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문제 정의
- 식이섬유소는 변비 및 결장암 예방 등으로 건강과 영양측면에서 최근 관심을 많이 받고 있다(18). 따라서 본 연구에서는 전보(9)에 이어 양파와 양파폐기물의 이용성 증대를 위해서 옥수수 그리트에 건조양파착즙박 또는 건조양파를 10-30% 농도로 각각 첨가하여 쌍축압출성 형기로 제조한 양파스낵의 물리적 특성을 조사하였다.
가설 설정
- 2)To, Tp, Tc mean onset, peak, and conclusion transition temperatures (℃), respectively.
제안 방법
- 154 nm인 Cu Ka radiation을 이용하여 scan speed 4 deg./min, 회 절각(2 0) 5°에서 40°범위까지 0.01° scan step으로 X-ray diffracto- meter(RINT2400, Rigaku Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 분석하였다.
- DSC 측정 은 약 1.5 mg의 시료를 hermetic pan 에 정확히 칭 량한 후 증류수를 5배 첨가하여 desiccator에서 하루 밤 동안 수분평형시킨 후 DSC(2010, TA Instruments, New Castle, Delaware, U.S.A.)로 열분석하였다. 분석은 heating rate을 10℃/min으로 하여 가열온도 30 ~ 100℃에서 의 흡열 peak를 얻고, 이로부터 엔탈피(J/g), 호화개시온도(To), 호화피크온 도(Tp), 호화종료온도(Tc)를 구하였다.
- Snack O10t Snack 020 and Snack 030 : Onion snack extruded with com grits containing 10%, 20% and 30% dried onion, respectively.
- nControl snack : Snack extruded with com grits only. Snack OP10, Snack OP20 and Snack OP30 : Onion snack extruded with com grits containing 10%, 20% and 30% dried onion pomace, respectively.
- 원료주입부에 수분을 주입하였 으며 , 이때 원료반죽의 수분함량은 26%로 조절하였다. 바렐 온도는 0.5 kW전열기를 사용하여 가열하였고, 사출구 직 전 의 바렐에 냉각수를 통과시 켜 수분에 의한 팽화가 발생하지 않도록 하였다. 원료주입속도는 20 rpm, 스크류의 회 전속도 는 300 rpm이 었으며 계량부위의 온도는 133℃로 유지하였다.
- )로 열분석하였다. 분석은 heating rate을 10℃/min으로 하여 가열온도 30 ~ 100℃에서 의 흡열 peak를 얻고, 이로부터 엔탈피(J/g), 호화개시온도(To), 호화피크온 도(Tp), 호화종료온도(Tc)를 구하였다.
- 수분흡수지수는 Anderson 등의 방법(21)을 변형하여 사용하였다. 즉, 50 mL 원심분리 튜브에 양파스낵분말 2 g과 30 mL의 증류수를 가해 현탁액을 만든 다음 150 rpm에서 30분 동안 교반한 후 9, 000 rpm으로 10분 동안 원심 분리 (Centrikon T324, Kontron Instruments, Milano, Italy)하였다.
- 양파농축액의 제조시 부산물로 생기는 양파착즙박을 활용 하고자 건조양파착즙박 또는 건조양파를 옥수수 그리트와 0-30% 함량으로 혼합하여 쌍축압출성형기로 제조한 양파 스낵의 물리적 특성을 조사하였다. 양파착즙박 스낵과 양파 스낵은 조단백, 조지방, 회 분 등과 같은 일반성 분은 유사하였 으나 양파착즙박 스낵의 경우 조섬유 함량이 약 2배 높았다.
- 양파스낵의 부피 는 좁쌀을 이용하는 종자치 환법 (20)으로 입자부피를 구한 후 스낵의 무게를 측정하여 밀도를 계산하였다. 각각의 밀도는 10번의 측정값을 평균값으로 나타내었다.
- 양파스낵의 파괴력 (rupture strength, N/rr『)은 Rheometer (CR-100D, Sun Scientific Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 측정하였다. 양파스낵의 측정항목은 press로 설정하여 load cell 10 kg, table speed 100 mm/min, 지지대 사이의 거리 3 cm로 하였으며, 각 시료당 10회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
- 원료 옥수수가루에 건조양파착즙박 또는 건조양파를 0, 10, 20 및 30%로 각각 혼합한 것과 이것을 121℃에서 15분간 autoclave한 시료, 그리고 건조양파착즙박 스낵 또는 건조양 파스낵의 시료를 desiccator에서 하루 동안 수분을 평 형화시 켜 X-ray 회절도 분석시료로 사용하였다.
- 건조양파박은 양파농축액을 제조한 후 남은 부산물을 압착기에 넣고 여분의 수분을 제거한 다음 50℃ 건조기에서 건조하였다. 위와 같이 건조한 양파를 분쇄 기(Food mixer, FM-680T, 한일, 한국)로 마쇄한 후 입자크기가 30 - 80 mesh가 되도록 하고, 이를 옥수수 그리트에 0, 10, 20 및 30%로 각각 첨가하여 압출성형하였다.
- 24보다 낮았다. 이는 압출성 형 조건 이 서로 다르기 때문이며, 본 연구에서는 양파건조물의 첨가에 따라 팽화율이 감소되므로 대조군의 팽화율이 높은 압출성 형조건으로 설정하여 실험하였다.
- 원료주입속도는 20 rpm, 스크류의 회 전속도 는 300 rpm이 었으며 계량부위의 온도는 133℃로 유지하였다. 제조된 압출성형물의 수분함량이 10% 이하가 되도록 건 조하였다.
대상 데이터
- Extruder는 실험 실용 쌍축동방향 압출성 형 기 (Corotating twin screw extruder, Model THK 31T, 백 상기 계 , 한국)로 스크류 직 경은 31 mm, /비 는 22, 사출구(die) 직 경은 3.7 mm 인 원형 (circular type)을 이용하였고 스크류 배열은 high- shear screw를 이용하였다. 원료주입부에 수분을 주입하였 으며 , 이때 원료반죽의 수분함량은 26%로 조절하였다.
- 양파는 무안에서 재배되어 0℃ 저온창고에 저장 중인 천 주황 품종을 서 남부채소영 농조합에서 구입하여 사용하였고, 옥수수 그리트(corn grit, 80 mesh)는 신동방(한국)에서 구 입하여 사용하였다.
데이터처리
- 팽화도는 puffing된 팽화물의 직경을 사출구(die) 직경으 로 나눈 비로 계산하였고 10번의 측정 값을 평균값으로 나타내었다.
이론/모형
- 압출성형에 의해 제조한 양파스낵은 100 mesh로 분쇄하여 사용하였다. 일반성분은 AOAC 방법(19)에 따라 수분은 상압건조법, 조단백질은 micro-Kjeldahl법, 조지방은 Soxhlet 법, 조회분은 건식회화법 및 조섬유는 산알칼리분해법으로 분석하였다.
성능/효과
- 42%이었다. 건조양파의 조단백질, 조지방 및 조회 분 함량은 각각 8.45-9.32%, 1.54 ~ 1.64%, 3.11 ~3.96%로 유 사하였으나 조섬유 함량은 건조양파 착즙박이 15.91%로 건 조양파 6.40%보다 약 2.5배 정도 많았다. 대조군 스낵 과 양파 스낵의 수분함량은 4.
- 건조양파박과 건조양파의 함량에 따른 압출스낵의 색도 변화는 Table 2와 같다. 건조양파착즙박 및 건조양파를 첨가 하여 제조한 양파스낵의 명도(L)는 대조군 스낵에 비해 양 파의 첨 가량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었고, 양 파의 첨가량이 20% 이상부터는 색도차는 변화가 거의 없었다. 즉, 양파스낵의 총 색택의 차(刀E)는 양파건조물에 관계없이 10% 농도일 때 5.
- 5배 정도 많았다. 대조군 스낵 과 양파 스낵의 수분함량은 4.42~8.90%로 원료 등의 11.51 ~12.10% 보다 수분함량이 적은 것은 압출성형기를 통과하면서 수분 이 급격하게 기화하여 함량이 감소된 것으로 생각된다. 양파 건조물의 종류에 관계없이 양파스낵의 조단백질과 조지방 함량은 큰 차이가 없었고, 양파 첨가량이 증가할수록 조회 분 과 조섬유 함량은 증가하였다.
- 양파스낵의 파괴 력은 Table 2와 같다. 대조군 스낵의 파괴 력 은 1.96 KPa이 었으나 양파착즙박과 양파스낵의 파괴 력 은 2.98~3.45 Kea로 첨가물의 종류와 농도에 따라 다소 차이가 있었으나 첨가량이 증가할수록 파괴 력이 증가하는 경 향 을 보였다. 양파건조물을 첨가한 스낵은 대조군보다 단백질 과 지질, 섬유소 등의 함량은 높고 탄수화물 함량이 적은데, 이러한 성 분들의 차이로 파괴 력 에 영향을 끼 쳤을 것으로 생각된다.
- 양파착즙박 스낵과 양파스낵의 팽화율은 첨가물의 함량이 높을수록 감소하였으며 , 수분흡수지 수도 양파의 첨 가량이 증가할수록 감소하였다. 대조군에 비해 양파스낵은 양파의 첨가량이 많을수록 명도는 감소하였고 적색도는 증가하였 匸}. 원료인 옥수수 그리트의 X-ray profilee 15.
- 10% 보다 수분함량이 적은 것은 압출성형기를 통과하면서 수분 이 급격하게 기화하여 함량이 감소된 것으로 생각된다. 양파 건조물의 종류에 관계없이 양파스낵의 조단백질과 조지방 함량은 큰 차이가 없었고, 양파 첨가량이 증가할수록 조회 분 과 조섬유 함량은 증가하였다. 양파착즙박 스낵이 건조양파 스낵보다 조단백질, 조지방 및 조섬유 함량이 다소 높은 것은 건조양파착즙박이 건조양파에 비하여 이들 성분의 함유 량이 높기 때문에 나타난 결과로 사료된다.
- 8°에서 일부의 peak 가 남아 있었다. 양파스낵의 DSC 결과는 첨가물의 농도에 관계없이 상전이 최대온도와 엔탈피는 원료인 옥수수 그리 트보다 낮았으며, 파괴 력은 건조양파 첨가량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다.
- 양파농축액의 제조시 부산물로 생기는 양파착즙박을 활용 하고자 건조양파착즙박 또는 건조양파를 옥수수 그리트와 0-30% 함량으로 혼합하여 쌍축압출성형기로 제조한 양파 스낵의 물리적 특성을 조사하였다. 양파착즙박 스낵과 양파 스낵은 조단백, 조지방, 회 분 등과 같은 일반성 분은 유사하였 으나 양파착즙박 스낵의 경우 조섬유 함량이 약 2배 높았다. 양파착즙박 스낵과 양파스낵의 팽화율은 첨가물의 함량이 높을수록 감소하였으며 , 수분흡수지 수도 양파의 첨 가량이 증가할수록 감소하였다.
- 양파착즙박 스낵과 양파 스낵은 조단백, 조지방, 회 분 등과 같은 일반성 분은 유사하였 으나 양파착즙박 스낵의 경우 조섬유 함량이 약 2배 높았다. 양파착즙박 스낵과 양파스낵의 팽화율은 첨가물의 함량이 높을수록 감소하였으며 , 수분흡수지 수도 양파의 첨 가량이 증가할수록 감소하였다. 대조군에 비해 양파스낵은 양파의 첨가량이 많을수록 명도는 감소하였고 적색도는 증가하였 匸}.
- 양파스낵의 재료와 쌍축 압출성형기 에서 제조한 양파스낵 의 일반성분은 Table 1과 같다. 즉, 옥수수 그리트의 수분함량은 12.98%, 조단백질은 3.69%, 조지 방은 0.35%, 그리고 조 회분은 0.42%이었다. 건조양파의 조단백질, 조지방 및 조회 분 함량은 각각 8.
- 33으로 첨 가물 의 종류에 따른 큰 차이는 없었다. 첨 가물의 농도에 따른 차이는 첨가량이 증가할수록 팽화율은 감소하였고, 밀도는 증가 하여 팽화율과 밀도는 역의 관계를 보였다. 양파건조물의 첨 가량이 증가할수록 스낵의 팽화율이 감소되는 것은 이 들에 함유된 단백질과 조섬유 함량의 증가에 의해 영향을 받은 것으로 사료된다.
- Coulter와 Lorenz(26)는 단백질 , 지 질 함량이 비교적 높은 quinoa라는 곡류를 옥수수 그리 트에 혼합하여 extrusion 하였 을 때 quinoa의 농도가 증가할수록 shear strength 값은 감소하였다고 보고하였다. 파괴 력은 압출성 형 물의 밀도와 관련이 커서 조직이 견고할수록 파괴력이 커졌다.
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