 온라인 커뮤니티 [인사이트] 정정화 기자 = 냉동식품을 많이 먹는 현대인들에게 없어서는 안 될 가전제품이 바로 전자레인지이다. 전자레인지는 차갑게 식은 음식도 막 만든 요리처럼 따끈하게 데울 수 있는 반면 절대로 넣어선 안 되는 음식도 있어 주의를 요한다. 어떤 식품들은 전자레인지의 열을 견디지 못해 기계 안에서 폭발하는 불상사를 일으킨다. 또 몸에 좋은 영양소가 전자기파로 인해 파괴되는 경우도 있으니 무조건 전자레인지에 넣고 볼 일이 아닌 것이다. 절대 전자레인지에 넣으면 안 되는 음식들을 소개하니 전자레인지 사용 전 반드시 확인하고 주의하자. 1. 날계란 GettyimagesBank 날계란을 전자레인지에 넣고 돌리면 계란 내부에 급속하게 김이 차 폭탄처럼 폭발하게 된다. 계란을 간편하게 익혀먹으려다가 전자레인지 대청소를 해야 할 수도 있으니 유의해야 한다. 2. 포도 GettyimagesBank 전자레인지에 들어간 포도 알맹이들은 열을 견디지 못하고 전부 터져버린다. 포도를 포함해 수분이 많은 과일들은 갑자기 열을 받으면 터지기 때문에 전자레인지에 넣는 것은 금물이다. 3. 냉동과일 GettyimagesBank 냉동과일을 전자레인지에 돌리면 건강에 유익한 영양소들이 파괴된다. 건강하게 냉동과일을 먹으려면 얼린 채 먹거나 실온에서 해동시켜야 한다. 4. 고추 GettyimagesBank 고추에 들어있는 캡사이신 성분은 전자레인지에서 열을 받으면 연기를 내며 타버린다. 게다가 고추가 발산하는 연기는 눈과 목을 따갑게 하니 주의해야 한다. 5. 컵라면 Instagram 'lee_ji_eun_417' 간편하게 먹는 컵라면을 전자레인지에 돌리면 컵라면 용기가 녹아 발암물질이 생긴다. 이렇게 생긴 발암물질은 라면국물에 스며들 수 있으니, 컵라면을 전자레인지에 넣는 것은 절대 금물이다. 6. 병음료수 Instagram 'minguji' 병음료수의 뚜껑을 열지 않고 그대로 전자레인지에 돌리면 내부의 압력이 높아져 유리병이 깨질 수 있다. 병이 깨지면서 전자레인지가 파손되거나 다칠 수도 있으니 각별히 조심해야 한다. 7. 소스류 Instagram 'songboran' 핫소스, 토마토 소스 등 각종 소스류는 뚜껑을 덮지 않고 돌리면 사방으로 튄다. 전자레인지를 이용한 후 지저분해진 기계 내부를 보고싶지 않다면 뚜껑을 꼭 덮고 작동시키는 것이 좋다. 정정화 기자 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 전분성 냉동식품조리를 위한 전자레인지는 마이크로파를 발생시키는 마그네트론; 상기 마크네트론에서 발생되는 마이크로파의 강도를 제어하는 전압제어부; 전압조절에 따라 모터의 회전속도에 의해 풍량을 조절하여 외기공기를 흡입하여 건조공기로 사용하는 열풍기; 상기 흡입된 외기공기를 가열 열풍으로 변형하여 전자레인지 내부로 공급하는 전기히터; 냉동식품이 위치하는 턴테이블; 및 상기 냉동식품으로부터 증발된 수분을 상기 흡입 된 열풍에 의해 외부로 방출하는 배기닥트를 포함한다. 본 발명에서 상기 전압제어부, 열풍기, 및 전기히터는 제어부에 의해서 독립적으로 제어가 가능한 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 냉동식품의 가열온도는 80~90℃인 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 냉동식품의 해동시 상기 냉동식품 중심의 온도는 배기온도보다 2℃ 낮은 것이 바람직하다. 본 발명에서 상기 열풍기의 회전속도단계는 4~6단계인 것이 바람직하다. 본 발명의 전자레인지를 이용하여 전분성 냉동식품조리하는 방법은 냉동식품중심온도가 배기온도보다 2℃ 낮은 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전분성 냉동식품조리를 위한 전자레인지의 실험장치에 대한 블록도이다. 상기 실시예에서, 전분성 냉동식품조리를 위한 전자레인지의 실험장치는 제어부(101), 초단파발진기(102), 전압제어부(103), 턴테이블(104), 열풍기(105), 가 열실(106), 배기덕트(107),및 전기히터(108)를 포함한다. 도 1을 참조하면, 마이크로파 혼합가열을 위한 전분성 냉동식품의 가열조리특성을 분석하기 위하여 마이크로파 혼합가열 실험장치를 제작하였다. 그림과 같이 제작된 마이크로파 혼합가열 실험장치로서 본체의 길이는 총 높이 100mm, 가로 800mm, 세로 600cm이며 실제적인 가용 내부 용량은 약 10L이다. 상기에서 식품 가열을 위해 마이크로파(0-750MHz), 열풍건조장치, 풍속조절장치 등이 구비되며, 열풍 및 마이크로파가 단독 및 조합사용에 의해 가열조리시킬 수 있다. 제어부(101)는 시료의 품온과 가열실의 온도 및 마이크로파 강도 조절이 가능하도록 하였다. 마이크로파는 전분성 냉동식품의 해동을 위해 사용한 가정용 전자레인지는 A,B社에서 제작한 전자레인지(정격 소비전력이 1150 W이며, 정격 고주파출력은 750 W이었고, 주파수는 2,450 ㎒)를 이용하여 Ib제어를 통한 마이크로파 강도를 제어하였고, 열풍은 압조절에 따라 모터의 회전속도에 의해 풍량을 조절토록하여 외기공기를 흡입하면 건조공기로 사용하는데 흡기팬의 출구쪽에 전기 히터(1.5 kW)가 설치되어 흡입된 외부공기를 가열 열풍으로 만들어 전자레인지 내부에 공급할 수 있도록 설계되었다. 또한 시료로부터 증발된 수분은 건조기내에 설치된 배기닥트를 통해 흡입된 열풍의해 방출된다. 마이크로파 혼합가열 실험장치의 온도조절 시스템인 Ib 조절기 및 열풍장치는 시료의 가열조건과 특성을 고려하여 기존 전자레인지와 달리 마이크로파 조절과 열풍, 히터가 독립적으로 작동되도록 구성되어있다. 온도조절기의 작동범위는 LBA값을 2℃로 하였고, ALH는 5℃로 설정하여 센서온도가 설정온도 보다 2℃높으면 꺼지고 5℃낮으면 켜지도록 하였다. 조리가열 중 시료의 무게는 시료 선반을 끈으로 묶어 로드 셀(BS300A, Bongshin co.)에 의해 시시각각으로 변하는 무게변화를 측정하였다. 특히 마이크로파가 전자레인지 밖으로 누설되는 것을 확인하기 위하여 전자파 누설측정장치(Microwave survey meter Holaday Industries. Inc., USA)를 활용하였다. 마이크로파 혼합가열 실험장치의 중량 측정 시스템을 일차 시스템의 예비실험결과 스트레인 게이지가 정확한 E사 제품을 이용하였고 그 신호를 지시자로 표시하여 피가열물의 중량변화를 나타내도록 되어있다. 현재 가열실험 중에 자동으로 컴퓨터에서 가열 시료중량을 측정할 수 있도록 제작되었다. ● 냉동전분의 마이크로파 가열조건 검토 전자레인지 가열조리는 내부가열이라 해도 마이크로파는 피가열물의 표면에 조사되어 표면으로부터 들어가 유전손실에 의해 흡수 되어지면서 점차 내부로 전달되어간다. 따라서 내부로 들어가는 만큼 전계는 약하게 되어 손실계수가 큰 물질일수록 내부 가열이 어렵게 된다. 이와 같은 마이크로파의 침투성을 나타내는 데에 전력반감심도라는 값을 사용하고 있다. 이것은 물체에 조사된 마이크로파의 전력 밀도가 물체의 표면에 있어서의 값보다 반으로 감쇠하는 거리를 나타내는 것이다. 물과 얼음사이의 손실계수는 물이 얼음보다 훨씬 큰 값을 가지는데 마이크로파를 이용하여 해동된 물체, 즉 해동식품을 해동하려는 경우 아주 나쁜 효과를 볼 수도 있다. 즉 냉동식품의 일부 얼음이 빨리 물로 변화하면서 마이크로파는 이 물 부분에 급속히 흡수되어 다른 부분이 아직 얼어있는데 물의 부분만이 고온으로 되게 된다. 이와 같은 경우에는 마이크로파를 간헐적으로 가해 열전도에 의한 열의 확산을 이용해서 온도 상승이 균일하게 되게끔 하는 것이 필요하게 된다. ● 전자레인지 조작 조건 및 적정 전자파 범위 설정 전자레인지는 마이크로파를 열원으로 하여 전자레인지의 내부는 설정한 가열온도를 유지하며 가열공기를 순환시켜 시료를 가열조리시키는 방식이다. 본 연구에서는 마이크로파 가열조리의 건조모델을 개발하기 위하여 열풍건조모델 개발에 사용하였던 exponential model, approximate diffusion model, page model을 이용하여 전분성 냉동식품의 마이크로파 혼합가열 모델식을 개발하였다. 전분성 냉동식품 중 냉동만두를 이용한 가열조리실험은 전자레인지 내부에서 시료용기에 겹치지 않도록 시료를 한층으로 넣어 N으로 덮은 후 수행하였다. 가열 중 시료의 무게는 가열장치의 자료 수집 및 제어장치에서 60초 간격으로 측정하였다. 가열실험은 마이크로파 강도를 조절하는 Ib값이 200, 220, 240으로 지정하여 가열실 온도가 60, 70, 80℃에서 수행되었으며, 이때 가열실 내부의 풍속은 0.55m/s, 0.10m/s, 1.19m/s이었다. 가열실 내부의 풍속을 제어할 수 있는 팬은 상기 각 풍속 0.55m/s, 0.10m/s, 1.19m/s을 열풍조건 4,5,6으로 정의하여 제어한다. 본 실험에서는 배치(Batch) 형의 마이크로파 가열조리기(전자레인지)에서 냉동전분을 로드 셀과 연결된 중량 측정용 선반에 올려놓고 전자레인지 내부에 별도로 정착된 온도센서에 시료조각을 끼운 후 마그네트론 출력은 강약(180, 200, 220, 240 Ib)으로 조절하였고, 출력시간을 임의 설정 조절하였으며, 풍량과 공기온도의 제어는 팬을 사용하여 조절하였으며, 시료중심온도와 배기온도 차를 2℃로 하여 실험을 실시하였다. 냉동전분의 해동 시 최적온도를 선정하기 위하여 시료중심온도가 배기온도보다 2℃높을 때와 2℃낮을 때를 30℃부터 100℃까지 온도를 조절하면서 실험한 결과는 표 1에 나타내었다. 모든 고정 Ib값에서, T1(시료중심온도)과 T2(배기온도))가 52℃ 이하 일 때 마이크로파의 노출정도가 낮아 냉동전분의 해동이 덜되어 전분의 결정화된 수분만이 녹아 냉동전분 표면에 물기만 남아 시료무게의 변화율은 나타나지 않았다. 고정 Ib값이 180, 200 일 때, 전자레인지 가열조리 후 각 시료의 재호화(restoration)에 따른 시료무게 변화율은 다른 조건의 값에서와 유사한 결과가 나타났지만 마이크로파 노출정도가 낮아 해동상태가 양호하지 않았다. T1이 T2보다 2℃ 낮은 조건에서 고정 Ib값이 220, 240 일 때는 60, 70℃에서 냉동전분의 표면가열이 골고루 이루어지지 않아 부분적으로 해동이 덜된 상태가 나타났다. 80, 90℃에서는 완전하게 해동되었지만 끈적임 현상이 나타났고, 해동된 전분의 표면상태와 질감은 좋은 경향이 나타났다. 특히 Ib값이 240일 경우, 90, 100℃ 에서는 마이크로파의 높은 노출로 재호화에 의한 전분조직의 수축현상으로 표면경화현상(부분적으로 부풀어오름)이 나타 났으며 조직이 약해 잘 찢어졌다. 다른 조건에서 보다 경화속도 또한 빠르게 나타났다. T2가 T1보다 2℃ 높은 조건에서 고정 Ib값 240을 제외한 다른 조건에서는 온도조건에 관계없이 해동이 골고루 이루어지진 않았지만 고정 Ib값이 240일 경우에는 마이크로파의 노출 Ib값은 높았지만 노출시간이 짧아 냉동전분의 해동이 골고루 이루어지지 않았으며. 80℃부터 냉동전분의 해동이 이루어졌지만 끈적임이 심하고 전분조직의 수축현상으로 표면경화가 심화되어 조직이 잘 찢어졌다. 냉동전분의 해동에 알맞은 온도조건으로는 시료중심온도(T1)가 배기온도(T2)보다 2℃ 낮을 때에 해동이 골고루 이루어졌고, 80, 90℃에서 해동시료의 표면 상태와 질감이 양호하게 나타났다. 본 실험에서는 실시 예를 위해 로드 셀을 장착하여 시료의 중량을 나타내는 사용하였으나 실제로는 로드 셀이 턴테이블로 대체되는 것이 바람직하다.
● 전자레인지 내부의 적정 열풍 범위 설정 전자파 범위설정 조건을 바탕으로 냉동전분의 해동 시 적정 전자레인지 내부 공기온도를 조사하기 위하여 공기온도를 조절할 수 있는 팬의 열풍조건을 4(0.55m/s), 5(0.10m/s), 6(1.19m/s)으로 조절하면서 실험한 결과를 표 2에 나타내었다. 적정 전자파 범위는 Ib 220, 시료 중심 온도는 70～90℃, 배기온도는 72～92℃의 범위로 지정하여 적정 송풍을 조사하였으나, 열풍의 조건 중 4 미만, 즉 0.55m/s 미만의 속도인 경우 냉동전분 표면의 마름현상이 나타났으며, 6 초과, 즉 1.19m/s 초과의 속도인 조건에서는 해동이 제대로 이루어지지 않았다. 이는 캐비티내의 열풍의 강약에 따라 마이크로파 파장에 영향을 미친 것으로. 추정하였다. 따라서 열풍조건에 대한 결과는 표 2에서와 같이 열풍 조건을 4, 5, 6에 대한 집중적인 실험을 실시하였다. 열풍조건이 4 일 때에는 다른 조건의 해동조건에 비해 냉동전분 표면 물기가 건조되지 않은 상태로 냉동전분의 식감을 감소시켰으며, 열풍조건이 6 인 경우에는 7이상의 경우보다 끈적임은 덜하지만 열풍조건이 5일 때보다 끈적임 현상이 나타났다. 전자레인지 내부 적정 열풍 조건으로는 5 일 때가 가장 좋은 해동상태를 보였다.
● 전자레인지 비료 실험 L사에서 판매하는 전자레인지(M-M270TC)의 냉동만두 조리시스템과 제작된 냉동만두 전용전자레인지의 가열조리 비교 실험을 실시하였다. L사에서 제작된 전자레인지의 경우 냉동만두 조리시에는 4분 50초 동안 가열조리되도록 조절되었다. 이와 같은 조건으로 본 제작된 전자레인지에서도 4분 50초 동안으로 조절하여 실험하였다. 이들의 가열조리 과정동안의 고온가열에 의한 냉동만두내의 수분증발에 따른 무게변화를 알아봄으로서 냉동만두내 수분증발량과 온도변화 및 가열조리 후의 냉동만두의 상태를 60초 간격으로 검토하였다. L사와 제작된 전자레인지에 한접시에 8개씩의 냉동만두를 넣어 랩핑한 후 60초 간격으로 가열조리하면서 만두 조리상태를 비교한 결과는 표 3과 같다.
● 수분변화 시판중인 냉동만두를 시료로 사용하여 L사의 전자레인지(M-M270TC)와 자체 제작한 전자레인지비교 실험을 실시하였다. 8개의 냉동만두시료를 전자레인지용 접시에 랩핑하여 60초 간격으로 시료의 무게를 측정하였다. 냉동만두 시료의 조리 전후 무게 차로서 시료내 수분변화를 측정하였다. L사(A)와 제작 전자레인지(B)의 온도변화는 표 4와 그림 1와 같다. (A)의 경우 110초 이상 가열조리시에 냉동만두내 수분의 증발량이 급속하게 증가하였으나 (B)의 경우는 110초까지 (A)와 비슷한 수분증발량을 보이지만 그 이상의 가열조리 시에는 완만한 수분증발량을 보였다. 이는 (B)의 내부 전기 히터 및 열풍에 의해 냉동만두에서 증발하는 수분을 어느 정도 잡아주는 역할을 한 것을 보인다.
● 온도변화 시판중인 냉동만두를 시료로 사용하여 L사의 전자레인지(M-M270TC)와 자체 제작한 전자레인지비교 실험을 실시하였다. 8개의 냉동만두시료를 전자레인지용 접시에 랩핑하여 60초 간격으로 시료의 온도변화를 측정하였다. L사(A)와 제작 전자레인지(B)의 온도변화는 표 5와 도 4와 같다. 두 제품 사이의 큰 온도차는 없었으나 (A)의 경우 4분 50초동안 조리시에는 냉동만두의 중심온도가 100℃이상까지 가열되어 표 3에서 보듯이 조리된 만두의 품질이 양호하지 않았음을 확인 할 수 있다. (B)의 경우 (A)와 달리 마이크로파와 열풍이 번갈아 가열조리하면서 냉동만두의 손상을 덜 주므로서 시료의 품질이 (A)보다는 좋은 것으로 나타났다. 이는 고온의 마이크로파가 전분성 냉동식품에 미치는 영향을 열풍과 적절히 교차하면서 냉동만두에 주는 영향을 줄여준것으로 사료된다.
● 체적(specific volume) 비체적 측정은 50mL의 메스실린더를 이용하여 각 가열조리한 시료를 일정량 취한 후 해사(5mesh, Showa chemical. Japan)로 충진하여 부피를 측정하고 그 부피에서 해사의 부피를 뺀 부피를 시료의 부피로 하여 시료의 무게로 나누어서 결정하였다. 가열시간에 따른 수분함량과 비체적변화는 표 6과 같았다. 60초 간격으로 냉동만두의 가열조리 시 가열조리 시간이 증가할수록 수분함량의 감소와 더불어 비체적이 증가하는 것으로 나타났다. L사(A)의 경우 170초가 경과하면서 시료의 수축이 급격하게 일어났음을 알 수 있었으며, 제작된 전자레인지(B)경우는 시간이 경과함에 따라 비체적의 증가도 완만하게 증가한 것을 확인하였다. 따라서 (A)전자레인지보다는 (B)전자레인지가 냉동만두 가열조리시에 냉동만두 자체의 손상을 줄이면서 냉동만두 가열조리에 적합하다고 생각된다.
위와 같은 실험을 바탕으로 냉동만두 뿐만이 아니라 전분성 냉동식품을 가열조리할 때에도 전자레인지 가열조리에서 나타나는 전분성 냉동식품의 문제점을 (B)전자레인지를 통해서 해결할 수 있으며, 전분성 냉동식품 가열조리에 적합한 것으로 사료된다. 상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. |
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