양을 정량하게 된다. 이들 변수를 옥수수의 질과 관련시켜 생각할 수 있다. 과일과 채소 식품에서 전단압착기 외에도 인스트론 만능실험기계가 널리 사용된다. 모세닌(1968)에 의해 한 가지 특별한 기구가 개발되었는데 이 기계는 크로스헤드의 이동을 위해 공기 모터를 사용하는 것을 빼고는 다른 만능실험기계들과 비슷하다. 보이지(1971)에 의해 역학적으로 고안된 실험 체계가 개발되었다. 그는 전단압착기의 표준 전단 셀보다 더 간단한 모양의 실험 셀을 묘사하였다(Voisey, 1970).
과일과 채소 제품의 질감은 이 물질의 세포 구조와 관계있다. 리브와 브라운(Reeve and Brown, 1968)은 콩 꼬투리에서 texture와 먹는 품질과 관계있는 세포 구조의 성장을 연구하였다. 스털링(Sterling, 1962)은 조리된 당근의 구조와 견고도에 용질과 pH가 미치는 영향을 연구하였다. 세포 분리와 붕괴 같은 시간에 따라 진행되는 변화는 제품의 texture와 관계된다. 과일과 채소에서 물리적 구조와 물리적 특징 사이의 관계는 다른 제품에서보다 더 명백하다.
그림 9-3. 점탄성 식품에 대해 모로우와 모세닌에 의해 제안된 모델(A)와 응력변형-시간(B)과 응력-시간(C) 특징
모로우와 모세닌(Morrow and Mohsenin, 1966)은 여러 가지 채소가 점탄성 물질로 행동하는 것으로 가정하고 그림 9-3 A에 나타난 3인자 모델에 따라 행동하는 채소들의 물리적 특성을 연구하였다. 이러한 점탄성 물질은 그림 9-3 B, C에 나타난 것처럼 응력변형-시간, 응력-시간과의 관계에 의해 특징화된다.
9-4. 밀가루 반죽
밀가루 반죽의 유동학적 특징은 밀가루의 굽는 특성을 결정하는 데 가장 중요하다. 파리노그래프(Farinograph)는 몇 년 동안 밀가루의 물리적 특징을 측정하는 데 널리 사용되었다. 파리노그래프는 회전 모멘트를 기록하기 위한 발전기(dynamometer)에 전원을 접속시킨 반죽 혼합기이다. 이 기구는 밀가루의 수분 흡수도를 측정하는 데 사용되며 전형적인 파리노그래프 곡선이 그림 9-4에 나타나 있다.
그림 9-4. 전형적인 파리노그래프 곡선
곡선의 중앙을 500단위로 움직이는 데 필요한 물의 양이 밀가루 반죽의 수분 흡수도의 지표가 된다. 곡선의 꼭대기가 500선을 가로지르는 점과 원점 사이의 차이를 도착 시간(arrival time)이라 부르고 0점과 최대 견고도 사이의 차이를 최대 시간(peak time)이라 부르며, 곡선의 꼭대기가 500선을 떠나는 시간을 이탈 시간(departure time)이라 부르고 도착 시간과 이탈 시간 사이의 차이가 안정도이다. 밀가루 반죽의 탄력성은 익스텐시그래프(extensigraph)로 측정되는데 이것은 표준 차원의 한 조각 밀가루 반죽을 잡아늘리는 데 필요한 힘을 기록한다. 밀 반죽의 유일한 점탄성 특성은 글루텐 단백질의 3차원적 망조직 때문이다. 이 망조직은 글루텐 단백질 사이의 티올-디설파이드(thiol-disulfide) 상호교환 반응에 의해 생성된다. 펩타이드의 디설파이드는 단백질(PR)의 티올과 상호 반응함으로써 티올-디설파이드 상호교환을 방해하여 펩타이드(R)-티올을 방출시키고 혼합된 디설파이드를 생성시킨다 :
PR-SH+R-SS-R → R-SH+PR-SS-R
단백질들 사이의 이황화 결합은 49kcal/mole의 에너지를 가지므로 화학 반응을 제외한 실온에서는 깨지지 않는다. 밀가루 반죽의 유동성 특징에 산화제가 미치는 영향은 이황화 결합을 깨트림으로써 정량적으로 설명되며 황화수소기와의 상호교환에 의해 그들은 재생된다(Wehrli and Pomeranz, 1969).
그림 9-5. 밀가루 반죽의 폴리펩타이드 사슬 사이와 사슬 내의 결합.
직선은 공유결합을 나타내고 점선은 다른 결합을 나타낸다.
그림 9-6. 밀가루 반죽에 대해 제안된 3인자 역학적 모델
밀가루의 굽는 특성은 단백질 함량과 이황화기와 황화수소기의 비율에 의해 크게 영향을 받는다. 밀가루 반죽에서 폴리펩타이드 사슬 사이와 내부의 결합을 도식적으로 그린 것이 그림 9-5이다(Wehrli and Pomeranz, 1969). 블록스마(Bloksma, 1972)에 의해 밀가루 반죽의 역학적 모델이 제안되었고, 그림 9-6에 나타나 있다. 이것은 한 개의 스프링과 대쉬폿이 수평으로 연결되고 직렬로 한 개의 대쉬폿이 연결된 구조이다.
결론
식품의 물성시험과 관련된 식품시험은 새로운 제품을 개발하고 기존의 식품을 향상시키는데 기여해 왔다. 콩이나 닭고기 등의 부드러운 뿐만 아니라 감자칩의 바삭거림, 사과의 아삭함 등도 많은 실험실에서 연구되고 있다. 빵이나 과자와 같은 구워낸 제품의 신선도는 소비자들에게 매우 중요한 선택기준이며 식품 물성 시험 장비를 통해 객관적으로 평가할 수 있다. 많은 식품 회사들은 생산제품이 성공적이 될 수 있도록 다양한 씹는 맛의 조합을 찾고 있다. 또한 새로운 포장기술과 방부제는 제품의 수명을 연장시키고 식품기술자들은 이러한 발전을 주의 깊게 측정할 필요가 있다.
냉동 생선이나 새우, 기타 식품들은 주의 깊은 처리과정을 필요로 하며 식품기술자들은 각 대안들을 시험하여 적절한 방법을 모색하고 있다. 크림이나 젤리, 푸딩과 같은 식품들은 적절한 유동성을 가진 점도를 유지해야 하며 이러한 시험 장비에서 특수한 시험 치구를 이용하여 시험을 할 수 있다.
세계적인 식품관련 기술자들은 숙성도, 씹히는 질감, 바삭거림, 점성, 부드러움 등과 같은 다양한 식품의 물성을 측정하기 위하여 아주 정밀한 시험 장비를 사용하고 있다. 이러한 물성들을 바탕으로 신속하게 생산되지만 집에서 갓 만들어 낸 것 같은 새로운 제품들을 개발하는 데 중요한 자료로 활용되어 시장에서의 성공을 거두는 데 중요한 역할을 하고 있다.
참고문헌
▶ 식품화학 - 존 M. 드만 / 황인경 감수 / 김미정, 김미라 옮김 / 까치
▶ 식품화학 - 윤석권, 오훈일, 이형주, 문태화, 노봉수/ 수학사
▶ 食品化學 - 김동연 외 2인 공저 / 영지문화사(英志文化社)
▶ 식품화학 - 강우원, 김래영, 김미라 외 4인 공저 / 보문각
▶ 인터넷 자료검색 - 네이버 자료전문정보