쌀전분은 알칼리침지법을 이용하여 쌀이나 쌀가루로부터 추출 및 정제되나, 쌀전분의 추출·정제에 장시간이 요구되고, 과량의 염을 발생시키는 문제점들이 있다. 본 연구의 목적은 쌀가루로부터 쌀전분의 추출수율에 대한 효소적 추출법 요인들의 영향을 탐색하고, 효소적 추출법에 의해 제조된 쌀전분의 물리화학적 특성들의 평가를 통해 상업화 가능성을 조사하는 것이었다. 멥쌀은 습식 제분한 후 -20°C에서 냉동저장하면서 본 연구의 재료로 사용하였고, 단백질분해효소는 식품첨가물등급의 것을 이용하였다. 쌀전분의 효소적 추출 조건은 단백질분해효소의 반응시간, 반응온도 및 사용량을 요인들로 하여 23 요인설계법에 의해 5개의 중심점들과 반복점들을 포함하는 21개의 실험점들을 설계하였다. 설계된 추출 조건에 따라 제조된 쌀전분들 중 추출수율이 50%(d.b) 이상이며, 쌀전분의 상대적 순도가 100% 이상인 쌀전분들을 선별하여 아밀로오스 함량, 용해도 및 팽윤력, 호화 특성과 페이스팅 점도 특성을 분석하였다. 또한 동일한 쌀가루로부터 알칼리침지법에 의한 추출·정제된 쌀전분을 대조군으로 하였다. 선별된 쌀전분들은 반응시간, 반응온도, 효소사용량이 각각 8 h, 15°C, 0.5%(d.b)에서(RST1), 24 h, 15°C, 1.5%(d.b)에서(RST2), 24 h, 15°C, 0.5%(d.b)에서(RST3) 추출한 것들이었다. 아밀로오스 함량은 대조군에 비해 RST1은 유의적으로 낮았으며, RST2와 RST3는 유의적인 차이가 없었다. 용해도는 대조군에 비해 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들이 유의적으로 높은 수준을 나타내었고, 팽윤력은 RST1을 제외하고 대조군과 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 호화온도는 대조군에 비해 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들이 유의적으로 높았으나, 호화엔탈피는 유의적으로 낮았다. 페이스팅 점도는 대조군에 비해 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들이 낮은 수준을 나타내었다. 결과적으로 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들은 기존의 알칼리침지법에 의한 쌀전분과는 다른 특성을 보유한 쌀전분 소재로서 활용가능성이 있을 것으로 생각된다.

고구마전분은 고구마를 마쇄, 여과, 침지, 세척 및 건조 등 일련의 과정에 따라 제조되나, 추출수율이 낮고, 가격이 비싸 상업적인 전분소재로서 활용이 제한된다. 본 연구의 목적은 고구마로부터 고구마전분의 추출수율에 대한 효소적 추출법 요인들의 영향을 탐색하고, 효소적 추출법에 의해 제조된 고구마전분의 물리화학적 특성들의 평가를 통해 상업화 가능성을 조사하는 것이었다. 저온당화현상에 의한 고구마 내의 전분 함량의 감소를 최소로 하기 위해 고구마는 세척하여 2 cm 두께로 세절하고 -20°C에서 냉동저장하면서 본 연구의 재료로 사용하였으며, 셀룰로오스분해효소는 식품첨가물등급의 것을 이용하였다. 고구마전분의 효소적 추출 조건은 셀룰로오스분해효소의 반응시간, 반응온도 및 사용량을 요인들로 하는 23 요인설계법을 이용하여 5개의 중심점들과 반복점들을 포함하는 21개의 실험점들을 설계하였다. 고구마로부터 전분의 추출수율이 40%(d.b) 이상이고, 회수율이 70% 이상인 효소반응조건들을 이용하여 추출된 고구마전분들을 선별하고, 이들의 용해도 및 팽윤력, 호화 특성과 페이스팅 점도 특성을 분석하였다. 또한 동일한 고구마를 이용하여 기존의 방법에 따라 추출된 고구마전분을 대조군으로 하였다. 선별된 고구마전분들은 반응시간, 반응온도, 효소 사용량이 각각 3 h, 40°C, 3.0%(d.b)에서(SPS1), 4.5 h, 27.5°C, 2.0%(d.b)에서(SPS2), 6 h, 15°C, 3.0%(d.b)에서(SPS3) 추출한 것들이었다. 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분의 추출수율은 반응시간, 반응온도 및 효소 사용량 사이의 유의적인 상호작용이 존재하였다. 용해도는 대조군에 비해 SPS1은 유의적으로 낮았으나, SPS2와 SPS3는 유의적으로 높았다. 팽윤력은 SPS1을 제외한 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분들이 대조군 보다 유의적으로 높은 수준을 나타내었다. 호화온도는 고구마전분들 사이에서 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 호화엔탈피는 SPS1만 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 페이스팅 점도는 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분들이 대조군 보다 미미하게 낮은 수준을 나타내었다. 결과적으로 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분들은 기존의 추출법에 의한 고구마전분과는 용해도와 팽윤력에 있어 차이를 보였지만 전반적으로 기존의 추출법에 의한 고구마전분을 대체할 수 있을 것으로 생각된다.

The objective of this study was to increase the efficiency of starch extraction from potato sludge by different concentration of food-grade hemicellulase. The potato sludge, which is a by-product of potato processing industry, was treated with food-grade hemicellulase. Starch extraction efficiency displayed no significant difference in hemicellulase concentration. The purities of potato starch increased from 83.40 to 95.91, 97.44, 95.58, and 97.79%, with treated 0.5, 0.75, 1.0, and 1.5% hemicellulase, respectively. The physicochemical properties of the starches, such as granule structure, particle size, pasting, and thermal transition, were not affected by the concentration of hemicellulase. These results indicate that food-grade hemicellulase treatment is an efficient method for starch extraction from potato sludge.

Ohmic heating is an internal heating method based on the principle that when an electrical current passes through food, electric resistance heat is uniformly generated internally by food resistance. Previous studies indicate that the thermal properties, external structure, internal structure, and swelling power of ohmic heat treated starch of various starches, such as potato, wheat, corn, and sweet potato, differed from those of conventional heating at the same temperature. In this study, the pasting property of starch, treated with ohmic and conventional heating, were measured by RVA (Rapid Visco-Analyzer). Our results show that as the ohmic heating temperature increased, the PV (Paste Viscosity) of the starch decreased significantly, and the PT (Pasting Temperature) increased. Changes in PV and PT indicate that the swelling of starch remains unchanged by ohm heating. The HPV (Hot Paste Viscosity), CPV (Cold Paste Viscosity) and SV (Setback Viscosity) of ohmic heated starch also differed from the conventional heated starch. The pasting property is similar to the viscosity curve of common cross-linked modified starch. In this experiment, we further confirm the similarity with modified starch and its usability.

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.

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.

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.

본 연구는 배럴온도와 전분함량이 분리대두단백(soy protein isolate)의 조직화 및 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 스크루 회전속도 250 rpm, 수분함량을 60%로 고정시키고, 배럴온도 130, 140, 150°C, 전분함량 0, 10%로 조절하였다. 압출성형한 후 비기계적 에너지 투입량, 팽화특성, 수분흡수력, 조직감, 조직잔사지수, 색도를 측정하였다. 전분함량이 증가할수록 비기계적 에너지 투입량은 증가하였고, 배럴온도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 팽화율은 전분함량과 배럴온도가 증가할수록 증가하였고, 비길이는 전분함량과 배럴온도가 증가할수록 감소하였다. 또한 조각밀도는 전분함량이 증가할수록 감소하였다. 전분함량 0%에서 배럴온도가 130, 140, 150°C로 증가할수록 조각밀도는 각각 0.78±0.06, 0.84±0.05, 0.75±0.04 g/cm³이였다. 색도는 전분함량 0%에서 배럴온도가 130°C일 때, 가장 낮은 명도(66.17±0.08)을 나타내었다. 색도차는 전분함량 10%, 배럴온도 150°C일 때, 19.46±0.12로 기존 원료의 색도와 차이가 가장 적었다. 수분흡수력은 전분함량 10%, 배럴온도 150°C일 때, 6.71±0.28으로 가장 높았으며, 배럴온도가 증가할수록 수분흡수력은 증가하는 경향을 보였다. 탄성력과 응집력은 양의 상관관계를 보였으며, 전분함량 10%, 배럴온도 150°C일 때, 탄력성과 응집성이 각각 79.43±1.30, 69.68±2.29%로 가장 높은 값이었다. 배럴온도와 전분함량이 증가할수록 탄력성과 응집성 모두 증가하는 경향을 보였다. 전분함량 0%에서 10%로 증가하였을 때, 조직잔사지수가 증가한 값을 보여주었다. 전분함량 10%, 배럴온도 140°C일 때, 가장 높은 조직잔사지수(15.88±4.30%)를 나타내었다. 결론적으로 전분이 첨가된 것이 조직결착력뿐만 아니라 탄력성과 응집성 같은 조직감을 향상시킨 것을 확인할 수 있었다.

This study investigated the effects of the mixing ratio of tofu paste and normal corn starch on the characteristics of gluten-free (GF) muffins. Soft wheat flour for wheat flour-based muffins (control) was replaced with the mixture of tofu paste and normal corn starch (NCS). The mixing ratios of tofu paste and NCS were 1:6.4 (S100), 1:5.1 (S80), 1:3.8 (S60), 1:2.6 (S40), 1:1.3 (S20), and 1:0 (S00), based on their total solid contents. GF muffins of S40- S100 developed the porous, sponge-like structure without crumb collapse. The weight and baking loss did not significantly differ in the control and GF muffins. By decreasing NCS in GF muffin batters, the moisture content, firmness, and crumb redness/yellowness of GF muffins increased, while their volume, specific volume, and crumb lightness decreased. Nevertheless, these characteristics (except for firmness) of S100 were much closer to those of the control. In the preference test, however, S60 (possessing lower attributes than S100 and S80) was most favored among GF muffins, and was very similar in all evaluations (except for appearance) to the control. Overall, the mixture of tofu paste and NCS would be a potential material to replace soft wheat flour in muffins.

The objective of this study was to develop a microcapsule by the entrapment of Ainsliaeaacerifolia extract (AAE) in native starch and citrate starch matrices through spray-drying and dry heating reaction. AAE microcapsules were assessed based on recovery, encapsulation capacity, FT-IR, FE-SEM, swelling power, solubility, releasing pattern of AAE from microcapsules, and antioxidant activity. Upon increasing the addition levels of AAE and adding citric acid in the pre-emulsion mixtures, the spray-drying recovery and encapsulation capacity of AAE microcapsules increased. AAE microcapsules exhibited irregular shapes due to excessive shrinkage of their spheres. FT-IR spectra implied the formation of ester groups between starch molecules and either citric acid or phenolic compounds in AAE. Swelling powers and solubility of AAE microcapsules were significantly higher for citrate starch matrix (relative to native starch). The effects of temperature and enzyme hydrolysis on AAE releasing patterns were similar over AAE microcapsules prepared in this study. AAE microcapsules facilitated the free radical scavenging in an aqueous (relative to alcoholic) reaction system. Overall, the entrapment of AAE into the matrices from native starch and citrate starch would be one of the possible ways to expand the utilization of raw materials, by-product, and extract from Ainsliaeaacerifolia in food industries.

생전분과 검류의 혼합물은 화학적 변성전분의 물리적 기능성을 부분적으로 대체할 수 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 생전분과 음이온성 검 혼합물 페이스트의 유변학적 특성에 대한 건열처리의 효과를 탐색하였다. 전분원료 로 감자전분, 고구마전분, 찹쌀전분 및 멥쌀전분을, 음이온성 검류는 carboxymethylcellulose (CMC), low-methoxy pectin (LMP), sodium alginate (NAG), λ-carrageenan (λCG) 과 xanthan gum (XAT)를 사용하였다. 음이온성 검들은 1% (w/w) 용액으로 제조하고 pH 5.5 (NAG)로 조정하여 전분과 혼합한 후 50°C에서 건조하여 전분-음이온성 검 혼합물을 제조 하였다. 전분과 음이온성 검의 혼합율은 건조중량 대비 99:1 이었다. 전분-음이온성 검 혼합물은 130°C의 컨백션오븐 에서 4시간 동안 건열 처리하였다. 건열처리 전후의 전분-음이온성 검 혼합물들은 페이스팅 점도 특성과 점탄특성을 조사하였다. 주어진 음이온성 검에 있어 전분-음이온성 검 혼합물들의 페이스팅 점도 특성은 점도 수준에 있어 차이는 있었으나 각각의 전분원료들이 보유한 고유의 페이스팅 점도특성들의 차이와 유사한 경향을 나타내었다. 감자전분과 고구마전분의 경우에 있어 건열처리 여부에 관계없이 생전분의 페이스팅 점도보다 낮은 수준을 나타내었으며, 건열처 리된 전분-음이온성 검 혼합물들은 무처리 혼합물들보다 낮은 수준을 나타내었다. 전분-음이온성 검 혼합물 페이스트 의 점탄특성은 혼합물들의 페이스팅 점도특성의 최종점도의 경향과 유사하였다. 전반적인 결과들을 종합할 때, 감자 및 고구마전분에 있어 음이온성 검류의 첨가와 이들 혼합물의 건열처리는 적합하지 않았다.

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.

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

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.

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.

Taro is an alkaline food containing a lot of protein, vitamin C, and minerals. Matang is a food prepared by frying a starch-containing material in oil and glazing with honey or starch syrup and it is widely enjoyed as simple snack or dessert in Asian countries including Korea. In this study, to increase the usability of taro having high nutritional values, taro matang was prepared by varying the types of starch while the physical and sensory properties were investigated. The taro matang was prepared by mixing corn starch, sweet potato starch, potato starch, and sticky rice starch with taro. The chromaticity of taro matang samples were measured, and the results showed that the corn starch taro matang was the brightest (L=40.48±1.17) and the potato starch matang was the darkest (L=33.81±1.33). The pH of the taro matang samples were within the range of 6.16-6.26 with no significant difference. The physical properties of the prepared taro matang samples were measured. The hardness and fracturability of the sweet potato starch taro matang were the highest at 3,414.79 and 1,570.03, respectively. The springiness and chewiness of the corn starch taro matang were the highest at 0.95 and 1,773.24, respectively. With regard to sensory properties and preference, the taro matang samples having lower hardness and brighter chromaticity were preferred. The preference for the flavor, crispness, softness, taste, and overall preference of the potato starch taro matang were the highest. Therefore, taro matang prepared as snack or dessert by mixing with potato starch may satisfy consumers’ demand.

마(Dioscorea batatas)는 고구마와 같이 덩이뿌리를 식용 및 약용으로 이용하는 서류작물이며 한방에서는 산약이라 고도 한다. 마는 전국 생산량의 약 65% 이상을 경상북도 안동지역에서 생산되고 있다. 최근 마의 생리활성 효능에 대 한 규명이 이루어지며 안동지역에서 생산량이 증가하나 하고 있으나 소비는 제한적으로 이뤄지고 있다. 따라서 본 연 구는 과잉생산된 마의 소비방안으로서 마로부터 마 전분을 추출하고 이의 물리화학적 특성을 조사하여 식품원료로서 마 전분 소재를 개발하고자 하였다. 점성이 강한 뮤신을 함유하고 있는 마로부터 마 전분을 추출하기 침지․추출용매를 달리하여 마 전분을 고구마전분과 동일한 방법으로 제조하였다. 침지․추출용매는 ascorbic acid, sodium metabisulfite, sodium bicarbonate, sodium carbonate로 하였다. 추출된 마 전분들은 추출수율, 입도분포, 단백질 함량, 총 전분 함량, 아밀로오스 함량, 용해도 및 팽윤력, 호화특성, 페이스팅 점도를 조사하였다. 마 전분의 추출수율은 ascorbic acid와 sodium bicarbonate를 침지․추출용매로 하였을 때 가장 높았으나 sodium metabisulfite와 sodium carbonate를 사용하였 을 때 표준편차가 커 침지․추출용매들 사이에서 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 추출된 마 전분의 평 균입도는 21.5~23.3μm의 범위에 있었다. 단백질 함량은 1.3~1.6%의 범위에 있었고 sodium carbonate를 사용하였을 때 가장 낮았다. 총 전분 함량은 92.4~95.9%로 sodium bicarbonate를 사용하였을 때가 가장 높았다. 아밀로오스 함량은 37.7~39.9%의 범위에 있었다. 용해도와 팽윤력은 sodium bicarbonate를 사용하여 추출한 마 전분이 가장 높았다. 호화 온도는 침지․추출용매에 따라 상이하였으며 페이스팅 점도는 sodium carbonate를 사용하였을 때 가장 높았다. 모든 결 과를 고려할 때, 마로부터 추출된 전분은 전분소재로서 활용가능성이 높은 것으로 판단된다.