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문제 정의
- 17) 가공식품에 따라 적합한 수침조건과 입자 크기를 선택하여 이용해야 할 것으로 생각된다. 본 연구는 멥 쌀가루의 수침시 간과 입 자의 크기 가 멥쌀가루의 이화학적 특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 상온에서 0, 1, 12, 24시간 동안 수침한 멥쌀을 분쇄하여 각각 표준 45mesh와 lOOmesh체를 통과 시켜 제조한 멥쌀가루의 이화학적 특성을 조사하였으며, 이를 멥쌀가루를 이용한 가공식품의 개발에 응용하고자 한다.
- 본 실험 결과 입자의 크기와 관계없이 수침 12시간 이후부터 쌀가루의 팽윤력과 용해도가 증가하는 이유는 수침 12시간 이후에 멥쌀 전분 분자의 결정성 부분의 구조적 변화가 나타나기 때문이며, 입자의 크기가 작을수록 물과 접촉하는 입자의 표면적이 증가하므로팽윤력과 용해도가 높아지는 것으로 생각된다. 쌀을 수침하는 경우 수분 흡수율은 30분 전후에 평형에 도달하나, 시차주사열량기의 호화 특성을 비교하였을 때 수침한 쌀가루에 비하여 수침하지 않은 쌀가루의 호화가 억제되는 것도' 수침 과정 증 결정 성분 자구 조의 변화가 나타남을 뒷받침해주는 보고이다.
제안 방법
- 멥쌀가루의 가열에 따른 호화특성은 신속 점도측정기 (RVA, Rapid Visco Analyzer, Model 3D, Newport Scientific Pty., Ltd., Narrabeen, Australia)를 이용하여 호화과정에 따른 점도 변화로 비교하였다. 시료 3g을 증류수 25mL에 분산시키고 0〜1분은 50 °C, L0〜4.
- 멥쌀가루의 팽윤력과 용해도는 Schoch의 방법을변형하여 측정하였다. 멥쌀가루 0.
- 멥쌀을 20°C 의 온도에서 0, 1, 12, 24시간 각각 수침한 다음 실온에서 12시간 동안 풍건하고, 이를 분쇄기로 분쇄하여 표준 45 mesh와 100 mesh를 통과 시켜 멥쌀가루를 제조하였다.
- , Narrabeen, Australia)를 이용하여 호화과정에 따른 점도 변화로 비교하였다. 시료 3g을 증류수 25mL에 분산시키고 0〜1분은 50 °C, L0〜4.7분은 95°C까지 상승, 4.7〜7.2분은 95°C 유지, 7.2〜 1L0분은 50°C까지 냉각, 11.0〜 13.0분은 50°C 를 유지하면서 점도를 측정하였다.
- 쌀을 20℃에서 0, 1, 12, 24시간 동안 수침하여 풍건하고 분쇄한 쌀가루를 각각 표준 45 mesh와 100 mesh를 통과시켜 이화학적 특성을 조사하였다. 쌀가루의 입자는 10〜30 ㎛와 40-80 ㎛의 두 가지 크기가 주로 존재하였으며, 표준 45 mesh를 통과시킨 쌀가루는 표준 100 mesh를 통과시킨 쌀가루에 비하여 40-80 ㎛ 크기 입자의 양이 많았다.
대상 데이터
- 멥쌀(일미벼)은 전라남도 농업기술원(전라남도 남평, 2000년 수확)에서 구입하여 사용하였다.
이론/모형
- 멥쌀가루의 수분, 회분, 단백질, 지질의 함량은 AOAC 방법으로 측정하였다. 수분함량은 상압 가열건조법, 단백질은 미량 켈달법, 지방질은 에틸 에테르를 용매로 추출하였으며, 회분은 직접 회화법으로 측정하였다.
- 멥쌀가루의 아밀로스 함량은 Williams 등의 방법 19)을 이용하여 측정하였으며, 물결합 능력은 Medcalf 와 Gilles법으로 측정하였다. 멥쌀가루 1g에 증류수 40mL를 가하여 1시간 동안 교반한 다음 3, 000 rpm으로 30분 간 원심분리 하였다.
- 방법으로 측정하였다. 수분함량은 상압 가열건조법, 단백질은 미량 켈달법, 지방질은 에틸 에테르를 용매로 추출하였으며, 회분은 직접 회화법으로 측정하였다.
- 5g(건량 기준)을 증류수 40mL에 분산시킨 다음 55°C, 65°C, 75°C, 85°C, 95°C 에서 30분 동안 교반한 다음 즉시 냉각시켜 15, 000 rpm에서 30분 동안 원심분리하였다. 원심분리한 후의 상등액 의 총당을 페 놀-황산법으로 측정하였으며, 다음 식을 이용하여 용해도를 구하였다.
성능/효과
- 0시간 동안 수침한 다음 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에서는 10-30 ㎛와 40 -80 ㎛의 두 가지 크기의 입자가 존재하는 경향이 뚜렷하였으나, 수침 시간이 증가할수록 입자의 크기가 이분화 되는 경향은 약해졌다. 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에서도 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에서와 같이 수침시간이 중가할수록 10-30 ㎛ 크기입자의 분획과 40〜80 ㎛ 크기 입자의 분획의 구분이 약해졌으며 수침 0시간에 입자의 크기가 이분화되는 경향은 뚜렷해졌다.
- 증가를 보였다. 55°C와 65°C범위에서는 수침 시간과 입자크기가 다른 멥쌀가루의 팽윤력의 차이가 나타나지 않으나, 65°C 부터는 수침시간이 증가할수록, 입자의 크기가 작을수록 팽윤력이 높은 값을 보였다. 표준 100 mesh와 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루 모두 75°C 부터는 수침 12시간을 기점으로팽윤력은 완만한 증가를 보였다.
- 증가하였다. 또한 65°C 이상의 온도에서는 수침 시간이 증가할수록 용해도가 증가하였으며 입자의 크기가 작은 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루가 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루보다 더 큰 폭으로 증가하여 입자의 크기가 작고 수침시간이 증가할 수록 용해도가 증가함을 확인할 수 있었다. 용해도의 변화도 팽윤력의 경우와 같이 수침 12시부터는 완만한 변화를 보였다.
- 또한 무정형 부분에 흡수된 수분의 양을 의미하는 물결합 능력은 수침 1시간 이후 완만한 증가를보이나 결정성 부분의 수분 침투 정도를 의미하는팽윤력은 수침 12시간 이후에 완만한 변화를 보이는 것으로 보아 멥쌀의 수침 과정 중 수침 초기에는 멥쌀 전분 분자의 무정형 부분의 분자구조가 일어나며 수침 12시간 이후에는 멥쌀 전분 분자의 결정성 부분의 분자구조의 변화가 진행되는 것으로 생각된다.
- 또한 수침 1시간까지는 물결합 능력이 급격히 증가하나 그 후부터는 완만한 증가를 보이는 것으로 보아 수침에 의한 전분의 무정형 부분의 구조저 변화는 수침 초기에 주로 나타남을 확인할 수 있었다.
- 그러므로 쌀을 수침할 때 수분 흡수는 수침 초기에 거의 평형에 도달하나 수침시간이 길어질수록 수침액의 효소작용과 pH의 변화와 함께 쌀 전분의 분자구조에 변화가 일어나는 것으로 생각된다. 또한 수침시간이 길어질수록 쌀가루 전분입자가 제분 과정 증 물리적 자극에 큰 변화를 받게 되며 쌀가루의 입자가 더욱 미세화되어 저분자 물질의 추출이 용이한 분자 구조로 변화되므로 수침 시간이 증가할수록 아밀로오스 함량이 증가된 것으로 보인다.
- 일반적으로 팽윤이 빠르게 많이 진행되는 경우에는 용출 탄수화물의 양이 많아지므로 용해도가 높아지나 항상 용해도와 팽윤력이 직선적인 관계를 나타내지는 않는다. 본 실험 결과 입자의 크기와 관계없이 수침 12시간 이후부터 쌀가루의 팽윤력과 용해도가 증가하는 이유는 수침 12시간 이후에 멥쌀 전분 분자의 결정성 부분의 구조적 변화가 나타나기 때문이며, 입자의 크기가 작을수록 물과 접촉하는 입자의 표면적이 증가하므로팽윤력과 용해도가 높아지는 것으로 생각된다. 쌀을 수침하는 경우 수분 흡수율은 30분 전후에 평형에 도달하나, 시차주사열량기의 호화 특성을 비교하였을 때 수침한 쌀가루에 비하여 수침하지 않은 쌀가루의 호화가 억제되는 것도' 수침 과정 증 결정 성분 자구 조의 변화가 나타남을 뒷받침해주는 보고이다.
- 팽윤력과 용해도는 65°C 이후에 급격히 증가하여 85°C부터는 완만한 증가를 보였으며, 수침 시간이 길어지고 입자의 크기가 작을수록 증가하였다. 신속점도 측정기에 의한 호화특성은 최고점도와 breakdown 값은 12시간 동안 수침한 쌀가루가 1시간 동안 수침한 쌀가루보다 높았으며, 95°C에서의 점도와 냉각점도 setback 값은 낮았다. 이상의 결과로 쌀의 수침과정 초기에는 주로 전분의 무정형 부분의 분자 구조적인 변화가 발생하며 수침 12시간 이후에는 결정성 부분의 분자구조의 변화가 일어나며 이러한 변화는 쌀가루의 조리 가공시 호화특성에 영향을 주는 것으로 생각된다.
- 입자의 크기가 작고 수침시간이 증가할수록 단백질 함량과 회분함량은 감소하였다. 아밀로오스 함량과 물결합 능력은 수침시간이 증가할수록 증가하였다. 팽윤력과 용해도는 65°C 이후에 급격히 증가하여 85°C부터는 완만한 증가를 보였으며, 수침 시간이 길어지고 입자의 크기가 작을수록 증가하였다.
- 이러한 결과는 찹쌀의 수침시간이 증가할수록 일반성분의 감소가 나타나며, 특히 단백질은 수침 시간과 거의 직선적으로 감소하고 지방과 회분은 수침 3시간에 급격히 감소한다고 보고한 김 등의 보고와 일치하며, 또한 습식제분방법으로 제조한 찹쌀가루의 단백질, 회분, 지질 등의 함량이 건식제분 방법으로 제조한 찹쌀가루에 비하여 낮았다는 결과와도 일치하여 멥쌀과 찹쌀 모두 수침 중 일반성분의 감소가 발생함을 알 수 있었다. 또한 수침 시간이 증가할수록 일반성분의 함량이 감소되는 이유는 수침 과정 중 쌀의 표면에 함유된 단백질과 무기질이 소실되었기 때문으로 생각되었다.
- 이상의 결과는 찹쌀가루를 수침한 경우 아밀로그래프를 이용한 호화특성 중 최고 점도, breakdown 이수 침 시간과 비례하여 증가한다는 보고와 일치한다. 그러나 찹쌀가루의 경우 냉각점도가 수침 시간이 증가할수록 증가하며 setback은 수침시간의 영향을 받지 않는 반면2 15) 멥쌀가루는 수침시간이 증가할수록 냉각점도, setback이 낮아지는 이유는 아밀로오스 함량의 차이 때문으로 생각된다.
- 신속점도 측정기에 의한 호화특성은 최고점도와 breakdown 값은 12시간 동안 수침한 쌀가루가 1시간 동안 수침한 쌀가루보다 높았으며, 95°C에서의 점도와 냉각점도 setback 값은 낮았다. 이상의 결과로 쌀의 수침과정 초기에는 주로 전분의 무정형 부분의 분자 구조적인 변화가 발생하며 수침 12시간 이후에는 결정성 부분의 분자구조의 변화가 일어나며 이러한 변화는 쌀가루의 조리 가공시 호화특성에 영향을 주는 것으로 생각된다.
- 이상의 결과에서 멥쌀의 수침시간이 증가되면서쌀의 조직이 연화되어 입자의 결합력이 약해져서 쌀가루를 제분할 때 전분 입자가 더욱 미세화되었으며 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에 비하여 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루가 더욱 미세화되었음을 확인할 수 있었다.
- 입자 크기가 이분화 되는 경향은 수침 0시간에 가장 뚜렷하고 수침시간이 증가할수록 약해졌으며 이러한 현상은 표준 100 mesh를 통과시킨 쌀가루에서 더욱 뚜렷하였다. 입자의 크기가 작고 수침시간이 증가할수록 단백질 함량과 회분함량은 감소하였다. 아밀로오스 함량과 물결합 능력은 수침시간이 증가할수록 증가하였다.
- 입자의 크기가 큰 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루는 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루보다 최고점도, 95°C에서의 점도, 냉각점도, breakdown이 높았으며, 호화개시온도와 setback은 낮았다. 표준 45 mesh와 표준 100 mesh를 각각 통과시 킨 멥 쌀가루 모두 1시간 수침한 멥쌀가루보다 12시간동안 수침한 멥쌀가루가 최고점도와 breakdown은 높았으며, 95°C에서의 점도와 냉각점도, setback은 낮았다.
- 찹쌀은 수침과정 중 미생물의 수, α-amylase와 β- amylase 등 전분분해 효소의 활성도, 수침액 중의 유리당 함량이 증가하며, 찹쌀 수침 액 의 pH는 감소하며, 또한 수침시간이 증가할수록 β-아밀라아제 분해 한도는 증가하는 변화가 나타난다. 또한 김 등은 수침시간이 증가할수록 쌀의 호화 및 조직 특성과 관계있는 열수 불용성 아밀로오스 함량은 감소하고, 손상전분의 양과 관계가 깊은 열수 가용성 아밀로오스 함량은 증가한다고 보고하였다.
- 아밀로오스 함량과 물결합 능력은 수침시간이 증가할수록 증가하였다. 팽윤력과 용해도는 65°C 이후에 급격히 증가하여 85°C부터는 완만한 증가를 보였으며, 수침 시간이 길어지고 입자의 크기가 작을수록 증가하였다. 신속점도 측정기에 의한 호화특성은 최고점도와 breakdown 값은 12시간 동안 수침한 쌀가루가 1시간 동안 수침한 쌀가루보다 높았으며, 95°C에서의 점도와 냉각점도 setback 값은 낮았다.
- 경향은 약해졌다. 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에서도 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에서와 같이 수침시간이 중가할수록 10-30 ㎛ 크기입자의 분획과 40〜80 ㎛ 크기 입자의 분획의 구분이 약해졌으며 수침 0시간에 입자의 크기가 이분화되는 경향은 뚜렷해졌다. 이러한 경향은 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에서 더욱 뚜렷하게 관찰되었다.
- 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루의 입자는 10 —30 ㎛ 크기의 입자가 40—80 ㎛크기의 입자보다 많은 부분을 차지하였으며, 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루의 입자는 표준 KX) mesh를 통과시킨 멥쌀가루에 비하여 10-30 um 크기 입자의 양은 감소하였으며, 40-80 ㎛크기 입자의 양은 증가하여 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루가 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루에 비하여 입자의 크기가 더 큼을 확인할 수 있었다.
- 55°C와 65°C범위에서는 수침 시간과 입자크기가 다른 멥쌀가루의 팽윤력의 차이가 나타나지 않으나, 65°C 부터는 수침시간이 증가할수록, 입자의 크기가 작을수록 팽윤력이 높은 값을 보였다. 표준 100 mesh와 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루 모두 75°C 부터는 수침 12시간을 기점으로팽윤력은 완만한 증가를 보였다.
- 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루와 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루 모두 아밀로오스 함량은 14.48 〜17.80%로 수침시간이 증가할수록 점차 증가하였다.
- 30%이었다. 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루의 단백질 함량은 7.48〜7.07%이었으며, 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루의 경우에는 7.27-6.89% 로, 입자의 크기가 클수록 단백질의 함량은 높았으며, 수침시간이 증가할수록 단백질의 함량이 낮아졌다. 회분함량도 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루는 0.
- 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루의 물결합 능력은 178.57 〜187.52%로, 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루의 물결합 능력은 191.93〜202.32%로 입자의 크기가 작을수록 물결합 능력은 높았으며, 표준 45 mesh와 표준 100 mesh를 각각 통과시 킨 멥 쌀가루 모두 수침시간이 중가할수록 물결합 능력은 증가하였다. 이러한 결과는 수침시간에 따른 찹쌀의물결합 능력은 수침 초기에는 증가하며 수침 시간이 증가하면서 변화의 폭이 적어진다는 보고와 건식 제분한 찹쌀가루보다 습식제분한 찹쌀가루의 전분 손상도와 물결합 능력이 높아진다는 보고23)와 일치 하였다.
- 호화개시온도와 setback은 낮았다. 표준 45 mesh와 표준 100 mesh를 각각 통과시 킨 멥 쌀가루 모두 1시간 수침한 멥쌀가루보다 12시간동안 수침한 멥쌀가루가 최고점도와 breakdown은 높았으며, 95°C에서의 점도와 냉각점도, setback은 낮았다.
- 89% 로, 입자의 크기가 클수록 단백질의 함량은 높았으며, 수침시간이 증가할수록 단백질의 함량이 낮아졌다. 회분함량도 표준 45 mesh를 통과시킨 멥쌀가루는 0.28 〜0.23%, 표준 100 mesh를 통과시킨 멥쌀가루는 0.29〜0.22%로 입자의 크기가 작을수록, 수침 시간이 길수록 감소하였다. 지방함량은 0.
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