[논문]건조방법에 따른 분말마의 흡습특성

차원섭; 박준희; 오상룡; 조영제; 이원영

문제 정의

심하게 일어난다. 즉 식품의 저장 중에는 수분함량에 따라 재품의 품질이 크게 영향을 받게 되는데 수분함량은 제품에 주어진 환경의 상대습도에 의해 크게 좌우되며, 이외에도 제품의 종류 및 온도 등 다양한 요인들이 있으며, 흡습의 정도에 따라 비효소 갈색화 반응, 지방의 산패, 미생물의 발생등을 초래하므로 저장중 식품의 변실을 방지하기 위헤서는 식품의 수분함량을 측정할 수 있는 등온흡습 곡선을 작성하는 것이 중요하며, 직정저장 안전 수분함량인단분자종 수분함량을 결정하고, 홉습에 필요한 에너지를 구하는 것은 건조식품의, 저장조건의 결정 맟 포장조건의 선택 등을 위한 유용한 기초자료가 된다[5, 6, 1R 따라서 본 연구에서는 건조방법에 따른 yam flour의 등온홉습곡선을 구하고 저장 안전수분함량인 단분자층 수분함량과홉습에 필요한 에너지를 구함으로써 마분말 제품의 제조를 위한 건전한 건조방법의 제시와 저장조건 및 포장조건의 선택 등에 유용한 기초자료를 제공하고자 한다.
45인 범위까지만 적용이 가능하다. 따라서 최근 BET 모델을 확장한 GAB 식이 널리 사묨되며 많은 경우 수분활성도 0.9까지 적용되는 것으로 보고되고 있어 본 실험에서는 이 두 가지 식을 적용시키고자 하였다.

제안 방법

마의 건조에 이욤된 건조방법으로서 열풍건조는 h아 air dry oven {FC₄D-2, Universal Scientific Co., Korea) 을 이용하여 50℃에서 12시긴-, 진공건조는 vacuum dry oven (OVL-570, Gallen Kamp Co., England) 을 이용하여 50℃, 70QmmHg에서 12시간, 동결건조의 경우에는 deep freezer (SW-UF-200, Samwon, Korea)를 이용하여 -7DC에서 24시간 동결시킨 후 동결건조기(T. D5070 RR, lishin Lab. Co., Korea)를 사용하여 lOmmHg에서 48시간 건조하여 시료로이용하였다[3, 17]. 각 방법벌로 건조된 마를 분쇄하여 1D5 ~150체를 통과한 분말을 건조시료로 사용하였다.
각 시료의 비타민 C 함량은 2, 4-dinitrophenylhydrazine (DNP) 방법을 이용하 분광광도계로에서 흡광도를 측정하여 표준곡선으루부터 총 비타민 C 함량을 구하였다.
Labuza방법[1 미에 준하어 알루미늄 용기에 약 2g의 마분말을 담고 이릍 삼대습도 11-84%를 유지하는 포화염욤액이 들어있는 데시케이터에 넣은 후 25℃ 에서 24시간 간격으로 시료를 꺼내어 수분 함량을 측정하뗬으며, 이 무게를 달아 최초의 수분함량을 기준으로 무게의 증감량에서 수분의 변화가 5이하의 함량이 될 때까지 흡습시켜 평형 수분함량을 구하였다.
저장상대습도에 따른 평형 수분함량의 도달시간은 상대습도가 75% 까지는 4일 이내에 평형상태에 다다르는 것으로 나타났으며 84%일 경우는 저장일수가 10일이 넘어가면서 수분의 함량의 증가가 5mg 이내로 유지되어 거의 평형상태에 이르는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험에서는 단분자층 수분함량을 계산하기 위한 평형수 분의 량을 충분히 홉습이 이루어져 평형상태에 다다랐다고 생각되는 저장일 수 12일 때의 수분함량을 기준으로 계산하였다.
현재 마차나 마죽의 형태로 이용되고 있는 마분말을 사용하여 열풍건조, 진공건초, 동결건조를 이용하여 건조를 행하였다. 각 건조 방법별로 마분말의 물리적 특성치인 공극률은 열풍 건조한 시료가 1226%로 가장 작게 나타났으며, 진공건조 31.

대상 데이터

실험에 사용된 마는 경상북도 뗭주산 단마로 1999년 10 월에 수확한 마중 무게가 약 500g정도 되는 것을 선별하여 물로 깨끗이 세척한 다음 약 2mm 두께의 slab형태로 하여 건조 시료로 사용하였다.
, Korea)를 사용하여 lOmmHg에서 48시간 건조하여 시료로이용하였다[3, 17]. 각 방법벌로 건조된 마를 분쇄하여 1D5 ~150체를 통과한 분말을 건조시료로 사용하였다.

이론/모형

A.O.A.C. 표준시험방법 [2]에 준하여 수분은 1D5C 상압건조법으로,지방은 soxhlel, 조단백은 microkjedahl법 및 조회분은 550℃ 회화법으로 분석하고 모든 측정은 3회 반복하여 평균치를 취하뗬다.
건조 방법과 흡습에 따른 마의 Polyphenol 화합물의 번화는 페놀성 물칠이 phospomolybdic acid와 반믕하여 청색 올 나타내는 형삼을 이용한 Fin-Denis법[1]을 이용하여 700nm 에서 흡광도를 측정하여 tannic acid 당량으로 환산하였다.
적정 저장안정 수분함량인 단분자층 수분함량을 산출하기 위하여 다음과 같은 Brumuer-Emmett-Teller식 (BET식) 고} Guggenheiip-Anderson-Boer식(GAB식)을 이용하였다亿 8, 15]. BET식은 수분활성도가 0, 05~0.
건조분말의 물리적 특성치중 공극과 상관성이 있는 total pore area, average pore diameter, porosity듬을 측정하기 위하여 수은 압입법을 사용하는 porosimeter (Poresize 9320, Micrometries, USA)를 이용하였다.

성능/효과

또한 총페놀 함량에서도 동결건조한 것이 가장 높은 함량을 나타내었으나 102mg 단위로 량에 있어서는 거의 비슷하였다, 과실이나 야채류의 거장에서 신선도를 판정하는 중요한 지표로 이용되고 있는 Ascorbic acid의 함량은 건조방법별로 별다른 차이를 나타내지 않았으나 동결건조 제품이 가장 높은 함량을 나타내었고 증습에 따라 ascorbic acid의 함량은 감소하였다. 저장 적정 수분함량을 구하기 위해 단분자층 수분함량을 구한 결과는 BET식과 GAB식에서 공히 동결건조한 시료가 다른 시료보다 높은 값을 나타내었고, 등온 홉습선으로서두 식의 적합도는 BET식이 건조 방법별로 0.95 이상의 상관계수 값을 나타낸 반면 GAB식은 동결, 진공건조의 경우에는 (199이상의 높은 상관계수를 나타내었으나 열풍 건조의 경우에는 다소 낮은 상관계수 값을 나타내었다.
17%, 동결건조가 400%의 순으로 나타났다. 또한 총공극 면적 역시 동결, 진곰, 열풍 건조의 순으로 나타났으며 공극의 평균지름은 반대의 순으로 나타났다. 이러한 결과는 동결건조의 경우 공극의 크기가 가장 작은 이유는 부근에서 급속동결이 이루어져 물분 자의 이동이 묭이하지 않아 작은 얼음결점을 형성하였다가 승화에 의해 건조된 때문이며 공극률이 가장 큰 이유는 급속동결에 의해 마입자내에 고르게 분포하고 있던 얼음이 승화에 의헤 건조되므로 입자의 모양이 거의 원형읕 유지하면서 조직에 고르게 공극이 분포하기 때문인것으로 생각된디-.
2는 상대습도의 증가에 따른 마의 ascorbic acid 함량의 변화를 건조 방법별 초기량과 함께 나타냈디-. 호기함량은 건조방 법별로 별다른 차이를 나타내지 않았으나 동결건조 제품이 가장 높은 함량을 나타내었고 증습에 따라 상대습도 80% 까지 ascorbic acid의 함량은 꾸준히 감소하였다. 일풍건조 와 진공건조의 경우에는 상대습도 80% 까지 ascorbic acid 의 감소경향은 동결건조의 경우에 비해 완만하였으나 상 대습도 80% 를 넘어서면서 건조방법예 관게없이 공히 급 속히 감소하였다.
그리고 낮은 상대습도에서는 수분평형 상태에 도달하는 시간이 짦은 반면에 상대습도가 증가 할 수록 평형 수분함량에 도달하는 시간이 길어짐을 알 수가 있다. 저장상대습도에 따른 평형 수분함량의 도달시간은 상대습도가 75% 까지는 4일 이내에 평형상태에 다다르는 것으로 나타났으며 84%일 경우는 저장일수가 10일이 넘어가면서 수분의 함량의 증가가 5mg 이내로 유지되어 거의 평형상태에 이르는 것으로 나타났다. 따라서 본 실험에서는 단분자층 수분함량을 계산하기 위한 평형수 분의 량을 충분히 홉습이 이루어져 평형상태에 다다랐다고 생각되는 저장일 수 12일 때의 수분함량을 기준으로 계산하였다.
이와 같은 결과는 김[8]의 모형식품분말의 홉습특성에서 보고한 바와 같이 동결건조한 시료의 입자구즈:가 다공성 이라 흡습성이 더 높다는 것과 유사하였으며, 입자크기에 따른 보고에 의하면 작은 입자일수록 홉습이 크다고 했는데 이는 입자가 작을수록 흡착표면적이 크다는 것을, 의미하고 있는 것으로 사료된다. 결론적으로 흡습에 가장 큰 영향을 주는 것으로는 상대습도이지만 그 외에 온도와 분말 입자의 pore size와도 상관성이 있는 것으로 보인다.
이와 같은 결과는 GAB식이 Aw를 제곱의 항으로 처리하여 평형 수분함량에 대한 민감도를 증가시킨 것에 기인하는 것으로 생각된다. 건조 방법에 따른 단분자층 수분함량은 동결건조한 것이 가장 높은 값을 보여주며, 열풍건조한 값이 가장 낮았다. 이러한 결과는 건조시료의 물리적 특성에서 나타난 바와 같이 porosity와 pore의 표면적에 기인하는것으로 생각된다.
각 건조 방법별로 마분말의 물리적 특성치인 공극률은 열풍 건조한 시료가 1226%로 가장 작게 나타났으며, 진공건조 31.17%, 동결건조가 41.00% 의 순으로 나타났다. 또한 총공극 면적 역시 동결, 진공, 열풍건조의 순으로 나타났으며 공극의 평균지름은 반대의 순으로 나타났다.
일반성분에서는 초기 수분함량에서 다소 차이가 있었어나 전체적인 차이는 크게 나지 않았다. 또한 총페놀 함량에서도 동결건조한 것이 가장 높은 함량을 나타내었으나 102mg 단위로 량에 있어서는 거의 비슷하였다, 과실이나 야채류의 거장에서 신선도를 판정하는 중요한 지표로 이용되고 있는 Ascorbic acid의 함량은 건조방법별로 별다른 차이를 나타내지 않았으나 동결건조 제품이 가장 높은 함량을 나타내었고 증습에 따라 ascorbic acid의 함량은 감소하였다. 저장 적정 수분함량을 구하기 위해 단분자층 수분함량을 구한 결과는 BET식과 GAB식에서 공히 동결건조한 시료가 다른 시료보다 높은 값을 나타내었고, 등온 홉습선으로서두 식의 적합도는 BET식이 건조 방법별로 0.

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