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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 MFS를 주원료로 한 두유의 물성 과 두유의 열처리, 응고제 및 콩단백질 첨가에 따른 물성을 평 가함으로써 MFS로부터 조직감이 향상된 전두부의 제조방법을 개발하려고 한다. 이에 MFS용액의 농도, 열처리, 응고 제 및 분리 대두단백 첨 가에 따른 점 도 측정 을 통하여 MFS 의 물성을 평가하였으며, 제조된 충진 전두부의 물성을 기 계 적 측정에 의해서 평가하였다.
가설 설정
- 2)H: Hardness (g).
- H: Hardness. B: Break force.
- 0. H: Hardness. B: Break force.
제안 방법
- 단일 응고 제로는 GDL, MgSQ . 7H2O 및 MgCh - 6压0를 각각 사용하였으며, 121℃에서 3분간 열처리된 MFS용액에 각각의 응고 제를 0.2~0.5% 범위에서 첨가한 후 초기 10℃에서 3분 간격 으로 30분 동안 shear rate 2.5 에서 겉보기 점 도를 측정 하 였 다. 또한 응고제 가 첨 가되 지 않은 MFS용액 의 시료를 동일 조건에서 겉보기 점도를 측정하였다.
- MFS60용액 (고형 분 : 물=1 : 6)만으로 제조된 전두부는 조 직 이 부드러 우나 약한 응집 성 으로 쉽게 부서 지 는 성 질을 가 지므로 이들 조직 감을 개선하기 위하여 MFS60에 SPI를 첨가하여 제조된 전두부의 물성을 평가하였다. 전부두 제조에 사용되는 응고제는 응고제 종류와 농도에 따른 전두부의 조 직감 형성과 맛의 평가에 대한 결과로부터 GDL과 MgSQ 를 포함하는 응고제 (죽염 0.
- MFS용액의 고형분의 함량과 종류 및 가열정도에 따른 점 도변화를 측정하기 위해서 전두부 제조에 적합한 응고제(죽 염 0.1, GDL 0.1, MgSOe . 7H, O 02%)를 첨가한 후 10~95oC 온도범위에서 가열시켰다. 전반적으로 고형분의 함량이 높 을수록 낮은 온도에서는 높은 점도값을 나타내었고, 온 도가 상승함에 따라서는 점도값이 감소하면서 일정한 점도 값에 도달하지만 온도가 일정 온도에 도달하면 점 도값은 급 격 하게 상승하는 경향을 보였다.
- 고형분함량에 따른-MFS용액의 점도는 10~95℃ 범위에서 원 뿔평 판형 (cone and plate : 직경 4 cm, 각도 2°) adaptor 가 장착된 Carri-Med viscometer(CSL2 100, TA instruments, USA)를 사용하여 측정하였다. 전두부 제조를 위한 용액은 MFS 및 MFS와 분리 대두단백의 혼합 시료를 사용 하여, 고형분과 물의 비율이 1 : 5.
- 단일응고제 첨 가에 따른 MFS 및 SPI가 첨 가된 MFS용액 의 점도변화를 측정하기 위하여 고형분(MFS/SPI)과 물의 함량이 1: 6.0인 조건에서 혼합하여 총단백질 함량이 7.1% (w/w)가 되는 MFS용액(MFSS60)을 제조하였다. 단일 응고 제로는 GDL, MgSQ .
- 5℃/min의 가열속도로 열처리하면서 점도변화를 측정하였다. 동시에 전두부 제조 용 응고제(죽염 0.1%, GDL 0.1%, MgSQ - 7压0 0.2%)를 첨가하여 동일 온도상승(10~95℃/10 min)에 따른 MFS용액 의 점도를 측정하였다.
- 두부의 품질은 대두의 종류에 따른 단백질의 양과 질, 두유 중의 고형분의 함량, 가열온도와 시간 등에 의해서도 달라지 지 만(8, 18) 응고제의 종류와 농도, 응고온도와 시 간, 응고 중의 저어주는 정도, 성형시 압착 등과 같은 응고 조건이 두부 의 조직감에 영향을 주면서 품질을 좌우한다(10, 19). 따라서 전두부 제조시 사용되는 응고제의 종류와 첨가량을 결정하기 위하여 MFS/SPI와 물의 비율이 1: 6.0인 MFS용액(MFSS60) 을 121℃에서 3분간 열처리한 후 단일 응고제를 첨가하여 점 도를 측정하였다.
- 5 에서 겉보기 점 도를 측정 하 였 다. 또한 응고제 가 첨 가되 지 않은 MFS용액 의 시료를 동일 조건에서 겉보기 점도를 측정하였다. MFS용액의 겉보기 점 도측정은 Brookfield viscometer(Model DV-1, spindle number LV-3, Brookfield engineering LAB.
- 이들 MFS용액의 점도는 10', C에서 측정한 후 Power law model을 이용하여 점조성 지수(consistency index)와 지수 법 칙 상수(power law constant)를 구하였으며 Casson mcxiel 식으로부터 항복력 (yield stress)을 결정하였다. 또한 이들 열처리된 용액을 10℃에서 95℃로 8.5℃/min의 가열속도로 열처리하면서 점도변화를 측정하였다. 동시에 전두부 제조 용 응고제(죽염 0.
- , Japan)를 사용하여 10, 000 rpm에서 1분 동안 균질화시킨 후 생성된 거품을 제거하기 위해 30분간 방치시킨 다음 121℃에서 3분 동안 1차 열처리를 하였다. 열처리된 MFS 용액은 10℃까지 냉각하여 응고제(죽염 0.1, GDL 0.1, MgSO4 . 7H2O 0.2%)를 첨가한 후, polyethylene 플라스틱 용기 (78x 110x40 mm)에 담아 수동용 포장기기(대해산업포장, Korea)를 사용하여 약 200℃에서 10초 동안 열처리하여 투명 포장 필름으로 용기를 밀봉하였다. 밀봉된 용기는 95~98"C 항온 수조에서 30분간 2차 열처리한 후 4~5℃ 냉각 수조에서 상온까지 냉각하여 전두부를 제조하였다.
- 5가 되도록 제조하여 121℃에서 3분간 열처리한 후 10"C로 냉각시켰다. 이들 MFS용액의 점도는 10', C에서 측정한 후 Power law model을 이용하여 점조성 지수(consistency index)와 지수 법 칙 상수(power law constant)를 구하였으며 Casson mcxiel 식으로부터 항복력 (yield stress)을 결정하였다. 또한 이들 열처리된 용액을 10℃에서 95℃로 8.
- 0이 되도록 혼합하여 전두부 제조를 위한 MFS용액을 제조하였다. 이때 SPI를 첨가하여 단백질농도를 각각 5.7, 7.1, 8.6, 10.0%(w/w)로 조정하였다. 이 MFS 및 혼합용액은 균질기 (Model-AM, Nihonseiki Kai- sha LTD.
- 따라서 본 연구에서는 MFS를 주원료로 한 두유의 물성 과 두유의 열처리, 응고제 및 콩단백질 첨가에 따른 물성을 평 가함으로써 MFS로부터 조직감이 향상된 전두부의 제조방법을 개발하려고 한다. 이에 MFS용액의 농도, 열처리, 응고 제 및 분리 대두단백 첨 가에 따른 점 도 측정 을 통하여 MFS 의 물성을 평가하였으며, 제조된 충진 전두부의 물성을 기 계 적 측정에 의해서 평가하였다.
- 전두부 제조 시 고형분인 MFS와 SPI를 사용하여 고형분과 물(hot water)의 비율이 1 : 6.0이 되도록 혼합하여 전두부 제조를 위한 MFS용액을 제조하였다. 이때 SPI를 첨가하여 단백질농도를 각각 5.
- 전두부의 조직감 측정은 전두부를 일정 크기(2X2X2 cm) 로 절단하여 시료를 제조한 후 Rheometer(Model RE-3305, Yamaden Co., LTD., Japan)를 사용하여 고형분의 종류, 농도에 따라 제조된 전두부를 일정하게 눌렀을 때 변형을 일으 키 는데 필요한 힘으로 견고성(hardness)과 전두부가 부서지 는데 필요한 힘으로 깨어지는 힘 (breaking force)을 측정 하였다 (17). 측정조건은 힘 2 kg (full scale force), table speed 30 mm/min, clearance 4 mm(20% compression ratio)이 었 으며 측정에 사용한 원통형 탐침 (No.
- , Japan)를 사용하여 고형분의 종류, 농도에 따라 제조된 전두부를 일정하게 눌렀을 때 변형을 일으 키 는데 필요한 힘으로 견고성(hardness)과 전두부가 부서지 는데 필요한 힘으로 깨어지는 힘 (breaking force)을 측정 하였다 (17). 측정조건은 힘 2 kg (full scale force), table speed 30 mm/min, clearance 4 mm(20% compression ratio)이 었 으며 측정에 사용한 원통형 탐침 (No. 3)은 지름이 15 mm인 것으로 5회 측정하여 평균값을 구하였다.
대상 데이터
- MFS55 (MFS : water = 1 : 5.5), MFS60 (WS : water = 1:6.0), MFS65 (MFS : water = 1:6.5).
- MFS55 (MFS : water = 1: 5.5), MFS60 (MFS : water = 1 : 6.0), MFS65 (MFS : water - 1 : 6.5).
- MFS60용액 (고형 분 : 물=1 : 6)만으로 제조된 전두부는 조 직 이 부드러 우나 약한 응집 성 으로 쉽게 부서 지 는 성 질을 가 지므로 이들 조직 감을 개선하기 위하여 MFS60에 SPI를 첨가하여 제조된 전두부의 물성을 평가하였다. 전부두 제조에 사용되는 응고제는 응고제 종류와 농도에 따른 전두부의 조 직감 형성과 맛의 평가에 대한 결과로부터 GDL과 MgSQ 를 포함하는 응고제 (죽염 0.1, GDL 0.1, MgSQ 0.2%)를 사용하였다.
- 전지 활성 생 대두 미 세 분말(micronized full-fat soyflour, MFS, Perican Co., Japan), 분리 대두단백질(soy protein isolate, SPI, Archer Dianiels Midland Co., USA)을 사용하였다. MFS의 단백질 함량과 수분함량은 각각 39.
성능/효과
- 또한 첨가된 응고제는 열변 성된 콩 단백질이 응고제와 이온결합을 통해서 3차원적 구조를 갖는 겔 형성을 촉진하는 것으로 보고된 바 있다(20). 그러나 높은 고형 분 함량에 있어서 MFS용액의 가열 후에 응고제 의 첨가는 MFS만을 사용한 경우 고형분과 물의 비율이 1 : 5.5일 때 10"C에서 점도가 19 Pa.s에서 119 Pa.s로 증가하였으며, SPI를 첨가한 경우 78 Pa.s에서 274 Pa.s로 증가하면서 매우 높은 점 도를 나타내었다. 한편 고형분 함량과 물의 비율이 1 : 5.
- 단일 응고제 첨가에 따른 전두 부의 물성 측정 은 Table 2에서 보여주고 있다. GDL첨 가 경우에 05%까지 농도 증가에 따라서 전두부의 경도와 파괴 력 이 크게 증가하였으며 , MgSCh와 MgCb는 농도증가에 따른 완만한 증가를 나타내었다. 이는MFS용액의 점도 변화에 영향을 가장 적게 미치는 GDL응고제가 전두부에 높은 경도를 나타냄을 알 수 있었다.
- MFS 고형 분과 물의 비율이 1 : 5.0, 1 : 6.0 및 1 : 6.5로 혼합 된 MFS용액 과 여 기 에 SPI를 첨가한 MFSS용액 을 1차 열 처리 후 10℃에서 점성을 측정한 결과, 전형적인 비뉴턴성 유체 의 성질을 나타내었다. Table 1에서 보는 것처럼 점조도 지수는 고형 분의 함량이 증가함에 따라 증가되 며 고형 분의 비 율 이 1:6.
- , USA)을 사용하였다. MFS의 단백질 함량과 수분함량은 각각 39.1%와 5.8%였으며, SPI의 단백질 함량과 수분함량은 각각 90% 및 6.5%였다. 두부 제조 시 응고제로서 GDL(glucono- 8 -lactone, Sigma, USA), MgSQ .
- 7压0로 조제되었다. 고형분과 물의 비율이 1:6.0인 MFS60용액을 121℃에서 3분간 가열하여 응고제를 첨가하여 제조된 전두 부는 견고성과 깨짐성이 양호한 조직감을 나타내었으며, 여 기에 SPI< 첨가하여 총단백질이 7.1%인 MFSS60용액으로 제조된 전두부의 경도와 깨짐성(brittleness)은 각각 120 g, 176 g으로 조직감이 개선되었다.
- t 가 적합하다고 사료된匸특히 GDLe 물에 용해된 후 산으로 해리되는데 다소 시간이 걸리기 때문에 sulfate-type과 유사한 작용을 하여 포장한 후 응고시 키는 충진 두부제조에 주로 이 용되고 있다(7). 그러나 응고제 GDL을 0.3% 이상 첨 가시 에는 신맛이 느껴지면서 관능적으로 부적합하였으며, MgSO4 의 경우는 0.3% 이상의 경우에 점도값이 급격하게 상승하는 것으로 보아 모두 0.3% 이 하로 첨 가하는 것이 좋을 것으로 사료되었다. 따라서 전두부 제조용 응고제는。.
- 고형분의 함량이 높은 MFS용액은 열처리 에 의해서 변성된 단백질이 충분하 게 수화되기 위한 물이 부족하면서 응집성이 높은 전두부 형태의 gel을 형성하는데 부적합한 것으로 사료된다. 따라서 전 두부 제조를 위한 초기 용액의 점도와 전두부의 조직감의 밀 접 한 관계를 고려하여 고형 분과 물의 비율이 1: 6인 MFS용 액이 전두부 제조에 적합한 것으로 사료되었다.
- 2). 또한 MgCP의 경우에 0.2% 첨 가시 초기에 증가된 점도는 시간이 지나면서 감소하는 경향을 보였으며, 0.3%이상의 농도에서는 초기 점도가 측정범위를 벗어났으며, 시간이 지나면서 급격한 점도 감소를 보였다(Fig. 3). 이는chkxide- type(or nigari-type, natural nigari, MgCh, CaCl?)의 , 응고제가 용해도가 높아 두부 제조시 첨가 직후에 변성 단백질과 반응하기 때문이며, sulfate-type(MgSO4, CaSO<0 및 GDL(or lactone)의 응고제는 낮은 용해도에 기 인하여 서서히 단백질 과 반응하기 때문인 것으로 사료된다(11).
- s로 크게 증가되었다. 또한 고형분과 물의 비율이 일정한 MFS용액의 점도는 10℃에서 25℃까지 온도 증가에 따라서 감소되는 경향을 보였다. 10"C에서 MFS55 의 점도는 19 Pa.
- 또한 응고제를0.4% 첨가한 경우예 있어서는 GDL의 경우는 응고제가 첨가되지 않은 양상과 유사하게 완만한 점도 증가를 보인 반면에, MgCl? 및 MgSO*는 혼합 초기에 증가된 점 도값이 시간이 지나면서 급격하게 감소되는 경향을 보이면서, GDL과는 다른 응고현 상을 나타냄을 알 수 있었다. 단일 응고제 첨가에 따른 전두 부의 물성 측정 은 Table 2에서 보여주고 있다.
- s로 3배 정도 증가된 값을 나타내었다. 반면에 그 이상 농도의 응고제 를 첨가한 경우는 초기에는 매우 높은 점도값을 보이다가 시간이 지나면서 점도 값이 급격하게 감소하는 경향을 보였다 (Fig. 2). 또한 MgCP의 경우에 0.
- 본 연구에서 제조된 전두부는비교적 절단면이 거칠지 않고 응집 성 이 양호하여 시 판 연두부보다 강도가 높은 조직 감 을 가지고 있으나 전두부의 원료인 MFS의 단백질 함량과 섬유질을 포함한 조성 차이로 제조된 전두부는 시중의 경두 부보다는 쉽게 부서지는 조직감의 특성을 나타내었다.
- 이는 단백질의 농도 증가가 MFS용액의 점도 증가를 초래하며, 특히 응고제 첨가 후 2차 가열 공정에서 변성된 단백질은 불충 분한 수화(hydration)와 단백질 변성 에 따른 점도의 급상승 으로 적절한 겔 형성에 저해요인이 되는 것으로 사료된다. 본 연구에서 조제한 응고제를 사용하는 경우에서 SPI가 혼합 되어 총단백질 함량이 7.1%인 MFSS60로 제조된 전두부는 응집성과 견고성이 가장 양호한 조직감을 나타내었다. Ku와 Kim(23)의 분리 대두단백을 이용한 비 압착 두부제조에서 가 수량이 7~8배 정도일 때가 연두부 같은 매끄러운 조직을 얻었다는 결과와는 차이가 있으나, 이는 콩미세분말의 단백질 함량에 기인된 것으로 사료된다.
- 응고제 GDL의 경우는 0.2~0.5% 수준으로 MFSS60용액 에 첨가했을 때 일정 shear rate 2.5 L에서 시간이 경과함에 따라 응고제의 농도증가에 따른 점도값이 완만하게 증가하였으며, 응고제를 첨가하지 않은 경우보다 농도증가에 따른 약간의 점도 증가를 나타내었다(Fig. 1). MgSCU의 경우는 0.
- GDL첨 가 경우에 05%까지 농도 증가에 따라서 전두부의 경도와 파괴 력 이 크게 증가하였으며 , MgSCh와 MgCb는 농도증가에 따른 완만한 증가를 나타내었다. 이는MFS용액의 점도 변화에 영향을 가장 적게 미치는 GDL응고제가 전두부에 높은 경도를 나타냄을 알 수 있었다.
- 이는 Oscar 등(21)의 SPI가 겔 형성을 촉진시킨다는 보고와 유사하였으며, SPI 첨가구가 높은 경도와 파괴력을 나타내는 것은 두부의 겔형성 시에 관여하는 대두단백질의 disulfide결합, 수소결합, 소수성결합과 더불어 칼슘에 의한 결합 등(22)이 SPI첨가에 따라 겔 형성 에 기여하면서 단백질 gel의 3차원적 망상구조를 효과적으로 형성하는 것으로 생각된다. 전반적으로 SPI첨 가농도를 단계적으로 증가시키는 경우에 총단백질의 함량이 7.1%(w/v)와 8.6%(w/v)일 때 120 g, 109 g으로 비교적 높은 경도값을 나타내었으며, 파괴 력은 7.1%(w/v)일 때 176 g로 가장 높은 값을 나타내었다 (Fig. 8). 반면에 총단백질 함량이 8.
- 7H, O 02%)를 첨가한 후 10~95oC 온도범위에서 가열시켰다. 전반적으로 고형분의 함량이 높 을수록 낮은 온도에서는 높은 점도값을 나타내었고, 온 도가 상승함에 따라서는 점도값이 감소하면서 일정한 점도 값에 도달하지만 온도가 일정 온도에 도달하면 점 도값은 급 격 하게 상승하는 경향을 보였다. 또한 열 처 리된 MFS용액에 응고제 첨가는 MFS용액의 점도가 급격하게 증가되는 시점 의 온도를 낮추었다.
- 89, 636으로 고형 분의 함량이 높을수록 높은 항복력 값을 나타내는 경향을 보였다. 점조성 지 수와 마찬가지로 항복력 은 고형 분과 물의 비율이 1 : 5.5, 1: 6.0으로 감소될 때 감소되 었으며, SPI 첨가구가 같은 고형분과 물의 비율에서 비교적 높은 값을 나타내었다. SPI 첨 가구가 높은 점 조도를 가지는 이유는 90% 농도의 SPI가 일부 첨 가됨 에 따라서 단백질 농 도 증가에 기인한 점도 상승으로 사료된다.
- MFS용액은 열처리에 따른 점도가 급격하게 증가되는 시점의 온도는 응고제의 첨가 및 단백질의 함량이 증가함에 따라 낮아졌다. 충진형 전두부제조에 적합한 응고제는 가열 된 MFS용액에 응고제 첨가 후 MFS용액의 점도를 완만하게 변화시 키는 GDL, MgSQ가 적합한 것으로 나타났으며 전두 부용 응고제 는 0.1% salt, 0.1% GDL, 0.2% MgSQ . 7压0로 조제되었다.
- 항복력의 경우각고형분의비율이 1: 5.5, 1: 6.0, 1: 6.5 로 감소될 때 각각 9.23, 8.13, 6.22이 었으며 SPI 첨 가구가 10.79, 8.89, 636으로 고형 분의 함량이 높을수록 높은 항복력 값을 나타내는 경향을 보였다. 점조성 지 수와 마찬가지로 항복력 은 고형 분과 물의 비율이 1 : 5.
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