KR100704981B1 - 드럼드라잉을 이용한 알파전분의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드럼드라잉에 의한 알파전분의 제조방법에 있어서, 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액에 아밀레이즈를 첨가하는 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법에 관한 것으로, 상기 제조방법에 의하면 전분호액의 물성이 변화되어 알파전분의 생산효율이 높아지고 팽창력이 월등히 향상되어 제과, 제빵 또는 스낵 등에 팽창제 또는 식감개량제로 이용할 수 있다.
드럼드라잉, 알파전분, 아밀레이즈, 팽창제, 식감개량제

Description

드럼드라잉을 이용한 알파전분의 제조방법{Preparation method of pregelatinized starch using drum drying}
도 1은 아밀레이즈 투입량에 따른 전분유의 팽창력 변화를 나타낸 것이고,
도 2은 전분유의 pH에 따른 전분유의 팽창력 변화를 나타낸 것이다.
본 발명은 드럼드라잉에 의한 알파전분의 제조방법에 있어서, 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액에 아밀레이즈를 첨가하는 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법에 관한 것이다.
전분의 알파화는 전분에 물과 열이 가해지면 온도상승에 따라 전분 분산액은 점도가 매우 큰 투명 또는 유백색의 콜로이드용액을 형성하고, 농도가 크거나 냉각되면 반고체의 겔을 형성하는 현상을 의미하며, 이를 전분의 호화, 교질화, 젤라틴화라 한다. 즉 규칙적인 분자배열을 갖는 베타전분이 불규칙한 분자배열을 갖는 알파전분으로 바뀌는 것이다. 호화된 즉, 알파화된 전분은 물과 온도에 의해 팽윤현상이 일어나 효소작용을 받기 쉬워져서 소화되기 쉽다.
식품용 알파전분(pregelatinized starch)은 주로 식품의 증점, 물성개량제로 서 빵류, 케이크류, 스낵, 비스켓, 쿠키, 소스, 스프, 그레비, 크림, 머핀, 푸딩, 드레싱류, 베이커리 필링, 과일 필링, 인스턴트 디저트, 치즈가공품, 스프레드, 잼, 즉석식품, 전자레인지용 식품 등 거의 모든 식품에 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 알파전분의 역할은 수분보유력 향상, 바삭한 식감의 향상, 점도 발현, 조직개선 등 여러가지가 있으며 이렇게 식품의 물성을 개선함으로써 품질향상 및 신제품 개발에 기여하고 있다.
알파전분의 제조방법은 드럼드라잉(drum drying) 또는 익스트루전 등의 방법이 있으며 제조방법에 따라 특성이 달라지므로 용도에 적합한 전분을 사용한다. 드럼드라잉은 회전할 수 있는 드럼에 스팀을 통해 가열하고 그 표면에 식품을 균일하게 박층으로 발라서 건조하는 방법으로, 열감수성이 낮고 고형분이 많은 액상식품의 건조에 주로 사용되며, 특히 농축 토마토쥬스, 알파화 전분 또는 효모 등의 건조에 이용한다.
스낵의 주성분은 일반적으로 밀가루, 전분, 알파전분이 사용되며 이외에 기타 감미료 등을 첨가하여 맛이나 향기를 조절한다. 스낵은 보통 굽거나 튀겨서 제조하며 알파전분은 이런 스낵류의 질감(texture), 맛 그리고 물성을 결정하는 주요한 원료소재이다. 특히 굽는 스낵(baking snack)류의 경우 식감개선제 및 고팽창을 위해서 드럼드라잉한 알파전분이 많이 사용되며 대개 찰옥수수를 원료로 한 알파전분이 사용되고 있다.
알파전분의 제조방법에 관한 특허는 거의 없으며 대부분 용도특허이다. 제조방법에 관한 특허로서 미국특허 제5098727호에서는 지질이나 액상물질을 흡착시키 기 위해 고온고압 압출방법으로 알파전분을 제조하는 방법, 미국특허 제4215152호에서는 푸딩용 알파전분을 제조하기 위해 전분에 단백질 및 유화제를 첨가해서 제조하는 방법 등이 기술되어 있다.
그러나, 상기와 같이 드럼드라잉에 의한 알파전분을 제조하는 경우에는 전분의 물성을 변화시키기 위해서 미리 전분의 변성처리를 하여야 하며, 이를 위해 별도의 습식변성공정을 거쳐야 되므로 원가상승이라는 단점이 야기된다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 드럼드라잉 작업성을 향상시키며 고팽창력의 알파전분을 얻기 위한 드럼드라잉에 의한 알파전분의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 아밀레이즈를 이용하여 드럼드라잉 방법으로 제조되는 고팽창력의 알파전분을 제공하는 것이다.
이에, 본 발명자들은 알파전분의 팽창력을 향상시키는 연구를 하던 중에 드럼드라잉 직전의 전분유액에 소량의 아밀레이즈를 첨가함으로써 드럼드라잉 작업성도 향상되며 고팽창력의 알파전분이 생산되는 것을 발견하였고, 이에 본 발명을 완성하게 되었다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
드럼드라잉에 의한 알파전분의 제조방법에 있어서, 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액에 아밀레이즈를 첨가하는 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법을 제 공한다.
드럼드라잉에 의한 알파전분의 일반적인 제조방법은 전분에 물을 가하여 일정농도(20 내지 40 %/starch dry solid)의 전분유 상태로 한 다음, 상기 전분유를 펌프 등을 이용하여 스팀으로 가열된 드럼표면으로 주입 혹은 분무하여 회전하는 드럼표면에서 즉시 호화가 되고 건조되게 되며 회전하는 마지막 부분에서 칼날에 의해서 드럼표면에 붙어있는 호화된 전분필름이 떨어지게 된다. 상기 떨어진 부분은 하부에 있는 이송 스크류에 의해서 분쇄기로 옮겨지고 분쇄기에서 적당한 크기로 분쇄가 되어 포장 제품화하게 된다.
또한, 본 발명은 아밀레이즈를 주첨가물 소재로 이용하여 드럼드라잉 방법으로 제조되는 고팽창력의 알파전분을 제공한다.
이때, 고팽창력이라 함은 실시예에 기재된 팽창력 측정방법으로 측정한 팽창력이 18 내지 25 ml인 것을 의미하며 스낵의 특성에 따라 다르지만 팽창력이 상기 범위보다 낮을 경우에는 스낵의 제품특성 예를들어 부피, 식감, 강도 등이 미흡하게 된다.
상기 아밀레이즈로는 식품용 효소로, 내열성 또는 중온성 알파아밀레이즈, 베타아밀레이즈, 글루코아밀레이즈 등의 효소 단독 또는 하나 이상의 효소를 조합하여 사용하며 전분 또는 전분질 곡분류 100 중량부에 대하여0.0001 내지 1 중량부로 포함된다.
이때, 아밀레이즈를 1 중량부 초과하여 첨가하면 드럼드라잉시 아밀레이즈의 작용이 과다하게 되어 전분을 액화시켜서 호액의 점도가 아주 묽어져서 드럼작업이 불가능하게 되는 문제가 있고, 0.0001 중량부 미만으로 첨가하면 아밀레이즈의 효과를 기대할 수가 없다.
상기 전분으로는 옥수수전분, 찰옥수수전분, 감자전분, 타피오카전분, 고구마전분, 밀전분 또는 사고전분 등의 모든 전분질을 사용할 수 있고, 상기 전분질 곡분류로는 쌀가루, 밀가루, 감자가루 또는 콩가루 등의 모든 곡분류를 사용할 수 있다.
상기 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액의 최적 pH는 pH 3 ∼ 8이며, 바람직하게는 pH 5-7이다. 상기 최적 pH는 사용하는 효소인 아밀레이즈의 활성을 최적화하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 제조방법에 의하면 전분호액의 물성이 변화되어 드럼표면에 대한 부착력이 향상됨으로써 알파전분의 생산효율이 높아지고 팽창력이 월등히 향상되어서 스낵 등 팽창력을 요구하는 분야에 사용할 경우 우수한 품질을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 얻어진 알파전분을 제과, 제빵 또는 스낵의 팽창제 또는 식감개량제로 이용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 20>
본 발명은 전분유를 17∼23 Be(dry solid 30 ∼ 40%)로 물에 용해시켜서 슬 러리 상태로 한 다음, 싱글 또는 더불 드럼드라이어를 이용하여 드럼드라잉하였다. 전분유 슬러리 상태에서 식품첨가물용 효소를 하기 표 1에 나타난 양으로 첨가하여 드럼드라잉하였다. 단, 효소의 최적 pH를 제공하기 위해서 산이나 알카리를 사용하여서 하기 표 1과 같이 pH를 조정하였다. 이때, 사용한 효소들은 Novonordisk 사의 효소들로서 터마밀(Termamyl)은 내열성 알파-아밀레이즈, 밴(BAN)은 중온성 알파-아밀레이즈이고, 에이엠지 이(AMG E)는 글루코아밀레이즈이며, 더불류비에이(WBA)는 베타-아밀레이즈의 상품명이다. 실험시에 Novonordisk사의 효소들 외에 다른 회사들의 효소들을 사용해도 무방하다.
구체적인 드럼드라잉 방법은 다음과 같다. 즉, 적당한 크기의 스텐레스 제질의 탱크에 물을 받은 다음 찰옥수수를 용해하여 전분의 농도가 20Be'(35%/st.ds)가 되게 하였고, 그후 염산이나 묽은 가성소다 용액을 사용하여 전분유의 pH를 5.5로 조정한 후 터마밀(Novo Nordisk사)을 전분 ds당 0.003% 첨가한 다음 펌프를 이용하여 찰옥수수 전분유를 미리 8∼10kg/cm2의 스팀으로 가열한 드럼드라이어(네덜란드 Gouda사, single drum dryer, model E20.40 ) 표면에 분무하여 드럼드라잉하였다.
<실시예 21> 팽창력 분석
내경 5mm에 1ml 간격으로 눈금이 있는 용량 10ml의 유리재질 시험관을 준비하고, 여기에 물 200㎕를 정밀피펫으로 넣었다. 정밀저울에 실시예에서 얻어진 알파전분 0.10g과 박력 밀가루 0.10g을 정밀히 계량한 다음 잘 섞은 후 유리시험관에 조심스럽게 넣었다. 가느다란 유리재질 또는 금속재질 막대를 이용하여 물과 시료를 잘 섞어 도우(dough)를 형성시키고 셀바닥에 밀착시켰다. 시험관을 165℃ 오븐에서 10분간 가열한 다음, 팽창된 부피를 읽었다. 그 결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 효소종류 및 첨가량 (%/starch dry solid) 슬러리 pH 팽창력(ml)
1 무첨가 7.0 14
2 Termamyl 0.0020% 3.0 16
3 Termamyl 0.0020% 4.0 20
4 Termamyl 0.0020% 5.0 23
5 Termamyl 0.0020% 6.0 20
6 Termamyl 0.0020% 7.0 18
7 Termamyl 0.0025% 7.0 18
8 Termamyl 0.0030% 7.0 20
9 Termamyl 0.0035% 7.0 24
10 Termamyl 0.0020% 8.0 17
11 AMG E 0.0025% 7.0 15
12 AMG E 0.0075% 7.0 16
13 BAN 0.0010% 7.0 18
14 BAN 0.0025% 7.0 19
15 BAN 0.0025% 5.0 22
16 WBA 0.0025% 6.0 16
17 Termamyl 0.002% + BAN 0.001% 6.0 21
18 Termamyl 0.002%+ AMG E 0.001% 6.0 21
19 Termamyl 0.002%+ WBA 0.001% 6.0 22
20 BAN 0.0020% + AMG E 0.002% 7.0 21
그 결과는 표 1과 같고, 자세히 살펴보면 Termamyl의 양을 증가시키면 팽창력은 향상되나 0.0035% 정도 투입할 경우 호액이 묽어져서 드럼작업시 dam plate옆으로 새어나와 작업이 불가능하고 수율에도 영향을 미치므로, Termamyl의 최대 투입량은 0.003%이 바람직하다(도 1 참조). 또, 같은 효소 투입량(0.0025%/st.ds)에서 전분유의 pH에 따라 팽창력이 상당히 차이가 나며, 최적 반응pH는 5.0 부근이었다(도 2 참조). 그리고, BAN, AMG E 및 WBA를 각각 단독으로 첨가하는 경우에도 Termamyl와 유사한 효과를 나타내었고, 상기 아밀레이즈들을 혼합하여 사용한 경우 에도 적절한 양에서 높은 팽창력을 나타내었다.
앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 드럼드라잉에 의한 알파전분의 제조방법에 있어서, 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액에 아밀레이즈를 첨가함으로써 전분호액의 물성이 변화되어 알파전분의 생산효율이 높아지고 팽창력이 월등히 향상되므로 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 알파전분은 제과, 제빵 또는 스낵 등에 팽창제 또는 식감개량제로 이용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 드럼드라잉에 의한 알파전분의 제조방법에 있어서, 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액에 아밀레이즈를 첨가하는 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 아밀레이즈는 내열성 또는 중온성 알파아밀레이즈, 베타아밀레이즈 및 글루코아밀레이즈로 이루어진 군에서 단독 또는 하나 이상의 효소를 서로 조합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 아밀레이즈는 전분 또는 전분질 곡분류 100 중량부에 대하여 0.0001 내지 1 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전분은 옥수수전분, 찰옥수수전분, 감자전분, 타피오카전분, 고구마전분, 밀전분 및 사고전분으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 알파전분의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 전분질 곡분류는 쌀가루, 밀가루, 감자가루 및 콩가루로 이루어진 군에서 선택되는 것인 알파전분의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 전분 또는 전분질 곡분류의 수용액은 pH가 3 내지 8인 것을 특징으로 하는 알파전분의 제조방법.
  7. 아밀레이즈를 첨가하여 드럼드라잉 방법으로 제조되며 팽창력이 18 내지 25 ml인 것을 특징으로 하는 알파전분.
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