1주차. 밀가루

밀가루


1. 밀의 구조 및 분류


가. 밀의 구조


▶밀알은 구조적으로 겨층(bran layers), 배아(germ) 및 배유(endosperm)로 구성.


▶ 겨층은 질기고 가벼운 반면 배유는 부서지기 쉽고 무겁기 때문에 이들을 쉽게 분리

- 껍질(bran) ; 14.5%차지, 무기질 및 불용성 식이섬유 함유(대부분 동물 사료로 사용)

- 배아(germ) ; 2.5%차지, 밀의 발아부위로 상당량의 지방성분과 단백질, 비타민E 함유

(저장성이 떨어지므로 제거)

- 배유(endosperm) ; 83%차지, 전분함유

※ 호분층; 단백질을 다량 함유(필수 아미노산 풍부)하나 글루텐 형성 단백질은 거의 없 음 – 제거함

전분질배유 ; 밀가루


* 참고. 배유부의 성분

 

배유의 주변부

 

배유의 중심부

단백질량

많다

적다

단백질의 품질

나쁘다

좋다

회분량

많다

적다

색상

진하다

약하다

전분량

적다

많다

지질량

많다

적다

비타민량

많다

적다

효소량

많다

적다

밀의 구조


나. 밀의 분류


1) 생육특성 ; 겨울밀(winter wheat, 가을에 파종하여 이듬해 초여름에 수확)과 봄밀 (spring wheat, 봄에 파종하여 여름 또는 초가을에 수확)로 구분

2) 색깔 ; 밀껍질의 색깔에 따라 붉은 밀(red wheat)과 흰밀(white wheat)로 구분되며 이는 주로 카로티노이드 계통의 색소에 기인되는 것으로 붉은 밀은 황색, 적황 색, 적갈색 등 여러 가지 색상을 가지며 흰밀은 백황색에 가까움

3) 물성 ; 밀 조직의 단단한 정도에 경질밀(hard wheat), 연질밀(soft wheat)으로 구분

경질밀은 연질밀에 비하여 단백질 함량이 높고 주로 제빵용 밀가루를 만드는 쓰 이며, 연질밀은 단백질 함량이 낮아 주로 과자 제조용으로 쓰임


2. 밀가루의 분류 및 성분


가. 밀가루의 분류


▶ 밀가루는 강력분과 중력분, 박력분으로 구분

종류

단백질(%)

용도

글루텐질

밀가루입도

회분함량 1급(%)

원료밀

강력분

11.0~13.5


제빵용

강하다

거칠다

0.4~0.5

경질밀

중력분

9~10

제면용

다목적용

부드럽다

약간미세하다

0.4

중간경질

연질

박력분

7~9

제과용

아주부드럽다

아주미세하다

0.4 이하

연질밀


나. 밀가루의 분석


1) 단백질

밀의 단백질 함량과 질은 제빵, 제과에 있어서 가장 중요한 품질 지표가 된다. 보통 밀 의 단백질 함량은 재배 조건에 따라 변하게 되나 질은 유전적인 인자에 따라 변한다. 밀 을 종류별로 보면 경질밀이 연질밀보다 단백질 함량이 높으며, 경질밀에서도 봄밀이 겨울 밀보다 높은 단백질 함량을 보인다.


▶ 밀가루 단백질 분류


(1) 내배유에 함유된 단백질은 전단백질의 85% 정도가 글루텐을 형성하는 단백질이다. 글루텐 단백질 중 글리아딘은 점성을 나타내며 빵의 부피와 관계가 있으며 글루테닌 은 탄성을 보이면서 혼합시간 및 반죽형성 시간과 관계가 있다. 글루텐은 밀가루 반 죽에 있어서 골격을 형성하는 중요한 역할을 하며 발효 중 생성되는 가스를 보유하는 기능을 갖게 된다.

(2) 밀 단백질 중 15%의 글루텐 형성에 관여하지 않는 단백질로는 글로불린과 알부민이 있다. (염용액에 용해)

(3) 단백질 중 아미노산 조성은 밀가루 조성에 따라 차이가 크지 않으며 글루텐 단백질 의 특징은 글루탐산과 프롤린의 함량이 높다. 그리고 리신이 다른 곡류 단백질과 같 이 제한 아미노산으로 되어 있다.


▶ 단백질의 화학결합


(1) 밀가루 단백질의 성질은 밀가루의 독특한 아미노산 조성과 이에 다른 화학결합에 의 하여 결정된다. 밀가루의 독특한 점탄성(viscoelasticity)에 관여하는 결합은 아미드 결 합, SH그룹(thiol 또는 sulfhydryl) 및 이황화 그룹(-SS, disulfide), 수소결합으로 나눌 수 있다.

(2) 이중 반죽의 구조에 중요한 역할을 하는 결합은 공유결합을 하고 있는 단백질 사이 의 이황화 결합이다. 글루텐 단백질의 아미노산 중 약 1.4%는 시스틴(cysteine)으로 구성되어 있는데 시스테인의 -SH기는 다음과 같이 산화되어 –SS-결합을 형성한다.


(3) 시스틴은 –SS- 결합은 반죽의 경도(firmness)에 영향을 주며, 이 결합에 의하여 반죽 의 점성 흐름(viscous flow)은 감소된다. 또한 –SS-은 -SH기와 반응하여 상호 교환작 용을 함으로써 반죽의 이동성질(mobility)이 생기게 된다 따라서 밀가루의 제빵성은 단 백질 함량 및 –SS-, -SH의 비가 15일 때 제빵적성이 가장 좋은 것으로 알려져 있다.


▶ 글루텐 성질과 재료의 영향


(1) 밀가루로 만든 반죽의 강도와 신전성의 좋고 나쁨은 글루텐의 성질에 따라서 결정 된다. 그러므로 글루텐의 성질에 영향을 주는 물질을 첨가하면 반죽 물성이 변화하여 제빵성에 영향을 주게 되며 제품의 품질에 변화가 나타난다. 밀가루 반죽의 물성에 영향을 주는 재료는 다음과 같다.

※빵이 만들어지는 동안 밀의 흡수율이 중요한 이유는 글리아딘과 글루테닌이 약 14%의 물이 존재할 때 글루텐이 잘 형성되기 때문에 흡수율이 높은 경우 부피가 좋고 노화를 억제하는 역할을 하게 된다.


2) 탄수화물


밀가루의 탄수화물은 주로 당, 전분, 다당류(셀룰로오즈, 헤미셀룰로오즈)로 이루어져 있으 며 섬유소가 0.2~0.3%를 차지하고 나머지는 당질로 되어 있다. 당질의 대부분은 전분이며 그 밖에 펜토산이 2~3%, 덱스트린, 수용성 당류가 함유되어 있다. 밀가루의 전분함량은 단백질 함량과는 반비례 관계에 있다. 따라서 일반적으로 연질밀이 경질밀보다 전분의 함량 이 많다.


▶ 전분의 형태와 조성


전분은 포도당이 결합하여 늘어서는 방향에 따라 직쇄상과 분지상의 2종류로 구성된다. 포도당 들이 결합하면서 직쇄상으로 늘어선 형태로 점성이 약한 물질을 아밀로오즈 (amylase)라 하며 도중에 여러 개의 가지로 분지되며 점성이 강한 물질을 아밀로펙틴 (amylopectin)이라고 한다. 전분 내 아밀로오즈와 아밀로펙틴의 비율은 곡물의 종류에 따 라 달라지지만 밀가루의 경우는 아밀로오즈 25%와 아밀로펙틴 75%로 구성되어 있다.


▶ 전분의 호화


(1) 밀가루에 물을 가한 후 교반하면서 열을 가하면 밀가루 중의 전분립이 물을 흡수하 여 팽윤되기 시작하고 결국에는 전분구조가 붕괴되어 반투명한 점도성이 있는 풀이 된다. 이와 같은 현상을 전분의 호화(α화)라고 한다.

(2) 호화속도는 전분과 물의 비율에 따라 다르며 5% 전분 현탄액(밀가루 5 : 물 95)의 경우에는 55℃에서 호화가 시작되며 호화는 두 단계에 걸쳐서 일어난다. 호화온도는 전분의 종류에 따라 다르다. 쌀이나 감자전분은 비교적 낮은 온도에서 호화가 시작되 지만 옥수수나 밀가루의 전분은 호화시키는데 높은 온도가 필요하다.

▶ 제빵에 있어서 전분의 역할

(1) 글루텐을 바람직한 정도로 굳어지게 한다.

(2) 아밀라아제의 작용에 의해 발효하는 동안 필요한 당을 공급하도록 한다.

(3) 빵이 만들어지는 동안 호화에 의해 가스 세포막 확장의 보조적 역할을 한다.

(4) 호화됨에 따라 글루텐으로부터 물을 흡수하여 노화가 더디게 나타나도록 하여 저장 성을 높힌다.


▶ 손상전분(damage starch)


(1) 손상전분은 제분 가공 중 고속으로 회전하는 두 개의 롤에 의해 밀알이 분쇄될 때 전분립이 충격을 받아 전분의 입자가 손상을 받은 것이다. 밀가루의 손상전분 함량은 밀의 경도와 관계가 있어 연질밀보다 경질밀에 손상전분의 함량이 많게 된다. 아직까 지 전분입자의 정확한 구조가 규명되지는 않았으며 편의상 손상전분은 전분 입자구조 가 변화된 전분으로 정의된다. 전분의 5~7%는 손상된 정분의 상태로 존재하며 이는 단백질과 마찬가지로 2배의 흡수율을 보인다.

(2) 제빵에 있어서 손상전분은 효소작용을 쉽게 받고 흡수력이 크며 반죽 및 빵의 성질 에 영향을 주게 된다. 정상적인 전분은 30도 정도 발효온도에서 약 30%정도 약간 팽윤되지만 손상전분은 일부 또는 전부가 호화된다.

(3) 정상 전분은 ß-아밀라아제에 의해서 가수분해되지 않고 α-아밀라아제에 의해 아주 천천히 가수분해되지만 호화된 손상전분은 이들 두 효소에 의해 쉽게 가수분해된다. 과량의 손상전분이 있을 경우 아밀라아제 효소에 의하여 쉽게 가수분해되면서 물이 방 출되므로 반죽이 질게 되어 빵의 조직이 나빠지게 된다.


*참고. α-아밀라아제의 역할

① 효모의 활성 및 이산화탄소 가스생산에 필요한 발효성 당을 생산한다.

② 반죽의 성질에 영향을 줌과 동시에 빵의 보존성을 향상시키는 역할을 한다.


3) 지방질


(1) 지방과 그 유사물질은 밀 전체의 2~4%, 배아에는 8~15%, 껍질에는 6% 정도가 되나 밀가루에는 1~2% 정도로 감소된다.

(2) 겨나 배아의 지방질은 50% 이상이 중성지방질이나 배유의 경우에는 중성지방질이 30%, 인지질 및 당지질이 50% 이상을 차지하고 있다. 밀가루에 함유되어 있는 지 방은 단지 1.5%에 불과하나 반죽특성, 굽기특성 및 빵의 노화에 중요한 영향을 미 치는데 일반적으로 극성 지방질(배유 부분의 지방질)은 굽는 과정에서 빵에 바람직한 효과를 주나 비극성 지방질(배아 부분의 지방질)은 반대의 효과를 주어 부피를 감소 시키는 역할을 한다.


4) 광물질과 비타민


(1) 광물질은 밀알의 매우 적은 부분을 차지하고 있으며 약 1% 이하를 나타낸다. 광물 질들을 말하는 회분(ash)이라 함은 밀가루에 들어 있는 여러 종류의 광물질들을 말하 며 주로 인, 황, 칼륨 그리고 칼슘 등을 말한다. 회분의 함량은 경작조건에 따라 달라 지므로 가능한 회분 함량이 비슷한 밀들을 제분해야 제빵 특성이 같은 밀가루를 만들 수 있다.

(2) 비타민의 경우 주로 껍질 부분에 함유되어 있으며 제분과정을 통해 제거된다. 따라 서 보통 첨가물로서 따로 넣어 영양학적인 면을 보완하게 된다. 특히 밀의 배아 부분 에는 상당량의 비타민 E를 함유하는데 이는 글루텐을 약화시키며 반죽을 연하고 끈적 하게 한다.


5) 색소물질


밀알의 색은 거의 모든 식물에 존재하는 카로티노이드 색소가 들어있기 때문에 어 둡고 노란색을 띄는데 이는 쉽게 산화되어 표백제에 의해서 무색으로 바뀐다. 일반 적으로 입자의 크기가 클수록, 껍질이 많이 포함되어 있을수록 밀가루는 어둡게 된다.


※ 밀가루의 표백과 숙성

표백 ; 밀가루의 색소 중 카로티노이드계 색소가 가장 많은데 이는 산소와 접촉되면 산 화되어 탈색된다. 이를 자연숙성이라하며 공기 중의 산소에 의하여 자연적으로 천 천히 산화가 일어나도록 하는 방법인데 보통 2~3개월 정도 걸리므로 주로 전기 또는 화학적 첨가제 등을 사용하는 인공표백이 널리 이용된다. 제분직후의 밀가루 는 색택과 성질이 좋지 못하고 생화학적으로 매우 불안정한 상태가 된다. 이와 같 은 제분 직후의 밀가루를 hot flour 또는 green flour라고 한다. 밀가루는 제분 후 일정기간 숙성과정을 거치게 되면 제빵 적성이 향상되고 색도 희게 된다.

숙성 ; 밀가루에 들어있는 지용성 카로티노이드계 색소인 크산토필 때문에 노란색을 띠 고 밀가루에 살아있는 조직 내의 효소 작용이 활발하며, 밀가루 pH는 6.1~6.2로 빵 발효에 적당치 않으며, 글루텐의 교질화가 이루어지지 않아 반죽이 잘 형성되 지 않는다. 반면 숙성한 밀가루는 황색 색소가 산화에 의해 탈색되어 희게 되고 효소류의 작용으로 환원성 물질이 산화되어 환원 작용이 약하기 때문에 반죽 글루 텐의 파괴를 막아주며, 지질을 산화시켜 지방산과 인산을 생성하여 밀가루의 pH 를 5.8~5.9로 낮추기 때문에 이스트 발효작용을 촉진하고 글루텐의 질을 개선하 며 흡수성을 좋게 한다.


3. 밀가루의 기능


1) 제빵에서의 기능


밀가루는 구워진 제품에서 기초 골격을 이루게 해주며 이것은 발효 시에 생성된 가스 를 보유할 수 있게 하는 글루텐의 형성으로부터 기인된다. 또한 밀가루는 생산된 제품의 특성인 부피, 껍질과 속의 색, 기질 그리고 맛 등에 영향을 준다.


2) 제과에서의 기능


(1) 케이크를 만들 때에 사용되는 밀가루인 박력분은 7~9%의 단백질을 함유하고 있으 며 일반적으로 제조공정을 쉽게 하고 실수를 줄이기 위해서 중력밀가루를 사용하기도 한다.

(2) 케이크의 경우 부드러운 제품을 얻는 것이 목적이지만 밀가루의 기능 중 가장 중요 한 것이 구조 형성을 하는 것으로 이는 수분을 흡수하여 호화현상을 이루게 하는 전 분에 있다.

(3) 다른 재료들을 결합시키거나 제품의 속질을 향상시켜준다.

(4) 표백된 밀가루의 경우 함유되어 있는 전분의 호화온도를 낮추는 결과를 가져오므로 오븐에서 최대한 팽창효과를 볼수 있고, 물 뿐 만 아니라 설탕이나 유지 등을 더 많 이 첨가할 수 있도록 한다. 또한 표백과 숙성을 거친 밀가루로 케이크를 만들 경우 부피를 증가 시킨다.

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