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문제 정의
- 본 연구는 산이나 알칼리 용매로 사과박으로부터 식이섬유를 추출하고 이들의 특성을 조사함으로서 식품소재로서의 사과박 이용 가능성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
- 05mL를 가하여 실온에서 20분간 교반시킨 후 발색시켜 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. Galacturonic acid를 사용하여 작성한 표준곡선으로부터 각각의 흡광도에 대한 펙틴의 량을 산출하였다.
- 각 시료의 유동특성은 원통형 점도계(Haake Viscometer VT500, Germany)에 NV probe를 사용하여 즉정하였다. 시료로는 각각의 수용성 식이섬유를 4%(w/v) 용액으로 제조하여 냉장 보관 하면서 사용하였다.
- 시간 의존 특성을 관찰하기 위하여 일정 전단속도(500 sec-) 하에서 시료의 전단응력을 측정하였다. 또한 thixotropy(의액성) 특성을 파악하기 위하여 전단속도를 0 sec-1에서 600 sec-1까지 증가시켰다가 다시 600 sec-1에서 0 sec-1까지 연속적으로 감소시키면서 변화하는 전단응력을 측정하였다(11).
- 침전물을 1% HQ/v/v)가 혼합된 EtOH-H2O(2 : 1)에 넣고 8UC로 연갈색이 될 때까지 표백시켰다. 이것을 EtOH-HQQ : 1)로 잔류 HQ?를 완전 세척한 다음 열풍건조(60℃, 분쇄하여 수용성 식이섬유를 제조하였다.
- 사과박으로부터 여러 가지 용매를 이용하여 수용성과 불용성 식이섬유를 제조하여 수율과 galacturonic acid 함량을 측정하였다(Table 1). 식이섬유 함량은 불용성 식이섬유(IDF) 가 23.
- 수용성 사과박 식이섬유의 겉보기점도와 시간의존 특성을 관찰하기 위하여 500 sec-1의 전단속도로 10분간 전단응력의 변화를 측정하였다. Fig.
- 일반적인 유동특성 측정을 위하여 10mL의 시료를 2(TC에서 전단속도를 0 sec」에서 600 sec1 까지 변화시키면서 전단응력을 측정하였다(9,10). 시간 의존 특성을 관찰하기 위하여 일정 전단속도(500 sec-) 하에서 시료의 전단응력을 측정하였다. 또한 thixotropy(의액성) 특성을 파악하기 위하여 전단속도를 0 sec-1에서 600 sec-1까지 증가시켰다가 다시 600 sec-1에서 0 sec-1까지 연속적으로 감소시키면서 변화하는 전단응력을 측정하였다(11).
- 이러한 결과를 좀더 구체적으로 파악하기 위하여 Hysteresis loop에 관한 실험을 수행하였다. 즉, 전단속도를 0 sec-1에서 600 sec-1까지 증가시켰다가 다시 연속적으로 600 sec-1에서 0 sec-1까지 감소시키며 각 시료의 전단응력을 관찰하였다(17).
- 시료로는 각각의 수용성 식이섬유를 4%(w/v) 용액으로 제조하여 냉장 보관 하면서 사용하였다. 일반적인 유동특성 측정을 위하여 10mL의 시료를 2(TC에서 전단속도를 0 sec」에서 600 sec1 까지 변화시키면서 전단응력을 측정하였다(9,10). 시간 의존 특성을 관찰하기 위하여 일정 전단속도(500 sec-) 하에서 시료의 전단응력을 측정하였다.
- 추출액의 색깔 변화와 수용성 식이섬유 수율과의 관계 여부를 확인하기 위하여 사과박을 환류냉각한 후 여과액을 원심분리하여 침전물을 제거하고, 여기에 2배의 70% EtOH(v/ V)을 혼합하여 다시 원심분리하여 생긴 에탄올 용매의 색도를 색차계 (Minolta Co., model CT-210, Japan)로 측정하였다. 측정치는 Hunter's color value인 L값(lightness), a값(redness), b값(yellowness) 및 원점과 좌표간의 거리인 J{L《 + a? +『} 값으로 색도를 평가하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 사용한 사과박은 충북원예조합에서 홍옥과 아오리를 주종으로 하여 농축사과주스를 제조할 때 생긴 부산물로서, 이것을 수분함량 10%로 건조한 후 hammer mill로 분쇄하여 80 mesh 체를 통과시켜 5>C에 저장하면서 실험에 사용하였다. 실험에 이용한 추출 및 분석 시약들은 특급품 이상을 사용하였다.
- 시료로는 각각의 수용성 식이섬유를 4%(w/v) 용액으로 제조하여 냉장 보관 하면서 사용하였다. 일반적인 유동특성 측정을 위하여 10mL의 시료를 2(TC에서 전단속도를 0 sec」에서 600 sec1 까지 변화시키면서 전단응력을 측정하였다(9,10).
- 1의 방법으로 추출하여 제조하였다. 추출용매로는 H20, 0.01 M HC1, 0.05 M HC1, 0.01 M NaOH, 0.05 M NaOH>사용하였다.
이론/모형
- 유동 특성값의 계산은 Power law model(l)(12)을 이용하여 점 조도지 수(K, consistency index, Pa . s")와 유동지 수 (n, flow behavior index)를 구하여 해석하였고, Casson model(2)<13)-g-이용하여 시료의 항복력을 구하였다.
- 사과박으로부터 식이섬유를 Walter 등의 방법을 참조하여 Fig. 1의 방법으로 추출하여 제조하였다. 추출용매로는 H20, 0.
- 펙틴 함량을 측정하는 방법은 추출된 펙틴의 galacturonic acid를 m-hydroxydiphenyl 법으로 유도체화하여 측정된 galac turonic acid 량을 시료량에 대한 백분율로 나타내었다(8). 냉각된 0.
성능/효과
- 본 실험에서도 알칼리 추출시료의 전단응력이 가장 낮게 나타났다. 각 시료의 유체곡선을 비교하면 A, B, C는 전단속도와 전단응력이 직선형으로 정비례하는 Newtonian 유동특성을 보였다. 그러나 D, E는 전단속도에 따라 전단응력이 hyperbolic 하게 증가하는 pseudoplastic 유동특성으로 나타내었다.
- 산과 물추출에 의한 수용성 식이섬유의 물성은 Newtonian 유동특성을 나타낸 반면에 알칼리추출 시료는 pseudoplastic 유동특성에서 알칼리농도가 증가할수록 항복력을 동반한 Bingham pseudo plastic 유동특성으로 전환되는 경향을 보였다. 겉보기점도와 시간의 존성의 관계에서는 알칼리 추출시료에서 hysteresis loop 이 관찰되었고 thixotropy 성질을 지님을 알 수 있었다.
- 추출액의 색도는 추출용매의 농도가 높을수록 그리고 같은 농도에서는 알칼리추출이 산추출보다 높았고, 색도와 수용성 식이섬유 추출수율 간에는 유의성이 없었다. 그리고 각 시료의 유동특성을 조사한 결과, 전단속도를 1 sec-1에서 600 sec-1까지 증가시킬 때의 전단응력은 galacturonic acid 함량이 많을수록 증가하였다. 산과 물추출에 의한 수용성 식이섬유의 물성은 Newtonian 유동특성을 나타낸 반면에 알칼리추출 시료는 pseudoplastic 유동특성에서 알칼리농도가 증가할수록 항복력을 동반한 Bingham pseudo plastic 유동특성으로 전환되는 경향을 보였다.
- 그리고 각 시료의 유동특성을 조사한 결과, 전단속도를 1 sec-1에서 600 sec-1까지 증가시킬 때의 전단응력은 galacturonic acid 함량이 많을수록 증가하였다. 산과 물추출에 의한 수용성 식이섬유의 물성은 Newtonian 유동특성을 나타낸 반면에 알칼리추출 시료는 pseudoplastic 유동특성에서 알칼리농도가 증가할수록 항복력을 동반한 Bingham pseudo plastic 유동특성으로 전환되는 경향을 보였다. 겉보기점도와 시간의 존성의 관계에서는 알칼리 추출시료에서 hysteresis loop 이 관찰되었고 thixotropy 성질을 지님을 알 수 있었다.
- 9%(B) 범위였다. 수용성 식이섬유(SDF) 는 E(7.7%)>C(7.2%)>B(6.5%)>A(6.0%)>D(5.4%)의 순서로,그리고 산과 알칼리 용매의 농도가 높을수록 수율이 높았으며 SDF의 평균수율은 산 추출 6.85%, 알칼리 추출 6.55%로서 0.01 M NaOH의 추출용매를 제외하고는 물 추출 6.0%보다 높았다. 전체 식이섬유 평균함량은 IDF 19.
- 3% 범위의 총 식이섬유를 얻었다. 수용성 식이섬유는 산용매로 6.85%, 알칼리용매로 6.55%를 추출하여 모두 물추출 6.0%보다 높았으며, 산과 알칼리용매의 농도가 높을수록 추출수율이 좋았다. 수용성 식이섬유의galacturonic acid 함량은 0.
- 0%보다 높았으며, 산과 알칼리용매의 농도가 높을수록 추출수율이 좋았다. 수용성 식이섬유의galacturonic acid 함량은 0.01 M HCl(77.5%)>0.05 M HC1 (76.8%)>H2O(76.1%)>0.05 M NaOH(73.8%)>0.01 M NaOH(69.0%)의 순서로 많았으며, 산용매로 추출시 펙틴의 수율이 가장 우수하였다. 추출액의 색도는 추출용매의 농도가 높을수록 그리고 같은 농도에서는 알칼리추출이 산추출보다 높았고, 색도와 수용성 식이섬유 추출수율 간에는 유의성이 없었다.
- 0%보다 높았다. 전체 식이섬유 평균함량은 IDF 19.8%, SDF 6.6% 로서 IDF 26%, SDF 10~18%를 추출하였다는 Walter 등(14)의 보고보다는 수율이 낮았지만, SDF가 3.2%였다는 Carson 등(14)의 보고보다는 2배 이상 높았다.
- 0%)의 순서로 많았으며, 산용매로 추출시 펙틴의 수율이 가장 우수하였다. 추출액의 색도는 추출용매의 농도가 높을수록 그리고 같은 농도에서는 알칼리추출이 산추출보다 높았고, 색도와 수용성 식이섬유 추출수율 간에는 유의성이 없었다. 그리고 각 시료의 유동특성을 조사한 결과, 전단속도를 1 sec-1에서 600 sec-1까지 증가시킬 때의 전단응력은 galacturonic acid 함량이 많을수록 증가하였다.
- 32) 순서로 높게 나타났다. 추출용매의 농도가 높을수록 그리고 같은 농도에서는 알칼리추출이 산추출보다 짙은 색도를 나타내었는데 특히, 0.05 M NaOH로 추출시 색도가 높았다. 그러나 색도와 Table 1에서의 수용성 식이섬유 추출 수율 간에는 상관관계가 없었다.
- 펙틴 함량을 알아보기 위하여 수용성 식이섬유의 galacturonic acid 함량을 측정한 결과, B(77.5%)>C(76.8%)>A(76.1%)> E(73.8%)>D(69.0%)의 순서로 많았으며, 산 용매로 추출시 펙틴의 수율이 가장 우*하였다. 사과박을 0.
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