[논문]다양한 방법으로 가공처리한 아마란스 가루의 특성

최차란; 김성란; 이재학; 신말식

다양한 방법으로 가공처리한 아마란스 가루의 특성
Properties of Amaranth Flour Processed by Various Methods 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.36 no.2 = no.174, 2004년, pp.262 - 267

최차란 (전남대학교 식품영양학과) , 김성란 (한국식품개발연구원) , 이재학 (한국식물자원연구소) , 신말식 (전남대학교 식품영양학과)

초록
AI-Helper

아마란스를 식품가공용 중간소재로 개발하기 위해 아마란스 종실을 1차 가공처리한 후 전분과 각 가루의 가공특성을 조사 하였다. 아마란스는 전분, 무처리(UT), 탈지(DF), 발아(GM), 로 스팅(RT), 팽화(POP), 압출성형(EK1, EX2)하여 시료로 사용하였다. 아마란스 가루의 결정형은 전형적인 A형을 보였고 탈지, 발아, 로스팅 처리에 의한 결정형과 결정강도의 변화는 없었다. 그러나 팽화 처리와 압출성형에 의해서는 결정형이 사라졌다. 시료의 물 결합능력은 가공방법에 따라 차이가 있어 POP 시료의 물 결합능력이 740.3%로 가장 컸고, EX1이 35.5%로 가장 낮았다. 아마란스 가루의 광투과도 특성은 $60^{\circ}C$에서 차이가 있어 RT, POP, EX1, EX2 시료의 광투과도가 높게 나타났다. RVA로 측정한 아마란스 시료의 호화온도는 POP와 EX1, EX2를 제외하고 $68.1-73.0^{\circ}C$이었고, 피크점도는 GM이 31.6 RVU, RT가 401.1 RVU로 큰 차이가 있었다. DSC결과 또한 RVA 결과와도 일치하여 POP, EX1, EX2는 milling endotherm이 나타나지 않았다.

Abstract ▼ AI-Helper

Processed foods were developed using amaranth starch and flours. Amaranth seeds were untreated (UT), defatted (DF), germinated (GM), roasted (RT), popped (POP), and extruded (EX1 and EX2). Amaranth flours showed A-type pattern on X-ray diffractograms, while crystallinity was not observed in POP, EX1, and EX2. POP and EX1 showed highest (740.3%) and lowest (38.5%) water-binding capacities, respectively. Transmittances of RT, POP, EX1, and EX2 flour suspensions were higher than those of others. Transmittance of amaranth starch and flours differed with processing methods. RT, POP, EX1, and EX2 showed higher transmittance at $60^{\circ}C$. Initial pasting temperature of amaranth flours by RVA were $68.1-73.0^{\circ}C$, and peak viscosities of GM and RT were 31.6 and 401.1 RVU, respectively. Melting endotherms of POP, EX1, and EX2 were not observed in DSC thermograms.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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제안 방법

X-선 회절도에 의한 결정형과 결정강도는 X-선 회절기(D/ Max-1200, Rigaku Co., Japan)를 사용하여 target, Cu-Ka: filter, Ni: full scale range, 3,000 cps: scanning speed, 8º/min: voltage, 40 kV: current, 20 mA의 조건으로 회절각도 40-5°까지 회 절시켜 분석하였다.
가열에 따른 호화액의 점도 특성은 신속 점도 측정계 (Rapid Visco-Analyzer, Newport Sci., Australia)를 이용하여 측정하였다. 아마란스 전분은 3 g(14% 수분함량 기준), 가루는 4 g을 RVA용 canister에 넣고 25 mL의 증류수를 넣어 혼합한 후 다음과 같은 프로그램으로 측정하였다.
물 결합능력은 Medcalf와 Gilles의 방법(16), 60℃와 100℃에서의 팽윤력과 용해도는 Sch℃h의 방법(17)을 일부 변형하여 15,000rpm에서 30분간 원심분리한 후 측정하였다.
0-4분은 50℃, 4-12분은 95℃로상승시켜 95℃에서 2분간 유지하고 14-22분은 50℃로 냉각, 22- 26분까지는 50℃를 유지하였다. 신속 점도 측정계의 특성치로는 최고 점도(P), 95℃에서 2분간 유지한 후의 점도(H), 50℃ 에서의 냉각 점도(C)를 구하였고 이로부터 consistency(C-H), setback(C-P), breakdown(P-H)을 계산하였다.
아마란스 가루는 아마란스 종실을 각각 탈지 (defatting; DF), 발아(germination; GM), 로스팅 (roasting; RT), 팽화^popping; POP), 압출성형(extrusion; EX) 처리한 후 마쇄하여 제조하였다.
아마란스 전분 및 가공처리한 가루의 형태는 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, JEOL JSM-5400, Japan)을 이용하여 전분은 가속 전압 20kV, 10,000배의 배율로, 가루는 5,000배의 배율로 관찰하였다.
아마란스 전분 및 가루의 색도는 색차계(Minolta CR-300 Series, Japan)를 사용하여 Hunter의 L(lightness)값, a[(+)redness/ (-)greeness]값 및 b[(+)yellowness/(-)blueness]값을 측정하였다. 각 시료는 공기가 함유되지 않도록 단단히 봉하여 측정하였으 며 표준 백색판은 L = 96.
아마란스 전분 및 가루의 열 분석은 시차주사열량기 (DSC, Differential Scanning Calorimeter, 2920 DSC, TA Instru ments, USA)에 의해 측정하였다. 알루미늄 팬에 시료와 수분의비율이 1:2가 되도록 증류수를 가한 다음 밀봉하였다.
아마란스 전분과 가루의 광투과도는 0.1% 현탁액을 60℃와 100℃에서 각각 10분간 가온한 후 실온에서 2분간 방치한 다음 분광광도계 (8452A, Diode array spectrometer, Hewlett-Pack ard, USA)로 625nm에서 측정하여 구하였다.
, Australia)를 이용하여 측정하였다. 아마란스 전분은 3 g(14% 수분함량 기준), 가루는 4 g을 RVA용 canister에 넣고 25 mL의 증류수를 넣어 혼합한 후 다음과 같은 프로그램으로 측정하였다. 0-4분은 50℃, 4-12분은 95℃로상승시켜 95℃에서 2분간 유지하고 14-22분은 50℃로 냉각, 22- 26분까지는 50℃를 유지하였다.
시료로 사용하였다. 아마란스 전분은 알칼리 침지법(15) 을 변형하여 분리하였는데 먼저 아마란스 종실을 0.25% NaOH 용액에 침지한 후 블렌더로 마쇄하였고, 마쇄한 시료는 45, 100, 325 메쉬 체를 차례로 통과시켜 최종적인 침전물을 수집하였다. 이를 7,000 rpm에서 30분 동안 원심분리하여 분리된 전분층에서 표면의 단백질층을 제거하고 뷰렛반응이 나타나지 않을 때까지 0.
아마란스를 식품가공용 중간소재로 개발하기 위해 아마란스 종실을 1차 가공처리한 후 전분과 각 가루의 가공특성을 조사 하였다. 아마란스는 전분, 무처리 (UT), 탈지 (DF), 발아(GM), 로 스팅 (RT), 팽화(POP), 압출성형 (EX1, EX2)하여 시료로 사용하였다.
아마란스의 압출성형은 동방향 쌍축 압출성형기 (THK-31T, Backsang Machine, Korea)를 사용하여 Table 1과 같이 수분첨가량이 다른 조건으로 2종류의 시료를 제조하였고 위와 같은 방법으로 가루화하였다.
27N NaOH의 6% 용액 40mL가 되도록 하였다. 이것을 30초 동안 교반한 후 Brookfield 점도계 (Brookfield viscome ter, model LVF, USA)를 사용하여 30초 간격으로 30분간 점도 변화를 측정하였다. 이 때 기기조건은 spindle No.
그러나, 이들 연구들은 주로 아마란스 종실을 가공했을 때 영양소의 변화나 효율의 증가, 최종 제품의 품질 유지 등에 대한 관심이 주된 것이었고 가공 처리했을 때 아마란스 종실의 내부적인 변화 즉, 주성분인 전분의 호화나 이화학적 성질의 변화 등에는 관심이 적었다. 이에 본 연구에서는 아마란스 종실을 여러 가지 방법으로 가공 처리한 후 분쇄하여 아마란스 전분과 함께 외형을 관찰하였고 이화학적 특성 및 호화 특성 등을 조사하였다.
알루미늄 팬에 시료와 수분의비율이 1:2가 되도록 증류수를 가한 다음 밀봉하였다. 측정조건은 분당 10℃로 15-150℃까지 분석하였고 이로부터 전분 및가루의 엔탈피 (ΔH), 초기온도 (T_O), 피크온도(T_P)를 구하였다.

대상 데이터

아마란스를 식품가공용 중간소재로 개발하기 위해 아마란스 종실을 1차 가공처리한 후 전분과 각 가루의 가공특성을 조사 하였다. 아마란스는 전분, 무처리 (UT), 탈지 (DF), 발아(GM), 로 스팅 (RT), 팽화(POP), 압출성형 (EX1, EX2)하여 시료로 사용하였다. 아마란스 가루의 결정형은 전형적인 A형을 보였고 탈지, 발아, 로스팅 처리에 의한 결정형과 결정강도의 변화는 없었다.
한국식물자원연구소(경기도 고양)에서 20이년에 수확한 아마란스를 시료로 사용하였다. 아마란스 전분은 알칼리 침지법(15) 을 변형하여 분리하였는데 먼저 아마란스 종실을 0.

이론/모형

알칼리 호화에 의한 점도 변화는 Maher(18)의 방법에 따라 실시하였다. 시료 3 g을 50mL 메스실린더에 취하고 증류수를 넣어 1분간 교반시킨 다음 1.

성능/효과

그러므로 본 실험에서도 X-선 회절도 상에서는나타나지 않았지만 로스팅 처리 중 아마란스 전분 입자의 부분적인 파괴로 인해 쉽게 호화가 일어난 것으로 생각되었다. 100℃ 에서의 광투과도는 아마란스 전분 및 무처리, 탈지, 발아시료가 더 높게 나타났는데 이는 충분히 높은 온도에서 전분의 호화가 일어나 광투과도가 급격히 상승했음을 알 수 있었고, 로스팅, 팽화, 압출성형 1, 압출성형 2는 60℃에서의 광투과도와 거의 유사한 값을 보였다.
1 RVU로 큰 차이가 있었다. DSC 결과 또한 RVA 결과와도 일치하여 POP, EX1, EX2는 melting endotherm이 나타나지 않았다.
아마란스 가루의 광투과도 특성은 60℃에서 차이가 있어 RT, POP, EX1, EX2 시료의 광투과도가 높게 나타났다. RVA로 측정한 아마란스 시료의 호화온도는 POP와 EX1, EX2 를 제외하고 68.1-73℃이었고, 피크점도는 GM이 31.6 RVU, RT가 401.1 RVU로 큰 차이가 있었다. DSC 결과 또한 RVA 결과와도 일치하여 POP, EX1, EX2는 melting endotherm이 나타나지 않았다.
광투과도에 의한 아마란스 전분과 가루의 호화특성은 Table 4와 같이 60℃에서의 광투과도는 아마란스 전분이 가장 낮은 값을 보였고 열처리하지 않은 무처리, 탈지, 발아 시료 등도 광투과도가 낮았다. 로스팅, 팽화, 압출성형 1, 압출성형 2의 경우 60℃에서의 광투과도가 높게 나타났는데 이는 가공처리 중 일부 또는 전체적으로 호화가 일어난 것이 원인이라고 생각되었다.
Paredes- Lopez 등(20)은 아마란스 종실을 0-36시간까지 12시간 간격으로 발아시켰을 때 시간이 경과할수록 L값이 감소된다고 하였으나 본 실험에서는 큰 차이를 볼 수 없었다. 그러나 팽화 시료와 로스팅 시료의 경우 열처리에 의해 갈변화가 일어나 육안으로도 알 수 있을 만큼 표면의 색이 더 짙은 갈색을 띠어 색도 측정 결과를 예측할 수 있었다.
Saklar 등(24)에 의하면 로스팅은 온도와 시간, 공기의 속도 등에 따라 차이는 있으나 로스팅 과정 중 열에 의해 세포벽의 일부가 분리되고 세포질 내의망상구조가 부분적으로 파괴되며 단백질 체 (protein body) 의 팽윤이 일어난다. 그러므로 본 실험에서도 X-선 회절도 상에서는나타나지 않았지만 로스팅 처리 중 아마란스 전분 입자의 부분적인 파괴로 인해 쉽게 호화가 일어난 것으로 생각되었다. 100℃ 에서의 광투과도는 아마란스 전분 및 무처리, 탈지, 발아시료가 더 높게 나타났는데 이는 충분히 높은 온도에서 전분의 호화가 일어나 광투과도가 급격히 상승했음을 알 수 있었고, 로스팅, 팽화, 압출성형 1, 압출성형 2는 60℃에서의 광투과도와 거의 유사한 값을 보였다.
53%로 가장 낮은 물 결합능력을 나타냈다. 또한, 가공하지 않은 아마란스 가루에 비해 탈지, 발아, 로스팅 등의 방법으로 가공한 시료의 물 결합능력이 감소하였고, 압출성형물의 경우 압출성형조건에 따라 두 가지 시료의 물 결합능력이 큰 차이를 보였다. Marero 등(22)은 전분을 주성분으로 하는 죽이나 이유식을 제조할 때 점도가 높은 전분 특성을 낮게 바꾸기 위해 효소 처리(아밀라아제), 압출성형, 발아 등의 방법을 사용하는 것이 좋으며 이 방법들은 물 결합능력을 낮춰준다고 하였다.
열처리 과정이 없었던 무처리, 탈지, 발아 시료의 팽윤력과 용해도는 비슷하였다. 로스팅 시료와 팽화 시료는 다른 처리 시료에 비해 팽윤력은 증가하였으나 용해도는 매우 낮았다. 아마란스 종실은 무처리 시료에 비해 팽화 처리한 시료의 팽윤력과 용해도가 증가되었다고 보고된 바 있으며, 이는 팽화되는 동안 부분적으로 전분의 호화가 일어났기 때문이라고 하였다(21).
그 중 발아시킨 시료를 혼합한 경우 다른 시료에 비해 점도가 현저하게 감소하였고 영양소 밀도는 증가하였다고 보고하였다. 로스팅 처리시료는 점도가 측정된 시료들 중에서 피크점도, 95℃ 에서의 점도, 냉각점도 등이 모두 높게 나타났다. 로스팅은 다른 가공 방법보다 점도를 증가시켜 페이스트 상태의 제품을 만들어낼 수 있는 방법이라고 보고된 바 있다 (11).
58 RVU로 가장 낮았다. 발아시료의 경우 피크점도가 나타난 이후 급격한 변화없이 완만한 곡선을 보이다가 냉각점도가 약간 증가하는 양상을 보였다. Griffith 등 (11)은 곡류와 두류를 혼합한 이유식에 관한 실험에서 발아, 로스팅, 발효 등 가공방법이 이유식의 점도에 매우 영향을 미친다고 하였다.
그러나 팽화 처리와 압출성형에 의해서는 결정형이 사라졌다. 시료의 물 결합능력은 가공방법에 따라 차이가 있어 POP 시료의 물 결합능력이 740.3%로 가장 컸고, EX1이 38.5%로 가장 낮았다. 아마란스 가루의 광투과도 특성은 60℃에서 차이가 있어 RT, POP, EX1, EX2 시료의 광투과도가 높게 나타났다.
5%로 가장 낮았다. 아마란스 가루의 광투과도 특성은 60℃에서 차이가 있어 RT, POP, EX1, EX2 시료의 광투과도가 높게 나타났다. RVA로 측정한 아마란스 시료의 호화온도는 POP와 EX1, EX2 를 제외하고 68.
84로 가장 높았고, a값과 b값은 가장 낮았다. 아마란스 가루의 색도는 탈지시료의 L값이 가장 크고, a값과 b값은 가장 낮아 탈지에 의해 아마란스 가루의 색이 밝아짐을 알 수 있었다. 발아시료는 무처리 시료와 비슷한 명도를 나타냈으나 a값은 차이가 커 발아에 따른 영향으로 생각되었다.
차이가 있었다. 이 중 팽화 시료의 물 결합능력이 740.28% 로 가장 컸고 수분을 적게 투입하여 압출성형한 시료(EX1)는 38.53%로 가장 낮은 물 결합능력을 나타냈다. 또한, 가공하지 않은 아마란스 가루에 비해 탈지, 발아, 로스팅 등의 방법으로 가공한 시료의 물 결합능력이 감소하였고, 압출성형물의 경우 압출성형조건에 따라 두 가지 시료의 물 결합능력이 큰 차이를 보였다.
전분의 노화정도를 나타낸다고 알려진 50℃에서의 냉각점도와 setback(C-P)은 발아 < 무처리 < 탈지 < 팽화 < 로스팅 순으로 감소하였다. 특히, 아마란스를 가공처리하지 않은 것보다 팽화나 로스팅과 같은 열처리 시 setback이 현저히 감소함을 볼 수 있어 시료의 노화가 지연될 것이라고 생각되었다.

후속연구

아마란스의 전분은 입자 크기가 매우 작고 냉 · 해동 안정성이 우수할 뿐만 아니라 기계적 전단력에도 저항성이 크므로증점제, 안정제, 생분해성 필름, 더스팅 파우더 등에서 활용범위가 매우 넓다(2-5). 또한, 아마란스 종실 자체는 곡류에 부족한 리신을 비롯하여 단백질, 지방, 토코페롤 등이 풍부하며 글루텐에 의한 알레르기가 없어 이유식과 같은 식품에서의 활용도가 높을 것으로 기대된다(6). 아마란스가 많이 생산되는 중남미에서는 아마란스 전분을 사용하기 보다는 아마란스의 영양적인 우수성을 살려 종실 그 자체를 이용하고 있다.
이는 아마란스가루 및 전분의 이화학적 특성과 가공 적성 등에 관한 체계적인 연구가 미흡하기 때문이라고 생각된다. 또한, 토양이나 기후 등에 따라 아마란스의 품종이 다양하고 아마란스의 성질이 달라지기 때문에 각 지역에서 생산된 아마란스 종실에 대한 연구도 필요하다. 우리나라에서는 경기도 일부에서 아마란스를 재배하고 있으나 이를 이용한 식품의 개발은 미약하며 기존 연구에서도 국내산 아마란스를 사용한 예는 드물다(8).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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