수침처리 및 적외선 가열처리가 보리의 수화 및 관능 특성에 미치는 영향

본 실험에서는 시판되는 도정 쌀보리(일반계)를 농협에서 구입하여 4°C 냉장보관하며 실험에 사용하였다. 보리시료는 수침처리 유무에 따라 수침 및 비 수침 처리군으로 구분하 여 적외선 가열하였다. 수침시료는 보리 10 g을 상온(25°C) 의 증류수 100 mL에 15, 30, 60분간 침지하여 제조하였다.

적외선 가열처리는 적외선 수분분석기(Infrared moisture balance, MA40, Saritorius Mechatronics, Gottingen, Germany) 를 사용하여, 시료 약 20 g을 적외선 수분분석기의 시료 pan에 고르게 펼친 후 설정한 가열온도 및 시간에 따라 적 외선 가열하였다. 적외선 가열처리 조건은 비 수침시료의 경우, 110, 120, 130°C에서 시료의 수분함량(9.4%, dry basis)이 각각 1, 3, 5% 감소할 때까지, 수침시료는 동일한 가열온도에서 수침 전의 수분함량(9.4%, dry basis) 도달까 지 가열하는 것으로 설정하였다.

수분흡수도는 시료를 15분간 상온의 증류수에 침지 후 과도한 표면수를 종이타월로 제거하고 105°C 상압건조법 (AACC, 1995)으로 함수량을 측정하여 구하였다.

보리전분의 호화특성은 Rapid Visco Analyzer(RVA-3D, Newport Scientific, Australia)를 이용하여 측정하였다. 시료 는 Udy cyclone 분쇄기(Foss Tecator, S-26321, Hoganas, Sweden)를 사용하여 100 mesh 이하로 분쇄 후 12%(w/w) 의 현탁액을 제조하여 1분간 50°C 유지, 4.5분 동안 95°C 까지 가열, 95°C에서 2분간 유지, 4.5분 동안 50°C로 냉각 하는 RVA cycle의 점도변화를 측정하였다.

보리의 연화도는 취반 보리를 상온에서 1시간 방냉 후 투명 아크릴판 사이에 시료를 넣고, 5 kg의 무게로 30초간 압착 후 압착 전 시료의 단축 너비에 대한 압착 후 직경 의 증가율을 퍼짐성(spreadability)으로 측정하여 연화도를 평가하였다.

관능검사는 훈련된 경기대학교 식품생물공학과 대학원생 7명을 패널로 하여 향, 맛, 식감, 외관 및 전반적인 기호 도(overall eating quality)를 7단계 평점법으로 평가하여 측정하였다. 관능검사시료는 보리시료와 백미를 1:1의 비율 로 혼합한 혼합곡 100 g에 증류수 115 mL을 가한 후 가정 용 전기밥솥(DWLM-101, Daewoong Morningcom, Seoul, Korea)을 이용하여 20분 가열과 20분 뜸들이기를 하고 취반 후 1시간 방냉하여 관능평가에 사용하였다.

통계분석은 SPSS 통계프로그램(Version 21, IBM, Armonk, NY, USA)를 이용하여 분산분석(ANOVA)과 Duncan의 다중 비교법으로 유의성(p < 0.05)을 검정하였으며, 모든 실험의 측정치는 3회 반복 측정하여 산출한 평균과 표준편차로 표 시하였다.

적외선 가열처리에 의한 수침 및 비 수침보리의 수분흡 수도를 측정한 결과는 Fig. 1과 2에 표시하였다. 보리의 수 분흡수는 적외선 가열처리에 따라 증가하나, 증가 정도와 양상은 수침처리 여부에 따라 상이하였다. 비 수침보리의 경우, 적외선 가열처리에 따라 수분흡수도는 21.3±0.55에서 최대 25.85±1.16%까지 증가하였으나, 가열온도 및 시간에 따른 시료간 수분흡수도는 유의적으로 차이가 없었다(Fig. 1). 이러한 결과는 전분호화가 제한된 수분함량에서는 진행 되지 않는다는 Ghiasi et al.(1982)의 보고와 같이, 비 수침 보리의 낮은 수분함량(9.4%, dry basis)으로 인하여 전분호 화가 제한적으로 일어나기 때문으로 판단되었다. 따라서 비 수침보리의 수분흡수도 증가는 호화전분에 의한 흡습성 (hygroscopicity) 보다는 적외선 가열과정에서 생성된 배유 균열(stress crack)에 의한 수분흡수 때문으로 예상되었다.

Fig. 1. Water uptake of infrared heated barley without steeping process.

Download Original Figure

반면 수침보리의 경우, 수분흡수도는 적외선 가열처리 온 도와 시간뿐만 아니라 수침시간에 비례하여 증가하였으며, 증가 정도는 비 수침보리보다 더 큰 것으로 조사되었다 (Fig. 2). 최대수분흡수도는 보리를 60분 수침 후 130°C에 서 가열하였을 때의 34.3±1.05%로서, 이는 일반 보리를 2 시간 침지하였을 때에 해당하는 함수량이다(침지시간에 따 른 보리의 함수율측정 예비실험 미 표시). 따라서 보리의 수분흡수능력은 수침과 적외선 가열의 병행처리에 의해 크 게 증가하며, 이는 전분호화로 인한 흡습성 증가 때문으로 판단되었다.

Fig. 2. Water uptake of infrared heated barley with steeping process.

Download Original Figure

일반적으로 곡류의 수분흡수도가 낮은 경우, 취반 후 전 분호화도가 불충분하여 식감에서 문제가 발생한다. 이는 수분이 곡류 내부로 충분히 확산되지 못하여 취반 시 전분 호화가 표면부위에서 주로 진행되며, 생성된 호화전분 층 이 내부로의 열 전달을 저해하기 때문이다(Han et al., 2000). 따라서 보리의 취반 시 발생하는 부적절한 식감은 수침과 적외선가열의 병행처리에 의한 보리의 수화속도 증 가로서 개선이 가능할 것으로 판단되었다.

적외선가열처리에 따른 보리의 RVA profile을 측정한 결 과는 Fig. 3과 4에 표시하였다. 비 수침보리의 경우, 모든 시료에서 전분의 최대호화점도, 가열안정성 및 setback 점 도는 상호 차이가 없는 것으로 조사되어, 적외선가열처리 온도는 비 수침보리의 전분호화에 영향을 주지 않는 것을 확인하였다(Fig. 3). 이러한 결과는 비 수침보리의 낮은 수 분함량으로 인하여 가열온도에 관계없이 전분호화가 제한 되기 때문으로, 비 수침보리의 수분흡수도 실험결과와도 일치하였다. 반면, 수침보리는 적외선 가열온도가 높아짐에 따라 최대호화점도는 다소 감소하며 setback 점도는 증가 하는 양상을 나타내어 가열온도 증가에 따라 전분의 호화 도가 증가하는 것을 확인하였다(Fig. 4). 또한 60분 수침 후 130°C에서 가열한 보리시료의 경우, 전분의 최대호화점 도 도달시간이 지연되었으며, 이는 호화과정에서 용출된 전분이 전분 표면 또는 주위에 작용하여 팽윤이 제한하기 때문으로 추정되었다. 그러나 비 수침보리시료의 RVA profile과 비교하여 수침시료의 최대호화점도 감소가 크지 않은 점을 고려할 때, 적외선 가열온도에 의한 전분호화는 부분적으로 발생하는 것으로 판단되었다.

Fig. 3. RVA profiles of infrared heated barleys without steeping process; samples were heated at different temperatures for duration of water content decrease by 5%.

Download Original Figure

Fig. 4. RVA profiles of infrared heated barleys with steeping process; samples were infrared heated at different temperatures for duration of moisture decrease to initial moisture content.

Download Original Figure

취반 보리시료의 퍼짐성 측정결과, 취반 보리의 조직은 적외선 가열처리에 따라 연화되는 것이 확인되었다(Fig. 5, 6). 비 수침보리의 경우, 퍼짐성은 모든 적외선가열조건에 서 대조구보다 높았으며, 최대 퍼짐성은 120°C에서 수분함 량 3% 감소까지 가열한 시료에서 4.08±0.14의 최대 측정 치를 나타내어, 연화효과가 가장 높은 것으로 조사되었다 (Fig. 5). 그러나 비 수침시료는 가열시간이 길어짐에 따라, 즉 수분함량 5% 감소까지 가열한 경우, 120, 130°C의 가 열온도에서 퍼짐성은 감소하였다. 이러한 결과는 고온에서 가열시간이 길어짐에 따라 보리 표면의 급속한 수분증발로 표면경화(case hardening)가 발생하여, 취반 시 재수화 (rehydration)가 지연되기 때문으로 추정된다. Afzal et al. (1999)은 보리를 FIR-convection 건조 시 열에 의한 표면경 화로 입자 내부로의 열전도성이 감소하여 수분확산이 제한 된다고 보고한 바 있다.

Fig. 5. Spreadability of cooked barley with steeping process.

Download Original Figure

한편 수침보리의 퍼짐성은 수침시간이 길수록, 가열온도 가 높을수록 증가하였으나, 그 정도는 상호간에 미미하였 다(Fig. 6). 즉, 130°C에서 가열한 수침 시료의 퍼짐성은 수침시간이 길어짐에 따라 증가하여 3.42~3.58범위의 최대 치를 나타내었으나, 퍼짐성의 증가에 미치는 수침시간의 영향은 크지 않았다. 또한 이러한 측정치는 120°C 가열시 료의 퍼짐성 측정치(3.17~3.42)와도 유사하여, 퍼짐성은 가 열온도가 높아짐에 따라서도 크게 차이가 나지 않는 것으 로 확인되었다. 따라서 이후 수침보리의 관능실험은 고온 에서의 갈변화에 의한 색 및 향 변화를 최소화하며, 최대 퍼짐성에 근접하는 15분 수침 후 120°C 가열을 최적 처 리조건으로 하여 이후 실험을 진행하였다.

Fig. 6. Spreadability of cooked barley without steeping process.

Download Original Figure

적외선 가열처리에 의한 수침 및 비 수침보리의 관능평 가는 연화도 측정실험에서 가장 높은 측정치를 나타낸 시 료, 즉 120°C에서 수분함량 3% 감소까지 적외선 가열한 비수침 시료와 15분 수침 후 120°C에서 수침 전의 수분 함량 도달까지 가열한 수침시료를 표준조건에 따라 취반 후 대조구와 비교 평가하였으며, 그 결과는 Fig. 7과 같다. 적외선 가열처리 보리의 관능검사 점수는 수침 여부에 관 계없이 외관, 향, 맛, 식감 및 전체 기호도의 모든 관능특 성에서 대조구 보다 높게 측정되어, 적외선 가열처리에 의 해 보리의 취반 관능성이 크게 개선되는 것을 확인하였다. 또한 수침과 적외선가열을 병행 처리한 시료는 식감, 맛 및 전체 기호도에서 비 수침시료 보다 높은 평점을 나타내 어, 보리의 취반 식미는 적외선 가열 처리와 수침을 병행 하였을 때 최대로 개선되는 것을 확인하였다.

Fig. 7. Sensory test of cooked barley with or without steeping process at different infrared heating conditions.

Download Original Figure