KR20140057091A

KR20140057091A - 쌀전분의 제조방법

Info

Publication number: KR20140057091A
Application number: KR1020120123764A
Authority: KR
Inventors: 김성수; 이현유; 금준석; 박종대; 임정호; 최숙현
Original assignee: 한국식품연구원
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2014-05-12
Also published as: KR101461639B1

Abstract

본 발명의 쌀전분의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 쌀을 도정하는 단계; 및 도정된 쌀을 분쇄하여 30~50mesh의 쌀가루를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌀전분의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 팽윤력 및 용해도가 우수하고, 손상도가 낮으며 쌀전분의 수율이 62% 이상인 쌀전분의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

쌀전분의 제조방법{METHOD OF PRODUCING RICE STARCH}

본 발명의 쌀전분의 제조방법에 관한 것이다.

최근 국내 쌀소비 촉진을 위한 다양한 시책이 준비되고 있지만 쌀이 밀과 비교해 상당한 가격 격차를 지니고 있고, 식습관의 변화에 부응하는 다양한 수요의 제품개발이 요구되면서 밀가루를 대체하는 쌀가루를 이용한 빵이나 면류, 스낵과자류 시장에서 일부가 시도되고 있다. 그러나 쌀가루의 특성상 이용범위의 확대를 위한 제품의 폭이 좁고 밀가루에 익숙한 젊음 소비층의 서구화한 입맛에 적합한 개량화를 위해서는 쌀을 이용한 다양한 원료 및 식품개발이 요구되고 있다.

한편 전분류(澱粉類)는 기존의 옥수수, 감자, 마 등을 원료로 하는 것이 시장에 출하되고 있는데, 통상적인 제조법은 습식밀로 분쇄하여 체거름을 반복하면서 침전된 앙금을 회수하여 건조해서 회수하기 때문에 폐수 배출량이 많고 공정이 복잡하며 회수량이 적고 잔재물의 처리도 문제가 되고 있다.

쌀전분은 아직 식품규격상 기타 전분에 속하여 정확한 관리규격이 모호하기 때문에 국가관리규격의 조례가 필요한 실정이다. 전분은 이용도가 넓고, 이를 원료로 하여 제조되는 고급 식품류로는 장유(醬油)식품, 유동상의 레토르트(Retort) 식품류 첨가제, 이유식, 환자용식품, 과자 등이 있다.

이에 본 발명자는 수율을 증가시키기 위한 쌀전분의 추출 제조공정을 확립하기 위하여 본 발명에 이르렀다.

본 발명은 쌀전분 제조 수율이 현재 58~60%에서 최대 65%까지 증대시킬 수 있는 쌀전분의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 구체예에서 쌀을 도정하는 단계; 및 도정된 쌀을 분쇄하여 30~50mesh의 쌀가루를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌀전분의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 쌀을 40mesh로 분쇄하는 것을 특징으로 하고, 쌀을 10분도 또는 15분도로 도정하는 것을 특징으로 한다.

일 구체예에서, 도정된 쌀을 분쇄하여 30~50mesh의 쌀가루로 제조된 쌀전분을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 쌀가루는 40mesh인 것을 특징으로 하고, 쌀은 10분도 또는 15분도로 도정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 쌀가루는 쌀을 빻아 만든 분말로 주로 경단, 쌀과자(미과) 등의 원료에 쓰인다. 쌀은 밀과 달리 배유가 결정질이기 때문에 분쇄하기 어려운 특징을 갖고 있다. 일반적으로 쌀가루 제조방법은 크게 생미분과 팽화미분으로 나누어볼 수 있다. 생쌀가루의 건식제분은 원료쌀 → 분쇄 (pin mill)로 얻고, 습식제분은 원료쌀을 수침(2시간 30분)하여 탈수한 후 분쇄 (Roll mill)하여 얻는다.

본 발명에서 쌀전분은 벼 Oryza sativa Linne (Gramineae)의 씨에서 얻은 전분이다

본 발명에서 도정은 곡물의 외피, 과종피를 기계, 용구 등을 사용하여 박리하여 식용으로 하기 쉬운 상태로 가공하는 조작을 말한다. 완전히 겨층이 제거된 상태를 십분 도정으로 하고, 1/2 정도의 것을 5분 도정, 약 70% 제거된 것을 7분도정 등으로 부르고 있다.

본 발명은 팽윤력 및 용해도가 우수하고, 손상도가 낮으며 쌀전분의 수율이 62% 이상인 쌀전분의 제조방법을 제공할 수 있다.

도 1은 도정도에 따라 제조한 쌀 전분의 팽윤력에 대한 그래프이다.
도 2는 도정도에 따라 제조한 쌀 전분의 용해도에 대한 그래프이다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다

실시예

재료 및 방법

1) 전분가 측정

전분 1 g에 상당하는 시료를 정확히 칭량하여 250 ml 환저플라스크에 취한다. 이것에 정제수 100 ml 와 25% Hcl 10 ml를 가하여 100℃에 3시간 환류추출 후 방냉하고 여과지 (No. 5B)로 여과하고 여액을 10% NaOH용액을 가하여 청색 리트머스가 약간 적색으로 변화할 정도의 pH까지 중화하고 250 ml로 정용한다. 이와 같이 조제한 시료 당용액 0.1 ml를 사용하여 튜브에 시료 당용액 0.1 ml, DNS 0.3 ml를 가하고, 끓는 수욕 중에서 4분간 끓인 다음, 냉각하여 증류수를 1.6 ml 첨가하여 voltexing 후 1 cm × 1 cm 셀(cell)에 넣어 550 nm의 파장에서 흡광도계(Genesys 20 Model 4001/4, Thermo Spectronic, USA)를 사용하여 미리 구하여 둔 표준 곡선에서 당의 양을 환산하여 나온 값을 정량하여 계산 하였다.

전분(%)=(A×0.9×D)/S×100

A : 포도당(glucose)의 양(g)

D : 희석배수

S : 시료채취량(g)

DNS 용액 제조는 다음과 같은 방법으로 실시한다.

① 3.75 g dinitrosalicylic acid에 7 g NaOH를 증류수 0.5 L에 녹인다.

② ①용액에 108.05 g Rochelle salt, 2.7 mL Phenol, 2.95 g Na₂S₂O₅를 차례로 용해시킨다.

③ 갈색병에 보존한다.

2) 입도크기 및 표면형태

쌀 가루의 입도는 particle size analyzer(CILAS, model 1190, France)를 사용하여 측정하였다. 전분입자의 표면형태는 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: model S-2380N, HITACHI, Japan)을 사용하여 2.000배로 확대하여 관찰하였다.　

3) 전분 손상도 측정

쌀 가루와 전분의 손상도는 Starch Damaged Measurement(SD matic)를 AACC(2000) 방법으로 측정하였다.

4) 조 단백질 측정

조 단백질의 함량은 입도에 따라 제조한 쌀 전분을 AOAC 방법(2000)으로 측정하였다.

5) 팽윤력과 용해도 측정

전분의 팽윤력과 용해도는 전분 0.5 g를 30 mL의 증류수에 분산시켜 20~90℃까지 10℃ 간격으로 30분간 가열하고 3,000 rpm으로 30분간 원심분리 한 후 상등액은 120℃에서 4시간 건조시켜 가용성 전분의 무게를 측정하였고 침전물은 그대로 무게를 측정한 후 아래의 식에 의하여 팽윤력 및 용해도를 각각 구하였다.

팽윤력(%) = 침전물의 무게 × 100/시료 건물량(100-용해도%)

용해도(%) = 가용성 전분무게 × 100/시료 건물(g)

6) RVA 특성 측정

전분의 pasting 특성은 RVA(rapid visco analyzer, Newport Scientific Pty. LTD, Australia)를 이용하여 다음과 같이 측정하였다. 즉 알루미늄 용기에 쌀 전분(14% 수분함량기준) 3.0g과 증류수 25 mL를 가하여 플라스틱 회전축을 사용하여 완전하게 교반시켜 시료액을 제조하고 이를 50℃로 맞춘 RVA에서 1분간 빠른 속도로 교반하고 분당 12℃씩 올리면서 95℃까지 가열하고 이 상태에서 2.5분간 유지시킨 후 50℃냉각시켜서 pasting temperature, peak viscosity, final viscosity, breakdown 및 setback값을 구하였다.

7) 색도

전분의 색도는 시료 13g를 지름 3.5 cm, 높이 1 cm 페트리디시에 취하여 표준백판 (L=97.75, a=-0.49, b=1.96)으로 보정된 Chromameter (CR-400 Minolta Co. Japan)를 사용하여 표면색도 값인 L(Lightness), a(redness/greenness), b(yellowness/blueness)를 5회 반복 측정하여 평균값으로 표기하였다.

실시예 1. 쌀가루의 제조

쌀의 품종은 추정으로 2011년 경기도 안성에서 생산된 것 중 고 품질의 것을 선별하여 이용하였으며, 분석 시약들은 분석용 특급 이상의 시약을 사용하였다.

건식 쌀 가루의 제조 방법은 백미를 건식 콜로이드 밀(Px-MFC90D, POLYMIX, Switzerland) 또는 롤밀을 사용하여 분쇄 하였다. 건식 콜로이드 밀을 사용하여 원료 쌀을 분쇄 하고, 40, 60, 80 및 100mesh의 표준 망체에 각각 쌀 가루를 체질하여 여과물을 사용하였다. 각각 처리구의 입도는 particle size analyzer(CILAS, model 1064L, France)를 사용하여 측정하였다.

실시예 2. 쌀전분의 제조

쌀 가루에 0.2% NaOH용액을 5배 가하거나 또는 쌀에 0.2% NaOH용액을 5배 가하고, Waring blender(51 BL 31, Torrington, CT, USA)를 사용하여 마쇄 한 후, 24시간 침지한 후 침전물위에 노란 상등액을 제거하여 이를 뷰렛 반응이 나타나지 않을 때까지 0.2%NaOH용액으로 4~5회 처리하고 증류수로 중성이 될 때까지 씻어 정제 전분을 얻어 실온에 2~3일간 건조 한 후 100mesh 체에 통과시켜 쌀 전분을 제조하였다.

실시예 3. 쌀전분의 특성

3-1. 전분 수율 및 색도

표준 망체의 mesh의 크기에 따라 체질한 각각의 처리구를 사용하여 제조한 쌀 전분의 수율과 색도를 표 1에 나타내었다. 쌀 전분의 수율은 처리구에 따라 쌀 가루 100g 에 대한 건물　중량값으로 쌀 가루에 대한 수율을 나타내었다.

처리구 (mesh)	입도 (㎛)	수율 (%)	색도
처리구 (mesh)	입도 (㎛)	수율 (%)	L	a	b
40	24.7	62.7	96.17±0.11	0.05±0.00	1.32±0.04
60	11.24	64.5	96.03±0.34	0.05±0.00	1.39±0.03
80	9.25	52.2	97.24±0.04	0.04±0.00	1.30±0.02
100	8.49	50.9	97.34±0.08	0.05±0.00	1.29±0.03

쌀의 92~94%가 전분인 것을 고려하였을 때 수율이 현저히 낮음을 확인하고 이에 대한 이유를 NaOH로 단백질을 수세하는 과정에서의 손실로 보고 쌀 가루의 입자가 작을수록 손실량이 증가함을 알 수 있었다. 쌀 가루의 크기가 40~60mesh일 때 쌀 전분의 수율이 62~65%로, 80~100mesh일 때보다 수율이 10%이상 높음을 확인하였다.

입도에 따라 처리한 쌀로부터 분리한 전분의 색도는 대조구 L값 99.84, a값 -0.02, b 값 0.24와 비교한 결과 L값은 약간 감소하였으나 거의 차이가 없었고, 적색도 a값과 b 값은 약간 높았다.

3-2. 손상도

입도에 따라 제조한 쌀 가루와 전분의 손상도를 Starch Damaged Measurement(SD mastic)를 사용하여 측정한 결과를 표 2에 나타내었다. 전분의 손상도 값은 AACC (2000)법을 기준으로 제시 하였으며 값이 작을수록 전분의 손상도가 큰 것으로 간주한다. 이때 전분 손상도는 전분이 원래 형태를 잃은 상태를 수치로 나타내며 8이하의 값부터 전분이 손상된 것으로 추정한다.

또한, 습식 분쇄방법을 이용하여 제조된 습식 분쇄 전분에 대하여도 전분 손상도를 측정하였다.

제조 방법 및 쌀 가루 체질망 크기(mesh)	쌀 가루의 손상도	쌀 전분의 전분 손상도
40	5.42	7.89
60	4.01	7.44
80	3.49	7.24
100	4.08	7.69

쌀 가루의 전분 손상도는 입도가 증가함에 따라 즉 쌀 가루의 크기가 증가함에 따라 전분 손상도가 증가하며 이는 쌀을 파쇄하는 과정에서 전분의 손상이 생긴 것으로 볼 수 있으며 제조 전분의 전분 손상도는 입도에 따라 제조한 전분의 전분 손상 값이 7.24 ~ 7.89 까지 나타내었다. 전분 자체로의 손상도는 크지 않지만 쌀 가루의 손상도는 큰 차이가 나는 것을 확인할 수 있었다.

3-4. 조단백질 함량

입도에 따라 제조한 쌀 전분과 습식 분쇄 방법으로 제조한 쌀전분의 단백질 함량을 표 3에 나타내었다.

제조 방법 및 쌀 가루 체질망 크기(mesh)	단백질 함량(g/100g)
40	0.3
60	0.1
80	0.1
100	0.1

각각의 처리구는 40 mesh에 통과된 처리구를 이용하여 제조한 전분의 단백질 함량 0.3%, 60, 80, 100 mesh 에 통과된 처리구를 이용하여 제조한 전분의 단백질 함량 0.1%로 나타났고 습식 분쇄하여 제조한 전분은 0.9로 높게 나타났다.

3-5. 쌀 도정에 따른 쌀 전분의 특성

상기 실험을 통하여 쌀가루의 입도가 40mesh일 때 제조한 쌀전분이 여러면에서 현저한 효과를 가진다고 판단하여, 쌀가루의 입도를 40mesh로 정하기로 하고, 쌀의 분쇄 전, 쌀 도정에 따른 쌀 전분의 특성을 살펴보았다.

1) 전분의 수율 및 색도 측정

쌀의 도정과정 중 미강의 제거 정도를 나타내는 도정도에 따른 처리구의 수율 및 색도를 하기 표 4에 나타내었다.

처리구 (도정도)	수율 (%)	색도
처리구 (도정도)	수율 (%)	L	a	b
현미	51.7	87.64±0.42	0.00±0.00	3.64±0.31
5분도	55.5	92.16±0.09	0.02±0.00	2.97±0.48
10분도	63.8	97.14±0.04	0.04±0.00	1.34±0.06
15분도	63.5	97.17±0.03	0.04±0.00	1.34±0.04

* 수율 측정시 제조한 쌀 가루를 dry base로 환산하였다.

* 각각 처리구별 100g에 대한 수율을 측정하였다.

쌀의 도정도에 따른 제조 전분의 수율은 현미 51.7%, 5분도 55.5%, 10분도 63.8%, 15분도 63.5%로 10분도와 15분도의 수율이 높게 나타났다.

각각의 처리구의 색도는 현미의 L값과 a값이 87.64와 0.00로 가장 낮았고, 황색도를 나타내는 b 값은 가장 높았으며 5분도는 L값 92.16, a값 0.02로 두 번째로 낮았고 b값은 2.97로 두 번째로 높았다. 10분도와 15분도는 현미와 5분도에 비해 L값 a값이 높았고, b값은 낮았으며 두 처리구 간의 색도 값은 큰 차이를 보이지 않았다.

이러한 수율의 차이는 처리구별 100g에 대한 수율을 측정 하였을 때 현미와 5분도에 포함된 겨층의 손실에 의한 것으로 확인되며 색도의 차이는 현미와 5분도에 입자가 작은 겨층의 분산질이 전분 제조시에 잔류하여 낮은 명도와 높은 황색도를 나타내었다.

2) 전분 손상도 측정

도정도에 따라 제조한 전분의 손상도를 측정하여 표 5에 나타내었다.

　(건물 중량)

도정도	전분 손상도
현미	6.06
5분도	6.84
10분도	8.11
15분도	8.11

도정도에 따른 전분가는 현미와 5분도의 손상도가 10분도와 15분도에 비해 현저히 낮게 나타났다. 이에 현미와 5분도에 색도의 영향을 주는 요인이 전분층이 아닌 단백질 또는 지방층이 포함된 겨층이 잔류해 있다는 것을 확인할 수 있었다. 10분도와 15분도는 전분 손상도의 값이 큰 차이가 나지 않았다.

3) 팽윤력과 용해도 측정

도정도에 따라 제조한 쌀 전분의 팽윤력 및 용해도는 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도정도에 따라 제조한 쌀 전분의 팽윤력과 용해도는 측정온도가 상승함에 따라 증가하는 추세를 나타내었다.

도 1에서 각각의 처리구의 팽윤력은 20~60℃에서는 2.04~3.17%로 일정하며 완만히 증가하다가 70℃에서는 7.85~14.6%로 급속히 증가하여 80℃이후부터는 10.89~15.77%, 90℃는 11.68~17.48%로 완만히 증가하였다. 각각의 처리구는 도정도가 높아질수록 값이 증가 하였고 10분도와 15분도는 큰 차이를 나타내지 않았다.

도 2에서 각각의 용해도는 20~60℃에서는 2.1~2.61%로 일정하며 완만히 증가하다가 70℃에서는 8.29~9.94%로 급속히 증가하여 80℃이후부터는 10.02~12.43%, 90℃는 10.93~13.31%로 완만히 증가하였다. 각각의 처리구는 도정도가 높아질수록 값이 증가 하였고 10분도와 15분도는 큰 차이를 나타내지 않았다.

팽윤력과 용해도 모두 10분도와 15분도에서 현저한 효과를 나타내었다.

4) RVA 측정

도정도에 따라 제조한 쌀전분의 RVA pasting 특성 값을 표 6에 나타내었다.

시료	호화온도 (℃)	최고 점도(cp)	최고점도 시간 (min)	유지강도(cp)	최종점도(cp)	강하점도 (cp)	냉각후점도 (cp)
현미	73.5±1.4	2941±53	4.5±0.1	465±27	1438±42	1570±36	332±20
5분도	72.9±0.9	3296±41	4.4±0.0	677±39	1763±44	1791±42	682±27
10분도	71.7±0.3	4011±48	4.1±0.1	1019±53	2485±44	2875±61	1322±40
15분도	71.6±0.7	3998±47	4.1±0.0	995±72	2492±70	2837±48	1297±64

표 6에 나타난 각각의 시료에 호화온도는 현미가 73.5℃로 가장 높은 온도에서 호화가 시작되었고, 두 번째로 5분도가 72.9℃, 세 번째로 10분도와 15분도는 71.7℃, 71.6℃로 낮은 온도에서 시작되었다.

최고 점도는 현미가 2941cp로 가장 낮은 값을 나타냈으며 10분도가 4011 cp로 가장 높은 값을 나타냈고 10분도와 15분도는 큰 차이를 보이지 않았다.

최고점도시간은 현미가 4.5 min으로 가장 높았고 그 다음 5분도 10분도와 15분도로 나타났다.

강하점도의 경우 현미가 1570　cp, 5분도 1791 cp, 10분도 2875 cp, 15분도 2837 cp로 현미가 가장 낮았고 10분도가 가장 높았다.

냉각후점도의 값은 현미가 332 cp, 5분도 682 cp, 10분도 1322 cp, 15분도 1297 cp로 현미의 값이 현저히 낮았고 10분도의 값이 가장 높았다.

호화온도와 최고점도시간을 제외한 모든 항목에서 현미의 값이 가장 낮은 것을 확인 할 수 있었고 10분도와 15분도는 큰 차이가 나지 않았다. 현미와 5분도는 전분가가 낮음에 따라 이와 같은 RVA특성을 나타낸다고 확인된다.

지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

쌀을 도정하는 단계; 및
도정된 쌀을 분쇄하여 30~50mesh의 쌀가루를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 쌀전분의 제조방법.
제 1항에 있어서,
상기 쌀을 40mesh로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 쌀전분의 제조방법.
제 1항에 있어서,
쌀을 10분도 또는 15분도로 도정하는 것을 특징으로 하는 쌀전분의 제조방법.
도정된 쌀을 분쇄하여 30~50mesh의 쌀가루로 제조된 쌀전분.
제 4항에 있어서,
상기 쌀가루는 40mesh인 것을 특징으로 하는 쌀전분.
제 4항에 있어서,
쌀을 10분도 또는 15분도로 도정된 것을 특징으로 하는 쌀전분의 제조방법.