Effects of Die Temperature and CO₂ Gas Injection on Physical Properties of Extruded Brown Rice-Vegetable Mix

사출구 온도와 CO₂ 가스주입이 현미·야채류 압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향

This study is designed to examine the change in physical properties of extruded brown rice-vegetable mix at different temperatures and $CO_2$ gas injections. Moisture content and screw speed were fixed to 27% and 100 rpm respectively. Die temperatures and $CO_2$ gas injections were adjusted to 60, 80, $100^{\circ}C$ and 0, 150 mL/min, respectively. The ratio of ${\alpha}$-brown rice, brown rice and sugars (oligosaccharides and palatinose) was fixed to 25, 50 and 16%, respectively. Green tea, tomato and pumpkin powder were blended individually at 9%. Specific mechanical energy (SME) input decreased as die temperature for each vegetable addition increased. All extrudates decreased in density and breaking strength, but increased in specific length and water soluble index as $CO_2$ gas injection increased. Elastic modulus decreased as the die temperature and $CO_2$ gas injection increased. Extruded green tea mix with $CO_2$ gas injection at 150 mL/min was larger pore size and higher amount of pore than the tomato and pumpkin extrudates with $CO_2$ gas injection. Cold extrusion with $CO_2$ gas injection at $60^{\circ}C$ die temperature could be applicable for making Saengsik (uncooked food).

녹차, 토마토, 호박가루 첨가와 사출구 온도, $CO_2$ 가스 주입에 따라 압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 비기계적에너지, 팽화특성, 기계적 특성, 색도, 수분용해지수와 수분흡착지수, 미세구조를 분석하였다. 수분함량 27%, 스크루 회전속도 100 rpm, 원료 사입량 100 g/min, 사출구 3 mm 원형으로 고정하였고, 사출구 온도(60, 80, $100^{\circ}C$), $CO_2$ 가스 주입량(0, 150 mL/min)으로 조절하였다. 원료는 알파현미 25%, 현미가루 50%와 당류 16%에 녹차, 토마토, 호박을 각각 9%씩 혼합하여 사용하였다. 비기계적 에너지 투입량은 사출구 온도 $100^{\circ}C$, $CO_2$ 가스 주입량 150 mL/min, 호박가루를 첨가했을 때 52.67 kJ/kg으로 가장 낮은 비기계적 에너지 투입량을 나타내었다. $CO_2$ 가스를 주입하지 않은 경우 사출구 온도는 직경팽화율에 큰 영향을 주지 않았으나 직경팽화율은 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스를 주입함에 따라 증가하였다. $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 비길이는 증가하는 경향을 나타냈으며, 녹차 첨가 시 사출구 온도와 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 밀도는 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 사출구 온도 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스 주입 시 $100^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스를 주입하지 않을 때와 비슷한 기공의 크기와 수를 보여주었다. 모든 사출구 온도에서 $CO_2$ 가스 주입시 파괴력은 감소하였다. 수분용해지수는 사출구 온도증가 시 감소하고 $CO_2$ 가스 주입 시에는 증가하는 경향을 나타내었으며, 수분흡착지수는 사출구 온도와 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 증가하였다. 사출구 온도 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스 주입을 통한 저온 압출성형은 생식 제조에 적용할 수 있는 가능성을 나타내고 있다.