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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 감자의 수침이 전분의 겔 화 성질에 미치는 영향을 알아보기 위하여 전통적으로 이용되고 있는 수침에 의해 감자 전분을 강원도 고냉지 지역의 수확 시기 기온인 10℃와 실온인 25℃에서 수침하여 변성시켜서 겔 특성 및 고유 점 도를 조사하였다.
제안 방법
- 감자 전분 겔은 이"의 방법을 수정하여 제조하였다. 전분 현탁액 8, 9, 10%(건량기준) 40mL를 뚜껑이 있는 바이알병(0 2.
- 25℃에서 수침한 10% 수침 감자 전분 겔의 텍스쳐 특성을 Rheometer를 사용하여 일반적인 측정 방법인 50% 변형률로 2회 반복 압착 시험 (two bite compression test) 하여 최대의 힘(strength), 견고성(hardness), 탄성(springiness), 응집 성 (cohesiveness), 껌 성 (gumminess) 및 씹힘성(chewiness)을 측정한 기계적 물성 검사 결과는 Table 1과 같다. 수침 전분 겔 의 특성치는 최대의 힘과 견고성에서 유의한 차이를 나타냈다.
- 2회와 같은 조건으로 10회 반복 측정하여 각 시료의 최대의 힘(strength), 견고성(hardness), 탄력성 (springiness), 응집 성 (cohesiveness), 껌 성 (gumminess) 및 씹힘성(chewiness)을 구하였다*. 통계 처리는 SAS package를 사용하여 변량 분석 후 사후 비교 방법으로 Duncan의 다중 비교를 실시하였다.
- 감자 중량 2배의 증류수를 부은 플라스틱 용기를 일정 온도(10±l℃, 25±1℃)의 항온기에서 미리 온도를 평형시킨 다음 씻은 감자를 통째로 넣고 1일에서 11일간 수침하였다. 전분은 알칼리 침지법6)으 로 제조하여 데시케이터에 보관하면서 시료로 사용하였다.
- , England)에서 15시간동안 건조하였다. 겔을 자른 후 표면을 금으로 도금 시켜 전도성을 갖게 한 다음, 주사전자현미경(JSM- 5400, JEOL, Japan) 을 사용하여 가속전압 15kV, phototime 8초, 1,000배의 배율로 관찰하였다9).
- 겔의 이수율은 10%(건량기준) 감자 전분 겔을 제조한 후 직경 2.0cm, 높이 2.0cm의 둥근 스테인레스 스틸 용기에 넣고 30분간 냉동고(-50©)에서 냉각시킨 후 겔을 뚜껑이 있는 원심관에 넣고 4℃에서 24시간 저장한 후 다음 식에 의해 이수율을 측정하였다7).
- 광학 현미경에 의한 겔의 형태 관찰은 10%(건량 기준) 감자 전분 겔을 제조한 후 4℃ 에서 3시간 성 형하여 70% 알콜로 탈수하고 agarose에 겔을 넣어 겔 사이로 파라핀이 침투할 수 있도록 13시간 동안 자동 조직 처리 장치에서 processing 한 뒤에 histocenter에서 embedding하였다. microtome에서 겔을 4~5μm로 자른 후 38~40℃ 의 증류수로 전개하고 40~50℃의 hot plate 위에서 slide glass에 고정하였다.
- microtome에서 겔을 4~5μm로 자른 후 38~40℃ 의 증류수로 전개하고 40~50℃의 hot plate 위에서 slide glass에 고정하였다. 그 후 요오드 용액으로 염색하여 광학 현미경(BX 50, Olympus Co., Japan)으로 400배의 배율로관찰하였다.
- 감자 전분 겔은 이"의 방법을 수정하여 제조하였다. 전분 현탁액 8, 9, 10%(건량기준) 40mL를 뚜껑이 있는 바이알병(0 2.5x9cm)에 넣고 테프론 테이프로 밀봉한 다음 100℃ 항온 수조로 95℃에서 20분간 저어 주면서 유지하여 가열한 다음 직경 2.0 cm, 높이 2.0cm의 둥근 스테인레스 스틸 용기에 넣고 페트리 접시에 넣어 밀봉한 뒤 4℃에서 3시간 성형시켜 전분 겔 시료로 사용하였다.
- 주사전자현미경에 의한 겔의 형태 관찰은 10%(건 량기준) 감자 전분 겔을 제조한 후 4℃에서 3시간 성형하여 액체 질소로 1분간 급속 냉동시킨 후 동결건조기(EF-4, Modulyo Co., England)에서 15시간동안 건조하였다. 겔을 자른 후 표면을 금으로 도금 시켜 전도성을 갖게 한 다음, 주사전자현미경(JSM- 5400, JEOL, Japan) 을 사용하여 가속전압 15kV, phototime 8초, 1,000배의 배율로 관찰하였다9).
대상 데이터
- 감자는 강원도 대관령 원예 농협에서 1997년 6월에 수확한 수미(Superior) 품종을 사용하였다.
- 감자 중량 2배의 증류수를 부은 플라스틱 용기를 일정 온도(10±l℃, 25±1℃)의 항온기에서 미리 온도를 평형시킨 다음 씻은 감자를 통째로 넣고 1일에서 11일간 수침하였다. 전분은 알칼리 침지법6)으 로 제조하여 데시케이터에 보관하면서 시료로 사용하였다.
데이터처리
- 2회와 같은 조건으로 10회 반복 측정하여 각 시료의 최대의 힘(strength), 견고성(hardness), 탄력성 (springiness), 응집 성 (cohesiveness), 껌 성 (gumminess) 및 씹힘성(chewiness)을 구하였다*. 통계 처리는 SAS package를 사용하여 변량 분석 후 사후 비교 방법으로 Duncan의 다중 비교를 실시하였다.
성능/효과
- 81%이었고 수침 전분 겔은 수침 기간이 길어질수록 감소하는 경향이었다. 24시간 저장한 전분 겔의 이수율은 수침 5일까지는 완만하게 감소하다 7일에 급격히 감소하였고, 9일 전분은 약간의 이수 현상이 나타날 뿐이었다. 이것은 수침기간이 길어질수록 수침 전분 겔의 구조가 안정하여 겔의 수축도 적게 나타났을 것으로.
- 25©에서 수침한 전분으로 10% 감자 전분 겔을 제조한 후 4℃에서 3시간 성형하여 광학 현미경으 로 400배 확대 관찰한 결과는 Fig. 2와 같이 생감자 전분 겔은 그물망 구조를 확인하기 어려웠지만 수 침 기간이 길어질수록 견고한 고분자의 망상 구조 가 형성되는 것을 관찰할 수 있었다. 특히 수침 7일 과 9일 전분 겔은 두꺼운 그물망 구조를 확연히 관찰할 수 있었다.
- 수침 전분도 8%에서는 겔이 잘 형성되지 못하였고 9%, 10%로 농도가 증가할수록 또 수침기간이 길어질수록 점차로 겔이 잘 형성되어 그 형태를 유지하였다. 겔의 투명도는 생감자 전분 겔이 높았고 수침기간이 길어질수록 낮아져서 유백색을 나타냈으며, 농도가 증가할수록 투명도가 낮아져 박과 김 10)의 도토리 전분 농도가 클수록 투명도가 감소되었다는 보고와 일치하였다. 또한 Clark 등11)은 아밀로 오스 사슬이 짧은 경우에는 겔화보다 탁도 현상이 먼저 진행되나, 사슬이 긴 경우에는 뚜렷한 탁도 증가 이전에 겔화가 진행된다고 하여 수침으로 인해 아밀로오스의 구조적인 변화로 수침 감자 전분 겔 이 생감자 전분 겔보다 투명도가 낮고 겔이 잘 형성되었다고 생각되었다.
- 전분분자의 구조를 비교하면 동부와 녹두 전분은 아밀로오스 분자량이 크고 분지도가 낮았으며 이와 반대로 강남콩 전분은 아밀로오스의 분자량이 아주 작았다고 하였다. 동부와 녹두 전분 겔은 겔 구조가 안정하여 텍스쳐 특성치인 견고성과 응집성이 크게 나타났다.
- 전분 겔을 저장하는 동안 일어나는 물성적인 변화인 이수현상(syneresis)에 대한 연구로 권'少은 동부와 녹두 전부 겔을 4℃에 저장하였을 때 85℃와 95℃ 에서 가열하여 만든 전분 겔의 수축 정도는 저장 48시간에서 2% 정도라고 하였고, 권과 안可은 농도를 달리한 녹두 전분을 여러 온도에서 가열 호화시켜 만든 겔을 4℃에 저장하였을 때 겔의 수축 정도는 가열 온도가 높을수록 낮았고, 8% 농도에서는 저장 2일째부터 뚜렷한 수축 현상을 보인다고 하였다. 따라서 수침에 의해 감자 전분의 이화학적 특성 변화로 수침 전분 겔의 구조가 안정하여 이수율도 생감자 전분보다 낮게 나타난 것으로 생각되었다.
- 이는 전보4) 에서 보고한 바와 같이 감자를 수침시키는 동안 수침액의 pH는 10℃와 25℃에서 모두 수침 초기에 낮아졌고, 환원당과 총당의 함량은 수침 기간이 길어 질수록 증가하였으며, 수침 전분 입자의 모양은 수 침 기간이 길어질수록 다수의 구멍이 나타났으며, 전분 입자의 크기는 수침 기간이 경과할수록 큰 입자의 분포가 적어지고 중간 크기와 작은 입자들의 분포가 많아졌었다. 또한 수침 감자 전분의 이화학적 특성은 수침 기간이 길어질수록 단백질, 지방, 인 함량이 감소하였고, 회분 함량은 증가하였으며 전분의 아밀로오스 함량과 밀도는 수침기간이 길어 질수록 감소하였고 물결합능력은 증가하였다. 전분의 팽윤력과 용해도는 60℃ 이상에서 급격히 증가하여 온도가 상승함에 따라 증가하였고 수침 기간 이 길어질수록 일정 온도에서의 팽윤력과 용해도의 증가는 낮았다.
- 25℃ 수침 전분으로 10% 감자 전분 겔을 제조하여 4℃ 에서 24, 72시간 저장한 후 이수율을 측정한 결과는 Table 2와 같이 수침 기간과 저장 시간에 따라 유의한 차이를 나타냈다. 생감자 전분 겔의 이수 율은 0.81%이었고 수침 전분 겔은 수침 기간이 길어질수록 감소하는 경향이었다. 24시간 저장한 전분 겔의 이수율은 수침 5일까지는 완만하게 감소하다 7일에 급격히 감소하였고, 9일 전분은 약간의 이수 현상이 나타날 뿐이었다.
- 3과 같이 수침 기간이 길어짐에 따라 전분 겔의 그물망 크기가 줄어들고 두꺼워졌다. 수침 5일까지는 그물망의 크기가 크고 조밀하지 않았고 그물망의 형태가 비슷하였으나 수침 7일과 9일 감자 전분 겔은 그물망 구조가 조밀하여 안정적인 겔을 형성함을 알 수 있었다. 손과 배(1)는 녹 두 묵(10%)과 동부 겔(10%)의 구조를 주사전자현미 경으로 관찰하였는데 두 시료 모두 비교적 미세하고 조밀한 망상 구조를 보인다고 하였으나 강낭콩 앙금 겔(10%)은 녹두 묵과 같은 조밀한 구조를 보이지 않았다고 하였다.
- 1과 같이 생감자 전분은 8, 9%에서는 모양을 유지하지 못했고 퍼짐성을 나타냈으며 10%에서는 겔이 형성되어 그 모양을 유지하였다. 수침 전분도 8%에서는 겔이 잘 형성되지 못하였고 9%, 10%로 농도가 증가할수록 또 수침기간이 길어질수록 점차로 겔이 잘 형성되어 그 형태를 유지하였다. 겔의 투명도는 생감자 전분 겔이 높았고 수침기간이 길어질수록 낮아져서 유백색을 나타냈으며, 농도가 증가할수록 투명도가 낮아져 박과 김 10)의 도토리 전분 농도가 클수록 투명도가 감소되었다는 보고와 일치하였다.
- 윤과 손17)은 압착률에 따라 녹두와 동부 전분 겔의 텍스쳐 변화를 조사하였는데, 파쇄성은 압착의 정도와 관계없이 일정한 값을 나타냈고 견고성은 압착이 증가함에 따라 증가하였다고 하였다. 응집성과 씹힘성은 녹두 전분 겔을 65~75%로 압착했을 때 감소하였고 그 이후에는 일정하였으며 탄성은 두 시료 모두 65% 압착시 에 약간 증가했으나 75~95% 압착시까지 계속 감소 하였으며 깨짐성은 녹두 묵인 경우에는 변형률 65% 에서, 동부 겔은 75%에서 나타났고, 경도는 두 시료 모두 변형률 55~75%까지 큰 변화가 없었다고 하였다. 윤과 손18)은 압착률에 따른 전분 겔의 특성 비교에서, 견고성은 압착의 정도가 커질수록 계속 증가하였고, 응집성은 압착이 증가할수록 감소하였으며, 탄성도 응집성과 마찬가지로 압착의 정도가 커 질수록 감소하여 압착이 커질수록 겔 구조가 파괴되어 원래의 겔 형태로 회복되기 어렵기 때문일 것이라고 하였다.
- 또한 Clark 등11)은 아밀로 오스 사슬이 짧은 경우에는 겔화보다 탁도 현상이 먼저 진행되나, 사슬이 긴 경우에는 뚜렷한 탁도 증가 이전에 겔화가 진행된다고 하여 수침으로 인해 아밀로오스의 구조적인 변화로 수침 감자 전분 겔 이 생감자 전분 겔보다 투명도가 낮고 겔이 잘 형성되었다고 생각되었다. 이는 전보시에서 보고한 바와 같이 수침에 의해 감자 전분의 아밀로오스가 수침액으로 용출되고 아밀로오스 길이가 짧아져서, 점도를 저하시키고 겔 안정성을 향상시켜 겔이 잘 형성되지 않는 생감자 전분의 분자 구조를 변화시켜 겔이 잘 형성됨을 알 수 있었다.
- 또한 수침 감자 전분의 이화학적 특성은 수침 기간이 길어질수록 단백질, 지방, 인 함량이 감소하였고, 회분 함량은 증가하였으며 전분의 아밀로오스 함량과 밀도는 수침기간이 길어 질수록 감소하였고 물결합능력은 증가하였다. 전분의 팽윤력과 용해도는 60℃ 이상에서 급격히 증가하여 온도가 상승함에 따라 증가하였고 수침 기간 이 길어질수록 일정 온도에서의 팽윤력과 용해도의 증가는 낮았다. 고유 점도는 수침 기간이 길어짐에 따라 감소하였는데 특히 25℃ 에서 수침 9일에 급격히 감소하였다.
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