본 연구는 비지의 재활용과 부가가치 증진과 중간식품소재로의 활용을 위해 압출성형 비지(part 1) 및 비지첨가 압출성형 조직화 분리대두단백(part 2)의 물리화학적 특성에 대해 연구하였다. 비지를 단독으로 압출성형 하였을 때는 공정변수에 의한 비지의 팽화율의 변화는 찾아볼 수 없었는데 이는 비지 내 유분이 원료의 정량적 주입을 방해하고 스크루 내에서 기름이 추출되며 caking 현상이 발생하여 균일한 압력이 전달되지 않아 팽화되지 않은 것으로 판단되었다. 압출성형 비지의 수분용해지수는 스크루 회전속도, 배럴 온도가 높을수록, 수분함량이 낮을수록 증가하는 경향을 보였으며, 압출성형 후 비지의 색도 L값은 수분함량, 스크루 회전속도가 증가할수록, 배럴 온도가 감소할수록 높아지는 경향을 나타냈으며, a값과 b값은 스크루 회전속도, 수분함량이 감소할수록, 배럴 온도가 낮을수록 증가하였다. 비지의 첨가량을 달리하여 제조한 압출성형 조직화 분리대두단백의 수용성 질소지수, 수분용해지수, 수분흡수율은 비지의 첨가량이 0%에서 60%, 배럴 온도가 140℃에서 150°C, 수분함량이 35%에서 45%로 증가함에 따라 감소하였다. 탄성력, 응집력은 배럴 온도와 수분함량이 증가할수록 조직이 팽창함에 따라 증가하였고, 절단강도는 감소하였다. 색도는 수분함량이 높아질수록 L값이 증가하고 a. b값이 감소하였으나 비지의 첨가량 및 배럴 온도에 따른 유의적 차이가 나타나지 않았다. 압출성형 비지와 비지첨가 압출성형 조직화 분리대두단백의 식이섬유는 압출성형 시 발생하는 고온, 고전단력에 의해 불용성 식이섬유는 감소하고 수용성 식이섬유는 증가하는 경향을 보였다. 환원당은 스크루 회전속도와 배럴 온도가 높을수록, 수분함량이 높을수록 감소하는 경향을 나타내었고, 총당은 스크루 회전속도와 배럴 온도가 높을수록, 수분함량이 낮을수록 증가하는 경향을 보였다. DPPH radical 소거 활성은 배럴온도가 높을수록, 수분함량이 낮을수록 증가하였으며, ABTS radical 소거 활성은 스크루 회전속도 낮을수록, 배럴 온도가 높을수록, 수분함량이 높을수록 증가하는 경향을 보였다. Total phenolic compound는 스크루 회전속도가 높아짐에 따라 증가하였으나 유의적인 차이는 발견하지 못했다. 압출성형 조직화 분리대두단백의 조직잔사지수는 비지의 첨가량 60%, 배럴 온도 150°C, 수분함량45%에서 16.24±2.34%로 가장 높은 값을 보였다. 결론적으로 공정변수를 달리하여 비지를 압출성형하였을 때 조직화가 이뤄지지 않아 조직화 단백으로 활용하기에는 부족하였지만 식품의 중간소재로 활용 가능성은 확인되었다. 또한 분리대두단백에 비지의 첨가량을 달리하여 압출성형 시 분리대두단백에 부족한 생리활성물질을 함유한 압출성형 조직화 분리대두단백을 얻을 수 있으므로 조직화 단백 또는 식품 중간소재로의 활용할 수 있을 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 압출성형 공정을 활용한 비지첨가 압출성형 조직화 분리대 두단백의 식품산업에 적용 가능성이 높으며, 기능성을 활용한 다양한 2차 가공식품에 적용이 가능할 것으로 기대된다.
The study was to investgate physicochemical properties of the extruded Biji(part Ⅰ) and texturization of the extruded isolated soy protein(ISP) with addition of Biji (part Ⅱ) for Biji recycling, the increase in nutrition, and it susage as intermediate food materials. In part Ⅰ study, as the extrusion process variables, the barrel temperature and the moisture content were adjusted at 120, 140, and 160°C, and 35, 45% respectively. L-value increased as the moisture content and barrel temperature increased from 35 to 45% and 120 to 160℃. In contrast, decreasing a-value and b-value resulted from increasing moisture content and barrel temperature. Total sugar, DPPH radical scavenging ctivity, ABTS radical scavenging activity, and total phenolic compound were increased by the extrusion process. The water solubility index(WSI) and dietary fiber of the extruded Biji decreased to 3.9% and 592.6 mg/g compared to the non-extruded Biji of 12.3% and 592.6 mg/g. According to the result of part Ⅰ study, the extruded Biji could be used in various kinds of food processing, and future study needs to find the ptimum condition of the extrusion. In part Ⅱ study, ISP-based Biji addition(0, 20, 40, 60%) was extruded at die temperature 140°C and 150°C, and screw speed 250 rpm. The moisture contents were adjusted to 35 and 45%. As the content of Biji increased from 0 to 60%, springiness, cohesiveness, and cutting strength of extuded ISP were significantly decreased. When the die temperature increased from 140 to 150℃ and the water content increased from 35 to 45%, the nitrogen solubility index, cutting strength and integrity index decreased. When the Biji addition was increased at a barrel temperature of 140°C and a moisture content of 45%, the integrity index of texture of ISP decreased. With an increase in the addition of Biji to ISP, rough urface and irregular fiber structure were observed, but regular microfiber structure was not observed. It was possible to obtain texturized ISP with Biji, containing by extrusion process containing bioactive substances. In conclusion, extruded Biji and texturized ISP with the addition of Biji with extrusion process could be applied as the intermediate food source and the meat analogue(imitation meats or animal-free meats) in the food industry.
목차
Ⅰ. 서론 1Ⅱ. 재료 및 방법 61. 실험재료 62. 압출성형공정 63. 물리적 특성 81) 팽화율 82) 수분용해지수 83) 수분흡수력 94) 색도 95) 조직감 96) 조직잔사지수 127) 미세구조 124. 화학적 특성 131) 식이섬유 132) 환원당 143) 총당 144) 수용성 질소지수 145) 아미노산 조성 155. 황산화 특성 161) DPPH radical 소거 활성 162) ABTS radical 소거 활성 163) Total phenolic compound 176. 통계처리 17Ⅲ. 결과 및 고찰 181. Part Ⅰ. 압출성형 비지의 이화학적 특성 181) 물리화학적 특성 18(1) 팽화율 18(2) 수분용해지수 18(3) 색도 21(4) 식이섬유 23(5) 환원당 25(6) 총당 252) 황산화 특성 27(1) DPPH radical 소거 활성 27(2) ABTS radical 소거 활성 28(3) Total phenolic compound 282. Part Ⅱ. 비지첨가에 따른 조직화 분리대두단백의 이화학적 특성 311) 비지첨가 압출성형 분리대두단백의 물리적 특성 31(1) 수분용해지수 31(2) 수분흡수력 31(3) 조직감 34(4) 조직잔사지수 36(5) 수용성질소지수 38(6) 색도 402) 비지첨가 압출성형 분리대두단백의 화학적 특성 42(1) 아미노산 조성 42(2) 식이섬유 48(3) DPPH radical 소거 활성 51(4) ABTS radical 소거 활성 52(5) 미세구조54Ⅳ. 요약 56Ⅴ. 참고문헌 58ABSTRACT 73