[국내논문]콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따른 콩(Glycine max)의 수화 및 단백질 용출 특성 Effect of soaking temperature on soaking characteristics of soybean (Glycine max) during rehydration process원문보기
콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따른 수분함량의 변화 및 단백질 용출을 분석하기 위하여 콩의 수화 특성 및 단백질 용출특성을 확인하였다. 수화 온도가 증가함에 따라 콩의 수화 속도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 이러한 수화 특성이 Peleg 모델을 통해 분석되었다($R^2>991$). 초기수분함량으로부터 목표수분함량(130%)까지 수화시키기 위해 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$ 수화에서 필요한 수화시간은 각각 12.6, 3.11, 그리고 2.31시간을 나타내어 수화 온도가 증가함에 따라 목표함량에 도달하기 위한 수화시간이 급격히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 수화공정에 따른 콩의 품질을 분석하기 위해 수화에 따른 단백질 용출량 또한 확인하였으며, 이 또한 Peleg 모델을 이용하여 분석하였다($R^2>0.941$). 단백질 용출 속도는 수화 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 수화 온도가 증가함에 따라 수화에 필요한 시간도 줄어들지만 그에 따른 단백질 용출량 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 수분함량과 단백질 용출을 분석하기 위해 개발된 두 모델을 이용하여 목표수분함량까지 수화하였을 때의 콩의 단백질 용출량을 분석하였으며, 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$에서 각각 35.2, 93.1 그리고 103.0 mg/g을 나타내어, $25^{\circ}C$의 수화온도에서 12.6시간의 수화시간이 콩의 품질을 고려한 최적 수화공정임을 확인하였다.
콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따른 수분함량의 변화 및 단백질 용출을 분석하기 위하여 콩의 수화 특성 및 단백질 용출특성을 확인하였다. 수화 온도가 증가함에 따라 콩의 수화 속도는 증가하는 경향을 나타내었으며, 이러한 수화 특성이 Peleg 모델을 통해 분석되었다($R^2>991$). 초기수분함량으로부터 목표수분함량(130%)까지 수화시키기 위해 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$ 수화에서 필요한 수화시간은 각각 12.6, 3.11, 그리고 2.31시간을 나타내어 수화 온도가 증가함에 따라 목표함량에 도달하기 위한 수화시간이 급격히 짧아지는 것을 확인할 수 있었다. 수화공정에 따른 콩의 품질을 분석하기 위해 수화에 따른 단백질 용출량 또한 확인하였으며, 이 또한 Peleg 모델을 이용하여 분석하였다($R^2>0.941$). 단백질 용출 속도는 수화 온도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었으며, 수화 온도가 증가함에 따라 수화에 필요한 시간도 줄어들지만 그에 따른 단백질 용출량 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 수분함량과 단백질 용출을 분석하기 위해 개발된 두 모델을 이용하여 목표수분함량까지 수화하였을 때의 콩의 단백질 용출량을 분석하였으며, 25, 35 그리고 $45^{\circ}C$에서 각각 35.2, 93.1 그리고 103.0 mg/g을 나타내어, $25^{\circ}C$의 수화온도에서 12.6시간의 수화시간이 콩의 품질을 고려한 최적 수화공정임을 확인하였다.
The effect of soaking temperature on the moisture uptake and the protein loss of soybeans during soaking process investigated. As the soaking temperature increased, the soaking rate significantly increased and Peleg model was suitable for describing the soaking characteristics of the soybean with hi...
The effect of soaking temperature on the moisture uptake and the protein loss of soybeans during soaking process investigated. As the soaking temperature increased, the soaking rate significantly increased and Peleg model was suitable for describing the soaking characteristics of the soybean with high $R^2$ values (>0.991). The soaking time to achieve the target moisture content of soybean (130%) was estimated to be 12.6, 3.11 and 2.31 h at 25, 35 and $45^{\circ}C$, respectively. Peleg model well described the protein loss kinetics of soybean during soaking with high $R^2$ values (>0.941). The results showed that the protein loss of soybean at the target moisture content were 35.2, 93.1 and 103.0 mg/g at 25, 35 and $45^{\circ}C$, respectively. In this study, the optimum soaking condition for quality of soybean was 12.6 h of soaking time at $25^{\circ}C$.
The effect of soaking temperature on the moisture uptake and the protein loss of soybeans during soaking process investigated. As the soaking temperature increased, the soaking rate significantly increased and Peleg model was suitable for describing the soaking characteristics of the soybean with high $R^2$ values (>0.991). The soaking time to achieve the target moisture content of soybean (130%) was estimated to be 12.6, 3.11 and 2.31 h at 25, 35 and $45^{\circ}C$, respectively. Peleg model well described the protein loss kinetics of soybean during soaking with high $R^2$ values (>0.941). The results showed that the protein loss of soybean at the target moisture content were 35.2, 93.1 and 103.0 mg/g at 25, 35 and $45^{\circ}C$, respectively. In this study, the optimum soaking condition for quality of soybean was 12.6 h of soaking time at $25^{\circ}C$.
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문제 정의
수화 온도에 따른 콩의 수화 및 단백질 용출 kinetics 분석과 예측 모델 개발을 통해 콩의 가공적성을 고려한 콩 가공품의 품질 최적화가 가능하다. 따라서 본 연구에서는 콩의 수화 시 수화 온도에 따른 수분함량 변화 및 단백질 용출의 분석 및 모델을 개발하였고, 이를 이용하여 콩의 품질을 고려한 최적 수화공정을 개발하였다.
제안 방법
수화 온도가 콩의 수화 kinetics에 미치는 영향을 조사하기 위하여 콩을 45, 35 그리고 25℃의 수화 온도에서 수화하여 그 수분함량 변화를 분석하였다. 콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따라 콩의 수분함량은 유의적인 차이를 나타내었으며, 이는 수화 온도가 콩의 수화 kinetics에 영향을 미침을 뜻한다(Fig.
수화 온도가 콩의 수화 중 수용성 단백질 함량에 미치는 영향을 확인하기 위해 수화 온도 및 시간에 따른 단백질 용출량을 분석하였다. 콩의 수화 공정에서 수화온도에 따라 단백질 용출량은 유의적인 차이를 나타내었으며, 이는 수화 온도가 단백질 용출 kinetics에 영향을 미치는 것을 의미한다(Fig.
1)의 콩 30 g을 진탕 항온 수조(BS-11, Jeio Tech, Korea) 내의 비커에서 1L의 증류수를 사용하여 수화하였다. 수화 온도는 25, 35, 그리고 45℃를 사용하였고, 수화 시간은 0, 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 16 그리고 20시간으로 하여 각 수화 시간에 따라 콩의 수분함량 변화 및 단백질 용출량을 측정하였다. 수화시간에 따른 콩의 수분함량은 105℃ 오븐 건조법 [11]을 이용하여 측정하였으며, 단백질 용출량은 콩 수화 용액의 단백질 농도를 Bradford 방법[12]을 이용하여 측정하였다.
콩의 수화 특성을 분석하기 위해 지름 7.5 mm (±0.1)의 콩 30 g을 진탕 항온 수조(BS-11, Jeio Tech, Korea) 내의 비커에서 1L의 증류수를 사용하여 수화하였다. 수화 온도는 25, 35, 그리고 45℃를 사용하였고, 수화 시간은 0, 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 16 그리고 20시간으로 하여 각 수화 시간에 따라 콩의 수분함량 변화 및 단백질 용출량을 측정하였다.
콩의 품질을 고려한 수화 공정 개발을 위하여, 콩의 수분함 량에 따른 단백질 용출량을 분석하였다(Fig. 4).
대상 데이터
본 연구에서는 국립식량과학원으로부터 국내산 백태를 제공받아 실험을 위해 사용되었다. 콩의 초기 수분함량과 초기 단백질 함량은 각각 13.
데이터처리
모든 실험은 반복하여 3회 측정하였으며, 실험결과의 통계분석 은 MS-Excel-2016의 분산분석(ANOVA)을 이용하여 p <0.05 수준에서 유의차를 분석하였다.
이론/모형
분석 수화 초기, 수화 중, 그리고 수화 종료 시점의 수화 속도는 Guine과 Fernandes[13]의 방법에 따라 계산되었다:
수화 온도에 따른 콩의 수분함량 변화를 분석하기 위해서, Peleg 모델을 이용하여 콩의 수화 특성을 분석하였다. Peleg 모델을 콩의 수화 공정 중 수분함량 변화를 분석하기 위해 적용하였을 시, 수화 온도에 상관없이 높은 R2 값(>0.
수화 온도에 따른 콩의 수용성 단백질 용출 kinetics를 분석하기 위해서, Peleg 모델을 적용하였다. 콩의 수화 공정 중 단백질 용출량 변화를 분석하기 위해 Peleg 모델을 적용하였을 시, 수화 온도에 상관없이 높은 R2 값(>0.
수화 온도는 25, 35, 그리고 45℃를 사용하였고, 수화 시간은 0, 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12, 16 그리고 20시간으로 하여 각 수화 시간에 따라 콩의 수분함량 변화 및 단백질 용출량을 측정하였다. 수화시간에 따른 콩의 수분함량은 105℃ 오븐 건조법 [11]을 이용하여 측정하였으며, 단백질 용출량은 콩 수화 용액의 단백질 농도를 Bradford 방법[12]을 이용하여 측정하였다.
콩의 수화 공정에서 수화 온도에 따른 수화 특성 및 단백질 용출 특성을 분석하기 위해 Peleg가 제안한 다음과 같은 실험 모델이 이용 되었다[14]:
성능/효과
수화 온도에 따른 콩의 수분함량 변화를 분석하기 위해서, Peleg 모델을 이용하여 콩의 수화 특성을 분석하였다. Peleg 모델을 콩의 수화 공정 중 수분함량 변화를 분석하기 위해 적용하였을 시, 수화 온도에 상관없이 높은 R2 값(>0.991)을 나타내어 콩의 수화 특성을 분석하기에 적합함을 나타내었다(Table 1A and Fig. 1).
(5)에 의해 단백질 최대 용출량이 평가될 수 있다. Peleg 모델을 통해 계산된 단백질 최대 용출량은 수화 온도가 25에서 45℃로 증가함에 따라 45.6 mg/g에서 554.6 mg/g으로 증가하여 수화 온도에 증가함에 따라 단백질 최대 용출량이 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 콩의 수화 공정에서 단백질 용출 결과는 콩의 품질을 고려한 수화 공정 개발을 위해, 수화 조건에 따른 수분함량 변화 외에 단백질 용출량 또한 고려되어야 함을 보여주었다.
0183으로 급격히 감소한 분석 결과에서도 확인할 수 있다(Table 1). 수화온도에 따른 콩의 최종 품질을 판단하기 위해 수분함량과 단백질 용출 분석 모델들을 통합하여 목표 수분함량에서의 단백질 용출량을 계산하였으며, 그 값은 수화온도 25℃에서 35.2 mg/g, 35℃에서 93.1 mg/g 그리고 45℃에서는 103.0 mg/g을 나타내어 본 연구에서 콩을 품질을 고려한 최적 수화 조건은 25℃에서 12.6시간의 수화 시간이 적용되어야 하는 것을 확인하였다.
Peleg 상수 K1은 수화 속도와 관련된 변수로, 수화 속도와 반비례하는 결과를 나타내게 된다. 콩의 수화 공정에서, 수화 온도가 25에서 45℃로 증가함에 따라 K1은 0.0189에서 0.00932로 감소하여 수화 온도가 증가함에 따라 수화 속도가 빨라짐을 확인하였다. 이와 달리 K2는 콩 수화에서 포화수분함량과 관련된 상수로, 이 또한 역시 포화수분함량과 반비례하는 상관관계를 가지게 된다.
Peleg 상수 K1은 수화 중 단백질 용출 속도를 판단할 수 있는 인자이며, 단백질 용출 속도와 반비례하는 값을 가지게 된다. 콩의 수화 공정에서, 수화 온도가 45에서 25℃로 감소함에 따라 K1은 0.0183에서 0.0816으로 증가하여 수화 온도가 감소함에 따라 수화 중 발생하는 단백질 용출 속도를 낮출 수 있음을 확인하였 다. K2는 콩의 수화 공정에서 최대로 용출될 수 있는 단백질량을 판단하는 상수로, Eq.
후속연구
이러한 수화 특성은 온도에 따라 그 차이를 나타내게 되므로 온도에 따른 콩의 수화 특성 및 단백질 용출도를 분석하여 최적 수화 조건을 도출하는 것이 필요하다. 따라서 콩의 수화 공정 중 수분함량 변화 및 단백질 용출 특성을 규명하기 위한 수화 모델을 개발하는 것은 매우 유용하게 활용될 수 있다. 하지만 이러한 콩의 수화 공정의 공정 변수에 따른 수화 특성을 연구한 결과는 미미하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
콩의 특징은?
콩(Glycine max)은 우리나라에서 삼국시대부터 재배되어 왔으며, 아시아 지역에서 밭에서 나는 고기로 일컬어지며 주요 식자원으로써 이용되어 왔다. 보리, 쌀 등의 곡류를 주식으로 하는 우리나라 식생활에서도 쌀 다음으로 소비되고 있으며, 혼반용, 콩나물, 장류, 두부 등 다양한 방식으로 섭취되어 예로부터 식물성 단백질 공급원으로써 주요한 역할을 해왔다[1].
열풍건조나 천일건조를 통해 건조한 콩으로 유통되는 이유는?
콩은 수확 직후 약 20~25%의 수분함량을 가지고 있으며, 이로 인해 운송 및 저장이 어렵다. 따라서 콩은 수확 후 대부분 열풍건조나 천일건조를 통해 건조한 콩으로 유통이 이루어진다[2-5].
수화 공정이 매우 복잡한 이유는?
수화 공정은 운동량, 물질, 열 전달현상이 동시에 연관되는 공정이기 때문에[9], 수화 공정은 매우 복잡한 공정 중 하나이다. 이러한 수화 공정은 콩의 수분함량을 증가시켜 가공 용이성을 증가시키는 동시에 수화 시 수용성 단백질이 용출되게 된다[10].
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