리포좀 코팅 소금이 첨가된 식빵의 물성과 짠맛에 미치는 영향

본 연구에서 사용한 밀가루(DAEHAN Flour Mills Co. Ltd, Seoul, Korea), 소금(solar salt, Jeung Island, Shinan, Korea), 물(Samdasoo, Jeju special self-governing province development, Jeju, Korea), 설탕(Beksul, CJ Cheiljedang, Seoul, Korea), 효모(instant dry yeast, Incheon, Korea), 쇼 트닝(Ottogi, Anyang, Korea), 및 탈지분유(skim milk powder, SM, Maeil, Seoul, Korea)는 시중에서 구입하여 사용하였고, 코팅제인 레시틴(LIPOID S 75, fat free soybean phospholipids with 70% phosphatidylcholine)은 Lipoids GmbH (Ludwigshafen, Switzerland)에서 구입하였다.

리포좀 코팅된 소금의 제조는 20% NaCl과 2% lecithin 을 증류수에 넣고 400 rpm으로 30분간 교반하여 섞어주었 다. 그 후, high speed homogenizer (Homogenizer Ultra- Turrax T18 basic, IKA, Königswinter, Germany)을 이용하여 11,000 rpm으로 5분간 1차 균질하며, ultrasonicator (Model HD-2200, BANDELIN electronix·GmbH & Co. KG, Berlin, Germany)를 이용하여 40% power (80 W, 20 kHz)로 3분 간 2차 균질하여 액상 형태의 리포좀 코팅 소금을 제조하 였다. 액상의 리포좀을 -80°C의 deep freezer (NS-400SF, Nihon Freezer Co. Ltd, Tokyo, Japan)에서 12시간 냉동한 후, -80°C로 설정된 동결건조기(FD-8518, Iishinbiobase Co. Ltd., Dongducheon, Korea)를 이용하여 분말 형태의 리포 좀 코팅된 소금을 제조하였다.

제조된 액상의 리포좀과 분말 형태의 리포좀 코팅된 소금 20 g을 100ml의 증류수에 재수화 시킨 다음, 입자 크기와 제 타 전위(ζ-potential)는 Zeta-Sizer (ZS90, Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, UK)를 이용하여 측정하였다.

식빵 제조에 사용한 반죽의 배합비는 Table 1과 같다. 반 죽은 AACC 10-10b (1995)을 수정하였으며, 쇼트닝을 제외 한 전 재료를 반죽기(5K5SS, KitchenAid, Benton Harbor, Michigan, USA)를 이용하여 저속(200 rpm)에서 1분간, 중속 (400 rpm)에서 2분간 섞어 클린업 상태까지 믹싱한 후, 쇼 트닝을 첨가하고 저속(300 rpm)에서 3분간, 중속(400 rpm) 에서 7분간 반죽하였다. 1차 발효는 온도 37°C 발효기에서 60분간 발효하였고, 발효가 끝난 반죽은 둥글리기 하여 상 온에서 15분간 중간발효 시킨 다음 성형한 후 빵 틀에 3덩 어리씩 팬닝하여 37°C의 발효기에서 50분간 2차 발효하였 다. 2차 발효를 마친 반죽을 180°C로 예열된 오븐(M4207, Simfer, Istanbul, Turkey)에서 20분간 구운 후 실온에서 2시 간 냉각한 다음 폴리에틸렌 백에 밀봉하여 24시간 방치한 후 모든 실험에 사용하였다.

제조된 식빵의 수분함량은 AOAC 법(AOAC, 1990)에 준하여 측정하였으며, 105°C 상압 가열법을 사용하여 측정 하였다.

식빵의 비용적(loaf volume)은 Kim & Lee (2013)의 방 법에 따라 실험하였으며, 부피를 무게로 나누어 나온 값을 비용적(cm³/g) 값으로 하였다. 발효율(fermentation rate)을 측정하기 위하여 반죽이 완료된 시점의 무게를 초기무게로 하여, 반죽 직후 20 g을 떼어 40 ml 비커에 취해 표면을 평평하게 한 다음 37°C의 발효조의 발효조건에서 1시간 발효시켜 그 높이를 측정하고, 반죽의 발효전 높이와 발효 후의 높이를 비교함으로 발효율을 측정하였다.

$\text{비용적}\left({\text{cm}}^{\text{3}}\text{/g}\right)\text{=}\frac{\text{식빵의 부피}\left({\text{cm}}^{\text{3}}\right)}{\text{식빵의 중량}\left(\text{g}\right)}\text{×100}$

식빵의 crust (식빵의 겉 부분)과 crumb (식빵의 속질 부 분)의 색도는 chromameter (CR-200, KONICA MINOLTA, Osaka, Japan)를 사용하여 Hunter의 색계인 밝기를 나타내 는 명도(lightness, CIE L^*-value), 붉음의 정도를 나타내는 적색도(redness, CIE a^*-value) 및 노란색의 정도를 나타내 는 황색도(yellowness, CIE b^*-value)를 사용하여 나타내었 다. 이때 사용된 백색판의 CIE L^*-값이 94.49, CIE a^*-값이 -0.66, CIE b^*-값이 3.32인 calibration plate를 표준으로 사 용하였다. 실험 결과는 3회 이상 반복 측정하여, 그 평균 값과 표준편차로 나타내었다.

리포좀 코팅한 소금을 첨가한 식빵의 조직감 변화를 살펴 보기 위하여, crust과 crumb은 각각 1×5×1 (가로×세로×높이) cm로 규격화한 뒤 texture analyzer (CT3-1000, Brookfield, Middleboro, MA, USA)를 사용하여, compression 방식을 사 용하여 측정하였다. 이 때, 전체 두께의 50% 변형이 일어 나도록 trigger load 70 g, test speed 2.5 mm/s의 속도로 측 정하였으며, TA3/100 probe와 TA-SBA fixture를 사용하였 다. 위의 조건들을 사용하여 경도 값을 측정하였으며, 5회 이상 반복 실험하여 결과 값을 나타내었다.

리포좀 코팅된 소금의 농도가 다르게 첨가된 식빵의 소금 용출 속도를 측정하기 위해 Frash-Melnik et al. (2010)의 방 법을 수정하여 conductivity meter (Seven Compact^™ S230 Conductivity meter, METTLER TOLEDO International Inc., Schwerzenbach, Switzerland)를 이용하여 측정하였다. 거즈로 감싼 2 g의 시료를 100ml 증류수에 넣어 400 rpm으로 교반 하며, 10분간 측정하여 나타내었다.

본 실험은 리포좀 코팅된 소금의 짠맛 강도를 느낄 수 있는 전문 관능평가자 선발을 위한 훈련을 마친 건국대학교 대학원생 15명을 대상으로, 첨가되는 리포좀 코팅된 소금의 양을 달리하여 제조한 식빵에 대하여 관능평가를 실시하였 다. 실온에서 냉각된 식빵을 한입 크기로 잘라 제공하였다. 항목으로는 식빵 표면과 속질의 색(color), 향(flavor), 기공의 균일성(porosity), 촉촉함(moisture), 짠맛의 강도(saltiness), 전 체적 기호도(overall acceptability)를 평가하였으며, 선호도가 높은 것과 짠맛이 가장 강한 것부터 높은 숫자, 5로 하여 가장 선호도 및 짠맛이 약한 것을 낮은 숫자, 1까지 순서를 선정하는 순위법(Kramer et al., 1974; Luckow et al., 2006) 을 이용하여 관능검사를 진행하였다.

통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 22.0 IBM., Chicago, IL, USA)을 통하 여 평균과 표준편차를 산출하였으며, ANOVA (analysis of variation) 분석 후, Duncan's multiple range test를 이용하여 평균치간의 유의성을 p<0.05 수준에서 실시하여 각 시료간 의 유의적인 차이를 검증하였다.

리포좀 코팅된 소금의 입자 크기와 제타 전위 값을 측정 한 결과를 Table 2에 나타내었다. 동결건조전의 리포좀 코 팅된 소금의 크기는 202.03±25.55 nm이고, 제타 전위는 3.63±2.75 mV으로 관찰되었다. 재수화된 리포좀 코팅한 소 금의 크기와 제타 전위는 215.10±2.84 nm와 6.27±1.39 mV 로 증가한 결과 결과를 나타내었다. 이 때, 제타 전위의 값 은 입자간의 반발력을 나타내며, 제타 전위 값의 절대치가 높을수록 입자의 안정성이 높다고 하였다(Lim et al., 2010).

리포좀 코팅된 소금이 첨가된 식빵의 수분함량, 비용적 과 발효율을 측정한 결과를 Table 3에 나타내었다. 수분함 량은 대조구(Liposome encapsulated salt 0, LS 0)에서 가 장 높았으며, 리포좀 코팅된 소금이 첨가될수록 낮아지는 경향을 나타내었으며, 대조구와 LS 2.0을 제외한 다른 처 리구에서 유의적으로 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 비 용적과 발효율의 결과, 대조구와 처리구에서 유사한 값을 나타내었다. Noort et al. (2012)의 연구에서 캡슐화 된 소 금은 반죽에서 녹지 않아 효모의 활성을 억제하는 작용이 적어, 대조구에 비하여 캡슐화 된 소금이 첨가된 빵에서 발효율이 높게 측정이 되었는데, 본 실험의 LS 1.0과 LS 2.0을 처리하였을 때 대조구에 비하여 발효율이 높게 측정 된 결과와 유사하다. 리포좀 코팅된 소금을 첨가하여도 제 빵 부피와 발효율의 물성에 영향을 미치지 않을 것으로 사 료된다.

색도를 측정한 결과는 Table 4와 같다. Crust가 crumb에 비하여 명도가 낮고 적색도와 황색도의 값이 높게 관찰되 었는데, 이는 crust가 오븐에서 구워질 때, 열에 의하여 maillard 반응이 일어나 갈색이 짙어진 것에 기인한 것으로 사료된다(Yoo et al., 2014). Crumb의 명도의 경우, 대조구 에서 70.30으로 유의적으로 낮게 나타났으며(p<0.05), LS 1.0에서 75.71로 가장 높았으며 처리구 사이에서는 유의적 으로 차이를 나타내지 않았다(p>0.05). 속질의 색의 경우, 일반적으로 부피가 감소함에 따라 기공이 조밀해져서 어두 워지는 경향이 있으며, 발효율이 가장 높게 나타난 LS 1.0 에서 가장 높은 명도에 값을 나타낸 것으로 사료된다(Kim et al., 2011).

리포좀 코팅된 소금이 첨가된 식빵의 조직감을 측정한 결과를 Fig. 1에 나타내었다. Crust 경도(hardness)는 LS 0 에서 가장 낮은 값을 나타내었으나, 대조구와 처리구 사이 에서 유의적으로 차이가 관찰되지 않았다(p>0.05). Crumb 경도는 처리구에서 리포좀 코팅된 소금이 증가될수록 값이 감소하는 경향을 나타냈으며, 리포좀 코팅된 소금만 첨가 된 경우 대조구와 다른 처리구에 비하여 유의적으로 낮은 값을 나타내었다(p<0.05). 점착력(adhesiveness)은 crust와 crumb에서 비슷한 경향을 나타내었으며, LS 0과 LS 0.5에 서 다른 시료보다 유의적으로 높은 값을 나타내었다 (p<0.05).

Fig. 1. Texture analysis of white pan bread added different concentration of liposome encapsulated salt; A) hardness and B) adhesiveness. ^a-cMeans with same alphabet are not significantly different at p<0.05 using Duncan’s multiple range test. ^A-BMeans with same alphabet are not significantly different at p<0.05 using Duncan’s multiple range test. LS is the percentage of liposome encapsulated salt per total flour amount.

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리포좀 코팅된 소금이 첨가된 식빵의 소금이 용출됨에 따른 전기전도도가 증가하는 정도를 측정하여 나타낸 결과 를 Fig. 2에 나타내었다. 초기 소금의 용출 속도는 유사한 경향을 나타내었으며, 점차 LS 2.0에서 가장 빠른 용출 속 도를 보였고, LS 1.5에서 가장 늦은 용출 속도를 관찰하였 다. 리포좀 코팅된 소금의 첨가량을 달리하여 제조한 식빵 의 기호도 평가는 Fig. 3에 나타내었다. 식빵의 색은 LS 0 에서 가장 좋았으나, LS 1.5를 제외하고 다른 처리구와 유 의적으로 차이를 나타내지 않았으며(p>0.05), 향과 기공성 의 평가에서는 모든 처리구간에서 유의적인 차이를 나타내 지 않았다(p>0.05). 짠맛의 강도의 결과, LS 2.0와 LS 1.0 에서 대조구보다 높은 값을 나타내었으나, 유의적인 차이는 나타내지 않았다(p>0.05). 또한 전체적인 기호도의 결과, LS 2.0이 가장 높은 값을 나타내었고, LS 0, LS 1.0 순으 로 나타내었으며, 유의적인 차이는 나타내지 않았다 (p>0.05). 적절한 농도의 리포좀 코팅된 소금을 첨가하여 주었을 때 외관적인 차이가 적으며, 짠맛의 강도가 높고, 전체적인 기호도가 높은 식빵을 만들 수 있을 것으로 사료 된다. 이는 코팅된 소금 분자가 첨가되면, 빵에서 불균일하 게 분포되어 salty spot (소금 농도가 짙은 부분)을 형성하여 관능 평가 시 짠맛의 강도가 더욱 높게 나타났다는 Noort et al. (2012)의 연구 결과와 유사한 결과를 나타내었다. 또 한 리포좀 코팅된 소금을 국수에 첨가하였을 때, 물성의 변 화는 적으며, 소금의 불균일한 분포로 인하여 짠맛의 강도 가 높아졌다는 Lee et al. (2016)의 결과와도 유사한 결과를 나타내었다. 본 실험에서 짠맛의 강도와 전체적인 기호도가 높았던 1% 리포좀 코팅된 소금을 사용하여, 추가적으로 들 어가는 1% 소금의 양을 0.4, 0.6, 0.8, 1.0%로 조절하여 관능평가를 하여준 결과, 모든 처리구에서 색, 향, 맛, 짠맛 의 강도 및 전체적 선호도에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다(data not shown). 리포좀 코팅된 소금 1%를 첨가하 여준 경우, 30% 까지 소금의 함량을 줄일 수 있을 것으로 사료된다.

Fig. 2. Changes salt release rate of white pan bread added different concentration of liposome encapsulated salt. ^*The percentage of liposome encapsulated salt per total flour amount.

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Fig. 3. Sensory test of white pan bread added different concentration of liposome encapsulated salt. *The percentage of liposome encapsulated salt per total flour amount.

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