KR100894850B1 - 즉석 인절미 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수침한 쌀가루 또는 그 혼합물을 사용하여 연속적으로 단시간에 가열, 증자 및 성형의 단위 공정을 수행함으로써 가공공정을 단순화한 즉석 인절미 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 인절미(떡)를 소량으로 간편하게 즉석에서 제조할 수 있는 장치이다.

인절미, 떡, 즉석 인절미 제조장치

Description

즉석 인절미 제조방법 및 장치{Method and Apparatus for Preparing Instant Injulmi}

본 발명은 즉석 인절미 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수침한 쌀가루 또는 그 혼합물을 사용하여 연속적으로 단시간에 가열, 증자 및 성형의 단위 공정을 수행함으로써 가공공정을 단순화한 즉석 인절미 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

떡은 오랜 세월동안 우리 생활에 밀착되어 각종 제례나 예식, 농경의례, 토속신앙을 배경으로 한 각종 제사, 사람이 출생하여 성장하는 통과의례, 명절의 행사 등에서 빼놓을 수 없는 한국 고유의 음식이다. 일반적으로 재료, 조리법, 용도, 생김새, 지역에 따라 다양하게 분류되고 있지만 제조공정에 따라 분류하는 것이 합리적일 것이라고 생각된다. 즉 제조방법에 따라 떡을 분류하면 찌는 떡, 치는 떡, 지지는 떡, 삶는 떡으로 분류한다. 그중에서 치는 떡은 곡류를 곡립상태나 가루상태로 시루에 찐 다음 안반이나 절구에 놓고 쳐서 완성한 떡으로 인절미, 절 편, 개피떡, 가래떡(흰떡), 단자 등이 이에 속한다.

치는 떡의 기본은 인절미인데 주재료에 따라 찹쌀 인절미, 조 인절미, 청정미 인절미가 있고 주재료에 첨가하는 부재료에 따라 쑥 인절미, 대추 인절미, 수리취 인절미, 감 인절미 등이 있으며 묻히는 고물에 따라 콩 인절미, 팥 인절미, 깨 인절미, 녹두 인절미, 동부 인절미 등으로 불린다. 이러한 인절미는 저장기간이 경과하면 미생물과 효소에 의한 변질이 일어나고 전분의 노화에 의하여 조직이 굳어지는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위하여 종래에 확립된 인절미의 제조공정은 수침, 물 빼기, 롤밀 분쇄(소금첨가), 증자, 펀칭, 냉각, 성형 등의 단위조작을 포함한다. 인절미에 관한 연구로는 발아콩가루(Jung et al., 2006), 떫은 감 (Hong과 Kim, 2005), 구기자가루(Lee et al., 2004), RS3형 저항전분(Kim과 Shin, 2003), 가열-냉각 찹쌀전분(Kim과 Shin, 2002), 수리취(Lee와 Cho, 2001), 다진 대추(Cha와 Lee, 2001), 대추가루(Cha et al., 2000), 흑미(Cho와 Cho, 2000), 녹차(Kown et al., 1996), 우린 녹차(Kown et al., 1996), 차생엽(Lee et al., 1990) 등의 부재료를 첨가한 인절미 품질특성에 대한 연구와 수침시간(Hong, 2002), 제분방법(Kim과 Shin, 2002; Kim과 Shin, 2000), 찹쌀 품종(Ha et al., 2001; Sung et al., 2000; Choi와 Kang, 1999), 제조방법(Lee와 Yoon, 1995; Song et al., 1990) 등을 달리한 인절미 텍스쳐에 대한 연구가 있고 반죽, 첨가제 및 효소분해(Cho et al., 2006), 동결 및 마이크로파 가열(Koh, 1999)이 인절미 품질특성에 미치는 영향, 찰보리 인절미(Yoon과 Koh, 1998)에 대한 연구가 보고된 바 있다.

상기의 연구들을 보면 부재료 첨가량에 따른 품질특성(텍스쳐, 노화도, 저장성 등)에 관한 연구가 대부분이며 인절미 제조공정의 각각의 단위조작에 관한 연구는 미비한 실정이며, 인절미의 제조방법 또한 매우 다양하다.

수침 단위조작에서 찹쌀의 세척회수, 수침시간, 수침온도, 수침하는 물의 양을 살펴보면 찹쌀의 세척회수는 1～4회이며 3, 4회가 가장 많았다. 수침시간은 1～48시간 범위이며 8～12시간이 가장 많이 사용되었다. 수침온도는 4～30℃ 범위로 18, 20, 25℃가 가장 많았으며 수침할 때 물의 양에 대해서는 대부분 언급하지 않았고 일부에서는 찹쌀무게 두 배의 물에 찹쌀을 수침한다고 하였다. 따라서 인절미의 제조에 있어서 인절미 제조공정을 표준화하고 이를 또한 실제 현장에서 사용되고 있는 방법과 긴밀히 연관되도록 할 필요성이 절실한 실정이다.

또한 종래 인절미의 제조방법 및 장치로는 찹쌀을 쪄서 떡메 등으로 친 후, 완성된 재료를 호퍼에 담아 이송스크루를 통해 재료를 하부로 밀어낸 후 자동으로 절단하는 방법 및 장치(대한민국 실용신안등록출원 제20-1986-7266호 및 제20-1991-7465호 등), 찹쌀을 쪄서 떡메 등으로 친 후, 이를 종단 및 횡단으로 일정한 크기로 절단하는 장치(대한민국 특허출원 제10-20014-0018676호) 등이 사용되어 왔으며, 이를 보다 상세하게 설명하면, 도 1에 도시한 바와 같이, 소규모 제조업자에 의해 찹쌀을 수침, 롤밀을 사용한 1, 2차분쇄, 분쇄 시 소금첨가, 설탕 및 부원료첨가, 혼합, 찌기, 성형, 고물 묻히기의 공정을 거치는 회분식 공정으로 수행되어 왔다.

이와 같은 전통공정에서 각각의 단위공정에 필요한 장치로는 쌀을 침지하여 물기를 제거하는 수침조, 수침한 찹쌀을 1차 분쇄 시 소금을 첨가하고 수분을 가하여 분쇄하는 롤러밀, 시루에 분쇄한 쌀가루를 넣어 15～20분간 찌는 스팀기, 절구형태의 반죽기나 펀칭기를 사용하여 반죽한 다음 성형하는 성형기, 절단칼을 사용하여 절단한 반죽에 고물을 묻히는 절단 및 고물묻히기로 구성된다.

상기 전통공정의 단점은 인절미의 제조가 연속공정으로 이루어지지 않기 때문에 소량으로 가공할 경우 소비자로부터 주문을 받아 제조하여야 하며, 즉석에서 소비하기가 어렵고, 저장과 함께 제품의 변질과 굳어지는 현상이 발생한다는 점이다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 종래 인절미 제조방법의 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 즉석 인절미 제조공정을 표준화하고, 이를 위한 즉석 인절미 제조장치를 개발함으로써 본 발명에 이르게 되었다.

따라서 본 발명의 목적은 인절미의 제조에 있어 수침한 쌀가루 또는 그 혼합물을 사용하여 가열, 증자 및 성형의 단위 공정을 연속적으로 단시간에 수행함으로써 가공공정을 단순화한 즉석 인절미 제조방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 종래 전통 인절미 제조공정에 있어 수침공정 과 분쇄공정을 분석하여 찹쌀의 최적 수침시간과 호화특성을 밝혀내고, 계량부, 증자부 및 성형부로 이루어진 즉석 인절미 제조장치를 제작하여, 이를 통해 즉석 인절미를 제조하고, 이를 전통 인절미 제조공정으로 제조한 인절미와 비교분석함으로써 즉석 인절미 제조장치의 최적 운전 조건을 확립함으로써 달성되었다.

본 발명은 가열, 증자 및 성형의 단위 공정을 연속적으로 단시간에 수행할 수 있는 즉석 인절미 제조장치를 제공한다.

상기의 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조 장치를 사용한 즉석 인절미 제조 시스템은, 도 2 및 3에 도시한 바와 같이, 계량부, 증자부, 성형부 및 포장부로 크게 구분할 수 있다.

상기 계량부는 쌀가루와 부원료를 혼합하여 일정한 양으로 사입되도록 설계된 사입기와, 상기 사입기의 사입 부위의 배럴로 수분을 계량하여 공급할 수 있는 밸브 및 펌프가 구비된 수분조절기로 구성된다.

증자부는 자동으로 온도제어가 가능하도록 전기히터와 냉각재킷이 구비된 배럴과, 쌍축으로 설계되어 사입 부위에서는 수분함량이 45%인 쌀가루의 사입이 용이하도록 되어 있고 사출 부위에는 1/2 피치와 역피치 스크루의 배열과 조합이 기능하도록 설계된 스크루로 구성된다.

성형부는 스크루의 끝부분과 사출구판 사이에 일정한 데드 볼륨(dead volume)을 유지하도록 설계되어 반죽의 팽창과 다이 팽윤(die swell)이 방지되고, 사출구멍이 구비된 사출구 및 상기 사출구 전방에 컨베이어 벨트와 함께 설치되어 수동으로 반죽이 절단되도록 설계된 절단기로 구성된다.

본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 사진을 도 5에 도시하였다.

상기 각 구성요소는 내구성이 유지될 수 있는 재료를 사용하여 제작하는 것이 바람직하고, 내구성과 정확성을 기하도록 센서로 구성된 온도조절제어기를 설계하여 설치하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 즉석 인절미 제조장치에 의하여, 도 4 에 도시한 바와 같은 가공공정도에 따라 인절미가 제조되며, 이를 위하여 상기 스크루의 배열, 사출구의 기하학적인 구조 등과 같은 기계적인 요소와 수분함량, 온도분포, 체류시간과 같은 공정변수의 최적화를 통하여 인절미 제조공정의 표준화시키는 것이 필요하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치는 제조된 인절미가 제조 후 퍼질 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 인절미의 냉각 효과와 펀칭효과를 동시에 가지는 냉각 펀칭기를 장착할 수 있다.

도 6 및 7에 냉각 펀칭기가 장착된 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 개략적인 도면을 도시하였다.

또한, 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치는 자동 온도조절을 위한 자동 배럴냉각 시스템을 장착하는 것이 바람직하며, 이를 도 8에 도시하였다. 상기 도 8의 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치 중 펀칭기와 본체와의 연결부위를 도시하였다.

상기와 같은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치는 수침한 찹쌀을 원료로 하면 즉석인절미를 제조할 수 있고 수침 멥쌀을 원료로 하면 즉석 멥쌀떡을 제조할 수 있어, 중소 떡 가공업소, 고속도로 휴게소 또는 편의점에서 즉석 떡 제조에 이용될 수 있다.

본 발명에 따른 즉석 떡 제조장치의 원료는 12시간 수침한 찹쌀이나 멥쌀을 사용하고, 원료의 수분함량은 45%가 적당하며, 장치의 스크루 회전속도는 200 rpm, 원료 사입량은 3 rpm(160 g/min)정도가 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 즉석 인절미 제조장치를 이용한 즉석 인절미 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 즉석 인절미 제조방법은 찹쌀을 세척하고, 찹쌀무게의 두 배 이상 되는 물에 6 내지 18 시간 동안 침지시키는 단계; 상기에서 수침시킨 찹쌀로부터 물기를 제거하는 단계; 상기 수침 찹쌀에 1중량%의 소금을 첨가한 후 롤밀링하여 분쇄하는 단계; 상기에서 분쇄한 찹쌀가루에 물을 첨가하여 수분함량이 40 내지 50%되도록 예비수분조절(preconditioning) 하는 단계; 상기 찹쌀가루를 즉석 인절미 제조장치에 120 내지 250 g/min의 사입량으로 사입하고, 스크루 회전속도는 100 내지 200 rpm 및 배럴온도 120 내지 160℃에서 증자시키는 단계; 상기에서 증자된 찹쌀반죽을 냉각펀칭기를 통해 냉각시키면서 펀칭하는 단계; 및 상기에서 펀칭한 인절미를 상온에서 냉각한 후, 성형하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 표준화된 즉석 인절미 제조방법 및 장치를 이용함으로써 인절미를 소량으로 간편하게 즉석에서 제조할 수 있고, 이에 따라 제조한 인절미는 즉석에서 먹을 수 있기 때문에 저장기간 동안 미생물에 의한 변질이나 전분의 노화에 의한 조직의 경화를 근본적으로 해결할 수 있어, 본 발명은 식품 산업 상 매우 유용한 발명인 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 실시예를 참고도 보다 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 인절미 제조공정의 수침공정에 따른 찹쌀의 특성 분석

본 실시예에서는 인절미 제조공정의 첫 번째 단위조작인 수침공정을 분석하기 위하여 수침시간을 달리한 찹쌀의 일반성분, 수분흡수율, 경도, 환원당, 입도분포, 페이스트점도를 비교 분석하였다.

또한 본 실시예에서는 충남 예산에서 2005년도에 수확한 동진찹쌀을 삽교미곡처리장에서 구입하여 사용하였으며 찹쌀의 수분함량은 12.57%이었다.

실시예 1-1 : 일반성분 분석

상기 찹쌀을 물에 수침시키고, 수침시간 0, 6, 12 및 18시간에 따른 찹쌀의 일반성분 함량을 AOAC(1990) 방법에 준하여 분석하였다. 수분함량은 상압가열건조 법, 조단백질함량은 크젤칼(Kjelkahl)법, 조지방함량은 속슬렛(Soxhlet) 추출법, 조회분함량은 직접회화법으로 각각 측정하였다.

수침시간에 따른 찹쌀의 일반성분을 분석한 결과를 표 1에 나타내었다.

<표 1>

수침시간에 따른 찹쌀의 일반성분 분석 결과

¹⁾ 3회 측정값의 평균±표준편차

찹쌀의 수분함량은 수침 0, 6, 12, 18시간에서 각각 12.57, 37.52, 37.53 및 37.86%이었고, 수침시간의 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 수침 6시간까지는 수분함량이 급격히 증가하다가 6시간 이후부터는 큰 변화를 나타내지 않았다.

찹쌀의 조단백질 함량은 수침 0, 6, 12 및 18시간에서 각각 7.49, 7.41, 6.94 및 7.13%이었고, 수침 12시간까지는 감소하다가, 12시간 후부터는 큰 변화를 나타내지 않았다. 찹쌀의 조지방 함량은 수침 0, 6, 12 및 18시간에서 각각 2.80, 1.03, 0.87 및 0.76%로 수침시간이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 찹쌀의 조회분 함량은 수침 0, 6, 12 및 18시간에서 각각 0.46, 0.13, 0.08 및 0.12%이었고 수침 12시간까지 감소하다가 18시간에서 약간 증가하는 경향을 나타내었다.

실시예 1-2 : 수분흡수율 분석

수분흡수율은 찹쌀 3 g을 칭량하여 수침온도 10, 20 및 30℃에서 3, 5, 7, 10, 15, 20, 30, 60, 120, 180, 360, 720 및 1440분 일 때 여과지로 찹쌀의 표면수를 제거하고 무게를 측정하였다. 수침 전, 후 찹쌀무게의 증가량으로부터 하기 식 1을 적용하여 수분흡수율을 계산하였다.

<식 1>

수침 후 중량*g) - 수침 전 중량(g)

수분흡수율(%) = -------------------------------- X 100

수침 전 고형분 중량(g)

초기 수분흡수단계에서의 수분흡수속도상수는 히구치식(Higuchi, 1963)을 응용하여 초기수분흡수시간의 제곱근에 따른 수분증가량을 나타낸 하기 식 2의 기울기로부터 구하였다.

<식 2>

상기 식에서

A _t 는 수화시간에서 수분 흡수율(%)이고,

A ₀ 는 수화 개시 시간에서 수분 흡수율(%)이며,

k는 수화율 상수(min^-1/2)이고,

t는 수화시간(min)이다.

수침온도는 찹쌀의 수분흡수에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 인절미 제조에서 일 년 사계절 동일한 수침시간에서 찹쌀의 수분흡수율은 기온에 따라 차이가 있을 것이다. 따라서 본 실시예에서는 봄, 가을의 실내온도는 20℃, 여름의 실내온도는 30℃, 겨울의 실내온도는 10℃로 정하고 실험을 실시하였다.

수침온도 10, 20 및 30℃에서 찹쌀의 수분흡수율을 도 10에 도시하였다. 수침온도 10, 20 및 30℃일 때 최고수분흡수율은 각각 34.25, 37.62 및 35.29%이였고, 초기 수분흡수가 빠르게 증가하다가 평형에 도달하는 시간은 10, 20 및 30℃일 때 각각 30, 15 및 30분이었다. 이는 찹쌀의 수분흡수는 초기에 빨리 이루어지다가 30분경과 후부터는 아주 느리게 진행된다는 것을 알 수 있다. 즉 인절미제조에서 수침시간을 결정할 때 수분함량만 고려한다면 수침시간은 30분이면 충분할 것으로 여겨진다.

수침온도 10, 20 및 30℃일 때 초기 흡수시간의 제곱근과 수분흡수율의 관계식을 도 11에 나타내었다. 수침온도 10, 20 및 30℃일 때 초기 흡수단계에서 찹쌀의 수분흡수속도상수는 각각 7.8784 min^-1/2(R²=0.9268), 10.312 min^-1/2(R²=0.9628) 및 8.2953 min^-1/2(R²=0.9542)이었다. 수침온도 20℃일 때 가장 높은 수분흡수속도상수 값을 나타내었고, 10℃일 때 가장 낮은 수분흡수속도상수 값을 나타내었다.

실시예 1-3 : 경도 분석

찹쌀을 실온(20±1℃)에서 수침시간 0, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 60, 120, 180, 360, 720 및 1080분일 때 1개의 찹쌀 낱알을 취하여 레오메타(Sun Rheometer Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)로 경도 파괴 시험(hardness rupture test)을 실시하였다. 이때 사용된 프로브 형태는 경도측정용 프로브로서 원형이며 직경은 20 mm이었다. 로드 셀(load cell)은 10 kg이었고 테이블 속도(table speed)는 6 mm/min이었으며 시료의 진입깊이는 1.5 mm로 하였다. 경도는 수침한 찹쌀 낱알을 10개 취하여 측정한 평균값으로 나타내었다.

찹쌀의 경도는 인절미제조공정에서 수침 다음 단계인 롤밀분쇄 시 소요되는 분쇄에너지와 밀접한 관계가 있다. 수침온도 20℃에서 0, 3, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 60, 120, 180, 360, 720 및 1080분일 때 측정한 찹쌀의 경도변화를 도 12에 나타내었다. 경도 값은 23064.0～95446.4 g/cm²범위였다.

수침시간이 0시간에서 18시간까지 증가함에 따라 찹쌀의 경도는 감소는 경향을 나타내었고 수침 15분까지 급격히 감소하다가 15분 후부터는 큰 변화를 나타내지 않았다. 이는 찹쌀의 수분흡수율 실험에서 수침온도 20℃일 때 15분까지 수분흡수율이 빠르게 증가하다가 15분 경과 후부터는 수분흡수가 평형에 도달하였는데, 찹쌀의 경도는 수분이 찹쌀 내부로 확산되어 찹쌀 입자 내 결합을 약화시켜 경도를 감소시킨 것으로 생각된다.

실시예 1-4 : 환원당량 분석

이어서, 수침시간에 따른 찹쌀의 환원당량은 DNS법(채수규 등, 2003)으로 하기 식 3에 따라 측정하였다.

<식 3>

상기 식에서

A는 표준 글루코스 곡선에서 계산한 침지 찹쌀의 환원당의 양(g)을 나타내고,

D는 희석 배수(Diluted multiple)를 나타내며,

S는 침지 찹쌀의 중량(g)을 나타낸다.

수침 0, 6, 12 및 18시간에 따른 찹쌀의 환원당량을 도 13에 나타내었고, 각각 0.81, 2.45, 2.82 및 2.87%이었다. 수침시간이 0시간에서 18시간까지 증가함에 따라 찹쌀의 환원당량은 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 수침이 진행됨에 따라 형성된 산에 의해 전분이 분해되기 때문으로 일부 설명될 수 있으며, 또한 찹쌀에 존재하는 효소에 의한 찹쌀전분의 가수분해 또는 공기 중 미생물이 찹쌀 수침액에 서 생육하여 분비하는 효소에 의한 찹쌀전분의 부분적인 가수분해의 결과이다.

실시예 1-5 : 입도분포 분석

수침시간에 따른 찹쌀가루의 입도분포는 수침하여 건조(50℃의 열풍건조기에서 8시간 건조)한 찹쌀가루와 건조하지 않은 찹쌀가루 100 g을 각각 20(850 ㎛), 30(600 ㎛), 40(425 ㎛), 50 (300 ㎛), 70(212 ㎛), 100(150 ㎛), 140(106 ㎛), 200(75 ㎛) 및 270(53 ㎛) 메쉬 표준망체가 장치된 진탕기(Sieve Shaker, SSH-0024, Eulji Electrical Machinery, Korea)로 10분간 진탕 후 각 표준망체에 잔류된 찹쌀가루의 양을 측정하여 입도분포로 하였고, 평균입자 크기(dv)는 하기 식 4에 대입하여 계산하였다.

<식 4>

상기 식에서,

d _v 는 침지 찹쌀의 평균 직경(㎛)이고,

d는 시이브의 평균 직경(㎛)이며,

x는 시이브 상에 잔류된 찹쌀가루의 중량%이다.

수침시간(0, 6, 12, 18시간)을 달리하여 제조한 찹쌀가루를 건조(50℃의 열 풍건조기에서 8시간 건조)후 시이브 진탕기에 의해 입자크기를 측정하여 입도분포와 입도누적분포로 표시한 결과는 각각 도 14 및 15에 나타내었고, 입자크기를 A(100 mesh이상), B(100～270 mesh사이), C(270 mesh이하) 3개 구간으로 나누었다.

도 6 내지 9에 나타낸 바와 같이, x축(particle size)에서 0 ㎛는 53 ㎛이하인 입자크기를 나타내는 것이다. 수침 0시간일 때 A, B, C에서의 입도분포는 각각 78.66, 20.49, 0.85%이었고 수침 6시간일 때 각각 85.98, 10.14, 3.88%, 수침 12시간일 때 각각 86.74, 9.51, 3.75%, 수침 18시간일 때 각각 86.31, 9.70, 3.99%이었다.

수침한 찹쌀가루를 건조하지 않고 입자크기를 측정하여 입도분포와 입도누적분포로 표시한 결과는 각각 도 8 및 9에 나타내었다. 수침 6시간일 때 A, B, C에서의 입도분포는 각각 99.54, 0.42, 0.04%이었고 수침 12시간일 때 각각 99.61, 0.32, 0.07%, 수침 18시간일 때 각각 99.46, 0.47, 0.07%이었다.

건조한 찹쌀가루와 건조하지 않은 찹쌀가루의 평균입자크기는 Fig. 10과 같다. 수침 0시간일 때 찹쌀가루의 평균입자크기는 331.86 ㎛, 수침 6시간일 때 건조한 것과 건조하지 않은 찹쌀가루의 평균입자크기는 각각 536.32, 519.86 ㎛, 수침 12시간일 때 각각 549.83, 528.04 ㎛, 수침 18시간일 때 각각 540.75, 521.45 ㎛이었다.

전체적으로 수침 0시간일 때 수침 6, 12, 18시간일 때보다 입도분포가 더 미세하였다. 수침 6, 12, 18시간에서 건조한 찹쌀가루가 건조하지 않은 찹쌀가루에 비하여 더 미세한 입도분포를 나타내었고 수침시간에 따라서는 큰 차이를 나타내지 않았다. 반면에 수침 6, 12, 18시간일 때 건조한 찹쌀가루에서 C의 양은 각각 3.88, 3.75, 3.99%로 수침 0시간일 때의 0.85%보다 더 많았다. 오래 수침할 수록 찹쌀가루의 평균입자크기가 훨씬 작게 측정되어 입자크기는 수침기간이 오래될수록 감소하며 쌀 가공식품 제조 시 수침 조작은 찹쌀의 입자사이에 공기를 포함시키고 호화가 빠르고 균일하게 잘 일어나게 하기 위한 전통적인 과정이다.

실시예 1-6 : 페이스트점도 분석

수침시간에 따른 찹쌀 페이스트의 점도 변화를 알아보기 위하여 입자크기가 850 ㎛(20 mesh) 이상과 212 ㎛(70 mesh)～150 ㎛(100 mesh)사이의 찹쌀가루를 시료로 취하였다. 신속점도측정기(RVA, Rapid Visco Analyser, Newport Scientific Inc. RVA3D, Australia)를 사용하여 시료 3.5 g(14%, w.b.)를 알루미늄캔에 넣은 후 증류수 25 mL을 가하고 유리막대기로 잘 섞어준 후, 초기온도 50℃에서 1분 동안 50℃로 유지한 다음, 3분 48초 동안 95℃로 가열 후 2분 30초 동안 95℃로 유지하였으며, 3분 48초 동안에 걸쳐 50℃로 냉각하였다. 총 소요 시간은 12분 30초이었으며 시료의 분산을 증가시키기 위하여 10초간 960 rpm으로 패들을 회전시킨 후 160 rpm에서 점도를 측정하였다.

도 19에 도시한 바와 같이, 페이스트 점도곡선으로부터 최고점도(peak viscosity, PV), 최저점도(trough viscosity, TV), 최종점도(final viscosity, FV), 구조파괴점도(breakdown viscosity, BV), 회복점도(setback viscosity, SV)와 호화개시온도(pasting temperature, PT) 등의 페이스트점도 지표를 각각 계산하였 다.

신속점도측정기(RVA)를 사용하여 측정한 수침시간(0, 6, 12, 18시간)에 따른 찹쌀의 페이스트 점도 지표를 표 2에 나타내었다.

<표 2>

수침시간에 따른 찹쌀의 페이스트 점도 지표(unit : cp)

1) PV: 최고 점도 2) TV: 최저 점도

3) BV: 구조파괴 점도 4) FV: 최종 점도

5) SV: 회복 점도 6) PT: 호화 개시 온도

측정에 사용된 시료의 입자크기는 각각 850 ㎛이상과 212 ～150 ㎛사이의 시료를 사용하였다. 850 ㎛이상인 시료가 수침시간이 0시간에서 18시간까지 증가함에 따라 최고점도, 최저점도와 최종점도는 증가하였다. 반면에 212～150 ㎛사이 시료에서 최고점도, 최저점도와 최종점도는 수침 12시간까지는 감소하다가 18시간에서 증가하는 경향을 보였다. 동일한 수침시간에서는 입자크기가 850 ㎛에서 212～150 ㎛로 감소함에 따라 최고점도는 증가하였고 최저점도와 최종점도는 감소하였다.

구조파괴점도는 최고점도와 최저점도의 차이로서 호화과정 중에서 RVA 패들(paddle)이 페이스트에 작용하는 물리적 힘에 의한 호화전분입자의 파괴와 전분사슬의 절단정도를 나타낸다고 하였다(EL-Dash et al., 1984). 입자크기 850 ㎛이상과 212～150 ㎛사이의 시료에서 구조파괴점도는 수침 12시간까지는 감소하다가 18시간에서 증가하였다. 동일한 수침시간에서는 입자크기가 850 ㎛에서 212～150 ㎛로 감소함에 따라 구조파괴점도는 증가하였다.

회복점도는 최종점도와 최저점도의 차이로서 일반적으로 전분의 노화 및 겔 형성력과 밀접한 관계가 있다고 하였다(RVA manual, 1995). 입자크기가 850 ㎛이상 시료가 수침시간이 0시간에서 18시간까지 증가함에 따라 회복점도는 증가하는 경향을 나타내었고, 입자크기가 212～150 ㎛사이 시료에서 수침 12시간까지는 감소하다가 18시간에서는 증가하였다. 동일한 수침시간에서는 입자크기가 850 ㎛에서 212～150 ㎛로 감소함에 따라 회복점도는 감소하였다. 호화개시온도는 수침시간이 0시간에서 18시간으로 증가함에 따라 감소하였고 입자크기가 850 ㎛에서 212～150 ㎛로 감소함에 따라 감소하였다. 이로부터 수침시간이 증가할수록 최고점도가 증가하고 입자크기가 감소함에 따라 최고점도는 증가하고 호화개시온도가 감소함을 알 수 있다

상기 실시예 1-1 내지 1-6에 따라 인절미 전통제조공정의 첫 단위조작인 수 침공정을 분석하기 위하여 수침시간을 달리한 찹쌀의 일반성분, 수분흡수율과 수분흡수속도상수, 경도, 환원당, 입도분포, 페이스트 점도를 비교 분석한 결과, 수침시간이 0시간에서 18시간까지 증가함에 따라 찹쌀의 수분함량은 증가하는 경향을 나타내었고, 조단백질 함량과 조지방 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 조회분 함량은 수침 12시간까지는 감소하다가 18시간에서는 약간 증가하는 경향을 나타내었다.

수화온도 10, 20, 30℃에서 찹쌀의 수분흡수율은 각각 30, 15, 30분에서 평형에 도달하였다. 찹쌀의 경도는 수침 15분까지 빠르게 감소하다가 그 이후로는 큰 변화가 없었다.

찹쌀의 환원당량은 수침시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 입도분포는 수침시간 6, 12, 18시간에서 큰 차이를 나타내지 않았다.

찹쌀의 페이스트 점도는 수침시간이 증가함에 따라 최고점도, 최저점도, 최종점도는 증가하는 경향을 나타내었고 호화개시온도는 감소하는 경향을 나타내었다. 찹쌀의 입자크기가 850 ㎛에서 212～150 ㎛로 감소함에 따라 최고점도는 증가하는 경향을 나타내었고 최저점도, 최종점도와 호화개시온도는 감소하는 경향을 나타내었다.

실시예 2 : 인절미 제조공정의 분쇄공정에 따른 찹쌀의 특성 분석

본 실시예에서는 전통인절미제조공정의 두 번째 단위조작인 분쇄공정에서 수침 12시간 찹쌀을 이용하여 롤밀 간격(0, 0.2, 0.3 mm)과 분쇄회수(1, 2회)를 달리 하여 찹쌀원료를 제조한 후 RVA와 DSC 호화 특성을 분석비교하였다.

하기 표 3에 롤밀 간격과 분쇄회수에 따른 찹쌀원료의 페이스트 점도를 나타내었다.

<표 3>

롤밀 간격과 분쇄회수에 따른 페이스트 점도

1) PV: 최고 점도 2) TV: 최저 점도

3) BV: 구조파괴 점도 4) FV: 최종 점도

5) SV: 회복 점도 6) PT: 호화 개시 온도

최고점도는 분쇄회수 1회일 때 롤밀간격이 0 mm에서 0.3 mm로 증가함에 따라 현저히 감소하는 경향을 나타내었고 분쇄회수 2회일 때 0 mm와 0.3 mm일 때는 비슷한 값을 나타내었고 0.2 mm일 때 가장 높은 값을 나타내었다. 분쇄회수가 1회에서 2회로 증가함에 따라 최고점도는 0 mm일 때는 감소하는 경향을 나타내었고 0.2, 0.3 mm일 때는 증가하는 경향을 나타내었다.

최저점도는 분쇄회수가 1회에서 2회로 증가함에 따라 롤밀간격 0, 0.2, 0.3 mm에서 모두 감소하는 경향을 나타내었고 롤밀간격이 0 mm에서 0.3 mm로 증가함에 따라 분쇄회수 1, 2회일 때 큰 차이를 나타내지 않았다. 구조파괴점도는 최고점도와 최저점도의 차이로 최고점도와 비슷한 경향을 나타내었다.

최종점도는 분쇄회수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었고 롤밀간격에 따라서는 큰 차이가 없었다. 회복점도는 최종점도와 최저점도의 차이로 최종점도와 비슷한 경향을 나타내었다.

최고 시간은 분쇄방법에 따라 큰 차이가 없었고 호화개시온도는 롤밀간격이 증가할수록 다소 증가하는 경향을 나타내었고 분쇄회수가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다.

하기 표 4에 롤밀 간격과 분쇄회수에 따른 찹쌀원료의 DSC 호화특성을 나타내었다.

<표 4>

롤밀 간격과 분쇄회수에 따른 DSC 호화특성

1) To: 개시 온도 2) Tp: 최고 온도

3) ΔH: 호화 엔탈피

롤밀간격과 분쇄회수에 따른 찹쌀원료의 시차주사열량기(Differential Scanning Calorimeter)에 의한 호화특성을 나타낸 것이다. 호화개시온도는 롤밀간격이 0 mm에서 0.3 mm로 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었고 분쇄회수가 1회에서 2회로 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 RVA을 이용한 페이스트 점도 측정에서의 호화개시온도에 비하여 낮은 값을 나타내었다. 최대호화온도는 분쇄방법을 달리한 찹쌀원료에 따라 큰 차이는 아니지만 롤밀간격의 증가에 따라 다소 증가하는 경향을 나타내었고 분쇄회수의 증가에 따라 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 호화에 필요한 엔탈피는 롤밀간격이 클수록 증가하는 경향을 나타내었고 롤밀간격 0 mm, 분쇄회수 1회일 때 가장 작은 값 13.44 J/g을 나타내었다.

실시예 3: 즉석 인절미 제조장치의 제조

종래 인절미 제조에 사용되어 온 전통공정의 단점은 연속공정이 아니므로 소량으로 가공할 경우 소비자로부터 주문을 받아 제조하며 즉석에서 소비하기가 어렵고 저장과 함께 제품의 변질과 굳어지는 현상이 발생한다는 점이다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 즉석인절미 가공기계의 목적변수를 설정하고, 혼합기, 원료사입기, 배럴, 스크루, 사출구, 절단기 등으로 구성된 하드웨어를 설계 및 제작하였으며, 즉석 인절미 제조장치의 스크 루의 배열, 사출구의 기하학적인 구조 등과 같은 기계적인 요소와 수분함량, 온도분포, 체류시간과 같은 공정변수의 최적화를 통하여 표준 인절미 제조공정을 확립하였다.

현재 중소업체는 5～10 kg의 소량으로 주문을 받아 인절미를 생산하고 있으므로 즉석인절미 제조장치는 1차적으로 5～15 kg의 용량의 시제품으로 다음과 같이 제작하였다.

본 발명에 따라 제조된 즉석인절미 제조장치는 크게 계량부(10), 증자부(20) 및 성형부(30)으로 이루어진다.

상기 계량부(10)에서 사입기(11)는 쌀가루와 부원료의 혼합기능과 함께 일정한 량으로 사입되도록 설계하였다. 수분조절기(13)는 증자부(20)의 사입부(12)의 배럴(21)로 수분을 계량하여 공급할 수 있는 밸브(14) 및 펌프(15)를 설치하였다. 상기 배럴(21)은 자동으로 온도제어가 가능하도록 전기히터(22)와 냉각재킷(23)을 설치하여 온도조절이 가능하도록 설계하였다. 스크루(24)는 쌍축으로 설계하며 사입부(12)는 수분함량이 45%인 쌀가루의 사입이 용이하도록 설계하여 사출구(25)에는 1/2 피치와 역피치 스크루의 배열과 조합이 기능하도록 설계하였다. 사출구(25)는 스크루(24)의 끝부분과 사출구판(26) 사이에 일정한 데드 볼륨(dead volume)을 유지하도록 설계하여 반죽의 팽창과 다이 팽윤을 방지하고, 1개의 원형 또는 사각형의 사출구멍(26)을 설계하였다. 성형부(30)는 절단기(33)는 사출구(25) 전방에 컨베이어 벨트(32)의 설치와 함께 수동으로 반죽이 절단되도록 설계하였다.

이와 같이 설계된 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조 장치를 도 3에 도시하였 다.

이어서 상기와 같은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치에서 제조된 인절미가 제조 후 퍼지는 방지하기 위하여, 도 6 및 7에 도시한 바와 같은, 인절미의 냉각 효과와 펀칭효과를 동시에 가지는 냉각 펀칭기(40)를 장착하였으며, 펀칭기와 본체와의 연결부위는 도 8에 도시한 바와 같다.

실시예 4: 즉석 인절미 제조장치를 이용하여 제조한 인절미의 퍼짐특성(spraed property) 분석

상기 실시예 3에서 제작한 즉석 인절미 제조장치를 이용하여 제조된 인절미의 최적품질을 목적변수로 하여 즉석 인절미 제조장치의 온도 분포, 원료 사입량, 스크루 회전속도, 사출구의 기하학적인 구조 등 가공변수의 최적화하기 위한 실험을 진행하였다. 즉석인절미 제조에서 제일 큰 문제가 사출구를 통과한 후 반죽이 퍼져서 성형이 어렵다는 점이기 때문에, 공정변수인 원료 사입량, 스크루 회전속도와 찹쌀의 수분함량, 수침시간에 따른 즉석인절미의 퍼지는 성질을 결정하여 사출구를 통과한 반죽이 펴지는 현상을 방지하기 위한 연구를 수행하였다.

즉석 인절미 제조장치를 이용하여 제조한 인절미를 얇은 비닐을 깔고 식용유를 바른 성형틀에 약 10 cm길이로 받았다. 인절미 제조 후부터 시작하여 1분 단위로 6분까지 인절미의 너비를 3회 반복 측정하여 평균 너비를 계산하여 인절미의 너비로 하였다.

제조된 인절미의 퍼짐속도를 비교하기 위하여 저장시간에 따른 반죽의 너 비(Wt)와 초기너비(Wo)의 비의 자연로그 값과 저장시간의 1차 선형 회귀직선의 기울기를 퍼짐속도상수(spreadability rate constant, k)로 나타내었다.

<식 5>

상기 식에서,

W_t는 저장시간에 따른 반죽의 너비이고,

W_o는 초기 너비이며,

t는 저장시간이고(분),

k는 퍼짐속도상수(min^-1)이다.

도 20 및 21에 수침한 원료의 사입량과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴과 시간에 따른 사출구를 통과한 인절미 반죽의 퍼지는 너비와 초기너비 비의 자연로그값(LN(W_t/W₀))과의 관계를 나타내었다.

관계식의 기울기로부터 퍼짐속도상수(spreadability rate constant, min-1)를 구하였다. 처음 실시한 실험으로 즉석인절미 반죽이 어느 시간까지 퍼지는지를 파악하기 위하여 3분 간격으로 30분까지 측정하였다.

퍼짐속도상수는 스크루 회전속도 100 rpm, 원료사입량 6 rpm에서 가장 낮은 값(0.0278 min^-1)을 나타내었고 다른 조건에서는 큰 차이를 나타내지 않았다.

도 22 내지 25는 수침한 원료의 사입속도와 스크루 회전속도를 공정변수로한 즉석인절미 반죽의 받는 위치 즉 낙차가 없을 때와 낙차가 14 cm일 때 퍼짐 패턴과 시간에 따른 사출구를 통과한 인절미 반죽의 퍼지는 너비와 초기너비 비의 자연로그값(LN(W_t/W₀))과의 관계를 나타낸 것이다. 관계식의 기울기로부터 퍼짐속도상수(spreadability rate constant, min-1)를 구하였다.

낙차가 14 cm일 때, 스크루 회전속도 190 rpm, 사입기 스크루 회전속도 3 rpm에서 가장 높은 퍼짐속도상수(0.1566 min^-1)를 나타내었고, 스크루 회전속도 100 rpm, 사입기 스크루 회전속도 5 rpm에서 낮은 0.0825 mm^-1을 나타내어 스크루 회전속도보다 원료의 사입량에 따라 퍼짐속도가 영향을 받았다.

도 26 및 27은 찹쌀에 멥쌀과 고아밀로스 함량 품종인 고아미쌀을 표 과 같이 혼합하여 제조한 즉석인절미의 퍼짐 패턴과 1차 회귀식으로부터 구한 퍼짐속도상수를 나타낸 것이다.

<표 5>

찹쌀과 멥쌀, 고아미쌀 혼합배합비(%)

퍼짐속도상수는 찹쌀과 멥쌀을 9:1로 혼합한 즉석인절미가 가장 낮은 속도상수 값 0.0169 min^-1을 나타내었고 찹쌀과 고아미쌀을 9:1 혼합한 즉석인절미가 가장 높은 속도상수 값 0.1355 min^-1을 나타내었다. 100% 찹쌀로 제조한 즉석인절미의 퍼짐속도상수 값은 0.0421 min-1로 찹쌀에 멥쌀을 혼합하면 퍼짐속도가 감소하는 효과를 볼 수 있었다.

도 28 및 29는 원료찹쌀의 수분함량(38, 42, 45, 48%)을 공정변수로 한 즉석인절미 반죽의 퍼짐 패턴과 반죽이 사출구를 통과한 시간에 따른 반죽의 퍼지는 너비와 초기너비 비의 자연로그값(LN(W_t/W₀))과의 관계를 나타낸 것이다. 관계식의 기울기로부터 퍼짐속도상수를 계산하였다.

원료찹쌀의 수분함량 38, 42, 45, 48%에서 퍼짐속도상수는 각각 0.0221, 0.0200, 0.038, 0.0462 min^{- 1}으로 수분함량이 증가할수록 퍼짐속도는 증가하였다. 이는 수분의 증가에 따라 반죽의 점도가 감소하여 반죽의 퍼짐속도가 증가하는 것으로 판단되며, 앞으로 반죽의 수분함량과 즉석인절미의 조직감을 비롯한 품질과 연관하여 최적수분함량을 결정해야할 것으로 판단되었다.

원료찹쌀의 수침시간 6, 12, 18 hr에서 퍼짐속도상수는 각각 0.0782, 0.0483, 0.0550 min^{- 1}으로 수침시간 6 hr에서 12 hr로 증가할수록 퍼짐속도상수는 증가하였으나 수침시간 12 hr와 18 hr는 큰 차이가 없었다(도 30 및 31 참조).

롤밀 간격과 분쇄회수를 공정변수로 제조한 즉석인절미의 퍼짐패턴과 1차 회 귀식으로부터 계산한 퍼짐속도상수는 도 32 및 33에 나타낸 바와 같다. 롤밀 간격 0 mm, 분쇄회수 1회일 때 가장 높은 값 0.0894 min^-1을 나타내었고 롤밀 간격 0.2 mm, 분쇄회수 2회일 때 가장 낮은 값 0.0107 min^-1을 나타내었다. 호화정도는 측정하지 않았지만 롤밀 간격 0 mm, 분쇄회수 1회일 때 가장 높은 속도상수 값을 나타낸 것은 다른 조건보다 충분히 호화가 일어났기 때문으로 판단되었다.

도 34 및 35는 즉석인절미 반죽이 퍼지는 현상을 해결하기 위한 방법으로 즉석인절미 제조장치에 냉각펀칭기를 설치한 후 측정한 퍼짐 패턴과 1차 회귀식으로부터 구한 퍼짐속도상수를 나타낸 것이다. 계산된 퍼짐속도상수는 0.0096 min-1로 완전히 퍼지지 않는 것은 아니지만 퍼지는 정도를 기존보다 아주 크게 개선한 것을 알 수 있었다.

실시예 5: 즉석 인절미 제조용 원료 혼합물 제조

본 발명의 즉석 인절미 제조장치에 사용하기 위한 원료로서 즉석 인절미 원료 혼합물을 제조하기 위하여 백옥분과 동결찹쌀을 (주)광일에서 제공받아 즉석인절미 제조 가능 여부를 실험하였다.

<표 6>

백옥분(반제품) 및 냉동찹쌀가루 공정요약

실시예 6 : 즉석인절미 제조

실시예 6-1 : 사출구판 면적에 따른 즉석 인절미 제조

사출구판 크기(4.1(D) mm ⅹ 53, 3.4(D) mm ⅹ 53, 2.8(D) mm ⅹ 53, 1.9(D) mm ⅹ 53)를 달리하여 즉 백옥분의 즉석인절미기계 내부에 체류하는 시간을 달리하여 백옥분이 충분히 호화가 일어나게끔 인절미를 제조하였다. 사출구판 4.1(D) mm ⅹ 53, 3.4(D) mm ⅹ 53, 2.8(D) mm ⅹ 53, 1.9(D) mm ⅹ 53이라는 것은 한 개 구멍의 직경이 각각 4.1, 3.4, 2.8, 1.9 mm이고 이런 구멍이 53개 있다는 말이다.

사출구판과 사출구판 면적을 달리하여 제조한 즉석인절미의 사진을 도 36에 도시하였다. 직경이 4.1 mm 사출구판일 때 백옥분을 이용하여 제조한 즉석인절미의 사진을 보면 하얀 점들이 많이 보였다. 이는 충분히 호화가 일어나지 않았음을 나타내며 따라서 호화가 충분히 일어나게끔 하기 위하여 사출구판 면적을 감소하여 즉석인절미기계 내에서의 백옥분의 체류시간을 증가시켜 즉석인절미를 각각 제조하였다. 도 36에 도시한 바와 같이, 사출구판 면적의 감소에 따라 큰 변화가 없이 작은 점 즉 호화되지 않은 백옥분 입자가 많았다.

실시예 6-2 : 호화백옥분을 첨가한 즉석 인절미 제조

상기 실시예 6-1에서 사출구판 면적을 조절하여 즉석인절미를 제조한 실험에서 호화되지 않은 백옥분 입자가 아주 많았다. 따라서 본 실시예에서는 백옥분을 50 메쉬 표준체에 통과하여 입자크기를 줄였고 여기에 압출성형공정을 이용하여 완전히 호화시킨 백옥분을 0, 15, 25 및 35% 첨가하여 즉석인절미를 제조하였다. 이때 사출구판은 제일 작은 크기의 직경이 1.9 mm인 것을 사용하였다.

우선, 호화백옥분의 제조는 실험용 쌍축압출성형기(THK 31T, Inchen Machinery, Korea)를 사용하였고, 스크루 직경은 2.9 cm이며 길이와 직경비 (L/D ratio)는 25:1이었으며, 사출구는 원형으로 직경이 3.0 mm인 것을 사용하였다. 배럴의 온도조절은 전열기와 냉각수를 사용하여 조절하였다.

압출성형 공정변수는 배럴온도 120℃, 수분함량은 30%, 스크루 회전속도는 250 rpm, 원료 사입량은 100 g/min으로 고정하였다. 제조된 호화백옥분은 50℃ 열풍건조기(HB-502MP, Han Beak Co., Korea)에서 8시간 건조한 후 핀밀을 이용하여 분쇄하였다.

이어서, 50 메쉬 표준체를 통과시킨 백옥분에 상기에서 제조한 호화백옥분을 각각 15, 25 및 35% 되게 첨가하고 사출구 크기가 2.8(D) mm ⅹ 53 인 것을 이용하 여 즉석인절미를 제조하였다.

즉석인절미 제조 공정변수로는 배럴온도 170/170℃(1/2), 스크루 회전속도 200 rpm, 수분함량 48%, 원료 사입속도 각각 117, 100 g/min 이었다.

상기에서 백옥분을 이용하여 제조한 즉석인절미를 동결건조기(Freeze dryer, FD8508, ilShin Lab Co. Ltd., Korea)에서 48시간 동결 건조하였다. 동결 건조한 즉석인절미를 후드믹서로 분쇄하고 20 mesh 체로 친 시료를 실험에 사용하였다.

백옥분원료, 백옥분을 이용하여 제조한 동결건조 즉석인절미 등의 페이스트 점도는 상기 실시예 1의 수침공정 분석에서 점도 측정방법을 응용하여 측정하였다.

도 37에 호화백옥분을 각각 0, 15, 25, 35% 첨가하여 제조한 즉석인절미를 도시하였다. 0% 첨가에서 즉석인절미는 호화는 일어났지만 반죽의 형태는 색깔이 하얗고 맛은 찹쌀죽 맛이었다. 또한 원료사입이 힘들고 배럴온도가 110℃이상 오르지 않았다. 15, 25, 35% 첨가 즉석인절미에서는 약간 큰 덩어리가 보였고 아주 많이 퍼져 버렸다. 이는 즉석인절미기계 내에서 호화백옥분이 물과 결합하여 덩어리가 된 상태에서 체류시간이 짧아 그대로 즉석인절미기계를 통과하면서 나타난 결과이었다.

표 7에 백옥분 원료, 사출구판 면적에 따른 백옥분 즉석인절미, 압출성형 호화백옥분, 50 메쉬 이상 원료의 페이스트 점도 지표를 나타낸 것이다.

<표 7>

백옥분원료 등의 페이스트 점도 지표

1) PV: 최고 점도 2) TV: 최저 점도

3) BV: 구조파괴 점도 4) FV: 최종 점도

5) SV: 회복 점도 6) PT: 호화 개시 온도

사출구판 3.4 mmⅹ53, 2.8 mmⅹ53, 1.9 mmⅹ53에 따른 즉석인절미의 최고점도, 최저점도, 구조파괴점도, 최종점도, 회복점도는 백옥분 원료에 비하여 크게 감소하였고 사출구판 1.9 mmⅹ53일 때 가장 낮은 페이스트 점도 값을 나타내었다.

최고점도가 나타나는 시간인 최고 시간은 백옥분 원료가 6.89 분, 사출구판 면적에 따른 즉석인절미에서 각각 6.60, 7.29, 6.78 분으로 큰 차이를 나타내지 않았고 이는 도 36에서의 사진과 같이 즉석인절미가 충분히 호화가 일어나지 않았음을 의미하였다.

압출성형공정을 이용하여 제조한 호화 백옥분의 최고점도, 최저점도, 최종점도 값을 보면 0～24 cP 범위로 이는 완전히 호화가 일어났음을 나타내었다.

표 8는 50 메쉬 입자크기 원료, 호화백옥분 0, 15, 25, 35% 첨가 즉석인절미 의 페이스트 점도 지표를 나타낸 것이다.

<표 8>

호화백옥분 0, 15, 25, 35% 첨가 즉석인절미의 페이스트 점도 지표

1) PV: 최고 점도 2) TV: 최저 점도

3) BV: 구조파괴 점도 4) FV: 최종 점도

5) SV: 회복 점도 6) PT: 호화 개시 온도

호화백옥분 첨가에 따른 즉석인절미의 최고점도, 최저점도, 구조파괴점도, 최종점도, 회복점도는 원료에 비하여 크게 감소하였고 호화백옥분 15, 25, 35% 첨가군에서 35%일 때 가장 낮은 페이스트 점도 값을 나타내었다.

최고 시간은 0% 첨가가 2.95 분으로 피크가 50℃이하에서 나타났고 호화가 일어났음을 나타내었다. 15, 25, 35% 첨가군의 최고 시간은 각각 6.17, 5.02, 6.22로 이는 호화가 충분히 일어나지 않았음을 나타내었다.

실시예 6-3 : 냉동찹쌀가루를 이용한 즉석인절미

상기 실시예 5에서 제조한 냉동찹쌀가루를 이용하여 즉석 인절미를 제조하였다. 수분함량 50, 38%일 때 냉동찹쌀가루를 이용하여 제조한 즉석인절미의 사진을 도 38에 도시하였다.

냉동찹쌀가루 이용 시 즉석인절미가 제조되었으며 수분함량 50%일 때 많이 퍼졌고 38%일 때는 모양을 유지하였다.

상기한 바와 같이, 찹쌀을 수침 후 건조하여 제조한 백옥분은 즉석인절미 기계를 이용한 즉석인절미제조에 적합하지 않았고 즉석인절미 기계를 이용한 즉석인절미의 제조에는 수침찹쌀을 냉동하여 사용하는 것이 바람직하다고 판단되었다.

실시예 7 : 수침시간에 따른 즉석인절미와 전통인절미의 품질특성비교

본 실시예에서는 수침시간(6, 12 및 18 hr)을 달리한 찹쌀로 전통공정과 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치를 이용하여 인절미를 제조한 후 인절미의 굳기, 굳기속도상수, 미세구조, RVA 및 DSC에 의한 호화특성, 수분용해지수와 수분흡착지수를 각각 비교하였다.

찹쌀은 충남 부여군에서 2006년도에 수확한 동진찹쌀을 정미소에서 구입하여 사용하였으며 롤밀(roller mill, Shinpoong ENG., Ltd., Korea)을 이용하여 분쇄한 후 측정한 수분함량은 13.98%이었다.

실시예 7-1 : 전통 인절미 제조

전통인절미의 제조공정은 하기와 같이 수행하였다.

우선, 찹쌀을 수돗물로 4회 세척하고 찹쌀무게의 두 배 이상 되는 물에 침지하였다. 수침 6, 12, 18시간일 때 각각 소쿠리에 담아 30분간 물 빼기를 하였다. 수침찹쌀무게의 1%되게 소금을 첨가한 후 롤밀을 꽉 조인 상태에서 1회 분쇄하였다. 분쇄한 찹쌀가루에 물을 첨가하여 수분함량이 48%되게 맞추어준 다음 냉장고에서 12시간 동안 수분이 골고루 퍼지게끔 예비수분조절(preconditioning)을 하였다.

이어서, 예비수분조절한 찹쌀을 시루(Daeshin ENG., Seoul, Korea)에 담아 증자기(Daechang ENG., Seoul, Korea)에 올려놓고 스팀이 올라오기 시작할 때부터 시작하여 20분간 증자하였다. 증자한 찹쌀반죽을 펀칭기(Shinpoong ENG., Ltd., Korea)에 넣고 5분간 뚜껑이 닫힌 상태에서 펀칭하고 5분간은 뚜껑이 열린 상태에서 펀칭하였다. 펀칭한 인절미를 꺼내어 미리 얇은 비닐을 깔고 비닐에 식용유를 바른 성형틀에 고르게 펴서 30분간 냉각하였다. 냉각한 인절미를 3 cm × 3 cm × 1.5 cm(길이×너비×높이) 되게 절단한 후 랩으로 싸서 포장하여 실험에 사용하였다.

실시예 7-2 : 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치에 의한 인절미 제조

본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치에 의해 다음과 같이 인절미를 제조하였다.

우선, 찹쌀의 세척, 수침, 물 빼기, 롤밀 분쇄, 예비수분조절, 냉각, 성형, 포장은 전통인절미의 제조공정과 똑같이 하였고, 증자와 펀칭단위조작은 즉석인절 미기계(IRCM-1, Inchen Machinery, Korea)를 이용하였다. 즉석인절미 제조장치의 스크루 배열은 도 36과 같으며, 스크루 직경은 3.2 cm, 길이와 직경비 (L/D ratio)는 13:1, 사출구는 사각형으로 길이는 2 cm, 너비는 1 cm인 것을 사용하였다. 배럴의 온도조절은 전열기와 냉각수를 사용하여 조절하였다.

즉석 인절미 제조장치의 작동조건은 배럴온도 80℃/130℃(1/2)이고 찹쌀의 수분함량은 48%로 하였다. 스크루 회전속도는 200 rpm, 원료 사입량은 200.59 g/min으로 고정하였다.

실시예 7-3 : 굳기(hardness) 비교

수침시간(6, 12, 18hr)에 따른 전통인절미와 즉석인절미의 굳기는 레오메타(Sun Rheometer Compac-100, Sun Sci. Co., Japan)를 이용하여 실온(20±1℃), 냉장(4℃)저장하면서 저장시간 0, 12, 24, 27, 30, 33, 36, 42, 48시간일 때 측정하였다. 이때 사용된 프로브 형태는 경도측정용 프로브로서 원형이며 직경은 20 mm이었고 로드 셀(Load cell)은 10 kg, 테이블 속도(table speed)는 60 mm/min, 시료의 진입깊이는 8 mm로 하였다.

상기에서 측정한 측정한 굳기 데이터를 각각 도 40 및 41에 나타내었다. 인절미 제조직후 굳기를 측정하기 시작한 시간을 저장 0시간으로 하였다. 저장 0시간일 때 수침 6, 12, 18시간에서 전통인절미의 굳기는 각각 336.2, 345.2, 331.4 g/cm²이었고, 즉석인절미의 굳기는 각각 339.6, 463.6, 401.3 g/cm²이었다. 동일한 수침시간에서 즉석인절미의 굳기가 전통인절미보다 약간 높은 값을 나타내었고 수침시간에 따라서 전통인절미는 큰 차이를 나타내지 않았으며 즉석인절미는 수침 12시간 일 때 가장 높은 값을 나타내었다.

실온저장에서 전통인절미와 즉석인절미의 굳기는 수침 6, 12, 18시간일 때 저장시간이 0시간에서 48시간으로 증가함에 따라 모두 크게 증가하는 경향을 나타내었고, 저장 12시간까지는 큰 변화가 없다가 24시간부터 증가하기 시작하였다. 저장 48시간일 때 수침 6, 12, 18시간에서 전통인절미의 굳기는 각각 1576.4, 1204.0, 2960.3 g/cm²이었고 즉석인절미의 굳기는 각각 3340.6, 1320.9, 6610.2 g/cm²이었다. 동일한 수침시간에서 즉석인절미의 굳기가 전통인절미보다 높은 값을 나타내었고, 전통인절미와 즉석인절미 모두 수침 12시간일 때 가장 낮은 값을 나타내었으며 수침 18시간일 때 가장 높은 값을 나타내었다.

냉장저장에서도 실온저장과 똑같이 저장시간의 증가에 따라 전통인절미와 즉석인절미의 굳기가 증가하는 경향을 나타내었고, 저장 12시간까지는 큰 변화가 없다가 24시간부터 급격히 증가하기 시작하였다. 저장 48시간일 때 수침 6, 12, 18시간에서 전통인절미의 굳기는 각각 17885.8, 20864.9, 23053.1 g/cm²이었고, 즉석인절미의 굳기는 각각 22838.9, 14525.0, 23187.7 g/cm²로 실온저장에 비하여 아주 큰 값을 나타내었다.

수침시간이 6시간에서 18시간으로 증가함에 따라 전통인절미의 굳기는 증가 하는 경향을 나타내었고, 즉석인절미는 수침 12시간일 때 가장 낮은 값을 나타내었다. 수침 6시간에서 즉석인절미의 굳기가 전통인절미보다 높은 값을 나타내었고, 수침 12시간에서는 즉석인절미가 전통인절미보다 낮은 값을 나타내었으며 수침 18시간에서 즉석인절미와 전통인절미가 비슷한 값을 나타내었다.

실시예 7-4 : 굳기속도상수 비교

수침시간에 따른 전통인절미와 즉석인절미의 굳기속도를 비교하기 위하여 종래문헌(Park; 2006)의 백설기의 저장 중 노화속도의 결정방법인 하기 식 을 이용하여 저장시간에 따른 굳기(Ht)와 초기굳기(Ho)의 비의 자연로그 값과 저장시간의 1차 선형 회귀직선의 기울기를 굳기속도상수(hardness rate constant, k)로 나타내었다.

<식 6>

상기 식에서,

H _t 는 저장시간에 따른 굳기이고,

H _o 는 초기 굳기이며,

t는 저장시간이고(시간),

k는 굳기속도상수(hr^-1)이다.

표 9에 수침시간을 달리하여 제조한 전통인절미와 즉석인절미를 실온 및 냉장저장하면서 측정한 저장시간(12, 24, 27, 30, 33, 36, 42, 48시간)에 따른 굳기와 초기굳기의 비의 자연로그 값과 저장시간의 일차식의 기울기로부터 구한 굳기속도상수를 나타내었다,

<표 9>

실온 및 냉동저장 시 전통인절미와 즉석인절미의 굳기속도상수에 대한 수침시간의 영향

또한, 도 40 및 41에 나타낸 바와 같이, 저장 0시간에서 12시간까지는 전통인절미와 즉석인절미의 굳기가 큰 변화를 나타내지 않았다. 따라서 굳기속도상수 를 구할 때 12시간일 때의 굳기를 초기굳기로 하였으며 구간은 12～48시간으로 하였다.

실온저장에서 수침 6, 12, 18시간일 때 전통인절미의 굳기속도상수는 각각 0.0288, 0.0179, 0.0471 hr^-1이었고, 즉석인절미의 굳기속도상수는 각각 0.0591, 0.0217, 0.0633 hr^-1이었다. 동일한 수침시간에서 즉석인절미의 굳기속도상수가 전통인절미보다 높은 값을 나타내었다. 수침시간에 따라서는 전통인절미와 즉석인절미 모두 수침 12시간일 때 각각 0.0179, 0.0217 hr^-1로 가장 낮은 굳기속도상수 값을 나타내었고, 수침 18시간일 때 각각 0.0471, 0.0633 hr^-1로 가장 높은 값을 나타내었다.

냉장저장에서 수침 6, 12, 18시간일 때 전통인절미의 굳기속도상수는 각각 0.1287, 0.1264, 0.1164 hr^-1이었고, 즉석인절미의 굳기속도상수는 각각 0.1090, 0.1049, 0.1138 hr^-1이었다. 동일한 수침시간에서 실온저장과 반대로 즉석인절미의 굳기속도상수가 전통인절미보다 낮은 값을 나타내었다. 수침시간에 따라서 전통인절미의 굳기속도상수는 수침 18시간일 때 0.1164 hr^-1로 가장 낮은 값을 나타내었고, 즉석인절미는 수침 12시간일 때 0.1049 hr^-1로 가장 낮은 값을 나타내었다.

실시예 7-5 : 주사전자현미경(SEM) 관찰

수침시간에 따른 전통인절미와 즉석인절미의 미세구조, 수분용해지수와 수분흡착지수, RVA 및 DSC에 의한 호화특성을 비교하기 위하여 수침시간(6, 12, 18시간)을 달리하여 제조한 수침찹쌀, 전통인절미와 즉석인절미를 동결건조기(Freeze dryer, FD8508, ilShin Lab Co. Ltd., Korea)에서 동결건조하였다. 수침찹쌀은 48시간, 전통인절미와 즉석인절미는 72시간 동결건조한 후 후드믹서로 분쇄하고 35 mesh 체로 친 시료를 실험에 사용하였다.

상기에서 동결건조한 전통인절미와 즉석인절미를 알루미늄판에 접착하여 금-백금 혼합물로 1분간 코팅한다. 주사현미경(JSM-6335F, JEOL, Japan)의 가속전력 10 kV에서 ×200, ×400 배율로 미세구조를 관찰하였다.

주사전자현미경으로 수침시간을 달리하여 제조한 전통인절미와 즉석인절미의 미세구조를 ×200, ×400 배율로 관찰한 결과는 도 42 및 43에 도시하였다. 전통인절미는 수침시간에 관계없이 모두 기공이 관찰되었고 수침 18시간일 때 기공이 더욱 미세하게 분포되었다. 즉석인절미는 수침 6, 12시간일 때는 기공을 관찰할 수 없었고, 수침 18시간에서 미세한 기공들이 관찰되었다.

실시예 7-6 : RVA에 의한 호화특성

원료 찹쌀, 수침시간(6, 12, 18hr)을 달리하여 제조한 수침찹쌀과 동결건조한 수침찹쌀, 수침시간에 따른 전통인절미와 즉석인절미의 페이스트 점도는 신속점도측정기(RVA, Rapid Visco Analyser, Newport Scientific Inc., RVA-3D, Australia)를 사용하여 측정하였다. 시료 3.5 g(14%, w.b.)을 알루미늄캔에 넣은 후 25 mL의 증류수를 가하고 유리막대기를 이용하여 1차 교반한 후 페이스트 점도를 측정하였다.

신속점도측정기의 가열과 냉각조건은 초기온도 25℃에서 2분 동안 25℃로 유지한 다음 5분 동안 95℃로 가열 후 3분 동안 95℃로 유지하였으며 5분에 걸쳐 25℃로 냉각하였다. 총 소요 시간은 20분이였으며 시료의 분산을 증가시키기 위하여 10초간 960 rpm으로 페달을 회전시킨 후 160 rpm에서 점도를 측정하였다.

도 44에 도시한 바와 같은 페이스트 점도곡선으로부터 최고점도(peak viscosity, PV), 최저점도(trough viscosity, TV), 최종점도(final viscosity, FV), 구조파괴점도 (breakdown viscosity, BV), 회복점도(setback viscosity, SV)와 호화개시온도(pasting temperature, PT)등의 페이스트점도 지표를 각각 계산하였다.

신속점도측정기(RVA)를 이용하여 측정한 원료 찹쌀, 수침 찹쌀, 동결건조 수침 찹쌀, 동결건조 전통인절미와 즉석인절미의 페이스트 점도지표를 표 10에 나타내었다.

<표 10>

페이스트 점도지표

1) PV: 최고 점도 2) TV: 최저 점도

3) BV: 구조파괴 점도 4) FV: 최종 점도

5) SV: 회복 점도 6) PT: 호화 개시 온도

6, 12, 18시간 수침한 찹쌀, 이를 동결건조한 수침 찹쌀의 페이스트 점도지표는 원료 찹쌀의 페이스트 점도지표에 비하여 최고점도와 구조파괴점도는 현저히 증가하는 경향을 나타내었고, 최저점도, 최종점도와 회복점도는 감소하는 경향을 나타내었다. 최고점도가 나타나는 시간을 의미하는 최고 시간은 감소하는 경향을 나타내었다.

수침 찹쌀과 동결건조한 수침 찹쌀을 비교하면 동결건조 후 최고점도, 최저점도, 구조파괴점도, 최종점도, 회복점도는 모두 증가하는 경향을 나타내었고 최고 시간은 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 수침시간이 6시간에서 18시간으로 증가함에 따라 수침 찹쌀과 동결건조 수침 찹쌀의 최고점도, 최저점도, 구조파괴점도, 최종점도, 회복점도 등의 페이스트 점도지표는 모두 증가하는 경향을 나타내었고 최고 시간은 변화가 없었다.

동결건조 전통인절미와 즉석인절미의 모든 페이스트 점도지표는 원료인 수침 찹쌀에 비하여 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 수침시간에 따라서 큰 차이는 아니지만 전통인절미는 수침 12시간일 때 최고점도, 최저점도, 최종점도가 가장 높게 나타났고 즉석인절미는 수침시간이 6시간에서 18시간으로 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 전통인절미와 즉석인절미의 페이스트 점도지표는 최고 시간을 제외하고는 큰 차이를 나타내지 않았다.

수침 6, 12, 18시간에서 전통인절미의 최고 시간은 각각 2.31, 2.47, 2.22 분이었고 즉석인절미는 각각 4.33, 4.33, 2.60 분이었다. 전통인절미의 최고 시간을 보면 수침시간에 관계없이 모두 2～3 분 사이로 전통인절미의 최고점도는 페이스트 점도 측정시작 구간인 50℃이하 저온구간에서 나타나는 저온최고점도로 이는 전통인절미가 제조과정 중에 충분히 호화가 일어났기 때문에 나타난 것이다. 반면에 즉석인절미의 최고 시간은 수침 18시간을 제외하고 수침 6, 12시간일 때 4.33 분으로 50℃이상 고온구간에서 나타나는 고온최고점도로 즉석인절미 제조과정에서 충분히 호화가 일어나지 않아서 잔류했던 전분의 결정형부분이 호화되기 때문에 나타난 것이다.

실시예 7-7 : DSC에 의한 호화특성

원료 찹쌀, 수침시간(6, 12, 18hr)을 달리하여 제조한 수침찹쌀과 동결건조한 수침찹쌀, 수침시간에 따른 전통인절미와 즉석인절미 시료 10 mg을 알루미늄 시료 팬에 취하고 여기에 각 시료의 3배에 해당하는 증류수를 마이크로 시린지로 가하여 밀봉한 다음 1시간 방치시킨 후 시차주사열량기(Differential Scanning Calorimeter, DSC-7 series, Perkin Elmer Co., Norwalk, CT, USA)를 이용하여 10℃/min의 가열속도로 25℃부터 120℃까지 가열하여 흡열곡선을 얻었다.

이 흡열 피크로부터 퍼킨-엘머 열 분석 소프트웨어(Perkin-Elmer Thermal Analysis Software)로 분석하여 호화개시온도(onset), 호화정점온도(peak), 호화엔탈피(ΔH)를 구하였고 얻어진 호화엔탈피로부터 종래 방법(Wang & Sastry; 1997)의 하기 식을 이용하여 호화도를 계산하였다.

<식 7>

상기 식에서,

SG는 전분 호화도(%)이고,

ΔHG는 시료의 호화 엔탈피(J/g)이며,

ΔHraw는 원료의 호화 에탈피(J/g)이다.

DSC를 이용하여 측정한 원료 찹쌀, 수침 찹쌀, 동결건조 수침 찹쌀, 동결건조 전통인절미와 즉석인절미의 호화특성을 나타내는 DSC 온도기록도에서 구한 호화개시온도, 최대호화온도, 호화엔탈피 및 호화엔탈피로부터 계산한 호화도는 표 11에 나타내었고, 원료 찹쌀, 12시간 수침 찹쌀, 12시간 수침한 찹쌀로 제조한 전통인절미와 즉석인절미의 DSC 온도기록도는 도 45에 도시하였다.

<표 11>

전통인절미와 즉석인절미의 DSC 데이터

1) To: 개시 온도, 2) Tp: 최고 온도 3) ΔH: 호화 엔탈피, 4) SG: 전분 호화도

원료 찹쌀의 호화개시온도는 60.29℃, 최대호화온도는 68.06℃, 호화엔탈피는 15.10 J/g이었다.

6, 12, 18시간 수침한 찹쌀과 이를 동결건조한 수침찹쌀의 호화개시온도, 최대호화온도, 호화엔탈피는 원료 찹쌀에 비하여 감소하는 경향을 나타내었다. 수침찹쌀에서 큰 차이는 아니지만 수침 12, 18시간일 때 수침 6시간보다 호화개시온도는 약간 증가하는 경향을 나타내었고 최대호화온도는 다소 감소하는 경향을 나타내었으며 호화엔탈피는 수침 12시간일 때 가장 낮은 값을 나타내었다. 동결건조 수침찹쌀에서는 호화개시온도는 큰 차이가 없었고 최대호화온도와 호화엔탈피는 수침시간이 6시간에서 18시간으로 증가함에 따라 다소 증가하는 경향을 나타내었다.

원료 찹쌀의 호화엔탈피를 기준으로 종래 방법(Wang & Sastry; 1997)으로 계산한 호화도는 수침 6, 12, 18시간일 때 수침 찹쌀에서 각각 16.02, 21.30, 15.19%이었고 동결건조한 수침 찹쌀에서 각각 22.08, 21.91, 16.77%이었다.

이러한 결과는 수침 과정을 거치는 습식 제분 찹쌀가루의 경우 수침과정 중 전분의 구조가 물과 쉽게 결합할 수 있는 형태로 변화되어 건식 제분된 찹살가루보다 물결합능력, 손상전분의 양이 높기 때문으로 판단된다.

전통인절미의 호화엔탈피는 수침 6, 12, 18시간일 때 각각 0.02, 0.05, 0.63 J/g, 호화도는 99.89, 99.68, 95.82%이었다. 즉석인절미의 호화엔탈피는 수침 6, 12, 18시간일 때 각각 3.25, 2.97, 0.04 J/g, 호화도는 78.49, 80.35, 99.35%이었다. 이는 RVA 측정에서 나타난 전통인절미와 즉석인절미의 호화양상과 일치한 결과 이었다.

실시예 7-8 : 수분용해지수와 수분흡착지수

수침시간(6, 12, 18hr)에 따른 전통인절미와 즉석인절미의 수용성 성질을 분석하기 위하여 AACC(1983)방법을 응용하여 동결건조한 시료 1 g(건량기준)에 증류수 25 mL를 가하여 30℃의 항온수조(SWB 10, Jeio Tech, Korea)에서 30분간 교반한 후 원심분리기(HA-1000-3, Hanil Science Industril Co., Korea)에서 3000 rpm으로 20분간 원심분리하였다. 상등액은 알루미늄접시에 부어 105℃의 열풍건조기(HB-502MP, Han Beak Co., Korea)에서 2시간 동안 건조하였다. 건조된 시료를 데시케이터에 담아 30분간 방냉 후 고형분 함량을 측정하였다. 상등액을 따른 후의 튜브무게를 칭량하고 수분용해지수 (water soluble index, WSI)와 수분흡착지수(water absorption index, WAI)를 각각 식 8과 9로 결정하였다.

<식 8>

<식 9>

수침 6, 12, 18시간에 따른 전통인절미와 즉석인절미의 수분용해지수와 수분흡착지수를 도 46 및 47에 나타내었다. 수분용해지수는 수침 6시간일 때 전통인절 미와 즉석인절미가 각각 76.84±4.31%와 28.29±4.95%, 수침12시간일 때 각각 80.37±4.43%와 30.51±1.70%, 수침 18시간일 때 각각 65.81±2.26%와 66.18±1.83%이었다. 수침 6, 12시간일 때 전통인절미의 수분용해지수가 즉석인절미보다 아주 큰 값을 나타내었고 수침 18시간에서는 전통인절미와 즉석인절미가 비슷한 값을 나타내었다. 수침시간에 따라서 전통인절미의 수분용해지수는 수침 6, 12시간에서 큰 차이를 나타내지 않았고, 수침 18시간일 때 가장 낮은 값을 나타내었다. 즉석인절미는 수침 6, 12시간에서는 비슷한 값을 나타내었고 수침 18시간일 때 가장 높은 값을 나타내었다.

수분흡착지수는 수침 6시간일 때 전통인절미와 즉석인절미가 각각 0.87±0.12와 2.93±0.32, 수침 12시간일 때 각각 1.23±0.07과 2.48±0.02, 수침 18시간일 때 각각 1.38±0.01과 1.31±0.12이었다. 수침 6, 12시간에서 전통인절미의 수분흡착지수가 즉석인절미보다 아주 작은 값을 나타내었고, 수침 18시간일 때는 전통인절미와 즉석인절미가 비슷한 값을 나타내었다. 수침시간이 6시간에서 18시간으로 증가함에 따라 전통인절미의 수분흡착지수는 점차 증가하다가 수침 18시간일 때 가장 높은 값을 나타내었고 즉석인절미는 점차 감소하다가 수침 18시간일 때 가장 낮은 값을 나타내었다.

이런 결과는 DSC 측정결과에서 계산된 호화도와 밀접한 관계가 있으며 호화도가 클수록 수분용해지수는 높은 값을 나타내었고, 수분흡착지수는 낮은 값을 나타내었다.

상기한 바와 같이, 수침시간(6, 12, 18 hr)을 달리하여 전통공정의 방법과 즉석인절미 제조장치를 이용하여 제조한 인절미의 굳기속도상수, 미세구조, RVA에 의한 호화특성, DSC에 의한 호화특성, 수분용해지수와 수분흡착지수를 비교하였다.

전통 및 즉석인절미의 굳기속도상수는 실온저장일 때 수침 6, 12, 18시간에서 수침 12시간일 때 가장 낮은 값을 나타내었고, 즉석인절미가 전통인절미보다 높은 값을 나타내었다. 냉장저장일 때 실온저장과 달리 즉석인절미가 전통인절미보다 낮은 속도상수값을 나타내었다. 전통 및 즉석인절미의 미세구조관찰에서 전통인절미는 수침시간과 관계없이 모두 작은 기공들을 관찰할 수 있었고, 즉석인절미는 수침 18시간일 때만 관찰되었다. RVA에 의한 전통인절미의 호화특성은 수침 6, 12, 18시간일 때 저온최고점도(cold peak viscosity)를 나타내었고, 고온최고점도(hot peak viscosity)는 나타내지 않았다. 즉석인절미는 수침 6, 12시간일 때 저온최고점도는 나타내지 않았고, 고온최고점도를 나타내었다. 반면에 수침 18시간에서는 저온최고점도만 나타내었다. DSC를 이용하여 측정한 호화엔탈피(ΔH)로부터 계산한 전통인절미의 호화도는 수침 6, 12, 18시간일 때 각각 99.89, 99.68, 95.62%이었고, 즉석인절미의 호화도는 수침 6, 12, 18시간일 때 각각 78.49, 80.35, 99.72%이었다. 수분용해지수는 수침 6, 12시간일 때 전통인절미가 즉석인절미보다 높은 값을 나타내었고, 수침 18시간일 때는 전통인절미와 즉석인절미가 큰 차이를 나타내지 않았다. 수분흡착지수는 수침 6, 12시간일 때 전통인절미가 즉석인절미보다 낮은 값을 나타내었고, 수침 18시간일 때 전통인절미가 즉석인절미보다 약간 높은 값을 나타내었다.

도 1은 전통적인 인절미 제조공정을 개략적으로 도시한 도이다.

도 2는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조 시스템을 개략적으로 도시한 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치를 개략적으로 도시한 도이다.

도 4은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조 공정을 개략적으로 나타낸 도이다.

도 5는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 사진이다.

도 6은 본 발명에 따른 냉각펀칭기가 장착된 즉석 인절미 제조장치를 개략적으로 도시한 도이다.

도 7은 본 발명에 따른 냉각펀칭기가 장착된 즉석 인절미 제조장치의 사진이다.

도 8은 자동 온도조절을 위한 자동 배럴냉각 시스템이 장착된 즉석 인절미 제조장치의 사진이다.

도 9는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 펀칭기와 본체와의 연결부위를 나타낸 사진이다.

도 10은 수침온도에 따른 찹쌀의 수분 흡수율을 나타낸 그래프이다.

도 11은 수침온도에 따른 찹쌀의 초기 흡수시간의 제곱근과 수분흡수율을 관계를 나타낸 그래프이다.

도 12는 수침온도 20℃에서 시간에 따른 찹쌀의 경도변화를 나타낸 그래프이다.

도 13은 수침시간에 따른 찹쌀의 환원당량을 나타낸 그래프이다.

도 14는 수침시간에 따른 건조 찹쌀 가루의 입도분포를 나타낸 그래프이다.

도 15는 수침시간에 따른 건조 찹쌀 가루의 입도누적분포를 나타낸 그래프이다.

도 16은 수침시간에 따른 비건조 찹쌀 가루의 입도분포를 나타낸 그래프이다.

도 17은 수침시간에 따른 비건조 찹쌀 가루의 입도누적분포를 나타낸 그래프이다.

도 18은 수침시간에 따른 건조 및 비건조 찹쌀 가루의 평균 입도를 나타낸 그래프이다.

도 19는 페이스트 점도 곡선을 나타낸 그래프이다.

도 20은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 원료사입량과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 21은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 원료사입량과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 22는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 낙차가 없을 때 원료사입량과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 23은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 낙차가 14 cm일 때 원료사입량과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 24는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 낙차가 없을 때 원료사입량 과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 25는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 낙차가 14 cm일 때 원료사입량과 스크루 회전속도에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 26은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 찹쌀에 멥쌀과 고아미쌀 첨가에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 27은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 찹쌀에 멥쌀과 고아미쌀 첨가에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 28은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 찹쌀 원료의 수분함량에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 29는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 찹쌀 원료의 수분함량에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 30은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 찹쌀 원료의 수침시간에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 31은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 찹쌀 원료의 수침시간에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 32는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 롤밀 간격과 분쇄회수에 따른 즉석인절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 33은 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 롤밀 간격과 분쇄회수에 따른 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 34는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 냉각펀칭기 설치 후 즉석인 절미 퍼짐 패턴을 나타낸 그래프이다.

도 35는 본 발명에 따른 즉석 인절미 제조장치의 냉각펀칭기 설치 후 즉석인절미 퍼짐속도상수를 나타낸 그래프이다.

도 36은 사출구판 면적에 따른 즉석 인절미의 사진이다.

도 37은 호화 백옥분 첨가에 따른 즉석 인절미의 사진이다.

도 38은 냉동 찹쌀 가루를 이용한 즉석 인절미의 사진이다.

도 39는 즉석 인절미 제조장치의 스크루 배열을 나타낸 도이다.

도 40 및 41은 전통인절미 및 본 발명에 따라 제조된 즉석 인절미의 저장시간에 따른 굳기를 나타낸 그래프이다.

도 42 및 43은 전통인절미 및 본 발명에 따라 제조된 즉석 인절미의 주사전자현미경 사진이다.

도 44는 페이스트 점도를 나타낸 그래프이다.

도 45는 원료에 따른 전통인절미와 본 발명에 따라 제조된 즉석 인절미의 DSC 온도 기록도를 나타낸 그래프이다.

도 46은 수침시간에 따른 전통인절미와 본 발명에 따른 즉석 인절미의 수분용해지수를 나타낸 그래프이다.

도 47은 수침시간에 따른 전통인절미와 본 발명에 따른 즉석 인절미의 수분흡착지수를 나타낸 그래프이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

10 계량부 11 사입기

12 사입부 13 수분조절기

14 밸브 15 펌프

20 증자부 21 배럴

22 전기히터 23 냉각재킷

24 스크루 25 사출구

26 사출구판 27 투입구

30 성형부 31 컨베이어 벨트

32 절단기 40 냉각펀칭기

41 하우징 42 펀칭 스크루

43 워터 플로우 미터 44 다이플레이트

45 다이 베럴 46 다이

Claims (5)

1. 쌀가루와 부원료를 혼합하여 일정한 양으로 사입되도록 설계된 사입기와, 상기 사입기의 사입부로 수분을 계량하여 공급하는 밸브 및 펌프가 구비된 수분조절기로 구성된 계량부;

   상기 계량부에 연결되어 자동으로 온도제어가 가능하도록 전기히터와 냉각재킷이 구비된 배럴과, 스크루로 구성된 증자부; 및

   상기 스크루의 끝부분과 사출구판 사이에 데드 볼륨(dead volume)을 유지하도록 설계되어 반죽의 팽창과 다이 팽윤(die swell)이 방지되고, 사출구멍이 구비된 사출구와 상기 사출구 전방에 컨베이어 벨트와 함께 설치되어 수동으로 반죽이 절단되도록 설계된 절단기로 구성된 성형부

   로 구성된 즉석 인절미 제조장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 스크루가 쌍축으로 설계되어 사입 부위에서는 수분함량이 45%인 쌀가루의 사입이 용이하도록 되어 있고 사출 부위에는 1/2 피치와 역피치 스크루의 배열과 조합이 기능하도록 설계된 것을 특징으로 하는 즉석 인절미 제조장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 즉석 인절미 제조장치에 제조된 인절미의 퍼짐을 방지용 냉각 펀칭기가 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 즉석 인절미 제조장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 즉석 인절미 제조장치에 자동 온도조절을 위한 자동 배럴냉각 시스템이 추가로 구성된 것을 특징으로 하는 즉석 인절미 제조장치.
5. 찹쌀을 세척하고, 찹쌀무게의 두 배 이상 되는 물에 6 내지 18 시간 동안 침지시키는 단계;

   상기에서 수침시킨 찹쌀로부터 물기를 제거하는 단계;

   상기 수침 찹쌀에 1중량%의 소금을 첨가한 후 롤밀링하여 분쇄하는 단계;

   상기에서 분쇄한 찹쌀가루에 물을 첨가하여 수분함량이 40 내지 50%되도록 예비수분조절(preconditioning) 하는 단계;

   상기 찹쌀가루를 즉석 인절미 제조장치에 120 내지 250 g/min의 사입량으로 사입하고, 스크루 회전속도는 100 내지 200 rpm 및 배럴온도 120 내지 160℃에서 증자시키는 단계;

   상기에서 증자된 찹쌀반죽을 냉각 펀칭기를 통해 냉각시키면서 펀칭하는 단계; 및

   상기에서 펀칭한 인절미를 상온에서 냉각한 후, 성형하는 단계

   로 구성된 즉석 인절미 제조방법.

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