반응표면 분석법을 이용한 모시분말 첨가 비단죽 제조조건 조사 Investigation for Processing Conditions of Porridge with Addition of Ramie Leaf (Boehmeria nivea L) Powder Using a Response Surface Methodology원문보기
모시죽의 가용성 고형물 함량은 7.40-11.60 brix, pH는 6.0-6.6 사이에서 변화하는 것을 알 수 있었다. 모시죽의 amylose함량은 가수량에 의해 유의적인 영향을 받았으며 가수량이 증가할수록 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. 점성은 가수량이 증가할수록 급격하게 떨어지는 것을 보여 주었으나, 모시분말은 죽의 점성 특성에 영향을 미치지 못하였다. 퍼짐성은 가수량이 증가할수록 현저하게 증가하는 경향을 보여주었으며, 이는 점성이 증가할수록 퍼짐성은 떨어진다는 사실과 일치된 결과를 보여주었다. 모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 모시분말 첨가량은 적색도를 감소시키는 것으로 조사되었으나 황색도는 모시분말 첨가비를 증가시킬수록 크게 증가하는 것으로 나타났다. 모시죽의 제조조건에서 가수량은 물성특성에 모두 유의적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 모시분말 첨가비율은 유의성이 인정되지 않아 설정된 범위 내에서는 물성에 대한 영향이 크지 않는 것으로 평가되었다.
모시죽의 가용성 고형물 함량은 7.40-11.60 brix, pH는 6.0-6.6 사이에서 변화하는 것을 알 수 있었다. 모시죽의 amylose함량은 가수량에 의해 유의적인 영향을 받았으며 가수량이 증가할수록 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. 점성은 가수량이 증가할수록 급격하게 떨어지는 것을 보여 주었으나, 모시분말은 죽의 점성 특성에 영향을 미치지 못하였다. 퍼짐성은 가수량이 증가할수록 현저하게 증가하는 경향을 보여주었으며, 이는 점성이 증가할수록 퍼짐성은 떨어진다는 사실과 일치된 결과를 보여주었다. 모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 모시분말 첨가량은 적색도를 감소시키는 것으로 조사되었으나 황색도는 모시분말 첨가비를 증가시킬수록 크게 증가하는 것으로 나타났다. 모시죽의 제조조건에서 가수량은 물성특성에 모두 유의적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 모시분말 첨가비율은 유의성이 인정되지 않아 설정된 범위 내에서는 물성에 대한 영향이 크지 않는 것으로 평가되었다.
Response surface methodology was applied to the processing conditions to investigate the physicochemical properties of ramie porridge. In the processing conditions based on the central composite design with the addition of ramie leaf powder (0-4 g) and water (700-1100 g), the coefficients of determi...
Response surface methodology was applied to the processing conditions to investigate the physicochemical properties of ramie porridge. In the processing conditions based on the central composite design with the addition of ramie leaf powder (0-4 g) and water (700-1100 g), the coefficients of determination (R2) of the models were above 0.9141 for the physicochemical properties, above 0.7627 for the Hunter color parameters, and above 0.8975 for the rheological properties. The soluble solid content, viscosity, and gumminess of the sample decreased significantly with an increase in the water added, whereas the spreadability and adhesiveness increased significantly. The Hunter color L value of the sample decreased significantly with an increase in the amount of ramie leaf powder added, whereas the Hunter b value increased significantly. The estimated maximum viscosity of the ramie porridge was shown to be 24,643 cp when 1.90 g ramie leaf powder and 700.24 g water were added; the estimated maximum lightness of the ramie porridge was shown to be 59.11 when 0.02 g ramie leaf powder and 869.30 g water were added; and the estimated maximum gumminess of the ramie porridge was shown to be 21.46 g when 2.12 g ramie leaf powder and 700.35 g water were added.
Response surface methodology was applied to the processing conditions to investigate the physicochemical properties of ramie porridge. In the processing conditions based on the central composite design with the addition of ramie leaf powder (0-4 g) and water (700-1100 g), the coefficients of determination (R2) of the models were above 0.9141 for the physicochemical properties, above 0.7627 for the Hunter color parameters, and above 0.8975 for the rheological properties. The soluble solid content, viscosity, and gumminess of the sample decreased significantly with an increase in the water added, whereas the spreadability and adhesiveness increased significantly. The Hunter color L value of the sample decreased significantly with an increase in the amount of ramie leaf powder added, whereas the Hunter b value increased significantly. The estimated maximum viscosity of the ramie porridge was shown to be 24,643 cp when 1.90 g ramie leaf powder and 700.24 g water were added; the estimated maximum lightness of the ramie porridge was shown to be 59.11 when 0.02 g ramie leaf powder and 869.30 g water were added; and the estimated maximum gumminess of the ramie porridge was shown to be 21.46 g when 2.12 g ramie leaf powder and 700.35 g water were added.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 건강지향적인 죽 제품을 개발하고자 모시분말 첨가량과 가수량을 독립변수로 중심합성 계획에 따라 반응표면분석으로 쌀가루 베이스 비단죽 제조조건을 조사하였다.
제안 방법
죽의 물성은 50 mL 비이커에 죽시료 50 g을 취해서 Rheometer (Sun Scientific Co Ltd, CR-100 D, Japan)를 사용하여 측정하였다. Load cell 2 kg, probe의 직경은 20 mm, 시료의 침투깊이는 20 mm, table speed 60 mm/min의 속도에서 Mastication으로 물성을 측정하였다.
모시분말 첨가에 따른 죽의 이화학적 특성을 조사하기 위해 모시가루 첨가량을 달리하여 비단죽을 제조하였다. 찹쌀가루 100 g에 RSM 실험계획에 따라 모시가루(0-4 g)를 일정량의 물(700~1100 g)에 첨가하며 균일하게 혼합한 후 5분동안 침지하여 수화하였다.
이때 모시분말의 이취 Masking 물질로 분쇄한 땅콩 30 g을 첨가 혼입하였다. 스텐레스 솥 (Tefal, France)을 이용하여 강불 (Rinnai, Korea)에서 완전히 끓기 시작하면 중간불로 줄여 3분간 끓여주었으며, 죽이 완성되면 축정항목에 따라 이화학적 특성을 조사하였다.
죽의 퍼짐성은 Line spread test법으로 측정하였다. 시료(55℃)를 제작한 용기(부피 175 cc)에 200 g을 채우고 용기를 들어올려 1분후 퍼짐이 멈춘 다음 4군데의 퍼짐 길이를 재어 평균치를 구하였다.
1 N-HCl 10 mL를 첨가하여 중화시키고 전체가 약 90 mL가 되게 증류수를 가하였다. 요오드용액 1 ml를 넣고 증류수로 총량 100 mL가 되게 정용한 다음 실온에서 20분간 발색시킨 후 625 nm에서 흡광도(CARY 3E UV-Visible Spectrophotometer)를 측정하여 작도한 표준곡선에서 아밀로스 함량을 구하였다. 표준곡선은 potato amylose (Sigma, St Louis, MO, USA) 용액을 이용하여 작성하였다.
죽시료 20 g에 증류수 20 g을 첨가하여 Homogenizer로 8,000 rpm에서 약 1분간 균질한 후 얻어진 액을 여과한 후 굴절당도계 (ATAGO, N-1, Japan)를 사용하여 가용성고형물을 측정하였으며, pH는 Mettler pH Meter (Mettler Toledo, MP 225)를 사용하여 측정하였다.
죽의 표면색도를 측정하기 위하여 실온으로 식힌 후, circle cube에 시료를 2/3정도 채우고 색차계 (color difference meter, Model SP-80, Tokyo Denshoku Technical, Japan)를 사용하여 백색판 X: 84.48, Y: 86.19 Z: 99.46을 기준으로 L(명도), a(적색도), b(황색도), DE(색차)값을 측정하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용된 모시잎(Boehmeria nivea (L) Gaudich) 분말은 충남 서천군에서 어린잎을 수확하여 생산한 신선한 시료로 한산모시사업단에서 제공하여 주었다. 찹쌀가루는 대두식품에서 공급하여 주었으며 -20℃에 보관하면서 시료로 사용하였다.
이론/모형
죽 제조조건의 최적화를 위한 실험계획은 중심합성계획법에 의하여 설계하였고, 반응표면 회귀 분석을 위해서는 SAS 프로그램을 사용하였다. 중심합성계획에서 독립변수(Xn)는 모시분말 첨가량(X1) 및 가수량(X2)이며, 실험계획은 -2, -1, 0, 1, 2 등 5단계로 부호화하였으며 10개의 실험구를 Table 1에 나타내었다.
죽의 퍼짐성은 Line spread test법으로 측정하였다. 시료(55℃)를 제작한 용기(부피 175 cc)에 200 g을 채우고 용기를 들어올려 1분후 퍼짐이 멈춘 다음 4군데의 퍼짐 길이를 재어 평균치를 구하였다.
성능/효과
4). Adhesiveness는 가수량이 증가할수록 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 모시 분말은 낮은 가수조건에서 소폭이지만 영향을 주는 것으로 나타났다. 가수량이 증가할수록 죽의 Gumminess는 크게 감소하는 것으로 나타났으나 모시 분말은 높은 가수조건에서만 다소 영향을 주는 것으로 나타났다.
Adhesiveness는 가수량이 증가할수록 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 모시 분말은 낮은 가수조건에서 소폭이지만 영향을 주는 것으로 나타났다. 가수량이 증가할수록 죽의 Gumminess는 크게 감소하는 것으로 나타났으나 모시 분말은 높은 가수조건에서만 다소 영향을 주는 것으로 나타났다. 모시죽의 제조조건에서 가수량은 이들 물성에 모두 유의적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 모시분말 첨가비율은 유의성이 인정되지 않아 설정된 범위 내에서는 물성에 대한 영향이 크지 않는 것으로 평가되었다.
1). 가용성 고형물 함량에 대한 모시분말 첨가량과 가수량의 F-ratio는 각각 4.05, 86.65로 가수량만 그 유의성이 0.1%수준에서 인정되었다. 반면, pH는 모시분말 첨가비율이 증가할수록 상승하는 것으로 나타났으나 가수량은 거의 영향을 미치지 않는 것으로 조사되었다(Fig.
설계된 실험계획에 따른 모시죽의 색도의 변화를 Table 5에 나타내었다. 명도를 나타내는 L값은 37.84-59.24사이로 조사되었고, 적색도 a값은 모든 실험구에서 마이너스 수치를 나타내었으며 황색도 b값은 7.81-21.09사이에서 변화하여 모시죽 색이 옅은 녹황색임을 알 수 있었다. 모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다(Fig.
09사이에서 변화하여 모시죽 색이 옅은 녹황색임을 알 수 있었다. 모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다(Fig. 3). 모시분말 첨가량은 적색도를 감소시키는 것으로 조사되었으나 황색도는 모시분말 첨가를 증가시킬수록 크게 증가하는 것으로 나타났다.
09사이에서 변화하여 모시죽 색이 옅은 녹황색임을 알 수 있었다. 모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다(Fig. 3).
3). 모시분말 첨가량은 적색도를 감소시키는 것으로 조사되었으나 황색도는 모시분말 첨가를 증가시킬수록 크게 증가하는 것으로 나타났다. Park 등(5)은 연잎분말의 첨가량이 증가할수록 연잎죽에서 명도가 감소하고 황색도는 증가한다고 보고한 바 있으며, Kim 등(8)도 은행분말의 첨가량이 증가할수록 제조한 죽에서 명도는 감소하고 황색도는 증가하는 유사한 결과를 보여주고 있다.
모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다. 모시분말 첨가량은 적색도를 감소시키는 것으로 조사되었으나 황색도는 모시분말 첨가비를 증가시킬수록 크게 증가하는 것으로 나타났다. 모시죽의 제조조건에서 가수량은 물성특성에 모두 유의적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 모시분말 첨가비율은 유의성이 인정되지 않아 설정된 범위 내에서는 물성에 대한 영향이 크지 않는 것으로 평가되었다.
804% 사이에서 변화하는 것을 알 수 있었다. 모시죽의 amylose함량은 가수량에 의해 유의적인 영향을 받았으며 가수량이 증가할수록 현저하게 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 1). 잣죽 제조시 amylose함량은 가수량에 따라 1%수준에서 유의성이 인정되었으며(3), 가수량의 증가가 죽의 amylose함량을 현저하게 감소시킨다는 본 연구와 일치된 결과를 제시하였다.
804% 사이에서 변화하는 것을 알 수 있었다. 모시죽의 amylose함량은 가수량에 의해 유의적인 영향을 받았으며 가수량이 증가할수록 현저하게 감소하는 것으로 나타났다(Fig. 1).
중심합성계획에 의해 10구간의 각 처리조건에 따른 모시죽의 가용성 고형물과 pH의 변화를 Table 2에 나타내었으며, 모시죽의 가용성 고형물 함량은 7.40-11.60 brix, pH는 6.0-6.6 사이에서 변화하는 것을 알 수 있었다. 모시죽의 가용성고형물은 가수량의 증가와 더불어 급격하게 감소하였으나 모시분말의 영향은 유의하지 않았다(Fig.
모시분말 첨가량은 적색도를 감소시키는 것으로 조사되었으나 황색도는 모시분말 첨가비를 증가시킬수록 크게 증가하는 것으로 나타났다. 모시죽의 제조조건에서 가수량은 물성특성에 모두 유의적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 모시분말 첨가비율은 유의성이 인정되지 않아 설정된 범위 내에서는 물성에 대한 영향이 크지 않는 것으로 평가되었다.
가수량이 증가할수록 죽의 Gumminess는 크게 감소하는 것으로 나타났으나 모시 분말은 높은 가수조건에서만 다소 영향을 주는 것으로 나타났다. 모시죽의 제조조건에서 가수량은 이들 물성에 모두 유의적으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으나 모시분말 첨가비율은 유의성이 인정되지 않아 설정된 범위 내에서는 물성에 대한 영향이 크지 않는 것으로 평가되었다. Shin 등(6)의 연구에서도 가수량에 따른 전복죽의 물성 변화 연구에서 쌀가루 입자크기에 상관없이 가수량이 증가할수록 경도는 감소하고, 부착성은 증가하고, 검성은 감소한다고 보고하였으며 이는 모시죽에서 가수량에 따른 죽의 물성특성 변화와 매우 유사한 경향을 보여주고 있다.
1%수준에서 인정되었다. 반면, pH는 모시분말 첨가비율이 증가할수록 상승하는 것으로 나타났으나 가수량은 거의 영향을 미치지 않는 것으로 조사되었다(Fig. 1). Zhang 등(3)도 잣죽의 제조조건 연구에서 잣죽의 pH에 가수량의 영향이 없는 것으로 보고하고 있다.
1). 잣죽 제조시 amylose함량은 가수량에 따라 1%수준에서 유의성이 인정되었으며(3), 가수량의 증가가 죽의 amylose함량을 현저하게 감소시킨다는 본 연구와 일치된 결과를 제시하였다. 한편, 높은 가수량에서 모시 분말 첨가량이 증가할수록 죽의 amylose함량이 증가하는 것으로 나타났다.
0 cm 사이에서 변화하는 것을 알 수 있었다. 죽의 퍼짐성은 모시분말 첨가량에 비해 가수량에 의해 더 크게 영향을 받는 것으로 나타났다(Fig. 2). 퍼짐성은 가수량이 증가할수록 현저하게 증가하는 경향을 보여주었으며, 이는 점성이 증가할수록 퍼짐성은 떨어진다는 사실과 일치하는 결과를 보여주었다.
점성은 가수량이 증가할수록 급격하게 떨어지는 것을 보여주었으나, 모시분말은 죽의 점성 특성에 영향을 미치지 못하였다. 퍼짐성은 가수량이 증가할수록 현저하게 증가하는 경향을 보여주었으며, 이는 점성이 증가할수록 퍼짐성은 떨어진다는 사실과 일치된 결과를 보여주었다. 모시 첨가량이 증가할수록 밝기는 현격히 감소하는 것으로 조사되었으며 가수량의 변화는 밝기에 거의 영향이 없는 것으로 나타났다.
2). 퍼짐성은 가수량이 증가할수록 현저하게 증가하는 경향을 보여주었으며, 이는 점성이 증가할수록 퍼짐성은 떨어진다는 사실과 일치하는 결과를 보여주었다. Zhang 등(3)은 잣죽의 제조조건 연구에서 가수량이 증가할수록 퍼짐성이 증가한다고 보고한바 있으며, Lee 등(4)도 검정콩 발아물을 이용한 죽제조시 가수량이 증가할수록 퍼짐성이 증가한다고 보고하였다.
잣죽 제조시 amylose함량은 가수량에 따라 1%수준에서 유의성이 인정되었으며(3), 가수량의 증가가 죽의 amylose함량을 현저하게 감소시킨다는 본 연구와 일치된 결과를 제시하였다. 한편, 높은 가수량에서 모시 분말 첨가량이 증가할수록 죽의 amylose함량이 증가하는 것으로 나타났다. Lee 등(4)도 검정콩 발아물을 이용한 죽제조시 발아물 첨가비율이 증가함에 따라 amylose함량이 증가한다고 보고하였다.
Zhang 등(3)은 잣죽의 제조조건 연구에서 가수량이 증가할수록 퍼짐성이 증가한다고 보고한바 있으며, Lee 등(4)도 검정콩 발아물을 이용한 죽제조시 가수량이 증가할수록 퍼짐성이 증가한다고 보고하였다. 한편, 모시분말은 낮은 가수량에서 첨가량이 증가할수록 퍼짐성이 증가하는 것으로 나타났다. Ryu 등(7)은 아몬드 첨가량이 다른 죽의 품질특성연구에서 아몬드 첨가량이 증가함에 따라 퍼짐성이 증가한다고 보고하여 본 결과와 일치하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
비단죽은 쌀알을 얼마나 갈아서 만든 것인가?
따라서 우리의 전통음식인 죽도 그 편의성을 부여하고 물성과 기능성이 뛰어난 제품으로 산업화를 위한 개발에 관심이 고조되고 있다. 죽은 쌀알의 입자크기에 따라 쌀죽을 옹근죽, 원미죽, 무리죽 등으로 나눌 수 있는데 옹근죽은 쌀알을 그대로 끓인 것이고 원미죽은 쌀알을 반 정도 갈아서 만들며, 무리죽은 쌀알을 완전히 곱게 갈아서 만든 것으로 비단죽이라고 한다(1,2). 죽의 이용범위도 일상식, 이유식, 환자식, 치료식, 보양식, 건강식 그리고 노인식 등으로 확대되어 갈 뿐만 아니라 국민소득의 향상과 함께 소비자의 고품질 식품에 대한 기호도의 증가와 건강에 관한 관심의 증가로 다양한 부재료를 사용한 기능성이 첨가된 죽류에 관한 연구가 이루어지고 있다(3-10).
모시잎은 어떤 영양소를 함유하고 있는가?
모시 옷 해 입는 모시풀은 잘 알려져 있지 않는 약초 중의 약초이다. 모시잎에는 비타민류가 풍부하며 칼슘, 칼륨, 철, 마그네슘 등의 무기성분과 단백질이 다량 함유되어 있다(12). 그동안의 연구 결과에 의하면 모시잎의 풍부한 섬유질은 장운동을 돕고 다이어트 효능이 있으며 생체내 산화 작용을 억제하는 플라보노이드 성분을 비롯해 모세혈관을 튼튼하게 하는 루틴등 다양한 영양성분이 함유되어 있는 것으로 드러났다(13,14).
가수량과 모시분말은 모시죽의 점성에 어떤 영향을 미치는가?
모시죽의 amylose함량은 가수량에 의해 유의적인 영향을 받았으며 가수량이 증가할수록 현저하게 감소하는 것으로 나타났다. 점성은 가수량이 증가할수록 급격하게 떨어지는 것을 보여주었으나, 모시분말은 죽의 점성 특성에 영향을 미치지 못하였다. 퍼짐성은 가수량이 증가할수록 현저하게 증가하는 경향을 보여주었으며, 이는 점성이 증가할수록 퍼짐성은 떨어진다는 사실과 일치된 결과를 보여주었다.
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