[논문자료] 팽화미 제조 공정조건의 최적화 및 쌀의 초고압 전처리가 쌀밥의 특성에 미치는 효과

출처 : 픽사베이

팽화미 제조 공정조건의 최적화 및 쌀의 초고압 전처리가 쌀밥의 특성에 미치는 효과

The Effect of Optimization of Process Conditions and Pre-treatment of Rice with Ultra High Pressure on the Characteristics of Rice

 

최근 소득 수준이 올라가고 보다 편리한 삶을 추구하는 소비자들의 요구에 따라 식생활에서도 조리가 간단하고 빠르면서 맛이 우수한 대용식을 선호하는 경향이 증가하고 있다.​

저염, 저당, 저칼로리 및 저지방 식품 등 웰빙 식품 시장뿐 아니라 조리가 간편한 식사대용식 시장 또한 매해 큰 폭으로 성장하고 있고, 신선도를 유지할 수 있는 냉장유통이 가능한 신선식품 시장도 큰 폭으로 확대되고 있다.

상온 유통되고 있는 식사 대용식품의 경우 밀을 활용한 라면, 빵 등이 대부분이지만, 근래 들어 무균 포장밥과 같은 쌀을 활용한 제품들에 대해 소비자들의 관심이 늘어나고 있는 추세다.

무균 포장밥은 전자레인지로 간단히 복원 가능하고 갓 지은 밥맛과 비슷한 장점 등이 있지만 이미와 이취가 있어 소비자를 만족시킬 수 있는 다른 쌀 가공 기술의 필요성이 있는 상황이다.

일본에서는 오래 전부터 무균 포장밥 이외에 팽화미를 이용한 가공식품 기술 개발이 진행되고 있다.

팽화미는 수분 함량이 낮아 상온에서 1년 이상 품질 유지가 가능하고 맛 또한 우수한 장점이 있지만, 복원시 밥알 내부의 전분호화가 더디고 식감이 질기며 스펀지와 같은 저작감 등의 단점도 존재한다.

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본 연구는 기존 팽화미의 문제점인 질긴 식감, 스펀지 식감, 느린 복원시간을 해결하고자 공정 최적화 연구에 주로 사용되는 Response Surface Methodology(RSM)을 이용하여 팽화미 제조 공정조건 연구를 수행하였다.

예비실험을 통하여 쌀알 크기가 크면서 찰기가 높아 쫄깃한 식감을 가진 신동진미를 팽화미 제조의 원료로 선정하였고, 제조공정 중 건조온도, 퍼핑전 건조쌀의 수분함량, 퍼핑온도를 팽화미 품질에 영향을 미치는 주요 공정요인으로 선정하였다.

건조온도, 수분함량, 퍼핑온도를 달리하여 27가지 조건의 팽화미 시료를 제조하여 총 29가지 반응변수를 측정하였다.

그 중 유효한 반응 변수는 유사성, 색강도, 팽화미 밀도, 복원율, 명도 등이었고, 이것의 결정계수(R2)는 각각 0.623, 0.852, 0.789, 0.688, 0.925이었다.

퍼핑전 쌀과 팽화미를 Scanning Electron Microscope(SEM)으로 사진을 촬영하여 관찰한 결과, 수분함량이 9% 이하인 건조 쌀로 만든 팽화미 보다 수분함량이 11%인 건조 쌀로 만든 팽화미 단면에서 기공이 더 많이 관찰되었다.

팽화미 제조시 파쇄미 비율은 20% 정도였다. 파쇄미의 원인은 건조시 쌀알이 서로 단단히 붙거나, 깨지거나, 퍼핑시 탄화물이 발생한 것에 기인하였다.

팽화미 밀도에는 건조온도, 퍼핑온도, 건조온도*수분함량이 영향을 주었고(P<0.05), 퍼핑온도와 수분함량이 낮고 건조온도가 높을수록 밀도가 높아졌다. 복원률에는 건조온도, 퍼핑온도, 건조온도*수분함량이 영향을 주었고(P<0.05), 건조온도가 낮아지고 퍼핑온도가 높아질수록 복원율이 높아지는 경향을 보였다.

명도에서 가장 큰 영향을 미치는 요소는 수분함량이었고 퍼핑전 건조쌀의 수분함량이 높을수록 명도가 높았다.

색강도는 갓 지은 흰밥의 색상에 가까운 정도로 검사하였는데, 수분함량과 퍼핑온도가 색강도에 영향을 주었다(P<0.05). 유사성은 시판 중인 가공밥 중에서 소비자의 만족도가 가장 높은 무균 포장밥을 표준시료로 하여 유사한 정도를 검사하였는데, 유사성은 수분함량이 가장 큰 영향을 주었다(P<0.01).

팽화미의 제조공정 조건 중에서는 건조온도, 수분함량, 퍼핑온도가 팽화미의 크기, 밀도, 복원율, 명도, 텍스쳐, 관능검사에 유의적으로 영향을 주었다.

건조온도가 낮을수록 길이가 증가하고 복원율이 높고, 명도가 높고, 표준시료와의 유사성이 높았다.

수분함량이 낮을수록 밀도가 증가하고, 수분함량이 높을수록 명도가 높고 색의 강도가 낮으면서, 유사성이 높고 팽화미 단면(SEM) 공극률이 높았다.

퍼핑온도가 낮을수록 밀도, 명도, 유사성이 높고 퍼핑온도가 높을수록 밀도는 낮으면서 복원율은 높고 색강도는 높으면서 유사성이 낮았다.

소비자가 가장 선호하는 시료는 표준시료와 유사성이 높은 시료였다. 유사성이 가장 높은 팽화미를 제조하기 위한 최적 조건은 건조온도 40℃, 수분함량 11.0%, 퍼핑온도 232.7℃였다.

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찹쌀 백미와 멥쌀 현미로 팽화미를 제조하기 위하여 쌀의 전처리 방법으로 초고압 적용 가능성 연구를 수행하였다.

찹쌀 백미는 팽화미 제조에 있어서 큰 제한점은 찰기인데, 그 이유는 퍼핑 전 높은 찰기로 인하여 건조한 후 건조쌀이 서로 단단히 붙어서 낱알 분리가 안되어 팽화미를 제조할 수 없었기 때문이다.

멥쌀 현미의 제한점은 경도인데, 그 이유는 경도가 높아서 식감이 단단하기 때문이다.

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찹쌀 백미와 멥쌀 현미를 500 MPa의 압력에서 5분 간 처리했을 때 이러한 제한점을 개선할 수 있었다.

찹쌀 백미는 초고압 처리 후 찰기가 40% 내외로 감소되었다. 멥쌀 현미는 초고압 처리 후 경도가 37% 내외로 감소되었다.

쌀의 단면 조직의 SEM 촬영 사진을 통하여 관찰한 결과, 초고압 처리 후 단면의 겉보기 조직이 부서지고 작은 돌기들이 많이 생기고 수분이 침투된 것을 알 수 있었다.

 

 

Recently, according to the demand of consumers who pursue more convenient life with higher income level, there is an increasing tendency to prefer substitute foods with simple cooking, fast cooking and excellent taste in eating habits.

In addition to the well-being food market such as low salt, low sugar, low calorie and low fat food, the food substitute market, which is easy to cook, is growing rapidly every year, and the fresh food market, which can maintain freshness, is also expanding significantly.

In the case of food substitutes that are distributed at room temperature, most of them are ramen and bread using wheat, but in recent years, consumers are increasingly interested in products using rice such as aseptic rice.

Aseptic rice can be easily restored to microwave ovens and has similar advantages to freshly cooked rice, but there is a need for other rice processing techniques that can satisfy consumers because of already and odor.

In Japan, processing food technology using puffed rice has been developed in addition to aseptic rice for a long time.

Puffed rice has a low moisture content, so it can maintain quality at room temperature for more than one year and has excellent taste. However, there are disadvantages such as slow starching inside rice grains, texture, and sponge-like authoring.

This study was conducted to investigate the manufacturing process conditions of puffed rice using response surface methodology (RSM) which is mainly used in process optimization research to solve the problems of existing puffed rice such as tough texture, sponge texture, and slow recovery time.

The preliminaries of the study selected Shindongjinmi, which has a high rice grain size and high chilliness, as a raw material for the production of puffed rice. The drying temperature, moisture content of dried rice before puffing, and puffing temperature were selected as the main process factors affecting the quality of puffed rice.

The total 29 reaction variables were measured by manufacturing puffing rice samples under 27 conditions by different drying temperature, moisture content, and puffing temperature.

Among them, the effective response variables were similarity, color strength, puffing rice density, recovery rate, and brightness, and the determinants (R2) of these variables were 0.623, 0.852, 0.789, 0.688, and 0.925, respectively.

The puffing rice and puffing rice were photographed by scanning electron microscope (SEM) and the pores were more observed in the section of puffing rice made of dried rice with a moisture content of 11%, than dried rice with a moisture content of less than 9%.

The proportion of crushed rice in the production of puffed rice was about 20%, and the cause of crushed rice was caused by the hardening, cracking, or puffing of rice grains.

The density of puffed rice was affected by drying temperature, puffing temperature, and drying temperature * moisture content (P<0.05), and the density was increased with lower puffing temperature and moisture content and higher drying temperature.

The yield of the dry temperature, the puffing temperature, and the moisture content affected the yield (P<0.05), and the yield of the dry temperature decreased and the puffing temperature increased.

The most influential factor in brightness was moisture content and the higher the moisture content of dried rice before puffing, the higher the brightness.

The color strength was examined to be close to the color of freshly built white rice, and moisture content and puffing temperature affected the color strength (P<0.05).

Similarity was tested by using aseptic rice with the highest consumer satisfaction as standard sample among processed rice on the market, and the moisture content had the greatest effect on similarity(P<0.01).

The drying temperature, moisture content, and puffing temperature of Puffed rice were significantly affected by the size, density, recovery rate, brightness, texture, and sensory test of Puffed rice.

The lower the drying temperature, the higher the length, the higher the recovery rate, the higher the brightness, and the similarity with the standard sample.

The lower the moisture content, the higher the density, and the higher the moisture content, the higher the brightness and the lower the color intensity, and the similarity and the higher the porosity of the swelling rice cross section (SEM) was.

The lower the puffing temperature, the higher the density, brightness, similarity, and the higher the puffing temperature, the lower the density, the higher the restoration rate, the higher the color intensity, and the lower the similarity.

Consumers preferred samples with high similarity to standard samples.

The optimum conditions for producing puffed rice with the highest similarity were 40°C for drying temperature, 11.0% for moisture content, and 232.7°C for puffing temperature. The study was conducted to investigate the possibility of applying ultra-high pressure to rice pretreatment to manufacture puffed rice with glutinous rice and rice brown rice.

The main limitation of glutinous rice white rice is the cold season because the dry rice was hard attached to each other due to the high cold before puffing, so that the puffed rice could not be manufactured because the grains were not separated.

The limit of rice brown rice is hardness, because the hardness is high and the texture is hard.

The limit of glutinous rice and brown rice was improved by 5 minutes of treatment at 500 MPa pressure. The glutinous rice was reduced to about 40% after ultra-high pressure treatment.

The hardness of rice brown rice decreased to about 37% after ultra-high pressure treatment.

The results of the SEM images of the cross-sectional tissues of rice showed that the apparent tissue of the cross-section was broken after ultra-high pressure treatment, and many small protrusions were formed and moisture was infiltrated.

 

출처 : http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=267262084ce7e1e2ffe0bdc3ef48d419

 

 

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