아밀로오스 함량이 22%인 일반 옥수수전분과 아밀로오스 함량이 46%인 고아밀로오스 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 제조과정 중 가열온도, 수분함량, 저장온도 및 가열-냉각회수 인자들이 난소화성 전분생성율에 미치는 영향을 반응표면분석법으로 분석한 결과 고아밀로오스 옥수수 전분이 옥수수 전분에 비하여 높은 난소화성 전분의 생성율을 나타내었다. 본 실험조건에서 고아밀로오스 옥수수 전분의 난소화성 전분 생성 최적 제조조건은 6회의 가열-냉각, 2$0^{\circ}C$의 저장온도, 108$^{\circ}C$의 가열온도 및 57%의 수분함량이었으며 생성율은25%수준이었다. 난소화성 전분의 제조시 영향을 미치는 순서는 가열-냉각회 수, 수분함량, 가열온도, 저장(냉각)온도 순이었다. 난소화성 전분의 제조과정에서 전분입자의 파괴 및 다공성 망상구조를 보였으며 비표면적의 증가와 평균직경의 감소현상이 나타났고 열처리에 의하여 색깔은 어두워지고 노란색상의 증가를 보였다. 가열-냉각 과정에서 옥수수 전분의 경도, 응집성, 탄력성 및 점성의 감소현상이 두드러졌다.
아밀로오스 함량이 22%인 일반 옥수수전분과 아밀로오스 함량이 46%인 고아밀로오스 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 제조과정 중 가열온도, 수분함량, 저장온도 및 가열-냉각회수 인자들이 난소화성 전분생성율에 미치는 영향을 반응표면분석법으로 분석한 결과 고아밀로오스 옥수수 전분이 옥수수 전분에 비하여 높은 난소화성 전분의 생성율을 나타내었다. 본 실험조건에서 고아밀로오스 옥수수 전분의 난소화성 전분 생성 최적 제조조건은 6회의 가열-냉각, 2$0^{\circ}C$의 저장온도, 108$^{\circ}C$의 가열온도 및 57%의 수분함량이었으며 생성율은25%수준이었다. 난소화성 전분의 제조시 영향을 미치는 순서는 가열-냉각회 수, 수분함량, 가열온도, 저장(냉각)온도 순이었다. 난소화성 전분의 제조과정에서 전분입자의 파괴 및 다공성 망상구조를 보였으며 비표면적의 증가와 평균직경의 감소현상이 나타났고 열처리에 의하여 색깔은 어두워지고 노란색상의 증가를 보였다. 가열-냉각 과정에서 옥수수 전분의 경도, 응집성, 탄력성 및 점성의 감소현상이 두드러졌다.
As a result of resistant starch yield depending on heating temperature, moisture content, storage temperature and heating-cooling cycle with RSM (response surface methodology), high amylose corn starch (46%) was appeared higher than normal corn starch in the yield (22%). At the high amylose corn sta...
As a result of resistant starch yield depending on heating temperature, moisture content, storage temperature and heating-cooling cycle with RSM (response surface methodology), high amylose corn starch (46%) was appeared higher than normal corn starch in the yield (22%). At the high amylose corn starch, optimum conditions for resistant starch formation were 6 times of heating-cooling cycle, 108$^{\circ}C$ heating temperature and 67% moisture content at the 2$0^{\circ}C$ storage temperature, which resulted in 25% yield with these experiment conditions. Affecting factor for the resistant starch formation was arranged according to heating -cooling cycle, moisture content, heating temperature and storage temperature. Raw corn starch granule was destructive and appeared a porous reticular structure by the resistant starch formation. Color became dark and increased yellowness by caramelization during heating processing. Heating-cooling processing was the result of decreased hardness, cohesiveness, springiness and gumminess.
As a result of resistant starch yield depending on heating temperature, moisture content, storage temperature and heating-cooling cycle with RSM (response surface methodology), high amylose corn starch (46%) was appeared higher than normal corn starch in the yield (22%). At the high amylose corn starch, optimum conditions for resistant starch formation were 6 times of heating-cooling cycle, 108$^{\circ}C$ heating temperature and 67% moisture content at the 2$0^{\circ}C$ storage temperature, which resulted in 25% yield with these experiment conditions. Affecting factor for the resistant starch formation was arranged according to heating -cooling cycle, moisture content, heating temperature and storage temperature. Raw corn starch granule was destructive and appeared a porous reticular structure by the resistant starch formation. Color became dark and increased yellowness by caramelization during heating processing. Heating-cooling processing was the result of decreased hardness, cohesiveness, springiness and gumminess.
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제안 방법
Laser differentiaL particLe size anaLyzer(8050, Amherst, USA)를 이용하여 시료 약 1 g을 증류수에 분산시켜 1분간 초음파로 처리한 다음 각 시료들 간의 입자크기 분포를 측정하였다.
Scanning eLectron microscope(S-2700, Hitachi, Japan) 을 이용하여 20분간 시료 입자의 표면에 금도금을 하였으며 가속전압 10 kV의 조건에서 입자의 표면형태를 관찰하였다.
Texture anaLyzer(TA-XT2, StabLe micro system, Eng- Land)를 이용하였으며 일정한 크기의 원통용기에 시료 대 증류수의 비를 1 : 2(w/w)로 조절하고 vortex mixer를 이용하여 교반한 다음 90°C의 온도에서 1시 간 동안 가열하여 완전호화가 일어나게 하였다. 그 다음 25°C의 incubator에서 3시간 동안 저장하여 일정한 온도가 되 게 한 다음 TPA(texture profiLe anaLysis) test를 하였다.
일어나게 하였다. 그 다음 25°C의 incubator에서 3시간 동안 저장하여 일정한 온도가 되 게 한 다음 TPA(texture profiLe anaLysis) test를 하였다. 실험 조건은 strain 50%, test speed 2.
, KoreaX 이 용하여 각각의 온도(80~ 120°C)에서 1시 간 동안 가열하여 제조하였으며 제조한 전분겔은 각 온도별로 setting된 incubator에 23시 간 동안냉각(저 장)하는 방법으로 가열과 냉각(저장)을 반복하였다. 난소화성 전분의 분리는 효소중량법 (20)을 변형 하여 사용하였으며 (Fig. 1) 분석 에 사용한 효소는 a -amyLase(A-3306, Sigma Co., USA)와 amyLogLucosidase(A-9913, Sigma Co., USA)를 사용하였고 난소화성 전분의 생성율은 아래의 식 에의 하여 계산하였다. 이화학적 특성 분석 을 위 하여 난소화성전분을 동결건조한 다음 sampLe miLLer (Knifetec 1095, Te- cator Co.
난소화성 전분의 제 조는 50 mL의 screw cap bottLe을 이용하여 수분함량(40~80%, w/w)별로 조제한 시료를 oiL bath(C-OB, Changshin Co., KoreaX 이 용하여 각각의 온도(80~ 120°C)에서 1시 간 동안 가열하여 제조하였으며 제조한 전분겔은 각 온도별로 setting된 incubator에 23시 간 동안냉각(저 장)하는 방법으로 가열과 냉각(저장)을 반복하였다. 난소화성 전분의 분리는 효소중량법 (20)을 변형 하여 사용하였으며 (Fig.
본 연구의 실험설계는 중심합성 설계법을 이용 하였으며 옥수수 전분과 고아밀로오스 옥수수 전분에 대하여 4가지 인자로서 수분함량(40~80%), 가열온도(80~ 120°C), 저장(냉각) 온도(0~40°C) 및 가열-냉각 회수(0~6회)를 사용하였고 5가지 수준을 이용하였으며 종속변수는 측정 된 난소화성 전분의 수율(생성율)로 하였다. 각 인자의 수준 변화에 따른 난소화성 전분의 생성율의 영향을 조사하기 위하여 분산분석, 이차다항회귀곡선식 및 반응표면분석 법 (response surface methodoLogy, RSM) 등의 통계방법을 이용하였으며 모든 통계 분석은 SAS로 하였다(19).
시료를 색 차계 (CR 200D, MinoLta Co., Japan)로 L, a, b 및 JE 값을 측정하였다.
surface methodoLogy)(19)으로. 아밀로오스 함량이 다른 두 가지 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 수율이 최적인 조건을 분석하고 최적 제조공정 조건에서의 난소화성 전분이 포함된 호화전분 분말을 제조하여 대조 구와 형태학적, 이화학적 특성을 비교.분석하는데 있다.
옥수수전분, 6회의 가열-냉각 후 옥수수 전분 및 추출된 난소화성 전분의 개괄적 인 모양과 표면의 형태를 관찰하기 위하여 주사전자현미경을 이용하여 5, 000배로 관찰한 결과 Fig. 4와 같다. 생전분인 경우는 옥수수 전분과 고아밀로오스옥수수 전분 모두 거의 비슷한 형태로 입자 대부분이 타원형이나 구형으로 매끈한 표면을 나타내고 있다(22).
, USA)를 사용하였고 난소화성 전분의 생성율은 아래의 식 에의 하여 계산하였다. 이화학적 특성 분석 을 위 하여 난소화성전분을 동결건조한 다음 sampLe miLLer (Knifetec 1095, Te- cator Co., Sweden)을 이용하여 분말화 하였다.
대상 데이터
난소화성 전분의 제조에 이용된 전분으로는 아밀로오스함량이 22%인 옥수수전분(S-4126, Sigma ChemicaL Co., USA)과 46%인 고아밀로오스 옥수수전분(A-700, Honen Co., Japan)을 구입하여 사용하였다.
그 다음 25°C의 incubator에서 3시간 동안 저장하여 일정한 온도가 되 게 한 다음 TPA(texture profiLe anaLysis) test를 하였다. 실험 조건은 strain 50%, test speed 2.0 mm/s이고 측정시 사용한 probe의 직경은 5 cm 이었으며 시료는 원통형 형태로서 직경은 21 mm, 높이는 15 mm이었다(21).
데이터처리
수율(생성율)로 하였다. 각 인자의 수준 변화에 따른 난소화성 전분의 생성율의 영향을 조사하기 위하여 분산분석, 이차다항회귀곡선식 및 반응표면분석 법 (response surface methodoLogy, RSM) 등의 통계방법을 이용하였으며 모든 통계 분석은 SAS로 하였다(19). 이 차다항회귀곡선식은 다음과 같다.
이론/모형
본 연구는 여러 가지 인자들에 대하여 반응표면분석법 (response surface methodoLogy)(19)으로. 아밀로오스 함량이 다른 두 가지 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 수율이 최적인 조건을 분석하고 최적 제조공정 조건에서의 난소화성 전분이 포함된 호화전분 분말을 제조하여 대조 구와 형태학적, 이화학적 특성을 비교.
성능/효과
277 nS/g 이었고 고아밀로오스 옥수수전분은 0.317 n?/g으로 약간 높은 값을 나타내었으며 옥수수 전분이나 고아밀로오스 옥수수 전분 모두 6회 가열-냉각 과정을 거친 후 커졌으며 추출된 난소화성 전분의 경우는 작은 값(0.267㎡/g)을 보였다.
4°C에서 3일간 저장한 후의 옥수수 전분겔의 상태는 4가지 의 경우에서 모두 경도의 증가현상을 보여 노화에 따라 겔상태가 견고해진 것을 알 수 있었다. 증가의 양상에서는 생전분을 호화한 겔에서의 증가 폭이 가열-냉각 과정을 거친 후의 경우보다 훨씬 컸다.
이는 가열-냉각과정에서 옥수수 전분의 색상이 노란색을 강하게 띄게 되었다는 것을 의미한다.6회 가열-냉각 과정에서 z/E 값의 주요증가요인은 색상이 어둡게 되고(L값 감소) 노란 색상의 증가(b값 증가)이었다. 이러한 결과는 가열-냉각 과정을 반복하는 동안 열에 의하여 전분으로부터 분리된 당성분의 갈변화 반응이 그 원인이라 생각된다.
고아밀로오스 옥수수 전분의 경우는 최적 가열 -냉각회수에 관계없이 거의 비슷한 온도에서 최적 온도를 이룬 반면 가열-냉각회수가 증가할수록 최적 수분함량은 낮은 쪽에서 높은 쪽으로의 이 동현상이 나타났다. 6회 의 가열- 냉각처리 후 난소화성 전분 생성율이 옥수수전분의 경우 약 0.06, 고아밀로오스 옥수수 전분의 경우 약 0.25로 나타남으로써 고아밀로오스 옥수수 전분이 옥수수 전분에 비하여 더 높은 값을 형성하였으며 이러한 경향은 1회와 3회의 가열- 냉각 처리한 경우에서도 같은 양상을 나타냄으로써 아밀로오스 함량이 증가함에 따라 난소화성 전분의 수율이 증가한다는 보고와 일치하는 결과를 나타내었다(4, 5). 난소화성 전분의 수율에 수분함량, 가열온도, 저장온도, 가열-냉각회수의 영 향 정 도를 분석 하여 본 결과는 TabLe 1과 같다.
고아밀로오스 옥수수 전분의 경우 최적의 수분함량은 58~67%와 105~ 110°C의 사이의 온도에서 최적 조건을 형성하였으며 이는 옥수수 전분의 경우보다 수분함량과 가열온도 모두 낮은 쪽에서 최적점이 형성되었다. 고아밀로오스 옥수수 전분의 경 우도 옥수수 전분의 경 우와 마찬가지로 가열-냉각 회수가 증가할수록 높은 수율을 나타내었다. 고아밀로오스 옥수수 전분의 경우는 최적 가열 -냉각회수에 관계없이 거의 비슷한 온도에서 최적 온도를 이룬 반면 가열-냉각회수가 증가할수록 최적 수분함량은 낮은 쪽에서 높은 쪽으로의 이 동현상이 나타났다.
고아밀로오스 옥수수 전분의 경 우도 옥수수 전분의 경 우와 마찬가지로 가열-냉각 회수가 증가할수록 높은 수율을 나타내었다. 고아밀로오스 옥수수 전분의 경우는 최적 가열 -냉각회수에 관계없이 거의 비슷한 온도에서 최적 온도를 이룬 반면 가열-냉각회수가 증가할수록 최적 수분함량은 낮은 쪽에서 높은 쪽으로의 이 동현상이 나타났다. 6회 의 가열- 냉각처리 후 난소화성 전분 생성율이 옥수수전분의 경우 약 0.
난소화성 전분의 제조시 영향을 미치는 순서는 가열-냉각회수, 수분함량, 가열온도, 저장(냉각)온도 순이었다. 난소화성 전분의 제조과정에서 전분 입자의 파괴 및 다공성 망상구조를 보였으며 비 표면적 의증 가와 평균직경의 감소현상이 나타났고 열처리에 의하여 색깔은 어두워지고 노란색상의 증가를 보였다. 가열-냉각과정에서 옥수수 전분의 경도, 응집성, 탄력성 및 껌성의 감소 현상이 두드러졌다.
옥수수전분의 경 우 수분함량이 70~80%구간이 며 120°C의 온도의조건으로 가열처 리 하였을 때 가장 높은 수율을 나타내 었으며 가열-냉각 회수가 증가할수록 수율이 증가하는 양상을 볼수 있었다. 또한 각 가열-냉각 회수에 나타난 최적 수분함량은 1회의 가열조건에서 최적 수분함량은 70%인 부근이었으며 가열-냉각회 수가 증가할수록 점 차적으로 증가하는 모습을 볼 수 있었다. 호화된 전분은 저장 또는 냉각하는 과정중에 재결정화가 일어나는데 수분함량과 가열온도가 복합적으로 중요한 인자로서 작용하는 것을 의 미 하며 가열온도가 증가할수록 생전분의 입자와 구조가 완전히 파괴되고 지방질이나 아밀로펙틴과 결합하여 있던 아밀로오스가 자유로운상태가 되어 효소반응에 저항을 갖는 결정의 상태로의 재결합을 하게 되기 때문이다(14).
같다. 또한 난소화성 전분의 수율에 대한 이 차다항회 귀곡선에서의 일차다항회 귀(Linear), 이 차다항회 귀 (quadratic), 교차회귀(cross product)의 기여도를 검정한 결과(TabLe 3) 옥수수전 분와 고아밀 로오스 옥수수전 분 모두 일 차다항회 귀 , 이 차다항회귀, 교차회귀순으로 나타났으며 totaL regress는옥수수 전분의 경우 1%, 고아밀로오스 옥수수 전분의 경우는 5% 내에서 유의성의 차이를 나타내었다.
나타내었다. 본 실험조건에서 고아밀로오스 옥수수 전분의 난소화성 전분 생성 최적 제조조건은 6회의 가열-냉각, 20°C의 저장온도, 108°C의 가열온도 및 67%의 수분함량이었으며 생성율은 25% 수준이었다. 난소화성 전분의 제조시 영향을 미치는 순서는 가열-냉각회수, 수분함량, 가열온도, 저장(냉각)온도 순이었다.
아밀로오스 함량이 22%인 일반 옥수수전분과 아밀로오스 함량이 46%인 고아밀로오스 옥수수 전분을 이용하여 난소화성 전분의 제조과정 중 가열온도, 수분함량, 저장온도 및 가열-냉각회수 인자들이 난소화성 전분생성율에 미치는 영향을 반응표면분석 법으로 분석한 결과 고아밀로오스 옥수수 전분이 옥수수 전분에 비하여 높은 난소화성 전분의 생성율을 나타내었다. 본 실험조건에서 고아밀로오스 옥수수 전분의 난소화성 전분 생성 최적 제조조건은 6회의 가열-냉각, 20°C의 저장온도, 108°C의 가열온도 및 67%의 수분함량이었으며 생성율은 25% 수준이었다.
난소화성 전분의 수율에 수분함량, 가열온도, 저장온도, 가열-냉각회수의 영 향 정 도를 분석 하여 본 결과는 TabLe 1과 같다. 옥수수 전분과 고아밀로오스 옥수수 전분 모두 난소화성 전분의 수율에 미치는 영향 정도는 가열-냉각회수>수분함량>가열온도>저장온도의 순으로 나타났으며 가열온도와 저 장온도는 5% 내에서 유의성 차이가 없었다.
2 kgr로 줄어들었다. 옥수수 전분과 고아밀로오스 옥수수 전분겔의 응집성은 각각 0.51 과 0.13이었으며 6회 가열 냉각 후에는 각각 0.11 로 낮아졌으며 가열-냉각 공정의 반복은 경도와 응집성을 감소시키는 결과를 보였다. 탄력성(springiness)에서도 옥수수 전분과 고아밀로오스 옥수수 전분겔은 각각 0.
11 로 탄력성 역 시 낮아졌다. 옥수수 전분과고아밀로오스옥수수 전분겔의 껌성 (gumm- iness)은 각각 3.0 kgi과 0.5 kgi로 나타났으며 6회 가열-냉각 후에는 각각 0.2 kgi과 0.1 kgt로 매우 작은 값을 보였다.
4와 같다. 옥수수 전분의 평 균 크기 는 3.602 pm로 고아밀로오스 옥수수 전분의 2.347 Um보다 크게 나타났으며 6회 가열-냉각 과정 에서 옥수수 전분의 평균 크기는 작아진반면 고아밀로오스 옥수수전분 평균크기는 커졌다. 추출된 난소화성 전분의 평 균입자 크기 는 2.
3과 같다. 옥수수전분의 경 우 수분함량이 70~80%구간이 며 120°C의 온도의조건으로 가열처 리 하였을 때 가장 높은 수율을 나타내 었으며 가열-냉각 회수가 증가할수록 수율이 증가하는 양상을 볼수 있었다. 또한 각 가열-냉각 회수에 나타난 최적 수분함량은 1회의 가열조건에서 최적 수분함량은 70%인 부근이었으며 가열-냉각회 수가 증가할수록 점 차적으로 증가하는 모습을 볼 수 있었다.
이러한 결과는 가열-냉각 과정을 반복하는 동안 열에 의하여 전분으로부터 분리된 당성분의 갈변화 반응이 그 원인이라 생각된다. 추출된 난소화성 전분의 L, a, b 및 /E값은 각각 92.66, -0.46, 6.24 및 6.20으로 6회가열-냉각 후 전분에 비하여 밝은 색상과 노란색상의 감소를보였다. 이는 난소화성 전분의 추출과정에서 사용되는ethanoL 과 증류수에 의하여 색소성분이 제거된 때문으로 사료된다.
5 를 중심으로 이루어졌으며 7 Um 중심으로 언덕을 보여주고 있고 6회 가열-냉각 후 전분에서 6~9 Um를 중심으로 상대적 으로 많은 양을 나타내었다. 추출된 난소화성 전분의 크기분포는 옥수수 전분의 6회의 가열-냉각후와 비슷하였으며 3~5 Um부근의 입자들이 약간 많았다.
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