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문제 정의
- 본 연구에서는 냉동 콩나물비빔밥 제조공정 별 콩나물의 품질변화를 전단력, 배축 직경, 무게감량을 통해 분석함으로써, 제조공정 별 공정변수의 변화가 후속 제조공정에서 콩나물 물리적 특성에 미치는 영향을 측정하였다. 그리하여 소비자가 섭취하는 냉동 후 조리한 콩나물 품질 개선으로 이어질 수 있는 지 평가하였다. 또한 각 공정에서의 유의미한 개선을 보인 공정변수를 조합하여 냉동 후 조리 콩나물의 품질 개선을 위한 공정 최적화 제안을 위해서 본 연구를 수행하였다.
- 그리하여 소비자가 섭취하는 냉동 후 조리한 콩나물 품질 개선으로 이어질 수 있는 지 평가하였다. 또한 각 공정에서의 유의미한 개선을 보인 공정변수를 조합하여 냉동 후 조리 콩나물의 품질 개선을 위한 공정 최적화 제안을 위해서 본 연구를 수행하였다.
- 본 연구는 냉동 콩나물비빔밥 제품의 공정 최적화를 위해 수행되었고, 각 공정에서 공정변수에 따른 콩나물의 전단력, 배축직경 , 중량감소 등과 같은 물리적 특성의 변화를 살펴보았다. 또한 각공정마다 유효한 공정변수들을 조합하여 최종 냉동 후 조리에 의한 콩나물의 물리적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다.
- 본 연구에서는 냉동 콩나물비빔밥 제조공정 별 콩나물의 품질변화를 전단력, 배축 직경, 무게감량을 통해 분석함으로써, 제조공정 별 공정변수의 변화가 후속 제조공정에서 콩나물 물리적 특성에 미치는 영향을 측정하였다. 그리하여 소비자가 섭취하는 냉동 후 조리한 콩나물 품질 개선으로 이어질 수 있는 지 평가하였다.
- 동해방지제 용액으로써 설탕은 농산물 풍미에 영향을 미치지 않고 조직 손상을 완화할 수 있는 소재로 보고된 바 있다(Suh, 2017). 본 연구에서는 콩나물의 열수(water) 또는 당수(1% sugar solution) 데치기 조건(5 min)이 양념 배합, 취반미 배합, 냉동 후 조리 등의 과정에서 콩나물의 전단력, 배축직경, 중량손실 등 물리적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다(Fig. 2). 후속 공정은 기존의 냉동비빔밥 생산업체에서 적용하고 있는 방식인 조미배합(소금과 설탕의 혼합조미), 비빔형태의 취반미 배합, 냉동 후 전자레인지 조리 등의 공정이 진행되었다.
제안 방법
- Fig. 2와 3의 결과를 근거로 데치기 공정 시간 단축과 당수 데치기 공정을 적용한 콩나물을 대상으로 조미배합 조건에 따른 콩나물의 품질을 평가하였다(Fig. 4). 조미배합 조건은 설탕(1.
- 각 공정별 콩나물 배축 가운데 부분의 직경을 무작위적으로 캘리퍼스(530-101, Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 이용하여 측정하였다. 각 측정은 시료를 무작위적으로 9회 반복하여 측정하였다.
- 각 공정별 콩나물 중량손실을 측정하기 위해, 각 단위 공정 처리 전 중량과 처리 직후 시료의 중량을 측정하였다. 중량손실은 전 단계의 무게 대비 감소한 중량을 백분율로 나타내었다.
- 각 공정별 콩나물 배축 가운데 부분의 직경을 무작위적으로 캘리퍼스(530-101, Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 이용하여 측정하였다. 각 측정은 시료를 무작위적으로 9회 반복하여 측정하였다.
- 콩나물비빔밥 각 공정변수 조합에 의한 콩나물품질의 유효성 평가를 위하여, 기존의 냉동비빔밥 생산업체에서 적용하고 있는 대조구 공정과 비교하였다. 대조구 공정은 열수 5분 데치기, 소금과 설탕 조미배합, 비빔형태의 취반미 배합 등의 흐름으로 하였고, 조합 공정은 각 공정에서 유효한 공정변수를 조합하여 선정하였다.
- 하지만 이와 같은 단위공정 단일변수적용에 의해서는 콩나물비빔밥 냉동 후 조리한 콩나물에서 배축직경 감소와 중량감소 완화의 유의적 효과는 관찰되지 않았다. 대조구 공정은 열수 데치기, 염과 설탕의 혼합 조미, 취반미 비빔형태로 진행되었고, 공정변수 조합은 당수 데치기, 설탕 조미, 취반미 비빔 또는 토핑 형태로 진행되었다. 조합 공정은 대조구 공정 보다 냉동 후 조리콩나물의 유의적으로 높은 전단력과 배축직경, 낮은 중량감소를 유도하였다(p<0.
- 따라서 데치기 공정에서 세포벽 펙틴질의 용해성을 증가시켜 조직이 연화되기 때문에 콩나물 직경과 중량손실의 최소화가 최종제품의 품질향상으로 이어질 수 있다. 데치기 공정수로 콩나물성상 유지 효과를 보인 1% 당수를 이용하여 실제 냉동비빔밥 생산업체에서 설정한 5분 데치기 조건을 2분 데치기 조건으로 시간 단축했을 때의 전단력, 배축직경, 중량감소 등을 비교하였다(Fig. 3).
- 5). 또한 각 공정단계에서 유의미한 개선이 도출된 전처리 공정변수의 조합을 열수 데치기, 염과 당의 혼합 조미, 취반미 비빔형태로 진행되는 기존의 대조구 공정과 비교 평가 하였다. 콩나물 취반미 배합과정에서는 비빔형태와 토핑형태 간의 전단력과 배축직경의 유의적 차이는 도출되지 않았지만, 중량손실은 토핑형태가 비빔형태보다 유의적으로 낮게 평가되었다.
- 본 연구는 냉동 콩나물비빔밥 제품의 공정 최적화를 위해 수행되었고, 각 공정에서 공정변수에 따른 콩나물의 전단력, 배축직경 , 중량감소 등과 같은 물리적 특성의 변화를 살펴보았다. 또한 각공정마다 유효한 공정변수들을 조합하여 최종 냉동 후 조리에 의한 콩나물의 물리적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 콩나물 데치기 공정에서, 처리시간의 감소와 당수 사용은 배축직경 수축과 중량감소를 줄이는 효과가 있었다.
- 1에 나타내었고, 그 흐름도는 콩나물 데치기, 콩나물 조미배합, 취반미 배합, 냉동, 조리의 순서이다. 원료 콩나물에 대한 데치기 조건은 100℃의 열수(0% (w/w) sugar solution)와 당수(1% (w/w) sugar solution)에서 각각 2분과 5분 동안 처리하였다. 시료의 10배에 해당하는 물을 사용하여 데치기한 후 냉수에서 1분간 냉각하고, salad spinner를 이용하여 1분 동안 탈수하여 물기를 제거하였다.
- 5% sugar) 공정을 진행하였다. 이렇게 각 공정 당 변수가 조합된 콩나물을 이용하여 냉동 전처리 마지막 단계인 취반미 배합공정에서는 콩나물이 취반미 위에 올려진 토핑형태와 취반미와 비빔형태에 따른 차이를 분석하였다(Fig. 5). 또한 각 공정단계에서 유의미한 개선이 도출된 전처리 공정변수의 조합을 열수 데치기, 염과 당의 혼합 조미, 취반미 비빔형태로 진행되는 기존의 대조구 공정과 비교 평가 하였다.
- 전단력은 콩나물 배축의 가운데 부분을 텍스처 분석기(CT3 texture analyzer, Brookfield, Middlebrow, MA, USA)를 이용하여10회 반복하여 전단력을 측정하였다. 이 때 trigger load는 1kg,검사속도 10 mm/s, 프로브는 shear blade (TA-SBA, Brookfield)의 조건으로 측정하였다.
- 4). 조미배합 조건은 설탕(1.5%)소재만 넣은 조미와 0.5% 소금과 1% 설탕 혼합조미를 비교하였고, 후속 공정인 취반미 배합은 비빔형태로 진행하였다. 설탕만 함유한 조미조건은 소금을 함유한 조미조건에 비해 직경은 크고, 중량손실 또한 적게 나타났다.
- 5% (w/w) 소금과 1% (w/w) 설탕의 혼합조미를 콩나물과 배합하고 4℃에서 1시간동안 냉장하였다. 즉석밥 제품(CJ Co.)을 800 W 전자레인지 3분간 가열 조리 후 상온에서 30분간 방냉하고 냉장된 양념콩나물을 토핑방식 또는 혼합방식 등으로 나누어 밀봉하여 -30℃에서 24시간 냉동하는 것으로 냉동 콩나물비빔밥을 제조하였다. 냉동된 콩나물비빔밥의 조리를 위한 조건은 800 W 전자레인지 3분처리로 하였다.
- 취반미 배합 방법에 따른 분석을 위한 공정 흐름을 조합 공정으로 설정하고 대조구 공정과 차이를 분석하였다. 대조구 공정은 열수 데치기(5 min), 소금과 설탕 혼합조미, 비빔형태 취반미 배합의 공정 흐름이었다.
- 취반미 배합 전 단계까지 선택된 공정은 다음과 같았다. 콩나물 데치기 공정에서 처리시간 단축(2 min)과 공정수로 당수사용을 선택하였고, 양념 배합에서는 염 사용을 배제한 당 양념배합(1.5% sugar) 공정을 진행하였다. 이렇게 각 공정 당 변수가 조합된 콩나물을 이용하여 냉동 전처리 마지막 단계인 취반미 배합공정에서는 콩나물이 취반미 위에 올려진 토핑형태와 취반미와 비빔형태에 따른 차이를 분석하였다(Fig.
- 콩나물 비빔밥 냉동 제품 공정에서 순차적으로 개선된 공정을 적용 후 취반미 배합 공정에서의 변수에 따른 차이 분석을 수행하였다. 취반미 배합 전 단계까지 선택된 공정은 다음과 같았다.
- 냉동된 콩나물비빔밥의 조리를 위한 조건은 800 W 전자레인지 3분처리로 하였다. 콩나물비빔밥 각 공정변수 조합에 의한 콩나물품질의 유효성 평가를 위하여, 기존의 냉동비빔밥 생산업체에서 적용하고 있는 대조구 공정과 비교하였다. 대조구 공정은 열수 5분 데치기, 소금과 설탕 조미배합, 비빔형태의 취반미 배합 등의 흐름으로 하였고, 조합 공정은 각 공정에서 유효한 공정변수를 조합하여 선정하였다.
- 2). 후속 공정은 기존의 냉동비빔밥 생산업체에서 적용하고 있는 방식인 조미배합(소금과 설탕의 혼합조미), 비빔형태의 취반미 배합, 냉동 후 전자레인지 조리 등의 공정이 진행되었다.
대상 데이터
- 취반미 배합 방법에 따른 분석을 위한 공정 흐름을 조합 공정으로 설정하고 대조구 공정과 차이를 분석하였다. 대조구 공정은 열수 데치기(5 min), 소금과 설탕 혼합조미, 비빔형태 취반미 배합의 공정 흐름이었다. 대조구 공정과 조합 공정에 따른 콩나물의 전단력, 배축직경, 중량감소를 비교한 결과, 냉동 후 조리 콩나물의 전단력은 대조구 공정에 비해 조합 공정에서 유의적으로 증가하였고, 배축직경은 대조구 공정에 비해 조합 공정에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.
- 본 실험에서 신선 콩나물(Pulmuone, Seoul, Korea)은 서울시내 마트에서 구입하여 사용하였으며, 구입 즉시 이물질을 제거하고 신선한 것을 골라 시료로 사용하였다. 취반미는 시중에서 유통중인 즉석밥 제품(130 g, CJ Co.
- 본 실험에서 신선 콩나물(Pulmuone, Seoul, Korea)은 서울시내 마트에서 구입하여 사용하였으며, 구입 즉시 이물질을 제거하고 신선한 것을 골라 시료로 사용하였다. 취반미는 시중에서 유통중인 즉석밥 제품(130 g, CJ Co., Ichon, Korea)을 800 W 전자레인지에 3분 처리하여 사용하였다.
데이터처리
- 05) Duncan’s multiple range test를 통해 사후검증을 실시하였다. 각 공정에서 변수에 따른 효과를 평가하기 위해 이원분산분석(two-way ANOVA)을 수행하였다.
- 실험 결과는 SPSS 통계 프로그램(Ver. 22.0 SPSS Inc., Chi-cago, IL, USA)을 사용하여 평균과 표준편차를 구하였고, ANOVA분석을 실시하여 주 효과가 유의적인 경우(p<0.05) Duncan’s multiple range test를 통해 사후검증을 실시하였다.
성능/효과
- 설탕만 함유한 조미조건은 소금을 함유한 조미조건에 비해 직경은 크고, 중량손실 또한 적게 나타났다. 그 이후 공정인 취반미 배합에서 배축직경은 당 소재만 함유한 조미조건에서 더 크게 나타났고, 중량손실은 취반미 배합에서 조미배합에 따른 차이가 유의적이지 않았다. 전단력은 조미조건에 따른 유의적 차이는 관찰되지 않았다.
- 따라서, 냉동전처리의 단일공정 변수의 변화는 콩나물비빔밥 제품에서 냉동후 조리에 의한 콩나물 품질에 유의적 개선 효과로 나타나지 않았다. 그러나 각 단위공정 단일변수의 조합은 콩나물비빔밥 제품에서 콩나물의 냉동 후 조리 품질에 유의적 개선효과를 도출할 수 있었다.
- 전단력은 원물의 경우 486 g 수준이었지만 2, 5분 데치기 이후 각각 860, 824 g 수준으로 나타나 데치기 공정에 의해 전단력이 증가하고 처리 시간 증가에 의해 전단력은 소폭 감소하는 것으로 나타났다(data not shown). 그리고 데치기 2분처리가 5분처리보다 배축직경은 크고, 중량손실은 적은 것으로 나타났다. 냉동비빔밥 제조공정에서 콩나물은 데치기 공정으로 조직이 치밀해지고 이후 공정에서 치밀도가 심화되는 현상을 보여준다(Kim 등, 2017).
- 콩나물 취반미 배합과정에서는 비빔형태와 토핑형태 간의 전단력과 배축직경의 유의적 차이는 도출되지 않았지만, 중량손실은 토핑형태가 비빔형태보다 유의적으로 낮게 평가되었다. 냉동 후 조리 콩나물의 토핑형태와 비빔형태 간의 전단력, 배축직경, 중량손실의 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 즉, 취반미 배합 방법의 단위공정 변수로 냉동 후 콩나물의 유의적 차이는 유도되지 않았다.
- 냉동비빔밥 제조공정에서 콩나물은 데치기 공정으로 조직이 치밀해지고 이후 공정에서 치밀도가 심화되는 현상을 보여준다(Kim 등, 2017). 냉동비빔밥 제품은 소비자가 조리 후 섭취하기 때문에 냉동비빔밥 제조를 위한 데치기 공정에서 콩나물의 수축을 줄이는 방법으로 처리시간 단축이 최종 제품 품질 향상에 기여할 것으로 예측할 수 있었다.
- 대조구 공정과 조합 공정에 따른 콩나물의 전단력, 배축직경, 중량감소를 비교한 결과, 냉동 후 조리 콩나물의 전단력은 대조구 공정에 비해 조합 공정에서 유의적으로 증가하였고, 배축직경은 대조구 공정에 비해 조합 공정에서 유의적으로 높게 나타났다(p<0.05).
- 데치기 이후 공정별 중량손실에서 데치기 공정변수에 의한 유의적 차이는 도출되지 않았다(p<0.05).
- 05). 따라서, 냉동전처리의 단일공정 변수의 변화는 콩나물비빔밥 제품에서 냉동후 조리에 의한 콩나물 품질에 유의적 개선 효과로 나타나지 않았다. 그러나 각 단위공정 단일변수의 조합은 콩나물비빔밥 제품에서 콩나물의 냉동 후 조리 품질에 유의적 개선효과를 도출할 수 있었다.
- 전단력은 조미조건에 따른 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 또한 냉동 후 조리에 의한 콩나물의 전단력, 배축직경, 중량감소는 조미 조건에 따른 유의적 차이가 관찰되지 않았다.
- 05). 반면 데치기 이후 공정인 조미배합과 취반미 배합, 냉동 후 가열조리에 의해 두 처리구 모두 전단력이 점진적으로 감소하였다. 조미배합단계에서 데치기 공정변수에 따른 전단력이 데치기 직후와 다르게 당수 데치기에서 열수 데치기 보다 유의적으로 높게 나타났다.
- 5% 소금과 1% 설탕 혼합조미를 비교하였고, 후속 공정인 취반미 배합은 비빔형태로 진행하였다. 설탕만 함유한 조미조건은 소금을 함유한 조미조건에 비해 직경은 크고, 중량손실 또한 적게 나타났다. 그 이후 공정인 취반미 배합에서 배축직경은 당 소재만 함유한 조미조건에서 더 크게 나타났고, 중량손실은 취반미 배합에서 조미배합에 따른 차이가 유의적이지 않았다.
- 전단력은 신선 콩나물의 경우 429 g 정도로 측정되었고, 데치기 조건에 따라 유의적 차이가 도출되었다(p<0.05).
- 전단력은 원물의 경우 486 g 수준이었지만 2, 5분 데치기 이후 각각 860, 824 g 수준으로 나타나 데치기 공정에 의해 전단력이 증가하고 처리 시간 증가에 의해 전단력은 소폭 감소하는 것으로 나타났다(data not shown). 그리고 데치기 2분처리가 5분처리보다 배축직경은 크고, 중량손실은 적은 것으로 나타났다.
- 반면 데치기 이후 공정인 조미배합과 취반미 배합, 냉동 후 가열조리에 의해 두 처리구 모두 전단력이 점진적으로 감소하였다. 조미배합단계에서 데치기 공정변수에 따른 전단력이 데치기 직후와 다르게 당수 데치기에서 열수 데치기 보다 유의적으로 높게 나타났다. 그 후속 공정에서는 데치기 변수에 따른 전단력의 유의적 차이는 관찰되지 않았다.
- 05). 즉 당수 데치기 공정은 열수에 비해 데치기 공정 직후 전단력 증가폭, 배축직경 감소, 중량감소 등을 완화하는 효과가 관찰되었지만, 냉동 후 가열조리의 최종 단계에서 전단력, 배축직경, 중량감소의 차이는 유의적이지 않았다. 당수는 냉동 저장 식품에서 냉동보호물질로의 기능이 보고된 바 있지만(Herrera와 Mackie, 2004; Jin 등, 2008; Suh, 2017), 냉동 콩나물비빔밥 제품의 데치기 공정에서 1% 당수 이용의 단위공정 단일변수적용으로 냉동 후 가열조리 제품의 개선에 미치는 영향은 나타나지 않았다.
- 냉동 후 조리 콩나물의 토핑형태와 비빔형태 간의 전단력, 배축직경, 중량손실의 유의적 차이는 관찰되지 않았다. 즉, 취반미 배합 방법의 단위공정 변수로 냉동 후 콩나물의 유의적 차이는 유도되지 않았다.
- 또한 각공정마다 유효한 공정변수들을 조합하여 최종 냉동 후 조리에 의한 콩나물의 물리적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 콩나물 데치기 공정에서, 처리시간의 감소와 당수 사용은 배축직경 수축과 중량감소를 줄이는 효과가 있었다. 조미 배합에서는 설탕의 사용이 소금과 설탕 혼합 사용보다 배축직경이 크고 중량감소가 적게 나타났다.
- 또한 각 공정단계에서 유의미한 개선이 도출된 전처리 공정변수의 조합을 열수 데치기, 염과 당의 혼합 조미, 취반미 비빔형태로 진행되는 기존의 대조구 공정과 비교 평가 하였다. 콩나물 취반미 배합과정에서는 비빔형태와 토핑형태 간의 전단력과 배축직경의 유의적 차이는 도출되지 않았지만, 중량손실은 토핑형태가 비빔형태보다 유의적으로 낮게 평가되었다. 냉동 후 조리 콩나물의 토핑형태와 비빔형태 간의 전단력, 배축직경, 중량손실의 유의적 차이는 관찰되지 않았다.
후속연구
- 05). 결론적으로, 각 공정에서 유의적 효과를 도출한 공정변수의 조합은 콩나물 비빔밥 냉동 후 조리 시 콩나물 물리적 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 사료되었다.
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