KR20230099516A - Methods to powder sweet potato skins and powder thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 고구마 박피부산물을 수득하는 단계, (b) 상기 수득된 고구마 박피부산물을 압착탈수 처리단계, (c) 상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물을 열가압팽화 처리단계, (d) 상기 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물을 건조 처리단계 및 (e) 상기 건조된 고구마 박피부산물을 제분하여 분말화하는 단계를 포함하는, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법을 제공한다.The present invention provides (a) obtaining a sweet potato peeled product, (b) compressing and dehydrating the obtained sweet potato peeled product, (c) heat-pressing and expanding the sweet potato peeled product, (d) It provides a method for producing a powder of peeled sweet potato skin product, comprising the step of drying the sweet potato peeled skin product subjected to the thermal pressure expansion treatment and (e) milling and powdering the dried sweet potato peeled skin product.
Description
본 발명은 고구마 박피부산물의 분말 제조방법 및 이에 따른 분말에 관한 것으로, 구체적으로는 고구마 가공공정에서 발생되는 박피부산물을 탈수 및 열가압팽화 방식을 통해 연속적으로 분말화하는 방법으로 섬유분 함량이 높아 분쇄가 어려운 고구마 박피부산물을 효율적으로 분말화하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing powder of peeled sweet potato products and a powder according thereto, and specifically, a method for continuously powdering peeled products generated in the sweet potato processing process through dehydration and thermal pressure expansion, which has a high fiber content. It relates to a manufacturing method for efficiently pulverizing sweet potato skin products, which are difficult to grind.
전 세계적으로 생산되고 있는 중요한 식량작물인 고구마는 2020년 기준 국내 총 생산량이 약 37만톤(368,324톤, 통계청)에 이르고 있으며, 다양한 식재료 및 건강기능식품으로 판매되고 소비되고 있다. 고구마는 일반적으로 66.3 %의 수분, 32.1 %의 탄수화물 및 1.4 %의 단백질로 구성되어 있으며, 펙틴, 칼륨, 칼슘 및 인을 비롯해 비타민 A, B1, B2, C 및 E 등이 함유된 대표적인 알칼리성 식품이다.As of 2020, the total domestic production of sweet potato, which is an important food crop produced worldwide, reaches about 370,000 tons (368,324 tons, Statistics Korea), and is sold and consumed as various food ingredients and health functional foods. Sweet potatoes are generally composed of 66.3% moisture, 32.1% carbohydrates and 1.4% protein, and are representative alkaline foods containing pectin, potassium, calcium and phosphorus as well as vitamins A, B1, B2, C and E. .
특히, 고구마는 섬유질과 칼륨이 풍부하고, 안토시아닌, 베타-카로틴 등의 기능성 물질도 다량 함유하고 있어, 최근에는 건강유지를 위한 보조식품, 간식 및 기호식품 등으로 관심과 소비가 지속적으로 증가하고 있다. 또한, 건강에 대한 사회적 관심의 증가로 국내 건강기능식품 시장(2020년 기준, 약 4조 9천억 원)은 현재 지속적으로 커지고 있는데 이러한 건강관리용 식품의 주요한 원료로서 고구마에 대한 관심과 수요 역시 증가될 것으로 전망하고 있다.In particular, sweet potatoes are rich in fiber and potassium, and contain a large amount of functional substances such as anthocyanin and beta-carotene. . In addition, as social interest in health increases, the domestic health functional food market (approximately 4.9 trillion won as of 2020) is currently growing continuously, and interest and demand for sweet potatoes as a major raw material for health care foods are also increasing. is expected to be
고구마는 소비자가 직접 요리에 사용하거나, 고구마 스틱, 고구마 칩, 고구마 말랭이, 고구마 볼 등과 같이 소비자가 별도의 조리과정 없이 그대로 섭취할 수 있도록 제조되는 간편식품 또는 피자 등의 원료로 사용되는 페이스트 등의 소재 및 가공제품으로 활용되는 사례들도 더욱 증가하고 있다. 이러한 가공용 원료 또는 제품들은 고구마를 세척, 박피 및 증숙과정을 거치거나 박피 후 조리하는 등의 다양한 가열과정을 포함하는 다단의 과정을 통해 특정 형태로 가공 처리하여 제품화 된다. 고구마를 박피하는 이유는 고구마 껍질을 섭취하면서 발생할 수 있는 질긴 식감이나 미관상의 이유 등으로 실시되며, 고구마의 형태가 불규칙적이라 대체로 수작업으로 이루어지게 된다. 고구마 껍질이 제거된 고구마 속으로 만들어지는 제품에 유입되지 않도록 고구마 껍질은 대체로 0.5~1.5 cm 정도의 두께로 박피되는데, 이러한 박피과정 중 발생되는 상당량의 고구마 박피부산물은 특별한 용도가 없어서 주변 농지에 폐기되거나 일부 가축사료로 사용되고 있다.Sweet potatoes are used in direct cooking by consumers, or convenience foods manufactured so that consumers can consume them as they are without a separate cooking process, such as sweet potato sticks, sweet potato chips, sweet potato rolls, and sweet potato balls, or pastes used as raw materials such as pizza. Cases where it is used as a material and processed product are also increasing. These raw materials or products for processing are commercialized by processing them into a specific form through a multi-stage process including various heating processes such as washing, peeling, and steaming sweet potatoes, or cooking after peeling. The reason for peeling the sweet potato is for the tough texture or aesthetic reasons that may occur while eating the sweet potato skin, and since the shape of the sweet potato is irregular, it is usually done manually. Sweet potato skins are usually peeled to a thickness of 0.5 to 1.5 cm so that the sweet potato skins do not flow into the product made from the removed sweet potato. or used as feed for some livestock.
고구마 박피부산물은 고구마 속과는 다른 외향 특성과 식감 등을 가지고 있기 때문에 제거되지 않고 고구마 가공제품으로 활용되는 경우 최종제품의 품질을 저하할 수 있고 물리적 특성이 상이함에 따라 가공특성이 고구마 속과는 달라서 그대로 함께 제품화하기 어려운 이유로 폐기되고 있는 실정이다. 그러나, 고구마 박피부산물은 고구마 속에 비하여 다양한 영양성분을 많이 함유하고 있는 것으로 알려져 있고, 특히 식이섬유 및 안토시아닌 등과 같은 기능성 성분의 함량이 다량 함유되어 있다. 따라서, 상대적으로 우수한 영양학적 특성을 가진 고구마 박피부산물을 건강기능성 식품용 원료, 건강보조식품 및 기호식품 등으로 활용하는 경우 폐기성 자원의 고부가치화가 가능할 수 있으나, 고구마 박피부산물의 상대적으로 높은 함량의 섬유질 성분으로 인해 질긴 식감을 초래할 뿐만 아니라, 가공처리 시 분말화 특성이 고구마 속과 다른 점 등으로 활용성이 낮은 단점이 있어, 고구마 박피부산물을 이용하여 활용하는 방법이나 이를 이용한 제품의 개발은 미미한 실정이다. Sweet potato peeling products have different outward characteristics and textures from those of sweet potato, so if they are not removed and used as sweet potato processed products, the quality of the final product may be lowered. It is a situation that is being discarded because it is difficult to commercialize together as it is because it is different. However, sweet potato skin products are known to contain a lot of various nutrients compared to the inside of sweet potato, and in particular, contain a large amount of functional ingredients such as dietary fiber and anthocyanin. Therefore, if sweet potato peeled skin products with relatively excellent nutritional properties are used as raw materials for health functional foods, health supplements, and favorite foods, high value-added waste resources may be possible, but the relatively high content of sweet potato peeled skin products The fiber component of the product not only causes a tough texture, but also has disadvantages such as low usability due to the fact that the powdering characteristics are different from those of sweet potato during processing. situation is insignificant.
현재까지 고구마 박피부산물을 이용하여 활용하는 공정기술이나 제품이 소개된 바가 없으며, 고구마를 이용하여 분말화한 기술로는 특허문헌 제10-2019-0131278호에서는 가열식 오븐을 이용하여 고구마를 건조한 후 분말을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 고구마를 별도의 처리없이 단순히 열을 이용하여 가열하여 건조하게 되면 고구마의 조직이 건조되면서 수축이 일어나기 때문에 조직이 단단해 지면서 분말화를 위한 공정효율이 크게 떨어지는 단점이 있다. 또한 건조과정 중 표면이 건조가 먼저 이루어짐에 따라 표면구조의 경화로 고구마 내부 건조효율이 낮아짐에 따라 건조시간이 과도하게 요구되어 생산성이 낮아지는 문제가 있다. Until now, no process technology or product using sweet potato peeling products has been introduced, and as a technology for powdering using sweet potatoes, Patent Document No. 10-2019-0131278 dries sweet potatoes using a heating oven and then powders them. A method for manufacturing is presented. When the sweet potato is simply heated and dried using heat without separate treatment, the tissue of the sweet potato shrinks while drying, so the tissue becomes hard and the process efficiency for powdering is greatly reduced. In addition, as the surface is dried first during the drying process, the drying efficiency inside the sweet potato is lowered due to the hardening of the surface structure, so there is a problem that excessive drying time is required and productivity is lowered.
특허문헌 제10-1755644호는 고구마 분말 제조 방법에 관한 것으로, 삶은 고구마 가루 제조 방법을 기재하였는데, 삶은 고구마 가루의 제조방법에 관한 것으로, 삶은 고구마의 경우 수분함량이 높아 분말화 공정에서 장치표면에 달라 붙어 공정효율이 낮은 문제점이 있어, 이를 해결하기 위하여 장치 표면에 첨가물을 뿌려 문제를 해결하고자 하였다. 하지만 첨가물을 제조하고 이를 뿌리는 공정이 추가되면서 생산성이 저하되고 생산비용이 증가하는 문제가 있으며, 고구마에 주요성분인 전분은 수분에 의하여 점성이 높아지는 특성이 있어, 건조과정 중 장치표면에 적층이 발생함에 따라 제조공정상 문제가 지속적으로 발생할 수 있다. Patent Document No. 10-1755644 relates to a method for manufacturing sweet potato powder, and describes a method for manufacturing boiled sweet potato powder. There is a problem of sticking and low process efficiency, and in order to solve this problem, we tried to solve the problem by spraying additives on the surface of the device. However, as the process of manufacturing additives and sprinkling them is added, productivity decreases and production costs increase. Starch, a major component of sweet potatoes, has a property of increasing viscosity due to moisture, so that it is laminated on the surface of the device during the drying process. As such, problems in the manufacturing process may continue to occur.
특허문헌 제10-1131848호는 고구마 분말 및 이를 이용한 고구마 가공식품에 관한 것으로, 고구마를 박피한 후 고구마를 증숙 또는 구워서 익히고 이를 동결 건조하여 제분 및 분획하여 분말을 제조하는 방법을 개시하였다. 동결 건조하여 제분하는 경우 건조과정 중 고구마의 수축을 방지하여 조직이 쉽게 분쇄되는 장점이 있으나, 에너지 소모가 크고 8~24 시간 이상의 매우 긴 건조시간을 필요로 하는 등 생산비용이 높아 생산효율과 경제성이 떨어지는 단점이 있다. Patent Document No. 10-1131848 relates to sweet potato powder and sweet potato processed food using the same, and discloses a method of preparing a powder by peeling sweet potatoes, steaming or roasting sweet potatoes, freeze-drying them, milling and fractionating them. In the case of freeze-drying and milling, it has the advantage of preventing the shrinkage of sweet potatoes during the drying process, so that the tissue is easily pulverized, but the production cost is high, such as high energy consumption and a very long drying time of 8 to 24 hours or more. There is a downside to this fall.
위의 기술에서 보는 바와 같이 고구마를 분말화 하기 위하여 별도의 처리 없이 열을 이용하여 증숙된 고구마를 건조하는 경우에는 고구마가 수축되면서 단단한 구조를 갖게 되며, 건조된 고구마의 분말화를 실시하는 경우 공정에너지와 적절한 장치가 필요하게 된다. As shown in the above technology, when the steamed sweet potato is dried using heat without separate treatment to powder the sweet potato, the sweet potato contracts and has a hard structure, and when the dried sweet potato is powdered, the process Energy and appropriate equipment are required.
위의 기술에서 보는바와 같이 기존 단속식으로 진행되는 건조 및 분말 제조 방법은 증숙공정, 건조공정, 분쇄공정 등의 단계별 다단공정을 통해 고구마 분말이 제조됨에 따라 공정 효율과 생산성이 낮은 단점이 있다. 또한 기존의 열풍건조 방식은 고구마의 건조과정에서 수축되면서 표면경화 및 단단해지면서 전체적인 건조효율의 저하가 발생된다. 특히 고구마 박피부산물의 경우 섬유질이 상당량 포함되어 있어 건조 시 고구마 속에 비해 더욱 강직한 특성을 나타내면서 고구마 속에 비해 분말화가 어려운 특징을 가지고 있기 때문에 고구마 박피부산물의 고도활용을 위해서는 기존의 방법보다 고효율의 건조 및 분말화방법이 요구된다.As shown in the above technology, the conventional method of drying and powder manufacturing in an intermittent manner has low process efficiency and productivity as sweet potato powder is produced through a step-by-step multi-step process such as a steaming process, a drying process, and a grinding process. In addition, in the conventional hot air drying method, as the sweet potato shrinks during the drying process, the surface hardens and hardens, resulting in a decrease in overall drying efficiency. In particular, in the case of sweet potato peel products, since they contain a significant amount of fiber, they are more rigid than the inside of sweet potatoes when dried, and are difficult to powder compared to the inside of sweet potatoes. A powdering method is required.
한편, 식품가공방법 중 하나인 열가압에 의한 팽화(puffing)처리 공정은 단시간에 원료 구조 전체에 열을 가하여 처리하는 기술로, 원료에 열이 가해질 때, 원료 내부에 갇혀있던 수분이 열에 의해 기화되어 고압의 상태가 유지가 되어 있다가 배출구를 통해 가압된 원료가 배출될 때 짧은 시간 동안 압력이 해제됨으로써, 원료 내부 수분의 외부 방출 및 증발로 원료조직이 부풀고 내부구조에서 공극이 다량발생됨에 따라 다공질 조직을 형성시키는 방법이다(출처: Kim, H. J., Ahn, S. C., Choi, S. W., Hur, N. Y., Kim, B. Y., and Baik, M. Y., Changes in effective components of ginseng by puffing, J. Korean Soc. Appl. Biol. Chem. 51(3):188-193 (2008)). 이 열가압팽화 처리는 주로 압출성형을 통하여 식품을 제조하는 데 주로 사용되며 이 외에도 전분의 호화, 단백질의 변성 및 조직화, 저장 중 지질의 산패 등을 유발시키는 효소의 불활성화, 자연발생적인 유해물질의 파괴, 원료성분의 탈취 및 변형과 같은 다양한 품질변화를 가져와 제품의 품질 향상 및 원료 물질의 추출 효율을 증가시키기 위해 사용되고 있다(출처: ㈜그린바이오, 팽화기술과 생물전환 기술을 이용한 혈당조절용 홍삼 건강기능식품 개발, 중소기업기술정보진흥원(2010)).On the other hand, the puffing treatment process by thermal pressure, one of the food processing methods, is a technology that applies heat to the entire structure of the raw material in a short time. When heat is applied to the raw material, moisture trapped inside the raw material is vaporized by the heat. The high-pressure state is maintained, and when the pressurized raw material is discharged through the outlet, the pressure is released for a short time, so that the raw material tissue swells due to the external release and evaporation of the moisture inside the raw material, and a large amount of voids are generated in the internal structure. It is a method of forming a porous tissue (source: Kim, H. J., Ahn, S. C., Choi, S. W., Hur, N. Y., Kim, B. Y., and Baik, M. Y., Changes in effective components of ginseng by puffing, J. Korean Soc. Appl Biol. Chem. 51(3):188-193 (2008)). This thermal pressure expansion treatment is mainly used to manufacture food through extrusion molding. In addition, it is used for gelatinization of starch, denaturation and organization of protein, inactivation of enzymes that cause lipid rancidity during storage, and naturally occurring harmful substances. It is used to improve product quality and increase the extraction efficiency of raw materials by bringing about various quality changes such as destruction of raw materials, deodorization and transformation of raw materials (Source: Green Bio Co., Ltd., red ginseng for blood sugar control using puffing technology and bioconversion technology) Health Functional Food Development, Small and Medium Business Technology Information Promotion Agency (2010)).
식품을 이용하여 팽화처리를 실시하는 기존 기술로는, 특허문헌 제10-0865441호에서는 홍련과 백련의 잎, 줄기, 연밥을 이용하여 60mesh로 조분쇄 또는 분말화한후 스크류 압출식, 회전팽화기(뻥튀기) 등을 이용하여 80~250℃로 3~10분 가열 후 발포하여 연혼합물을 팽화하거나 80~200℃에서 5~15분 동안 회전 드럼통 볶음기 또는 가마솥 볶음처리하여 탄화를 방지하면서 팽화(puffing) 및 자연냉각 후 분말화를 진행한 바 있다. 이 발명에서의 팽화공정은 로스팅과 유사하게 단순히 온도를 높이는 공정으로써, 내부에 수분이 외부로 나오면서 발생하는 현상을 지칭하는 것인데, 가열과정 중 압력이 충분히 발생하기 어려워 팽화처리 효과가 미미한 단점이 있다. 특허문헌 10-2240934호에서는 쌀, 옥수수, 땅콩, 검정콩의 곡물을 이용하여 압력용기를 이용하여 150~200℃의 온도로 가열하여 5.5~6 kgf/cm3될 때까지 가열한 후, 압력용기에 뚜껑을 개방하는 단속식 방법을 적용하여 곡물을 팽화시킨 후 분쇄기에 넣고 분쇄하여 분말을 제조한 바 있다. 단속식 방식의 팽화방법은 수분이 적은 곡물류의 팽화처리 시 적용이 가능하지만, 수분이 많은 원료의 경우 단속식 방법의 적용시 용기 내부가 수분이 포화되어 배출구로 유출되고 처리물의 배출시 충분한 압력이 발생되지 않아 적정한 팽화 및 건조가 이루어지기 어렵다. 특허문헌 10-1977788호에서는 곡물을 세척, 탈수, 증숙, 냉각, 건조, 로스팅 후 이를 야채 과립 혼합물 및 곡물 분말을 혼합하여 팽화한 후 이를 분쇄하는 단계를 통해 이유식을 제조하는 방법을 기재한 바 있다. 본 방법에서는 원료를 탈수 및 건조한 이후 다시 팽화공정을 실시하게 됨에 따라 다단의 공정이 필요하고 이를 위한 생산비용이 증가하고 생산효율도 낮은 단점이 있고 곡물 이외의 원료 조건에는 적용하기 어려운 단점이 있다. As an existing technology for puffing using food, in Patent Document No. 10-0865441, after coarsely pulverizing or powdering with 60 mesh using leaves, stems, and lotus rice of Hongryeon and White lotus, screw extrusion type, rotary expander Puffing ( After puffing) and natural cooling, powdering was performed. The expansion process in this invention is a process of simply raising the temperature, similar to roasting, and refers to a phenomenon that occurs when moisture inside comes out to the outside. However, it is difficult to sufficiently generate pressure during the heating process, so the expansion treatment effect is insignificant. . In Patent Document No. 10-2240934, grains of rice, corn, peanuts, and black soybeans are heated to a temperature of 150 to 200 ° C using a pressure container, heated until they reach 5.5 to 6 kgf / cm 3 , and then placed in a pressure container. After expanding the grains by applying an intermittent method of opening the lid, the grains were put into a grinder and pulverized to prepare powder. The intermittent expansion method can be applied to puffing grains with low moisture content, but in the case of raw materials with high moisture content, when the intermittent method is applied, the inside of the container is saturated with moisture and flows out to the outlet, and sufficient pressure is applied when discharging the treated material. Since it does not occur, it is difficult to achieve proper swelling and drying. Patent Document 10-1977788 describes a method for preparing baby food by washing, dehydrating, steaming, cooling, drying, and roasting grains, then mixing them with a vegetable granule mixture and grain powder to expand them, and then grinding them. . In this method, as the bulking process is performed again after dehydration and drying of the raw material, a multi-stage process is required, the production cost for this is increased, the production efficiency is low, and it is difficult to apply to raw material conditions other than grains.
이에 본 발명에서는 고구마 박피부산물을 경제적이고 효율적으로 분말화하는 제조방법을 제공하고 있다. 이를 위하여 연속적으로 고구마 박피부산물을 처리하는 방법을 제공하고 있는데, 연속식 열가압팽화를 통하여 건조와 분쇄가 용이하게 고구마 박피부산물을 열가압팽화처리하는 공정과 이를 위하여 고구마 박피부산물의 수분을 열가압팽화 처리 공정 전에 조절하고 열가압팽화처리 후 연속적으로 건조하는 연속식 고구마 박피부산물 처리 방법을 고안하였다. Accordingly, the present invention provides a manufacturing method for economically and efficiently pulverizing sweet potato skin products. To this end, a method of continuously processing sweet potato peeling products is provided. A process of heat-pressing and expanding sweet potato peeling products to facilitate drying and grinding through continuous heat-pressing expansion, and for this purpose, heat-pressing the moisture of the sweet potato peeling products. A continuous sweet potato peeling product treatment method was devised, which was adjusted before the swelling treatment process and continuously dried after the heat pressure expansion treatment.
본 발명은 고구마 가공과정에서 발생되는 섬유질과 기능성물질이 풍부한 박피부산물을 연속적인 열가압팽화 방식을 통해 고효율로 고구마 박피부산물의 분말 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method for producing a powder of peeled sweet potato peeled product with high efficiency through a continuous thermal pressure expansion method for peeled skin product rich in fiber and functional substances generated during sweet potato processing.
또한, 탈수, 증숙, 팽화, 건조 및 분말화 단계로 이루어지는 연속식 공정을 통해 생산효율이 우수하고 제품 관리가 용이한 고구마 박피부산물의 분말 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a method for producing a powder of peeled sweet potato skin products, which has excellent production efficiency and easy product management through a continuous process consisting of dehydration, steaming, swelling, drying and powdering steps.
본 발명은 (a) 고구마 박피부산물을 수득하는 단계, (b) 상기 수득된 고구마 박피부산물을 압착탈수하는 단계, (c) 상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물을 열가압팽화하는 단계, (d) 상기 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물을 건조하는 단계 및 (e) 상기 건조된 고구마 박피부산물을 제분하는 단계를 포함하는, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법을 제공한다.The present invention provides (a) obtaining a peeled sweet potato product, (b) compressing and dehydrating the obtained sweet potato peeled product, (c) heat-pressing and expanding the sweet potato peeled product subjected to compression and dehydration, (d) It provides a method for producing a powder of peeled sweet potato skin product, comprising the step of drying the sweet potato peeled skin product subjected to the thermal pressure expansion treatment and (e) milling the dried sweet potato peeled skin product.
상기 (a) 단계의 고구마 박피부산물은, 두께가 0.5~1.5 cm인 플레이트 형태이고, 10~12 중량%의 전분을 포함할 수 있다.The peeled sweet potato product in step (a) is in the form of a plate having a thickness of 0.5 to 1.5 cm and may contain 10 to 12% by weight of starch.
상기 (b) 단계는, 상기 수득된 고구마 박피부산물의 수분을 감소시키고 조분쇄가 가능하도록 가공하는 단계일 수 있다.The step (b) may be a step of processing the obtained sweet potato skin product to reduce moisture and enable coarse grinding.
상기 (c) 단계는, 120~200 ℃의 온도 및 10~20 bar의 압력 조건에서 10~600초 동안 수행될 수 있다.Step (c) may be performed for 10 to 600 seconds at a temperature of 120 to 200 °C and a pressure of 10 to 20 bar.
상기 (d) 단계는, 120~250 ℃의 온도에서 수행되며, 상기 건조된 고구마 박피 부산물의 수분함량은 10 중량% 이내 또는 수분활성도가 0.6 이하일 수 있다.The step (d) is performed at a temperature of 120 to 250 ° C., and the dried sweet potato peeling by-product may have a moisture content of less than 10% by weight or a water activity of 0.6 or less.
상기 (e) 단계의 제분된 고구마 박피부산물의 입도는, 100 mesh 이하일 수 있다.The particle size of the sweet potato peeled product milled in step (e) may be 100 mesh or less.
본 발명은 다른 실시예에 따른 고구마 박피부산물 분말은 상기한 방법으로 제조된다.The sweet potato skin product powder according to another embodiment of the present invention is prepared by the above method.
본 발명은 고구마 가공과정에서 발생되는 박피부산물을 연속적인 열가압팽화 방식을 통해 고효율로 고구마 박피부산물의 분말 제조방법 및 이에 따른 분말을 제공함으로써, 고구마 박피부산물 분말의 생산비를 절감하고 섬유질이 많고 건조중 쉽게 경화되는 고구마 박피부산물을 효율적으로 증숙 및 분말처리함으로써 폐기성 고구마 박피부산물의 활용성과 상품가치를 크게 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention provides a method for producing a powder of a peeled skin product of sweet potato with high efficiency through a continuous thermal pressure expansion method of skinned skin product generated in the sweet potato processing process and a powder according to the method, thereby reducing the production cost of the skin product powder of sweet potato and being high in fiber and dry. By efficiently steaming and powdering the sweet potato peeling product, which is easily hardened in the middle, there is an effect of significantly increasing the usability and product value of the waste sweet potato peeling product.
도 1은 고구마 박피부산물의 분말화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 생고구마를 박피한 후 고구마 속 및 고구마 박피부산물의 이미지이다.
도 3은 고구마의 절단면 및 절단면 껍질부를 확대한 이미지이다.
도 4는 제조예 1의 SEM 이미지이다.
도 5는 고구마 박피부산물의 압착탈수 처리 전, 후의 이미지이다.
도 6은 열가압팽화 처리 유무에 의한 고구마 박피부산물의 이미지를 비교한 것이다.
도 7은 건조방법에 따른 고구마 박피부산물의 SEM 이미지이다.
도 8은 열가압팽화 처리 온도에 따른 고구마 박피부산물의 형태를 비교한 것이다.
도 9는 건조방식에 따른 고구마 박피부산물 분말의 제분율을 비교한 것이다.
도 10은 고구마 박피부산물의 안토시아닌 함량을 비교한 것이다.
도 11은 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 과정을 나타낸 것이다.
도 12는 사출부의 사출구 이미지이다.
도 13은 사출부의 사출구 적용 이미지이다. 1 is a flow chart showing a powdering method of peeled sweet potato products.
2 is an image of sweet potato genus and sweet potato peeling products after peeling raw sweet potato.
Figure 3 is an enlarged image of the cut surface and cut surface skin of the sweet potato.
4 is a SEM image of Preparation Example 1.
5 is an image before and after compression and dehydration treatment of sweet potato peeling products.
6 is a comparison of images of sweet potato peeling products with and without heat pressure expansion treatment.
7 is a SEM image of sweet potato peeling products according to the drying method.
8 is a comparison of the shapes of peeled sweet potato products according to the heat pressure expansion treatment temperature.
9 is a comparison of milling rates of sweet potato peeled product powders according to drying methods.
10 is a comparison of the anthocyanin content of sweet potato skin products.
11 shows a heat pressure expansion treatment process for peeled sweet potato products.
12 is an image of an ejection port of an ejection unit.
13 is an image of an ejection port applied to an ejection part.
이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조 부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 보호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, it should be noted that in the drawings, the same components or parts are denoted by the same reference numerals as much as possible. In describing the present invention, detailed descriptions of related known functions or configurations are omitted in order not to protect the gist of the present invention.
본 발명은 고구마의 가공과정에서 지속적으로 발생되고, 특별한 용도 없이 폐기되고 있는 고구마 박피부산물의 활용을 위해 압착탈수 처리 및 열가압팽화 처리를 적용하여 경제성 및 제분 처리 효율이 우수한 분말화 방법을 제공한다. 또한, 이를 통해 기존 다단의 단계별 단속식 공정들을 증숙 및 건조가 동시에 가능한 하나의 연속식 공정으로 적용이 가능하게 하였고, 팽화로 인하여 구조를 다공성의 벌크한 구조로 가공함에 따라 건조효율과 분말화 효율을 크게 증가시키게 되었다. The present invention provides a powdering method with excellent economic efficiency and milling treatment efficiency by applying compression dehydration treatment and thermal pressure expansion treatment to utilize sweet potato peeling products continuously generated in the processing of sweet potatoes and discarded without special use. . In addition, this made it possible to apply the existing multi-step intermittent processes as one continuous process in which steaming and drying are possible at the same time. has been greatly increased.
도 1은 고구마 박피부산물의 분말화 방법을 나타낸 순서도이다.1 is a flow chart showing a powdering method of peeled sweet potato products.
본 발명에서 "고구마 박피부산물"은 고구마의 껍질을 벗겨낼 때 발생하는 것으로 고구마의 껍질 및 고구마 속으로 이루어져 있고, 다량의 식이섬유와 안토시아닌을 포함한다.In the present invention, the "sweet potato skin product" is generated when the skin of the sweet potato is peeled, and is composed of the skin and inside of the sweet potato, and contains a large amount of dietary fiber and anthocyanin.
본 발명은 (a) 고구마 박피부산물을 수득하는 단계, (b) 상기 수득된 고구마 박피부산물을 압착탈수하는 단계, (c) 상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물을 열가압팽화하는 단계, (d) 상기 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물을 건조하는 단계 및 (e) 상기 건조된 고구마 박피부산물을 제분하는 단계를 포함하는, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법을 제공한다.The present invention provides (a) obtaining a peeled sweet potato product, (b) compressing and dehydrating the obtained sweet potato peeled product, (c) heat-pressing and expanding the sweet potato peeled product subjected to compression and dehydration, (d) It provides a method for producing a powder of peeled sweet potato skin product, comprising the step of drying the sweet potato peeled skin product subjected to the thermal pressure expansion treatment and (e) milling the dried sweet potato peeled skin product.
먼저, (a) 고구마 박피부산물을 수득하는 단계이다.First, (a) is a step of obtaining a peeled sweet potato product.
상기 (a) 단계(S100) 이전에 고구마를 세척하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 그 방법은 제한하지 않는다.A step of washing the sweet potato may be further included prior to the step (a) (S100), but the method is not limited thereto.
상기 (a) 단계(S100)는, 세척된 고구마를 박피하여 고구마 박피부산물을 수득할 수 있으며, 구체적으로 박피용 기계를 이용하여 수행할 수 있으나, 상기 고구마는 크기 및 형태 등이 다양하여 수작업으로 수행하는 것이 바람직하다.In the step (a) (S100), a sweet potato peeling product can be obtained by peeling the washed sweet potato, and can be specifically performed using a peeling machine, but the sweet potato has various sizes and shapes, so It is desirable to do
상기 (a) 단계(S100)의 고구마 박피부산물은, 두께가 0.5~1.5 cm인 플레이트 형태이고, 10~12 중량%의 전분을 포함할 수 있다.The peeled sweet potato product of step (a) (S100) is in the form of a plate having a thickness of 0.5 to 1.5 cm and may contain 10 to 12% by weight of starch.
또한, 상기 (a) 고구마 박피부산물을 수득하는 단계(S100)는, 상기 수득된 고구마 박피부산물을 5~30℃의 온도에서 보관하는 단계를 더 포함할 수 있다. 일반적으로 고구마 박피부산물을 세척된 생고구마를 처리하는 과정을 통해 발생됨에 따라 통상적으로 65~85 중량%의 높은 수분함량을 가지고 있다.In addition, the step (a) of obtaining the peeled sweet potato product (S100) may further include storing the obtained peeled sweet potato product at a temperature of 5 to 30 ° C. In general, it has a high moisture content of 65 to 85% by weight, as it is generated through the process of processing raw sweet potatoes that have been washed with sweet potato peeling products.
다음으로, (b) 상기 수득된 고구마 박피부산물을 압착탈수하는 단계(S200)이다.Next, (b) is a step (S200) of squeezing and dehydrating the obtained sweet potato skin product.
상기 (b) 단계(S200)는 연속식 스크류타입의 압착기로 수행될 수 있으며, 이때 수분량을 조절할 수 있다.The step (b) (S200) may be performed with a continuous screw-type compactor, and at this time, the moisture content may be adjusted.
상기 고구마 박피부산물은 슬라이스된 얇은 형태로 발생하면서 섬유질이 많고 강직한 특성을 지니기 때문에 압착탈수시 타공망의 구멍을 통과하지 않고 압착탈수를 통한 수분의 제거가 가능하며, 이 때 고구마 박피부산물의 분쇄가 일부 발생되어 조분쇄 처리가 동시에 이루질 수 있다.Since the sweet potato peeling product occurs in a thin sliced form and has a lot of fiber and is rigid, it is possible to remove moisture through compression and dehydration without passing through the holes of the perforated net during compression and dehydration. Partially generated, coarse pulverization can be performed simultaneously.
이러한 과정을 통해 고구마 박피부산물에 전단력이 가해지면서 고구마 박피부산물의 조분쇄가 동시에 이루어짐에 따라 이후 연속식 열가압팽화 시 팽화가 용이하게 발생될 수 있다. Through this process, as shear force is applied to the peeled sweet potato product and coarse grinding of the peeled sweet potato product is performed at the same time, swelling can easily occur during continuous thermal pressure expansion.
상기 고구마 박피부산물의 압착탈수를 위하여 스크류로 고구마 박피부산물을 이송할 때, 통과하는 배럴의 온도는 20~100℃일 수 있다. 이때, 스크류를 통과하는 과정에서 장치의 온도를 20~100℃로 조절하는 것은 섬유를 유연하게 함과 동시에 식물의 세포를 구성하는 펙틴질의 연화가 가능하기 때문에, 고구마 박피부산물에 포함되어 있는 펙틴을 연화시키면서 효율적인 압착탈수를 가능하게 한다.When transferring the sweet potato peeled product with a screw for compression and dehydration of the sweet potato peeled product, the temperature of the barrel passing through may be 20 to 100 ° C. At this time, adjusting the temperature of the device to 20 ~ 100 ℃ in the process of passing the screw makes the fiber flexible and at the same time softens the pectin that makes up the plant cells. It enables efficient compression and dewatering while softening.
상기 압착탈수를 용이하게 하기 위하여, 조분쇄는 분쇄장치를 이용하여 압착탈수 이전에 수행할 수 있으며, 이를 제한하지 않는다.In order to facilitate the compression dehydration, coarse grinding may be performed before compression dehydration using a grinding device, but is not limited thereto.
상기 (b) 단계(S200)에서 압착탈수된 고구마 박피부산물의 수분함량은 25~70 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 40~60 중량%일 수 있다.The water content of the peeled sweet potato product squeezed and dehydrated in the step (b) (S200) may be 25 to 70% by weight, preferably 40 to 60% by weight.
상기 고구마 박피부산물의 수분함량이 25 중량% 미만이면, 수분함량이 낮아 열가압팽화 처리 시 다공성 구조의 형성이 이루어지지 않고, 수분함량이 70 중량%를 초과하면 제조과정에서 분쇄장치, 열가압팽화 처리 장치, 분말화 장치 등에 눌러붙어 생산효율이 저하되거나, 열가압팽화 처리 시 이송이 되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.If the moisture content of the sweet potato peeling product is less than 25% by weight, the porous structure is not formed during the heat-pressing expansion treatment due to the low moisture content, and if the moisture content exceeds 70% by weight, the grinding device, heat-pressure expansion in the manufacturing process It may stick to a processing device, a powdering device, etc., resulting in a decrease in production efficiency, or a problem of not being transported during the thermal pressure expansion treatment.
다음으로, (c) 상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물을 열가압팽화하는 단계(S300)이다.Next, (c) is a step (S300) of thermally compressing and expanding the skinned sweet potato product subjected to the compression and dehydration treatment.
상기 (c) 단계(S300)는, 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리를 통하여 벌크화시키는 단계로 증숙 및 팽화와 함께 부분 건조가 이루어지는 단계이다. 이때 고구마 박피부산물의 팽화가 발생되는 것은 전분을 포함하고 있는 원료적 특성에 기인한다.The step (c) (S300) is a step of bulking the peeled sweet potato product through thermal pressure expansion treatment, and is a step in which partial drying is performed along with steaming and expansion. At this time, the swelling of the peeled sweet potato product is due to the raw material properties containing starch.
구체적으로, 상기 (c) 단계(S300)는, 120~200 ℃의 온도(배럴의 온도) 및 10~20 bar 압력 조건에서 10~600초 동안 고구마 박피부산물의 열가압팽화 과정을 통해 증숙 후 팽화가 이루어지면서 고벌크화와 부분 건조가 이루어질 수 있다. 상기 온도가 200 ℃가 초과하면, 고구마 박피부산물이 탄화되는 문제점이 발생할 수 있다.Specifically, the step (c) (S300) is steamed and then expanded through a thermal pressure expansion process of the sweet potato peeled product for 10 to 600 seconds at a temperature of 120 to 200 ° C. (temperature of the barrel) and a pressure of 10 to 20 bar As this is done, high bulking and partial drying can be achieved. If the temperature exceeds 200 ° C., a problem of carbonization of the peeled sweet potato product may occur.
상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물은 열가압팽화 장치로 이송되고 장치내부에서 고온과 고압조건으로 증숙이 이루어지면 상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물의 전분이 호화된다. 이렇게 증숙되어 함유된 전분의 호화가 이루어진 고구마 박피부산물은 장치 외부로 사출되면서 팽화가 일어나고 이러한 과정을 통해 다공성의 벌크한 구조를 가지면서 조직 내부로부터 수분이 다량 배출되어 15~58 중량%의 수분함량이 감소되면서 부분적인 건조가 이루어지며, 38 중량% 이하의 수분함량을 갖는 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물(고구마 박피부산물 팽화물)이 제조된다. The sweet potato peeled product subjected to compression and dehydration treatment is transported to a thermal pressure expansion device, and when steaming is performed under high temperature and high pressure conditions inside the device, the starch of the sweet potato peeled product subjected to compression and dehydration treatment is gelatinized. The sweet potato skin product, which is steamed and gelatinized with the starch contained in this way, expands as it is ejected from the device, and through this process, a large amount of moisture is discharged from the inside of the tissue while having a porous bulk structure, resulting in a moisture content of 15 to 58% by weight As this is reduced, partial drying is performed, and a sweet potato peeled product (expanded sweet potato peeled product) having a moisture content of 38% by weight or less is prepared.
상기 (c) 단계(S300)를 통해 열가압팽화 처리되어 벌크화된 고구마 박피부산물은 종래의 열풍 및 가열 등의 건조방법들과 달리 조직의 수축 및 고밀도화가 이루어지지 않는다. 따라서, 상기 벌크화된 고구마 박피부산물 팽화물은 다공성으로 분말화 처리가 용이하여 분말화 공정효율이 높고 분말화 효율 및 공정에너지를 크게 절감시킬 수 있는 장점이 있다. Unlike conventional drying methods such as hot air and heating, the bulked sweet potato peeling product subjected to the thermal pressure expansion treatment in step (c) (S300) does not shrink or densify the tissue. Therefore, the bulked product of the peeled sweet potato skin product is porous and can be easily powdered, so that the powdering process efficiency is high and the powdering efficiency and process energy can be greatly reduced.
상기 (c)단계(S300)에서 배럴의 온도 상승은 사출을 통한 열가압팽화 처리 과정에서 필수적이지만, 투입부의 온도까지 함께 상승하게 되는 경우에는 고구마 박피부산물이 사출부쪽으로 진행되지 않고 투입부쪽의 낮은 압력으로 역류하는 현상이 발생하여 투입부쪽의 고구마 박피부산물의 투입이 어려워지는 현상이 발생될 수 있다. 이에 투입부의 온도를 조절하기 위하여 쿨러가 포함될 수 있다. 또한 열가압팽화 처리과정에서 투입부쪽으로 역류하는 현상을 방지하기 위하여 스크류의 홈의 간격 및 깊이를 원료의 투입부에서 사출부에 이르기까지 점진적으로 짧게 하여 원료의 양을 투입구쪽에 많이 투입되게 하여, 원료의 양의 차이로 인하여 상대적으로 온도 및 압력이 낮은 투입부쪽으로 밀려나오는 것이 아니라 사출부쪽으로 이동되게끔 스크류의 형태를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.In step (c) (S300), the temperature rise of the barrel is essential in the thermal pressure expansion process through injection, but when the temperature of the input unit is also increased, the sweet potato peeled product does not proceed toward the ejection unit and the low temperature of the input unit A phenomenon of reverse flow due to pressure may occur, making it difficult to input the peeled sweet potato product on the input side. Accordingly, a cooler may be included to control the temperature of the input unit. In addition, in order to prevent backflow toward the inlet during the thermal pressure expansion process, the spacing and depth of the grooves of the screw are gradually shortened from the inlet of the raw material to the ejection section so that a large amount of raw material is injected toward the inlet, A step of adjusting the shape of the screw may be included so that the raw material moves toward the ejection portion instead of being pushed out toward the input portion where the temperature and pressure are relatively low due to the difference in the amount of the raw material.
상기 사출부의 사출구 구경은 1~30 mm 의 크기로 적용이 가능하다. 이 때 사출구의 개수를 1~20개 이내로 조절이 가능하며, 이 이상이 되는 경우에는 압력의 손실이 발생하여 열가압팽화 처리가 원활하게 진행되기 어렵다. 이 때 사출구의 모양은 원형, 삼각형, 사각형 등의 다각형뿐만 아니라 다양한 모양의 적용이 가능하며, 사출구의 모양은 제한되지 않는다. 원형이 아닌 사출구의 형태를 조절하여 열가압팽화 처리에 의한 사출시 외부로 노출되는 비표면적을 증가시킴으로써, 외부로의 노출 면적을 늘려 원형에 비하여 상대적으로 건조속도를 높이는 것이 가능하다. The aperture of the ejection port of the ejection unit can be applied in a size of 1 to 30 mm. At this time, the number of ejection orifices can be adjusted within 1 to 20, and if it exceeds this limit, a loss of pressure occurs, making it difficult for the thermal compression expansion process to proceed smoothly. At this time, the shape of the ejection orifice can be applied not only to polygons such as circular, triangular, and quadrangular, but also to various shapes, and the shape of the ejection orifice is not limited. By adjusting the shape of the non-circular ejection port to increase the specific surface area exposed to the outside during injection by thermal expansion treatment, it is possible to increase the drying speed relatively compared to the circular shape by increasing the externally exposed area.
다음으로, (d) 상기 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물을 건조하는 단계(S400)이다. Next, (d) is a step (S400) of drying the sweet potato peeled skin product subjected to the thermal pressure expansion treatment.
상기 (d) 단계(S400)의 열가압팽화된 고구마 박피부산물은 표면 및 내부공극이 다수 발생하여 벌크가 크게 증가하여 내외부로 수분이동이 용이함에 따라 건조효율이 매우 우수한 특징이 있다. The sweet potato peeled product expanded by heat and pressure in step (d) (S400) has a large number of surface and internal voids, resulting in a large increase in bulk, so that moisture can easily move in and out, so the drying efficiency is very good.
상기 (d) 단계(S400)는 (c)단계(S300)에서 사출된 고구마 박피부산물의 건조단계이며, 구체적으로, 열가압팽화 처리후 제조된 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물을 건조 처리하여 수분함량이 10 중량% 이하 또는 수분활성도를 0.6 이하로 조절하는 단계이다.The step (d) (S400) is a step of drying the sweet potato peeled product injected in step (c) (S300). It is a step of adjusting the content to 10% by weight or less or the water activity to 0.6 or less.
더욱 구체적으로, 상기 (d) 단계(S400)는 열가압팽화된 고구마 박피부산물(사출된 고구마 박피부산물 팽화물)에 포함되는 수증기를 원활히 배출하기 위해 원통형으로 되어있는 망사형 구조의 장치를 이용하여 채집한 후 로터리 건조장치를 이용하여 건조를 진행할 수 있으며, 이때 온도는 120~250℃일 수 있다. 이때 사용되는 상기 건조장치는 로터리 건조장치 이외에 열풍건조(터널방식, 벨트방식), 피막건조(드럼형, 벨트형), 포말건조, 열판건조, 고주파건조, 적외선건조 등을 적용할 수 있다. More specifically, the step (d) (S400) uses a device having a cylindrical mesh structure to smoothly discharge water vapor contained in the expanded sweet potato peeled product (extruded sweet potato peeled product). After collecting, drying may be performed using a rotary drying device, at which time the temperature may be 120 to 250 ° C. In addition to the rotary dryer, the drying device used at this time may be hot air drying (tunnel type, belt type), film drying (drum type, belt type), foam drying, hot plate drying, high frequency drying, infrared drying, and the like.
상기 수분활성도가 0.6를 초과하면, 미생물의 발생이 이루어질 수 있는 문제점이 있어, 수분활성도가 0.6 이하가 되도록 유지하는 것이 바람직하다.If the water activity exceeds 0.6, there is a problem in that microorganisms may be generated, so it is preferable to maintain the water activity to be 0.6 or less.
상기 수분활성도는 식품 중에 존재하는 미생물의 성장에 필요한 수분의 함량을 통한 식품의 건조 중 미생물 발생여부를 확인할 수 있는 지표이며, 수분활성도가 0.6 이하일 경우 미생물로부터 안전하다.The water activity is an index that can determine whether or not microorganisms are generated during drying of food through the content of water required for the growth of microorganisms present in the food, and is safe from microorganisms when the water activity is 0.6 or less.
마지막으로, 상기 건조된 고구마 박피부산물을 제분하는 단계(S500)이다.Finally, it is a step of milling the dried sweet potato skin product (S500).
상기 (e) 단계(S500)는 충격방식 또는 전단 마모 방식을 적용하는 해머밀, 볼밀, 롤러밀, 제트밀, 임팩트 크러셔(impact crusher), 롤 크러셔(roll crusher), 조 크러셔(jaw crusher), 자이 러토리 크러셔(gyratory crusher) 및 콘 크러셔(cone crusher) 등의 방식으로 수행될 수 있다.The step (e) (S500) is a hammer mill, ball mill, roller mill, jet mill, impact crusher, roll crusher, jaw crusher, It may be performed in a manner such as a gyratory crusher and a cone crusher.
상기 (e) 단계(S500)를 통해 분말화된 고구마 박피부산물의 입도는 100 mesh 이하일 수 있다.The particle size of the sweet potato peeling product powdered through the step (e) (S500) may be 100 mesh or less.
본 발명에서 상기 고구마 박피부산물 분말은 상기 (e) 단계(500)를 통해 분말화되는데 상기 (c) 단계(S300)를 통해 고구마 박피부산물이 벌크화되어 단시간 및 저에너지를 소모하고도 미분량이 증가하는 효과가 있으며, 상기 (e) 단계(S500)를 통해 미분량이 증가함에 따라 동일한 무게 대비 부피가 감소되는 효과가 있다.In the present invention, the sweet potato peeled product powder is powdered through the step (e) (500), and the sweet potato peeled product is bulked through the step (c) (S300), so that the amount of fine powder is increased even after consuming a short time and low energy. There is an effect of doing, and as the amount of fine powder increases through the step (e) (S500), there is an effect of reducing the volume compared to the same weight.
이하, 본 발명의 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples and experimental examples of the present invention.
제조예 1Preparation Example 1
생고구마를 세척하고 박피하여 고구마 박피부산물을 준비하였다.Raw sweet potatoes were washed and peeled to prepare sweet potato peel products.
제조예 2 ~ 10Preparation Examples 2 to 10
하기의 표 1의 조건에 따라 제조예 1의 고구마 박피부산물을 열가압팽화 처리하였다.According to the conditions in Table 1 below, the sweet potato peeled skin product of Preparation Example 1 was subjected to thermal pressure expansion treatment.
수분함량(중량%)Early Sweet Potato Peeling Products
Moisture content (% by weight)
비교제조예 1Comparative Preparation Example 1
제조예 1의 고구마 박피부산물을 160 ℃로 열풍건조하여 준비하였다.The peeled sweet potato skin product of Preparation Example 1 was prepared by hot air drying at 160 ° C.
비교제조예 2Comparative Preparation Example 2
고구마 속 분말을 제조하여 준비하였다.It was prepared by preparing sweet potato powder.
실험예 1: 고구마 박피부산물의 특성 분석Experimental Example 1: Analysis of characteristics of peeled sweet potato products
고구마 박피부산물의 특성을 분석하였다.The characteristics of peeled sweet potato products were analyzed.
도 2는 생고구마를 박피한 후 고구마 속 및 고구마 박피부산물의 이미지이고, 도 3은 고구마의 절단면 및 절단면 껍질부를 확대한 이미지이다.2 is an image of sweet potato genus and sweet potato peeling products after peeling raw sweet potato, and FIG. 3 is an enlarged image of the cut surface and the peel portion of the cut surface of sweet potato.
세척 후 생고구마의 수분함량은 약 65~75 중량%로 분석되었으며, 제조예 1의 고구마 박피부산물에는 겉껍질과 고구마의 바깥쪽 속 부분이 함께 박피되어 있는 것을 확인할 수 있다.After washing, the water content of the raw sweet potato was analyzed to be about 65 to 75% by weight, and it can be seen that the outer skin and the outer inner part of the sweet potato are peeled together in the sweet potato peeling product of Preparation Example 1.
또한, 도 2에서 확인할 수 있듯이, 생고구마 1개당 건조중량대비 약 15 중량%(14.5%) 정도의 고구마 박피부산물(제조예 1)이 발생되었다. 이 중 최외각의 진한 색깔의 겉껍질이 차지하는 비중은 약 27 중량%이였으며, 나머지는 고구마 속 바깥쪽 부분이 차지하는 것을 확인할 수 있었다. 고구마의 형태적 특성이 불규칙하여 겉껍질만 선택적으로 제거가 불가능함에 따라 수작업으로 이루어지는 박피공정에 의해 박피부산물은 겉껍질과 고구마 속의 외각부분이 함께 분리되며 이것은 약 0.5~1.5 cm의 두께인 얇은 플레이크 형태로 발생되었다. 실제 고구마의 겉껍질의 두께는 약 0.2 cm 이내인 것으로 확인하였다.In addition, as can be seen in FIG. 2, about 15% by weight (14.5%) of the sweet potato skin product (Production Example 1) was generated relative to the dry weight per raw sweet potato. Of these, it was confirmed that the outermost dark-colored outer skin occupied about 27% by weight, and the rest was occupied by the outer part of the sweet potato. Since the morphological characteristics of sweet potato are irregular, it is impossible to selectively remove only the outer skin, so the peeling product is separated from the outer skin and the outer part of the sweet potato together by the manual peeling process, which is a thin flake with a thickness of about 0.5 to 1.5 cm. occurred in the form It was confirmed that the actual thickness of the outer skin of the sweet potato was within about 0.2 cm.
도 3에서 확인할 수 있듯이, 고구마는 조직의 특성상 고구마의 속 부분과 속의 외각부분, 그리고 겉 껍질로 나누어질 수 있으며, 박피 시 바깥쪽 겉껍질과 속의 외각부분이 함께 붙어서 제거되었다. 또한, 고구마의 속과 속의 외각부분은 조직이 상이한데 외각부분에서 더욱 섬유질이 많고 질긴 특성을 가지는 것으로 나타났다.As can be seen in Figure 3, the sweet potato can be divided into the inner part of the sweet potato, the outer part of the inner part, and the outer skin due to the nature of the tissue, and the outer outer skin and the outer part of the inner are attached together and removed during peeling. In addition, the outer part of the sweet potato and the outer part of the inside have different tissues, but the outer part was found to have more fiber and toughness.
실험예 2: 고구마 박피부산물의 SEM 분석 및 전분함량 분석Experimental Example 2: SEM analysis and starch content analysis of peeled sweet potato products
고구마 박피부산물(제조예 1)을 건조한 후 분쇄하여 전자주사현미경(field emission scanning electron microscope, JEOL/JSM-7000F)을 이용하여 SEM 이미지를 분석하고, 전분함량을 측정하였다.The peeled sweet potato product (Preparation Example 1) was dried and then pulverized, and the SEM image was analyzed using a field emission scanning electron microscope (JEOL/JSM-7000F), and the starch content was measured.
도 4는 제조예 1의 SEM을 나타낸 것이다.Figure 4 shows the SEM of Preparation Example 1.
도 4를 참조하면, 고구마 박피부산물(제조예 1) 내부 구조에 상당량의 알갱이 형태의 전분이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that a significant amount of granular starch is included in the internal structure of the peeled sweet potato product (Preparation Example 1).
하기의 표 2는 고구마 박피부산물 내에 포함된 전분의 함량을 분석한 것이다.Table 2 below analyzes the content of starch contained in sweet potato skin products.
상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 제조예 1의 고구마 박피부산물의 전분함량은 약 11.54 중량%로 확인되었다.결과적으로, 제조예 1의 고구마 박피부산물의 SEM 이미지로 내부 구조를 평가한 결과 알갱이 구조를 가지고 있는 생전분이 상당량 포함되어 있어 열가압팽화 처리 과정 중 증숙하는 과정에서 호화면서 팽화처리가 용이하게 일어날 수 있을 것으로 확인되었다.As can be seen in Table 2, the starch content of the peeled sweet potato product of Preparation Example 1 was found to be about 11.54% by weight. Since it contains a significant amount of raw starch, it was confirmed that the expansion treatment can be easily performed while being luxurious during the steaming process during the thermal pressure expansion process.
실험예 3. 고구마 박피부산물의 압착탈수 유무에 의한 수분함량 평가Experimental Example 3. Evaluation of water content by pressing and dehydrating sweet potato skin products
고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리가 적절하게 이루어질 수 있도록 수분량을 조절하기 위하여 고구마 박피부산물을 압착탈수 전처리함으로써 수분함량 변화에 따른 영향을 평가하였다. In order to control the moisture content so that the sweet potato peeled product can be properly heat-pressed and expanded, the effect of the change in moisture content was evaluated by pre-treating the sweet potato peeled skin product by pressing and dehydration.
도 5는 고구마 박피부산물의 압착탈수 처리 전, 후의 이미지를 나타낸 것이고, 하기의 표 3은 고구마 박피부산물의 압착탈수 유무에 따른 수분함량을 측정한 것이다.5 shows images before and after compression dehydration of sweet potato peeled products, and Table 3 below measures the moisture content of sweet potato peeled products according to the presence or absence of compression and dehydration.
도 5 및 표 3을 참조하면, 압착탈수 과정을 거치면서 조분쇄처리가 동시에 진행되는 것을 확인할 수 있었으며, 고구마 박피부산물을 압착탈수한 후 수분함량 평가 결과 고구마 박피부산물의 수분함량이 약 18% 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 고구마 박피부산물의 압착탈수 처리를 통해 이후 과정인 열가압팽화 처리 공정의 효율을 증대시킬 수 있고, 건조단계에 발생하는 건조부하 또한 감소시킬 수 있다.Referring to FIG. 5 and Table 3, it was confirmed that the coarse grinding process proceeded simultaneously through the dehydration process, and as a result of evaluating the moisture content after the dehydration of the sweet potato peeled product, the water content of the peeled sweet potato product decreased by about 18%. I was able to confirm that As a result, through the dehydration treatment of the peeled sweet potato product, the efficiency of the thermal pressure expansion treatment process, which is a subsequent process, can be increased, and the drying load generated in the drying step can also be reduced.
실험예 4. 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 시 특성 분석Experimental Example 4. Characteristic analysis of sweet potato peeling products during thermal pressure expansion treatment
실험예 4.1. 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 유무에 의한 형태 특성 분석Experimental Example 4.1. Analysis of morphological characteristics of sweet potato peeling products with and without thermal pressure expansion treatment
고구마 박피부산물을 이용하여 열가압팽화 처리 유무에 의한 고구마 박피부산물의 형태적 특성을 평가하였다.The morphological characteristics of sweet potato peeled products were evaluated with and without heat pressure expansion treatment using sweet potato peeled products.
도 6은 열가압팽화 처리 유무에 의한 고구마 박피부산물의 이미지를 비교한 것이고, 도 7은 건조방법에 따른 고구마 박피부산물의 SEM 이미지이다.6 is a comparison of images of sweet potato peeled products with and without heat pressure expansion treatment, and FIG. 7 is a SEM image of sweet potato peeled products according to the drying method.
도 6을 참조하면, 열풍건조된 고구마 박피부산물(비교제조예 1)은 고구마 말랭이와 유사하게 건조되고 수축되어 경화되는 형태를 확인할 수 있으며, 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물(제조예 6)의 경우에는 조직의 건조수축이 감소된 벌크한 다공성 구조로 나타나는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the hot-air dried sweet potato skin product (Comparative Preparation Example 1) is dried, contracted and cured similarly to sweet potato mash, and the sweet potato peeled product (Production Example 6) treated with heat and pressure expansion. In this case, it can be confirmed that the drying shrinkage of the tissue is reduced and appears as a bulky porous structure.
열가압팽화 처리에 의한 고구마 박피부산물의 사출시 팽화처리에 의한 구조의 벌크화 정도를 비교하여, 그 결과를 아래의 표 4에 나타내었다.The degree of bulking of the structure by the swelling treatment was compared when the sweet potato peeling product was ejected by the thermal pressure expansion treatment, and the results are shown in Table 4 below.
하기의 표 4는 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리에 의한 부피 증대 효과를 분석한 것이다.Table 4 below analyzes the volume increase effect of the sweet potato peeling product by heat pressure expansion treatment.
표 4를 참조하면, 열가압팽화 처리 시 고구마 박피부산물의 고구마 박피부산물의 형태 및 특성에 따라 차이가 나타날 수 있으나, 열가압팽화로 내부공극의 증가와 구조의 벌크화로 약 250%의 부피 증가가 나타나는 것을 확인할 수 있다. Referring to Table 4, there may be differences depending on the shape and characteristics of the sweet potato peeled product during the heat pressure expansion treatment, but the volume increase of about 250% due to the increase in internal voids and bulking of the structure due to heat pressure expansion You can see what appears.
열가압팽화처리 유무에 의한 고구마 박피부산물의 내부구조 특성을 평가하였다.The internal structural characteristics of sweet potato peeling products with and without heat pressure expansion were evaluated.
도 6 및 7을 참조하면, 상기 열풍 건조한 고구마 박피부산물(비교제조예 1)의 경우에는 전분형태가 나타나며 공극 없이 밀집된 구조의 형태를 보이는 것을 확인할 수 있었지만, 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물(제조예 6)은 비교제조예 1에 대비 열가압팽화에 의한 다수의 공극으로 인하여 벌크가 크게 증가한 구조가 형성된 것을 확인할 수 있다.6 and 7, in the case of the hot air-dried sweet potato peeled product (Comparative Preparation Example 1), it was confirmed that the starch form appeared and showed a dense structure without pores, but the sweet potato peeled product (manufactured by In Example 6), it can be confirmed that a structure with a large increase in bulk was formed due to a large number of pores due to thermal pressure expansion compared to Comparative Preparation Example 1.
또한, 벌크가 크게 향상된 구조로 인해 고구마 박피부산물 팽화물의 건조가 용이하게 이루어지고 이를 통한 분말화 과정도 용이하였으며, 무처리 생전분의 경우 조리 시 36%의 소화흡수율을 나타내는 반면, 무처리 생전분 대비 상기 팽화 처리된 전분의 경우 소화흡수율이 306% 상승하는 연구결과를 확인한 바, 상기 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리를 통해 섭취 시 소화 흡수율을 향상시킬 수 있다.In addition, due to the greatly improved bulk structure, drying of the puffed product of peeled sweet potato was facilitated and the powdering process through this was also facilitated. In contrast, it was confirmed that the digestion and absorption rate increased by 306% in the case of the expanded starch, and the digestion and absorption rate when ingested can be improved through the heat pressure and expansion treatment of the sweet potato skin product.
실험예 4.2. 고구마 박피부산물의 온도조건에 의한 열가압팽화 처리 특성 분석Experimental Example 4.2. Characteristics of hot-pressure expansion treatment by temperature conditions of peeled sweet potato products
열가압팽화 처리 온도에 따른 고구마 박피부산물의 형태적 특성을 분석하였다. The morphological characteristics of sweet potato peeling products according to the thermal pressure expansion treatment temperature were analyzed.
도 8은 열가압팽화 처리 온도에 따른 고구마 박피부산물의 형태를 비교한 것이다. 8 is a comparison of the shapes of peeled sweet potato products according to the heat pressure expansion treatment temperature.
도 8을 참조하면, 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 온도가 120℃(제조예 2)인 경우에는 증숙 처리는 진행되지만, 팽화가 원활히 일어나지 않는 것을 확인할 수 있었고, 200℃이상(제조예 4)인 경우에는 증숙 처리는 진행되지만, 표면에 탄화가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 제조공정에서 온도가 120℃(제조예 2)인 경우에는 장치에 잔여물이 붙거나 늘러붙는 현상이 발생하였고, 200℃(제조예 4)에서는 과도한 열가압팽화 처리로 인하여 장치작동 시 수분폭발과 함께 균일한 열가압팽화 처리 효과를 나타내기 어려웠다. 이에 열가압팽화 처리 적정온도는 120~200℃ 이내에서 가장 효과적인 증숙 및 팽화가 이루어지는 열가압팽화 처리 조건으로 판단되었다.Referring to FIG. 8, when the hot-press expansion treatment temperature of the sweet potato peeling product was 120 ° C (Preparation Example 2), the steaming treatment proceeded, but it was confirmed that the expansion did not occur smoothly, and it was confirmed that the expansion did not occur smoothly, and at least 200 ° C (Preparation Example 4) In the case of , the steaming treatment proceeded, but it was confirmed that carbonization occurred on the surface. In addition, in the manufacturing process, when the temperature was 120 ° C (Production Example 2), residues or sticking occurred on the device, and at 200 ° C (Production Example 4), moisture during operation of the device due to excessive thermal pressure expansion treatment. It was difficult to show a uniform thermal pressure expansion treatment effect with explosion. Accordingly, it was determined that the appropriate temperature for the heat-pressure expansion treatment was within 120 to 200° C. as the condition for the heat-pressure expansion treatment in which the most effective steaming and expansion were achieved.
실험예 4.3. 배럴의 체류시간에 의한 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 특성 분석Experimental Example 4.3. Characteristics of hot-pressure expansion treatment of sweet potato peeling products according to the residence time of the barrel
열가압팽화 처리 시 배럴의 체류시간에 따른 고구마 박피부산물의 특성을 평가하다. Evaluate the characteristics of peeled sweet potato products according to the residence time of the barrel during thermal pressure expansion treatment.
하기의 표 5는 그 결과를 나타낸 것이다.Table 5 below shows the results.
상기 표 5를 참조하면, 배럴의 체류시간에 따라 열가압팽화 처리 시 결과가 다르게 나타났는데, 10초의 배럴 통과 조건에서는 증숙 및 팽화가 원활히 진행되지 않았고, 600초 이상의 경우에는 탄화가 발생되는 문제가 있었다. 결과적으로, 이에 10~600초 이내의 체류시간에서 열가압팽화 처리가 용이할 것으로 판단되었다.Referring to Table 5, the results of the thermal pressure expansion treatment were different depending on the residence time of the barrel. In the condition of passing the barrel for 10 seconds, the steaming and expansion did not proceed smoothly, and in the case of 600 seconds or more, carbonization occurred. there was. As a result, it was judged that the thermal pressure expansion treatment would be easy with a residence time of 10 to 600 seconds.
실험예 4.4. 고구마 박피부산물의 수분함량에 의한 열가압팽화 처리에 의한 건조특성Experimental Example 4.4. Drying Characteristics of Sweet Potato Peeled Skin Products by Thermal Pressure Expansion Treatment by Moisture Content
초기 고구마 박피부산물의 수분함량에 따른 열가압팽화 처리 후 건조특성 및 수분함량(일부 건조)을 분석하였다.The drying characteristics and moisture content (partial drying) after heat pressure expansion treatment according to the moisture content of the initial sweet potato peeling product were analyzed.
이때, 고구마 박피부산물의 수분함량이 70, 50, 25 중량%인 것을 나누어 진행하였고, 고구마 박피부산물의 수분함량이 70 중량% 조건은 조분쇄 처리만 진행하였으며, 고구마 박피부산물의 수분함량이 50 중량% 조건에서는 압착탈수처리한 고구마 박피부산물을 사용하였다. 또한, 고구마 박피부산물의 수분함량이 25 중량% 조건에서는 압착탈수 후 열풍건조를 이용하여 수분함량을 25 중량%로 조절하여 사용하였다. 열가압팽화 처리 시 배럴 체류시간은 300초로 진행하였다. 열가압팽화 처리에 의한 건조 특성을 평가하기 위하여 함수율 측정기(MAC 50(Moisture analyzer), RADWAG, Poland)를 이용하여 수분함량을 측정하고 하기의 표 6에 그 결과를 나타내었다.At this time, the water content of the sweet potato peeled product was divided into 70, 50, and 25% by weight, and only the coarse grinding treatment was carried out under the condition that the water content of the sweet potato peeled product was 70% by weight, and the water content of the sweet potato peeled product was 50% by weight In the % condition, sweet potato skin products subjected to dehydration treatment were used. In addition, in the condition that the moisture content of the peeled sweet potato skin product was 25% by weight, the moisture content was adjusted to 25% by weight using hot air drying after compression dehydration. During the thermal pressure expansion treatment, the retention time in the barrel was 300 seconds. In order to evaluate the drying characteristics by the thermal pressure expansion treatment, the moisture content was measured using a moisture content analyzer (MAC 50 (Moisture analyzer), RADWAG, Poland), and the results are shown in Table 6 below.
수분함량(중량%)Early Sweet Potato Peeling Products
Moisture content (% by weight)
상기 표 6을 참조하면, 고구마 박피부산물의 수분함량 및 열가압팽화 처리 온도조건의 차이와 관계없이 증숙 처리는 원활히 이루어지는 것을 확인할 수 있었다.그러나, 고구마 박피부산물의 수분함량이 70 중량%인 조건에서는 열가압팽화 처리 온도가 120℃(제조예 2)에서는 구조의 벌크화가 일어나지만, 최종 처리물이 건조가 되지 않았고, 160℃(제조예 3)에서는 구조의 벌크화와 함께 건조가 되었으며, 200℃(제조예 4)에서는 과도한 열가압팽화 처리로 인하여 장치작동 시 수분폭발 및 잔여물이 붙는 문제가 발생하였다. Referring to Table 6, it was confirmed that the steaming process was performed smoothly regardless of the difference in the water content of the peeled sweet potato product and the temperature conditions of the thermal pressure expansion treatment. However, under the condition that the water content of the peeled sweet potato product was 70% by weight, At 120 ° C (Preparation Example 2), the structure was bulked, but the final treated product was not dried. At 160 ° C (Preparation Example 3), the structure was bulked and dried, and at 200 ° C. In (Preparation Example 4), problems such as moisture explosion and residue sticking occurred during operation of the device due to excessive thermal pressure expansion treatment.
또한, 고구마 박피부산물의 수분함량이 50 중량%인 조건에서 열가압팽화 처리 온도가 120℃(제조예 5)에서는 구조의 벌크화가 발생하지만 건조가 제대로 이루어지지 않았고, 160℃(제조예 6) 및 200℃(제조예 7)에서 열가압팽화 처리에 의한 구조의 벌크화와 함께 건조가 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. In addition, under the condition that the moisture content of the sweet potato skin product is 50% by weight, the bulking of the structure occurs at the temperature of 120 ° C. (Preparation Example 5), but the drying is not properly performed. It was confirmed that the drying was performed together with the bulking of the structure by the thermal pressure expansion treatment at 200 ° C. (Production Example 7).
또한, 고구마 박피부산물의 수분함량이 25 중량%인 조건에서는 수분함량이 낮아 열가압팽화 처리에 의한 팽화가 120℃(제조예 8) 및 160℃(제조예 9)에서는 구조의 벌크화가 발생하지 않았고 건조만 이루어졌으며, 200℃(제조예 10)에서 열가압팽화 처리 시 약간의 구조의 벌크화와 함께 건조가 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. In addition, under the condition that the water content of the sweet potato peeling product was 25% by weight, the water content was low, so the bulking of the structure did not occur at 120 ° C (Preparation Example 8) and 160 ° C (Preparation Example 9) due to the low water content. Only drying was performed, and it was confirmed that drying was performed with a slight bulking of the structure during the thermal pressure expansion treatment at 200 ° C. (Preparation Example 10).
즉, 열가압팽화 처리공정을 진행하는 경우 수분함량이 18~58 중량%가 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 최종 수분함량이 38 중량% 이내인 것을 확인할 수 있었다. 이 결과를 볼 때 열가압팽화 처리 공정을 진행하는 경우 일부건조가 진행되는 것을 확인할 수 있었다. That is, it was confirmed that the moisture content was reduced by 18 to 58% by weight when the thermal pressure expansion treatment process was performed, and it was confirmed that the final moisture content was within 38% by weight. From this result, it was confirmed that some drying proceeded when the thermal pressure expansion treatment process was performed.
종합적으로 볼때, 열가압팽화 처리 시 수분함량은 25~70 중량% 이내일 때 열가압팽화 처리 공정이 진행이 가능하며, 40~60% 이내의 조건에서 가장 효과적인 공정진행이 가능할 것으로 판단되었다.Overall, it was determined that the thermal pressure expansion process can proceed when the moisture content is within 25 to 70% by weight, and the most effective process can be performed under the condition of 40 to 60%.
실험예 5. 첨가제 적용에 의한 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 특성평가 Experimental Example 5. Evaluation of characteristics of thermal pressure expansion treatment of sweet potato peeling products by application of additives
고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 시 효율을 높이기 위하여 160℃, 수분함량 50%, 체류시간 300초의 조건에서 베이킹파우더(탄산수소나트륨, sodium bicarbonate: NaHCO3)를 약 1% 적용하여 그 특성을 확인하였다.In order to increase the efficiency of the thermal pressure expansion treatment of sweet potato peeling products, about 1% of baking powder (sodium bicarbonate, sodium bicarbonate: NaHCO 3 ) was applied under the conditions of 160 ° C, water content of 50%, and residence time of 300 seconds to confirm its characteristics. did
하기의 표 7은 그 결과룰 분석한 것이다.Table 7 below analyzes the results.
표 7을 참조하면, 베이킹파우더를 첨가하지 않은 열가압팽화 처리에 대비 최소 약 25% 이상 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 고구마 박피부산물 열가압팽화 처리 시 베이킹파우더를 적용하여 부피를 증가시킴으로써 이 후 건조과정에서 건조효율을 높일 수 있다.Referring to Table 7, it was confirmed that the increase was at least about 25% compared to the thermal pressure expansion treatment without adding baking powder. Accordingly, when the sweet potato skin product is subjected to thermal pressure expansion treatment, baking powder is applied to increase the volume, thereby increasing the drying efficiency in the subsequent drying process.
실험예 6. 열가압팽화 처리 후 건조 후 특성평가 Experimental Example 6. Characteristic evaluation after drying after thermal pressure expansion treatment
열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물의 저장안정성을 평가하기 위하여 120~250℃ 조건에서 열가압팽화 처리 후 수분활성도를 분석하였다.In order to evaluate the storage stability of the sweet potato peeling product treated by heat pressure expansion, water activity was analyzed after heat pressure expansion at 120 ~ 250 ℃ condition.
수분활성도는 식품 중에 존재하는 미생물의 성장에 필요한 수분의 함량을 통한 식품의 건조 중 미생물의 발생여부를 확인할 수 있으며, 미생물은 수분활성도가 0.6 이하일 경우 미생물로부터 안전하다.Water activity can confirm whether or not microorganisms are generated during drying of food through the amount of moisture required for the growth of microorganisms present in food, and microorganisms are safe from microorganisms when the water activity is 0.6 or less.
수분활성도 측정은 수분활성도 측정기(WA-160A, Amittari, China)를 이용하여, 25 ℃의 환경에서 고정하여 30분 간격으로 측정기의 상대습도를 측정하여, 변동이 없을 때를 최종점으로 하여 평가하였다.Water activity was measured using a water activity meter (WA-160A, Amittari, China), fixed in an environment of 25 ° C., and the relative humidity of the meter was measured at 30-minute intervals. When there was no change, it was evaluated as the final point. .
하기의 표 8은 그 결과를 나타낸 것이다.Table 8 below shows the results.
(℃)drying temperature
(℃)
상기 표 8을 참조하면, 건조 처리가 진행되는 경우 수분활성도가 모두 0.6 이하로 처리되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 건조 처리 시 110℃ 조건에서도 고구마 박피부산물의 건조가 이루어지지만, 건조시간이 길어져 건조 효율이 크게 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 건조온도가 260℃인 조건에서는 고구마 박피부산물의 건조가 이루어지지만 표면의 탄화가 발생하는 문제점이 있었다. 따라서, 적절한 건조온도는 120~250℃가 가장 바람직한 것을 확인하였다.Referring to Table 8, it can be seen that all of the water activities were treated to be 0.6 or less when the drying treatment proceeded. However, during the drying treatment, although the sweet potato peeling product is dried even under the condition of 110 ° C, it can be seen that the drying efficiency is greatly reduced due to the long drying time. In addition, under the condition that the drying temperature is 260 ° C., the sweet potato skin product is dried, but there is a problem in that carbonization of the surface occurs. Therefore, it was confirmed that the most suitable drying temperature was 120 to 250 ° C.
실험예 7. 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리에 의한 분말화 특성 평가Experimental Example 7. Evaluation of Powdering Characteristics of Sweet Potato Peeled Skin Products by Thermal Pressure Expansion Treatment
열가압팽화처리 유무에 의한 제분특성을 평가하기 위하여 제조예6(압착탈수 후 수분함량 중량 50%, 열가압팽화처리 온도 160℃)과 비교제조예 1을 이용하여 제분 처리에 의한 분말화 효율을 평가하였다. 상기 제분율 평가는 100 mesh(150um)을 이용하여 미통과분과 통과분으로 측정하여 제분율을 평가하였다.In order to evaluate the milling characteristics by the presence or absence of thermal pressure expansion treatment, the powdering efficiency by milling treatment was measured using Preparation Example 6 (moisture content after pressing and dehydration, weight 50%, thermal pressure
상기 제분 처리에 의한 미분이 증가할수록 동일한 무게에서도 상대적으로 부피가 감소하는 특성을 이용하여, 100mesh 통과분을 이용하여 동일한 용기 및 동일한 무게의 고구마 박피부산물을 넣고 난 후 제분율을 용기높이를 측정하여 부피 감소율로 평가하였다.Using the characteristic that the volume decreases relatively even at the same weight as the fine powder increases by the milling treatment, after putting the sweet potato peeled product in the same container and the same weight using the 100 mesh passage, the milling rate is measured by the height of the container to determine the volume Rate of decrease was evaluated.
하기의 표 9는 상기 고구마 박피부산물의 열가압팽화 처리 유무에 의한 건조 및 제분 처리 후 100 mesh 통과 비율을 나타낸 것이다.Table 9 below shows the 100 mesh passage rate after drying and milling treatment with or without the thermal pressure expansion treatment of the sweet potato peeling product.
상기 표 9를 참조하면, 동일한 제분장치를 이용하여 같은 처리조건에서 제분 처리 시 열가압팽화 처리 후 건조된 고구마 박피부산물이 열풍건조 처리된 고구마 박피부산물(비교제조예 1) 보다 100 mesh 이하 통과분의 비율이 더욱 높은 것을 확인할 수 있다.100mesh를 통과한 고구마 박피부산물 분말을 이용하여 높이 비교를 통해 부피 비율을 확인해 보았다.Referring to Table 9, when milling under the same processing conditions using the same milling device, the sweet potato peeled product dried after the heat pressure expansion treatment passed through 100 mesh or less than the sweet potato peeled product subjected to hot air drying (Comparative Preparation Example 1). It can be confirmed that the ratio of is higher. The volume ratio was confirmed by comparing the height using the sweet potato peeled product powder that passed through 100 mesh.
도 9는 건조방식에 따른 고구마 박피부산물 분말의 제분율을 비교한 것이다.9 is a comparison of milling rates of sweet potato peeled product powders according to drying methods.
도 9를 참조하면, 열가압팽화 처리, 건조 및 제분 처리된 고구마 박피부산물(제조예 6)에서 열풍건조된 고구마 박피부산물의 100mesh 통과분에 비해 약 33%의 낮은 부피를 갖는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 9, it can be seen that the sweet potato peeled product (Preparation Example 6) treated with heat pressure expansion, drying, and milling has a lower volume of about 33% compared to the 100 mesh passage of the hot-air dried sweet potato peeled product.
열가압팽화 처리되어 건조 및 제분 처리된 고구마 박피부산물은 열가압팽화 처리 되지 않고 건조된 고구마 박피부산물에 비해 더 작은 입자로 분말화가 가능하였는데, 이것은 열가압팽화 처리 방식이 아닌 기존의 통상적인 고구마 건조방법으로 고구마 박피부산물을 건조하는 경우에는 건조과정에서 조직이 수축하고 강직해 짐에 따라 분말화 효율이 크게 낮아지고 이와 달리 열가압팽화 처리 방법을 적용하는 경우 분말화 효율이 크게 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 열가압팽화 처리에 의한 고구마 박피부산물에서는 조직이 벌크화되고, 미세한 공극들이 내부구조에 다량으로 만들어지게 됨으로써 저에너지의 분말화 처리로도 분말화가 짧은 시간 동안 용이하게 이루어지는 것을 확인할 수 있다.The sweet potato peeled skin product that was subjected to the heat-pressure expansion treatment and dried and milled could be powdered into smaller particles than the sweet potato peeled skin product dried without the heat-pressure expansion treatment. In the case of drying the sweet potato peeling product by this method, the powdering efficiency was greatly reduced as the tissue contracted and stiffened during the drying process. . In the sweet potato peeling product by the thermal pressure expansion treatment, the tissue is bulked and fine pores are formed in a large amount in the internal structure, so it can be confirmed that powdering is easily performed in a short time even with low energy powdering treatment.
실험예 8. 제분 처리하여 분말화된 고구마 박피부산물의 성분 분석Experimental Example 8. Component Analysis of Sweet Potato Peeled Skin Products Powdered by Milling
실험예 8.1. 제분 처리하여 분말화된 고구마 박피부산물의 식이섬유 및 조단백질 성분 특성 Experimental Example 8.1. Characteristics of Dietary Fiber and Crude Protein Components of Milled and Powdered Sweet Potato Skin Products
고구마 박피부산물의 성분특성을 확인하기 위하여 제조예 6과 비교제조예 2를 제분 처리한 후 식이섬유 및 조단백질 분석을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 10에 나타내었다. In order to confirm the component characteristics of the peeled sweet potato product, Preparation Example 6 and Comparative Preparation Example 2 were subjected to milling treatment, followed by dietary fiber and crude protein analysis, and the results are shown in Table 10 below.
(제분 처리된 제조예 6)Sweet Potato Skin Peel Powder
(Manufacture Example 6 treated with milling)
(제분 처리된 비교제조예 2)Sweet Potato Powder
(Comparative Manufacturing Example 2 treated with milling)
상기 표 10을 참조하면, 고구마 박피부산물 분말은 고구마 속 분말에 비해 식이섬유와 조단백질 함량이 각각 약 104%, 249% 이상 높게 함유하고 있는 것으로 확인할 수 있다.Referring to Table 10, it can be seen that the sweet potato skin product powder contains about 104% and 249% or more of dietary fiber and crude protein content, respectively, compared to the powder inside the sweet potato.
실험예 8.2. 제분 처리하여 분말화된 고구마 박피부산물의 안토시아닌 함량 분석Experimental Example 8.2. Analysis of anthocyanin content in powdered sweet potato skin products after milling
제조예 6과 비교제조예 2를 이용하여 안토시아닌 함량을 분석하였다.Anthocyanin content was analyzed using Preparation Example 6 and Comparative Preparation Example 2.
도 10은 고구마 박피부산물의 안토시아닌 함량을 비교한것이다.10 is a comparison of the anthocyanin content of sweet potato skin products.
안토시아닌 함량 함량 평가는 메탄올 20 mL와 HCL 2 %(95:5 v/v)에 각각 20 g의 분말을 넣고 60 분간 상온에서 추출한 후 추출액을 취하여 분석을 진행하였다.To evaluate the anthocyanin content, 20 g of the powder was added to 20 mL of methanol and 2% of HCL (95:5 v/v), extracted at room temperature for 60 minutes, and then the extract was analyzed.
추출액의 특성평가는 UV spectrometer(UV 1800, SHIMADZU, Japan)을 이용하여 진행하였고, 안토시아닌 함량 분석을 위하여 520 nm 및 700 nm의 파장에서의 흡광도를 측정하였으며, 520 nm에서의 흡광도와 700nm에서 흡광도의 차이를 기준으로 평가하였다. 흡광도의 차이는 추출액에 포함된 안토시아닌의 함량에 비례하여 나타나기 때문에 두 분말의 함량차이를 흡광도의 차이로 비교 분석하였다.Characterization of the extract was conducted using a UV spectrometer (UV 1800, SHIMADZU, Japan), and absorbance at 520 nm and 700 nm was measured to analyze the anthocyanin content. Differences were evaluated. Since the difference in absorbance appears in proportion to the content of anthocyanin contained in the extract, the difference in content of the two powders was compared and analyzed as the difference in absorbance.
700 nm의 파장에서 두 분말의 흡광도 차이가 거의 나타나지 않았기 때문에 520 nm에서의 흡광도 차이를 비교함으로써 안토시아닌 함량을 비교 분석할 수 있다.Since there was almost no difference in absorbance between the two powders at a wavelength of 700 nm, the anthocyanin content can be compared and analyzed by comparing the difference in absorbance at 520 nm.
도 10을 참조하면, 안토시아닌에 의한 흡광도가 고구마 속 분말(제분 처리된 비교제조예 2)에 비하여 고구마 박피부산물 분말(제분 처리된 제조예 6)에서 약 5 배 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로 고구마 박피부산물 분말(제분 처리된 제조예 6)이 상대적으로 다량의 안토시아닌을 함유하는 것을 확인할 수 있었고 이것은 실제 고구마 껍질부가 껍질을 포함한 전체 고구마 대비 안토시아닌의 함량이 높은 것에 기인하는 것으로 판단되었다.Referring to FIG. 10, it was confirmed that the absorbance by anthocyanin was about 5 times higher in the sweet potato peeled product powder (milled preparation example 6) than in the sweet potato inner powder (milled comparative preparation example 2). Based on these results, it was confirmed that the sweet potato skin product powder (milled Preparation Example 6) contained a relatively large amount of anthocyanin, which was attributed to the high content of anthocyanin in the actual sweet potato skin compared to the whole sweet potato including the skin. judged
고구마 박피부산물 분말과 고구마 속 분말을 이용하여 안토시아닌 정량분석을 실시하였고, 그 결과를 아래의 표 11에 나타내었다. 고구마 박피부산물에서는 안토시아닌 함량이 11.500±0.180 ug/mL 측정되었지만, 고구마 속 분말에서는 안토시아닌 함량이 측정되지 않은 것을 확인할 수 있다.Quantitative analysis of anthocyanin was performed using the sweet potato skin product powder and the sweet potato inner powder, and the results are shown in Table 11 below. The anthocyanin content was measured at 11.500±0.180 ug/mL in the peeled sweet potato product, but it could be confirmed that the anthocyanin content was not measured in the sweet potato powder.
결과적으로 본 발명에 따라 제조된 고구마 박피부산물 분말은 고구마 속 분말에 비하여 식이섬유 및 안토시아닌 같은 건강기능성 소재들을 상대적으로 많이 함유하고 있는 것을 확인할 수 있다.As a result, it can be confirmed that the sweet potato peeled skin product powder prepared according to the present invention contains a relatively large amount of health functional materials such as dietary fiber and anthocyanin compared to the powder inside the sweet potato.
S100: 고구마 박피부산물 수득 단계
S200: 압착탈수 단계
S300: 열가압팽화 단계
S400: 건조 단계
S500: 제분 단계S100: Step of obtaining peeled sweet potato products
S200: Press dehydration step
S300: Thermal pressure expansion step
S400: drying step
S500: milling step
Claims (7)
(b) 상기 수득된 고구마 박피부산물을 압착탈수하는 단계,
(c) 상기 압착탈수 처리된 고구마 박피부산물을 열가압팽화하는 단계,
(d) 상기 열가압팽화 처리된 고구마 박피부산물을 건조하는 단계 및
(e) 상기 건조된 고구마 박피부산물을 제분하는 단계를 포함하는, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법.(a) obtaining a peeled sweet potato product;
(b) pressing and dehydrating the obtained sweet potato peeling product;
(c) heat-pressurizing and expanding the peeled sweet potato product subjected to dehydration treatment;
(d) drying the sweet potato peeled product subjected to the heat pressure expansion treatment; and
(e) a method for producing a powder of a peeled sweet potato product comprising the step of milling the dried sweet potato peeled skin product.
상기 (a) 단계의 고구마 박피부산물은,
두께가 0.5~1.5 cm인 플레이트 형태이고, 10~12 중량%의 전분을 포함하는, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법. According to claim 1,
The sweet potato peeling product in step (a) is,
A method for producing a powder of peeled sweet potato products in the form of a plate having a thickness of 0.5 to 1.5 cm and containing 10 to 12% by weight of starch.
상기 (b) 단계는,
상기 수득된 고구마 박피부산물의 수분을 감소시켜 조분쇄가 가능하도록 가공하는 단계인, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법.According to claim 1,
In step (b),
A method for producing a powder of a sweet potato peeled product, which is a step of processing the obtained sweet potato peeled product to enable coarse grinding by reducing the moisture.
상기 (c) 단계는,
120~200 ℃의 온도 및 10~20 bar의 압력 조건에서 10~600초 동안 수행되는, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법.According to claim 1,
In step (c),
A method for producing a powder of peeled sweet potato products, which is performed at a temperature of 120 to 200 ° C. and a pressure of 10 to 20 bar for 10 to 600 seconds.
상기 (d) 단계는,
120~250 ℃의 온도에서 수행되며,
상기 건조된 고구마 박피 부산물의 수분함량은 10 중량% 이하 또는 수분활성도가 0.6 이하인, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법.According to claim 1,
In step (d),
It is carried out at a temperature of 120 ~ 250 ℃,
The dried sweet potato peeling by-product has a water content of 10% by weight or less or a water activity of 0.6 or less.
상기 (e) 단계의 제분된 고구마 박피부산물의 입도는,
100 mesh 이하인, 고구마 박피부산물의 분말 제조방법.According to claim 1,
The particle size of the sweet potato peeling product milled in step (e) is,
100 mesh or less, a method for producing a powder of peeled sweet potato products.
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