녹말의 열 유도 호화의 경우, 과립의 팽창은 비가역적으로 되고 입상 구조는 현저하게 변화된다. 초고압(high hydrostatic pressure, HHP)는 열처리 녹말의 약점인 외부 구조의 붕괴를 보완 할 수 있다. HHP 처리 녹말은 과립 구조를 유지하고 열처리 녹말보다 아밀로오스 방출량이 적다. 전분-물 혼합물의 압력 유도 호화는 녹말, 녹말 함량, 처리 압력, 온도 및 시간 등에 따라 현저하게 달라진다. 따라서 HHP 처리된 녹말의 적용을 증가시키기 위해서는 HHP처리로 호화되는 녹말의 호화 동력학을 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 초고압 하에서 다양한 전분-물 혼합물의 호화 특성 동역학을 밝히는 것이다. 세 종류의 전분(Corn, Tapioca, Wheat)의 수분함량조건 (50 %, 70 % MC)을 달리하여 25℃의 HHP(350 ~ 550 MPa)하에서 0 ~ 60 분간 처리하고 이들의 호화특성을 분석하였다. 호화 온도 변화 (onset, ; peak, ; and end, ), 호화 엔탈피(ΔHgel) 및 호화도(GD)를 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 측정하였다. 또한, 형태 학적 변화 및 복굴절 손실은 각각 광학 현미경과 편광 현미경을 사용하여 조사하였다. 대부분의 조건에서 일정한 시간에서 호화도는 압력이 증가함에 따라 증가하였고, 수분함량이 증가함에 따라 호화도가 증가하였다. 옥수수 전분의 경우 수분 함량 70%의 조건에서 550 MPa로 5분의 처리시간에서 완전한 호화가 이루어졌다. 550 MPa를 제외하고 일정한 압력에서 호화도는 처리시간이 증가함에 따라 증가하였다. 이로 보아 550 MPa의 처리는 옥수수 전분(70 % MC)의 완전한 호화에 충분한 압력으로 확인되었다. 는 부분 호화로 인해 고온으로 이동하였으나 와 는 크게 변하지 않았다. 타피오카의 경우 위의 결과들과 대부분 비슷한 경향성을 나타냈지만 옥수수 보다 압력에 처리에 더 내성이 있는 것으로 보여졌다. 반면 밀의 경우에는 오히려 옥수수와 타피오카에 비해 낮은 압력에서도 호화도가 높게 나타나 다른 녹말보다 압력에 더 민감한것으로 분석 되었다. 한편, 복굴절의 손실은 DSC 열 특성과 완전히 일치하지 않아 두 물리적 특성 사이에 지연이 있음을 나타낸다. 이 결과는 여러 종류의 전분 - 물 시스템의 압력 유도 젤라틴 화 메커니즘에 관한 기본적이고 기본적인 정보를 제공한다. 또한, 이 연구는 깨끗한 전분에 대한 새로운 물리적 변형 방법을 개발하는데 기여할 것이다.

서리태는 검은콩의 한 종류로 활성산소를 제거하는 항산화 효과가 있다. 주요 유효 성분은 isoflvaone이며 대표적인 isoflavone은 genistein, daidzein 등으로 12종의 isoflavone이 존재하며 화학적 구조에 따라서 배당체(glycoside)와 비배당체(aglycone)로 구분된다. 팽화는 짧은 시간에 시료를 고온고압 처리함으로써 식품의 물리화학적 성질을 변화시키는 기술로 이 연구에 사용된 pressure-drop법은 팽화기 내외부의 압력 차이를 이용해 물질 내부의 수증기압에 의한 수증기의 외부 방출로 인해 부피 팽창을 유도하는 방법이다. 본 연구는 서리태의 유효성분인 isoflavone과 항산화능이 팽화에 따라 변화되는 현상을 확인하기 위하여 다양한 압력 조건 하에서 서리태의 팽화를 진행하고 이들의 isoflavone 및 항산화능의 변화를 연구하였다. 팽화압력 조건은 490, 588, 686, 784 kPa로 진행되었으며 팽화하지 않은 sample을 control로 비교하였다. Morphology를 비교한 결과 팽화 압력이 증가할수록 껍질이 벗겨지고 표면에 균열이 생기는 현상이 심화되었다. 또한 팽화로 인해 크기가 약간 증가한 것을 확인할 수 있었지만 팽화 압력에 따른 유의차는 보이지 않았다. 팽화 후 각 sample은 70% 에탄올로 추출 후 농축을 거쳐 증류수에 녹여 사용하였다. 추출 수율은 팽화 처리에 의해 유의적인 차이를 보이지 않았다. Isoflavone 함량을 비교한 결과 팽화한 시료의 경우 control sample에 존재하던 malonyl daidzin, malonyl glycitin, malonyl genistin이 사라졌다. Acetyl daidzin, acetyl genistin, Daidzin, genistin은 팽화 압력이 증가함에 따라 증가하다가 784kPa에서 급격히 감소하였다. Glycitin, daidzein의 경우 팽화 압력에 따라 일정한 경향을 보이지 않았으며 genistein은 팽화 압력에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. Acetyl glycitin, glycitein은 팽화와 상관없이 모두 검출되지 않았다. 팽화한 서리태의 DPPH radical, ABTS radical 소거능과 total phenolic contents는 control에 비해 증가하였고 팽화 압력에 따라 대체로 증가하는 경향을 나타낸 반면, total flavonoid contents는 일관성 있는 경향을 보이지는 않았지만 모든 팽화 조건에서 control에 비해 증가한 결과를 나타내었다. 본 연구를 통하여 팽화 처리가 서리태의 유효 성분 증가 및 변환에 긍정적인 효과를 나타내었고, 항산화능 증가를 위한 유효한 가공 처리가 될 수 있으며, isoflavone 조성을 효과적으로 변환할 수 있는 적절한 가공 방법임을 확인할 수 있었다.

Panax quinquefolius (PQ)은 미국 지역에서 주로 재배하는 삼이며, 피로 회복과 면역 증진, 혈압 및 콜레스테롤 조절에 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 효과들을 나타내는 것은 인삼의 특유한 사포닌(saponin) 성분인 진세노사이드(ginsenoside)에 기인하는 것으로 알려져 있다. 식품의 가공방법 중의 하나인 팽화는 압력과 온도를 가하여 식품 중에 존재하는 녹말의 호화, 단백질의 변성 및 조직화, 저장 중 지질의 산화에 의한 변패 등을 유발시키는 효소의 불활성화, 수분이 제거 및 다공성 구조를 야기한다. 따라서 본 실험의 목적은 팽화 압력에 따른 PQ의 추출수율, 조사포닌 함량 및 항산화능의 변화를 분석하여 한국인삼(Panax ginseng, PG)과의 차이점을 구명하는 것이다. 시료는 건조된 미국산과 캐나다산 PQ를 쌀과 배합하여 사용하였다. PQ를 686, 784, 882, 980kPa로 팽화한 후 70% 발효 주정으로 추출하였다. 추출액을 농축하여 증류수에 녹인 후, 이들의 추출수율, 조사포닌 함량 및 항산화능의 변화를 분석하였다. 팽화압력과 상관없이 팽화 캐나다삼이 팽화 미국삼보다 부피와 크기가 컸다. 두 인삼 모두 압력 조건이 높아질수록 갈변화가 더 진행되었으며, 784kPa부터 표면이 바스러지고 882kPa부터 내부와 분리되는 현상이 발생하였다. 팽화 전 캐나다삼의 추출수율과 조사포닌, DPPH 라디칼 소거능 모두 미국삼보다 높은 값을 나타내었다. 팽화 후 두 인삼 모두 control에 비하여 추출수율, 조사포닌, DPPH 라디칼 소거능이 증가하였다. 추출수율과 조사포닌의 함량의 경우, 캐나다삼은 압력에 따라 증가하였고, 미국삼은 감소하다 증가하는 경향을 나타내었다. 추출수율은 팽화 전후 압력에 상관없이 미국삼보다 캐나다삼이 높았으며, 조사포닌 및 DPPH 라디칼 소거능의 경우 특정한 경향을 나타내지 않았다. 본 실험에 사용한 팽화 미국삼 및 캐나다삼은 팽화 한국삼보다 추출수율과 항산화능은 낮지만, 조사포닌의 함량이 높았다. 따라서 팽화로 인한 미국삼 및 캐나다삼 조사포닌 함량 증가가 팽화 한국삼보다 더 크게 유의적으로 증가하여 이들을 활용한 다양한 제품들의 개발이 가능하고 국제시장에서 이들이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

인삼을 야생에서 재배한 산양삼(cultivated wild Panax ginseng, CWPG)은 여러 논문에서 인삼보다 전반적으로 높은 Ginsenoside 함량을 갖는다고 보고되었다. 그러나 이미 널리 알려져 있는 인삼이나 홍삼과는 달리 산양삼에 대한 연구는 미비하다. 본 연구의 목적은 산양삼의 유효성분 증진을 위하여 다양한 종류의 산을 상압 및 초고압 조건에서 처리하여 산처리 산양삼을 제조하고 그 진세노사이드 및 항산화 특성을 연구하는 것이다. 시료로 사용한 산양삼의 일반 성분은 수분 함량 84.38 %, 조지방 0.94 %, 조단백 10.51 %, 조회분 3.51 %로 나타났다. 산 처리를 위해 1M 아세트산 (Acetic-CWPG), 0.5 M 아스코르브산 (Ascorbic-CWPG), 0.5 M 시트르산 (Citric-CWPG), 0.5 M 옥살산 (Oxalic-CWPG) 및 0.2 M 염산 (HCl - CWPG)이 사용되었으며, control은 증류수를 사용하였다. 상압 산처리의 경우 CWPG 건조중량의 10 배에 상당하는 산 용액을 첨가하여 산양삼과 함께 분쇄한 후 산 처리 반응은 실온에서 15 분간 반응시켰으며, 초고압 처리의 경우 분쇄한 산-산양삼 시료를 파우치에 넣고 밀봉한 후 상온에서 15분간 초고압 처리를 진행하였다. 두 시료 모두 반응이 끝난 후 2 M NaOH를 사용하여 pH 4.75로 중화시켰다. 추출은 70 % 에탄올을 사용하여 수행하였다 Ginsenoside profile 및 함량은 high performance liquid chromatography (HPLC)를 사용하여 분석되었다. 처리 시료의 항산화능을 측정하기 위해 Total phenolic contents, Total flavonoid content’s 및 DPPH radical 소거능을 측정하였다. 상압에서 처리된 산양삼의 경우 산의 종류에 관계없이 Ginsenoside profile에 특별한 변화가 나타나지 않았다. 550MPa에서 처리된 시료의 경우 acetic acid와 citric acid로 처리된 산양삼은 control과 비슷한 profile을 나타낸 반면 HCl과 oxalic acid로 처리된 산양삼은 major ginsenoside가 급격히 감소하였다. 초고압-산 처리가 major ginsenoside를 가수분해하여 minor ginsenoside 형성하는 것으로 생각된다. 상압에서 산 처리된 시료들은 TP 및 DPPH radical 소거능이 증가하는 경향성을 보였다. 하지만 홍삼 처리와 같은 가열처리에 비해 그 변화가 매우 미미하였다. TF의 경우 감소하는 경향을 나타냈다. 초고압-산 처리의 경우 상압처리와 비슷한 경향성을 나타냈지만 전체적으로 낮은 함량 및 활성을 나타냈다. 산양삼의 상압 및 초고압 산 처리를 통한 유효성분의 증대는 산양삼을 이용한 고부가가치 식품의 국내 및 세계 시장을 개척 및 확대하기 위하여 본 연구의 진행이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

쌀을 이용한 가공식품은 저장 기간 동안 전분 분자들의 재결정화로 인하여 노화 현상이 발생한다. 전분의 노화는 경도의 증가, 소화율 감소와 텍스처의 손실의 주된 원인이 되며 이는 쌀 가공식품의 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 이러한 전분질 식품의 노화에 대해 상업적으로 쓰이는 효소들의 노화 지연 효과를 알아보고자 하였으며, 가래떡을 실험 모델로 선정해 예비 실험을 통해 각각의 효소들의 적정 첨가량을 조사하였다. 내열성 α-amylase Termamyl 120L, 중온성 α-amylase BAN 480L, Glucoamylase AMG 300L, Protease Neutrase 1.5MG 네 가지의 효소를 사용하였고, 효소 처리를 하지 않은 샘플을 Control로 하였다. 모든 가래떡은 제조 후 진공포장하여 상온에서 4일간 저장을 하였으며, 4일차까지 저장하면서 Rheometer를 통해 경도와 응집성, DSC를 통해 Amylopectin enthalpy (△Hr),Icemeltingenthalpy(△Hi)andGlasstransitiontemperature(Tg’), 그리고 DNS method를 이용하여 효소에 의해 생성된 환원당의 양을 측정하였다. 저장 기간 동안 Termamyl과 AMG가 경도를 낮추는데 효과적이었으며 BAN은 노화억제효과가 나타나지 않았다. 응집성의 경우 Termamyl과 Neutrase를 첨가하였을 때 급격히 낮아짐을 보였다. 경도와 응집성의 결과로 보아 Termamyl은 경도를 낮추는데 효과가 있지만 신선한 떡의 질감을 유지하는 것에는 효과적이지 못하였다. DSC의 결과에서 Neutrase를 제외한 모든 효소가 △Hr값을 낮추는데 효과적이었으며, △Hi는 나머지 시료와 다르게 AMG를 첨가한 시료에서 증가하는 경향을 보였고, Tg’값은 △Hi와 반대로 모든 시료에서 증가하는 경향을 나타냈으나 AMG를 첨가한 시료에서만 감소하는 경향을 나타내었다. 환원당 분석 결과, AMG를 첨가한 시료의 경우 환원당의 양이 급격하게 증가한 반면 나머지 시료들은 Control과 큰 차이를 나타내지 않았다. 결과적으로 AMG의 활성으로 생긴 환원당이 전분 분자들과 물 분자들과의 상호작용을 억제하여 △Hi값이 증가한 것으로 보이며, 이러한 자유수의 증가와 환원당에 의한 빙점강하로 Tg’값은 감소한 것으로 생각된다. 따라서 효소 처리에 의한 가래떡의 노화 특성 및 지연효과는 효소들의 특성에 따라 달라진다는 것을 확인 할 수 있었고, 본 연구 결과가 가래떡뿐만 아니라 전분질 식품의 노화 억제에 대한 상업적 효소의 효과를 제시하는데 도움이 될 것이라 판단된다.

호화 된 전분은 무정형 구조이지만 시간이 지남에 따라 전분 분자들 간의 재결합으로 인해 결정형 구조를 갖게 되며, 이 현상을 노화라고 한다. 전분의 노화는 전분의 소화도와 텍스쳐의 품질을 낮춤으로서 전분질 식품에 대한 소비자의 기호도를 떨어뜨린다. 이러한 전분질 식품의 노화를 지연시키는 방법으로는 화학적 노화억제제 또는 효소 첨가가 대표적이다. 유화제와 가소화제, 또는 효소를 단독으로 사용한 문헌은 많지만, 효소와 첨가제를 동시에 사용하여 노화에 대한 복합적인 효과를 알아본 연구는 미미하다. 본 연구에서는 화학적 노화억제제와 효소를 첨가한 가래떡을 제조하였고, 저장기간 동안 노화 된 가래떡의 물리화학적 특성을 알아보았다. 연구에서 화학적 노화억제제는 자당지방산에스테르(SE)와 글리세롤(Gly)을 사용하였으며, 효소는 내열성 α-amylase인 Termamyl (TER)과 glucoamylase인 AMG를 사용하였다. 각각의 첨가제와 효소의 양은 예비실험을 통해 선정하였고 SE와 Gly, TER은 Steam 전, AMG는 Steam 후 첨가 해 주었다. 습식제분 멥쌀가루를 사용하여 수분함량이 45%가 되도록 반죽하였고, 아무것도 첨가하지 않은 가래떡을 대조군으로 하였다. 제조 된 떡은 진공포장 후 상온에서 저장하였으며 물리화학적 특성을 경도분석기, 시차열량주사기(DSC)로 분석하였다. 경도에서 모든 샘플 떡이 저장초기 대조군 보다 낮음을 보였다. SE와 AMG를 함께 넣은 샘플은 SE와 AMG를 단독으로 사용 했을 때 보다 경도를 낮추는데 효과적이었으며 다른 샘플들이 저장초기에만 노화 지연 효과를 보인 것에 반해, 저장 9일차 동안 노화에 영향을 미쳤다. DSC 결과에서, 글리세롤을 단독으로 첨가한 떡뿐 만 아니라 TER을 함께 첨가한 떡의 유리전이 온도(Tg’)는 대조군 보다 낮은 값을 보였으며 이를 통해 두 가지를 동시에 첨가했을 경우 역시 가소화 효과가 일어났음을 알 수 있다. 또한, AMG가 단독으로 또는 노화억제제와 함께 첨가 된 모든 떡의 경우 Tg’가 대조군과 다르게 감소하였으며 얼음용융엔탈피(ΔHi)에서도 대조군과는 다르게 3일차 까지는 증가하였다가 그 이후부터 감소함을 보였다. 이러한 AMG의 Tg’와 ΔHi특성은 glucoamylase의 활성으로 생성된 환원당과 그로 인한 빙점강하가 저장 초기에 우세하게 작용하였지만, 저장 후기에서 전분 분자들의 재결정화가 우세해 지면서 다음과 같은 경향을 띤 것으로 보여진다. 아밀로펙틴용융엔탈피(ΔHr)의 경우 모든 샘플이 대조군 보다 낮은 엔탈피가 나타났으며, 이를 통해 전분의 재결정이 지연되었음을 알 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 전분 노화에 대한 효소와 노화억제제 간의 복합적인 효과를 밝히는데 도움이 될 것이라 생각된다.

쌀을 이용하여 만든 가공식품은 저장기간 동안 전분의 구성성분인 아밀로오스와 아밀로펙틴의 분자 사슬 간에 상호 작용이 증가하여 재결정과 응집이 일어나는데 이러한 물리적 변화를 노화 현상이라고 한다. 전분의 노화가 진행되면 경도가 증가하여 단단해지며 소화율을 떨어트리고 질감이 좋지 않아지는 등 쌀 가공식품의 품질을 저하시키는 주된 원인이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이번 연구에서는 고분자 전분을 분해시킬 수 있는 다양한 효소류를 가래떡 모델에 첨가하여 제조 후, Rheometer를 이용해서 경도를 측정해 노화지연 효과와 외형에 주는 영향을 알아보았다. 효소류는 전분의 결합을 분해시켜 고분자를 저분자화시키고, 저분자화 된 분자간의 상호반응에 거의 관여하지 않으므로 분자간의 재결합과 수분의 유리를 방지하여 이론적으로 분자간 응집현상을 억제하는데 관여한다. 내열성 α-amylase Termamyl 120L, 중온성 α-amylase BAN 480L, Glucoamylase AMG 300L, Protease Neutrase 1.5MG 네 가지의 효소를 사용하였고, 효소처리를 하지 않은 샘플을 Control로 하였다. 가래떡 제조 후 4일차까지 저장하면서 경도를 측정하고 외관을 관찰하였다. 모든 종류의 효소가 가열 후 압출성형 전에 첨가해 주었을 때는 경도를 낮추는데 효과적이었지만 Termamyl은 가열 전에 첨가해 주었을 때가 가열 후 첨가해주었을 때 보다 더 효과적으로 경도를 낮추었고 BAN은 효소활성이 많이 사라져 경도를 약간 감소시키고 나머지 효소들은 가열처리에 의해 모두 불활성화되어 Control과 큰 차이를 보이지 않았다. 효소의 양을 많이 첨가해 줄수록 노화속도가 더 지연 되고 경도증가 또한 더 효과적으로 낮출 수 있었지만, 오히려 너무 많은 효소의 첨가는 가래떡을 과하게 분해시켜 떡의 모양을 유지하지 못하였다. Termamyl의 경우 쌀가루 무게의 0.0004%를 가열 후 첨가하였을 때 가장 좋은 효과를 나타내었고 그 이상의 첨가는 떡의 모양을 유지하지 못하였다. BAN의 경우 0.005%를 가열 전에 처리해주었을 때 경도를 낮추는 효과가 있었고 그 이하의 효소양은 불활성화되어 큰 효과를 나타내지 못하였다. 가열 후의 경우는 활성이 너무 강해 0.0005%처리까지 모양을 하루 이상 유지시키지 못하였다. AMG와 Neatrase의 경우 가열 전에 첨가했을 때는 모두 불활성화되었고 가열 후에 첨가해줄 때는 각각 0.015%, 0.025%가 효과적이였다. 효소처리를 통해 가래떡의 노화를 지연시키는 것이 효과가 있음을 확인하였고, 본 연구를 통해 효소처리가 가래떡 뿐만 아니라 전분질식품의 노화를 억제시키는데 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 기대된다.

전분의 노화는 전분질 식품의 기호도를 떨어뜨리고, 경도를 증가시켜 상품의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 이러한 노화를 지연시키는 방법 중 하나로 가소화제나 유화제와 같은 화학적 노화 억제제를 첨가하는 방법이 있다. 본 연구에서는 노화 억제제를 가래 떡에 첨가하여 저장했을 때, 노화 과정 중 발생하는 물리화학적 변화 분석과 더불어 Avrami식을 이용한 모델링을 통해 노화 kinetic에 대한 적합성을 알아보았다. 습식제분 된 쌀가루를 수분함량 45%로 반죽 후, 쌀가루 중량 대비 1, 5, 10%의 글리세롤과 0.1, 0.3, 0.5%의 자당지방산에스테르를 각각 첨가하여 가래떡을 제조하였으며 아무것도 첨가하지 않은 가래떡을 대조군으로 하였다. 가래떡은 진공포장 후 상온에서 14일까지 저장하였고 물리화학적 변화를 경도분석기, 시차열량주사기(DSC)와 X선 회절도(XRD)로 분석하였다. 대조군은 저장 2일차에서 경도가 변곡점에 이른 반면, 노화 억제제를 첨가한 가래떡은 경도의 증가가 더디었으며 저장 4일차까지 대조군보다 낮은 경도를 보였다. 저장 5일차부터는 모든 샘플이 대조군과 큰 차이가 없음을 보였다. 한편, 글리세롤을 첨가한 떡은 초기 결정화도가 대조군보다 낮았으며 노화 억제제가 첨가된 샘플 모두 저장 5일차 이후부터 대조군에 비해 매우 낮은 값을 나타내었다. DSC를 이용하여 유리전이 온도(Tg’)를 측정한 결과, 저장기간이 길어짐에 따라 대조군과 샘플 떡의 Tg’은 증가하였고 샘플 떡의 Tg’가 대조군보다 높은 값을 보였다. 한편, 노화억제제를 첨가한 시료의 아밀로펙틴 용융엔탈피(ΔHr)값과 변화율은 대조군보다 낮아 아밀로펙틴의 재결정화가 지연된 것을 확인 할 수 있었다. Avrami식을 이용하여 모델링 한 결과, R2 값이 경도에서는 0.80-0.94 넓은 범위를 보였고, 결정화도 및 ΔHr에서는 각각 0.92-0.98 및 0.95이상으로 높은 신뢰도를 보였으며, Tg’의 경우에는 0.80-0.90로 비교적 낮은 상관관계를 나타내었다. 따라서 화학적 노화 억제제의 노화지연 효과는 측정한 물리화학적 특성에 따라 다르게 나타난다는 것을 확인할 수 있었으며, 더욱 정확한 노화 kinetic을 알기 위해서는 Avrami식이 적용될 수 있는지를 확인하여야 하고, 적용이 어려울 경우 적용할 수 있는 새로운 모델을 개발하는 것이 전분질 식품의 저장안정성을 예측하는데 중요할 것이다.

인삼을 야생에서 재배한 산양삼 (cultivated wild Panax ginseng, CWPG)은 여러 논문에서 인삼보다 전반적으로 높은 Ginsenoside 함량을 갖는다고 보고되었다. 그러나 이미 널리 알려져 있는 인삼이나 홍삼과는 달리 산양삼에 대한 연구는 미비하다. 산양삼을 팽화 처리하여 유효성분을 증가시키는 실험을 수행하였다. 본 연구의 목적은 산양삼을 여러 수분함량과 압력조건으로 팽화산양삼을 제조하고 특성을 조사하는데 있다. 샘플로 사용한 산양삼의 일반 성분은 수분함량 78.04 %, 조지방 0.83 %, 조단백 8.77 %, 조회분 5.04 %로 나타났다. 최적의 팽화 조건을 설정하기 위해 50 °C에서 건조하여 각각 8 %, 10 %, 14 %의 수분함량으로 조절하였다. 압력 조건은 7 kgf/cm2 (686 kPa), 8 kgf/cm2 (784 kPa), 9 kgf/cm2 (882 kPa), 10 kgf/cm2 (980 kPa)의 압력에서 팽화 처리하였다. 총 12개의 팽화 산양삼시료와 팽화 하지 않은 산양삼 총 13가지를 분석하였다. 추출은 70 % EtOH를 이용하여 상온에서 추출하였다. 105 °C에서 건조하여 추출수율을 계산하였고, 수포화 n-부탄올을 이용하여 조사포닌 분석과 HPLC분석을 하였다. Carbazole - sulfuric acid 방법을 이용하여 산성 다당체를 분석하였다. 추출수율과 조사포닌 함량은 팽화 압력 증가에 따라 모든 수분함량에서 감소하였다. 수분함량에 따라서는 추출수율은 큰 차이가 없었고 조사포닌 함량은 8%에서 가장 높게 나타났다. HPLC분석결과 팽화 처리에 따라서 Minor ginsenoside인 Ginsenoside Rg3, compound K의 함량이 증가하였고, Ginsenoside Rh2, Rg2의 경우 일정하게 유지되었다. Ginsenoside Rg1, Re, Rf, Rb1, Rb2, Rc, Rd는 팽화 처리에 의해 급격하게 감소하였고, 팽화압력 증가 시 감소하는 모습이 나타났다. 팽화 처리에 의해서 증가한 Ginsenoside Rg3, Compound K는 항암, 항산화 효과 및 항 염증 활성이 보고되었다. 팽화 처리에 의해 생리활성이 높은 성분으로 변환되는 것은 기존의 논문에서의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 산양삼의 일반 특성과 팽화 처리를 통한 유효성분의 증대는 산양삼을 이용한 고부 가가치식품의 국내 및 세계 시장을 개척 및 확대하기 위하여 본 연구의 진행이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

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.