본 연구는 식혜의 편이성, 유통성, 저장성을 향상시키기 위하여 피막물질을 첨가하고 분무건조를 통하여 분말화를 하고자 하였다. 최적조건 설정을 위하여 반응표면분석법을 이용하였으며 독립변수는 피막물질 maltodextrin의 첨가량(%), 분무건조기의 inlet 온도($^{\circ}C$) 그리고 분무건조기내 시료의 공급속도(mL/min)로 설정하였으며 이에 따라 영향을 받는 반응변수는 분말의 흡습량(g), 용해도(%), 입자크기(${\mu}m$)로 설정하였다. 각 반응변수에 따른 회귀식은 흡습량은 p<0.001, 용해도는 p<0.05, 입자크기는 P<0.001 수준에서 유의성이 인정되었다. 그리고 각 독립변수와 종속변수의 영향을 나타내는 반응표면그래프를 이용하여 최적 분말화 조건을 예측한 결과 각 종속변수 최적점인 MD 22%, 분무건조기의 inlet 온도 $140^{\circ}C$ 그리고 분무건조기 내로 유입되는 시료의 공급속도는 51 mL/min로 예측되었다.
본 연구는 식혜의 편이성, 유통성, 저장성을 향상시키기 위하여 피막물질을 첨가하고 분무건조를 통하여 분말화를 하고자 하였다. 최적조건 설정을 위하여 반응표면분석법을 이용하였으며 독립변수는 피막물질 maltodextrin의 첨가량(%), 분무건조기의 inlet 온도($^{\circ}C$) 그리고 분무건조기내 시료의 공급속도(mL/min)로 설정하였으며 이에 따라 영향을 받는 반응변수는 분말의 흡습량(g), 용해도(%), 입자크기(${\mu}m$)로 설정하였다. 각 반응변수에 따른 회귀식은 흡습량은 p<0.001, 용해도는 p<0.05, 입자크기는 P<0.001 수준에서 유의성이 인정되었다. 그리고 각 독립변수와 종속변수의 영향을 나타내는 반응표면그래프를 이용하여 최적 분말화 조건을 예측한 결과 각 종속변수 최적점인 MD 22%, 분무건조기의 inlet 온도 $140^{\circ}C$ 그리고 분무건조기 내로 유입되는 시료의 공급속도는 51 mL/min로 예측되었다.
Response surface methodology (RSM) is a statistical procedure frequently used for optimization studies. The purpose of this study was to determine the optimal spray drying condition for manufacturing Sikhye powder using RSM. Independent variables included the additive contents of maltodextrin (MD), ...
Response surface methodology (RSM) is a statistical procedure frequently used for optimization studies. The purpose of this study was to determine the optimal spray drying condition for manufacturing Sikhye powder using RSM. Independent variables included the additive contents of maltodextrin (MD), inlet temperature, and velocity of sample feed velocity. The dependent variables were water uptake (g), solubility (%) and particle size (${\mu}m$). Regression models describing the changes of water uptake (g), solubility (%) and particle size (${\mu}m$) with respect to the independent variables were statistically significant with coefficients of determination, $R^2$, greater than 0.9. The results indicated that the inlet temperature of the spray dryer was the most important independent variable that affected the water uptake (g), while the additive content of MD and the sample feed velocity had maximum effects on the solubility (%) and particle size (${\mu}m$) of the Sikhye powder, respectively. The optimum final product was expected to have the lowest possible water uptake (g) and particle size (${\mu}m$) but the highest possible solubility (%). In conclusion, the best spray drying conditions were as follows: additive MD content, 22%; inlet temperature, $140^{\circ}C$ ; and spray dryer sample feed velocity, 51 mL/min.
Response surface methodology (RSM) is a statistical procedure frequently used for optimization studies. The purpose of this study was to determine the optimal spray drying condition for manufacturing Sikhye powder using RSM. Independent variables included the additive contents of maltodextrin (MD), inlet temperature, and velocity of sample feed velocity. The dependent variables were water uptake (g), solubility (%) and particle size (${\mu}m$). Regression models describing the changes of water uptake (g), solubility (%) and particle size (${\mu}m$) with respect to the independent variables were statistically significant with coefficients of determination, $R^2$, greater than 0.9. The results indicated that the inlet temperature of the spray dryer was the most important independent variable that affected the water uptake (g), while the additive content of MD and the sample feed velocity had maximum effects on the solubility (%) and particle size (${\mu}m$) of the Sikhye powder, respectively. The optimum final product was expected to have the lowest possible water uptake (g) and particle size (${\mu}m$) but the highest possible solubility (%). In conclusion, the best spray drying conditions were as follows: additive MD content, 22%; inlet temperature, $140^{\circ}C$ ; and spray dryer sample feed velocity, 51 mL/min.
본 연구는 전통음료의 소비촉진과 쌀소비확대를 위하여 식혜의 편이성, 유통성, 저장성을 향상시키고자 했으며, 이를 위하여 피막물질을 첨가하여 분무건조를 통해 식혜를 분말화 하였다. 분무건조 시 피막물질의 첨가량, 분무건조기의 유입온도, 유속 등의 최적조건을 설정 하기위하여 반응표면분석법(responsesurface methodology, RSM)을 통해 최적점을 갖는 제조법을 확립하였다.
제안 방법
본 연구는 전통음료의 소비촉진과 쌀소비확대를 위하여 식혜의 편이성, 유통성, 저장성을 향상시키고자 했으며, 이를 위하여 피막물질을 첨가하여 분무건조를 통해 식혜를 분말화 하였다. 분무건조 시 피막물질의 첨가량, 분무건조기의 유입온도, 유속 등의 최적조건을 설정 하기위하여 반응표면분석법(responsesurface methodology, RSM)을 통해 최적점을 갖는 제조법을 확립하였다.
대상 데이터
식혜제조에 사용된 쌀은 경기도에서 생산되는 ‘호품’종을 이용하였다. 식혜의 분무건조 시 첨가되는 피막물질은 maltodextrin(TS Corporation)을 이용하였으며, 제조된 식혜와 피막물질을 혼합하여 분무건조기(Mini spray dryer B-290, BUCHI Labortechnik AG, Switzerland)를 이용하여 분말화하였다.
엿기름 가루는 시중에 판매되고 있는 하늘가애(Hamyangnonghyup, Hamyang, Korea) 제품을 마트에서 구입하여 사용하였다. 식혜제조에 사용된 쌀은 경기도에서 생산되는 ‘호품’종을 이용하였다.
데이터처리
)를 종속변수로 하였다. 또한 이들의 독립변수(Xn)에 영향을 받는 종속변수(Yn)는 아래와 같은 2차 회귀식으로 나타냈으며, 최적점을 찾기위해 반응표면그래프의 최대점, 최소점, 안장점 및 능선의 형태를 파악하여 예측하였다.
이론/모형
분무건조에 의해 건조된 분말의 입자크기를 측정하기 위해 particle size analyzer(HELOS BF&QUIXEL, Sympatec, Clausthal-Zellerfeld, GERMANY)를 이용하여 건식 분석법으로 측정하였으며 각 시료는 3번씩 측정하여 평균값을 산출하였다.
성능/효과
최종산물인 식혜분말은 낮은 흡습량과 작은 크기의 입자를 갖고 높은 용해도를 갖는 품질을 최적으로 고려하였다. 그래서 각 반응변수의 최적점 조건으로 최적화한 결과 Fig. 4와 같이 MD 22% 첨가, inlet 온도 140℃, 그리고 시료의 공급속도는 51 mL/min로 결정되었다. 이때 입자의 크기는 6.
중심합성계획법에 의하여 산출된 16개의 실험구의 처리조건에 따른 흡습량, 용해도, 입자크기는 Table 2와 같다. 흡습량은 0.023~0.048 g, 용해도는 78.77~96.08%, 분말 입자의 크기는 6.34~13.24 μm의 범위를 나타냈다. 분무건조를 통한 식혜분말의 독립변수(흡습량, 용해도, 입자크기)에 대한 회귀분석식은 Table 3과 같으며 흡습량은 p<0.
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