평균값을 내었으며, 식빵의 외부 색도(crust color)와 내부 색도(crumb color)를 명도(lightness, L), 적색도(redness, a), 황색도(yellow- ness, b)로 측정하였다. 이때 사용한 표준 백색판(standard plate)의 L값은 97.75, a값은 +1.63, b값은 -2.41이었다.

식빵의 외관

식빵의 단면구조를 나타내기 위하여 상온에서 냉각시킨 식빵의 가운데 부분을 자르고 디지털카메라(Lumix DMC- FX38, Panasonic, Osaka, Japan)를 이용하여 촬영하였다.

통계처리

결과의 통계처리는 SPSS(Statistical Package for the Social Science, version 23.0) 프로그램(IBM-SPSS, Thorn- wood, NY, USA)을 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 실시한 후 유의적 차이가 있는 항목에 대해서 P<0.05 수준에서 그 결과를 Duncan’s multiple range test 로 검정하였다.

결과 및 고찰 패리노그램

패리노그램은 기본적으로 반죽의 굳기에 도달하는 데 필

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Table 3. RVA pasting characteristics of dough added with raw and extruded rice flour and cacao bean contents

Paste viscosity (cP) Pasting temp.

PV TV BV FV SV PT (°C)

Control¹⁾ R10 R20 R30 E10 E20 E30

2,407.33±26.03^a2) 2,230.67±17.02^b 1,875.67±17.75^c 1,681.33±16.76^d 1,521.33±29.96^e 1,151.00±45.61^f 909.67±15.17^g

1,369.00±28.60^a 1,252.00±31.59^b 1,041.67±13.82^c 886.67±14.29^d 857.33±22.05^d 653.00±25.46^e 523.67±8.38^f

1,038.33±51.15â 978.67±34.45â 834.00±30.34^b 794.67±18.37^b 664.00±8.52^c 498.00±20.61^d 386.00±8.64ê

4,857.00±23.51^a 4,399.67±37.19^b 3,745.33±22.90^c 3,213.33±34.65^e 3,367.33±27.79^d 2,667.00±76.41^f 2,104.00±15.58^g

3,488.00±15.58^a 3,147.67±8.96^b 2,703.67±11.03^c 2,326.67±21.08^e 2,510.00±18.46^d 2,014.00±50.97^f 1,580.33±10.62^g

8.67±0.15^a 8.58±0.13^ab 8.47±0.05^b 8.27±0.05^c 8.27±0.05^c 8.11±0.08^cd 8.00±0.00^d

69.00±0.04^d 70.53±0.05^b 71.17±0.33â 71.23±0.06â 69.84±0.02^c 70.52±0.35^b 71.24±0.03â

1)Formula is the same as in Table 1.

2)Values with different letters within a column are significantly different (P<0.05).

PV: peak viscosity, TV: trough viscosity, BV: breakdown viscosity, FV: final viscosity, SV: setback viscosity, PT: peak time.

Table 2. Farinogram characteristics of dough added with raw and extruded rice flour and cacao bean contents Absorption

(%) MTI²⁾

(B.U.) Arrival time

(min) Peak time

(min) Departure time

(min) Stability (min) Control¹⁾

R10 R20 R30 E10 E20 E30

64.50±0.01^a3) 62.05±0.04^c 60.07±0.05^e 58.00±0.16^f 63.01±0.01^b 62.02±0.01^c 61.04±0.03^d

20.00±0.00^g 60.00±0.00^f 80.00±0.00^e 120.00±0.00^b 90.00±0.00^d 105.00±0.00^c 140.00±0.00^a

1.53±0.02^d 1.08±0.06^e 1.00±0.00^f 0.80±0.00^g 3.02±0.02^c 4.48±0.02^b 6.03±0.02^a

8.00±0.16^a 6.00±0.04^e 5.80±0.06^f 4.54±0.03^g 6.80±0.05^d 7.01±0.05^c 7.53±0.03^b

23.48±0.20â 14.33±0.12^b 12.51±0.03^c 10.10±0.11ê 11.04±0.08^d 10.00±0.04ê 8.48±0.06^f

22.16±0.13^a 13.21±0.03^b 11.30±0.02^c 9.29±0.10^d 7.31±0.03^e 5.50±0.03^f 2.53±0.03^g

1)Formula is the same as in Table 1. ²⁾Mechanical tolerance index.

요한 흡수율 및 반죽 특성을 나타낸다. 압출성형 한 것과 하지 않은 시료의 패리노그램 특성은 Table 2와 같다. 반죽 의 흡수율은 대조군이 64.50±0.01%를 나타내었으며, R10, R20, R30에서 62.05±0.04, 60.07±0.05, 58.00±0.16%로 감소하였고, E10, E20, E30도 63.01±0.01, 62.02±0.01, 61.04±0.03%로 감소하였다. 압출성형 한 율피 분말을 첨 가한 식빵 실험(19)에서는 첨가군의 흡수율이 대조군보다 높게 나타났는데, 이는 율피 분말에 함유된 전분입자의 손상 으로 인한 손상 전분과 식이섬유 때문으로 판단된다. MTI는 대조군이 20.00 B.U.를 나타냈으며, R10, R20, R30과 E10, E20, E30 모두 첨가량이 증가할수록 증가하였다. MTI는 반죽 저항도를 나타내는 것으로 일반적으로 반죽에 대하여 저항성이 큰 밀가루는 낮은 값을 보이고, 값이 클수록 약한 밀가루를 나타낸다.

반죽도달시간은 대조군이 1.53±0.02 min이었으며, R10, R20, R30은 첨가량이 증가할수록 감소하였고 E10, E20 E30은 3.02±0.02, 4.48±0.02, 6.03±0.02 min으로 증가 하였다. 압출성형과정 중 곡류전분이 호화가 일어나 낮은 온도(25°C)에서 생전분과 다르게 물을 흡수하여 점도가 형 성되고(14) 밀가루 단백질의 글루텐 형성 시간이 지연된 것 으로 판단된다. 반죽형성시간은 대조군이 8.00±0.16 min 을 나타내었으며, R10, R20, R30은 첨가량이 증가할수록 감소하였고 E10, E20, E30은 6.80±0.05, 7.01±0.05, 7.53

±0.03 min으로 증가하였다.

출발시간, 안정도 역시 대조군이 가장 높게 나타났으며,

R10, R20, R30 및 E10, E20, E30 모두 첨가량이 증가할수 록 감소하였다. 본 실험 결과 압출성형 한 것과 하지 않은 시료 모두 믹싱내구력은 부재료의 첨가로 인해 밀가루 단백 질의 함량이 낮아져 높은 MTI 및 안정도가 감소하는 것으로 보이며, 압출성형 공정을 거치면서 카카오 빈과 쌀에 함유된 전분이 호화되어 낮은 온도(25°C)에서 생전분과 다르게 물 을 흡수하여 점도가 나타나 압출성형 하지 않은 시료보다 낮은 안정도를 나타낸 것으로 판단된다.

호화특성

압출성형 한 것과 하지 않은 시료의 점도는 Table 3과 같다. 최고점도는 농도에 영향을 받게 되는데 R10, R20, R30 및 E10, E20, E30 모두 대조군보다 첨가량이 증가할수 록 감소하였으며, 최저점도와 구조파괴점도 역시 대조군보 다 첨가량이 증가할수록 감소하였다. 최종점도와 회복점도 는 대조군이 4,857±23.51 cP, 3,488±15.58 cP로 나타났 으며, R10, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량이 증가할 수록 감소하였다. 최종점도는 노화도가 낮을수록 낮게 나타 나며(20), 회복점도도 다양한 제품들의 조직감을 비교할 때 사용되는 지표로 전분의 노화 정도를 반영하는데, R10, R20, R30보다 E10, E20, E30의 최종점도, 회복점도가 낮게 나타 나 노화가 더 지연될 것으로 판단된다. Peak time은 대조군 이 8.67±0.15 cP, R10에서 8.58±0.13 cP를 나타냈으며, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량이 증가할수록 감소 하였다. 호화개시온도는 대조군이 69.00±0.04°C를 나타냈

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Table 4. Textural characteristics of bread added with raw and extruded rice flour and cacao bean contents

Hardness (g) Springiness Cohesiveness Chewiness Control¹⁾

R10 R20 R30 E10 E20 E30

5.39±0.16^cd2) 6.33±0.38^bc 4.59±0.57^d 6.69±0.50^b 8.25±0.69^a 4.83±0.39^d 6.49±0.42^b

0.96±0.02â 0.94±0.04â 0.90±0.04â 0.78±0.09^b 0.96±0.04â 0.96±0.05â 0.92±0.06â

0.57±0.01â 0.51±0.03âbc 0.48±0.04^bc 0.43±0.06^c 0.54±0.06âb 0.50±0.02âbc 0.49±0.02âbc

2.95±0.22^b 3.02±0.38^b 2.00±0.07^c 2.23±0.27^c 4.28±0.41^a 2.30±0.24^c 2.91±0.19^b

Table 5. The quality of bread added with raw and extruded rice flour and cacao bean contents

Loaf weight (g) Loaf volume (mL) Specific volume Baking loss (%) Control¹⁾

R10 R20 R30 E10 E20 E30

448.67±8.99â2) 447.00±1.41â 449.00±0.82â 449.67±0.94â 451.67±1.25â 439.00±1.63^b 453.69±0.47â

1,981.00±38.76^a 1,841.67±35.20^b 1,595.00±24.83^c 1,473.33±49.89^d 1,935.67±48.00^a 1,803.33±32.74^b 1,623.33±23.57^c

4.42±0.01â 4.12±0.08^bc 3.55±0.06^d 3.28±0.10ê 4.29±0.12âb 4.11±0.08^c 3.58±0.05^d

10.20±1.92â 10.33±0.37â 9.28±0.18â 8.50±0.37â 9.15±0.18â 9.08±0.18â 9.02±0.32â

으며, R10, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량이 증가할 수록 증가하였다. 밀가루와 물 현탁액은 가열하는 동안 두 가지 반응이 일어나는데 호화온도에 도달하면 점도가 증가 하며 동시에 아밀라제에 의해 액화된다. 최고점도는 농도에 영향을 받으며 농도가 증가할수록 증가하며 호화개시온도 (점도가 10 B.U.에 도달했을 때 온도)는 낮아지게 된다(21).

카카오 빈의 함량이 증가할수록 최고점도가 감소한 Park 등(14)의 실험 결과와 일치하였는데, 이는 부재료의 첨가로 인해 상대적으로 감소한 전분의 농도와 카카오 빈 지방과 아밀로오스의 결합으로 복합체를 형성하여 호화온도를 지 연시킨 것으로 판단되며, 카카오 빈에 함유된 코코아 버터의 평균융점이 34°C(22)로 낮아 대조군과의 차이는 크게 나타 나지 않았다.

조직감

제조한 식빵의 조직감은 Table 4와 같다. 식품의 단단함 정도를 나타내는 경도는 대조군이 5.39±0.16 g을 나타냈으 며, R20 4.59±0.57, E20 4.83±0.39 g으로 대조군보다 부 드러운 것으로 나타났다. R10, R30은 6.33±0.38, 6.69±

0.50 g으로 나타났으며, E10, E30은 8.25±0.69, 6.49±0.42 g으로 나타났다. 새송이 버섯 분말(23)과 신안 섬초 분말을 첨가한 식빵(7)에서는 첨가량이 증가할수록 경도가 증가하 였고, 단감(24)과 백련차(25)를 첨가한 식빵에서는 첨가량 이 증가할수록 경도는 감소하여 식빵은 첨가되는 부재료의 성질과 양에 따라 달라지는 경향을 나타내는 것으로 판단된 다. 탄력성은 대조군이 0.96±0.02였으며 R10, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량이 증가할수록 감소하였으나,

유의적인 차이는 나타나지 않았다(P>0.05). 응집성은 대조 군에서 0.57±0.01을 나타내었으며, R10, R20, R30의 첨가 량이 증가할수록 유의적으로 감소하였고 E10, E20, E30에 서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P<0.05). 씹힘성은 E10에서 4.28±0.41로 가장 높았으며 R20이 2.00±0.07로 가장 낮게 나타났다. An과 Ryu(26)는 압출성형공정으로 전 분사슬의 절단 및 다공성 조직 형성으로 조직감 및 식감이 향상된다고 하였으며, Sarah 등(27)은 식빵의 조직감은 첨 가되는 부재료의 특성과 첨가되는 양에 따라 달라지고 경도 는 부피, 기공의 조밀도, 발효 시간, 수분 함량, 소금 및 이스 트의 양과 성형기술에 의해 영향을 받는다고 하였다. 실험결 과 압출성형공정과 지방이 많은 카카오 빈의 첨가로 인해 식빵의 조직감에 영향을 주는 것으로 판단된다.

비용적 및 굽기 손실

압출성형 한 것과 하지 않은 시료를 첨가하여 제조한 식빵 의 비용적과 굽기 손실은 Table 5와 같다. 비용적은 대조군 이 4.42±0.01로 나타났으며 E10이 4.29±0.12를 나타내었 다. R10, R20, R30은 4.12±0.08, 3.55±0.06, 3.28±0.10 으로 감소하였고 E20, E30은 4.11±0.08, 3.58±0.05로 감 소하였으나 R10, R20, R30보다 높게 나타났다. 가스 보유 력이 약하게 되면 빵의 부피는 감소하는데, 부재료 첨가로 인한 글루텐의 희석 효과와 60~70°C 사이에 호화되어 구조 를 형성하는 전분에 비해 34°C 정도의 융점을 가지는 코코 아 버터의 용해로 반죽의 구조가 약화되었을 것으로 판단된 다. 아로니아를 첨가한 식빵(28)과 신안 섬초 분말을 첨가한 식빵(7)도 첨가군의 양이 증가할수록 비용적이 감소하였다.

(6)

50 100 150 200 250 300 350 400 450

0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 Fermentation time (min)

Dough raising power (mL) .

Control R10 R20 R30 E10 E20 E30

Fig. 2. Fermentation power of bread added with raw and ex- truded rice flour and cacao bean.

Table 6. Color values of bread added with raw and extruded rice flour and cacao bean contents

Crust color Crumb color

L a b L a b

Control¹⁾ R10 R20 R30 E10 E20 E30

44.28±1.10^a2) 35.13±1.24^b 35.76±0.61^b 33.03±0.32^c 35.73±1.32^b 32.52±0.62^cd 31.37±0.32^d

14.72±0.17^a 12.67±0.47^b 12.79±0.22^b 11.73±0.29^c 12.79±0.65^b 10.89±0.50^d 11.35±0.45^cd

22.28±1.08^a 12.18±0.99^b 12.55±0.40^b 9.22±0.73^c 12.23±1.93^b 7.71±0.96^cd 7.12±0.69^d

80.23±1.06^a 63.14±1.22^b 53.59±0.56^d 43.41±1.80^f 60.40±0.59^c 49.86±1.58^e 42.16±0.95^f

−1.43±0.08^g 5.64±0.20^f 8.95±0.31^d 10.46±0.16^b 6.83±0.26^e 9.93±0.50^c 11.57±0.16^a

6.54±0.40^d 13.75±0.18^c 16.01±0.45^a 15.25±0.47^b 14.10±0.25^c 15.29±0.46^b 14.73±0.20^b

Fig. 3. Appearance of bread added with raw and extruded rice flour and cacao bean. Formula is the same as in Table 1.

그러나 산수유 분말을 첨가한 식빵(29)에서는 첨가량이 증 가할수록 비용적이 증가하였는데, 이는 산수유의 신맛을 나 타내는 유기산의 영향으로 반죽의 가스 팽창력을 증가시킨 것으로 판단된다.

굽기 손실은 R10에서 10.33±0.37%로 가장 높게 나타났 으며, 대조군과 R20, R30 및 E10, E20, E30에서 첨가량이 증가할수록 감소하였으나 유의적인 차이는 나타나지 않았 다(P>0.05). 실험 결과 첨가되는 부재료의 성질과 양, 글루 텐을 형성하는 단백질의 감소로 인해 비용적과 굽기 손실이 감소한 것으로 판단된다.

발효 팽창력

압출성형 한 것과 하지 않은 시료를 첨가하여 제조한 식빵 의 발효 팽창력은 Fig. 2와 같다. 이스트는 반죽 내에서 발효 환경에 적응하는 데 약 45분이 소요되며 반죽에 존재하는 당은 원래 밀가루에 존재하는 유리당, 이스트 또는 밀가루의 효소에 의해 분해되는 당 및 첨가되는 당으로 발효시간 60 분에서는 대조군이 250 mL로 나타났으며, R10, R20, R30 에서 220, 240, 230 mL로 E10, E20, E30의 220, 220, 210 mL보다 높았으나 발효시간 90분에서는 R10, R20, R30의 320, 330, 280 mL보다 E10, E20, E30에서 330, 340, 310 mL로 높게 나타났다. 90분까지는 대조군이 가장 높은 팽창력을 보였으나 120분 발효시간에서는 대조군이 380 mL를 나타내었으며, R10, R20, R30에서 340, 350,

300 mL를 나타내었고 E10, E20, E30에서는 400, 400, 360 mL로 E10, E20 첨가량에서 대조군보다 높은 발효력을 나타내었다. 발효시간 150분에서는 E10, E20, E30 첨가량 에서 400, 390, 360 mL로 모두 대조군의 350 mL보다 높은 발효력을 나타내었으며, R10, R20, R30에서는 330, 300, 290 mL로 발효력이 감소하였다. Lee 등(18)은 압출성형공 정을 통해 율피 분말의 전분이 발효성 당으로의 전환이 가속 화되어 발효 팽창력이 증가하였고, Kang과 Nam(30)은 식 빵에 다른 첨가물을 넣어 제조할 경우 글루텐 함량과 첨가물 의 성질에 따라 활성 글루텐 등의 구조를 유지할 수 있는 보조물질을 첨가하지 않으면 구조력을 유지하기 어려워 부 피가 감소한다고 하였다.

색도 및 외관

압출성형 한 것과 하지 않은 시료를 첨가하여 제조한 식빵 의 색도는 Table 6, 식빵의 외관은 Fig. 3과 같다. 식빵의 외부색도는 아미노산 화합물과 환원당과의 반응에 의해 형 성되는 메일라이드 반응에 기인하는 것으로 대조군의 명도, 적색도, 황색도 값이 가장 높게 나타났으며, R10, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 식빵 내부색도의 명도는 대조군이 80.23±1.06

(7)

을 나타내었고 R10, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량 이 증가할수록 감소하였지만, 적색도는 R10, R20, R30 및 E10, E20, E30의 첨가량이 증가할수록 높게 나타났다. 황 색도는 대조군이 6.54±0.40을 나타내었고 R10, R20, R30 첨가량에서는 13.75±0.18, 16.01±0.45, 15.25±0.47을 나 타내었으며, E10, E20, E30의 첨가량에서는 14.10±0.25, 15.29±0.46, 14.73±0.20으로 대조군보다 높게 나타났다.

이는 발효에 따라 다양한 색을 나타내는 카카오 빈(31)의 폴리페놀류의 영향을 받은 것으로 판단된다.

식빵의 외관은 비용적의 결과와 같이 대조군이 가장 큰 부피를 형성하였으며, R10, R20, R30보다 E10, E20, E30 의 첨가량에서 부피가 더 큰 것으로 나타났다. 실험 결과 압출성형 한 것과 하지 않은 시료의 첨가량 모두 글루텐의 부족에 의해 빵의 기본 구조 형성이 이루어지지 않은 것으로 판단된다.

요 약

본 연구에서는 카카오 빈 전체를 사용하여 압출성형 하고 이를 식품소재로 개발하고자 하였으며, 비교를 위해 압출성 형 한 것과 하지 않은 시료를 밀가루(0, 10, 20, 30%)에 첨가 하여 식빵 반죽의 물성과 품질 특성에 미치는 효과를 살펴보 았다. 밀가루를 대조구로 압출성형 한 것을 E10, E20, E30 으로, 압출성형 하지 않은 시료를 R10, R20, R30으로 나타 내었다. 패리노그램은 대조군이 높은 흡수율과 안정도를 나 타냈으며, 압출성형 한 것과 하지 않은 것은 첨가량이 증가 할수록 흡수율은 감소하였고 MTI는 증가하였다. 호화특성 은 대조군에서 최고점도, 구조파괴점도, 최종점도, 회복점도 가 모두 높게 나타났으며, 압출성형 한 것과 하지 않은 시료 는 첨가량이 증가할수록 감소하였으나 R10, R20, R30보다 E10, E20, E30의 최종점도, 회복점도가 낮게 나타났다. 조 직감은 대조군이 5.39±0.16 g을 나타냈으며, R20 4.59±

0.57과 E20 4.83±0.39 g으로 대조군보다 부드러운 것으로 나타났다. 탄력성은 유의적인 차이가 나타나지 않았으며 (P>0.05), 응집성은 대조군에서 0.57±0.01을 나타내었으 며 R10, R20, R30의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소 하였고 E10, E20, E30에서는 유의적인 차이가 나타나지 않았다(P<0.05). 씹힘성은 E10에서 4.28±0.41을 나타냈 으며 R20이 2.00±0.07로 가장 낮게 나타났다. 비용적은 대 조군이 4.42±0.01이었고 E10이 4.29±0.12를 나타내었다.

R10, R20, R30은 4.12±0.08, 3.55±0.06, 3.28±0.10으로 감소하였고 E20, E30은 4.11±0.08, 3.58±0.05로 나타났 다. 굽기 손실은 R10에서 10.33±0.37%로 나타났으며 대조 군과 R20, R30 및 E10, E20, E30에서 첨가량이 증가할수록 감소하였으나, 유의적인 차이는 나타나지 않았다(P>0.05).

식빵 외부의 명도, 적색도, 황색도 값은 대조군이 가장 높게 나타났으며 압출성형 한 것과 하지 않은 시료의 첨가량이 증 가할수록 감소하였다. 식빵 내부의 명도는 대조군이 80.23±

1.06을 나타냈으며, 압출성형 한 것과 하지 않은 시료의 첨 가량이 증가할수록 감소하였지만 적색도, 황색도는 증가하 였다. 본 실험 결과 물리적 특성 및 식빵의 품질 특성 등을 고려하여 카카오 빈과 쌀 압출성형물을 제빵에 사용 시 10~

20%까지 첨가하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

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