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ISSN : 1229-1153(Print)
ISSN : 2465-9223(Online)
Journal of Food Hygiene and Safety Vol.34 No.5 pp.463-472
DOI : https://doi.org/10.13103/JFHS.2019.34.5.463

Quality Characteristics and Antioxidant Activities of Morning Bread- Containing Aronia Sourdough Starter

Sol Sim1, Yeong-Ju Park1, Jin-Ho Lee1, So-Yeon Jeong1, Ju-Jin Lim1, Ga-Hyun Yu1, Eun-Gyeom Kim1, Hee-Jae Suh1*
1Research Center for Food and Bio Convergence, Department of Food Science, Sun Moon University, Asan, Korea
Correspondence to: Hee-Jae Suh, Department of Food Science, Sun Moon University, Asan-si, Chungchengnam-do 31460, Korea Tel: 82-41-530-2267, Fax: 82-41-530-2917 E-mail: suhhj@sunmoon.ac.kr
July 29, 2019 August 20, 2019 September 18, 2019

Abstract


This study investigated the quality characteristics and antioxidant activities of morning bread containing various amounts of aronia sourdough starter. Morning breads were prepared with different volumes (0% (AS0), 15% (AS1), 25% (AS2), and 35% (AS3)) of aronia sourdough starter based on wheat flour. In AS3 group (35% added group), the specific volume and baking loss rate were the highest but the bread height was the lowest. When the aronia sourdough starter was added up to 25%, the expansion power, specific volume, and bread height were significantly increased (P<0.05). According to the added amount of sourdough starters, the lightness and yellowness of the morning bread were decreased, however, redness was increased (P<0.05). In the rheology analysis, hardness, gumminess, and chewiness were significantly decreased with increasing amounts of aronia sourdough starters (P<0.05). However, cohesiveness was the highest in the AS2 group (25% added group). In consumer preference, the highest scores were shown in AS2 group (25% added group) in color, texture, and appearance. The total polyphenol and DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical scavenging ability were both significantly increased along with aronia sourdough content (P<0.05). In conclusion, morning bread with 25% aronia sourdough starter showed the best quality characteristics and antioxidant activities.



아로니아 sourdough starter를 이용한 모닝빵의 품질특성 및 항산화 활성

심 솔1, 박 영주1, 이 진호1, 정 소연1, 임 주진1, 유 가현1, 김 은겸1, 서 희재1*
1선문대학교 식품과학과, 식품바이오융합 연구소

초록


    천연 발효빵은 기원전 36세기 부터 제조되기 시작되었을 것이라 추측되며, 19세기 중반 제빵용 이스트(Saccharomyces cerevisiae)가 시판될 때 까지 빵을 제조하는 주된 방법으 로 이용되었다1-3). 상업용 빵 효모가 이용되기 시작한 후, 제조상의 번거로움으로 sourdough를 이용한 천연 발효빵 의 제조는 점차 줄어들게 되었지만4), 최근 sourdough의 기 능성이 알려지게 되면서 천연 발효빵에 대한 소비자의 관 심이 증가하고 있다5,6).

    북유럽에서 주로 제조되었던 sourdough를 이용한 빵은 거친 분말 형태의 밀 또는 호밀 가루에 물을 넣고 발효한 생성물을 이용하는 것으로, 곡물 재료에 함유되어 있던 효 모와 젖산균이 탄수화물 발효를 유도하여 젖산, 초산, 알 코올 등을 형성하며 반죽이 팽창되는 특성을 이용한 것이 다7-10). 반죽에 인위적으로 초산을 첨가하여 pH를 4.3-5.9 로 낮추게 되면 반죽의 저항성(resistance)과 신장성 (extensibility)이 감소되고11), 반죽에 염산을 첨가하는 경우는 반죽의 탄력성(elasticity)이 저하되었다는 보고가 있다12). 그 러나 천연 발효에 의해 제조되는 sourdough의 경우에는 발 효시 생성된 유기산이 오히려 반죽의 물성을 개량하고13), 빵 의 수분 보유력을 향상시켜 노화를 방지하고14), 유해 곰팡 이의 생육억제를 통한 저장기간 연장15,16) 등의 효과가 있 는 것으로 보고되고 있다. 최근에는 sourdough를 이용한 빵의 향미성분17,18), 혈당지수(glycemic index) 감소 효과19), 인슐린 비의존형 당뇨병 및 심혈관질환 예방20) 등 sourdough 빵의 기능성에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다.

    천연발효 빵을 제조하기 위해서는 막걸리종, 맥주종, 누 룩종21), 홍국종22) 등을 이용하거나 여러 가지 과일 액종과 밀가루를 넣고 제조하는 sourdough가 이용될 수 있다23,24). 최근에는 블루베리, 무화과, 오미자 등을 이용한 sourdough 제조 및 이를 이용한 빵의 품질특성, 항산화 활성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다10,24,25).

    아로니아는 장미과에 속하는 기능성 베리류의 일종으로26), 다른 베리류에 비해 안토시아닌이 매우 풍부히 함유되어 있으며27), 건조물 중량 당 평균 1% 정도의 안토시아닌을 함유하므로 짙은 자줏빛을 나타낸다28,29). 아로니아에 함유 되어 있는 안토시아닌은 cyanidin과 3-o-galactoside, 3-oglucoside, 3-o-arabioside, 3-o-xyloside 등이 결합한 배당체 형태로 존재하며28,30,31), 시력개선효과, 항산화 작용, 동맥 경화 및 심혈관계 질환 예방, 암예방, 당뇨예방, 면역증진 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다32-36). 아로니아는 생 리활성 물질을 풍부히 함유하고 있는 반면, 신맛과 떫은 맛이 강하기 때문에 생과로 이용하는 것 보다 가공용으로 개발할 필요가 있다31). 아로니아의 주산지인 폴란드 등에 서는 다양한 식품이외에도 화장품 등에 아로니아를 활용 한 예도 있지만37), 우리나라에서는 아로니아즙 또는 분말 을 첨가하여 양갱, 청포묵, 쿠키, 식빵, 머핀, 떡 등의 제 조에 이용26,31,38-41)하는 정도이므로, 보다 다양한 방법으로 여러 가지 식품에 아로니아를 활용할 필요가 대두된다.

    본 연구에서는 항산화 활성이 뛰어난 아로니아를 활용 하여 천연 발효 sourdough를 제조하고, 다양한 첨가량으 로 모닝빵 제조에 이용한 후, 그 품질특성, 기호성, 항산 화 활성을 비교함으로 아로니아 sourdough를 이용한 모닝 빵의 제조조건을 확립하고자 하였다.

    Materials and Methods

    실험 재료

    아로니아(Aronia melanocarpa, black chokeberry)는 2018 년 10월 정농아로니아 농장(Jeonju, Korea)에서 수확한 것 을 구입 후 -18ºC에서 냉동 보관하여 사용하였다. 우리밀 (Cheiljedang, Seoul, Korea), 밀가루 강력분(Daehan Flour Mills Co., LTD, Seoul, Korea), 버터(Lotte Milk Butter White, Seoul, Korea), 쇼트닝(Samyang, Seoul, Korea), 달 걀(Maeil, Seoul, Korea), 소금(Singsongfood, Seoul, Korea), 설탕(Beksul, Seoul, Korea), 탈지분유(Seoulmilk, Seoul, Korea), 이스트(Jenico, Seoul, Korea)는 시판 제품 을 구입하였다. 항산화 분석을 위한 folin & ciocalteu's phenol, Na2CO3, gallic acid, DPPH, etanol 등은 Sigma- Aldrich Co.(St. Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 총산도 측정을 위한 phenolphtalein, 0.1 N NaOH는 Daejung Chemicals & Metals Co.(Siheung, Korea)에서 구입하였다.

    액종 및 Sourdough 제조

    상온에서 72시간 건조시킨 아로니아 660 g에 설탕 230 g, 물 750 mL를 혼합하여 살균된 유리병에 넣고 27ºC(75%) 로 고정된 incubator(IL-21, JEIO TECH, Daejeon, Korea) 에서 3일간(72시간) 발효시킨 후 60 mesh sieve로 걸러서 sourdough 제조를 위한 액종을 완성하였다. 이 액종 700 g, 우리밀 300 g, 설탕 15 g을 혼합한 후 살균된 유리병에 넣 고 22ºC(75%)로 고정된 incubator(IL-21, JEIO TECH, Daejeon, Korea)에서 2일간(48시간) 발효하여 sourdough starter를 제조하였다.

    모닝빵 제조

    Table 1에 제시된 비율에 따라 밀가루 중량에 0%(AS0), 15%(AS1), 25%(AS2), 35%(AS3)의 sourdough starter를 첨 가한 후 밀가루 강력분, 물, 이스트, 달걀, 버터, 설탕, 소 금, 탈지분유를 넣고 직접제조법을 이용하여 4종류 모닝 빵을 제조하였다. 버터를 제외한 모든 재료를 반죽기(200, LJ Stuart & Company, Sydney, NSW, Australia)에 넣고 저 속으로 2분, 고속으로 5분 믹싱한 후 클린업 상태에서 버 터를 첨가하고 고속으로 5분 더 믹싱하여 반죽을 완성하 였다. 완성된 반죽을 볼에 넣어 30ºC(상대습도 80%)로 조 절된 발효기(FR-20, Salva Korea, Gyeonggi-do Gwangju, Korea)에서 30분 동안 1차 발효를 진행하였다. 이후 30 g 씩 분할하여 동그란 모양으로 성형한 후 상기의 발효기에 서 동일한 조건으로 30분간 2차 발효를 하였다. 발효가 끝 난 반죽은 윗불 180ºC, 아랫불 180ºC로 예열된 오븐 (W1655×D1105×H490, Sung Dong Industry, Gwangju, Korea)에서 약 8분간 구웠다. 완성된 모닝빵을 실온에서 30분 냉각 시킨 후 폴리에틸렌 용기에 옮겨 실온에서 보 관하며 실험에 사용하였다.

    pH, 총산도, 수분 측정

    아로니아 발효액종, sourdough starter, 모닝빵 반죽, 모 닝빵의 pH를 측정하기 위해 각 시료 5 g에 증류수 45 mL 를 첨가하여 vortex mixer(SI-0246A, Scientific industries, New york, USA)로 혼합 하고 10,000 rpm에서 3분간 원 심 분리(VS-550, visionscientific Co, Daejeon, Korea)하였 다. 상등액을 취하여 pH meter(S220, Mettler-Toledo, Seoul, Korea)로 pH를 3반복 측정하였다.

    모닝빵의 총산도는 식품공전 방법을 변형하여 측정하였 으며, pH 측정과 동일한 방법으로 제조된 원심분리 상등 액을 취하여 phenolphthalein 3방울을 지시약으로 넣고 0.1 N 수산화나트륨(NaOH)으로 중화적정하였다. 소요된 0.1 N 수산화나트륨의 소비 mL를 측정하여 젖산으로 계 산하였다43). 또한 모닝빵의 중앙을 자른 후 단면 중간 부 분 1 g을 정밀히 달아 수분측정기(MB45 Moisture Analyzer, Ohaus Corporation, Zurich, Switzerland)를 사용하여 120ºC 에서 수분함량을 측정하였다. 모든 시료는 3반복 측정하 였다.

    팽창력, 비용적, 높이, 굽기 손실률

    모닝빵 반죽의 팽창력(expansion power)은 AACC 방법 을 변형시켜 각 배합비율로 제조한 모닝빵 반죽(AS0, AS1, AS2, AS3)을 각 10 g씩 50 mL falcon tube에 넣고 표면을 평평하게 한 후 30ºC(상대습도 80%)로 조절된 발효기(FR- 20, Salva korea, Gwangju, Korea)에서 15분 간격으로 발 효 시키면서 45분까지 늘어난 부피를 측정한 후 식(1)을 이용하여 산출하였다43).

    모닝빵의 비용적(specific volume)은 빵을 구운 후 1시간 냉각하여 무게를 측정하고, 종자치환법44)으로 부피를 측정 한 후 식(2)를 이용하여 산출하였다. 높이는 모닝빵의 중 앙을 잘라 가장 긴 길이를 측정하였다. 굽기 손실률(baking loss rate)은 2차 발효까지 완료된 모닝빵 굽기 전의 무게 를 측정하고, 구운 후 1시간 냉각한 후의 무게를 측정하 여 식(3)를 이용하여 계산하였다. 모든 시료는 3반복 측정 하였다.

    팽창력(mL)= {(n)분 발효 DV} - {(n - 15)분 발효 DV}
    식(1)
    비용적(mL/g)= 구운 후 BV(mL) 굽기 전 BW(g) × 100
    식(2)
    국기손실율(%)= 굽기전 BW(g)−구운 후 BW(g) 굽기 전 BW(g) × 100
    식(3)

    • n = 15, 30, 45

    • DV: 반죽의 부피

    • BV: 모닝빵 한개의 부피

    • BW: 모닝빵 한개의 무게

    총 페놀 분석

    Sourdough starter 함량을 달리하여 제조한 모닝빵의 총 페놀 함량은 변형된 Folin-Ciocalteau방법45)을 이용하여 측 정하였다. 50 mL falcon tube에 분쇄한 모닝빵 2 g을 달아 80% ethanol 40 mL를 넣은 후 30ºC의 water-bath(UC-20, JEIO TECH, Daejeon, Korea)에서 30분간 추출하였다. 이후 10,000 rpm의 속도로 원심분리기(VS-550, Visionscientific Co., Daejeon, Korea)를 이용하여 10분간 원심 분리한 후 상등액 을 0.45 μm membrane filter(Whatman Co.)로 여과하여 시 험용액으로 사용하였다.

    추출액 0.5 mL에 1 N Folin & Ciocalteu’s phenol과 2% Na2CO3을 각각 3 mL씩 넣은 후 voltex mixer(SI-0246A, Scientific industries, New-York, NY, USA)로 1분간 혼합하 고 30분 동안 상온에서 반응시켰다. 이후 spectrophotometer (Libra S22, biochrom Co., Cambridge, UK)로 720 nm에서 흡광도를 측정하였다. Gallic acid를 0, 20, 40, 60, 80 mg/ kg 농도로 조제한 후 위와 동일한 방법으로 실험하여 검 량선을 작성하고 모닝빵 시료에서 얻은 결과를 대입하여 총 페놀 함량을 산출하였다. 모든 시료는 3반복 측정하였다.

    DPPH 라디칼 소거능 측정

    4 종류 모닝빵의 DPPH 라디칼 소거능을 비교하기 위해 Liang등46)의 방법을 변형하여 이용하였다. 실험에 사용한 0.1mM DPPH 용액은 spectrophotometer(Libra S22, Biochrom Co.)로 520 nm에서 흡광도를 측정한 값이 0.97-0.99가 되 는 것을 사용하였다. 총 페놀 분석에 사용한 시료 추출액 과 0.1 mM DPPH 용액을 각각 1.5 mL씩 혼합하여 암소 (실온)에서 30분간 반응시킨 후 동일한 조건에서 흡광도 를 측정하고 식(4)를 이용하여 DPPH 라디칼 소거능을 산 출하였다. 모든 실험은 3회 반복 측정하였다.

    D P P H r a d i c a l s c a v e n g i n g ( % ) = ( 1 s a m p l e b l a n k ) × 100
    식(4)

    색도 측정

    아로니아 sourdough starter 함량에 따른 모닝빵의 색 변화 를 측정하기 위해 Joo등47)의 방법을 이용하여 밝기(L값), 적 색도(a값), 황색도(b값)를 측정하였다. 모닝빵의 가로, 세로, 높이를 각각 3 cm, 3 cm, 1.5 cm로 일정하게 한 후 색차계 (CR-300, Minolta Co., Osaka, Japan)를 사용하여 측정하 였다. 이때 표준백판의 보정값은 L=97.26, a=-0.07, b=+1.8 이었다.

    조직감 측정

    모닝빵 조직감은 Joo등47)의 방법을 이용하여 texture analyzer(TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemerd, UK)를 사용하여 측정하였으며, 시료는 1.5 cm3 크기로 준 비하였다. 조직감 특성으로는 경도(hardness), 탄력성 (springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘 성(chewiness)을 선정하였고, 측정 조건은 pre-test speed 1.0 mm/s, test speed 1.0 mm/s, post-test speed 5.0 mm/s, distance 7.0 mm 이었으며, 모든 시료는 10회 반복 측정하 였다.

    관능평가

    아로니아 sourdough starter 함량 변화에 따른 모닝빵의 관능적 특성을 평가하기 위해 20-27세의 대학생 30명(남 자 12명, 여자 18명)을 패널로 선정하였다. 색(color), 풍미 (flavor), 맛(taste), 조직감(texture), 전반적인 선호도(overall acceptability)에 대해 7점 척도로 측정하였다. 시료는 물과 함께 개별접시에 담아 제공하였으며, 한 개의 시료를 관 능평가 후 물로 입을 철저히 헹구고 다음 시료가 평가되 도록 진행하였다.

    통계분석

    실험결과는 SAS 9.1 program48)을 사용하여 통계처리 하 였으며, 분산분석(ANOVA) 실시 후 유의성이 있는 경우는 Duncan’s multiple range test를 이용하여 사후검증 하였다 (P<0.05).

    Results and Discussion

    pH, 총산도, 수분 함량

    아로니아 sourdough starter 함량을 달리하여 모닝빵을 제 조하고 이의 품질 특성을 비교하기 위하여 pH, 총산도, 수 분함량을 측정한 결과는 Table 2와 같이 나타났다. sourdough starter를 제조하기 위한 아로니아 발효액종의 pH는 4.58이었으며, sourdough starter는 4.02로 측정되었 다. Sourdough starter를 넣지 않은 대조군(AS0)의 pH는 5.66이었고, sourdough starter 첨가량이 15%(AS1), 25%(AS2), 35%(AS3)로 증가함에 따라 모닝빵 반죽의 pH 는 5.46부터 5.15까지 유의적으로 낮아졌다(P<0.05). 이는 sourdough starter에 발효산물인 젖산균 및 유기산이 많이 함유되어 있기 때문에 나타난 결과이며, Choi49) 및 Yoon 등50)의 연구에서도 동일한 결과가 나타났다. Kim 등51)에 의하면 빵 반죽의 가스 보유력을 유지하기 위해서는 pH 가 5.0-5.5 범위에 있어야 한다고 하므로, 본 연구의 sourdough starter를 첨가한 모닝빵 반죽이 이에 적합한 범 위인 것을 알 수 있었다.

    아로니아 sourdough starter를 첨가한 모닝빵의 수분함량 은 대조군(AS0)이 25.1%로 나타났고, sourdough starter 첨 가량이 증가할수록 수분함량도 26.6%-29.1%로 증가하였 다(P<0.05). 모닝빵의 pH는 대조군이 6.35이었으며, sourdough starter 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하 여(P<0.05) Jung 등24)의 결과와 유사하게 나타났다. 모닝 빵의 총산도는 대조군(AS0)과 AS1은 0.36%이고, AS2와 AS3는 0.45%로 나타나 sourdough starter 첨가량이 15% 이상일 때 유의적으로 증가하는 것을 알 수 있었다(P<0.05). starter 첨가량이 증가할수록 발효산물인 유산균, 유기산 등 의 영향으로 총산도가 높아지는 것은 선행연구에서도 다 수 보고되었다3,24).

    발효 팽창력

    아로니아 sourdough starter를 함유한 모닝빵 반죽의 발 효시간에 따른 부피 팽창력은 Fig. 1과 같이 나타났다. 대 조군(AS0)과 sourdough starter를 15%(AS1), 25%(AS2) 첨 가한 모닝빵은 45분 발효시까지 지속적으로 부피가 팽창 하였으나(P<0.05), starter를 35% 첨가한 AS3는 30분 발효 시 까지만 부피 팽창력이 증가하다가 이후 급속히 감소하 였다. 이는 AS3반죽의 pH는 발효 전에 5.15로서 낮은 편 이었기에, 발효시간이 길어지면서 pH가 5.0을 밑돌게 되 고, 이로 인해 가스 발생력이 감소되었기 때문인 것으로 사료된다. Son 등52)에 의하면 sourdough를 많이 첨가할 경 우 pH가 낮아지면서 효모활성 및 가스발생량이 감소한다 고 하였으며, An 등23)의 연구에서도 sourdough를 10% 첨 가할 경우 가장 높았던 발효율이 15% 첨가시에는 발효 30분경과 후부터 대조군보다도 낮은 발효율을 보였다고 보고하여 본 연구와 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구 에서 발효 팽창력이 가장 높은 모닝빵은 sourdough starter 를 25%(AS2) 첨가한 군이었으며, 다른 시료에 비해 유의 적으로 높은 발효 팽창력을 나타내었다(P<0.05).

    높이, 비용적, 굽기 손실률

    아로니아 sourdough starter 첨가량에 따른 모닝빵의 높 이, 비용적, 굽기손실률은 Table 3과 같다. 모닝빵의 높이 는 발효 팽창력이 클수록 높게 측정되었고, 발효 팽창력 이 가장 낮았던 AS3(35%첨가군)의 높이는 다른 모닝빵 보다 유의적으로 낮았다(P<0.05). 비용적을 산출하기 위한 모닝빵의 부피는 세로 방향뿐만 아니라 가로방향의 부피 증가도 함께 측정하기 위해 종자치환법을 이용하여 측정 하였다. 대조군의 비용적은 74.33 mL/g 이었으며, sourdough starter 첨가량이 증가할수록 비용적이 유의적으로 증가하 는 것으로 나타났는데(P<0.05), 이는 발효 팽창력 및 높이 가 starter 첨가량이 25%가 될 때까지만 증가하다가 35% 에서는 감소하였던 것과는 조금 다른 결과이었다. Fig. 2 에서 보듯이 AS3군은 높이는 낮지만 가로로 넓게 팽창하 기 때문에 총 측정 부피가 커서 비용적이 크게 산출된 것 이다. 모닝빵의 굽기손실률은 대조군이 5.61%이었고, starter 첨가량이 많아질수록 유의적으로 증가하여(P<0.05), AS3 의 경우 대조군의 2.4배에 달하는 13.3%로 나타났다. AS3(35% 첨가군)는 비용적과 굽기손실률이 다른 처리군 에 비해 가장 크게 나타났는데, 이는 비용적이 클수록 중 량 감소의 경향을 보이기 때문이다. Jung 등24)의 연구 및 Lee 등53)의 연구에서도 비용적이 클수록 굽기손실률이 크 다고 보고하여 본 연구 결과와 일치하였다. 굽기손실률이 란 빵을 굽는 도중 수분이나 휘발성 유기산 등이 증발되 기 때문에 중량이 감소되는 현상으로서, 본 연구의 경우 sourdough starter가 가장 많이 첨가된 AS3군이 수분과 휘 발성 유기산을 가장 많이 함유했기 때문에 굽기손실률이 가장 큰 것을 알 수 있었다.

    총 페놀 및 DPPH 라디칼 소거능

    아로니아 sourdough starter 첨가량을 달리한 네 종류 모 닝빵의 총 페놀, DPPH 라디칼 소거능은 Table 4와 같이 나타났다. 대조군(AS0)의 총 페놀 함량은 158.26 mg/g이 었고, AS1(15%첨가군), AS2(25%첨가군), AS3(35%첨가군) 가 순서대로 227.03, 242.31, 255.53 mg/g으로 나타나 sourdough starter 첨가량이 증가할수록 총 페놀 함량은 유 의적으로 증가하였다(P<0.05). 이는 아로니아 첨가량이 증 가할수록 양갱과 앙금, 머핀의 총 페놀 함량이 유의적으 로 증가하였다고 보고한 Hwang과 Lee31), Lee54), Park과 Chung55)의 연구와 일치하는 결과이었다.

    모닝빵의 DPPH 라디칼 소거능은 sourdough starter 첨 가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였으나(P<0.05) 그 증가 정도가 25% 첨가군(AS2)까지는 경미하게 나타났으 며, 35% 첨가군(AS3)일 때 급격히 증가하는 것으로 나타 났다. 대조군의 DPPH 라디칼 소거능은 2.33%이었고, AS1, AS2가 각각 3.34%, 3.66%인데 반해 AS3는 7.27%로 대 조군의 3배 이상 증가한 것을 알 수 있었다. 이와 같이 아 로니아를 함유한 식품에서 DPPH 라디칼 소거능이 증가 하였다고 보고한 선행연구에서는 아로니아 즙을 50-150 g( 총량의 7.1-21.4%에 해당) 함유한 양갱26)의 경우 대조구에 비해 1.7-3.5배까지 DPPH 라디칼 소거능이 증가하였다고 하 고, 아로니아 분말을 1-4% 첨가하여 제조한 쿠키39)는 17.03% 에서 41.98%로 유의적으로 증가하였다고 보고하여 본 연 구와 유사한 결과이었다. 아로니아에는 총 페놀을 비롯한 안토시아닌, 플라보노이드 등 항산화물질이 많이 함유되 어 있기 때문에56-58) DPPH 라디칼 소거능과 같은 항산화 활성이 높게 측정되는 것으로 알려져 있다.

    색도 및 조직감

    아로니아 sourdough starter 첨가량이 많아짐에 따라 모 닝빵의 색도 변화는 Table 5와 같이 나타났다. 붉은색 열 매인 아로니아는 수용성 안토시아닌을 함유하고 있기 때 문에 물에 잘 용출되어 발효종 및 sourdough를 제조하면 붉은 빛을 띠게 된다. 따라서 아로니아 sourdough starter 첨가량이 많아질수록 모닝빵의 적색도(a*)는 유의적으로 증가하였다(P<0.05). 이에 반해 밝기(L*)와 황색도(b*)는 starter 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하는 것으로 나타났다(P<0.05). 대조군(AS0)의 밝기(L*)는 76.86으로 나 타났으나 AS1, AS2, AS3의 밝기(L*)는 각각 73.11, 69.50, 64.61로 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 홍국 사워종59)이 나 김치 젖산균60)과 같은 붉은색 성분을 첨가하여 식빵을 제조한 경우, 첨가물의 함량이 증가함에 따라 밝기(L*)는 유의적으로 감소하였고, 적색도(a*)는 유의적으로 증가하 였다고 보고하여 본 연구와 일치하는 결과를 나타내었다. 한편, 막걸리 사워도우를 첨가하여 식빵을 제조한 Yoo 등4) 은 대조군의 밝기(L*)가 82.22이었는데, 막걸리 사워도우 첨가량을 늘린 식빵은 81.44-80.71로 밝기(L*)가 감소했다 고 보고하였고, 밀가루 사워종을 첨가한 An등의 연구23)에 서도 사워종 함량이 많아질수록 밝기(L*)가 75.93-74.98로 낮아졌다고 보고하여 감소폭은 차이가 있더라도 경향은 본 연구와 유사하였다.

    Sourdough starter를 함유한 모닝빵의 경도(hardness), 탄 력성(springiness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹 힘성(chewiness)은 Table 5와 같다. 경도는 대조군에서 가 장 높게 나타났고, sourdough starter 함량이 증가함에 따라 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 대조군의 경도는 264.23이 었으나, 25% 첨가군(AS2)은 107.96이었고, 35% 첨가군 (AS3)은 75.20으로 나타나 대조군의 약 1/4 수준까지 경도 가 감소한 것을 알 수 있었다. 이는 sourdough가 첨가되면 서 반죽의 수분함량이 높아졌기 때문인 것으로 사료되며, 수분함량이 높을수록 빵에 촉촉함을 더해주고 노화를 방지 한다는 것은 이미 여러 연구자들로부터 보고된 바 있다61,62). 탄력성의 경우는 sourdough starter를 25%, 35% 첨가한 경 우에 대조군보다 더 좋은 것으로 나타나 starter 함량이 높 아질수록 덜 단단하면서 탄력성이 있는 모닝빵이 제조된다 는 것을 알 수 있었다. 응집성은 25% 첨가군(AS2)이 다른 처리군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났고(P<0.05), AS2를 제외한 나머지 모닝빵은 유의적인 차이가 없었다. 검성과 씹힘성은 대조군(AS0)이 가장 높았고, sourdough starter 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(P<0.05). 대조군의 검성은 172.78이었고 AS1, AS2, AS3 각각 96.87, 75.77, 47.59로 현저히 감소하는 것으로 나타났다. 씹힘성 도 이와 비슷한 감소폭을 나타내었으며 AS0, AS1, AS2, AS3 순서대로 145.18, 85.19, 68.30, 45.19로 나타나, sourdough starter 35% 첨가군은 대조군에 비해 검성과 씹 힘성이 각각 1/4과 1/3 정도로 감소된다는 것을 알 수 있 었다. 이와 같이 sourdough 첨가량이 증가함에 따라 빵의 경도, 검성, 씹힘성은 감소하고, 탄력성과 응집성은 증가한 다는 것을 Jung 등24)의 연구에서도 동일하게 보고하였고, Yoo 등4)도 막걸리 sourdough 첨가량이 증가할수록 경도, 검성, 씹힘성이 유의하게 감소하였다고 보고하였다.

    관능평가

    아로니아 sourdough starter를 함유한 모닝빵의 소비자 선호도 평가 결과는 Table 6과 Fig. 3에 나타내었다. 4종 류 모닝빵의 맛과 향에 대한 소비자 선호도는 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 색의 경우는 starter 35% 첨 가군(AS3)의 선호도가 제일 낮았고(P<0.05), AS0, AS1, AS2(0-25% 첨가군)는 선호도에 유의한 차이가 없는 것으 로 나타났다. 즉, 색차계 분석 결과에서는 starter 첨가량에 따라 적색도가 유의적으로 증가하였지만(Table 5), 관능평 가에서는 35% 첨가군에서만 다른 처리군과의 차이가 인 지됨을 알 수 있었다.

    Table 6의 소비자 선호도 결과에서 4종류 모닝빵 간에 가장 차이를 보이는 항목은 조직감과 전반적인 기호도 이 었다. 대조군에 비해 starter 15%(AS1)와 25%(AS2) 첨가 군이 조직감과 전반적인 기호도 모두 유의적으로 높은 선 호도를 나타내었고(P<0.05), 35%(AS3) 첨가군은 대조군과 차이가 없는 것으로 나타나 sourdough starter 첨가량은 15- 25%가 적당하다는 것을 알 수 있었다. 한편, 상기에서 언 급하였듯이 texture analyzer (TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemerd, UK)로 4종류 모닝빵의 조직감을 분석한 결과(Table 5) starter 25% 첨가군(AS2)이 탄력성 (springiness)과 응집성(cohesiveness)은 높고 경도(hardness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)은 비교적 낮아 부드 러우면서 조밀한 조직감을 갖고 있는 것을 알 수 있었는 데, 관능평가 결과에서도 조직감 및 전반적인 기호도가 가 장 좋은 것으로 나타났다. An 등23)의 연구에서도 밀가루 sourdough 첨가 식빵 중 경도는 낮고 탄력성이 가장 큰 첨가군에서 소비자 선호도가 가장 좋았다고 보고하여 본 연구와 일치하였다.

    이상의 결과를 종합해 볼 때, 아로니아 sourdough starter 의 첨가량이 증가할수록 총페놀과 DPPH 라디칼 소거능 이 모두 유의적으로 증가한다는 것을 알 수 있었으나, 35% 첨가군은 색에 대한 소비자 선호도가 가장 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 25% 첨가군의 경우 탄력성(springiness) 과 응집성(cohesiveness)이 가장 우수하며, 색, 조직감, 전 반적인 기호도에서 소비자 선호도가 가장 높다는 것을 알 수 있었다.

    국문요약

    본 연구는 아로니아 천연 발효종을 사용하여 sourdough starter를 만들고, sourdough starter 첨가량을 0%, 15%, 25%, 35%로 증가하며 모닝빵을 제조할 때 starter 첨가량 에 따른 품질특성, 항산화력, 소비자 선호도를 비교하기 위해 수행하였다. 아로니아 sourdough starter 함량이 증가 할수록 모닝빵의 pH는 감소하였고, 총산도와 수분함량은 증가하였다. 비용적과 굽기 손실율 또한 sourdough starter 첨가량에 따라 유의적으로 증가하여 35% 첨가군(AS3)에 서 가장 큰 굽기 손실율을 나타내었으나(P<0.05), 높이는 25% 첨가군(AS2)이 가장 높고 35% 첨가군에서 급격히 감소하였다. 발효 팽창력의 경우 0-25% 첨가군(AS0, AS1, AS2) 모두 45분까지 유의적으로 증가하였으나(P<0.05), 35% 첨가군은 30분까지만 팽창력이 증가하다가 30분 이 후에는 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 모닝빵의 총 페 놀 함량과 DPPH 라디칼 소거능은 아로니아 sourdough starter 첨가량이 증가함에 따라 유의적으로 향상되었으며 (P<0.05), 색도는 첨가량이 증가할수록 밝기(L*)와 황색도 (b*)는 감소하고, 적색도는(a*) 증가하였다(P<0.05). 모닝빵 의 조직감 측정 결과 응집성(cohesiveness)은 25% 첨가군 이 가장 높고, 경도(hardness), 검성(gumminess), 씹힘성 (chewiness)은 아로니아 sourdough starter 첨가량이 증가할 수록 유의적으로 낮게 측정되었다(P<0.05). 소비자 선호도 조사에서는 35% 첨가군의 색에 대한 선호도가 가장 낮았 고, 15%와 25% 첨가군이 조직감과 전반적인 기호도가 좋 은 것으로 나타났다(P<0.05). 이상의 결과에서 아로니아 sourdough starter를 첨가한 모닝빵의 품질특성, 항산화 활 성, 소비자 선호도를 모두 고려할 때에 sourdough starter 는 밀가루 대비 25%를 첨가하는 것이 가장 우수하다는 것을 알 수 있었다.

    Figure

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    Expansion rate of morning bread dough added aronia sourdough starter during fermentation time.

    JFHS-34-5-463_F2.gif

    Comparison of appearance after baking of morning breads containing different amounts of aronia sourdough starter.

    AS0, AS1, AS2, and AS3 are bread containing 0, 15, 25, and 35% of aronia sourdough starter, respectively.

    JFHS-34-5-463_F3.gif

    Consumer preference profiles of morning breads containing different amounts of aronia sourdough starter.

    AS0, AS1, AS2, and AS3 are bread containing 0, 15, 25, and 35% of aronia sourdough starter, respectively.

    Table

    Ingredient composition of morning breads containing different amounts of aronia sourdough starter

    pH, total titratable acid, and moisture contents of dough and morning breads containing aronia sourdough starter

    Height, specific volume, and baking loss rates of morning breads containing aronia sourdough starter

    Antioxidant activities of morning breads containing aronia sourdough starter

    Color and texture properties of morning breads containing aronia sourdough starter

    Consumer preference test of morning breads containing aronia sourdough starter

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