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문제 정의
- 본 연구에서는 두부응고제로서 상용화되고 있는 염화마그네슘유화물의 제품화를 위한 목적으로 유화 시 Homomixer 회전속도를 달리하여 유화물을 제조하였다. 유화물의 유지 중에 분산되어 있는 염화마그네슘 수용액의 입자크기 및 유화안정성, 점도를 비교하고 두유에 적용하여 두부제조 시 응고시간과 조직의 상태 및 이수율에 대하여 측정하여 최적조건을 확립하고자 하였다.
- 본 연구에서는 두부응고제로서 상용화되고 있는 염화마그네슘유화물의 제품화를 위한 목적으로 유화 시 Homomixer 회전속도를 달리하여 유화물을 제조하였다. 유화물의 유지 중에 분산되어 있는 염화마그네슘 수용액의 입자크기 및 유화안정성, 점도를 비교하고 두유에 적용하여 두부제조 시 응고시간과 조직의 상태 및 이수율에 대하여 측정하여 최적조건을 확립하고자 하였다.
제안 방법
- 즉, 교반기가 부착된 4-neck flask에 옥수수기름과 글리세린지방산에스테르, 혼합형 d-토코페롤을 넣어 60℃로 가열, 교반하면서 용해시켰고, 여기에 60%(w/w) 염화마그네슘 수용액을 교반속도 175rpm, 온도 60℃ 유지하면서 10∼15분간 dropping하여 premix -ture를 제조하였다.
- 각 조건별 유화물을 옥수수기름에 5%(w/w)의 농도로 희석하여 광학현미경으로 ×600 배율로 접안마이크로미터 한눈금의 크기를 3μm로 하여 염화마그네슘 수용액의 입자를 비교하였다.
- 조제한 염화마그네슘유화물의 특성을 실험하기 위하여 homomixer의 회전속도를 8,000rpm, 10,000rpm, 12,000rpm, 15,000rpm으로 달리하여 유화물을 제조하였다.
- 유화안정성을 확인하기 위하여 정치분리법[7]으로 homomixer의 회전속도를 달리한 유화물을 실온에 보관하면서 유상분리현상을 관찰하였다.
- 두부제조 및 응고시간은 稲岡의 방법[16]으로 1,000mL beaker에 두유(10 Brix%) 800g을 80℃까지 가열한 후 homomixer를 약 2,000rpm으로 교반하면서 두부응고제로서 60%(w/w) 염화마그네슘 수용액 3.20g 및 각 조건별로 제조한 W/O 염화마그네슘유화물 4.57g을 구분하여 각각 투입하였다. 이때 두부응고제로서 염화마그네슘의 첨가량은 두유 12.
- 71%)에 상당하는 양으로 환산하였다. 두부응고제 투입완료 직후 homomixer의 회전속도를 7,000rpm로 전환하여 최초 응고가 시작되는 시간을 측정하였다.
- 상기의 방법으로 제조한 두부를 실온으로 냉각시켜 두부 단면의 조직 상태를 비교하였다.
- 5B 정량용 여과지(ADVANTEC)를 얹어 무게를 달아 기록하였다(a). 제조한 각각의 두부를 실온으로 냉각 후 beaker로부터 미리 준비한 표준체에 마련한 여과지 위에 응고된 두부가 파손되지 않도록 주의하여 옮기고 전체 무게를 달아 기록하였다(b). 약 1시간 정도 자연 상태에서 방치하여 두부로부터 이수되는 순물을 표준체 팬에 모은 후 beaker로 옮겨 그 무게를 달아(c) 다음의 식(1)로 이수율을 정량하였다.
- 두부응고제로서 염화마그네슘유화물의 제조상 최적조건을 확립하기 위한 방법의 하나로 Homomixer의 회전속도에 따른 유화물의 품질특성을 비교하였고 유화물을 응고제로 사용하여 두부응고특성인 응고시간, 조직상태, 이수율을 측정하였다.
대상 데이터
- 본 실험 재료는 염화마그네슘(MgCl2․6H2O, Dahuachem International Economic and Trade Corp, China)) 옥수수기름(CJ제일제당, Korea), 글리세린지방산에스테르(太陽化學, Japan), 혼합형 d-토코페롤(理硏ビタミン,Japan)를 사용하였다. 실험기간은 2010년 6월로 두부제조에 사용한 두유는 시중 두부공장(충남 아산시)에서 구입하여 사용하였다.
- 본 실험 재료는 염화마그네슘(MgCl2․6H2O, Dahuachem International Economic and Trade Corp, China)) 옥수수기름(CJ제일제당, Korea), 글리세린지방산에스테르(太陽化學, Japan), 혼합형 d-토코페롤(理硏ビタミン,Japan)를 사용하였다. 실험기간은 2010년 6월로 두부제조에 사용한 두유는 시중 두부공장(충남 아산시)에서 구입하여 사용하였다.
이론/모형
- 염화마그네슘유화물의 배합비율 및 제조방법은 Table 1의 花王(株)의 방법[6]과 단순유화법[7]에 따라 수행하였다. 즉, 교반기가 부착된 4-neck flask에 옥수수기름과 글리세린지방산에스테르, 혼합형 d-토코페롤을 넣어 60℃로 가열, 교반하면서 용해시켰고, 여기에 60%(w/w) 염화마그네슘 수용액을 교반속도 175rpm, 온도 60℃ 유지하면서 10∼15분간 dropping하여 premix -ture를 제조하였다.
- 회전속도를 달리한 유화물의 점도는 회전식 점도측정 법[15]으로 Brookfield LV type의 점도계로 Spindle No. 4, 60 rpm, 25℃에서 측정하였다.
- 두부의 이수율은 비압착법에 의한 자연탈수 방법으로 측정하였다. 즉, 실험에 앞서 여과를 위해 200mm 표준체와 팬을 결합하여 그 위에 미리 물을 흡수시킨 270mm No.
성능/효과
- 각 유화물에 대한 두부의 응고 특성에 있어서는 30초 이상의 응고지연효과를 나타냈으며, 조직은 매끄럽고 탄력성 및 보형성이 양호하였으며, 평균 이수율은 약 21%를 나타내었다. 따라서 염화마그네슘유화물을 제조하는데 있어서 Homomixer의 회전속도는 10,000rpm 이상에서 제조하는 것이 두부응고제로서 두부의 조직 상태와 이수율 등이 가장 좋은 결과를 나타내었다.
- 8,000rpm의 회전속도로 제조한 유화물의 입자크기는 2∼5μm, 10,000rpm의 경우는 2∼4μm, 12,000rpm은 1∼3μm, 15,000rpm은 1∼2μm으로 회전속도를 증가시킬수록 입자의 크기가 뚜렷하게 미세화 되는 경향을 나타내었다.
- Homomixer의 회전속도를 달리하여 제조한 염화마그네슘유화물을 옥수수기름 중에 분산되어 있는 염화마그네슘 수용액 입자크기는 1∼5μm으로 분포되어 있었으며, 회전속도를 증가시킬수록 뚜렷한 입자차이로 미세화 되는 경향을 나타내었다.
- Homomixer의 회전속도를 달리하여 제조한 염화마그네슘유화물을 실온에 보관하면서 상층부 유상분리의 발생을 측정한 결과는 Table 2와 같다. 회전속도를 8,000rpm으로 제조한 유화물은 25일, 10,000rpm은 32일, 12,000rpm은 34일, 15,000rpm은 52일 만에 상층부의 유상분리가 확인되었다. 유화물 제조에 있어서 회전속도가 증가할수록 유상분리가 지연되었으며, 유화물에 있어서 유화안정화 조건인 연속상 중에 분산상의 입자크기가 미세하거나 점도가 높아질수록 유상분리의 발생이 지연되는 경향을 나타내었다.
- 회전속도를 8,000rpm으로 제조한 유화물은 25일, 10,000rpm은 32일, 12,000rpm은 34일, 15,000rpm은 52일 만에 상층부의 유상분리가 확인되었다. 유화물 제조에 있어서 회전속도가 증가할수록 유상분리가 지연되었으며, 유화물에 있어서 유화안정화 조건인 연속상 중에 분산상의 입자크기가 미세하거나 점도가 높아질수록 유상분리의 발생이 지연되는 경향을 나타내었다.
- Homomixer의 회전속도를 8,000rpm, 10,000 rpm, 12,000rpm, 15,000 rpm으로 각각 제조한 유화물에 대하여 점도를 측정한 결과는 Table 3과 같다. 회전속도를 8,000rpm으로 제조한 유화물은 2,190cp, 10,000rpm에서는 2,320cp, 12,000rpm에서는 2,450cp, 15,000rpm에서는 2,610cp로 회전속도와 점도는 비례하는 경향을 나타내었다.
- 이 결과 회전속도를 증가시킬수록 응고가 두드러지게 지연되는 경향을 나타내었으며, 염화마그네슘유화물에 있어서 연속상 중의 분산상의 입자크기가 작아지거나 실온에서 보관하면서 상층부 유상분리의 발생이 느릴수록 두부제조 시 응고지연효과가 더 있다고 볼 수 있으며, 두부제조 시 유화물을 투입 후 분산시키기 위한 homomixing의 회전속도 조절에 의해 두부 응고시간을 필요한대로 조정할 수 있다는 가능성을 나타내었다.
- 3과 같다. 일반적인 방법으로 제조한 두부의 조직 상태와 비교하였을 때 염화마그네슘유화물을 응고제로 사용한 두부의 표면 및 단면이 매끄럽고 탄력이 좋고 보형성이 양호한 결과를 나타내었으며, 회전속도를 12,000rpm으로 제조한 유화물을 응고제로 사용하여 제조한 두부단면의 조직상태 및 보형성 가장 양호한 결과를 나타내었다.
- 두부의 조직이 거칠고 매끄러움의 차이는 응고진행시간에 관계하여 속효성 응고제를 사용할 경우 미세응고단위로 분산이 되지 않아 조직이 거칠게 된 반면, 염화마그네슘 W/O유화물의 경우는 homomixer를 이용한 가역적인 유화 파괴와 더불어 응고반응 지효화 기작[16]에 의해서서히 방출된 염화마그네슘이 세세하게 두유 중에 분산되어 치밀한 겔을 형성하여 조직이 매끄러울 분만 아니라 탄력있고 보형성이 우수한 두부가 만들어졌다고 판단된다.
- 염화마그네슘유화물의 입자는 Homomixer의 회전속도가 증가할수록 미세화하였고 입자크기는 1∼5μm로 분포하고 있었으며, 미세화 할수록 점도의 증가와 보관 중 유상분리의 지연으로 상관관계가 있음을 나타내었다.
- 10,000rpm의 경우를 제외하고는 평균 이상의 이수율을 나타내었으며, 경향을 판단하기 어려운 값을 나타내었다. 염화마그네슘유화물을 응고제로 사용했을 때 평균 이수율은 약 21%로 60%(w/w) 염화마그네슘 수용액을 응고제로 사용한 두부의 이수율의 약 54% 수준 밖에 되지 않는 점으로 미루어 보수성이 양호한 것으로 확인되었다.
- 각 조건별 염화마그네슘유화물에 대한 이화학적 특성과 두부제조 특성을 비교하여 염화마그네슘유화물의 제조조건으로 Homomixer의 회전속도를 10,000rpm 이상에서 제조하는 것이 두부응고제로서 두부의 조직상태와 이수율 등이 가장 좋은 결과를 나타내었다.
- 염화마그네슘유화물의 입자는 Homomixer의 회전속도가 증가할수록 미세화하였고 입자크기는 1∼5μm로 분포하고 있었으며, 미세화 할수록 점도의 증가와 보관 중 유상분리의 지연으로 상관관계가 있음을 나타내었다. 각 유화물에 대한 두부의 응고 특성에 있어서는 30초 이상의 응고지연효과를 나타냈으며, 조직은 매끄럽고 탄력성 및 보형성이 양호하였으며, 평균 이수율은 약 21%를 나타내었다. 따라서 염화마그네슘유화물을 제조하는데 있어서 Homomixer의 회전속도는 10,000rpm 이상에서 제조하는 것이 두부응고제로서 두부의 조직 상태와 이수율 등이 가장 좋은 결과를 나타내었다.
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