빵 반죽의 발효(fermentation process)

빵 반죽의 발효(fermentation process)

목차

• 발효와 발효미생물

• 발효에 영향을 주는 요인들

• 발효에 의한 반죽숙성(dough development by fermentation)

이스트를 사용하여 발효시키는 목적

1) 이스트가 생성하는 이산화 탄소로 인한 팽창 작용(leavening action)

2) 이스트는 젖산균에 의한 알콜, 유기산, 에스테르 및 여러 풍미성분의 전구체의 생성으로 인한 풍미선분의 생성

3) 반죽중 효소작용, 성분간의 상호작용, 물리적적용, 대사산물의 작용으로 인한 반죽의 숙성

 

발효와 발효 미생물

미생물학적으로 빵반죽을 발효시키기 위하여는 많은 종류의 미생물을 이용할 수가 있다. 성서에 나오는 leaven 이라는 단어는 당시 반죽에 함유되어 있는 이스트와 젖산균을 지칭한 것이며 빵을 만들기 위해 반죽으 일부를 남겨 두었다가 사용하는 전통적인 방법은 샌프란시스코 사워도우나 이탈리아의 파네토네의 제법에서 아직까지 사용되고 있다. 중세이래로 맥주나 와인의 양조에 의해 생성되는 부생이스트가 제빵에 이용되었으나 발효력이 약하고 열에 불안정하였기때문에 제빵용 이스트가 18세기말에 제조되었다. 초기의 빵용 이스트는 액체상태로 공급되었으며 옥수수 보리 등의 곡류를 아밀라제로 당화하여 술덧을 만들어 이스트를 넣고 발효하여 생산하였다. 이 방법에 의한 이스트의 수득율은 약10%정도 였으나 vienna법이라 불리는 통기배양법이 개발되어 이스트의 수득율을 높이게 되었다. 이후 곡류대신 제당공업의 부산물인 폐당밀이 원료로 대체되었으며 이스트의 번식에 필요한 영양원을 발효초기에 넣지않고 단계적으로 첨가하는 유가배양법의 개발로 이스트의 수득율을90%까지 끌어올려 오늘에 이르고 있다.

발효에 영향을 주는 요인들

1. 이스트의 양

같은 조건에서 이스트의 양이 많으면 이에 비례하여 가스 발생량이 많아진다. 발효시간과 이스트의 양은 반비례 관계에 있다. 이스트량이 많으면 말토오스 발효에 필요한 말티아제 효소를 생성하는데 필요한 영양분이 밀가루에 불충분해지기 때문인 것으로 생각된다.

2. 이스트의 영양원

이스트가 최대 활성을 나타내기 위하여는 탄소원과 질소원 이외에도 인, 마그네슘, 칼륨 및 황 등과 같은 무기질 및 비타민들을 필오로 하는데 이 대부분의 영양원들은 밀가루에 존재해 있는 것으로 보고 되어 있다. 

3. 반죽 온도

스폰지법에서 스폰지의 혼합온도는 24도씨, 발효실 온도는 27도씨, 습도는 75%에서 1시간에 약 1도씨 상승하여 4시간 발효에 29도씨정도로 온도가 상승한다. 직접반죽법에서는 원료를 모두 혼합하기 때문에 식염 들의 발효 억제 물질이 존재하기 때문에 발효촉진의 의미로 27도씨를 반죽의 초기온도로 설정한다. 발효에 대한 영향은 커서 10도씨 상승에 약 2배가 빨라진다. 보통 발효온도가 38도씨에 도달할때 발효속도는 초대를 나타내고 38도씨이상이 되면 발효속도는 저하된다. 

4. PH

혼합직후의 반죽의 ph는 6정도이며 발효 개시와 함께 ph저하된다. 저하되는 원인은 1. 밀가루나 이스트 케익 중에 존재하는 젖산균에 의한 유기산 생성 2. 이스트후드중 암모늄염으로 부터의 무기산 생성 3. 이스트가 생성하는 이산화탄소의 용해로 탄산의 생성등이다.

ph와 총산량은 빵반죽의 발효 상태를 조절하는 바로메타로 사용되는데 이스트의 발효속도는 알파 아밀라제가 최대 활성을 나타내는 ph5.0부근에서 가장 빠르며 반죽의 ph는 4~6 정도로 유지되는 것이 바람직 하다. 반죽의 발효가 적절하면 최종제품은 5.7정도의 ph를 나타내며 이를 기준으로 ph가 높으면 발효가 부족하고 낮으면 발효가 지나친 것으로 볼수 있다.

5. 삼투압

이스트는 삼투압의 영향을 비교적 덜 받는 미생물로 알려져 있다. 그러나 설탕과 소금의 농도가 크면 발효속도가 느려진다. 보통 반죽에서 설탕의 첨가량이 0~6% 범위인 경우는 발효 속도에 영향을 미치지 않으며, 소금의 첨가량은 2% 이상에서 저해작용을 받는다.

 

발효에 의한 반죽숙성( dough development by fermentation)

반죽은 발효과정을 거치면서 반죽은 더욱 부드러워지고 단백질 분해효소, 발효 부산물, 수소이온 농도의 증가 등에 의해서 가스보유력이 최대인 상태로 되는 물성적 변화를 겪는다. 이러한 변화를 반죽의 숙성이라고 한다. 따라서 발효에서 중요한 것은 가스 생성과 가스 보유력이 최대인 점을 일치시키는데 있다.

1. 발효손실

반죽을 발효시키는 동안에 반죽의 무게가 적어지는 발효손실이 일어나게 되는데 발효손실의 원인으로는 수분의 증발과 발효에 의한 손실량은 발효시간과 바례하며 직접 반죽법의 경우는 0.5~1% 정도이며 스폰지법에서는 3~4%로 비교적크다.

2. 발효중 대사산물의 형성

반죽의 발효중 중요한 목적의 하나는 대사산물의 형성에 있다. 이스트나 젖산균에 의하여 생성되는 새사산물은 반죽의 숙성에 관여함과 동시에 발효식품으로 빵에 특유한 풍미를 제공한다. 그러나 발효공정은 장시간을 소요하기 때문에 단축화 시키려는 시도가 많으며 이에 대한 대안으로 사용되고 있는 방법이 액체 발효법이다. 액체발효법은 제빵 원료중 당과 이스트를 사용하여 별도로 발효시킨 후 그 발효액을 본반죽 혼합시에 첨가하는 방법으로 발효를 짧게하므로서 비교적 빠른 시간내에 제품을 생산할 수 있다. 발효과정중 사용되는 주 대사산물은 에탄올, 고급 알콜, 유기산, 에스테르, 카이보닐 화합물등 있다.

 

다음시간에는 완성 공정에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

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