KR102459448B1 - 곡물의 비린취 제거 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 곡물을 바디에 투입하는 곡물 투입 단계; 상기 바디에 투입된 곡물을 스크류 블레이드를 이용하여 슬라이딩하는 슬라이딩 단계; 상기 곡물에 광선을 조사하는 광선 조사 단계; 상기 바디를 밀폐시켜 상기 바디 내부의 공기가 곡물들의 사이를 순환하도록 하는 열 순환 단계; 및 상기 바디 내부에 건열을 주입하는 폭기 단계를 포함하는 곡물의 비린취 제거 방법에 관한 것이다.

Description

곡물의 비린취 제거 방법{REMOVING FISHY ODOR METHOD FOR GRAIN}
본 발명은 곡물의 비린취 제거 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 열순환 및 폭기 처리를 포함하는 곡물의 비린취 제거 방법에 관한 것이다.
현대인들은 생활문화와 환경의 급격한 변화에 의해 정신적, 육체적 활동과 과도한 스트레스 등으로 체력의 저하를 다양한 증상으로 느끼고 살아가고 있으며, 식생활 또한 채식위주의 식생활에서 육식위주의 식생활로 바뀌었다.
이러한 식생활의 변화로 인해, 현대인들은 하루에 섭취하는 열량을 충분히 섭취하고 있으나, 그에 반해 각종의 비타민과 무기질은 권장섭취량보다 현저하게 부족하다. 부족한 각종의 비타민과 무기질로 인해, 현대인들은 각종 질병 및 결핍증으로 고통을 겪고 있는 실정이다.
하지만, 종래의 곡물들은 도정과정에서 리파아제(lipase)와 리폭시게네이즈(lipoxygenase) 등의 효소가 활성화되고, 공기에 노출되면 이들 효소들과 곡물에 함유된 지방질 및 유사 물질들이 반응을 일으켜 산패가 진행되며, 이로 인하여, 비린취가 발생하여, 일반인들 중 비린취에 취약한 사람들은 곡물을 제대로 섭취하지 못하는 문제가 있었다.
종래에는 이러한 리파아제에 의한 분해나 리폭시게네이즈에 의한 산패를 방지하기 위해, 곡물에 함유된 효소들이 활성화되지 않도록 하기 위해 이를 가열시키거나, 내부의 수분을 제거하기 위해 건조시키는 건조 방법이 존재하였다.
그러나 종래의 안정화 방법은 직접 가열 방식으로 매우 높은 고온으로 곡물을 가열하여 겉면이 타면서 많은 영양 손실이 발생하고, 맛, 향, 식감이 감소할 뿐만 아니라 곡물의 비린취 제거에서 효과적이지 않은 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 곡물을 직접 가열하지 않아 곡물의 영양 손실을 감소시켰으며, 곡물의 맛, 향 및 식감이 우수할 뿐만 아니라, 곡물의 비린취 제거를 효과적으로 할 수 있는 곡물의 비린취 제거 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 곡물을 바디에 투입하는 곡물 투입 단계; 상기 바디에 투입된 곡물을 스크류 블레이드를 이용하여 슬라이딩하는 슬라이딩 단계; 상기 곡물에 광선을 조사하는 광선 조사 단계; 상기 바디를 밀폐시켜 상기 바디 내부의 공기가 곡물들의 사이를 순환하도록 하는 열 순환 단계; 및 상기 바디 내부에 건열을 주입하는 폭기 단계를 포함하는 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 곡물 투입 단계에서 투입되는 곡물은 상기 바디의 전체 높이의 50% 내지 80% 가 되도록 투입되는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 곡물에서 발생한 이물질을 배출하는 이물질 배출 단계를 더 포함하는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 이물질 배출 단계에서, 상기 바디의 내부를 음압력으로 유지시켜, 상기 바디의 상부 및 측면에 적어도 하나 구비되는 개구부를 통하여, 상기 바디 내부의 습기를 배출하는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 광선 조사 단계에서, 상기 바디 내부에서 슬라이딩 중인 곡물과 소정 거리를 유지한 상태에서 광선을 조사하는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 열 순환 단계에서, 상기 바디 내의 상부와 하부의 온도가 서로 상이하게 구비되는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 열 순환 단계는 상기 곡물의 품온이 70℃ 내지 100℃가 되도록 수행하는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 폭기 단계에서, 건열 폭기 온도는 300℃ 내지 400℃인 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
또한, 상기 폭기 단계는 상기 곡물의 품온이 130℃ 내지 170℃가 되도록 수행하는 것인 곡물의 비린취 제거 방법을 제공한다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 곡물의 영양 손실을 줄이고, 쓴맛, 떫은맛, 탄맛 등 나쁜 인자를 낮출 수 있으며, 단맛, 입안 감칠맛 및 식감을 향상시키고, 비린취를 효과적으로 제거할 수 있는 곡물의 비린취 제거 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 곡물의 비린취 제거 공정을 도시한 것이다.
도 2는 생콩과 볶은콩의 비린취 제거 공정 유무에 따른 TBARS(μmol/L) 함량을 나타낸 그래프이다. 결과는 평균±표준편차로 표현되었다(*p<0.05, **p<0.01).
도 3은 생콩 대조군에 대한 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 TBARS(%) 비율 비교 결과를 나타낸 그래프이다. 결과는 평균±표준편차로 표현되었다(**p<0.01).
도 4는 생콩 대조군에 대한 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 15-LOX 활성 저해율(%) 비교 결과(상) 및 초기 활성(initial activity)(%) 비교 결과(하)를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩 및 볶은콩의 전자코 분석 결과 크로마토그램이다(생콩: 검정색, 처리생콩: 파란색, 볶은콩: 빨간색, 처리볶은콩: 초록색)
도 6은 시료별 전자코의 주성분분석(principal component analysis, PCA) 결과이다(생콩: 파란색, 처리생콩: 빨간색, 볶은콩: 초록색, 처리볶은콩: 분홍색).
도 7은 시료별 전자혀의 7가지 맛 감응도를 표현한 레이더 그래프이다.
도 8은 처리생콩의 향기분석 GC 크래마토그램 결과 그래프이다.
도 9는 볶은콩의 향기분석 GC 크래마토그램 결과 그래프이다.
도 10은 처리볶은콩의 향기분석 GC 크래마토그램 결과 그래프이다.
도 11은 생콩 및 볶은콩의 처리 전후 휘발성 성분의 비율 변화를 나타낸 결과이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여, 상세히 설명한다.
이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "수단"은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 곡물의 비린취 제거 공정을 도시한 것이고, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡물의 비린취 제거 방법은 곡물을 바디에 투입하는 곡물 투입 단계 (S10); 상기 바디에 투입된 곡물을 스크류 블레이드를 이용하여 슬라이딩하는 슬라이딩 단계 (S20); 상기 곡물에 광선을 조사하는 광선 조사 단계 (S30); 상기 바디를 밀폐시켜 상기 바디 내부의 공기가 곡물들의 사이를 순환하도록 하는 열 순환 단계 (S40); 및 상기 바디 내부에 건열을 주입하는 폭기 단계 (S50)를 포함한다.
상기 곡물은 식용으로 하는 농작물을 의미할 수 있으며, 예를 들어 벼, 보리, 밀, 조, 콩, 팥, 기장, 수수, 옥수수, 귀리 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 곡물은 곡물 자체, 곡물의 가공된 형태, 곡물 가루 등 다양한 형태로 사용될 수 있으며, 특별한 형태로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 곡물 건조 장치는 곡물을 건조하는 효과 외에도, 곡물의 비린취를 제거하는 효과, 곡물을 볶는 효과, 곡물을 장기간 보관할 수 있는 안정화 효과 등을 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 “곡물 건조 장치”는 “곡물 비린취 제거 장치”, “곡물 볶음용 장치”, “곡물 안정화 장치” 등의 용어와 혼용할 수 있다.
또한, 용어 “폭기”는 공기를 공급, 투입 또는 주입하는 것을 의미하며, 용어 “포기” 또는 “에어레이션(aeration)”과 혼용될 수 있다.
상기 곡물 투입 단계 (S10)에서는, 바디 내부에서 공기가 순환되는 과정에서 공기가 곡물들 사이를 반복하여 지날 수 있도록 바디 내부에 곡물들을 상당한 두께로 쌓아서 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 곡물 투입 단계에서 투입되는 곡물은 상기 바디의 전체 높이의 50% 내지 80% 가 되도록 투입할 수 있다.
상기 슬라이딩 단계 (S20)에서는 곡물이 전체적으로 고르게 처리될 수 있도록 곡물을 섞어서 위치를 변경할 수 있도록 한다. 구체적으로, 바디 내부의 스크류 블레이드에 의해 곡물들을 좌우의 수평방향 및 상하방향으로 움직여서 서로 섞어줌으로써 위치를 변경할 수 있다. 예를 들어, 곡물들을 상하 10회 ~ 20회/min 회전식 좌우 30회 ~ 60 회/min 로 움직여 섞을 수 있다. 상기 스크류 블레이드는 바디 내에서 상하 방향 및 좌우 방향으로 0rpm 내지 80rpm, 또는 0rpm 내지 60rpm, 또는 20rpm 내지 60 rpm의 속도로 이동하도록 구비될 수 있다.
이로 인하여, 바디 내부에서 이동하는 곡물들이 바디 내부의 순환하는 공기와 접촉하는 효율을 증대시킬 수 있고, 비린취 제거의 효율을 높이는 효과가 있다.
또한, 상기 스크류 블레이드의 상하, 좌우 슬라이딩에 의해 곡물 또한 상하, 좌우 슬라이딩되게 되는데, 이 때, 바디를 밀폐시켜 바디 내부의 공기의 유동만을 이용하여 곡물의 미세 세척 공정 (미도시)이 추가될 수 있다. 이로 인하여, 곡물의 비린취의 제거 효율이 상승하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 곡물의 비린취 제거 방법은 상기 곡물에서 발생한 이물질을 배출하는 이물질 배출 단계 (미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 이물질 배출 단계에서, 상기 바디의 내부를 음압력으로 유지시켜, 상기 바디의 상부 및 측면에 적어도 하나 구비되는 개구부를 통하여, 상기 바디 내부의 이물질 또는 습기를 배출할 수 있다. 상기와 같이 바디 내부의 습기를 외부에 배출함으로 인하여, 곡물의 비린취가 바디 상부 및 측면에 구비된 적어도 하나 이상의 개구부를 통하여 배출되어 곡물의 비린취 제거 효율이 증가되는 효과가 있으며, 외부를 향하는 방향으로 형성되는 압력 구배에 따라 공기 유동이 생기므로, 곡물들의 간극이 발생하게 되어 곡물들끼리 마찰이 줄어들게 되고, 곡물의 표면의 상처를 방지하여, 곡물들의 윤기 및 색택이 보다 잘 유지되는 효과가 있다.
상기 광선 조사 단계 (S30)에서, 광선 조사에 의해 곡물의 위생성과 보관성, 맛, 향, 식감 및 단맛을 향상시킬 수 있다. 광선 조사 단계에서는 광선 조사 수단을 사용할 수 있다. 상기 광선 조사 수단은 원적외선 램프 및 자외선 램프 중 하나 이상일 수 있다.
곡물의 안정화를 위하여 광선 조사 단계 (S30)는 40분 내지 60분 간 수행될 수 있다.
또한, 상기 바디 내부에서 슬라이딩 중인 곡물과 소정 거리를 유지한 상태에서 광선을 조사할 수 있다. 예를 들어 곡물과는 5cm 내지 10cm의 간격으로 이격되도록 설치될 수 있다. 곡물과는 이격되도록 광선 조사 수단을 설치하여도 지속적으로 곡물들을 섞어서 위치를 변경하기 때문에 전체 곡물들이 순차적으로 표면에 노출되며, 노출된 동안 광선에 의한 비가열적인 살균과 활성화가 수행될 수 있다. 나아가, 광선 조사 수단은 상부의 공간에 조사되고 있기 때문에, 이물질 등을 포함하여 상부로 배출된 가열된 공기에 대해서도 광선 조사 수단에 의한 비가열적인 살균이 수행된다. 이로 인하여, 바디 내부의 곡물에 일반세균 및 기타 미생물의 서식을 방지하고, 곡물 고유의 맛, 향 및 식감을 활성화할 수 있고, 곡물의 비린취 또한 효율적으로 제거할 수 있다.
상기 열 순환 단계 (S40)는 폭기 수단에 의해 건열을 주입하고 바디를 밀폐하여 바디 내부의 공기가 바디 내부의 곡물들 사이를 순환하도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 폭기 수단에 의해 바디 내부에 건열이 주입된 후, 폭기 수단의 폭기가 중단되면, 바디가 밀폐된 상태에서 바디 내부의 공기가 바디 내부의 곡물들 사이를 순환할 수 있다. 이러한 건열 폭기 순환 시스템에 의해, 곡물의 비린취가 제거될 수 있다.
상기 열 순환 단계 (S40)에서, 곡물 자체의 품온은 70℃ 내지 100℃, 또는 80℃ 내지 90℃가 되도록 수행할 수 있다. 이에 따라, 폭기 수단의 건열 온도는 250℃ 내지 350℃로 설정될 수 있다.
이때, 공기의 순환을 돕기 위해 상기 바디 내의 상부와 하부의 온도가 서로 상이하게 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 바디 하부 온도는 130℃ 내지 170℃로 설정되고, 상부 온도는 하부 온도보다 30℃ 내지 50℃ 낮게 설정될 수 있다. 이러한 온도 차이에 의해서 내부 공기가 바디 내부를 20 내지 60 rpm/ min 의 속도로 순환할 수 있다.
상기 열 순환 단계 (S40)는 20분 내지 60분, 또는 30분 내지 50분 동안 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 폭기 단계 (S50)는 폭기 수단에 의해 바디 내부에 건열을 주입하여 주입된 건열 공기가 바디 내부의 곡물들 사이를 지나가도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 폭기 수단에 의해 바디 내부에 일정한 시간 동안 지속적으로 건열이 주입되면, 주입된 건열 공기가 바디 내부의 곡물들 사이를 지나갈 수 있다. 이러한 건열 폭기 투입 시스템에 의해, 곡물이 볶아지는 효과가 나타날 수 있다. 이에 따라 곡물의 단맛 및 입안 감칠맛이 증가할 수 있고, 고소한 향이 증가할 수 있다.
상기 폭기 단계 (S50)에서, 곡물 자체의 품온은 130℃ 내지 170℃, 또는 140℃ 내지 160℃가 되도록 수행할 수 있다. 이에 따라, 폭기 수단의 건열 온도는 350℃ 내지 400℃, 또는 350℃ 내지 400℃로 설정될 수 있다.
이때, 바디의 하부온도 및 상부온도는 동일하거나 상이하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 바디의 하부온도 및 상부온도는 180℃ 내지 200℃일 수 있다.
상기 폭기 단계 (S50)는 10분 내지 30분 동안 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 열 순환 단계 (S40) 및 폭기 단계 (S50)는 모두 폭기 수단을 이용하는데, 상기 폭기 수단은 상기 바디 내부에 건열 공기를 주입하여 공기가 곡물 사이를 지나가면서 열을 전달하기 때문에, 종래의 방식과 같은 직접 가열 방식에서 나타나는 겉면이 타는 현상이 발생하지 않는다. 또한, 300℃ 내지 400℃의 고온이 곡물에 직접 가열되어 전달되는 것이 아니기 때문에, 곡물에 고르게 열이 전달되고, 곡물 자체의 온도(품온)가 지나치게 고온이 되지 않으면서 일정한 온도를 유지할 수 있다. 따라서, 종래의 직접 가열 방식과 달리, 본 발명의 곡물 건조 장치는 폭기 수단을 구비함으로써 곡물의 영양 손실을 줄일 수 있고, 쓴맛, 떫은맛, 탄맛 등 나쁜 인자를 낮출 수 있으며, 단맛, 입안 감칠맛 및 식감을 향상시키고, 비린취를 제거할 수 있다.
본 발명에 따른 곡물의 비린취 제거 방법은 상기 곡물을 건조시키는 건조 단계 (미도시)를 더 포함할 수 있다. 광선 조사 단계 (S40) 를 수행한 뒤에, 풍속 10 m/s 이상의 14℃ 내지 18℃의 공기를 사용하여 건조 단계를 20시간 내지 24시간 이상 더 수행함으로써, 곡물의 비린취를 추가적으로 제거할 수 있다. 다만, 상기 건조 단계의 풍속, 공기의 온도 및 건조 단계의 수행 시간은 설명의 편의를 위하여 일 예를 든 것이고, 사용자는 필요에 따라 상기 건조 단계의 풍속, 공기의 온도 및 건조 단계의 수행 시간을 다양하게 변형할 수 있으며, 이는 본 발명의 권리범위를 제한하려고 하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 곡물의 비린취 제거 방법은 곡물 건조 장치에 의해 수행될 수 있는데, 상기 곡물 건조 장치는, 밀폐 구조를 구비하며, 곡물을 수용하는 바디; 상기 바디 내부에 구비되어, 상기 바디 내에 수용된 곡물을 슬라이딩시키는 스크류 블레이드; 상기 바디를 가열하는 가열 수단; 및 상기 바디에 연결되어, 상기 바디 내부에 건열을 주입하는 폭기 수단을 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 곡물 건조 장치의 바디는 밀폐 구조를 구비한다. 상기 밀폐 구조에 의해 바디가 밀폐되면, 바디 내부에서 공기가 반복적으로 순환되고, 순환되는 공기가 곡물들의 사이를 반복하여 지날 수 있다. 즉, 바디를 밀폐시켜 바디 내부의 공기의 유동만을 이용하여 곡물의 비린취를 제거하고 미세 세척을 할 수 있다. 종래의 곡물을 직접 가열하는 방식과는 달리, 상기 구성에 따라 곡물 외부를 순환하는 공기에 의해 곡물에 열을 전달하므로, 영양 손실을 줄일 수 있고, 쓴맛, 떫은맛, 탄맛 등 나쁜 인자를 낮출 수 있으며, 식감을 향상시키고, 비린취를 제거할 수 있다.
또한, 바디 내부에서 공기가 순환되는 과정에서 공기가 곡물들 사이를 반복하여 지날 수 있도록 바디 내부에 곡물들을 상당한 두께로 쌓아서 위치시킬 수 있도록 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 곡물 건조 장치의 바디에 투입되는 곡물은 상기 바디의 전체 높이의 50% 내지 80%가 되도록 투입할 수 있다. 다른 예로서, 상기 곡물 건조 장치의 바디에 투입되는 곡물은 1회에 50kg 내지 80kg의 양으로 투입될 수 있으나, 바디의 크기 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 곡물 건조 장치의 스크류 블레이드는 곡물이 전체적으로 고르게 처리될 수 있도록 곡물을 섞어서 위치를 변경할 수 있도록 구비될 수 있다. 바디 상하부의 온도 차이, 바디 내외부의 온도차이 및 바디 내부 공기가 순환되는 위치 등에 의해서 바디 내부는 위치별로 온도 차이가 발생하기 때문에, 곡물의 위치에 따라서 비린취 제거 수준이 달라질 수 있는데, 상기 구성에 의해 곡물이 전체적으로 고르게 처리될 수 있다.
곡물들을 좌우의 수평방향 및 상하방향으로 움직여서 서로 섞어줌으로써 위치를 변경할 수 있고, 바디 내부에 스크류 컨베이어와 같이 스크류 블레이드가 형성된 회전봉과 같은 혼합 수단을 설치하되 쌓여있는 곡물들 내에 수직하게 세워서 설치하여 회전시킴으로써 곡물들을 상하 10회 ~ 20회/min 회전식 좌우 30회 ~ 60 회/min 로 움직여 섞을 수 있다.
구체적으로, 상기 스크류 블레이드는 역회전 스크류 방식으로 상기 바디 내부에 쌓여있는 곡물들을 회전중심으로부터 외주 방향으로 이동시키는 방사형 회전식 슬라이딩 방식으로 구비될 수 있다.
나아가, 상기 스크류 블레이드는 바디 내에서 상하 방향 및 좌우 방향으로 0rpm 내지 80rpm, 또는 0rpm 내지 60rpm, 또는 20rpm 내지 60 rpm의 속도로 이동하도록 구비될 수 있다.
이로 인하여, 바디 내부에서 이동하는 곡물들이 바디 내부의 순환하는 공기와 접촉하는 효율을 증대시킬 수 있고, 비린취 제거의 효율을 높이는 효과가 있다.
본 발명의 곡물 건조 장치의 바디는 상부와 하부의 온도가 동일하거나 상이하게 구비될 수 있다.
보다 구체적으로, 바디의 하부 온도가 더 높도록 바디 내부의 온도에 20% 내지 50% 차이를 두어, 바디의 하부에서 가열된 공기가 상승하고 바디 상부의 공기는 다시 아래쪽으로 내려오도록 구성할 수 있다. 이로 인하여, 밀폐된 바디의 내부에서 공기가 계속하여 순환할 수 있는 효과가 존재한다.
이를 위하여 바디의 하부에만 열을 가하는 가열 수단을 구비하도록 구성할 수도 있고, 바디의 상부에 열을 가하는 상부 가열 수단과 바디의 하부에 열을 가하는 하부 가열 수단을 분리하여 구비하도록 구성하는 것도 가능하다.
따라서, 상기 일 실시예에 따른 가열 수단은 상기 바디의 하부만을 가열하는 하부 가열 수단일 수 있고, 상기 바디의 상부만을 가열하는 상부 가열 수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 바디의 상부를 냉각하는 냉각 수단을 통해서 바디의 상부에 위치하는 공기의 온도를 낮춰서 공기가 내부에서 순환되도록 구성할 수도 있다.
이때, 바디 하부의 온도와 바디 상부의 온도 차이가 30℃ 내지 50℃가 되도록 할 수 있고, 이러한 온도 차이에 의해서 내부 공기가 바디 내부를 20 내지 60 rpm/ min 의 속도로 순환하도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 바디 내부의 상하부 온도의 차이 뿐만 아니라 바디의 외부온도와 내부온도가 서로 상이하게 설정되어, 가열된 공기가 보다 효율적으로 유동하게 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 바디의 외부온도는 200℃ 내지 300℃ 로 구비될 수 있고, 바디의 내부온도는 60℃ 내지 85℃ 로 구비될 수 있다.
다만, 이는 설명의 편의를 위하여 예를 들어 설명한 것이고, 사용자는 필요에 따라 바디의 외부온도 및 내부온도의 범위를 변경할 수 있고, 이는 본 발명의 권리범위를 한정하려는 것은 아니다.
본 발명에 따른 곡물 건조 장치의 폭기 수단은 바디 내부에 건열을 주입할 수 있도록 구비될 수 있다. 상기 폭기 수단은 바디 외부에 구비될 수 있으나, 바디 내부에 건열을 주입할 수 있도록 바디와 연결되어 있다.
상기 폭기 수단은 상기 바디 내부에 고온의 건열 공기를 주입할 수 있으며, 그 온도는 설정에 따라 조정할 수 있다. 구체적으로, 상기 폭기 수단은 상기 바디 내부에 250℃ 내지 450℃, 또는 300℃ 내지 400℃의 건열을 주입할 수 있으나, 이러한 온도에 제한되는 것은 아니다.
상기 폭기 수단은 상기 바디 내부에 건열 공기를 주입하여 공기가 곡물 사이를 지나가면서 열을 전달하기 때문에, 종래의 방식과 같은 직접 가열 방식에서 나타나는 겉면이 타는 현상이 발생하지 않는다. 또한, 300℃ 내지 400℃의 고온이 곡물에 직접 가열되어 전달되는 것이 아니기 때문에, 곡물에 고르게 열이 전달되고, 곡물 자체의 온도(품온)가 지나치게 고온이 되지 않으면서 일정한 온도를 유지할 수 있다. 따라서, 종래의 직접 가열 방식과 달리, 본 발명의 곡물 건조 장치는 폭기 수단을 구비함으로써 곡물의 영양 손실을 줄일 수 있고, 쓴맛, 떫은맛, 탄맛 등 나쁜 인자를 낮출 수 있으며, 단맛, 입안 감칠맛 및 식감을 향상시키고, 비린취를 제거할 수 있다.
상기 폭기 수단에 의해 바디 내부에 건열이 짧은 시간 동안 주입될 수도 있고, 일정한 시간 동안 지속적으로 주입될 수도 있다.
구체적으로, 상기 폭기 수단에 의해 바디 내부에 건열이 주입된 후, 폭기 수단의 폭기가 중단되면, 바디가 밀폐된 상태에서 바디 내부의 공기가 바디 내부의 곡물들 사이를 순환할 수 있다. 이러한 건열 폭기 순환 시스템에 의해, 곡물의 비린취가 제거될 수 있다. 곡물 자체의 품온은 70℃ 내지 100℃, 또는 80℃ 내지 90℃가 되도록 폭기 수단의 건열 온도를 설정할 수 있다. 예를 들어, 폭기 수단의 건열 온도는 250℃ 내지 350℃로 설정될 수 있다. 이때, 공기의 순환을 돕기 위해 바디의 하부온도 및 상부온도는 상이하게 구비될 수 있다.
한편, 상기 폭기 수단에 의해 바디 내부에 일정한 시간 동안 지속적으로 건열이 주입되면, 주입된 건열 공기가 바디 내부의 곡물들 사이를 지나갈 수 있다. 이러한 건열 폭기 투입 시스템에 의해, 곡물이 볶아지는 효과가 나타날 수 있다. 이에 따라 곡물의 단맛 및 입안 감칠맛이 증가할 수 있고, 고소한 향이 증가할 수 있다. 곡물 자체의 품온은 130℃ 내지 170℃, 또는 140℃ 내지 160℃가 되도록 폭기 수단의 건열 온도를 설정할 수 있다. 예를 들어, 폭기 수단의 건열 온도는 350℃ 내지 400℃로 설정될 수 있다. 이때, 바디의 하부온도 및 상부온도는 동일하거나 상이하게 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 곡물 건조 장치는 상기 폭기 수단을 구비함으로써 곡물의 비린취 제거 공정과 볶음 공정을 연속적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 곡물 건조 장치의 바디는 상면과 측면에 적어도 하나 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부를 통해 곡물의 표면에 부착되었던 이물질 등이 배출될 수 있다. 구체적으로, 곡물들을 섞어서 위치를 이동시키는 과정에서 표면에 부착되었던 이물질 등이 쉽게 떨어지며, 이러한 이물질 등은 위로 상승하는 가열된 공기에 의해 상부로 배출될 수 있다.
또한, 상기 개구부는 외부의 산소를 유입시킬 수 있는데, 바디의 내부를 음압력으로 유지시켜 상기 개구부를 통하여 바디 내부에 가열된 공기에 의해 형성되는 습기를 배출할 수 있다. 상기와 같이 바디 내부의 습기를 외부에 배출함으로 인하여, 곡물의 비린취가 바디 상부 및 측면에 구비된 적어도 하나 이상의 개구부를 통하여 배출되어 곡물의 비린취 제거 효율이 증가되는 효과가 있으며, 외부를 향하는 방향으로 형성되는 압력 구배에 따라 공기 유동이 생기므로, 곡물들의 간극이 발생하게 되어 곡물들끼리 마찰이 줄어들게 되고, 곡물의 표면의 상처를 방지하여, 곡물들의 윤기 및 색택이 보다 잘 유지되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 곡물 건조 장치는 상기 바디 내부에 구비되어, 상기 바디 내에 수용된 곡물에 광선을 조사하는 광선 조사 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 광선 조사 수단에 의해 곡물의 위생성과 보관성, 맛, 향, 식감 및 단맛을 향상시킬 수 있다.
상기 광선 조사 수단은 원적외선 램프 및 자외선 램프 중 하나 이상일 수 있다. 자외선은 비가열적인 살균을 수행함으로써 일반세균 및 기타 미생물을 제거할 수 있다. 또한 원적외선은 여러 생리활성물질들을 활성화 시키는 기능을 수행할 수도 있다.
상기 광선 조사 수단은 바디 내부에 쌓여있는 곡물과는 이격되도록 설치될 수 있고, 예를 들어 곡물과는 5cm 내지 10cm의 간격으로 이격되도록 설치될 수 있다. 곡물과는 이격되도록 광선 조사 수단을 설치하여도 지속적으로 곡물들을 섞어서 위치를 변경하기 때문에 전체 곡물들이 순차적으로 표면에 노출되며, 노출된 동안 광선에 의한 비가열적인 살균과 활성화가 수행될 수 있다.
나아가, 광선 조사 수단은 상부의 공간에 조사되고 있기 때문에, 이물질 등을 포함하여 상부로 배출된 가열된 공기에 대해서도 광선 조사 수단에 의한 비가열적인 살균이 수행된다.
이로 인하여, 바디 내부의 곡물에 일반세균 및 기타 미생물의 서식을 방지하고, 곡물 고유의 맛, 향 및 식감을 활성화 할 수 있고, 곡물의 비린취 또한 효율적으로 제거할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 곡물 건조 장치는 건조 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 건조 수단은 풍속, 공기의 온도 및 수행 시간을 필요에 따라 다양하게 변형할 수 있다. 이러한 건조 수단을 통해 곡물의 비린취를 추가적으로 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서 곡물 비린취 제거 공정을 수행한 곡물과 수행하지 않은 비교예에 대하여, 비린취 제거 효과 분석 및 관능 평가를 진행하였다.
분석대상
분석대상으로 사용할 시료는 생콩, 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩으로 총 4가지를 준비하였다. 구체적으로, 콩 종류는 국내산 콩 품종 대원콩을 사용하였다. 생콩은 시판되는 생콩가루를 사용하였다. 볶은콩은 시판되는 볶은콩가루를 사용하였다.
처리생콩 및 처리볶은콩은 상기 생콩가루 및 볶은콩가루를 각각 본 발명의 실시예에 따른 비린취 제거 공정을 수행하여 얻었다. 구체적으로, 본 발명의 곡물 건조 장치에 곡물을 70kg(바디 전체 높이의 약 70%) 투입하였다. 열 순환 단계에서는, 바디 하부 온도 150℃, 바디 상부 온도 100℃, 스크류 블레이드 회전수 60 rpm, 건열 폭기 온도 300℃로 설정하고, 바디를 밀폐하여 건열 공기가 곡물들 사이를 순환하도록 함으로써 곡물 자체의 품온을 85℃로 유지하였으며, 본 단계는 40분간 수행하였다. 폭기 단계에서는, 바디 하부 온도 및 상부 온도 200℃, 스크류 블레이드 회전수 30 rpm, 건열 폭기 온도 400℃로 설정하여 밀폐된 바디 내부로 건열을 폭기함으로써 곡물 자체의 품온을 150℃로 유지하였으며, 본 단계는 20분간 수행하였다.
[분석내용]
가. 비린취 지표 1: TBARS ( Thiobarbituric acid reactive substances) 분석
TBARS (Thiobarbituric acid reactive substances) 분석은 TBARS 분석 키트 (Elabscience Biotechnology Co., USA)를 사용하여 수행하였다. 시료별 추출물은 Sweta Kumari법(Sweta Kumari et al. Changes in the Levels of Off-Flavor Generation in Soybean through Biotic Elicitor Treatments, Journal of agricultural and food chemistry. 2015, 63, 700-706.)에 의하여 증류수로 10배 희석하여 제조한 후 0.1 mL를 취하였다. 시료액에 산성 시약(Acid reagent)과 발색성 제제(Chromogenic agent)를 차례대로 첨가한 후 100℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 아이스 배스(Ice bath)에서 10분간 반응을 정지시킨 후, 3200 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 상층액을 532 nm에서 흡광도 측정하였으며, 다음과 같은 계산식을 적용하여 값을 구하였다.
[계산식 1]
TBARS (μmol/L)=(ΔA-b)÷a×f
상기 계산식에서, ΔA: 절대 OD (시료 OD - Blank OD); b: 표준곡선의 절편(intercept); a: 표준곡선의 기울기; f: 시험 전 시료의 희석 인자.
TBARS 함량은 3회 반복 측정하여 평균(mean)±표준편차(standard deviation)로 나타냈으며, 통계 분석 SPSS software (Version 23, IBM-SPSS, USA)를 이용하였다. 시료별 비린취 공정 처리 유무에 따른 유의적인 차이를 확인하기 위해 독립표본 T-검정을 실시하였다. 생콩을 대조군으로 하여 비교한 경우, 일원배치 분산분석(One-way ANOVA)을 실시하였고, Dunnett T3 test로 사후검증하였다(p<0.05).
나. 비린취 지표 2: 15 - 리폭시게나제 (15- Lipoxygenase : 15-LOX) 분석
15-LOX 억제 분석은 리폭시게나제 억제제 스크리닝 분석 키트(Abnova, USA)를 사용하여 수행하였다. 시료별 추출물은 Mankyu Hub법(Mankyu Huh et al. Inhibitory effect of lipoxygenase and DPPH radical scavenging activity of Fraxinus rhynchophylla. Eurpean Journal of Advanced Research in Biological and Life Sciences. 2015, 3, 10-16.)과 Kyungsoon Cho법(Kyungsoon Cho. Evaluation of Achyranthes japonica Ethanol Extraction on the Inhibition Effect of Hyluronidase and Lipoxygenase. Journal of Life Science, 2015, 25, 1370-1376.)을 수정한 방법에 따라 메탄올로 30배 희석하여 제조한 후 10 μL를 취하였다. 100 μL의 용매를 넣은 Blank 웰을 제외하고 100% 초기 활성 웰(Initial Activity well)과 억제제 웰(inhibitor well)에 각각 용매와 시료액을 10 μL씩 넣고 90 μL의 15-LOX 표준(standard)을 첨가한 후 상온에서 5분간 배양시켰다. 각각의 웰에 10 μL 아라키돈산(arachidonic acid) 기질을 넣어 10분 동안 쉐이커로 섞어주면서 반응시켰다. 모든 웰에 100 μL 크로모젠(chromogen)을 첨가하여 반응을 중단시키고 플레이트 커버를 덮어 5분 간 쉐이커에서 섞어주었다. 커버를 제거한 후 490 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 다음과 같은 계산식을 활용하여 값을 구하였다.
[계산식 2]
억제 %={(IA-Blank)-(억제제-Blank)}÷{IA-Blank}×100
상기 계산식에서, IA: 100% 초기 활성의 평균 흡광도; Blank: blank의 평균 흡광도; 억제제: 억제제의 평균 흡광도.
다. 전자코 분석
생콩, 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 전자코 분석 방법은 Jeongae Heo법(Jeongae Heo et al. A Comparison of Flavor and Taste of the Doenjang Solution by Instrumental Measurements and Sensory Evaluation based on Serving Temperature. The Korean Journal of Food and Nutrition. 2018. 31, 264-271.)을 참고하여 수행하였으며, 전자코 시스템(Heracles Ⅱ, Alpha MOS Ltd., France)를 사용하여 휘발성 성분을 분석하였다. 각 시료 1 g을 칭량하여 20 mL vial에 넣어 50~80℃를 유지했으며, 1,000 μL를 1 mL/min 속도로 주입하였다. 비극성 컬럼(MTX-5), 약한 극성 컬럼(MTX-1701)을 통과한 시료를 FID (flame ionization detector)로 분석하였으며, 이때 시료는 50~80℃ 온도에서 시작하여 1℃/s로 온도를 증가시켜 250℃까지 가열하였다. 시료별 전자코 결과 분석은 Alphasoft version 14.2(Alphasoft MOS, France)를 이용하였고, 측정은 총 3회 반복하였다.
라. 전자혀 분석
생콩, 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 총 4가지 시료 맛 분석에는 전자혀(Astree, Alpha MOS, France)를 사용하였으며, 해당 분석은 Jungsun Kim법(Jungsun et al. Flavor Analysis of Commercial Korean Distilled Spirits using an Electronic Nose and Electronic Tongue. Korean Journal of Food Science and Technology. 2016, 48, 117-121.)을 참고하여 수행하였다. 각 시료를 증류수로 12배 희석하여 전처리한 후 여과(Whatman No.4, Whatman International Ltd, UK)하여 25 mL 취한 것을 유리용기에 담아 자동시료측정기로 분석을 실시하였다. 전자혀는 7가지 센서를 가진 모듈(Sensor array # 5, Alpha MOS, France)을 사용하였으며, 7가지 센서 중 SPS, GPS 센서는 standard로서 보정용으로 사용하였고, 이 외에도 SRS(신맛, 떫은맛, 쓴맛), STS(짠맛, 매운맛, 금속맛), UMS(감칠맛, 짠맛, 떫은맛), SWS(단맛, 신맛), BRS(쓴맛, 떫은맛) 센서를 사용하였다. 7가지 센서는 각각의 화학성분을 측정하는 것이 아닌 전체적인 맛을 센싱하여 각각의 센서 감응도를 0-12의 범위를 갖는 맛 점수로 변환하였다. 센서마다 모든 데이터의 평균값(m)과 표준편차(σ)를 산출하고 각 시료별 반복데이터 센서값의 평균값(X)을 토대로 X’=|(X-m)|/σ을 산출하였다. 시료의 측정은 4회 반복하여 실시하였고, 단일 시료의 분석 후에는 센서 헹굼 과정을 거쳤다. 데이터 처리는 Alpha MOS에서 제공된 소프트웨어(Alpha soft 14.2 version, Alpha MOS, France)를 사용하였다.
마. HS- SPME / GC -MS를 이용한 휘발성 향기 물질의 분석
콩가루의 향기분석을 위해 Gas chromatograph(TRACETM 1300, Thermo scientific, MA,USA)에 Mass spectrometer (TSQ 8000, Thermo scientific, MA,USA)을 연결하여 분석하였으며 시료의 전처리 방법으로 유기용매 없이 분석물질을 추출하는 SPME 방법을 이용하였다.
Headspace-solid phase microextraction(HS-SPME) fiber로 SPME fiber assembly Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene(PDMS/DVB) Supelco Co., USA)을 사용하였다. HS-SPME/GC-MS를 이용한 분석은 하기 [표 1]의 조건으로 수행하였다.
Figure 112019129269463-pat00001
Column은 DB-WAX(60 m × 0.25 mm ×0.5 μm)를 사용하였으며, 유속은 2.0 mL/min으로 일정하게 유지하였다. 주입구 온도는 250℃, column oven 온도는 50℃에서 2분간 유지한 후 4℃/min으로 온도를 상승시켜 250℃에서 10분간 유지해 분석하였다.
GC 분석으로 분리된 각 peak 성분은 표준물질의 머무름 시간 및 GC-MS에 의한 mass spectrum을 토대로 하여 spectral library(NIST Mass Spectral search program, version 2.0, USA)로 검색한 자료와 비교하여 동정하였다. 시료의 각 성분의 상대적 비율은 GC-MS에서 얻은 total ion chromatogram (TIC)에서 해당 peak 면적을 전체 peak의 합으로 나누어 계산하였다.
바. 관능평가 (소비자 기호도 검사)
명지대학교 생명윤리위원회의 승인(승인번호: MJU-2019-09-002-02)을 받은 후 관능평가를 실시하였다.
비린취 제거 공정 유무에 따른 생콩가루와 볶은콩가루 즉, 총 4가지 시료에 대한 기호도 평가는 한국식품연구원 관능검사실 개별부스에서 총 78명의 패널을 대상으로 수행하였다. 패널은 성별, 연령대에 대한 인구학적 정보와 관련 설문지 및 동의서를 작성한 후, 9점 기호척도(1=매우 싫어한다, 9=매우 좋아한다)를 이용하여 시료에 대한 전반적인 기호도, 외관 기호도, 향 기호도, 맛 기호도, 입안감촉 기호도를 평가하였다. 색, 고소한 향, 콩비린내, 단맛, 쓴맛, 생콩 향미/볶은콩 향미, 고소한 향미, 떫은 느낌, 입안 잔여감의 강도에 대해서는 7점 항목척도(1=약함, 7=강함)를 이용하여 평가하였다.
시료 평가는 패널을 절반으로 나누어 진행하였으며, 절반의 패널은 생콩가루를 먼저, 볶은콩가루를 나중에 평가하였으며, 나머지 절반의 패널은 볶은콩가루를 먼저, 생콩가루를 나중에 평가하였다. 시료는 3자리 난수를 표기한 1회용 70 mL 플라스틱 용기에 2.5±0.3 g씩 담아 한 번에 한 시료씩 각 패널에게 랜덤화된 순서로 제시하였다. 또한 시료와 시료 평가 사이에 입가심용 정수를 제공하여 이전 시료의 영향력을 최소화하였다. 평가 시 평가 장소의 온도는 약 24℃였으며, 형광등이 있는 개인 부스에서 평가를 진행하였다.
소비자 기호도 및 특성강도 항목은 시료별 비린취 제거 공정 유무에 따른 차이를 확인하기 위해 T-검정(two-samples t-test)으로 분석하였고, 유의확률 5% 수준에서 각 시료의 평균값을 비교하였다. 또한, 전반적인 기호도에 따른 그룹의 특성은 AHC(Agglomerative hierarchical clustering) 분석을 활용하였다. 통계처리는 XLSTAT 분석 프로그램을 이용하였다(Version 2016, Addinsoft, France).
[분석결과]
가. 비린취 지표 1 - TBARS 분석 결과
도 2는 생콩과 볶은콩의 비린취 제거 공정 유무에 따른 TBARS(μmol/L) 함량을 나타낸 그래프이다. 결과는 평균±표준편차로 표현되었다. *p<0.05, **p<0.01.
도 2에 나타낸 바와 같이, 생콩과 볶은콩의 비린취 제거 공정 처리 전 TBARS 함량은 각각 0.79 μmol/L, 0.73 μmol/L를 나타내었으며, 비린취 제거 공정 처리 후 각각 0.67 μmol/L, 0.47 μmol/L로 함량이 유의적으로 감소하였다.
도 3은 생콩 대조군에 대한 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 TBARS(%) 비율 비교 결과를 나타낸 그래프이다. 결과는 평균±표준편차로 표현되었다. **p<0.01.
도 3에 나타낸 바와 같이, 생콩의 TBARS 함량을 100%로 하였을 때, 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 TBARS 함량은 각각 85.58%, 92.21%, 60.19%를 나타내었다. 또한, 처리생콩과 처리볶은콩의 TBARS 함량은 생콩의 TBARS 함량과 비교하여 유의적인 감소를 보였다.
상기 결과에서 볼 수 있듯이, 생콩과 볶은콩에서 콩의 비린취 지표 중 하나인 TBARS 함량이 본 발명의 실시예에 따른 비린취 공정의 적용에 의해 모두 유의적으로 감소하였다. 또한, 처리볶은콩의 TBARS 함량이 가장 낮았다. 따라서, 본 발명의 비린취 공정이 콩의 비린취를 효과적으로 감소시키는 것을 확인하였다.
나. 비린취 지표 2 - 15-LOX 활성 저해율 결과
도 4는 생콩 대조군에 대한 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 15-LOX 활성 저해율(%) 비교 결과(상) 및 초기 활성(initial activity)(%) 비교 결과(하)를 를 나타낸 그래프이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 생콩의 15-LOX 저해율을 100%로 하였을 때, 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩의 15-LOX 저해율은 각각 116.91%, 134.77%, 126.48%를 나타내어 생콩에 비하여 세 종류의 가공된 콩의 15-LOX 저해율이 높은 경향을 보였다. 15-LOX 활성 정도 측면에서 생콩은 281.31%으로 나타난 반면, 처리생콩, 볶은콩, 처리볶은콩은 각각 246.56%, 209.84%, 226.89%를 나타내어 가공에 따른 15-LOX 활성도 감소를 보였다.
따라서, 콩의 비린취 지표은 15-LOX 효소는 생콩보다 가공된 콩일수록 저해율이 높아지는 것을 검증하였다. 또한, 콩의 비린취 지표인 15-LOX 효소는 생콩보다 가공된 콩일수록 저해율이 높아짐을 검증하였다. 가공 시 가열 온도와 시간에 따라 15-LOX 효소의 저해율에 영향을 미칠 것으로 사료된다.
본 발명의 비린취 공정은 콩의 비린취에 관여하는 요소 중 15-LOX 효소를 저해시켜 비린취 경감에 도움을 주는 것으로 판단되었다.
다. 전자코 분석 결과
표 2는 시료별 두 종류 컬럼(MTX-5, MTX-1701)의 피크 면적 값을 나타낸 결과이다.
Figure 112019129269463-pat00002
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩 및 볶은콩의 전자코 분석 결과 크로마토그램이다. 생콩: 검정색, 처리생콩: 파란색, 볶은콩: 빨간색, 처리볶은콩: 초록색.
표 2 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩 및 볶은콩의 전자코 분석 결과, MTX-5 컬럼에서는 3 종류의 주요 피크가 나타났으며, MTX-1701 컬럼에서는 5 종류의 주요 피크가 나타났다.
MTX-5 컬럼에서 처리생콩은 생콩에 비하여 2번째 피크의 값이 감소하였으나, 1번째 피크와 3번째 피크는 값이 증가하였다. Kovats index library에 의하면 1번째 피크는 propenal/ethanol 성분에 해당되고, 2번째 피크는 2-메틸프로판올 성분에 해당되며, 3번째 피크는 아세톤 성분에 해당된다. 처리볶은콩은 볶은콩에 비해 1번째 피크와 3번째 피크는 안정화 처리에 따른 생콩의 경향과 동일하게 증가하였으나 2번째 피크에서도 값이 증가하였다. MTX-5 컬럼의 주요 피크 성분 중 propenal/ethanol은 고도불포화지방산 유래 지방취를 발생시키는 성분으로 처리에 의해 감소되어 콩의 이취를 줄였을 것으로 사료된다.
MTX-1701 컬럼에서는 비린취 공정 처리에 따른 생콩과 볶은콩의 피크 변화가 3번째 피크를 제외하고 비슷한 경향을 보였다. Kovats index library에서 1번째 피크는 2-메틸부탄 성분에 해당되고, 2번째 피크는 메탄올 성분에 해당되고, 3번째 피크는 프로페날/에탄올 성분에 해당되고, 4번째 피크는 2-프로판올 성분에 해당되고, 5번째 피크는 2-메틸프로판올 성분에 해당된다. 먼저, 1번째 피크와 5번째 피크에서는 처리에 따른 성분의 차이가 거의 나타나지 않았으며, 2번째 피크와 4번째 피크에서는 처리에 따라 성분의 함량이 감소하였다. 한편, 3번째 피크에서 생콩의 경우는 비린취 제거 공정 처리에 따라 성분 함량 변화가 거의 일어나지 않았으나, 볶은콩의 경우는 비린취 제거 공정 처리에 의해 성분의 함량이 대폭 증가하였다.
도 6은 시료별 전자코의 주성분분석(principal component analysis, PCA) 결과이다(생콩: 파란색, 처리생콩: 빨간색, 볶은콩: 초록색, 처리볶은콩: 분홍색).
도 6에 나타낸 바와 같이, 시료별 전자코의 주성분분석에 따르면, 생콩의 주성분에 대하여 처리생콩과 처리볶은콩은 비교적 비슷한 성분 경향을 보이는 반면, 볶은콩은 주성분의 차이가 상대적으로 많이 나는 것으로 나타났다. 이는 볶은콩의 높은 가열 온도와 시간이 비린취 제거 공정 처리한 시료들보다 생콩의 주성분 변화에 많은 영향을 주었을 것으로 사료된다.
라. 전자혀 분석 결과
표 3은 시료별 전자혀의 7가지 맛 점수 분석 결과이다.
Figure 112019129269463-pat00003
도 7은 시료별 전자혀의 7가지 맛 감응도를 표현한 레이더 그래프이다.
표 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩과의 맛의 차이를 전자혀로 분석한 결과, 처리생콩은 생콩보다 짠맛, 단맛, 쓴맛이 강한 것으로 나타난 반면, 신맛과 감칠맛은 약한 경향을 보였다. 처리볶은콩은 볶은콩보다 짠맛과 감칠맛이 강한 반면, 신맛, 단맛, 쓴맛은 약하게 나타났다. 이러한 분석 결과와 하기 관능평가 결과를 비교하였을 때, 두 결과 모두 처리생콩이 생콩보다 단맛이 높게 나타났으나 전자혀에서의 쓴맛은 처리생콩이 생콩보다 강하게 나타났으며 이는 관능평가 결과와 상반되는 결과이다(표 3 및 표 8 참조). 또한, 전자혀 결과에서 처리볶은콩은 볶은콩보다 쓴맛과 떫은맛이 약하게 나왔는데 이러한 경향은 관능평가 결과와 일치하였다(표 3 및 표 10 참조). 위 분석을 통해 전자혀의 결과가 관능평가 결과와 일치하는 경향을 나타내기도 하지만 부분적으로는 불일치함을 확이하였다. 전자혀와 관능평가 결과가 일부 불일치하는 원인으로는 전자혀가 객관적이며 정량화된 맛을 분석할 수 있지만 사람의 혀만큼 맛을 느끼는 정도가 민감하지 않고 여러 맛 성분 분자들이 섞여있으면 맛을 제대로 구분하지 못하는 한계를 가지고 있기 때문이라 사료된다.
마. HS- SPME / GC -MS를 이용한 휘발성 향기 물질의 분석 결과
처리 전과 후의 생콩, 볶은콩의 전반적인 휘발성 성분 총 피크 면적을 비교하여, 본 발명에 따른 처리 생콩이 생콩에 비해 총 면적 값이 감소하였고, 처리볶은콩 또한 볶은콩에 비해 감소한 것을 확인할 수 있었다.
하기 표 4는 생콩의 GC 크래마토그램의 리텐션타임 및 면적 분석 결과를 정리한 표이고, 하기 표 5는 처리생콩의 GC 크래마토그램의 리텐션타임 및 면적 분석 결과를 정리한 표이며, 하기 표 6은 볶은콩의 GC 크래마토그램의 리텐션타임 및 면적 분석 결과를 정리한 표이고, 하기 표 7은 처리볶은콩의 GC 크래마토그램의 리텐션타임 및 면적 분석 결과를 정리한 표이다. 또한, 표 8은 생콩과 처리콩의 GC 피크 면적을 통한 휘발성 성분 비교 결과이다.
Figure 112019129269463-pat00004
Figure 112019129269463-pat00005
Figure 112019129269463-pat00006
Figure 112019129269463-pat00007
Figure 112019129269463-pat00008
또한, 표 9는 볶은콩과 처리볶은콩의 GC 피크 면적을 통한 휘발성 성분 비교 결과이다.
Figure 112019129269463-pat00009
또한, 표 10은 생콩과 볶은콩의 처리 전후의 그룹별 휘발성분 변화를 나타낸 결과이다.
Figure 112019129269463-pat00010
또한, 도 11은 생콩 및 볶은콩의 처리 전후 휘발성 성분의 비율 변화를 나타낸 결과이다.
표 8, 표 9, 표 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이, 비린취 공정 처리 전과 후의 생콩, 볶은콩의 휘발성 성분 총 피크 면적을 비교해보면 처리 생콩이 생콩에 비해 감소하였고, 처리볶은콩이 볶은콩에 비해 3배 이상 감소한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 생콩에서 검출되지 않았던 말톨 성분이 나머지 군에서 발견되었고, 각각의 군이 함유한 휘발성 성분을 비교한 결과 생콩에서는 2-메틸프로파노에이트가 절반에 가까운 40%를 차지하는 반면, 처리 후 생콩에서는 말톨이 24%로 가장 큰 피크 면적을 보였다. 볶은콩과 처리볶은콩의 경우 말톨이 가장 큰 비중을 차지했고, 구운 땅콩의 향 성분인 피라진의 비율이 그 뒤를 차지하였다. 특히, 2-메틸피라진(methylpyrazine)은 땅콩(nutty), 로스팅 코코아(roasted cocoa) 향과 관련 있는 성분으로, 생콩 < 처리생콩 < 처리볶은콩 < 볶은콩의 순서로 나타났으며, 이는 온도에 따른 볶음 정도의 차이로 사료된다. 생콩 및 볶은콩의 처리 전후 휘발성 성분의 비율 변화를 보면, 생콩에서 높은 비율을 차지했던 탄화수소 군과 에스테르 군이 처리생콩, 볶은콩 및 처리볶은콩에서 그 비율이 감소하였다. 또한, 처리생콩 및 볶은콩과 처리볶은콩에서 로스팅한 커피나 땅콩에서 발견되는 헤테로사이클릭 화합물의 비율이 높게 나타났다.
콩의 휘발성 성분은 알리파틱 알데하이드(aliphatic aldehydes)와 알코올(alcohol)이 비린취와 연관이 있으며 이는 일반적으로 볶는 시간에 따라 감소된다. 콩의 휘발성 향기 성분 중에 비린취와 관련된 성분으로 주로 알코올(alcohols), 알데하이드(aldehydes), 케톤(ketones), 퓨란(furans) 등이 관련되어 있으나, HS-SPME/GC-MS를 통한 본 연구에서는 처리 후 생콩과 볶은콩에서 하이드로카본(hydrocarbons)과 에스터(esters) 군이 현저하게 감소되는 현상이 관찰되었고, 퓨란(furans)과 알코올(alcohols)은 증가된 양상이 관찰되었다.
바. 관능평가 (소비자 기호도 검사) 결과
표 11은 관능평가 참여자 정보이다. 본 평가에 참여한 소비자는 총 78명으로, 남녀 비율은 각각 48.7%와 51.3%이며, 연령대 분포는 20대 18.0%, 30대 33.3%, 40대 29.5%, 50대 이상 19.2%이었다.
Figure 112019129269463-pat00011
표 12는 본 발명의 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩가루의 기호도 평가 결과이다. 기호도는 78명 소비자의 9점 기호척도(1: 대단히 싫어한다, 9: 대단히 좋아한다) 평균값이다. t-test 결과 시료별 유의적 차이가 있는 경우, * p<0.05; ** p<0.01; *** p<0.001로 표시하였다. r은 전반적인 기호도와 각 특성 간 pearson’s 상관계수이다.
Figure 112019129269463-pat00012
표 12에 나타낸 바와 같이, 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩가루의 기호도 평가에 따르면, 생콩가루는 처리생콩가루에 비해 전반적인 기호도를 포함하여 향의 기호도, 맛의 기호도 및 입안감촉 기호도 항목에서 유의적으로 선호하는 결과를 보였다. 반면, 생콩가루는 처리생콩가루와 외관 기호도 측면에서 시료 간 유의적 차이가 없었다. 또한, 전반적인 기호도와 각 기호도 특성 간 상관분석 결과에서는 향의 기호도(r=0.652)와 맛의 기호도(r=0.814)가 높은 양의 상관관계를 보였다.
표 13은 본 발명의 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩가루의 강도 평가 결과이다. 강도는 78명 소비자의 7점 항목척도(1: 약하다, 7: 강하다) 평균값이다. t-test 결과 시료별 유의적 차이가 있는 경우, * p<0.05; ** p<0.01; *** p<0.001로 표시하였다. r은 전반적인 기호도와 각 특성 간 pearson’s 상관계수이다.
Figure 112019129269463-pat00013
표 13에 나타낸 바와 같이, 비린취 공정 처리 유무에 따른 생콩가루의 강도 평가에 따르면, 생콩가루는 처리생콩가루와 비교하였을 때 색, 생콩 향미, 입안 잔여감을 제외한 고소한 향, 콩비린내, 단맛, 쓴맛, 고소한 향미, 떫은 느낌에 대한 강도 측면에서 유의적인 차이를 나타내었다. 소비자 기호도에 긍정적인 고소한 향, 단맛, 고소한 향미의 경우 처리생콩가루가 생콩가루보다 높았으며, 소비자 기호도에 부정적인 콩 비린내, 쓴맛, 떫은 느낌의 경우 처리생콩가루보다 생콩가루가 높았다. 또한, 상관분석에 의하면 처리생콩가루는 전반적인 기호도와 양의 상관관계가 있는 고소한 향(r=0.661), 단맛(r=0.637), 고소한 향미(r=0.670)가 생콩가루보다 강하게 발현되었고, 음의 상관관계를 보인 콩 비린내(r=-0.460), 쓴맛(r=-0.257), 떫은 느낌(r=-0.349)은 생콩가루보다 유의적으로 약하게 나타났다. 이들 특성으로 인해 처리생콩가루의 전반적인 기호도가 생콩가루보다 높은 수준으로 나타나는데 영향을 준 것으로 판단된다.
표 14는 본 발명의 비린취 공정 처리 유무에 따른 볶은콩가루의 기호도 평가 결과이다. 기호도는 78명 소비자의 9점 기호척도(1: 대단히 싫어한다, 9: 대단히 좋아한다) 평균값이다. t-test 결과 시료별 유의적 차이가 있는 경우, * p<0.05; ** p<0.01; *** p<0.001로 표시하였다. r은 전반적인 기호도와 각 특성 간 pearson’s 상관계수이다.
Figure 112019129269463-pat00014
표 14에 나타낸 바와 같이, 비린취 공정 처리 유무에 따른 볶은콩가루의 기호도 평가에 의하면, 볶은콩가루와 처리볶은콩가루는 외관 기호도를 제외한 모든 항목(전반적인 기호도, 향의 기호도, 맛의 기호도, 입안감촉 기호도)에서 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 외관 기호도 측면에서는 처리볶은콩가루의 선호도가 볶은콩가루의 선호도보다 유의적으로 높았다.
표 15는 본 발명의 비린취 공정 처리 유무에 따른 볶은콩가루의 강도 평가 결과이다. 강도는 78명 소비자의 7점 항목척도(1: 약하다, 7: 강하다) 평균값이다. t-test 결과 시료별 유의적 차이가 있는 경우, * p<0.05; ** p<0.01; *** p<0.001로 표시하였다. r은 전반적인 기호도와 각 특성 간 pearson’s 상관계수이다.
Figure 112019129269463-pat00015
표 15에 나타낸 바와 같이, 비린취 공정 처리 유무에 따른 볶은콩가루의 강도 평가에 따르면, 볶은콩가루와 처리볶은콩가루는 색, 쓴맛, 볶은콩 향미, 떫은 느낌에서 유의적인 차이를 보였다. 볶은콩가루의 경우 쓴맛, 볶은콩 향미, 떫은 느낌에서 처리볶은콩가루보다 높은 강도를 나타내었다. 또한, 진한 색의 볶은콩가루보다 연한 색의 처리볶은콩가루가 외관 기호도 측면에서 높은 선호도를 보였는데, 이는 외관 기호도가 색에 의한 영향을 받는 것으로 사료되었다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
곡물 투입 단계 : S10
슬라이딩 단계 : S20
광선 조사 단계 : S30
열 순환 단계 : S40
폭기 단계 : S50

Claims (9)

  1. 곡물을 바디에 투입하는 곡물 투입 단계;
    상기 바디에 투입된 곡물을 스크류 블레이드를 이용하여 슬라이딩하는 슬라이딩 단계;
    상기 곡물에 광선을 조사하는 광선 조사 단계;
    상기 바디를 밀폐시켜 상기 바디 내부의 공기가 곡물들의 사이를 순환하도록 하는 열 순환 단계; 및
    상기 바디 내부에 건열을 주입하는 폭기 단계를 포함하되,
    상기 열 순환 단계는 250℃ 내지 350℃의 건열을 30분 내지 50분 동안 1차 주입하여 곡물 자체의 품온을 70℃ 내지 100℃로 1차 상승시키는 단계이고,
    상기 폭기 단계는 350℃ 내지 400℃의 건열을 10분 내지 30분 동안 2차 주입하여 곡물 자체의 품온을 140℃ 내지 160℃로 2차 상승시키는 단계이며,
    상기 열 순환 단계에서 상기 바디 하부 온도는 130℃ 내지 170℃로 구비되고, 상부 온도는 하부 온도보다 30℃ 내지 50℃ 낮게 설정되어 서로 상이하게 구비되며,
    상기 폭기 단계에서 상기 바디의 상하부 온도는 180℃ 내지 200℃로 서로 동일하게 구비되는 것을 특징으로 하는,
    곡물의 비린취 제거 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 곡물에서 발생한 이물질을 배출하는 이물질 배출 단계를 더 포함하되,
    상기 이물질 배출 단계에서, 상기 바디의 내부를 음압력으로 유지시켜, 상기 바디의 상부 및 측면에 적어도 하나 구비되는 개구부를 통하여, 상기 바디 내부의 습기를 배출하는 것인 곡물의 비린취 제거 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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