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- 1) IL45 is nonwaxy rice flours with particle size <335 pm. 2) IL100 is nonwaxy rice flours with particle size <150 pm.
- 2) IL100 is nonwaxy rice flours with particle size <150 pm.
- 2) IL45 is nonwaxy rice flours with particle size <335 pm. 3) IL100 is nonwaxy rice flours with particle size <150 pm.
- 2) IL45 is nonwaxy rice flours with particle size <335 pm. 3) IL100 is nonwaxy rice flours with particle size <150 pm.
제안 방법
- 그러므로 멥쌀을 이용한 가공식품의 제조시 품질을 조절하기에 적합한 형태의 쌀가루 제조 방법을 확립하고 이를 멥쌀가루를 이용한 가공식품 개발에 이용하고자 멥쌀을 4℃에서 0, 1, 12, 24시간 동안 수침한 다음 건조, 분쇄하여 각각 표준 45 mesh와 100 mesh체를 통과시켜 수침시간과 입자크기가 다른 멥쌀가루를 제조한 다음 특성을 조사하였다.
- 멥 쌀가루의 호화특성 은 신속점 도측정 기(RVA, Rapid ViscoAnalyzer, model 3D, Newport Scientific Pty., Ltd., Narra-been, Australia)를 이용하여 측정하였다. 시료 3 g을 증류수 25 mL에 분산시키고 0-1.
- 멥쌀 1 g을 4℃ 수조에서 0.5, 1, 2, 3, 6, 12, 24 시간 동안 수분을 흡수시킨 다음 쌀알 표면의 수분을 제거하고 무게를 측정하여 수침 전과 수침 후의 무게 증가 비율로 멥쌀의 수분흡수율을 계산하였다.
- 멥쌀가루 0.5 g(건량 기준)과 증류수 40mL를 혼합한 다음 55, 65, 75, 85, 95℃로 온도를 유지하면서 30분 동안 교반 하였다. 이를 즉시 냉각시키고 15, 000 rpm에서 30분 동안 원심분리한 다음 침전된 멥쌀가루의 무게와 상등액의 총당을 페놀-황산법(29)으로 측정하였으며 다음 식을 이용하여 팽윤력과 용해도를 계산하였다.
- 멥쌀가루의 결정성은 X-선 회절기(D-MAX-1200, Rigaku Co., Japan)를 사용하여 회절각도(2θ) 40-5º까지 회절시켜 비교하였다.
- 멥쌀을 4℃에서 수침시간을 달리하여 수침하고 건조, 분쇄하여 각각 표준 45 mesh와 100 mesh체를 통과시켜 IL45(<355 μm)와 IL100(<150 μm)을 제조하여 일반성분과 이화학적 성질을 조사하였다. 멥쌀을 4℃에서 24시간 동안 수침하였을 때, 수침 0.
- , Narra-been, Australia)를 이용하여 측정하였다. 시료 3 g을 증류수 25 mL에 분산시키고 0-1.0 분은 50℃, 1.0-4.7 분은 95℃까지 상승, 4.7-7.2 분은 95℃ 유지, 7.2-11.0 분은 50℃까지 냉각, 11.0-13.0분은 50℃를 유지하면서 점도를 측정하였다. 신속점도측정기의특성치는 최고점도(P), 95℃에서의 2 분 유지한 점도(H), 50℃ 에서의 냉각점도(C)와 이로부터 consistency(C-H), setback(C-P), breakdown(P-H)를 계산하였다.
- 시료의 팽윤력과 용해도는 Schoch의 방법(19)을 변형하여 측정하였다. 멥쌀가루 0.
- 0분은 50℃를 유지하면서 점도를 측정하였다. 신속점도측정기의특성치는 최고점도(P), 95℃에서의 2 분 유지한 점도(H), 50℃ 에서의 냉각점도(C)와 이로부터 consistency(C-H), setback(C-P), breakdown(P-H)를 계산하였다.
- 수침 0시간의 시료는 수침 즉시 바로 수분을 제거하였다. 이를 분쇄기 (FM-680T, 한일전기 (주), 한국)를 이용하여 분쇄한 다음 표준 45 mesh와 100 mesh 를 통과시 켜 각각 355 µm이 하의 입자크기를 가지는 멥쌀가루 (IL45)와 150 µm이하의 입자크기를 가지는 멥쌀가루(IL100)를 각각 제조하였다.
- 5N KOH 용액 10mL에 분산시켜 증류수를 가하여 100mL로 정용하였다. 이용액 10mL와 0.1 N HCl 5mL와 요드 용액 0.5 mL를 혼합하고 증류수를 가하여 50mL로 정용하고 실온에서 5분 동안 방치 후 분광광도계 (8452A, Hewlett-Packard, USA)로 680nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 Montgomery와 Senti(28)의 부탄올법으로 분리한 아밀로오스와 아밀로펙틴을 일정 비율로 혼합한 다음 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 작성하였으며, 이로부터 시료의 아밀로오스 함량을 계산하였다.
- 주사전자현미경 (SEM, Scanning Electron Microscope, JSM-5400, Japan)을 사용하여 가속전압 25 kV] phototimes 85초의 조건에서 500배, 2000배, 7500배의 배율로 멥쌀가루의 입자 형태를 관찰하였다.
- 5 mL를 혼합하고 증류수를 가하여 50mL로 정용하고 실온에서 5분 동안 방치 후 분광광도계 (8452A, Hewlett-Packard, USA)로 680nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 Montgomery와 Senti(28)의 부탄올법으로 분리한 아밀로오스와 아밀로펙틴을 일정 비율로 혼합한 다음 위와 같은 방법으로 흡광도를 측정하여 작성하였으며, 이로부터 시료의 아밀로오스 함량을 계산하였다.
대상 데이터
- 시료인 멥쌀은 전라남도 농업기술원(전라남도 남평)에서 일미벼(2001년 수확)를 구입하여 사용하였다.
데이터처리
- 실험 결과의 통계처리는 SAS package를 이용하여 ANOVA 와 Duncan's multiple range test로 통계처리하였다.
이론/모형
- 멥쌀가루의 수분, 회분, 단백질, 지질의 함량은 AOAC 방법 (16)으로 측정하였다. 수분함량은 상압가열건조법, 단백질은 미량 켈달법, 회분은 직접 회화법을 이용하였으며, 지방질은 에틸 에테르를 용매로 사용하여 추출하였다.
- 멥쌀가루의 아밀로오스 함량은 Williams 등의 방법(17)을 이용하여 측정하였다. 시료 20mg(건량기준)을 0.
- 물결합 능력은 Medcalf 와 Gilles 법(18)을 이용하였다. 멥쌀가루 1 g(건량 기준)과 증류수 40mL을 혼합하여 1시간 동안 교반하고, 30분 동안 3, 000rpm으로 원심분리하여 상징액을 제거한 다음 침전된 멥쌀가루의 무게를 측정하여 다음 식으로 계산하였다.
- 측정하였다. 수분함량은 상압가열건조법, 단백질은 미량 켈달법, 회분은 직접 회화법을 이용하였으며, 지방질은 에틸 에테르를 용매로 사용하여 추출하였다.
- 수침시간과 입자크기를 달리하여 제조한 멥쌀가루의 입자 분포는 LS particle size analyzer(model LS 100Q, USA)를 이용하여 분석하였다.
- 5 g(건량 기준)과 증류수 40mL를 혼합한 다음 55, 65, 75, 85, 95℃로 온도를 유지하면서 30분 동안 교반 하였다. 이를 즉시 냉각시키고 15, 000 rpm에서 30분 동안 원심분리한 다음 침전된 멥쌀가루의 무게와 상등액의 총당을 페놀-황산법(29)으로 측정하였으며 다음 식을 이용하여 팽윤력과 용해도를 계산하였다.
성능/효과
- 쌀가루의 팽윤력은 55-65℃ 범위에서는 변화가 없었으나 65℃부터는 급격히 증가하였으며 85℃ 이후에는 완만한 증가를 보였다. 55-65℃ 범위에서는 시료간의 차이가 없었으나, 65℃ 이후부터는 IL45와 IL100 모두 수침 시간이 긴 시료일수록 팽윤력이 높은 값을 보였다. 또 모든 시료에서 IL100이 IL45보다 팽윤력이 높아 멥쌀의 수침시간이 길수록, 멥쌀가루의 입자크기가 작을수록 팽윤력이 커짐을 알 수 있었다.
- Fig. 6에서 IL45보다 IL100은 작은 입자가 더 많았고, 수침 0시간의 시료보다 수침 24시간의 시료에서 작은 입자의 수가 더 많이 관찰되었다. 이는 LS particle size analyzer(model LS 100Q, USA)를 이용하여 분석한 입자분포의 결과 IL100이 IL45 보다 크기가 작은 입자의 양이 많으며 IL45와 IL100 모두 수침 시간이 길어질수록 크기가 작은 입자의 양이 증가하였다는 결과와 일치한다.
- IL45와 IL100 모두 <40 μm와 40-100 μm의 두 가지 크기가 주로 존재하였다. IL45는 <40 μm 크기의 입자 양이 72.9%, 40-100 ^m 크기의 입자 양이 26.75%이었으며 IL100은 <40μm 크기의 입자 양이 74.4%, 40-100 μm 크기의 입자 양은 25.7%로, IL45는 IL100에 비하여 <40 μm의 입자의 양이 더 많았으며 40-100 μm의 양은 약간 낮은 값을 보여 크기가 작은 입자의 양이 더 많았다. 멥쌀가루 입자 크기와는 관계없이 수침시간이 증가할수록 40 μm 이하 크기 입자의 양이 약간 증가하고 40-100 μm 크기의 입자 양이 상대적으로 약간 감소하는 경향을 보였다.
- IL45와 IL100 모두 <40μm와 40-100 μm의 두 가지 크기의 쌀가루 입자가 존재하였다. IL45에 비하여 IL100의 입자 크기가 더 작았으며 수침시간이 증가할수록 크기가 작은 입자의 양이 약간 증가하는 경향을 보였다. 시료의 단백질과 회분함량은 수침시간이 증가할수록 감소하였다.
- X-선 회절도 결과 모든 시료가 전형적인 A-형이었으며 입자크기와 수침시간에 따른 차이가 없었다. SEM으로 배율을 달리하여 멥쌀가루의 입자와 입자 표면을 관찰하였을 때, IL45보다 IL100에서 작은 입자가 더 많이 관찰되었고 수침시간이 길어질수록 표면에 결합된 전분 입자의 수가 감소하였다. 또한 쌀가루 입자 표면에 작은 균열들이 관찰되었고 표면에 변화가 나타나는 전분입자의 수가 증가하였다.
- 또한 건식제분한 쌀가루보다 습식 제분한 쌀가루가 더 미세한 분포를 가지며 건식제분의 경우에도 수분이 많을수록 입도분포가 미세해지고(15), 쌀의 수분함량이 25% 이상일 때 평균 입자크기가 현저하게 감소하며(8), 또한 찹쌀의 경우 수침 중 수분흡수량이 증가할 때 쌀의 부피는 증가하고 경도는 감소한다는 보고(21)가 있다. 그러므로 수분흡수율이 평형에 도달한 후에도 쌀 낟알 내부로 확산되어지는 수분량이 증가하여 쌀전분 입자의 결합을 약화시키고 경도를 감소시키므로 쌀을 제분할 때 쉽게 가루화 될 수 있어 수침 시간이 길어질수록 멥쌀가루 입자의 크기가 작아지는 것으로 생각되었다.
- 00%로 IL45와 같은 경향을 보였다. 또 IL45에 비하여 IL100 의 값이 더 높아, 입자의 크기가 작을수록 물결합 능력이 증가함을 확인하였다.
- 55-65℃ 범위에서는 시료간의 차이가 없었으나, 65℃ 이후부터는 IL45와 IL100 모두 수침 시간이 긴 시료일수록 팽윤력이 높은 값을 보였다. 또 모든 시료에서 IL100이 IL45보다 팽윤력이 높아 멥쌀의 수침시간이 길수록, 멥쌀가루의 입자크기가 작을수록 팽윤력이 커짐을 알 수 있었다.
- 7%로, IL45는 IL100에 비하여 <40 μm의 입자의 양이 더 많았으며 40-100 μm의 양은 약간 낮은 값을 보여 크기가 작은 입자의 양이 더 많았다. 멥쌀가루 입자 크기와는 관계없이 수침시간이 증가할수록 40 μm 이하 크기 입자의 양이 약간 증가하고 40-100 μm 크기의 입자 양이 상대적으로 약간 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과에서 IL100이 IL45에 비하여 크기가 작은 입자의 양이 더 많았으며 수침시간이 증가할수록 멥쌀가루 입자의 크기가 작아졌음을 확인할 수 있었다.
- 아밀로오스 함량은 수침시간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였으며, 입자의 크기에 따른 차이는 없었다. 멥쌀가루의 물 결합 능력은 수침시간이 증가할수록, 입자의 크기가 작을수록 증가하였다 팽윤력과 용해도는 65℃ 이후에 급격히 증가하여 85℃부터는 완만한 증가를 보였으며, 수침시간이 길어지고 입자의 크기가 작을수록 증가하였다. 신속점도측정기에 의한 최고점도 와 breakdown 값은 12시간 동안 수침한 쌀가루가 1시간 동안 수침한 쌀가루보다 높았으며, 95℃에서의 점도, 냉각 점도와 setback 값은 낮았다.
- 또 수침시간이 경과할수록 호화개시온도는 감소하나 최고점도와 breakdown 값은 증가하는 것으로 알려져 있다(23). 본 연구의 쌀가루 호화개시온도와 setback 값은 다른 보고와 일치하는 결과이나 최고점도, 95℃에서의 점도, 냉각점도, breakdown 등은 차이를 보였다.
- 1과 같다. 수침 0.5시간까지는 수분흡수율이 19.1%로 급속히 흡수되었으며, 수침 1시간부터 3시간까지는 19.8, 20.5, 21.3%로 완만한 증가를 보이다가 수침 3시간 이후에는 평형에 도달하였다.
- IL100에서는 수침 시간이 길어질수록 쌀가루 입자 표면에서 전분입자 형태를 따라 나타나는 작은 균열들이 관찰되었다. 수침 0시간에는 멥쌀가루 입자 표면에 전분입자가 많이 결합되어 있었으나 수침 24시간의 시료는 멥쌀가루 표면에 결합되어 있는 전분입자의 수가 감소하였으며 쌀가루 입자 표면에 전분입자의 형태가 파괴되지 않고 그대로 떨어져 나간 흔적을 볼 수 있었다. 특히 수침 24시간에 가장 뚜렷하였으며 IL45에서도 IL100보다는 뚜렷하지는 않으나 유사한 변화가 관찰되었다.
- IL45에 비하여 IL100의 입자 크기가 더 작았으며 수침시간이 증가할수록 크기가 작은 입자의 양이 약간 증가하는 경향을 보였다. 시료의 단백질과 회분함량은 수침시간이 증가할수록 감소하였다. 아밀로오스 함량은 수침시간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였으며, 입자의 크기에 따른 차이는 없었다.
- 멥쌀가루의 물 결합 능력은 수침시간이 증가할수록, 입자의 크기가 작을수록 증가하였다 팽윤력과 용해도는 65℃ 이후에 급격히 증가하여 85℃부터는 완만한 증가를 보였으며, 수침시간이 길어지고 입자의 크기가 작을수록 증가하였다. 신속점도측정기에 의한 최고점도 와 breakdown 값은 12시간 동안 수침한 쌀가루가 1시간 동안 수침한 쌀가루보다 높았으며, 95℃에서의 점도, 냉각 점도와 setback 값은 낮았다. X-선 회절도 결과 모든 시료가 전형적인 A-형이었으며 입자크기와 수침시간에 따른 차이가 없었다.
- 아밀로오스 함량은 수침시간에 따라 IL45의 경우에는 14.62 16.40%, IL100의 경우에는 14.74-16.29%로 수침시간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다. 김 등(23)은 쌀의 수침시간이 증가할수록 전분의 직쇄상 분자의 양을 상대적으로 비교할 수 있는 지표가 되는 blue value는 증가하며, 쌀의 호화 및 조직 특성과 관계있는 열수 불용성 아밀로오스 함량은 감소하고, 손상 전분과 관계있는 열수 가용성 아밀로오스 함량은 증가한다고 보고하였다.
- 시료의 단백질과 회분함량은 수침시간이 증가할수록 감소하였다. 아밀로오스 함량은 수침시간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였으며, 입자의 크기에 따른 차이는 없었다. 멥쌀가루의 물 결합 능력은 수침시간이 증가할수록, 입자의 크기가 작을수록 증가하였다 팽윤력과 용해도는 65℃ 이후에 급격히 증가하여 85℃부터는 완만한 증가를 보였으며, 수침시간이 길어지고 입자의 크기가 작을수록 증가하였다.
- 흡수될 수 있음을 알 수 있었다. 이는 저분자 물질이 용출 될 수 있는 표면적이 증가함을 의미하며 본 연구결과 입자크기가 작고 수침시간이 증가할수록 일반성분 중 단백질 함량이 감소하고, 아밀로오스 함량, 물결합 능력, 팽윤력과 용해도가 증가하고 호화개시온도가 감소하였다는 결과를 뒷받침해준다.
- 이상의 결과는 멥쌀의 수침시간이 길어지고 멥쌀가루의 입자크기가 작아질수록 멥쌀가루의 입자표면과 전분입자 표면은 수분이 흡수될 수 있음을 알 수 있었다. 이는 저분자 물질이 용출 될 수 있는 표면적이 증가함을 의미하며 본 연구결과 입자크기가 작고 수침시간이 증가할수록 일반성분 중 단백질 함량이 감소하고, 아밀로오스 함량, 물결합 능력, 팽윤력과 용해도가 증가하고 호화개시온도가 감소하였다는 결과를 뒷받침해준다.
- 멥쌀가루 입자 크기와는 관계없이 수침시간이 증가할수록 40 μm 이하 크기 입자의 양이 약간 증가하고 40-100 μm 크기의 입자 양이 상대적으로 약간 감소하는 경향을 보였다. 이상의 결과에서 IL100이 IL45에 비하여 크기가 작은 입자의 양이 더 많았으며 수침시간이 증가할수록 멥쌀가루 입자의 크기가 작아졌음을 확인할 수 있었다.
- 또한 쌀가루 입자 표면에 작은 균열들이 관찰되었고 표면에 변화가 나타나는 전분입자의 수가 증가하였다. 이상의 결과에서 쌀의 수침 중 수분 흡수량이 평형에 도달한 이후에도 쌀 입자표면의 변화나 전분의 구조적 변화가 진행되어 쌀가루의 이화학적 성질에 영향을 주게 되므로 쌀 가공식품을 제조하기 위하여 쌀을 수침하였을 때 수분 흡수량보다는 수침시간과 온도 조절이 더 중요한 것으로 생각되었다.
- 일반성분을 측정한 결과이다. 일반성분 중 수분을 제외한 단백질, 회분, 지질의 결과는 수분 함량을 14%로 보정한 결과이다. 단백질 함량은 입자크기가 작은 IL100이 6.
- Table 3은 쌀의 수분흡수율이 완만한 변화를 보이는 수침 1 시간과 수분평형에 도달한 수침 12시간 동안 처리한 멥쌀가루의 호화특성을 신속점도 측정기를 이용하여 측정한 결과이다. 호화개시온도와 점도특성은 입자크기가 작은 IL100이 IL45보다 낮았으며, 호화개시온도, consistency, setback 값은 1시간 동안수침한 멥쌀가루가 12시간 동안 수침한 멥쌀가루보다 더 높은 값을 보였는데 이러한 경향은 IL100에서 더 뚜렷하였다.
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