대부분의 마는 건조분말제품으로 가공되고 있는데, 마를 다양한 가공품으로 개발하기 위한 방법의 하나로 삼투건조라는 전처리를 행하여 건조에 의한 품질손상을 억제하고 단맛으로 기호성을 높인 건조 마 제품을 얻을 수 있는 당절임 공정의 최적화를 시도하여 최적조건을 얻고자 하였다. 침지시간을 3-7시간, 온도는 20-6$0^{\circ}C$, 당농도는 30-70%로 하는 중심합성계획법으로 실험을 설계하여 최적화하였다. 이때의 종속변수로는 침지 후 수분함량, 당도, 색도, 그리고 동결건조후의 수분함량과 재수화율로 하여 분석한 결과 동결건조 후 수분함량에 대해서는 유의성이 없었다. 세 가지의 공정 변수 중 온도의 영향이 가정 적어 온도를 중심으로 고정한 후 침지시간과 당농도의 최적조건을 찾은 결과, 수분함량을 66-70%, 당도를 25-30%, L 75이상, a -2.1--2.4, b를 5이상 그리고 재수화율을 200-250을 제한 조건으로 하는 영역은 5.2-5.9시 간, 56-61%로 나타났다.
대부분의 마는 건조분말제품으로 가공되고 있는데, 마를 다양한 가공품으로 개발하기 위한 방법의 하나로 삼투건조라는 전처리를 행하여 건조에 의한 품질손상을 억제하고 단맛으로 기호성을 높인 건조 마 제품을 얻을 수 있는 당절임 공정의 최적화를 시도하여 최적조건을 얻고자 하였다. 침지시간을 3-7시간, 온도는 20-6$0^{\circ}C$, 당농도는 30-70%로 하는 중심합성계획법으로 실험을 설계하여 최적화하였다. 이때의 종속변수로는 침지 후 수분함량, 당도, 색도, 그리고 동결건조후의 수분함량과 재수화율로 하여 분석한 결과 동결건조 후 수분함량에 대해서는 유의성이 없었다. 세 가지의 공정 변수 중 온도의 영향이 가정 적어 온도를 중심으로 고정한 후 침지시간과 당농도의 최적조건을 찾은 결과, 수분함량을 66-70%, 당도를 25-30%, L 75이상, a -2.1--2.4, b를 5이상 그리고 재수화율을 200-250을 제한 조건으로 하는 영역은 5.2-5.9시 간, 56-61%로 나타났다.
This study was conducted to optimize sugaring process of yam for development of new snack product and enhancement acceptability. Three variables by five level central composite design and response surface methodology were used to determine optimum conditions for sugaring time, temperature and concen...
This study was conducted to optimize sugaring process of yam for development of new snack product and enhancement acceptability. Three variables by five level central composite design and response surface methodology were used to determine optimum conditions for sugaring time, temperature and concentration. Optimization of the process was conducted using the combination of the moisture content, solid content, color and rehydration ratio. The regression polynomial model was suitable (P>0.05) model by Lack-of-Fit analysis with highly significant. To optimize the process, based on surface response and contour plots, superimposing the individual contour plots for the response variables. The optimum conditions for this process were 5.5 hours and 58％ at 40$^{\circ}C$ under the optimum of restricted variables as moisture content was 66 to 70, solid content was 25 to 30％, L value was above 75, a value was -2.1 to -2.4, b value was above 5 and rehydration ratio was 200 to 250.
This study was conducted to optimize sugaring process of yam for development of new snack product and enhancement acceptability. Three variables by five level central composite design and response surface methodology were used to determine optimum conditions for sugaring time, temperature and concentration. Optimization of the process was conducted using the combination of the moisture content, solid content, color and rehydration ratio. The regression polynomial model was suitable (P>0.05) model by Lack-of-Fit analysis with highly significant. To optimize the process, based on surface response and contour plots, superimposing the individual contour plots for the response variables. The optimum conditions for this process were 5.5 hours and 58％ at 40$^{\circ}C$ under the optimum of restricted variables as moisture content was 66 to 70, solid content was 25 to 30％, L value was above 75, a value was -2.1 to -2.4, b value was above 5 and rehydration ratio was 200 to 250.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
대부분의 마는 건조분말제품으로 가공되고 있는데, 마를다양한 가공품으로 개발하기 위한 방법의 하나로 삼투건조라는 전처리를 행하여 건조에 의한 품질손상을 억제하고 단맛으로 기호성을 높인 건조 마 제품을 얻을 수 있는 당절임공정의 최적화를 시도하여 최적조건을 얻고자 하였다. 침지시간을 3-7시간, 온도는 20-60℃, 당농도는 30-70%로 하는중심합성 계획법으로 실험을 설계하여 최적화하였다.
따라서 본 연구에서는 마스넥을 제조하기 위하여 마를 건조하기 앞서 건조시 발생되는 문제점을 보완하고 기호도를 증가시킬 수 있는 방안으로 당절임공정을 실시하고 공정의 최적조건을 반응표면분석기법의 최적화를 통하여 얻고자 하였다.
반응 변수에 대하여 각 조건이 일치하지 않으므로 세 가지의 실험변수 중 가장 영향이 적은 것으로(Table 4) 나타난침지온도를 고정한 다음, 침지시간과 당농도에 대한 최적조건을 찾고자 하였다. 침지온도를 40℃로 고정하고 침지시간과 당농도만을 변수로 하여 제한변수를 중첩하여 얻은 등고선도를 Fig.
필요로 하게 된다(17). 주어진 실험조건내에서 예비실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 제한영역을 설정하고, 각 조건이 일치하는 지역을 중첩되는 contour map으로 구하고자 하였다. 따라서 당절임 공정에서는 종속변수를 수분함량, 당도, L, a, b 값 그리고 재수화율을 제한요소로 하고 독립변수를 침지시간, 온도, 염농도로 하였다.
제안 방법
7 정도로 나타내었고 그 외 반응변수에 대하여는 낮은 적합도를 보였다. 각 종속변수의 정상점에서의 독립변수 조건과 정상점의 형태를 나타내었는데 모든 변수가 안장점을 나타내어 제어변수로 선정된 변수들에 대하여 능선분석을 실시하여 실험구간내에서 최대 점을 나타내는 최적점을 다시 구하였다(16). 마의 당절임 공정의 최적 조건을 구하고자 비교적 높은 결정계수값을 가지며 당절임한 마의 품질 특성에 영향이 있을 것으로 판단되는 수분함량, 고형분 농도, L, a, b 값과 재수화율을 최종 제한 요소로 하여 당절임 공정의 최적조건을 얻었다.
당처리 한 마의 수분 함량은 적외선 수분측정기(HG53, Mettler Toledo, USA.)를 이용하여 105℃에서 더 이상 무게 변화가 없을 때까지 건조하여 측정하였다.
실험 조건을 Table 1에 나타내었다. 독립변수로 침지 시간은 3시간에서 7시간까지, 침지온도논 20℃에서 60℃까지, 침지 당농도는 30%에서 70%까지로 각 처리조건을 -2, -1, 0, 1, 2로 다섯 단계로 부호화하였다.
주어진 실험조건내에서 예비실험을 통해 얻어진 결과를 바탕으로 제한영역을 설정하고, 각 조건이 일치하는 지역을 중첩되는 contour map으로 구하고자 하였다. 따라서 당절임 공정에서는 종속변수를 수분함량, 당도, L, a, b 값 그리고 재수화율을 제한요소로 하고 독립변수를 침지시간, 온도, 염농도로 하였다.
즉, 당절임시 침지시간(immersion time ; Xi) 와 침지온도 (immersion temperature ; X2) 그리고 당농도(salt concentration ; X3)를 요인변수로 하여 Table 1과 같이 -2, -1, 0, +1, +2 의 다섯 단계로 부호화하였다. 또 삼투건조 후 품질특성에 관련된 반응변수(Y)로는 수분함량, 고형분 함량, 색도 그리고 재 수화율 등을 고려하였으며 3개의 요인변수를 5수준으로 하는 중심합성계획법에 의하여 실험영역을 설계하여 16개의 선정된 조건에서 실험을 실시하였다.
각 종속변수의 정상점에서의 독립변수 조건과 정상점의 형태를 나타내었는데 모든 변수가 안장점을 나타내어 제어변수로 선정된 변수들에 대하여 능선분석을 실시하여 실험구간내에서 최대 점을 나타내는 최적점을 다시 구하였다(16). 마의 당절임 공정의 최적 조건을 구하고자 비교적 높은 결정계수값을 가지며 당절임한 마의 품질 특성에 영향이 있을 것으로 판단되는 수분함량, 고형분 농도, L, a, b 값과 재수화율을 최종 제한 요소로 하여 당절임 공정의 최적조건을 얻었다.
반응표면분석법을 이용하여 당절임 공정의 최적화를 실시하였다. 즉, 당절임시 침지시간(immersion time ; Xi) 와 침지온도 (immersion temperature ; X2) 그리고 당농도(salt concentration ; X3)를 요인변수로 하여 Table 1과 같이 -2, -1, 0, +1, +2 의 다섯 단계로 부호화하였다.
즉, 당절임시 침지시간(immersion time ; Xi) 와 침지온도 (immersion temperature ; X2) 그리고 당농도(salt concentration ; X3)를 요인변수로 하여 Table 1과 같이 -2, -1, 0, +1, +2 의 다섯 단계로 부호화하였다. 또 삼투건조 후 품질특성에 관련된 반응변수(Y)로는 수분함량, 고형분 함량, 색도 그리고 재 수화율 등을 고려하였으며 3개의 요인변수를 5수준으로 하는 중심합성계획법에 의하여 실험영역을 설계하여 16개의 선정된 조건에서 실험을 실시하였다.
침지시간을 3-7시간, 온도는 20-60℃, 당농도는 30-70%로 하는중심합성 계획법으로 실험을 설계하여 최적화하였다. 이때의종속변수로는 침지 후 수분함량, 당도, 색도, 그리고 동결건조후의 수분함량과 재수화율로 하여 분석한 결과 동결건조후 수분함량에 대해서는 유의성이 없었다.
대상 데이터
마는 경북 경산지역에서 재배한 장마(Dioscorea batatas DECNE)를 구입하여 선별하고 박피한 후 cylinder 형태 (0.4-0.5 cm 두께)로 절단한 후 당용액과 1:3의 비율로 침지하여 당절임 공정을 실시하였다.
성능/효과
마의 채수화 효율은(Fig. 1(F)) "C와 50℃의 고온 영역에서는 당농도가 증가하면 감소하였으나 저온처리에서는 당농도의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 침지시간의 증가에 대해서는 대체적으로 증가하는 경향을 보였으며 침지온도의 변화에 대해서는 일정 경계의 농도와 시간을 기준으로 하여 기준 영역 이상에서는 저온처리에서의 재수화율이높았으나 기준 영역아래에서는 고온에서의 처리구가 높은값을 나타내었으나 대체적으로 저온처리가 높은 재수화성을보이는 것으로 나타났다.
당절임한 마의 L 값은(Fig. (O) 당농도가 증가함에 따라 증가하였으며 침지시간의 증가에 따라서도 증가하는 경향으로 나타났으나 침지온도에 대하여는 일정 침지시간을 경계로 하여 적은 침지시간에서는 고온에서 처리가 밝기를 높게 하였으나 일정 침지시간 이후에서는 오히려 저온에서의 처리가 더 높은 L값을 가지는 것으로 나타났다. Fig.
수분함량의 변화(Fig. 1(A))를 먼저 보면 일정한 침지 시간을 경계로 하여(약 침지 5시간) 당농도가 높아질수록 수분함량이 낮아졌으나 경계점 이후의 영역에서는 반대 경향이었으며 침지온도의 영향도 경계점 이전의 시간에서는 고온에서의 처리가 낮은 수분함량을 보여 삼투효과가 우수함을 보였지만 경계점 이후에서는 그 영향이 반대로 나타났다. 이는 당근의 삼투건조시 침지 온도, 농도, 및 시간이 증가함에 따라 수분이 감소한다는 윤 등(15)의 보고와 상이한 결과를 나타내었다.
당절임한 마의 b값의 변화(Fig. 1(E))를 살펴보면 각 독립변수가 미치는 영향이 당도의 변화와 유사하였으며, 저온처리에 있어서는 당농도가 낮을수록 침지시간이 길어질수록 증가하였으나 4(TC와 50℃의 고온에서의 처리에서는 당 농도가 감소할수록 낮아지는 경향을 보이고 침지시간의 경과에 따라서도 증가 후 감소하였다. 온도의 영향은 일정 시간과 농도를 경계로 하여 고온에서 처리가 높은 값을 가졌으나 경계이후의 영역에서는 반대경향으로 오히려 낮은 온도에서의 처리가 낮은 값을 보였다.
따라서 마의 당절임공정시 침지온도를 중심점으로 고정하고서 목적변수인 침지시간과 당농도의 최적조건으로 찾을 수 있었다.
이때의종속변수로는 침지 후 수분함량, 당도, 색도, 그리고 동결건조후의 수분함량과 재수화율로 하여 분석한 결과 동결건조후 수분함량에 대해서는 유의성이 없었다. 세 가지의 공정변수 중 온도의 영향이 가정 적어 온도를 중심으로 고정한후 침지시간과 당농도의 최적조건을 찾은 결과, 수분함량을 66-70%, 당도를 25-30%, L 75이상, a -2.1-2.4, b를 5이상 그리고 재수화율을 200-250을 제한 조건으로 하는 영역은 5.2-5.9시간, 56-61%로 나타났다.
침지시간을 3-7시간, 온도는 20-60℃, 당농도는 30-70%로 하는중심합성 계획법으로 실험을 설계하여 최적화하였다. 이때의종속변수로는 침지 후 수분함량, 당도, 색도, 그리고 동결건조후의 수분함량과 재수화율로 하여 분석한 결과 동결건조후 수분함량에 대해서는 유의성이 없었다. 세 가지의 공정변수 중 온도의 영향이 가정 적어 온도를 중심으로 고정한후 침지시간과 당농도의 최적조건을 찾은 결과, 수분함량을 66-70%, 당도를 25-30%, L 75이상, a -2.
1(B))를 보면 당농도가증가할수록 당도가 증가하였는데 그 효과는 고온에서의 처리가 더욱 큰 것으로 나타났는데 이는 홍 등(13)이 키위의삼투건조시 보고한 실험결과와 유사하였다. 즉, 키위의 삼투건조시 온도와 농도가 증가할수록 그리고 침지시간의 증가에 따라서는 저온에서는 시간이 증가함에 따라 증가하였으나 고농도에서는 시간의 증가에 따라 증가함을 보이지 않았다. 침지온도에 따라서는 일정경계를 중심으로 하여 침지온도의 영향이 반대로 나타났지만 대체적으로 고온에서 처리가 더 높은 당도를 보였다.
1(F)) "C와 50℃의 고온 영역에서는 당농도가 증가하면 감소하였으나 저온처리에서는 당농도의 증가에 따라 증가하는 경향을 보였다. 침지시간의 증가에 대해서는 대체적으로 증가하는 경향을 보였으며 침지온도의 변화에 대해서는 일정 경계의 농도와 시간을 기준으로 하여 기준 영역 이상에서는 저온처리에서의 재수화율이높았으나 기준 영역아래에서는 고온에서의 처리구가 높은값을 나타내었으나 대체적으로 저온처리가 높은 재수화성을보이는 것으로 나타났다.
이는 당근의 삼투건조시 침지 온도, 농도, 및 시간이 증가함에 따라 수분이 감소한다는 윤 등(15)의 보고와 상이한 결과를 나타내었다. 침지시간의 증가에 따라서는 저온에서는 시간의 경과에 따라 낮은 수분함량을 나타내었으나, 고온으로 높아질수록 침지시간의 증가에 따라 수분함량이 높은 것으로 나타났다.
Lee, I.S., Chung, S.Y., Shim, C.S. and Koo, S.J. (1995) Inhibitory effect of yam (Dioscorea batatas DECENE) extracts on the mutagenicity, Korean J. Soc. Food Sci. 11, 351-355
Hinohara K and Tatsuyous K. (1990) Chemical compositon of mucilage of chinese yam. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaish, 37, 48-51
Lee, B.Y., Park, D.J., Ku, K.H., Kim, H.K. and Mok, C.K. (1994) Mucilage separation of Korean yam using microparticulation/Air classification crocess. Korean J. Food Sci. Technol. 26, 596-602
Flink, J.M. (1980) Dehydrated carrot slices : Influence of osmotic concentration on drying behavior and product quality. In Food Process Engineering, Academic Press., London, p.412
Biswal, R.N., Bozorgmehr, O.K., Tompkind, E.D. and Liu, X. (1991) Osmotic concentration of green bean prior to freezing. J. Food Sci., 56, 1008-1012
Lee, B.W., Shin, G.J., Kim, M.H. and Choi, C.U. (1989) Effect of pretreatment before air drying o the quality of carrot flake, Korean J. Food Sci. Technol., 21, 430-434
Youn, K.S. and Choi, Y.H. (1996) Mass Transfer characteristics during the osmotic dehydration process of apples, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 25, 824-830
Youn, K.S. and Choi, Y.H. (1995) Mass Transfer characteristics in the osmotic chydration process of carrots, Korean J. Food Sci. Technol., 27, 387-393
Yoon, K.Y., Youn, K.S., Lee, K.H., Shin. S.R. and Kim, K.S. (1997) Changes of qality in the osmotic dehydration of cherry-tmatoes and optimization for the process, J. Korean Soc. Food Sci. Nutr., 26, 866-871
Hong, lH., Youn KS. and Choi, Y.H. (1998) Optimization for the process of osmotic dehydration for the manufacturing of dried kiwifruit, Korean l Food sci. Technol.. 30. 348-355
Youn, K.S., Chang, K.S. and Choi, Y.H. (1999) Optimization of osmotic dehydration for the manufacturing of dried banana, Korean J. Postharvest Sci. Technol., 6, 55-60
Youn, K.S. and Choi, Y.H. (1997) Optimization for the process of osmotic dehydration of carrots using respose surface methodology, Food Engineering Progress, 1, 35-41
Sung, N.K (2000) SAS/STAT-Regression analysis, Jayu Academy Press, Seoul, pp256
Kim, S.D., Ku, Y.S., Lee, I.Z., Park, I.K. and Youn K.S. (2001) Optimization for hot water extraction condition of Liriope spicata tuber using response surface methodology, Korean J Postharvest Sci. Technol., 8, 157-163
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.