전분은 아밀로즈와 아밀로 펙틴으로 이루어진 고분자물질로 매우 규칙적인 구조를 가지고 있다. 전분은 식물의 종류에 따라 크기나 모양 특성이 다르며 일반적으로 독성이 없고 생체 적합성하며 생분해성이 뛰어나다고 알려져 있다. 이러한 특징으로 전분은 식품산업뿐 아니라 다양한 산업에서 사용되고 있다. 전분의 내부구조는 크게 3가지로 나누어 볼 수 있다. 내부의 빈 공간인 hilum과, 내부와 외부를 이어주는 channel, 그리고 외부의 작은 구멍인 pore이다. 많은 연구자들이 전분 내 빈 공간인 hilum을 이용해 약물이나 영양성분의 운반체로써 가능성을 연구하고 있다. 무정형 전분을 제조하기 위해 옥수수, 타피오카 및 쌀을 30% w/v 농도로 현탁액을 만들고 이들을 550MPa에서 30 분 동안 가압하여 무정형 옥수수 전분(amorphous granular corn starch, AGCS), 무정형 타피오카 전분(amorphous granular tapioca starch, AGTS) 및 무정형 쌀 전분(amorphous granular rice starch, AGRS)을 제조하였다. 무정형 감자 전분(Amorphous granular potato starch, AGPS)의 제조는 감자전분의 압력에 대한 내성 때문에 에탄올을 이용한 무정형 전분 제조방법을 이용하였다. 전분의 관찰을 위해 물 또는 메탄올에 현탁시킨 후 형광 시약인 merbromin으로 염색하였으며, 내부 구조관찰은 공초점 레이저 스캐닝 현미경을 사용하였다. 메탄올과 물에 현탁 시킨 천연 전분을 염색 한 경우 모든 전분에서 내부에서 hilum이 확인되었다. 옥수수 전분은 hilum과 전분 표면까지 연결된 channel이 염색되어 이를 확인 할 수 있었다. 또한 전분의 growth ring은 모든 전분에서 확인이 가능하였다. 메탄올과 물에 현탁 시킨 무정형 전분은 각각의 천연 전분들보다 훨씬 큰 입자를 가지는 것으로 나타났다. 또한 이들은 천연전분과 달리 전분 내부 hilum은 사라졌지만 전체적으로 염색이 되는 경향을 보였다. 이는 전분 내 hilum처럼 비어있는 공간이 더 많다는 결과로 확인되었다. 무정형 전분의 내부 구조의 변화는 약물 또는 식품 성분을 전분 내부에 캡슐화하고 운반하는 데 사용할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 본 연구에서는 무정형 전분의 내부 구조와 그 특성을 연구하여 식품 산업에서의 약물 / 영양 공급 시스템으로 사용될 가능성을 제시하였다.

전분의 노화는 전분질 식품의 소화율과 기호도를 떨어뜨리고, 경도를 증가시키는 등 품질을 크게 저하시키며 유통기한을 단축시키는 문제가 있다. 또한, 노화가 진행됨에 따라 식품의 상품적 가치가 떨어지게 되어 이는 경제적 손실로 이어진다. 이러한 문제를 극복하기 위해 다양한 전분노화 억제 소재들에 대한 연구가 진행되고 있지만, 결정형영역에서의 변화에 대한 연구가 대부분이며 전분 노화가 진행되는 동안 결정형 영역과 무정형 영역의 변화의 종합적인 연구가 부족한 실정이다. 이 연구에서는 화학적 전분노화 억제제인 글리세롤(Glycerol)과 HLB 값이 16인 자당지방산에스테르(Sucrose fatty acid ester)를 첨가한 가래떡을 제조 및 상온에서 저장하여 노화 과정 중 발생하는 물리화학적 특성 변화를 분석하였다. 습식 제분쌀가루를 수분함량 45%로 반죽하여 쌀가루 기준 1, 5, 10%의 글리세롤과 0.1, 0.3, 0.5%의 자당지방산에스테르를 각각 첨가하여 지름이 1.5 cm인 가래떡을 제조하였다. 제조한 가래떡을 진공포장 후 상온에서 14일까지 저장하여 떡의 물리화학적 변화를 측정하였다. 저장 초기 가래떡의 외관은 변화가 없었으나 저장 7일 이후부터 모든 가래떡 표면에 부분적으로 곰팡이가 생기는 것을 관찰하였다. 글리세롤과 자당지방산에스테르를 첨가한 가래떡이 4일차까지 아무것도 첨가하지 않은 가래떡(Control) 보다 경도가 낮았으며, 같은 노화 억제제일지라도 첨가한 양이 많을수록 경도가 더 많이 감소함을 보였다. 그러나 저장 5일차부터 control과 샘플 가래떡의 경도에는 큰 차이가 없었으며 이후 14일까지 변화의 폭이 미미하였다. X선 회절도실험에서, Native 쌀가루는 15, 17, 23˚에서 peak가 나타나는 A 타입 결정 특성을 보이는 반면, 노화된 떡은 20-21˚에서 peak가 나타나는 B 타입 결정 특성을 보였다. 14일차 저장했을 때, 노화 억제제가 첨가된 샘플 떡이 control보다 상대적 결정화도가 낮았으며 글리세롤과 자당지방산에스테르를 비교했을 때, 글리세롤의 상대적 결정화도가 더 낮게 나타났다. 노화된 떡의 무정형 영역 및 결정형 영역의 재결정 특성을 알아보기 위해 유리전이 온도(Tg’)과 아밀로펙틴 용융엔탈피(ΔHr)의 변화를 DSC로 측정하였다. 저장기간이 길어짐에 따라 Control 떡과 샘플 떡의 Tg’은 증가하였으며 샘플 떡의 Tg’가 control보다 높은 값을 보였다. 또한, 샘플 떡의 ΔHr 값과 변화 정도가 control보다 낮아 노화억제제로서 분자들 간의 결합을 방해했음을 암시하였다. 본 연구 결과가 화학적 전분노화억제 소재들의 전분노화억제 효과를 알려주고 이것을 이용한 전분질 식품의 저장안정성을 예측하는데 있어 도움이 될 것이라 기대된다.

무정형입자전분(Amorphous granular starch, AGS)은 호화되어 복굴절성 및 결정성을 손실되었으나 입자 모양을 그대로 유지하고 있어 천연 및 호화전분과 다른 물리화학적 성질을 나타낸다. 열수처리방법(hydrothermal treatment)은 물리적인 전분 변성방법으로 열과 수분을 이용하여 전분의 변성을 유도한다. 본 연구에서는 무정형입자감자전분(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)에 열수처리를 통한 물리화학적 특성에 대해 알아보았다. 열과 에탄올 처리를 통하여 얻어진 AGPS를 (NH4)2SO4 (81.0 %RH)와 KNO3 (93.6 %RH) 포화염 용액이 들어있는 데시케이터 안에서 일정 기간 저장하여 수분함량 18%(d.b)와 29%(d.b)인 시료를 제조하였다. 또한 AGPS에 증류수를 첨가하여 수분함량 200%(d.b)의 시료를 만들었다. 세가지 수분이 다른 샘플를 DSC를 이용하여 각각의 유리전이 온도를 측정하였다. 각 샘플의 유리전이 온도 이상의 온도에서 시료를 3주간 저장 후, DSC를 이용하여 열적특성 분석, XRD를 측정을 통해 상대적 결정도의 변화를 확인하였다. 또한 FT-IR 및 RAMAN을 통해 전분 Granule 내의 구조변화를 관찰하였다. DSC 분석결과, 아무 처리를 하지 않은 AGPS의 경우 어떠한 peak도 관찰되지 않았다. 그러나 열수처리한 샘플의 경우 peak이 관찰되었다. 이를 통해 열수처리로 인해 전분입자 내의 분자들간의 사슬 간에 상호작용에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. XRD 분석결과, AGPS, 4, 25 온도에서 저장한 시료들의 XRD pattern에는 유의적인 차이가 보이지 않았다. 그러나 18%, 29%의 낮은 수분함량을 가진 샘플의 경우 40, 60 그리고 80에서 저장한 샘플은 15°, 17° 그리고 23°에서 Peak가 형성되었다. 변화를 나타낸 peak는 전분의 A-type의 pattern에서 나타내는 peak로 높은 온도에서 처리된 샘플의 경우 pattern의 변화가 나타난 것을 확인할 수 있었다. 상대적결정화도 또한 처리한 온도가 증가함에 따라 증가한 것을 확인하였다. FT-IR 측정 및 RAMAN 측정 결과, 열수처리한 샘플의 경우 AGPS에 비해 1074/1022 cm-1 비율의 증가 및 FWHM(The full width at half maximum)의 값이 감소하였다. 이는 샘플 내의 분자들의 상호작용 및 체인의 결합으로 인한 견고한 crystalline의 형성이 되었음을 알 수 있다. 따라서 무정형입자전분에 열수처리는 무정형입자감자의 특성에 변화를 유도하는 것을 확인하였다.

Although rice production gradually increased in Korea, rice consumption has been significantly reduced during the last decade. To increase rice consumption, it is necessary to develop a wide range of rice-processed foods and functional rice materials. In association with digestion in rice-functional materials, people are interested in resistant starch (RS). The purpose of this study was to develop the citrated organic rice flour by dry process with different treatments and to investigate its physicochemical properties. Citric acid (0, 20, 30, 40% dry basis) was mixed with organic rice flour and reacted at 105oC and 150oC for 5 h. The degree of substitution increased with increasing citric acid concentration and reaction temperature. In DSC, when reacted at 105oC, onset temperature gradually decreased with increasing citric acid concentration but no DSC thermal characteristics were observed when reacted at 150oC. Relative crystallinity determined by XRD did not greatly change at 105oC but dramatically decreased at 150oC. As citric acid concentration and reaction temperature increased, rapidly digestible starch, slowly digestible starch, and total starch decreased but RS significantly increased. Therefore, RS content in organic rice flour increased with dryprocessed citric acid treatment and this could be applicable to produce functional foods for diabetes.

본 연구의 목적은 미꾸라지 진액 속의 용매의 종류와 농도에 따른 mucin의 함량을 확인하고 이의 특성을 연구하였 다. 진액을 ethanol, acetone및 aluminum sulfate 3종류의 용매를 사용하여 추출한 결과 ethanol에서 가장 높은 수율을 나 타내었다. Ethanol의 농도를 60-100%로 하여 침전시켰을 때 침전물에 대한 mucin의 함량이90%에서 가장 높았다. Buffer에 1000배 희석한 mucin추출물을 산성(pH 2)과 염기성(pH 12)의 범위에서 열 안정성을 측정했을 때 onset온도와 peak 온도는 큰 차이가 없었으나. 엔탈피 값에서는 pH에 따라 큰 차이가 나타났다. Mucin침전물을 이용한 항균능력에 서는 gram-negative균에서는 나타나지 않았으나 gram-positive균에서는 항균능력이 나타났다. 이와 같은 미꾸라지 mucin의 pH에 따른 열안정성, 항균능력과 점탄성의 성질 등을 이용하여 앞으로의 비 식품소재개발에 기초 데이터로 사용하고자 한다.

밤 전분은 상대적으로 노화가 빠르게 일어나기 때문에 밤 전분이 함유된 식품의경우 저장 안정성이 낮다. 이러한 특성은 식품 산업에서 밤 전분의 이용을 제한시킨다. 본 연구의 목적은 아세틸화(AC), 가교화(CL) 및 하이드록시프로 필화(HP) 시킨 밤 전분를 4°C에 저장하여, 각 저장기간 동안 변성 밤 전분의 노화특성과 노화속도를 알아보는데 있다. 전분 고형분 대비 12% (w/v)의 acetic anhydride, sodium trimetatphosphate (STMP, 99%)와 sodium tripolyphosphate (STPP, 1%) 혼합물, propylene oxide를 이용하여 각각 아세틸화, 가교화, 하이드록시프로필화 전분을 얻었다. 저장 후, 시차 열량 주사기로 -20°C부터 120°C 범위로 재가열하여 유리전이 온도(Tg’), 얼음 용융 엔탈피(ΔHi), 노화엔탈피(ΔHr) 와 노화도(DR)의 변화를 측정하였다. 밤 전분의 저장 기간이 길어질수록 Tg’, ΔHr과 DR은 증가하지만 ΔHi는 감소하는 경향을 보였다. Tg’에서 천연 밤 전분은 -6°C에서 -7°C 사이를 보이는데 반해, 변성 밤 전분의 경우 그 보다 좀 더 높 은 Tg’를 가졌다. 이것은 변성처리가 전분 체인들의 운동성을 감소시켜 유리전이 온도가 증가한 것으로 보여진다. 천 연 밤 전분의 ΔHi는 저장 1일차부터 급격히 감소하기 시작하여 저장 10일차 이후로는 변성 밤 전분들에 비해 눈에띄 게 엔탈피가 감소하였다. 이는 변성 전분내의 전분체인과 물이 겔을 형성하는 과정에서 상호작용이 제한을 받아 ‘동결 가능한 물(freezable water)’의 양이 많아졌음을 암시한다. 천연 밤 전분의 ΔHr과 DR은 저장 초기 2일 동안 급격하게 증가하여 24일차 까지 큰 폭으로 증가한 반면, 변성 밤 전분은 상대적으로 천천히 증가하였다. 이러한 결과는, 화학적 인 변성처리가 노화의 진행을 늦춘다는 것을 의미한다. Avrami 식으로 노화속도(1/k)를 구한 결과, 천연 밤 전분은 Δ Hr와 DR 에서, AC는 Tg’에서, CL은 ΔHi에서 가장 빠른 노화속도를 보였다. 반면에, HP는 Tg’, ΔHi와 ΔHr에서 가장 느 린 노화속도를 보였다. 이 결과를 통해, 저장하는 동안 무정형 영역, freezable water 영역과 결정형 영역마다 노화 속도 가 일치하지 않다는 것을 알 수 있다. 본 연구 결과가 변성 밤 전분의 노화특성을 구명하고 이들 특성이 식품산업에서 의 활용에 도움을 줄 것이라 기대된다.

스스로 분해될 수 있는 응집제는 물의 오염을 줄일 수 있어 큰 관심을 받고 있고 양성전분은 스스로 분해될 수 있는 좋은 응집제 중 하나이다. 양성전분은 전분 내 양전하를 띠기 때문에 음전하를 띠는 폐수에서 쉽게 응집역할을 할 수 있다. 양성전분의 제조는 일반적인 방법과 초고압을 이용한 방법, 초고압으로 만든 무정형입자전분(amorphous granular starch, AGS)을 이용한 방법을 사용하였으며, 이들의 물리 화학적 성질을 연구하였다. 일반적인 방법은 옥수 수전분과 양성화 시약인 (3-Chloro-2-hydroxypropyl)-trimethylammonium chloride (CHPTAC)를 40oC에서 24시간동안 반응을 시켰으며, 초고압을 이용한 방법은 같은 방법으로 550MPa 에서 30분동안 반응시켰다. 무정형입자전분을 이 용한 방법은 먼저 초고압을 이용해 제조한 무정형입자전분을 일반적인 방법과 동일하게 반응시켰다. 각각의 방법으 로 제조한 양성전분에 CHPTAC가 성공적으로 치환되었는지 확인하기 위해 질소함량, FT-IR, NMR 분석실험을 하여 성공적으로 치환된 것을 확인하였다. 결정화도를 확인하기 위해서 XRD실험을 진행한 결과, 일반적인 방법과 초고압 처리를 한 방법에서는 결정성이 약간 남아있었지만 무정형입자전분을 이용한 방법에서는 결정성이 완전히 소실된 것을 확인할 수 있었다. 현미경과 SEM을 이용하여 전분의 입자의 형태를 확인한 결과, 일반적인 방법과 초고압을 이용한 방법 및 무정형입자전분을 이용한 방법 모두에서 전분 입자의 형태에 큰 영향을 미치지 않았음을 확인 할 수 있어 양성화 반응은 전분입자의 형태에는 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 확인할 수 있었다. DSC를 이용한 열 적 특성 분석결과에서는 양성화 반응이 옥수수전분의 열적 특성에 영향을 미치는 것을 확인 할 수 있었다. Kaolin을 이용한 양성화 전분의 응집력 실험 결과 모든 양성화 전분은 농도가 증가할수록 응집력이 증가하는 결과를 나타내 었고, 침전시간이 증가함에 따라 응집력이 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 결과를 통해 일반적인 방법과 초고 압을 이용한 방법으로 제조한 양성전분은 무정형입자전분을 이용하여 제조한 양성전분과 구별되는 물리화학적 성질 을 가지는 것을 확인 할 수 있었다. 비록 본 연구에서 제조한 양성전분들은 상업적으로 유통되고 있는 응집제에 비 해서는 낮은 응집력을 나타냈지만 자연적으로 분해가 될 수 있다는 장점을 가지고 있고, 새로운 형태의 양성전분을 제조할 수 있는 기반을 제공하여 전분의 활용가능성을 높여줄 수 있는 연구결과로 판단된다.

최근 10년간 꾸준히 줄어든 쌀 소비를 증가시키기 위한 기능성 쌀 소재와 쌀 가공품에 대한 필요성이 증가하였으며, 우리는 그 중에서 소화되지 않는 전분인 저항전분(resistant starch)에 주목하게 되었다. 이에 유기농 쌀 가루의 산 처리 기술의 개발과 특성에 대한 연구를 진행하였으며, 구연산처리를 한 유기농 쌀 가루는 구연산(citric acid, CA)을 쌀가루 의 건량기준 중량대비 0, 20, 30, 40% 농도로 처리한 후 105°C, 150°C에서 각각 건식으로 반응시켜 총 8가지의 구연산 처리 유기농 쌀가루(Dry-processed Citrate Organic Rice Flour, DCORF)를 제조하고 이들의 물리화학적 특성을 연구하였 다. 용해도의 결과 열처리가 높아질수록 용해도가 줄어들지만 같은 온도처리에서 CA농도의 증가 시 용해도가 증가하 는 것을 볼 수 있다. 팽윤력의 경우 CA농도가 증가할수록 감소하며, 같은 CA농도에서는 온도가 증가할수록 감소하는 경향을 보인다. Rapid Visco Analyzer(RVA)특성은 구연산을 처리하지 않은 시료들은 약 60~70°C 사이에서부터 점도가 증가하기 시작하여 95°C를 유지하는 중반에 peak viscosity 를 보여주었고, 이후에는 다시 점도의 하락을 관측할 수 있 었고, 냉각을 하는 과정에서 점도가 재상승하는 것을 확인 하였다. DCORF의 경우 구연산과 결합한 전분입자는 팽윤에 저항하기 때문에 점도가 증가하지 않는 것을 확인할 수 있었다. XRD 결과를 보면 기존의 선행된 논문들의 결과와 마 찬가지로 열처리와 구연산 처리에 따라서 패턴의 변화는 나타나지 않으나, 상대결정화도(relative crystallinity)는 구연산 처리 농도에 따라 감소하는 것을 볼 수 있었다. Differential Scanning Calorimeter (DSC)를 이용하여 열적 특성을 확인한 결과 CA의 양과 반응 온도가 증가할수록 호화개시온도는 55.0°C에서 39.7°C(105°C 40%)까지 낮아지고, 150°C에서 처 리한 시료에서는 열적 특성이 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. RS, RDS, SDS, 와 Total starch의 양을 측정한 결과 CA 농도와 열처리 강도가 높아질수록 RDS와 SDS, Total starch는 감소하였고, RS함량은 현저히 증가하였다. 이러한 결 과로 미루어, 유기농 쌀가루에 구연산으로 건식 열처리를 하면 난소화성을 가지게 되는 것을 확인 할 수 있었으며, 본 연구 결과가 산업적으로 난소화성 기능성 유기농 쌀 제품을 개발하는데 도움이 될 것으로 기대된다

무정형입자전분(Amorphous granular starch, AGS)은 호화되어 복굴절성 및 결정성을 손실되었으나 입자 모양을 그 대로 유지하고 있어 천연 및 호화전분과 다른 물리화학적 성질을 나타낸다. Annealing은 전분에 과량의 수분을 첨가하 여 호화온도보다 낮은 온도에서 일정기간 동안 열처리 하는 물리적 변성방법으로 전분입자내의 무정형 및 결정형영역 내의 결합을 통한 안정성 증가, 이중나선구조 형성, 호화 온도 증가 및 범위의 축소, 전분입자의 팽윤력 감소 등을 유 발한다. 본 연구에서는 무정형입자감자전분(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)을 annealing 처리하고 이들의 물 리화학적 특성을 알아보았다. 열과 에탄올 처리를 통하여 얻어진 AGPS를 (NH4)2SO4 (81.0 %RH)와 KNO3 (93.6 %RH) 포화염 용액이 들어있는 데시케이터 안에서 일정 기간 저장하여 수분함량 18%(d.b)와 29%(d.b)인 시료를 제조하였다. 또한 AGPS에 증류수를 첨가하여 수분함량 200%(d.b)의 시료를 만들었다. 이 시료들을 4, 25, 40 각각의 온도에서 저 장하면서 DSC를 이용하여 열적특성 분석, RVA를 통해 pasting 특성, XRD를 이용하여 결정도의 변화를 확인하였고, RS함량을 측정하여 소화도를 분석하였다. DSC 분석결과, 아무 처리를 하지 않은 AGPS의 경우 어떠한 peak도 관찰되 지 않는 반면 각각의 온도에 일정 기간 동안 annealing한 AGPS의 경우 peak이 관찰되었다. 이를 통해 annealing 동안 전분입자 내의 분자들간의 사슬 간에 상호작용에 영향을 주는 것을 확인 할 수 있었다. XRD 분석결과, AGPS, 4, 25 온도에서 저장한 시료들의 XRD pattern에는 유의적인 차이가 보이지 않았다. 그러나 40에서 저장한 시료들에서는 결 정도의 변화가 확인되어 annealing한 AGPS에서 재결정화가 이루어졌음을 확인할 수 있었다. RVA 측정 결과, AGPS의 경우 천연전분과 달리 전분의 전형적인 pasting curve를 나타내지 않고 95oC에서 점도가 증가하다가 온도를 50oC로 냉 각시키면서 점도가 지속적으로 증가하는 양상을 보였다. Annealling한 AGPS 또한 비슷하지만 상대적으로 낮은 점도 를 나타내었다. RS 함량측정 결과, annealling한 AGPS의 경우 RS 함량이 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 무정형입자전분에 annealing 처리를 할 경우 현재까지 존재하지 않았던 독특한 특성을 가지는 새로운 전분소재를 만들 수 있다는 것을 확인할 수 있었으며 이들이 다양한 식품산업에 응용 될 수 있을 것으로 판단된다.

감자녹말에 에탄올-열처리를 통해 제조한 무정형입자 감자녹말(Amorphous Granular Potato Starch,AGPS)과 가교화 제를 사용하여 제조한 가교화 무정형입자 감자녹말(Cross-linked Amorphous Granular Potato Starch, CL-AGPS)의 물리 화학적 특성을 연구하였다. AGPS는 10g의 일반감자녹말을 100mL EtOH (53%)에 분산시킨 후 94°C에서 20분간 가열 하였다. CL-AGPS는 일반 감자녹말을 sodium trimetaphosphate (STMP)와 Sodium tripolyphosphate (STPP)을 혼합(99:1) 한 것을 녹말고형분 대비 12%를 첨가하여 변성시켰다. 가교화된 녹말은 증류수와 섞어 15% 현탁액으로 제조하여 94°C에서 2분간 가열하였다. AGPS와CL-AGPS 모두 EtOH수세를3회 반복하였고, 건조는 40°C에서 24시간 하였다. Granule structure는 편광 및 전자현미경을 이용하여 분석하였다. AGPS와 CL-AGPS모두 부피가 커졌고 표면에 상처가 생겼지만 Granule 모양을 유지하였고 복굴절성은 소실되었다. Apparent viscosity는 일반감자녹말이 제일 낮게 나왔고 그 다음은 AGPS, CL-AGPS순으로 측정되었다. DSC 분석결과 일반감자녹말은 57°C부근부터 호화피크를 보였고 AGPS와 CL-AGPS는 호화피크를 보이지 않았다. X-ray diffraction 분석 결과 일반감자녹말은 전형적인 B-type crystal pattern을 보였다. AGPS와 CL-AGPS는 무정형 패턴(V-type)을 보였다. AGPS경우 25°C에서 일반감자녹말보다 용해도 가 높지만 60°C, 90°C에선 더 낮게 나왔다. 이것을 통해 호화온도 이상에서는 AGPS가 용해도를 억제 할 수 있음을 알 수 있었다. 호화특성은 일반감자녹말이 AGPS로 되었을 때 pasting temperature가 증가함을 알 수 있었다. 즉, 점도 가 증가하는 시간이 늦춰졌으며 최고점도가 나타나는 시간이 증가한 것을 알수 있었다. CL-AGPS의 경우 cross-liking 의 영향으로 열처리를 하여도 입자가 파괴되지 않아 점도가 증가하지 않고 아예 점도가 생성되지 않았다. Final viscosity의 경우에는 AGPS의 최종 점도가 native potato starch와 CL-AGPS보다 높았다. 물리화학적 특성을 알아본 결 과 AGPS와 CL-AGPS 모두 Granule 모양을 유지하며 복굴절성은 없고 호화피크가 보이지 않았다. AGPS의 경우 호화 온도 이상에서 점도가 증가하는 특징과 일반감자녹말보다 겉보기 점도가 높은 특성을 보여 다양한 산업에서 널리 사 용될 수 있음을 알 수 있었다.

Recently, amorphous granular starch (AGS) or non-crystalline granular starch (NGS) is of great interest because it has specific physicochemical properties compared to native starches. Various approaches have been taken to prepare gelatinized starch while still maintaining its granular shape. The granular cold-water soluble starch (GCWS) can be prepared by alcoholic-alkaline treatment or by using liquid ammonia and ethanol. However, these starches exhibit significant deformation and shrinking, and chemical treatments may raise safety issues for their potential food applications. Therefore, in this study, the optimization of preparation method for amorphous granular potato starch (AGPS) was investigated using ethanol and heat treatments. Response surface methodology (RSM) and central composite design (CCD) were used to find the optimum conditions for AGPS preparation based on granule integrity and birefringence. Optimum conditions were 53.3% ethanol and 93.87oC heat treatment for 15 min. Prepared AGPS maintained its granular structure and lost birefringence, crystallinity, and DSC amylopectin melting peak, suggesting that proper AGPS could be made using optimized conditions.

The purpose of this study was to formulate the optimal ratio of tofu ice cream made with crushed tofu and soybean milk. Also, to compare characteristics of tofu ice cream and soybean ice cream. Mix viscosity, overrun and melting down are measured as characteristics of ice cream. The optimal mixing ratio of tofu ice cream was determined by response surface methodology based on overall quality. As a result of optimization, tofu ice cream was made with 65.90% tofu cream (9% solid contents), 4.35% whipping cream, 14.35% canola oil, 15.00% sugar, 0.2% emulsifier and 0.2% guar gum. Soybean ice cream made with three different treated (blanched, steamed, roasted) soybean and each preprocess are treated for 0-20 min. Mix viscosity was enhanced preprocessing time increasing. Also, overrun and melting down was decline preprocessing time increased. As a result of comparison of ice cream overall quality, 15 min roasted soybean ice cream was shown the best quality.

감자녹말을 이용하여 제조한 무정형입자감자녹말(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)은 호화가 되었지만 녹 말입자의 모양은 유지되고 복굴절성은 소실되는 화학적 변성녹말(modified starch)이다. 이러한 AGPS를 만들기 위한 최적화 조건을 찾기 위해서 반응표면분석법(Response Surface Methodology)과 central composite design (CCD)를 사용 하였다. 최적화시키기 위한 변수는 에탄올 함량과 열처리 온도로 선정하였고, 예비실험을 거쳐 그 범위를 각각 48~62%, 88~96℃로 정하였다. 실험 디자인은 55%, 92℃를 중심점으로 총 11개의 실험이 디자인되었다. 11개의 실험 디자인은 녹말입자관찰의 결과인 녹말입자의 유지와 복굴절성 손실의 정도를 관능평가방법을 이용하여 그 결과 값을 모델적용 에 적용하였다. 그 결과 AGPS 제조의 최적 조건으로 에탄올 함량 53%, 열처리 온도 94℃가 선정되었다. 선정된 조건 을 바탕으로 10g의 일반감자녹말을 100mL EtOH (53%)에 분산시킨 후 94℃에서 20분간 가열하였다. EtOH 수세는 3000 rpm으로 4℃에서 5분간 원심분리를 이용해 3회 반복하였다. 건조는 40℃에서 24시간 하였고 건조가 끝난 시료들 은 100 mesh 체를 이용해 거른 후 시료로 사용하였다. 최적화 조건으로 제조된 감자녹말이 AGPS가 맞는지 확인하기 위해 녹말입자관찰, Differential Scanning Calorimeter (DSC), X ray Diffraction (XRD) 을 측정하였다. 녹말입자관찰은 광학 및 편광현미경을 이용하여 분석하였다. AGPS는 물에 잘 분산되어 냉수에 분산시킨 후 관찰하였다. 실험 결과 녹 말입자는 부피가 조금 더 커졌지만 모양을 유지하였고 복굴절성은 완전히 소실되었다. DSC 분석결과 일반감자녹말은 60℃부근에서 감자녹말의 전형적인 호화피크를 보였고 AGPS는 호화피크를 보이지 않아 호화가 이미 되어있음을 확 인하였다. X-ray diffraction 분석 결과 일반감자녹말은 전형적인 B-type crystal pattern을 보였다. 하지만 AGPS는 결정 영역에서 피크가 보이지 않으며 완만한 곡선의 무정형 패턴을 보였다. 일반감자녹말과 AGPS를 서로 비교하여 물리화 학적 특성을 알아본 결과 RSM을 이용하여 제시한 조건으로 제조된 AGPS는 녹말입자의 모양을 유지하며 복굴절성은 소실되었고, 일반감자녹말의 호화온도에서 아무런 호화피크를 보이지 않았고 결정영역에서도 아무런 피크가 보이지 않아 제시된 조건이 최적화 조건임을 알 수 있었

최근 다양한 방법으로 제조한 무정형입자전분에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 무정형입자전분은 호화는 되 었지만 입자 모양을 그대로 유지하고 있어 pre-gelatinized starch와 다른 물리화학적 성질을 나타낸다. Annealing은 전 분에 과량의 수분을 첨가하여 호화 온도보다 낮은 온도에서 일정기간 동안 열처리 하는 물리적 변성방법으로 전분입 자내의무정형 및 결정형영역내의 결합을 통한 안정성 증가, 이중나선구조 형성, 호화 온도 증가 및 범위의 축소, 전분입 자의 팽윤력 감소 등을 유발한다. 본 연구에서는 무정형 감자전분(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)을 Annealing 처리하고 이들의 물리화학적 특성을 알아보았다. 열과 에탄올 처리를 통하여 얻어진 AGPS를 (NH4)2SO4(RH81.0%)와 KNO3 (RH 93.6%) 포화염 용액이 들어있는 데시케이터 안에서 일정 기간 저장하여 수분함량17.7%(d.b)와 29.2%(d.b) 인 시료를 제조하였다. 또한 AGPS에 증류수를 첨가하여 수분함량 67.0%(d.b)의 시료를 만들었다. 이 시료들을 4, 25, 40 각각의 온도에서 저장하면서 DSC를 이용하여 열적특성을 분석하였고, XRD를 이용하여 결정도의 변화를 확인하 였다. DSC 분석결과, 아무 처리를 하지 않은 무정형 감자 전분의 경우 어떠한 peak도 관찰되지 않는 반면 각각의 온 도에 일정 기간 동안 저장한 전분의 경우 peak이 관찰되었다. 4에서의 시료들의 peak은 일정하지 않은 반면 25, 40에 서 저장된 시료의 To, Tp, Tc, ΔH 모두 증가하였다. Annealing 처리는 낮은 온도보다 상대적으로 높은 온도에서 더 큰 영향을 주었고, 전분입자 내의 분자들 간의 상호결합에 영향을 준 것으로 보인다. XRD 분석결과, AGPS, 4, 25 온도에 서 저장한 시료들의 XRD pattern에는 유의적인 차이가 보이지 않았다. 그러나 40에서 저장한 시료들에서는 결정도의 변화가 확인되었다. 따라서 무정형전분에 annealing처리를 할 경우 독특한 특성을 가지는 새로운 전분소재를 만들 수 있다는 것을 확인할 수 있었으며 다양한 식품산업에 응용 될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 폐수처리에 사용되는 합성응집제가 가격이 비싸고 오히려 환경을 오염시킨다는 우려와 함께 자연적으로 분해 가 가능한 새로운 응집제에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 양성전분은 분자 내에 양전하를 띠는 부분을 갖기 때 문에 음전하를 띠는 물질과 반응하여 훌륭한 응집제로 작용할 수 있다. 본 연구에서는 일반적인 방법과 초고압을 이 용한 양성화전분을 제조하고 이들의 물리화학적 특성을 연구하여 양성화전분의 응집제로서의 사용 가능성을 알아보 았다. 옥수수전분에 양성화 시약인 (3-Chloro-2-hydroxypropyl)-trimethylammonium Chloride (CHPTAC)를 치환시켜 다 음과 같이 3가지 양성화전분을 제조하였다. 옥수수전분과 CHPTAC를 상압 40℃에서 24시간 처리한 시료, 초고압기를 이용하여 550MPa에서 30분 동안 처리한 시료, 그리고 옥수수전분을 550MPa에서 30분 동안 초고압처리하여 무정형 옥수수전분을 제조한 후 CHPTAC와 40℃에서 24시간동안 처리한 시료를 제조하였다. 양성화전분의 물리화학적 특성 을 알아보기 위해 SEM, 질소분석, NMR, XRD, RVA, DSC, 용해도, 팽윤력 및 응집력 실험을 수행하였다. 현미경과 SEM 을 이용하여 전분의 입자 변화와 표면관찰을 한 결과, 초고압은 전분입자의 팽윤과 복굴절성 손실에 영향을 주었지만 양성화 반응은 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.질소함량 분석과 NMR 분석을 통해 비록 그 정도는 달랐지만 CHPTAC가 성공적으로 치환되었음을 확인할 수 있었다.전분의 결정구조와 상대적 결정화도를 알아보기 위 해 XRD 분석을 한 결과 양성화 반응은 전분의 결정화도에 큰 영향을 미치지 않지만 초고압이 전분의 결정화도에 영 향을 준다는 것을 알 수 있었다.RVA 분석 결과 양성화전분은 모두 천연전분에 비해 점도가 증가한다는 것을 확인할 수 있었다. DSC를 이용한 열적특성 분석결과 양성화반응이 옥수수전분의 열적특성에는 그리 큰 영향을 주지 않는다 는 것을 알 수 있었다. 용해도 및 팽윤력 실험결과 정도의 차이는 있지만 온도가 증가함에 따라 모든 전분의 용해도와 팽윤력이 증가하는 경향을 나타냈다. Kaolin을 이용한 양성화전분의 응집력 실험 결과 모든 양성화 전분의 농도가 증 가할수록 응집력이 증가하는 결과를 나타내었고, 시간이 증가함에 따라 응집력이 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 무정형전분을 제조한 후 양성화한 시료에서 가장 높은 응집력이 나타나 초고압과 양성화 반응을 같이 사용하는 경우 synergistic한 효과를 거둘 수 있을 것으로 판단된다. 이 연구를 통해 기존의 양성화전분을 만드는 과정에 무정형전분 을 활용하는 새로운 제조방법을 제시하였다.

최근 10년간 쌀 생산량과 비교해 쌀 소비량은 크게 감소하였다. 이에 쌀 소비를 진작시키기 위한 다양한 쌀 가공품 과 기능성 쌀 소재에 대한 개발 필요성이 대두되었으며, 기능성 쌀 소재 중 소화도와 관련이 있는 저항전분(Resistant Starch, RS)에 관심이 집중되고 있다. 본 연구의 목적은 유기농 쌀 가루의 산 처리 기술을 개발하고, 이들의 물리 화학 적 특성을 알아보는 것이다. 구연산처리를 한 유기농 쌀 가루는 구연산(citric acid, CA)을 쌀가루의 건량기준 중량대비 0, 20, 30, 40% 농도로 처리한 후 105℃, 150℃에서 각각 건식으로 반응시켜 총 8가지의 구연산처리 유기농 쌀가루 (Dry-processed Citrate Organic Rice Flour, DCORF)를 제조하고 이들의 물리화학적 특성을 연구하였다. Degree of substitution (DS)는 CA 농도와 반응온도가 증가할수록 높은 결과를 나타내었다. Differential Scanning Calorimeter (DSC) 를 이용하여 열적 특성을 확인한 결과 CA의 양과 반응 온도가 증가할수록 호화개시온도는 55.02℃에서 39.66℃(105℃ 40%)까지 낮아지고, 150℃에서 처리한 시료에서는 열적 특성이 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. X-ray diffractometer 를 이용하여 결정구조와 상대적결정화도(relative crystallinity)를 확인한 결과 호화에 따른 결정구조의 변화는 확인되었 으나 A형 결정구조는 변하지 않았으며, 상대적 결정화도는 105℃에서는 큰 변화가 없었으나 150℃에서는 크게 줄어 드는 것으로 확인되었다. 팽윤력(Swelling Power)은 CA와 열처리의 정도가 커질수록 감소하는 양상을 나타내었고, 용 해도(Solubility)는 열처리의 강도가 높을수록 낮아지고, CA의 양이 많아질수록 높아지는 양상을 띠었다. RS, RDS, SDS, 와 Total starch의 양을 측정한 결과 CA 농도와 열처리 강도가 높아질수록 RDS와 SDS, Total starch는 감소하였 고, RS함량은 현저히 증가하였다. 이러한 결과로 미루어, 유기농 쌀가루에 구연산으로 건식 열처리를 하면 난소화성을 가지게 되는 것을 확인 할 수 있었으며, 본 연구 결과가 산업적으로 난소화성 기능성 쌀 제품을 개발하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

밤전분은 다른 전분보다 상대적으로 빠른 노화 특성을 가지고 있다. 이러한 특성은 밤전분이 함유된 식품이 저장되 는 동안 그 안정성을 감소시킬 수 있고, 결국 산업에서 그 이용이 제한될 수 있다. 이 연구의 목적은 아세틸화(AC), 하이드록시프로필화(HP) 및 가교화(CL) 밤전분을 호화시킨 후 4℃에 저장하면서 저장 기간 동안 이들 변성 밤전분의 노화특성과 노화속도를 알아보는데 있다. 아세틸화 밤전분은 전분 고형분 대비 12% (w/w)의 acetic anhydride로, 하이 드록시 프로필화 밤전분은 전분 고형분대비 12% (w/w) propylene oxide로 변성시켰다. 가교화 밤전분은 sodium trimetaphosphate (STMP)와 Sodiumtripolyphosphate (STPP)을 혼합(99:1) 한 것을 전분 고형분 대비 12%를 첨가하여 변 성시켰다. 저장하는 동안의 유리 전이온도(Tg’), 얼음용 융엔탈피(ΔHi), 아밀로펙틴용융엔탈피(ΔHr)와 노화도(DR)를 각 각 측정하였다. 모든 밤전분의 Tg’, ΔHr과 DR값은 오래 저장할수록 증가하였다. 하지만, ΔHi은 감소하는 결과를 보였 다. 천연밤 전분의 ΔHi는 저장 1일차에서 빠르게 감소하였지만 변성시킨 모든 밤전분은 상대적으로 느리게 감소하였 다. 천연 밤전분의 ΔHr과 DR은 저장 2일 동안 급격하게 증가하였고 24일차까지는 천천히 증가한 반면, 모든 변성밤전 분은 24일 저장하는 동안 약간씩 증가하였다. 이러한 결과는, 화학적인 변성이 초기 노화 속도를 늦춘다는 것을 나타 낸다. 또한, 노화도에서는 천연밤 전분이 가장 높게 나왔고(68.23%), 이어서 AC (51.76%), HP (50.19%) 그리고 CL (38.71%) 순으로 나타났다. 이 결과로 보아 화학적인 변성은 밤전분의 노화를 억제한다는 것을 알 수 있었다. 노화속 도는 Avrami식을 이용하여 1/k를 구하였다. 천연밤 전분은 ΔHr와 DR 에서, AC는 Tg’에서, CL은 ΔHi에서 가장 빠른 노화속도를 보였다. 반면에, HP는 Tg’와 ΔHi에서가장 느린 노화속도를 보였다. 이러한 결과로 미루어볼 때, DSC에서 측정한 네부분이 노화에 있어서 시료마다 서로 다른 특성을 가지고 있다는 것을 의미한다. 본 연구결과가 화학적으로 변성시킨 밤전분의 노화 특성과 더불어 식품 산업에서의 활용에 도움이 될 것이라 기대된다.

The purpose of this study was to formulate the optimal mixing ratio for Korean vinegared cabbages harvested in fall from Haenam, Hongseong and Gyeongsan regions. The general compositions such as moisture and ash, and hardness were not significant different among 3 cabbages. The vinegared cabbage was made with vinegar, salt and sugar, and stored at 5oC for 5 d. The diffusion of salt, sugar and vinegar to the cabbage was completed within 3 h. The optimal mixing ratio of those components was determined by response surface methodology (RSM) based on overall preference. As a result of analysis, optimal mixing ratio of Haenam vinegared cabbage was 8.94% vinegar, 1.88% salt, and 18.18% sugar, whereas 8.91% vinegar, 2.12% salt, and 17.97% sugar in Hongseong vinegared cabbage, lastly 8.24% vinegar, 2.50% salt, and 18.26% sugar in Gyeongsan vinegared cabbage. Storage characteristics were investigated at different storage times and temperatures using overall preference, texture, and pH. Overall preference and texture were enhanced after 1 wk storage, but vinegared cabbage was spoiled after 3 wk at 20oC. Change in pH was the fastest during 1 wk at all temperatures, and then reached equilibrium.