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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 두 품종의 수수를 저온초미분쇄기를 이용하여 얻은 4단계의 다른 입자 크기의 수수 분말을 각각의 입자 크기별 이화학적 특성을 검토하여 최적의 입자 크기를 찾고 우수한 가공법을 확립하는 기초자료로 제공하고자 하였다.
- 본 연구에서는 황금찰수수 및 밀양3호를 일반 분쇄기와 저온초미분쇄기를 이용하여 얻은 5단계의 다른 입자 크기의 수수 분말을 각각의 입자 크기별 이화학적 특성을 검토하여 최적의 입자 크기를 찾고 우수한 가공법을 확립하고자 연구를 수행하였다. 분말의 입자 크기는 분쇄속도가 증가할수록 작아졌으며 품종간에는 큰 차이를 보이지 않았으며, 전자현미경관찰에서는 밀양3호보다 황금찰수수가 더 거친 입자를 확인하였다.
제안 방법
- 분쇄조건에 따른 수수 분말 시료의 미세구조는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, Hitachi, Tokyo, Japan)을 이용하여 gole-palladium으로 진공상태에서 120초간 코팅시킨 후 5 kV에서 500배로 미세구조를 관찰하였다.
- 분쇄된 수수 분말 시료의 입도 분석은 Particle Size Analyser (Beckman Coulter LS200, Boulevard Brea, CA, USA)를 이용하였고, 수수 분말 0.1 g을 취하여 에탄올에 넣고 분산시킨 후, 10회 반복하여 입자의 직경, 평균입자직경 등을 측정하였다.
- 분쇄별 수수가루의 호화양상을 신속점도측정계(Rapid ViscoAnalyzer, Newport Scientific, Sydney, Australia)로 점도 변화를 측정하였다. 즉, 수수가루 3.
- 상등액 전부를 미리 항량을 구한 수분정량 수기에 담아 105℃에서 하룻밤 건조하여 남은 고형분량을 측정하여 2.5 g 시료에 대한 백분율로서 수분용해도지수를 산출하였다.
- 본 연구에 사용된 수수는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2011년 생산된 황금찰수수와 밀양3호를 사용하였다. 시료를 시험용 도정기(Ssang Yong MachineInd., Incheon, Korea)로 1분간 도정하여 겨층을 일부 제거하여 현미상태의 시료를 사용하였으며, 시료의 분쇄는 핀밀분쇄와 저온초미분쇄 방법을 이용하였다. 핀밀분쇄는 Pin-type Mill(DK201, Sejung Tech, Daegu, Korea)을 이용하여 4,600 rpm으로 분쇄하였으며, 저온초미분쇄는 실험실용 저온초미분쇄기(HKP-05, Korea Energy Technology, Seoul, Korea)를 이용하여 분쇄기의 온도는 －20℃로 설정하여 시료의 온도 상승을 억제하였고, 120 mesh의 필터를 장착하여 각각을 10,000, 20,000, 30,000 및 40,000 rpm의 속도로 고속회전 분쇄하여 얻어진 수수 분말을 시료로 사용하였다.
- 84℃의 속도로 50℃로 냉각시켜 측정하였다. 이로부터 호화개시온도(initial pasting temperature), 최고점도(peak viscosity), 최저점도(trough, 95℃에서 2.5분 후의 점도), 50℃로 냉각후의 최종점도(final viscosity)를 측정하였다.
- 즉, 수수가루 3.5 g(14% moisture basis)을 증류수에 분산시켜 25 ㎖로 조제한 시료를 RVA cup에 넣고 50℃에서 1분간 유지한 후 분당 12.16℃ 속도로 95℃까지 증가시켰으며, 95℃에서 2.5분간 유지시킨 후 다시 11.84℃의 속도로 50℃로 냉각시켜 측정하였다.
- , Incheon, Korea)로 1분간 도정하여 겨층을 일부 제거하여 현미상태의 시료를 사용하였으며, 시료의 분쇄는 핀밀분쇄와 저온초미분쇄 방법을 이용하였다. 핀밀분쇄는 Pin-type Mill(DK201, Sejung Tech, Daegu, Korea)을 이용하여 4,600 rpm으로 분쇄하였으며, 저온초미분쇄는 실험실용 저온초미분쇄기(HKP-05, Korea Energy Technology, Seoul, Korea)를 이용하여 분쇄기의 온도는 －20℃로 설정하여 시료의 온도 상승을 억제하였고, 120 mesh의 필터를 장착하여 각각을 10,000, 20,000, 30,000 및 40,000 rpm의 속도로 고속회전 분쇄하여 얻어진 수수 분말을 시료로 사용하였다.
대상 데이터
- 본 연구에 사용된 수수는 국립식량과학원 기능성작물부에서 2011년 생산된 황금찰수수와 밀양3호를 사용하였다. 시료를 시험용 도정기(Ssang Yong MachineInd.
데이터처리
- 5) Any means in the same column followed by the same letter are not significantly(p<0.05) different by Duncan's multiple range test.
- 6) Any means in the same column followed by the same letter are not significantly(p<0.05) different by Duncan's multiple range test.
- 통계분석은 SAS version 9.2(statistical analysis system, SAS Institute, Cary, NC, USA) program을 이용하여 각 처리군의 평균과 표준편차를 산출하고, Duncan's multiple range test를 이용하여 유의성을 검정하였다.
이론/모형
- 수수가루의 수분흡수지수(water absorption index; WAI)와 수분용해도지수(water solubility index; WSI)는 Anderson(1982) 의 방법에 의해 측정하였다. 즉, 수수가루 2.
성능/효과
- 또한 최고점도와 최저점도 정도의 차이로서 아밀로스 함량과 부의 상관관계를 가지며, 가공 중의 열, 전단에 대한 저항성과 높은 상관성을 보이는 강하점도(breakdown viscosity)는 밀양3호보다 황금찰수수가 전반적으로 높게 나타났고, 또한 두 품종 모두 분쇄속도가 증가할수록 감소하였다.
- 품종별, 분쇄단계별 분말의 호화 특성을 살펴본 결과, 두 품종간에 큰 차이를 나타냈으며, 밀양3호는 황금찰수수보다 호화개시온도, 최종점도 및 치반점도가 크게 나타났으나, 최고점도 및 강하점도는 황금찰수수가 밀양3호보다 높게 나타났다.
- 황금찰수수의 경우 분쇄속도가 빨라지고 입도 크기가 작아질수록 명도(L)는 증가하고 적색도(a) 및 황색도(b)는 그 변화의 폭이 매우 미미했으나, 밀양3호의 경우에는 명도(L), 적색도(a) 및 황색도(b) 모두 증가하였다. 특히 밀양3호 핀밀 분쇄인 M1의 적색도(a)의 경우 6.46으로 나타난 반면, M5의 경우 8.30으로 적색도가 증가하였고, 황색도도 M1이 8.34, M5가 10.51로 적색도와 마찬가지로 분쇄속도가 증가하고 입도 크기가 작아질수록 증가하였다. Cha 등(2012)의 보고에서 옥수수수염 분말의 입자 크기별 색도 변화를 살펴보면 본 연구와 유사하게 분쇄 속도가 증가하고 입도 크기가 작아질수록 명도는 증가한다고 보고하였으나, 적색도와 황색도는 수수 분말을 이용한 본연구와 상이하게 나타났으며, 고구마의 육질색 종류별 고구마 분말의 이화학적 특성을 연구(Kim 등 2010)한 보고에 따르면 분쇄 조건별 다양한 색도를 나타내었다.
- 분말의 입자 크기는 분쇄속도가 증가할수록 작아졌으며 품종간에는 큰 차이를 보이지 않았으며, 전자현미경관찰에서는 밀양3호보다 황금찰수수가 더 거친 입자를 확인하였다. 각 단계의 분말 색도 역시 품종간 차이는 크지 않았고, 명도는 입도가 작아질수록 증가하였으며, 황금찰수수의 경우 적색도와 황색도 역시 입도가 작아질수록 증가하는 경향을 나타냈다. 수분흡수율과 수분용해도는 품종간, 입도별 차이가 크게 나타났으며, 특히 수분용해도는 9.
- 06 ㎛으로 작아진다고 보고 하였다(Han 등 2007). 각각의 수수분말의 입자 크기는 옥수수 및 쌀 전분보다 입자 크기가 컸으나 초미분쇄를 실시하였을 경우 크게 작아짐을 확인하였다. 또한 분쇄된 각 분말의 표면을 관찰하기 위하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 이용하여 살펴본 결과, 분쇄 속도가 높아질수록 표면은 점점 거칠어지는 것을 알 수 있었으며, 밀양3호에 비하여 황금찰수수의 표면이 훨씬 더 커진 것으로 나타났다.
- 07%로 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한 밀양3호 핀밀 분쇄한 M1 및 저온초미분쇄한 M5 각각 2.04 g/g 및 1.79 g/g으로 나타나, 황금찰수수와 마찬가지로 입도가 작아질수록 수분흡수율은 감소하는 경향을 보였으며, 수분용해도지수의 경우 각각 5.89%에서 6.48%로 증가하였으나 황금찰수수보다 미미하게 증가하였다. 전체적으로 입도 크기가 작아질수록 물에 용해되는 능력은 월등히 증가하였으며, 수분을 흡수하고 팽윤하는 정도는 감소하였다.
- 또한 분쇄된 각 분말의 표면을 관찰하기 위하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)을 이용하여 살펴본 결과, 분쇄 속도가 높아질수록 표면은 점점 거칠어지는 것을 알 수 있었으며, 밀양3호에 비하여 황금찰수수의 표면이 훨씬 더 커진 것으로 나타났다.
- 47 RVU로 크게 감소하였다. 또한 최종점도(final viscosity)의 경우, 황금찰수수는 분쇄속도가 빨라지고 입도가 작아질수록 감소하는 경향을 나타냈으나, 밀양3호의 경우 반대로 증가하는 경향을 나타냈다. H1의 경우 125.
- 품종별, 분쇄단계별 분말의 호화 특성을 살펴본 결과, 두 품종간에 큰 차이를 나타냈으며, 밀양3호는 황금찰수수보다 호화개시온도, 최종점도 및 치반점도가 크게 나타났으나, 최고점도 및 강하점도는 황금찰수수가 밀양3호보다 높게 나타났다. 또한 치반점도의 경우 입자 크기별로 가장 큰 변화를 나타냈으며, 밀양3호의 경우 M1 및 M5는 각각 55.89 RVU 및 111.72 RVU를 나타내며 입도가 커질수록 약 2배 이상 증가하였다. 이상의 결과로 식품을 가공하는데 있어 수수 분말을 사용 시 적당한 특성의 분쇄방법을 선택하여 사용하는 것이 적절할 것이다.
- 본 연구에서는 황금찰수수 및 밀양3호를 일반 분쇄기와 저온초미분쇄기를 이용하여 얻은 5단계의 다른 입자 크기의 수수 분말을 각각의 입자 크기별 이화학적 특성을 검토하여 최적의 입자 크기를 찾고 우수한 가공법을 확립하고자 연구를 수행하였다. 분말의 입자 크기는 분쇄속도가 증가할수록 작아졌으며 품종간에는 큰 차이를 보이지 않았으며, 전자현미경관찰에서는 밀양3호보다 황금찰수수가 더 거친 입자를 확인하였다. 각 단계의 분말 색도 역시 품종간 차이는 크지 않았고, 명도는 입도가 작아질수록 증가하였으며, 황금찰수수의 경우 적색도와 황색도 역시 입도가 작아질수록 증가하는 경향을 나타냈다.
- 각 단계의 분말 색도 역시 품종간 차이는 크지 않았고, 명도는 입도가 작아질수록 증가하였으며, 황금찰수수의 경우 적색도와 황색도 역시 입도가 작아질수록 증가하는 경향을 나타냈다. 수분흡수율과 수분용해도는 품종간, 입도별 차이가 크게 나타났으며, 특히 수분용해도는 9.63%에서 13.24%로 입자 크기가 작아질수록 크게 증가하는 경향을 보였으며, 밀양3호의 경우에도 5.89%에서 8.27%로 증가하였다. 품종별, 분쇄단계별 분말의 호화 특성을 살펴본 결과, 두 품종간에 큰 차이를 나타냈으며, 밀양3호는 황금찰수수보다 호화개시온도, 최종점도 및 치반점도가 크게 나타났으나, 최고점도 및 강하점도는 황금찰수수가 밀양3호보다 높게 나타났다.
- 48%로 증가하였으나 황금찰수수보다 미미하게 증가하였다. 전체적으로 입도 크기가 작아질수록 물에 용해되는 능력은 월등히 증가하였으며, 수분을 흡수하고 팽윤하는 정도는 감소하였다. 이는 분말의 입도 크기가 작아질수록 물에 용해되고 결합되는 능력이 향상되기 때문이라고 판단된다.
- 수분흡수능(water absorption capacity)은 가루가 수분을 흡수하고 팽윤하여 식품에서 점도를 향상 시킬 수 있는 능력을 의미하며, 수분용해도는 가루가 수분에 용해되는 정도를 의미한다. 황금찰수수 및 밀양3호 두 품종 모두 분쇄입자가 작아질수록 수분흡수능은 감소하고, 수분용 해도는 증가하는 경향을 나타냈다. 황금찰수수 핀밀 분쇄 H1 의 경우 수분흡수율이 1.
후속연구
- 72 RVU를 나타내며 입도가 커질수록 약 2배 이상 증가하였다. 이상의 결과로 식품을 가공하는데 있어 수수 분말을 사용 시 적당한 특성의 분쇄방법을 선택하여 사용하는 것이 적절할 것이다.
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