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문제 정의
- 즉, 국물의 탁도가 낮다는 것은 면으로부터 용출된 고형분의 함량이 낮다는 것으로 면이 조리 시 분리되지 않고 안정된 형태를 유지한다는 것을 의미하며, 반대로, 탁도가 높다는 것은 조리 시 면의 형태가 무너지면서 면을 이루고 있는 성분의 일부분이 국물로 빠져나오는 것을 의미한다. 기존의 쌀면에 대한 연구에서 가장 큰 문제 중에 하나는 조리 시 쌀면이 붕괴되면서 탁한 국물을 보이는 것이었으므로, 본 연구에서는 조리 시 쌀면의 형태 안정성을 살펴보기 위해 조리 후 국물의 탁도를 측정하였다.
- 본 연구에서는 다양한 셀룰로오스 에테르를 쌀에 첨가하여 쌀면을 제조한 후 이를 조리 후 국물의 탁도 및 조리시간 동안에 쌀면의 강도변화를 통해 조리특성을 측정함으로써, 셀룰로오스 에테르의 분자량, 치환체, 치환도, 물 양의 인자가 셀룰로오스 에테르가 첨가된 쌀면의 조리특성에 주는 영향에 대해 살펴보았다.
제안 방법
- 그 후, 국물은 자외선가시광선 분광분석기(U-2800, Hitachi, Japan)을 이용하여 탁도를 측정하였는데, 1 cm의 두께(C)를 갖는 셀을 이용하여 675 nm에서의 투과율(T)을 측정하여 다음의 식을 이용하여 탁도(τ)값을 구하였다.
- 이는 매우 간편한 방법이기는 하나, 단순하고 정확성이 저하되는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 유변물성 측정기를 활용하여 조리시간에 따라 면의 압축강도를 측정하여 면의 호화정도를 측정하였다.
- 셀룰로오스 에테르가 첨가된 쌀국수를 제조하여 조리시간에 따른 조리면의 조직감 변화를 측정하기 위하여 유변물성측정기(MARS III, Hakke, Germany)을 이용하였다. 조리시간을 달리하여 조리한 쌀면을 건져내어 25℃에서 PP08 geometry를 이용하여 0.
- 셀룰로오스 에테르의 분자량, 첨가량, 치환도 및 치환체 종류, 물 양이 쌀면의 조리특성에 주는 영향을 살펴보기 위해 자외선 가시광선 분광분석기를 이용하여 조리 후 쌀면 국물 탁도를 측정하고 유변물성 측정기를 이용하여 쌀면의 압축강도를 측정하였다. HPMC의 분자량 및 물 양이 증가할수록 국물의 탁도가 감소하여 조리 시 쌀면의 형태안정성이 향상되었고, 셀룰로오스 에테르 첨가량, 치환체 종류, 치환도에 따라 탁도 값이 변화하여, 이들 인자 모두가 쌀면의 형태안정성에 영향을 준다는 것을 확인하였다.
- 본 연구에서 쌀면의 제조는 이전의 연구(Um and Yoo, 2013) 과 동일한 방법으로 제조하였다. 쌀반죽은 쌀가루 100 g, 쌀가루 중량 대비 HPMC, HEMC 및 MC를 3 wt%를 보울에서 섞은 후, 일정량의 증류수를 쌀가루/셀룰로오스 에테르 혼합물에 첨가하여 10분간 손으로 반죽하여 제조하였으며, 이를 평평하게 만들어 은박지에 씌워 냉장고에 1시간 동안 숙성시켰다. 이후 반죽은 제면기(ATLAS 150, MARCATO, Italy)를 사용하여 롤 간격을 바꾸면서 레벨 1에서 10회, 레벨 2에서 1회, 레벨 5에서 1회 실시하여 얇은 면을 형성하여 제면한 후, 건조대에서 건조시켰다.
- 쌀반죽은 쌀가루 100 g, 쌀가루 중량 대비 HPMC, HEMC 및 MC를 3 wt%를 보울에서 섞은 후, 일정량의 증류수를 쌀가루/셀룰로오스 에테르 혼합물에 첨가하여 10분간 손으로 반죽하여 제조하였으며, 이를 평평하게 만들어 은박지에 씌워 냉장고에 1시간 동안 숙성시켰다. 이후 반죽은 제면기(ATLAS 150, MARCATO, Italy)를 사용하여 롤 간격을 바꾸면서 레벨 1에서 10회, 레벨 2에서 1회, 레벨 5에서 1회 실시하여 얇은 면을 형성하여 제면한 후, 건조대에서 건조시켰다.
- 조리 시 면이 형태를 얼마나 유지하고 있는 지를 파악하기 위해 조리 후 면을 삶은 국물에 대한 탁도를 측정해왔다. 즉, 국물의 탁도가 낮다는 것은 면으로부터 용출된 고형분의 함량이 낮다는 것으로 면이 조리 시 분리되지 않고 안정된 형태를 유지한다는 것을 의미하며, 반대로, 탁도가 높다는 것은 조리 시 면의 형태가 무너지면서 면을 이루고 있는 성분의 일부분이 국물로 빠져나오는 것을 의미한다.
- 제조된 쌀면은 100℃의 끓는 물에서 넣고 조리하였다. 조리 후 쌀면 국물의 탁도를 측정하기 위하여 먼저 쌀면을 제거하고 국물을 얻은 후 상온으로 온도를 낮췄다. 그 후, 국물은 자외선가시광선 분광분석기(U-2800, Hitachi, Japan)을 이용하여 탁도를 측정하였는데, 1 cm의 두께(C)를 갖는 셀을 이용하여 675 nm에서의 투과율(T)을 측정하여 다음의 식을 이용하여 탁도(τ)값을 구하였다.
- 셀룰로오스 에테르가 첨가된 쌀국수를 제조하여 조리시간에 따른 조리면의 조직감 변화를 측정하기 위하여 유변물성측정기(MARS III, Hakke, Germany)을 이용하였다. 조리시간을 달리하여 조리한 쌀면을 건져내어 25℃에서 PP08 geometry를 이용하여 0.045 mm/s의 속도로 axial test를 행하여 쌀면의 압축강도를 측정하므로써, 면의 조직감 변화를 측정하였다.
대상 데이터
- 쌀가루는 박력쌀가루(대두식품 (주), 대한민국)를 사용하였고 실험에 사용한 HPMC, HEMC 및 MC는 (주)삼성정밀화학의 제품을 사용하였으며, 이들의 시료 코드, 치환도 및 점도는 Table 1에 정리하였다. 밀가루는 대조군으로써 시중에서 판매하는 제품을 구입하여 사용하였다.
- 쌀가루는 박력쌀가루(대두식품 (주), 대한민국)를 사용하였고 실험에 사용한 HPMC, HEMC 및 MC는 (주)삼성정밀화학의 제품을 사용하였으며, 이들의 시료 코드, 치환도 및 점도는 Table 1에 정리하였다. 밀가루는 대조군으로써 시중에서 판매하는 제품을 구입하여 사용하였다.
성능/효과
- 셀룰로오스 에테르의 분자량, 첨가량, 치환도 및 치환체 종류, 물 양이 쌀면의 조리특성에 주는 영향을 살펴보기 위해 자외선 가시광선 분광분석기를 이용하여 조리 후 쌀면 국물 탁도를 측정하고 유변물성 측정기를 이용하여 쌀면의 압축강도를 측정하였다. HPMC의 분자량 및 물 양이 증가할수록 국물의 탁도가 감소하여 조리 시 쌀면의 형태안정성이 향상되었고, 셀룰로오스 에테르 첨가량, 치환체 종류, 치환도에 따라 탁도 값이 변화하여, 이들 인자 모두가 쌀면의 형태안정성에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 또한, 이들 인자를 효과적으로 조절할 경우, 밀면을 조리한 국물의 탁도보다 낮은 탁도값이 얻어져 셀 룰로오스 에테르의 첨가에 따라 조리 시 쌀면의 형태안정성이 크게 향상됨을 확인하였다.
- Figure 4는 셀룰로오스 에테르의 치환체 및 치환도가 다른 제품을 쌀에 첨가하여 제조한 쌀면들의 조리 후 탁도 결과를 나타내고 있다. PM2 및 EM의 경우, 밀면의 탁도보다 높은 값을 보여 형태안정성이 상대적으로 저조한 것으로 나타났으나, PM1 및 PM3의 경우, 낮은 탁도 값을 보여 조리시 쌀면의 형태안정성이 매우 높은 것으로 나타났다. 이렇게 치환체 및 치환도에 따라 조리 후 국물의 탁도 차이가 큰 결과는 셀룰로오스 에테르의 치환체 및 치환도가 쌀면의 형태안정성에 큰 영향을 준다는 것을 의미하는 것으로 향후 쌀면 제조 시, 조리 시 쌀면 형태안정성 향상을 위해 PM1 및 PM3를 활용할 수 있다.
- 46 cm−1 )보다 높은 것으로 나타나, 밀면에 비하여 조리시 면의 형태안정성이 낮은 것으로 나타났다. 그러나, 3% 이상의 PH를 쌀에 첨가하여 쌀면을 제조한 경우에는 국물의 탁도가 밀면의 그것보다도 작게 나타나 조리 시 쌀면의 형태안정성이 매우 높은 것으로 나타났다. 2%의 PH 첨가량까지는 탁도가 높다가, 3% 이상의 PH 첨가량에서 탁도가 낮아져 면의 형태안정성이 향상되는 것은, 쌀에 첨가된 HPMC가 쌀 입자들을 하나로 묶는 바인더 역할을 하는데 기인된 결과로 생각된다.
- HPMC의 분자량 및 물 양이 증가할수록 국물의 탁도가 감소하여 조리 시 쌀면의 형태안정성이 향상되었고, 셀룰로오스 에테르 첨가량, 치환체 종류, 치환도에 따라 탁도 값이 변화하여, 이들 인자 모두가 쌀면의 형태안정성에 영향을 준다는 것을 확인하였다. 또한, 이들 인자를 효과적으로 조절할 경우, 밀면을 조리한 국물의 탁도보다 낮은 탁도값이 얻어져 셀 룰로오스 에테르의 첨가에 따라 조리 시 쌀면의 형태안정성이 크게 향상됨을 확인하였다. 유변물성 측정기를 이용한 쌀면의 압축특성 측정은 조리시간에 따른 쌀면의 호화정도 및 변화하는 조직감을 살펴보는 데 효과적이였으며, 물 양 및 셀룰로오스 에테르의 분자량이 다른 인자들에 비하여 조리시간 별 쌀 면의 호화특성 및 조직감에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
- Figure 6는 HPMC 분자량에 따른 쌀면의 조리시간 별 압축 강도를 나타내고 있다. 분자량이 증가할수록 초기 호화되기 전에 압축강도가 큰 차이가 있어, 분자량이 증가할수록 압축 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, 8분의 조리시간 부근에서 대부분 압축강도변화가 감소하여 호화가 마무리 단계에 접어들고 있는 것으로 파악되었다.
- Figure 7은 중간 점도를 갖는 셀룰로오스 에테르에 대해 치환도 및 치환체 차이에 따라 조리시간 별 쌀면의 압축강도를 측정한 결과이다. 샘플마다 다소 차이는 있으나 측정오차를 감안할 때, 샘플마다 큰 차이 없이 유사한 호화거동을 보이는 것으로 나타났다. 즉, 4~8분 사이의 조리시간에서 호화가 본격적으로 일어나 압축강도가 크게 감소하고 8분 이후부터는 압축강도의 감소가 둔화되어 호화가 마무리 단계에 있음을 알 수 있다.
- Figure 5는 쌀면 제조 시 사용하는 물 양을 달리하고 3% PH를 첨가하여 제조한 쌀면의 조리 시 압축강도를 측정한 결과를 나타내고 있다. 압축강도의 경향을 보면 급격히 떨어지다 서서히 감소하는데, 물 양 64%는 변곡점이 없이 일정하게 감소하는 경향을 보였고, 다른 물 양의 경우보다 압축강도가 높은 것으로 나타났는데, 이는 물 양 64%에서는 물이 상대적으로 많기 때문에 면의 부피가 증가하여 결과적으로 면의 굵기가 증가하므로 압축 시 면이 압축에 대해 저항할 수 있는 힘이 증가하여 압축강도가 증가하는 것으로 생각된다. 전체적으로는 조리시간 증가에 따라 압축강도가 감소하여 쌀면의 호화가 일어남을 확인하였고, 64% 물 양 샘플 외에는 8분 정도의 시간이 경과하면 유사한 수준의 호화정도를 갖는 것으로 나타났다.
- 또한, 이들 인자를 효과적으로 조절할 경우, 밀면을 조리한 국물의 탁도보다 낮은 탁도값이 얻어져 셀 룰로오스 에테르의 첨가에 따라 조리 시 쌀면의 형태안정성이 크게 향상됨을 확인하였다. 유변물성 측정기를 이용한 쌀면의 압축특성 측정은 조리시간에 따른 쌀면의 호화정도 및 변화하는 조직감을 살펴보는 데 효과적이였으며, 물 양 및 셀룰로오스 에테르의 분자량이 다른 인자들에 비하여 조리시간 별 쌀 면의 호화특성 및 조직감에 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
- 4%)보다 매우 많아 전체적으로 PM2보다 더 소수성을 띈다. 전체적으로 낮은 탁도 결과를 나타낸 PM1과 PM3의 경우, EM과 PM2보다 소수성이 큰데, 쌀면 요리 시 물을 사용하여 끓이므로, 상대적으로 친수성인 EM와 PM2의 경우에는 셀룰로오스 에테르가 물에 부분적으로 팽윤 또는 용해되어 바인더로서의 역할을 더 이상 하지 못하고, 쌀 입자가 용출되는 결과를 낳는 반면, 상대적으로 소수성이 큰 PM1과 PM3의 경우, 물에 용해도가 낮아 바인더로서 역할을 유지하는 것으로 생각된다.
- 압축강도의 경향을 보면 급격히 떨어지다 서서히 감소하는데, 물 양 64%는 변곡점이 없이 일정하게 감소하는 경향을 보였고, 다른 물 양의 경우보다 압축강도가 높은 것으로 나타났는데, 이는 물 양 64%에서는 물이 상대적으로 많기 때문에 면의 부피가 증가하여 결과적으로 면의 굵기가 증가하므로 압축 시 면이 압축에 대해 저항할 수 있는 힘이 증가하여 압축강도가 증가하는 것으로 생각된다. 전체적으로는 조리시간 증가에 따라 압축강도가 감소하여 쌀면의 호화가 일어남을 확인하였고, 64% 물 양 샘플 외에는 8분 정도의 시간이 경과하면 유사한 수준의 호화정도를 갖는 것으로 나타났다.
- 2%의 PH 첨가량까지는 탁도가 높다가, 3% 이상의 PH 첨가량에서 탁도가 낮아져 면의 형태안정성이 향상되는 것은, 쌀에 첨가된 HPMC가 쌀 입자들을 하나로 묶는 바인더 역할을 하는데 기인된 결과로 생각된다. 즉, 2%의 PH 첨가량까지는 바인더의 양이 작아, 쌀 입자를 충분히 접착하지 못해, 조리 시 용출되는 쌀 입자가 존재하나, 3% 이상의 PH 첨가량에서는 충분히 접착하여 조리 시 용출되는 쌀입자가 감소한데 기인되는 결과로 생각된다.
- 샘플마다 다소 차이는 있으나 측정오차를 감안할 때, 샘플마다 큰 차이 없이 유사한 호화거동을 보이는 것으로 나타났다. 즉, 4~8분 사이의 조리시간에서 호화가 본격적으로 일어나 압축강도가 크게 감소하고 8분 이후부터는 압축강도의 감소가 둔화되어 호화가 마무리 단계에 있음을 알 수 있다. Figure 8은 고점도를 갖는 셀룰로오스 에테르인 PH (HPMC)와 EH(HEMC)에 대한 호화거동을 비교하고 있으나, 치환체가 다름에도 불구하고 조리시간에 따른 압축강도가 거의 유사한 것으로 나타났다.
후속연구
- PM2 및 EM의 경우, 밀면의 탁도보다 높은 값을 보여 형태안정성이 상대적으로 저조한 것으로 나타났으나, PM1 및 PM3의 경우, 낮은 탁도 값을 보여 조리시 쌀면의 형태안정성이 매우 높은 것으로 나타났다. 이렇게 치환체 및 치환도에 따라 조리 후 국물의 탁도 차이가 큰 결과는 셀룰로오스 에테르의 치환체 및 치환도가 쌀면의 형태안정성에 큰 영향을 준다는 것을 의미하는 것으로 향후 쌀면 제조 시, 조리 시 쌀면 형태안정성 향상을 위해 PM1 및 PM3를 활용할 수 있다. EM은 HEMC로 친수성인 히드록시에틸기를 가지고 있어 네 가지 셀룰로오스 중에 가장 친수성을 띄며, PM2도 전체적으로는 소수성을 띄는 편이나, PM1의 경우 PM2보다 소수성기인 메톡시기의 함량이 크게 높아(Table 1) 전체적으로 PM1이 PM2보다 소수성을 띈다.
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