보고서 정보
주관연구기관 |
충남대학교 Chungnam National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2005-10 |
과제시작연도 |
2004 |
주관부처 |
농림부 Ministry of Agriculture and Forestry |
등록번호 |
TRKO201400023165 |
과제고유번호 |
1380002220 |
사업명 |
농림기술개발 |
DB 구축일자 |
2014-11-10
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초록
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○ 연구결과
제 1 세부과제 : 증편 제조공정의 표준화
가. 제조공정별 증편의 특징
1) 증편 반죽의 pH는 입자의 크기에는 영향을 받지 않고 막걸리의 비율에 따라 낮아지며, 1차 발효에 따른 pH는 발효 온도 35℃일 때 가장 낮았고, 또한 발효시간이 길어질수록 낮아지는 것으로 나타났다.
2) 발효 전 증편 반죽의 산도는 공정 조건에 따른 영향을 많이 받지 않으며, 1차 발효가 끝나면 산도가 증가하는 것을 볼 수가 있다. 탁주의 투입량에 따라 발효후 산도가 경시적으로 증가하나 많은 차이를 보이지는 않는다.
○ 연구결과
제 1 세부과제 : 증편 제조공정의 표준화
가. 제조공정별 증편의 특징
1) 증편 반죽의 pH는 입자의 크기에는 영향을 받지 않고 막걸리의 비율에 따라 낮아지며, 1차 발효에 따른 pH는 발효 온도 35℃일 때 가장 낮았고, 또한 발효시간이 길어질수록 낮아지는 것으로 나타났다.
2) 발효 전 증편 반죽의 산도는 공정 조건에 따른 영향을 많이 받지 않으며, 1차 발효가 끝나면 산도가 증가하는 것을 볼 수가 있다. 탁주의 투입량에 따라 발효후 산도가 경시적으로 증가하나 많은 차이를 보이지는 않는다.
3) 공정에 따른 증편의 수분함량과 성분에는 변화가 있지 않은 것으로 나타났다.
4) 증편 반죽의 standing height와 증편의 팽창률은 쌀가루 입자의 크기가 30mesh와 40mesh일 때 가장 컸으며, 탁주와 물을 100 : 210, 125 : 185 첨가 했을 때 가장 크고 탁주의 비율이 더 늘어나면 오히려 줄어드는 것으로 나타났다. 1차발효조건은 30℃일 때와 5시간 동안 발효를 하였을 때 standing height가 가장 높은 것으로 나타났다.
5) 쌀가루의 입자 크기가 작을수록 증편의 hardness와 adhesiveness는 작아지며,발효 온도가 상승할수록 hardness와 chewiness가 증가하는 경향을 보이며, adhesiveness는 경시적으로 감소하는 경향을 보였다. 발효시간과 증자시간은 시간이 경과 할 수록 hardness와 chewiness가 증가하는 경향을 보이나 adhesiveness의 변화는 거의 없었다.
6) 발효원으로 효모를 이용한 증편 반죽의 standing height는 밀가루를 첨가한 것이 쌀가루를 첨가하지 않은 반죽보다 더 높게 나왔으며, 쌀가루와 밀가루의 배합량이 540g : 60g일 때 물을 400ml과 375ml을 첨가한 것과 쌀가루와 밀가루가 480g : 120g인 증편 반죽에 가수량이 425ml와 400ml인 것이 가장 높은 standing height를 나타냈다. 효모는 많이 첨가할수록, 발효시간이 길어 질수록 standing height가 증가하였다.
7) 밀가루의 첨가량이 증가할수록, 발효시간이 길어질수록 그리고 효모첨가량이 많아 질수록 증편의 팽창률은 증가하나, 그 증가폭은 standing height보다 적은 것으로 나타났다.
8) 밀가루의 첨가량이 늘고 쌀가루의 첨가량이 감소할수록 hardness와 chewiness가 감소하는 경향을 나타내고 있다. 반대로 밀가루의 양이 증가할수록 adhesiveness의 세기도 증가하는 것으로 나타났다.
9) 효모의 첨가량이 많아질수록 hardness와 chewiness가 동시에 감소하는 경향을 보이고 있으며 adhesiveness 또한 감소하는 것으로 나타났다.
10) 발효시간에 따라 hardness와 chewiness가 증가하고 adhesiveness는 모두 감소하는 경향을 보이는 것으로 나타났다.
11) 쌀가루와 밀가루의 배합량에 상관없이 반죽을 위한 가수량이 증가할수록 adhesiveness가 증가하며, hardness와 chewiness는 약간씩 감소하는 경향을 보이는 것으로 나타났다.
12) 관능평가를 통한 발효원으로 효모를 이용한 증편의 제조조건은 9 : 1의 쌀가루와 밀가루의 비율에 66%의 수분, 15%의 설탕, 0.8%의 소금, 0.6%의 건조효모를 첨가한 반죽을 1차 발효와 2차 발효를 30℃에서 각각 2시간과 30분을 거친 뒤 100℃에서 30분 동안 증자를 한 것이 가장 선호도가 높은 것으로 나타났다.
나. 증편의 저장성 평가
1) 증자온도를 100℃로 고정시켜 놓고 증자시간을 각각 30분, 40분, 50분으로 했을 때 증편의 pH 값은 높아지는 경향을 나타냈고, 증자온도에서 pH 값은 온도에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다.
2) 40분 증자한 증편이 30분과 50분 증자한 증편보다 비교적 높은 수분함량을 나타내었고 저장시간에 따라 점차 낮아졌다.
3) 증편의 팽창률을 알아보기 위해 부피를 측정한 결과 온도에 따른 부피는 증자온도가 높아질수록 낮은 값을 나타냈으며, 조직이 치밀해지고 기공이 적어지는 것을 볼 수 있었다.
4) 증자 시간에 따른 색도의 유의적 차이는 없었고, 온도에서는 100℃와 105℃에서 증자한 증편은 유사한 값을 보였으나 110℃에서 증자한 증편은 다른 실험군에 비해 낮은 L값과 높은 b(yellow value) 값을 보였다.
5) 증자시간에 따른 텍스쳐 특성은 hardness의 경우 증자시간이 길수록 제조 당일 낮은 값을 나타냈고, 저장시간에 따라 세 실험군 모두 점차 낮아지는 경향을 보였다. Adhesiveness에서는 30분 증자한 증편이 가장 낮았으며, 50분 증자한 증편과 유사한 값을 보였으며, 보존시간에 따라 adhesiveness의 변화가 40분 증자한 증편보다 적었다. Chewiness에서는 40분 증자한 증편이 가장 높았지만 저장시간에 따른 변화가 가장 컸다. 증자온도에 따른 텍스쳐 특성에서 hardness, chewiness, adheseiveness 모두 저장시간이 지날수록 낮아지는 경향을 보였고, 110℃로 증자한 증편은 제조당일 모든 텍스쳐 특성에서 100℃나 105℃에서 증자한 증편에 비하여 높은 값을 보였다.
6) 노화억제에 효과가 있다고 생각되는 첨가제들을 넣은 각각의 증편에서 pH는 레시틴을 1.0% 첨가한 것이 다른 실험군과 비교하여 가장 낮은 값을 나타냈고, 올리고당과 Novamyl을 각각 첨가한 증편이 비교적 높은 pH를 보였다.
7) 노화억제제를 첨가한 증편의 대부분의 수분함량은 53∼55% 정도를 나타내었으나 올리고당을 첨가한 증편은 다른 실험군에 비해 낮은 수분함량을 보였으며, 저장시간에 따른 유의적인 변화는 없었다.
8) 증편의 부피에서는 올리고당을 35% 첨가한 증편이 가장 높았고, 레시틴 0.5%, 1.0% 첨가군, 볶은 콩가루 3% 첨가군, α-GTase 20mg, Novamyl 5mg, 20mg 첨가군, α-GTase+Novamyl 20mg 첨가군은 부피가 제조 당일 대조군과 비슷하였으나 효소를 첨가한 증편은 저장시간에 따른 부피의 변화가 다른 첨가군에 비해 컸다.
9) 노화지연 첨가제에 따른 증편의 색도에서 볶은 콩가루를 넣은 증편이 가장 큰 특성을 보이며 다른 실험군에 비해 L 값이 낮았으며 red 값과 yellow 값 모두 높은 수치를 나타냈다.
10) 증편의 호화도에서 레시틴을 1% 첨가했던 증편은 유의적 차이없이 제조당일과 비슷한 호화도를 보였고, 볶은 콩가루를 첨가한 증편과 첨가하지 않은 증편에서 maltose 함량에 있어 뚜렷한 유의차를 보였고, 콩가루 첨가에 의한 노화지연효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 올리고당을 첨가한 증편은 전반적으로 설탕을 첨가한 증편보다 호화도가 높았으며 효소(α-amylase)를 첨가한 증편에서는 α-GTase와 Novamyl을 10mg씩 혼합하여 제조한 증편과 각각의 효소를 20mg씩 첨가하여 제조한 증편을 비교했을 때 Novamyl을 20mg 첨가한 것이 호화도 감소폭이 가장 작았으며, 혼합한 효소를 첨가한 증편, α-GTase 첨가군, 대조군 순서로 호화도의 변화가 컸다.
11) 레시틴, 볶은 콩가루를 첨가하여 제조한 증편의 hardness는 아무것도 첨가하지 않은 증편의 hardness보다 저장기간이 지날수록 그 변화폭이 작았으며,Novamyl, α-GTase 등의 효소를 첨가한 증편은 보존기간에도 제조당일과 유사한 hardness를 가졌으나, adhesiveness가 높아 증편의 고유 물성과 거리가 있었다. 올리고당을 첨가한 증편은 첨가량이 많을수록 hardness와 adhesiveness가 높았고,저장시간에 따라 hardness는 높아지고, adhesiveness는 낮아지는 경향을 나타냈다.
12) 포장 재료를 달리하여 포장한 증편의 수분함량에 있어서는 PP film으로 포장한 증편이 HDPE film으로 포장한 증편에 비해 저장시간 별로 안정한 경향을 나타내었다.
13) HDPE film으로 포장한 증편보다 PP film으로 포장한 증편의 pH가 전반적으로 낮았고, 또한 autoclave에서 멸균한 film으로 포장한 증편의 pH는 기타의 증편에 비해 낮은 pH를 가지며 그 변화율은 autoclave에서 멸균한 film으로 포장한 증편>실험군>자외선 처리 film으로 포장한 증편 순으로 나타났다.
14) PP film으로 포장한 증편의 maltose 함량 감소율이 HDPE film으로 포장한 증편의 maltose 함량 변화율보다 더 안정하고 그 감소율도 작았으며 autoclave에서 멸균한 film으로 포장한 증편의 maltose 함량이 살균처리 하지 않은 film포장보다 비교적 높았다.
15) PP film으로 포장한 증편의 texture의 변화가 HDPE film으로 포장한 증편의 texture 변화보다 작았으며 실험군과 다른 처리군에서 유의적인 차이를 나타내지는 않았다.
16) Flavoring을 첨가한 증편에서 autoclave에서 멸균한 film으로 포장한 증편이그렇지 않은 증편의 수분함량보다 높은 경향을 나타내었으나 유의적인 차이를 나타내지는 않았다.
17) pH는 flavoring을 첨가하여도 첨가하지 않았을 때와 마찬가지로 autoclave에서 멸균한 film으로 포장한 증편에서 낮은 경향을 나타내었으나 그 차이는 미미하였으며 녹차분말과 커피분말을 첨가한 증편이 그렇지 않은 증편에 비해 pH가 낮은 결과로 보아 증편의 저장성에 좋은 영향을 주는 것으로 생각된다.
18) Flavoring을 첨가한 증편의 색도를 측정하였을 때 autoclave에서 멸균한 film으로 포장한 증편이 그렇지 않은 것에 비해 낮은 수치를 나타내었다.
19) HDPE film과 PP film으로 포장한 증편에서 저장시간에 따라 호화도는 약간씩 감소하는 경향을 나타내었다. 각각의 film은 멸균한 것이 대조군과 자외선 살균한 film으로 포장한 증편에 비해 호화도가 높았고 그 변화율도 작게 나타났다.
HDPE film 에 비해 PP film으로 포장한 증편의 호화도가 더 높았고 그 변화 또한 적은 결과를 나타내었다.
20) 증편을 포장한 후 autoclave에서 100℃, 15분간 살균하게 되면 pH는 약간 낮아지고, 저장 3일째부터 부패취를 형성하는 대조군에 비해 4일째에 부패취를 형성하는 등 저장에 좋은 영향을 주지만 수분함량이 높아져서 식감이 좋지 않았고 색도에 차이가 생겨 굳이 살균하지 않아도 그 결과가 나쁘지 않은 것 같았다.
21) 효모취를 masking하기 위해 여러 가지 flavoring을 첨가하였을 때 그 중 효모취를 가장 잘 masking하고 저장성에 가장 좋은 영향을 주는 것은 커피> 코코아> 녹차> 전지분유 순으로 나타났다.
다. 증편의 포장 조건에 따른 품질 수명
1) 포장방법으로 PE-film포장, 질소충진포장과 감마선조사법을 비교하여 증편의 보존안전성 및 유통기한 확보를 위한 살균기본을 설정하였다.
2) PE film포장지에 포장한 증편은 저장 이후 5일이 경과하면 미생물의 오염도는 일반세균>106 CFU/g 수준으로 부패취가 발생하며, 조직이 뭉개지는 등의 관능적으로 섭취가 불가능한 수준을 나타내었고, 질소충진저장의 경우 미생물학적, 관능적 가식 가능기간이 PE film포장에 비교해 볼 때, 2일정도 연장되며, 감마선 조사구는 조사선량과 관계없이 저장 10일이 경과 후에도 미생물이 관찰되지 않아 미생물학적으로 상온에서 10일 이상의 유통기한을 확보하였다.
3) 기계적 물성 측정 결과, 감마선의 조사선량이 증가할수록 조직이 단단해지는 경향을 나타내었으며, 관능평가의 결과 감마선 조사선량이 증가할수록 향, 맛, 질감 등 모든 면에서 다소 낮은 선호도를 나타내었다.
4) 이상의 연구를 통해 증편의 감마선 조사기술을 이용하는 경우 5kGy이내의 선량이 적당하며, 장기간 보존을 위해 고선량을 사용할 경우에는 물성 변화를 최소화 할 수 있는 방안이 모색되어야 할 것으로 사료된다.
라. 다양한 종류의 증편의 개발
1) 설탕 첨가량을 15%(A), 17.5%(B), 20%(R, 표준화된 공정에서의 첨가량), 22.5%(C), 25%(D) 따른 관능검사를 실시한 결과 R에 비해 A, B는 선호도는 낮았으며, C, D의 선호도는 크게 차이가 없었다.
2) 쌀가루에 첨가되는 각각의 기능성 첨가물의 양이 증편의 관능적 특성에 미치는 영향을 실험한 결과 모든 첨가물들이 전체적인 만족도에서 1%를 첨가했을 때가 가장 높은 선호도를 보였다.
3) 다시마, 솔잎, 쑥, 뽕잎가루를 각각 1% 첨가한 증편을 남자 10명, 여자 10명을 대상으로 선호도 검사를 실시한 결과 남자는 쑥 증편, 다시마 증편, 뽕잎 증편,솔잎 증편의 순으로 선호도가 좋았고, 여자는 쑥 증편, 다시마 증편, 솔잎 증편, 뽕잎 증편의 순으로 선호도가 좋았다.
4) 이상의 관능검사에 따른 결과에서 증편 제조 시 적정량의 첨가물을 가함으로써 기능성 부여 및 관능적으로 우수한 전통 식품의 개발로 쌀의 소비 촉진과 전통식품의 이용을 늘릴 수 있을 것으로 본다.
제 1 협동과제 : 증편의 자동화 생산 시스템 개발
1) 증편을 보급화 하기 위해 증편공정을 자동화하여 숙련공이 해야 할 일을 시스템이 대신 할 수 있도록 한다.
2) 증편 자동 생산 시스템을 개발하기 위해서 PBM-R5를 메인 프로세서로 사용 하였다.
3) PBM-R5는 PIC16F877 칩이 두 개 내장되어 있어, 충분한 메모리와 빠른 처리 속도, 많은 I/O 포트를 자기고 있어 증편 자동생산 시스템에 적합하였다.
4) 시스템의 입력부로는 멀티블렉서를 이용한 아날로그 입력 단자, 명령 입력을 위한 keypad, 출력부로는 LCD와 relay를 작동할 수 있는 구동신호를 출력하는 제어단자로 되어있다.
5) 증편 시스템를 운영 할 수 있는 운영프로그램은 PIC basic언어로 프로그래밍하였고, 하나의 주 프로그램과 각 증편 공정 별로 4개의 부 프로그램으로 나누어구성하였다.
6) 증편 가공 장치로 쓰일 발효기, 증자기, 가습기도 히터와 초음파 가습기 스팀공급기를이용하여 제작하였고, 이를 모두 통합하여 증편 자동 제조 시스템(JAS)을 구축하였다.
7) 제작된 JAS의 실행 결과 발효공정의 온도 제어는 38℃로 설정하였을 때, 38± 1.8℃이었고, 습도 제어는 50%로 설정하였을 때, 50 ± 5.5% 였다.
8) JAS를 증편 제조에 적용하여 만든 증편제품은 재래식 방법의 제품과 품질이나 맛에서 거의 차이가 없었으며, 만드는 과정에서 JAS의 관리자가 전혀 필요 없어 손쉽게 증편을 제작할 수 있게 하였다.
9) 초기 투자비용을 기초로 1년 고정비는 감가상각비를 포함하여 초기투자비용의 23%로 하였으며, 변동비는 증편 제조 공정을 수행하는데 필요한 재료비, 전기비, 유지보수비, 인건비의 합으로 나타내었다. 고정비와 변동비의 합으로 증편 자동화시스템을 이용한 1일 총비용은 124,628원이며 증편의 45g의 낱개 하나의 가격은 약 125원 이었다.
Abstract
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Sub-project 1 : Standardization of Jeung-pyun manufacturing process
1st Year:
◎ Characteristics of Jeung-pyun on manufacturing process
- Physical and chemical properties of Jeung-pyun on manufacturing process
- Sensory evaluation of various Jeung-pyun on manufacturing process
◎ Develo
Sub-project 1 : Standardization of Jeung-pyun manufacturing process
1st Year:
◎ Characteristics of Jeung-pyun on manufacturing process
- Physical and chemical properties of Jeung-pyun on manufacturing process
- Sensory evaluation of various Jeung-pyun on manufacturing process
◎ Development of various Jeung-pyun
- Effects of additives on the improvement of Jeung-pyun
- Acceptance test of Jeung-pyun
2nd Year:
◎ Effect of packaging methods on the shelf-life of Jeung-pyun
- Storage characteristics of Jeung-pyun affected steaming time
- The prediction of shelf-life of Jeung-pyun
◎ Application as pilot plant scale
- Optimization for scale up
- Manufacturing in pilot plant scale
3nd Year :
◎ Development of packaged product
- Quality characteristic of packaged Jeung-pyun during storage
- Prediction of shelf - life in packaged product
◎ Properties analysis of final product
- Physical and chemical properties of final product
- Sensory evaluation of final product
◎ Economical analysis
- Economical analysis and industrialization of manufacturing process
Co-project 1 : Development of automatic manufacturing system of Jeung-pyun
1st Year :
◎ Basic survey for automatic system
- Basic survey of traditional Jeung-pyun automatic manufacturing process
- Establishing of automatic target for Jeung-pyun manufacturing process
2nd Year :
◎ Design of Jeung-pyun automatic system
- Design of automatic controller
- Construction of automatic controller
- Development of program for Jeung-pyun manufacturing process
3nd Year:
◎ Jeung-pyun manufacturing process
- Test operation of production facilities
- Complement and analysis of processing line
- Examination of optimization methods
목차 Contents
- 제출문 ... 1
- 요약문 ... 2
- SUMMARY ... 18
- CONTENTS ... 31
- 목차 ... 35
- 제1장 연구개발과제의 개요 ... 39
- 제1절 연구개발의 목적 및 내용 ... 39
- 1. 연구 개발의 필요성과 목적 ... 39
- 가. 기술적 측면 ... 39
- 나. 경제·산업적 측면 ... 40
- 다. 사회·문화적 측면 ... 41
- 제2절 연구개발 내용 및 범위 ... 42
- 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 45
- 제1절 국내외 관련기술의 현황 및 문제점 ... 45
- 제2절 앞으로의 전망 ... 46
- 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 48
- 제1절 증편 제조공정의 표준화 ... 48
- 1. 제조공정별 증편의 특성 ... 48
- 가. 전통적인 방법에 의한 제조 ... 48
- 나. 공정별 증편의 이화학적 특성 ... 51
- 2. 효모를 이용한 증편 제조공정의 표준화 ... 64
- 가. 서설 ... 64
- 나. 효모를 이용한 증편의 제조 ... 65
- 다. 효모를 이용한 증편의 이화학적 특성 ... 68
- 3. 관능평가 ... 77
- 가. 관능 평가 ... 78
- 나. 통계처리 ... 78
- 다. 결과 및 고찰 ... 79
- 라. 결론 ... 80
- 4. 쌀가루만을 이용한 증편 제조의 표준화 ... 81
- 가. 증편의 제조 ... 82
- 나. 제조된 증편의 품질 특성 ... 83
- 제2절 증편의 저장성 분석 ... 88
- 1. 증자시간 및 온도에 따른 저장 특성 ... 88
- 가. 실험 재료 및 설계 ... 88
- 나. 저장 중 증편의 품질 특성 ... 89
- 2. 노화 지연을 위한 첨가제 선택 ... 96
- 가. 노화지연제 첨가를 위한 실험 설계 및 제조 ... 96
- 나. 노화지연제를 첨가한 증편의 품질 특성 ... 97
- 3. 포장재료 및 방법에 따른 저장 중 품질 특성 ... 111
- 가. 포장재료 선정 및 방법 ... 111
- 나. 결과 및 고찰 ... 112
- 4. Flavoring 첨가에 따른 저장 중 품질 특성 ... 120
- 가. 재료 및 방법 ... 120
- 나. flavor첨가에 따른 품질 특성 ... 121
- 제3절 증편의 포장에 조건에 따른 품질수명(Shelf-life) 예측 ... 134
- 1. 증편의 제조 ... 134
- 2. 포장 조건에 따른 저장 중 품질 특성 및 관능평가 ... 135
- 3. 결론 ... 146
- 제4절 다양한 종류의 증편 개발 및 관능평가 ... 147
- 1. 설탕의 첨가량에 따른 증편의 관능평가 ... 147
- 2. 이스트 첨가량에 따른 증편의 관능평가 및 부피변화 ... 149
- 3. 다양한 첨가물을 가미한 증편의 개발 ... 151
- 가. 증편의 제조 ... 151
- 나. 첨가물에 따른 증편의 관능평가 ... 153
- 4. 결론 ... 160
- 제5절 증편의 자동화 생산공정 개발 ... 161
- 1. 공정 자동화 설계를 위한 기초분석 ... 161
- 가. 공정 설계를 위한 기본 정보 조사 ... 161
- 나. 증편 제조 공정 중 자동화 target의 설정 ... 166
- 다. 자동화 기반 기술 개발 ... 167
- 2. 증편 자동 제조 시스템의 개념적 디자인 설계 ... 172
- 3. 공정별 자동화 생산 설비 설계 및 제작 ... 174
- 가. 증편 자동화 시스템(JAS)의 기본 디자인 개념 ... 174
- 나. JAS 제어부(증편 컨트롤러) 디자인 ... 175
- 4. JAS의 제작 및 시험 가동 ... 210
- 가. 실험재료 ... 210
- 나. 실험방법 ... 212
- 다. JAS의 제작 ... 213
- 라. JAS의 시험 가동 ... 219
- 마. 결론 ... 225
- 5. 증편의 경제성 분석 ... 226
- 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 229
- 제1절 목표달성도 ... 229
- 제2절 관련분야에의 기여도 ... 231
- 1. 기술적 측면 ... 231
- 2. 경제·산업적 측면 ... 231
- 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 232
- 제1절 연구개발결과 및 결론 요약 ... 232
- 제2절 활용계획 ... 241
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ... 242
- 제7장 참고문헌 ... 243
- 끝페이지 ... 246
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