KR20030005418A - 표면 버블링이 조절된 또띠야 칩 - Google Patents

표면 버블링이 조절된 또띠야 칩 Download PDF

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Abstract

돌출된 표면 요소를 갖는 균일하게 성형된 스낵 칩, 바람직하게는 또띠야 유형 칩, 및 이의 제조방법. 상기 칩은 예비조리된 전분 기재 물질 및 예비젤라틴화된 전분을 함유하는 도우 조성물로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 스낵 칩은 약 12 % 내지 약 40 % 의 대형 표면 요소; 약 20 % 내지 약 40 % 의 중형 표면 요소; 약 25 % 내지 약 60 % 의 소형 표면 요소를 함유하는 돌출된 표면 요소를 갖는다. 한 구현예에서, 스낵 칩의 평균 두께는 약 1 mm 내지 약 3 mm 이며; 돌출된 표면 요소의 평균 두께는 약 2.3 mm 내지 약 3.2 mm 이고; 칩의 최대 두께는 약 5.5 mm 미만이고; 칩 두께의 변동 계수는 약 15 % 초과이다.

Description

표면 버블링이 조절된 또띠야 칩 {TORTILLA CHIPS WITH CONTROLLED SURFACE BUBBLING}
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2000년 5월 27일에 출원된 U.S. 가출원 일련번호 제 60/207,939 호를 우선권으로 청구하고, 상기 출원은 본원에 참고로 반영된다.
또띠야 칩은 특히 대중적인 소비자 스낵 제품이다. 또띠야 칩은 약 5 내지 약 50 분 동안 뜨거운 라임 용액 내에서 조리한 후 하룻밤 동안 침지시킨 전체 옥수수로부터 전통적으로 제조된다. 조리-침지 공정은 외피를 연하게 하고, 부분적으로 옥수수의 배유 내의 전분을 젤라틴화시킨다. 이어서 "닉스타말 (nixtamal)"로 불리는 이러한 조리-침지된 옥수수를 세정하여 외피를 제거하고 분쇄하여 약 50 % 수분을 함유하는 "마사 (masa)"로 공지된 플라스틱 도우를 형성시킨다. 새롭게 분쇄된 마사를 시트화시키고, 스낵 조각으로 자른 후, 약 15 내지 약 30 초 동안 약 575 ℉ 내지 약 600 ℉ (302 ℃ 내지 316 ℃)의 온도에서 베이킹하여 수분 함량을 약 20 % 내지 약 35 %로 감소시킨다. 이어서 베이킹된 스낵 조각을 뜨거운 오일에서 프라잉하여 수분 함량이 약 3 % 미만인 또띠야 칩을 형성시킨다. 예를 들어, U.S. 특허 제 905,559 호 (Anderson 등), U.S. 특허 제 3,690,895 호 (Amadon 등), 및 ["Corn: Chemistry and Technology," American Association of Cereal Chemists, Stanley A. Watson 등, Ed,, pp. 410-420 (1987)] 참조.
또띠야 칩은 또한 건조 마사 가루로부터 제조될 수 있다. 이같은 건조 마사 가루를 제조하는 전형적인 방법, 예컨대 U.S. 특허 제 4,344,366 호 (Garza), U.S. 특허 제 2,704,257 호 (Diez De Sollano 등), 및 U.S. 특허 제 3,369,908 호 (Gonzales 등)에 기술된 방법에서, 라임 처리된 옥수수를 분쇄하고 안정한 형태로 탈수시킨다. 나중에, 건조된 마사 가루를 물로 다시 수화시켜 마사 도우를 형성시킨 후, 상기 도우를 사용하여 전통적인 방식으로 또띠야 칩을 제조할 수 있다.
완성된 프라잉된 또띠야 칩은 랜덤하게 분산된 돌출된 표면 요소, 예컨대 버블 (bubble) 및 블리스터 (blister)를 특징으로 한다. 또띠야 칩은 바삭하고 크런치한 텍스쳐 및 라임 처리된 옥수수 제품의 독특한 풍미를 갖는다. 개별적인 도우 조각들은 프라잉하는 동안 랜덤하게 성형되고, 따라서 형상 및 굴곡이 균일하지 않은 칩이 제조된다.
완성된 또띠야 칩은 일반적으로 이들을 백 또는 부피가 큰 캔 내로 랜덤하게 충전되는 방식으로 놓음으로써 포장된다. 이같은 랜덤한 충전으로 포장된 제품은 벌크 밀도가 낮아진다. 벌크 밀도가 낮은 포장은 본질적으로 포장의 부피용량이 함유된 스낵의 절대 부피보다 훨씬 큰 포장이다. 즉, 포장은 포장의 부피 용량이 수용할 수 있는 것보다 훨씬 더 작은 순중량의 스낵 조각을 함유한다.
이러한 큰 부피의 포장은 랜덤하게 충전된 칩들이 백 또는 캔의 바닥을 따라 가라앉도록 하여, 포장 내에 큰 감량이 생기게 한다 (즉, 포장의 전체 부피 마이너스 제품의 절대 부피가 포장 내에 생김). 이러한 감량은 포장 내에 상당량의 산소 및 수분이 존재하도록 하여 칩에서 악취가 나고 칩이 상하는 기화가 증가할 뿐만 아니라, 소비자가 큰 부피를 지각하도록 한다. 또한, 이러한 유형의 포장은 부서지기 쉬운 칩에 부여되는 취급 및 적송 부하로부터의 보호를 거의 제공하지 않고, 따라서 소비자가 백 내에서 상당량의 파손된 칩을 발견하는 것이 매우 일반적이다.
또띠야 칩 및 칩 딥 (dip), 또는 "살사 (salsa)"는 매우 대중적인 스낵 콤비네이션이다. 그러나, 칩의 랜덤하게 형상화된 성질로 인해, 소비자는 살사에 딥핑된 또띠야 칩의 소비로 매우 지저분한 먹는 경험을 할 수 있다. 또띠야 칩의 랜덤하게 형상화된 성질로 인해, 딥이 칩 상에 놓인 후 칩이 딥을 적절하게 홀딩 또는 함유하지 않는다; 이는 본질적으로 딥의 플루이드 부분에 대해 확실하다. 대부분의 또띠야 칩은 칩 상에 플루이드 딥을 홀딩할 수 있는 한정된 딥 함유 영역 또는 "웰"을 갖지 않으므로, 딥 또는 이의 일부가 칩의 표면에서 쉽게 흘러나올 수 있고, 이는 종종 바람직하지 않게 의류 또는 가재도구에 이른다.
따라서, 딥에 대한 한정된 함유 영역을 갖는, 균일하게 형상화된 또띠야 칩을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 서로 쌓아 올려질 수 있어 고밀도의 그룹화 정렬을 형성할 수 있고 고밀도 컨테이너, 예컨대 캔 내로 포장되어 파손을 감소시킬 수 있는 이같은 또띠야 칩을 제공하는 것이 또한 바람직할 것이다. 전통적인 또띠야 칩 제조에서 사용되는 조합된 베이킹 및 프라잉 단계보다는, 단순화된 일단계 조리 공정을 사용하여 제조할 수 있는 이같은 칩을 제공하는 것이 또한 바람직할 것이다.
이같은 또띠야 칩을 제조하려 하는 경우 다수의 문제점이 있다. 균일하게 형상화된 또띠야 칩을, 예컨대 네스트(nested) 정렬로, 서로 쌓아 올리는 것은 또띠야 칩의 특징인 표면 요소 (즉, 버블 및 블리스터)의 마모 및 궁극적인 파손에 이를 수 있다. 이러한 파손은 바람직하지 않은 표면 외관 및 칩의 바삭한 텍스쳐의 손실에 이른다.
현재까지, 네스트 또띠야 스타일 칩이 시장에 존재하지 않았다. 또띠야 스타일 칩은 칩의 기저면에서 파손되는 다수의 버블형 표면 요소를 특징으로 한다. 버블은 각각의 바이트 (bite)에 대해 다양한 수준의 바삭함과 함께 이분성 텍스쳐를 제공하는 필수 부분이다. 옥수수로 제조된 칩 내의 버블의 존재는 이러한 바람직한 텍스쳐 이익의 소비자에 대한 주요 시각적 시그날이다. 표면 버블 구조가 없는 옥수수 칩 제품은 또띠야 칩 시장 구획의 급속한 성장에 의해 증명되는 바와 같이 가볍고 바삭한 또띠야 칩 텍스쳐과 비교하여 일부 소비자가 덜 선호하는 무겁거나 유리같은 텍스쳐를 갖는 경향이 있다.
네스트 또띠야 스타일 칩의 부재에 대해 가능한 이유는 부서지기 쉬운 버블 표면 요소를 인접한 칩의 밀접한 접촉 내에 놓는 것 사이에 존재할 수 있는 본질적인 균형을 취하는 것이다. 네스트 정렬로, 한 칩의 하부 표면과 인접한 칩의 상부 표면 간의 직접적인 접촉 가능성이 더 높다. 직접적인 접촉은 표면 버블의 마모 및 파손에 이를 수 있고, 이는 음성적인 시각적 외관 및 텍스쳐 양분의 손실에 이른다. 부가적으로, 네스트 칩의 제형물 및 제조 방법은 표면 버블의 형성 및 강도에 직접적으로 영향을 줄 수 있다. 이러한 제품 카테고리에 대한 최종 소비자의 기대를 만족시키는 고품질의 네스트 또띠야 스타일 칩을 전달하는 것을 어렵게 하는 여러 문제점이 있다.
프라잉 동안의 도우 조각의 수분 손실 히스토리는 도우를 통한 확산에 한정되지 않는 급속한 수분 방출의 초기 일정 속도 기간이 있는 전통적인 건조 이론을 따른다. 광대한 수분 손실이 도우가 최초로 뜨거운 오일과 접촉되는 프라잉 내에 매우 초기에 발생한다. 최종 제품 텍스쳐의 질은 초기 수분 손실 히스토리에 크게 좌우된다. 최종 제품은 조리 동안 제품 표면과 접촉되는 오일의 대류력으로 인해 다양한 3차원 형상이 가정될 수 있다.
표면 버블은 스팀을 운반하는 제한된 격자간 채널과 커플링된 스팀 부피의 급속한 방출이 포함되는 동시력 (simultaneous force)과 도우 조각 표면의 국소적인 젤라틴화의 밸런스로 인해 형성된다. 프라잉 동안 수분 손실의 일정한 속도 기간으로부터 급속한 스팀의 방출은 잠시동안 도우의 확산 용량을 제압하여, 스팀이 잠시 동안 트랩되어 남아있도록 한다. 스팀이 충분한 인장 강도의 젤라틴화 도우 영역과 접촉되면, 표면 버블이 형성된다. 버블 형성은 스팀이 또다른 표면 위치를 통해 드디어 벗어나는 경우 정지된다.
네스트 또띠야 칩에 대한 제 1 요구조건은 각각의 칩의 사이즈 및 형상이 실질적으로 균일하여 칩 간의 최소 간격으로 칩들이 서로 맞쳐질 수 있는 것이다. 균일한 사이즈 및 형상의 스낵 조각의 제조는 특정 두께의 도우 조각을 또한 특정 사이즈 및 형상의 한쌍의 아치형 몰드 사이에 예정된 사이즈 및 형상으로 압박 및 조리함으로써 달성될 수 있다. U.S. 특허 제 3,626,466 호 (1971년 12월 7일 Liepa에게 허여)에 기술된 것과 같은 장치를 사용할 수 있다.
도우는 압박된 프라잉 몰드 상에서 형상물로 성형되기에 충분하지만 도우 조각이 굽힐 때 금이 가도록 강직하지 않은 강도를 가져야 한다. 너무 많은 물을 제거하거나, 베이킹 단계 동안 너무 높은 속도로 제거하면, 또띠야 도우가 강직해질 수 있다. 역으로, 약간의 양의 증가된 도우 점도가 한정된 형상을 형성하기 위해 필요한 강도를 제공하기 위해 필요하다. 도우 점도의 임계 수준 또한 프라잉 동안 발생하는 표면 버블 팽창을 가능하게 하기 위해 요구되고, 그렇지 않으면 형성 후 빠르게 버블이 파손 또는 붕괴된다. 프라잉 전의 베이킹을 필요로 하지 않으면서, 버블 및 형상 형성에 충분한 강도 및 원하는 유연성을 모두 갖는 도우 조성물이 이상적일 것이다. 이같은 도우는 고가의 복잡한 유닛 작업을 제거함으로써 공정을 매우 단순화시킬 것이다.
또띠야 스타일 칩에 대한 제 2 요구조건은 도우가 조리될 때 도우로부터 수분의 급속한 방출에 크게 좌우되는 도우의 랜덤 팽창을 통한 표면 버블의 존재이다. 그러나, 최종 조리 스낵 조각의 크기 및 형상의 다양성이 낮게 하는 방식의 네스트 스낵 조각의 제조 방법은 최종 제품의 외관 및 텍스쳐에 해로운 압박된도우 조각에의 열 및 질량 전달율의 축소에 이를 수 있다. 구체적으로, 도우를 압박하기 위해 사용되는 몰드는 도우 조각으로의 열전달을 지연시킨다. 프라잉 오일은 조리 몰드를 또는 몰드 주변에서 1차로 통과한 후 도우와의 접촉이 지연된다. 더욱 현저하게는, 몰드는 도우 표면으로부터 수분 이동율을 제한한다. 도우가 물의 비점에 도달하도록 가열되면, 도우 내의 물의 증발이 개시되어 스팀이 도우 조각의 표면으로 이동한다. 도우 조각이 오일 내에서 랜덤하게 자유롭게 프라잉되는 전형적인 또띠야 칩 제조에서, 스팀은 칩 표면으로부터 빠르게 벗어날 것이다. 그러나, 압박된 프라잉 몰드로는, 스팀 이동에 대한 저항이 존재한다. 스팀이 갖히게 되어, 도우와 몰드 사이에 경계층을 형성한다. 스팀은 더 뜨거운 프라잉 오일이 도우 표면과 접촉하는 것을 방지하는 절연체로서 작용하여, 추가적인 열 및 질량 전달 제한을 생성시킨다. 스팀 이동의 제한은 추가로 도우 조각의 바닥에서 강조된다. 부양력을 통해 표면으로 상승하는 스팀 버블의 천연적인 경향이 저해된다. 더 낮은 몰드에 의해 생성된 저항은 스팀 버블이 몰드 또는 도우 조각에서 벗어나 프라잉 오일을 통해 수직으로 상승할 수 있는 탈출점에 도달할 때까지 도우 표면을 따라 가로로 이동하도록 한다. 또띠야 칩의 전통적인 자유 프라잉에서, 도우 조각은 오일에 대해 랜덤한 각도로 연속적으로 이동하여, 스팀이 제품 표면을 따라 축적되는 것을 방지한다.
압박된 프라잉에 동반될 수 있는 감소된 열 및 질량 이동의 제품에 대한 충격은 버블 형성을 감소시켜, 조리 동안 물로의 과도한 수화로 인해 고무질의 텍스쳐를 갖는 전분을 함유하는 빽빽하고 조리되지 않은 섹션을 갖는 최종 제품에 이른다. 증가된 전분 젤라틴화는 과도한 열 예컨대 프라잉 온도 및 상승된 온도에서 전분이 쉽게 흡수할 수 있는 물의 존재 하에 발생한다. 또띠야 칩의 전통적인 랜덤한 자유 프라잉 동안, 수분이 급속하게 스낵 조각을 떠나서, 큰 수준의 젤라틴화가 발생하기 위해 필요한 조건 중의 하나를 빠르게 제거한다.
여러 유형의 텍스쳐 문제가 압박되어 프라잉된 또띠야 칩에서 발생할 수 있다. 퍼프(puffed) 칩 구조가 큰 백분율의 도우 표면을 가로질러 형성되는 젤라틴화 전분 필름의 증가된 수준의 결과로 발생하여, 도우 내에 스팀이 유지된 배리어를 생성시킬 수 있다. 생성된 내부 압력은 도우 조각이 상부 몰드 절반과 하부 몰드 절반 간의 갭 내에서 팽창되도록 한다. 최종 제품은 수개 내지 0개 범위의 독특한 표면 버블을 갖는 필로우 유사 외관을 가지면서 도처에 팽창될 수 있다. 이러한 퍼프 구조는 특정 도우 조성물 또는 프라잉 후 냉각 조건으로 스스로 충돌할 수 있고, 이는 텍스쳐의 추가적인 악화에 이를 수 있다.
열 및 질량 전달이 더욱 심각하게 압박되면, 도우의 팽창이 거의 일어나지 않거나 일어나지 않을 수 있다. 그 결과 수분의 증발 및 스팀 버블의 방출이 느려질 수 있다. 수분 손실의 급속한 일정속도 기간 대신에, 수분이 천천히 및 더욱 일정한 속도로 증발할 수 있다. 제품의 표적 최종 수분에 도달할 수 있어도, 도달 경로는 매우 다를 것이다. 랜덤한 버블 형성은 이들의 자국 뒤의 표면 이탈 버블을 이탈하는 스팀의 작은 국소화 포켓에 이르는 도우의 틈새를 통한 스팀의 격렬한 방출의 결여로 인해 부재한다. 그 결과, 조밀하고 편평한 최종 칩이 형성된다.
최종 제품 내에 생성된 버블은 네스트 정렬에서 체험될 수 있는 마찰력을 견디기에 너무 약할 수 있다. 도우는 트랩된 스팀의 압력에 의해 더 얇고 더 약한 표면층으로 펼쳐질 수 있다. 또한 버블이 증가된 질량 이동 저항으로 인해 칩의 양 측면 상에 형성되어, 두께가 증가된 국소적인 영역을 생성시키고, 이는 일반적인 압력점을 생성함으로써 인접한 칩에 의해 핀치(pinched)되기가 더욱 쉬운 것이 관찰되었다.
따라서, 칩들이 서로 쌓여질 때 파손되지 않지만, 지나치게 단단하지 않은 표면 요소를 갖는 칩을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 기타 목적들은 하기의 기재로부터 명백해질 것이다.
개요
본 발명은 균일하게 형상화된 또띠야 유형 스낵 칩을 제공한다. 상기 칩은 하기를 함유하는 도우 조성물로부터 제조될 수 있다:
a. 약 50 % 내지 약 80 %의 하기를 함유하는 배합물:
i. 약 50 % 이상의 예비조리된 전분 기재 물질;
ii. 약 0.5 % 이상의 예비젤라틴화 전분 (상기 예비젤라틴화 전분은 약 50 % 이상 예비젤라틴화됨); 및
b. 약 30 % 내지 약 60 %의 전체수.
바람직하게는, 스낵 칩은 약 12 % 내지 약 40 %의 대형 표면 요소; 약 20 % 내지 약 40 % 중형 표면 요소; 및 약 25 % 내지 약 60 %의 소형 표면 요소를 함유하는 돌출된 표면 요소를 갖는다. 한 구현예에서, 스낵 칩의 평균 두께는 약 1 ㎜ 내지 약 3 ㎜이고; 돌출된 표면 요소의 평균 두께는 약 2.3 ㎜ 내지 약 3.2 ㎜이고; 칩의 최대 두께는 약 5.5 ㎜ 미만이며; 칩 두께의 변동 계수는 약 15 % 초과이다.
본 발명의 이러한 목적 및 기타 목적은 하기의 기재 및 청구항으로부터 명백해질 것이다.
본 발명은 돌출된 표면 요소들을 갖는 스낵 칩, 특히 균일하게 형상화된 또띠야-유형 칩에 관한 것이다.
도 1레이져 프로파일측정기에 의한 스낵 조각 표면 이미지
도 2주사 전자 현미경에 의한 스낵 조각 내부 이미지
도 3주사 전자 현미경에 의한 스낵 조각 내부 이미지
도 4주사 전자 현미경에 의한 스낵 조각 내부 이미지
도 5주사 전자 현미경에 의한 스낵 조각 내부 이미지
도 6주사 전자 현미경에 의한 스낵 조각 내부 이미지
도 7주사 전자 현미경에 의한 스낵 조각 내부 이미지
도 8부착 혼합 테스트 동안의 전력 소비 플롯
도 9도우 탈수 속도 플롯
도 10X-선 단층촬영에 의한 스낵 조각 단면 이미지
도 11칩 유리 전이 온도 결정에 대한 예시적 열 이벤트 플롯
A. 정의
본원에서 사용된 "또띠야 칩"은 랜덤하게 분산된 돌출된 표면 요소 (즉, 버블 및/또는 블리스터)를 갖는 것을 특징으로 하는 옥수수 기재 스낵 식품, 예컨대 또띠야 칩, 또띠야 크리스프, 및 기타 옥수수 기재 스낵 식품을 의미한다.
본원에서 사용된 "페이스팅 온도"는, RVA 분석 방법을 사용하여 측정시, 온도에서의 각각의 ℃ 증가 당 점도가 5 cp 유닛을 초과하여 상승하는 개시 온도이다.
본원에서 사용된 "피크 점도"는, RVA 분석 방법을 사용하여 측정시, 가열 동안의 최고 점도이다.
본원에서 사용된 "최종 점도"는, RVA 분석 방법을 사용하여 측정시, 냉각후 최종 피크 점도이다.
본원에서 사용된 "완성 제품"은 조리된 스낵 제품을 의미한다.
본원에서 사용된 "시트화가능 도우"는 찢어지거나 구멍을 형성하지 않으면서 매끄러운 표면 상에 놓여 원하는 최종 두께로 롤링될 수 있는 도우이다. 시트화가능 도우에는 압출이 수반되는 공정을 통해 시트로 형성될 수 있는 도우가 또한 포함된다.
본원에서 사용되는 "전분 기재 물질"은 천연, 탈수 (예를 들어, 플레이크, 과립, 밀(meal)) 또는 가루 형태의, 글루코피라노즈 유닛으로 구성되는 천연 발생 고중합체성 탄수화물 화합물을 의미한다. 전분 기재 물질에는 감자 가루, 감자 과립, 감자 플래뉼 (flanules), 감자 플레이크, 옥수수 가루, 마사 옥수수 가루, 옥수수 그릿 (grit), 옥수수 밀, 쌀 가루, 메밀 가루, 귀리 가루, 콩 가루, 보리가루, 타피오카, 뿐만 아니라 개질 전분, 천연 전분 및 탈수 전분, 괴경작물, 콩과식물 및 곡류, 예를 들어 옥수수, 밀, 호밀, 쌀, 찰옥수수, 귀리, 카사바, 보리, 찰보리, 찹쌀, 아미오카, 감자, 찰감자, 고구마, 사고, 왁시 사고 (waxy sago), 완두콩, 사탕수수, 아마란스, 타피오카 및 이들의 혼합물로부터 유래된 전분이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다.
본원에서 사용되는 "가루"는 시트화가능 도우 시스템의 제조에 포함되는 전분 기재물의 건조 고체 조성물을 의미한다.
본원에서 사용되는 용어 "첨가수"는 도우 성분에 첨가된 물을 의미한다. 가루 및 전분의 원천의 경우에서와 같이, 도우 성분 내에 본래부터 존재하는 물은 용어 "첨가수"에 포함되지 않는다. 첨가수의 양에는 성분들을 용해 또는 분산시키기 위해 사용된 임의의 물, 뿐만 아니라 옥수수 시럽, 가수분해 전분 등 내에 존재하는 물이 포함된다. 예를 들어, 말토덱스트린 또는 옥수수 시럽 고체가 용액 또는 시럽으로 첨가되는 경우, 시럽 또는 용액 내의 물은 첨가수로서 계산되어야 한다. 그러나, 용어 "첨가수"에는 곡류 기재 가루 내에 존재하는 물은 포함되지 않는다.
본원에서 사용되는 용어 "수분"은 존재하는 물의 전체 양을 의미하고, 본래부터 존재하는 물뿐만 아니라 도우 성분에 첨가된 임의의 물을 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "유화제"는 도우 성분에 첨가되거나 도우 성분 내에 이미 존재하는 유화제를 의미한다. 예를 들어, 감자 플레이크의 경우에서와 같이, 도우 성분 내에 원래 존재하는 유화제 또한 용어 유화제에 포함된다.
모든 백분율은 달리 구체화되지 않는다면 중량백분율이다.
용어 "지방" 및 "오일"은 달리 구체화되지 않는다면 상호교환적으로 본원에서 사용된다. 용어 "지방" 및 "오일"은 소화성 및 비소화성 지방, 오일 및 지방 대용품이 포함되는 일반적인 의미의 식용 지방 물질을 의미한다. 상기 용어에는 본질적으로 트리글리세리드로 구성되는 천연 및 합성 지방 및 오일, 예를 들어, 대두유, 옥수수유, 면실유, 해바라기유, 중올레산(mid-oleic) 해바라기유, 고올레산(high-oleic) 해바라기유, 야자유, 코코넛유, 캐놀라유, 어유, 라드 및 탈로우 (부분적으로 또는 완전히 수소화 또는 다르게 개질될 수 있음), 뿐만 아니라 부분적으로 또는 완전히 비소화성인, 트리글리세리드와 유사한 성질을 갖는 비독성 지방 물질 (본원에서 비소화성 지방으로 언급함)이 포함된다. 칼로리가 감소된 지방 및 식용의 비소화성 지방, 오일 또는 지방 대용품 또한 상기 용어에 포함된다.
용어 "비소화성 지방"은 부분적으로 또는 전체적으로 비소화성인 식용 지방 물질, 예를 들어, 폴리올 지방산 폴리에스테르, 예컨대 OLEAN™을 의미한다.
지방 및/또는 오일의 혼합물 또한 용어 지방 및 오일에 포함된다.
"폴리올"은 4 개 이상, 바람직하게는 4 내지 11 개의 히드록실 기를 함유하는 다가 알콜을 의미한다. 폴리올에는 당 (즉, 단당류, 이당류, 및 삼당류), 당 알콜, 기타 알콜 유도체 (즉, 알킬 글루코시드), 폴리글리세롤 예컨대 디글리세롤 및 트리글리세롤, 펜타에리트롤, 당 에테르 예컨대 소르비탄 및 폴리비닐 알콜이 포함된다. 적절한 당, 당 알콜 및 당 유도체의 구체적인 예로는 자일로스,아라비노스, 리보스, 자일리톨, 에리트리톨, 글루코스, 메틸 글루코시드, 만노스, 갈락토스, 프룩토스, 소르비톨, 말토스, 락토스, 수크로스, 라피노스, 및 말토트리오스가 포함된다.
"폴리올 지방산 폴리에스테르"는 4 개 이상의 지방산 에스테르 기를 갖는 폴리올을 의미한다. 3 개 이하의 지방산 에스테르 기를 함유하는 폴리올 지방산 에스테르는 보통의 트리글리세리드 지방 또는 오일의 방식으로 소화관 내에서 일반적으로 소화되고, 소화 생성물이 소화관으로부터 흡수되지만, 4 개 이상의 지방산 에스테르 기를 함유하는 이러한 폴리올 지방산 에스테르는 실질적으로 소화되지 않고 결과적으로 인체에 흡수되지 않는다. 폴리올의 모든 히드록실 기가 에스테르화될 필요는 없지만, 이당류 분자가 3 개 이하의 에스테르화되지 않은 히드록실 기를 함유하는 것이 비소화성의 목적을 위해 바람직하다. 전형적으로, 폴리올의 히드록실기의 실질적으로 모두, 예를 들어 약 85 % 이상이 에스테르화된다. 수크로스 폴리에스테르의 경우, 전형적으로 폴리올의 약 7 내지 8 개의 히드록실 기가 에스테르화된다.
폴리올 지방산 에스테르는 4 개 이상 26 개 이하의 탄소원자를 전형적으로 갖는 지방산 기를 전형적으로 함유한다. 이러한 지방산 라디칼들은 천연 발생 또는 합성 지방산으로부터 유래될 수 있다. 지방산 라디칼은 포화 또는 불포화일 수 있고 (위치적 또는 기하학적 이성체, 예를 들어, 시스- 또는 트랜스-이성체 포함), 모든 에스테르 기에 대해 동일할 수 있거나, 상이한 지방산들의 혼합물일 수 있다.
비소화성 액체 오일 또한 본 발명의 실행에서 사용할 수 있다. 비소화성 액체 오일은 완전 융점이 약 37 ℃ 미만이고, 액체 폴리올 지방산 폴리에스테르 (Jandacek; U.S. 특허 제 4,005,195 호; 1977년 1월 25일 허여 참조); 트리카르브알릴산의 액체 에스테르 (Hamm; U.S. 특허 제 4,508,746 호; 1985년 4월 2일 허여 참조); 디카르복실산의 액체 디에스테르 예컨대 말론산 및 숙신산의 유도체 (Fulcher; U.S. 특허 제 4,582,927 호; 1986년 4월 15일 허여 참조); 알파-분지쇄 카르복실산의 액체 트리글리세리드 (Whyte; U.S. 특허 제 3,579,548 호; 1971년 5월 18일 허여 참조); 네오펜틸 부분을 함유하는 액체 에테르 및 에테르 에스테르 (Minich; U.S. 특허 제 2,962,419 호; 1960년 11월 29일 허여 참조); 폴리글리세롤의 액체 지방산 폴리에테르 (Hunter 등; U.S. 특허 제 3,932,532 호; 1976년 1월 13일 허여 참조); 액체 알킬 글리코시드 지방산 폴리에스테르 (Meyer 등; U.S. 특허 제 4,840,815 호; 1989년 6월 20일 허여 참조); 에테르 2개가 연결된 히드록시폴리카르복실산 (예를 들어, 시스트산 또는 이소시트르산)의 액체 폴리에스테르 (Huhn 등; U.S. 특허 제 4,888,195 호; 1988년 12월 19일 허여 참조); 에폭시드-확장 폴리올의 액체 에스테르 예컨대 액체 에스테르화 프로폭실화 글리세린이 포함되는 각종 액체 에스테르화 알콕실화 폴리올 (White 등; U.S. 특허 제 4,861,613 호; 1989년 8월 28일 허여; Cooper 등; U.S. 특허 제 5,399,729 호; 1995년 3월 21일 허여; Mazurek; U.S. 특허 제 5,589,217 호; 1996년 12월 31일 허여; 및 Mazurek; U.S. 특허 제 5,597,605 호; 1997년 1월 28일 허여 참조); 액체 에스테르화 에톡실화 당 및 당 알콜 에스테르 (Ennis 등; U.S. 특허 제 5,077,073 호 참조); 액체 에스테르화 에톡실화 알킬 글리코시드 (Ennis 등; U.S. 특허 제 5,059,443 호, 1991년 10월 22일 허여 참조); 액체 에스테르화 알콕실화 다당류 (Cooper; U.S. 특허 제 5,273,772호; 1993년 12월 28일 허여 참조); 액체 연결 에스테르화 알콕실화 폴리올 (Ferenz; U.S. 특허 제 5,427,815 호; 1995년 6월 27일 허여 및 Ferenz 등; U.S. 특허 제 5,374,446 호; 1994년 12월 20일 허여 참조); 액체 에스테르화 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체 (Cooper; U.S. 특허 제 5,308,634 호; 1994년 5월 3일 허여 참조); 개환 옥솔란 유닛을 함유하는 액체 에스테르화 폴리에테르 (Cooper; U.S. 특허 제 5,389,392 호; 1995년 2월 14일 허여 참조); 액체 알콕실화 폴리글리세롤 폴리에스테르 (Harris; U.S. 특허 제 5,399,371 호; 1995년 3월 21일 허여 참조); 액체 부분 에스테르화 다당류 (White; U.S. 특허 제 4,959,466호 ; 1990년 9월 25일 허여 참조); 뿐만 아니라 액체 폴리디메틸 실록산 (예를 들어, Fluid Silicones, Dow Corning)이 포함된다. 비소화성 액체 오일 성분에 관한 모든 상기 언급된 특허들은 본원에 참고로 반영된다. 비소화성 고체 지방 또는 기타 고체 물질을 비소화성 액체 오일에 첨가하여 패시브 오일 (passive oil) 손실을 방지할 수 있다. 특히 바람직한 비소화성 지방 조성물에는 U.S. 특허 제 5,490,995 호 (Corrigan 등에게 허여, 1996), U.S. 특허 제 5,480,667 호 (Corrigan 등에게 허여, 1996), U.S. 특허 제 5,451,416 호 (Johnston 등에게 허여, 1995) 및 U.S. 특허 제 5,422,131 호 (Elsen 등에게 허여, 1995)에 기술된 것들이 포함된다. U.S. 특허 제 5,419,925 호 (Seiden 등에게 허여, 1995)에는 칼로리가 감소된 트리글리세리드 및 폴리올 폴리에스테르의 혼합물이 기술되어 있고, 이는 본원에서 사용될 수 있지만, 전형적으로 바람직한 것보다 더욱 소화성인 지방을 제공한다.
바람직한 비소화성 지방은 트리글리세리드와 유사한 성질을 갖는 지방성 물질 예컨대 수크로스 폴리에스테르이다. 바람직한 비소화성 지방인 OLEAN™은 The Procter and Gamble Company가 제조한다. 이러한 바람직한 비소화성 지방은 U.S. 특허 제 5,085,884 호 (Young 등, 1992년 2월 4일 허여), 및 U.S. 특허 제 5,422,131 호 (1995년 6월 5일, Elsen 등에게 허여)에 기술되어 있다.
B. 도우
본 발명의 특히 중요한 국면은 도우이다. 본 발명의 도우는 약 50 % 내지 약 80 %의 성분 배합물 및 약 30 % 내지 약 60 %의 전체수 ("전체 수분")을 함유한다. 성분 배합물은 하기를 함유한다: (1) 예비조리된 전분 기재 물질; (2) 예비젤라틴화 전분, 및 임의로, 그러나 바람직하게는 (3) 유화제를 함유한다. 성분 배합물은 임의로 천연 가루, 단백질 공급원, 개질 전분, 저항성 전분, 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 가루는 기타 미량 성분 예컨대 색소, 영양소 또는 향미료를 임의로 함유할 수 있다. 도우를 형성하기 위해 첨가된 "첨가수"의 수준은 건조 가루 물질로부터 성분 배합물이 제조되는 경우 전형적으로 약 20 % 내지 약 50 %이다.
프라잉 전의 베이킹 없이 또띠야 스타일 칩의 달성이 도우 조성물 및 특정 원료 성질을 주의깊게 조절함으로써 달성될 수 있다는 것이 뜻밖에 발견되었다. 생성된 최종 제품은 또띠야 칩의 바삭하고 양분된 텍스쳐 특징과 함께 랜덤하고 버블성인 표면 외관을 갖는다.
1. 성분 배합물
예비조리된 전분 기재 물질
본 발명의 가루 배합물은 예비조리된 전분 기재 물질을 함유한다. 본 발명의 바람직한 구현예는 밀, 옥수수, 호밀, 귀리, 보리, 사탕수수 또는 이들의 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지 않는 적절한 곡물로부터 유래된 예비조리된 전분 기재 물질을 사용하는 것이 포함된다.
예비조리된 전분 기재 물질은 약 50 % 이상, 바람직하게는 약 50 % 내지 약 90 %, 더욱 바람직하게는 약 55 % 내지 약 80 %의 곡물 기재 가루를 함유한다.
예비조리된 전분 기재 물질은 바람직하게는 물의 존재 하에 전분 기재 물질의 수화시 시팅을 가능하게 하기에 충분한 젤라틴화 수준으로 조리되고, 이때 용어 "젤라틴화"는 물 및 열에의 노출시 전분 과립의 팽창을 의미한다. 이러한 방식으로 제조된 예비조리된 전분 기재 물질은 본원에서 "마사"로 정의된다. 도우는 예비조리된 전분 기재 물질로부터 직접적으로 제조될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 예비조리된 전분 기재 물질을 건조시키고 분쇄하여 건조 과립형 가루를 형성시킨 후, 이어서 이를 재수화시켜 시트화가능 도우를 형성시킨다. 예비조리된 전분 기재 물질은 건조 가루를 형성하도록 가공되는 경우 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 최종 수분 함량으로 건조되는 것이 바람직하다.
조리 정도와 관련된 예비조리된 전분 기재 물질의 여러가지의 물리적 성질은 양호한 버블 팽창 조절 및 원하는 시팅 성질을 전달하는데 임계적이다. 예비조리된 전분 기재 물질이 분석을 위해 조리 제조 공정으로부터 직접 취해진 습윤 상태일 경우, 이의 성질 분석에 대해 추가적인 고려사항이 제공될 필요가 있다. 마사 내의 조리 제조 단계로부터 존재하는 물의 수준을 고려할 필요가 있다. 습윤 마사의 샘플을 먼저 이의 전체 수분 함량에 대해 진공 오븐을 사용하여 분석하여야 한다. 습윤 마사 내에 존재하는 전체 수분은 물이 마사에 첨가되는 모든 분석, 예컨대 수흡수 지수 (Water Absorption Index: WAI) 및 급속 점도계 분석 (Rapid Viscomteric Anylyses: RVA) (두 분석 모두 본원에 기술됨)으로부터 공제되어야 한다. 이러한 분석 모두 샘플 내에 존재하는 건조 물질 고체의 중량에 대해 일반적으로 일정한 수준으로 유지되는 과량의 물을 사용한다. 습윤 마사로부터 존재하는 물을 감안하는 것은 이러한 분석의 정확성 및 일관성을 증강시킨다.
습윤 마사를 동결 건조시키는 것은 물질의 성질을 분석하기 위한 또다른 샘플 제조 방법을 제공한다. 약 20 g 내지 약 50 g의 습윤 마사 샘플을 먼저 약 7 % 내지 약 15 %의 수분 함량으로 동결건조시킨다. 이어서 건조된 샘플을 U.S. #20 스탠다드 체 상 놓고, 이어서 메쉬 크기가 감소되는 여러 체를 사용함으로써 과립화시킨다. 5 개의 마블을 각각의 체 상에 놓고, 체의 세트를 Ro-Tap 체 쉐이커 (U.S. Tyler and Company, Mentor, Ohio)를 사용하여 흔든다. 습윤 및 건조 마사 성질을 평가하는 방법은 [Ramirez 등, "Cooking Time, Grinding Time, and Moisture Content, Effect on Fresh Corn Masa Texture", Cereal-Chemistry, 71 (4), 1994, p. 337-349]에서 재고된다. WAI 및 RVA 분석을 수행하는 경우, 동결 건조된 샘플 내에 존재하는 수분은 진공 오븐 건조에 의해 수행되어야 하고, 분석을 수행하기 위해 샘플에 첨가된 과량의 물의 양으로부터 공제되어야 한다.
대안적으로, 습윤 마사 물질을 다른 수단을 사용하여 건조시키고 분쇄하여 과립형의 가루상 컨시스턴시를 갖도록 할 수 있다. 습윤 마사는 당업자에 의해 건조 및 분쇄하여 건조 가루를 형성함으로써 분석용으로 제조할 수 있다. 건조는 드럼 건조, 오븐 건조, 유동층 건조, 바람직하게는 진공 오븐 건조, 더욱 바람직하게는 진공 유동층 건조가 포함되지만 이에 한정되는 않는 여러 방법을 통해 달성될 수 있다. 습윤 마사는 약 7 중량% 내지 약 16 중량%의 최종 수분 수준으로 건조되어야 한다. 바람직하게는 건조 동안 물질을 기계적 또는 대류 수단에 의해 진탕시켜 클럼핑 또는 응집을 피함으로써 물질 전체에 걸친 균일한 건조를 촉진한다. 건조 온도 및 건조 기간은 건조된 물질 내에서의 얼얼하고 쓴 향, 연기 또는 빈번한 진한 변색의 존재로 입증되는 물질의 연소없이 원하는 수분 범위가 달성되도록 조정되어야 한다. 건조 시간은 일반적으로 약 5 분 내지 약 30 분이고, 건조 온도는 약 250 ℉ 내지 약 550 ℉이다. 마사 내의 수분 수준, 조리 정도 및 진탕 정도와 같은 인자는 최적의 건조 조건의 구축을 달성할 수 있다. 이어서 건조된 물질을 마멸 밀링, 핀 밀링, 커뮤니테이션 (communitation), 커팅, 또는 분쇄 예컨대 해머 밀링(milling) 또는 한쌍의 돌 사이가 포함되지만 이에 한정되지 않는 적절한 방법을 사용하여 과립형 가루로 분쇄하여야 한다. 일관된 분석을 수행하기 위한 바람직한 입자 크기 분포 (PSD)는 약 0 중량% 내지 약 15 중량%가 스탠다드 U.S. 16호 체 (1190 마이크론 스크린 크기) 상에 남고, 약 5 중량%내지 약 30 중량%가 스탠다드 U.S. 25호 체 (710 마이크론 스크린 크기) 상에 남고, 약 5 중량% 내지 약 30 중량%가 스탠다드 U.S. 40호 체 (425 마이크론 스크린 크기) 상에 남고, 약 20 중량% 내지 약 60 중량%가 스탠다드 U.S. 100호 체 (150 마이크론 스크린 크기) 상에 남고, 약 3 중량% 내지 약 25 중량%가 스탠다드 U.S. 200호 체 (75 마이크론 스크린 크기) 상에 남고, 약 0 중량% 내지 약 20 중량%가 스탠다드 U.S. 200호 체 (75 마이크론 스크린 크기)를 통과하는 것이다. 분석용 건조 습윤 마사 샘플을 제조하기 위한 분쇄 절차는 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
예비조리된 전분 기재 물질의 강한 도우 시트를 구축하기에 결정적인 수준으로 수화 및 아밀로즈를 방출하는 능력과 관련된 두 측정값은 점도 및 수흡수 지수 (WAI)이다. WAI는 물의 흡수로부터 발생하는 전분의 팽윤력과 관련된다. 점도는 RVA-4 기구 (Newport Scientific Co. Inc. 제조)로 급속 점도계 분석 (RVA) 방법을 사용하여 온도의 함수로 측정한다. 예비조리된 전분 기재 물질의 페이스팅 온도는 약 140 ℉ 내지 약 209 ℉, 바람직하게는 약 160 ℉ 내지 약 194 ℉이어야 한다. 에비조리된 전분 기재 물질의 피크 점도는 약 200 센티푸아즈 내지 약 1500 센티푸아즈 (cp), 바람직하게는 약 300 cp 내지 약 1300 cp이어야 한다. 예비조리된 전분 기재 물질의 최종 점도는 약 500 cp 내지 약 2200 cp, 바람직하게는 약 600 cp 내지 약 2000 cp이어야 한다. 예비조리된 전분 기재 물질의 WAI는 약 2 내지 약 4, 바람직하게는 약 3 내지 약 4이어야 한다.
예비조리된 전분 기재 물질의 입자 크기 분포 (PSD)는 버블 발생 수준을 조절하는 중요한 파라미터이다. 매우 미세한 물질로는 버블 선명도는 매우 낮은 과도하게 팽창된 퍼프 칩이 생성된다. 스낵 칩 표면에서의 증가된 국소적 지방 농도 또한 먹는 동안 매우 기름지고 바람직하지 않은 구강 느낌을 생성시킬 수 있다. 역으로, 매우 거친 가루로는 팽창이 거의 없거나 없어 칩 표면 상에 버블이 거의 존재하지 않게 된다. 거친 물질의 존재는 도우 구조를 중단시켜, 스팀이 프라잉 동안 벗어날 수 있는 적출 부위 및 벤트 홀 (vent hole)을 제공한다. 많은 벤트 홀은 도우 확산 저항을 감소시키고, 버블이 형성되기 전에 스팀이 벗어나도록 한다. #16 U.S. 체 (1190 마이크론 스크린 크기) 상에 남아 있는 예비조리된 전분 기재 물질의 양은 약 0 중량% 내지 약 15 중량%, 바람직하게는 약 2 중량% 내지 약 10 중량%, 더욱 바람직하게는 약 3 중량% 내지 약 7 중량%, 가장 바람직하게는 약 3 중량% 내지 약 5 중량%이어야 한다. #25 U.S. 체 (710 마이크론 스크린 크기) 상에 남는 예비조리된 전분 기재 물질의 양은 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 25 중량%, 더욱 바람직하게는 약 12 중량% 내지 약 20 중량%, 가장 바람직하게는 약 14 중량% 내지 약 18 중량%이어야 한다. #40 U.S. 체 (425 마이크론 스크린 크기) 상에 남는 예비조리된 전분 기재 물질의 양은 약 5 중량% 내지 약 30 중량%, 바람직하게는 약 12 중량% 내지 약 20 중량%, 가장 바람직하게는 약 14 중량% 내지 약 18 중량%이어야 한다. #100 U.S. 체 (150 마이크론 스크린 크기) 상에 남는 예비조리된 전분 기재 물질의 양은 약 20 중량% 내지 약 60 중량%, 바람직하게는 약 32 중량% 내지 약 48 중량%, 가장 바람직하게는 약 37 중량% 내지 약 46 중량%이어야 한다. #200 U.S. 체 (75 마이크론 스크린 크기) 상에 남는 예비조리된 전분 기재 물질의 양은 약 3 중량% 내지 약 25 중량%, 바람직하게는 약 7 중량% 내지 약 20 중량%, 가장 바람직하게는 약 12 중량% 내지 약 18 중량%이어야 한다. #200 U.S. 체 (75 마이크론 스크린 크기)를 통과하는 예비조리된 전분 기재 물질의 양은 약 0 중량% 내지 약 20 중량%, 바람직하게는 약 4 중량% 내지 약 16 중량%, 가장 바람직하게는 약 6 중량% 내지 약 10 중량%이어야 한다. 습윤한 예비조리된 전분 기재 물질의 경우, 상기 기술된 동결 건조 및 과립화 방법을 사용하여 입자 크기 분포를 결정할 수 있다. 거친 입자의 공급원에는 콩과 식물 예컨대 콩, 전분 또는 가공 입상물질 또는 크랙킹된 쌀, 건식 밀링된 밀, 건식 밀링된 옥수수, 건식 밀링된 사탕수수, 롤링된 귀리, 롤링된 보리, 또는 롤링된 호밀이 또한 포함된다. 바람직하게는 거친 입자의 공급원은 벌크 가루의 것과 동일하다.
라임-물 용액 내에서 조리 및 침지된 옥수수로 본질적으로 구성되어 독특한 또띠야 향미 특성이 생성되고 옥수수의 커넬이 연화되어 전분이 방출된 본 발명의 예비조리된 전분 기재 물질이 바람직하다. 이러한 방식으로 처리된 옥수수는 본원에서 옥수수 마사로 정의된다. 옥수수 마사를 제조하는 단계에는 전형적으로 전체 옥수수를 약 0.1 % 내지 약 2 % 라임 (옥수수의 중량 기준)을 함유하는 라임-물 용액에서 약 5 분 내지 약 180 분 동안 약 160 ℉ 내지 약 212 ℉에서 조리하는 것이 포함된다. 이어서 용액 내의 조리된 옥수수로부터 열을 제거하고, 혼합물을 약 2 시간 내지 약 24 시간 동안 침지되도록 방치한다. 이어서 옥수수를 반복적으로 세정하여 라임-물을 제거하고, 임의로 켄칭하고 혼합하여 응집성도우를 형성시킨다. 이어서 조리된 옥수수 물질을 시트화가능 도우로 가공할 준비를 한다. 옥수수를 알칼리성 용액 내에서 조리하는 공정은, ["Dry Corn Flour Masa Flours for Tortilla and Snack Foods", M.H, Gomez 등, Cereal Foods World, 32/5,372.], ["Properties of Commercial Nixtamalized Corn Flours", H.D. Almeida 등, Cereal Foods World, 41/7,624], U.S. 특허 제 3,194,664 호 (Eytinge, 1965), U.S. 특허 제 4,205,601 호 (Velasco, Jr., 1980), U.S. 특허 제 4,299,857 호 (Velasco, Jr., 1981), U.S. 특허 제 4,254,699 호 (Skinner, 1981), U.S. 특허 제 4,335,649 호 (Velasco, Jr. 등, 1982), U.S. 특허 제 4,363,575 호 (Wisdom, 1982), U.S. 특허 제 4,381,703 호 (Crimmins, 1983) 및 U.S. 특허 제 4,427,643 호 (Fowler, 1984)에 기술된 바와 같이, 종종 "닉스타말화"로 칭해지고, 최종 도우 제품은 "닉스타말"로 칭해진다. 오일 함량이 낮은 제품의 제조를 가능하게 하는 찰옥수수 기재 마사는 U.S 특허 제 4,806,377 호 (Ellis 등, 1998)에 개시되어 있다.
조리된 옥수수를 습윤 상태로 사용할 수 있거나, 더욱 바람직하게는 냉각된 옥수수를 건조 단계에 적용한 후 분쇄하여 건조 마사 가루를 제조할 수 있다. 본원에서 사용되는 "옥수수 마사"에는 습윤 또는 건조 (마사 가루) 상태의 조리된 옥수수가 포함된다. 압출 접근법을 사용하는 마사 가루의 제조 방법은 U.S. 특허 제 4,221,340 호 (dos Santos, 1980), U.S. 특허 제 4,312,892 호 (Rubio, 1982), U.S. 특허 제 4,513,018 호 (Rubio, 1985), U.S. 특허 제 4,985,269 호 (Irvin 등, 1991), U.S. 특허 제 5,176,931 호 (Herbster, 1993), U.S. 특허 제5,532,013 호 (Martinez-Bustos 등, 1996), 제 5,558,886 호 (Martinez-Bustos 등, 1996), U.S. 특허 제 5,558,898 호 (Sunderland, 1996), U.S. 특허 제 6,025,011 호 (Wilkinson 등, 2000)를 참조할 수 있다. 세분된 조리된 옥수수 도우의 대안적인 제조 방법은 U.S. 특허 제 4,645,679 호 (Lee, III 등, 1987)를 참조할 수 있다. 바람직하게는 찰옥수수 기재 전분을 사용하는 2 단계 부가혼합 및 침지 공정을 사용하는 추가적인 대안적인 접근겁은 U.S. 특허 제 5,429,834 호 (Addesso 등), U.S. 특허 제 5,554,405 호 (Fazzolare 등, 1996), U.S. 특허 제 5,625,010 호 (Gimmlet 등, 1997), 및 U.S. 특허 제 6,001,409 호 (Gimmler 등, 1999)를 참조할 수 있다. 마사의 향미는 발아된 곡물 예컨대 옥수수의 첨가로 조절될 수 있고, 이는 U.S. 특허 제 5,298,274 호 (Khalsa, 1994)를 참조할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 건조 옥수수 마사 가루를 사용한다. 건조 옥수수 마사 가루의 제조 방법은 [Gomez 등, "Dry Corn Masa Flours for Tortilla and Snack Food Production", Cereal Foods World, 32 (5), 1987, p. 372] 및 [Clark, D.B., "Corn Chip Quality Depends on Masa", Chipper Snacker, 1983년 4월, p.26, 및 "Azteca Milling Completes Expansion Project", Chipper Snacker, 43(2), 1986, p.28]에서 확인할 수 있다. 바람직한 옥수수 마사에는 흰옥수수 마사 및 노란 옥수수 마사가 포함된다.
바람직하게는, 본 발명의 가루 배합물은 약 40 % 내지 약 95 % 옥수수 마사 가루, 바람직하게는 약 40 % 내지 약 90 %, 더욱 바람직하게는 약 55 % 내지 약 80 %, 더욱 더 바람직하게는 약 65 % 내지 약 80 %, 가장 바람직하게는 약 70 % 내지약 80 %를 함유한다..
원하는 성질의 마사 가루는 가루를 연속적인 순서의 조리에서 건조까지의 단일 로트로서 가공함으로써 수득할 수 있다. 대안적으로, 마사 가루를 상이한 가공 조건을 사용하여 상이한 시간에 제조된 다중 로트의 배합물을 통해 제조할 수 있다.
옥수수 기재 가루에 포함될 수 있는 다른 가루로는 분쇄 옥수수, 옥수수 가루, 옥수수 그릿, 옥수수 밀, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이에 한정되지는 않는다. 이러한 옥수수 기재 가루들을 블렌딩하여 상이한 조성 및 향미의 스낵을 제조할 수 있다.
전분
모든 전분의 조성이 도우 팽창, 버블 발생 및 버블 고정에 바람직한 수화, 결합 및 수 방출 성질을 제공하도록 조절되는 것이 본 발명에 중요하다. 원하는 수준의 버블링 및 입에서 허용가능한 텍스쳐를 갖는 칩을 특정 마사 가루 및 예비젤라틴화 전분 조성물의 부가혼합에 의해 제조할 수 있다는 것이 관찰되었다. 최종 제품은 개질 전분, 저항성 전분, 단백질 및 미량 성분의 첨가에 의해 추가로 최적화될 수 있다. 텍스쳐 및 외관 개선에 이르는 주요 메카니즘은 혼합 동안 더욱 조절된 수화 및 부분적으로 및 전체적으로 겔화된 전분의 프라잉 동안 바람직한 탈수 속도인 것으로 여겨진다.
예비 젤라틴화 전분
본 발명의 성분 배합물은 예비 젤라틴화 전분을 함유한다. 본원에서 사용되는 이러한 기술에서의 "전분"에 대한 참조는 이들의 상응하는 가루를 포함하는 것을 의미한다. 가루 배합물은 건조 중량 기준으로 약 0.5 % 내지 약 30 % 예비 젤라틴화 전분, 바람직하게는 약 2 % 내지 약 30 %, 더욱 바람직하게는 약 4 % 내지 약 30 %, 더욱 더 바람직하게는 약 4 % 내지 약 20 %, 가장 바람직하게는 약 4 % 내지 약 10 %를 함유한다. 이러한 예비 젤라틴화 전분은 가루 배합물에 첨가되고, 곡물 기재 가루 또는 임의의 다른 가루 배합물 성분 내에 원래 존재하는 것 이상이다.
건조 가루 내에 존재하는 젤라틴화 전분의 수준은 원하는 도우 시팅 및 버블 팽창 성질을 전달하기 위한 중요한 요소이다. 예비 겔화 전분을 단독으로 곡물 기재 가루에 첨가하는 것은 원하는 버블 팽창 성질을 전달하기에 충분하다. 젤라틴화는 증가하는 온도 및 이용가능한 물에 따라 가속되는 물의 흡수 및 섭취로 인한 전분 과립의 팽윤으로 정의된다. 전분 과립이 팽윤되면서, 복굴절이 손실된다. 용어 젤라틴화는 실체-광학 현미경 하에 보았을 때 이들의 극성 크로스를 상실하고, 이들의 과립 구조를 상실할 수 있거나 상실하지 않을 수 있는 전분 과립을 의미한다.
베이킹에 의존하는 전통적인 또띠야 제조에서, 도우 시트의 표면은 물을 제거하면서 또한 전분 젤라틴화를 증가시키는 베이킹 공정으로 인해 점도가 증가한다. 베이킹 공정은 다양한 수준의 수분 포켓이 도우의 표면 아래에 존재하는 랜덤한 표면 건조를 야기한다. 이러한 수분 포켓은 프라잉 동안 스팀 버블에 대한 공급원이 되고, 이는 국소적인 도우 팽창에 이른다. 베이킹 동안 발생하는 증가된 젤라틴화는 팽창을 유지하여 버블이 고정되도록 하기에 필요한 도우 강도를 제공한다. 전통적인 또띠야 공정은 수분이 중심으로부터 도우 조각의 가장자리로 이동하도록 하는 평형화 단계를 베이킹 후에 임의로 갖는다. 베이킹된 도우는 약 3 분 동안 평형되도록 취해질 수 있어 제조 공정에서 긴 단계를 추가한다.
예비 젤라틴화 전분은 도우 강도를 발달시키는 것을 돕고, 도우에 강한 한정을 제공하고, 프라잉 동안 도우의 팽창을 조절하는 것을 돕는다. 예비젤라틴화 전분은 일단 수화된 도우을 결합시키는 것을 도와, 표면 버블의 형성을 가능하게 하고, 프라잉 동안 스팀이 균일하게 팽창될 수 있는 응집성 구조를 제공하여 최적의 텍스쳐 및 형상의 가시적인 한정을 제공한다.
이러한 발생 동안 예비 젤라틴화 전분 또는 가루를 첨가하는 것이 개선된 표면 버블 발생 및 텍스쳐 팽창을 가능하게 하고, 바람직한 구현예에서 사용되어 전통적인 또띠야 칩 제조 공정에서 사용되는 베이킹 단계를 대체할 수 있다는 것이 발견되었다. 예비 젤라틴화 가루의 유형 및 수준은 매우 중요하다. 너무 적은 가루로는 팽창을 지지할 수 없는 약한 도우 시트가 생성된다. 너무 많이 첨가하면 너무 많은 도우 표면 결합 및 프라잉 동안 너무 많은 스팀을 보유하는 강도로 인해 퍼프 칩이 생성된다.
예비 젤라틴화 전분 또는 가루에 대한 젤라틴화 수준은 약 50 % 초과, 바람직하게는 약 65 % 초과, 더욱 바람직하게는 약 80 % 초과, 가장 바람직하게는 약 90 % 초과이어야 한다. 복굴절의 손실 및 결정성의 손실을 편광 광학 현미경을통해 측정하는 것은 젤라틴화 수준을 결정하는 한 방법이다 (비-복굴절 또는 비-결정성 전분 과립 대 전체 관찰된 것의 비가 젤라틴화 수준과 관련됨). [Carbohydrate Chemistry for Food Scientists, Roy L. Whistler 및 James N. BeMiller, American association of Cereal Chemists, 1997]에는 전분 젤라틴화 성질 및 측정 방법이 기술되어 있다. 대안적으로, 바람직한 젤라틴화 수준의 측정 방법은 예비 겔화된 전분이 1,4-알파-글루코시다제 또는 알파 아밀라제와 같은 효소와 반응하는 효소 촉매 가수분해에 의한 것이다. 예비겔화된 전분은 더욱 쉽게 가수분해되어 젤라틴화 수준이 증가된 당을 형성한다. 일반적으로, 가수분해와 함께 발생하는 당화의 수준은 전분 물질의 젤라틴화 수준에 상응한다. 효소 촉매 가수분해에 의한 젤라탄화 측정은 [Govindasamy, S. 등, "Enzymatic Hydrolysis of Sago Starch in a Twin Screw Extruder", Journal of Food Engineering, 32 (4), 1998, p. 403-426] 및 [Govindasamy, S. 등, "Enzymatic Hydrolysis and Saccharifiaction Optimisation of Sago Starch in a Twin Screw Extruder", Journal of Food Engineering, 32 (4), 1998, p. 427-446] 및 [Roussel, L., "Sequential Heat Gelatinization and Enzymatic Hydrolysis of Corn Starch in an Extrusion Reactor", Lebensmittel-Wissenschaft-und-Technolgie, 24 (5) 1992, p. 449-458]을 참조할 수 있다.
일반적으로, 열 공정을 사용하여 예비 젤라틴화 전분 또는 가루를 제조하고, 이에는 배치 공정, 오토클레이빙 또는 열 교환기 또는 제트-쿠커가 수반되는 연속적인 공정이 포함될 수 있다. 젤라틴화 전분 또는 가루는 탄수화물 공급원을함유하는 전분을 물과 함께 원하는 젤라틴화 수준으로 조리함으로써 제조될 수 있다. [pp. 427-444. Chapter 12, Kruger & Murray, Rheology & Texture in Food Quality, TM. DeMan 등 편저 (AVI Publishing, Westport, CT, 1976)], [pp. 35 449-520, Chapter 21, Starch Chemistry & Technology, Vol. 2, R. Whistler 편저 (Academic Press, New York, N.Y., 1967)] 및 [pp. 165-171, Chapter 4, E.M. Osman, Food Theory & Applications, P.C. Paul 등 편저 (Jolm Wiley 7 Sons, Inc. New York, N.Y. 1972)의 개시 참조. 또다른 조리 공정은 이축 압출기를 사용하여, 탄수화물을 함유하는 전분을 물과 함께 압출기 내로 공급하고, 압출기 내에서 증가된 온도 및 압력으로 전분을 높은 젤라틴화 수준으로 조리하는 것이다. 세분화 전분 혼합물 및 초음파 펄스 연소 엔진을 사용하여 예비 겔화 전분을 제조하는 공정은 U.S. 특허 제 4,859,248 호 (Thaler 등, 1989)를 참조할 수 있다.
예비 겔화 전분 물질의 조리 정도 및 이어지는 젤라틴화 수준은 이의 RVA 점도 프로파일 및 수흡수성에 의해 특징지워질 수 있다. 예비 겔화전분의 피크 점도는 약 20 cp 내지 약 5000 cp, 바람직하게는 약 500 cp 내지 약 4600 cp, 가장 바람직하게는 약 1500 cp 내지 약 4600 cp이어야 한다. 예비 겔화 전분의 최종 점도는 약 10 cp 내지 약 4000 cp, 바람직하게는 약 50 cp 내지 약 3000 cp, 가장 바람직하게는 약 300 cp 내지 약 2700 cp이어야 한다. 예비 겔화 전분의 WAI는 약 4 내지 약 20, 바람직하게는 약 6 내지 약 18, 가장 바람직하게는 약 12 내지 약 16이여야 한다.
젤라틴화 전분을 제조하기 위한 전분 기재 탄수화물의 적절한 공급원에는 옥수수, 밀, 호밀, 쌀, 찰옥수수, 귀리, 카사바, 보리, 찰보리, 찹쌀, 아미오카, 감자, 찰감자, 고구마, 사고, 왁시 사고, 완두콩, 사탕수수, 아마란트, 타피오카, 및 이들의 혼합물이 포함되고, 바람직하게는 타피오카, 옥수수, 또는 사고 야자 전분이 포함되며, 가장 바람직하게는 사고 야자 전분이 포함된다. 예비 젤라틴화 전분의 바람직한 공급원으로는 고도의 조리로 가공된 덴트 콘 및 사고 야자가 포함된다.
대안적인 구현예로서, 예비 겔화 전분을 사용하여 거친 입자 크기 물질을 가루 배합물에 제공할 수 있다.
천연 전분
가루 배합물은 약 25 % 미만, 바람직하게는 약 18 % 미만, 더욱 바람직하게는 약 1 % 내지 약 15 %, 가장 바람직하게는 약 3 % 내지 약 7 %의 천연 가루를 함유할 수 있다. 본원에서 사용되는 "천연" 전분은 천연에서 발견되는 것이고, 이러한 기술에서의 용어 "전분"은 이들의 상응하는 가루를 포함하는 것을 의미한다. 천연 전분은 예비 처리 또는 예비 조리되지 않은 것이다. 적절한 천연 전분에는 괴경작물, 콩과작물, 및 곡물, 예컨대 옥수수, 밀, 호밀, 쌀, 찰옥수수, 귀리, 카사바, 보리, 찰보리, 찹쌀, 아미오카, 감자, 찰감자, 고구마, 사고, 왁시 사고, 완두콩, 사탕수수, 아마란트, 타피오카, 및 이들이 혼합물로부터 유래되는 것들이 포함된다. 특히 바람직한 것은 옥수수로부터 유래된 천연 전분이다.
마사 가루 및 예비 겔화 전분의 수화 수준을 조리되지 않은 천연 전분을 가루 배합물에 첨가하여 조절하는 것이 바람직하다. 천연 가루는 수화율 및 더욱조리된 전분 물질의 수준을 좌우하는 버퍼를 제공한다. 천연 가루 내의 전분은 일부 물은 칩의 표면으로부터 스팀로서 즉각적으로 증발하고 일부는 인접한 예비 겔화 전분 분자로 확산되는 프라잉 동안 발생하는 것과 같이 가열시 물을 생성시킨다. 이는 물을 예비 겔화 전분에 천천히 계량하여 이들을 쉽게 이용가능한 도우 시스템으로부터의 모든 물보다 더욱 조절된 속도로 수화 및 팽창되도록 한다.
천연 전분의 첨가는 최종 제품의 바삭함을 두가지 방식으로 개선시킨다. 먼저, 천연 가루의 존재는 예비 젤라틴화 전분이 프라잉 동안 과도하게 조리되는 것을 방지하여 고무질의 부드러운 컨시스턴시를 갖는 스낵이 제조되도록 한다. 두번째로, 천연 전분은 프라잉 동안 더욱 빠르게 탈수되어, 바삭하고 더욱 손상되지 않은 전분 셀의 후방 영역을 남긴다.
대안적인 구현예에서, 천연 전분을 사용하여 거친 입자 크기 물질을 가루 배합물에 제공할 수 있다.
개질 전분
개질 전분이 가루 배합물에 포함되어 최종 제품의 바삭함을 개선시킬 수 있다. 본원에서 사용하기에 적절한 개질 전분에는 전환 (효소, 열, 또는 산 전환), 아세틸화, 염소화, 산 가수분해, 효소 작용, 산화, 카르복실, 술페이트 또는 술포네이트 기의 도입, 산화, 인산화, 에테르화, 에스테르화 및/또는 화학적 가교에 의해 개질된 임의의 적절한 식품 전분이 포함되거나, 또는 적어도 부분적인 가수분해 및/또는 화학적 개질이 포함된다. 적절한 개질 전분은 전분 예컨대 옥수수, 밀, 호밀, 쌀, 찰옥수수, 귀리, 카사바, 보리, 찰보리, 찹쌀, 아미오카, 감자, 찰감자, 고구마, 사고, 왁시 사고, 완두콩, 사탕수수, 아마란트, 타피오카, 및 이들의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 본원에서 사용되는 "개질 전분"에는 특성 성질을 갖도록 조절 또는 개량된 전분, 예컨대 높은 수준의 아밀로스를 함유하도록 개량된 하이브리드, 뿐만 아니라 선택된 바람직한 조성물을 전달하기 위해 "정제된" 전분 또한 포함된다.
가루 배합물은 약 35 % 미만, 바람직하게는 약 15 % 미만, 더욱 바람직하게는 약 1 % 내지 약 10 %, 가장 바람직하게는 약 3 % 내지 약 8 % 개질 전분을 함유할 수 있다. 본원의 개질 전분은 본 발명의 다른 가루 배합물 내에 원래 존재하는 것 이상의 개질 전분이다.
개질 전분의 특히 바람직한 공급원은 찰옥수수, 고아밀로스 옥수수 및 타피오카로부터 유래되는 것들이다. 바람직한 찰옥수수 유래 전분에는 Baka-Plus, Baka-Snak, Thermtex, 및 N-Creamer46 (National Starch and Chemical Co., Bridgewater, NJ 판매)가 포함된다. 바람직한 고아밀로스 옥수수 유래 전분에는 HylonVII, Crisp Film, 및 National1900 (National Starch and Chemical Co., Bridgewater, NJ 판매)가 포함된다. 고아밀로스 전분의 아밀로스 함량은 바람직하게는 40 % 초과, 더욱 바람직하게는 70 % 초과이다. 고아밀로스 전분을 전달하는 방법은 U,S. 특허 제 5,131,953 호 (Kasica 등, 1992), U.S. 특허 제 5,281,432 호 (Zallie 등, 1994), 및 U.S. 특허 제 5,435,851 호 (Kasica 등 1995)를 참조할 수 있다. 유익한 바삭한 텍스쳐 결과를 전달하는 고아밀로스 전분의 수준은 약 1 % 내지 약 12 %, 바람직하게는 약 3 % 내지 약9 %, 가장 바람직하게는 약 4 % 내지 약 8 %의 수준으로 첨가될 수 있다. 바람직한 타피오카 유래 전분에는 UltraTexIII 및 Amioca(National Starch and Chemical Co., Bridgewater, NJ 판매)가 포함된다. 고아밀로스 전분의 페이스팅 온도는 약 170 ℉ 내지 약 200 ℉, 더욱 바람직하게는 약 185 ℉ 내지 약 195 ℉이다. 고아밀로스 전분의 RVA 측정 피크 점도는 바람직하게는 약 200 cp 내지 약 400 cp, 더욱 바람직하게는 약 220 cp 내지 약 270 cp이다. 고아밀로스 전분의 RVA 측정 최종 점도는 바람직하게는 약 300 cp 내지 약 500 cp, 더욱 바람직하게는 약 400 cp 내지 약 500 cp이다.
개질 전분은 물리적 또는 화학적으로 변형되어 기능적 특성이 개선된 전분을 가리킨다. 적절한 개질 전분에는 예비젤라틴화 전분, 저점도 전분 (에를 들어, 덱스트린, 산 개질 전분, 산화 전분, 효소 개질 전분), 안정화 전분 (예를 들어, 전분 에스테르, 전분 에테르), 가교 전분, 전분 당 (예를 들어, 글루코스 시럽, 덱스트로스, 이소글루코스) 및 처리가 조합된 전분 (예를 들어, 가교 및 젤라틴화) 및 이들의 혼합물이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. 적절한 전분 및 제조 방법은 U.S. 특허 제 3,899,602 호 (Rutenberg 등, 1975), U.S. 특허 제 3,940,505 호 (Nappen 등, 1976), U.S. 특허 제 3,977,879 호 (Wurzburg 등, 1976), U.S. 특허 제 4,017,460 호 (Tessler, 1977), U.S. 특허 제 4,048, 435 호 (Rutenberg 등, 1977), U.S. 특허 제 4,098,997 호 (Tessler, 1978), U.S. 특허 제 4,112,222 호 (Jarowenko, 1978), U.S. 특허 제 4,207,355 호 (Chiu 등, 1980), U.S. 특허 제 4,229,489 호 (Chiu 등, 1980), U.S. 특허 제 4,391,836 호 (Chiu, 1983), U.S. 특허 제 4,428,972 호 (Wurzburg 등, 1984), U.S, 특허 제 5,629,416 호 (Neigel 등, 1997), U.S. 특허 제 5,643,627 호 (Huang 등, 1997), U.S. 특허 제 5,718,770 호 (Shah 등, 1998), U.S. 특허 제 5,720,822 호 (Jeffcoat 등, 1998), U.S. 특허 제 5,725,676 호 (Chiu 등, 1998), U.S. 특허 제 5,846,786 호 (Senkeleski 등, 1998), U.S. 특허 제 5,904,940 호 (Senkeleski 등, 1999), U.S. 특허 제 5,932,017 호 (Chiu 등, 1999), U.S. 특허 제 5,954,883 호 (Nagle 등, 1999), U.S. 특허 제 6,010,574 호 (Jeffooat 등, 2000), 및 U.S. 특허 제 6,0S4,302 호 (Shi 등, 2000)를 참조할 수 있다.
가수분해된 전분을 개질 전분으로 본원에서 사용할 수 있다. 용어 "가수분해된 전분"은 전분, 바람직하게는 옥수수 전분의 산 및/또는 효소 가수분해에 의해 전형적으로 수득되는 올리고사카라이드-유형 물질을 의미한다. 도우에의 함유에 적절한 적절한 가수분해된 전분에는 말토덱스트린 및 옥수수 시럽 고체가 포함된다. 가수분해된 전분은 바람직하게는 덱스트로즈 당량 (Dextrose Equivalent: DE) 값이 약 5 내지 약 36 DE, 바람직하게는 약 10 내지 약 30 DE, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 20 DE이다. DE 값은 덱스트로스에 대해 참조되고 백분율로 표시되는 (건조물 기준), 가수분해된 전분의 환원 당량의 측정값이다. DE 값이 높을수록, 더 많은 환원당이 존재하고 전분의 덱스트로스 당량이 더 높다. Maltrin™MO5O, M100, M150, M180, M200, 및 M250 (Grain Processing Corporation, Muscatine, Iowa 판매)가 바람직한 말토덱스트린이다.
저항성 전분
가루 배합물은 약 10 % 미만, 바람직하게는 약 6 % 미만, 더욱 바람직하게는 약 1 % 내지 약 4 %, 가장 바람직하게는 약 2 % 내지 약 3 % 저항성 전분을 함유할 수 있다. 저항성 전분은 제한된 수흡수성으로 불용성 식이 섬유와 같이 기능한다. 저항성 전분의 가루 배합물 내의 함유로 더욱 젤라틴화된 전분에 물의 부가적인 계량 메카니즘이 제공되어 최종 제품 텍스쳐에 유익한 영향이 생성된다. 이는 프라잉 동안 낮은 수준의 물을 천천히 방출하는 경향이 있다.
저항성 전분은 먼저 조리하고, 건조시킨 후, 건조된 전분을 특정 조건 하에열 처리하여 아밀라제 내성이고 소장 내에서 소화될 수 없는 전분 물질을 제조함으로써 제조된다.
본 발명에서 사용하기에 적절한 저항성 전분은 U.S. 특허 제 5,281,276 호 (Chiu 등, 1994), U.S. 특허 제 5,409,542 호 (Henley 등, 1995), U.S. 특허 제 5,593,503 호 (Shi 등 1997), 및 U.S. 특허 제 5,902,410 호 (Chiu 등, 1999)를 참조할 수 있고, 이들은 본원에 참조로 반영된다. 특히 바람직한 저항성 전분은 Novelose240 (National Starch and Chemical Co., Bridgewater, New Jersey 판매)이다.
대안적인 구현예에서, 불용성 식이 섬유를 저항성 전분 대신 사용할 수 있다. 섬유 등의 RVA 측정 피크 점도는 바람직하게는 약 10 cp 내지 약 70 cp, 더욱 바람직하게는 약 20 cp 내지 약 50 cp이어야 한다. 섬유 등의 RVA 측정 최종 점도는 바람직하게는 약 5 cp 내지 약 50 cp, 더욱 바람직하게는 약 10 cp 내지 약 40 cp이어야 한다.
단백질 공급원
가루 배합물은 약 3 % 이하, 바람직하게는 약 2 % 이하, 더욱 바람직하게는 약 0 % 내지 약 1 %의 정제된 단백질 공급원을 함유할 수 있다. 정제된 단백질 공급원은 단백질이 천연 또는 개질 식품 물질로부터 제거 또는 추출된 것으로 정의된다. 적절한 단백질 공급원에는 유제품, 유장, 콩, 완두콩, 난백, 화이트 글루텐, 옥수수 및 이들의 혼합물이 포함된다. 옥수수 (제인) 및 난백 고체로부터 유래된 단백질이 특히 바람직하다. 정제된 단백질을 다른 가루 배합물 물질 예컨대 곡물 기재 가루, 예비 겔화 전분, 천연 가루, 또는 개질 단백질 내에 고유한 임의의 단백질 공급원에 더하여 첨가한다.
단백질의 가루 배합물에 첨가되어 제품의 최종 텍스쳐가 개선된다. 단백질 공급원은 가루 배합물에 직접적으로, 또는 대안적으로 도우 제조시 물과 함께 첨가되는 액체 현탁액 형태로 첨가될 수 있다.
미량 성분
가루 배합물은 미량 성분을 바람직하게는 약 8 % 미만의 전체 수준으로 함유할 수 있다. 미량 성분은 가루 배합물에 첨가되어 최종 제품의 향미, 영양 및/또는 미학적 성질을 개선시킬 수 있다. 적절한 미량 성분에는 염, 당, 향미료, 콩과식물, 착색제, 조미료, 비타민, 미네랄, 미립자, 허브, 향신료, 유동 보조제, 식품 등급 미립자, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 염 및 당은 바람직하게는 각각 약 0.25 내지 약 3 %, 바람직하게는 약 0.25 % 내지 약 1.5 %의 수준으로 첨가된다.
향미 또는 미학적 제시를 위한 바람직한 미량 성분에는 탈수 야채, 양파, 마늘, 개사철쑥, 딜, 마요나라, 샐비어, 바질, 타임, 오레가노, 커민, 고수잎, 칠리 파우더, 고수풀, 겨자, 겨자씨, 로즈마리, 파프리카, 커리, 카르다몬, 회향씨, 베이, 월계수, 정향, 호로파, 파슬리, 심황, 골파, 봄양파, 부추, 샬롯, 고춧가루, 피망, 및 고추가 포함된다.
시각적으로 인식할 수 있는 미립자의 첨가는 완성된 스낵의 시각적 외관을 개선시킬 수 있다. 향미 미립자의 첨가는 국소적인 향미료 또는 조미료의 첨가에 대한 요구를 감소 또는 제거시킬 수 있다. 또한, 기능성인 미립자, 예컨대 섬유, 비타민 또는 미네랄은 스낵의 건강 이익을 증강시킬 수 있다. 본원에서 사용하기에 적절한 미립자로는 곡물 기울 (예를 들어, 밀, 쌀 또는 옥수수 기울), 향신료, 허브, 건조 야채, 견과류, 종자, 건조 야채 (예를 들어, 일광 건조 토마토, 건조 녹색 또는 적색 고추), 건조 과일, 또는 이들의 혼합물이 포함되지만, 이에 한정되지는 않는다. 미량 성분을 첨가하여 최종 제품 텍스쳐 및 외관을 증강시키는 접근법은 U.S. 특허 제 5,110,613 호 (Brown 등, 1992)를 참조할 수 있다.
도우의 팽창 성질은 가소화제 예컨대 단당류, 다당류, 및 식용 알콜의 첨가에 의해 추가로 조정될 수 있다. 이러한 물질을 활용하는 조성물은 U.S. 특허 제 4,735,811 호 (Skarra 등, 1988) 및 U.S. 특허 제 4,869,911 호 (Keller, 1989)를 참조할 수 있다.
바람직하게는 비타민 C가 최종 스낵이 약 2 ㎎ 내지 약 120 ㎎, 바람직하게는 약 15 ㎎ 내지 약 60 ㎎의 비타민 C를 스낵 1 온스당 함유하도록 하는 수준으로 첨가될 수 있다. 스낵에 영양학적 이익을 제공하는 것에 더하여, 비타민 C는 향미 증가제로서 및 항산화제로서 작용할 수 있다.
가루 배합물 내에 또는 수성 시스템의 일부로서 포함될 수 있는 또다른 미량 성분은 시트르산이다. 시트르산은 도우의 조리 동안 갈색 발색을 감소시키기 위해서 및 프라잉 오일 내에 함유될 수 있는 금속에 대한 지질 산화를 감소시키기 위한 킬레이트화제로서 작용하기 위해서 첨가될 수 있다. 시트르산은 바람직하게는 가루의 중량 기준으로 약 0.01 % 내지 약 1.5 %, 더욱 바람직하게는 약 0.05 % 내지 약 1.0 %의 수준으로 첨가된다.
도우 시트 강도를 추가로 증가시키기 위해 첨가될 수 있는 미량 성분은 흡인 옥수수 기울이고, 이는 U.S. 특허 제 6,056,990 호 (Delrue 등, 2000)를 참조할 수 있다.
2. 성분 배합물 (ingredient blend)의 성질
원하는 바삭함 및 크런치함(crunchiness)을 갖는 최종 제품을 수득하기 위해서는, 성분 배합물이 하기에 의해 특징화되는 특정 물리적 성질들을 갖는 것이 중요하다: (1) 점도, (2) 수 흡수 지수 ("WAI"), 및 (3) 입자 크기 분포 ("PSD").
바람직한 성분 배합물의 점도는 약 150 ℉ 내지 약 200 ℉, 바람직하게는 약 155 ℉ 내지 약 185 ℉의 페이스팅 온도 (pasting time); 약 300 cp 내지 약 1100 cp, 바람직하게는 약 400 cp 내지 약 700 cp 의 피크(peak) 점도; 및 약 400 cp 내지 약 5000 cp, 보다 바람직하게는 약 1000 cp 내지 약 1500 cp 의 최종 점도에 의해 특징화된다.
바람직한 성분 배합물은 추가적으로 약 2 내지 약 4, 보다 바람직하게는 약 3 내지 약 3.5 의 WAI 를 가져야만 한다.
또한, 성분 배합물의 PSD 는, #16 U.S. 체 상에 잔류하는 양이 중량 기준으로 약 0 % 내지 약 8 %, 바람직하게는 약 0.5 % 내지 약 5 %, 보다 바람직하게는 약 0.5 % 내지 약 2 %; #25 U.S. 체 상에 잔류하는 양이 중량 기준으로 약 2 % 내지 약 25 %, 바람직하게는 약 4 % 내지 약 15 %, 보다 바람직하게는 약 6 % 내지 약 12 %; #40 U.S. 체 상에 잔류하는 양이 약 3 % 내지 약 30 %, 바람직하게는 약 6 % 내지 약 27 %, 보다 바람직하게는 약 7 % 내지 약 15 %; #100 U.S. 체 상에 잔류하는 양이 약 10 % 내지 약 70 %, 바람직하게는 약 20 % 내지 약 60 %, 보다 바람직하게는 약 25 % 내지 약 55 %; #200 U.S. 체 상에 잔류하는 양이 약 10 % 내지 약 40 %, 바람직하게는 약 10 % 내지 약 30 %, 보다 바람직하게는 약 15 % 내지 약 25 % 이 되도록 하여야 한다.
3. 전체수(水) 및 첨가수
본 발명의 도우는 약 50 % 미만, 바람직하게는 약 20 % 내지 약 40 %, 보다 바람직하게는 약 20 % 내지 약 37 %, 보다 더 바람직하게는 약 25 % 내지 약 36 %, 가장 바람직하게는 약 28 % 내지 약 34 %의 첨가수를 함유한다. 이러한 수준의 물은 형태화될 수 있는 시트화가능한, 응집성 도우를 제공한다.
본 발명의 도우는 약 60 % 미만, 바람직하게는 약 30 % 내지 약 50 %, 보다 바람직하게는 약 30 % 내지 약 47 %, 보다 더 바람직하게는 약 35 % 내지 약 46 %,가장 바람직하게는 약 38 % 내지 약 44 % 의 전체수를 함유한다. 성분 배합물이 습윤되어 예비조리된 (pre-mixed) 전분 기재 물질을 함유하는 경우, 전체수를 기준으로 하여 도우 조성을 결정하는 것이 보다 편리하다.
바람직하게는 첨가수의 온도는 약 75 ℉ 내지 약 185 ℉, 보다 바람직하게는 약 95 ℉ 내지 약 185 ℉, 보다 더 바람직하게는 약 140 ℉ 내지 약 185 ℉, 가장 바람직하게는 약 160 ℉ 내지 약 180 ℉ 이다.
수용성인, 또는 현탁액 형성가능한 첨가제들을 첨가수와 함께 임의로 포함시켜 수성계 프리믹스(pre-mix)를 형성할 수 있다. 이러한 임의의 첨가제들의 예는 염, 당, 시트르산, 아스코르브산, 풍미제, DE 가 약 5 내지 약 35 인 가수분해 전분, 및 지질 또는 유화제와 같은 가공 보조제들을 포함한다.
4. 유화제
유화제는 도우에 임의로 포함될 수 있다. 유화제는 도우의 전분 구조의 온전성 (integrity) 및 시팅 (sheeting) 공정 동안의 유동학을 유지하고, 도우의 감압 (pressure sensitive) 접착성을 감소시키는 것을 돕는다. 전형적으로, 유화제는 가루 중량을 기준으로 하여, 약 0.01 % 내지 약 6 %, 바람직하게는 약 0.05 % 내지 약 4 %, 보다 바람직하게는 약 0.1 % 내지 약 1.2 % 의 양으로 도우에 첨가된다.
적합한 유화제는 레시틴, 모노- 및 디글리세라이드, 디아세틸 타르타르산 에스테르, 프로필렌 글리콜 모노- 및 디에스테르, 폴리글리세롤, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 폴리글리세롤의 모노에스테르와 같은 폴리글리세롤 유화제가 사용될수 있다. 특히 바람직한 모노글리세라이드는 Danisco [New Century, Kansas] 사에서 상표명 Dimodan및 Archer Daniels Midland Company [Decatur, Illinois] 사에서 상표명 DMG70 하에 판매되는 것들이 있다.
특히 바람직한 유화제는 레시틴이다. 바람직하게는, 레시틴은 도우의 제조 동안 오일 현탁액 중에 첨가되거나, 또는 가루 배합물의 일부인 건조 분말로서 첨가된다. 또한, 바람직하지는 않지만, U.S. 특허 제 4,560,569 호 [1985년 12월 24일 Ivers 등에 허여]에 기재된 것과 같은 수성 현탁액을 통한 레시틴의 첨가도 가능하다.
비접착성이지만 최종 제품의 바삭함을 손상시키지는 않는 도우를 제조하기 위하여, 건조 가루 중량 당 레시틴 수준은 약 2 % 미만, 보다 바람직하게는 약 1.2 % 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0.7 % 미만, 가장 바람직하게는 약 0.1 % 내지 약 0.5 % 이어야 한다. 특히 바람직한 분말화 레시틴은 Central Soya Co. [Wayne, Indiana] 사로부터 구입가능한 Precept160 및 Precept8162 브랜드 및 ADM Co. [Decatur, Illinois] 사로부터 구입가능한 Ultralec-F 브랜드를 포함한다.
다른 바람직한 유화제는 저분자량의 폴리글리세롤 에스테르를 포함한다. 이들은 주로 폴리글리세롤로, 이는 디글리세롤 또는 트리글리세롤체들이다. 글리세린이 중합되면, 폴리글리세롤의 혼합물이 형성된다. 본원에서 사용되기에 바람직한 유화제는 주로 디글리세롤인, 폴리글리세롤의 모노에스테르의 혼합물인디글리세롤 모노에스테르이다. 상기 에스테르 제조에 사용되는 바람직한 지방산은 약 12 내지 약 22 개의 탄소원자를 갖는 포화 및 불포화 지방산이다. 가장 바람직한 디글리세롤 모노에스테르는 디글리세롤 모노팔미테이트이다.
건조 가루 중량 당 첨가되는 폴리글리세롤 에스테르의 수준은 약 1 % 미만, 보다 바람직하게는 약 0.7 % 미만, 보다 더 바람직하게는 약 0.3 % 미만, 가장 바람직하게는 약 0.02 % 내지 약 0.15 % 이어야 한다. 특히 바람직한 유화제는 레시틴 및 폴리글리세롤 에스테르의 혼합물을 수성 현탁액의 형태로 함유한다.
유화제는 각종 방법을 통해 첨가될 수 있다. 예로서, 유화제는 가루 및 물과 분리된 스트림 (stream)으로서 혼합되거나, 수용액과 예비 혼합되어 현탁액 또는 에멀션을 형성한 후 도우에 첨가될 수 있거나, 또는 가루 배합물에 건조 재료로서 첨가될 수 있다. 유화제를 수성계와 혼합하는 경우, 수성 배합물을 유화제와 완전히 전단 혼합 (shear mix) 하여 유화제를 미세한 액적상으로서 분산시키는 것이 중요하다.
또한, 유화제는 지방 또는 Procter and Gamble Company 로부터 구입가능한 Olean™과 같은 폴리올 지방산 폴리에스테르 중에 용해시킬 수 있다.
바람직하게는, 유화제를 약 150 ℉ 초과의 온도에서 가열하여 액체 상태로 만든 후, 약 150 ℉ 초과, 보다 바람직하게는 약 170 ℉ 초과의 온도에서 수성계와 배합한다.
대안적으로, 유화제는 도우에 국소적으로 적용하거나, 또는 도우 제조 장치의 부분에 코팅함으로써 첨가될 수 있다. 유화제는 이에 제한되지는 않지만,분무, 롤러 코팅, 윅 코팅 (wick coating), 또는 연속적 또는 간헐적인 적용 빈도의 브러싱 (brushing)을 포함하는 여러 수단에 의해 시트화된 도우 표면에 적용될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 방법으로 적용시, 유화제를 수성 또는 지질 담체에 희석하여 도우 시트의 표면에 걸쳐 보다 광범위하게 분포될 수 있도록 한다. 다른 방법이 U.S. 특허 제 4,608,264 호 [1986년 8월 26일 Fan 등에게 허여]에 기재되어 있으며, 이는 프라이 전에 오일/유화제 혼합물 중 스낵 조각들을 워싱 (washing)시키는 것을 알려주고 있다.
유화제 계를 도우 제조 장치의 표면에 적용하여 설비 표면의 표면장력 및 접착능을 낮출 수도 있다. 수성 또는 지질 희석된 유화제 계는 도우 시트 표면에의 적용에서와 같은 유사한 공정 수단에 의해 적용할 수 있다. 도우 시트 표면에의 유화제 적용 방법은 U.S. 특허 제 4,567,051 호 (Baker 등, 1986)에 기재되어 있으며, 본원에 참고문헌으로서 반영된다.
5. 도우 제조
성분 배합물이 본질적으로 건조 가루 성분들로 이루어지는 경우, 성분 배합물은 첨가수와 조합되어 도우를 형성한다. 도우는 약 50 % 내지 약 80 % 의 가루 배합물 및 약 20 % 내지 약 50 % 의 액체 성분을 함유한다. 또한, 도우는 성분 배합물의 건조 중량을 기준으로 약 0.01 % 내지 약 6 % 의 유화제를 함유할 수 있다. 도우는 약 30 % 내지 약 60 % 의 전체수를 함유하며, 이는 물질 내에 고유하게 존재하거나, 또는 습윤되어 예비조리된 전분 기재 물질, 첨가수 또는 이들의 임의의 조합으로부터 존재하는 수분에 의해 제공될 수 있다. 건조 재료들을 물 및 유화제와 조합하여 도우를 형성하기 전에, 건조 재료들을 예비배합하는 것이 균질한 조성물을 수득하기에 유리하다.
적절한 수화는 제대로 된 도우 및 최종 제품 성질을 얻는데 매우 중요하다. 도우가 어떻게 혼합되느냐 하는 것은 수화에 큰 영향을 준다. 불충분한 혼합은 건조 가루를 도우 전체에 점재되게 하며(interspersed), 랜덤하고 불균일한 수분 분포를 초래한다. 지나친 혼합은 예비겔화된 전분의 지나친 팽윤(swelling) 및 수분 흡수를 일으킬 수 있어 도우를 거칠고 점착성이 되게 한다. 혼합 수준은 네스트된 (nested) 또띠야 칩의 제조시 더욱 중요하며, 이는 수분 분포 수준이, 스팀이 압박 (constrained) 프라잉 몰드 표면으로부터 얼마나 잘 증발되어 나올 수 있는냐 하는 데 영향을 미치기 때문이다. 도우가 과혼합된 경우, 예비겔화된 전분 중에 결합수의 수준이 높게 되어, 프라잉 동안 물은 보다 서서히 방출될 것이다. 지연된 스팀의 방출은 적은 팽창을 일으킬 수 있으며, 이는 어떤 현저한 팽창이 일어나기 전에 도우 표면 점도가 증가되기 때문이다. 도우는 프라잉 기의 초기에 신속한 일정 속도의 탈수를 겪을 수 없으며, 이는 팽창 구조의 발현에 매우 중요하다.
광범위한 종류의 각종 혼합기들이 도우를 혼합하는데 사용될 수 있다. 도우는 배치단위로, 시그마 (sigma) 또는 리본형 디자인의 블레이드 (blade)를 사용하여 혼합될 수 있으며, APV Baker of Grand Rapids, MI 에 의해 제조되는 것들이 바람직하다. 유성(planetary)형 배치 혼합기를 사용할 수도 있다. 이러한 유형의 혼합기를 이용한 혼합 시간 길이는 일반적으로 약 3 내지 약 10 분 정도이며, 분 당 블레이드 회전은 약 10 내지 약 35 rpm 으로 비교적 낮다. 생산 속도가 보다 높은 다른 유형의 배치 혼합기는 Stephan Machinery Co. Inc. [Columbus, Ohio] 사에 의해 제조되는 Universal Mixer 로, 이 혼합기에서 보다 큰 배치의 도우가 고속의 프로펠러형 혼합기 블레이드에 의해 혼합되며, 이러한 혼합기들 및 이로부터 생성되는 제품은 U.S. 특허 제 5,395,637 호 (Reece, 1995), 및 U.S. 특허 제 5,401,522 호 (Reece, 1995) 를 참조할 수 있다. 연속 혼합이 본 개발에 바람직하다. 일축 또는 이축 압출기가 도우를 혼합하는데 사용될 수 있다. 혼합에 사용되는 이러한 유형의 공정들의 예는 U.S. 특허 제 5,147,675 호 (Gage 등, 1992) 및 U.S. 특허 제 4,778,690 호 (Sadel, Jr. 등, 1988) 에서 찾을 수 있다. 도우가 봉해진 (enclosed) 케이싱 (casing)을 통해 연속적으로 이송되어지는 대형 오거 (auger)형 혼합기는 또다른 연속 혼합 옵션으로, 여기에서 혼합 블레이드의 속도는 보다 높으며, 도우의 체류시간은 배치 혼합 조작에서보다 낮다. 이러한 유형의 혼합기들은 Exact Mixing Co. [Memphis, TN], APV Baker Inc.[Grand Rapids, MI],및 Paragaon Wilson Co. [South San Francisco, CA] 사에서 제조되는 것들이 있다. 이러한 유형의 혼합기에서 전형적인 체류시간은, 혼합 블레이드 속도 약 100 내지 약 300 rpm 으로, 약 2 내지 약 4 분 정도이다. 본 개발에 특히 바람직한 연속 혼합 공정은 Hosakawa-Bepex Co. Inc.[Minneapolis, Minnesota] 사에서 제조되는 Turbulizer Mixer로, 여기에서 도우는 신속하게 응집되는 동시에, 혼합기에서 배출시 도우를 거친, 응집성 분말로 변형시키는 분쇄 작용을 겪게 된다. 혼합기 내로의 수분 분포는, 이상적으로는, 가루가 혼합기로 공급되는 곳에 가까이 위치된 하나 이상의 노즐을 사용하여 이루어진다.
바람직한 도우 성질은, 크게 다른 기하학적 구조의 혼합기에 의해, 작업 투입 (work input) 수준 및 도우에 미치는 전단력을 특이적으로 조절함으로써 이루어질 수 있다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 도우는, 일반적으로 혼합기 내에서 일정 방향으로, 바람직하게는 최소한의 역류로 샤프트 (shaft)에서 혼합기 벽 쪽으로 신속하게 움직이는 것이 중요하다. 이는 도우의 전단 및 작업이 일정하게 일어나도록 한다. 혼합 사이클 동안 도우 질량 (mass) 당 소비되는 에너지는, 바람직한 수준의 전분 수화를 성취하기 위한, 도우의 적절한 혼합에 관한 하나의 지표이다. 혼합기에 의해 소비되는 에너지는 Fluke Co. Inc. 에 의해 제조되는 Model 4113 Power Harmonics 분석기와 같이 상업적으로 구입가능한 전력(power) 측정기로 측정할 수 있다. 도우를 넣고 동일한 공정 조건에서 작동하는 혼합기의 전력 소비에서 도우를 넣지 않고 목적 속도로 작동하는 혼합기의 전력 소비를 빼서, 혼합 장치에 의해 발생되는 임의의 관성 또는 기계적 손실과 관계없이 도우를 혼합하는데 실질적으로 사용되는 에너지를 유도한다. 예로서, 도우를 넣지 않은 상태 및 넣은 상태에서의 측정은 혼합기가 동일한 분당 회전수 (RPM)에서 작동하는 동안 이루어져야 한다. 도우 질량에 대한 에너지의 비율은 약 0.7 내지 약 50 주울 (joules)/g-도우, 바람직하게는 약 3 내지 약 45 주울/g-도우, 보다 바람직하게는 약 6 내지 약 40 주울/g-도우, 가장 바람직하게는 약 14 내지 약 38 주울/g-도우여야 한다. 도우에 가해지는 전단 혼합은 혼합기의 팁 (tip) 속도, 프루드 수(Froude number) 및 단위 시간 당 혼합기 벽 표면적에 대한 블레이드 표면적의 비율인 전단 혼합 비율에 의해 더욱 특징화될 수 있다. 팁 속도는 혼합기의 직경 및 회전 속도에 의해 결정될 수 있으며, 이는 분당 약 200 피트 (FPM:feet per minute) 내지 약 15,000 FPM, 바람직하게는 약 1000 FPM 내지 약 12,000 FPM, 가장 바람직하게는 약 2000 FPM 내지 약 10,000 FPM 이어야 한다. 프루드 수는 혼합 동안 일어나는 중력에 대한 관성의 무차원 비율로, 도우가 혼합기의 내관 (shell)에서 혼합 영역 방향으로 얼마나 잘 움직이고 있는가에 관한 것이다. 이러한 파라미터의 계산은 [p. 320, Food Processing Operations and Scale Up, K. J. Valentas 등 (Marcel Dekker Inc., New York, N.Y., 1991)]을 참조할 수 있다. 프루드 수는 바람직하게는 약 25 초과, 보다 바람직하게는 약 150 초과, 가장 바람직하게는 약 160 내지 약 600 이다. 전단 혼합 비율은 도우가 혼합기 블레이드와 벽 사이에서 얼마나 전단되는지의 지표를 제공한다. 이는 혼합기를 향한 블레이드의 전체 길이를 측정하여 여기에 블레이드 팁 속도를 곱하고 혼합기 표면적으로 나눔으로써 계산할 수 있다. 혼합기 내에 블레이드가 하나 이상 존재하는 경우, 모든 블레이드의 길이를 누적하여 합한다. 전단 혼합 비율은 약 100 내지 약 10,000 분-1, 바람직하게는 약 800 내지 약 7000 분-1, 가장 바람직하게는 약 1000 내지 5000 분-1이다. 블레이드 표면적, 혼합기 속도, 및 혼합기에 넣는 도우 양을 변화시켜 질량에 대해 요구되는 전력 및 전단 혼합 비율을 달성할 수 있다.
도우는 혼합 후에 얇은 연속된 시트로 변형된다. 당업자에게 유용한 각종 시팅 (sheeing) 방법이 존재한다. 가장 일반적인 공정은 서로를 향해 반대 방향으로 회전하는 유사한 크기의 한 쌍의 롤 사이에 형성된 닙 (nip)을 통해 도우를 통과시키는 것을 포함하며, 여기에서 시트의 두께는 롤 사이에 유지되는 간격에 의해 조절된다. 도우의 두께는 최종 제품의 품질, 도우 시트의 강도, 최종 제품 중량 및 이에 따른 포장 순 중량, 및 도우로부터 물을 증발시키는데 요구되는 프라잉 시간 길이에 영향을 미치는 중요한 파라미터이다. 도우의 시트 두께는 약 0.018 내지 약 0.07 인치, 바람직하게는 약 0.022 내지 약 0.055 인치, 보다 바람직하게는 약 0.025 내지 약 0.04 인치, 가장 바람직하게는 약 0.026 내지 약 0.034 인치이어야 한다. 시팅 롤들 사이의 간격은 원하는 두께를 내도록 조정할 수 있다.
시팅 및 게이징 (gauging) 공정을 교대로 사용할 수 있으며, 여기에서 도우를 제 1 세트의 롤들에 의해 먼저 두꺼운 시트로 만든 후, 이 시트를 임의의 수의 한 쌍의 롤들에 연속적으로 통과시켜 각 세트의 롤들로 시트의 두께를 순차적으로 감소시킨다. 전형적으로는, 최초의 시터 (sheeter) 롤 이후에 3 내지 4 쌍의 롤들이 존재한다. 또띠야 칩 제조에 있어서 바람직한 두께를 낼 수 있는 시팅 롤 설비는 U.S. 특허 제 4,405,298 호 (Bain, 1983), U.S. 특허 제 5,470,599 호 (Ruhe, 1995), U.S. 특허 제 5,576,033 호 (Herrera, 1996), U.S. 특허 제 5,580,583 호 (Cardis 등, 1996), U.S. 특허 제 5,626,898 호 (Cardis 등, 1997), U.S. 특허 제 5,635,235 호 (Sanchez 등, 1997), U.S. 특허 제 5,673,609 호 (Sanchez 등, 1997), U.S. 특허 제 5,720,990 호 (Lawrence 등, 1998), WO 제95/05742 호 (Cardis 등, 1994), WO 제 95/05744 호 (Cardis 등, 1993)를 참조할 수 있다.
본 개발에 바람직한 밀링 (milling) 공정은 WO 제 95/07610 호 (Dawes 등, 1996)에 기재되어 있다. 본 개발의 과정 동안 롤 온도를 특정 범위로 유지하는 것은 최종 제품 및 시팅능을 향상시키는 결과를 낸다는 것을 발견하였다. 바람직한 표면 버블 (bubble) 특성을 갖는 압박 프라잉된 또띠야 칩을 제조할 수 있는 도우의 혼합은 자유 전분을 방출시켜 팽창을 유지할 수 있는 전분 결합 및 도우 인장 강도를 개선하는 것을 포함한다. 상기 자유 전분은 도우 시트의 감압 접착성을 불리하게 증가시켜, 도우를 시트화하는데 사용되는 밀 롤들 또는 도우가 접촉하는 설비의 다른 하부 부품들에 대한 접착을 일으키게 할 수도 있다. 감압 접착은 도우가 유동하고, 보다 높은 표면 장력을 가진 물질의 표면을 습윤시킬 수 있는 경우 일어난다. 도우가 가압됨에 따라, 점도는 순간적으로 작아지고, 도우가 시팅 롤 표면에 걸쳐 유동한다. 증가된 표면적 접촉 및 시팅 롤들과 크게 차이나는 표면 장력의 조합은 도우를 들러붙게 한다. 전형적으로, 시팅 롤들은 스텐레스 스틸로 만들어지며, 이는 약 수천 다인/㎠의 표면 인장력을 가질 수 있으며, 이에 대해 도우는 약 120 ℉ 내지 약 140 ℉ 에서 약 수백 다인/㎠ 의 표면 인장력을 가질 수 있다. 바람직하게는, 도우를 시트화하는데 사용되는 롤들은 온도 조절된다. 시팅 롤들을 통한 도우의 냉각은 열적 완충제로서 작용함으로써 감압 접착 메카니즘을 모두 감소시켜 벌크 도우가 유동하도록 하지만, 도우의 국소 표면 점도를 증가시켜 시팅 롤 표면적 접촉의 양을 감소시킨다. 보다 냉각된도우는 또한, 시터 롤과 구별되는 적은 표면 장력을 갖는다. 도우 시트의 온도는 이상적으로는 약 120 ℉ 미만, 바람직하게는 약 110 ℉ 미만, 보다 바람직하게는 약 105 ℉ 미만, 보다 더 바람직하게는 약 75 ℉ 내지 약 105 ℉, 가장 바람직하게는 약 85 ℉ 내지 약 100 ℉ 로 유지된다. 백 (back) 시팅 롤의 임의의 지점에서의 표면 온도는 약 34 ℉ 내지 약 80 ℉, 보다 바람직하게는 약 45 ℉ 내지 약 70 ℉, 가장 바람직하게는 약 50 ℉ 내지 약 65 ℉ 의 온도에서 유지되어야 한다. 프론트 (front) 시팅 롤의 임의의 지점에서의 표면 온도는 약 85 ℉ 내지 약 120 ℉, 보다 바람직하게는 약 90 ℉ 내지 약 110 ℉, 가장 바람직하게는 약 90 ℉ 내지 약 105 ℉ 의 온도에서 유지되어야 한다. 롤들은 바람직하게는 개방된 시트를 통해 또는 바람직하게는 롤 표면의 하부 면에 가까운, 롤 내부의 배관을 통해, 온도조절된 플루이드를 유동시킴으로써 냉각된다. 다수의 플루이드가 롤들을 냉각하는데 사용될 수 있으며, 이는 물, 글리콜, 글리세린, 염 함유 용액, 예로서 염수, 시판되는 열 플루이드, 왁스, 광유, 석유, 동물, 식물 또는 초목 유래의 천연적으로 존재하는 오일을 포함한다. 물 및 글리콜의 사용이 본 개발에 대한 바람직한 구현예이며, 여기에서 약 3 ℉ 내지 약 15 ℉, 바람직하게는 약 5 ℉ 내지 약 10 ℉의 온도의 글리콜이 백 시팅 롤을 냉각하는데 사용되고, 약 40 ℉ 내지 약 90 ℉, 바람직하게는 약 55 ℉ 내지 약 80 ℉ 의 물이 프론트 시팅 롤의 온도를 조절하는데 사용된다.
대안적으로, 상기 시팅 롤들은, 공기와 같은 온도 조절된 기체를 고속으로 롤 표면상에 불거나, 또는 바람직한 시팅 롤 표면 온도를 제공하기 위해 가열 또는냉각될 수 있는 액체로 롤을 연속적으로 또는 간헐적으로 코팅하는 것과 같은 외부 플루이드 접촉을 통해 온도 조절될 수 있다. 또다른 대안적인 공정은 에탄올 및 물과 같은 증발성 플루이드로 롤들을 코팅하는 것으로, 여기에서 플루이드의 기화시 잠열은 시팅 롤 표면으로부터 에너지를 가져간다. 모든 대안적인 외부 온도 조절은, 임의의 플루이드 물질들이 생성물 스트림과 접촉할 수 있거나, 또는 기타 장치 영역으로의 플루이드의 이송과 같은, 기타 작동적인 문제를 일으킬 수 있기 때문에. 바람직하지 않다.
바람직한 두께로의 시팅 후, 도우를 임의의 수의 2차원 형태로 절단할 수 있다. 적당한 형태는 직선 또는 곡선의 임의의 조합에 의해 형성될 수 있다. 도우 조각의 튀어나온 형태는 이에 제한되지는 않지만, 평행육면체, 다각형, 원형, 계란형, 포물선, 타원형, 또는 임의의 이들의 단면들을 포함할 수 있다. 바람직한 형태들은 정사각형, 마름모형, 직사각형, 사다리꼴, 평행사변형, 삼각형, 원형, 계란형, 나비형, 별모양, 바람개비형, 또는 타원형을 포함하며, 보다 바람직한 형태들은 계란형, 원형, 마름모형, 및 삼각형을 포함하며, 가장 바람직하게는 삼각형을 포함한다. 선택적으로, 임의의 스낵 조각들의 가장자리는 보다 넓은 표면적을 제공하여 최종 스낵 조각의 잡힘성 (gripping)을 용이하게 하거나 또는 순중량을 증가시키기 위해 만곡시킬 (curve) 수 있다.
상기 도우는 프론트 시터 롤과 접촉하고 있는 절단 롤에 의해 조각으로 절단될 수 있다. 절단 롤은 절단 롤의 표면에 부착된, 원하는 도우 조각 형태의 돌출된 고정물 (fixture)로 이루어질 수 있으며, 여기에서 상기 고정물의 최외곽 가장자리를 따른 외곽선이 돌출되어, 돌출된 외곽 가장자리가 시터 롤의 표면과 접촉시에 도우를 절단하는 간섭 (interference)이 발생되도록 한다. 시터 롤에 대한 커팅을 이용하는 공정들은 U.S. 특허 제 4,348,166 호 (Fowler, 1982)에서 찾을 수 있으며, 이는 본원에 참고문헌으로서 반영된다.
대안적으로, 도우는 나이프와 같은 얇고, 날카로운 일련의 표면 또는 기계적으로 작동되는 롤러들에 의해, 또는 도우의 추진방향에 대항하여 절단되어 개별적인 조각들을 생성할 수 있다. 이러한 유형의 공정은, 바람직하게는 평행한 면을 가진 형태의 도우 스트립 (strip)을 절단하는데 쉽게 사용될 수 있지만, 만곡되거나 또는 불균일한 형태에서는 유용하지 못하다.
세번째 공정 옵션은, 한 롤이 원하는 스낵 조각 형태로, 롤 표면에서 원하는 스낵 조각의 도우 두께에 맞는 깊이로 우묵하게 패인 공동 (cavity)을 갖는, 한 쌍의 롤 사이에 혼합된 도우를 공급하는 것을 포함한다. 백 롤은 전형적으로 돌출된 바 (bar) 또는 클리트(cleat), 또는 도우 방향에 수직으로 롤 표면에 걸친 우묵한 절단 홈 (groove)들을 포함하여 매끄럽지 않으며, 이들은 프론트 및 백 롤 사이에 형성된 닙으로 도우를 붙잡아 밀어넣는 역할을 한다. 상기 도우는 성형된 공동들 내로 가압되어 스낵 조각들을 형성하고, 이는 롤이 하부로 회전함에 따라 상기 공동으로부터 떨어져 나온다. 이러한 유형의 회전 몰딩 (molding) 공정은 U.S. 특허 제 4,586,888 호 (Anderson, 1986), U.S. 특허 제 4,978,548 호 (Cope 등, 1990), 및 비점착성 필름을 몰딩 공동 및 도우의 사이에 배치하여 접착을 감소시킨 U.S. 특허 제 5,683,734 호 (Israe, 1997)를 참조할 수 있으며, 이들은 본원에 참고문헌으로서 반영된다.
네번째 공정 옵션은 도우를, 양 말단에서, 바람직하게는 유사한 형태의 이웃하는 도우 조각에 연결된 부분 절단 형태의 리본으로 절단하는 것이다. 상기 리본은 일련의 롤러의 벨트를 따라 밀려나와 프라잉 시스템 내로 최종 이송된다. 도우 리본 절단 및 이송 공정은 U.S. 특허 제 3,872,752 호 (Remde 등, 1975), U.S. 특허 제 4,032,664 호 (Weiss 등, 1977), U.S. 특허 제 4,126,706 호 (Hilton, 1978), 및 U.S. 특허 제 4,567,051 호 (Baker 등, 1986) 에 기재되어 있으며, 이들은 본원에 참고문헌으로서 반영된다.
본 개발을 위한 바람직한 절단 공정은 U.S. 특허 제 3,520,248 호 (MacKendrick, 1970)에 기재되었으며, 이는 본원에 참고문헌으로서 반영된다. 바람직한 공정은 시팅 후의 분리된 절단 조작을 이용하며, 여기에서 시트는 한 롤이 상기 기재된 것과 같은 절단 롤인, 서로 반대 방향으로 회전하는 유사한 크기의 한 쌍의 롤 사이를 통과한다. 제 2 롤은 절단 공동으로부터 절단되어 나온 도우 조각을 취하고, 압박 프라잉 몰드의 아래쪽 절반 위의 위치로 회전하여, 바람직하게는 상기 도우 조각을 불어서 운반 몰드 절반 상에 놓는 (deposit), 진공 이송 롤이다. 다른 공정 구현예는 서로 맞물리는 전단 절단기를 포함하는 두 개의 롤 사이에서 도우를 절단할 수 있으며, 이는 U.S. 특허 제 4,108,033 호 (Bembenek, 1978)를 참조할 수 있으며, 이는 본원에 참고문헌으로서 반영된다.
다른 도우 형성 구현예는 다이 또는 오리피스 (orifice) 판을 통하여 도우를 가압해서 원하는 형태로 절단하는 성형 압출기 또는 저전단, 저압 피스톤의 사용일수 있다. 성형된 도우를 그 후 다이 또는 오리피스 판의 면에서 원하는 도우 두께로 절단해낸다. 이러한 기능을 수행하는 설비는 Reading Pretzel Co. Inc. [Reading, PA] 사에 의해 제조된다.
6. 도우 성질
몇몇 도우 성질들은 허용가능한 시팅 성능, 형태화된 칩 성형능, 및 바람직한 또띠야 텍스쳐 특성을 내는데 결정적이다. 도우 시트의 강도 및 신장성 (extensibility)은 연속적인 도우 시트를 형성하고, 찢어짐이나 갈라짐이 없는 형태를 형성할 수 있는 능력과 강한 상관관계를 갖는 두 파라미터이다. 인장강도 및 신장성은, 도우를 잡아당겨 떼어내는 동안 적용되는 힘을 측정하면서 일정한 연신 속도 (stretch rate)를 제공할 수 있는 텍스쳐 분석기 내에 존재하는 대칭인 한 쌍의 고정 조 (clamping jaw)들 사이에, 시트화된 도우의 절단 스트립을 수직으로 위치시켜 측정할 수 있다. 도우는 도우 스트립에 적용되는 최대 힘에서 파손될때까지 계속하여 잡아당겨지며, 파손 전의 최대 연신 거리가 기록된다. 도우의 인장강도는 약 75 그램-힘 ("g-힘") 내지 약 400 g-힘, 바람직하게는 약 100 g-힘 내지 약 350 g-힘, 가장 바람직하게는 약 120 g-힘 내지 약 250 g-힘 이어야 한다. 도우의 신장성은 약 3 mm 초과, 바람직하게는 약 4 mm 내지 약 40 mm, 보다 바람직하게는 약 5 mm 내지 약 30 mm, 가장 바람직하게는 약 7 mm 내지 약 20 mm 이어야 한다.
가루 중의 각 전분 공급원의 수화 비율 및 수준은 바삭한 팽창된 텍스쳐를 달성하는데 매우 중요하다. 예로서, 예비 겔화된 전분들이 과도하게 수화된 경우, 다른 천연 전분들은 건조 분말로 존재할 수 있으며 이는 도우 구조에 끼어들어 덜 팽창된 칩에 과다한 스팀 벤트 포인트(vent point)들을 형성하고 자국으로 남게될 수 있다. 과도하게 혼합된 예비 겔화된 전분들은 자유 전분을 과다하게 방출하여, 시트화된 도우를 보다 감압 접착성으로 만들게 되는 경향을 일으킬 수 있다. 반대로, 예비 겔화된 전분이 충분히 수화되지 않는 경우에는, 도우는 팽창을 유지하기에 충분한 인장강도를 발현하지 못하여, 팽창이 감소될 것이다. 도우의 수화 성질은 칩 표면 상에서의 버블 형성능 및 형성된 버블의 강도 모두에 매우 중요한 것으로 밝혀졌다. 스낵 칩 중의 표면 버블들은 두개의 물리적 공정들의 동시 발생으로 인해 생성된다. 첫번째로는, 파손 또는 붕괴 없이 연신되고 팽창을 지탱하기에 충분한 강도의 전분 결합의, 칩 표면에서의 존재이다. 두번째로는, 전분 구조의 표면 밑에 위치하는 랜덤하게 분산된 자유수 액적의 신속한 증발이다. 물이 증발함에 따라, 버블이 형성되어 결합된 전분 매트릭스 중에 함유된다.
전분은 천연의 조리되지 않은 원래 세포들에서 완전히 젤라틴화되고, 팽윤되어, 온전한 원래 세포 벽이 없이 깨어져 있는 다양한 겔화 수준으로 스낵 칩 도우 중에 존재할 수 있다. 물은 도우 중에 자유수 또는 결합수로서 존재할 것이며, 여기에서 물은 화학적 또는 물리적으로 전분 매트릭스에 결합된다. 물의 존재는 전분과 상호작용하여 전분 성질을 계속하여 변화시킬 것이다. 전분 공급원, 조리 또는 분쇄와 같은 예비처리 수준, 전분 수준, 물 수준, 물 첨가 절차, 및 혼합 절차와 같은 인자들은 모두, 전분의 연속된 팽창 및 자유수 대 결합수의 수준을포함하는 수화 성질에 영향을 줄 수 있다. 너무 많은 자유수가 존재하여 전분과의 상호작용이 적게 일어나는 경우, 부적절한 전분 세포 결합이 존재하기 때문에 버블 형성이 적게 일어날 것이다. 반대로, 모든 물이 결합되면, 칩 표면에서 버블 팽창을 촉진할 수 있는 물이 없게 될 것이다.
상호작용하는 다수의 독립 변수들로 인해, 어떠한 도우 조성 및 어떠한 도우 제조 공정 조건의 설정이 안정하고 강한 버블 형성을 촉진할 지를 예측하는 것은 어렵다.
전분의 수화 및 팽윤 성질은 모세관 레오미터 (rheometer)에 의해 측정되는 도우의 점도와 상관관계가 있을 수 있다. 소량의 도우 샘플을 실험실 규모 장치를 사용하여 제조하고, 피스톤을 통해서 알고있는 기하학적 배열의 정밀 모세관으로 공급하며, 여기에서 오리피스에 걸친 압력 강하가 측정된다. 전단속도 약 5 내지 약 10 초-1사이의 점도는 약 5,000 파스칼-초 내지 약 50,000 파스칼-초, 바람직하게는 약 10,000 파스칼-초 내지 약 40,000 파스칼-초, 보다 바람직하게는 약 15,000 파스칼-초 내지 약 30,000 파스칼-초이어야 한다. 전단속도 약 100 초-1에서의 점도는 약 3,000 파스칼-초 내지 약 20,000 파스칼-초, 바람직하게는 약 6,000 파스칼-초 내지 약 15,000 파스칼-초, 보다 바람직하게는 약 7,000 파스칼-초 내지 약 10,000 파스칼-초이어야 한다. 전단속도 약 1000 초-1에서의 점도는 약 200 파스칼-초 내지 약 7,000 파스칼-초, 바람직하게는 약 1000 파스칼-초 내지 약 4,000 파스칼-초, 가장 바람직하게는 약 1500 파스칼-초 내지 약 3,000 파스칼-초이어야 한다.
도우의 접착성은 도우 형성 조작의 신뢰성에 쉽게 영향을 줄 수 있다. 도우 형성 장치에의 바람직하지 못한 접착은 생산 진행 속도의 제한 내지 완전한 조업 중단으로까지 제한할 수 있으며, 이러한 어떠한 경우도 경제적으로 바람직하지 못하다. 본 개발 과정 동안, 도우의 접착 성질이, 각종 포뮬레이션 (formulation) 및 공정 조건에서 혼합되는 동안의 전력 소비를 측정하는, 간편한 벤치 탑 (bench top) 방법에 의해 결정될 수 있다는 것을 발견하였다. 도우는 전력 측정기에 연결된 식품 가공기 중에서 혼합된다. 재료들 및 성분 배합물 중에서의 이들의 비율, 물 수준, 및 물 온도 변화의 접착에 대한 영향이 쉽게 테스트될 수 있다. 식품 가공기에 의해 소비된 전력은 도우 혼합에 따라 모니터링된다. 접착 경향이 최소 내지 아주 없는 도우는 혼합 과정에 걸쳐 전력 소비에서의 증가가 최소 내지 없는 것으로 나타내거나, 또는 심지어는 전력 소비에서 약간의 감소를 나타낼 수 있다. 반대로, 접착성인 도우는 일단 성분 배합물이 잘 수화되고 나면 전력 소비에 있어서 신속한 증가를 나타낼 것이다. 바람직하게는 혼합 동안 소비되는 전력 대 시간의 그래프는 반드시 수평선 또는 약간 증가되거나 감소되는 기울기를 지닌 선을 나타낸다. 접착성인 도우는 혼합 시험 동안 매우 빨리 응집되어 커다란 하나의 둥근 도우 덩어리를 형성할 수 있는 것이 관찰되었다. 이러한 응집이 일어나면, 식품 가공기 블레이드에 대한 저항성이 모터의 전력을 초과하여 혼합이 중단되기 때문에 시험을 중단한다. 바람직하게는, 도우는 이러한 응집 경향을 나타내지 않는다. 접착성을 나타내는 도우의 경향은, 식품 가공기 혼합 시험 동안 임의의 시간에서 전력 증가의 최대 속도로서 정의되는 접착 전력 소비 인자에 의해 확인할 수 있다. 전력 소비 인자는 시험 동안 임의의 두 개의 시간 지점 사이에서 30 초 간격으로 전력 소비의 기울기를 계산함으로써 결정된다. 접착 전력 소비 인자는 약 7 ×10-3킬로와트/초 미만, 바람직하게는 약 5 ×10-3킬로와트/초 미만, 보다 바람직하게는 약 2 ×10-3킬로와트/초 미만, 및 보다 더 바람직하게는 약 0 내지 약 0.5 ×10-3킬로와트/초, 가장 바람직하게는 약 -0.5 ×10-3킬로와트/초 내지 약 0.5 ×10-3킬로와트/초 이어야 한다. 도 8 은 비접착성 및 접착성 도우에 대한 전력 소비를 나타낸다.
대안적으로, 시트화된 도우 중의 결합수 수준은 조절된 건조 조건 하에서의 도우의 탈수 (dehydration) 속도에 의해 측정할 수 있다. 결합수의 수준이 높을수록, 탈수 속도는 낮아진다. 탈수 속도는 Mettler Toledo Co. Inc. (Hightstown, N.J.) 사의 PJ300MB 형 LJ16 수분 분석기를 사용하여 측정할 수 있다. 이 기기는 매 30 초 당 시트화된 도우로부터 손실된 누적 수분을 출력하도록 설정된다. 수분 손실 결과는 일단 도우 시트의 전체 수분 함량이 측정 종료되면, 건조 고형분 그램 당 수분 그램에 대한 탈수 시간 길이로 전환되어 그래프화된다. 예로서, 출발 샘플 중량이 5.0 g 이고, 도우의 최종 수분이 35.0 % 로 측정되면, 측정 시작시 도우 중의 건조 고형분 양 당 물의 양은 하기 식에 의해 결정될 수 있다:
g-물/g-초기 건조 고형분 = (샘플 질량)(% 최종 수분/100)/(샘플 질량)(1.00 - % 최종 수분/100).
탈수 곡선을 따른 연속된 지점에서 건조 고형분 당 물의 양은 하기 식에 의해 계산할 수 있다:
g-물/g-중간 고형분 = (샘플 질량)(% 최종 수분/100)-(샘플 질량)(% 판독된 중간 수분 손실/100)/(샘플 질량) (1.00 - % 최종 수분/100)
도 9 는 g-물/g-고형분 (그램-물/그램-고형분) 기준 대 건조 시간으로 나타낸 본 개발에 대한 전형적인 탈수 속도 데이타의 그래프이다. 일반적으로, 그래프 형태는 측정 거의 시작에서 건조 약 5 분 사이에서는 거의 직선이다. 시간 0 에서 출발하여 건조 5 분 사이를 그래프화한 데이타를 연결한 선의 기울기는 약 0.5 ×10-2g-물/g-고형분-분 내지 약 30.0 ×10-2g-물/g-고형분-분, 바람직하게는 약 1.0 ×10-2내지 약 20.0 ×10-2g-물/g-고형분-분, 보다 바람직하게는 약 3.5 ×10-2내지 약 15.0 ×10-2g-물/g-고형분-분, 가장 바람직하게는 약 6.0 ×10-2내지 약 10.0 ×10-2g-물/g-고형분-분 이어야 한다.
시트화된 도우의 점도는 RVA 를 통해 측정할 수 있으며, 이는 팽윤능의 지표를 제공할 수 있다. 주어진 도우 조각에 대한 팽윤능의 정도는 수령된 작업 투입의 수준과 관련될 것이다. 일반적으로, 증가된 작업 투입은 가능한 도우 팽창 수준을 제한할 수 있는 도우 결합을 증가시킨다. 증가된 점도 수준은 보다높은 팽윤능과 상관된다. 도우 시트는 수집된 후 액체 질소로 즉시 동결되고, 바람직하게는 0 ℉ 미만의 저온 동결기를 통해, 가장 바람직하게는 드라이 아이스를 사용한 냉각 용기 중에서 저장하여 동결 상태로 유지된다. 샘플은 측정시에 조정된 수준으로 수화된다. 시트 도우에 대한 피크 점도는 약 25 내지 약 850 cp 이며, 바람직하게는 약 50 내지 약 700 cp, 보다 바람직하게는 약 100 내지 약 500 cp 이며, 가장 바람직하게는 약 125 내지 약 400 cp 이어야 한다. 시트화된 도우의 최종 점도는 약 250 내지 약 2200 cp, 바람직하게는 약 400 내지 약 1800 cp, 보다 바람직하게는 약 500 내지 약 1600 cp, 가장 바람직하게는 약 600 내지 약 1500 cp 이어야 한다.
도우는 적당한 시팅 특성을 가능하게 하는데 충분한 강도를 가질 필요가 있는 한편, 또한 정확하게 형태화된 최종 칩으로 성형될 수 있을 정도로 유연할 필요가 있다. 도우의 유리 전이 온도 Tg는 도우 유연성과 상관된 중요한 척도이다. 유연하기 위해서는, 도우는, 표면이 간섭되지 않으면서, 압박 프라잉 몰드 계의 형태 주변에서 유동할 수 있도록, 플루이드와 유사한 성질을 유지하는 것이 요구된다. 주어진 물질의 유리 전이점은 물질이 유동을 나타내기 시작하는 지점 또는 대안적으로는 가소성의 유연성 물질이 보다 고형과 유사한 거동을 획득하기 시작하는 지점의 지표이다. 유리 전이 온도는 물질 성질에서 이러한 변화가 시작되는 지점의 지표이다. 일반적으로, 보다 높은 Tg는 도우의 유연성과 역의 상관관계에 있다. Tg는 동역학적 분석기 (DMA)를 사용하여 측정될 수 있으며, 여기에서작은 조각의 도우 샘플을 조절된 기계적 변형, 및 변형 결과 도우가 유동 거동을 나타내기 시작하는 온도를 측정할 수 있도록 하는 온도 프로파일 (profile)에 적용한다. 유연한 도우 시트를 유지하기 위해서는, Tg는 약 100 ℉ 미만, 바람직하게는 약 0 ℉ 내지 약 70 ℉, 보다 바람직하게는 약 20 ℉ 내지 약 55 ℉, 보다 더 바람직하게는 약 35 ℉ 내지 약 45 ℉, 가장 바람직하게는 약 36 ℉ 내지 42 ℉ 이어야 한다.
C. 프라잉
스낵 조각들을 성형한 후, 이들을 바삭할 때까지 조리한다. 스낵 조각들은 프라잉, 부분 프라잉 후 베이킹 (baking), 부분 베이킹 후 프라잉, 베이킹, 또는 임의의 다른 적당한 방법에 의해 조리될 수 있다. 스낵 조각들은 소화성 지방, 비소화성 지방, 또는 이들의 혼합물을 함유하는 지방 조성물 중에서 프라이될 수 있다. 본 개발의 바람직한 구현예는, 프라잉 전의 전통적인 베이킹 단계를 요구하지 않는 또띠야 스타일 칩의, 버블이 있는 표면과 같이 돌출된 표면 요소 (feature)를 갖는 스낵 조각을 생성할 수 있는 것이다. 베이킹 단계는 단일 또는 다중 단위 조작에 의한, 프라잉과 구분되는, 오븐과 같은 도우에의 열 적용으로서 정의되며, 이는 도우에 직접 점화되는 가스 제트 (gas jet) 또는 버너, 강제 대류 가열, 복사, 벨트와 같은 이송 표면으로부터의 전도, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 수단에 의해 도우에 실질적인 열을 부가한다. 전통적인 방법을 통한 또띠야 칩의 제조에 대한 참고문헌들은 이전에 언급하였으며, 이들은 베이킹 공정에 대한 설명에 대해서도 다시 참조된다.
랜덤 프라잉을 통해 형성될 수 있는 것 보다 미리 한정되고 (pre-defined), 보다 조절된 형태의 스낵 칩은 각종 방법에 의해 달성될 수 있다. U.S. 특허 제 4,650,687 호 (Willard 등, 1987) 에 기재된 한 방법은 특정 크기 범위의 도우 조각들이, 얕은 오일 깊이에서 프라잉될 때, 덜 독트된(docked) 영역으로부터의 스팀 압력이 도우 조각이 보다 예측가능한 방향으로 휘도록 하는 방식으로 독트되는 기술을 개시한다. 다른 시도가 WO 제 00/08950 호 (Fink 등, 2000)에 개시되어 있으며, 여기에서 도우는, 플루이드가 약 340 ℉ 내지 약 405 ℉ 의 프라잉 오일 온도에서와 같이 뜨거울 때 도우 조각을 그 내부 표면 상에서 조리하기에 충분한 시간 동안, 플루이드를 유지할 수 있는 몰드 및 도우 조각 형태를 갖는 단일의 하부 몰드 상에 압박되지 않은 상태로 배치된다. 도우 조각의 하부 표면은 그 후 뜨거운 오일을 몰드의 하부 영역에 채워 첨가하거나, 또는 부분적으로 조리된 스낵 조각을 랜덤하게, 뜨거운 오일을 담고 있는 저장부로 임의로 이송함으로써 조리된다. 상기 기재된 두 방법들의 문제점은 생성된 최종 프라잉된 스낵 조각의 크기가 매우 랜덤할 수 있다는 것이며, 너무 랜덤하여 조각들의 양호한 네스팅 (nesting) 또는 네스트된 스낵 조각들에서 전형적인 보다 높은 벌크(bulk) 포장 밀도를 수득할 수 없다는 것이다. 스팀이 칩 표면에서 나오는 공정은 스낵 조각의 주변 가장자리를 최소한 변형 및 비틀시키는 격렬한 작용이다. 또한, 도우로부터 스팀이 빠져나가는 것을 제한하는 도우 매트릭스 중의 발산 제한은 종종 맥동성 (pulsed) 스팀 방출 거동을 일으키며, 이는 프라잉 동안 도우 조각에 걸쳐 파동성 운동 반응을 생성한다. 스낵 조각은 랜덤하게 팽창 및 수축한다. 최종 제품 형태의 길이 대 폭 비율은 일정하지 않다.
바람직하게는, 도우 조각을 보다 억제하여 최종 칩의 벌크 포장 밀도를 높게 할 수 있다. 원하는 형태로 절단된 도우는 한 쌍의 서로 맞물리는 벨트 또는 이동가능한 프레임에 의해 압박될 수 있으며, 여기에서 도우 조각은 벨트 사이에 놓이고, 벨트 외곽선 (contour)의 형태를 취하게 된다. 이상적으로는 상기 연속 벨트는, 벨트들이 가까운 공차(tolerance)로 함께 도달하여 도우 조각을 위치에 유지시키도록, 기하학적으로 유사한 위치에서 유사한 표면 외곽선 또는 형태를 가진다. 도우가 벨트 및 회전 휠 사이에서 압박되는 공정은 U.S. 특허 제 3,905,285 호 (Campbell 등, 1975) 및 U.S. 특허 제 3,935,322 호 (Weiss 등, 1976)에 개시되어 있다. 바람직한 변형은 단일 벨트 또는 이동성 프레임 또는 몰드의 단일 세트로, 여기에서 도우 조각의 윗부분은 벨트, 프레임 또는 몰드의 바닥에 놓이며, 도우 조각은 고정된 위치에 남기 위해 부력에 의해 뜨거나 또는 바람직하게는 도우 조각을 향한 프라잉 오일의 대류성 흐름에 의해 지지된다. 몰드 또는 벨트에 대해 압박하는 물질은 이상적으로는 천공되어 (perforated), 도우로부터의 수분이 프라잉 오일로 증발되어 탈출되도록 하여 질량 전달 (mass transfer)을 계속하게 하는 구동력을 유지한다. 이러한 유형의 공정의 단점은 억제 수준이 도우가 의외의 (odd) 위치에서 움직이는 것을 방지하지 못하는데서 상기 억제가 접히거나 변형된 칩을 형성하게 된다는 것이다. 공정의 선형 속도는 압박된 성형계로 도우 조각 레지스트레이션 (registration)의 가능한 손실에 의해 억제된다.
바람직하게는, 스낵 조각들은 연속 프라잉 방법에 의해 프라잉된다. U.S. 특허 제 3,626,466 호 (Liepa, 1971)에 기재된 것과 같이 스낵은 프라잉 동안 장치 중에서 압박될 수 있다. 본 발명의 스낵 조각들은 가장 바람직하게는, 구조가 고정될 때까지 도우의 형태를 유지하는 한 쌍의 압박된 몰드 사이에서 도우 조각들을 조리함으로써 고정된 일정한 형태로 성형될 수 있다. 압박 몰드의 형태는 본 개발의 원하는 형태를 내기 위해 변형될 수 있다. 프라잉 오일 내에 침지시키기 전에, 도우 조각들은 압박 프라잉 몰드 상에 남아있는 잔류 오일 및 열을 통해 필름 (film) 프라잉될 수 있다.
도우 조각들은 시트로부터 절단되고, 절단된 도우 조각들을 성형하기 위한 이동성의 개구형성된 (apertured) 몰드 절반을 사용하여 성형되고, 그 후 연속된 프라잉 동안 제 2 의 개구형성된 몰드 절반에 의해 유지된다. 도우는 최종 구조가 원하는 형태로 고정되도록 프라잉될 수 있다. 프라잉 매질을 함유하는 저장부가 사용된다. 형태화된 압박된 조각들은 칩 형태가 고정되고 칩이 바삭하게 될 때까지 프라잉 매질을 통과한다.
상기 칩은 진공 오븐에서 건조함으로써 측정되는 최종 수분 함량이 약 6 % 미만이며, 바람직하게는 약 0.4 % 내지 약 3 %, 보다 바람직하게는 약 0.6 % 내지 약 2.5 %, 가장 바람직하게는 약 0.8 % 내지 약 2 % 이다. 최종 스낵 조각의 전체 지방 함량 (소화성 및 비소화성 지방)은 약 18 % 내지 약 40 %, 바람직하게는 약 22 % 내지 약 34 %, 보다 바람직하게는 약 24 % 내지 약 30 %, 가장 바람직하게는 약 25 % 내지 약 29 % 이어야 한다.
제한된 조리 몰드 또는 벨트의 형태는 바람직하게는 구형, 원통형, 포물선형, 쌍포물선형 또는 타원형 단면이며, 보다 바람직하게는 구형 단면이다. 본 개발의 과정에서, 압박 프라잉 몰드 또는 벨트의 설계는 충분한 속도의 스팀 방출을 가능하게 하여 원하는 또띠야 칩 텍스쳐 및 외관 특징을 내는데 중요하다는 것을 발견하였다. 도우 표면과 접촉하게되는 압박하는 물질에서 세가지 파라미터가 중요하며, 이들은 도우를 성형하는데 사용되는 하나의 압박 표면 및 도우 조각을 조리하는데 사용되는 자유로이 유동하는 오일 사이의 간격, 압박하는 물질 중의 구멍 (hole) 크기, 및 압박하는 물질의 구멍 또는 개구 영역이 차지하는 점유된 영역 수준을 포함한다. 간격 조절은 팽창을 가능하게 하고, 오일이 도우와 충분히 접촉하는 것을 가능하게 한다. 상기 구멍 크기 및 개구 영역은 유동에 대해 발생되는 저항성의 양에 의해 직접적으로 스팀 이송 속도를 지배한다. 이들 파라미터의 부정확한 사이징 (sizing)은 칩의 표면에 위치하는 팽창된 랜덤 버블들을 갖는 또띠야 칩 텍스쳐를 내는 것을 어렵게 한다.
도우는, 도우가 그 형태를 유지하기에 충분히 단단하게 될때까지 프라잉 공정 동안 하나 이상의 몰딩 표면과 접촉시킴으로써 실질적으로 단일한 형태를 수득한다. 바람직하게는 도우 조각의 이동은 하나 이상의 몰딩 표면 및 압박물 (constraint) 사이의 간격이 약 0.060 인치 이상으로 제한된다.
본 개발의 바람직한 구현예는 상부 몰드의 아래쪽 표면과 하부 몰드의 상부 표면의 측정된 간격이 약 0.06 인치 초과, 바람직하게는 약 0.1 인치 초과, 보다 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.2 인치, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.14인치인, 위와 바닥으로 구성되는 제한된 영역을 형성하는 두 개의 개구형성된 조리 몰드의 사용이다.
바람직하게는, 성형 몰드는, 몰드가 도우와 접촉하게 되는 부위에서 천공되어 있다. 도우를 압박하는데 사용되는 물질의 임의의 방향에서의 구멍 크기는 약 0.1 인치, 바람직하게는 약 0.12 내지 약 0.38 인치, 보다 바람직하게는 약 0.12 내지 약 0.25 인치, 가장 바람직하게는 약 0.12 내지 약 0.19 인치여야 한다. 압박 물질의 개구 영역의 백분율은 약 35% 초과, 바람직하게는 약 40% 내지 약 60%, 가장 바람직하게는 약 40% 내지 약 50 % 이어야 한다.
바람직하게는, 압박 프라잉 몰드 또는 벨트는 도우를 놓기 전에 뜨겁게 되어 있어야 한다. 뜨거운 표면은 도우 팽창을 가능하게 하는 초기 열의 일부를 제공할 수 있다. 바람직하게는 압박 프라잉 표면은 약 100 ℉ 초과, 보다 바람직하게는 약 200 ℉ 초과, 및 보다 더 바람직하게는 약 225 ℉ 내지 약 420 ℉, 가장 바람직하게는 약 325 ℉ 내지 약 400 ℉ 이다.
스낵 조각들은 바람직하게는 약 275 ℉ (135 ℃) 내지 약 450 ℉ (232 ℃), 바람직하게는 약 300 ℉ (149 ℃) 내지 약 410 ℉ (210 ℃), 보다 바람직하게는 약 350 ℉ (177 ℃) 내지 약 400 ℉ (204 ℃)의 온도에서 약 6 % 이하의 수분을 갖는 제품을 형성하기에 충분한 시간 동안 프라잉한다. 정확한 프라잉 시간은 프라잉하는 지방의 온도 및 도우의 출발 수분 함량에 의해 조절된다.
프라잉 전에 도우 표면상의 물의 존재는 제품 팽창에 영향을 주는 것으로 발견되었다. 도우는 전형적으로 프라잉 오일 위의 헤드 스페이스(head space)의대기의 온도보다 냉각된 온도에서 프라잉기로 도입된다. 전형적으로 도우 온도는 약 80 ℉ 내지 약 120 ℉ 인 반면 헤드 스페이스는 약 250 ℉ 내지 약 350 ℉ 의 프라잉 오일 온도에 보다 가깝다. 프라잉기 내 대기 중에 포함된 스팀은 생성물 표면에서 응축될 수 있다. 프라잉기 내 대기 및 프라잉 오일에 도입됨에 따른 도우의 상승된 온도 및 이의 표면 수분의 존재는, 프라잉에 따라 매우 신속하게 표면 전분의 젤라틴화 수준을 증가시킨다. 표면상에서 일어나는 상승된 결합은 비예측적으로 생성물 팽창에 영향을 줄 수 있다. 예로서, 표면 상에 높은 수준으로 응축된 물은 팽창 수준을 감소시킬 수 있는 반면, 낮은 수준의 표면수는 팽창을 증가시킬 수 있다. 바람직한 최종 제품 텍스쳐를 내는 수준의 팽창을 제공하기 위하여 표면수의 수준을 최적화하는 것이 바람직하다. 도우가 프라잉 오일에 도입되기 전에서 프라잉 오일 위의 대기는 헤드 스페이스 ㎥ 당 약 1000 미만의 그레인 (grains)-수분, 바람직하게는 헤드 스페이스 ㎥ 당 약 700 미만의 그레인-수분, 보다 바람직하게는 헤드 스페이스 ㎥ 당 약 100 내지 약 650 그레인 (grains)-수분의 절대 습도를 함유하여야 한다. 프라잉기의 절대 습도는 배기 송풍기를 사용하여 프라잉기의 헤드 스페이스를 배기하고, 제거된 대기 부분을 질소와 같은 불활성 기체로 치환함으로써 조절될 수 있다. 도우가 프라잉 오일에 도입되기 전에, 바람직하게는 프라잉기의 대기 내로 도입되기 전 또는 도입시, 도우의 표면에의 가벼운 오일 코팅 적용은, 가능하게는 도우 표면 전분의 물의 접촉에 대한 차단제로서 작용함으로써 최종 제품 팽창을 보조한다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 상기 언급된 프라잉 오일에서 임의의 동물성 또는 식물성 오일이 사용될 수 있으며, 칩을 프라잉하는데 사용된 것과 동일한 오일원이 바람직하다. 상기 오일은 바람직하게는 약 350 ℉ 내지 약 420 ℉ 범위 (바람직하게는 약 350 ℉ 내지 약 420 ℉)로 뜨겁다. 오일은 세분화되거나 (atomized) 또는 세분화되지 않은 분무, 코팅, 또는 바람직하게는 노즐로부터 분무되는 공정의 스트림을 포함한 각종 방법을 통해 칩에 적용될 수 있다. 도우 중량 당 첨가되는 오일의 중량비는 약 0.1 내지 약 15, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 10, 보다 바람직하게는 약 1 내지 약 5, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 4 이어야 한다.
스낵의 풍미 또는 매끄러움을 더 향상시키기 위해 보다 높은 지방 수준이 스낵 제품에 바람직한 경우, 트리글리세라이드 오일과 같은 오일을, 스낵 제품이 프라잉기로부터 떠오를때, 또는 압박 프라잉에 사용된 몰드로부터 스낵 제품을 제거할 때 이에 분무할 수 있다. 바람직하게는, 적용된 트리글리세라이드 오일은 요오드가가 약 75 초과, 가장 바람직하게는 약 90 초과이다. 오일은 스낵의 전체 지방 함량을 45 % 정도로 높이는데 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 추가의 단계를 통해 다양한 지방 함량을 갖는 스낵 제품을 제조할 수 있다.
특징적인 풍미를 지니는 트리글리세라이드 오일 또는 매우 불포화된 오일을 분무하거나 뒤섞거나 (tumble) 또다른 방법으로 스낵 제품에 적용할 수 있다. 이들은, 이에 제한되지는 않지만, 버터 풍미의 오일, 천연 또는 인공 풍미의 오일, 허브 오일, 및 감자, 마늘 또는 양파 풍미가 가미된 오일을 포함한다. 이는 프라잉 동안 상기 풍미제가 갈색화 반응으로 갈색화되지 않는 각종 풍미제의 도입을 허용한다. 이 방법은 스낵을 프라잉하는데 요구되는 가열 동안 중합 또는 산화가 일반적으로 진행될 수 있는 오일들을 도입하여 사용할 수 있다.
바람직한 경우, 스낵 조각들을 프라잉한 후, 수분을 약 3 % 미만으로 낮추기 위하여 열풍, 초가열 스팀, 또는 불활성 기체로 가열할 수 있다. 이는 조합된 프라잉/베이킹 단계이다. 베이킹 단계도 사용되는 경우, 베이킹 후, 오일을 스낵에 적용할 수도 있다.
본 발명의 구현예에서, 스낵은 비소화성 지방 및 소화성 지방의 배합물 중에서 프라잉한다. 바람직하게는, 상기 배합물은 약 50 % 내지 약 90 % 의 비소화성 지방, 및 약 10 % 내지 약 50 % 의 소화성 지방을 함유하며, 보다 바람직하게는 약 70 % 내지 약 85 % 의 비소화성 지방 및 약 15 % 내지 약 30 % 의 소화성 지방을 함유한다.
본 기술분야에서 알려진 다른 재료들도 지방에 첨가될 수 있으며, 이는 TBHQ, 토코페롤, 아스코르브산, 시트르산과 같은 킬레이트화제, 및 디메틸폴리실록산과 같은 소포제를 포함한다.
D. 최종 칩 특성
본 발명의 목적은 바람직하고, 안정하며 양분된 (dichotomous) 표면 외관 및 텍스쳐를 갖는 스낵 칩이다. 또띠야 칩과 같은 스낵 부류에서, 텍스쳐는 칩 영역의 단면 중에서 경도 및 밀도가 교대되는 (alternating) 구조를 가짐으로써 보다 흥미있게 제조된다.
바람직하게는, 최종 스낵 조각의 중량은 약 0.5 내지 약 15 g, 보다 바람직하게는 약 1.5 내지 약 10 g, 보다 더 바람직하게는 약 1.7 내지 약 6 g, 가장 바람직하게는 약 2 내지 약 3 g 이다.
스낵 조각 표면의 면을 간섭하는 (interruping) 버블들은 또띠야 스타일 스낵 칩의 주된 요소이다. 스낵 칩의 표면에는 칩의 표면 위를 뚫고 또 이 위에 놓이는 버블들이 랜덤하게 위치한다. 버블들의 크기 및 빈도는 표면 외관의 특징을 나타내는 일차적인 척도이다.
칩 표면은 본질적으로 따로 떨어진, 스낵 조각의 양면 상에 랜덤하게 분산되고 돌출된 표면 요소들로 구성되어야 하며, 여기에서 돌출된 표면 요소의 최대 크기 및 높이는 제한된다. 스낵 조각 내에서 교대되는 보다 얇은 영역에 인접한 이러한 돌출된 표면 요소들의 존재는 바람직한, 바삭하고 양분된 텍스쳐를 제공한다.
본 개발의 바람직한 구현예는 본질적으로 둥글거나 타원형의 버블 또는 블리스터 (blisters) 형태의 돌출된 표면 요소들을 포함한다. 표면 요소는 이들의 최대 크기 (최대 직경)와 관련하여 특징화될 수 있다. 대형 (large) 표면 요소는 약 8.0 mm 초과의 최대 크기를 갖는 것으로서 정의되며, 중형 표면 요소는 약 5.0 mm 내지 약 7.9 mm 의 최대 크기를 갖는 것으로서, 그리고 소형 표면 요소는 약 2.0 mm 내지 약 4.9 mm 의 최대 크기를 갖는 것으로서 정의된다.
바람직한 구현예에서, 대형 표면 요소는 스낵 조각 상에 존재하는 전체 표면 요소들 중 약 12% 내지 약 40%, 바람직하게는 약 15% 내지 약 35%, 보다 바람직하게는 약 18% 내지 약 30%, 가장 바람직하게는 약 20% 내지 약 27% 을 차지하며; 중형 표면 요소는 스낵 조각 상에 존재하는 전체 표면 요소들 중 약 20% 내지 약40%, 바람직하게는 약 23% 내지 약 36%, 보다 바람직하게는 약 25% 내지 약 32%, 가장 바람직하게는 약 28% 내지 약 31% 을 차지하고; 소형 표면 요소는 스낵 조각 상에 존재하는 전체 표면 요소들 중 약 25% 내지 약 60%, 바람직하게는 약 30% 내지 약 56%, 보다 바람직하게는 약 35% 내지 약 50%, 가장 바람직하게는 약 40% 내지 약 48% 을 차지한다. 스낵 조각 상의 표면 요소들의 양은, 칩 g 당 약 5 내지 약 35, 바람직하게는 칩 g 당 약 9 내지 약 31 개, 보다 바람직하게는 칩 g 당 약 11 내지 약 20 개, 가장 바람직하게는 칩 g 당 약 11 내지 약 16 개이다.
스낵 칩의 돌출된 표면 요소는 칩의 표면 상을 지나는 레이저 빔이 칩의 높이에서의 미세한 변화를 탐지하고 기록하는, 레이저 프로파일측정기 (profilometry) 에 의해 특징화된다. 이 기기는, 전체 부피에 대해 스낵 칩의 표면 영역이 차지하는 비율인 표면 영역 밀도, 표면 텍스쳐에서의 변화의 주요 척도에 관한 프랙탈 (fractal) 텍스쳐, 및 표면에 걸쳐 높이 변화를 측정하는 거침성 (roughness)에 대한 데이타를 제공한다.
도 1 은 본 개발에 따른 스낵 칩 표면으로부터 생성된 이미지를 나타낸다. 표면 영역 밀도는 약 0.04 내지 약 0.10 mm-1, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.08 mm-1, 가장 바람직하게는 약 0.06 내지 약 0.07 mm-1이다. 프랙탈 텍스쳐는 약 0.07 내지 약 0.4, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.3, 가장 바람직하게는 약 0.15 내지 약 0.3 이어야 한다. 표면 거침성은 약 1.5 내지 약 7 mm, 바람직하게는 약 2.5 내지 약 6 mm, 가장 바람직하게는 약 4 내지 약 5.7 mm 이어야 한다.
스낵칩의 표면 크기 및 표면 요소는 하기 분석 방법에 기재된 절차에 따라 측정된다.
바람직한 스낵 조각은 몇 개의 칩 두께 측정에 의해 특징화될 수도 있다. 평균 칩 두께는 약 3 mm 미만, 바람직하게는 약 2.5 mm 미만, 보다 바람직하게는 약 2 mm 미만, 및 보다 더 바람직하게는 약 1 mm 내지 약 2 mm, 더욱 더 바람직하게는 약 1.5 mm 내지 2 mm, 가장 바람직하게는 약 1.75 mm 내지 약 2 mm 이다.
돌출된 표면 요소를 함유하는 칩 위치들에서의 평균 두께는 약 2.3 mm 내지 약 3.2 mm, 바람직하게는 약 2.4 mm 내지 약 3 mm, 보다 바람직하게는 약 2.5 mm 내지 약 2.9 mm 이어야 한다. 표면 요소를 함유하는 칩 위치들에서의 최대 두께는 약 5.5 mm 미만, 바람직하게는 약 5 mm 미만, 보다 바람직하게는 약 3 mm 내지 약 4.7 mm, 가장 바람직하게는 약 3 mm 내지 약 4 mm 이어야 한다.
전체 스낵 조각 두께의 변동 계수 ("CV")는 표면 요소의 랜덤성의 지표 및 바삭한 양분된 텍스쳐의 척도로서 사용될 수 있다. 상기 CV 는 칩 두께의 표준 편차를 평균 칩 두께로 나누고, 100 %을 곱하여 계산된다. 칩 두께에 대한 CV 는 약 15 % 초과, 바람직하게는 약 25 % 초과, 보다 바람직하게는 약 35 %, 가장 바람직하게는 약 40 % 초과이어야 한다.
놀랍게도, 버블 강도 온전성에서의 차이는 포뮬레이션 (formulation) 및 생성물 제조 조건의 함수라는 것을 발견하였다. 버블 강도 온전성은 스낵 칩의 표면을 뚫고 나가거나 표면상에 존재하는 버블들에, 칩의 이송 동안 일어날 수 있는 일반적인 힘 또는 연마력이 가해지는 경우, 상기 버블들이 온전함을 유지하려고하는 성질이다. 흥미롭게도, 동일한 포뮬러 (formula)로 제조된 스낵 칩들은 버블을 형성하는데 사용된 공정에 따라 버블 강도 온전성에서 큰 차이를 나타낼 수 있다. 대안적으로, 특정 조성들은 버블 강도 온전성을 증진시키는 것으로 나타났다.
본 발명의 장점은, 광범위한 스낵 칩 두께 및 경도에 걸쳐서 안정하고 균일한 버블 강도가 제공된다는 것이다. 이는, 씹는 동안 부서지게 될, 표면 버블링의 양, 기본 칩 물질의 경도, 및 두께를 조절함으로써 바삭함과 크런치함의 바람직한 수준을 맞추는데 대한 자유로움을 제공한다.
베이스 칩 평면과 독립적인 표면 버블 자체의 벽 두께는 칩의 텍스쳐 및 파손에 견디는 표면 요소의 능력 모두에서 중요하다. 스낵 조각을 네스트된 배열로 배치함에 따라 상기 조각이 겪게되는 일반 및 연마성 전단력을 견디는데 증가된 강도를 제공하기에는 보다 두꺼운 버블 벽이 바람직하다. 그러나 너무 두꺼운 버블 벽의 제조는 바삭한 텍스쳐에 좋지않은 영향을 줄 수 있다. 버블 벽 두께는 내부 칩 구조의 주사 전자 사진에 의해 측정될 수 있으며, 여기에서는 현미경 사진으로서 언급한다. 도 2 내지 도 6 은 본 개발의 스낵 칩의 내부 구조 및 공극 (void) 요소들을 나타내는 현미경 사진을 나타낸다. 관찰된 버블들은 버블 구조 바로 밑에 빈 공간을 가지는 칩 평면 위에 존재한다. 버블의 벽 두께는 칩 외부 표면에서 버블 구조의 꼭대기에서, 표면에서 공극 영역을 지나는 일정한 선형 축을 따른 칩 표면 바로 밑의 공극 공간의 시작까지의 거리로서 정의된다. 버블의 벽 두께는 이상적으로는 약 0.1 mm 초과, 바람직하게는 약 0.16 mm, 보다바람직하게는 약 0.2 내지 약 0.7 mm, 보다 더 바람직하게는 약 0.22 내지 약 0.5 mm, 가장 바람직하게는 약 0.22 내지 약 0.5 mm 이다.
버블의 강도는 가장 심한 경우의 실험실 진동 시험에 의해 평가할 수 있으며, 여기에서 스낵 칩들은, 각 칩의 기하학적으로 유사한 위치들이 각 칩의 앞면을 수직으로 통과하는 동일한 수직 축을 따라 배열되도록 수직으로 포개어 쌓여서 배열된다. 시험을 위해, 처음에 부서지지 않고 온전한 표면 요소들을 지닌 스낵 칩들을 선택하고, 버블 파손의 수준은 칩 중량 당 부서진 버블들의 수로 정의할 수 있다. 파손 수준은 약 2.5 g-칩-1미만, 바람직하게는 약 2.0 g-칩-1미만, 보다 바람직하게는 약 1.75 g-칩-1미만, 및 보다 더 바람직하게는 약 1.5 g-칩-1미만, 가장 바람직하게는 약 0.5 g-칩-1미만이어야 한다. 대안적으로, 온전한 표면 요소들의 수준은 백분율 기준으로 표시될 수 있으며, 여기에서 온전한 표면 요소들의 수준은 약 75% 초과, 바람직하게는 약 85% 초과, 보다 바람직하게는 약 90% 초과, 가장 바람직하게는 약 95% 미만이다.
내부 공극 영역의 양은 바람직한 또띠야 칩 텍스쳐를 내는 또다른 흥미로운 파라미터이다. 칩의 전체 고체 질량에 대한 공극 공간의 양은 X-선 단층촬영에 의해 특징화될 수 있으며, 여기에서 이 방법은 칩을 통과할 수 있는 X-선의 강도에 의해 칩 내의 각 영역의 밀도를 측정하는 것이다. X-선 단층 촬영은 스낵 칩에 의해 점유되는 전체 부피에 대한 X-선에 의해 접촉되는 스낵 칩 중에 존재하는 고형분의 부피에 대한 비율로서 나타낼 수 있다. 상기 부피는, 고형분 표면 영역에 접촉되는 경우, 스낵 칩의 표면 외곽선을 한정하는 X-선으로부터 유도된다. 유사하게, 상기 방법은 고형분 부피에 대한 스낵 조각 표면 영역의 비율을 규정하는데 사용될 수 있다. 도 10 은 본 개발에 따라 제조된 스낵 칩의 X-선 단면 이미지를 나타낸다. 전체 부피에서 고형분이 차지하는 백분율은 약 45% 초과, 바람직하게는 약 50 내지 약 70%, 가장 바람직하게는 약 55 내지 약 65% 이어야 한다. 전체 고형분 부피에 대한 스낵 조각의 표면 영역의 비율은 약 0.04 내지 약 0.130 mm-1, 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.100 mmm-1, 바람직하게는 약 0.06 내지 약 0.09 mm-1, 가장 바람직하게는 약 0.06 내지 약 0.075 mm-1이어야 한다.
스낵 칩 내의 내부 공극은 버블 영역 내부의 길이, 높이 및 폭에 의해 특징화될 수 있다. 버블 영역의 폭은 수평 또는 수직 축에 평행한 최대 길이 및 높이로서 정의된다. 버블 영역을 주사 전자 현미경 사진으로 다시 관찰될 수 있다. 내부 버블, 공극 영역의 길이는 약 1 내지 약 12 mm 여야 하며, 평균 길이는 약 2 내지 약 8 mm, 바람직하게는 약 3.5 내지 약 6.2 mm, 가장 바람직하게는 약 4.0 내지 약 5.5 mm 이다. 내부 버블 공극 영역의 높이는 약 0.20 내지 약 2.5 mm 여야 하며, 평균 높이는 약 0.60 내지 약 1.90 mm, 바람직하게는 약 0.90 내지 약 1.60 mm, 가장 바람직하게는 약 1.10 내지 약 1.45 mm 이다.
스낵 조각의 최종 수분 함량과 스낵 조각 중에 함유된 상대 습도의 관계는 최종 취식(eating) 텍스쳐 상에 큰 영향을 미친다. 생성물의 상대 습도는 전형적으로 수분 활성도, Aw이라고 하며, 이는 스낵 매트릭스 조성에 의해 결합되지 않은 자유수의 척도이다. Aw는 스낵 칩의 바삭함과 직접적으로 관련되며, 전분 수준, 전분 상태, 당 수준, 및 최종 수분 함량과 같은 조성 파라미터에 의해 영향 받을 수 있다. 수분 활성도는 전형적으로는 스낵 칩의 수분 함량의 함수로서 표현되며, 수분 활성도가 비독립 변수이고 수분 함량이 비독립 변수인 경우에 직선의 상관관계로서 관련된다. 수분 활성도는 또한 스낵 조각에 대한 % 상대 습도 (% RH) 로서 표현될 수도 있으며, 이는 측정된 수분 활성도에 100 % 를 곱함으로써 유도될 수 있다. 이러한 상관관계에 대한 인터셉트 (intercept)는 약 -4 내지 약 -20 % RH, 바람직하게는 약 -5 내지 약 -16 % RH, 가장 바람직하게는 약 -10 내지 약 -16 % RH 이어야 한다. 최종 제품 중의 % 수분 당 각 % RH 단위 변화의 비율로서 표현되는 이러한 상관관계에 대한 기울기는 약 5 내지 약 15, 바람직하게는 약 7 내지 약 12, 가장 바람직하게는 약 9 내지 약 12 여야 한다.
스낵 조각의 바삭함의 다른 척도는 최종의 조리된 스낵 칩에서 측정된 유리 전이 온도 (Tg)이다. 너무 높은 전이 온도는 단단한 유리성질 (glassy)의 텍스쳐를 내는 한편, 너무 낮은 값은 설구워진듯 한 (soggy) 텍스쳐를 나타내기 때문에 Tg를 조절하는 것은 중요하다. 일정한 참조 온도에서, 알고 있는 수분 활성도로 평형화된 생성물에 대해 Tg를 측정하는 것이 가장 좋다. 유리 전이 온도는 동역학적 분석기 (DMA)를 이용하여 측정할 수 있으며, 여기에서 알고 있는 부하력을 조절된 온도 램프 (ramp) 동안 칩 표면에 반복하여 적용한다. 발생되는 저장 및 손실 모듈러스 변화가 기록되고, 이는 유리 전이 온도를 결정하는데 사용된다. 도 11 은 저장 및 손실 모듈러스 대 온도 및 Tg 를 계산하기 위해 사용된 곡선의 보정된 형태에 대한 그래프의 예를 나타낸다. 약 2 내지 약 4 %의 비교적 낮은 스낵 상대 습도에서, 유리 전이 온도는 약 165 내지 약 275 ℉, 바람직하게는 약 180 내지 약 250 ℉, 가장 바람직하게는 약 195 내지 약 240 ℉ 이어야 한다. 약 6 내지 약 9 % 의 비교적 중간정도의 스낵 상대 습도에서, 유리 전이 온도는 약 180 내지 약 275 ℉, 바람직하게는 약 220 내지 약 250 ℉, 가장 바람직하게는 약 230 내지 약 245 ℉ 이어야 한다. 약 20 내지 약 30 %의 비교적 높은 스낵 상대 습도에서, 유리 전이 온도는 약 150 내지 약 235 ℉, 바람직하게는 약 180 내지 약 225 ℉, 가장 바람직하게는 약 190 내지 약 215 ℉ 이어야 한다.
분석 방법
본 발명의 구성요소의 특징화에 사용된 파라미터들은 특정 분석 방법으로 정량했다. 이들 방법은 하기에 상세히 기재한다:
1. 지방 함량
본원의 스낵 제품의 전체 지방 함량 (소화성 및 비소화성 모두) 의 측정에 사용된 방법은 AOAC 935.39 (1997) 이다.
소화성 지방 (Digestible Fat) 함량
소화성 지질 (NLEA) 방법 AOAC PVM 4:1995 가 본원의 스낵 제품의 소화성 지방 함량 측정에 사용되었다.
비소화성 지방 (Non-digestible Fat) 함량
비소화성 지방 함량 = 전체 지방 함량 - 소화성 지방 함량
2. 수분 함량
시약
A.주석 용기 세척용
Mr.Clean- 또는 무기성 비누 혼화제 (builder)를 함유하지 않는 임의의 다른 균등의 고급 강력 액체 세척제
클렌저 - Comet또는 균등물
B.건조 공기용
공기 청정기용 리필 키트 - Alltech Assoc., #8132
Drierite흡습제, 표지형 & 비표지형
C.진공 펌프용
오일 타입 - Welch Duo-Seal
모래 타입 - Standard Ottawa. (사용 전에 105℃ 에서 밤새 건조시킴. 밀봉된 용기에서 보관)
기구
오븐, Forced Air Hotpack Model 1303, 또는 ±2℃ 로 온도를 유지할 수 있는 균등물,
오븐, 진공-Fisher Model 281, ±2℃ 로 온도를 유지할 수 있는 것,
저울, 분석용- 용량 200 g, 정확도 ±0.0004 g; 반년마다 표중 중량으로 검사,
주석 용기, 알루미늄 - 대형, 75 ×20 cm; 소형, 50 ×15 cm
공기 청정기 - Alltech Assoc. #8121, 120 cc 용량, 1/8" 피팅,
실험실용 기체 건조 단위 - 2-5/8" ×11-3/8" Acrylic Unit, A. H. Thomas, #5610-010
Drierite흡습제, 또는 균등물,
가스 세척 드레셀 (drechsel) 병, 500 ml 용량, CMS #123-984,
체크 밸브 - CMS, #237-552
얼린 티 스푼,
진공 펌프 - Welch Duo-Seal, 또는 균등물,
데시케이터, 캐비넷형 (Cabinet-Type) - Boekel Model 4434-K
표준 기준
표준 기준, 바륨 클로라이드 디하이드레이트를 각 샘플군과 함께 진행시킨다. 사용된 각각의 유형의 오븐 및 사용된 각각의 시간/온도 조합에 대해 표준 기준을 진행시킨다. 각각의 조합에 대한 표준 기준으로부터의 결과를 표준 기준에 대해 공지된 값과 별도로 비교한다. 표준 기준에 대한 결과가 공지된 값과 동일하거나 또는 ±2σ이내인 경우, 장치, 시약 및 조작이 만족스럽게 실행되는 것이다.
샘플 준비
5-25 g 로 칭량하여 대표적인 샘플을 선택함.
조작
A.주석 용기 준비
1. 주석 용기를 물 및 액체 세척제로 완전히 세척한다. 필요한 경우 클렌져로 일소한다.
2. 주석 용기를 130℃ 에서 30 분 이상 건조시킨다.
3. 실온으로 냉각시킨다. 사용할 때까지 주석 용기를 청결하고 건조하게 유지한다.
B.샘플 칭량
1. 주석 용기 및 샘플은 칭량시 반드시 실온이어야 한다.
2. 주석 용기 및 뚜껑을 ±0.0004 g 까지 칭량하고 평형추 중량으로 기록한다. 모래가 사용되는 경우, 평형추 중량에 포함한다.
3. 샘플의 중량을 ±0.0004 g 까지 기록하고, 전체 중량 (gross weight)으로 기록한다. 주석 용기 및 샘플을 덮는다.
4. 가열 후, 건조된 샘플 및 주석 용기를 뚜껑과 함께 칭량한다. 상기 중량을 최종 건조 중량으로 기록한다.
C.에어 오븐(주의: 고수분 샘플은 오븐에 넣을 수 있는 샘플의 수가 한정된다.)
1. 오븐을 105℃±2℃ 로 셋팅한다.
2. 주석 용기 덮개를 벗겨서, 주석 용기 바닥에 놓는다.
3. 주석 용기 및 샘플을 될 수 있는 한 신속하게 오븐에 넣어 오븐 온도 강하를 최소화한다. 오븐 선반은 다수의 샘플을 신속하게 놓고 치우기 위해 사용될 수 있다. 화상 방지를 위해 적절한 장갑을 사용한다.
4. 원하는 온도에 이르렀을 때부터 샘플의 시간을 재기 시작한다.
5. 4 시간 동안 가열한 후 주석 용기 및 샘플을 치우고, 덮개를 신속하게 되돌려 놓는다.
6. 실온으로 냉각될 때까지 덮어둔 주석 용기를 데시케이터에 둔다. 이어서, 손실된 수분을 측정하기 위해 칭량한다.
7. 주석 용기 및 건조된 샘플을 0.0004 g 까지 칭량하고, 최종 건조 중량을 기록한다. (결과를 계산할 때까지 주석 용기 및 건조된 샘플을 보관한다. 결과가 의심스러운 경우, 주석 용기 및 건조된 샘플 또는 세척하고 건조시킨 주석 용기를 재칭량한다).
D.진공 오븐
1. Fisher 오븐의 온도 다이얼을 70℃±2℃ 로 셋팅한다.
2. 건조 기체 (퍼지) 주입 (inlet) 밸브 및 펌프의 진공선을 닫는다.
3. 샘플 및 주석 용기를 주석 용기의 바닥에 덮개가 있는 오븐에 넣는다.
4. 문을 닫고 진공 펌프를 작동시킨다.
5. 28" 내지 30" Hg 가 진공 게이지에 나타났을 때, 건조 기체 (퍼지) 주입 밸브를 열고, 70 - 90 버블/분으로 유동 표지 병 속의 진공 펌프 오일을 통해 유동하도록 조정한다. 28" 내지 30" Hg 의 진공을 유지한다.
6. 원하는 온도에 이르렀을 때부터 샘플의 시간을 재기 시작한다.
7. 20 시간 동안 가열한 후, 진공 펌프에 대한 밸브를 닫고, 펌프를 중단한다.
8. 오븐 챔버를 서서히 대기압으로 승압시킨다 (유동 표지 병의 펌프오일이 오븐에 들어가지 않도록 방지함).
9. 주석 용기를 덮고, 냉각될 때까지 데시케이터에 둔다. ±0.0004 까지 재칭량하고 기록한다 (최종 중량).
계산
샘플 중량 = 전체 중량 - 평형추 중량
최종 중량 = 상기 단계 9 에서 기록된 중량,
오븐 휘발% = (합계 중량-최종 중량)/샘플 중량 ×100
고체 % = 100% - 오븐 휘발%
3. 표면 크기 및 표면 요소
스낵 조각 표면과 동일한 크기 및 모양을 가진 투명한 플라스틱 또는 아세테이트 주형을 만들어 표면 크기 및 관련된 표면 요소를 측정할 수 있다. 주형에는 측정용 격자를, 바람직하게는 각각의 격자선에 대해 2 mm 내지 5 mm 의 증분으로 표시한다. 주형을 스낵 조각의 표면 상에 겹쳐놓고, 모든 표면 요소의 최대 치수를 특징화한다. 표면 요소는 시각적으로, 보다 낮은 베이스 (base) 구역으로 둘러싸여 국소적인 상승부를 형성하는, 스낵 조각의 베이스 표면 위로 올라오는 버블 또는 기포 표면으로서 인지된다. 바람직하게는, 돌출된 표면 요소는 유색 펜으로 표시해, 주형으로 그의 크기를 더 잘 측정할 수 있도록 한다. 15 개 이상의 스낵 조각을 측정해야 한다.
4. 스낵 조각 두께
디지탈 캘리퍼 (digital caliper)를 사용하여, 각 표면 요소를 단 한 번만 측정한 돌출된 표면 요소의 총 두께의 랜덤한 측정치 10 개를 취하고, 돌출된 표면 사이에 있는 베이스 스낵 칩 표면 측정치 10 개를 취하는, 표면 상의 연속적인 국부 측정으로 평균 스낵 조각 두께가 특징화될 수 있다. 캘리퍼 조 (jaw)는, 한 조가 표면 요소의 꼭대기에 있게 하고 다른 한 조가 표면 요소의 위치 바로 아래에 있는 스낵 조각의 반대편의 아랫부분에 닿도록 스낵 조각에 접촉시킨다. 상기 방법으로 5-10 스낵 조각의 두께를 측정하여 합계 100-200 데이타 포인트를 제공한다. 평균 두께는 표면 요소의 베이스 및 표면에 대해 모두 두루 측정할 수 있다.
5. 수 흡수 지수 (WAI)
건조 성분 및 가루 배합물:
일반적으로, 용어 "수 흡수 지수" 및 "WAI" 는 조리 과정의 결과인 탄화수소계 물질의 보수능 (water-holding capacity)의 측정을 의미한다 (참고: R.A. Anderson 등,Gelatinization of Corn Grits By Roll- and Extrusion-Cooking, 14(1):4 CEREAL SCIENCE TODAY (1969)).
샘플의 WAI 는 하기 과정으로 측정된다:
(1) 빈 원심분리용 튜브를 소수점 두 번째 자리까지 칭량한다.
(2) 2 그램의 건조된 샘플을 튜브에 넣는다. 제품을 시험하는 경우, 우선 조각 부스러기가 US #40 체를 통과할 때까지 커피 분쇄기에서 제품을 분쇄하여 입자의 크기를 감소시킨다. 분쇄된 샘플 (2 g) 을 튜브에 첨가한다.
(3) 물 30 ml 를 튜브에 첨가한다.
(4) 물 및 샘플을 세게 교반하여 건조시킨 덩어리가 남지 않도록 한다.
(5) 튜브를 86℉ (30℃) 수조에 30 분 동안 넣고, 10 분 및 20 분에 교반 과정을 반복한다.
(6) 이어서 튜브를 1257 g 의 중력에서 15 분 동안 원심분리한다. 이는 DiRuscio Associates of Manchester (Missouri) 에서 제조한 원심분리기 model 4235 을 3,000 rpm 의 속력으로 사용하여 달성될 수 있다.
(7) 이어서 튜브에서 물을 따라내고 겔을 남겨둔다.
(8) 튜브 및 내용물을 칭량한다.
(9) 수득된 겔의 중량을 건조된 샘플의 중량으로 나누어 WAI 를 계산한다:
WAI = ( [튜브 및 겔의 중량] - [튜브의 중량]) ÷ [건조된 샘플의 중량] )
6. 급속 점도 분석기 (RVA) 를 사용한 유동학적 특성
성분 배합물, 건조 성분, 가루 배합물, 반제품 및 완제품의 유동학적 특성을 급속 점도 분석기 (RVA) 모델 RVA-4 를 사용하여 측정했다. RVA 는 원래 발아한 밀에서 α-아밀로오스 활성을 신속히 측정하기 위해 개발되었다. 본 점도계는 전분 샘플을 교반하면서 가열 및 냉각 중의 전분 품질을 특징화한다. 급속 점도 분석기 (RVA) 는 전분 및 가루의 점도 특성의 직접적인 측정에 사용된다. 본 도구는 약 2 내지 4 g 의 샘플 및 약 25 그램의 물이 필요하다.
최상의 결과를 위해, 샘플 중량 및 첨가되는 물은, 일정한 건조 중량을 수득하기 위해 샘플 수분 함량에 대해 보정되어야 한다. 일반적으로 사용되는 수분기본값은 14% 그대로이며, 보정표는 [Newport Scientific] 에서 입수가능하다. 14% 수분 기본값에 대한 보정식은 하기와 같다:
M2 = (100 - 14) X M1/(100-W1)
W2 = 25.0 + (M1 - M2)
(식 중,
M1 = 샘플 질량이며, 약 3.0 g
M2 = 보정된 샘플 질량
W1 = 샘플의 실제 수분 함량 (% 그대로))
미리 정해진 혼합, 측정, 가열 및 냉각의 프로파일을 통해 물 및 샘플 혼합물을 측정한다. 본 시험은 가루 품질로 해석되는 도우 점도 정보를 제공한다.
본 발명의 특징화에 사용되는 주요 요인은 페이스팅 온도, 피크 점도, 피크 점도 시간 및 최종 점도이다
7. RVA 방법
건조 성분, 가루 배합물 및 성분 배합물 :
(1) 공기 오븐으로부터의 샘플의 수분 (M) 을 측정한다.
(2) 샘플 중량 (S) 및 물 중량 (W) 을 계산한다.
(3) 샘플 및 물을 캐니스터 (canister)에 넣는다.
(4) 캐니스터를 RVA 타워에 놓고, Standard Profile (1) 을 진행시킨다.
8. 도우 특징화를 위한 RVA 방법
샘플 분리
본 과정 동안, 샘플은 수분 손실을 방지하기 위해 언제나 동결 상태로 유지되어야 한다. 따라서, 본 단계를 신속히 수행하거나 또는 본 과정 동안 샘플을 드라이 아이스 또는 액체 질소에 접촉시켜야 한다.
생산 라인으로부터, 시트화되지 않은 도우 (호퍼 도우) 또는 시트화된 도우 (콘베이어 또는 재생 도우)를 수집할 수 있다.
1. 도우를 알루미늄 파이 (pie) 플레이트에 놓고, 플레이트를 액체 질소로 천천히 채워, 도우 전체가 액체 질소에 잠기게 한다. 도우가 동결되도록 한다.
2. 대형 깔대기에 금속 배수관을 설치하고, 이를 액체 질소 듀아 (dewar) 개구부에 놓는다. 파이 플레이트의 내용물을 배수관에 붓고, 배수된 샘플을 플라스틱 백에 넣는다.
3. 플라스틱 백을 샘플 백의 상하에 설치하고, 샘플을 단단한 물체로 부수어, 1 cm 정도 되도록 샘플을 조각으로 잘게 부순다.
4. 동결된 샘플을 커피 분쇄기에서 15 초 동안 분쇄시킨다.
5. 샘플을 #16 메쉬 체에 넣고, 뻣뻣한 강모 브러쉬를 사용하여 샘플이 통과하도록 한다.
6. 체를 통과한 샘플을 Zip Lock백에 넣거나, 또는 균등물인 방수 백에 넣고, 곧바로 분석하기 전까지 냉동실에서 보관한다.
수분 함량의 측정
메틀러 (Mettler) 수분 분석기 또는 균등물을 사용하여 체를 통과한 도우의 수분 함량을 측정한다. 130℃, 자동 프로파일에서 5 +/- 0.2 g 의 동결된 샘플을 사용하여 계기를 가동시킨다.
RVA 분석
RVA 조건: 25℃ 에서 2 분까지 공회전, 95℃ 까지 2-7 분 승온, 95℃ 에서 7-10 분 유지, 25℃ 로 10-15 분 냉각, 25℃ 에서 유지 및 22 분에 종료.
샘플 중량 측정: 샘플 중량 및 첨가되는 물은, 일정한 건조 중량을 수득하기 위해서는 샘플 수분 함량에 대해 보정되어야 한다. 수분 기본값은 14% 그대로여야 하며, 샘플 질량은 3 g 이다. 각각의 샘플에 대해 보정된 샘플 질량 (M2) 및 보정된 물 질량(W2) 을 측정하기 위해 하기 수학식을 사용한다.
(식 중, M2= 보정된 샘플 질량 (g)
W1= 상기 측정된 샘플의 수분 함량 (%)
W2= 보정된 물 질량 (g))
RVA 과정
1. RVA 소프트웨어를 시작하고, 진행시킬 시험을 선택하고, 샘플 정보를 입력한다.
2. 물을 RVA 캐니스터로 칭량한다 (상기 W2로서 계산된 양).
3. 샘플을 평면 메틀러 (Mettler) 수분 플레이트 상에서 칭량한다 (상기 M2로서 계산된 양).
4. 샘플을 RVA 캐니스터로 옮기고, 제 8 호 고무 마개 (rubber stopper) 를 컵 위에 놓고, 뒤집어서 세게 10 회 흔든다.
5. 마개를 캐니스터에서 밀어서 떼어낸 후, 스핀들 블레이드 (spindle blade) 를 사용하여 샘플 입자를 캐니스터 벽으로 신속하게 긁어낸다.
6. 캐니스터와 스핀들을 타워 (tower) 상에 놓고, 타워를 내려서 분석을 시작한다.
9. 시트화된 도우의 인장 강도 측정
참고문헌
[Stable Micro Systems' TA-XT2 Texture Application Study N001/SPR, 1995].
[Stable Micro Systems' User Guide for the TA-XT2I Texture Analyzer, issue 1, 1997].
[P. Chen, L. F. Whitney, 및 M. Peleg, J. Texture Studies, 25 (1994) 299].
[C. H. Lerchenthal 및 C. B. Punt, Rheology and Texture of Foodstuff, Society of Chemical Industry: London, 1968]
원리
인장 시험은 도우 시트의 인장 강도를 측정하는 기계적인 응력-변형율 시험이다. 시트가 파손될 때까지 일정한 속도로 도우 스트립을 연신하는 시험 기계상에 도우 시트 스트립의 양 말단을 걸어 놓는다. 시트가 파손되는 힘 (g)이 도우의 인장 강도이다. 파손 전에 도우 시트가 신장되는 거리가 연신능이다. 인장 시험의 결과는 거리/시간에 대한, 힘/하중으로 기록한다.
장치
25 kg 하중 셀 용량의, Texture Expert Exceed Software 를 사용하는 Stable Micro Systems Texture Analyzer TA-XT2 또는 TA-XT2i 및 5 kg 검량용 중량.
Instron Elastomeric Grips (Model #2713-001) 는, 본 방법에서 "조 (Jaws)" 로 지칭된다. 상기 조는 텍스쳐 분석기에 맞게 변형되어야 한다. 우선, 클램프를 부착된 가지에서 제거하고, 클램프의 바닥으로 구멍을 뚫어 조가 텍스쳐 분석기 계기의 윗면 및 바닥에 나사 고정되도록 한다. 또한, 클램프 상의 스프링은, 샘플 상에서의 유지를 느슨하게 하기 위해 일정한 적은 힘을 가진 스프링으로 교체해야 한다. 최종적으로, 금속 롤러는 한쪽은 평평하게 고르고, 미끄럽지 않은 접착성 스트립과 정렬한다.
도우 시트.
0.0001 인치에 근접한 정확도를 가진 두께 게이지.
피자 롤러 (Pizza Roller) 및 금속 주형으로 구성되며, ~ 10 cm 및 2 ½cm 의 직사각형 도우 시트를 만드는 절단 장치. 너비 2 ½cm, 길이 2 피트 (길이는 중요하지 않음) 의 금속 막대는 정확한 도우 스트립 너비로 잘라낸 주형을 제공하기 위해 제작한 것이다.
대형 플라스틱 짚 락 (zip lock) 백 또는 단단히 밀봉된 공기밀폐 주석 용기.
과정
계기 셋업
1. Instron Jaws 를 계기 상에 부착한다. 메뉴 바에 있는 "TA" 및 그후 "Calibrate Force" 를 누른 후, "OK" 를 누른다. 5 kg 중량을 조심스럽게 TA 의 검량 플랫폼에 놓고, "OK" 를 누른다. 검량이 성공했을 때, "OK" 를 누른 후, 조심스럽게 5 kg 중량을 치운다.
2. 메뉴 바 위의 "TA" 를 누른 후, "Calibrate Probe" 를 선택한다. 회복 거리가 45.00 mm 이고 제동력 (trigger force)이 5 g 인 것을 확인한다. "OK" 를 누른다. 검량 과정 동안 2 개의 "조 (Jaws)" 가 닿는지 확인한다. 그렇지 않은 경우, 프로브를 재검량한다. 문제가 반복되는 경우, 제동력을 10 g 로 증가시켜서 재검량한다.
3. "TA" 를 누른 후 "TA Settings" 를 누른다. 셋팅이 올바른지 (하기 참조) 확인한 후, "Update" 를 누른다.
TA 셋팅 :
시험 모드: 제동력 측정
옵션: 출발시로 회복
예비 시험 속도: 3.0 mm/s
시험 속도: 10 mm/s
시험 후 속도: 10 mm/s
거리: 45 mm
제동 유형: 자동
제동력: 5 g
단위: 그램
거리: 밀리미터
파손 추적: 꺼짐
샘플 제조
도우 시트 스트립
1. 길이가 20 cm 이상이며 두께가 균일한 시트를 수집한다.
2. 시트를 2 ½ cm 및 ~ 10 cm 스트립으로 절단한다. 샘플을 밀 롤러 (mill roller) 유출물에 평행하게 길이 방향으로 절단한다. 모든 스트립을 연속적으로 절단한다.
3. 샘플을 플라스틱 지프 락 백 또는 단단하게 밀봉된 공기밀폐 용기에 넣어 샘플을 수분 손실로부터 방지한다. 샘플이 신선하게 분석될 수 있도록 하기 위해, 수집 15 분 이내에 샘플을 분석해야 한다.
샘플 로딩 (loading)
도우 스트립의 두께를 정확히 측정하고 기록한다. 스트립의 한쪽 끝을 위쪽 클램프에 부착한다. 스트립이 자유롭게 매달리도록 한다. 아래쪽 클램프를 열고 스트립의 아래 말단을 통해 삽입한다. 자유롭게 매달린 도우 스트립을 가볍게 쳐서 샘플에 장력이 없는지 확인한다. 아래쪽 클램프를 닫는다.텍스쳐 분석기 상에 도우 스트립이 적절하게 위치되어 있는지 확인하고, 필요한 경우 조정한다.
샘플 분석
"TA" 에 이어, "Run a Test" 를 누른다.
적절한 디렉토리 하에 회분명 및 파일명/수를 지정한다.
"Run" 을 누른다. 동일한 회분으로부터의 연속적인 스트립에 대해서는, 간단히 "TA" 를 누른 후, "Quick Test Run" 을 누르거나, 또는 그 대신 "Ctrl" "Q" 를 누른다.
실험 동안, 도우 스트립이 미끄러지지 않고 클램프를 통과하는지 확인한다. 그러한 경우, 그 샘플 결과를 버리고 다음 스트립을 분석한다.
샘플을 내려 놓는다.
새로운 회분의 샘플을 가동시키는 경우, "File", "New", "Graph Window", "OK" 를 선택한다.
최초 스트립을 제공하고 상기와 같이 분석한다.
데이타 분석
별다른 지시가 없는 경우, 평균 제동력을 기록한다. 제동력 측정값은 물질의 인장 강도로도 공지된, 파손 전 최대 제동력이다.
인쇄된 기록지의 다른 데이타는 시간, 면적 및 기울기를 포함한다. 파손 전 시간은 샘플의 측정치이다.
10. 도우 탈수속도
본 방법의 목적은 도우 샘플로부터의 수분 제거율을 측정하는 것이다.
샘플 제조
도우의 샘플을 수집하고, 전기식 커피 분쇄기 (Krupps) 또는 식품 조리기 (Cuisinart) 를 사용하여 즉시 미세 입자 크기로 과립화한다. 도우 재료는 약 5 초 미만 동안 분쇄하거나 또는 절단하여 재료가 오염되지 않도록 한다. 도우 조각의 크기는 약 400 내지 약 1000 미크론이다.
기구
1. Mettler Toledo Co. Inc. (Hightstown, N.J.) 에 의해 제조된 LJ16 Moisture Analyzer Type PJ300MB
2. 수분 분석기용 알루미늄 칭량용 주석 용기
3. 커피 분쇄기 (Krupps) 또는 식품 가공기 (Cuisinart)
4. 스푼 또는 티스푼
분석 과정
1. 수분 분석기 내의 저울에 빈 칭량용 주석 용기를 놓는다.
2. 수분 분석기 단위를 닫힌 위치에 놓고 저울을 0 그램 ± 0.001 g 으로 영점 조정한다.
3. 수분 분석기를 열고 5 그램 ± 0.2 그램의 도우를 칭량용 주석 용기 위에서 칭량한다.
4. 이어서, 수분 분석기를 닫고, 가열 온도를 120℃ 로 하고, 시간 제한을 자동으로 셋팅한다.
5. 단위를 프로그래밍하여 매 30 초마다 결과를 프린트 출력한다.
6. 시작 버튼을 눌러 측정을 시작한다.
7. 시작 버튼 위의 등이 깜빡거릴 때 측정을 완료한다.
데이타 해석
매 30 초 간격으로 기록된 수분 손실 결과를 고형분 기준 그램 당 도우 내에 함유된 수분의 그램으로 환산한다. 도 9 는 예로서 탈수 그래프를 나타낸다. 탈수속도는 하기와 같이 계산될 수 있다:
탈수속도 = ((시간 0 에서의 수분 농도) - (5 분에서의 수분 농도))/5 분
(식 중, 수분 농도는 수분 그램수/고형분 기준 그램으로 나타낸다).
건조 곡선 #1 에서, 탈수속도는 하기와 같다:
(0.55 - 0.10 수분 그램/고형분 그램)/5 분
= 9.0 ×10-2수분 그램/고형분 그램-분
유사하게, 탈수속도 = (0.44 - 0.24 수분 그램/고형분 그램)/5 분
= 4.0 ×10-2수분 그램/고형분 그램-분
11. 수분 활성도
a) 우선 지연된 시간 동안에도 일정한 헤드 스페이스 조성을 유지할 수 있는 챔버를 준비한다. 맞는 뚜껑이 있는 유리 절단 챔버가 적합하다.
b) 챔버를 포화 염 수용액으로 채운다. 용액은, 챔버의 바닥에 침전이 생길 때까지 물에 염을 첨가하여 제조한다. 이에 한정되지 않으나, 적합한 염은, 염화리튬, 브롬화리튬, 염화망간 및 아세트산칼륨이다.
c) 용액을 약 70 - 80℉ 의 온도로 유지한다.
d) 스낵 칩을 챔버에 넣고, 챔버를 밀봉한다.
e) 스낵 칩을 약 4 내지 7 일 동안 평형화시킨다.
f) 스낵 칩을 제거하고, Rotronic Co. Inc. (Huntington, N.Y.) 에 의해 제조된 검량된 Rotronic Hygroskop DT 의 챔버에 신속히 넣는다. 챔버를 70 - 75℉ 의 온도로 유지한다.
g) 일단 표시가 10 분 이상 안정화되면, 수분 활성도를 읽는다. 샘플의 전체 수분을 오븐에 의한 증발로 측정하여, 등온 흡습 곡선을 제작한다.
12. 유리 전이 온도
Dynamic Mechanical Analyzer, PE DMA-7e, 3 점 굽힙 배치 (3 point bending configuration) 를 사용한다:
1. 하기의 순서대로 계기를 켠다. 순서/연속성에 대한 임의의 변화는 계기가 제대로 작동하지 않는 결과를 낼 수 있다.
A) 컴퓨터 및 모니터를 켠다. 프롬프트 (prompt)에, 패스워드 및 요구되는 임의의 다른 정보를 입력한다.
B) 컴퓨터가 부팅 단계를 완결하여 데스크탑이 표시된 후에, Dynamic Mechanical Analyzer 를 켠다. 약 30 초 내지 1 분 동안 대기한다.
C) TAC 을 켠다. 제 1 샘플을 실행하기 전에 약 30 분간 계기를 워밍업시킨다.
2. 헬륨 유량을 30 psi 로 올린다.
3. 노의 온도를 낮춘다. 냉매를 계기 듀아에 놓는다. 가능한 냉매는 빙수, 드라이 아이스, 및 액체 질소를 포함한다. 계기를 고온으로부터 보호하기 위해 (중심 온도가 35℃ 에 이르면 안 됨), 냉매없이 계기를 작동시키지 말아야 한다.
4. 컴퓨터 데스크탑 상의, "Pyris Manager" 를 선택한다. 이는 Perkin Elmer Pyris 소프트웨어를 작동시킨다.
5. "DMA-7" 박스를 선택한다. 이는 DMA 소프트웨어 모듈을 작동시킨다.
6. 메뉴 바 상에서 "File" 을 선택하고, "Open Method" 를 선택함으로써 방법을 불러내어 진행할 방법을 선택한다. 방법이 미리 개발되지 않았거나 또는 저장되어 있지 않은 경우, 방법 에디터 윈도우 상에 필요한 방법 정보를 입력한다.
A) 방법 에디터 윈도우의샘플 정보스크린은 하기와 같은 샘플 정보를 포함할 공간을 포함한다:샘플 ID, 연산자 ID, 코멘트, 및파일명/디렉토리. 모든 필드 (field)를 선택하여 적절한 정보를 입력한다. "Measuring System/Geometry" 하에서는 "3-Point Bending" 옵션이 선택되었는지 확인한다. "depth" 에는 프로브 직경 (5 mm 가 전형적임) 을, "width" 에는 플랫폼 포인트 분리 거리 (platform point separation distance) (10 mm 가 전형적임) 를 입력한다. "height" 또는 "zero" 필드에는 계기가 입력하므로, 입력하지말 것!
B)초기 상태 스크린은 동역학적 힘, 정전력, 진동수, 및 초기 온도를 포함하는 초기 진행 요인에 관한 방법 정보를 포함한다. 상기 스크린 상의 모든 정보가 정확한 것인지 확인한다. 적절하게 변화시킨다. 칩에 대해, 진동수 1 Hz 에서의 100 mN 의 정전력 및 85 mN 의 동역학적 힘이 전형적으로 사용된다.
C)프로그램 스크린은 열적 프로파일을 포함한다. 프로그램 스크린 하의 정보가 정확한 것인지 확인한다. 적절하게 변화시킨다. 칩에 대해 온도는 전형적으로는 5℃/분으로, 25℃ 에서 200℃ 로 승온된다.
계기에 샘플을 로드할 준비가 되었다.
7. 노의 온도를 낮춘다.
8. 분석기 기판의 "Probe Up" 를 누른다. 각각 3 mm 및 10 mm 3-점 굽힘 프로브 및 베이스가 계기에 부착되었는지 확인한다.
9. 샘플 홀더의 표면을 알콜에 디핑된 Q-팁으로 세척한다. 깨끗한 Q-팁으로 표면을 잘 건조시킨다.
10. 영점 높이 검량 조각을 플랫폼에 놓고, "probe down" 을 누른다. 노의 온도를 높힌다.
11. 프로브 위치 윈도우 상에 표시되는 프로브 위치 표시가 안정화되도록 대기한다. 프로브 위치가 일단 안정화되면, 방법 에디터 스크린의 오른편에 있는 "zero height" 버튼 아이콘을 누른다. 프로브 위치가 0 mm (+/- .0005 mm) 에 다시 셋팅되는지 확인한다. 그렇지 않은 경우, "zero height" 버튼을 다시 누른다.
12. 노의 온도를 낮춘다. "Probe up" 을 누르고, 영점 높이 검량 조각을 제거한다.
13. 샘플을 샘플 홀더에 놓는다. 분석기 기판 상의 "Probe Down" 을 누른다. 프로브가 샘플을 건드렸을 때 샘플이 움직이는 경우, "Probe up" 을 누르고, 프로브가 샘플을 움직이게 하지 않도록 샘플을 재위치시킨다. 노의 온도를 높힌다.
14. 프로브 위치 윈도우 상에 표시되는 프로브 위치 표시가 안정화되도록 대기한다. 프로브 위치가 일단 안정화되면, 방법 에디터 스크린의 오른편에 있는 "sample height" 버튼 아이콘을 누른다. 프로브 높이 필드가 샘플 높이 (+/- .0005 mm) 에 셋팅되는지 확인한다. 그렇지 않은 경우, "sample height" 버튼을 다시 누른다.
15. "start" 버튼을 눌러 분석을 시작한다.
16. 데이타를 보려면, 메뉴 바의 "Window" 를 선택한 후, "Instrument Viewer" 를 선택한다. 계수 및 탄젠트 델타값을 표시하려면, 메뉴 바의 "Display" 를 선택한 후, "modulus" (저장 및 손실 모듈러스를 모두 선택) 및 "tan delta" 를 선택한다. 데이타를 온도의 함수로서 표시하려면, "Temp/time X-axis" 아이콘으로도 명명되는 "T ↔t" 아이콘을 선택한다.
17. 진행 종료시, 노의 온도는 자동으로 냉각된다. 핀셋을 사용하여 샘플을 샘플 홀더에서 빼고, 상기 기재된 바와 같이 샘플 홀더를 세척한다. 그러나, 특히 상승된 온도에서는 노가뜨거우므로, 노에접촉하지 말아야 한다.
종료 과정:
1. 노의 온도가 상승되고 샘플 팬이 깨끗한지 확인한다.
2. Pyris Perkin Elmer 소프트웨어를 끈다.
3. TAC 을 끈다.
4. 열분석기를 끈다.
5. 컴퓨터를 끈다.
6. 헬륨 유동을 정지시킨다.
7. 벤치 탑 (bench top) 을 세척한다.
데이타 해석:
유리 전이 온도는, E' 그래프에서의 감소 후 tanδ의 최대값으로 결정했다. 상기 곡선의 일례를 도 10 에 나타냈다.
도우에 대해, 50 mN 의 정전력 및 30 mN 의 동역학적 힘을 1 Hz 진동수에서 사용했다. 온도를 2 ℃/분으로, -30 ℃ 에서 30 ℃ 로 승온시켰다. E"에서 일어나는 최대 피크에 수반된 E' 에서의 급격한 감소에 의해 유리 전이 온도를 결정하였다.
칩에 대해서, 100 mN 의 정전력 및 85 mN 의 동역학적 힘을 1 Hz 의 진동수에서 사용했다. 온도는 5℃/분으로 25℃ 에서 160℃ 로 승온시켰다.
13. X-선 단층사진법에 의한 완전 빈 공간 (Solid Void Space) 및 표면적
계기 설명
Micro-CT 20 는, Scanco Medical AG (Zurich, Switzerland) 에 의해 고안, 개발 및 지원받았다. 이는 X-선 기계 및 데이타를 수집, 분석 및 보관하는 컴퓨터를 포함한다. 스캐너에는 고정된 x-선 튜브 및 탐지기 환경 (detectorconfiguration) 이 있는 2-D 팬 빔 획득 장치 (2-D fan beam acquisition) 가 있다. 마이크로포커스 x-선 튜브로부터의 조사 (radiation)는 뼈 샘플에 의해 감쇠된다. 이후 투과되는 X-선은 시준기 (슬라이스 두께를 제한함), 신틸레이터 (X-선을 빛으로 전환함) 를 통과하며, 탐지기의 1-D 어레이로 들어간다. 샘플을 스핀들 상에서 회전시켜 일련의 영상을 만드는데, 이는 2-D 슬라이스로 조합된다. 샘플을 점점 더 많이 분석함으로써, 한 세트의 연속적인 2-D 슬라이스를 수득할 수 있다. 약 25 미크론의 해상도로 길이 40 mm 및 직경 25 mm 인 17 mm 이하의 뼈 샘플을 영사할 수 있다. MicroCT 20 의 디자인 및 용도에 관한 더욱 자세한 사항은 ["MicroCT 20 User's Guide", Scanco Medical AG] 에 기재되어 있다.
참고 문헌:
[P. Ruegsegger. B Koller 및 R. Muller. A microtomographic system for the non-destructive evaluation of bone architecture. Calcif. Tiss. Int. 58(1996), 24-25].
샘플 제조
또띠야 칩의 작은 조각을 각각의 샘플 가장자리에서 떼어낸다. 이어서, 상기 조각을 17.4 mm 샘플 홀더를 사용하여 Scanco mCT20 X-ray Computed Tomographic Scanner 에 놓는다. 칩 샘플의 최소 치수 (즉, 그의 너비) 가 z 축에 따르도록 샘플을 홀더에 놓았다. 이는 필요한 슬라이스의 수를 줄여준다. 정찰 스캔 (scout scan) 은 사용자가 전체 샘플을 포함하는, z 축에 따르는 원하는구역을 선택할 수 있도록 해 준다. 이는 일반적으로 약 100 개의 슬라이스 포착을 제공한다. 샘플의 등방성 해상도는 약 34 미크론이다. 각각의 영상에 사용되는 통합 시간은 350 msecs 이다. 각각의 슬라이스는 8 비트 512 ×512 그레이 수준의 영상이다. 스캔을 완료한 후, 데이타를 mCT20 스캐너에서 SGI 워크스테이션으로 옮긴다.
영상 분석
이어서, 마스크를 사용하여 영상에서 샘플 홀더를 제거해 칩 샘플만을 남긴다. 60 의 역치를 데이타에 적용하여, 2원 영상을 수득하는데, 칩 샘플은 255 이고 배경은 0 이다.
측정 전에, 칩 샘플을 가까이에서 둘러싸는 원하는 부피를 정의해야 한다. 상기 원하는 부피의 마스크는 하기 단계로 제조한다:
1. 마스크의 보다 빠른 프로세싱을 위해 칩의 존체 크기를 2 로 나누었다.
2. 역치 데이타 상에서 연결된 구성 요소 라벨링 조작을 수행하여, 임의의 작은 연결되지 않은 구역을 제거했다 (이는, 칩 샘플을 완전히 연결하므로, 가짜 노이즈 시그날을 제거한다).
3. 마스크 내의 임의의 내부 구멍을 채우기 위해 플러드필 (floodfill) 조작이 사용되었다.
4. 이어서 15 ×15 ×15 네이버후드 (neighborhood) 가 사용된 곳에 랭크 필터 (rank filter) 를 사용하고, 각각의 보셀 (voxel) 을 네이버에서 75% 의 최대 높이를 기록하는 보셀로 교체한다 (메디안 필터 (median filter) 와 유사하나, 메디안의 경우 50% 의 기록이 사용된다).
5. 수득한 부피에 2 를 곱하면, 그것은 제 1 단계에서 나누기 전의 원래 크기이다.
본 단계에서, 2 개의 부피, 원래 데이타, 60 에서의 단순한 역치화, 및 또띠야 칩 부피의 2 원 마스크가 있다. 이어서, 데이타의 2 회 측정이 수행된다:
전체 칩 부피의 백분율 고형분- 마스크의 전체 부피는 단순 보셀 계수로 계산되며, 칩 샘플의 전체 부피는 원래 역치화된 데이타의 보셀 계수로 계산된다. 마스크의 부피로 나눈 칩 샘플의 부피는 백분율 부피 결과이다.
고형분% = (고형분 칩 부피)/(칩 마스크 부피)
표면 영역 밀도- 표면을 할선으로 나누는 방법을 사용하여 칩의 표면적을 계산한다. 본 방법은 [1] 에 기재되어 있다. 이는 칩 마스크 부피로 정상화한 표면적을 나타낸다:
표면 영역 밀도 (mm-1) = (고형분 칩의 표면적) / (칩 마스크의 부피)
표면 영역/고형분 칩 부피- 이는 고형분 칩 부피로 정상화된 표면 영역이다.
14. 레이저 프로파일측정 영상화 (Laser Profilometry Imaging)를 통한 표면 특징화
하기 특징을 가진 Inspeck-3D 고해상도 3D 표면 스캐너를 사용하여 또띠야 칩의 양면을 영사시켰다.
제조사: Inspeck Inc. (Quebec City, PQ G1N4N6, Canada)
카메라 제조: Kodak MegaPlus Monochrome camera
공간 해상도: 1024 ×1024 픽셀
시야각 (Field of view) : 67 mm ×67 mm
초점심도 (Depth of field): 25 mm
측면 해상도 (Lateral resolution): 65 micron
깊이 해상도 (Depth resolution): 10 micron
물체 거리: 23-30 cm
스캔 시간: < 0.3 초
처리 시간: 40 - 180 초.
2. Inspeck-3D 스캐닝 방법은 위상 이동 모아레 간섭계 (moire interferometry)에 근거한다. 위상 이동된 줄무늬 패턴의 영상 3 - 4 개가 3D 표면 배위 계산에 필요하다.
3. 칩을 수직으로 끼우고, 필요한 물체 거리에 위치시킨다. 붙박이식 과녁 시각 보조물 (built-in cross hair visual aid) 을 사용하여 칩 표면을 필요한 거리 및 초점심도 내에 위치시켰다.
4. 3D 좌표의 격자는 Inspeck's Fringe Acquisition 및 Procession (FAPS v3.0) 소프트웨어에 포함된 검량 과정 및 "phase upwrapping" 을 사용함으로써 4 2D 상으로부터 유래된다.
5. 3D 좌표는 x-y-z 좌표를 포함하는 ASCII 텍스트 파일에 전달된다. 점들은 130 micron (스캐너의 초대 해상도의 1/2) 의 공간 해상도로 전달된다.
6. X-Y-Z 좌표는 P&G-개발의 처리 순서 및 Optimas Image Analysis software v6.5 (Media Cybernetics, 8484 Georgia Avenue, Suite 200, Silver Spring, MD 20910) 를 사용하여 부동 소수점 그레이 스케일로 변환한다. 전달된 텍스트 파일에서 처리 순서는, 단순히 x-y-z 축을 읽으며 z 값을 Inspeck-3D 스캐너를 통해 수득한 x 및 y 방향의 샘플 수에 해당하는 레귤라 2D 어레이에 위치시킨다. 상기 2D 어레이는 각각의 픽셀의 강도가 그 픽셀 위치에서 갖는 z (높이) 값에 비례하는 영상으로서 제시될 수 있다.
7. 각각의 x-y-z 파일을 2D 상으로 전환한 후, Optimas v6. 에 포함된 국부 배경 균등화 (local background leveling) 과정을 사용하여 또띠야 칩의 전반적인 굴곡을 제거해 표면 텍스쳐 (surface texture) 의 측정을 수행한다. 칩 굴곡의 잔류는 텍스쳐 측정에 영향을 준다. 16 ×16 의 윈도우 크기를, 배경 균등화 5 (하기 기재한 것을 참고) 를 위한 기준으로서 선택한다.
8. 배경 균등화 (leveling) 후, 크기 195 ×250 픽셀의 원하는 직사각형 구역을 각각의 상으로부터 추출한다. 이는, 임의의 잠재적인 변연 영상 인공물 (edge artifact) 의 영향을 최소화하기 위해 칩 표면의 중앙에서 선택된 원하는 임의의 구역이다.
9. 각각의 원하는 직사각형 구역에, Optimas 소프트웨어에 의해 제공되는 3 텍스쳐 측정치를 추출한다. 픽셀 강도는 높이 값에 상응하므로, 텍스쳐 측정은 표면 특성을 반영한다. 추출된 3 텍스쳐 측정값은 프랙탈 텍스쳐 (Fractal texture), 표면 영역 밀도 (Surface Area Density), 및 거침성 (Roughness) 이다 (하기 기재 참조).
단계 7 에서 사용된 Optimas 배경 균등화 과정에 대한 설명 (Optimas help File 에서 참조)
흐릿한 배경은 전체 ROI 상에서 전경 물체를 분리하는 단일 그레이 스케일 역치를 정하지 못하게 할 수 있다. "Image" 메뉴의 "Threshold" 서브메뉴 상의 "Local smoothing and threshold" 명령은 배경을 또렷하게 또는 흐릿하게 변화시켜 영상에서 휘도를 정정할 수 있도록 해 준다. 상기 명령을 사용한 후, 종종 적절한 역치가 셋팅을 더욱 용이하게 한다.
OPTIMAS 는 상 휘도의 지역 평균값을 취한 후, 상기 지역 평균을 사용하여 개별적인 ROI 픽셀 휘도값을 정정한다. 배경 휘도 평균을 내기 위해 사용할 원하는 구역의 크기를 특정할 수 있다.
주의: 휘도 변화를 완만하게 바꾸면서 정정하기 위해서는, "Global smoothing and threshold" 명령을 사용한다. "Local Smoothing and Threshold dialog box" 를 제시하려면, "Image" 메뉴에서 "Threshold" 를 선택한 후, 서브메뉴에서 "Local Smoothing and Thresholding" 을 선택한다.
"Local Background Correction dialog box" 의 사용:
1. "Light Objects", "Dark Objects", 또는 "Auto Threshold" 군으로부터 "Manual" 을 선택한다. "Threshold" 를 클릭하여 셋팅을 보거나 또는 수동으로 역치를 셋팅한다.
2. "Averaging Box Size" 에서, "pixel" 또는 "calib" 를 선택한다."Draw Box" 를 클릭하여 평균 상자 크기를 셋팅한다. 마우스의 제 1 버튼을 클릭하여 ROI 를 스크린 상에 그려낸다. "X and Y edit box" 는 그려낸 박스의 크기를 반영한다. 또한 원하는 박스 크기에서 유형을 정할 수 있다.
3. Apply 를 클릭하여 과정을 시작한다. Restore 를 클릭하면 정정한 것을 취소한다.
4. 영상의 정정을 수행하기 위해서는, OK 를 클릭한다. OPTIMAS 가 배경 정정을 저장하며 "dialog box" 를 닫는다. 배경의 정정을 수행하지 않고 "dialog box" 를 닫으려면, "Close" 를 클릭한다.
텍스쳐 측정의 설명 (Optimas help file 에서 추출함)
프랙탈 텍스쳐 (Fractal Texture)
프랙탈 체적은 상이한 해상도에서 측정했을 때 표면이 변화하는 양상을 특징짓는다.
ArFractalTexture 는 하기 식으로 계산된다:
2+((log10(SurfaceArea - log10(SurfaceArea3x3))/log10(2))
[식 중, SurfaceArea 는 영상의 표면적의 견적이며, SurfaceArea3x3 는 3x3 네이버 해상도에서의 표면적의 견적이다]. [MacAulay, Calum 및 Palcic, Branko, "Fractal Texture Features Based on Optical Density Surface Area", Analytical and Quantitative Cytology and Histology, vol 12, no. 6, December 1990] 를 참고한다. 또한 [Peleg, Shmuel, 등, "Multiple Resolution Texture Analysis and Classification", IEEE Transactions on Pattern Analysis andMachine Intelligence, VOL. PAMI-6, NO. 4, July 1984] 을 참고한다.
표면 거침성
공학 단위 (mm) 로 변이도를 나타내는, 면적 스크린 대상 (area screen object) 으로부터 추출될 수 있는 배정도 (double precision value) 값.
표면 영역 밀도
픽셀 계수값 (sq.mm/픽셀) 으로 총 표면적을 나누어 제공되는, 스크린 대상으로부터 추출될 수 있는 배정도 값. 표면적은 각 픽셀의 "side" 및 윗면 면적의 총합으로 계산된다. 영점 배경에서 픽셀값을 가진 단일한 밝은 픽셀은 (픽셀 너비*픽셀 높이+ 2*픽셀 너비*픽셀값+ 2*픽셀 높이*픽셀값) [식 중, 픽셀 너비 및 픽셀 높이는 각각 x 및 y 방향의 픽셀 사이의 거리이다] 로 주어지는 표면적을 갖는다. [Calum MacAulay 및 Branko Palcic, "Fractal Texture Features Based on Optical Density Surface Area", Analytical and Quantitative Cytology and Histology, vol. 12, no. 6, December 1990] 을 참고한다.
15. 내부 버블 벽 두께, 길이 및 높이 너비 측정
전자주사현미경으로 분석하기 위해서는 6 개의 샘플 크기가 있어야 한다.
처음에 표본을 깨뜨리고, 헥산을 사용하여 탈지한다. 이어서, 각각의 표본을, 사포를 사용하여 평평한 표면으로 연마하여 랜덤한 평면이 있는 칩의 종단면을 수득한다. 본 기술은 3 가지 이유에서 개발되었다: 우선, 평면의 종단면은 미세 표면 스크랫치를 통과하는 면의 명확한 동정을 가능하게 한다; 두번째, 현미경은, 초점심도를 감소시켜 촛점을 종단면에만 유지하여 더 짧은 작업 거리로 조정될 수 있다; 세번째, 평면의 종단면은 부서진 표면과 동일한 약한 구역을 선택하지 않는다. 본 분석을 위해서는, #3 사포를 사용하여 우선 샘플을 평평하게 연마하는 것을 완성한 후, 헥산 추출을 한다. 최종 연마는 #1/0, #2/0, #3/0 및 #4/0 emery polishing paper (3M) 로 수행한다. 이어서, 전류를 45 mA 로 셋팅하고, 초기 스퍼터 진공을 50 mTorr 로 셋팅해 코팅 스테이지를 회전시키면서, 표본을 금, 팔라듐으로 90 초 동안 박막코팅한다.
Jeol T-300 전자주사현미경은 20 mm 의 작업 거리, 10 kV 의 작동 전압, 2:00 에서의 스팟 크기 셋팅 및 100 X 의 배율로 촛점을 조정한다. 틸트 콘트롤 (tilt control) 이 샘플 평면을 전자빔에 수직이 되도록 조정할 때 사용되었다. 이는, 우선 표본을 현미경에 놓았을 때의 장면에서 수행되며, 그에 이어 X 표본 콘트롤을 사용하여, 표본을 움직이면서 연마된 표면이 촛점에 있도록 함으로써 미세조정된다. 그에 따라 촛점 및 무비점수차 (stigmation) 가 조정된다. SEM TV 출력기를 Optimas v. 6.51 가 구성된 컴퓨터에 부착한다.
컴퓨터는, SEM 100 ×구성 메뉴를 열고, 배율 검량을 100 ×로 셋팅하면 Optimas 6.51 를 진행한다. Optimas camera acquire menu 에서 밝기를 95 로, 콘트라스트를 135 (이는 T-300 SEM 상에서 최소 콘트라스트로 우수한 범위의 B&C 를 나타낸다) 로 조정한다. 데이타 수집 세트는 "line morphometry set" 로 선택하며, 편집된 세트는 mLnlength 만을 포함하도록 편집하고, 윈도우는 열어둔다. Optimas 내의 편집 옵션은 원하는 구역의 오버레이 (overlay) 를 포함하도록 셋팅한다. 원하는 버블용으로 선택된 칼럼 및 줄 (스프레드 시트 범위) 에 Excel을 진행시킨다.
버블벽 상의 원하는 시야로 조정된 라이브 영상으로부터 bubblethick.mac 을 진행시킨다. 본 매크로 (macro) 는 다수의 선이 연산자에 의해 버블벽을 가로질러 그려지는 스크린을 포함한다. 이어서, 상기 길이를 추출하여 매크로의 일부로서 Exel 로 전달된다. 선 및 현미경 사진의 영상은 클립보드로 전달되며, Adobe Photoshop 5.5 를 사용하여 칼라 파일로 붙일 수 있다.
또띠야 제품으로부터 길이 및 너비 데이타 수집 방법.표면 요소 중앙 부근의 표면 기포의 평면 종단면을 수득하기 위해 표본을 제조한다. 상기 종단면은 SEM 또는 입체현미경을 사용하여 사진으로 만든다. 이어서 버블의 빈 면적을 선택하고, 그의 최대 길이 및 너비를 측정하고 계산한다.
컴퓨터 프로그램 매크로 루틴 (Macro Routines) (macro bubblethick.mac)
16. 모세관 점도계를 통한 도우 점도
A. 300 그램의 가루 배합물을 식품 가공기 혼합기의 볼에 넣어 도우를 혼합한다.
B. 혼합기를 켜고 약 141 그램의 물을 약 160 내지 180℉ 의 온도에서 신속히 첨가한다.
C. 도우를 충분한 시간 동안 혼합하여 응집력이 있는 점성을 수득한다.
D. 도우 샘플을 Gottfert, GmBh 에서 제조한, 1.5 mm 모세관을 사용하는 Rheograph Model 2003 모세관 점도계에 넣는다.
E. 도우 및 점도계의 온도를 약 113℉ 로 유지한다.
17. 칩 진동 파손 평가 방법
A. 25 개의 칩을 포개어 배열한다. 칩은 모두 초기에 완전한, 파손되지 않은 표면 버블을 포함한다. 칩의 중량을 기록한다.
B. 포갠 칩을 유사한 종단면 크기 및 모양을 가진 홀더에 놓아 포갠 배열의 움직임을 제한한다.
C. 칩을 포함한 홀더를 Syntron Co. Inc. (Home City, PA) 에서 제조한 Model J1A 벤치 크기 진동 테이블 (bench scale vibration table) 에 안정되게 부착한다.
D. 진동기를 켜서 8 로 셋팅하고, 칩을 2 분 동안 진동시킨다.
E. 칩을 홀더에서 치우고 파손된 버블을 계수한다.
18. 전력 소비를 통한 도우 점도
목적
본 방법의 목적은 제어된 실험실 수준의 혼합 시험 동안 관찰된 전력 소비율로 도우의 점도 특성을 간접적으로 측정하는 것이다.
기구
1. 표준 절단 칼날을 가진 Model 702R Hamilton Beach Dual Speed food processor.
2. Fluke Co. Inc. 에서 제조한 Model 4113 Power Harmonics Analyzer (전력 측정기).
3. 제조사의 지시에 따라 전력 측정기가 연결된, Fluke 소프트웨어가 제공된이동형 또는 랩 탑 컴퓨터.
샘플 제조
1. 건조 성분으로 제조한 도우에 대해서, 원하는 조성의 성분 배합물 200 내지 300 그램을 균질하게 혼합한다.
a. 미리 배합한 것을 식품 가공기의 볼에 첨가하고, 식품 가공기의 윗면을 구성 기기 상에 안전하게 설치한다.
b. 식품 가공기를 속도 셋팅 수 2 (1965 RPM) 로 켜고 약 1 분 동안 혼합시킨다.
c. 원하는 온도에서 원하는 양의 물을 미리 칭량해, 신속하게 (약 15 초 이하 내에) 가루 배합물에 첨가하여 도우 형성을 위해 혼합한다.
2. 습윤되어 예비조리된 전분 기재 물질을 함유하는 도우에 대해서는, 습윤되어 예비조리된 전분 기재 물질을 함유하는 전체 성분 도우 200 내지 300 그램을 원하는 조성에서 미리 칭량하고, 하기 순서로 배합한다:
a. 습윤되어 예비조리된 전분 기재 물질을 원하는 중량으로 식품 가공기에 첨가한다.
b. 이어서 모든 나머지 성분을 식품 가공기의 볼에 첨가한다. 이어서, 식품 가공기 볼의 윗면을 기기 상에 안전하게 설치한다.
c. 식품 가공기를 속도 수 2 (1965 RPM) 로 켜고, 약 1 분 동안 혼합시킨다.
d. 이어서 원하는 온도에서 물을 첨가하여 (약 15 초 이하 내에), 원하는 전체 물 첨가 수준에 이르게 한다.
측정 과정
1. 전력 측정기를 작동 소프트웨어를 포함하는 컴퓨터에 부착하고, 전원 (110 볼트) 은, 전력 측정기에 부착된 플러그 콘센트가 식품 가공기에 제공되도록 전력 측정기를 경유시킨다. 이어서, 식품 가공기를 상기 콘센트에 연결시키고, 제조사의 지시에 따라 전력 측정기를 켠다. 장표 출력 간격은 10 초에 셋팅한다.
2. 우선 볼이 비었을 때 식품 가공기의 블레이드를 돌려 소비된 전력을 측정하여 기선 전력 소비를 정한다. 식품 가공기가 꺼진 상태에서 먼저 전력 측정기를 켜고, 약 1 분 동안 그대로 두어 영점 기선 (baseline)을 정한다. 이어서, 전력 측정기가 켜진 상태에서 식품 가공기를 약 2 분 동안 작동시킨다. 이어서 식품 가공기를 끄고 전력 측정기를 1 분 더 유지하면서 영점 기선을 다시 정한다. 기선 전력 소비량은 2 분의 측정 기간 상에서의 모든 전력 소비 표시의 평균으로 계산한다.
3. 도우 혼합시 전력 소비는 하기 과정으로 측정한다:
a. 식품 가공기가 꺼진 상태에서 전력 측정기를 약 1 분 동안 켜서 0 점 전력 소비 기선을 정한다.
b. 성분 배합물 성분들을 미리 칭량하고, 샘플 제조에 기재된 과정대로 식품 가공기 볼에 첨가한다.
c. 샘플 제조에 기재된 과정대로 식품 가공기 볼에 물을 첨가한다.
d. 매 10 초마다 전력 소비 데이타를 수집하며 약 5 분 동안 테스트를 수행하나, 단 도우가 식품 가공기의 작동을 제한하는 집괴된 접착성 덩어리를 형성하지 않도록 한다. 도우의 상태때문에 식품 가공기가 작동불능이 되는 경우, 시험을 중단한다.
데이타 해석
1. 빈 식품 가공기로부터 측정된 기선 전력을 각각의 전력 측정치에서 뺀다.
2. 기선 전력 소비량을 뺀 전력 소비량을 시험 기간 이내의 측정 시간에 대한 그래프로 작성한다.
3. 초기에, 최초 약 30 분 이내에, 도우가 더욱 균질하게 혼합될 때까지 전력 소비 표시는 변동한다. 혼합 최초 45 초 후의 데이타만을 분석하여, 영상인공물 (artifact) 를 배제한다.
4. 점착성 전력 소비 인자 (Adhesion Power Consumption Factor) (APCF) 는,혼합 최초 45 초 후 시간 상에서의 전력 소비의 가파른 상승에 대해 분석하여 결정한다. 상기 시점 후 임의의 30 초 혼합 간격 상의 전력 라인의 기울기는 APCF 의 계산에 사용될 수 있다.
계산예
도 8 의 상부 곡선을 참조하면, 시험 중 약 70 내지 80 초에서 전력 소비의 명확한 증가가 관찰된다. 60 내지 90 초 사이의 APCF 를 하기와 같이 계산한다:
APCF = (0.29 kw - 0.14 kw)/30 초 = 5.0 ×10-3kw/초
하기 실시예는 본 발명을 상술하나, 제한하려는 것이 아니다.
실시예 1
가루 배합물:
성분 가루 기준의 가루 중량%
흰옥수수 마사 가루 73.2
예비겔화된 사고 야자 전분 9.0
천연 흰옥수수 가루 7.1
개질 식용 전분, Crispfilm 6.0
저항성 전분, Novelose 240 2.2
옥수수 단백질 0.9
염 0.5
당 1.0
분말화 레시틴, Precept 8162 0.1
합계 100.0
가루 배합물의 특징:
속성 값
U.S.#25 스크린 상의 가루 배합물 중량% 10.6
U.S.#40 스크린 상의 가루 배합물 중량% 10.0
U.S.#100 스크린 상의 가루 배합물 중량% 50.1
U.S.#100 스크린을 통과한 가루 배합물 중량% 29.3
가루 배합물 페이스트 온도, ℃ 70
가루 배합물 피크 점도, CP 590
가루 배합물 최종 점도, CP 1187
가루 배합물 WAI 3.2
U.S.#25 스크린 상의 마사 중량% 13.5
U.S.#40 스크린 상의 마사 중량% 13.8
U.S.#100 스크린 상의 마사 중량% 32.0
U.S.#100 스크린을 통과한 마사 중량% 40.7
실시예 2
가루 배합물:
성분 가루 기준의 가루 중량%
흰옥수수 마사 가루 67.6
예비겔화된 옥수수 가루 19.5
천연 흰옥수수 가루 8.0
저항성 전분, Novelose240 3.4
염 1.1
분말화 레시틴, Precept8162 0.4
합계 100.0
실시예 3
실시예 1 의 가루를 하기 비율로 물과 혼합하여 시트화가능한 도우를 제조한다:
실시예 1 가루68%
물32%
실시예 4
실시예 3 의 도우를 두께 0.032 인치로 밀링하고, 이등변 삼각형 모양으로절단한 후, 몰드가 반경 2 인치인 만곡을 가진 구형 캡 모양인, 한 쌍의 압박 몰드 사이에서 프라잉한다. 칩을 400℉ 에서 프라잉하여 최종 수분 함량이 1.4% 가 되도록 하여, 길이 61 ±2 mm 에 너비 55 ±2 mm 인 중량 2.40 ±0.04 g 의 칩을 수득한다.
실시예 5
가루 배합물:
성분 가루 기준의 가루 중량%
흰옥수수 마사 가루 79.7
예비겔화된 사고 야자 전분 6.1
천연 흰옥수수 가루 4.4
개질 식용 전분, Thermtex 7.7
옥수수 단백질 0.9
염 0.5
당 0.5
분말화 레시틴, Ultralec-F 0.2
합계 100.0
실시예 6
가루 배합물:
성분 가루 기준의 가루 중량%
흰옥수수 마사 가루 80.8
예비겔화된 사고 야자 전분 6.1
천연 흰옥수수 가루 4.4
개질 식용 전분, Thermtex 7.7
염 0.5
당 0.5
합계 100.0
실시예 7
실시예 5 또는 6 의 가루를 약 32.5% 의 첨가수와 배합하여 시트화가능한 도우를 제조했다.
실시예 8
실시예 7 의 도우를 두께 0.032 인치로 밀링하고, 이등변 삼각형 모양으로 절단한 후, 몰드가 반경 2 인치인 만곡을 가진 구형 캡 모양인, 한 쌍의 압박 몰드 사이에서 프라잉한다. 칩을 400℉ 에서 프라잉해 최종 수분 함량이 1.4% 가 되도록 하여, 길이 61 ±2 mm 및 너비 55 ±2 mm 인 중량 2.40 ±0.04 g 의 칩을 수득한다.
참고 문헌으로서 반영되는 것
상기 언급된 모든 특허, 출판물 및 본원의 다른 참고 문헌들은 전부 참고 문헌으로서 본원에 반영된다. 또한, 모두 2000 년 5 월 8 일에 출원된 (Zimmerman) U.S. 가출원 일련번호 제 60/202,394 호 ("Nested Arrangement of Snack Pieces in a Plasic Package"); U.S. 가출원 일련번호 제 60/202,719 호 ("Snack Piece Having an Improved Dip Containment Region"); 및 U.S. 가출원 일련번호 제 60/202,465 호 ("Method of Consistently Providing a Snack Piece with a Dip Containment Region")도 본원에 참고 문헌으로 반영된다.

Claims (11)

  1. 하기를 함유하는, 돌출된 표면 요소들을 갖는 균일하게 형상화된 스낵 칩:
    a. 약 12 % 내지 약 40 %의 대형 표면 요소;
    b. 약 20 % 내지 약 40 %의 중형 표면 요소 및
    c. 약 25 % 내지 약 60 %의 소형 표면 요소.
  2. 하기와 같은 균일하게 형상화된 스낵 칩:
    a. 스낵 칩의 평균 두께가 약 1 ㎜ 내지 약 3 ㎜이고;
    b. 돌출된 표면 요소의 평균 두께는 약 2.3 ㎜ 내지 약 3.2 ㎜이고;
    c. 칩의 최대 두께는 약 5.5 ㎜ 미만이며;
    d. 칩 두께의 변동 계수는 약 15 % 초과임.
  3. 제 2 항에 있어서, 칩의 최대 두께가 약 3 ㎜ 내지 약 5.5 ㎜인 칩.
  4. 제 2 항에 있어서, 칩 두께의 변동 계수가 약 15 % 내지 약 40 %인 칩.
  5. 제 2 항에 있어서, 칩 두께의 변동 계수가 약 15 % 내지 약 40 %인 칩.
  6. 스낵 조각 1 그램 당 약 5 내지 약 35 개의 표면 요소를 함유하는, 균일하게형상화된 스낵 조각.
  7. 제 6 항에 있어서, 표면 거침성이 약 1.5 내지 약 7 ㎜인 스낵 조각.
  8. 제 6 항에 있어서, 버블 벽 두께가 약 0.1 ㎜ 초과인 스낵 조각.
  9. 제 6 항에 있어서, 고체가 차지하는 전체 부피가 약 45 % 초과인 스낵 조각.
  10. 제 6 항에 있어서, 길이가 약 1 내지 약 12 ㎜이고, 높이가 약 0.2 내지 약 2.5 ㎜인 내부 공극을 갖는 스낵 조각.
  11. 제 1 항에 있어서, 하기를 갖는 스낵 칩:
    a. 약 2 내지 약 4 %의 스낵 칩 상대 습도에서 약 165 내지 약 275 ℉의 유리 전이 온도;
    b. 약 6 내지 약 9 %의 스낵 칩 상대 습도에서 약 180 내지 약 275 ℉의 유리 전이 온도: 및
    c. 약 20 내지 약 30 %의 스낵 칩 상대 습도에서 약 150 내지 약 235 ℉의 유리 전이 온도.
KR1020027016126A 2000-05-27 2001-05-25 표면 버블링이 조절된 또띠야 칩 KR20030005418A (ko)

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