초록 ▼

Ⅴ. 연구개발결과
1 차년도 연구결과 (2013. 07. 16 ～ 2014. 07. 15)
제 1 세부: 영유아용 건강 지향형 스낵 제품 개발
• 기호도 조사 및 품질 특성 분석을 통한 제품 콘셉 결정함
- 영유아 스낵의 선호 형태는 구형과 막대형으로 조사되었으며, 시제품 제작은 구형으로 제작하였음, 이 후 막대형도 개발 예정임
- 영유아의 영양발달의 특성 변환기인 12개월을 기준으로 6개월 이상의 영아용 스낵, 12개월 이상의 유아 스낵으로 제품을 개발함
- 스낵의 코팅 재료는 영유아의 영양발달에

Ⅴ. 연구개발결과
1 차년도 연구결과 (2013. 07. 16 ～ 2014. 07. 15)
제 1 세부: 영유아용 건강 지향형 스낵 제품 개발
• 기호도 조사 및 품질 특성 분석을 통한 제품 콘셉 결정함
- 영유아 스낵의 선호 형태는 구형과 막대형으로 조사되었으며, 시제품 제작은 구형으로 제작하였음, 이 후 막대형도 개발 예정임
- 영유아의 영양발달의 특성 변환기인 12개월을 기준으로 6개월 이상의 영아용 스낵, 12개월 이상의 유아 스낵으로 제품을 개발함
- 스낵의 코팅 재료는 영유아의 영양발달에 도움을 주는 비타민 및 무기집 배합분말과 천연 원료동결건조 분말을 배합하여 제조함
• 원료 전처리 기술 확립함
- 영유아 스낵의 원료인 곡물은 과열증기 처리를 하여 스낵의 조직감을 부드럽게 하고, 용해도를 높임
- 영유아 스낵에 첨가되는 곡물의 배합비는 조절하여 물리적 적성 및 관능 품질을 비교하여 선정함
- 스낵의 코팅 재료로 사용되는 천연 분말은 각 원료의 특성에 적합하도록 저처리 후 동결건조 및 분쇄하여 사용함
• 제품표준화 위한 품질지표 선정함
- 영유아 스낵의 구매시 주요 사항을 조사하고, 스낵의 섭취시 관능적으로 영향을 미치는 요인을 분석하여 스낵의 품질 지료로서 경도 및 용해도, 수분흡착도 등을 선정하여 분석함
• 다양한 다공성 구조 형성 기술 적용에 따른 품질변화 및 관능특성을 평가함
- 과열증기 처리 조건에 다른 스낵의 다공성 구조를 비교하여 그에 따른 관능 특성을 평가하여 최적 처리 조건을 규명함
• 제품의 호화 특성 분석 및 특수용도를 위한 코팅 기술 개발함
- 제품의 과열증기 처리 조건 및 퍼핑 조건에 따른 스낵의 호화 특성을 비교하여 최적 스낵 제조 공정을 모색하고, 영유아의 발달에 필요한 비타민 미네랄 분말 및 천연 분말의 코팅 기술을 개발함
제 1 협동: 과열증기 처리에 따른 쌀의 물리화학적 특성변화
− 과열증기 처리조건에 따른 쌀의 수분함량, 경도, 손상전분함량 및 색도변화를 확인하고, 영향을 규명하였음. 수분용해지수(WSI)와 수분흡수지수(WAI)는 과열수증기처리 조건에 관계 없이 비처리 대조구의 측정치와 유사하였으며, 시료 간 차이 또한 미미한 것으로 확인됨.
- 과열수증기 처리한 모든 시료에서 물리적 외형변화는 발생하지 않았으나, 시료 내부의 균열 (stress crack) 발생을 확인하였음. 과열증기 처리시료는 분쇄 시 입도분포의 변화를 나타내어 처리온도가 높을수록, 가열시간이 길수록 850 μm 이상의 입도 조성은 감소하고 150-250μm 입도 범위의 조성은 증가하는 것으로 확인됨.
• 영유아용 압출팽화 스낵의 물리화학적 특성
- 과열증기의 처리온도가 높을수록 팽화스낵의 수분함량, 용적밀도 및 경도는 감소하나, 손상 전분함량은 증가하는 것으로 확인됨. 과열증기처리 시료의 색도는 대조구와 유사하였음. 시료의 WAI는 모든 측정온도 범위(25, 50, 70°C)에서 동일한 양상을 나타내었으나 WSI는 측정온도가 높을수록 증가하였음. 수분흡수력은 과열증기처리에 따라 증가하였으며, 처리온도가 높을수록 수분흡수량은 비례하여 상승하였음.
- 과열증기처리 팽화스낵은 유사한 크기를 나타내어 시료 간 팽화도 차이가 미미한 것으로 조사되었음. 그러나 시료의 내부 기공크기와 기공 막의 두께는 과열증기처리에 따라 상이한것으로 확인되었음.
2차년도 연구결과 (2014. 07. 16 ～ 2015. 07. 15)
제 1 세부: 압출성형과 과열증기 가열기를 이용한 건강지향형 스낵 개발
• 영ㆍ유아용 기능성 성분 소재화 기술 개발
- 스낵 첨가용 기능성 성분으로 영유아의 성장 발달에 필요한 비타민 및 무기질 분말과 천연동결건조 분말의 제조 기술을 개발함
- 천원 원료 동결건조 분말의 영양학적 품질을 개선하기 위하여 전처리 과정에서 과열증기를 사용하여 원료의 영양 및 풍미의 손실을 감소시키고 미생물학적 안전성을 확보함
• 압출성형기와 과열증기 가열기를 이용한 영ㆍ유아용 건강지향 스낵 가공공정 확립
- 영유아 스낵의 제조를 위한 곡류의 과열증기 처리 및 곡류의 배합비 조절, 압출 조건 조절을 통하여 스낵의 경도, 호화도, 형태 등을 조절하여 최적의 가공공정을 확립함
• 포장방법 개발
- 포장방법에 따란 영유아 스낵의 저장성을 비교 분석하여 경제성, 품질 안성정, 디자인 등을 고려한 포장방법으로 투명 폴리에틸렌 파우치로 선정함
• 영․유아용 맞춤형 소프트 타입의 건강지향형 스낵 시제품 3종
- 영유아의 발달 적성에 필요한 비타민 및 무기질의 배합비를 조절하여 영아용과 유아용 스낵을 개발하였으며, 첨가되는 천연 원료의 종류에 따른 딸기, 귤, 고구마, 브로콜리 4종의 스낵을 개발, 총 8종의 스낵을 개발함
• 시제품 생산 및 산업화 공정 개발
- 개발 시제품의 제조 공정 설계
• 영․유아용 스낵의 소비자 구매의도 및 가격민감성측정
- 스낵의 기호도 및 품질 분석을 바탕으로 한 가격 수준 결정 및 품질 보완
• 최종 대량 생산 공정 확립 및 생산 경제성 분석
• 건강지향형 기능성 식품 판매처를 통한 병원, 친환경 유기농 유통망 등 판매처 확보함
제 1 협동: 영·유아용 스낵 제품개발 및 생산공정 개선
• 아밀로오스 함량에 따른 압출스낵의 품질특성 분석
− 압출팽화스낵의 수분함량, 경도 및 용적밀도는 아밀로오스 함량, 과열증기처리 여부에 관계 없이 시료 간 유의차가 없는 것으로 조사되었음. 반면 아밀로오스함량은 수분흡수속도에 영향을 미치며, 아밀로오스 함량이 낮을수록 저작과정 중 빠르게 용해되는 것으로 판단됨.
• 현미 대체비율 및 과열증기처리조건에 따른 압출스낵의 품질특성 분석
− 현미 대체에 따라 압출팽화스낵의 경도감소, 팽화도 및 수분흡수속도의 증가가 확인되었으나, 수화가변성은 영향을 받지 않는 것으로 조사됨. 과열증기 처리조건이 압출팽화스낵의 물성에 미치는 의한 영향은 현미 대체 여부와 무관하며, 그 영향은 1차년도 실험결과와 동일한 양상으로 과열증기처리에 따라 압출팽화스낵은 저작과정 중 타액과 섞여 빠르게 수화, 용해되어 영유아의 저작특성에 부합하는 물성을 가질 것으로 예상됨.
• 반응표면분석법을 이용한 최적 공정조건 탐색
− 영유아의 저작능력과 관련성이 높은 영유아용 스낵의 경도와 수분흡수도를 주요 반응변수로 설정하여 이차 최적 회귀곡선을 구하고 반응표면분석법으로 최적조건을 산출, 분석함.
− 영유아용 스낵의 경도는 현미 혼합비율 15.81%, 과열증기온도 279.59℃, 과열증기 처리시간 197.40 초의 조건에서 가장 낮은 경도를 갖는 것으로 예측되었음. 수분흡수도는 현미 혼합 비율 17.18%, 과열증기 온도 274.52℃, 과열증기 처리시간 196.22 초의 조건에서 378.79%의 최대수분흡수도를 갖는 것으로 예측되었음.
• 영·유아용 스낵의 유통기간 설정 실험
− 은박 PE 파우치(aluminum laminated PE pouch)로 포장한 영아용 스낵(생후 6～11개월) 및 현미함유 유아용 스낵(생후 12～24개월)의 유통기간은 과산화물가 1.15 mg/kg을 이취발생의 임계 과산화물농도로 하여 연간 예상유통온도에서 379.97 및 410.63 일로 각각 예측되었음. 반면 투명 PE 파우치로 포장한 현미함유 유아용 스낵의 경우, 유통기간은 연간 예상유통온도에서 403.42 일로 예측되었음.
− 은박 PE 파우치(aluminum laminated PE pouch)로 포장한 영아용 스낵(생후 6～11개월) 및 현미함유 유아용 스낵(생후 12～24개월)의 비타민 C 손실량은 연간 예상유통온도에서 294.58 및 327.42%로 각각 예측되었음. 반면 투명 PE 파우치로 포장한 현미함유 유아용 스낵의 경우, 비타민 C 손실량은 연간 예상유통온도에서 331.84%로 예측되었음.

Abstract ▼

IV. Results of Resesrch and Development
Development of health oriented snack for infant
○ Product concept decided by preference survey and quality analysis
- The preferred form of snack has been investigated was spherical or bar shape, and prototype product was produced by spherical shape.<

IV. Results of Resesrch and Development
Development of health oriented snack for infant
○ Product concept decided by preference survey and quality analysis
- The preferred form of snack has been investigated was spherical or bar shape, and prototype product was produced by spherical shape.
- Snack was developed for more 6 and more 12 month infants, considering infant growth characteristic and nutrition.
- Coating material contains vitamins, minerals and freeze dried natural fruits and vegetable powder
• Pre-treatment process for raw material has been established.
- Texture and solubility of snack has been controlled by superheated steam treatment on the raw cereals.
- Composition of cereal for snacks has been selected by physical property analysis and preference and sensory evaluation.
- Coating materials was treated by superheated steam and freeze dried. Process condition for each raw material as optimized by their characteristics.
• Quality indicator for products standardized has been selected
- Highlights of the purchase of infant snacks has been surveyed and the factors influencing the sensory quality has been analysed, from the results hardness, solubility and water absorption rate was chosen as snacks quality indicators.
Optimization of physical property and quality of soft type healthy snack for infant
○ Effect of superheated steam (SHS) treatment on the physicochemical properties of rice grain.
− Damaged starch increased up 22% at 350℃ for 4 min. However, damaged starch was not influenced by SHS conditions below 250℃. Water content decreased after SHS treatment. Color attributes affected by SHS treatment, resulting slight darker color. WAI and WSI had no significant differences among samples regardless of SHS temperature and duration. RVA profiles revealed that peak viscosity decreased only when heated at 350℃ for 4 min.
− Particle size analysis of rice flour showed that the proportion of particle (150-250 μm) increased with decreasing that of larger particle (>850 μm), indicating SHS treatment rendered the hard endosperm to soft and flexible texture as well as reduced binding force between starch-protein.
○ Physicochemical characteristics of extruded rice snacks produced with SHS treatment.
− Moisture content, bulk density, and hardness decreased with increasing temperature of SHS. Color was not changed regardless of SHS temperature and duration. WAI was not different significantly among samples, meanwhile WSI increased with increasing SHS temperature. Higher the SHS temperature, water uptake of the sample increased rapidly due to porous structure. Puffed rice snack had smaller pores and thinner air cell wall when heated at higher SHS temperature.
Development of soft type healthy snacks for infants by superheated steam and extrusion technology
• Produce process for health functional ingredients for infants has been developed
- Manufacturing technology of vitamin, minerals and natural freeze-dried powder composition as Health functional ingredients for infant's growth have been developed.
- Superheated steam in the pre-treatment in order to improve the nutritional quality of natural raw materials has been used and so the loss of nutrition and flavor of the material have been reduced and the microbiological safety has been improved.
• Manufacturing process of healty snacks for infants using extruder and superheated steamer have been estabilished
- Optimal manufacturing process has been established for hardness, gelatinization rate, shape control by super heated steamer condition (200～300℃, 2～4 min) and extruder condition control
• Packaging methods selection
- Properties and stability of snack during storage as function of packaging methods has been compared and transparent polyethylene pouch has been selected by considering affordability, quality stability such as packaging design.
• 8 types of infants customized soft snacks prototype products has been developed
- Vitamins and minerals have been controlled between 6 month and 12 month, and 4 type of taste (strawberry, mandarin, sweat potato, brocoli added) have been developed.
• Prototype production and industrialization process has been developed
- Manufacturing process has been designed for prototype products
• Purchase intention and consumer price sensitivity has been measured for infants snacks
- Price level have been determined and quality have been complemented based on the analysis of snacks quality and sensory preference
• The final mass production process has been established and production economics has been analysed
• Retailers secured such as Hospitals, eco-friendly organic distribution network through health-oriented functional food retailer
Development of soft type healthy snack products for infants and their production process
○ Effect of brown rice replacement and SHS treatment on the properties of rice snack.
− Hardness and bulk density decreased as the temperature and duration of SHS increased. Water uptake and disintegration of rice snack increased significantly as not only the temperature and duration of SHS but also amount of brown rice replacement increased. SHS treatment caused the formation of smaller air cells with thinner cell wall.
○ Effect of amylose content on the physicochemical properties of rice snack.
− Physical properties such as water content, hardness, bulk density were not different significantly among samples. Rice snack with lower amylose content disintegrated anddissolved more easily during soaking in water.
○ Optimization of brown rice replacement and SHS conditions using RSM.
− One of the optimized sets of conditions in production of softest texture of rice snack (2.84 kg/cm2) was brown rice replacement ratio 15.81%, SHS temperature 279.59°C and heating time of 197.40 sec. Highest water absorption (378.79%) achieved with brown rice replacement ratio 17.18%, SHS temperature 274.52°C and heating time of 196.22 sec.
○ Quality indices of rice snack based on organoleptic and nutritional properties.
− Off-flavor generated by lipid oxidation was determined as a main quality deterioration factor, meanwhile the loss of vitamin C during storage as a second nutritional qualitydeterioration factor.
○ Shelf-life of rice snacks.
− Based on occurrence of off-flavor, shelf life of rice snack for the age of 6～11 and 12～ 24 month was estimated for 379.97 and 410.63 days, respectively at the annual storage temperature. Shelf life of rice snack for the age between 12～24 month packed in transparent PE pouch were 403.42 days at the annual storage temperature.
− The average loss of vitamin C in rice snack for the age between 6～11 and 12～24 month was estimated for 243.61% and 295.58%, respectively during the period calculated based upon the lipid oxidation at the annual storage temperature. The average loss of vitamin C in rice snack of for the age between 12～24 month packed in transparent PE pouch was estimated for 293.42% during the period calculated based upon the lipid oxidation at the annual storage temperature

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 17
• 목차 ... 18
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 및 성과 목표 ... 20
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 20
• 제 2 절 연구성과 목표 대비 실적 ... 21
• 1. 연구성과 목표 대비 실적 ... 21
• 2. 특허 성과 ... 21
• 3. 논문게재 성과 ... 21
• 4. 학술발표 성과 ... 21
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 1 절 국내의 관련 분야에 대한 기술 개발 현황 ... 22
• 1. 스낵 제품의 국내외 현황 조사 ... 22
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 32
• 제 1 절 영유아의 정의 및 발달특성 ... 32
• 1. 영·유아의 정의 ... 32
• 2. 국내 영유아 영양 섭취 기준(Dietary reference intakes, DRIs) ... 32
• 3. 영유아의 저작특성 ... 33
• 제 2 절 영유아용 스낵의 제품 개발 컨셉 결정 ... 38
• 1. 영유아용 스낵의 정의 ... 38
• 2. 영·유아가 선호하는 시판 제품유형 조사 ... 38
• 3. 영유아 스낵 제품컨셉 결정 ... 56
• 4. 제품표준화 위한 스낵의 품질지표 선정 ... 59
• 제 3 절 영유아 스낵 원료의 전처리 공정개발 ... 61
• 1. 전처리 조건에 따른 원료미의 품질 특성 비교 ... 61
• 2. 과열 증기를 이용한 단시간 조리 기술 및 살균 기술 개발 ... 66
• 제 4 절 영유아 스낵의 제조기술 개발 ... 68
• 1. 압출팽화기를 이용한 스낵의 제조 ... 68
• 2. 기초 제조 공정의 설정 ... 71
• 3. 일반 제조방법과의 차이점 비교 검토 ... 72
• 4. 아밀로오스함량이 과열증기처리 압출팽화스낵의 물성에 미치는 영향 ... 75
• 5. 영유아용 쌀 팽화스낵의 제조 및 품질특성 ... 81
• 6. 다공성 구조 형성에 따른 품질변화 및 관능특성 평가 ... 102
• 7. 반응표면분석법을 이용한 영유아용 과열증기처리 압출팽화스낵의 최적공정조건 설정 ... 110
• 8. 영유아용 스낵제품의 유통기간 설정실험 ... 127
• 제 5 절 스낵의 코팅기술 개발 ... 152
• 1. 코팅원료에 따른 스낵의 코팅 특성 ... 152
• 2. 주정추출물을 이용한 천연 분말의 코팅 ... 158
• 3. 영유아 스낵의 포장방법 ... 167
• 제 6 절 시제품 개발 및 소비자 기호도 조사 ... 173
• 1. 영유아용 스낵제품의 시장조사 및 분석 ... 173
• 2. 영유아용 스낵의 타겟 소비자 유형 설정 ... 211
• 3. 영유아 스낵 시제품 개발 ... 216
• 4. 소비자 기호도 조사 ... 222
• 5. 신제품 영ㆍ유아 스낵의 시장에 대한 SWOT 분석 ... 227
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 231
• 1. 목표 달성도 ... 231
• 2. 관련분야의 기여도 ... 231
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 232
• 제 6 장 참고문헌 ... 234
• 별 첨 ... 237
• 끝페이지 ... 240