녹말은 그들이 가지고 있는 여러가지 단점들 때문에 식품산업에서 그 사용이 매우 제한적인데, 그것을 극복하기 위해 녹말을 변성 시키는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 하지만 가장 일반적으로 사용되었던 화학적 변성 녹말은 최근 소비자들의 친환경적인 제품에 대한 선호도와 건강에 대한 관심이 높아지면서 지양되는 추세이다. 그래서 식품 회사들은 물리적 변성 녹말과 같은 Clean starch를 추구하고 있다. 팽윤, 동결, 건조는 일반적으로 식품 가공에 사용되는 처리 과정인데, 그들은 녹말의 물리화학적 특성을 변화시킬 수 있고, 결과적으로 물리적 변성 녹말을 만들 수 있을 것으로 기대된다. 그래서 본 연구의 목적은 팽윤, 동결, 건조 과정을 거쳐 물리적 변성 녹말을 제조하고 그들의 물리화학적 특성을 조사하는데 있다. 옥수수 녹말을 두 온도(30℃, 60℃)에서 팽윤 시킨 후, 두가지 동결 속도(급속 동결과 완만 동결)로 처리하였다. 위와 같은 방법으로 팽윤 정도와 동결 속도를 다르게 처리한 후, 열풍건조, 동결건조, 분무건조 세가지 방법을 통해 건조하여 물리화학적 특성들을 분석하였다. 광학·편광 현미경을 통해 형태학적 특성을 조사하였고, 시차주사열량법(DSC)과 신속점도측정기(RVA)를 이용해 열적 특성과 페이스팅 점도특성을 각각 조사하였다. 팽윤 직후 현미경 사진에서는 60℃ 팽윤처리구가 물을 흡수하며 팽창되어서 유의적으로 과립 크기가 커졌음을 확인하였지만, 모든 처리가 끝난 후 현미경 사진에서는 모든 처리구들에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이는 동결·건조 되면서 물이 빠져나가 다시 녹말 과립이 수축되어 다시 원래의 크기로 돌아간 것으로 생각된다. 하지만 DSC 결과에서 팽윤·동결처리를 하였을 시 대조구보다 호화개시온도(To), 최대호화온도(Tp)가 낮아졌으며, 30도 팽윤처리구와 완만동결처리구에서 특히 유의적인 차이를 보였다. RVA 결과에서 최대 점도와 breakdown이 대조구보다 유의적으로 변하였으며, 특히 급속동결처리구와 30도 팽윤처리구에서 유의적인 변화를 보였다. 열풍건조와 분무건조는 대조구에 비해 큰 변화를 가져오지 못하였으며, 동결건조는 DSC나 RVA결과에서 큰 변화를 가져왔다. 그러므로 팽윤, 동결, 건조는 녹말의 물리화학적 특성을 변화 시킬 수 있고, 녹말의 변성 방법으로서의 이용가능성을 제시하였다.

전분입자의 수산기와 음이온성 검 가수분해물의 카르복실기 사이의 에스테르(ester) 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 마이크로웨이브 방전 저온 플라즈마(microwave-discharged cold plasma, CP)의 가능성이 최근 보고되었다. 본 연구는 CP 처리에 의한 옥수수전분 입자들의 수산기와 음이온성 검 가수분해물의 카르복시기의 에스테르 유도체들 형성에 대한 CP의 친환경 반응촉매로서의 활용가능성을 조사하기 위해 옥수수전분과 음이온성 검 가수분해물을 혼합하여 CP를 처리하고 이들의 용해도, 팽윤력, 호화특성, 점도특성을 조사하였다. 옥수수전분은 pH 5.5로 조정된 음이온성 검 (산 처리를 한 Low-methoxy Pectin, ALP; 효소 처리를 한 Low-methoxy pectin, ELP) 가수분해물을 혼합하여 상온 (Native) 및 80℃(Swollen)에서 30분간 교반한 후 수분함량이 10% 이하가 될 때까지 50℃에서 건조하여 전분-음이온성 검 반응혼합물을 제조하였다. 제조된 반응혼합물들은 900 W 전력으로 마이크로웨이브를 발진시켜 N2환경에서 형성된 CP 하에서 20분 동안 처리하였다. 처리된 반응혼합물의 용해도 (총당 및 전분), 팽윤력, 호화특성, 점도특성을 분석하였다. 총당-용해도는 Swollen 처리와 관계없이 CP 처리 후, 유의적인 증가를 보였다. 반응혼합물들의 전분-용해도는 Swollen 처리와 관계없이 ELP의 경우 유의차가 없었으나, ALP의 경우 CP 처리 시, 줄어들었다. 팽윤력은 Native 반응혼합물이 Native CP 처리군들보다 유의적으로 높았으나, Swollen 반응혼합물은 Swollen CP 처리 군들보다 유의적으로 낮았다. 호화특성의 경우 CP 처리에 의해 유의적인 차이가 없었으나, Swollen 처리 군들은 Native 처리군들보다 유의적으로 높은 호화온도를 나타내었다. 또한 ELP의 경우 peak 온도가 2개 나타났고, Swollen ALP의 경우 CP 처리에 의해 enthalpy 값이 증가하였다. 점도 특성의 경우 CP 처리 군들은 점도가 유의적으로 증가하는 결과값을 보였고, 노화와 관련 있다고 볼 수 있는 전분입자의 파괴 정도가 CP 처리 후, 감소하였다. 결과적으로 CP에 의해 옥수수전분과 음이온성 검 가수분해물의 용해도, 팽윤력, 점도 특성에 유의적인 차이가 생겼으며, CP가 에스테르 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 기대된다. 또한 Swollen 처리된 CP의 경우 호화특성에 영향을 미쳤으며 Swollen 처리가 CP 처리에 더욱 용이하게 작용했을 가능성이 있다.

주요 전분질 식품인 떡류, 빵류, 면류들 내의 호화된 전분들은 시간이 경과하면서 전분분자들 사이의 회합으로 수분이 손실되면서 노화가 진행된다. 따라서 본 연구는 전분의 노화를 지연 및 억제시킬 수 있는 전분-λ-carrageenan 혼합 소재를 개발하기 위해 전분입자 내의 λ-carrageenan의 침투률에 대한 전분입자의 개방 유무, 전분입자의 종류, λ-carrangeenan (λC)의 점도 및 농도, 온도, 시간 등의 영향을 조사하였다. λC 은 증류수와 희석된 HCl (2.5, 100, 500 mM)에 용해하였으며, 전분입자들(일반옥수수, 찰옥수수, 밀, 멥쌀, 찹쌀)은 pronase를 처리하였다. Pronase 처리 전분입자들과 λC 용액을 혼합하여 미리 결정된 온도와 시간 동안 진탕한 후 원심분리하여 상등액의 λC 의 농도를 methylene blue-λC complex 법에 따라 정량하였다. λC의 전분입자 내의 침투율은 초기 λC 용액 내 λC의 절대량과 원심분리 후 회수된 λC 용액 내 λC의 절대량의 차에 대한 초기 전분입자의 건조중량의 백분비율로 나타내었다. λC 의 가수분해 정도의 효과에 관하여, 500 mM HCl 에 용해시킨 λC 은 모든 전분입자들 내로 침투되었으며, 다른 농도의 HCl 용액에서 용해시킨 λC 은 찹쌀전분을 제외한 전분입자들 내부로 침투되지 않았다. λC 의 전분입자 내로 침투에 대한 온도의 영향은 25°C에서의 λC 의 침투률을 기준으로 35-55°C의 온도에서 조사하였을 때, λC 의 전분입자 내로의 침투는 온도가 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. λC 의 용액 내에서 전분입자의 진탕을 30 및 60분 동안 하였을 때, λC 의 침투율은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 한편 100 mM HCl에서 용해된 λC 을 0.02, 0.05, 0.1, 0.2 및 0.4% (w/v)로 조절한 후 전분입자에 처리하였을 때, 0.05-0.4%의 범위에서 농도의존성이 관찰되지 않았다. 그러나 0.02% 농도의 용액을 사용하였을 때보다 더욱 높은 수준을 나타내었다. 모든 결과를 고려할 때, λC 의 전분입자 내의 침투는 전분입자의 미세구조의 개방 정도에 따라, λC 의 분자량이 작을수록, 진탕 온도가 상온과 유사할 때 용이해졌으며, 진탕 시간과 λC 용액의 농도는 침투률에 큰 영향을 미치지 않았다.