1. 서 론
떡은 전분으로 구성된 식품이며 수분을 다량 함유하고 있어서 유통 과정 중 온도, 습도 등 주위 환경 변화에 따라 전분의 노화(retrogradation)와 산화(oxidation), 부패에 의해 품질 저하가 진행된다.
이를 방지하기 위해 떡 제조 시 원재료의 살균 처리 및 무균화 공정도 중요하지만 제조된 떡의 특성과 풍미를 유지하고 선도유지와 각종 편리성 제고를 위한 포장(packaging) 방법도 대단히 중요하다. 환언하면, 앞에서 언급한 제반 적성들을 포장을 통해서 달성할 수 있다면, 떡에 첨가하는 여러 화학적 또는 물리적 첨가제의 사용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
이에 대한 중요성을 인식한 이후로 다양한 포장방법이 연구되었는데, 전통적 포장의 목적인 보호성, 사용편리성 및 판매촉진성을 충분히 고려하지 않는 형식적인 포장기법 및 포장재료의 선정에 머물렀다고 해도 과언이 아니다.
최근에는 전술한 3가지의 특성 외에도 환경성, 경제성 및 유통합리성 등이 요구되고 있는 바, 본 연구에서는 포장 떡의 저장수명(shelf life)과 유통기한을 연장하여 품질유지를 이루고자 포장의 여러 요소 중에서도 떡의 노화와 직결된 포장재와 포장기법을 제안하고자 한다.
떡의 유통기한 연장을 위한 포장에 관한 선행연구는 미진한 편이다. Jeong 등1)은 콩떡을 가스치환포장(CO2 gas modified packaging) 함으로써 노화를 지연시키고 보관기간의 연장이 가능하다고 보고하였다. 떡 포장기법으로 Moon 등2)은 기체차단성 플라스틱 필름봉지의 기체조성을 변화시키며 변형기체포장(modified atmosphere packaging)을 실시할 경우 유통 중 호박 설기떡의 품질열화를 감소시킬 수 있음을 보여주었다. 이처럼 기존의 연구는 주로 다양한 포장기법을 적용하여 저장 중 떡의 품질 열화를 일부 개선시키는 방식으로 진행되었으나, 본 연구에서는 떡 포장재로 가장 많이 사용되는 기존의 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 포장필름을 대체하는 복합필름을 사용하여 설기떡의 저장성을 향상시키는 포장방식을 제안하고자 한다.
2. 재료 및 방법
2.1 떡 포장재
본 연구에서는 시중에서 일반적으로 사용되고 있는 기존 떡 포장 필름에 변화를 주었다. 즉, 기존의 단일 구성 필름(PE100)보다 두께를 얇게 유지하면서 각종 차단성을 높인 복합재질의 필름(laminated film)(OPP20/PE60, PP20/LDPE40, OPP20/PE30) 적용을 시도하였다.
그동안 떡 포장업계에서는 냉동 떡류 또는 유사 제품의 포장재로 보통 CPP(무연신 폴리프로필렌)/Ny(나일론) 라미네이팅 필름을 많이 사용하였으나 겨울철이나 장기 냉동 보관 시 포장재가 다소 딱딱해져 차단성이나 진공도 측면에서 문제가 제기되었다.
본 연구에서 새로운 떡 포장재로 사용한 라미네이팅 필름의 특성을 Table 1에 요약하였다. LLDPE(선형저밀도폴리에틸렌)/ONy(연신나일론) 라미네이팅 필름으로 구성이 되어 있는데 LLDPE는 m-LLDPE(metallocene catalyzed LLDPE)로서, LLDPE 제조 시 메탈로센을 촉매로 사용하였다.
Table 1.
Characteristics of laminated film applied in this study
| Catalyst | Thickness (μm) | Appearance |
|---|---|---|
| Metallocene | 80 Ny (15)/PE (20)/LLDPE (45)* | Transparent |
2.2 쌀가루 및 떡의 제조
쌀가루는 2008년산 경기 추청으로 3시간 침지한 후 roll mill(KM-18, Kyungchang Machine, Korea)을 사용하여 습식방법에 의해 제분하였으며 쌀가루 제조 후 사용 전까지 비닐 포장하여 냉동(-20℃)보관하였다.
떡의 제조는 쌀가루(약 300 g)에 따라 수분함량(40-45%)을 조정하여 찜기(Tefal 900cl)에 20분간 증자한 후 10분 뜸들이고 15분 방랭한 후 예비실험3)을 통해 확립한 방법으로 떡을 제조하였다.
2.3 떡의 저장특성 분석
2.3.2 수분 측정
설기떡 2 g을 약 1-1.5 mm 두께로 얇게 썰어 적외선 수분측정기(Moisture determination balance FD-610, Kett electric laboratory, Japan)로 105℃에서 상압가열 건조법(A.O.A.C 1990)으로 측정하였으며, 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다.
2.3.3 떡의 텍스쳐 특성 측정
제조된 설기떡은 길이 2.0 cm 크기로 자른 후 Texture analyser(model TA-XT2, Stable Micro System Ltd., Haslemere, England)를 이용하여 Bourne4)에 의해 기술된 2 bite compression에 의해 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 응집성(cohesiveness), 부착성(adhesiveness), 경도(hardness), 씹힘성(chewiness)을 측정하였다. 조건으로는 plunger diameter 12.5 mm, cross head speed 10 mm/s, 그리고 2 bite(25%) compression을 사용하였다(Fig. 3 참조).
2.3.4 관능적 묘사분석
본 연구에 사용된 관능검사 방법은 변형된 정량적 묘사분석 방법을 사용하였고, 본 검사에 참여한 패널은 8명의 유경험 패널이었다. 시료제시 순서는 제시순서에 의한 오차를 최소화하기 위해 랜덤화하였다.5) 본 실험은 패널들 간의 상호작용을 최소화하기 위해 칸막이가 설치된 booth에서 수행하였다.
3. 결과 및 고찰
3.1 새로운 떡 포장재 개발
3.1.1 기존 떡 포장재의 분석
현재 국내에서 사용, 유통되고 있는 떡 포장재를 분석한 결과, Table 2와 같이 분류할 수 있다.
Table 2.
Analysis of conventional packaging materials for Korean rice cakes
이중에서도 낱개포장(item packaging)에는 플라스틱 필름류가, 속포장(inner packaging) 및 겉포장(outer packaging)에는 종이류가 가장 많이 사용되고 있다. 특별히, 백설기와 같은 찌는 떡류와, 가래떡 및 절편과 같이 치는 떡류 포장에 연포장(flexible packaging) 필름을 많이 적용하고 있는 경향이 나타났는데, 대부분 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene; LDPE 또는 PE-LD로 표기) 필름류가 대부분이었다. LDPE는 단독 포장용보다는 플라스틱 필름의 첩합(lamination)용으로 많이 사용되고 있는데, 일반적으로 산소투과성, 수분투과성 등이 다른 플라스틱 필름보다 낮은 것이 특징이다.
이에 따라, 가래떡과 같이 상온유통 떡류 포장에 상대적으로 차단성이 낮은 LDPE의 단점을 보완하기 위해 필름의 두께를 높인 재료를 사용하게 되고 이는 결국 과대포장으로 이어지게 된다.
3.1.2 LLDPE를 이용한 복합필름의 개발
보통 에틸렌이나 프로필렌과 같은 올레핀 화합물에 촉매, 열, 압력을 가하여 중합(polymerization)함으로써 폴리올레핀(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등)을 만드는데, 중합 시 촉매(catalyst)가 중요한 역할을 한다. 촉매의 종류나 활성에 따라 만들어지는 폴리머가 미묘하게 변화하여 얻어지는 폴리머의 물성이 달라지기 때문이다.
본 연구에서 사용한 LLDPE는 m-LLDPE(metallocene catalyzed LLDPE)인데, 이는 LLDPE 제조 시 메탈로센을 촉매로 사용하였음을 의미한다. 메탈로센계 촉매는 독일의 카민스키(W. Kaminsky)가 발명한 것으로 일명 카민스키 촉매라고 하는데 활성점이 균일하여 싱글 사이트 촉매(SSC, single site catalyst)라고도 한다. m-LLDPE 촉매의 일반적인 특징은 다음과 같다.6)
- 분자량의 분포가 좁기 때문에 저분자량의 comonomer가 적고 가용성분의 추출량이 적으며, 내블록킹성 및 투명성이 우수하다.
- 높은 입체 규칙성 분포 때문에 결정성이 좋고, 강도가 우수하다.
- 조성분포가 좁기 때문에 균일한 결정구조를 지니고 있다.
전술한 바와 같이 사용한 촉매가 다르므로 기존의 LDPE 필름은 물론, 유사하게 제조된 다른 제품(85 μm)에 비해 본 연구가 제안한 80 μm 복합필름[Ny(15)/PE(20)/LLDPE(45)]은 두께가 얇음에도 불구하고 투명성과 산소차단성이 우수하여 저온유통은 물론 상온유통시스템에 가장 우수한 품질유지를 보이는 떡 포장재로 나타났다.
3.2 떡 포장기법의 개선
기존의 떡 포장기법으로는 단순히 싸다는 개념이 강한 랩핑(wrapping)이 대부분이었다. 본 연구에서는 두 가지 방법으로 접근하여 그 타당성을 평가한 바 다음과 같은 결과를 얻었다.
3.2.1 진공포장(vaccum packaging) 기법의 적용
떡의 품질을 열화시키는 주요 원인은 공기 중의 산소, 수분, 빛 그리고 보관온도이다. 진공포장은 가스차단성(주로 공기 중에 있는 산소가스, 질소가스, 탄산가스 등을 통과시키지 않는 성질)이 우수한 포장재료를 사용하여, 포장 내 호기성 세균의 번식을 막고, 10℃ 이하의 저온상태에서는 15-25일간의 보존이 가능하도록 하는 포장기법을 말한다. 유연한 플라스틱 필름에 물건을 싸고 내부를 진공으로 탈기(脫氣)함과 동시에 필름의 둘레를 용착밀봉(溶着密封)하는 방법이며, 내부의 공기가 제거되었으므로 미생물에 의한 부패와 변패가 방지된다. 탈기(脫氣), 힛씰링(heat sealing)과 클립, 재가열, 저온유통과 저장 등이 중요한 기술적 포인트이다. 그러나, 이론적으로 완전한 탈기가 어려워 포장용기 내부를 완전히 진공으로 하는 것이 아니라 대개 5-10 Torr 상태로 감압하는 것이다.
본 연구에서 각 포장재에 대해 진공포장을 적용한 결과, 랩필름, LDPE와 같은 단일필름보다는 라미네이팅 필름이 상온에서 차단성 및 미생물 발생 억제력에 있어서 우수하였으며, 같은 라미네이팅 필름 내에서도 본 연구가 제안한 80 μm 복합필름[Ny(15)/PE(20)/LLDPE(45)]이 상대적으로 더 우수하였다.
그러나, 진공도를 걸기 위한 공정 중에 백설기와 같이 직사각형 떡의 모양이 일부 어그러지는 문제점이 대두될 수 있는 바, 이에 대한 대책으로는 트레이(tray) 사용 등을 들 수 있다.
3.3 포장재에 따른 떡의 품질 변화
포장재가 떡의 유통과정 중 품질에 미치는 영향을 확인하기 위하여 Table 3의 조건으로 떡을 제조한 후 품질 특성실험을 수행하였다.
Table 3.
Manufacturing of rice cakes and their packing materials
| Rice cake sample | A | A-1 | B | B-1 |
|---|---|---|---|---|
| Rice flour | 200 | 200 | 200 | 200 |
| Salt | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Water | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Sugar | 10 | 10 | 20 | 20 |
| Packaging material | Wrapped film | Laminated film | Wrapped film | Laminated film |
떡 제조 시 A군은 기존 떡에서 설탕을 1/2로 줄여서 만들었고 B군은 원래 백설기 떡의 제조법에 따라 떡을 만들었다. 단맛과 수분의 변화에 포장 떡의 품질이 시간에 따라 어떠한 변화를 보이는지 알아보고자 하였다.
백설기 제조 시 설탕 함량을 줄인 A군이 정상의 단맛을 지닌 B군에 비해 전반적으로 하루 경과 후 떡의 텍스쳐 품질 감소가 더 크게 나타났다. 따라서 상온유통용 포장 떡의 경우에는 품질유지를 위해 적절한 당분함량이 필요하다고 판단된다.
보통 기존의 떡집에서 떡을 살 때 흔히 볼 수 있는 떡은 랩에 포장되어 있어서 육안으로 떡의 모양을 살펴볼 수 있어 좋은 점이 있으나 떡이 금방 겉에서부터 말라버려 1일 이상 지난 멥쌀떡은 그냥 먹기가 곤란하다. 라미네이팅된 복합 포장재는 떡이 겉에서부터 말라버리는 것을 방지해 줄 뿐만 아니라 랩보다 감촉 면에서 더 좋은 효과를 나타내었다. 특히 Table 4에서 보는 바와 같이 원래 백설기의 단맛을 내는 백설기의 경우는 24시간 지난 후에도 경도 면에서 좋은 효과를 나타내었다. 복합 포장재를 사용한 경우가 씹힘성 면에서도 가장 우수한 효과를 나타내었으며, 이는 개발된 포장재의 수분차단력이 기존 제품보다 양호하기 때문으로 해석된다. 한편 떡의 탄력성, 응집성, 부착성은 포장재에 따른 차이를 발견할 수 없었다.
Table 4.
Textural properties of rice cakes with different sugar contents and packing materials
보관기간을 3일까지 연장하여 포장재에 따른 떡의 품질변화를 파악하기 위하여 Table 5와 같은 배합비로 설기떡을 제조하였으며, 보관일자별 떡의 텍스쳐와 수분함량 그리고 관능적 특성의 변화를 평가하여 Tables 6, 7 및 8에 각각 나타내었다. 보관기간이 경과할수록 포장재에 따른 떡의 경도의 차이가 커지는 경향을 보이고 있으며 복합 포장재가 기존의 랩 필름에 비해 경도 감소가 상대적으로 적게 발생했다.
Table 5.
The standard recipe for aging tests of rice cakes with different packing materials
| Rice cake sample | A | B |
|---|---|---|
| Rice flour | 200 | 200 |
| Salt | 2 | 2 |
| water | 40 | 40 |
| Sugar | 20 | 20 |
| Packaging material | Wrapped film | Laminated film |
Table 6.
Effect of packing material on the textual properties of rice cakes
Table 7.
Moisture changes of packaged rice cake by storage period
| Storage period (day) | Wrapped film packaging | Laminated film packaging |
|---|---|---|
| 0 | 42.55 (±0.2) | 42.55 (±0.2) |
| 1 | 40.94 (±0.44) | 42.01 (±0.28) |
| 2 | 42.19 (±0.62) | 41.24 (±0.05) |
| 3 | 41.70 (±0.35) | 41.48 (±0.37) |
Table 8.
Sensory properties of packaged rice cakes by flexible film laminations
수분변화를 살펴보면 Table 7에서 보는 바와 같이 랩에 포장한 설기떡은 수분변화가 심한 반면에 복합 필름에 저장한 설기떡은 천천히 수분이 줄어드는 안정된 경향을 보여주었다.
Table 8에서 보는 바와 같이 포장재를 달리한 설기떡의 저장기간에 따른 관능평가 결과 저장 0일, 1일, 2일을 비교하면 촉촉한 정도, 쫄깃한 정도에서는 대조구인 랩과 비교하여서 100% 이상의 품질 유지효과가 있었다.
전반적인 기호도 면에서도 저장 1일째에는 복합 포장재에 포장한 것이 효과가 더 좋은 것으로 나타났으며, 저장 2일째에도 전반적인 기호도가 필름에 포장한 것이 좋은 것으로 나타났다. 결론적으로 기존에 사용하였던 랩포장재보다는 1일 이상 보관했을 때 수분 보유 면에서나 관능적 평가 면에서 복합 포장재가 우수한 결과를 보였다.
이상의 결과를 종합할 때 본 연구에서 제안한 복합 포장재가 기존의 랩 필름에 비해 각종 차단성이 우수하여 저장기간에 따른 설기떡의 품질 열화를 감소시키므로, 떡의 유통기한 연장을 위한 하나의 수단으로 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 떡의 품질 열화를 지연시키는 기존의 방법인 식품첨가물을 첨가할 경우 노화지연은 가능하지만 적절한 텍스쳐를 갖도록 하는 것이 어렵고, 맛에서 차이가 난다는 문제점을 갖고 있기 때문에 포장재의 변경을 통한 노화억제 방식은 떡 고유의 맛을 유지시키면서 유통기한을 연장시키는 효과적인 방법으로 판단된다. 또한 첨가물을 넣어서 유통기한을 연장하는 데에는 한계가 있으므로, 복합 포장재로 포장하여 유통할 경우 추가적인 유통기한 연장이 가능할 것으로 판단된다. 단, 본 연구에서 제안한 복합 포장재는 석유수지계(LLDPE)이므로 차후에 친환경 소재로서 셀룰로오스나 바이오매스 기반의 생분해성 필름 혹은 특수지를 떡 포장재로 활용하는 방안에 대한 추가 연구도 필요하다고 생각된다.
4. 결 론
본 연구는 떡의 상온유통 중 가장 큰 문제인 전분의 노화로 인한 떡의 경도 증가와 품질저하를 지연시키는 포장방법을 개발하기 위해 수행되었다. 이를 위해 기존의 떡 포장재를 분석하여 새로운 재질의 복합 포장재와 떡의 유통기한 연장에 활용 가능한 포장기법을 제안하였다. 또한 복합 포장재를 기존의 포장재와 보관수명 연장의 효능 면에서 비교하였다.
그 결과 본 연구에서 제안한 라미네이팅 필름[Ny(15)/PE(20)/LLDPE(45)]은 기존의 랩(wrap)필름에 비해서 보관기관 중 텍스쳐, 수분, 관능적 특성 면에서 노화 지연 효과가 우수하게 나타났다. 이는 제안된 복합필름의 구성 및 두께가 상온유통용 포장 떡의 품질유지 및 보관수명 연장에 적합한 차단성을 나타내기 때문으로 판단된다. 또한 떡과 접촉하는 안쪽 면에 존재하는 LLDPE 필름이 다른 필름과 비교할 때, 제조 시 사용한 촉매가 달라 화학적, 물리적 특성이 우수하며 원가 측면에서도 이점이 있는 것으로 나타났다.
이상의 결과를 종합할 때 복합 포장재의 사용이 상온 유통용 포장 떡의 유통기한을 연장하기 위한 방편으로 우수한 효과를 보일 것으로 생각된다. 차후 환경 친화적 소재인 셀룰로오스나 바이오매스에 기반한 생분해성 필름이나 특수지를 떡 포장재로 적용하는 방안에 대한 연구도 필요할 것으로 생각된다.
