수침조건과 효소 처리조건에 따른 강정의 이화학적 및 관능적 품질 특성

Abstract

This study was conducted to investigate the effect of steeping conditions of waxy rice on the quality of Gangjung and to find the possibility of shortening the steeping process by the enzyme treatment of waxy rice flour. The physicochemical characteristics of waxy rice and physicochemical and sensory characteristics of Gangjung were examined. From these results, the optimal steeping temperature and steeping period were determined and the relationship between the physicochemical properties of waxy rice and the sensory characteristics of Gangjung were analyzed. To produce the waxy rice flour that meets the optimal steeping condition, the waxy rice flour was treated with α-amylase, protease simple enzyme and α-amylase and protease complex enzymes. The physicochemical characteristics of the enzyme treated waxy rice flour was examined and the possibility of manufacturing Gangjung using these products were investigated. The results were as follows. The pH of steeping water markedly decreased at the beginning of steeping process and then maintained its level while titratable acidity increased. The protein, fat, ash and mineral contents of waxy rice flour decreased as the steeping period increased. The contents of isobutyric acid and butyric acid in organic acids increased relative to the changes in steeping temperature and period. The higher the steeping temperature is, the more rapidly the reducing sugar content increased and then decreased. Free sugar was mainly in the form of glucose and the sucrose that was present in the raw material of waxy rice flour was not detected during the steeping period. In regards to the gelatinization behavior of steeped waxy rice flour, the peak viscosity and breakdown gradually increased when the steeping periods increased. Microfloral change of bacteria and yeast in steeping water during steeping of waxy rice was investigated. Initially Lactobacillus sp. was predominant at the beginning of the steeping process. As the steeping process continued, the microorganism count increased and Lactobacillus sp. and Bacillus sp. became predominant for a while however later on Bacillus sp. showed as the predominant microorganism. The steeping water's enzyme activities, α-amylase and glucoamylase activity increased propotionally with temperature and time. The protease activity was increased initially in propotion to time but, then decreased as steeping period went by. When microscopic structure observed by scanning electron microscope, the endosperm cell wall of waxy rice flour seemed to diminish and the waxy rice starch granules were polyhedron in shape with rough surface. The tiny pinholes on the surface of waxy rice starch granules were also observed after steeping for 11 days. The expansion ratio and oil absorption in Gangjung from steeped waxy rice increased and the hardness and peak number decreased in proportion to steeping temperature and time. The Gangjung from waxy rice steeped at high temperature for a long period had the high sensory properties in the following, 'degree of external roughness', 'degree of expansion', 'cell size', 'sourness', 'butyric acid flavor', 'fermented rice flavor', 'degree of fracture', 'degree of melting' and 'oiliness'. The result of these sensory properties were analyzed by Response Surface Methodology. The most ideal steeping temperature and period for steeping of waxy rice was determined as 31.5℃ for 9 days. The physicochemical factors which could predict the sensory properties of Gangjung were phosphorous, protein, potassium, breakdown and color difference (△E). As a result of investigating the expansion ratio of Gangjung depending on enzyme treatments of waxy rice flour, 25 units of α-amylase for 120 minutes or 20 units of protease for 5 minutes to the 100 g waxy rice flour were determined as the desirable treatment conditions for making Gangjung. The Gangjung made from the waxy rice flour treated by the complex enzymes of protease and α-amylase had less expansion ratio than that made under the optimal steeping condition. According to the sensory evaluation, the Gangjung made from the waxy rice flour treated by 25 units α-amylase for 120 minutes or by 20 units protease for 5 minutes which had similar expansion ratio to the Gangjung made from waxy rice in the optimal steeping condition, had no 'sourness' and 'butyric acid flavor', therefore it was regarded as the more desirable Gangjung. Particularly, in case of 'degree of melting' and 'softness' in the texture properties, the Gangjung made from the waxy rice flour treated by 25 units α-amylase for 120 minutes had better properties than the Gangjung treated by 20 units protease for 5 minutes. As results of these experiments, the physicochemical factors to predict sensory properties of Gangjung were identified and the optimal steeping condition for making Gangjung was selected based on the results of sensory evaluation. Additionally, to produce Gangjung which had better expansion ratio and sensory properties, the treatment conditions of waxy rice flour by enzyme treatments were identified. These results are expected to provide more information to improve the quality of Gangjung and shorten steeping process.;본 연구는 강정 제조에 있어서 찹쌀의 수침조건이 품질에 미치는 영향을 파악하고, 효소처리 찹쌀가루를 제조하여 강정에 적용함으로써 강정의 품질을 향상시키고 수침공정의 단축 가능성을 모색하고자 수행되었다. 이를 위하여 수침온도와 수침기간에 따른 찹쌀의 이화학적 특성과 강정의 이화학적, 관능적 특성을 평가하여, 찹쌀의 최적 수침조건을 결정하고 강정의 관능적 특성과 수침시 찹쌀특성과의 관계를 분석하였다. 결정된 최적 수침조건의 찹쌀가루에 부응하는 변형 찹쌀가루를 제조하고자, α-amylase 및 protease 등 단독효소와 α-amylase와 protease 복합효소를 처리하여 효소처리 찹쌀가루를 제조한 후 이화학적 특성을 조사하고, 이를 활용한 강정의 제조가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 수침액의 pH는 수침 초기에 급격히 감소하여 지속적으로 유지되었고, 적정산도는 수침기간 동안 증가하였으며, 유기산 중 isobutyric acid, butyric acid의 함량은 수침온도와 기간이 증가함에 따라 증가하였다. 찹쌀가루의 단백질, 지방, 회분 및 무기질 함량은 수침기간이 길어짐에 따라 감소하였고, 환원당은 수침온도가 높을수록 빠르게 증가하였다가 감소하였다. 유리당은 대부분이 glucose 형태로 존재하며 원료 찹쌀가루 중에 존재하는 sucrose는 수침기간 중 검출되지 않았다. 또한 찹쌀가루의 호화특성 중 최고점도, breakdown은 수침기간이 길어질수록 증가하였다. 수침과정 중 미생물상을 보면, 수침초기에 젖산균이 우세하였고, 수침이 진행됨에 미생물수가 증가하면서 젖산균과 Bacillus 속이 우세하였으며 이후에는 Bacillus 속이 우세한 균총으로 나타났다. 수침 중 수침액의 α-amylase와 glucoamylase 활성은 온도와 기간에 비례하게 증가하였고, protease는 수침기간이 길어짐에 따라 증가 후 감소하였다. 수침시 찹쌀가루의 미세구조는, 복합전분체(compound starch granule) 형태로 부터 개별 전분입자의 노출이 관찰되었고, 수침이 진행됨에 따라 효소의 작용을 암시하는 미세한 pinhole이 발견되었다. 수침 찹쌀가루로 제조된 강정의 팽화율과 유지흡수율은 수침온도와 기간의 증가에 따라 증가하였고, 경도와 피크수는 감소하였다. 높은 온도에서 장기간 수침한 찹쌀가루로 제조한 강정은 ‘표면의 거친 정도’, ‘팽화된 정도’, ‘단면의 기포크기’, ‘신맛’, ‘butyric acid 향미’, ‘발효된 쌀 향미’, ‘부서지는 정도’, ‘입안에서 녹는 정도’, ‘기름기 정도’가 높은 관능적 특성을 나타냈다. 이러한 강정의 관능검사 결과를 반응표면 분석하여 선정한 찹쌀의 최적 수침조건은 31.5℃, 9일이었다. 또한 강정의 관능적 품질을 예측할 수 있는 수침찹쌀가루의 이화학적 특성 요인은 phosphorous, 단백질, potassium, breakdown과 색차(△E)로 나타났다. 찹쌀의 단백질과 전분 특성이 강정의 품질에 가장 영향을 미치는 것으로 판단되어 α-amylase, protease 및 α-amylase와 protease 복합효소를 처리하여 찹쌀가루를 제조하였다. 효소의 처리조건에 따른 강정의 품질특성을 조사한 결과, α-amylase 처리조건 중에서 25 unit(찹쌀가루 100 g 기준)을 120분 처리한 찹쌀가루가, 최적수침조건에서 수침한 찹쌀가루로 제조한 강정과 유사한 수준의 팽화율과 경도를 나타냈다. Protease 처리의 경우, 처리수준 20 unit(찹쌀가루 100 g 기준)에서 5분만 처리해도 최적 수침조건에서 수침한 찹쌀가루로 만든 강정과 유사한 수준의 팽화율, 색도, 피크수가 나타났다. Protease와 α-amylase를 복합효소 처리한 찹쌀가루로 제조한 강정은 복합처리 효과를 보이지 않아서 최적수침조건의 강정보다 낮은 팽화율을 나타냈다. 효소처리 찹쌀가루를 이용한 강정의 관능검사 결과, α-amylase 25 unit을 120분 처리한 찹쌀가루와 protease 20 unit을 5분 처리한 찹쌀가루로 제조한 강정은 최적수침조건의 찹쌀가루로 제조한 강정과 유사한 팽화율을 나타냈으며, ‘신맛’과 ‘butyric acid 향미’를 나타내지 않으므로 보다 바람직한 강정이 제조되었다. 특히 α-amylase 25 unit을 120분 처리한 시료는 protease 20 unit을 5분 처리한 시료보다 텍스처에서 부드럽고 입안에서 잘 녹는 품질이 우수한 강정이었다. 본 실험의 조건에서, 강정의 관능적 특성을 기준으로 한 찹쌀의 최적 수침온도와 기간을 선정하였고, 강정의 관능적 특성을 예측할수 있는 수침찹쌀가루의 이화학적 특성 요인을 찾았다. 또한 효소처리를 통하여, 최적수침조건과 유사한 팽화율과 우수한 관능적 특성을 나타내는 강정의 제조가 가능한 찹쌀가루 제조조건을 결정하였다. 본 실험에서 결정된 최적수침조건 및 효소처리 찹쌀가루 제조 조건은 강정의 품질향상 및 수침공정의 단축에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 본다.