I 서 론

슈(choux)는 양배추 형태의 내부에 텅 빈 공간(cavity 이하 공동 空洞)을 가진 과자로서 이 공동에 커스터드 크림, 과일, 해산물, 아이스크림 등 각종 재료를 채우거나 슈 외부에 각 색 초콜릿을 입히기도 하고 다양한 모양으로 구워서 제과, 요리, 칵테일, 푸드코디네이션 등에 폭넓게 이용되고 있다 (Nonnobooks 1986; Eurodelices 2004; The American 2006). 제과제빵 기능사 실기의 슈크림 제품평가 기준 가운 데 슈껍질은 ‘터집이 자연스럽고 색깔이 고르게 나며 물렁거 리지 않아야 하고 내부가 잘 익고 공간이 생겨야 한다’라고 되어 있어 슈의 공동팽화를 필수로 하고 있다(Hong et al. 2017). 슈제조는 두 번의 가열 과정을 거치는데, 버터와 물을 끓이면서 중력분을 넣고 가열상태에서 교반하여 호화반죽을 만드는 제 1가열과, 호화된 반죽에 달걀을 첨가하여 고르게 섞은 다음 팬닝하여 오븐에서 가열 팽화시켜 슈모양을 만드 는 제 2가열이 있다(Yamazaki et al. 2014). 슈는 제 2가열 과정에서 반죽내의 기포와 수분이 급격히 팽창하면서 슈 내 부에 공동을 형성하고 유연한 반죽은 팽창압력으로 인하여 슈껍질 표면에 터짐 현상을 일으킨다.

슈에 관한 연구는 재료(Lee 1982; Mori & Endo 1988; Ohkita et al. 1996), 제조법(Matsumoto & Abe 1962; Abe & Matsumoto 1964; Sohn 1975; Ohkita et al. 1993; Kisaki et al. 1994; Oguchi et al. 2011), 가공 및 저장성(Hamada Y et al. 1989; Lee & Kim 1994; Kim & Oh 1995; Lee & Kim 1996) 등 다수 보고되어 왔다. 슈의 공동팽화는 제 1가열 중 밀가루의 호화 온도에 의해 크게 영향을 받지만(Matsumoto & Abe 1962; Oguchi et al. 2011; Yamazaki et al. 2014), 호화가 적절한 반죽이라도 다음 공정에서 달걀액을 첨가하지 않을 경우 공동팽화가 전혀 형성되지 않기 때문에, 슈반죽의 유화는 공동팽화에 있어 또 하나의 직접 요인이 되기도 한다 (Lee & Kim 1994). 달걀액 혼입 시 교반온도에 따른 슈팽화 양상에 관한 연구(Okita et al. 1995)에서 슈팽화는 35°C 교반 온도에서 가능했는데, 이 실험은 호화반죽과 달걀액 혼합액을 15-70°C의 각 일정온도의 항온상태에서 교반함으로써 실제 슈 제조 시의 온도 조건과는 차이가 있었다. 한편 달걀액 첨가 단 계의 환경온도가 중요함에도 불구하고 제과제빵 기능사의 슈 제조에서는 설명이 각기 다르고 명확하지 않았다(Kim 2016; Kim et al. 2016; Hong et al. 2017; Na et al. 2017; Lee et al. 2018; Kim & Lim 2018).

저온은 유화에 취약한 조건이므로 여름철 이외의 계절에 작업장의 실내온도는 슈제조에 불리하다. 달걀도 위생안전상 냉장보관을 필요로 하여 냉각된 달걀액을 사용하거나 호화 반죽의 품온이 낮아지면 슈의 팽화는 크게 영향을 받을 것 으로 예측된다. 따라서 본 연구는 달걀액 첨가 시점에서의 저온 환경이 슈의 공동팽화에 미치는 영향을 검토함으로써 제과 현장에서 슈제조시 달걀액 첨가 온도의 지표를 구축하 고자 하였다. 이에 1차 가열 후 다양한 온도의 호화반죽에 달걀액 5°C와 17°C를 각각 첨가 교반하여 슈의 팽화상태를 분석하였으며, 연중 춘추기온에 해당하는 17°C 상온에서 제 과제빵 기능사 실기에 준하여 슈를 제조 실험함으로써 그 결 과를 제과현장에 실용화하고 현대 제과 산업에 기초자료를 제시하고자 하였다.

II 연구내용 및 방법

1 실험재료

슈제조에 사용된 재료는 중력분, 버터, 달걀 그리고 물이 었다. 중력분은 백설 중력밀가루(CJ 제일제당), 버터는 융점 31.4°C의 큐원 프리미엄 우유버터 화이트(삼양사, 식품연구 소)이었다. 달걀은 시판 신선란을 구매하였으며 물은 정수기 음용수를 사용하였다.

2 슈 제조

슈제조는 선행연구와 제과제빵 기능사 실기기준(Sohn 1974; Lee & Kim 1994; Kim 2016; Kim et al. 2016; Hong et al. 2017; Na et al. 2017)을 참고하여 시행하였다. 슈형성에 대한 저온의 영향을 분석하기 위해 2017년 4, 6, 7, 9월 수차례의 예비실험을 실시한 후 2017년 11월 실내온 도 17°C에서 진행하였다. 슈의 재료 배합비는 물 125, 버터 100, 중력분 100, 전란달걀액(이하 달걀액) 225이었으며 제 조공정은 제과제빵기능사 실기에 준하여 수동으로 진행하였 다. 편수냄비에 물과 버터를 넣고 센불에 올려서 끓으면 중 불로 줄이고 체에 친 중력분을 넣어 가끔 저어주면서 반죽 온도가 각 시료온도(20, 30, 40, 50, 60, 70°C)가 될 때 달 갈액을 3회에 걸쳐 첨가하였다. 달걀액 각 1회 첨가시마다 달걀액 혼합 정도는 반죽과 달걀액의 온도에 따라 차이가 있 었으므로 나무주걱으로 30-40회 균일하도록 교반하였다. 첨 가된 달걀액의 온도는 각각 5.0±0.5°C와 17.0±0.2°C의 두 그 룹이었으며 3회 분할 첨가시 각 달걀액의 온도 변화를 최소 화하기 위하여 신속하게 교반하였다. 달걀액 3회 매 첨가 교 반 직후 반죽의 온도를 적외선 온도계로 측정하였다. 달걀액 이 첨가된 최종 슈반죽은 12.5-13.0 g씩 짤주머니로 분할 팬 닝하였다. 팬닝한 반죽 위에 물분무를 3회하여 오븐온도 180/ 200에서 15분, 200/180에서 15분 굽고 오븐내 수증기를 탈 기하며 10분간 슈를 고정시킨 후 슈제조를 종료하였다. 제조 된 슈는 실온의 상대습도에서 48시간 탈습시켜서 지퍼백에 실온보관하며 분석 시료로 사용하였다. 최종 슈반죽의 일부 는 −30°C로 보관하면서 유화정도 분석과 기포형성 관찰에 사용하였다.

3 슈의 공동형성, 외관 및 팽화정도 분석

슈의 측면과 단면을 사진촬영(SONY α 5100, Japan)하여 슈의 형태, 슈 표면의 균열 위치와 정도, 공동형성의 크기와 상태를 파악하였다. 또한 제조된 슈의 팽화정도와 전형적인 슈형태의 평가를 위해 비용적, 균정율을 분석하였다. 슈의 제 특성을 슈 제조직후 측정한 실행연구(Ohkita et al. 1995)가 있 지만 슈 내부에 여분의 수분이 남아 있어 슈중량에 영향을 줄 것으로 판단하여, 각 시료구별로 5개의 슈를 선정하여 슈 밑 면의 평균직경, 슈 높이, 슈 중량을 측정하고 슈체적은 채종법 으로 측정하였다. 비용적(specific volume)은 슈체적/슈중량, 균 정율은 슈높이/슈평균직경으로 산출하여 비교 분석하였다.

4 슈 반죽의 유화안정성 및 슈 팽화와의 관계 분석

슈 반죽의 유화안정성은 선행연구(Lee & Song 2003; Lee et al. 2016)을 참고하여 슈 반죽의 탁도를 측정함으로써 재료 버터의 유화상태를 비교하였다. 냉동보관 되어있는 슈 반죽을 실온에서 15분간 자연 해동하여 시료로 사용하였다. 시료 약 16mg을 15mL cornical tube에 측량하여 0.1% sodium dodecyl sulfate (SDS)용액에 2:1000 (시료: SDS용액, w/v) 비율로 정확히 희석하고 vortexer (Scientific industries, USA Vortex genie 2)로 3분간 교반하였다. 교반 직후 시료 tube 위 에 알루미늄 호일을 덮어 광선을 차단하고 2시간 방치한 다 음 분광광도계(Optizen Pop. Mecacys Co, Daejeon Korea)로 500 nm에서 흡광도를 측정하여 탁도를 비교하였다. 한편, 슈 팽화에 관한 많은 선행연구에서 슈 반죽의 유화정도 측정은 반죽 내의 원료유지를 염색하여 관찰하는 방법을 이용하였으 나 염색의 결과가 선명하지 않아 부적합하였다. 본 실험에서 는 슈 반죽의 유화안정성이 슈 팽화와 유관할 것으로 판단하 고 슈 반죽의 탁도와 슈 비용적의 상관성 경향을 검토하였다.

5 슈 반죽과 슈 껍질의 미세구조 관찰

슈반죽의 단면 관찰은 −30°C로 냉동보관된 반죽시료를 사 용하였다. 시료 중심부를 커터로 단면 2 mm 두께로 절단하 여 슬라이드글라스 위에 놓은 다음, 실체현미경(Nikon SMZ 800, Illuminator DLS-100HD, Japan)로 조절된 조명하에서 3분 15초 후 기포의 출현이 명확해지는 시점에 단면을 촬영 하였다. 슈 껍질의 미세구조는 슈 상부의 횡단면과 종단면을 전처리하여 관찰하였다. 횡단면은 슈 상부 중 팽화균열이 없 는 부위에 컷터를 이용하여 깊이 0.5 mm 정도로 일정하게 깎아내었다. 종단면은 슈상부의 지름을 지나가도록 절단하였 다. 처리된 슈단면은 diethylether로 1시간 탈지시키고 3시간 풍건한 다음 실체현미경으로 조명을 조절하고 미세구조를 관 찰하였다.

6 통계분석

3회 이상 반복측정한 실험결과들은 IBM SPSS Statistics 20 (IBM Corp. Armonk, New York, US)을 이용하여 평균 ±표준편차(mean±standard deviation)으로 표기하였으며, 일원 분산분석(one way-ANOVA)를 실시한 후 유의수준 p-value <0.05에서 Dunett’s T-test의 다중검정을 하였다.

III 결과 및 고찰

1 저온 달걀액 첨가에 따른 슈 반죽의 온도변화

달걀은 식품안전을 위해 냉장 보관하는 것이 필수이다. 슈 반죽은 버터와 물이 끓는 상태에서 중력분을 넣어 호화시킨 반죽(1차 가열 후 반죽, 이하 반죽)에 달걀액을 첨가하여 만 든다. 본 실험에서는 달걀액과 반죽의 온도가 슈 반죽의 유 화상태와 슈의 팽화에 영향을 줄 것으로 판단하여 5°C 달걀 액은 30, 40, 50, 60, 70°C의 반죽에, 17°C 달걀액은 20, 30, 40, 50, 60, 70°C의 반죽에 각각 첨가하였다. 달걀액을 3회에 나누어 첨가 교반한 직후 슈 반죽의 온도변화는 >Table 1>과 같다. 반죽온도에 따른 온도감소의 정도는 달걀 액 5°C와 17°C 모두 반죽온도가 높을수록 온도감소 정도가 컸다. 즉 5°C 달걀액 첨가를 보면 반죽온도 30°C는 −11.8 °C, 반죽온도 70°C는 −35.1°C로서 반죽온도가 높은 70°C가 50%의 온도감소를 나타내었다. 달걀액을 3회로 나누어 첨가 했을 때 달걀액 5°C와 17°C 모두, 동일한 온도에서 1회째 반죽의 온도감소가 가장 컸으며 2회째와 3회째는 온도감소 의 정도가 비슷한 경향을 보였다. 달걀액을 첨가한 후 반죽 의 최종 온도는 5°C 달걀액이 18.2-34.9°C, 17°C 달걀액이 17.5-39.2°C로서, 동일한 반죽온도에서 달걀액 5°C와 17°C 첨가구간의 최종 반죽의 온도차는 2.0-4.3°C로 크지 않았다. 최종 슈반죽의 온도가 재료버터의 융점인 31.4°C 보다 높은 시료는 달걀액 5°C 첨가의 경우 반죽온도 70°C, 달걀액 17°C 첨가의 경우는 반죽온도 60, 70°C이었다.

2 슈의 공동형성과 외관

제 1차가열 후 다양한 온도의 반죽에 달걀액 5°C와 17°C 를 첨가하여 구운 슈의 외형과 공동팽화의 양상은 <Figure 1>과 같다. 달걀액 5°C 첨가 시료구의 경우, 슈 내부에 공동 은 모두 존재하였으나 가름막이 있어 70°C 반죽을 제외하면 공동의 크기가 작고 뚜렷하지 않았으며 슈 껍질 내부에 큰 기포들이 많아서 엉성하고 약해 보였다. 70°C 반죽은 공동형 성이 크고 뚜렷한 편이었으나 슈 껍질이 얇았다. 한편 달걀 액17°C 첨가의 경우, 20°C 반죽을 제외하고 모두 크고 뚜렷 한 공동을 형성하고 팽화도가 컸다. 그러나 터짐현상은 반죽 온도 60°C와 70°C는 자연스러웠지만 30, 40, 50°C에서는 슈 밑면 바로 위부분이 크게 터져 팽화함으로써 슈형태가 자연 스럽지 못하고 슈껍질 상부는 약한 균열만 생겼다. 이 현상 은 온도가 낮은 30°C 반죽이 더 심했고 터진 부위가 약해 보였다. 달걀액 첨가 후 최종 슈반죽의 온도가 낮아질수록 밀가루의 글루텐 형성이 적절하지 못하고 반죽의 균질화가 조악했던 것으로 판단된다. 반죽온도 20°C의 슈는 공동형성 이 없고 슈 단면이 소프트 쿠키와 같은 단면구조를 보였는 데, 이것은 반죽 내 버터유지가 가소성을 가지면서 크리밍성 기능을 나타낸 것으로 사료된다(Harold McGee 2004). 결과 적으로 달걀액 17°C 첨가의 반죽온도 60, 70°C 시료구를 제 외한 모든 시료구들은 슈의 팽화와 터짐현상이 불량하였는 데, 이들 시료구 슈 반죽의 최종 온도가 재료 버터의 융점보 다 낮았던 것과 유관하다고 판단된다. 다만 달걀액 5°C 첨가 의 반죽온도 70°C 시료구가 공동형성은 비교적 우수하지만 슈 껍질이 얇았던 것은 달걀액과 반죽이 섞이는 최초 혼합 시점에서 온도 격차가 다른 시료구들보다 컸기 때문으로 예 측된다. 이 시료구는 달걀액 3회 첨가된 최종 슈반죽의 온도 가 34.9°C로 높았지만, 최초 1회째 첨가 순간의 달걀액과 반 죽의 큰 온도 격차로 인해 슈반죽이 온도쇼크를 받아서 불 균질화 되었을 가능성이 있다고 판단된다.

3 슈의 팽화정도 비교

슈의 팽화는 팽화정도와 균형적 팽화를 평가하기 위해 슈 의 비용적과 균정율을 산출하여 검토하였다 >Table 2, 3>. 달걀액 온도에 따른 슈의 비용적은 달걀액 17°C 첨가구가 5°C 첨가구보다 컸다. 달걀액 5°C 첨가의 경우 슈의 비용적 은 반죽의 온도에 따라 유의차가 있어 30<40, 50<60, 70°C 의 순으로 반죽온도가 낮아질수록 비용적이 작았다. 달걀액 17°C 첨가의 경우는 20<30<40, 50, 60, 70°C의 순으로 반 죽온도가 낮아질수록 비용적이 작았으며 반죽온도 40°C 이 상에서는 시료구간에 유의차가 없이 비용적이 컸다. 달걀액 과 호화반죽을 일정온도의 항온상태에서 혼합하여 슈의 팽 화를 분석한 연구에서는 혼합온도 35°C가 가장 좋았다고 하 였다(Ohkita et al. 1995). 한편, 균정율은 달걀액 5°C와 17°C 모두 반죽의 온도가 높을수록 컸으며 균정율이 가장 큰 슈는 달걀액 17°C의 반죽온도 70°C 시료구이었다. 슈의 높 이가 밑직경보다 커지는 균정율 1.0을 초과하는 시료구는, 달 걀액 5°C 첨가의 경우는 반죽온도 60°C와 70°C, 달걀액 17°C 첨가는 반죽온도 30, 40, 50, 60, 70°C이었다. 균정율 은 달걀액이나 반죽의 온도가 높을수록 컸으며 비용적의 결 과와 유사한 경향을 보였다. 본 실험의 결과 <Figure 1>, >Table 2, 3>를 보면 슈의 팽화가 가장 우수한 것은 달걀액 17°C 첨가의 반죽온도 60, 70°C이었는데, 달걀액 3회 첨가 후 최종 슈반죽의 온도는 각각 31.7, 39.2°C로 재료 버터의 융점보다 높았다.

4 슈 반죽의 유화안정성 및 슈 팽화와의 관계

달걀은 슈제조에 영향을 주는 많은 요소 가운데 중요한 재 료이다. 달걀 단백질은 슈 반죽이 가열되는 동안 열응고에 의해 gel화되어 팽화정도를 크게 좌우할 수 있는 성분이며, 난황 내 레시틴 성분은 슈 반죽에 다량 함유되어 있는 재료 유지의 분산을 좋게하여 슈의 자연스런 터짐현상과 공동을 형성한다(Mori & Endo 1988; Ohkita & Yamata 1991; Lee & Kim 1995). 유화는 온도의 영향을 크게 받기 때문에 재료 유지의 융점이 슈 반죽의 유화상태와 조직에 영향을 줄 것으로 생각된다. 반죽에 달걀액 5°C와 17°C를 3회 첨가 교 반하여 만든 최종 슈 반죽 내의 유지성분의 유화정도에 대 해 탁도를 측정한 결과 >Table 4>와 같다. 계란액 17°C 첨 가의 경우, 반죽온도 40-70°C 시료구의 탁도는 반죽온도 20, 30°C에 비해 높아 유화안정성이 컸으며 시료구간의 유의차 가 없어 슈의 비용적 결과와도 일치하였다. 계란액 5°C 첨가 의 경우, 반죽온도 40-60°C 시료구의 탁도는 반죽온도 30, 70°C보다 높았고 시료구간의 유의차는 없었다. 달걀액 5°C 첨가의 반죽온도 70°C 시료의 탁도가 낮았던 것은 <Figure 1>슈 단면관찰에서 슈 껍질이 얇았던 것과 유관할 것으로 생 각되는데, 반죽에 달걀액을 첨가하는 최초 혼합시점의 온도 격차가 65°C로 매우 커서 반죽의 유화에 악영향을 주었을 것 으로 판단된다. 이 시료구를 제외하고 탁도가 낮았던 슈 반 죽 즉, 달걀액 5°C 첨가의 반죽온도 30°C와 달걀액 17°C 첨 가의 반죽온도 20, 30°C 슈 반죽의 최종온도는 18.2-20.2°C 로서 다른 시료구들의 최종온도보다 크게 낮았다. 한편, 슈 의 팽화는 반죽을 충분히 균질화하여 유지와 계란액이 잘 분 산될 때 형성된다고 보고했는데(Hamada et al. 1989; Ohkita et al. 1991; Kisaki et al. 1994; Ohkita et al. 1996), 본 실험 중 슈 반죽의 유화안정성과 슈 팽화와의 관 계를 검토하기 위해 각 시료구별로 슈 반죽의 탁도와 슈 비 용적을 비교한 결과 <Figure 2>와 같다. 팽화와 유화가 가장 우수한 시료구는 달걀액 17°C 첨가의 반죽온도 40, 50, 60, 70°C이었다. 유화는 우수했으나 팽화가 좋지 않았던 것은 달 걀액 5°C 첨가의 반죽온도 40, 50, 60°C이었다. 팽화와 유화 가 모두 불량했던 것은 달걀액 5°C 첨가의 반죽온도 30, 70°C, 달걀액 17°C 첨가의 반죽온도 20°C 시료구들이었다. 슈 반죽의 유화안정성과 슈의 팽화정도가 상당히 유관한 것 으로 나타나 향후 이에 관한 연구가 요구된다.

5 슈 반죽과 슈 껍질의 미세구조

호화반죽에 달걀액을 첨가하는 공정의 온도조건이 슈 반 죽과 슈의 공동팽화 양상에 큰 영향을 주었으므로 >Table 1, 2, 3, 4> <Figure 1, 2>, 각 온도조건에서 제조된 최종 슈 반죽과 슈의 미세구조를 비교 분석하였다. 슈 반죽에 존재하 는 air cell (이하, 기포)를 촬영한 결과 <Figure 3>과 같다. 달걀액 온도에 따른 영향은 달걀액 5°C 첨가구가 17°C 첨가 구보다 큰 기포가 많았다. 특히, 달걀액 5°C 첨가의 반죽온 도 70°C 시료는 달걀액 3회 첨가 후 최종 반죽의 온도가 34.9°C로서 재료 버터의 융점 34.1°C보다 높았음에도 불구하 고 <Figure 1> >Table 4>에서와 같이 슈껍질이 얇고 반죽 의 탁도가 낮았는데 저온조건에서 슈 반죽의 유화안정성과 균질화에 악영향을 받았기 때문으로 판단된다. Ohkita et al. (1995)는 반죽 조직에 기포가 다량 존재하더라도 균질화되지 못한 상태에서는 슈의 비용적이 작다고 보고하였다. 슈껍질 의 조직관찰은 슈껍질 상부의 횡단면과 종단면을 촬영하였 으며 <Figure 4>와 같다. 달걀액 5°C 첨가구의 슈의 횡단면 은 기공의 크기가 균일하지 않고 터져서 큰 hole을 형성하였 으며 종단면은 달걀액 17°C 첨가구보다 슈 껍질의 두께가 얇 고 공동과 슈껍질의 경계가 명확하지 않았다. 달걀액 17°C 첨가의 반죽온도별 슈껍질의 횡단면 구조를 보면, 반죽온도 가 높은 60, 70°C는 기공의 크기가 비교적 일정하고 둥글며 치밀한 조직이었다. 반면에 반죽온도 40, 50°C는 상당수 기 공이 터져서 둥근 형태가 적었으며 반죽온도 30°C는 일정 크 기의 둥근 기공은 없고 큰 hole이 보였다. 종단면도 반죽온 도 50°C 이하에서 온도가 낮아질수록 조직이 엉성해지면서 큰 hole이 나타났다. 슈 반죽이 크리밍에 의해 쇼트니스 현 상을 보였던 달걀액 17°C의 반죽온도 20°C 시료구의 횡단면 은 크기가 다른 각진 기공들이 혼재하였으며 종단면은 공동 팽화의 미완성으로 큰 hole들이 슈 껍질 내부에 존재하였다. 이와 유사한 현상이 계란액 5°C의 반죽온도 30°C에서도 나 타났는데 이들 시료구의 최종 반죽의 온도는 각각 17.5°C와 18.2°C로서 시료구중 가장 낮았다.

IV 요약 및 결론

슈 반죽 제조공정 중 호화된 반죽에 달걀액을 첨가할 때, 저온조건이 슈의 팽화에 미치는 영향을 검토하였다. 5°C 달 걀액을 30-70°C의 반죽, 17°C 달걀액을 20-70°C의 반죽에 각각 3회로 나누어 첨가하여 슈를 만들고 슈 반죽의 온도변 화, 유화 안정성, 슈의 팽화양상, 미세조직 등을 비교 분석하 였다.

결론적으로 슈의 조직, 공동형성, 형태, 터짐현상 등이 가 장 우수했던 것은 달걀액 17°C의 호화반죽 60°C와 70°C이 었으며 이 온도 이하에서는 슈제조가 불량하였다. 따라서 달 걀액 첨가 시 실용적인 한계온도는 제 1가열 후 호화반죽 60°C, 달걀액 20°C 전후(상온)라고 판단되며, 제과현장에서 는 저온환경에 유의할 것을 제안한다.