초록 ▼

본 연구는 전통유과의 제조공정의 분석을 통해 유과의 품질을 개선하고 대량생산을 위해 이산화탄소 개스의 주입과 압출성형공정을 이용하여 유과의 제조공정을 개발하기 위한 연구이다. 1) 전통적인 유과제조 공정 분석 유과를 제조하는데 가장 중요한 공정인 침지공정을 관찰한 결과 찹쌀의 침지시간에 따른 수분함량의 변화를 관찰하는 실험에서는 유과를 만들기에 적당한 찹쌀의 수분함량인 42％의 수분이 도달하기 위해서는 상온에서 4일 정도의 침지만으로도 가능하였으며, 침지 중에 일어나는 다른 작용을 제외한 수분함량만을 고려할 때, 수침온도를 20℃나

본 연구는 전통유과의 제조공정의 분석을 통해 유과의 품질을 개선하고 대량생산을 위해 이산화탄소 개스의 주입과 압출성형공정을 이용하여 유과의 제조공정을 개발하기 위한 연구이다. 1) 전통적인 유과제조 공정 분석 유과를 제조하는데 가장 중요한 공정인 침지공정을 관찰한 결과 찹쌀의 침지시간에 따른 수분함량의 변화를 관찰하는 실험에서는 유과를 만들기에 적당한 찹쌀의 수분함량인 42％의 수분이 도달하기 위해서는 상온에서 4일 정도의 침지만으로도 가능하였으며, 침지 중에 일어나는 다른 작용을 제외한 수분함량만을 고려할 때, 수침온도를 20℃나 40℃로 높여서 하루만에도 42％의 수분을 흡수할 수 있었다. 또한 침지온도를 높여서 4시간 이내까지 단축시킬 수가 있었다. 침지시간에 따라 찹쌀의 표면인 과피증에 존재하는 단백질함량을 관찰한 실험에서는 침지시간이 경과함에 따라 찹쌀의 과피증에 존재하는 단백질이 침지액으로 용해되는 것을 알 수 있었다. 침지시간 중 페이스트 점도는 증가하였다. 이러한 현상은 찹쌀의 annealing 현상이나 수침 중에 유기산의 생성으로 인한 금속이온의 용출이 점도의 증가에도 관여하는 것으로 사료되었다. 또한 침지시간을 달리하여 유과를 제조한 실험에서는 6일 동안 수침한 찹쌀을 이용하여 유과를 제조하였을 때 유과의 팽화도, 밀도, 조직감이 우수함을 알 수 있었다. 따라서 침지과정은 단지 호화에 필요한 수분을 흡수시키기 위한 작용뿐만 아니라 찹쌀의 성질 변화를 일으키는 다른 작용도 관여함을 알 수 있었고, 침지공정은 많은 연구와 관심이 필요한 과정이며 유과제조에 있어서 매우 중요한 공정임을 알 수 있었다. 침지 과정 중 미생물에 의한 변화를 관찰한 실험에서는 주로 pH하강에 초점을 맞추었으며, pH의 감소는 공기중에 있는 미생물에 의해 유도되며, 균주 중 BW균에 의해 급격한 pH 하강이 나타났다. 유과 반데기 건조 수분함량을 관찰하는 실험을 통해서는 반데기의 수분함량이 16∼17％가 되도록 12℃의 낮은 온도에서 건조시키는 것이 유과의 팽화도, 밀도, 조직감에 좋다는 것을 알 수 있었다. 반데기의 페이스트 점도는 숙성시간이 지날수록 전분 chain의 손상이 됨을 나타내었다. 반데기의 기공 관찰을 통해 꽈리치기에 의한 기공형성을 알 수 있었다. 유과의 부재료 첨가에 관한 연구에서는 소주는 유과의 팽화에 영향을 미치고, 대두즙은 유과의 조직감을 유영하고 부드럽게 하는데 관여함을 알수 있었다. 따라서 유과를 제조할 때에는 대두즙과 소주를 적당히 포함시키는 것이 유과의 품질을 우수하게 할 수 있음을 알 수 있었다. 유과의 기공구조는 중심 부분에는 큰 기공이 분포되어 있었으며, 가장자리에는 작은 기공이 분포되어 압출성형에 의해 팽화시킨 제품과는 큰 차이가 있었다. 그러므로 압출성형 유과 제조시 제 3세대 스낵의 형태로 압출성형된 펠렛을 튀김이나 열풍에 의한 팽화시키는 것이 유과의 기공과 유사한 제품을 얻을 수 있을 것으로 사료되었다. 2) 압출성형 공정을 위한 반죽공정의 분석 유과제조 공정중 반죽공정에서 에너지 투입량을 달리함으로써 침지공정 단축과 기공형성을 높히기 위한 실험으로 반죽 에너지 투입량과 반죽시간을 증가시킴으로 반데기의 기공형성이 증가함을 알 수 있었다. 3) 압출성형 개스주입 시스템 전통유과의 가공공정을 단순화를 위해 백상기계에서 제작한 실험용 쌍축동방향 압출성형기를 이용하여 유과 반데기를 제조하였다. 압출성형기의 스크류 직경은 31mm, L/D 비는 22, 모터용량은 7.5HP, 사출구 직경은 4mm로 하였다. 탄산개스주입을 위해 개스탱크, 탄산개스의 냉각기, 압축기, 압력조절용 밸브, 역류 차단기를 설치하여 800psi로 압력을 주입하였다. 압출성형기에서 스크류의 배열은 low-shear screw, mecium-shear screw와 high-shear screw 로 조합하였으며, 유과제조시 바렐온도는 85∼115℃, 스크류 회전속도는 50∼350rpm으로 하여 유과제조를 하였다. 4) 압출성형 공정변수에 따른 압출성형 유과의 분석 전통적인 유과제조 공정 분석 실때 밀도와 조직감이 우수함을 알 수 있었다. 반죽의 수분함량을 달리하여 압출성형시 전통유과의 수침에 의해 형성되는 수분함량과 같은 40％정도의 수분함량에서 유과의 밀도와 조직감이 우수함을 알 수 있었다. 이 실험은 압출성형시 반죽의 수분함량이 중요함을 알 수 있었다. 5) 압출성형과 CO₂주입에 의한 공정변수에 따른 유과의 변화 유과제조에 적당한 압출성형 조건을 확립하고 CO₂주입을 통해 우수한 품질의 유과를 제조할 수 있는 반데기를 제조하는 실험이다. 압출성형 온도 105℃에서 CO₂를 주입하였을 때 반데기의 기공을 관찰한 결과 CO₂를 주입하지 않은 유과보다 기공이 크고, 고르게 분포되어 있음을 알 수 있었다. 튀긴 반데기의 밀도와 조직감도 우수하였다. 압출성형 스크류 회전속도를 달리한 실험에서는 350rpm하였을 때 유과의 밀도와 조직감이 우수하였다. 침지시간을 달리하여 압출성형기에 의해 유과를 제조하였을 때 3일 침지한 찹쌀이 밀도와 조직감이 우수 하였으며, CO₂주입 하였을 때는 밀도와 조직감이 CO₂를 주입하지 않았을 때 보다 감소하는 것을 알 수 있었다. 생찹쌀가루에 CO₂를 주입하여 유과를 제조한 후 유과의 내부 단면을 관찰한 결과 3일 침지한 찹쌀가루를 이용하여 제조한 유과와 비슷한 조직을 나타내었다. 또한 생찹쌀가루를 이용하여 유과를 제조하였을 때는 CO₂를 주입하고, 부원료로 대두즙을 첨가함으로써 수침한 찹쌀과 유사한 유과를 제조할 수 있었다. 6) 압출성형물의 건조와 튀김조건 분석 압출성형기를 이용하여 제조한 유과 반데기를 팽화시키기 위해 반데기를 건조하는 과정은 매우 중요하다. 이 실험에서는 반데기를 튀겼을 때 적당한 건조 수분함량이 16∼18％로 나타났으며, 건조온도는 60℃에서 4시간정도 (CO₂주입 반데기는 3시간) 건조시키면, 튀기기에 적당한 16∼18％의 수분함량을 가진 반데기의 생산이 가능하였다. 건조과정중 전처리 과정으로 습도가 72.6％(RH)인 desiccator에 1시간 정도 놓아 둔 반데기를 튀겼을 때 밀도가 낮아지는 것을 알 수 있었다. 또한 건조후 처리과정으로 반데기를 밀봉하여 conditioning 처리를 2일 정도 하면 반데기의 내부 수분과 외부 수분이 고르게 분포하게 되어 유과를 튀겼을 때 기포 형성이 균일하였다. 이상의 결과들은 압출성형 공정과 개스주입에 의한 유과제조 실험에 응용하여 압출성형과 개스주입 시스템을 확립하여 전통적 유과제조시에 인력과 작업시간이 많이 필요한 혼합, 증자, 꽈리치기, 성형공정을 1분 이내로 단축하여 압출성형 반데기를 성형할 수 있었다. 또한 유과제조에 적당한 압출성형 공정변수와 개스주입 실험을 통해 유과제조공정 개선을 확립하였다. 압출성형온도 105℃, 스크류 회전속도 300rpm 수준, 수분함량 43％ 수준에서 개스주입압력에 의한 반데기의 기공을 형성시켜 건조하여 튀김 했을 때, 전통 유과와 유사한 밀도와 조직감, 부드러운 조직감을 가지는 기공벽과 기공을 가지는 유과를 단시간에 생산할 수 있었다. 식품가공에 다양하게 응용되는 압출성형공법과 이산화탄소 주입에 의해 새로운 공정의 개발을 전통한과인 유과제조의 단순화 뿐만 아니라, 기본기술들은 다른 식품가공에 응용될 수 있는 기틀을 마련할 수 있을 것이다. 또한 쌀을 이용한 식품의 가공기술의 확대와 쌀가루의 팽화기작등을 규명하는 기회가 되어, 다른 팽화식품의 팽화기작 규명에도 기여할 것이다. 또한 개발된 기술은 소규모 농촌 중소업체에 이전이 가능할 것이다. 또한 유과제조용 개스 주입장치 및 식품압출성형기의 제작기술 또한 제작업체로의 기술이전 가능할 것이다. 개발된 기술을 통해 대량으로 생산된 전통한과에 대한 소비자들의 관심과 전통한과의 소비를 더욱 증대시킬 것이다.

Abstract ▼

Extrusion-cooking and Co₂ gas injection were applied to shorten the process of Korean traditional snack (Yukwa) making. In taditional process, waxy rice pellets were made by several process operations; steeping for 1 week at 15℃, steaming, mixing with air, moulding (pelleting), and drying. Finally d

Extrusion-cooking and Co₂ gas injection were applied to shorten the process of Korean traditional snack (Yukwa) making. In taditional process, waxy rice pellets were made by several process operations; steeping for 1 week at 15℃, steaming, mixing with air, moulding (pelleting), and drying. Finally dried pellets are fried at 180℃. Extrusion-process variables for applying to continuous process for Korean traditional snack making were determined. Steeped waxy rice powder was extruded to gelatinized starch, and mould pellets. Extruded pellets were completely gelatinized above 80℃ at 40％ moisture. Air bubbles in pellets were generated by injecting CO₂ gas. Optimum conditions of the puffing and texture for extruded pallets were: steeping time for 7 days at 25℃; barrel temperature, 105℃; moisture content, 42％; CO₂injection pressure, 0.05 Mpa.

목차 Contents

• 제1장 서론 ... 19
• 제1절 연구개발의 목적과 범위 ... 19
• 제2절 기존의 연구 실적 ... 21
• 제2장 시험 수행 내용 ... 33
• 제1절 시험기간 및 수행일정 ... 33
• 제2절 시험재료 및 방법 ... 34
• 제3절 결과 및 고찰 ... 38
• 제4절 결론 ... 125
• 참고문헌 ... 128