겨자 페이스트의 시간의존성을 관찰하기 위해 총고형분 함량(18, 21, 24, 27, 30%)과 전단속도$(15,\;20,\;25\;s^{-1})$를 달리하여 시간-전단응력 변화가 분석되었으며, 이들 데이터들은 Figoni 및 Shoemaker 모델, Weltman 모델, Hahn 모델에 적용하여 정량적으로 평가되었다. 일정한 전단속도에서 겨자페이스트의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 전단응력을 나타냈으며, 3종류의 모델식에서의 각 매개변수들은 농도에 따라 일정한 경향을 나타내어 겨자 페이스트의 시간의존 유동 특성에는 다른 분산식품들과 마찬가지로 농도에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 그러나 일정 농도를 기준으로 전단속도에 따른 시간의존성 변화에서는 25%와 27%농도를 가진 시료를 제외하고는 각 매개변수 값들의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 시간의존 유동특성 모델에 적용한 결과, Weltman 모델이 다른 모델식에 비해 가장 높은 결정계수$(R^2)$을 보여주고 있어 Weltman 모델식이 겨자 페이스트 시간의존성을 나타내는 가장 적합한 모델식임을 알 수 있었다.
겨자 페이스트의 시간의존성을 관찰하기 위해 총고형분 함량(18, 21, 24, 27, 30%)과 전단속도$(15,\;20,\;25\;s^{-1})$를 달리하여 시간-전단응력 변화가 분석되었으며, 이들 데이터들은 Figoni 및 Shoemaker 모델, Weltman 모델, Hahn 모델에 적용하여 정량적으로 평가되었다. 일정한 전단속도에서 겨자페이스트의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 전단응력을 나타냈으며, 3종류의 모델식에서의 각 매개변수들은 농도에 따라 일정한 경향을 나타내어 겨자 페이스트의 시간의존 유동 특성에는 다른 분산식품들과 마찬가지로 농도에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 그러나 일정 농도를 기준으로 전단속도에 따른 시간의존성 변화에서는 25%와 27%농도를 가진 시료를 제외하고는 각 매개변수 값들의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 시간의존 유동특성 모델에 적용한 결과, Weltman 모델이 다른 모델식에 비해 가장 높은 결정계수$(R^2)$을 보여주고 있어 Weltman 모델식이 겨자 페이스트 시간의존성을 나타내는 가장 적합한 모델식임을 알 수 있었다.
Time-dependent flow properties of mustard pastes were measured at various total solid contents $(TS,\;18{\sim}30%)$ and shear rates $(15{\sim}25\;s^{-1})$ using a Haake concentric cylinderical viscometer. Experimental data of the stress decay with time of shearing were fitted t...
Time-dependent flow properties of mustard pastes were measured at various total solid contents $(TS,\;18{\sim}30%)$ and shear rates $(15{\sim}25\;s^{-1})$ using a Haake concentric cylinderical viscometer. Experimental data of the stress decay with time of shearing were fitted to three mathematical models proposed by Weltman, Figoni and Shoemaker, and Hahn. Time-dependent flow behaviour of mustard paste increased with increase in TS, but was found to vary in the range of shear rate investigated. Time-dependent model of Weltman was found to be most applicable $(average\;R^2=0.96)$ for mustard paste. Shear stresses for structure breakdown increased with increase in TS, while the structure breakdown rate decreased.
Time-dependent flow properties of mustard pastes were measured at various total solid contents $(TS,\;18{\sim}30%)$ and shear rates $(15{\sim}25\;s^{-1})$ using a Haake concentric cylinderical viscometer. Experimental data of the stress decay with time of shearing were fitted to three mathematical models proposed by Weltman, Figoni and Shoemaker, and Hahn. Time-dependent flow behaviour of mustard paste increased with increase in TS, but was found to vary in the range of shear rate investigated. Time-dependent model of Weltman was found to be most applicable $(average\;R^2=0.96)$ for mustard paste. Shear stresses for structure breakdown increased with increase in TS, while the structure breakdown rate decreased.
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제안 방법
본 실험에 사용되는 액상 겨자 페이스트는 현재 시판되는 겨자 소스의 농도(총 고형분 함량: 21.5%)와 시간의존 유동 특성이 나타나는 농도범위를 기준으로 하여 농도(18, 21, 24, 27, 30%)를 달리하여 제조되었다. 겨자 페이스트는 일정 농도의 균일한 페이스트를 제조하기 위해 겨자 분말에 일정 양의 증류수가 첨가되고 유리막대로 약 5분간 저으면서 잘 혼합하므로써 제조되었다.
, Germany)-S* 사용하였다. 조제한 겨자 페이스트 시료는 jacket vessel 내에서 항온 circulator(DC50-K 15, Haake Inc., Germany)에 의해 25±02C로 유지된 상태에서 여러 농도(18, 21, 24, 27, 30%)를 가진 시료들을 일정 전단 속도(15, 20, 25g-1)로 60분간 측정하였다. 일정 전단 속도에서의 시간에 따른 전단응력 데이터는 3반복하여 얻어졌으며, 시간의존성을 정량적으로 평가하기 위해 Figoini 및 Shoemaker 모델(식 1), Mltman 모델(식 2), Hahn 모델(식 3)에 적용되었다.
대상 데이터
본 실험의 재료로는 오뚜기제유(주)에서 제조된 캐나다산 겨자 분말(수분 5.5%, 단백질 32.8%, 지방 18.4%, 회분 5.4%, 탄수화물 37.9%)을 사용하였다.
이론/모형
겨자 페이스트의 시간의존성을 관찰하기 위해 총고형분 함량(18, 21, 24, 27, 30%)과 전단속도(15, 20, 25 L)를 달리하여 시간-전단응력 변화가 분석되었으며, 이들 데이터들은 Figoni 및 Shoemaker 모델, Weltman 모델, Hahn 모델에 적용하여 정량적으로 평가되었다. 일정한 전단속도에서 겨자 페이스트의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 전단응력을 나타냈으며, 3종류의 모델식에서의 각 매개변수들은 농도에 따라 일정한 경향을 나타내어 겨자 페이스트의 시간의존 유동 특성에는 다른 분산식품들과 마찬가지로 농도에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.
9)에 한정되어 시간의존 유동 변화가 연구되어 왔으나 여러 측정조건에서 얻어진 시간의존 특성 데이터로부터 다양한 모델식을 적용하여 분산식품들의 시간 의존 유동특성을 규명한 경우는 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 겨자 페이스트의 시간의존 유동특성을 여러 농도와 전단속도에서 측정하였으며, 이들 데이터는 세가지 모델식(Figoni 및 Shoemaker 모델, Weltman 모델, Hahn 모델)에 적용하여 정량적으로 평가하였다.
, Germany)에 의해 25±02C로 유지된 상태에서 여러 농도(18, 21, 24, 27, 30%)를 가진 시료들을 일정 전단 속도(15, 20, 25g-1)로 60분간 측정하였다. 일정 전단 속도에서의 시간에 따른 전단응력 데이터는 3반복하여 얻어졌으며, 시간의존성을 정량적으로 평가하기 위해 Figoini 및 Shoemaker 모델(식 1), Mltman 모델(식 2), Hahn 모델(식 3)에 적용되었다.
성능/효과
총고형분 함량 24%와 27% 시료인 경우 전단 속도가 증가함에 따라 3가지 시간의존 유동모델에서 얻어진 모든 매개변수들은 증가하는 경향을 나타냈다. Figoni 및 Shoemaker 모델에서의 최대 전단응력과 평형값의 차(σmax-σe)는 전단속도에 따라 다양하게 나타났으며 전단속도가 클수록 값 차이가 크게 나타났다(Table 1). 일반적으로 σmax-σ
따라서 전단속도의 변화가 구조파괴 량(quantity of breakdown structure)에 영향을 미친다는 이론은 비교적 넓은 범위의 전단속도를 주었을 때에만 적용되는 것으로 사료된다. Table 1~3에서 나타낸 바와 같이 겨자 페이스트의 시간의존 유동특성을 농도와 전단 속도를 달리하여 여러 모델에 적용한 결과, Figoni 및 Shoemaker 모델과 Hahn 모델에 비해 Weltman모델이 가장 높은 평균 결정계수(R2= 0.96)를 보여주고 있어 겨자 페이스트의 시간 의존성을 나타내는 가장 좋은 모델식은 Weltman 모델식임을 알 수 있었다. 이는 다른 분산식품들(5,13,15)의 시간 의존성 유동 특성에 관한 연구결과와 일치하였다.
일정한 전단속도에서 겨자 페이스트의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 전단응력을 나타냈으며, 3종류의 모델식에서의 각 매개변수들은 농도에 따라 일정한 경향을 나타내어 겨자 페이스트의 시간의존 유동 특성에는 다른 분산식품들과 마찬가지로 농도에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 그러나 일정 농도를 기준으로 전단 속도에 따른 시간의존성 변화에서는 25%와 27% 농도를 가진 시료를 제외하고는 각 매개변수 값들의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 시간의존 유동특성 모델에 적용한 결과, Weltman모델이 다른 모델식에 비해 가장 높은 결정계수 (R2)을 보여주고 있어 Weltman 모델식이 겨자 페이스트의 시간 의존성을 나타내는 가장 적합한 모델식임을 알 수 있었다.
이러한 현상은 마요네즈(9), 토마토케찹(11), 전통식품인 고추장(8,12,13) 등의 다른 분산 식품에서도 유사하게 나타난다. 또한 구조파괴량을 의미하는 최대 전단 응력과 평형값 사이의 차이는 겨자 페이스트의 농도가 높을수록 큰 것으로 나타났으며, 이들 thixograme 초기에는 전단 시간에 따라 전단응력이 급격하게 감소하고 이후에는 완만하게 감소하는 두 구간으로 구분되어 졌다(Fig. 1). Bhatta-charya(5), Ramos와 Ibarz(7)가 지적했듯이 분산식품의 구조 파괴 특징은 두 가지 메커니즘으로 주로 설명될 수 있다.
이러한 현상은 다른 전단 속도(15,20 L)로 변화시켰을 때에도 같은 경향을 나타냈다. 또한 농도가 높을수록 시간에 대해 초기에 급격한 응력의 감소를 보였으며 이들 응력값도 높게 나타났다. 총고형분 함량이 18%인 겨자 페이스트를 기준으로 하여 총고형분 함량이 3%씩 증가할 때마다 초기의 최대응력이 각각 1.
그러나 일정 농도를 기준으로 전단 속도에 따른 시간의존성 변화에서는 25%와 27% 농도를 가진 시료를 제외하고는 각 매개변수 값들의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 시간의존 유동특성 모델에 적용한 결과, Weltman모델이 다른 모델식에 비해 가장 높은 결정계수 (R2)을 보여주고 있어 Weltman 모델식이 겨자 페이스트의 시간 의존성을 나타내는 가장 적합한 모델식임을 알 수 있었다.
일정 농도에서 전단속도를 15, 20, 25s-1로 달리했을 때 각모델식에서 얻어진 매개변수들은 총고형분 함량 24%와 27%를 제외하고는 뚜렷한 경향을 나타내지 않았다(Table 1~3). 이러한 경향은 전단속도를 달리하여 오렌지쥬스 농축물과 quince 퓨레의 시간의존성을 관찰한 Ramos와 Ibarz(7)의 실험 결과와 일치한다.
겨자 페이스트의 시간의존성을 관찰하기 위해 총고형분 함량(18, 21, 24, 27, 30%)과 전단속도(15, 20, 25 L)를 달리하여 시간-전단응력 변화가 분석되었으며, 이들 데이터들은 Figoni 및 Shoemaker 모델, Weltman 모델, Hahn 모델에 적용하여 정량적으로 평가되었다. 일정한 전단속도에서 겨자 페이스트의 농도가 증가함에 따라 보다 높은 전단응력을 나타냈으며, 3종류의 모델식에서의 각 매개변수들은 농도에 따라 일정한 경향을 나타내어 겨자 페이스트의 시간의존 유동 특성에는 다른 분산식품들과 마찬가지로 농도에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 그러나 일정 농도를 기준으로 전단 속도에 따른 시간의존성 변화에서는 25%와 27% 농도를 가진 시료를 제외하고는 각 매개변수 값들의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다.
각 매개변수들은 총고형분 함량이 증가할수록 일정한 경향을 보여주고 있다. 전단력이 작용하는 동안에 겨자 페이스트의 구조가 파괴되는 양을 의미하는 값(Figoni 및 Shoemaker 모델)은 18% 농도에서는 3.48~3.99Pa를 나타낸 반면에 30% 농도에서는 82.75~95.9 Pa를 나타내고 있어 겨자 페이스트의 thixotropy 성질이 농도차에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다. 또한 thixotropy 파괴상수로서 전단에 의해 파괴되는 구조의 양을 뜻하는 매개변수 B(Weltman 모델)(14)는 18%dhk 30% 농도에서 0.
이러한 경향은 전단속도를 달리하여 오렌지쥬스 농축물과 quince 퓨레의 시간의존성을 관찰한 Ramos와 Ibarz(7)의 실험 결과와 일치한다. 총고형분 함량 24%와 27% 시료인 경우 전단 속도가 증가함에 따라 3가지 시간의존 유동모델에서 얻어진 모든 매개변수들은 증가하는 경향을 나타냈다. Figoni 및 Shoemaker 모델에서의 최대 전단응력과 평형값의 차(σmax-σ
또한 농도가 높을수록 시간에 대해 초기에 급격한 응력의 감소를 보였으며 이들 응력값도 높게 나타났다. 총고형분 함량이 18%인 겨자 페이스트를 기준으로 하여 총고형분 함량이 3%씩 증가할 때마다 초기의 최대응력이 각각 1.5, 4.0, 12, 54배 정도로 증가하는 것으로 나타났기 때문에 겨자 페이스트의 시간의존성이 농도에 의해 크게 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 입자농도의 증가 즉, 단위 부피당 입자의 수가 증가하여 입자간의 상호결합이 보다 강해지고 이로 인해 점도(viscosity)와 항복응력 (yield stress)이 증가하기 때문에 나타나는 현상으로 설명될 수 있다⑩.
72Pa를 각각 나타내고 있어 농도가 겨자 페이스트의 시간 의존 유동 특성에 중요한 영향을 미침을 알 수 있다. 흐름에 대한구조의 저항력에 의존하고 구조파괴 속도를 의미하는(15) 매개변수 k값(Figoni 및 Shoemaker 모델)와 a값(Hahn 모델)은 농도가 높을수록 낮은 수치를 보여주고 있어 농도가 증가함에 따라 겨자 페이스트의 구조파괴 속도는 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 오렌지쥬스 농축물과 quince 퓨레를 Figoni 및 Shoemaker 모델에 적용한 Ramos와 Ibarz(7)의 실험 결과와 일치한다.
참고문헌 (15)
Weltman, R. N. Breakdown of thixotropic structure as function of time. J. Appl. Phys. 14: 343-350 (1943)
Figoni, P. I. and Shoemaker, C. F. Review paper characterization of structure breakdown of foods from their flow properties. J. Texture Studies 12: 287-305 (1981)
Yoo, B. and Noh, W. S. Effect of fermentation temperature on rheological of traditional kochujang. J. Korean Soc. Food Sci Nutr. 29: 860-864 (2000)
Figoni, P. I. and Shoemaker, C. F. Characterization of time dependent flow properties of mayonnaise under steady shear. J. Texture Studies 14: 431-442 (1983)
Jinescus, V. V. The rheology of suspensions. Int. Chem. Eng. 14: 397-420 (1973)
Ha, S. K. and Choi, Y. H. Rheological characteristics and viscosity prediction models of tomato ketchup suspensions. Korean J. Food Sci. Technol. 20: 812-819 (1988)
Yoo, B., Choi, W. S. and Ryu, Y. K. Flow properties of traditional kochujang: effect of fermentation time. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 28: 554-558 (1999)
Yoo, B. Rheological properties of traditional kochujang. Korean J. Food Sci. Technol. 35: 70-76 (2002)
Alonso, M. L. and Zapico, J. Effect of storage on the rheological behaviour of baby foods. J. Texture Studies 27: 361-369 (1996)
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