Studies on the Effects of Amylase Addition to Rice Extrusion on the Rheological Properties of the Extrudate for Weaning Food Base

압출조리를 이용한 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 물성변화에 미치는 효과

The effects of amylase addition during extrusion cooking of rice on the physico-chemical properties of the extrudates were investigated in order to develop rice-based Korean style weaning food products. A laboratory-built single screw extruder was used, the enzymes used were Termamyl 120LS(amylase from Bacillus licheniformis, NOVO Co.), BAN 240L(amylase from Bacillus amylolichuefaciens, NOVO Co.) and malt powder. By the addition of enzymes, the water soluble index of the extrudates increased by 3 times compared to that of the extrudates without enzyme and the concentration of reducing sugar in the extrudates increased drastically at 28 feed moisture. The gel permeation chromatographic pattern showed that the large molecular starch fractions diminished by the addition of enzyme during extrusion and the low molecular fraction increased. The residual enzyme activity in the extrudate were 27% for the most thermo-resistance enzyme by treating at $140^{\circ}C$ in the metering section of the extruder. The sediment volume of the extrudate dispersion increased as the metering section temperature increased to $140^{\circ}C$ . By the addition of enzymes the viscosity of extrudate dispersion was redused $1/4{\sim}1/200$ of that of the extrudates without enzyme. It allowed to use 1.8 times of solid material to the weaning food formulation to attain the same level of consistency as the commercial products. It proves that the addition of amylase during rice extrusion is effective to increase the energy density of weaning food by starch degradation, which results in the increases of water solubility, reducing sugar content, dispersibility and fluidability.

압출조리 공법에 의한 한국형 쌀 이유식 제조에서 아밀라제 첨가가 압출미분의 물성 변화에 미치는 영향을알아보았다. 압출조리기의 스크류 회전수는 200 rpm, 원료의 사입속도는 180 g/min로 고정하여 작동하였다. 원료 쌀가루의 수분함량은 18, 23, 28%로 가수하였고 첨가된 아밀라제는 Bacillus licheniformis 로부터 분리한 Termaamyl 120LS(NOVO사), Bacillus amylolichuefaciens 로부터 분리한 BAN 240L(NOVO사) 및 맥아분말이다. 아밀라제 첨가에 의해 압출미분의 수용성지수는 3배 까지 중가했고, 환원당 생성량은 원료의 수분함량에 크게 영향을 받아 28% 수분함량에서 급격히 증가하여 수용성지수와는 다른 경향을 나타내었다. 겔 루파크로 마토그래피에 의한 분자량적 구조 변화 측정 결과 아밀라제 첨가에 의해 고분자 획분이 싱당히 감소했으며 상대적으로 저분자 획분이 증가함을 알 수 있었다. 아밀라제의 잔존활성은 아밀라제 종류에 따라 다르며 가장 내열성인 Termamyl 120LS의 경우 용융부위 온도 $140^{\circ}C$에서 27%까지 감소하였다. 침전법에 의한 분산특성은아밀라제 작용에 의해 수용성 물질이 중가함에 따라 침전충의 감소를 나타내었으나 처러온도가 $140^{\circ}C$로 중가하면 침전충의 높이는 종가하였다. 겉보기 점도는 아밀라제 첨가에 의해 무처리 압출미분의 $1/4{\sim}1/200$로감소하였다. 시판 이유식외 권장농도에서의 점도와 같은 점도 수준에 도달하기 위해서는 원료의 수분함량(18, 23, 28%), 아밀라제 종류 및 첨가량, 계량부위 온도에 따른 각 작동조건의 압출미분을 최고 1.8배의 양을 사용할 수 있었다. 이상에서 살펴본 바와 같이 원료 쌀가루에 첨가된 아밀라제가 압출조리기내를 통과하떤서 쌀가루의 가수분해를 일으켜 환원당 등 수웅성 물질이 중가하고 분산특성이 좋아지며 점도가 낮아지고 결국 이유식의 열량밀도를 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.