초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
<떡 굳음방지기술의 산업적 이용증진 연구>
시판쌀가루의 가공특성 및 떡 굳음방지기술 적용방안 연구는 시판 습식 (멥)쌀가루를 이용하여 굳지않는 떡 제조 방법에 대한 원천 기술을 적용하여 쌀 세척, 수침, 탈수, 분쇄 공정이 간소화된 공정을 개발하였으며, 시판 습식 (멥)쌀가루를 이용하여 굳지 않는 떡을 제조하는 경우 수화 과정은 따로 필요하지 않았다. 기술적용 확대를 위해 산업현장에서 수요도가 높은 부원료로 과채류(쑥, 단호박, 딸기), 서류(자색고구마), 두류(콩), 잡곡류(흑미, 현미)를 농도별로 첨

Ⅳ. 연구개발결과
<떡 굳음방지기술의 산업적 이용증진 연구>
시판쌀가루의 가공특성 및 떡 굳음방지기술 적용방안 연구는 시판 습식 (멥)쌀가루를 이용하여 굳지않는 떡 제조 방법에 대한 원천 기술을 적용하여 쌀 세척, 수침, 탈수, 분쇄 공정이 간소화된 공정을 개발하였으며, 시판 습식 (멥)쌀가루를 이용하여 굳지 않는 떡을 제조하는 경우 수화 과정은 따로 필요하지 않았다. 기술적용 확대를 위해 산업현장에서 수요도가 높은 부원료로 과채류(쑥, 단호박, 딸기), 서류(자색고구마), 두류(콩), 잡곡류(흑미, 현미)를 농도별로 첨가하여 저장기간에 따른 물성변화 및 기호도를 측정한 결과 안정한 물성을 보였으며 굳음 방지기술을 적용할 수 있는 범위는 매우 넓다고 판단된다. 굳음방지기술의 확대와 떡 제조업체의 공정간편화 및 위생성 향상을 목적으로 시중에서 판매되는 쌀가루 7 종을 선별하여 분석한 결과, 시판 쌀가루의 수분함량은 9.29-12.93%, 수분결합력은 122.1-184.1%, 팽윤력은 12.61-15.07%, 용해도는 12.16-17.16%, 손상 전분의 함량은 1.54-2.13%의 범위로 확인되었으며 기술의 적용 검토결과 가수량의 조절에 따라 전 시료에서 기술적용 가능성이 확인되었다
부재료의 확대를 위하여 기존 멥쌀떡에서는 적용되지 않았던 소재로서, 약용자원, 과채류, 해조류 등의 적용성을 검토한 결과, 저장기간 동안 제조 직후의 물성과 거의 변화가 없었다. 이는 지리적표시제와 연계한 각지역의 다양한 비교우위 지역특산 자원을 접목할 수 있는 간편 제조 기술로 실제 농가나 떡 산업체에서 활용도가 높은 기술이 될 수 있을 것으로 기대된다. 적용성이 검토된 15 종의 부재료 중 기호도 및 경제성, 가공적성이 뛰어난 감태, 민들레, 양파(백, 적 2종)를 선별한 후 떡 굳음방지 기술을 적용하여 농도별 첨가 조건으로 절편을 제조 하여 상온 조건에서 저장기간 동안 물성 변화를 측정한 결과 수분함량 10%이하인 분말 상태의 시료를 적용한 결과 굳음방지기술의 적용성은 우수한 것으로 나타났다. 감태, 민들레, 양파(백, 적 2종)를 농도별 첨가 조건으로 절편을 냉장 제조 조건을 적용하여 제조 한 후 냉장 조건에서 저장기간 동안 물성 변화를 측정한 결과, 저장기간 동안에도 안정화된 품질이 유지된 상태로 저장 가능하다는 결과를 얻을 수 있었다. 항당뇨 효능 평가 동물실험의 식이조성은 AIN-93을 기본식으로, 고지방식이, 농도별 양파분말을 0∼1.2%의 수준으로 적용하여 수행하였으며 양파분말 첨가에 의해 혈중 중성지방 및 콜레스테롤 농도가 유의적으로 감소하였으며 0.4% 첨가수준에서도 충분한 지질저하 효능을 갖는 것으로 판단된다. 따라서 건강 기능성을 내포하는 양파를 접목할 수 있는 간편 제조 기술로 양파 재배지역의 농가나 떡 산업체에서 활용도가 높은 기술이 될 수 있다. 특수 패키지를 적용하여 상온 저장(8일간) 따른 품질 변화를 측정한 결과, 저장 8일 째에도 제조 직후의 탄성과 거의 차이가 나타나지 않고 저장기간 동안 색도도 변화가 나타나지 않아 안정화된 품질이 유지된 상태로 저장 가능하다는 결과가 도출되었다. 상온유통 조건(옥수수, 감자, 수리취) 및 냉동유통 조건(토란) 품질 안정성 측정한 결과, 굳음방지기술 적용이 가능(쌀의 30%까지 대체 가능)하다.
굳음방지기술을 이용하여 고아미와 양파가루를 첨가한 떡의 저장기긴 동안 조직감과 색의 품질이 유지되는 것을 확인하였고, 떡에 어울리는 음료 개발을 위해 식용 꽃과 과일을 활용한 침출차 제조한 결과, 꽃과 과일의 어울림 조건으로는 관능적 기호도 결과 개나리:레몬 = 1:6, 진달래:딸기 = 1:6, 사과:목련 = 1:1.5, 민들레:오렌지 = 1:3으로 제조비율을 최종 설정하였다. 무화과 더덕에 각각 1.2배의 설탕을 첨가하여 발효음료를 제조한 결과 발효기간은 무화과 60일, 더덕은 40일간 발효시켰을 때 관능적 기호도가 가장 우수하였다. 당원을 설탕, 꿀, 조청을 1:1 비율로 첨가하여 더덕소와 무화과소를 제조하였으며, 떡피는 울금, 토마토, 민들레 가루를 각각 3.2%, 흑미가루를 15% 첨가하여 보쌈떡을 개발하였다.
멥쌀인절미 제조를 위해 굳음방지기술을 습식 및 건식 제법 방법을 적용한 결과, 가수량 35%, 펀칭시간 18분 처리 시 찹쌀 인절미와 같은 품질을 유지하는 것으로 확인되었으며, 전북 군산의 특산품인 찰보리의 이용성 증대를 위해 굳음방지기술 적용 가능성을 확인한 결과 찰보리가루 30% 첨가시 품질이 우수하였다.

<잡곡류 함유 떡 굳음방지기술 최적화 및 건강기능성 검증>
현미, 보리, 메밀, 귀리, 수수 30% 멥쌀대체 제조로 잡곡류 혼합에 따른 떡 제조 가능성 탐색하였으며 그 중 메밀과 보리에서 떡 굳음방지기술 적용 소재 가능성을 확인 하였다. 메밀 및 보리 모두 0-45%까지 멥쌀을 대체하여 떡 제조 결과 30%까지 멥쌀 대체 시 굳음방지 효과를 보였으며 특히, 메밀 첨가는 저장 중 질어지지 않는 등 텍스쳐 개선 효과를 보였다. 멥쌀과 선별된 잡곡(메밀/보리) 혼합에 따른 건강 기능성 구명을 위한 기초 탐색으로 떡을 제조하여 소화율을 측정 한 결과 메밀/보리 대체 시 멥쌀로만 제조한 가래떡보다 전분소화에 의한 glucose release 감소가 확인되었으나 메밀은 농도의존성을 보이지 않았다. 그러나 보리에서는 농도의존성으로 glucose release 의 감소가 나타났다. 잡곡류 혼합에 따른 제조조건 최적화 및 노화지연 특성 구명을 위해 모델 겔 시스템을 이용하여 굳지않는 떡 제조공정 주요변수를 탐색하고 이에 따른 노화특성을 분석 하였다. 굳지않는 떡 제조공정 중 주요변수로는 ‘냉각, 생밀가루 첨가, 펀칭과정’ 선정 하였고 또한 생밀가루의 amylase 역가를 측정하였다. 모델 겔에서 autoclave 처리 밀가루 첨가구 및 무첨가구는 탄성(G’) 변화 없고, 생밀가루 10% 첨가/상업용 효소(Novamyl L) 첨가구는 탄성(G’)이 감소하였는데 이는 상업용 효소와 같이 생밀가루의 효소작용으로 노화지연을 작용이 일어남을 확인하였다. 또한 생밀가루의 아밀라아제 역가를 20-60℃에서 측정결과 40℃에서 최대 활성을 나타내었다. 모델 겔에서 확인한 결과를 모델식품(가래떡)에서도 확인 한 결과 Autoclave 처리 밀가루 첨가 가래떡의 경도는 저장 중 증가하여 노화지연 효과를 나타내지 않아 동일한 결과를 나타내었다. 또한 떡에서 생밀가루 첨가량이 증가할수록 저장 중 경도 증가 정도가 농도의존적으로 억제됨을 확인하였다. 한편, 잡곡류 배합에 따른 가래떡의 노화지연 조건 최적화 및 특성 구명을 위하여 모델 겔에서 쌀가루 대체 보리가루의 비율을 달리하여 모델 겔을 제조하고 굳음 방지 기술을 적용하였다. 보리가루의 대체비율이 높아질수록 생밀가루의 amylase 작용을 덜 받음을 확인하였으며 또한 실제 떡으로 적용 하였을 시 멥쌀 대체 보리가루를 25% 첨가 시 멥쌀 100% 가래떡보다 저장기간에 따라 경도 값이 증가하므로 25% 이하로 대체가 가능함을 알 수 있었다. 굳음방지기술 주요변수 제어에 따른 노화지연 특성 구명을 위해 모델 겔에서 생밀가루 첨가량 및 첨가온도를 확대 적용을 하였다. 실험결과 모델 겔에서 생밀가루의 효소반응 속도는 생밀가루의 첨가량이 증가할수록, 첨가온도는 50℃ → 60℃ → 40℃순으로 증가됨을 확인 하였다. 또한 생밀가루 대체로 생곡을 첨가하여 건강기능성 (소화율) 탐색 굳지않는 떡 제조공정 주요변수 제어에 따른 노화지연 특성 구명을 하였다. 생밀가루 대체 보리가루 가래떡 제조 시 노화지연효과는 동일하게 재현되었으나, 저장 7일 후 질어지는 문제점을 파악 하였다. 또한 모델 겔 시스템에서 쌀전분 겔의 수분함량을 실제 가래떡과 유사한 50%로 제조하여 가래떡의 저장 중 노화현상(경도, 가수분해도, DSC 엔탈피 변화) 간 상관성 확립으로 전분기반식품의 노화현상 및 공정개선 연구의 단순화 방안을 제시하였다. 한편, 굳음방지기술 확대적용 가능성 탐색하고자 냉동 떡에서 멥쌀 및 찹쌀을 기반으로 굳음방지기술 적용 하였으며 냉동과 해동을 반복하여도 저장 중 노화연상이 나타나지 않았음을 확인 하였다. 또한 증숙면 제조 시 굳음방지기술 확대적용 가능성을 확인하였으나, 제면 질감 개선 및 성형 공정의 문제점을 파악하였다. 굳음방지기술 확대적용을 위한 보리가루 첨가 가래떡의 저장 전후 전분소화율은 생밀가루 첨가 가래떡보다 낮게 측정되어 굳음방지기술을 잡곡대체로 확대 적용 결과 건강기능성이 개선됨을 확인하였다.

<떡류 노화억제 기술의 메커니즘 구명>
4℃에서 1 일 저장 후 밀가루를 첨가한 가래떡은 대조구에 비해 탄력성, 응집성 및 부착성이 증가하였고 밀가루 0.8% 수준까지 첨가량이 증가함에 따라 경도와 씹힘성은 감소함. 글루텐을 첨가한 가래떡은 대조구와 탄력성, 응집성 및 부착성이 유사하였고 글루텐 0.8% 수준까지 첨가량이 증가함에 따라 경도와 씹힘성은 감소하였다. 손상멥쌀전분을 첨가한 가래떡은 대조구와 탄력성, 응집성이 유사하게 나타남. 경도와 씹힘성을 분석한 결과 0.8% 밀가루 첨가가 가래떡의 노화억제에 가장 효과적임. 첨가밀가루로부터 조효소를 추출하여 밀가루 자체에 포함되어있는 전분가수분해활성을 분석한 결과 반응온도 30℃에서 호화멥쌀가루의 경우 0.49 unit, 호화찹쌀가루의 경우 0.51 unit로 활성이 가장 높았으며, 호화멥쌀전분과 호화찹쌀전분 모두 30-50℃의 반응온도구간에서 전반적으로 활성도가 높았음. 또한 30℃의 반응온도에서 24 시간 후에는 멥쌀가루는 0.66 unit, 찹쌀가루는 1.55 unit의 활성이 나타났다.
호화된 쌀 전분의 노화를 억제하는 기술의 핵심 공정은 밀가루 첨가량이외에 펀칭시간과 밀가루 첨가시 반죽 내부 온도로 판단되며 펀칭 시간이 길수록 가래떡 제조직후 및 4℃와 25℃에서 저장기간 동안 경도, 탄력성, 응집성, 씹힘성은 감소하였으며 부착성은 증가함. 0.8% 밀가루를 첨가 시 반죽 내부온도를 달리하여 제조한 가래떡의 이화학 특성을 분석하였다. 저장 기간에 따라 경도, 부착성, 씹힘성의 변화는 75℃ 처리구가 가장 적었다. 저장 기간에 따른 표면미세구조는 75℃ 처리구가 대조구보다 표면에 작은 구멍이 많이 보였다. 이는 저장 중 밀가루의 가수분해효소작용에 의하여 전분입자의 표면이나 내부구조에 변화를 일으켜 전분 입자의 크기를 변화시킨 것으로 판단됨. 결정구조에서는 대조구와 95℃ 처리구의 경우 저장 기간에 따라 A형태의 X-RD pattern의 peak가 날카로워지면서 크기가 커지는 것을 관찰되었고 55℃ 와 75℃ 처리구의 경우에는 저장 기간에 따라 단일 피크의 X-RD pattern을 그대로 유지하고 있었다. DSC를 이용하여 저장 기간에 따른 열적 분석한 결과에서 대조구의 용융엔탈피(△E)는 처리구보다 높게 나타났다. 이는 대조구는 저장기간에 따라 전분분자들이 재결합하여 노화가 많이 진행되었다는 것을 의미하며 55℃와 75℃의 처리구는 노화가 거의 진행되지 않아 상변화에 필요한 에너지가 그만큼 작게 필요하다는 것을 의미한다. 저장기간에 따른 손상전분 함량, 아밀로스 함량, blue value를 측정한 결과 55℃와 75℃의 처리구가 증가하였으나, β-Amylolysis 분해한도는 75℃의 처리구가 크게 나타났지만 아밀로펙틴의 사슬길이에서는 75℃의 처리구가 작게 나타났다. 0.8%　밀가루를 첨가 시 반죽 내부온도를 달리하여 제조한 인절미의 이화학 특성을 분석함. 저장 기간에 따라 경도와 씹힘성의 변화는 55℃ 처리구가 가장 적었음. 저장 기간에 따른 표면미세구조는 처리구가 대조구보다 표면에 작은 구멍이 많이 보였다. 결정구조에서는 저장 기간에 따라 대조구는 특징적인 peak의 모양이 소멸된 broad한 형태인 V형태의 X-RD pattern에서 17。peak이 커지는 것을 관찰되었고 55℃ 처리구는 저장 기간에 따라 가장 약한 B형태의 X-RD pattern을 관찰되었다. DSC를 이용하여 저장 기간에 따른 열적 분석한 결과에서 대조구의 용융엔탈피(△E)는 처리구보다 높게 나타났다. 이는 대조구가 노화가 많이 진행되었다는 것이고 용융엔탈피(△E)이 낮은 55℃ 처리구는 노화가 거의 진행되지 않아 상변화에 필요한 에너지가 그만큼 작게 필요하다는 것을 의미한다. 저장 기간에 따른 손상전분, 아밀로스 함량을 측정한 결과 55℃의 처리구가 증가하였으나, blue value는 거의 변화가 없었다. β-Amylolysis 분해한도와 아밀로 펙틴의 사슬길이는 75℃의 처리구가 작게 나타났다. 이는 조직감 측정결과로써 55℃ 처리구가 노화억제로 저장 기간에 따라 경도값 변화가 가장 작게 일어난 것과 일치하지 않았다. 0.8%　밀가루를 첨가 시 반죽 내부온도를 달리하여 제조한 혼합인절미의 이화학 특성을 분석함. 저장 기간에 따라 경도는 저장 초기 대비 68.1%로 55℃ 처리구가 가장 적었으며 부착성은 많이 증가함. 결정구조에서는 저장 기간에 따라 대조구는 특징적인 peak의 모양이 소멸된 broad한 형태인 V형태의 X-RD pattern에서 17° peak이 커지는 것을 관찰되었고 55℃ 처리구는 저장 기간에 따라 가장 약한 B형태의 X-RD pattern을 관찰되었다. DSC를 이용하여 저장 기간에 따른 열적 분석한 결과에서 대조구의 용융엔탈피(△E)는 처리구보다 높게 나타났다. 이는 대조구가 노화가 많이 진행되었다는 것이고 용융엔탈피(△E)이 낮은 55℃ 처리구는 노화가 거의 진행되지 않아 상변화에 필요한 에너지가 그만큼 작게 필요하다는 것을 의미함. 저장 기간에 따른 손상전분, 아밀로스 함량을 측정한 결과 처리구간의 거의 변화가 없었다.
기존 공정과 노화억제 공정으로 각각 제조된 일반 가래떡과 밀가루 첨가한 가래떡의 이화학 특성을 4℃에서 3 일간 저장 중 분석하였으며 밀가루첨가 가래떡은 0.8% 밀가루첨가, 펀칭시간 13 분, 밀가루첨가온도 75℃로 제조하였다. 저장 기간에 따라 처리구는 조직감에서 경도와 씹힘성은 감소하였으나 부착성은 증가하였으며 색도에서는 L값과 b값은 감소함. 처리구의 표면미세구조는 표면이 매끄러웠고 저장 3 일 후 처리구의 표면은 대조구보다 굴곡이 없었다. 대조구와 처리구 모두 저장기간 중 노화현상에 의하여 물결합능력은 작아졌으며 용해도와 팽윤력은 증가하였으나 광투과도는 감소함. 저장 3 일 후 처리구는 대조구보다 물결합력 능력과 용해도가 높았다. 결정구조에서는 저장기간에 따라 대조구는 peak가 날카로워지면서 크기가 커지는 것으로 결정형성이 증가되었으며 처리구는 단일 피크를 보임으로서 전분의 결정성일부에서 변화가 진행되었다고 판단되고 저장초기의 X-RD pattern을 그대로 유지하고 있었다. DSC를 이용하여 저장 기간에 따른 열적 분석한 결과에서 대조구의 용융엔탈피(△E)는 처리구보다 높게 나타남. 처리구는 대조구보다 손상전분 함량은 낮았으며 아밀로스 함량, blue value, β-Amylolysis 분해한도는 높았고 아밀로펙틴 사슬길이는 작게 나타났다. 이러한 현상은 4℃저장 중 밀가루에 포함되어있는 amylase의 효소에 의하여 가수분해작용으로 전분의 구조변화와 함께 저분자화 된 것이라고 판단된다. 기존 공정과 노화억제 공정으로 제조된 일반 인절미와 밀가루 첨가한 인절미의 이화학 특성을 4℃에서 3 일간 저장 중 분석하였다. 밀가루첨가 가래떡은 0.8% 밀가루첨가, 펀칭시간 13 분, 밀가루첨가온도는 55 또는 65℃로 제조하였다. 저장 기간에 따라 처리구의 4℃에서 3 일간 저장 경도는 대조구의 5.8%수준이었으며 저장초기에 비하여 L, a 및 b값은 감소함. 저장초기 처리구의 표면미세구조는 표면이 매끄러웠고 저장 3일 후 처리구의 표면이 대조구보다 굴곡이 없었다. 결정구조는 저장기간에 따라 대조구의 경우 특징적인 peak의 모양이 소멸된 broad한 형태인 V형태의 X-RD pattern에서 17。 peak이 커지는 것을 관찰되었고 65℃ 처리구는 가장 약한 B형태의 X-RD pattern을 관찰되었음. DSC를 이용하여 열적 분석한 결과에서 대조구의 용융엔탈피(△E)는 처리구보다 높게 나타났다. 이는 대조구는 저장기간에 따라 전분분자들이 재결합하여 노화가 많이 진행되었다는 것을 의미하며 65℃ 처리구의 용융엔탈피(△E)의 변화가 가장 작은 것은 노화가 거의 진행되지 않아 상변화에 필요한 에너지가 작게 필요하다는 것을 의미한다. 65℃ 처리구는 55℃처리구보다 β-Amylolysis 분해한도는 증가, 아밀로펙틴의 사슬길이는 작게 나타났다. 이러한 현상은 55℃ 보다 65℃에서 밀가루 첨가할 때 밀가루에 포함되어있는 amylase의 효소에 의한 가수분해작용이 더욱 활발하여 전분의 구조변화와 함께 저분자화가 더 이루어진 것이라고 판단된다. 4℃저장 시 저장시간에 관계없이 밀가루를 0.8% 첨가한 혼합인절미의 저장 중 수분함량변화는 거의 일어나지 않았으나 혼합인절미의 경우에는 저장 3일 과정에서 노화작용에 의하여 수분함량이 줄었다. 혼합인절미는 저장기간이 길어짐에 따라서 전분분자간의 결합강도증가에 의하여 광투과도는 줄어들었으나 0.8% 밀가루첨가 혼합인절미의 경우에는 저장과정 중 광투과도가 거의 줄어들지 않았다. 혼합인절미와 밀가루를 0.8% 첨가한 혼합인절미의 4℃저장 중 저장초기 경도는 거의 같았으나 저장 3일 후에는 밀가루를 0.8% 첨가한 혼합인절미는 혼합인절미 경도의 48.5%수준이었다.
숙성공정과 열처리공정을 이용한 가래떡과 인절미의 장기저장유통기술 개발하기 위해서 121℃에서 20분 또는 40분간 열처리한 후 저장기간별 가래떡과 인절미의 외관에서 열처리하지 않은 가래떡이나 인절미는 4℃저장 3주부터 곰팡이가 나타났으나 열처리 한 경우에는 25℃저장, 5주 후에도 외관상 곰팡이 발생이 확인되지 않았다. 4℃에서 5일간 또는 10일간 숙성한 가래떡의 경도 간에서는 차이가 거의 없었고 121℃에서 20분 또는 40분간 열처리 한 가래떡의 경도는 모두 저장기간이 길어질수록 경도가 증가하였다. 본 실험결과는 진공포장방법은 0.7%와 1.4% 모두 밀가루첨가가 가래떡 저장 중 노화억제역할을 하지 못한다는 것으로 나타났다. 또한 곰팡이가 육안으로 확인되지 않았지만 25℃저장, 5주 후 열처리를 거친 가래떡의 경우 곰팡이와 효모 수는 2.20 – 4.24 log CFU/g로 나타났다. 인절미의 경우 4℃에서 5일간 또는 10일간 숙성한 경도 간에서는 차이가 거의 없었고 121℃에서 20분 또는 40분간 열처리 한 경도 또한 모두 저장기간이 길어질수록 경도가 거의 증가하지 않았다. 가래떡과 달리 인절미의 경우 열처리공정이나 진공포장이 인절미 저장 중 노화억제의 방해공정으로 작용하지 않았다. 또한, 0.7% 밀가루 첨가한 인절미의 제조 직후, 5일간의 숙성 후, 5주간의 저장 후 모두 곰팡이와 효모는 발견되지 않았다.
굳지 않는(개발 공정) 가래떡의 제조방법에서 단순화 기술개발을 위해 1, 2차 분쇄 과정을 1차 분쇄 과정으로 줄여서 하였고 이후의 과정은 동일하게 제조함. 저장기간별 굳지 않는(개발 공정) 가래떡과 개발공정을 단순화한 가래떡간의 육안으로의 외관상 차이가 없었다. X-RD pattern에서는 4℃, 저장 4주 후에 개발공정을 단순화한 가래떡의 경우 B-type과 V-type이 혼합되어 있는 양상이 두드러지고 결정형성이 증가됨으로서 피크가 날카로워지면서 크기가 커진 반면 굳지 않는(개발 공정) 가래떡은 저장 초기와 차이가 거의 나타나지 않았다. 4주 저장한 후 굳지 않는(개발 공정) 가래떡 용융엔탈피(△E)는 개발공정을 단순화한 가래떡보다 낮게 나타났으며 개발공정을 단순화한 가래떡의 경우는 저장기간이 증가함에 따라서 전분분자들이 재결합하여 노화가 많이 진행 되었다는 것을 의미한다. 굳지 않는(개발 공정) 가래떡의 경도는 저장기간이 길어질수록 감소하였고 반면에 개발공정을 단순화한 가래떡은 노화억제에 효과가 없었다.

Abstract ▼

< Study of industrially application of staling retardation technology >
Rice is the most important crop in Asia, and the most staple food of over half the world's population. Starch is made up of two fractions: amylose and amylopectin and produce highly viscous dispersions and gels, depending on

< Study of industrially application of staling retardation technology >
Rice is the most important crop in Asia, and the most staple food of over half the world's population. Starch is made up of two fractions: amylose and amylopectin and produce highly viscous dispersions and gels, depending on the concentration and temperature. According to the report of Jiang et al., in order for rice-based processed foods to be recognized as more effective and safer sources of carbohydrates in the process of distribution, inhibiting the deterioration of texture by starch retrogradation can be said to be an indispensable key to solving the problems of rice processing. It is therefore important to overcome short shelf-life that inhibits maintain their texture as it was right after production by controlling the retrogradation process. It is well known that factors that are known to influence retrogradation include temperature, moisture, pH, and the molecular structure of starch. Starch retrogradation is less likely to occur at temperatures of more than 60℃, but more likely to take place under low-temperature conditions unless frozen. Starch retrogradation has been shown to be influenced by the length of amylopectin chain, the content of amylose, co-recrystallization of amylase with amylopectin , oligosaccharides, and nonstarch components. Over the last few decades, with many researches on retardation and/or inhibition of starch retrogradation, most studies have mainly focused on chemical ways to use emulsifiers or other materials with high moisture retention. In general, non-glutinous rice becomes a sticky or pasty mass, swelling, resulting in a thick gruel by cooking process. After thermal processing, the water absorption and swelling capacities of the freshly harvested rice increase, and become similar to the properties of rice that has been stored for 3-6 months.
Rice cake is made by kneading steamed or boiled grain flour made primarily from glutinous or non-glutinous rice and forming it into various shapes. moisture content, temperature, punching time, and grain starch property. It can be assumed that the performance of the technology developed to retard starch retrogradation depends on elements such as moisture content, temperature, length of punching time, and interaction of grain starches. Considering the increasing supply of rice for processing, there should be studies of generic technologies for globalization of Korean food. For the acquisition and industrialization of source technologies, a wide range of studies were conducted with focus on core factors of rice cake production. In this reason, the first study was performed to develop manufacturing condition for maintenance of rheological properties of rice cake made from commercial wet-milled rice flour adapted with RRT. Several commercial rice flours were purchased from farmers’ market in Suwon, Korea. Each flour is product of Daedoo Foods Co.(Seoul, Korea), Ssalnongbu(Geochang, Korea), Gajoksarang(Daegu, Korea), Efoodnice(Gwangju, Korea), Jangddul Farming Associationa (Jeungpyeong, Korea), Chongo21(Gwangju, Korea), and Ideun Town F&B(Anseong, Korea). The flour particle size was measured using a particle size analyzer with laser diffraction. The degree of starch damage of rice flours was estimated by the enzymatic colorimetric method. Water binding activity(WBA), Water solubility(WS), and Swelling power(SP) were also estimated. At results, each rice flours of 85-99% was composed less than 120 mm. It is known that properties of rice flours depend on the physical and chemical characteristics such as mean particle size, ratio of amylose/ amylopectin. Damaged starch contents of rice flours using by wet-milling process, analyzed in the present study were very low level at the range of 1.54-2.13%. Moisture content and water binding activities(WBA) of various types of rice flours were 9.29-12.93% and 122.1-184.1%, respectively. Their water solubilities(WS) and swelling power(SP) were 12.2-17.2% and 12.7-15.1, respectively. For gelatinization characteristics of RVA, peak viscosity, final viscosity, breakdown, and total setback viscosity were estimated. The peak viscosities of the samples were 230.5-287.7. Among the rice flours, the lowest pasting temperature was 65.1-69.7°C. Rheological characteristics of samples adapted with RRT maintained desirable texture (as hardness) compared to that of control prepared without RRT. We prepared samples adapted with five different experimental conditions. RRT is available at broad range of quality properties of rice flours. In conclusion, we found that the best standard manufacturing procedure for RRT for non-glutinous rice cake with commercial rice flours is as followings; moisture (65%), cooling down under 65°C for steamed dough, wheat starch (at least 0.2%), and punching with rotor speed of 400 rpm for 13 min. It can be assumed that the performance of the technology developed to retard starch retrogradation depends on elements such as moisture content, temperature, length of punching time, and interaction of grain starches.

< Application of staling retardation technology of rice cakes and elucidation of its mechanism >
This study was focused on the mechanisms of retrogradation-retardation technology for applications in garaedduk (steamed and extruded cylinder-shaped rice cake) production. First, the role of wheat flour in retrogradation-retardation technology was investigated. Based on the comparison of conventional and retrogradation-retardation methods, the addition of raw wheat flour was selected as a key process. The crude amylase activity of crude enzyme extract from wheat flour was measured at various reaction temperatures (20℃, 30℃, 40℃, 50℃, and 60℃). The enzyme activity of wheat flour increased sharply from 20℃ to 40℃ and then decreased dramatically from 40℃ to 60℃, showing maximum activity at 40℃. The rheological properties of gelatinized rice starch pastes after treatment with raw or autoclaved wheat flour and Novamyl L were investigated. Among them, raw wheat flour and Novamyl L resulted in significantly lowered the elastic modulus. The textural properties of garaedduk treated with raw or autoclaved wheat flour were examined by texture profile analysis (TPA) during storage for 3 days at 4℃. The hardness of garaedduk made with raw wheat flour was maintained for up to three days. In contrast, autoclaved wheat flour did not affect the elastic modulus, hardness, or the generation of reducing sugars. As a result, raw wheat flour effectively retard starch retrogradation through starch hydrolysis induced by amylase in wheat flour. Second, the antistaling effect of wheat flour was analyzed according to controlling reaction conditions in starch gel model and applied to rice cake preparation. The enzymatic reaction in rice starch paste made through retrogradation-retardation technology was investigated by controlling wheat flour reaction conditions. Elastic modulus (G') in rice starch paste was investigated when wheat flour was added at various reaction temperatures (40℃, 50℃, 60℃, 70℃, and 80℃) and different amounts (0%, 2.5%, 5.0%, 7.5%, and 10%; w/w of rice starch) during incubation (60 min). The hardness of garaedduk prepared by controlling wheat flour adding conditions (various dough temperatures, 45℃, 55℃, and 65℃; different levels of wheat flour, 0.7%, 1.0%, and 1.4% by weight) was analyzed for 2 days at 4℃. The slope of G' curve in starch paste with 5% wheat flour reduced in order of 50℃ → 60℃ → 40℃, but those at 70-80℃ was maintained during incubation time. On the other hand, G' curves in starch paste at 60℃ exhibited steeper slope with increasing added wheat flour amounts. After 2 days storage, the hardness of garaedduk by adding temperature of wheat flour was 7,585, 6,319, and 4,874 g at 45℃, 55℃, and 65℃, respectively. Also, the hardness of garaedduk made with different levels of wheat flour was 4,874, 4,596, and 4,279 g for 0.7%, 1.0%, and 1.4%, respectively. However, there was only significant difference in the hardness of garaedduk made with 0.7% and 1.4% of wheat flour. As a result, antistaling effect in retrogradation-retardation technology could be controlled by adjusting wheat flour level at optimum temperature. Third, the antistaling effect of raw barley flour was compared with those of wheat flour in rice starch gel and garaedduk under retrogradation-retardation technology. The crude enzyme extracts from wheat and barley flour were showed 31.89 and 17.61 BU/g β-amylase activities respectively, while the α-amylase activities were hardly appeared. Thus, raw wheat and barley flour of 0.70% and 1.27% were added into rice starch gel and garaedduk under retrogradation-retardation technology on the basis of the β-amylase activity. In both rice starch gel and garaedduk, the treatment of raw wheat flour maintained gel strength and garaedduk hardness during storage at 4℃. However, adding raw barley flour exhibited the significant decrease in gel strength and garaedduk hardness during storage (p<0.05). Specially, raw barley flour treated-garaedduk showed collapsed structure after 7 storage days. Enthalpy change did not detected in the rice starch gel and garaedduk treated with both flours, indicating that both flours affected antistaling to gel and garaedduk. In addition, the increased degree of hydrolysis of both samples during storage supported that the enzymatic hydrolysis from both flours could play an important role in retrogradation retardation. As a result, raw barley flour could be replaced for raw wheat flour in garaedduk preparation under retrogradation-retardation technology, while it needs to be considered sticky texture after storage.

< A study on mechanism of retarding retrogradation of rice cake >
The recent technological development in the manufacturing of the Korean rice cakes, Garaetteok and Injeolmi for the retarding retrogradation during transportation and storage while maintaining their best qualities has contributed significantly to the activation of the Korean rice cake industry. Effects of the ingredient and process modification for retard retrogradation on Korean traditional rice cakes, Garaetteok and Injeolmi as caused by conditions of the added wheat flour, gluten, and damaged rice starch with different ratios were analyzed. Among the all treatments, addition of the wheat flour at 0.8% (w/w) levels in both Garaetteok and Injeolmi were proven the most effective in retarding retrogradation of the starch through the storage at 4℃ as based on their mechanical texture analyses. Hydrolytic acitivities of the crude enzymes extracted from wheat flour were measured against gelatinized nonwaxy and waxy rice starches. The optimum reaction temperature for the crude enzyme was 30℃ in nonwaxy- and waxy rice starch as represented by the reaction rates of 0.17 (nonwaxy starch) unit and 1.04 (waxy starch) unit during 24 hours of the reaction periods, respectively. According to the results from the preliminary pilot plant-scale experiments, the core manufacturing element to retard retrogradation of the starches in the Garaetteok and Injeolmi were punching time of the rice cake dough mixture and amount and temperature of the wheat flour added into rice dough in prior to punching.
As punching time increased, textural hardness, elasticity, and chewiness of the Garaetteok have decreased while adhesiveness has increased at 4 and 25℃ of the storages. Changes in the physicochemical properties of the Garaetteok as affected by addition of the wheat flour into the rice dough on a 0.8%(w/w) basis at different temperatures were analyzed. Optimum temperature of the wheat flour that could cause the least increment in the textural hardness of the Garaetteok during 28 days of storage was 75℃. In the meantime, a single peak in the X-ray diffraction (XRD) pattern of the starch analysis has been noted during the storage period. In addition, less enthalpy (ΔE) changes in the differential scanning calorimeter (DSC) thermograms of the Garaetteok was noted with the Garaetteok added with the wheat flour than those of the control Garaetteok in which no wheat flour was added. At the same time, some parameters such as contents of the damaged starch, the amylose content, the blue value, and the β-amylolysis limit in the starch have increase while amylopectin chain length has decreased during the storage. The first peak area in the HPSEC (high-performance size-exclusion chromatography) curves also decreased as molecular weights of the starch decreased due to the starch hydrolysis. Changes in physicochemical properties of the Ingeolmi added with the 0.8% (w/w) wheat flours at different temperatures were analyzed. Textural hardness of the Ingeolmi in which wheat flour was added at 55℃ showed the least increment during the 28 days of storage at 4℃. In the meantime, the XRD pattern of starch in the Ingeolmi in which wheat flour was added at 55℃ showed a weak shape of B-type curve throughout the storage period. The ΔE values of the control Ingeolmi was larger than those of the Ingeolmi in which wheat flour was added at 55℃. The first peak area in the HPSEC of the Ingeolmi in which wheat flour was added at 55℃ increased during the 28 days of storage at 4℃, which was contrast to that of Garaetteok.
Physicochemical properties of the Garaetteok in which wheat flour was added at 55℃was compared against the control Garaetteok throughout the storage period. In consequence, retarding retrogradation processing(RRP) for the manufacturing of the Garaetteok was standardized as the addition level and temperature of wheat flour, 8% (w/w) and 75℃ each and 13 min of the dough punching time. The Garaetteok manufactured by the RRP revealed the lower textural hardness and chewiness values while adhesiveness was higher than the control Garaetteok after 3 days of the storage at 4℃. Hunter colorimetric L and b, water holding capacity, and solubility values were higher while Hunter colorimetric a value and swelling power were lower in the Garaetteok manufactured by the RRP than those of the control Garaetteok. Following storage of the Garaetteok for 3 days at 4℃, the Garaetteok manufactured by the RRP showed a single peak in the XRD pattern along with the higher ΔE value in the DSC thermogram and the longer amylopectin chain length in comparison with the control Garaetteok. In addition, higher amylose content, blue value and β-amylolysis limit of the Garaetteok manufactured by RRP than those of the control Garaetteok were also noted.
The physicochemical property differences in manufactured Ingeolmi were analyzed based on different temperatures for addition of the wheat flour into the rice dough. The RRP performed 0.8% wheat flour addition, 55 or 65℃ of wheat added dough temperature and 13 min of punching time. The Ingeolmi manufactured by the RRP with 65℃ of wheat added dough temperature has revealed only a 5.5% increment in the textural hardness after 3 days of the storage at 4℃. The Hunter colorimetric L, a and b values decreased as storage period of the Ingeolmi increased. In the XRD pattern, the control Ingeolmi revealed a V-type curve with 17 peaks which have been increasingly more apparent during the storage period in contrast to the RRP Ingeolmi in which shape of the curve remained unchanged. The ΔE value in the DSC thermogram and chain length of the amylopectin were higher in the Ingeolmi manufactured by the RRP than those of the control Ingeolmi after storage while degree of β-amylolysis limit was higher in the control Ingeolmi . These phenomena appeared that gelatinized rice starch hydrolyzed in Ingeolmi during storage.