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문제 정의
- 본 연구는 옥수수 전분의 기능 특성을 개선시키고자, 다양한 sodium hypochlorite(NaOCl)농도에 서산화시킨 산화 전분의 분자 구조적 변화에 대하여 시험하였다. 전분의 분자량 분포에서 산화 전분은 고분자량의 피크가 점차 작아지고 저분자량 부분 의 피크가 높아져 전체적 분자량 분포가 낮은 쪽 으로 이동하였고, 요오드 최대 흡수 파장이 감소 되면서 색깔이 변화하였다.
제안 방법
- 1회 가열 한 sample pan을 4'C 에서 3, 24, 48시간 저장 중의 DSC 특성치는 Table 4와 같다. 2차 가 열하여 얻은 DSC thermogram의 흡열피크로부터 상대적인 노화도를 측정하였다. 2차 가열 시의 흡 열피크는 1차 가열 시의 것과 비교했을 때 노화가 일어나는 동안 분자들이 무처리 전분과는 다른 배 열로 전환되어 T°, Tp와 엔탈피가 모두 낮게 나타 났다”).
- Void volumee dextran(Sigma Co., 분자량; 5 x 1。6~4Xl(f)을 이용하여 위와 동일한 조건으로 용 출시켜 조사하였으며, 전체 부피는 글루코오스를 주입 시 킨 후 용출되어 나올 때까지 의 용출액 으로 정하였다. 표준물질로 Dextran T-10(분자량 lx 104), Dextran T-40( 분자량 4x10, ) 과 Dextran T-500(분자량 5 x 105) (Pharmacia Co.
- 가용성 탄수화물은 시료 0.5 g을 20 mL 증류수 에 분산시 키 고 각각 75℃, 85℃ 와 95℃ 의 진 탕수 욕조에서 30분간 가열하였다. 이 용액을 3000 rpm 에서 30분간 원심분리한 후 상징액 중 1 mL를 취 하여 Sepharose CL-2B column에 주입하였다.
- 산화 전분이 초기 노화가 더 빠르게 진행되는 것으로 나타났으며, NaOCl의 농도가 증가할수록 T。와 Tp가 감소하면서, 엔탈피의 값이 증가하는 경향을 보였다. 저장 시간이 길어질수록 분자내 수소결합이 더욱 발달하여 재가열시 엔탈피가 더욱 증가하였고, NaOCl 처리 농도에 비례하여 증 가하였다. DSC 결과로 볼 때, 본 실험의 산화조건 에서 산화시킨 전분은 초기에 노화가 빠르게 일어 나며, 노화 정도가 무처리 전분보다 큰 것으로 해 석되었다.
- 08% 이었다. 전분의 산화를 위한 조 건의 전보7)의 NaOCl 농도, 온도와 pH에 따른 산 화 반응 프로 파일을 토대로 0.25, 0.5, 0.75, 1.0, 1.5% active Cl/g starch를 포함하는 NaOCl 용액(2 5℃, pH 7.0)에서 10분간 반응시켜, 각 처리 농도 에서 약 50%정도의 염소가 소모되는 정도로 산화 된 전분을 제조하였다. 각 농도에서 처리한 전분 의 염 소 소모 량과 카르복실 기 생 성량은 Table 1과 같다.
- 전분의 성질을 변화시키는 방법 중 sodium hypochlorite에 의한 전분의 산화는 산화 과정에서 sodium hypochlorite의 작용 위치에 따라 산화 전분 수수 전분을 다양한 농도의 sodium hypochlorite 용 액에서 산화처리 한 후 전분의 분자 구조의 변화를 고찰하였다.
- , 분자량; 5 x 1。6~4Xl(f)을 이용하여 위와 동일한 조건으로 용 출시켜 조사하였으며, 전체 부피는 글루코오스를 주입 시 킨 후 용출되어 나올 때까지 의 용출액 으로 정하였다. 표준물질로 Dextran T-10(분자량 lx 104), Dextran T-40( 분자량 4x10, ) 과 Dextran T-500(분자량 5 x 105) (Pharmacia Co.)을 사용하여 Kav를 계산하였다.
- 밀봉 가능한 알루미늄 팬 (hermatic aluminum pan)에 전분 3mg과 증류수 6 “L (1:2 w/w)을 넣고 밀봉한 후 시차 주사 열량계(Differential Scanning Calorimeter, model SSC/120, Seiko, Japan)를 이용하여 20℃ 부터 155℃ 까지 분당 5℃ 의 속도로 가열 하며 흡열 피크를 얻었다. 한 번 가열된 시료 용기 를 4℃ 에서 3시 간, 24시 간, 72시간 냉 장 저 장한 후 각각을 동일 조건으로 재 가열하여 얻어진 흡열 피크로부터 전분의 노화 특성을 조사하였다. 표준 물질은 9 증류수를 넣은 알루미늄 팬을 사용하였다.
이론/모형
- 01% 수산화나트륨 용액으로 20 mL/hr 속도로 용출시켰다. 용출액은 획분 수집 기를 이용하여 4 mL씩 분획하였으며, 각 획분의 총당량은 페놀-황산법"으로, 요오드 반응의 최대 흡수 파장은 Billiaderis 등»의 방법으로 측정하였다. Void volumee dextran(Sigma Co.
성능/효과
- 0.2% 호화 전분 용액의 처리 온도와 저장 시간에 따른 광투과도를 측정 하였을 때 (데 이타로 나타 내지 않음) 전분이 산화되면서 광투과도가 중가하여 전분 용액의 투명도가 커지는 것으로 나타났으며, 산화제의 처리 농도가 증가할수록 투명도도 더 커지는 경향을 보였다. 이러한 투명도의 증가 는 산화시 전분 분자의 분해와 도입된 카르복실기 의 음전하에 의한 반발력에 기인된다''.
- 저장 시간이 길어질수록 분자내 수소결합이 더욱 발달하여 재가열시 엔탈피가 더욱 증가하였고, NaOCl 처리 농도에 비례하여 증 가하였다. DSC 결과로 볼 때, 본 실험의 산화조건 에서 산화시킨 전분은 초기에 노화가 빠르게 일어 나며, 노화 정도가 무처리 전분보다 큰 것으로 해 석되었다. 이러한 결과는 앞에서 가용성 탄수화물 의 온도에 따른 용출양상으로 설명될 수 있을 것으로 생각된다.
- 산화전분의 경우 아밀로펙틴이 산화에 의해 분해되어 전분 입자내에 큰 분자량을 가진 분자가 감소되면서 작은 분자량을 가지는 분자가 증가되 기 때문에 가용성 탄수화물의 양이 증가하였다. DSC 특성에서는 상전이 온도 범위와 엔탈피의 차이는 없었으나 산화 전분이 무처리 전분보다 노화 경향이 더 크게 나타났다. 산화전분용액의 광투과 도는 증가하였다.
- 1). Void부분에 해당하는 좁고 높은 피크는 고분자량의 아밀로펙 틴 부분으로 요오드와의 결합력이 낮았고, 완만한 곡선의 피크는 저분자량의 아밀로오스가 속하는 부분으로 요오드와의 결합력이 크게 나타났다. NaOCl의 처리 농도가 증가함에 따라 void 부분의 피크가 점차 작아지면서 저분자량 부분의 피크가 높아져 전체적 분자량 분포가 낮은 쪽으로 이동하여 MW < 5 X 104 부분이 증가하였다mm.
- 1에서 산화 전분은 산화가 증 가됨에 따라 아밀로오스와 아밀로펙틴의 요오드 최대 흡수 파장이 감소하였다. 또한, 요오드-전분 복합체의 색이 blue에서 violet으로 변하면서 색의 강도가 감소하는 경향을 보였다. 이러한 산화 전 분의 요오드 복합체의 색과 강도의 변화는 산화에 의해 아밀로오스 사슬의 분해보다는 전분분자의 형태변화에 의한 것으로 추측된다”).
- 이러한 투명도의 증가 는 산화시 전분 분자의 분해와 도입된 카르복실기 의 음전하에 의한 반발력에 기인된다''. 또한, 호 화 용액의 제조 온도가 광투과도에 영향을 주어 가열 온도가 증가됨에 따라 투명도가 더 크게 나타났는데, 특히 1.0% active Cl/g starch이상의 농도로 처리한 산화 전분은 온도의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. Chung 과 Seib?'는 밀과 옥수수 전분을 산과 NaOCl로 처리하였을 때 전분 분자가 분해하여 호화 전분 용액의 투명도가 증가하였으며, 산처리보다 산화가 전분 용액의 투명도를 더 향상시킬 수 있다고 하였다.
- 무처리 전분에서는 용출 온도가 증가함에 따라 요오드와 복합체를 형성하는 분획이 증가하였으나 산화 전분의 경우에는 NaOCl의 처리 농도가 증가할수록 요오드와 복합체를 형성하는 분획이 감소 하고 요오드 복합체 형성 능력이 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 95© 에서 요오드 최대 흡수 파 장은 산화에 따른 차이 없이 637~ 643nm로 나타났으며, void에서의 최대 흡수 파장은 580에서 550nm부근으로 감소하였다.
- 본 시료로 분리한 아밀로오스와 아밀로펙틴의 요오드 최대 흡수 파장은 각각 637과 580nm이었 는데, 칼럼을 통과한 무처리 전분의 아밀로오스와 아밀로펙틴의 요오드 최대 흡수 파장은 650과 570nm로 약간의 차이가 있었다. Billaderis''는 이러한 현상은 아밀로펙 틴 들 사이의 구조적 인 차이 이거나 아밀로오스와 아밀로펙틴의 중간적인 분자 적 특성을 지닌 물질이 존재하거나 아밀로펙틴 내에 아밀로오스가 물리화학적 으로 끼 어 있기 때 문 이라고 하였다.
- 무처리 전분과 산화 전분은 DSC 측정시 두 개의 홉열피크가 관찰되었다. 첫 번째 홉열피크의 상전이 온도 범위와 엔탈피를 비교해보면 큰 차이를 보이지 않았다(Table 3). 두 번째 흡열피크는 81~88℃부근에서 시작되었으며, 이는 호화가진 행되는 동안 형성된 amylose-lipid complex가 용융 되면서 나타나는 피크로 생각된다'9).
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