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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 전보(5)에 이어 실험실적으로 당면제조 process를 개발하여 원료전분별로 당면을 제조하여 당면의 특성을 살펴보았고 끝으로 값싼 옥수수전분을 변성시켜 옥수수전분의 물성을 개량하여 당면에 적합한 전분을 개발하고자 하였다.
- 5% 정도의 산화반응은 일반 전분 공장에서 아주 손쉽게 저렴한 비용으로 만들 수 있는 변성전분으로 옥수수 전분에 비하여 가격도 크게 상승하지 않으며 산업적으로도 바로 상용화가 가능하다는 것이 업계의 의견이다. 본 연구에서는 당면용 전분의 개발을 위하여 옥수수 전분에 oxidation, hydroxypropy-lation 뿐만 아니라 acetylation, cross-linking등을 처리해 보았고 옥수수 전분 보다는 가격이 비싸지만 고구마전분 보다는 값싼 찰옥수수전분도 이용하여 변성을 시켜 보았다. 또한 이러한 변성전분과 일반전분들을 분말 혼합시켜 당면을 제조분석해 보았으나 가격적인 면, 물리적 성질 면을 고려해 볼 때 옥수수전분을 약간 산화시킨 전분이 당면에 가장 우수한 결과를 얻었다.
제안 방법
- 2로 맞추었다. 그리고 나서 프로필렌 옥사이드를 전분에 대하여 1% 첨가한 후 마개를 닫아 밀폐시킨 후 진탕수조에서 24시간 반응시켜 제조하였다. 하이드록시 프필화 인산가교전분은 하이드록시프로필화 옥수수 전분의 반응이 끝난 후 phosphorus oxychloride(POCl3)를 전분에 대하여 0.
- 당면에 적합한 옥수수 변성전분을 개발하기 위하여 실험실 규모로 원료전분별 당면을 제조하여 이화학적 특성을 살펴보았고 몇 가지 옥수수 변성전분을 제조하여 당면을 만들어 당면의 특성을 조사하였다. 우선 원료전분의 호화특성을 amylograph로 살펴본 결과 감자전분의 점도가 가장 높았으며 녹두전분이 가장 낮았다.
- 당면의 X-선 회절도 측정은 당면을 분쇄하여 100 mesh 체를 통과한 것을 시료로 사용하였으며 측정방법은 X-선 회절기(D/Max Rigaku Inc., 일본)를 이용하여 target, Co-ka; filter, Ni; 30 kV; 15 mA; full scale range, 1000 cps 조건에서 회절각도 40~5도까지 회절시켜 사용하였다.
- 당면의 두께는 Digimatic caliper(Mitutoyo, Model CD-20CP,Japan)를 사용하여 소수점 둘째 자리까지 측정하였다.
- 당면의 물리적 특성은 Takahashi 등(9)의 방법을 약간 변형하여 Rheometer(Sun Kagaku Co. M-llll, Japan)를 사용하여 측정하였다. 즉 당면을 끓는 물에 넣어 면이 완전히 익어 내부까지 투명해질 정도로 삶고 찬물에 1분간 식힌 다음 겉에 묻은 물기를 여지로 제거한 후 바로 측정하였다.
- 실험실에서 제조한 당면은 전분에 물을 첨가하여 수분이 40% 되도록 하고 명반을 전분에 대하여 0.25% 첨가하였다. 면은 single screw type의 extruder(Brabender, 독일)를 이용하여 60℃에서 40rpm의 속도로 지름 0.
- 전분의 호화특성을 알아보기 위하여 Brabender visco-amy-lograph를 이용하여 amylogram을 측정하였으며 시료 농도는 전분 건량기준 5%(w/w) 농도로 LVC/min 속도로 25℃부터 95℃까지 가열하고 95℃에서 15분간 유지시켰다가 50℃까지 냉각시켰다. Amylogram 특성치는 Bhattacharya와 Sowbhagya의 방법에 따라 구하였다.
- 그리고 나서 프로필렌 옥사이드를 전분에 대하여 1% 첨가한 후 마개를 닫아 밀폐시킨 후 진탕수조에서 24시간 반응시켜 제조하였다. 하이드록시 프필화 인산가교전분은 하이드록시프로필화 옥수수 전분의 반응이 끝난 후 phosphorus oxychloride(POCl3)를 전분에 대하여 0.2% 첨가하여 20분 동안 반응시켜 제조하였다. 산화전분은 40%의 옥수수 전분 현탁액의 pH를 1N-NaOH로 pH 9로 맞춘 다음 차아염소산나트륨(NaOCl)을 전분 고형분 대비 0.
이론/모형
- Amylogram 특성치는 Bhattacharya와 Sowbhagya의 방법에 따라 구하였다.
- Cooking 과정 중 고형분의 손실을 알아보기 위하여 Lii와 Chang(10)의 방법을 이용하여 측정하였다. 즉 500mL 비이커에 시료당면을 3~5cm 길이로 잘라 끓는 증류수 200 mL와 함께 넣고 hot plate에서 매 30분마다 증발 손실된 수분을 보충하면서 2시간동안 가열하였다.
- 시료 당면의 호화 및 노화 특성을 알아보기 위하여 실시한 DSC 측정은 당면을 분쇄하여 100 mesh 체를 통과한 것을 시료로 사용하였으며 즉정방법은 Differential Scanning Calorimeter(STA 785, Stanton Redcalft, 영국)를 이용하여 Yook 등(18)이 사용한 방법으로 측정하였다. 즉 당면 가루에 증류수를 1:3.
- 하이드록시프로필화 옥수수전분(HP)은 Wootton 및 Manat-sathit의 방법(6)에 의하여 제조하였다. 즉 마개가 달린 1L 플라스틱 통에 옥수수 전분 300 g과 물 426 mL를 넣고 현탁시켜 수조에 넣고 40℃로 유지시킨 후 Na2SO4 45g을 천천히 용해시킨 다음 1N NaOH를 이용하여 pH 11.
성능/효과
- 냉각 후 50℃에서의 점도 역시 감자전분이 가장 높았고 녹두전분이 가장 낮았다. 3가지 변성방법 (oxidation, hydroxypropylation, hydroxypropylation+cross-linking)으로 옥수수 전분을 변성시킨 결과 3가지 모두 전분의 호화개시 온도가 떨어졌는데 하이 드록시프로필화에 의하여 호화개시온도가 가장 많이 떨어짐을 알 수 있었고 가교에 의하여 호화개시온도는 별 영향이 없었다. 하이드록시프로필화에 의하여 호화개시온도가 떨어지는 이유에 대하여 Wootton과 Manatsathit(11)는 치환기에 의하여 전분입자에 가해지는 내부 스트레스(internal stress)가 더 커졌기 때문으로 설명하였으며 El-Hinnawy 등(12)은 하이드록시에틸전분의 치환도가 증가함에 따라 전분의 호화온도가 떨어지는 현상을 치환기에 의하여 전분입자 구조가 약해졌기 때문이라고 보고하였다.
- 6%로 가장 낮게 나타났으며 하이드록시프로필화전분과 하이드록시프로필화 가교전분은 옥수수전분과 비슷하거나 높게 나타났다. 고구마 전분을 30% 대체하여 만든 당면의 cooking loss 측정결과 산화전분으로 대체하여 만든 당면(No. K)이 53%로 고구마전분으로 만든 당면 (No. A) 48% 보다는 약간 높았으나 옥수수전분이나 다른 변성전분으로 만든 당면보다도 월등히 낮아 옥수수 산화전분으로 당면용 고구마 전분을 대체할 가능성을 높여주었다.
- H, I)은 hardness와 compression slope이 산화전분으로 만든 당면뿐만 아니라 원료 옥수수전분으로 만든 것보다도 낮게 나타났다. 고구마 전분의 대체 효과를 알아보기 위하여 고구마 전분 70%와 기타 전분 30%를 혼합한 것을 원료로 당면을 제조하였을 경우에도 산화전분을 첨가하여 만든 당면(No. K)이 고구마 전분만을 사용하였을 때보다 더 높게 나타나 옥수수 산화전분으로 고구마전분의 대체 가능성을 보여주었다.
- 5℃ 정도 높아졌다. 당면의 물리적 특성을 보면 원료전분별로는 고구마전분, 녹두전분의 hardness와 compression slope가 각각 11,726~12,555 g/cm2, 29,914~30,604 g/cm3으로 가장 높았으며 찰옥수수전분으로 만든 당면이 가장 낮았다. 옥수수 전분을 변성시켜 만든 당면의 경우 산화전분으로 만든 당면의 hard-ness와 compression slope가 타 전분에 비하여 높게 나타났으며 고형분의 손실 면이나 조리과정 중의 팽윤 정도 등을 종합적으로 고려해 볼 때 옥수수 전분을 pH 9.
- 당면의 조리과정 (cooking 전후)중 당면 두께의 변화 즉 팽윤도(swelling ratio)를 살펴본 결과 감자 당면의 팽윤도가 가장 낮았으며 찰옥수수당면, 고구마, 옥수수, 타피오카, 녹두당면의 순으로 나타났다. 변성 옥수수 전분으로 제조한 당면의 경우 산화전분으로 제조한 당면이 19%로 실험군 중 가장 낮아 잘 부풀지 않는 특성을 갖고 있음을 알 수 있었다.
- 본 연구에서는 당면용 전분의 개발을 위하여 옥수수 전분에 oxidation, hydroxypropy-lation 뿐만 아니라 acetylation, cross-linking등을 처리해 보았고 옥수수 전분 보다는 가격이 비싸지만 고구마전분 보다는 값싼 찰옥수수전분도 이용하여 변성을 시켜 보았다. 또한 이러한 변성전분과 일반전분들을 분말 혼합시켜 당면을 제조분석해 보았으나 가격적인 면, 물리적 성질 면을 고려해 볼 때 옥수수전분을 약간 산화시킨 전분이 당면에 가장 우수한 결과를 얻었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 국내에서 당면용으로 가장 선호하고 있는 고가의 고구마 전분은 약하게 산화반응을 시킨 저렴한 변성옥수수전분으로 일부 또는 상당량 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
- 순으로 나타났다. 변성 옥수수 전분으로 제조한 당면의 경우 산화전분으로 제조한 당면이 19%로 실험군 중 가장 낮아 잘 부풀지 않는 특성을 갖고 있음을 알 수 있었다.
- 5% 농도로 40℃에서 30분간 산화시킨 전분이 옥수수전분과는 달리 당면제조에 아주 우수한 특성을 갖고 있음을 확인하였다. 본보에서는 실험결과를 제시하지 않았으나 산화전분 제조시 차아염소산소다 농도를 0.5% 이상 초과하게 되면 가수분해 반응이 일어나 전분의 점도가 떨어져 당면에 부적합한 것으로 나타났다. 한편 0.
- Table 3과 같다. 실험실 제조 당면의 원료전분별 물리적 특성 (Table 3)을 보면 고구마 당면 (No. B)과 녹두 당면 (No. D)의 hardness와 compression slope가 각각 11,726-12,555 g/cm2, 29,914~30,604 g/cm3으로 가장 높았으며 찰옥수수전분으로 만든 당면이 가장 낮게 나타났다. 옥수수전분을 변성시켜 당면을 제조한 결과 산화전분으로 만든 당면(No.
- 옥수수 전분을 oxidation, hydrox- ypropylation, hydroxypropylation+cross-linking시킨 결과 호화온도가 떨어지고 점도가 상승하였다. 실험실에서 제조한 당면의 DSC endotherm과 X-ray diffraction을 측정한 결과 대부분 당면의 Ti가 60℃ 이상으로 시판당면의 peak 온도보다 높았고 X-ray 회절도의 peak가 분명하게 나타나 시판 당면과는 달리 실험실 당면 제조 조건하에서 당면이 완전히 호화되지 않았음을 보여주었다. 변성시킨 옥수수전분을 이용하여만든 당면의 경우 hydroxypropylation에 의하여 peak 온도가 3℃정도 낮아졌으며 oxidation에 의하여는 Ti가 2.
- 우선 원료전분의 호화특성을 amylograph로 살펴본 결과 감자전분의 점도가 가장 높았으며 녹두전분이 가장 낮았다. 옥수수 전분을 oxidation, hydrox- ypropylation, hydroxypropylation+cross-linking시킨 결과 호화온도가 떨어지고 점도가 상승하였다. 실험실에서 제조한 당면의 DSC endotherm과 X-ray diffraction을 측정한 결과 대부분 당면의 Ti가 60℃ 이상으로 시판당면의 peak 온도보다 높았고 X-ray 회절도의 peak가 분명하게 나타나 시판 당면과는 달리 실험실 당면 제조 조건하에서 당면이 완전히 호화되지 않았음을 보여주었다.
- 당면의 물리적 특성을 보면 원료전분별로는 고구마전분, 녹두전분의 hardness와 compression slope가 각각 11,726~12,555 g/cm2, 29,914~30,604 g/cm3으로 가장 높았으며 찰옥수수전분으로 만든 당면이 가장 낮았다. 옥수수 전분을 변성시켜 만든 당면의 경우 산화전분으로 만든 당면의 hard-ness와 compression slope가 타 전분에 비하여 높게 나타났으며 고형분의 손실 면이나 조리과정 중의 팽윤 정도 등을 종합적으로 고려해 볼 때 옥수수 전분을 pH 9.0, 40℃에서 NaOCl 0.5% 농도로 30분간 약하게 산화반응을 시킨 옥수수 전분이 당면제조에 매우 적합한 특성을 갖고 있음을 확인하였다.
- D)의 hardness와 compression slope가 각각 11,726-12,555 g/cm2, 29,914~30,604 g/cm3으로 가장 높았으며 찰옥수수전분으로 만든 당면이 가장 낮게 나타났다. 옥수수전분을 변성시켜 당면을 제조한 결과 산화전분으로 만든 당면(No. G)이 가장 높은 수치를 나타냈으며 하이드록시프로필화 전분과 하이드록시프로필화 가교전분으로 만든 당면 (No. H, I)은 hardness와 compression slope이 산화전분으로 만든 당면뿐만 아니라 원료 옥수수전분으로 만든 것보다도 낮게 나타났다. 고구마 전분의 대체 효과를 알아보기 위하여 고구마 전분 70%와 기타 전분 30%를 혼합한 것을 원료로 당면을 제조하였을 경우에도 산화전분을 첨가하여 만든 당면(No.
- 당면의 특성을 조사하였다. 우선 원료전분의 호화특성을 amylograph로 살펴본 결과 감자전분의 점도가 가장 높았으며 녹두전분이 가장 낮았다. 옥수수 전분을 oxidation, hydrox- ypropylation, hydroxypropylation+cross-linking시킨 결과 호화온도가 떨어지고 점도가 상승하였다.
- 이상 실험실에서 제조한 당면의 이화학적 특성과 조리 특성을 분석해본 결과 원료전분에 따른 당면의 특성이 크게 차이가 남을 알 수 있었고 옥수수 전분을 차아염소산소다로 조금만 변성(oxidation)시켜도 전분의 이화학적 성질이 바뀌고 당면의 물리적 특성이 크게 변하는 것을 알 수 있었다. 즉 옥수수전분을 pH 9.
- 제조시 호화 정도가 다르기 때문으로 사료된다. 전분 원료별로 제조된 당면의 cooking loss는 시판 당면과 마찬가지로 고구마전분(No. B)과 녹두전분(No. D)으로 만든 당면에서 가장 낮게 나타났으며 Tapioca전분(No. E), 옥수수전분(No. A), 찰옥수수전분(No. F) 그리고 감자전분(No. C)순으로 높게 나타났다. 옥수수변성전분으로 만든 당면의 경우 산화전분으로 만든 당면(No.
- 즉 옥수수전분을 pH 9.0에서 0.5% 농도로 40℃에서 30분간 산화시킨 전분이 옥수수전분과는 달리 당면제조에 아주 우수한 특성을 갖고 있음을 확인하였다. 본보에서는 실험결과를 제시하지 않았으나 산화전분 제조시 차아염소산소다 농도를 0.
- 최고 점도는 감자전분이 1,560 BU 가장 높았으며 녹두전분이 가장 낮았다. 최고점도와 95℃에서 15분간 유지한 후의 점도 차이 즉 breakdown 역시 감자전분이 가장 크고 녹두전분의 경우 breakdown이 없이 가열에 따라 계속 점도가 상승되어 granule의 붕괴가 없이 계속 팽윤되고 있음을 알 수 있었다. 냉각 후 50℃에서의 점도 역시 감자전분이 가장 높았고 녹두전분이 가장 낮았다.
- 특성치는 Table 1와 같다. 호화개시온도는 전분에 따라 차이가 크게 나타났는데 감자전분이 64℃로 가장 낮았으며 찰옥수수전분, 녹두전분, 고구마/타피오카전분, 옥수수전분 순으로 높아졌다. 최고 점도는 감자전분이 1,560 BU 가장 높았으며 녹두전분이 가장 낮았다.
후속연구
- 또한 이러한 변성전분과 일반전분들을 분말 혼합시켜 당면을 제조분석해 보았으나 가격적인 면, 물리적 성질 면을 고려해 볼 때 옥수수전분을 약간 산화시킨 전분이 당면에 가장 우수한 결과를 얻었다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 국내에서 당면용으로 가장 선호하고 있는 고가의 고구마 전분은 약하게 산화반응을 시킨 저렴한 변성옥수수전분으로 일부 또는 상당량 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
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