식품 공학, 식품기사, 위생사, 영양사 대비 식품가공공정학 10. 혼합 및 성형

10. 혼합 및 성형

 

혼합

: 두 가지 이상의 식품원료를 균일하게 잘 섞는 과정.

: 주성분을 연속상(continuous phase), 적은 성분을 분산상(dispersed phase)

◈ Mixing : 고체-고체, 곡물이나 입자

◈ Agitation : 액체-액체, 소량고체-액체

◈ Kneading : 다량고체-소량액체

◈ Emulsification : 액체-액체(서로 녹지 않는 액체)

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(1)고체 원료의 혼합

◈ 혼합에 영향을 주는 인자

① 원료의 입자크기, 형태, 밀도

② 수분함량

③ 섞일 때의 흐름 특성 및 뭉치는 성질

④ 혼합기의 효율성

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- 혼합기의 종류

① 건조분말 및 입자 형태의 고체원료 혼합

: 회전 용기(rotating vessel)와 스크루(screw) 형태의 혼합기 사용

② 리본 혼합기

③ 텀블러 혼합기

④ 수직 스크루 혼합기

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(2)액체 원료의 혼합

1)저점도 및 중간 점도의 액체혼합

① 패들교반기

② 원판날개 교반기

③ 프로펠러 교반기

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2)고점도의 액체와 페이스트의 혼합

- 고점도와 액체성 반고체의 혼합에는 다음 운동이 관여

① 치댐(kneading): 다른 부위의 혼합물이나 용기의 벽에 문대거나 치댐

② 접음(folding): 섞이지 않은 것을 접어서 섞인 것과 혼합

③ 전단(shearing): 반죽을 잡아 늘림

- 다단계 패들교반기

- Z자형 날개 혼합기

- 행성궤도 혼합기

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3)식품에의 영향

- 혼합물의 신장성, 탄력성, 점탄성 등의 물리적 성질과 관능적 특성을 향상

- 혼합물의 균일성을 증가

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유화

: 물과 기름처럼 잘 섞이지 않는 액체를 물리적 또는 화학적으로 균일하게

분산하는 조작

: 서로 섞이지 않는 액체를 혼합할 때 한 액체의 입자를 아주 작게 하여 다른 액체

속에 골고루 분산되도록 혼합한 상태를 에멀션(emulsion)이라 하며, 이러한

목적으로 수행하는 조작을 유화 또는 균질화(homogenization) 라고 함.

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◈ 유화의 방법

: 유화제(emulsifying agent)를 첨가하는 화학적 방법과 균질기(homogenizer)

등 유화장치를 사용하는 물리적 방법, 또는 화학적 방법과 물리적 방법을

병용하는 방법.

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◈ 유화액

: 분산매와 분산질(O/W형, W/O 형)

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◈ 유화제

: 분산질의 재결합을 방지하는 물질, 천연 및 합성유화제

: 한 분자 내에 극성(polar)기와 비극성(nonpolar)기를 모두 갖고 있어 친수성과

친유성을 동시에 나타내는 물질

: 유화제는 단백질, 인지질, 스테롤 등 천연 유화제와 글리세롤에스테르프로필렌

글리콜 솔비탄 에스테르(sorbitan ester), 셀룰로오스 에스테르,

카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyll cellulose, CMC) 등 합성 유화제

: 유화제는 분자 내 친수성기(극성기)와 친유성기(비극성기)의 비율(HLB，

hydrophilic lipophilic balance)에 따라 특성이 정해진다.

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◈ 유화기

① 교반형유화기 ② 고압균질기

③ 가압형유화기 ④ 콜로이드밀

⑤ 초음파유화기

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식품의 성형

: 식품을 성형틀에 넣거나 절단, 압연, 압출, 과립화하여 일정한 형태와

크기를 갖게 하는 가공방법

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◈ 종류

① 주조성형 (casting, moulding) : 일정한 모양의 틀을 이용

② 압연성형(sheeting, pressing) : 식품반죽을 일정한 모양의 표면을 가진 롤러(roller)

사이로 통과시킨 뒤 세절, 압연

③ 절단성형 : 칼날, 톱날 등의 절단기구를 사용하여 일정한 크기와 모양으로 가공

④ 과립성형(agglomeration, granulating) : 분말을 응집시켜 과립 형태로 가공

⑤ 압출성형(extrusion) : 압출성형기를 이용

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압출성형(Extrusion)

: 팽창시킨 스낵 식품이나 아침용 시리얼(breakfast cereal), 과자류 등 제

조에 사용되는 기술로 혼합, 가열, 반죽, 전단, 성형 등 여러 단위조작이

단시간(1~2분)에 성형기 내에서 일어나는 가공기술

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◈ 기기종류

① 가열 여부에 따라

:냉압출성형기(cold extruder)와 가열압출성형기(extruder-cooker)

② 스크루(screw) 종류에 따라

: 단축압출성형기(single-screw extruder)와 이축압출성형기(twin-screw extruder)

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◈ 압출성형 장점

① 다목적성 : 조작조건, 다이(die)의 모양에 따라 다양한 제품생산이 가능

② 저비용, 고생산성, 자동화 : 가열처리 및 성형방법보다 가공비가 저렴, 자동화로

생산성이 높음

③ 성분유지와 텍스처 조정 용이 : 높은 온도, 짧은 가공시간, 열에 민감한 성분의

변화를 최소화, 텍스처특성을 쉽게 조정.

④ 저장성이 높음 : 낮은 수분활성도와 효소의 불활성화, 살균효과

⑤ 폐수 발생 없음 : 수분함량이 낮은 식품을 가공하는 방법. 사용 중 폐수가 발생

되지 않아 폐수처리나 환경오염 문제가 적음.

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◈ 식품에 영향

① 텍스처 특성에 많은 영향을 주어 소시지나 핫도그의 부드러운 조직부터 팽화된

과자류의 바삭바삭한 특성 부여

② 식품의 색이나 향미에는 큰 영향 없음.

③ 팽화로 인해 제품색이 옅어 질수 있음.

④ 가열된 식품은 다이를 통과하여 압출될 때 휘발성 향미 성분의 손실이 일어날

수 있음

⑤ 전분이나 단백질, 지방질 등의 영양소에는 손실을 주지 않으나 일부 비타민손실