제빵 이론 - 제빵 반죽

제빵 반죽의 개요

1. 반죽의 목적

• 재료를 균일하게 분산하고 혼합한다.
• 밀가루의 전분과 단백질에 물을 흡수시킨다.
• 반죽하는 동안 공기를 혼입하여, 이스트에게 활력을 주고 발효과정을 거쳐 탄산가스를 발생하게 한다.
• 글루텐을 발전시키고 반죽이 적당한 탄력성과 신장성을 갖게 한다.

2. 반죽의 6단계

(1) 픽업 단계

반죽의 초기 단계로, 재료가 서로 섞이기 시작하는 과정이다. 수분이 밀가루에 흡수되면서 반죽이 점차 응집되며 덩어리를 형성한다. 이 단계에서는 밀가루의 수화(hydration)가 진행되며, 전체적인 혼합 균형이 잡힌다.

(2) 클린업 단계

• 반죽은 어느 정도 수화가 완료되고, 응집력이 생겨 한덩어리로 뭉치며 믹싱기 안쪽이 깨끗해지는 단계
• 글루텐 결합이 적어 반죽을 손으로 넓게 늘려 보면 글루텐 막이 두껍고 찢어진 단면이 거칠다.
• 클린업 단계에 유지를 넣는다.
• ㅇ 유지는 밀가루의 글루텐 형성을 방해한다.
• ㅇ 처음부터 넣지 않고, 클린업 단계에 넣으면 믹싱시간을 단축하고 글루텐의 연결을 보다 강화할 수 있다.
• 후염법: 1% 이상의 소금은 글루텐을 강화시켜 반죽의 물성을 단단하게 하며 반죽시간을 증가시킨다. 소금을 처음부터 넣지 않고 반죽시간을 줄일 수 있도록 글루텐이 어느 정도 형성된 클린업 단계에 넣는 것을 후염법이라 한다.

(3) 발전 단계

• 신장성은 점차 늘어나고 있고, 탄력성이 최대로 강한 단계이며 반죽이 강하고 단단해진다.
• 외관상 광택과 매끄러움이 생기기 시작하고, 반죽은 훅(Hook)에 응집되며 볼에 부딪힐 때 건조하고 둔탁한 소리를 낸다.
• 프랑스빵 등의 하스브레드는 발전단계에서 반죽을 마친다.

ㅁ 반죽과 발효의 단계

ㅇ 기본적인 재료로만 만드는 빵은 다양한 재료가 주는 맛이 적으므로, 발효를 길게 하여 발효향을 높여줌으로써 빵 고유의 풍미를 내도록 한다.

ㅇ 발효를 길게 하기 위해서는 반죽을 조금 덜 해야 한다. 반죽시간이 짧으면 발효시간이 길어지고, 반죽시간이 길면 발효시간이 짧아지게 된다.

(4) 최종 단계

• 글루텐이 잘 발달되어 반죽이 가장 적당한 탄력성과 신장성을 갖는 단계이다.
• 탄력성은 다소 약해지면서 신장성은 충분하여, 반죽을 늘려 보았을 때 얇고 매끄럽게 늘어나고 손에 달라붙지 않는다.
• 외관상 부드럽고 윤이 나며, 반죽이 볼에 부딪히는 소리가 청명하고 예리하게 바뀌어간다.
• 일반적인 빵 제품은 이 단계가 믹싱을 종료하기에 최적의 상태이다.
• 건포도 식빵, 옥수수식빵, 야채식빵을 만들 때 건포도, 옥수수, 야채는 최종 단계까지 믹싱을 완료한 후 저속에서 짧은 시간 동안 섞어 으깨지는 일이 없도록 한다.

(5) 렛 다운 단계

• 지나친 믹싱으로 글루텐의 결합이 깨지기 시작한다.
• 탄력성을 잃고 신장성이 커져 고무줄처럼 늘어지며 점성이 많아진다.
• 잉글리시 머핀이나 햄버거 빵처럼 팬 안에서 퍼져서, 팬의 모양대로 구워져 나와야 하는 제품은 흐름성(퍼짐성)이 최대인 이 렛 다운 단계까지 반죽한다.

(6) 파괴 단계

• 탄력성과 신장성이 상실되고, 글루텐이 파괴되어 반죽으로서의 의미가 상실된 상태이다.
• 파괴 단계의 반죽을 구우면 팽창이 일어나지 않고, 제품이 거칠며 신 맛이 난다.

3. 글루텐의 결합과 SH-SS의 교환 반응

(1) 글루텐의 결합

• 밀가루 단백질의 주성분인 글리아딘과 글루테닌은 물과 함께 글루텐이라는 거대한 분자의 특수한 단백질을 만든다.
• 글리아딘은 신장성의 성질을 갖고 있고, 글루테닌은 탄력성이 성질을 갖고 있다.

(2) SH-SS의 교환반응

반죽 과정에서 단백질의 황(S) 원자가 결합하는 방식이 변화하며, 이로 인해 글루텐 네트워크의 강도가 조절된다. SH(설프히드릴기)와 SS(이황화결합)의 교환 반응이 활발하게 일어나면 반죽의 탄성이 향상되며, 반죽 강도 조절이 가능해진다.

(3) 반죽의 강도에 영향을 미치는 재료

• 수분: 적절한 수분 함량은 글루텐 결합을 원활하게 하며, 반죽의 연성과 탄력을 조절한다.(반죽을 강하게)
• 소금: 글루텐 네트워크를 강화하고, 반죽의 점탄성을 조절하는 역할을 한다.(반죽을 강하게)
• 당분: 반죽의 점성을 증가시키고, 지나친 글루텐 발달을 억제하는 효과가 있다.(반죽을 약하게)
• 유지: 글루텐 형성을 방해하여 반죽의 부드러움을 증가시키며, 조직감을 조절한다.(반죽을 약하게)
• 탈지분유: 반죽을 강하게 한다.
• 환원제: 반죽을 약하게 한다.

4. 반죽의 물리적 특성

(1) 탄력성

외부에서 가해진 힘에 의해 변형되었다가 다시 원래 형태로 돌아가려는 성질이다. 글루텐 네트워크의 강도에 따라 결정된다.

(2) 점성

반죽이 외부 힘에 의해 끈적이거나 들러붙는 성질이다. 수분 함량과 반죽의 온도가 주요 요인으로 작용한다.

(3) 점탄성

탄력성과 점성을 동시에 가지고 있는 성질로, 반죽이 변형될 때 일정한 속도로 늘어나거나 줄어드는 특성이다.

(4) 신장성

반죽이 끊어지지 않고 늘어나는 성질이다. 신장성이 높을수록 반죽이 부드럽고 유연한 상태가 된다.

(5) 흐름성

반죽이 자체적으로 움직이는 성질로, 지나치면 반죽이 퍼지면서 형태를 유지하기 어려워진다.

(6) 가소성

반죽이 변형된 후에도 그 상태를 유지하려는 성질이다. 가소성이 높을수록 성형이 쉬우며, 원하는 형태로 반죽을 만들기 용이하다.

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5. 반죽의 상태

(1) 믹싱 정도에 따른 반죽의 상태

1) 최적 믹싱

• 최적 믹싱은 절대적 개념이 아니며, 제품과 제법에 따라 가장 좋은 빵을 만들었을 때가 최적 믹싱 상태이다.
• 강력분으로 부드러운 빵을 만들고자 할 때의 최적 믹싱 상태는 탄력성이 다소 약해지면서 신장성이 최대인 최종 단계이다.

2) 언더 믹싱 (반죽 부족)

• 반죽이 충분히 섞이지 않은 상태로, 글루텐 네트워크가 미완성되어 있다.
• 탄력과 신장성이 부족하며, 반죽 표면이 거칠고 끈적거리거나 조각조각 분리된다.
• 가스 보유력이 약해 빵의 부피가 작아지고 조직이 조밀하지 못하다. 내상의 막이 두껍다.

3) 오버 믹싱 (반죽 과다)

• 과도한 믹싱으로 인해 글루텐 네트워크가 손상된 상태이다.
• 반죽이 너무 부드럽고 끈적이며, 탄력성이 감소하여 형태 유지가 어렵다.
• 반죽이 기계를 지나치게 감싸는 현상이 나타나며, 가스 보유력이 저하되어 빵의 부피가 줄어든다.
• 부피가 작고 내상의 막이 두꺼워져 언더 믹싱과 같은 현상을 보인다.

(2) 된 반죽과 진 반죽의 차이

• 된 반죽(강반죽, Stiff Dough)
  • 수분 함량이 적어 단단하고 탄력이 강한 반죽이다.
  • 글루텐 형성이 용이하여 빵 조직이 치밀하며, 성형이 용이하다.
  • 예시: 바게트, 크루아상, 식빵 등
• 진 반죽(연반죽, Soft Dough)
  • 수분 함량이 많아 부드럽고 점성이 높은 반죽이다.
  • 글루텐 형성이 상대적으로 약하며, 반죽이 쉽게 퍼지는 특성이 있다.
  • 예시: 브리오슈, 찰빵, 머핀 등

 

6.  반죽 흡수율에 영향을 미치는 요인

 

• 밀가루의 단백질 함량
  • 단백질 함량이 높은 밀가루일수록 수분을 많이 흡수한다.
  • 강력분은 중력분이나 박력분보다 높은 흡수율을 가진다.
  • 단백질의 양 1% 증가 -> 물 흡수율 1.5% 증가
  • 단백질의 질이 좋을 수록 -> 흡수율 증가
• 밀가루의 입자 크기
  • 입자가 고운 밀가루는 수분 흡수율이 높고, 거친 밀가루는 낮다.
  • 밀가루의 숙성기간이 길 수록 -> 흡수율 증가
• 전분의 손상도
  • 손상된 전분은 수분을 더 많이 흡수하여 반죽의 점도를 증가시킨다.
  • 손상전분 1% 증가 -> 흡수율 2% 증가
• 재료의 온도
  • 따뜻한 반죽은 수분을 더 빠르게 흡수하지만, 과열되면 글루텐 발달이 방해될 수 있다.
    
• 반죽 시간 및 믹싱 정도
  • 충분한 믹싱은 수분 흡수를 증가시키지만, 과도한 믹싱은 반죽의 구조를 약화시킬 수 있다.
• 첨가 재료의 종류
  • 설탕, 소금, 지방 등의 첨가물은 반죽의 수분 흡수를 변화시킨다.
  • 소금을 픽업 단계에 첨가하면 -> 흡수율 감소(글루텐에 단단해짐)
  • 소금을 클린업 단계에 첨가하면 -> 흡수율 증가
  • 예를 들어, 설탕과 지방은 글루텐 형성을 방해하여 흡수율을 낮춘다.
  • 물을 연수를 사용하면 -> 흡수율 감소
  • 물을 경수를 사용하면 -> 흡수율 증가
• 환경적 요인
  • 습도와 온도 변화는 반죽의 흡수율에 영향을 미칠 수 있다.
  • 반죽 온도가 ±5°C 증감 -> ±3°C 감증

 

7.  반죽 흡수율에 영향을 미치는 요인

(1) 밀가루

• 단백질(글루텐) 함량이 높은 밀가루는 글루텐 형성이 활발하여 반죽 시간이 길어지는 경향이 있다.
• 반면, 박력분과 같은 저단백 밀가루는 반죽 시간이 짧다.
• 밀가루의 흡수율도 반죽 시간에 영향을 주며, 흡수율이 높으면 반죽 시간이 길어진다.

(2) 분유 및 우유 사용량

• 분유와 우유는 단백질과 지방을 함유하고 있어 반죽의 유연성을 증가시키지만, 과다 사용 시 반죽 시간이 길어진다.
• 특히, 우유에 포함된 유당은 글루텐 형성을 방해하여 반죽 강도를 약화시킬 수 있다.

(3) 설탕 사용량

• 설탕은 반죽의 수분을 흡수하여 글루텐 형성을 방해하므로, 사용량이 많을수록 반죽 시간이 길어진다.
• 또한, 고당 반죽(high sugar dough)은 점성이 높아 믹싱 시간이 늘어날 수 있다.

(4) 유지의 사용량 및 투입 시기

• 유지(버터, 마가린, 쇼트닝 등)는 글루텐 형성을 방해하여 반죽을 부드럽게 하지만, 과다 사용하면 반죽 시간이 길어진다.
• 유지 투입 시기가 중요한데, 일반적으로 글루텐이 충분히 형성된 후에 넣어야 반죽 시간이 단축된다.

(5) 반죽의 되기

• 된 반죽(수분 함량이 적은 반죽)은 믹싱 과정에서 저항이 크므로 반죽 시간이 길어진다.
• 진 반죽(수분 함량이 많은 반죽)은 저항이 적어 반죽 시간이 짧아지는 경향이 있다.

(6) 반죽의 온도

• 반죽 온도가 낮으면 글루텐 형성이 느려져 반죽 시간이 길어진다.
• 반죽 온도가 너무 높으면 반죽이 약해지고 글루텐 구조가 불안정해질 수 있어 적절한 온도 조절이 필요하다.

(7) 산화제 사용량에 따른 차이

• 산화제(예: 아스코르브산, 브롬산칼륨 등)는 반죽을 강화하여 글루텐 형성을 촉진한다.
• 적절한 산화제 사용은 반죽 시간을 단축하지만, 과다 사용 시 반죽이 너무 단단해질 수 있다.

(8) 환원제 사용량에 따른 차이

• 환원제(예: 시스테인, 글루타티온 등)는 글루텐 결합을 약화시켜 반죽을 부드럽게 하며, 반죽 시간을 단축하는 역할을 한다.
• 과다 사용 시 반죽이 너무 연해져 가스 보유력이 저하될 수 있다.

(9) 효소제의 사용량에 따른 차이

• 효소제(예: 알파-아밀라아제, 프로테아제)는 반죽의 물리적 특성을 조절하며, 특히 알파-아밀라아제는 전분 분해를 촉진하여 발효를 원활하게 한다.
• 효소제 사용량이 많으면 반죽 시간이 단축되지만, 과다 사용 시 반죽이 지나치게 연해질 수 있다.

8.  반죽 온도 조절

(1) 반죽 온도에 대한 설명

• 반죽 온도는 발효 속도와 최종 제품의 품질을 결정하는 중요한 요소이다.
• 일반적으로 반죽 온도는 24~28℃가 이상적이며, 반죽 온도가 높으면 발효가 빠르게 진행되어 풍미가 떨어질 수 있다.
• 반죽 온도를 일정하게 유지하려면 사용 재료(밀가루, 물, 유지 등)의 온도를 조절해야 한다.

(2) 스트레이트 법에서의 물 온도 계산법

1) 마찰계수

• 믹싱 과정에서 발생하는 열로 인해 반죽 온도가 상승하는데, 이때 반죽 기계의 마찰계수를 고려해야 한다.
• 마찰계수는 반죽 기계의 특성과 믹싱 속도에 따라 다르며, 경험적으로 결정한다.
• 마찰계수 = 반죽 결과 온도 × 3 - (실내온도 - 밀가루온도 + 수돗물 온도)

2) 사용할 물 온도

사용할 물 온도 계산 공식은 다음과 같다.

사용할 물 온도 = (희망 반죽 온도 × 3) - (실내 온도 + 밀가루 온도 + 마찰계수)

예를 들어,

• 희망 반죽 온도가 26℃, 실내 온도가 22℃, 밀가루 온도가 20℃, 마찰계수가 12℃라면
• 사용할 물 온도 = (26 × 3) - (22 + 20 + 12) = 78 - 54 = 24℃

3) 얼음 사용량

• 여름철처럼 높은 온도에서 반죽할 경우, 물의 일부를 얼음으로 대체할 수 있다.
• 보통 얼음 1kg은 물 1L보다 반죽 온도를 약 2℃ 낮추는 효과가 있다.
• 얼음 사용량 = 물 사용량(수돗물 온도 - 사용할 물 온도) / 80 + 수돗물 온도

(3) 스펀지 도우법에서의 물 온도 계산법

1) 마찰계수

• 스펀지 도우법은 두 단계(스펀지 반죽 + 본 반죽)로 이루어지므로, 두 번째 반죽에서 마찰열이 더 발생할 수 있다.
• 따라서 스펀지 반죽 시 마찰계수를 낮게 설정하고, 본 반죽 시에는 마찰계수를 고려하여 조절해야 한다.
• 마찰계수 = 반죽 결과 온도 × 4 - (실내온도 - 밀가루온도 + 수돗물 온도 + 스펀지 반죽온도)

2) 사용할 물 온도

• 스펀지 단계와 본 반죽 단계의 물 온도는 각각 다르게 설정해야 한다.
• 일반적으로 스펀지 반죽의 물 온도는 스트레이트 법보다 낮게 설정하며, 본 반죽에서는 조절이 필요하다.
• 사용할 물 온도 = (희망 반죽 온도 × 4) - (실내 온도 + 밀가루 온도 + 마찰계수 + 스펀지 반죽온도)

3) 얼음 사용량

• 스펀지 도우법에서는 스펀지 반죽이 장시간 발효되므로, 반죽 온도를 낮추기 위해 얼음을 사용하는 경우가 많다.
• 반죽 온도를 일정하게 유지하기 위해 스펀지 반죽에서 얼음을 추가하는 비율을 조절해야 한다.
• 얼음 사용량은 스트레이트법에서의 얼음사용량 공식과 같다.