통곡가루를 활용한 글루텐프리 및 고령친화 분쇄육가공품 개발

국문 초록 (Abstract)

글루텐은 글루텐이 만감한 사람이 섭취할 경우 ‘글루텐불내증’과 같은 증상을 유발하며 심한 경우 유전적으로 발병되는 ‘셀리악병’을 야기하기도 한다. 이러한 글루텐의 유해성 논란으로 인하여 다양한 글루텐프리 식품의 연구가 활발히 진행 중이다. 하지만 육가공품에 대한 글루텐프리 식품의 연구는 미비한 실정이다. 따라서 위 논문의 첫 번째 연구에서는 육가공품인 돈가스에 대한 글루텐 프리 적용가능성을 평가하기 위해 밀을 통곡물인 현미, 옥수수, 귀리, 율무 분말로 대신하여 돈가스를 제조하고자 하였다. 이러한 글루텐 프리 돈가스를 제조하기 위하여 돈가스에 밀이 사용되는 배터와 덧가루의 재료를 통곡으로 대체하고자 하였다. 따라서 글루텐프리 배터 믹스를 제조하여 그에 적용하고자 통곡을 이용하여 글루텐프리 배터 믹스를 최적화 하고자 하였다.
경제적인 이윤을 위해 현미를 최대화하고자 현미와 물을 혼합한 혼합물의 점도를 확인하는 예비실험을 통하여 현미의 비율을 고형분 함량 대비 85%으로 설정하며, 나머지 15%을 옥수수, 호화 옥수수, 귀리, 율무를 혼합물 디자인 설계하여 글루텐프리 배터믹스 혼합비율을 최적화 하고자 하였다. 혼합비율 최적화를 하기 위하여 혼합물 디자인을 이용하여 10개의 설계점을 설정하였으며, 배터의 가장 중요한 요인인 점도에 큰 영향을 미치는 옥수수와 호화 옥수수를 다른 혼합물 설계의 독립변수로 두어 설계하였다. 1차 독립변수는 옥수수, 귀리, 율무이며 2차 독립변수로는 호화 옥수수, 귀리, 율무이었고, 설계된 시료의 물리화학적 특성인 최종점도(final viscosity), 입자분포(size distribution), 퍼짐성(spreadability), 픽업률(pick-up ratio), 색도(color), 흡유율(oil uptake)을 종속변수로 하여 측정된 실험값을 이용하여 최적화 하였다. 배터는 점도에 따라 그 특성이 달라지며, 최종 제품화 시의 돈가스 품질을 결정하는 흡유율을 비중을 크게 두어 최적화를 위한 constraint으로 점도와 연관성 있는 퍼짐성(spreadability)를 2로 두고, 픽업률(pick-up ratio)와 흡유율(oil uptake)를 4로 두었다. 최적화 시 대조군과 비교하였을 때, 귀리의 비율에 따라 최종점도(final viscosity)이 대조군과 유사하였으며, 귀리와 율무의 비율이 동일한 경우 입자분포(size distribution)가 대조군과 유사하게 미세한 입자분포도가 높아 최종 제품의 부드러운 물성을 야기하였다. 다음 퍼짐성(spreadability)과 픽업률(pick-up ratio)은 옥수수와 호화 옥수수의 비율이 높아질수록 그 값이 증가하였다. 색도의 경우 최종제품의 튀김(deep-fat frying)시 가장 선호도가 높은 골든 브라운 색상의 제품을 야기하기 위한 명도는 귀리의 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 이러한 결과를 바탕으로 최적화된 배터믹스의 식이섬유 함량은 대조군인 상업용 배터믹스와 비교하여 유의적으로 3배가량의 높은 식이섬유 함량을 가졌다. 또한 최적화된 배터믹스를 이용하여 배터와 덧가루를 제조하였고, 이것을 이용하여 돈가스를 제조하였을 경우 대부분의 최적화 배터믹스 시료의 글루텐함량이 글루텐프리 식품 품질인증 기준인 20 mg/kg 미만인 것을 확인하였다. 따라서 본 연구는 통곡 분말인 현미, 옥수수, 호화 옥수수, 귀리, 율무 분말을 이용하여 배터믹스를 상업용 배터믹스와 같은 특성을 가지도록 최적화 하였으며, 이것을 실제 육가공품인 돈가스에 적용 시에 글루텐프리 식품의 품질인증이 가능할 뿐만 아니라 높은 식이섬유 함량으로 인한 영양 면에서의 우수성을 확인하였다.
이러한 글루텐프리를 위해 통곡을 이용하여 제조한 배터 믹스는 글루텐프리 육가공품을 제조하였을 경우 발생할 수 있는 두 번째 이점으로는 통곡에 들어있는 식이섬유로 인해 발생하는 육가공품의 물성 연화와 식감개선 작용을 기대해볼 수 있다. 또한 증가하는 고령인구에 더불어 고령친화식품의 필요성이 증가되고 있다. 따라서 두 번째 연구의 목적으로는 선행연구에서 최적화된 통곡 기반의 글루텐프리 배터믹스를 활용하여 페이스트화하여 그것을 또 다른 분쇄육가공품인 떡갈비와 소시지에 적용하여 고령친화 식품 적용가능성을 확인해 보고자 하였다.
사용한 페이스트는 선행연구결과의 최적화된 혼합비율 세가지를 대상으로 물과 함께 가열하여 분산시켜 제조하였으며, 이 페이스트의 물리화학적 특성인 페이스팅 점도 특성, 호화 특성, 팽윤력과 용해도, 이수율, 냉해동안정성)을 검증하여 육가공품 제조 시 적합한지 판단하였으며, 최종 제품에서의 고령친화식품 품질인증의 여부를 확인해보았다. 페이스팅 점도 특성, 호화 특성, 용해도(total carbohydrate, starch leachate), 이수율, 냉해동안정성에 대하여 유의적인 차이를 보였으며, 팽윤력(swelling power)에 대해서는 유의적 차이가 발생하지 않았으며 이는 팽윤력은 시료의 전분 입자 사이의 물의 양을 의미하며 그 물의 양이 수분흡수능력을 의미하지 않아 그 차이가 없을 수 있다. 실험에 사용된 통곡 페이스트의 경우 페이스팅 점도 안정성을 가지며, 호화 특성상 대조군에 비해 높은 호화온도를 가졌다. 용해도의 결과 대조군에서 좀 더 높은 총 당과 아밀로오스 용해도를 가졌으며 이는 노화의 특성과 연관성이 있다. 이수율과 냉해동안정성 결과 통곡 페이스트의 경우 대조군과 비교하여 우수한 이수안정성을 가졌다. 이러한 물리화학적 특성을 바탕으로 통곡 페이스트를 이용하여 육가공품에 적용한 결과 가열감량이 감소하였으며, 경도가 유의적으로 대조군에 비해 감소한 결과를 가졌다. 이것으로 보아 통곡을 이용하여 육가공품에 적용 시 글루텐프리식품의 인증이 가능할 뿐만 아니라 물성이 연화되어 고령친화식품의 적용가능성 또한 확인 가능하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Consumers have a negative perception of gluten at home and abroad, and the demand for gluten-free foods is increasing. Because of this, research on various gluten-free foods is underway, and among them, gluten-free research results on meat processed products are insufficient. Therefore, the purpose of first study was to develop gluten-free food using whole grains in meat processing. The experiment designed a mixture using whole grains as a material, and the physicochemical properties of the mixture-designed sample were verified and optimized. Final viscosity, size distribution, spreadability, pick-up ratio, and oil abuse were measured for optimization. As a result, when measuring the dietary fiber of the optimized batter mix, the control group was 2.3% and the optimal mixing ratio was 6.1, 6.3, and 6.1%, respectively, which were three times higher than that of the control group. The gluten content of pork cutlet using optimized batter mix was 28, 18, and 19.6 mg/kg, respectively, while the gluten content of the control group was 7400 mg/kg, it has been confirmed that most of the mixing ratios are below the standard for gluten-free food certification, which is applicable to gluten-free food.
In addition, recently, the demand and proportion of senior-friendly foods is increasing due to an increase in the elderly population. Accordingly, it is necessary to study the softening of the physical properties of high-protein foods, a factor required for senior-friendly foods. Therefore, in this study, the physicochemical properties of paste using whole grains were verified to soften the physical properties of processed meat products, which are high-protein foods, and this was applied to processed meat products. As for the physicochemical properties of the verified whole grain paste, the whole grain paste had a lower viscosity of 13.67-14.33 mPa·s compared to the control with a breakdown viscosity of 202.33 mPa·s. This means stable pasting properties, and it is possible to maintain a stable viscosity when manufacturing the paste. As for the gelatinization properties, it had high gelatinization temperature and gelatinization enthalpy, and had low total carbohydrate and starch leachate solubility. In addition, it had syneresis stability, which is an important factor in the production of paste and distribution in refrigeration. Based on these characteristics, when applied to processed meat products, the heating loss significantly decreased, and the hardness also showed a significant decrease. This is due to the high water holding capacity of the dietary fiber in whole grains, and due to the high water holding capacity, a small amount of water was discharged during heating and cooking, and thus the physical properties could be softened.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 부 통곡을 이용한 글루텐프리 배터믹스 최적화와 육가공품의 적용 1
• 제 1 장 서 론 1
• 제 2 장 재료 및 방법 4
• 제 1 절 재료 4
• 제 1 항 돈가스 고기 준비 4
• 제 2 항 통곡 분말 준비 4
• 제 2 절 혼합물 디자인 설계와 배터 제조 5
• 제 3 절 통곡배터믹스의 특성 8
• 제 1 항 일반성분분석 8
• 제 2 항 점도 8
• 제 3 항 입자분포 9
• 제 4 항 퍼짐성 9
• 제 5 항 픽업률 9
• 제 6 항 색도 10
• 제 7 항 흡유율 10
• 제 8 항 식이섬유 10
• 제 5 절 통곡배터믹스의 최적화 11
• 제 6 절 돈가스 덧가루 제조 11
• 제 7 절 돈가스 제조 13
• 제 8 절 글루텐 함량 13
• 제 9 절 통계처리 13
• 제 3 장 결과 및 고찰 14
• 제 1 절 통곡가루의 일반성분과 식이섬유 14
• 제 2 절 현미가루를 이용한 최종점도(final viscosity) 측정 16
• 제 3 절 통곡배터믹스의 특성 18
• 제 1 항 화학적 조성 18
• 제 2 항 점도 20
• 제 3 항 입자분포 22
• 제 4 항 퍼짐성과 픽업률 24
• 제 1 목 퍼짐성 24
• 제 2 목 픽업률 25
• 제 5 항 색도 28
• 제 6 항 흡유율 30
• 제 4 절 통곡배터믹스의 혼합비율의 최적화 33
• 제 5 절 최적화된 통곡배터믹스의 식이섬유 함량 37
• 제 6 절 최적화된 통곡배터믹스를 적용한 돈가스의 글루텐 함량 39
• 제 4 장 요약 및 결론 41
• 제 2 부 통곡가루 페이스트의 물리화학적 특성과 분쇄육가공품의 적용 42
• 제 1 장 서 론 42
• 제 2 장 재료 및 방법 44
• 제 1 절 통곡가루 페이스트 제조 44
• 제 2 절 페이스팅 점도특성 46
• 제 3 절 시차주사열량계(DSC) 47
• 제 4 절 Swelling factor (SF) 48
• 제 5 절 용해도와 팽윤력(Swelling power, SP) 49
• 제 6 절 이수율 50
• 제 7 절 냉해동안정성 50
• 제 8 절 육가공품의 적용 51
• 제 1 항 재료 51
• 제 2 항 떡갈비 제조 51
• 제 3 항 소시지 제조 52
• 제 9 절 가열감량 52
• 제 10 절 떡갈비, 소시지 경도 측정 53
• 제 1 항 침투강도 53
• 제 2 항 절단강도 53
• 제 3 항 압착강도 53
• 제 11 절 통계처리 54
• 제 3 장 결과 및 고찰 55
• 제 1 절 글루텐프리 통곡페이스트의 물리화학적 특성 55
• 제 1 항 페이스팅 점도 특성 55
• 제 2 항 시차주사열량계 60
• 제 3 항 팽윤력과 용해도 62
• 제 4 항 이수율과 냉해동안정성 68
• 제 2 절 육가공품의 적용 73
• 제 1 항 가열감량 73
• 제 2 항 경도(Hardness) 75
• 제 4 장 결론 및 제안 78
• 참고문헌 80
• Abstract 83