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문제 정의
- . 이에 본 연구에서는 당면에는 그다지 적합하지 않지만 값이 저렴하여 널리 이용되고 있는 옥수수 전분을 화학적으로 변성시켜 당면에 적합한 전분으로 개발시키기에 앞서 당면에 대한 기초 data를 얻고자 국내외 당면의 제조방법에 대한 조사를 실시하였고 국내외 시판 당면을 수거 분석하여 당면의 이화학적 특성을 살펴보았다.
- 이에 저자들은 본보에 이어 당면에는 그다지 적합하지 않지만 값이 저렴하여 널리 이용되고 있는 옥수수 전분을 화학적으로 변성시켜 당면에 적합한 전분으로 개발시키고자 한다.
제안 방법
- 국내산 당면 4종류(고구마 당면(자유낙하식; Dropping method) 3종류, 옥수수 당면(압출식; Extusion method) 1종류)와 중국산 1종류, 일본산 6종류를 가지고 당면의 이화학적특성을 조사하였다. 포장단위는 국내산의 경우 일반 가정용으로 고구마 당면이 500 g과 1kg 두 종류의 포장이 주류를 이루었고 일본의 경우 국내산에 비하여 소 포장으로 100, 150, 250g이 주류를 이루었다.
- 당면의 X-선 회절도 측정은 당면을 분쇄하여 100 mesh 체를 통과한 것을 시료로 사용하였으며 측정방법은 X-선 회절기(D/Max Rigaku Inc., 일본)를 이용하여 target, Co-k; filter, Ni; 30 kV; 15 mA; full scale range, 1000 cps 조건에서 회절각도 40~5 도까지 회절시켜 사용하였다.
- 당면의 두께는 Digimatic caliper(Mitutoyo, Model CD-20CRJapan)를 사용하여 소수점 둘째 자리까지 즉정하였다.
- 당면의 물리적 특성은 Takahashi 등(6)의 방법을 약간 변형하여 Rheometer(Sun Kagaku Co. M-ll 11, Japan)를 사용하여 측정하였다. 즉 당면을 끓는 물에 넣어 면이 완전히 익어 내부까지 투명해질 정도로 삶고 찬물에 1분간 식힌 다음 겉에 묻은 물기를 여지로 제거한 후 바로 측정하였다.
- 당면을 DSC와 X-ray로 호화/노화 특성을 조사한 결과 대부분의 당면이 제조과정 중 호화가 되고 또한 재결정에 의한 노화가 일어났음을 알 수 있었으나 일부 당면의 경우에는 호화가 완전히 일어나지 않은 경우도 있었으며 일부 당면은 호화는 충분히 되었으나 노화가 거의 일어나지 않은 당면도 있었다. 한편 당면의 물리적 특성 실험에서는 원료전분에 따라 특성치가 크게 다르게 나타났는데 특히 고구마 당면이 옥수수 당면에 비하여 hardness와 compression slope가 높게 나타나 고구마 당면이 옥수수 당면에 비하여 쫄깃거리고 기호도가 높은 일반인들의 인식을 뒷받침해 주었다. 그러나 고구마 전분은 옥수수 전분에 비하여 10배 가까이 비싼 단점이 있어 생산업자들은 최고급품을 제외하고는 옥수수 전분을 일부 혼합 사용하고 있는 실정이다.
대상 데이터
- 국내산 당면 4종류(고구마 당면(자유낙하식; dropping method) 3종류, 옥수수 당면(압출식; extrusion method) 1종류)와 중국산 당면 1종류 그리고 일본산 당면 6종류를 구입, 분석하여 당면의 일반적인 특성을 조사한 결과 Table 1과 같다. 포장단위는 국내산의 경우 고구마 당면은 일반 가정용으로 500g과 1kg이 주류를 이루었고 업소용으로 판매되는 옥수수 당면은 15-20kg으로 포장되어 유통되고 있었다.
- 본 실험에 사용한 국산 고구마 당면 3종과 옥수수당면 1종은 시중에서 구입하였으며 일본 당면 및 중국당면 등 7종은 일본 현지 시장에서 구입하여 사용하였다.
이론/모형
- Cooking 과정 중 고형분의 손실을 알아보기 위하여 Lii와 Change(9)의 방법을 이용하여 측정하였다. 즉 500mL 비이커에 시료당면을 3~5cm 길이로 잘라 끓는 증류수 200mL에 함께 넣고 hot plate에서 매 30분마다 증발 손실된 수분을 보충하면서 2시간동안 가열하였다.
- 시료 당면의 호화 및 노화 특성을 알아보기 위하여 실시한 DSC 측정은 당면을 분쇄하여 100 mesh 체를 통과한 것을 시료로 사용하였으며 측정방법은 Differential Scanning Calorimeter(STA 785, Stanton Redcalft, 영국)를 이용하여 Yook등(8)이 사용한 방법으로 측정하였다. 즉 당면을 분쇄하여 100 mesh 체를 통과한 당면 가루에 증류수를 1:3.
성능/효과
- 3 및 Table 2와 같다. 결과로 나타난 바와 같이 시중 당면의 DSC endotherm은 종류에 상관없이 전분의 호화 온도에 비하여 낮은 온도인 42~48°C(2에서 peak가 시작되었고 peak temp.는 50~58°C 정도를 나타내었다.
- 당면의 조리 특성을 보면 국산 고구마 당면은 hardness와 compression slope가 각각 9,500-11,000g/cm2, 18,000~26,000g/cm3으로 옥수수 당면보다 2배 이상 높았다. 당면 조리시의 고형분 손실(cooking loss)은 옥수수 전분으로 만든 당면이 19.8%로 고구마 당면(4.2~6.6%)보다 높았으며 외국산의 경우 녹두당면이 7.7%로 낮았으나 대부분 국내산 당면보다 높게 나타났다. 조리과정 중 당면의 두께변화 즉 팽윤도(swelling ratio)는 고구마 당면이 58-69%, 옥수수 당면이 50%로 옥수수 당면이 고구마 당면 보다 낮게 나타났으나 옥수수 당면의 경우 cooking 중 고형분 loss가 커 탄력이 떨어지고 뚝뚝 끊어지는 현상이 심하여 고구마 당면에 비하여 품질이 떨어짐을 알 수 있었다.
- 이상의 대용량이었다. 당면을 DSC와 X-ray로 호화/노화 특성을 조사한 결과 대부분의 당면이 제조과정 중 호화가 되고 또한 재결정에 의한 노화가 일어났음을 알 수 있었으나 일부 당면의 경우에는 호화가 완전히 일어나지 않은 경우도 있었으며 일부 당면은 호화는 충분히 되었으나 노화가 거의 일어나지 않은 당면도 있었다. 한편 당면의 물리적 특성 실험에서는 원료전분에 따라 특성치가 크게 다르게 나타났는데 특히 고구마 당면이 옥수수 당면에 비하여 hardness와 compression slope가 높게 나타나 고구마 당면이 옥수수 당면에 비하여 쫄깃거리고 기호도가 높은 일반인들의 인식을 뒷받침해 주었다.
- 당면의 조리 시 고형분의 손실을 알아보기 위하여 측정한 cooking loss는 국산의 경우 업소용 옥수수 전분이 19.8%로 고구마 전분 4.2~6.6%에 비하여 높게 나타났고 외국산의 경우 녹두당면이 7.7%로 낮게 나타났으나 대부분의 당면이 국내산보다 높게 나타났는데 이는 제조한 원료와 방법에 따른 영향으로 추측된다.
- 시중 당면의 DSC endotherm을 분석한 결과 peak 온도가 전분의 호화온도보다 낮은 42~48℃에서 시작하였으며 당면의 X-ray 회절도에서도 peak가 선명하지 않은 것으로 보아 호화가 일어난 후 노화로 재결정이 생겼음을 알 수 있었다. 당면의 조리 특성을 보면 국산 고구마 당면은 hardness와 compression slope가 각각 9,500-11,000g/cm2, 18,000~26,000g/cm3으로 옥수수 당면보다 2배 이상 높았다. 당면 조리시의 고형분 손실(cooking loss)은 옥수수 전분으로 만든 당면이 19.
- 당면의 조리과정 (cooking 전후) 중 당면 두께의 변화 즉 팽윤도(swelling ratio)를 살펴본 결과 국내산 시중 고구마 당면들은 58~69%를 나타내었고 옥수수 당면의 경우에는 50%정도로 고구마 당면보다 낮았다. 일반적으로 옥수수 당면에 비하여 고구마 당면이 쫄깃거리고 잘 불지 않는 것으로 알려졌는데 본 실험에서는 조리과정 중 옥수수 당면과 고구마 당면간의 조리시 두께의 변화에는 큰 차이가 없었고 오히려 옥수수 당면이 덜 팽윤하였다.
- 시중 당면 중 고구마 당면 3종(No. 1~3)은 hardness와 compression slope가 각각 9,500-11,000g/cm2, 18,000-26,000g/cm3으로 옥수수 당면(No. 4)의 2배 이상 높아 고구마 당면이 쉽게 '뚝뚝 끊어지는 옥수수 당면 보다 쫄깃거림을 보여주었다. 이는 고구마전분과 옥수수전분을 비율을 달리하여 당면을 제조하였을 때 고구마 당면이 옥수수 당면에 비하여 압축강도가 2.
- 3 mm 정도를 나타내었다. 시중 당면의 DSC endotherm을 분석한 결과 peak 온도가 전분의 호화온도보다 낮은 42~48℃에서 시작하였으며 당면의 X-ray 회절도에서도 peak가 선명하지 않은 것으로 보아 호화가 일어난 후 노화로 재결정이 생겼음을 알 수 있었다. 당면의 조리 특성을 보면 국산 고구마 당면은 hardness와 compression slope가 각각 9,500-11,000g/cm2, 18,000~26,000g/cm3으로 옥수수 당면보다 2배 이상 높았다.
- 이상 국내외 당면의 이화학적 특성 및 조리 특성을 분석해본 결과 국산 당면이 일본 당면에 비하여 두께는 큰 차이가 없었으나 길이가 2배 이상 길었고 포장 단위도 대체로 2배 이상의 대용량이었다. 당면을 DSC와 X-ray로 호화/노화 특성을 조사한 결과 대부분의 당면이 제조과정 중 호화가 되고 또한 재결정에 의한 노화가 일어났음을 알 수 있었으나 일부 당면의 경우에는 호화가 완전히 일어나지 않은 경우도 있었으며 일부 당면은 호화는 충분히 되었으나 노화가 거의 일어나지 않은 당면도 있었다.
- 고구마 당면보다 낮았다. 일반적으로 옥수수 당면에 비하여 고구마 당면이 쫄깃거리고 잘 불지 않는 것으로 알려졌는데 본 실험에서는 조리과정 중 옥수수 당면과 고구마 당면간의 조리시 두께의 변화에는 큰 차이가 없었고 오히려 옥수수 당면이 덜 팽윤하였다. 그러나 옥수수 당면의 경우 팽윤 정도는 낮았으나 탄력이 떨어지고 뚝뚝 끊어지는 현상이 심하여 기호도 면에서 크게 떨어졌다.
- 7%로 낮았으나 대부분 국내산 당면보다 높게 나타났다. 조리과정 중 당면의 두께변화 즉 팽윤도(swelling ratio)는 고구마 당면이 58-69%, 옥수수 당면이 50%로 옥수수 당면이 고구마 당면 보다 낮게 나타났으나 옥수수 당면의 경우 cooking 중 고형분 loss가 커 탄력이 떨어지고 뚝뚝 끊어지는 현상이 심하여 고구마 당면에 비하여 품질이 떨어짐을 알 수 있었다.
- 시중당면의 경우 대부분의 X-선 회절도가 일반전분의 그것에 비하여 peak가 뾰족하지 않은 것으로 보아 전분입자의 상당부분이 호화가 되었음을 알 수 있었다. 특히 시료 No. 9의 경우 거의 peak 가 없이 무정형이었으며 DSC 결과도 endotherm enthalphy가 매우 낮은 것으로 보아 당면제조 과정 중 전분이 거의 완전히 호화가 되었음을 알 수 있었다. 하지만 시료에 따라서는 일부 peak가 선명하게 나타났는데 시료 10, 11의 경우에는 2θ= 23º의 peak가 생전분의 경우처럼 비슷하게 남아 있는 것으로 보아 DSC 결과에서도 보여 주었듯이 당면의 제조과정중 전분이 완전히 호화가 되지 않아 전분의 결정성을 그대로 갖고 있는 것으로 판단된다.
후속연구
- 1~8의 경우 peak의 전반적인 크기는 줄었으나 2θ=17º의 peak가 상대적으로 강하게 보인 점을 보아 당면 제조과정 중 전분이 호화된 후 냉장, 냉동과정을 거치면서 노화에 의하여 생긴 재결정으로 인한 것으로 사료되며 이는 DSC 실험결과와도 부합되는 결과이다. 한편 전분을 열처리(호화)한 후 냉각 과정을거치면 enzyme-resistant starch(RS)가 생긴다는 연구결과가 많이 보고되고 있는데(10-13) 당면의 경우 제조과정을 보면 열처리와 냉각/냉동/해동 과정을 거치므로 당면에도 어느 정도의 RS가 함유되어 있을 가능성이 있으나 이에 대한 연구는 추후의 과제로 삼도록 하겠다.
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