I. 서 론
보리(Hordeum vulgare L.)는 전분, 단백질 및 β-glucan을 비롯한 비전분성 세포벽 다당류를 포함하는 대표적인 곡류로, 가공 과정에서 이러한 성분들의 복합적인 작용에 의해 물성 특성이 결정된다(Sullivan et al. 2013). 실제 식품 가공에서는 보리 전분이 아닌 보리 알곡 또는 보릿가루가 활용되며, 전분의 호화와 함께 단백질 및 비전분 다당류의 수화 및 분산 특성이 동시에 작용한다(Izydorczyk & Dexter 2008). 이러한 특성은 보리의 점도 수준과 점탄성 특성에 영향을 미치므로, 보리 기반 식품 소재의 가공 적합성을 평가하기 위해서는 보리 자체의 물성 특성에 대한 이해가 필요하다. 특히 찰보리(waxy barley)는 아밀로오스 함량이 낮고 아밀로펙틴 비율이 높은 전분 조성을 나타낸다(Zhu 2017). 아밀로펙틴의 가지 구조는 겔 형성 및 점탄성 발현과 관련 있는 것으로 알려져 있으며, 이러한 전분 특성은 찰보리의 유변학적 특성을 이해하는 요소로 활용될 수 있다(Gong et al. 2024). 찰보리는 전분, 단백질 및 β-glucan이 공존하는 복합 시스템으로, 물성 특성은 성분 간 상호작용과 가공 조건의 영향을 복합적으로 받는다. 따라서 찰보리의 가공 적합성 및 물성 특성을 평가하기 위해서는 변성 처리에 따른 유변학적 특성의 체계적인 분석이 필요하다. 최근에는 물성 조절을 위한 방법으로 안전하고 친환경적인 물리적 및 생물학적 변성처리 방법이 적용되고 있다. 물리적 변성은 열, 수분, 전단 등의 물리적 자극을 통해 원료의 구조적 특성을 변화시키는 방법이며, 그 중 습열처리는 보리 내부 전분 구조의 재배열과 성분 간 결합 상태의 변화가 동반되며, 점도 및 점탄성 특성과의 관련성이 보고되고 있다(Lv et al. 2022). 생물학적 변성은 α-amylase, glucoamylase, pullulanase와 같은 전분 분해 효소를 활용하여 전분 사슬 구조를 조절함으로써 보리의 점도와 유동 특성을 변화시키는 방법이다(Saeid et al. 2024). 보리의 물성 특성은 전단 조건과 변형 방식에 따라 다르게 나타나므로, 종합적으로 이해하기 위해서는 정상유동 특성과 동적 점탄 특성에 대한 분석이 필요하다. 정상유동 특성은 전단속도 변화에 따른 점도 변화를 통해 유동 특성과 전단 안정성을 평가하는 지표이며, 동적 점탄 특성은 저장탄성률(G′)과 손실탄성률(G″)을 통해 탄성 및 점성 기여도를 파악하는 데 활용된다(Ahmed et al. 2016). 유변학적 특성은 가공 조건에 따른 물성 특성을 종합적으로 반영하는 지표로, 가공 적합성과 물성 제어 가능성을 평가하는데 중요한 정보를 제공한다. 따라서 본 연구에서는 찰보리를 대상으로 물리적 변성 방법 중 습열처리(heat-moisture treatment), 생물학적 변성 방법 중 α -amylase 효소처리, 그리고 두 방법을 병행한 습열-효소 복합 처리를 적용하고, 정상유동 및 동적 점탄 특성을 중심으로 물성 특성을 비교⋅분석하고자 한다. 이를 통해 변성처리에 따른 유변학적 특성 변화를 체계적으로 평가하고, 찰보리 기반 식품 소재의 물성 설계를 위한 기초자료로 제시하고자 한다.
II. 연구내용 및 방법
1. 실험재료
본 연구에서 사용된 찰보리 품종 중 누리찰(Nulichal)은 2023년 농촌진흥청 국립식량과학원으로부터 제공받았으며, 보석찰(Boseokchal)은 2023년 전북 고창에서 수확한 품종으로 다온농산을 통해 구입하여 사용하였다. 두 품종의 전분 조성 특성은 선행연구에서 분석⋅보고된 바 있으며, 누리찰과 보석찰의 아밀로오스 함량은 각각 7.54%와 13.56%, β-glucan 함량은 각각 5.71%와 4.16%로 보고되었다(Ma & Song, 2025a;Ma & Song, 2025b). 효소처리에 사용된 α-amylase는 Aspergillus oryzae 유래 효소(1.5 U/mg)로 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다.
2. 변성처리 찰보릿가루 제조
변성처리 찰보릿가루는 물리적 방법으로 습열처리(Heatmoisture treatment, HM), 생물학적 방법으로 α-amylase 효소 처리(Enzyme treatment, EZ), 두 방법을 병행한 복합처리(Heatmoisture & Enzyme treatment, HM-EZ)를 적용하여 제조하였다. 무처리구(Untreated, UT)는 변성처리를 하지 않은 찰보리 원곡을 핀밀분쇄기(KMS-300, Koreamedi Co., Ltd., Daegu, Korea)로 분쇄하여 사용하였다. 습열처리(HM)는 Seo & Kim (2011)의 방법을 참고하여 수행하였다. 세척한 찰보리를 증류수에 침지한 후, autoclave (HB-506, Hanbaek Scientific Co., Bucheon, Korea)를 이용하여 121℃, 15 psi 조건에서 30분간 처리하였으며, 전분의 부분적 구조 재배열을 유도하면서 품종 간 변성 효과를 비교할 수 있는 조건으로 설정하였다. 효소처리(EZ)는 Kim et al. (2013)의 방법을 참고하여 수행하였다. 전분의 α-1,4 결합을 선택적으로 절단하는 α-amylase를 건중량 대비 0.1%(w/w)를 첨가하였으며, 이는 과도한 가수분해를 방지하면서 물성 변화를 관찰할 수 있는 수준으로 설정하였다. 시료는 30℃에서 3시간 반응시킨 후, 90℃에서 15 psi 조건으 로 15분간 열처리하여 효소를 불활성화하였다. 복합처리 (HM-EZ)는 물리적 변성 후 생물학적 변성의 순차적 효과를 평가하기 위하여 습열처리 후 효소처리 순서로 적용하였으며, 습열처리한 찰보리에 0.1% α-amylase를 첨가하여 30℃에서 3시간 반응시킨 후 동일 조건(90℃, 15 psi, 15분)으로 효소를 불활성화하였다. 모든 변성처리한 찰보리는 40℃ 건조기 (HB-502L, Hanbaek Scientific Co., Bucheon, Korea)에서 수분 함량 14±1%로 건조한 뒤, 핀밀분쇄기로 분쇄하여 실험에 사용하였다.
3. 투명도 측정
변성처리한 찰보릿가루의 투명도는 Ashwar et al. (2016)의 방법을 참고하여 측정하였다. 찰보릿가루 현탁액을 UV 분광 광도계(Mecasys Co. Daejeon, Korea)를 이용하여 640 nm에서 투과율을 측정하였다. 증류수를 사용하여 1% 보릿가루 현탁액을 제조하고, 90℃의 항온수조에서 75 rpm으로 일정하게 교반하면서 1시간 동안 가열하였다. 가열된 찰보릿가루 현탁액을 실온 상태로 냉각한 후 투과율을 측정하였고, 4℃에서 5일 동안 보관하면서 24시간마다 투과율을 측정하였다.
4. 물성 측정
변성처리한 찰보릿가루 페이스트의 물성 측정은 Cheng et al. (2024)의 방법을 참고하여 측정하였다. 8% 보릿가루 현탁액을 80±2℃의 항온수조에서 1시간 가열한 다음 냉수욕조에 서 20분간 정치하여 실온 상태로 냉각시킨 후, rheometer (CR-100, Sun Scientific Co., Ltd., Tokyo, Japan)를 이용하여 단일 압축 시험으로 물성을 측정하였다. 측정 조건은 직경 40 mm, 높이 60 mm의 샘플 홀더에 찰보릿가루 페이스트를 높이 40 mm까지 충진한 후, 25 mm cylinder probe (P/25)를 이용하여 table speed 0.5 mm/s, 샘플 홀더의 중앙 부분을 시료 높이의 40% 깊이로 압착하여 측정하였다. 경도(hardness)는 압축 과정에서 나타난 최대 힘(maximum force)으로 정의하였으며, 점착성(adhesiveness)은 probe가 상승하는 동안 형성된 force-distance curve의 음의 면적값으로 계산하였다. 응력(stress)은 최대 힘을 probe의 단면적으로 나누어 산출하였으며, 겔강도(gelstrength) 는 압축 시 최대 파괴력으로 정의하였다.
5. 정상유동 특성 분석
변성처리한 찰보릿가루 페이스트의 정상유동 특성은 25℃ 로 설정된 rheometer (MCR 302e, Anton Paar GmbH, Graz, Austria)를 이용하여 plate-plate system(직경 25 mm, 너비 1 mm)에서 측정하였으며, 전단속도(γ) 0.1-1000/sec 범위에서 얻어진 전단응력(σ) 데이터를 power law 모델식(σ= K·γn)에 적용하여 분석하였다. σ는 전단응력(Pa), γ는 전단속도(1/sec), K는 점조도 지수(consistency index, Pa·sn), n은 유동성 지수를 의미한다. Power law fitting을 통해 산출된 K와 n값으로 전단 속도 100/sec에서의 겉보기 점도(apparent viscosity, ηa,100)를 계산하였다.
6. 동적 점탄 특성 분석
변성처리한 찰보릿가루 페이스트의 동적 점탄 특성은 25℃로 설정된 rheometer(MCR 302e, Anton Paar GmbH, Graz, Austria)의 plate-plate system(직경: 25 mm, 간격: 1 mm)을 이 용하여 측정하였다. 변형력과 변형률 사이에 선형 점탄성 구간을 결정하기 위해 0.5 rad/sec에서 strain sweep test를 수행하였으며, 0.5%의 strain이 결정되었다. 진동수(frequency, ω) 5-50 rad/s 범위에서 저장탄성률(storage modulus, G′), 손실탄성률 (loss modulus, G″), 복소점도(complex viscosity, η*)및 tan δ (G″/G′)를 측정하였다.
7. 통계처리
연구결과는 SPSS version 20.0(IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 분석하였다. 측정값은 평균±표준편차 (mean±SD)로 나타내었으며, 찰보리 품종과 변성처리 방법 및 두 요인 간의 상호작용 효과는 이원배치 분산분석(two-way ANOVA)을 통해 검증하였고, 각 효과의 통계적 유의성은 P<0.05 수준에서 판단하였다. 변성처리 방법에 따른 사후검정 은 Duncan의 다중범위검정(Duncan's multiple range test)을 이용하여 P<0.05 수준에서 평가하였다.
III. 결과 및 고찰
1. 투명도
변성처리한 찰보릿가루의 투명도는 <Fig. 1>에 제시하였다. 누리찰과 보석찰의 무처리구 및 효소처리구는 0시간에서 상대적으로 높은 투명도를 나타냈으며, 특히 보석찰의 무처리구는 79.90%로 누리찰에 비해 높은 투명도를 보였다. 두 품종 모두 24시간 이내에 투명도가 급격히 감소하였고, 이후 무처리구의 투명도는 누리찰 7.93%, 보석찰 24.72%에서 비교적 안정적으로 유지되었다. 보석찰이 저장 전반에서 누리찰보다 높은 투명도를 유지한 것은 품종에 따라 전분 겔 구조 형성이 다르게 전개됨을 의미한다(Pycia et al. 2024). 또한 선행연구에서 누리찰은 보석찰보다 β-glucan 함량이 높게 보고되었으며, 이러한 조성 차이가 겔 네트워크 형성 및 광 산란 정도에 영향을 주어 투명도 유지 특성 차이에 기여했을 가능성이 있다(Ma & Song 2025a). 습열처리구와 복합처리구는 0시간부터 전 저장 기간 동안 낮은 투명도를 유지하여 겔 구조가 조기에 형성되고 안정화되는 특성을 나타냈다. 반면 효소처리구는 0시간에 누리찰 39.11%, 보석찰 42.00%로 습열처리구와 복합 처리구에 비해 초기 투명도가 높았으나, 저장이 진행됨에 따라 변성처리구 간 투명도 차이는 점차 감소하였다. 이는 효소 처리에 의해 전분 사슬이 부분적으로 절단되어 초기 분산성 이 증가하였으나, 저장 중 절단된 사슬이 재결합하면서 겔 네 트워크가 안정화되었기 때문이다(Cheng et al. 2022). 또한 선 행연구에서 효소처리 및 복합처리시 FT-IR 분석에서 β -glucosidic 결합 관련 피크가 강화된 것으로 보고되어 효소처 리에 따른 분자 구조 변화가 초기 투명도 증가에 기여했을 가능성을 뒷받침한다(Ma & Song 2025b). 이러한 결과는 찰 성 보리의 높은 아밀로펙틴 비율에 따른 분산 특성과 저장 중 구조 재정렬 및 재결합 특성이 변성처리 방법에 따라 달라 지는 것으로 보고되었다(Lee et al. 2018;Lewandowicz et al. 2024). Lu et al. (2024)은 아밀로펙틴 함량이 높은 찰보리의 경우 저장 중 재결합이 천천히 진행되어 장기 저장 구간에서 도 투명도 변동 폭이 제한된다고 보고하였으며, 본 연구에서 도 동일한 경향이 관찰되었다. 본 실험 결과, 무처리구와 효소 처리구는 저장 초기에 상대적으로 높은 투명도를 유지하고, 저장 중 탁도 증가가 억제되어 제품 제조 시 외관의 균일성을 유지하는데 유리한 특성을 나타냈다. 이러한 특성은 면류 반 죽, 반투명 소스, 글루텐프리 반죽 및 내부 기공 구조의 균일 성과 조직 안정성이 중요한 베이커리 제품 등 외관적 품질 유지가 요구되는 제품군에 활용 가능성이 있다. 습열처리구와 복합처리구는 저장 초기부터 낮은 투명도를 안정적으로 유지 하여 전분 구조가 조기에 고정되는 특성을 나타냈으며, 이는 열 및 전단 조건에서도 물성 변화가 제한되는 안정적인 가공 공정에 유리하게 작용할 수 있다. 이에 따라 습열처리 및 복합 처리한 찰보릿가루는 성형 식품, 충전용 반죽, 농도 조절이 필요한 곡물 기반 반가공 식품 소재와 같이 형태 안정성과 점도 유지가 중요한 제품에 적합한 원료 특성을 나타낸다.
2. 물성
변성처리한 찰보릿가루의 물성 특성은 <Table 1>에 제시하였다. 경도와 겔 강도는 겔 네트워크의 치밀도와 구조적 안정성을 반영하는 지표로, 가공 과정 및 저장 중 조직 변화 경향을 평가하는데 활용된다(Yan et al. 2021). 누리찰과 보석찰 모두 변성처리에 따라 물성이 변화하였으며, 경도와 겔 강도는 품종과 변성처리 방법에 따라 차이를 나타냈다. 누리찰은 습열처리구에서 경도 27.00 gf, 겔 강도 26.34 gf·cm로 무처리구보다 높게 나타났으며, 이는 습열처리에 의해 전분 결정 구조가 부분적으로 재배열되면서 겔 네트워크가 치밀하게 형성되었음을 의미한다(Shi et al. 2022). 보석찰은 효소처리구에서 경도 26.40 gf, 겔 강도 25.90 gf·cm로 높게 나타났으며, 이는 효소처리에 따른 전분 사슬의 가수분해 및 재배열이 활발하게 진행된 것으로 해석된다. 또한 두 품종 모두 복합처리구에서 경도와 겔 강도가 감소하였는데, 이는 습열처리에 의해 전분의 결정성이 감소하고, 과립 표면 구조가 손상된 상태에서 효소처리가 추가 적용되면서 전분 사슬이 절단되어 겔 네트워크 구조가 약화된 결과로 보고되었다(Sun et al. 2013;Fang et al. 2022). 응력은 변형 초기 단계의 국소적 저항 특성을 반영하는 지표로 (Păduret 2025), 변성처리에 따라 경도와 유사한 경향을 보였으 나 통계적으로 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 점착성은 누리찰 습열처리구와 보석찰 효소처리구에서 높게 나타났으 며, 특히 보석찰 효소처리구는 -8.00 gf·mm로 가장 높은 점착 성을 보였다. 이는 효소처리에 의해 전분 사슬이 부분적으로 가수분해되면서 짧은 전분 사슬이 증가하고, 겔 매트릭스 내에 서 수분과의 상호작용을 증가시켜 표면 점착 특성이 강화된 결과로 보고되고 있다(Onyango et al. 2010). 신장률은 누리찰 에서 변성처리에 따른 차이가 크게 나타나지 않았으나 보석찰 은 습열처리구에서 364.00%로 감소하였고, 효소처리구에서 392.40%로 증가하는 경향을 보였다. 습열처리는 전분 결정 구 조 재배열로 겔 구조 안정화를 촉진시키고, 효소처리는 전분 사슬의 부분적 절단으로 겔 구조의 유연성이 유지되어 신장률 이 증가하는 것으로 보고되고 있다(Zavareze & Dias 2011;Santamaria et al. 2022). 이원배치 분산분석 결과, 경도, 점착성, 신장률 및 겔 강도에서 품종, 변성처리 및 상호작용 효과가 유의하게 나타났으며(P<0.001, P<0.05), 찰보릿가루의 물성 특성이 품종과 변성처리 방법에 의해 복합적으로 조절됨을 확 인하였다. 습열처리한 찰보릿가루는 높은 경도와 겔 강도를 나타내 형태 유지력이 요구되는 떡류, 면류 및 압출 성형 제품 에 적합한 원료 특성을 보였으며, 효소처리는 점착성과 신장 특성이 우수하여 소스, 페이스트 및 글루텐프리 반죽과 같이 유동성과 조직 유연성이 요구되는 가공식품에 활용 가능성이 높다. 복합처리는 전반적으로 부드러운 물성을 나타내 고령친 화식품이나 이유식과 같이 낮은 기계적 강도가 요구되는 제품 에 적합한 원료 특성을 나타냈다.
3. 정상유동 특성
변성처리한 찰보릿가루의 정상유동 특성은 <Fig. 2>에 제시하였다. 누리찰과 보석찰 모든 시료에서 전단속도 증가에 따라 전단응력이 비선형적으로 증가하여 전형적인 비뉴턴 유체 특성을 나타냈다(Steffe 1996). 전단응력의 비선형적 증가는 전분 사슬 간 얽힘 구조가 점진적으로 재배열되기 때문이며, 이로 인해 점도는 전단속도 증가에 따라 감소하는 경향을 나타낸다 (Liu et al. 2021). 누리찰과 보석찰 모두 변성처리 방법에 따른 전단응력 차이가 뚜렷하게 관찰되었다. 습열처리구와 복합처리구는 무처리구와 효소처리구에 비해 높은 전단응력을 보였 으며, 습열처리에 의해 전분의 결정 영역과 비결정 영역이 재배열되면서 분자 간 상호작용이 증가하고, 이후 효소처리가 적용되어도 기존에 형성된 겔 네트워크가 완전히 붕괴되지 않고 유지되었기 때문이다(Li et al. 2021). 효소처리구는 전단응력이 완만하게 증가하는 경향을 보였으며, 아밀로펙틴 함량이 높은 찰보리에서 효소처리에 따른 전분 사슬 절단으로 겔 네트워크가 약화되어 전단응력과 점도 특성이 변화하는 것으로 보고되었다(Asare et al. 2011). 전단속도-점도 분석 결과, 모든 시료는 전단속도 증가에 따라 점도가 감소하는 shear-thinning 거동을 나타냈으며, 전단력 증가로 분자 간 수소결합이 약화되고, 사슬이 유동 방향으로 정렬되면서 저항성이 감소하였다(Liu et al. 2021). 습열처리구와 복합처리구는 저전단 영역에서 높은 점도를 유지하다가 점진적으로 감소하는 패턴을 보여 초기 겔 구조가 안정적으로 형성되어 있음을 나타냈다. 효소처리구는 전 범위에서 낮은 점도를 유지하였으며, 점도 감소 폭이 제한적으로 나타나 전단 조건에서 안정적인 유동 특성을 보였다. 이는 효소로 전분 분자 길이와 사슬 간 상호작용이 감소하 면서 점도 유지 능력이 저하된 결과로 판단된다. 누리찰은 보석찰에 비해 전반적으로 높은 전단응력과 점도를 나타냈으며, 품종 고유의 전분 미세구조와 아밀로펙틴 사슬 특성이 정상유동 특성에 영향을 미친 것으로 해석된다. 선행연구에서 누리찰은 보석찰보다 높은 β-glucan 함량을 나타낸 것으로 보고되었으며, β-glucan은 수분 결합 및 점도 형성에 기여하여 곡류 기반 현탁액의 유변학적 특성을 증가시키는 주요 요인으로 알려져 있다(Ma & Song 2025a). 따라서 찰보리 품종 간 구조적 차이와 변성처리 방법에 따라 반응성과 유동 특성이 달라졌으며, 습열처리 및 복합처리는 겔 구조의 안정성과 전단 저항성이 요구되는 겔형⋅점증형 식품에 적합하고, 효소처리는 유동성이 우수하여 소스 및 충전물과 같은 점성 조절이 필요한 식품 가공 공정에서의 활용 가능성이 높다.
4. 동적 점탄 특성
변성처리한 찰보릿가루의 동적 점탄 특성은 <Fig. 3>에 제 시하였다. 모든 시료에서 저장탄성률(G′)과 손실탄성률(G″) 은 주파수 증가에 따라 변화하는 주파수 의존성을 나타냈으며, 점탄성 특성은 품종과 변성처리 방법에 따라 차이를 보였다. 누리찰의 습열처리구와 복합처리구는 전 주파수 범위에서 무처리구와 효소처리구에 비해 높은 G′과 G″를 나타냈으며, 변동 폭이 작아 주파수 의존성이 낮은 안정적인 겔 구조 특성을 보였다. 이는 겔 네트워크의 구조적 강도와 결합 밀도가 상대적으로 높게 형성되었음을 보여준다(Zhu et al. 2022). 보석찰 복합처리구는 중간 주파수 영역에서 G′이 급격히 감소하여 겔 네트워크 안정성이 주파수 조건에 따라 민감하게 변화하였다. 습열처리구는 높은 G′과 G″를 유지하여 습열처리가 겔 구조 형성에 주요한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 효소처리구는 두 품종 모두 상대적으로 낮은 G′과 G″를 나타냈으며, 주파수 증가에 따라 점진적으로 증가하였다. 이는 효소처리에 의해 전분 사슬 길이가 감소하고 겔 네트워크의 연속성이 약화됨에 따라 외부 변형에 대한 탄성과 점성 저항이 동시에 감소하는 것으로 보고되고 있다(Chen et al. 2026). tan δ에서 습열처리구와 복합처리구는 1 이하로 유지되어 탄성 성분이 지배적인 겔 특성을 나타냈다(Otegbayo et al. 2024). 누리찰은 변성처리 간 tan δ차이가 작아 안정적인 점탄 특성을 보였으며, 보석찰은 복합처리구에서 주파수 증가에 따라 tan δ가 급격히 증가하는 구간이 관찰되어 특정 조건에서 점성 성분의 기여도가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 복소점도(η* )는 변성처리 방법에 따라 상이한 주파수 의존성을 나타냈으며, 습열처리구와 복합처리구는 주파수 증가에 따라 감소하는 경향을 보였고, 무처리구와 효소처리구는 점진적으로 증가하는 경향을 보였다. 누리찰은 보석찰에 비해 G′, G″및 η* 의 변화 폭이 비교적 작아 점탄 특성이 안정적으로 유지되는 경향을 보였으며, 보석찰 복합처리구는 특정 주파수 영역에서 비연속적인 점탄 특성이 관찰되어 변성처리 조건에 대한 민감도가 높게 나타났다. 이러한 결과는 찰보리 내에서도 품종 고유의 전분 미세구조와 아밀로펙틴 사슬 특성 차이가 변성처리에 대한 반응성과 동적 점탄 특성에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 선행연구에서도 습열처리 및 복합처리구에서 A-type 결정 구조가 유지되면서 V-type 구조가 부분적으로 형성되는 것으로 보고되었으며, 결정 구조의 재배열이 분자 이동성을 제한하고 겔 네트워크 안정화에 기여했을 가능성이 있다(Ma & Song 2025b). 또한 효소처리 및 복합처리 시 FT-IR 분석에서 β-glucosidic 결합 관련 피크가 강화된 것으로 보고되어 변성처리에 따른 분자 수준의 결합 질서도 변화가 점탄성 특성 차이를 유발했을 가능성을 뒷받침한다(Ma & Song 2025b). 따라서 습열처리는 두 품종 모두에서 탄성 성분이 우세한 겔 구조 특성을 나타내 겔형⋅점증형 식품에 적합할 것으로 판단되며, 효소처리는 겔 네트워크를 완화시켜 유동성이 요구되는 식품 가공 공정에서의 활용 가능성이 높음을 시사한다.
IV. 요약 및 결론
본 연구에서는 습열처리(HM), α-amylase 효소처리 및 습열-효소 복합처리에 따른 찰보릿가루의 물성 특성을 비교⋅분석하여 변성처리에 따른 유변학적 특성과 가공 적합성에 미치는 영향을 평가하고자 하였으며, 투명도, 물성, 정상유동 특성 및 동적 점탄 특성을 분석하였다. 습열처리구와 복합처리구는 저장 초기부터 낮은 투명도를 유지하여 전분 겔 구조가 이른 단계에 형성되고 안정화되는 특성을 보였으며, 이러한 특성은 기계적 물성과 유변학적 특성 전반에 반영되었다. 습열처리구와 복합처리구는 높은 경도와 겔 강도를 나타냈고, 전단 조건에서도 무처리구와 효소처리구에 비해 높은 전단응력과 점도를 유지하여 전단 저항성이 우수한 특성을 보였다. 이는 습열 처리 과정에서 형성되는 겔 구조 특성이 복합처리에도 작용한 것으로 판단된다. 효소처리구는 초기 분산성이 우수하여 전반적으로 높은 투명도를 나타냈으며, 점착성과 신장 특성이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 특성은 전단 조건에서 낮은 점도와 완만한 전단응력 증가로 이어져 유동성이 우수한 특성을 나타냈다. 동적 점탄 특성에서도 습열처리구와 복합처리구는 저장탄성률이 손실탄성률보다 크게 유지되어 탄성 성분이 우세한 겔 특성을 보였으며, 효소처리구는 상대적으로 낮은 탄성과 점성을 나타내 유연한 구조 특성을 보였다. 따라서 변성처리 방법에 따라 찰보릿가루의 전분 겔 형성 특성과 유변학적 특성이 다르게 나타났으며, 이에 따른 특성 차이가 외관적 분산 특성, 기계적 물성 및 유변학적 특성 전반에 일관되게 반영되었다. 습열처리와 복합처리는 겔 안정성과 전단 저항성이 요구되는 겔형 및 점증형 가공 식품에 적합한 물성 특성을 제공한 반면, 효소처리는 유동성과 조직 유연성이 요구되는 반유동 또는 페이스트형 식품 가공 공정에 활용 가능성이 높은 원료 특성을 나타냈다. 이러한 결과는 변성처리 조합을 통해 찰보리 기반 식품소재의 물성을 가공 목적에 맞게 설계할 수 있는 가능성을 제시한다.
