KR20030019614A - 가공 칩 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감자 매시 및 그의 제조 방법에 대해 개시한다. 감자 매시는 으깬 감자, 감자 패티, 감자 팬케이크 및 감자 스낵과 같은 식품을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 감자 매시는 또한 플레이크, 플라뉼, 과립, 응집물, 시트, 조각, 비트, 가루 및 미립자를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 탈수 감자 생성물은 으깬 감자, 감자 패티, 감자 팬케이크, 감자 스낵, 빵, 그레이비 및 소스와 같은 폭넓게 다양한 식품에 사용하기에 적합하다. 상기 매시로부터 제조되는 식품 및/또는 그로부터 생산되는 탈수 감자 생성물은 향상된 감자 풍미 및 향상된 질감을 갖는다. 향상된 가공 칩이 특히 바람직하다.

Description

가공 칩{FABRICATED CHIP}

탈수 감자 생성물을 기재로 하는 도우(dough)로부터 식품을 제조하는 것은 이미 공지되어 있다. 가공 칩과 같은 스낵은 상기 도우로부터 제조되는 가장 흔한 식품 중 하나이다. 슬라이스된 온전한 감자 보다 도우로부터 상기 식품을 제조하는 것의 이점은, 최종 식품의 균질성 또는 균일성, 및 식품의 제조에 포함되는 개별 단계를 더욱 세세하게 제어하는 능력을 포함한다. 그러나, 이러한 형태의 식품이 탈수 감자 생성물 및 물을 기재로 하는 도우로부터 제조되는 경우, 수용 가능할지라도, 생성되는 식품의 풍미가 원료 감자로부터 제조된 상응 식품의 특징적인 감자 풍미 보다 적어도 부분적으로는 부족하다. 예를 들면, 원료 감자의 얇은 슬라이스를 튀기는 것에 의해 제조되는 감자 칩은, 일반적으로 탈수 감자 생성물 및 물을 혼합하여 제조되는 도우 조각들을 튀기는 것에 의해 제조되는 감자 칩보다 더욱 강한 감자 칩 풍미를 갖는다.

신선한 원료 감자로부터 제조되는 감자 식품 및 탈수 감자 생성물로부터 제조되는 감자 식품 사이의 상기한 풍미의 차이는, 조리 및 탈수 과정으로 인한 감자 세포상에서의 분해 효과에 기인하는 것으로 여겨진다. 이러한 분해의 본질이 정확하게 알려져 있지 않을지라도, 수많은 풍미 성분의 전구체가 가공시에 파괴되거나 유효성이 현저하게 감소되기 때문인 것으로 이론화된다. 이로인해 감자 풍미의 목적하는 강도 미만의 식품이 야기된다.

탈수 감자 생성물로부터 제조되는 식품의 풍미를 개선시키기 위한 수많은 노력은 가공된 감자에 풍미제를 첨가하는 것으로 초점이 맞추어진다. 여러가지의 이러한 풍미제가 식물 물질 및 다양한 다른 천연 성분로부터 생산되었다. 예를 들면 1971년 7월 20일자로 발행된 미국특허 제 3,594,187호 (Liepa)는 크루시페라에과의 식물 (예컨대, 겨자, 서양고추냉이, 순무(rutabaga) 또는 무)로부터 선택된 풍미 강화제를 감자 도우에 첨가하여, 그의 풍미를 증가시키는 것을 개시하였다. 1974년 12월 31일자로 발행된 미국특허 제 3,857,982호 (Sevenants)는, 튀긴 감자로부터 유도된 감자 칩 풍미 농축액을 상기 도우에 첨가하는 것을 개시하였다. 1971년 5월 25일자로 발행된 캐나다 특허 제 871,648호 (Liepa)에 개시된 가공방법은 아스코르브산을 첨가하여 개선된 풍미를 얻어내는 것에 초점을 두고 있다. 1987년 10월 6일자로 발행된 미국특허 제 4,698,230호 (Willard)는 당 성분, 산 성분, 금속 풍미 성분 및 쓴맛 풍미 성분을 포함하는 감자 풍미 강화 조성물을 개시하고 있다.

다른 항료 연구는 화학 풍미제, 예컨대 피라진의 첨가에 초점을 맞추었다. 상기 화학 풍미제의 예로는 1970년 3월 17일자로 발행된 미국특허 제 3,501,315호 (Slakis 등); 1971년 11월 9일자로 발행된 미국특허 제 3,619,211호 및 1974년 6월 4일자로 발행된 미국특허 3,814,818호 (Chang 등); 미국특허 제 3,772,039호 및 제 3,829,582호 (Guadagni 등); 1972년 5월 30일자로 발행된 미국특허 제 3,666,494호(Bentz 등); 및 1981년 4월 21일자로 발행된 미국특허 제 4,263,332호 (Withycombe 등)에 개시되어 있다.

불행하게도, 상기 풍미제의 첨가를 통해 천연 감자 풍미를 수복하고자 하는 과거의 노력은, 일반적으로 최적의 해결책 보다 낮게 제공되었다. 풍미제의 첨가는 종종 천연 감자의 비특징적인 풍미 없는 식품이 야기되었다. 또한, 가공을 더 이상 요구하지 않는 식품, 예컨대 으깬 감자(mashed potato)에 상기 풍미제를 첨가하는 것은 일부 풍미적인 이점을 제공하는 반면, 추가적인 가공을 요구하는 중간 생성물, 예컨대 가공 스낵 칩의 제조에 사용되는 감자 매시 또는 도우에 사용하면, 뒤이은 가공 단계, 예컨대 튀기는 단계에서 풍미제의 증발 및/또는 변형을 유발한다. 이는 개선된 풍미 및/또는 천연 감자 풍미와는 달리 불쾌한 풍미가 전혀 개선되지 않은 최종 식품을 야기한다.

감자 풍미의 손실을 보충하는 풍미제의 첨가가 전체적으로 만족할만한 해결책을 제공하지 못하기 때문에, 가공 동안에 천연 감자의 풍미 강도를 유지하여, 신선한 원료 또는 조리된 온전한 감자로부터 제조된 상응 식품과 더욱 밀접하게 유사한 식품을 제공할 수 있는 탈수 감자 생성물을 제공하는 것이 요구되고 있다.

특히 이러한 탈수 감자 생성물로부터 가공 칩을 제공하는 것이 요구되고 있다.

탈수 감자 생성물의 가공시에, 감자의 세포 구조는 붕괴된다. 이는 탈수 감자 생성물로부터 제조된 스낵 식품, 예컨대 가공 칩이 신선한 원료 감자 또는 조리된 온전한 감자로부터 제조된 상응 식품과 비교하여 훨씬 낮은 수준의 바삭성(crispiness)을 갖도록 한다. 탈수 감자 생성물로부터 제조된 스낵 식품의 바삭성을 증가시키기 위한 종전의 노력은, 1989년 10월 24일자로 발행된 미국특허 제 4,876,102호 (Feeney 등)에 기재된 바와 같이, 스낵 식품 도우에 섬유성 셀룰로오스 물질을 첨가하는 것을 포함한다. 1980년 8월 26일자로 발행된 특허 제 4,219,575호 (Saunders 등)는 감자 기재의 도우에 변형된 식품 전분을 첨가하여, 그로부터 제조된 프렌치프라이의 바삭성을 증가시킬 수 있음을 개시하고 있다.

불행하게도, 식품의 바삭성을 향상시키기 위한 종전의 노력들은 전체적으로 성공적이지 못하였고, 가공 칩의 제조에 적용할 경우, 목적하는 수준 미만의 바삭성을 갖는 가공 칩이 얻어졌다.

따라서, 증가된 감자 풍미의 강도뿐만 아니라, 슬라이스 감자 칩과 유사한 바삭성 정도를 갖는 가공 칩을 제공하는 것이 요구되고 있다.

본 발명은 개선된 감자 풍미 및 향상된 질감을 갖는 가공 칩에 관한 것이다.

본 발명의 개요

본 발명은 증가된 감자 풍미 및 개선된 질감을 갖는 가공 칩에 관한 것이다. 본 발명의 가공 칩의 제조 방법은 하기 단계를 포함한다:

A. (a) 약 35% 내지 약 85%의 전분 기재 가루 및 (b) 약 15% 내지 약 50%의 첨가수를 포함하며, 상기 전분 기재 가루는 (1) 약 70% 미만의 파손된 세포 및 (2) 약 0.4 내지 약 4의 비율의 아밀로펙틴에 대한 아밀로오스를 포함하는 감자 플레이크(flake)를 약 25% 내지 약 100% 포함하는 도우를 형성하는 단계:

B. 상기 도우로부터 스낵 조각을 형성하는 단계; 및

C. 상기 도우를 조리하여, 가공 칩을 형성하는 단계.

바람직하게는, 상기 가공 칩은 (a) 약 25% 미만의 포화 지방 및 (b) 약 1% 미만의 유리 지방산을 포함하는 오일 중에서 튀기는 것에 의해 조리된다. 본원에 사용하기에 바람직한 오일은 중-올레산(mid-oleic) 및 고-올레산(high-oleic) 해바라기유를 포함한다.

상기 가공 칩은 약 5% 내지 약 21%의 가용성 아밀로펙틴을 함유한다. 본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 가공 칩은 약 5.2 내지 약 6.5의 감자 칩 풍미 (Potato Chip Flavor; PCF) 값, 약 6.5 내지 약 7의 바삭성값, 약 740 내지 약 2000 gf의 초기 경도(hardness), 약 4.5 내지 약 5.6의 익힘성 (doneness), 약 0.05 내지 약 0.35의 Aw, 및 약 70℃ 내지 약 140℃의 Tg (0.31의 Aw에서 평형)을 갖는다.

도면의 간단한 설명

도 1은 최종 가공 칩에 대하여 유리 전이 온도 (Tg)가 그래프적으로 결정되는 방법을 보여주는 도면이다. 본원의 분석 방법 부분에 기재한 바와 같이, 약 80℃ 내지 약 160℃ 범위의 Tg (Aw = 0.3 ±0.003, T_30℃에서)가 본 발명의 최종 스낵 칩에 전형적이다.

도 2는 도우 (30% ±1의 수분 함유)의 유리 전이 온도 (Tg)가 그래프적으로 결정되는 방법을 나타내는 도면이다. 본원의 분석 방법 부분에 기재한 바와 같이, 약 -15℃ 내지 약 18℃ 범위의 Tg가 본 발명의 도우에 전형적이다.

도 3은 본원의 분석 방법에 기재된 바와 같이 초기 경도를 결정하기 위하여, 최종 스낵칩의 초기 경도 (IH), 시간(sec)에 대한 외관 강도 (gf)에 대해 질감 분석기로 수득된 전형적인 그래프를 나타내는 도면이다.

도 4는 감자 아밀로펙틴 유래의 가용성 아밀로펙틴 (A) 및 감자 전분 유래의 티몰(thymol)로 두번 재결정화시킨 감자 아밀로오스 (B)의 CE-IA 전기 영동도 (electropherogram)를 나타내는 도면이다. 표준 농도 2 ㎎/㎖.

도 5는 온전한 세포를 결정하기 위한 기준을 나타낸다.

도 6은 파손된 세포를 결정하기 위한 기준을 나타낸다.

도 7은 파손된 세포를 계수하기 위한 추가적인 기준을 나타낸다.

도 8은 세포의 계수를 위한 다른 기준을 나타낸다.

도 9는 온전한 및 파손된 세포의 계수 절차를 나타내기 위한 100% Norchip 감자 플레이크의 사진이다.

상세한 설명

A. 정의

본원에서 사용된 "감소 조리"는 부분적으로 전분을 젤라틴화하고, 갈색화의 원인인 효소를 불활성화시키기 위하여 요구되는 조리 정도에 관한 것이다.

본원에서 사용된 용어 "가공된"은 괴경 작물(tuber), 곡물, 콩과 식물, 시리얼 또는 이들의 혼합물로부터 유래한 가루(flour), 밀(meal) 또는 전분을 함유하는 도우로부터 제조된 생성물에 관한 것이다.

본원에서 사용된 "천연 전분"은 임의의 방식으로 전처리되거나 조리되지 않은 전분에 관한 것이고, 잡종 전분 (hybrid starch)에만 국한되는 것은 아니다.

본원에서 사용된 "점착성 도우"는 평활한 표면에 위치되어, 목적하는 최종 두께로 압연 (rolled) 또는 압출되거나, 인열 또는 구멍의 형성 없이 다이 입구 (die orifice)를 통해 압출될 수 있는 도우다.

본원에서 사용된 "으깬 감자"는 탈수 감자를 물과 혼합시켜 제조되는 감자 생성물 및 조리된 감자를 혼합하여 제조되는 생성물을 포함한다.

본원에서 사용된 "탈수 감자 생성물"은 감자 플레이크 (flake), 감자 플라뉼 (flanule), 감자 과립, 감자 응집물, 임의의 다른 탈수 감자 물질 및 그의 혼합물을 포함하지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다.

본원에서 사용된 용어 "감자 플레이크"는 플레이크의 본래 시트 및 시트 절편을 포함한다.

본원에서 사용된 "식품"은 가공 스낵 칩, 으깬 감자, 프렌치 프라이 및 탈수 감자 생성물을 포함하는 임의의 다른 생성물을 포함하지만, 여기에만 국한된 것은 아니다.

본원에서 사용된 "플라뉼(flanule)"은 Villagran 등에 의해 1998년 10월 19일자로 출원된 미국특허출원 제 09/175,138호 ("Dough Compositions Made With Dehydrated Potato Flanules"; 상기 특허출원은 참고문헌으로서 본원에 편입된다)에 기재된 탈수 감자 생성물에 관한 것이다. 플라뉼은 기능적으로플레이크 및 과립 (글라뉼) 사이 (약 5.5 내지 약 7의 WAI 및 약 9% 내지 약 19%의 유리 아밀로오스에 의해서 플라뉼이 정의됨)인 탈수 감자 생성물이다.

본원에서 사용된 "시트화 가능 도우"는 평활한 표면상에 위치되어 목적하는 최종 두께로 인열 또는 구멍의 형성 없이 압연될 수 있는 도우다. 시트화 가능 도우는 또한 압출 가공을 통해 시트로 형성될 수 있는 도우를 포함한다.

본원에서 사용된 "전분"은 한정되지는 않지만 밀, 옥수수, 타피오카, 사고, 쌀, 감자, 귀리, 보리 및 아마란스와 같은 재료로부터 유도된 반복 무수 글루코오스 단위를 갖는 천연 또는 비변형 탄수화물 중합체, 및 한정되지는 않지만 말토덱스트린과 같은 가수분해된 전분, 고(高)-아밀로오스 옥수수 메이즈(maize), 고-아밀로펙틴 옥수수 메이즈, 순수 아밀로오스, 화학적으로 치환된 전분, 가교된 전분 및 이의 혼합물을 포함하는 변형된 전분에 관한 것이다. "전분"은 또한 매시에 첨가되거나 또는 그를 지지하는 건조 감자 생성물을 포함한다.

본원에 사용된 "전분 기재 가루"는 천연, 탈수 (예컨대, 플레이크, 과립, 밀 (meal)) 또는 가루 형태의 글루코피라노오스 단위를 포함하는 높은 중합체성 탄수화물에 관한 것이다. 전분 기재 가루는 감자 가루, 감자 과립, 감자 플라뉼, 감자 플레이크, 옥수수 가루, 마사(masa) 옥수수 가루, 옥수수 그릿(grit), 옥수수 밀 (meal), 쌀 가루, 메밀 가루, 귀리 가루, 콩가루, 보리 가루, 타피오카 및 이의 혼합물을 포함하지만, 여기에만 국한되지는 않는다. 예를 들면, 전분 기재 가루는 괴경 작물, 콩과 식물, 곡물 또는 이의 혼합물로부터 유도될 수 있다.

본원에서 사용된 "변형 전분"은 기능성을 향상시키기 위해서 물리적 또는 화학적으로 변형시킨 전분에 관한 것이다. 적합한 변형 전분은, 사전 젤라틴화 전분, 저점도 전분 (예컨대, 덱스트린, 산 변형된 전분, 산화 전분, 효소 변형전분), 안정화 전분 (예컨대, 전분 에스테르, 전분 에테르), 가교 전분, 전분 당 (예컨대, 글루코오스 시럽, 덱스트로오스, 이소글루코오스) 및 조합된 처리 (예컨대 가교 및 젤라틴화)를 수행한 전분, 및 이의 혼합물을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다. (본 발명에 따른 변형 전분의 수준을 계산하였을 때, 탈수 감자 생성물 및 기타 전분 함유 성분이 본래 갖고 있는 변형된 전분 (예컨대, 젤라틴화 전분)은 포함되지 않고; 다른 도우 성분에 함유된 것 이상으로 첨가되는 변형된 전분의 수준만이 용어 "변형된 전분"에 포함된다.)

본원에서 사용된 용어 "첨가수"는 건조 도우 성분에 대한 첨가수에 관한 것이다. 예컨대 가루원 및 전분원의 경우, 건조 도우 성분에 본래 존재하는 물은 첨가수에 포함되지 않는다.

본원에서 사용된 용어 "유화제"는 도우 성분에 첨가되는 유화제에 관한 것이다. 예컨대 감자 플레이크 경우, 도우 성분에 본래 존재하는 유화제는 용어 "유화제"에 포함되지 않는다.

본원에 사용되는 "바삭성(crispiness)" 및 "바삭도(crispness)"는 동의어이다.

본원에 사용된 "빠른 점도 단위(rapid viscosity unit)" (RVU)는, 본원의 RVA 분석 방법을 사용하여 측정하였을 때, 센티포이즈 (centipoise)에 대략적으로 상응하는 점도 측정의 임의의 단위이다 (12 RVU는 약 1 센티포이즈와 동일하다).

본원에서 사용된 본 발명의 도우에 대한 "유리 전이 온도" (Tg)는 본원의 분석 방법 부분에서 정의된 Tan δ 피크로서 정의된다.

본원에서 사용된 가공 칩에 대한 "유리 전이 온도" (Tg)는 본원의 분석 방법 부분에서 정의된 온도 함수로서 플롯팅할 때의 저장율 (E')의 감소 변곡점이다.

Tan δ("탄젠트 델타")는, 본원의 분석 방법 부분에 기재된 바와 같이, 유리 상태로부터 고무 상태로의 전이시에 저장된 에너지 (E')에 대한 손실 에너지 (E'')의 비율이다.

"초기 경도"는 본원의 분석 방법 부분에서 기재된 바와 같이, 첫 6초간의 압축내에서 측정되는 스낵 압축을 위해 요구되는 최대한의 힘이다.

최적의 "익힘성"은 목적하는 초기 경도 및 본 발명의 가공 칩의 Aw에 의해 성취되는 조리의 최적의 종결점으로서 표현될 수 있다.

최적의 "바삭성"은 목적하는 초기 경도 및 본 발명의 가공 칩의 색에 의해 성취되는 최적의 질감으로서 정의된다.

"수활성(water activity)" (Aw)은 물질의 증기압을 동일 온도에서의 공기의 증기압으로 나눈 비율이다.

"아밀로오스/아밀로펙틴 비율" (Am/Ap)은 본원의 분석 방법 부분에서 기재한 바와 같이, 플레이크 100㎎당 ㎎의 가용성 아밀로펙틴 (Ap)의 농도로 나눈 플레이크 100㎎당 ㎎의 가용성 아밀로오스 (Am)의 농도이다.

용어 "지방" 및 "오일"은 특별한 언급이 없다면, 상호 동일한 의미로서 사용된다. 용어 "지방" 또는 "오일"은 일반적인 관점에서 식용 지방 물질에 관한 것으로, 필수적으로 트리글리세라이드를 포함하는 천연 또는 합성 지방 및 오일로 이루어지며, 예컨대 콩유, 옥수수유, 면실유, 해바라기유, 야자나무유, 코코넛유, 카놀라유, 어유 (fish oil), 라드 및 탈로우(tallow)가 있으며, 이들은 부분적으로 또는 완전히 수소첨가되거나 기타 변형이 수행될 수 있으며, 트리글리세라이드와 유사한 특성을 갖는 비독성 지방 물질일 수 있고, 본원에서는 부분적으로 또는 완전히 소화될 수 없는 물질인 비(非)소화성 지방에 관한 것이다. 감소된 칼로리 지방 및 식용의 비소화성 지방, 오일 또는 지방 대체물은 또한 상기 용어에 포함된다.

용어 "비소화성 지방"은 부분적으로 또는 전적으로 소화될 수 없는 식용 지방 물질, 예컨대 폴리올 지방산 폴리에스테르 (예컨대, OLEAN^TM)에 관한 것이다.

"폴리올"은 4개 이상, 바람직하게는 4 내지 11 개의 히드록시기를 함유하는 다가 알콜을 의미한다. 폴리올은 당 (예컨대, 모노사카라이드, 디사카라이드 및 트리사카라이드), 당 알콜, 기타 당 유도체 (예컨대, 알킬 글루코시드), 폴리글리세롤 (예컨대, 디글리세롤 및 트리글리세롤, 펜타에리트리톨), 당 에테르 (예컨대, 소르비탄 및 폴리비닐 알콜)을 포함한다. 적합한 당, 당 알콜 및 당 유도체의 구체적인 예로는, 자일로오스, 아라비노오스, 리보오스, 자일리톨, 에리트리톨, 글루코오스, 메틸 글루코시드, 만노오스, 갈락토오스, 플룩토오스, 소르비톨, 말토오스, 락토오스, 수크로오스, 라피노오스 및 말토트리오오스를 포함한다.

"폴리올 지방산 폴리에스테르"는 4개 이상의 지방산 에스테르기를 갖는 폴리올을 의미한다. 3개 이하의 지방산 에스테르기를 갖는 폴리올 지방산 에스테르는 일반적으로 통상의 트리글리세라이드 지방 또는 오일의 방식으로 장관 (intestinal tract)내에서 소화되고, 그의 소화 생성물이 그로부터 흡수되는 반면, 4개 이상의지방산 에스테르기를 함유하는 폴리올 지방산 에스테르는 실질적으로 비소화성이고, 결과적으로 인간 체내에 비흡수성이다. 폴리올의 히드록시기 전부가 에스테르화될 필요는 없지만, 비소화성이 되기 위한 목적으로, 디사카라이드 분자는 3개 이하의 비에스테르화 히드록시기를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 실질적으로는 폴리올의 전부, 예컨대 약 85% 이상의 히드록시가 전형적으로는 에스테르화된다. 수크로오스 폴리에스테르의 경우에는, 폴리올의 약 7 내지 8개의 히드록시가가 전형적으로는 에스테르화된다.

폴리올 지방산 에스테르는 전형적으로 4개 내지 26개의 탄소원자를 갖는 지방산 라디칼을 함유한다. 이러한 지방산 라디칼은 천연발생 또는 합성 지방산으로부터 유도된다. 지방산 라디칼은 포화 또는 불포화일 수 있으며, 위치적 또는 기하학적 이성질체, 예컨대 시스- 또는 트랜스-이성질체를 포함하며, 모든 에스테르기가 동일할 수 있으며, 또는 다른 지방산의 혼합물일 수 있다.

액상 비소화성 오일은 또한 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 액상 비소화성 오일은 약 37℃ 이하의 완전한 융점을 가지며, 액상 폴리올 지방산 폴리에스테르 (Jandacek; 1977년 1월 25일자로 발행된 미국특허 제 4,005,195호 참조); 트리카르발릭산의 액상 에스테르 (Hamm; 1985년 4월 2일자로 발행된 미국특허 제 4,508,746호 참조); 디카르복실산의 액상 디에스테르, 예컨대 말론산 및 숙산산의 유도체 (Fulcher; 1986년 4월 15일자로 발행된 미국특허 4,582,927호 참조); 알파-분지형 사슬 카르복실산의 액상 트리글리세라이드(Whyte; 1971년 5월 18일자로 발행된 미국특허 제 3,579,548호 참조); 네오펜틸 부분구조를 갖는 액상 에테르 및에테르 에스테르 (Minich; 1960년 11월 29일자로 발행된 미국특허 제 2,962,419호 참조); 폴리글리세롤의 액상 지방 폴리에테르 (Hunter 등; 1976년 1월 13일자로 발행된 미국특허 제 3,932,532호 참조); 액상 알킬 글리코시드 지방산 폴리에스테르 (Meyer 등; 1989년 6월 20일자로 발행된 미국특허 제 4,840,815호 참조); 두개의 에테르 연결된 히드록시폴리카르복실산(예컨대 시트르산 또는 이소시트르산)의 액상 폴리에스테르 (Huhn 등; 1988년 12월 19일자로 발행된 미국특허 제 4,888,195호 참조); 에폭시 확장 폴리올의 액상 에스테르, 예컨대 액상 에스테르화 프로폭시화 글리세린을 포함하는 다양한 액상 에스테르화 알콕시화 폴리올 (White 등, 1989년 8월 29일자로 발행된 미국특허 제 4,861,613호; Cooper 등, 1995년 3월 21일자로 발행된 미국특허 제 5,399,729호; Mazurek, 1996년 12월 31일자로 발행된 미국특허 제 5,589,219호; 및 Mazurek, 1997년 1월 28일자로 발행된 미국특허 제 5,597,605호 참조); 액상 에스테르화 에톡시화 당 및 당 알콜 에스테르 (Ennis 등, 미국특허 제 5,077,073호 참조); 액상 에스테르화 에톡시화 알킬 글리코시드 (Ennis 등, 1991년 10월 22일자로 발행된 미국특허 제 5,059,443호 참고); 액상 에스테르화 알콕시화 폴리사카라이드 (Cooper, 1993년 12월 28일자로 발행된 미국특허 제 5,273,772호 참조); 액상 연결된 에스테르화 알콕시화 폴리올 (Ferenz; 1995년 6월 27일자로 발행된 미국특허 제 5,427,815호; 및 Ferenz 등, 1994년 12월 20일자로 발행된 미국특허 5,374,446호 참조); 액상 에스테르화 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체 (Cooper, 1994년 5월 3일자로 발행된 미국특허 제 5,308,634호 참조); 액상 에스테르화 폴리에테르 함유 개환 옥솔란 단위체 (Cooper, 1995년 2월 14일자로 발행된 미국특허 제 5,389,392호 참조); 액상 알콕시화 폴리글리세롤 폴리에스테르 (Harris, 1995년 3월 21일자로 발행된 미국특허 제 5,399,371호 참조); 액상 부분 에스테르화 폴리사카라이드 (White, 1990년 9월 25일자로 발행된 미국특허 제 4,959,466호 참조); 및 액상 폴리디메틸 실록산 (예컨대, Dow Corning에서 시판하는 유체 실리콘)을 포함한다. 액상 비소화성 오일 성분에 관한 선행 특허 모두는 본원에 참고문헌으로서 편입된다. 고체 비소화성 지방 또는 기타 고체 물질은 외부작용 오일 손실을 예방하기 위하여 액상 비소화성 오일에 첨가될 수 있다. 구체적으로 바람직한 비소화성 지방 조성물은, 미국특허 제 5,490,995호 (Corrigan, 1996년 발행), 미국특허 제 5,480,667호 (Corrigan 등, 1996년 발행), 미국특허 제 5,451,416호 (Johnston 등, 1995년 발행) 및 미국특허 제 5,422,131호 (Elsen 등, 1995년 발행)에 기재된 것들을 포함한다. 미국특허 제 5,419,925호 (Seiden 등, 1995년 발행)는 본원에 사용되어, 전형적으로 바람직한 것보다 더욱 소화성인 지방을 제공할 수 있는 환원된 칼로리 트리글리세라이드 및 폴리올 에스테르 화합물의 혼합물을 기재하고 있다.

바람직한 비소화성 지방은 트리글리세라이드, 예컨대 수크로오스 폴리에스테르와 유사한 특성을 갖는 지방 물질이다. 바람직한 비소화성 지방인 OLEAN^TM은 더 플록터 앤드 갬블 캄파니(The Procter and Gamble Company)에 의해 제조되고 있다. 이러한 바람직한 비소화성 지방은 1992년 2월 4일자로 발행된 미국특허 제 5,085,884호(Young 등) 및 1995년 6월 6일자로 발행된 미국특허 제 5,422,131호(Elsen 등)에 기재되어 있다.

특별한 지시가 없다면 모든 백분율은 중량 기준이다.

B. 탈수된 감자 생성물

1. 감자

임의 시판되는 감자, 예컨대 통상적인 감자 플레이크, 플라뉼 또는 과립을 제조하는데 사용되는 것들은 본 발명의 탈수 감자 생성물의 제조에 사용될 수 있다. 바람직하게는, 탈수 감자 생성물은 감자, 예컨대 Norchip, Norgold, Russet Burbank, Lady Russeta, Norkota, Sebago, Bentgie, Aurora, Saturna, Kinnebec, Idaho Russet 및 Mentor로부터 제조되지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다.

약 5% 미만, 바람직하게는 약 3% 미만, 더욱 바람직하게는 약 2% 미만의 환원 당 (탈수 감자를 기준으로 하여 측정)을 갖는 감자가 바람직하다. 예를 들면, 낮은 수준의 환원 당 (즉, 1.5% 미만)을 갖는 감자는, 튀길시 갈색화율을 더욱 낮추는 효과를 갖고 있기 때문에, 튀긴 감자 스낵에 대해 특히 바람직하다.

2. 감소 조리 과정

상기 감자는 감조된 조리과정을 수행함으로써 으깨기(mashing) 위해 이들은 연질화될 수 있다. 본 발명의 감소 조리 과정에 따르면, 상기 감자는 부분적인 전분 겔화, 및 부분적인 효소 및 비효소적 갈색화 효소의 불활성화를 성취하는데 충분한 시간동안 조리하여, 통상적인 조리 과정과 비교하여 더욱 현저하게 높은 수준으로 감자의 경도를 유지한다.

상기 감자는 박리하거나, 부분 박리하거나, 박리하지 않을 수 있다. 상기감자는 전체일 수도 있으며, 조리하기 전에 임의의 크기의 조각으로 슬라이스할 수 있다. 감소 조리 과정은 으깨기 위해 감자를 연질화시키는 임의의 열적 또는 다른 형태의 조리 과정일 수 있다. 예를 들면, 상기 감자는 물 또는 증기 중에서 침수시켜 조리할 수 있다.

통상적인 조리 과정에 의하면, 상기 감자는 그의 중간 경도가 약 1000 그람ㆍ힘 (gf) 내지 약 40 gf로 감소될 때까지 조리한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 상기 감자는 약 65 gf 내지 약 500 gf, 바람직하게는 약 80 gf 내지 약 350 gf, 더욱 바람직하게는 90 gf 내지 약 200 gf, 가장 바람직하게는 약 130 gf 내지 약 150 gf의 중앙 경도가 얻어질 정도로만 조리한다.

감자 및/또는 감자 조각이 조리되는 실제 온도 및 시간의 길이는, 조리되는 감자 및/또는 감자 조각의 크기 및 사용된 조리 방법 (즉, 증기압, 비등점 온도)에 의존한다. 조리 시간은 질감 분석기(TA, Instruments, Corp., New Castle, DE)를 사용하여, 본원의 분석 방법 부분에서 기재한 바와 같이, 중앙에서의 감자의 경도를 측정하는 것에 의해 결정한다.

예를 들면, 약 3/8 인치 내지 약 1/2 인치의 평균 두께를 갖는 감자 슬라이스는, 전형적으로 약 200℉ (93℃) 내지 약 250℉ (121℃)의 온도를 갖는 증기를 이용하여 약 12 내지 약 30분 동안, 더욱 바람직하게는 약 14 내지 약 18분 동안 조리함으로써, 요구되는 경도를 얻는다. 가늘게 자른 감자 조각 (Shoestring cut potatoes piece)은, 전형적으로 약 200℉ (93℃) 내지 약 250℉ (121℃)의 온도를 갖는 증기를 이용하여 약 7 내지 약 18 분 동안, 더욱 바람직하게는 약 9 내지 12분 동안 조리함으로써, 요구되는 경도를 얻는다.

3. 매시 형성

이어서, 조리된 감자는 습윤 매시(mash)를 생성하기 위해 분쇄한다. 조리된 감자의 분쇄는 한정되지는 않지만 임의의 적합한 수단, 예컨대 라이싱(ricing), 으깨기 (mashing), 슈레딩(shredding) 또는 이들의 조합에 의해서 성취될 수 있다.

a. 임의적 성분의 첨가

전분

임의적이지만, 바람직하게는 습윤 매시에 전분을 첨가함으로써, 상기 매시 그 자체 및/또는 그로부터 제조된 생성물에 향상된 특성을 제공할 수 있다. (건조 매시를 기준으로 하여) 바람직하게는 약 0.5% 내지 약 50%, 더욱 바람직하게는 약 2% 내지 약 30%, 더욱 더 바람직하게는 약 4% 내지 약 15%의 전분을 습윤 매시에 혼합하고, 균일하게 철저히 분포시킨다.

본원에서 사용된 "전분"은 한정되지는 않지만 밀, 옥수수, 타피오카, 사고, 쌀, 감자, 귀리, 보리 및 아마란스와 같은 재료로부터 유도된 반복 무수 글루코오스 단위를 갖는 천연 또는 비변형 탄수화물 중합체, 및 한정되지는 않지만 말토덱스트린과 같은 가수분해된 전분, 고(高)-아밀로오스 옥수수 메이즈(maize), 고-아밀로펙틴 옥수수 메이즈, 순수 아밀로오스, 화학적으로 치환된 전분, 가교된 전분 및 이의 혼합물을 포함하는 변형 전분에 관한 것이다. "전분"은 또한 상기 매시에 첨가되거나 그를 지지하는 튀긴 건조 감자 생성물을 포함한다.

매시로의 전분 첨가의 이득은 다음을 포함한다: (1) 매시 내의 향상된 수분포성; (2) 드럼으로의 매시의 감소된 부착성; (3) 매시의 표면 다공성 및 고체 함량의 증가에 의한 증가된 생산율로 인해, 탈수 감자 생성물의 요구되는 수분 함량을 수득하기 위한 건조 잔류 시간의 감소; (4) 신선한 으깬 감자의 증가된 점착성; 및 (5) 가용성 아밀로펙틴 (Ap)의 감소된 수준으로 인한 가공 칩의 향상된 바삭성.

바람직한 전분은 하기 특성을 갖는 천연 (비조리) 전분이다: (1) 감자 전분보다 더욱 작은 전분 과립의 크기; (2) 감자 전분 보다 더욱 낮은 물흡수 지수 (WAI) (그로 인해, 조리시 상기 전분은 감자 전분보다 덜 팽창됨); 및/또는 (3) 동일한 조리 수준에서 감자 전분 보다 더욱 높은 유리 아밀로오스 백분율. 하기 표 1은 밀, 쌀 및 옥수수 전분과 감자 전분을 비교한다.

감자 전분과 밀, 쌀 및 옥수수 전분 사이의 기능성 차이

전분	과립 크기(㎛)	형상	젤라틴화(℃)	물흡수 지수(WAI)	팽창력
감자	15-100	장원형(oval)	56-66	8-12	> 1000
밀	2-35	평평하고, 타원형	52-63	3.5	21
쌀	3-8	다각형	61-77.5	3	19
옥수수	5-25	다각형	62-72	4.5	24

천연 (비조리, 비변형) 밀 전분은 본원에 사용하기에 특히 바람직하다. 이론에 의한 제한이 없다면, 밀 전분은 조리된 감자 전분에 의해 제공되는 것 이상으로 동일한 조건 하에서 매시에 추가적인 유리 아밀로오스를 제공하는 것에 의해 감자 세포의 파열을 간접적으로 예방하는 것으로 여겨진다. 특히, 밀 전분은 감자 전분의 장시간의 조리에 의해 제공되는 것과는 다른 유리 아밀로오스를 제공한다.생성된 탈수 감자 생성물의 증가된 유리 아밀로오스의 함량은 가공 감자 스낵의 제조에 사용하기에 특히 적합한 점착성 도우를 생산한다.

염색 현미경 연구를 통해, 밀 전분 과립 내의 아밀로오스는, 심지어 젤라틴화가 완전히 종결되기 전에, 전분 과립의 외부로, 그리고 수상으로 확산하려는 경향이 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 그의 낮은 팽창성의 결과이다. 상기 밀 전분 페이스트의 전단은 과립 외부층의 분열을 야기한다. 밀 전분 페이스트가 전단될 경우 발생하는 변화는 감자 전분 페이스트에서 관찰되는 것 (전단이 미세구조를 완전히 변형시킴)과 비교하여 사소하다. 상기 감자 전분 과립은 젤라틴화 후에도 용이하게 분해된다. 분해는 팽창된 과립의 붕괴 또는 캐비테이션 (cavitation)에 의해 진행되어, 과립 벽의 노드(node) 또는 약점의 원인이 된다는 것이 이론화되어 왔다. 또한, 밀 전분 및 감자 전분 사이의 차이는 전분 과립내에서의 아밀로오스 분포성이라는 것이 이론화되어 왔다. 밀 전분은 과립의 외부에 위치된 아밀로오스를 갖고, 이는 아밀로오스가 팽창 후 삼출되도록 할 수 있는 반면, 감자 전분은 과립의 내부에 비교적 가깝게 위치된 아밀로오스를 갖는다.

또한, 전분은 본 발명의 매시와는 다른 감자 매시에 첨가될 수 있어, 통상의 감자 매시보다 우수한 특성을 갖는 매시를 생산한다. 그러나, 우수한 결과를 위해서, 본 발명의 매시가 바람직하다.

유화제

요구된다면, 유화제가 가공 보조제로서 매시에 임의로 첨가될 수 있다. 전형적으로는 약 0.01% 내지 약 3%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 0.5%의 유화제가습윤 매시에 첨가된다. 바람직한 유화제는 부분적으로 수소첨가된 콩유의 증류된 모노글리세라이드 및 디글리세라이드이다. 가공 보조제로서 적합한 다른 유화제로는 예컨대 락틸레이트 에스테르, 소르비탄 에스테르, 폴리글리세롤 에스테르 및 레시틴이 또한 사용될 수 있지만, 여기에만 국한되는 것은 아니다.

유화제는 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들면, 유화제는 유리 전분을 코팅하여, 건조기로의 매시의 부착 및 점착을 감소시킬 수 있다. 유화제는 또한 윤활성을 제공하여, 가공시의 과도한 전단에 의해 유발되는 감자 세포 손상을 감소시킬 수 있다.

기타 임의의 성분

또한, 기타 요구되는 임의의 성분이 습윤 매시에 첨가될 수 있다. 예를 들면, 다양한 안정화제 및 보존제가 생성된 탈수 감자 생성물의 안정성 및 질감을 향상시키기 위하여 통상적으로 사용된다. 예를 들면, 술파이트는 건조 나트륨 술파이트 및/또는 나트륨 비술파이트로서 습윤 매시에 첨가되어, 백만부당 약 150 내지 약 200 부(ppm)의 술파이트를 포함하는 탈수 생성물을 생산할 수 있다. 상기 술파이트는 가공 및 그 후의 저장시에 생성된 탈수 감자 생성물의 암화(darkening)를 방지할 수 있다. 항산화제, 예컨대 프로필 갈레이트, BHA (2 및 3-tert-부틸-4-히드록시-아니솔), BHT (3,5-디-tert-부틸-4-히드록시톨루엔) 및 천연 항산화제 (예컨대, 로즈메리(rosemary), 사향초(thyme), 마저럼(marjoram) 및 샐비어(sage))는 약 10 ppm 이하의 항산화제를 포함하는 탈수 감자 생성물을 제조하기 위한 양으로 첨가하여, 산화적 열화를 예방할 수 있다. 시트르산은 탈수 감자 생성물내에 약200 ppm이 되도록 하는 충분한 양으로 첨가하여, 철 이온의 존재에 의해 유발되는 변색을 예방할 수 있다. 또한, 아스코르브산을 첨가하여, 가공시에 손실되는 비타민 C를 보충하기 위해 첨가될 수 있다.

b. 감자 매시의 굳기

감자 매시의 굳기는 조리된 으깬 감자의 점도에 대한 간접 측정이다. 상기 감자 매시의 굳기는 감자 종류, 연령 및 저장 조건뿐만 아니라, 가공 조건 및 상기 매시에 첨가된 물질에 의해서도 영향을 받는다.

예를 들면, 본 발명에 따른 감소 조리를 수행한 감자는 비교적 단단하다. 비교적 단단한 감자에 전분을 첨가하는 것은 감자 매시의 굳기를 감소시킨다. 예를 들면, 상기 감자 매시에 10% 천연 밀 전분을 첨가하는 것은 약 50%의 감자 매시 굳기의 감소를 제공할 수 있다. 따라서, 감소된 감자 매시의 굳기는 감자를 과다 조리하거나 불규칙하게 조리하지 않고도 수득될 수 있다.

본 발명의 감소 조리 과정은 약 10,000 gf 내지 약 20,000 gf (35㎜ 압축 디스크를 사용하여 측정)의 굳기를 갖는 감자 매시를 제공한다. 이러한 매시는 향상된 특성을 갖는 생성물의 제조에 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 매시로 제조된 플레이크로부터 만들어진 가공 칩은 향상된 바삭성 및 슬라이스 감자로부터 만들어진 칩과 더욱 더 유사한 감자 풍미를 갖는다.

본 발명의 감소 조리와, 전분, 바람직하게는 천연 밀 전분을 상기 생성된 매시에 첨가하는 것을 조합하는 것은 바람직하게는 약 3,000 gf 내지 약 18,000 gf, 더욱 바람직하게는 약 5,000 gf 내지 약 16,000 gf의 굳기를 갖는 감자 매시를 제공한다. 이를 통해, 요구되는 초기 경도 및 요구되는 바삭성에 의해 정의되는 향상된 질감을 갖는 최종 가공 칩이 생산된다.

c. 습윤 매시 생성물

매시가 형성된 후, 추가로 건조하거나 하기 기재한 바와 같이 가공하여 탈수 감자 생성물을 형성할 수 있다. 또한, 상기 습윤 매시는 으깬 감자, 감자 패티 (patty), 감자 팬케이크, 및 압출된 프렌치 프라이, 감자 스틱 및 스낵 칩과 같은 감자 스낵 등의 제품을 제조하는데에 사용될 수 있지만, 여기에만 국한되지는 않는다.

예를 들면, 습윤 감자 매시는 1963년 4월 9일자로 발행된 미국특허 제 3,085,020호 (Backinger 등) (상기 문헌은 참고문헌으로서 본원에 편입됨)에 기재된 바와 같은 압출된 프렌치 프라이 감자 생성물을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 상기 스낵을 제조하기 위해서 원료 감자보다는 매시의 사용이 본질적으로 무색이거나 질감이 다양한 튀긴 감자 생성물을 제공한다. 또한, 상기 매시는 임의의 목적하는 형상 및 크기의 생성물으로 형성될 수 있기 때문에, 최종 생성물은 원료 감자의 형상 및 크기에 의존하지 않는다. 원료 감자가 사용될 경우, 그러한 조절 및 균일성은 불가능하다.

4. 탈수 감자 생성물의 형성을 위한 매시의 건조

매시 형성 후에, 상기 매시는 탈수 감자 생성물을 형성하기 위하여 건조한다. 이러한 탈수 감자 생성물은 임의의 형태, 예컨대 플레이크, 플라뉼, 과립, 응집물, 시트, 조각, 비트 (bit), 가루 또는 미립자일 수 있지만, 여기에만 국한되지는 않는다.

매시로부터 상기 탈수 감자 생성물을 제조하기 위한 당업계에 공지된 바와 같은 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있고, 임의의 적합한 장비도 사용될 수 있다. 예를 들면, 2000년 5월 23일자로 발행된 미국특허 제 6,066,353호 (Villagran 등)에 기재된 방법, 1956년 8월 19일자로 발행된 미국특허 제 2,759,832호 (Cording 등) 및 1957년 2월 5일자로 발행된 미국특허 제 2,780,552호 (Willard 등)에 기재된 바와 같은 공지된 방법에 따라, 상기 매시는 플레이크를 제조하기 위하여 건조된다 (상기 문헌들은 참고문헌으로 본원에 편입된다). 상기 매시는 1998년 10월 19일자로 출원된 미국 특허출원 제 09/175,138호에 기재된 방법에 따라 플라뉼을 제조하기 위하여 건조될 수 있다 (상기 문헌은 참고문헌으로 본원에 편입된다). 과립은 1975년 11월 4일자로 발행된 미국특허 제 3,917,866호 (Purves 등)에 기재된 방법에 따라, 또는 1949년 12월 6일자로 발행된 미국특허 제 2,490,431호 (Greene 등)에 기재된 바와 같은 다른 공지의 방법에 의해서 매시를 가공하는 것에 의해 제조될 수 있다 (상기 문헌들은 참고문헌으로 본원에 편입된다). 적합한 건조기는 유동층 건조기, 스크랩 벽 가열 교환기, 드럼 건조기, 동결 건조기, 공기 리프트 건조기 등과 같은 통상적으로 공지된 건조 장치로부터 선택될 수 있지만, 여기에만 국한된 것은 아니다.

바람직한 건조 방법은 전체적인 열 주입의 양을 감소시키는 것을 포함한다. 예를 들면, 동결 건조, 드럼 건조, 공명 또는 펄스 유동 건조, 적외선 건조 또는 이의 조합은, 플레이크 제조시에 바람직하고; 공기 리프트 건조, 유동층 건조 또는이의 조합은 과립 제조시에 바람직하다.

본원에서 탈수 감자 생성물이 플레이크에 관하여 우선적으로 설명할지라도, 본 발명의 감자 매시는 매시로부터 유도될 수 있는 임의의 목적하는 탈수 감자 생성물을 제조하기 위하여 탈수할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

감자 식품 산업에서 통상적으로 사용되는 예컨대 드럼 건조기를 이용하는 드럼 건조는, 플레이크를 제조하기 위한 바람직한 감자 매시의 건조 방법이다. 상기 바람직한 방법은 단일 드럼 건조기를 이용하고, 습윤 감자 매시는 약 0.005" 내지 약 0.1", 바람직하게는 약 0.005" 내지 약 0.05", 더욱 바람직하게는 약 0.01"의 두께를 갖는 얇은 시트로 드럼 상에서 얇게 펼친다. 전형적으로, 드럼 건조기를 사용할 경우, 상기 매시는 운반(conveying) 수단에 의해서 드럼의 상면 표면에 공급된다. 작은 직경의 비가열 롤(unheated roll)은 서서히 드럼상의 일부에 신선한 감자 매시를 적용시켜, 소정의 두께를 갖는 시트 또는 층을 형성한다. 작은 롤의 말단 속도는 드럼의 것과 동일하다. 매시 층이 상기 드럼의 외주 부분 근처로 움직인 후, 조리 칼은 상기 드럼으로부터 건조 시트를 박리시키는 것에 의해 건조 시트를 분리해낸다. 전형적으로 드럼 건조기 그 자체는, 약 70 psig 내지 약 140 psig의 압력으로 드럼 내에 함유된 가압 증기에 의해, 약 250℉ (121℃) 내지 약 375℉ (191℃), 바람직하게는 약 310℉ (154℃) 내지 약 350℉ (177℃), 더욱 바람직하게는 약 320℉ (160℃) 내지 약 333℉ (167℃)의 온도로 가열된다. 최상의 결과를 위하여, 건조기 드럼의 회전 속도 및 그의 내부 온도는, 약 5% 내지 약 14%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 12%의 수분 함량을 갖는 최종 생성물을 수득하기 위해서 적당하게 조절된다. 전형적으로, 약 9 sec/rev 내지 약 25 sec/rev, 바람직하게는 약 11 sec/rev 내지 약 20 sec/rev의 회전속도면 충분하다.

일단 습윤 매시가 시트로 만들어지고 건조되면, 이어서 생성된 플레이크의 건조 시트는 요구되는만큼 더 작은 절편으로 파쇄될 수 있다. 상기 더 작은 절편은 임의의 목적하는 크기를 가질 수 있다. 전분 및 감자 세포 손상을 최소화하는 임의의 시트의 파쇄 방법으로 예컨대 프랙쳐법 (fracturing), 연마법 (glinding), 파쇄법 (breaking), 절단법 (cutting) 또는 분쇄법 (pulberizing)이 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 시트는 Urschel Comitrol(Urschel Laboratories, Inc., Valparaiso, Indiana에 의해 제조)를 이용하여 분쇄하여, 시트로 파쇄하였다. 또한, 플레이크의 시트는 온전하게 유지될 수 있다. 본원에서 사용된 플레이크의 온전한 시트 및 더 작은 시트 절편은 용어 "감자 플레이크"에 포함된다.

a. 파손된 세포

감자 세포는 아밀로펙틴 및 아밀로오스 뿐만 아니라, 가용성 풍미 전구체, 영양분, 미네랄, 지질 및 단백질을 함유하고 있는 셀룰로오스성 물질에 의해 둘러쌓인 개개의 포켓(pocket)이다. 파손된 세포의 백분율은 조리 정도 및 가공시에 발생하는 전분의 손상 정도를 나타낸다. 많은 수의 파손된 세포는 무엇보다도 건조시의 과조리, 과가열과 같은 부적당한 가공 조건을 나타내거나, 건조 감자 생성물의 입자 크기를 감소시키기 위해 과도하게 전단을 사용하였다는 것을 나타낸다. 본 발명의 감자 플레이크는 감소 조리 생성물을 사용하여 제조되기 때문에, 감자 플레이크는 통상적으로 제조되는 플레이크보다 더 적은 수의 파손된 세포수를 갖는다.

본 발명의 감자 플레이크는 약 70% 미만, 바람직하게는 약 40% 미만, 더욱 바람직하게는 약 30% 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 25% 미만, 가장 바람직하게는 약 20% 미만의 파손된 세포를 함유한다. 놀랍게도, 전분이 매시에 혼입되는 경우, 파손된 세포의 수준이 감소되어, 약 50% 미만, 더욱 바람직하게는 약 40% 미만, 더욱 더 바람직하게는 약 20% 미만의 파손된 세포를 함유하는 감자 플레이크가 수득된다.

b. 수분

감자 플레이크는 약 5% 내지 약 14%, 바람직하게는 약 5% 내지 약 12%, 더욱 바람직하게는 약 6% 내지 약 9%, 더욱 더 바람직하게는 약 7% 내지 약 8%의 수분을 포함한다.

c. 아밀로오스 (Am)/아밀로펙틴 (Ap)의 비율

본 발명의 감자 플레이크는 약 0.4 내지 약 4, 바람직하게는 약 1.2 내지 약 3, 더욱 바람직하게는 약 1.6 내지 약 2.5의 아밀로펙틴에 대한 아밀로오스의 비율을 갖는다.

d. 풍미 화합물

감자 가공의 조리 및 건조 단계는, 일반적으로 상기 감자에게 주어지는 현저한 열적 및 기계적 응력을 야기한다. 질적 열화 수준을 간접적으로 측정하기 위한 하나의 방법은 조성의 변화를 측정하는 것에 의해서이다.

감자 괴경은 수많은 휘발성 화합물을 함유한다. 본 발명의 실시에 의해 생산되는 감자 플레이크는 통상적인 플레이크보다 가열 생성 휘발성 화합물이 실질적으로 더 적다. 가스 크로마토그래피 및 질량 분광법은 통상적으로 제조되는 플레이크 및 본 발명의 방법에 의해 제조되는 플레이크를 비교하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 플레이크는 갈색화 풍미 화합물 (예컨대, 2-메틸 부타날, 3-메틸 부타날, 메티오날, 페닐아세트알데히드) 및 지질 산화 화합물 (에틸 푸란, 펜틸 푸란 및 헥사날)의 더욱 낮은 수준을 나타낸다.

플레이크 중의 휘발성 갈색화 풍미 화합물이 낮을수록, 최종 생성물 또는 스낵 중의 감자 풍미는 더욱 높다. 이는 풍미 화합물의 전구체가 감자의 가공시에 보존되어, 플레이크 중에서 보다는 최종 생성물 중에서 전환되고 반응하기 때문이다.

본 발명의 감자 플레이크는 통상적인 플레이크와 비교하여 상기 가공된 풍미 화합물의 감소를 나타낸다. 본 발명의 플레이크로 제조된 으깬 감자는 통상적인 플레이크 보다 더 깨끗하고, 더욱 높은 감자 풍미를 나타낸다.

본 발명에 따라 제조된 플레이크는 하기 식으로 정의된 감자 플레이크 풍미 (PFF) 값을 계산함으로써, 통상적인 플레이크와 구별될 수 있다는 것이 발견되었다:

2-헵타논은, 본원의 분석 방법 부분에 기재된 바와 같이, 분석 방법에서 사용하는 내부 표준 물질이다. 2-메틸부타날 및 2-에틸푸란은 특정한 풍미 화학 반응을 나타내거나 표시하는 주요 휘발성 풍미 화합물이다. 이들은, 본원의 분석 방법 부분에서 기재한 바와 같이, 피크 영역의 총합으로 측정된다.

전통적인 감자 플레이크는 전형적으로 약 3.6 내지 약 6.8의 PFF 값을 갖는다. 그러나, 본 발명의 감자 플레이크는 약 7 내지 약 10.8, 바람직하게는 약 8 내지 약 10.8, 더욱 바람직하게는 약 9 내지 약 10.8의 PFF 값을 갖는다.

C. 가공 칩의 제조

본 발명은 플레이크로부터 제조된 바람직한 가공 칩에 대해 주로 설명하였지만, 본 발명의 탈수 감자 생성물이 임의의 적합한 식품의 제조에 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.

예를 들면, 상기 탈수 감자 생성물은 재수화되어, 감자 식품, 예컨대 으깬 감자, 감자 패티, 감자 팬케이크, 및 압출된 프렌치 프라이 및 감자 스틱과 같은 기타 감자 스낵을 제조하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들면, 탈수 감자 생성물은, 1963년 4월 9일자로 발행된 미국특허 제 3,085,020호 (Backinger 등) 및 1976년 10월 18일자로 발행된 미국특허 제 3,987,210호 (Cremer)에 기재된 바와 같은 압출된 프렌치 프라이 감자 생성물을 제조하기 위해서 사용될 수 있다 (상기 두 문헌은 참고문헌으로서 본원에 편입된다). 탈수 감자 생성물은 또한 빵, 그레이비, 소스 또는 임의의 다른 적합한 식품에 또한 사용될 수 있다.

탈수 감자 생성물의 특히 바람직한 사용은 도우로부터 제조된 가공 칩의 제조에서이다. 그러한 가공 칩의 예로는, 1976년 12월 21일자로 발행된 미국특허 제3,998,975호 (Liepa), 1995년 11월 7일자로 발행된 미국특허 제 5,464,642호 (Villagran 등), 1995년 11월 7일자로 발행된 미국특허 제 5,464,643호 (Lodge) 및 1996년 1월 25일자로 제 WO96/01572호로서 공개된 PCT 출원 제 PCT/US95/07610호 (Dawes 등)에 기재된 것들을 포함한다 (상기 문헌들은 모두 참고문헌으로서 본원에 편입된다).

바람직한 가공 칩의 제조는 하기에서 상세히 기재한다.

1. 도우 제형

본 발명의 바람직한 도우는 약 35% 내지 약 85%, 바람직하게는 약 50% 내지 70% 의 전분 기재 가루를 함유한다. 전분 기재 가루는 상기 기재한 바와 같이 약 25 내지 100%의 감자 플레이크를 함유하며, 나머지 (약 0% 내지 약 75%) 는 감자 가루, 감자 플라뉼, 감자 과립, 옥수수 가루, 마사(masa) 옥수수 가루, 옥수수 그릿, 옥수수 밀, 쌀가루, 메밀 가루, 쌀가루, 귀리 가루, 콩가루, 아마란스 가루, 보리 가루와 같은 기타 전분 기재 가루, 또는 이의 혼합물일 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 도우는 약 15% 내지 약 50% 첨가수, 바람직하게는 약 22% 내지 약 40%, 더욱 바람직하게는 약 24% 내지 약 35% 의 첨가수를 함유한다. 첨가수의 양은 성분을 용해시키거나 분포시키는데 사용된 임의의 물을 포함하고, 옥수수 시럽 등에 존재하는 물도 포함한다. 예를 들어, 말토덱스트린 또는 옥수수 시럽 고형물과 같은 성분이 용액 또는 시럽으로서 첨가되는 경우, 시럽 또는 용액 중의 물은 "첨가수" 로서 포함된다.

임의 성분

도우는 천연 전분, 변형 전분 또는 저항 전분과 같은 전분을 임의적으로 포함할 수 있다. 약 0.1% 내지 약 70%, 더욱 바람직하게는 약 5% 내지 약 60%, 가장 바람직하게는 약 15% 내지 약 40%의 전분이 전형적으로 첨가될 수 있다. 전분은 괴경 작물, 콩과 식물 또는 곡물에서 유래할 수 있으며, 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분, 찰옥수수 전분, 귀리 전분, 카사바 전분, 찰보리, 찹쌀 전분(waxy rice starch), 아교질 전분(glutinous rice starch), 쌀 전분, 스위트 전분(sweet rice starch), 감자 전분, 타피오카 전분, 아마란스 전분, 사고 전분, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 전분 농도를 계산하는 경우, 감자 플레이크, 감자 플라뉼, 감자 과립, 및 가루와 같은 기타 성분에 내재적인 전분은 포함되지 않는다 (전분의 농도는 기타 도우 성분에 고유적으로 존재하는 농도를 넘거나 초과하여 첨가된 것이다).

사전 젤라틴화 전분(pregelatinized starch), 가교 전분, 산 변형 전분, 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 변형 전분, 및 이의 혼합물은, 가공 칩의 질감 (즉, 바삭성의 증가) 를 개량하기 위해, 변형 전분의 첨가가 필요하지 않고 본 발명의 가공 칩을 제조하는데 사용되기에 바람직하지 않아도, 임의적으로 함유될 수 있다. 약 0.1% 내지 약 20%, 더욱 바람직하게는 약 1% 내지 약 10%, 더 더욱 바람직하게는 약 3% 내지 약 7%의 변형 전분이 전형적으로 첨가될 수 있다. 사용한다면, 바람직한 변형 전분은 National Starch 및 Chemical Corporation(Bridgewater, NJ) 로부터 입수가능하며, 상표명 N-Lite^TM(사전 젤라틴화-가교 전분), Ultrasperse-A^TM(사전 젤라틴화, 찰옥수수), 및 N-Creamer^TM46 (치환 찰옥수수) 로 시판된다. 또한, Bungee Lauhoff Corn Milling (St. Louis, Missouri) 로부터 입수가능한, Corn PCPF400^TM(부분적으로 예비조리된 옥수수 밀) 도 바람직하다. 본 발명에 따른 변형 전분의 농도를 계산하는 경우, 감자 플레이크, 감자 플라뉼, 감자 과립, 및 가루와 같은 기타 성분에 내재적인 변형 전분 (예컨대, 사전 젤라틴화 전분)은 포함되지 않는다 (변형 전분의 농도는 기타 도우 성분에 고유적으로 존재하는 농도를 넘거나 초과하여 첨가된 것이다).

가수분해 전분은 본 발명의 도우에 임의적으로 함유될 수 있는 바람직한 변형 전분이다. 함유되는 경우, 가수분해 전분은 전형적으로 도우에, 약 1% 내지 약 15%, 바람직하게는 약 3% 내지 약 12% 의 농도로 첨가될 수 있다. 가수분해 전분의 양은 임의의 기타 첨가 전분의 양에 더해진다. 도우에 첨가되기에 적합한 가수분해 전분은 말토덱스트린 및 옥수수 시럽 고형물을 포함한다. 도우에 첨가하기 위한 가수분해 전분은 덱스트로스 당량 (Dextrose Equivalent: D.E.) 값이 약 5 내지 약 30, 바람직하게는 약 10 내지 약 20 이다. Maltrin^TMM050, M100, M150, M180, M200 및 M250 (Grain Processing Corporation, Iowa 로부터 입수가능함) 이 바람직한 말토덱스트린이다. D.E. 값은 덱스트로스로 언급되는 가수분해 전분의 환원 등가(equivalence)의 척도가 되며, 백분율 (건조 기준으로) 로서 표시된다.D.E. 값이 높을수록, 가수분해 전분의 덱스트로스 등가가 높아진다.

또한, 검(gum)이 본 발명의 도우에 임의적으로 사용될 수 있다. 본 발명에 사용되는 검은 일반적으로 검이라고 언급되는 성분 (예컨대, 셀룰로스 유도체, 펙틴 물질), 및 식물성 검을 포함한다. 적당한 검의 예로는 구아 검, 크산탄 검, 젤란 검, 카라지난 검, 아라비아 검, 검 트라가칸트, 및 다양한 해중합도 및 메틸화도를 갖는 펙틴산을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 바람직한 검은 메틸셀룰로스, 히드록시프로필 메틸 셀룰로스, 카르복시메틸셀룰로스, 미세결정 셀룰로스, 및 이의 혼합물에서 선택된 셀룰로스 유도체이다. 검은 약 10% 이하의 농도로, 바람직하게는 약 0.2% 내지 약 8% 의 농도로, 더욱 바람직하게는 약 2% 내지 약 4% 의 농도로 도우 내에 함유될 수 있다.

가공성을 보조하기 위해 도우에 임의적으로 첨가될 수 있는 성분은 유화제이다. 전형적으로, 유화제는 도우에 약 0.01% 내지 약 6%, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 5%, 더욱 바람직하게는 약 2% 내지 약 4% 의 양으로 첨가된다. 유화제는 도우를 시트화(sheeting)하기 전에 도우 조성물에 첨가되는 것이 바람직하다. 유화제는 Procter and Gamble Company 로부터 입수가능한, Olean^TM과 같은 폴리올 지방산 폴리에스테르 또는 지방에 용해될 수 있다. 적당한 유화제는 레시틴, 모노- 및 디글리세리드, 디아세틸 타르타르산 에스테르 및 프로필렌 글리콜 모노- 및 디에스테르 및 폴리글리세롤을 포함한다. 폴리글리세롤, 바람직하게는 헥사폴리글리세롤의 모노에스테르와 같은 폴리글리세롤 유화제가 사용될 수 있다. 특히 바람직한모노글리세리드는 Danisco (New Century, Kansas) 로부터 입수가능한 Dimodan, Archer Daniels Midland Company (Decatur, Illinois) 로부터 입수가능한 DMG 70 이라는 상표명으로 시판된다.

환원 당의 함량은 탈수 감자 생성물을 제조하기 위해 사용되는 감자의 환원 당 함량에 의존적이지만, 가공 칩 내의 환원 당의 양은 말토스, 락토스, 덱스트로스, 또는 이의 혼합물과 같은 환원 당을 적당량의 도우에 첨가함으로써 증가될 수 있다. 하지만, 환원 당이 전혀 첨가되지 않는 것이 바람직하다. 튀긴 가공 칩의 목적하는 밝은 색상을 유지하기 위해서는 환원 당의 함량이 낮은 것이 바람직한데, 이는 과량의 환원 당의 함량이 불리하게 가공 칩의 갈색화 속도를 증가시키기 때문이다. 튀김 과정에서, 환원 당 함량이 너무 높아 가공 칩이 목적하는 색상에 너무 빨리 도달하는 경우, 환원 당 함량이 낮은 경우보다, 목적하는 색상에 도달하는 튀김 시간이 더 짧기 때문에, 가공 칩의 특색있는 감자 풍미가 충분히 발현되지 않을 것이다. 또한, 환원 당을 제형으로부터 제거하는 경우, 생성된 가공 칩은 증가된 에이징(aging) 안정성 및 증가된 파쇄 저항성을 나타낸다. 또한, 환원 당의 농도가 낮을수록, 가공 칩의 초기 경도 (IH) 가 낮아지므로, 부서짐성(brittleness)이 감소된다. (부서짐성은 가공 칩을 파쇄시키는데 매우 적은 힘이 요구된다는 것을 의미하지만, 증가된 바삭성은 가공 칩을 파쇄시키는데 더욱 많은 힘이 요구된다는 것을 의미한다).

당과 같은 저분자량 화합물 (예컨대, 모노- 및 디-사카라이드) 및 가수분해 전분은 매우 효과적인 가소화제이고, 가공 칩의 유리 전이 온도 (Tg) 를 감소시킨다. 완성된 가공 칩의 Tg 가 낮을수록, 저장시의 생성물은 덜 안정하게 된다. Tg 보다 높은 저장 온도에서, 산화 반응 속도도 상당히 증가한다. 따라서, 가공 칩의 바삭성을 증가시키기 위해, 도우 내의 가소화제로서 작용하는 상기 화합물의 농도를 최소화시키는 것이 바람직하다.

또한, 환원 당의 농도가 낮을수록 가공 칩의 초기 경도 (IH) 가 높아지므로, 부서짐성을 감소시킨다. 부서짐성은 가공 칩을 파쇄시키는데 매우 적은 힘이 요구된다는 것을 의미하지만, 증가된 바삭성은 가공 칩을 파쇄시키는데 더욱 많은 힘이 요구된다는 것을 의미한다.

2. 도우 제조

본 발명의 도우는 시트화 가능 도우를 형성하는데 적합한 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 전형적으로, 푸석푸석한 건조 도우는 종래의 믹서를 사용하여 성분들을 함께 철저히 혼합함으로써 제조된다. 바람직하게는, 습윤 성분들의 예비 배합물과 건조 성분들의 예비 배합물을 제조하고; 이어서, 상기 습윤 예비 배합물 및 건조 예비 배합물을 함께 혼합하여, 도우를 형성한다. 뱃치(batch) 조작에는 Hobart믹서가 바람직하고, 연속 혼합 조작에는 Turbulizer믹서가 바람직하다. 또한, 도우를 혼합하고, 시트 또는 성형 조각을 형성시키는데 압출기가 사용될 수 있다.

도우의 시트 강도는, 도우의 점착성, 및 후속 가공 공정시의 도우의 구멍 및/또는 인열 형성에 대한 저항성과 상호 관련된다. 시트 강도가 높을수록, 도우는 더욱 점착성이며 탄성이다.

본 발명의 도우의 시트 강도는 도우의 제조 과정 동안의 에너지 투입량이 증가할수록 증가된다. 에너지 투입에 영향을 미칠 수 있는 요인으로는 혼합 조건, 도우 시트 제형, 및 측정가능한 유리 아밀로스의 양이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 감소 조리(reduced cooking)로 제조된 본 발명의 감자 플레이크는, 종래의 플레이크에 비해 유리 아밀로스의 농도가 더욱 낮기 때문에 시트 강도가 낮고, 가용성 아밀로펙틴의 농도가 더욱 낮으며, 손상되지 않은 세포 구조의 농도가 더욱 높다 (세포 파손이 덜한 것으로 나타남). 본 발명에 따른 감자 매시에 전분, 특히 천연 밀 전분을 첨가함으로써, 유리 아밀로스의 농도가 증가된다. 감소 조리 및 밀 전분의 첨가를 조합하여, 시트 형성이 가능하면서도, 과량의 세포 파손을 나타내지는 않는 도우를 제공한다.

본 발명의 플레이크로부터 제조된 도우는 시트 강도가 약 80 gf 내지 600 gf, 바람직하게는 약 110 gf 내지 약 450 gf, 더욱 바람직하게는 약 140 gf 내지 약 250 gf 이다.

도우의 Tg 는 탄젠트 델타 (Tan delta) 에 대해 최대 피크가 관찰되는 온도를 판독함으로써 측정되었다 (도 4). 본 발명의 도우, 특히, 전분, 특히 천연 밀 전분이 첨가된 매시로부터 제조된 플레이크로부터 만들어진 도우는 Tg 가 약 -15℃ 내지 약 15℃, 바람직하게는 -5℃ 내지 약 10℃, 가장 바람직하게는 약 0℃ 내지 약 8℃ 이다 (도우의 수분 함량이 30%인 경우).

3. 시트화

일단 제조한 후, 도우를 비교적 편평한 얇은 시트로 성형시킨다. 전분 기재도우로부터 상기 시트를 형성시키는데 적당한 임의의 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 시트를 두개의 엇회전식(counter-rotating) 원통형 롤러 사이에서 압연시켜, 도우 재료의 균일하고 비교적 얇은 시트를 수득할 수 있다. 임의의 통상적인 시트화, 제분, 계량 장비가 사용될 수 있다. 바람직하게는 밀 롤(mill roll)은 약 90°F (32℃) 내지 약 135°F (57℃)로 가열되어야 한다. 바람직한 구현예에서, 상기 밀 롤은 전방 롤러가 후방 롤러보다 더 차갑도록, 두가지의 상이한 온도로 유지된다. 또한, 도우는 압출에 의해 시트로 성형될 수 있다.

본 발명의 도우는 통상 두께가 약 0.015 내지 약 0.10 인치 (약 0.038 내지 약 0.25 ㎝), 바람직하게는 두께가 약 0.05 내지 약 0.10 인치 (약 0.013 내지 약 0.025 ㎝), 가장 바람직하게는 약 0.065 인치 내지 약 0.080 인치 (1.65 내지 약 2.03 ㎜) 인 시트로 성형된다. 잔물결무늬 (웨이브형) 가공 칩에 대해서는, 두께가 약 0.75 인치 (1.9 ㎜) 인 것이 바람직하다.

이어서, 도우 시트를 소정의 크기 및 형상의 스낵 조각으로 형성시킨다. 임의의 적합한 타출기 또는 절단기를 사용하여 스낵 조각이 형성될 수 있다. 상기 스낵 조각은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 스낵 조각은 타원, 사각형, 원, 나비타이, 스타 휠(star wheel) 또는 핀(pin) 휠의 형태일 수 있다. 상기 조각은 본원에 참고문헌으로서 편입된, Dawes 등에 의한 문헌 [PCT 출원 번호 PCT/US95/07610, 1996년 1월 25일 WO 96/01572 로 공개됨] 에 기재된 바와 같이, 선을 새겨 잔물결무늬 칩으로 제조될 수 있다.

4. 튀김

스낵 조각을 형성한 후, 이들을 바삭해질 때까지 조리하여, 가공 칩을 형성한다. 스낵 조각은 소화성 지방, 비소화성 지방, 또는 이의 혼합물을 함유하는 지방 조성물에서 튀겨질 수 있다. 최상의 결과를 위해, 깨끗한 튀김 오일을 사용해야 한다. 오일의 유리 지방산 함량은, 오일 산화 속도를 감소시키기 위해 바람직하게는 약 1% 미만, 더욱 바람직하게는 약 0.3% 미만으로 유지되어야 한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 튀김 오일은 약 25% 미만, 바람직하게는 약 20% 미만의 포화 지방을 함유한다. 상기 유형의 오일은 완성된 가공 칩이 증강된 풍미를 나타내도록, 완성된 가공 칩의 윤활성을 개량한다. 또한, 이들 오일의 풍미 프로필(flavor profile)은, 오일의 용융점이 낮기 때문에, 국부적으로 조미된 생성물의 풍미 프로필을 증강시킨다. 상기 오일의 예는 중간 농도 내지 고농도의 올레산을 함유하는 해바라기 오일을 포함한다.

본 발명의 다른 구현예에 의하면, 스낵 조각을 비소화성 지방 및 소화성 지방의 배합물에서 튀긴다. 바람직하게는, 상기 배합물은 약 20% 내지 약 90%의 비소화성 지방 및 약 10% 내지 약 80%의 소화성 지방, 더욱 바람직하게는 약 50% 내지 약 90%의 비소화성 지방 및 약 10% 내지 약 50%의 소화성 지방, 더 더욱 바람직하게는 약 70% 내지 약 85%의 비소화성 지방 및 약 15% 내지 약 30%의 소화성 지방을 함유한다.

또한, TBHQ 와 같은 산화방지제, 토코페롤, 아스코르브산, 시트르산과 같은 킬레이트제 및 디메틸폴리실록산과 같은 발포방지제를 포함하는 당해 분야에 공지된 기타 성분이 상기 식용 지방 및 오일에 첨가될 수 있다.

스낵 조각을 약 275℉ (135℃) 내지 약 420℉ (215℃), 바람직하게는 약 300℉ (149℃) 내지 약 410℉ (210℃), 더욱 바람직하게는 약 350℉ (177℃) 내지 약 400℉ (204℃) 에서, 수분이 약 6% 미만, 바람직하게는 수분이 약 0.5% 내지 약 4%, 더욱 바람직하게는 수분이 약 1% 내지 약 2% 인 생성물을 형성시키기에 충분한 시간동안 튀기는 것이 바람직하다. 정확한 튀김 시간은, 당업자가 쉽게 측정할 수 있는 튀김 지방의 온도 및 도우의 최초 수분 함량에 의해 제어된다.

바람직하게는, 스낵 조각은 연속 튀김법을 사용하여 오일 중에서 튀겨지며, 튀기는 동안 압박된다. 상기 압박 튀김 방법 및 장치는 1971년 12월 7일자로 Liepa 에게 허여된 미국특허 제 3,626,466호에 기재되어 있고, 이는 본원에서 참고문헌로서 편입된다. 성형 및 압박된 스낵 조각을 최종 수분 함량이 약 0.5% 내지 약 4%, 바람직하게는 약 1% 내지 약 2% 인 바삭한 상태가 될 때까지, 튀김 매질에 통과시킨다.

임의의 기타 튀김법, 예컨대 비압박 방식으로의 스낵 조각의 연속식 튀김 또는 뱃치식 튀김 또한 허용가능하다. 예를 들어, 상기 스낵편을 이동식 벨트 또는 바스킷 상에서 튀김 지방에 침지시킬 수도 있다.

상기 방법으로부터 제조된 가공 칩은 전형적으로 약 20% 내지 약 45%, 바람직하게는 약 25% 내지 약 40%의 총 지방 (즉, 조합된 비소화성 지방 및 소화성 지방) 을 함유할 수 있다. 가공 칩의 풍미 또는 윤활성을 더욱 개량하기 위해 높은 지방 농도가 목적된다면, 트리글리세리드 오일과 같은 오일을 임의의 기타 적합한 수단에 의해, 가공 칩들이 튀김기로부터 나올 때 또는 압박 튀김시에 사용되는 몰드로부터 제거될 때, 가공 칩 상에 분무하거나 도포할 수 있다. 바람직하게는, 적용된 트리글리세리드 오일은 요오드 값이 약 75 초과, 가장 바람직하게는 약 90 초과이다. 부가적으로 적용된 오일은 가공 칩의 총 지방 함량을 45%의 총 지방 정도로 증가시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 이러한 부가적인 공정을 사용하여, 지방 함량이 다양한 가공 칩이 제조될 수 있다. 바람직한 구현예에 의하면, 완성된 가공 칩 내의 10% 이상, 약 20% 이상의 총 지방은 국부적 표면 지방이다.

특색있는 풍미를 갖는 오일, 또는 불포화도가 높은 오일을, 튀김 후에 가공 칩 상에 분무하거나 뒤섞거나(tumbled), 기타 다른 방법을 적용할 수 있다. 바람직하게는 트리글리세리드 오일 및 비소화성 지방은 풍미를 분산시키는 담체로서 사용되며, 가공 칩에 국부적으로 첨가된다. 이들은 버터향 오일, 천연 또는 인공 향 오일, 허브 오일, 감자, 마늘 또는 양파향이 첨가된 오일을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이들은 튀김 동안 향료의 갈색화 반응없이 다양한 풍미를 도입하는 것을 가능하게 한다. 상기 방법은 스낵을 튀기는데 필요한 가열 동안, 통상적으로 중합 또는 산화되는 오일을 도입하는데 사용될 수 있다.

D. 가공 칩의 특징

1. 휘발성 유기 풍미 화합물

본 발명의 가공 칩은 종래의 가공 칩보다 디메틸트리술피드 ("DMTS") 농도가 더 높고, 에틸푸란 ("EF") 의 농도가 더 낮다. 이는 종래의 슬라이스된 감자 칩의 특징인 감자 칩 풍미의 정도가 더욱 높은 것과 관련된다. 본 발명에서, EF 로 표시되는 지질 산화 풍미제의 농도를 최소화하고, DMTS 로 표시되는 특징적인 감자풍미제의 농도를 최대화하는 것이 바람직하다는 것을 발견했다.

본 발명에서, 개별적인 풍미 화합물의 조성 및 절대 농도가 중요하지만, 전반적인 감자 칩 풍미를 평가하는 중요한 기준은 중요한 휘발성 풍미 화합물, DMTS 및 EF 의 함수이고, 특정 풍미 화학을 표지하거나 나타내는, 감자 칩 풍미(Potato Chip Flavor: PCF) 값을 계산함으로써 최적으로 정량화될 수 있다.

감자 칩의 풍미는 DMTS 대 EF 비의 함수인 것으로 밝혀졌으며, 하기 식에 의해 설명된다:

(n=16, 상관 계수=0.9)

DMTS 및 EF 는 본원의 분석 방법 부분에 기재된 피크 면적 계산으로 측정된다.

종래의 가공 칩은 PCF 가 약 3.4 내지 약 5 인 반면, 종래의 슬라이스된 칩은 전형적으로 PCF 가 약 5 내지 약 6.6 이다. 하지만, 본 발명의 가공 칩은 PCF 값이 약 5.2 내지 약 6.5 이고, 전형적으로 약 5.5 내지 약 6 이다.

2. 바삭성

본 발명의 가공 칩에서는 더욱 높은 농도의 전체 감자 세포 및 더욱 많은 고유의 감자 셀룰로스 네트워크가 종래의 가공 칩에서보다 손상되지 않았다. 이는 완성된 가공 칩이 더욱 바삭해지도록 하여, 슬라이스된 감자 칩의 바삭거림과 거의 유사하게 된다.

바삭성은 가공 칩의 초기 경도(IH) 및 헌터(Hunter) 색 "L" 값 측정과 밀접하게 관련된다. 너무 밝고, 튀김 종료점까지 조리되지 않아 약 1 내지 약 2.5% 의 수분 함량에 도달한 가공 칩은 고밀도일 수 있고, 반면 너무 어둡고 튀김 종료점을 초과하여 조리된 가공 칩은 처음 깨물 때 너무 부서지기 쉬울 수 있다. 본 발명의 가공 칩은 목적하는 농도(완성된 가공 칩이 약 1% 내지 약 2.5 % 의 수분 함량에 도달하는데 요구되는 튀김 조건)로 조리될 때, 목적하는 IH 값 및 목적하는 색상 모두를 가질 수 있다.

바람직한 색상은 L 헌터 값으로, 약 58 내지 약 70, 더욱 바람직하게는 약 60 내지 약 68, 가장 바람직하게는 약 62 내지 약 65 이다. 본 발명의 생성물의 색상은 L 과 관련되며, 이는 샘플의 밝기의 척도이며, 흑색인 0.0 내지 백색인 100 의 범위이다.

본원에서 측정된 바와 같이, 바삭성은 하기 식으로 정의되는, 스낵의 초기 경도 (IH) 및 헌터 색 측정에 의해 나타내어 진다:

본 발명의 스낵은 바삭성 값이 약 6.3 내지 약 7.3, 바람직하게는 약 6.5 내지 약 6.9 이다. 본 발명의 생성물은 초기 경도가 약 740 gf 내지 약 2000 gf 이다. 두께가 약 50 내지 약 60 인 스낵에 대해, 초기 경도는 약 450 gf 내지 약 2000 gf, 바람직하게는 약 600 gf 내지 약 1600 gf, 더욱 바람직하게는 약 850 gf 내지 약 950 gf 이다 (칩 두께는 단일칩에 대해 인치의 수 천 배로 측정됨: (0.001 ×50) = 0.054 - 0.06).

바람직한 가공 칩은 두께가 약 48 내지 약 62 이다 (두께는 단일 칩에 대해 인치의 수 천 배로 측정됨; 예를 들어, 두께가 50 인 칩은 0.05 인치 두께이다 [0.001 ×50 = 0.05]).

초기 경도는 하기의 분석 방법 부분에 기재되어 있는, 특정 범위에 대한 압축 시험의 최초 6초 내에 측정된 피크 힘이다.

본 발명의 가공 칩은 초기 경도가 약 740 gf 내지 약 2000 gf 이다. 두께가 약 48 내지 약 62 인 가공 칩에 대해서는, 초기 경도는 약 450 gf 내지 약 2000 gf, 바람직하게는 약 600 gf 내지 약 1600 gf, 더욱 바람직하게는 약 850 gf 내지 약 950 gf 이다.

본 발명의 가공 칩은 IH^*Aw/두께 값이 약 65 내지 약 500, 바람직하게는 약 65 내지 약 500gf/㎜, 더욱 바람직하게는 약 90 내지 약 350gf/㎜, 가장 바람직하게는 약 100 내지 약 290gf/㎜ 이다.

3. 익힘성(doneness)

종래의 슬라이스된 감자 칩에 있어서, 더욱 높은 수준의 익힘성은 전형적으로 최종 표적 색상 및 수활성 (Aw) 수준과 관련되어 있다. 슬라이스된 칩에서, 더욱 높은 수준의 익힘성은, 수활성 범위가 전형적으로 약 0.05 내지 약 0.3 인 범위 내에서, 더욱 갈색화된 생성물에 관련된다.

하지만, 가공 칩에서 튀김 동안의 스낵의 색상 변화는 최종적인 익힘성의 신뢰할만한 지표가 아니다. 종래의 가공 칩은 고온 (HT), 더욱 짧은 잔류 시간 (ST)의 튀김 조건하에서 가공되었는데, 이는 칩 도우가 감자에 대해 낮은 수분 함량을 갖기 때문이다. 이러한 HT ST 방법 때문에, 조리 동안 목적하는 색상 수준에 도달하는 경우, 목적하는 익힘성 및 바삭성 수준이 수득되거나 수득되지 않을 수도 있다. 가공 칩은 튀김기 내에서 도우의 조리가 완료되기 전에 매우 갈색화될 수 있다. 익힘성이 너무 낮으면 스낵이 딱딱하고 씹을 필요가 있게된다. 한편, 가공 칩은 목적하는 색상 또는 갈색화 정도에 도달하기 한참 전에 최적 수준의 익힘성이 수득되어, 과조리될 수 있으므로, 목적하는 종료점에 도달하기 위해 과조리될 수 있고; 익힘성 값이 너무 높으면 유리질이고 부서지기 쉽운 칩이 야기된다.

본 발명의 칩은 최적의 익힘성 정도를 갖는다. 본 발명의 가공 칩의 익힘성은 하기 식에 의해 정의된, 초기 경도 (IH) 에 부가한 가공 칩의 수활성 (Aw) 의 함수인 것으로 밝혀졌다:

본 발명의 스낵은 익힘성이 약 4.5 내지 약 5.6, 바람직하게는 약 4.7 내지 약 5.2 이다. 익힘성 값이 너무 낮으면 스낵이 딱딱하고 씹을 필요가 있게되는 반면, 익힘성 값이 너무 높으면 유리질이고 쉽게 부서지기 쉬운 칩이 야기된다.

본 발명의 가공 칩은 Aw 가 약 0.05 내지 약 0.35 이다. 이는 목적하는 수준의 바삭성 및 익힘성에 더하여, 목적하는 색상 수준을 갖는 가공 칩의 제조를 가능케 한다.

4. 가공 칩 안정성

개량된 바삭성 및 익힘성에 더하여, 또한 본 발명은 증가된 안정성 및 증가된 파쇄 저항성의 이익을 갖는 가공 칩을 제공한다. 안정성은 저장 안정성, 에이징 및 딱딱함에 관한 것이다.

Tg 보다 높은 저장 온도에서, 가공 칩의 산화 속도는 상당히 증가한다. 따라서, 가공 칩의 Tg 가 상승되도록 생성물을 제형함으로써, 초기 경도 값이 더욱 안정해질 뿐 아니라 지질 산화 속도가 감소된다.

본 발명의 가공 칩 (30℃ 에서 약 0.30 의 Aw 로 평형)은 유리 전이 온도 (Tg) 가 바람직하게는 약 75℃ 내지 약 160℃, 더욱 바람직하게는 약 80℃ 내지 약 140℃, 더 더욱 바람직하게는 약 90℃ 내지 약 120℃ 이다.

본 발명의 가공 칩은 E' (초기 감소) 의 개시가 약 52℃ 내지 약 100℃, 바람직하게는 약 58℃ 내지 약 80℃, 가장 바람직하게는 약 60℃ 내지 약 70℃ 이다. 또한, 본 발명의 가공 칩은 탄젠트 델타가 약 125℃ 내지 약 180℃, 더욱 바람직하게는 약 135℃ 내지 약 175℃, 가장 바람직하게는 약 150℃ 내지 약 168℃ 이다.

5. 가공 칩 온전성(integrity)

또한, 본 발명의 가공 칩은 종래의 가공 칩에 비해 감소된 파쇄 수준을 가지므로, 증가된 강도를 나타낸다.

초기 경도 대 시간의 플롯으로부터 수득된 곡선의 면적 (초 당 1㎜ 의 교차 헤드 속도) 은 스낵을 파쇄시키는데 필요한 작업에 관련된다 (단지 초기 파쇄 뿐이 아닌 전체 파쇄의 측정; 상기 파라미터는 분석 동안의 최고 피크 뿐 아니라, 모든 피크의 면적을 측정한다). 상기 파라미터는 칩 온전성 값으로서 간주된다.

본 발명의 칩은, 약 48 내지 약 62 의 두께를 갖는 칩에 대해 칩 온전성 값이 약 1050 gf*초 내지 약 4000 gf*초, 바람직하게는 약 1400 gf*초 내지 약 3000 gf*초, 가장 바람직하게는 약 1500 gf*초 내지 약 2000 gf*초이다. 하나 이상의 피크를 갖는 측정에 대해, 본 발명의 칩은 약 400 gf*초 내지 약 4000 gf*초의 모듈러스를 갖는다.

임의 수의 피크를 갖지만, 측정의 처음 2.0초 내에서 본 발명의 칩은 칩 온전성 값이 약 400 gf^*초 내지 약 4000 gf^*초이다.

5. 가용성 아밀로펙틴 (Ap)

보통의 슬라이스된 감자 칩에서, 가용성 아밀로펙틴 (Ap) 의 농도는 가공 칩에 비해 낮다. 이는 감자의 손상되지 않은 세포 구조 온전성에 기인한다. 한편, 종래의 가공 칩은, 가용성 Ap 가 매우 높은데, 이는 감자의 세포 구조가 가공동안 파열되었기 때문이다.

하지만, 본 발명은 가용성 Ap 의 농도가 낮은 가공 칩을 생성하므로, 슬라이스된 감자 칩과 거의 유사하게 된다. 슬라이스된 감자 칩은 전형적으로 가용성 Ap 의 농도가 약 16% 이다. 본 발명의 가공 칩은 약 5% 내지 21%, 바람직하게는 약 7.5% 내지 약 19%, 가장 바람직하게는 약 10% 내지 약 16%의 가용성 Ap 를 함유한다.

분석 방법

본 발명의 요소들을 특징화하는데 사용되는 파라미터들은 특별한 분석 방법에 의해 정량화된다. 상기 방법은 하기에 상세히 기재되어 있다 (모든 실험실 기기들은 기기 조작 매뉴얼 및 교육 자료에 설명된 바와 같이, 그렇지 않으면 다르게 지시된 대로, 제조자의 지시에 따라 조작되어야 한다).

1. 지방 함량

본원의 가공 칩의 총 지방 함량 (소화성 및 비소화성 지방 모두) 을 측정하는데 사용되는 방법은 AOAC 935.39 (1997) 이다.

소화성 지방 함량

소화성 지질 (NLEA) 법 AOAC PVM 4:1995 는 본원의 가공 칩의 소화성 지방 함량을 측정하는데 사용된다.

비소화성 지방 함량

비소화성 지방함량 = 총 지방 함량 - 소화성 지방 함량

2. 수분 함량

가공 칩의 수분 함량은 하기된 바와 같이 강제 통풍 오븐 휘발물에 의해 측정될 수 있다:

장비:

강제 통풍 오븐, 뚜껑을 갖는 알루미늄 주석 용기, 캐비넷형 데시케이터 (dessicator; 건조기)

절차:

1. 주석 용기 및 뚜껑을 0.0001g 까지 칭량하고, 중량을 용기 중량으로서 기록한다.

2. 2 내지 3g 의 분쇄된 칩 샘플을 주석 용기에 놓고, 0.0001g 까지 칭량하고, 총 중량으로서 기록한다.

3. 오븐 온도를 105℃ 로 설정한다.

4. 뚜껑을 덮지 않은채로 칩 샘플을 함유하는 주석 용기를 오븐에서 1 시간동안 방치한다.

5. 샘플을 함유하는 주석 용기를 오븐으로부터 제거하고, 주석 용기를 덮고, 실온으로 냉각될 때 까지, 데시케이터 내에 방치한다.

6. 주석 용기, 뚜껑 및 건조 샘플을 0.0001g 까지 칭량하고, 최종 건조 중량으로서 기록한다.

계산:

1. 샘플 중량 = 총 중량 - 용기 중량

2. 최종 중량 = 공정 6 에서 기록된 중량

3. 수분 함량 (%) = [(총 중량 - 용기 중량)/샘플 중량] ×100.

3. 휘발성 풍미 화합물

가스 크로마토그래피 및 질량 분광법을 사용하는 변형 세정(Modified Purge) 및 트랩 기술(Trap Technique)을 사용한 풍미 분석

가스 크로마토그래피 및 질량 분광법을 사용한 변형 세정(Modified Purge) 및 트랩 기술(Trap Technique) 를 사용한 풍미 분석 - 참고 문헌

1. D.D. Roberts 및 T.E. Acree, "Simulation of Retronasal Aroma Using a Modified Headspace Technique" Investigating the effects of Saliva,Temperature, Shearing, and Oil on Flavor Release", J. Agric. Food Chem. 1995, 43, 2179-2186.

2. S. Maeno 및 P. A. Rodriguez, "Simple and versatile injection system for capillary gas chromatographic columns Performance evaluation of a system including mass spectrometric and light-pipe Fourier-transform infrared detection", J. Chromatogr. A 1996, 731, 201-215.

3. P. A. Rodriguez, R. Takigiku, L.D. Lehman-McKeeman, M. Fey, C.L.Eddy and D. Caudill, J. Chromatogr. A 1991, 563, 271.

4. G. I. Roth 및 R. Calmes, Oral Biology; C.V.Mosby: St. Louis, MO, 1981.

합성 타액 첨가, 조절된 전단, 가스 흐름 및 온도를 도입한 레트로나잘 아로마 시뮬레이터 (retronasal aroma simulator: RAS) (참조예 1) 가 특정 조건 하에서의 탈수 감자 생성물의 향기 성분을 발생시키는데 사용되었다. RAS 로부터 헬륨을 사용하여 향기 성분을 세정하고, 중합성 흡착 트랩을 사용하여 포획하였다. 이어서, 포획된 향기 성분을 대량 주입액을 수용하도록 변형되고, 질량 선택적인 검출기를 장착한 기체 크로마토그래피 상에 가열 탈착시킨다 (참조예 2). 각각의 향기 화합물의 농도는 각각의 향기 화합물의 잔류 시간에서의, 선택된 이온(m/e)에 대한 피크 면적으로서 표시된다 (에틸 푸란에 대한 m/e = 96, 3-메틸 부탄알에 대한 m/e = 71, 디메틸 트리술피드에 대한 m/e = 126, 내부 표준 2-헵탄온에 대한 m/e = 114). 이러한 방식으로, 상이한 샘플 내의 각각의 향기 화합물의 상대 농도는 향기 화합물의 잔류 시간에서의 선택된 이온에 대한 피크 면적의 비를 사용하여 비교될 수 있다.

재료:

화학물질은 분석용 등급이며, 가스는 고순도이다. 합성 타액은 모사 타액의 완충 시스템을 함유하도록 선택된다 (참조예 4): 20 mM NaHCO₃, 2.75 mM K₂HPO₄, 12.2 mM KH₂PO₄및 15 mM NaCl (pH 7.0).

장치:

1. 참조에 1 에 기재된 것과 동일한, 레트로나잘 아로마 시뮬레이터 (RAS) 는, 스크류 탑(screw-top) 뚜껑, RAS 내의 온도를 37℃ 로 제어하는 구리 코일화된 수 자켓(water jacket)으로 구성된 1ℓ스텐레스 스틸 Waring 배합기로 구성된다. RAS 는 다양한 자동 변환기에 연결된다.

2. 트랩 (참조예 2 및 3) 은 비활성화된 유리 울(glass wool) 및 Tenax GR (60/80 메쉬, 250 ㎎) 으로 포장된, 스레트 유리 팁(threaded glass tip) 을 갖는 1 ㎖ 시린지 배럴로 구성된다.

3. 가스 크로마토그래피 (GC): Hewlett Packard (HP) model 6890: GC 는 흡착 트랩 및 가열 탈착된 향기 성분의 동결-포커스(cryo-focus)의 주입액을 수용하도록 변형된다.

4. GC 칼럼: Durabond-5질량 분광계 (길이 30 미터, 컬럼 ID 252 ㎜ 및 필름 두께 1.0 ㎜), J&W Scientific 에서 입수 가능함 (Folsom, California, USA).

5. 담체 기체, 헬륨, 2 ㎖/분, 유량.

6. 검출기는 소스(source)의 온도가 약 230℃ 이고, MS Quad 온도가 약 150℃ 인 Hewlett Packard (Santa Clarita, California, USA) 사의 모델 HP 5973 Mass Selective Detector 이다.

분석 절차:

1. 37.0℃ 로의 자동온도조절 RAS.

2. 200 ㎖ 의 인공 타액을 건조 RAS 에 첨가한다. 200 ㎕ 의 내부 표준액 (2-헵탄온, 수 중 500 ppm) 을 RAS 에 첨가한다.

3. 밸브를 잠근 채로 세정 헬륨 라인을 RAS 에 연결한다. 세정 흐름을 약 54 ㎖/분으로 설정한다.

4. 20.0 g 의 플레이크 샘플 (또는 50.0 g 의 칩 샘플) 을 칭량하고, RAS 에 샘플을 첨가한다.

5. RAS 의 뚜껑을 밀폐한다. 트랩 (미리 조건이 조절됨) 을 RAS 에 연결한다.

6. 세정 헬륨을 열고, RAS (가변적인 자동변환기 상에서 전압 설정 60 볼트) 및 타이머를 작동시킨다.

7. 30초 후에 배합기를 끄지만, 총 10 분 동안 휘발물질을 수집한다.

8. 수집 후, 약 43 ㎖/분의 유량에서 30분 동안 건조 헬륨으로 트랩을 역 세정한다.

9. 일련의 샘플 로딩(loading) 및 분석을 시작한다. 이 단계에서, 전치컬럼을 약 -90℃ 로 냉각한 후, 트랩을 헬륨 플로우에 연결하고 (유량 약 15 ㎖/분), 가열하여 포획된 향기 화합물을 탈착시킨다. 로딩 완결 후, GC-MS 분석을 하기와 같이 수행한다. 하기 온도 프로그램을 사용한다:

ⅰ) 약 50℃ 의 초기 온도를 1분 동안 유지한다.

ⅱ) 약 250℃ 의 온도에 도달할때 까지 초기 온도를 약 4℃/분의 속도로 증가시킨다.

ⅲ) 약 250℃ 에서 1분 동안 유지한다.

10. Hewlett Packard 를 통해 구입하고 허가된, John Wiley & Sons 및 National Institute of Standards and Technology (NIST) 의 MS 스펙트럼 라이브러리를 사용하여 풍미 화합물을 확인한다.

11. Hewlett Packard (Santa Clarita, California, USA) 사의 Chemistation 소프트웨어를 사용하여 크로마토그래피의 피크를 적산한다.

4. 역 압출법에 의한 감자 매시의 굳기 (점조도)

감자 매시의 드럼 건조기 및 어플리케이터 롤에의 부착성은 요구되는 생성물 점조도 및 굳기에 상당 부분 의존한다. 너무 묽은 매시 점조도는 과조리 및 높은 수분 함량을 나타낼 수 있으며, 롤에 부착되지 않을 것이다. 유사하게, 너무 진한 매시 점조도는 조리중이라는 것을 나타내며, 매시의 부착으로 인해 건조기 및 롤러를 방해하는 조리되지 않은 감자의 조각을 함유할 수 있음을 나타낸다. 매시 점조도 및 굳기는 생성물의 특질 및 점도의 표지인 역 압출 시험에 의해 평가될 것이다.

장치:

로케이팅 베이스 플레이트, 샘플 용기 (50 ㎜의 내부 직경), 3개의 압축 디스크 (35, 40, 45 ㎜의 직경), 중하중(重荷重) 탐침 어댑터로 구성된 A/BE Back Extrusion Cell 을 갖는 TA-XT2 Texture Analyzer, (TA Instruments, Corp., New Castle, DE). 45 ㎜ 디스크는 감자 매시의 굳기를 측정하기 위해 사용된다. 25 kg 로드 셀을 사용하여 기기를 보정한다. 기기 매뉴얼의 지시에 따라 기기를 보정한다 (STABLE MICRO SYSTEMS LTD Guide, Version 1.00 참조).

역압출 장비는 샘플 용기를 디스크 플런저 바로 밑의 중앙부에 위치시켜 사용하는 페르스펙스(perspex) 베이스 플레이트로 구성된다. 샘플을 샘플 용기에 놓고, 압축 시험으로 생성물을 디스크의 위로, 그리고 디스크의 가장자리 주위로 압출시키며, 점도의 측정과 관련된다. 3 종류의 디스크 직경이 제공되어, 시험되는 생성물의 융통성을 가능케 한다. 선택은 주로 시험되는 생성물의 유형 및 임의의 미립자군 함유 여부에 의존적이다.

TA-XT2 설정:

모드: 압축력 측정

옵션: 시작으로 복귀

예비시험 속도: 4.0 ㎜/s

시험 속도: 1.0 ㎜/s

후시험 속도: 1.0 ㎜/s

거리: 35㎜^*

제동 유형: Auto - 10g

데이타 취득 속도: 250 pps

시험 설정: 프로세스 샘플링 포인트로부터의 제거한 직후, 표준 크기 역 압출 용기 (50 ㎜ 직경) 에서 시험을 수행한다. 샘플의 용기는 일정하게 유지한다. 압출 디스크를 샘플 용기 위의 중앙에 위치시킨다.

접착성 및 "부착 작업" 의 비교를 위해, 탐침은 각 시험 후, 샘플 위의 동일한 위치로 되돌아와야 한다. 이를 수행하기 위해, 탐침을 단지의 상부 또는 샘플 표면상의 약 30 ㎜ 의 출발 거리인 거리로 보정할 필요가 있다.

비교하기 위해, 시험 온도 및 용기의 기하학은 결과 기록시 동일해야 한다 (그리고 항상 특정화되어야 한다).

주: TA 설정으로 설정된 압출 거리는 용기 내의 샘플의 깊이, 용기의 깊이, 및 선택된 용기의 기판에 대한 테이퍼링(tapered) 여부에 의존적일 것이다. 선택된 깊이는, 잘못된 결과를 생성할 수 있는, 시험 동안의 용기의 벽 또는 기판 중 어느 것에도 접촉하지 않도록 (또는 너무 근접하지 않도록) 해야 한다.

10g 의 표면 제동력에 도달할 때 (즉, 디스크 하부 표면이 완전히 생성물과 접촉된 시점), 디스크는 25 ㎜ 의 깊이(또는 기타 특정 거리)를 관통하게 된다. 이 지점에서 (즉, 최대 힘에서), 탐침은 본래의 위치로 되돌아온다. "피크" 또는 최대 힘은 굳기의 측정으로서 간주되며, 이 값이 높을수록, 샘플은 더욱 단단하다.이 지점까지의 곡선의 면적은 점조도의 측정으로서 간주되며, 이 값이 높을수록 샘플의 점조도가 더욱 진해진다.

탐침 회귀시에 생성된 그래프의 음성 영역은, 회귀시에 주로 디스크의 상부에서 들려 올라가는 샘플의 중량의 결과, 즉 역압출에 기인한 것이므로, 다시 디스크에서의 플로우 오프(flow off) 에 대한 저항성/점조도의 표지를 제공한다. 최대 힘은 샘플의 접착성 (또는 경우에 따라 점착성으로서 언급될 수도 있음) 의 지표로서 간주되며, 이 값이 더욱 음성일수록, 샘플은 더욱 "접착성" 또는 "점착성" 이다. 곡선의 음성 영역은 종종 "부착 작업" 으로서 언급되며, 이 값이 높을수록 더욱 인장 저항성이며, 이는 아마도 다시 샘플의 점착성, 또한 점조도/점성의 지표를 나타낸다.

참조:

STABLE MICRO SYSTEMS LTD Guide Version 1.00.

5.감자의 경도 (질감 프로필 분석[Texture Profile Analysis]-TPA)

이 방법은 1 ㎝ ×1 ㎝ ×1 ㎝의 감자 조각을 중심에 도달할 때까지 침투하는데 요구되는 힘을 측정한다. 이 힘은 감자의 조리 정도와 상호관계가 있다. 원료 감자는 보다 단단하고, 따라서 감자 조각의 중심에 도달하기 위해 요구되는 힘이 보다 크다.

기구

5kg 로드 셀(load cell)을 사용하는 P/2N 2㎜ 바늘 탐침(Needle Probe)의 TA-XT2 질감 분석기(Texture Analyzer)를 사용하였다.

TA-XT2 세팅:

옵션:TPA

시험전 속도:1.0 ㎜/s

시험 속도:1.0 ㎜/s

시험후 속도:1.0 ㎜/s

거리:30% 스트레인(strain)

트리거(Trigger) 타입:Auto - 5g

시간:3 초

데이터 수득 속도:200pps

샘플 제조

조리 시간 0분(즉, 익지 않은 것)을 포함하여 다양한 시간동안 조리된 감자로부터 1㎤ 샘플을 제조하였다. 편차를 감소시키기 위해, 적어도 5개의 샘플을 각 조리 시간에서 취하였다.

시험 조건 및 장비

조리하고 자른 직후에, 각각의 정육면체를 중하중 플랫폼 (heavy duty platform)에 놓고, (로드 셀 담체에 부착된) 2 ㎜ 바늘 탐침 아래의 중심에 위치시키고 침투 시험을 시작하였다. 정육면체의 상단 표면은 평평하고 플랫폼에 수평이어야 한다 (즉, 비경사). 각 시험 전에, 탐침을 주의하면서 깨끗이 닦아 붙어있는 모든 부스러기를 제거해야 한다.

6.플레이크 색상

원료, 가공 조건 및 저장에 의해 초래되는 탈수 생성물의 갈색화가 탈수 산업에서 문제점이 되어 왔다. 본 출원에서, 가공 조건에 의한 색상의 차이를 측정하기 위해 2가지 방법이 사용되었다: 헌터 비색계 및 광학 밀도 스펙트럼.

헌터 색상 측정

목적: 본 발명의 플레이크에 관련하여, 최종 가공 칩의 색상 변화를 측정하기 위한 것임. 플레이크는 조리기 및 건조기 모두에서 현저하게 보다 짧은 잔류 시간으로 제조되었다. 그 결과로서, 플레이크의 색상이 밝아졌다.

원리:

이 기기는 인간의 눈을 통한 색상 지각과 흡사하다. "L", "a", "b"는 샘플이 놓이는 지역을 표시하는 색상 평면에서의 좌표이다. "L" 스케일은 흑색 내지 백색이고, "a"는 녹색 내지 적색이고, "b"는 청색 내지 황색이다.

부분적으로 박리한 슬라이스 또는 박리하지 않은 통감자의 경우, 감자 껍질이 색상에 기여한다.

장비: 헌터 비색계, 모델 D25A-PC2, Reston, VA.

방법론

1.기기 사용 전에 정확한 교정(calibration)이 수행되었는지 확실히 한다.

2.샘플 온도를 70℉ ±2℉ (21℃ ± 1.1℃)로 조절한다.

3.감자 플레이크의 연마한 샘플을 사용한다.

4.샘플을 깨끗하고 건조한 샘플 컵에 검은 링을 덮도록 붓고 깨끗하고건조한 백색 삽입물을 삽입한다.

5.샘플 컵을 견본 포트에 놓고; 포트 뚜껑으로 샘플 컵을 덮는다 (공기 방울이 확실히 없도록 한다).

6.F3 키를 누른다. 2개의 스케일이 있고, 이 키는 그 둘 사이에서 움직일 것이다. 헌터 L, a, b 스케일을 사용한다.

7.F1 키를 눌러 L, a, b 값을 읽는다.

7. 가용성 아밀로오스 및 가용성 아밀로펙틴

모세관 전기영동을 사용한 감자 플레이크, 도우 및 칩에서의 가용성 아밀로오스 및 아밀로펙틴 측정

전분 식품 시스템에서, 과립은 아밀로펙틴 및 아밀로오스를 함유하는 연속 중합체성 시스템 내에 분산된 물질을 나타낸다. 과립성 용해는 팽창, 결정성 용해, 복굴절 손실 및 최종적으로 전분 가용화를 통하여 단계적으로 진행된다.아밀로펙틴의 용해도는 특히 전분 형태(morphology) 및 전분 구조 붕괴에 있어서의 변화에 대한 표지이다.이는, 아밀로펙틴이 전분 과립 내부의 결정성 부분에 있기 때문에 형태에 대한 표지가 된다. 아밀로펙틴 용해도의 증가는 형태적 변화가 일어났다는 것을 나타낸다. 아밀로오스는 과립성 구조에서 무정형 부분에 대한 표지이다. 가용성 아밀로오스는 과립이 아직 변하지 않은 동안 과립 팽창 동안 초기 여과를 통해 나타난다. 그 후, 아밀로오스는 유화제와의 활발한 착물화 및 빠른 재결정화 (노화)를 통하여 용액으로부터 사라진다. 또한, 아밀로오스는 가공 동안 성분들의 상호작용을 연구하기 위한 표지 화합물로서 사용될 수 있다.

이 방법은 하기에 기술된 특정 가용화 조건 하에서 가용성 아밀로오스 및 가용성 아밀로펙틴을 측정한다. 아밀로오스 및 아밀로펙틴은 모세관 전기영동 요오드 친화성 시스템을 사용하여 분석한다.^1,2

플레이크 샘플 제조: 감자 플레이크 샘플 (100 ㎎)을 pH 5의 5 mM 포스페이트 완충액 10 ㎖에 담그고, 워터배스에 설치한 바이알에서 1.5 시간 동안 끓인다. 샘플을 냉각시킨 후 0.45 ㎛ 필터를 통해 여과하고, 모세관 전기영동 요오드 친화성 시스템 (CE-IA)에 주입한다.

도우 및 칩 샘플 제조: 약 300 ㎎의 도우 또는 800 ㎎의 칩 균질현탁액 (휘발물 분석 방법에서와 동일, 50 g의 칩과 200 ㎖의 인공 타액)을 워터배스 내의 밀봉된 용기에서 1.5 시간 동안 끓임으로써 pH 5의 5 mM 포스페이트 완충액 10 ㎖에 용해시킨다. 실온으로 냉각시킨 후, 샘플을 0.45 ㎛ Gelman HT Tuffryn Acrodisc 주사기 필터를 통해 여과하고, 모세관 전기영동 요오드 친화성 시스템 (CE-IA)에 주입한다.

모세관 전기영동 조건:

기기: 가시 파장 560 nm에서 검출되는 Hewlett Packard 3D 모세관 전기영동을 사용한다. 아밀로오스 및 아밀로펙틴을 Microsolv CE, Scientific Resources Inc의 술폰산 코팅 (50 ㎛, i.d. x 50 ㎝) 모세관으로 분리한다.

분리 완충액은 10 mM 나트륨 시트레이트 (pH 6), 4 mM 요오드화 칼륨 및 1.3 mM 요오드이다.

샘플을 6초 동안 압력 주입 (50 mbar)으로 주입한다. 적용된 분리 전압은 22 kV 이다 (네거티브 그라운드(negative ground)에서 연결된 검출기). 모세관 온도는 30℃로 설정된다. 시스템은 아밀로펙틴 및 아밀로오스 밴드를 분리하며, 이는 표준 물질에서의 피크 넓이와 샘플에서의 피크 넓이를 비교하여 정량할 수 있다.

결과의 계산:

모든 피크 넓이는 샘플 및 표준 물질에서 유사하게 기준선을 확립함으로써 수작업으로 적분하였다. 아밀로펙틴 이동 시간은 약 4.3 분이고, 아밀로오스 이동 시간은 약 8-9 분이다. 전기삼투적 흐름의 표지 신호는 3 분에 있다 (도 4). 도 4는 감자 전분 (B)로부터 티몰로 2회 재결정된, 감자 아밀로펙틴 (A) 및 감자 아밀로오스로부터의 아밀로펙틴의 CE-IA 전기영동도를 나타낸다 (표준 농도 2 ㎎/㎖). 아밀로펙틴 및 아밀로오스 양은 각각의 건조 중량을 기준으로 하여, 플레이크 100 ㎎ 당 ㎎, 칩 200 ㎎ 당 ㎎으로 계산된다. 아밀로오스 및 아밀로펙틴 비는 플레이크 및 칩에 대하여 상기 기술된 단위로 표시된 아밀로오스 및 아밀로펙틴의 양을 나누어 계산한다.

참고문헌:

1.Brewster, J.D; Fishman, M.L. J. Chromatogr.A 1995, 693, 382-387

2.Soini, H.A.; Novotny, M.V., Polysaccharide Applications, 1999 (Eds. El-Nokaly, M; Soini.H.A), ACS Symposium Series 737, Chapter 22, 317-328

8. 최종 가공 칩의 색상

최종 생성물의 색상 측정

범위: 최종 생성물의 색상 측정은 헌터 비색계 스케일으로부터의 "L", "a" 및 "b" 파라미터에 기초한다. 색상은 외관에 기여하고, 간접적으로 질감 (바삭성)을 표시하는 것으로서 매우 중요한 감각 속성이다.

장비: Minolta 비색계 CR-310

측정 설명:

L^*은 흑색으로서 0.0 내지 백색으로서 100.0 범위의 샘플의 빛 측정이다.

a^*은 샘플 내에서 녹색 내지 적색의 양을 측정하며, -60.0은 녹색을 나타내고 +60.Om은 적색의 양을 나타낸다.

b^*은 샘플 내에서 청색 내지 황색의 양을 측정하며, -60.0은 청색을 나타내고, +60은 황색을 나타낸다.

방법:샘플을 스크린 (20 메쉬)을 사용하여 입자 크기로 감소시켜, 변화를 감소시키기 위한 바람직한 입자 크기 분포를 선택하도록 한다.

1. 컴퓨터를 설치된 Minolta Spectra Match와 연결한다.

2. 비색계 램프를 데이터 처리기와 연결한다.

3. 보호 키를 프린터 포트에 설치한다.

4. 컴퓨터를 켜고, Spectra Match 소프트웨어 프로그램을 연다.

5. 비색계를 켠다.

6. 백색 교정 플레이트를 측정 헤드에 놓고 교정하여 외부의 빛이 유입되지않게 한다. 교정 아이콘을 클릭한다.

7. 측정 헤드가 위를 향하게 하고, 표준으로 선택된 칩을 광 영사 튜브에 놓는다. 칩을 가운데 두어 칩의 가능한 많은 부분이 시야에 있게 한다.

8. 칩 프리젠테이션에 상자를 조심스럽게 놓아 샘플에 영향을 주는 빛의 유입을 최소로 한다.

9. 표준 아이콘을 클릭한다. 샘플을 기술하는 필요한 정보를 입력한다.

10. 필요한 경우, 샘플의 평균을 취하는 평균 기능을 사용한다.

11. 상자가 위치에 있을 때, "측정(measure)" 버튼을 클릭한다. 측정을 기록한다.

12. 상자를 빼낸다. 측정 확인이 필요한 경우, 칩을 다시 위치에 놓고, 동일한 칩을 다시 측정한다.

13. 과정을 10회 반복하여 샘플의 평균을 구하여 재현성을 확인한다.

9. 초기 경도 및 가공 칩 온전성

범위:

가공 스낵은, 이를 상호간 분별하는데 사용할 수 있는 초기 경도 (질감) 및 온전성 (강도)의 속성을 갖는다. 예컨대 약한 감자 바삭성을 갖는 낮은 온전성 생성물은 제조, 포장, 운송 및 저장시에 파쇄를 경험할 수 있다. 수활성도, 수분 함량, 두께 및 초기 경도가 생성물 온전성에 영향을 준다. 초기 생성물 경도 및 생성물 온전성 모두를 측정하기 위해, 강제 압축 시험을 수행한다.

장비:

100㎜ 직경 압축 디스크, 중하중 플랫폼 및 경사진 바닥을 갖는 100㎜ 직경의 샘플 세포를 갖는 TA-XT2 질감 분석기. 25-1 kg 로드(load) 셀을 사용한다.

TA-XT2 세팅:

모드:압축력의 측정

옵션:시작으로 복귀

시험전 속도:2.0 ㎜/s

시험 속도:1.0 ㎜/s

시험후 속도:10.0 ㎜/s

거리:12.0 ㎜

트리거 타입:Auto - 100g

샘플 제조 및 시험 장비:

각 샘플 캔/몫(lot)에서 10개의 가공 칩을 선택하고, 칭량하고, 두께를 측정하고, 물 흡수를 분석하고, 샘플 세포에 넣었다. 가공 칩을 샘플 세포에서 기저 플레이트의 바닥의 홈에 수직으로 놓는다.

초기 경도 (gf):

1OOg의 표면 트리거가 달성될 때 (즉, 압축 디스크가 생성물 100g의 힘과 만나는 시점), 디스크는 12㎜ 깊이로 뚫기 시작한다. 이 시점에서, 압축 디스크는 그 원래의 위치로 되돌아온다. 최대, 또는 "피크(peak)" 힘을 초기 경도 측정으로 취한다 - 그 값이 높을수록 샘플이 더 바삭하고 강하다. 피크 힘의 시간 스탬프가 또한 기록되며, 이는 생성물의 유연성 (부드러움)의 지표이다.

도 3은 저수분 생성물에 대한 전형적인 힘 대 시간 그래프의 예를 보여준다.

피크의 수 또한 감자 칩의 초기 경도 (바삭성)의 지표로서 확인된다. 힘의 임계값이 피크 크기를 여과하는데 사용된다. 임계값은 시험 값보다 더욱 음성인 시험 값의 다른 측면의 값이다. 피크 분석은 압축의 처음 6초에 수행된다.

생성물의 온전성 (gf*초):

생성물 온전성은 생성물의 파쇄에 대한 저항성의 측정이다. 이는 피크 힘 대 시간 (전치)으로부터 수득된 곡선의 면적에 의해 정의되는 칩 온전성 값 (Chip Integrity Value)으로 정의된다. 측정은 모든 피크를 포함한다. 이 경우, 크로스헤드(crosshead) 시험 속도는 1㎜/초이고, 따라서 생성물 온전성은 힘을 시간으로 나누어 구한다.

데이터 분석:

일단 결과가 구해지면, 시험값을 수득하기 위해 매크로(macro)를 적용한다. 가공 칩을 위해 계발된 매크로를 하기에 나타내었다:

CLEAR GRAPH RESULTS

GO TO MIN. TIME

DROP ANCHOR 1

GO TO TIME... 6 SEC

DROP ANCHOR 2

FORCE MAXIMA 1

MARK VALUE... FORCE RECORD VALUE

MARK VALUE... TIME RECORD VALUE

AREA RECORD VALUE

COUNT +ve PEAKS... FORCE RECORD VALUE

SET THRESHOLD... FORCE 150 G

참고문헌:

STABLE MICRO SYSTEMS LTD Guide Version 1.00

10. 도우 및 가공 칩의 유리 전이 온도 측정

유리 전이 온도 (Tg) 측정을 Perkin Elmer Dynamic Mechanical Analyzer DMA-7e에서 수행한다. 3-포인트 벤딩 설정(bending configuration)이 10 ㎜의 바닥 플랫폼 및 5 ㎜의 둥근 탐침 팁과 함께 사용된다. 샘플을 슬라이스화 하고, 플랫폼에 놓는다.

도우에 대해, 1 Hz의 주파수에서 50 mN의 정적 힘 및 30 mN의 동적 힘이 사용된다. 온도를 2℃/분으로 -3O℃에서 30℃로 오르게 한다. 유리 전이 온도는 도 2에 나타난 것처럼 E'에서의 급감으로 측정된다.

최종 가공 칩 생성물에 대해, 1 Hz의 주파수에서 100 mN의 정적 힘 및 85 mN의 동적 힘이 사용된다. 온도를 5℃/분으로 25℃에서 160℃로 오르게 한다. 유리 전이 온도는 E' 플롯에서의 급감 후에 tan δ (탄젠트 델타)에서 최대로 측정된다. 이러한 곡선의 예가 도 1에 나타나 있으며, 이는 가공 칩 (Aw=0.3)의 유리 전이 측정을 나타낸다.

11. 수활성 (Aw)

수활성은 비 Aw = p/p₀[동일한 온도에서 p는 실제의 수증기 부분압을 나타내고, p₀는 순수한 물의 최대 가능 수증기압 (포화 압력)을 나타냄]로서 정의된다. 그러므로 Aw 수준은 무단위이고(dimensionless); 순수한 물은 1.0, 완전히 수분이 없는 물질은 0.0의 수준을 갖는다. 식품에서의 평형상대습도 ERH와 수활성 사이의 관계는 Aw×100 = ERH이다.

장비

0 내지 100C의 작동 온도 및 0 내지 100%의 RH를 갖는 전도성 습도계 Rotronic Hygroskop DT (모델 WA-40 TH)

방법

1.~5 g의 샘플을 칭량하고, 이를 비닐봉지로 옮긴다.

2.평평한 물체로 샘플을 작은 조각으로 파쇄한다.

3.측정할 샘플을 측정 위치의 하반부에서 소형 폴리스티렌 접시에 놓는다.

4.장비를 일정한 실온에 설치하거나, 셀에 연결된 워터배스를 사용하여 온도를 일정하게 유지한다.

5.Aw 값이 더이상 변하지 않을 때 (판독이 안정될 때)까지 기다린다. 패널에서의 붉은 빛이 장비가 Aw 값의 증감을 여전히 판독하고 있음을 나타낼 것이다.

6.챔버에서 샘플과 함께 접시를 제거하고, 수분 함량을 측정한다.

12. 가공 칩의 두께

가공 칩 두께는 디지털 캘리퍼스(caliper)를 사용하여 전체 두께의 무작위 측정을 10회 수행함으로써 연속적인 국소 표면 측정으로 결정할 수 있다. 캘리퍼스 턱(jaw)은 한쪽의 턱이 가공 칩의 상단에, 다른쪽의 턱은 가공 칩의 반대쪽의 안쪽에 접촉하여 가공 칩과 접촉한다. 전체 100-200개의 데이터 포인트를 제공하도록, 5-10개의 가공 칩을 이러한 방식으로 두께 측정하여야 한다. 가공 칩의 두께는 모든 측정의 평균으로서 취해질 수 있다.

13. 수분 흡수 지수 (WAI)

건조 성분 및 가루 배합물 :

일반적으로, 용어 "수분 흡수 지수" 및 "WAI"는 조리 과정의 결과로서의 탄수화물 기재 물질의 보수성(water-holding capacity)의 측정을 나타낸다. (예를 들면, R.A. Anderson 등,Gelatinization of Corn Grits By Roll- and Extrusion-Cooking, 14(1):4 CEREAL SCIENCE TODAY (1969).)

샘플의 WAI는 하기 과정에 따라 측정된다:

(1)빈 원심분리용 튜브의 중량을 소수점 2째 자리까지 측정한다.

(2)건조 샘플 2 g을 튜브에 넣는다. 최종 생성물 (즉, 스낵 칩과 같은 식품)을 시험하는 경우, 우선 입자 크기를, 그 조각이 US # 40 체를 통과할 때까지 제품을 커피 연마기에서 연마하여 감소시킨다. 그 후, 연마한 샘플 (2 g)을 튜브에 첨가한다.

(3)물 30 ㎖를 튜브에 첨가한다.

(4)물과 샘플을 격렬하게 교반하여 건조한 덩어리가 남지 않게 한다.

(5)튜브를 86℉ (30 ℃) 워터배스에 30 분 동안 두고, 10 분 및 20 분에서 교반 과정을 반복한다.

(6)그 후, 튜브를 3,000 rpm에서 15 분 동안 원심분리한다.

(7)이어서, 튜브에서 겔을 남기고 물을 따라낸다.

(8)튜브 및 내용물을 칭량한다.

(9)WAI는 생성된 겔의 중량을 건조 샘플의 중량으로 나누어 계산한다:

WAI ([튜브 및 겔의 중량] - [튜브의 중량]) ÷ [건조 샘플의 중량])

14. 파손된 세포 백분율

감자 플레이크의 파손된 세포의 백분율은 하기와 같이 측정된다.

샘플 제조

0.5% Trypan Blue 저장 용액은, 0.5 g Trypan Blue (Aldrich, Milwaukee, WI, USA)를 25℃의 증류 탈이온수 99.5g에 용해시켜 제조한다. 0.08% Trypan Blue 모액은, 4 ㎖의 저장 용액을 21 ㎖의 증류 탈이온수로 희석하여 제조한다. 감자 샘플의 표본적 부차추출(sub-sampling)은 정확하고, 재현성있는 결과를 수득하는데 있어 결정적이다. 감자 샘플을 수합하고, 이로부터 약 0.05g을 8 ㎖ 바이알에 넣는다. 여기에, 10 방울의 염색제를 첨가하고, 6 분 동안 방치한다. 혼합물을 25℃의 증류 탈이온수 2.5 ㎖로 희석하고, 1 분 동안 유리 교반 막대로 일정하게 교반한다. 샘플 혼합물의 한 방울을 현미경 슬라이드의 중심에 놓고, 증류 탈이온수 한 방울을 첨가한다. 샘플 혼합물을 일회용 피펫의 끝을 사용하여, 방울 전체의색상이 고르게 되고, 샘플이 고르게 분산될 때까지 부드럽게 교반한다. 이어서, 커버슬립을 슬라이드 위의 샘플에 덮고, 슬라이드를 제조한 직후에, 현미경 하에서 검사한다. 슬라이드의 검사는 제조 후 20 분 이내에 완료되어야 한다.

광학 현미경 검사

광학 현미경 검사는 명시야 조도 하에서 4 ×대물렌즈로 Nikon Eclipse E1000 현미경을 사용하여 수행한다. 이러한 배율에서, 초점 깊이는 상(image) 전체의 모든 감자 세포가 초점 내에 있도록 하는 것이다. 상을 스팟 카메라(Spot Camera) (Diagnostic Instruments 모델 140 및 모델 SP4O1-115)를 사용하여 수집하고, 계수에 도움이 되도록 인쇄한다. 나타난 광현미경사진에서의 변화는 RGB 신호에 대한 카메라 컬렉션 세팅에서의 변화로 인한 것이며, 샘플에서 착색의 차이로 인한 것은 아니다. 각각의 샘플에 대해, 3개의 즉석 제조된 슬라이드를 광학 현미경 하에서 관찰하고, 슬라이드 전체에 걸쳐 무작위로 선택된 5개의 상을 수집한다. 3개의 슬라이드 및 각각의 슬라이드에서 수집한 5개의 상에 대한 이러한 프로토콜은 적어도 300개의 세포가 계수되도록 한다. 계수 결과가 300 미만이라면, 더 많은 슬라이드를 제조하거나, 각 슬라이드에 투여되는 샘플의 양을 조절할 수 있다.

온전한 세포 대 파손된 감자 세포를 지정하기 위한 등급 매기기 기준

도 5 - 8에 나타낸 기준이 수득한 상에서 온전한 세포 및 파손된 세포를 결정하는데 사용된다. 도 5 (a - g)는 온전한 것으로 계수되는 감자 세포의 예 및 속성을 제공한다. 도 6 (a - d)은 전형적으로 관찰되는 파손된 세포의 상을 제공한다. 도 7 (a - c)은 파손된 세포의 계수의 복잡성으로 인한, 파손된 세포의 계수에 사용되는 부가적 기준을 제공한다. 도 8 (a - b)은 계수에서 제외된 세포의 추가적인 예를 제공한다.

세포 계수 과정

파손된 세포 및 온전한 세포의 수는 현미경 상 또는 인쇄된 상으로부터 설정된 기준을 사용하여 직접적으로 계수된다. 계수될 세포는 상 내에 완전하게 놓여 있어야 한다. 샘플 당 계수된 감자 세포의 전체 수는 300 이상이다. 계수 결과가 300 미만이면, 더 많은 상을 수합한다. 파손된 세포의 백분율을 하기 식을 사용하여 상 전체에서 계수된 온전한 세포 및 파손된 세포의 전체 수로부터 계산한다:

샘플 당 하나씩 % 파손된 세포 결과를 보고한다.

등급 매기기 기준

대부분의 음식 응용물, 예컨대 으깬 감자 및 가공된 감자 칩, 탈수 감자 생성물이 제한된 물 조건에서 사용되고, 제한된 기계적 및 열적 에너지 투입을 갖는다. 그러므로, 식품에 포함되는 유리 또는 가용성 전분 (아밀로오스)은 대체로 탈수 감자 생성물의 제조 동안에 세포로부터 압출된 전분이다. 그러므로, 파손된 감자 세포 대 온전한 세포를 정의하는 형태학적 기준은 탈수 과정으로 인한 세포 손상의 양을 정량하도록 고안된다.

온전한 세포 대 파손된 세포의 지정을 돕기 위해, 관찰된 다양한 특징의 상을 수집하였다. 도 5 내지 8은 이러한 특징을 나타내고 기술하며, 이러한 특징을갖는 세포를 온전한 것 또는 파손된 것으로 지정한다.

온전한 세포는 연속된 세포벽의 청색으로 염색된 세포로서 매우 빈번히 확인된다. 도 5d에 나타낸 바와 같이, 세포벽이 90% 이상 온전하면, 충분한 전분 물질이 여전히 세포 내부에 있어 세포가 본질적으로 온전한 세포로서 행동한다. 그러므로, 90% 이상의 세포벽이 온전한 것으로 관찰되면 세포는 온전한 것으로 계수된다. 팽창한 세포는, 도 5e에 나타낸 바와 같이, 세포벽이 90% 이상 온전하기만 하다면 온전한 것으로 여긴다. 또한, 파괴된 것으로 나타날 수 있는 세포도, 도 5f에 나타낸 바와 같이 세포벽이 온전하면 온전한 것으로 여긴다.

적어도 세포막이 세포를 둘러싸고 있으나, 90% 미만의 세포벽이 존재하면, 세포를 파손된 것으로 여긴다 (도 6a - d). 세포벽이나 세포 경계가 유리 전분 물질에 붙어있지 않다면, 모든 유리 물질을 원래의 세포과 매치하는 것이 매우 어려우므로, 그러한 세포는 계수되지 않는다 (도 8a).

또한, 계수를 돕기 위해 온전한 세포를 지정하기 위한 기준을 충족시킨다면, 감자 세포는 온전한 것으로 여긴다 (도 5g). 그러나, 세포 경계를 보는 것이 어렵거나 불가능하고, 밀접하게 결합된 세포를 포함하는 덩어리인 경우, 그러한 세포들은 계수하지 않는다 (도 8b).

방법의 적용

도 9는 100% Norchip 감자 플레이크의 상을 보여준다. 계수 과정의 예시로, 그 상태에 따라 몇개의 세포들이 표지되어 있으며, "W"는 온전한 것이고, "B"는 파손된 것이고, "DC"는 계수되지 않은 것이다.

15. 입자 크기 분포 시험

1.탈수된 감자를 칭량한다.

2.스크린을 칭량한 후, 위에서 아래로 다음 순서로 쌓는다: U.S. #16, #20, #40, #100 및 기저 팬(pan). 탈수된 감자를 부어 넣는다. 스크린을 로탭(rotap) 장치내에 놓는다. 로탭 장치를 1 분 동안 켠다.

3.스크린 상의 감자 물질의 전체 중량을 칭량하고 기록한다.

16. 시트 강도 시험

시트 강도는 하기와 같이 측정된다: 시트 강도는 0.635 ㎜의 도우 시트를 파쇄하는데 필요한 힘의 측정이다. 시트 강도는, 힘의 거리에 대한 그래프의 최대 피크 힘 (gf)으로 읽힌다. 시험은 감자 도우 시트 강도를 측정하도록 고안된다. 모든 생성물이 실온에서 시험된다. 시트 강도는 각 시험마다 10회 반복의 평균이다. 하기를 함유하는 도우를 제조하여 시트 강도를 측정한다:

a)고체 200g;

b)물 90g; 및

c)Quest의 부분 수소첨가된 대두유 유화제의 증류 모노 및 디글리세라이드 0.5g.

도우는 소형 Cuisinart믹서에서 저속으로 10-20 초 동안 제조하였다. 혼합 후, 통상적인 제분 기계를 사용하여 도우를 두께 0.635 ㎜ (22 mils)의 시트로 만든다. 제분 롤(roll)은 일반적으로 길이 1.2 미터 ×직경 0.75 미터이다.

이 시험은 Texture Technologies Corp.의 질감 분석기 (TA-XT2)를 사용하여수행된다. 이 장비는 XTRAD 라는 소프트웨어를 사용한다. 이 시험은, 도우 시트의 임의의 절단을 최소화하도록 평활한 가장자리를 갖는 7/16" 직경의 아크릴 실린더 탐침 (TA-l08)을 사용한다. 도우 시트를 2개의 알루미늄 플레이트 (10 ×10 ㎝) 사이에 지탱되게 한다. 알루미늄 플레이트는 중심에 7 ㎝ 직경의 입구를 갖는다. 상기 입구를 통해 탐침이 시트와 접촉하게 되고, 파손될 때까지 아래로 누르게 된다. 이러한 플레이트는 시트 도우를 제자리에 지탱하도록 각 코너에 입구가 있다. 각각의 도우 시트는 플레이트 코너에서 정렬된 핀에 맞도록 미리 구멍을 내며, 플레이트 크기 (10 ×10 ㎝)로 자른다. 이는 탐침이 아래로 시트를 통과하여 움직일 때, 균일한 장력(tension)을 제공한다. 탐침은, 도우 시트 표면에서 20 g의 힘이 탐지될 때까지 2 ㎜/초로 이동한다. 그 후, 탐침은 1.0 ㎜/초로 도우 시트가 완전히 파열될 때까지 신장되는 거리인 50 ㎜까지 이동한다. 탐침은 10.0 ㎜/초로 물러난다. 탐침은 탐침이 아래로 움직이면서, 힘을 측정하는 것을 의미하는 "힘 vs 압축(Force vs Compression)" 모드로 운행된다.

17. 급속 점도 분석기 (RAPID VISCO ANALYZER (RVA))를 사용한 유동학적 성질

건조 성분, 가루 배합물, 반생성물(half-product) 및 최종 생성물의 유동학적 성질을 급속 점도 분석기 (RVA) 모델 RVA-4를 사용하여 측정한다. RVA는 원래 싹튼 밀에서 α-아밀라아제 활성을 빠르게 측정하기 위해 개발되었다. 이 점도계는 전분 샘플을 교반하면서 가열 및 냉각 동안에 전분의 성질을 측정함을 특징으로 한다. 빠른 점도 분석기 (RVA)는 전분 및 가루의 점도 성질을 직접적으로 측정하는데 사용된다. 이 도구는 약 2 내지 4 g의 샘플 및 약 25 g의 물을 요구한다.

최선의 결과를 위하여, 샘플 중량 및 첨가수를 샘플 수분 함량에 대해 보정하여, 일정한 건조 중량을 수득하도록 해야 한다. 보통 사용되는 수분의 기준은 원상태로 14% 이며, 보정표를 Newport Scientific에서 입수할 수 있다. 14% 수분 기준에 대한 보정 공식은 다음과 같다:

M2 = (100 - 14) ×M1/(100-W1)

W2 = 25.0 + (M1 - M2)

[식 중,

M1 = 샘플 질량, 약 3.Og

M2 = 보정된 샘플 질량

W1 = 샘플의 실제 수분 함량 (원상태의 %)

물 및 샘플의 혼합물은 혼합, 측정, 가열 및 냉각의 예정된 프로필, 즉 표준 프로필 1)을 통과하면서 측정된다. 이 시험은 가루 품질로 해석되는 도우 점도의 정보를 제공한다.

본 발명을 특성화하는데 사용되는 주요 파라미터는 페이스팅(pasting) 온도, 피크 점도, 피크 점도 시간 및 최종 점도이다.

RVA 방법

건조 성분 및 가루 배합물:

(1)통풍 오븐으로부터 샘플의 수분 (M)을 측정한다

(2)샘플 중량 (S) 및 물 중량 (W)을 계산한다.

(3)샘플 및 물을 여과 장치통(canister)에 넣는다.

(4)여과 장치통를 RVA 타워에 넣고, 표준 프로필 (1)을 수행시킨다.

하기 실시예는 본 발명의 예시이며, 본 발명의 제한적인 의도는 아니다.

실시예 1

고체 수준이 20.5%인, 원료 Russet Burbank 감자 및 Bentjie 감자의 50:50 혼합물 전체를 통째로 물로 세척하고, 헹구고, 솔질하였다. 통감자를 증기 (20 psi)로 약 22 분 동안 조리하였다. 그 후, 감자를 으깨어 감자 매시(mash)를 제조하였다. 조리 후에 밀 전분을 6.3% 수준 (건조 기준)으로 감자 매시에 첨가하고, 드럼 건조기로 매시를 옮기는 동안에 혼합하였다. 전분을 함유하는 매시를 3개의 건조 드럼 (#4, #5 및 #6)의 상단에 적용하였다. 적외선 가열기는 사용하지 않았다. 드럼 압력, 온도 및 속도를 하기의 표에 나열하였다. 드럼의 직경은 5 피트이고, 길이는 16 피트이다. 매시의 얇은 층이 건조 드럼에 형성되었다. 40 US 메쉬를 통하여 최대 30%의 입자 크기로 분류 및 제분하기 위한 박편기(flaker)와 결합된 조리 칼로 수분 함량 5.98%의 시트를 드럼에서 제거하였다. 생성된 플레이크는 약 26.9%의 아밀로오스, 약 12.3 ㎎/100g의 비타민 C 및 약 9.35의 WAI, 273.3 RVA 단위의 피크 RVA를 함유한다.

드럼	증기압	드럼 온도	드럼 속도	시트 두께
#4	8.5 bar	352℉	17.0 s/rev	0.013 ㎛
#5	6.0 bar	329℉	18.0 s/rev	0.0145 ㎛
#6	8.1 bar	349℉	18.5 s/rev	0.013 ㎛

하기의 조성물을 사용하여 가공 감자 칩을 제조하였다. 도우 조성물은 첨가된 (전체 도우 조성물에 대하여) 35%의 물, 4%의 유화제 및 65%의 하기 성분의 혼합물을 함유한다:

성분드럼 #6의 플레이크천연 밀 전분옥수수 밀(meal)말토덱스트린

중량%76897

밀 전분 및 옥수수 밀(meal)을 Turbulizer믹서에서 배합하였다. 말토덱스트린을 물에 용해시키고 배합물에 첨가하였다. 배합물을 플레이크와 혼합하여 푸석푸석한 건조 도우를 형성하였다.

도우를 핀 구멍 없이 탄성이 있는 연속적인 시트를 형성하는 한 쌍의 시트화 롤(sheeting roll)을 통하여 연속적으로 공급하여 시트를 제조하였다. 시트 두께는 0.02 인치 (0.05 ㎝)로 조절하였다. 그 후, 도우 시트를 장원형(oval)의 조각으로 절단하고, 압박 튀김 모델에서 400℉ (204℃)로 약 8 초 동안 튀겼다. 튀김 기름은 면화씨 오일 및 MOSO 오일 (중-올레산 해바라기유)의 배합물이다. 튀긴 조각은 약 31% 기본 지방을 포함하였다. 또한, 오일 스프레이를 튀김기 출구에 첨가하여 칩의 전체 지방을 38%로 증가시켰다.

최종 가공 칩의 풍미 및 질감 값 (초기 경도, Aw 등)을 하기에 나열하였다.

특성PCF초기 경도AwAw = 0.31에서의 Tg가용성 아밀로펙틴

값5.58600.19110℃16%

실시예 2

하기 조성물을 사용하여 가공 칩을 제조하였다. 도우는 (전체 도우 조성물에 대하여) 35%의 첨가수 및 65%의 하기 성분의 혼합물을 함유한다.

성분드럼 #5의 플레이크천연 밀 전분옥수수 밀말토덱스트린감자 플라뉼(Flanules)	중량%6389713
특성PCF초기 경도AwAw = 0.31에서의 Tg가용성 아밀로펙틴	값5.39000.1295℃18%

참고문헌 편입

상기 언급한 특허, 간행물 및 기타 참고문헌 모두는 본문에 그 전체로서 참고로 편입된 것이다.

Claims (18)

1. 5.2 내지 6.5, 바람직하게는 5.5 내지 6의 PCF 값을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
2. 제 1 항에 있어서, 6.5 내지 7, 바람직하게는 6.3 내지 6.7의 바삭성을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
3. 6.5 내지 7, 바람직하게는 6.3 내지 6.7의 바삭성을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 740 gf 내지 2000 gf의 초기 경도를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
5. 740 gf 내지 2000 gf의 초기 경도를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 48 내지 62의 두께를 갖고, 450 gf 내지 2000 gf의 초기 경도를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
7. 48 내지 62의 두께를 갖고, 450 gf 내지 2000 gf의 초기 경도를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
8. 5% 내지 21%의 가용성 아밀로펙틴을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 4.5 내지 5.6, 바람직하게는 4.7 내지 5.2의 익힘성을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 0.05 내지 0.35의 Aw를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 70℃ 내지 140℃, 바람직하게는 80℃ 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 90℃ 내지 100℃의 Tg (0.31 Aw에서 평형)을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
12. 70℃ 내지 140℃, 바람직하게는 80℃ 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 90℃ 내지 100℃의 Tg (0.31 Aw에서 평형)을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 52℃ 내지 100℃, 바람직하게는 58℃ 내지 80℃의 E'의 개시점을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
14. 52℃ 내지 100℃, 바람직하게는 58℃ 내지 80℃의 E'의 개시점을 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 125℃ 내지 180℃, 바람직하게는 135℃ 내지 175℃, 더욱 바람직하게는 150℃ 내지 168℃의 tan δ를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
16. 125℃ 내지 180℃, 바람직하게는 135℃ 내지 175℃, 더욱 바람직하게는 150℃ 내지 168℃의 tan δ를 가짐을 특징으로 하는 가공 칩.
17. 하기를 포함하는 도우로부터 제조되며, 중-올레산(mid-oleic) 해바라기유를 포함하는 지방 중에서 튀기는 것에 의해 조리됨을 특징으로 하는 가공 칩:

    (a) 하기를 포함하는 감자 플레이크를 약 25% 내지 약 100% 함유하는 전분 기재 가루 약 35% 내지 약 85%:

    (1) 약 70% 미만의 파손된 세포; 및

    (2) 약 0.4 내지 약 4의 비율의 아밀로펙틴에 대한 아밀로오스; 및

    (b) 첨가수 약 15% 내지 약 50%.
18. 하기를 포함하는 도우로부터 제조되며, 25% 미만의 포화 지방 및 1% 미만의 유리 지방산을 포함하는 오일 중에서 튀기는 것에 의해 조리됨을 특징으로 하는 가공 칩:

    (a) 하기를 포함하는 감자 플레이크를 약 25% 내지 약 100% 함유하는 전분 기재 가루 약 35% 내지 약 85%:

    (1) 약 70% 미만의 파손된 세포; 및

    (2) 약 0.4 내지 약 4의 비율의 아밀로펙틴에 대한 아밀로오스; 및

    (b) 첨가수 약 15% 내지 약 50%.