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문제 정의
- 본 연구는 고구마를 이용하여 첨가물을 사용하지 않고 증자 후 건조하여 식감을 향상시키고, 찐 고구마 특유의 맛과 영양을 그대로 유지시킬 수 있도록 스낵 형태의 가공품으로 개발하고자 온풍건조 방법을 이용하여 건조 조건별 건조특성과 물성 및 기호도를 연구하였다.
- 본 연구는 증절간 고구마 제조를 위하여 온풍건조 방법을 이용하여 건조 조건별 증절간 건조 고구마의 건조특성, 물성 및 관능적 특성을 연구하였다.
제안 방법
- 5 cm로 자르고 무작위로 5개 선택하여 측정하였다. 경도 측정조건은 직경 5 mm의 원형 adapter(No.1)를 사용하였고, 진입깊이는 2 mm, 테이블 이동속도는 60 mm/min로 하여 진입깊이 까지 가해지는 compressive force(kgf /cm2)를 측정하였으며, 탄성과 응집성은 응용type 이빨모양의 adapter(No.17)를 사용하여 측정하였다.
- 관능검사는 식품공학전공 학부생 10명으로 구성하여 충분한 훈련을 실시한 후 5점 척도 법으로 3회 실시하였다. 평가항목은 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도로 나누어 아주 좋다 5점, 좋다 4점, 보통이다 3점, 나쁘다 2점, 아주 나쁘다 1점으로 하여 시행하였다.
- 따라서 본 실험에서 전처리 방법으로 시료를 증숙하여 고구마 종류, 건조 조건별 가용성 고형분 함량과 환원당 함량을 측정하여 Fig. 2에 나타내었다.
- 물성측정은 Rheometer(CR-100D, Sun Scientific Co, Tokyo Ltd, Japan)를 사용하여 경도(hardness), 탄성(springiness) 및 응집성(cohesiveness)을 측정하였다. 건조 조건별 시료의 중심부를 2⨯1.
- 색도의 측정은 색차계(Chromameter CR20, Minolta Co, Japan)를 사용하여 건조 조건에 따라 L값(lightness), a값(redness) 및 b값(yellowness)을 측정하였고, 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 전반적인 색차 ΔE는 아래 식으로 나타내었다.
- 온풍건조는 hot air dry oven(OTEC-004-M, Il Won Freezer Co. Ltd, Korea)에 증자한 고구마를 35℃, 45℃, 55℃, 65℃ 각 온도에서 총 12시간 건조시켰으며 두 시간 간격으로 시료를 채취하여 3회 반복 분석하였다. 이때 건조기내 초기습도는 상대습도 48%였다.
- 관능검사는 식품공학전공 학부생 10명으로 구성하여 충분한 훈련을 실시한 후 5점 척도 법으로 3회 실시하였다. 평가항목은 색, 향, 맛, 조직감, 전반적인 기호도로 나누어 아주 좋다 5점, 좋다 4점, 보통이다 3점, 나쁘다 2점, 아주 나쁘다 1점으로 하여 시행하였다.
대상 데이터
- 물성측정은 Rheometer(CR-100D, Sun Scientific Co, Tokyo Ltd, Japan)를 사용하여 경도(hardness), 탄성(springiness) 및 응집성(cohesiveness)을 측정하였다. 건조 조건별 시료의 중심부를 2⨯1.5 cm로 자르고 무작위로 5개 선택하여 측정하였다. 경도 측정조건은 직경 5 mm의 원형 adapter(No.
- 본 실험에 사용한 고구마는 충청남도 태안군 안면도에서 수확한 호박고구마(주황미)와 전라남도 영광에서 수확된 밤고구마(신율미)를 사용하였다.
- 수돗물에 수회 세척하여 이물질을 제거하고 100℃에서 18분간 증자하고 실온에서 1시간 냉각시켜 박피 후 0.5 cm 두께로 세절하여 실험 재료로 사용하였다.
데이터처리
- 실험에서 얻어진 결과는 SAS(Statistical Analytical System, USA) 통계프로그램을 이용하여 분석하였으며 분산 분석한 결과 시료간의 차이가 있는 항목에 대해서는 Duncan's multiple range test로 시료간의 유의차를 검정하였다(p<0.05).
이론/모형
- AOAC방법(AOAC 1984)에 준하여 분석하였다. 수분 함량은 상압 가열 건조법에 따라 시행하였으며, 조단백은 Kjeldahl법으로 정량 하였다.
- 가용성 고형분 및 환원당 측정법은 각 시료의 일정량을 취해 50 mL의 증류수를 가한 후 homogenizer(AM-11, Nihonseiki Kaisha Ltd, Japan)를 이용해 18,000 rpm으로 1분간 마쇄하여 20℃에서 2시간 동안 추출하고, 일정량을 18,000 rpm 으로 10분간 원심분리 후 디지털 당도계(PR-100, Atago, Japan)를 이용하여 측정하였고, 환원당 역시 가용성 고형분과 같은 방법으로 처리하여, Somogyi법(Jeong DH와 Jang HK 1990)에 준하여 측정하였다. 시료 1 mL를 10배 희석한 후 Somogyi법에 의해 정량하여 glucose함량으로 표시하였다.
- AOAC방법(AOAC 1984)에 준하여 분석하였다. 수분 함량은 상압 가열 건조법에 따라 시행하였으며, 조단백은 Kjeldahl법으로 정량 하였다. 조지방은 Soxhlet 추출법으로, 조회분은 직접 회화법에 의해 550℃에서 회화한 후 평량 하였고 탄수화물은 시료의 총 무게에서 수분, 조단백질, 조지방, 조섬유 및 조회분의 함량을 뺀 값으로 나타내었다.
- 가용성 고형분 및 환원당 측정법은 각 시료의 일정량을 취해 50 mL의 증류수를 가한 후 homogenizer(AM-11, Nihonseiki Kaisha Ltd, Japan)를 이용해 18,000 rpm으로 1분간 마쇄하여 20℃에서 2시간 동안 추출하고, 일정량을 18,000 rpm 으로 10분간 원심분리 후 디지털 당도계(PR-100, Atago, Japan)를 이용하여 측정하였고, 환원당 역시 가용성 고형분과 같은 방법으로 처리하여, Somogyi법(Jeong DH와 Jang HK 1990)에 준하여 측정하였다. 시료 1 mL를 10배 희석한 후 Somogyi법에 의해 정량하여 glucose함량으로 표시하였다.
- 수분 함량은 상압 가열 건조법에 따라 시행하였으며, 조단백은 Kjeldahl법으로 정량 하였다. 조지방은 Soxhlet 추출법으로, 조회분은 직접 회화법에 의해 550℃에서 회화한 후 평량 하였고 탄수화물은 시료의 총 무게에서 수분, 조단백질, 조지방, 조섬유 및 조회분의 함량을 뺀 값으로 나타내었다.
성능/효과
- 가용성 고형분은 건조 조건별로 밤고구마와 호박고구마 각각 17-48°Brix, 19-59°Brix의 범위를 나타내었고, 환원당은 각각 93.22-205.22 mg/g, 98.70-245.13 mg/g 범위를 나타내었으며, 물성측정에서 경도는 밤고구마에서 65℃ 6시간 26.31 kgf /cm2 가장 높은 수치를 나타내었으며, 탄성과 응집성은 밤고구마보다 호박고구마의 수치가 더 높게 나타났다.
- 13 mg/g 범위를 나타내었다. 건조 조건별 찐 고구마의 가용성 고형분 및 환원당 함량은 모든 건조 조건에서 유의적으로 차이가 있었다.
- 건조시 수분함량은 시료 각각 65℃ 12시간에서 0.4%, 0.25%로 가장 낮은 수치를 보였고, 색차에서 두 시료 모두 건조 온도가 낮을수록, 건조시간이 짧을수록 L값이 높아졌으며 -a, b, ΔE값은 건조 온도가 높을수록 건조시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였다.
- 응집성 측정에서 밤고구마는 65℃ 6시간, 호박고구마에서는 55℃, 65℃ 6시간을 제외한 나머지 온도조건에서는 8시간부터 수치가 나타났다. 경도, 탄성, 응집성 모두 건조가 진행될수록 증가하는 경향을 보였고 밤고구마에 비해 호박고구마의 값이 높게 측정 되었다. 이는 밤고구마의 초기 수분함량이 호박고구마에 비해 적고, 높은 온도에서 건조 속도가 빨라져 표면경화현상이 심해지고 건조에 의한 수축으로 조직이 치밀해지면서 찐고구마의 경도가 높아지는 경향을 나타내는 것으로 생각된다.
- 관능 평가에서 밤고구마는 55℃ 6시간, 호박고구마는 45℃, 55℃ 6시간에서 색, 향미, 맛, 조직감, 전반적인 기호도에서 가장 높은 평가치를 나타내었으며, 이상의 결과에서 건조 조건을 달리한 증절간 고구마 제조의 관능적 특성은 밤고구마에 비해 호박고구마의 선호도가 더 높게 나타났으며, 45, 55℃ 6시간에서 증절간 고구마의 품질과 관능적 평가에서 가장 양호한 것으로 확인되었다.
- 또한 건조 조건별 온도증가와 건조 시간이 지남에 따라 낮은 점수가 나타나는 경향을 보였다. 그리고 맛과 조직감 평가에서 밤고구마 55℃ 6시간, 호박고구마 45℃ 6시간, 55℃ 6시간에서 현저하게 높은 평가치를 나타내었는데, 이 건조 조건에서 수분함량이 10~13% 내외로 나타났고 이때 선호도가 높게 평가 된 것으로 나타났다. 전반적기호도 역시 앞서 언급한 맛과 조직감 평가와 유사한 결과를 나타내었고, 밤고구마에 비해 호박고구마의 선호도가 더 높게 나타났다.
- 따라서 전반적으로 열풍건조방법으로 제조한 증절간 고구마는 호박고구마에서 더 높은 선호도를 보였고 45-55℃ 내외의 6시간 건조하는 것이 기호도를 높일 수 있는 제조 방법이 될 것이라 생각된다.
- 육안적 색상을 평가한 결과 두 시료 모두 55℃ 6시간에서 높은 점수를 나타내었고, 향에서는 호박고구마 45, 55℃ 6시간에서 가장 높은 평가치를 나타내었으며 전반적으로 밤고구마보다 호박고구마의 선호도가 높게 나타났다. 또한 건조 조건별 온도증가와 건조 시간이 지남에 따라 낮은 점수가 나타나는 경향을 보였다. 그리고 맛과 조직감 평가에서 밤고구마 55℃ 6시간, 호박고구마 45℃ 6시간, 55℃ 6시간에서 현저하게 높은 평가치를 나타내었는데, 이 건조 조건에서 수분함량이 10~13% 내외로 나타났고 이때 선호도가 높게 평가 된 것으로 나타났다.
- 밤고구마와 호박고구마 모두 건조 온도와 건조 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 보였다. 밤고구마 65℃ 12시간에서 26.31 kgf/cm2 로 가장 높은 값을 나타내었고, 호박고구마에 비해 경도 값이 높게 측정되는 경향을 보였다.
- 3은 건조 조건별 증절간 고구마의 경도, 탄성, 응집성의 변화를 나타낸 것이다. 밤고구마와 호박고구마 모두 건조 온도와 건조 시간이 지남에 따라 증가하는 경향을 보였다. 밤고구마 65℃ 12시간에서 26.
- 본 연구에서 시료로 사용한 생고구마의 일반성분을 Table 1에 나타내었다. 수분 함량은 호박고구마와 밤고구마 각각 66.87%, 60.78%, 조회분 함량은 1.4%, 1.14%로 호박고구마의 수분 함량과 조회분 함량이 더 높게 나타났으며 이를 제외한 나머지 성분들은 호박고구마에 비해 밤고구마가 더 높은 수치를 나타내었다. 이는 고구마의 품종별 항산화성과 항미생물 특성(Lee HH 등 1999)에서 고구마의 수분함량이 60-72%의 범위를 나타내었다는 결과와 비슷하였다.
- Table 3은 건조 조건에 따른 증절간 고구마에 대한 색, 향, 맛, 조직감, 전체적기호도에 대한 관능평가에 대한 결과이다. 육안적 색상을 평가한 결과 두 시료 모두 55℃ 6시간에서 높은 점수를 나타내었고, 향에서는 호박고구마 45, 55℃ 6시간에서 가장 높은 평가치를 나타내었으며 전반적으로 밤고구마보다 호박고구마의 선호도가 높게 나타났다. 또한 건조 조건별 온도증가와 건조 시간이 지남에 따라 낮은 점수가 나타나는 경향을 보였다.
- 초기 가용성 고형분 함량은 밤고구마가 17〬 Brix 호박고구마가 19〬 Brix로 측정되었으며, 건조 조건별로 밤고구마 17〜48〬 Brix, 호박고구마 19〜59〬 Brix의 범위를 나타내었다. 찐고구마의 수분함량이 높을수록 가용성 고형분 함량은 낮아지고 수분함량이 낮을수록 가용성 고형분 함량은 높아지는 경향을 보였으며, 이는 건조시 수분함량의 감소로 단위 무게당 고형분의 함량이 증가한 것으로 생각된다. Kim YJ 등(2009)이 보고한 건조방법을 달리한 감말랭이의 이화학적 및 관능적 품질 특성에서 수분함량이 낮을수록 가용성 고형분 함량이 높아진다는 결과와 유사하였다.
- 호박고구마 65℃12시간에서 59±1%로 가장 높은 가용성 고형분 함량을 나타내었다.
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