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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 구약감자를 활용한 식품소재 개발 연구의 일환으로 구약감자 분말 첨가량을 달리한 국수 반죽의 레올로지 특성을 확인하였다.
- 본 연구에서는 구약감자 분말 첨가량을 달리하여 제조한 국수 반죽의 레올로지 특성을 확인하고자 하였다. 반죽의 물리적 특성인 Farinogram의 반죽 도달시간은 구약감자 분말 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비하여 시간이 연장되었으며, 반죽형성시간은 길어졌고, 반죽의 안정도는 대조구에 비하여 증가하였으나, 구약감자 분말 첨가량 증가에 따라 낮아졌으며, 저항도는 대조구에 비하여 반죽저항도가 감소하였으나, 구약감자 분말 첨가량 증가에 따라 증가하였다.
제안 방법
- 시료 65 g에 pH 11로 조정한 증류수 450 mL를 첨가하여 현탁액을 만들어 분석에 사용하였다. 25℃에서부터 95℃까지 1.5℃/min 속도로 승온시키며 점도변화를 측정하였다. 측정개시온도는 25℃부터 시작하여 호화개시온도(gelatinization temperature), 최고점도 온도(temperature at max.
- Farinograph mixing bowl을 30±0.2℃로 유지하고, 시료 300 g을 넣고 기계를 작동하면서 그래프 커브의 중앙이 500±20 B.U.에 도달할 때까지 pH 11로 조정한 증류수를 가하여 흡수량을 조절하였다.
- 본 실험에 구약감자 분말은 (주)삼진식품으로부터 제공 받아 사용하였으며, 중력분(백설밀가루, (주)CJ)을, 식염은 시판되는 순도 99% 이상의 정제염(백설 꽃소금, (주)CJ)을 사용하였다. 반죽 배합비의 구약감자 분말 첨가량은 밀가루와 구약 감자 분말 복합분에 대해 0, 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0%로 각각 달리하여 첨가하였으며, 수산화칼슘을 이용하여 pH 11로 조정한 증류수를 사용하였다.
- 반죽이 끝난 후 반죽을 150 g으로 분할하여 extensograph rounder 에서 원통형으로 성형한 다음 30±2℃의 발효조에서 45, 90 및 135분간 발효시킨 후 각 시간마다 반죽의 신장도(extensibility) 및 신장저항도(resistance to extension)의 값을 측정하였다.
- 1에 나타내었다. 배합비율은 Table 1과 같이 복합분 중량의 4%에 해당하는 소금을 물에 녹인 후 수산화칼슘을 이용하여 pH를 11로 조정하여 첨가하였고, 구약감자 분말은 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%로 첨가량을 달리하여 국수를 제조하였다. 전기 국수 제조기(JYS-N6, Joyoung, China)를 이용하여 상온에서 복합분을 1분간 혼합한 후 5분간 반죽하여 1.
- , Surrey, England)를 이용하여 Table 2와 같은 조건으로 측정하였다. 삶은 국수를 15.00 mm 간격의 noodle tensile rig probe(Stable Micro System Co. Ltd., Surrey, England)에 고정시킨 다음 75.00 mm까지 10.00 mm/sec 속도로 늘렸을 때의 인장강도를 측정하였다. 이 때 사용되는 시료는 probe에 잘 고정시키기 위하여 폭 5 mm의 칼국수 면으로 제조하여 사용하였다.
- 에 도달할 때까지 pH 11로 조정한 증류수를 가하여 흡수량을 조절하였다. 수분흡수율(water absorption), 반죽도달시간(arrival time), 반죽의 견도가 최고점에 도달할 때까지의 시간을 나타내는 반죽형성시간(development time), 안정도(stability) 및 반죽저항도(mechanical tolerance index; MTI)의 값을 측정하였다.
- 전기 국수 제조기(JYS-N6, Joyoung, China)를 이용하여 상온에서 복합분을 1분간 혼합한 후 5분간 반죽하여 1.6 × 1.6 mm의 굵기로 생 국수를 제조한 다음, 곤약의 응고 및 수분의 증발을 방지하기 위하여 polyethylene 봉지에 넣고 20℃에서 4시간 이상 숙성시켜 시료로 사용하였다.
- 5℃/min 속도로 승온시키며 점도변화를 측정하였다. 측정개시온도는 25℃부터 시작하여 호화개시온도(gelatinization temperature), 최고점도 온도(temperature at max. viscosity) 및 최고점도(max. viscosity)의 값을 측정하였으며, 호화개시온도는 초기점도가 10 B.U.에도달하는 온도로 나타내었다.
대상 데이터
- 본 실험에 구약감자 분말은 (주)삼진식품으로부터 제공 받아 사용하였으며, 중력분(백설밀가루, (주)CJ)을, 식염은 시판되는 순도 99% 이상의 정제염(백설 꽃소금, (주)CJ)을 사용하였다. 반죽 배합비의 구약감자 분말 첨가량은 밀가루와 구약 감자 분말 복합분에 대해 0, 0.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 반복실험에 대한 평균±표준편차로 나타내 었으며, 유의성 검증은 SPSS(Statistical Package for Social Sciences, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) software package(version 12)를 이용하여 p<0.05 수준으로 Duncan's multiple range test(Lee 등 1999)로 검증하였다.
이론/모형
- 구약감자 분말을 첨가한 국수 반죽의 Amylograph 특성은 AACC법 22-10(1985)에 따라 Brabender Visco-Amylograph(Duisburg, Germany)를 사용하여 분석하였다. 시료 65 g에 pH 11로 조정한 증류수 450 mL를 첨가하여 현탁액을 만들어 분석에 사용하였다.
- 구약감자 분말을 첨가한 국수 반죽의 Extensograph 특성은 AACC법 54-10(1985)에 따라 Brabender Extensograph(Duisburg, Germany)를 사용하여 분석하였다. 시료 300 g을 Farinograph mixing bowl에 넣고 Farinograph의 흡수율보다 2~5%의 적은 양의 증류수에 소금 2%를 용해시킨 후 수산화칼슘을 이용하여 pH를 11로 조정한 용액을 사용하였다.
- 구약감자 분말을 첨가한 국수 반죽의 Farinograph 특성은 AACC법 54-21(1985)에 따라 Brabender Farinograph(Duisburg, Germany)를 사용하여 분석하였다. Farinograph mixing bowl을 30±0.
성능/효과
- 반죽의 물리적 특성인 Farinogram의 반죽 도달시간은 구약감자 분말 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비하여 시간이 연장되었으며, 반죽형성시간은 길어졌고, 반죽의 안정도는 대조구에 비하여 증가하였으나, 구약감자 분말 첨가량 증가에 따라 낮아졌으며, 저항도는 대조구에 비하여 반죽저항도가 감소하였으나, 구약감자 분말 첨가량 증가에 따라 증가하였다. Amylogram 특성의 호화개시온도와 최고점도온도 및 최고점도는 구약감자 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. Extensogram 특성은 구약감자 분말 첨가량 증가 시반죽의 저항도와 신장도는 크게 감소하였고, 시간이 경과함에 따라 저항도는 증가하였으나 신장도는 감소하였다.
- Amylogram 특성의 호화개시온도와 최고점도온도 및 최고점도는 구약감자 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. Extensogram 특성은 구약감자 분말 첨가량 증가 시반죽의 저항도와 신장도는 크게 감소하였고, 시간이 경과함에 따라 저항도는 증가하였으나 신장도는 감소하였다. 신장 도와 저항도 값의 비율인 R/E 값은 구약감자 분말 증가에 따라 감소하고, 발효시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.
- 한편, 신장도와 신장 저항도 값의 비율인 R/E값의 변화를 Table 7에 나타내었다. R/E 값은 구약감자 분말 첨가량이 증가할수록 감소하며, 발효시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 일반적으로 R/E 값이 적을수록 힘이 약한 박력분인 경향이 있으며, 저항도 값이 큰 경우 시간이 경과함에 따라 저항도가 현저하게 증가하는 것은 반죽이 쉽고 좋은 반죽을 의미한다.
- 구약감자 분말 첨가 시 발효시 간이 경과함에 따라 신장도는 감소하며, 신장 저항도는 증가하는 경향을 나타내었는데, 이는 발효에 의하여 탄성과 점성이 증가되며, 신장도는 감소하는 밀가루 반죽의 특성 때문인 것으로 사료되며(Hoseney 등 1979), 멍게껍질로부터 정제된 섬유소를 첨가하여 빵반죽의 특성을 보고한 Yook 등(2000)의 연구와 일치하였다. 구약감자 분말 첨가량에 따른 신장도와 신장 저항도 모두 감소하는 경향을 나타내었는데, 이는 구약감자 분말을 첨가할 경우 반죽의 가스 보유력과 발효 내구력이 밀가루만을 사용할 경우에 비하여 저하됨에 따른 것으로 사료된다.
- 구약감자 분말 첨가량이 증가할수록 섬유질 증가에 따른 상대적인 전분질의 양 감소에 의한 것으로 사료되며, α-amylase의 활성이 증가함을 알 수 있었다.
- 3분에 비하여 구약감자 분말 첨가량의 증가에 따라 시간이 연장되었는데, 이는 구약감자 분말이 밀가루와 혼합된 상태에서 밀가루의 수화를 방해하여 초기 글루텐의 형성을 지연시키는 작용을 하기 때문으로 사료된다. 밀가루가 물을 흡수하여 글루텐의 연속적인 망상구조를 형성하면서 점탄성이 생겨 반죽의 굳기가 최고에 도달하는 반죽형성시간은 구약감자 분말이 증가할수록 2.5분에서 13분으로 상당히 연장되었다. 구약감자 분말 첨가량의 증가에 따라 반죽형성시간이 길어진 것은 구약감자 분말이 밀가루의 수화속도를 지연시켜 글루텐 형성의 방해할 뿐만 아니라, 희석인자로 작용하여 글루텐의 형성에 영향을 미치는 것으로 사료된다.
- 5분으로 짧아졌다. 반죽 저항도는 대조군에서 130 B.U., 구약감자 분말 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0% 첨가구에서 각각 30, 80, 80 및 125분으로 구약감자 분말 첨가구가 대조군에 비하여 반죽저항도가 감소하였으나, 구약 감자 분말 첨가량 증가에 따라 증가하였다. 이는 반죽의 저항 도가 안정도와 관계가 있고, 안정도가 좋은 밀가루일수록 낮은 저항도를 나타낸다고 보고한 Lee 등(1997)의 연구 결과와 유사하였다.
- 본 연구에서는 구약감자 분말 첨가량을 달리하여 제조한 국수 반죽의 레올로지 특성을 확인하고자 하였다. 반죽의 물리적 특성인 Farinogram의 반죽 도달시간은 구약감자 분말 첨가량이 증가함에 따라 대조구에 비하여 시간이 연장되었으며, 반죽형성시간은 길어졌고, 반죽의 안정도는 대조구에 비하여 증가하였으나, 구약감자 분말 첨가량 증가에 따라 낮아졌으며, 저항도는 대조구에 비하여 반죽저항도가 감소하였으나, 구약감자 분말 첨가량 증가에 따라 증가하였다. Amylogram 특성의 호화개시온도와 최고점도온도 및 최고점도는 구약감자 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다.
- 일반적으로 좋은 반죽은 신장도와 신장 저항도가 균형을 이루며, 신장도가 큰 반죽을 CO2 gas의 보유능력이 낮으며, 신장저항도가 큰 경우는 반죽의 gluten의 성질이 약하다. 본 실험에서 대조구의 신장도는 45분에 220 mm, 90분에 215 mm, 135분에 200 mm로 시간이 경과함에 따라 감소하였으며, 신장 저항도는 45분에 425 B.U., 90분에 495B.U., 135분에 505 B.
- α-Amylase의 활성을 예측하는 지표인 최고점도는 최고점도의 값이 높아지면 α-Amylase의 활성도가 낮고, 최고점도의 값이 낮아지면 α-Amylase의 활성도가 높다(Kim & Cho 2010). 본 실험에서 최고점도는 대조군의 경우 695 B.U., 구약감자 분말 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0% 첨가구에서 각각 780, 620, 455 및 460 B.U.로 구약감자 분말 0.5% 첨가구의 경우 대조군에 비하여 높았으나, 구약감자 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 이는 아미란스 분말 첨가 시최고점도가 감소하였다고 보고한 Lorenz & Collins(1981)의연구와 유사하였다.
- 구약감자 분말을 첨가한 국수 반죽의 Farinogram 및 특성을 Table 4에 나타내었다. 수분흡수율은 대조군에서 60.3%, 구약감자 분말 0.5, 1.0, 1.5 및 2.0% 첨가구에서 각각 61.8, 65.0, 68.0 및 73.5%로 구약감자 분말의 첨가량이 증가할수록 반죽의 수분흡수율이 증가하는 경향을 보였다. 밀가루의 수분흡수율은 제과, 제빵 등의 생산에 있어서 중요한 인자로 일반적으로 밀가루 반죽의 수분흡수율은 글루텐 단백질, 손상 전분, 입도, 지방, 산화제 등에 의하여 영향을 받는다(Pyler EJ 1988).
- Extensogram 특성은 구약감자 분말 첨가량 증가 시반죽의 저항도와 신장도는 크게 감소하였고, 시간이 경과함에 따라 저항도는 증가하였으나 신장도는 감소하였다. 신장 도와 저항도 값의 비율인 R/E 값은 구약감자 분말 증가에 따라 감소하고, 발효시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 구약감자 분말을 첨가할 경우, 반죽의 가스 보유력과 발효내구력이 밀가루만 사용할 경우보다는 구조가 약화되는 것으로 나타나, 반죽 제조시 반죽의 점탄성을 보완하는 산화제, 반죽강화제 등 새로운 원료를 첨가하는 배합비 수정 및 공정의 변화를 고려해야 할 것이다.
- 구약감자 분말의 농도를 달리하여 제조한 국수의 인장강도 결과는 Table 3에 나타내었다. 탄력성과 파쇄력을 나타내는 지표인 인장강도는 구약감자 분말 2.0% 첨가군이 20.840g으로 가장 높은 값을 나타냈으며, 1.5%(18.633 g), 1.0%(17.529 g), 0.5%(15.560 g), 0%(14.060 g) 첨가군 순으로 높았고, 각 시료 간의 유의적인 차이가 있었다. 이는 인장강도와 경도가 양의 상관관계를 가진다고 보고된 연구와 일치했다(Yang & Kim 2010).
- 구약감자 분말을 첨가한 국수 반죽의 Amylogram 및 특성을 Table 5에 나타내었다. 호화개시온도는 대조군에서 69.0℃ 로, 구약감자 분말 첨가에 따라 65.3, 61.8, 57.6 및 55.5℃로감소하였으며, 최고점도온도 또한 대조군의 경우 81.8℃에서 구약감자 분말 첨가에 따라 81.3, 79.6, 83.8 및 74.9℃로 감소하는 경향을 보였다. 본 실험결과는 밀가루에 식이섬유를 첨가 하였을 때 호화개시온도가 지연되었다고 보고한 Kim 등(1997) 의 연구결과와 상이하였는데, 이는 전분의 질과 양, 효소의 활성도, pH에 따라 많은 영향을 받는 Amylograph의 특성 때문인 것으로 사료된다(Yook 등 2000).
후속연구
- 따라서 구약감자 분말의 첨가는 반죽의 신장성 및 탄력성을 떨어뜨려서 반죽의 가스 보유력을 낮춰 약한 반죽을 만들 것으로 사료된다. 그러므로 제조공정 개선 및 적절한 배합비의 조절과 반죽 강화제 등을 이용함으로써 이를 보완할 수 있을 것이다.
- 신장 도와 저항도 값의 비율인 R/E 값은 구약감자 분말 증가에 따라 감소하고, 발효시간이 경과함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 따라서 구약감자 분말을 첨가할 경우, 반죽의 가스 보유력과 발효내구력이 밀가루만 사용할 경우보다는 구조가 약화되는 것으로 나타나, 반죽 제조시 반죽의 점탄성을 보완하는 산화제, 반죽강화제 등 새로운 원료를 첨가하는 배합비 수정 및 공정의 변화를 고려해야 할 것이다. 구약감자 분말을 첨가한 국수의 조리 후 인장강도는 구약감자 분말의 첨가량에 비례하여 증가하였다.
- 쌀, 옥수수 및 전분 등을 첨가하면 밀가루 단백질의 희석효과로 흡수율은 낮아지고(Seyam AM 1975), 섬유소를 첨가하면 흡수율이 증가하고, 그로 인하여 수분보수력이 증가 되어 노화지연에 도움을 주는 것으로 알려져 있다(Sych 등 1987). 본 실험에서의 수분흡수율 증가는 구약감자 분말에 함유된 식이섬유에 의한 것으로, 보수력이 높은 구약감자 분말의 섬유소는 국수 반죽의 노화지연과 품질수명 연장에 도움을 줄 것으로 사료된다. 반죽의 수화속도를 나타내는 반죽도 달시간은 구약감자 분말 0.
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