KR101981015B1 - 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법 및 그로 인한 알파화 대두 - Google Patents

영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법 및 그로 인한 알파화 대두 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법에 관한 것으로, 대두에 가장 높게 흡수되는 적외선 특정 파장범위를 알아내어 그 파장을 가장 강하게 방출하는 최적의 조건에서 대두 내부 조직의 탄력성을 증가시키며, 식미 및 식감을 증진시키고, 영양분의 흡수가 용이한 상태로 만드는 알파화 방법을 제공한다. 또한, 대두가 흡수하는 특정 적외선 파장을 이용하여 대두 내부의 미생물 살균효과를 더 효율적으로 증진시키며, 대두의 저장성과 기호도를 증진시키기 위한 최적의 침지, 연화, 건조, 알파화방법을 제공하여 내부는 부드럽고 겉표면은 바삭하며 살균처리되어 안전하게 섭취할 수 있는 대두의 알파화방법을 제공한다.

Description

영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법 및 그로 인한 알파화 대두{Gelatinized method of soy beans}
본 발명은 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법 및 그로 인한 알파화 대두에 관한 것으로, 보다 자세하게는 고온의 정제수에 침지, 연화, 원적외선 건조 및 팽화 단계를 이용하여 대두를 알파화시키며, 내부 조직의 영양분의 흡수가 용이한 상태로 만드는 알파화 방법에 관한 것이다.
대두(Glycine max)는 아시아·아프리카·오스트레일리아 등지에 널리 분포하는 한해살이풀이다. 식용작물로서 널리 재배한다. 줄기는 높이 60-100cm이고 보통 곧게 서며 덩굴성인 품종도 있다. 잎은 3개, 혹은 5개의 작은 잎으로 되어 있고 어긋나며 짧은 털로 덮여 있다. 대두는 식물성 단백질 및 지방 공급원으로, 단백질 35~40%, 지방 15~20%, 탄수화물 30%의 함량으로 구성되어 있으며, 식이섬유, 비타민, 무기질 등이 다수 함유된 건강 식품이다. 또한, 우수한 영양 이외에 이소플라본(isoflavone), 사포닌(saponin), 레틴(lethin), 올리고당(oligosacharide) 등 여러 가지 기능성 성분이 함유되어 있음이 밝혀지면서 기능성 식품 소재로서 관심과 연구의 대상이 되고 있다.
하지만 생대두에는 적혈구를 응집시키는 렉틴 성분 및 소인 성분이 함유되어, 설사, 소화장애 및 두통을 유발한다. 뿐만 아니라 비린 맛과 매우 단단한 조직적 특성으로 인해 가공하지 않은 생대두 자체를 먹기가 힘들어, 반드시 건조 또는 가열 공정을 통하여 유독성분을 제거해야 하며 건조, 가열 과정에서는 반드시 적절한 온도와 시간으로 균일하게 연화시키는 공정이 필요하다.
콩을 그대로 섭취하기 위해 내부 조직을 부드럽게 만드는 과정인 연화 즉 알파화는 전분 분자가 규칙적으로 배열된 상태인 베타형 전분을 호화시켜 물이나 효소의 작용이 용이한 구조인 알파형으로 전환시키는 것이다. 알파화된 전분 즉, 호화전분은 물과 온도에 의해 팽윤현상이 일어나 효소작용을 받기 쉬워져 소화되기 쉬우며 외부와 내부조직이 단단한 대두의 특성상 알파화는 반드시 필요한 공정이다.
콩을 알파화시키기 위한 방법으로는 예로부터 주로 고열로 가열하여 제조하는 방식을 사용하였는데, 고열에서 가열할 경우 표면만 익고 내부까지는 잘 익지 않으므로 씹을 때 딱딱한 느낌이 있어 치아가 약한 노인이나 어린이들은 치아를 상할 수 있으며, 반면 콩의 내부는 잘 익지 않아 콩 지방이 그대로 남아 있으므로 다량 섭취시에는 배탈을 유발할 가능성이 있다. 또한, 장기간 실온에 둘 경우 누지는 현상이 발생하여 식감이 좋지 않게 된다.
따라서 상기와 같은 콩의 가공방법의 문제점을 해결하기 위한 연구가 진행되고 있으며 관련 특허도 제안되고 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1568008호는 콩을 씹을 때의 딱딱한 느낌을 줄이고 노약자나 어린이가 섭취하기에 편하도록 연질 콩과자를 제조하는 방법을 제안한다. 이 기술에서는 건조, 연화, 건조시켜서 콩의 딱딱함을 제거한 연질 콩과자의 제조 방법으로서, 구체적으로는 백태, 서리태 및 청서리태가 각각 100:50~100:50~200 중량비로 혼합된 것을 온풍기를 이용하여 수분 함량이 10~20 %로 유지되도록 건조하고, 20~60분 동안 가하여 내부 온도가 180~250℃, 내부 압력이 6~7 기압에 이를 때까지 가열하고, 50~70℃에서 7~10시간동안 건조시키는 과정으로 이루어진 연질 콩 과자의 제조 방법을 제안한다. 그러나, 이 기술에서는 침지하는 단계가 생략되어 콩의 내부 깊숙한 곳의 수분함량이 낮아 식감이 부드럽기보다 퍽퍽하게 되고, 팽화과정이 없어 장기관 보관시 누지는 현상이 발생한다. 또한, 건조시간도 지나치게 오래 걸려 연질화되었던 조직이 건조과정에서 다시 노화되어 부드러운 식감이 많이 줄어들 수 있다.
상기 종래 기술과 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자들은 특정파장을 이용한 적외선 건조방법을 이용하여 건조과정에서 대두 조직을 연화시켜 부드러운 식감과 대두 내부 조직의 탄력성을 높여 기호도를 증진시키는 방법을 고안하였다.
적외선 건조(Infrared drying)는 적외선을 이용하여 식품의 온도를 상승시키고 수분을 제거하는 방법으로 가열효율 70~80% 정도로 높으며, 식품형상이 복잡하고 수분함량이 불균일하더라도 균일한 건조가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 또한, 비타민의 파괴가 적고 탈취 및 살균기능을 가지며 건조물의 색이나 형태가 원상태로 복원되는 특성이 있어 효과적인 건조법이라고 할 수 있다.
적외선의 영역 구분은 화학이나 물리학에서 규정하는 영역과 업계에서 규정하고 있는 영역이 다소 다르나, CIE 국제조명 용어집에 의하여 근적외선을 0.78~1.5㎛, 중적외선을 1.5~4.0㎛, 원적외선을 4.0~1000㎛의 파장대로 세분화하고 있으며 이중 2.5~25㎛의 파장대가 주로 산업에 이용되고 있다.
적외선은 특히 물질의 분자 진동에 의한 선택적 공명흡수현상의 특징을 갖는다. 자세히 말하면, 각종 물질을 구성하는 분자 구조는 그 분자를 구성하는 원자와 원자의 질량, 구조상의 접합방법이나 결합력, 배열상태의 차이 등에 따라 다양한 진동수를 갖게 되는데 이 진동수에 따라서 물질에 흡수되는 적외선의 파장이 달라지게 된다. 즉, 적외선을 특정 물질에 조사할 때 이 분자의 고유 진동수와 일치하는 파장의 적외선을 조사하면 공명현상에 의해 적외선의 에너지는 그 분자에 흡수되어 분자 내에서 에너지가 발생된다. 하지만 이 분자의 고유 진동수가 일치하지 않는 파장의 적외선은 분자 내를 투과 또는 반사하게 된다. 이처럼 적외선은 특정 물질에 대한 파장 선택성이 있으며 이것을 적외선 선택흡수라 한다. 일반적으로 공유결합성이 강한 분자의 적외선흡수는 2.5~25㎛의 범위에서 나타나고 이온결합이 강한 분자는 약 10~30㎛의 범위에서 나타나는 경향이 있다.
이러한 특정 물질이 흡수하는 고유한 적외선 파장을 분석하기 위해 적외선분광분석 방법이 이용되며, 푸리에 변환 적외선 분광기(Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR)로 측정할 수 있다. FT-IR은 시료에 적외선을 비추어서 쌍극자 모멘트가 변화하는 분자 골격의 진동과 회전에 대응하는 에너지의 흡수를 측정하여 그 시료에 흡수되는 특정한 고유의 적외선 파장을 알 수 있다.
종래의 대두를 섭취하는 방법에는 식품 등에 넣거나 가루로 만들어 사용하고 있으나, 대두의 껍질은 그 자체로 단단하여 소화가 쉽지 않은 문제점이 있다.
국내 등록특허공보 제10-1568008호(2015. 11. 04)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대두를 알파화시키기 위한 것이다. 상기와 같이 대두를 알파화하게 되면 대두 조직이 연화되어 영양분의 흡수가 용이하고 노약자 등이 섭취 용이한 곡물상태가 된다.
또한 알파화된 곡물을 다른 통곡물 즉석시품 등의 원료로 사용하여 식품의 영양을 풍부하게 하는 것을 목적으로 한다.
또한 상기 연화된 대두를 특정파장의 원적외선을 이용하여 건조하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법은 먼저 대두를 25 내지 30℃의 정제수로 1 내지 3회 세척하고, 상기 세척단계를 거친 대두를 70 내지 100℃의 고온의 정제수에 1 내지 3시간 침지시킨다. 상기 침지단계를 거친 대두를 10 내지 25분 동안 90~105℃의 온도로 가열하여 연화시키고, 상기 연화시킨 대두를 7.31~7.82㎛파장의 원적외선을 이용하여 97 내지 123℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 건조시킨다. 상기 건조시킨 대두를 1 내지 5분 동안 2kgf/cm2 내지 3kgf/cm2의 압력조건에서 가열하고 급격하게 대기압으로 압력을 낮추어 알파화 시킨다.
또한, 본 발명에서 상기 연화단계의 가열 온도 90 내지 105℃는 상기 침지단계를 거친 대두의 호화개시온도(92.64℃), 호화정점온도(97.2℃) 및 호화종결온도(105.6℃)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 상기 건조단계의 원적외선 가열 파장 7.31~7.82㎛는 상기 연화단계를 거친 대두에 선택적으로 흡수되는 원적외선 파장인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법은 대두 내부 조직을 더 효율적으로 부드럽게 호화시키는 알파화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법은 대두의 단단한 조직을 부드럽게 연화시키며, 대두의 전분질 성분을 알파화 하여 노약자나 이가 약한 사람도 영양이 풍부한 대두를 쉽게 섭취할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기와 같은 알파화된 대두는 콩의 소비를 촉진하여 콩의 생산 및 유통과 관련된 관련시장을 확대하면서 농가의 소득도 증진시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 전통적인 방법보다 더 개량된 방법으로 소비자들에게 대두의 영양성분을 쉽게 공급할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
또한, 대두가 흡수하는 특정 적외선 파장을 이용하여 대두 내부의 미생물 살균효과를 더 효율적으로 증진하도록 한다.
도 1은 본 발명의 침지단계를 거친 대두의 적외선 투광도를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 대두를 알파화 하여 대두의 영양성분을 용이하게 섭취할 수 있도록 하기 위한 발명이다. 본 발명에서 대두는 콩류를 지칭하는 것으로 상기 콩류에는 검은콩, 서리태, 서목태, 노란콩, 작두콩, 얼룩콩, 밤콩, 청태, 강남콩, 완두콩 및 땅콩을 포함한다.
도 1은 본 발명의 침지단계를 거친 대두의 적외선 투광도를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 따른 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법은 대두를 25 내지 30℃의 정제수로 1 내지 3회 세척한 다음 상기 세척단계를 거친 대두를 74 내지 83℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 1 내지 3시간 침지시킨다. 상기 침지단계를 거친 대두를 10 내지 25분 동안 90 내지 105℃의 온도로 가열하여 대두의 조직을 연화시킨 후 연화된 대두를 7.31~7.82㎛ 파장의 원적외선으로 97 내지 123℃의 온도로 건조시킨 다음 알파화 시킨다.
상기 알파화 단계는 대두의 조직을 연화시키는 시키는 단계로 335 내지 355℃의 온도에서 5~25분 동안 볶거나 240 내지 250℃의 온도 및 2kgf/cm2 내지 3kgf/cm2의 압력조건에서 가열하였다가 신속하게 대기압 상태로 기압을 낮춰줌으로써 대두를 알파화 시킨다. 상기 알파화 단계에서 가열하는 경우 1~5분 정도 가열하는 것이 알파화가 용이하게 진행된다.
이하에서는 실시예를 이용하여 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.
1. 세척단계
본 발명의 세척단계에서는 생대두를 25 내지 30℃의 정제수로 1 내지 3회를 수세한다. 수세 과정에서 물 위에 떠오르는 미성숙 생대두는 선별, 제거한다.
또한, 세척단계에서 미생물밀도를 더 감소시키기 위해서 정제수 대신 전기분해중성수를 이용하여 생대두를 세척할 수 있다. 전기분해중성수는 미생물을 살균할 수 있는 염소산화물질인 Cl2,HClO,OCl등이 들어 있어 다양한 미생물을 살균하는 효과를 가지고 있다.
2. 침지단계
본 발명의 침지단계에서는 상기 세척단계를 거친 대두를 70 내지 100℃의 고온의정제수에 1:1.5 중량비로 1 내지 3시간 침지시킨다. 상기 침지단계를 거친 대두의 수분함량은 20 내지 40% 정도로 수분이 흡수된 상태가 된다. 이 때, 물의 온도가 높을수록 대두의 침지시간을 더 단축할 수 있다. 이 때, 대두를 침지시키는 정제수의 온도가 100℃ 이상이 되면 대두가 익어 무른 상태가 될 수 있고, 70℃보다 낮게 되면 침지시간과 연화시간을 단축시키는 효과를 내기가 어려울 수 있다.
또한, 상기 침지단계의 침지시간이 1시간 보다 짧으면 대두 내부의 수분함량을 충분히 증가시키지 못해 부드러운 식감을 살리기 어렵고, 3시간 이상 침지시키면 대두가 너무 물러지게 되어 연화 및 연화가 곤란하다.
대두의 사용도에 따라 대두를 침지시키는 물은 1~3%의 염수를 사용할 수 있다. 상기 1~3%의 염수에 대두를 70 내지 100℃의 온도에서 1 내지 3시간 동안 침지하여 대두의 염도를 0.2~2% 정도가 되도록 침지한다.
또한, 침지단계에서 대두 조직의 경도를 더욱 더 감소시키기 위해서는 하기 침지액에 대황분말 1~5중량% 또는 베타글루칸 성분 0.5~3중량%를 더 포함시킬 수 있다. 상기 침지액의 베타글루칸 함유 분말은 꽃송이버섯으로부터 추출되어 5 내지 8%의 수율로 정제된 것을 사용할 수 있다. 갈조식물 다시마목 미역과에 속하는 대황(Eisenia bicyclis)은 다시마의 대용으로 이용되기도 하며 알칼리도 250의 강한 알칼리성으로 대두의 조직을 더욱 연화시키는 역할을 하고, 베타글루칸은 대두 조직 내부의 수분함량을 다음 단계에서도 일정부분 유지시켜주는 역할을 한다.
3. 연화단계
본 발명의 연화단계에서는 상기 침지단계를 거친 대두를 10 내지 25분 동안 90 내지 105℃의 온도로 가열하여 대두 조직을 연화시킨다.
연화는 경화도가 높은 대두를 부드럽게 만드는 과정으로, 충분한 수분과 함께 대두를 특정 온도로 가열하면 대두 내부 전분 등이 호화 또는 젤라틴화 된다. 호화된 전분은 amylose와 전분입자가 서로 결합하여 3차원적 망상구조를 형성한다. 이는 특유의 조직감과 젤의 탄성에 영향을 주므로 좋은 식감을 만드는데 이용되기도 한다.
본 발명의 최적의 호화 온도는 [표 1]에 기재하였다.
4. 건조단계
본 발명의 건조단계에서는 상기 연화단계를 거친 대두를 7.31~7.82㎛ 파장의 원적외선을 이용하여 97 내지 123℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 건조시키는 것이다.
본 발명에서는 적외선분광분석법(실시예 2)을 이용하여 상기 연화단계를 거친 대두에 선택적으로 흡수되는 적외선 파장 범위를 분석하였다. 그 결과 7.31~7.82㎛의 적외선 파장이 대두에 선택적으로 흡수되는 파장이라는 것을 알아내었고, 실시예 2의 수학식 1을 이용하여 7.31~7.82㎛ 적외선 파장을 가장 최대로 강하게 방출하는 온도는 97.6~123.2℃라는 것을 알아내었다.
97.6~123.2℃의 원적외선 가열 온도가 실제로 가장 효율적으로 미생물의 살균효과가 일어나는지 알아보기 위하여 어떤 처리도 하지 않은 무처리 대두(비교예 3), 적외선 가열을 한 대두(실시예 3)로 나누어 113℃에서 가열방식에 따른 대두의 미생물 살균효과를 측정하였다. 그 결과 표 2에 나타난 바와 같이, 무처리보다 113℃의 원적외선 가열방식이 미생물 생육 억제에 도움이 된 것을 확인할 수 있었다.
또한, 최적의 알파화를 위하여 원적외선 건조 조건을 알아보기 위하여 95~120℃의 원적외선 가열 온도에서 가열 시간 따른 대두의 관능검사를 실시하였다. 그 결과 표 3에 나타난 바와 같이, 10 내지 20분동안 100~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 내부 조직이 부드럽고 탄력성이 있어 식감이 우수하다는 평을 받았다.
실제로 10 내지 20분동안 100~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두 내부 조직의 탄력성이 실제로 증가되었는지 알아보기 위하여 90~130℃의 원적외선 가열 온도에서 15분동안 가열한 대두의 탄력성을 측정하였다. 그 결과, 표 4에서 보듯이 15분동안 100~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 탄력도가 다른 처리구보다 높은 것을 확인할 수 있었다.
한편, 상기 원적외선을 이용한 건조방법은 대두 내부 조직의 탄력성을 증가시키기 위한 방법으로 이용할 수 있으며, 대두 내부의 식감이 무른 식감보다 바삭한 식감을 선호하는 경우에는 하기 열풍 건조방식으로 건조를 하여도 무방하다. 열풍방식으로 본 발명의 대두를 건조 시에는 1 내지 3시간 동안 60 내지 70℃의 온도의 열풍방식으로 건조하는 방식으로 대체할 수 있다. 상기 열풍 건조단계의 온도가 60℃ 미만의 온도로 수행할 경우, 대두가 충분히 건조되지 못하는 것으로 확인되었고, 70℃의 온도를 초과하여 건조시키는 경우, 대두의 식감이 너무 딱딱한 형태로 건조되었다.
5. 알파화단계
본 발명의 알파화단계는 상기 건조단계를 거친 대두를 연화시키는 단계로 볶는 방법과 가열가압방법이 있다. 먼저 볶는 방법은 건조단계를 거친 대두를 335 내지 355℃의 온도에서 5~25분 동안 볶아 준다. 가압가열방법은 상기 건조단계를 거친 대두를 2kgf/cm2 내지 3kgf/cm2 압력, 240내지 250℃의 온도에서 1~5분 동안 가열하였다가 급격하게 대기압 및 상온 조건으로 낮춤으로써 대두를 알파화 시킨다.
상기 대두의 알파화는 대두의 조직을 팽화 시키는 기술이며, 팽화 (puffing)는 좁은 의미로는 곡류나 콩류 등을 가압, 가열하여 급격히 상압으로 되돌리는 것에 의해, 물을 순간적으로 증발시켜 다공질상으로 부피를 팽창시키는 것을 의미한다. 넓은 의미로 팽화는 급속가열에 의해 물의 증발이 급격히 일어나 다공질구조를 형성하는 현상(떡이나 팝콘 등)이나, 팽창제를 혼합한 반죽을 급속가열함으로써, CO2 등의 기체를 발생시켜 다공질구조를 형성시키는 것도 포함시켜 말한다.
대두의 표면 조직은 세가지의 층으로 되어 있는데 맨 윗층부터 울타리 조직층(palisade cell layer), 주상 조직층(hourglass cell layer), 유 조직층(parenchyma cell layer)으로 구성되어 있으며 대두는 다른 종자들보다 종피조직의 경화도가 높아 가공하는 과정에서 높은 온도의 가열 온도를 요구한다.
본 발명에서 최적의 알파화조건을 찾기 위하여 1 내지 5분 동안 230 내지 260℃, 2kgf/cm2의 조건에서 가열한 후 급격하게 대기압과 온도를 상온으로 낮춘 조건에서 가열 시간 따른 대두의 관능검사를 실시하였다. 그 결과 표 5에 나타난 바와 같이, 1 내지 5분 동안 240 내지 250℃, 2kgf/cm2에서 가열하고 급격하게 대기압으로 낮추어 연화시키는 조건이 다른 처리구보다 전반적인 맛과 향미 및 식감이 뛰어나 우수하다는 평을 받았다.
한편, 상기 연화단계의 기압은 연화를 2kgf/cm2미만의 압력으로 수행할 경우, 대두가 충분히 연화되지 못하는 것으로 확인되었고, 3kgf/cm2의 압력을 초과하여 연화시키는 경우, 대두의 식감이 너무 딱딱한 형태로 연화되었다.
<실시예 1> 대두의 연화온도 측정
대두의 내부조직을 효율적으로 연화시키는 온도 범위를 알아보기 위하여 상기 침지단계를 거친 대두의 호화개시온도, 호화정점온도, 호화종결온도를 측정하였다.
검사 전, 세척한 생대두를 78℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 2시간 침지시켜 호화온도 측정 시료를 준비하였다.
대두의 호화 온도측정은 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimetry, DSC)분석을 이용하였으며, Thermal analyzer(DSC 1, Mettler-Toledo Inc., Greifensee, Switzerland)를 사용하여 측정하였다. 78℃의 정제수에 2시간 침지 후 준비된 3 mg의 대두에 aluminium sample pan에 넣어 밀봉하고, 이를 시료로 하여 10℃/min의 속도로 25℃부터 120℃까지 세가지 방식으로 가열해 흡열 peak를 얻었다. Reference로는 빈 sample pan을 사용하였다. 흡열 peak로부터 호화개시온도(TO),호화정점온도(TP),호화종결온도(TC)를 구하였다.
단계별 호화 온도
TO(℃) TP(℃) TC(℃)
실시예 1 92.64±0.69 97.20±0.57 105.62±0.35
그 결과, 표 1에서 보듯이 상기 침지단계를 거친 대두의 전분 호화정점온도(TP)는 92.64℃, 97.2℃, 105.6℃로 측정되었고, 건조단계에서 상기 침지단계를 거친 대두를 연화시킬 때 90 내지 105℃의 온도가 가장 적당한 연화온도 범위라는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 2> 원적외선 분광 분석
본 발명의 원적외선 건조단계에서 가장 효율적으로 건조시키고 기호도를 증진시키기 위해서 사용할 파장 범위를 분석하기 위해서 FT-IR(Frontier, PerkinElmer, UK)를 사용하여 ATR(attenuated total reflection)법으로 400~4000cm-1 파수의 범위에서 상기 연화단계를 거친 대두의 적외선의 투광도(transmittance)를 측정하였다.
시료는 검사 전 세척한 생대두를 78℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 2시간 침지시킨 후, 20분 동안 98℃의 온도로 가열하였다.
도 1에 나타난 것과 같이, 1637~1279cm-1에서 최저의 적외선 투광도를 확인할 수 있었으며, 파수(wavenumber)를 역수의 값으로 계산한 결과 7.31~7.82㎛ 범위의 적외선 파장이 대두에 가장 높게 흡수되는 적외선 파장 범위라는 것을 확인할 수 있었다.
7.31~7.82㎛ 범위의 파장을 가장 강하게 방출하는 온도를 알아내기 위하여, Wien의 변위 법칙을 이용하여 최적 온도를 계산하였다. Wien의 변위 법칙은 흑체에서 나오는 여러 가지 파장의 전자파 가운데 에너지 밀도가 가장 강한 것의 파장은 흑체의 절대 온도에 반비례한다는 법칙이다. Wien의 변위 법칙인 하기 수학식 1에서 λmax는 흑체 스펙트럼의 최대 방사강도를 나타내는 파장이며, K는 특정 파장을 가장 강하게 방출하는 절대온도를 뜻한다.
[수학식 1]
λ max· T = 2.898x10-3m·K
상기 수학식 1에 의해 7.31~7.82㎛ 파장을 대입하여 계산한 결과, 97.6~123.2℃의 온도가 7.31~7.82㎛ 파장을 가장 강하게 방출하는 온도라는 것을 확인할 수 있었으며 위의 온도로 원적외선 건조단계에서 건조를 하는 것이 가장 효율적이라는 것을 확인하였다.
<실시예 3> 원적외선의 미생물의 살균효과 측정
97.6~123.2℃의 원적외선 가열 온도에서 실제로 가장 효율적으로 미생물의 살균효과가 일어나는지 알아보기 위하여 어떤 처리도 하지 않은 무처리 대두(비교예 3), 적외선 가열을 한 대두(실시예 3)로 나누어 가열 온도에 따른 대두의 미생물 살균효과를 측정하였다.
검사 전, 세척한 생대두를 78℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 2시간 침지시킨 후, 20분 동안 98℃의 온도로 가열하였다.
어떤 처리도 하지 않은 무처리 대두와 상기 검사전 시료 준비단계를 거친 대두 각 1g을 멸균수 9ml와 혼합한 후 희석하여 희석액 1ml를 취하여 PCA(plate count agar, Difco) 배지에 도말하고, 37℃에서 48시간 동안 배양하여 3회 이상 반복 후 총균수를 측정하였다.
가열방식에 따른 미생물 살균효과 비교
Microbial cell counts(CFU/g)
비교예 3 실시예 3
대두 3.9 x105 1.7 x103
그 결과, 표 2에서 보듯이 무처리 대두(비교예 3), 적외선 가열을 한 대두(실시예 3)의 미생물 총균수는 3.9x105, 1.7x103CFU/g으로 적외선 가열을 한 대두의 총균수가 가장 적어, 무처리보다 113℃의 원적외선 가열방식이 미생물 생육 억제에 도움이 된 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 4> 원적외선 건조 후 관능검사
최적의 식감을 위한 적절한 원적외선 가열 온도와 시간을 알아보기 위하여 95~120℃의 원적외선 가열 온도에서 가열 시간 따른 관능검사를 측정하였다.
검사 전, 세척한 생대두를 78℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 2시간 침지시킨 후, 20분 동안 98℃의 온도로 가열하였다.
원적외선 가열을 한 대두에 대한 일반인이 느끼는 맛과 향미 및 식감에 대한 비교를 위해 성인 40명을 대상으로 10 내지 40분동안 95~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 풍미(향미)와 씹는 느낌(식감)에 대한 평가를 수행하였다.
원적외선 가열 온도 및 시간에 따른 향미 및 식감 비교
향미 및 식감 만족도 (9점 척도)
가열시간
(Min)		 95 100 105 110 115 120
5 5.2 6.7 6.5 6.2 6.9 6.5
10 5.7 7.1 7.2 7.7 7.5 7.2
15 6.2 7.3 7.9 8.1 7.8 7.4
20 6.4 7.4 7.6 7.5 7.3 7.1
25 6.7 6.9 7.1 7.2 6.7 6.8
30 6.1 6.4 6.5 6.3 6.2 5.9
그 결과, 표 3에서 보듯이 15분간 110℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 향미 및 식감이 가장 우수하다는 평을 받았고, 10 내지 20분동안 100~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 식미 및 식감이 다른 처리구보다 대두 조직의 탄력성이 뛰어나 우수하다는 평을 받았다.
<실시예 5> 원적외선 건조 후 대두 내부 조직 탄력서 검사
10 내지 20분동안 100~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두 내부 조직의 탄력성이 실제로 증가되었는지 알아보기 위하여 90~130℃의 원적외선 가열 온도에서 15분동안 가열한 대두의 탄력성을 측정하였다.
검사 전, 세척한 생대두를 78℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 2시간 침지시킨 후, 20분 동안 98℃의 온도로 가열하였다.
대두의 탄력성은 Texture Analyzer(TA-XT Express, Stable Microsystem Ltd., Survey, England)를 사용하여 3회이상 반복 후 측정하였다. Texture Analyzer 측정 조건은 Test mode는 Two bite compression(TPA test), Plunger type은 4mm DIA cylinder stainless, Load cell 5kg, Pre-test speed는 2.0mm/s, Test speed는 1.0mm/s, Deformation은 50%의 조건으로 수행하였다.
원적외선 가열 온도에 따른 탄력성 비교
탄력도
가열시간
(Min)		 90℃ 100℃ 110℃ 120℃ 130℃
0.69±0.02 0.78±0.03 0.83± 0.01 0.75±0.04 0.63±±0.01
그 결과, 표 4에서 보듯이 15분동안 110℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 탄력도가 0.83±0.01로 가장 높았고, 15분동안 100~120℃의 온도에서 원적외선으로 가열처리한 대두의 탄력도가 다른 처리구보다 높았다.
<실시예 6> 알파화단계 후 관능검사
상기 원적외선 건조단계를 거친 대두에 바삭한 식감을 늘리고 저장성을 향상시키기 위한 최적의 알파화 조건을 찾기 위하여 230 내지 260℃, 2kgf/cm2의 조건에서 가열 시간 따른 관능검사를 측정하였다.
시료는 검사전 세척한 생대두를 78℃의 정제수에 1:1.5 중량비로 2시간 침지시킨 후, 20분 동안 98℃의 온도에서 연화시킨 다음 15분동안 110℃의 온도에서 원적외선으로 건조처리를 하여 준비한 후, 1분 내지 5분동안 230 내지 260℃, 2kgf/cm2의 조건에서 가열한 후 급격하게 대기압을 낮추어 알파화시켰다.
알파화 단계를 거친 대두에 대해 일반인이 느끼는 향미 및 식감에 대한 비교를 위해 성인 40명을 대상으로 대두의 풍미(향미)와 씹는 느낌(식감)에 대한 평가를 9점 척도로 수행하였다.
연화의 온도 및 시간에 따른 향미 및 식감 비교
가열시간(Min)
연화 온도 1 2.5 4 5
230℃ 6.8 7.5 7.2 6.5
240℃ 6.5 8.3 8.7 7.4
250℃ 6.2 8.4 8.5 7.6
260℃ 6.7 7.8 8.1 6.8
그 결과, 표 5에서 보듯이 5분 동안 240 내지 250℃, 2kgf/cm2에서 가열하고 급격하게 대기압으로 낮추어 알파화시키는 조건이 다른 처리구보다 전반적인 향미 및 식감이 뛰어나 우수하다는 평을 받았다.
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법에 있어서,
    대두를 25 내지 30℃의 정제수로 세척하는 세척단계;
    상기 세척단계를 거친 대두를 70 내지 100℃의 고온의 정제수에 1 내지 3시간 침지시키는 침지단계;
    상기 침지단계를 거친 대두를 90 내지 105℃의 온도에서 10~25분 동안 연화시키고 건조시킨 후 상기 건조시킨 대두를 240 내지 250℃의 온도 및 2kgf/cm2 내지 3 kgf/cm2의 압력조건에서 1~5분 동안 가열하였다가 급격하게 대기압으로 압력을 낮추어 주는 가압가열방법으로 알파화단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 알파화 단계에서 가압가열방법 대신에 335 내지 355℃의 온도에서 5~25분 동안 볶아서 알파화시키는 것을 특징으로 하는 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연화단계를 거친 대두를 7.31~7.82㎛ 파장의 원적외선을 이용하여 97 내지 123℃의 온도에서 10 내지 20분 동안 건조시키는 건조단계인 것을 특징으로 하는 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 침지단계에서 대두를 침지시키는 정제수는 1~3중량%의 염수를 사용하며, 상기 1~3중량%의 염수에 대두를 70 내지 100℃의 온도에서 1~3시간 동안 침지시키는 것을 특징으로 하는 영양분이 풍부한 알파화된 대두의 제조방법.
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