효소류의 떡 노화에 미치는 영향을 검토하였다. DSC 열특성의 검토에서 호화개시온도는 GP(glucoamylase+pullulanase)로 처리한 경우가 71.1$^{\circ}C$로 가장 낮고 그 다음이 $\beta$-amylase, $\alpha$-amylase 순이었다. 또 호화최대온도는 효소 처리한 것이 대조구에 비해서 대부분 낮은 편이었으며 그 중 GP처리한 것이 가장 낮은 것으로 나타났다. 또 떡의 용융 enthalpy는 GP, $\beta$-amylase, $\alpha$-amylase 순으로 증가하였으며 GP의 용융 enthalpy값이 다른 경우보다 많이 낮게 나타났다. 재결정도는 GP의 값이 크게 낮은 것으로 나타났다. Avrami exponent(n)는 0.90 ∼ 1.20 범위에 있었으며 노화속도의 시간상수 1/k은 GP, $\beta$-amylase, $\alpha$-amylase, Control의 순이었다. 효소류를 첨가한 떡의 조직감은 대조구에 비해서 차이를 보였으며 종류별 효과는 GP, $\beta$-, $\alpha$-amylase의 순으로 나타났다. L＊ 값은 $\beta$-amylase를 제외하고는 모두 감소하고 a＊ 값은 효소간 5% 수준에서 유의차를 나타내었다. b＊ 값의 경우는 GP는 청색 방향으로, $\beta$-, $\alpha$-amylase는 반대인 황색 방향으로 변하였다. 효소 처리한 떡의 관능검사는 효소 처리한 것이 대조구보다 다소 높은 값을 나타내어 좋은 관능성을 보여주었다.
효소류의 떡 노화에 미치는 영향을 검토하였다. DSC 열특성의 검토에서 호화개시온도는 GP(glucoamylase+pullulanase)로 처리한 경우가 71.1$^{\circ}C$로 가장 낮고 그 다음이 $\beta$-amylase, $\alpha$-amylase 순이었다. 또 호화최대온도는 효소 처리한 것이 대조구에 비해서 대부분 낮은 편이었으며 그 중 GP처리한 것이 가장 낮은 것으로 나타났다. 또 떡의 용융 enthalpy는 GP, $\beta$-amylase, $\alpha$-amylase 순으로 증가하였으며 GP의 용융 enthalpy값이 다른 경우보다 많이 낮게 나타났다. 재결정도는 GP의 값이 크게 낮은 것으로 나타났다. Avrami exponent(n)는 0.90 ∼ 1.20 범위에 있었으며 노화속도의 시간상수 1/k은 GP, $\beta$-amylase, $\alpha$-amylase, Control의 순이었다. 효소류를 첨가한 떡의 조직감은 대조구에 비해서 차이를 보였으며 종류별 효과는 GP, $\beta$-, $\alpha$-amylase의 순으로 나타났다. L＊ 값은 $\beta$-amylase를 제외하고는 모두 감소하고 a＊ 값은 효소간 5% 수준에서 유의차를 나타내었다. b＊ 값의 경우는 GP는 청색 방향으로, $\beta$-, $\alpha$-amylase는 반대인 황색 방향으로 변하였다. 효소 처리한 떡의 관능검사는 효소 처리한 것이 대조구보다 다소 높은 값을 나타내어 좋은 관능성을 보여주었다.
In this study, enzymes were investigated as an antistaling agent for a Korean rice cake. Thermograms by a DSC demonstrated that the gelatinization-onset temperature of the Korean rice cake was at its lowest temperature of 71.1$^{\circ}C$ with the GP (glucoamylase+pullulanase) treatment, f...
In this study, enzymes were investigated as an antistaling agent for a Korean rice cake. Thermograms by a DSC demonstrated that the gelatinization-onset temperature of the Korean rice cake was at its lowest temperature of 71.1$^{\circ}C$ with the GP (glucoamylase+pullulanase) treatment, followed by $\beta$-amylase and $\alpha$-amylase. The gelatinization peak temperature of the Korean rice cake with enzyme treatment was relatively lower compared to the control. Furthermore, the Korean rice cake with GP treatment showed the lowest peak temperature. Melting enthalpy of the Korean rice cake increased with the enzyme treatment, with $\beta$-amylase, followed by $\alpha$-amylase and GP. Melting enthalpy of the Korean rice cake with GP treatment was significantly lower compared to the $\beta$- and $\alpha$-amylase treatment. Recrystallinity in the case of GP treatment was also significantly lower than control. The range of Avrami exponent (n) was 0.90 ∼ 1.20 and the time constant of retrogradation (1/k) of the Korean rice cake crystalline decreased in the following order: GP, $\beta$-, $\alpha$ -amylase and control. Textural characteristics of the Korean rice cake with enzyme treatment differed greatly from that of control. The L＊ values of all the Korean rice cakes made without $\beta$-amylase decreased and the a＊ values were significantly different at p<0.05. The GP treatment altered the b＊ value toward blue color, whereas $\beta$-and $\alpha$-amylase changed to the direction to yellow color. In sensory evaluation, the Korean rice cake with enzyme treatment showed higher evaluation compared to control.
In this study, enzymes were investigated as an antistaling agent for a Korean rice cake. Thermograms by a DSC demonstrated that the gelatinization-onset temperature of the Korean rice cake was at its lowest temperature of 71.1$^{\circ}C$ with the GP (glucoamylase+pullulanase) treatment, followed by $\beta$-amylase and $\alpha$-amylase. The gelatinization peak temperature of the Korean rice cake with enzyme treatment was relatively lower compared to the control. Furthermore, the Korean rice cake with GP treatment showed the lowest peak temperature. Melting enthalpy of the Korean rice cake increased with the enzyme treatment, with $\beta$-amylase, followed by $\alpha$-amylase and GP. Melting enthalpy of the Korean rice cake with GP treatment was significantly lower compared to the $\beta$- and $\alpha$-amylase treatment. Recrystallinity in the case of GP treatment was also significantly lower than control. The range of Avrami exponent (n) was 0.90 ∼ 1.20 and the time constant of retrogradation (1/k) of the Korean rice cake crystalline decreased in the following order: GP, $\beta$-, $\alpha$ -amylase and control. Textural characteristics of the Korean rice cake with enzyme treatment differed greatly from that of control. The L＊ values of all the Korean rice cakes made without $\beta$-amylase decreased and the a＊ values were significantly different at p<0.05. The GP treatment altered the b＊ value toward blue color, whereas $\beta$-and $\alpha$-amylase changed to the direction to yellow color. In sensory evaluation, the Korean rice cake with enzyme treatment showed higher evaluation compared to control.
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문제 정의
또 본 연구에서는 주관적으로 관능성을 보다 정확하게 측정 하기 위하여 관능능력 평가를 통과한 사람(Spearman의 순위상관계수 0.85이상)을 관능검사요원으로 선발, 측정하게하여 재현성을 높였다. 관능적 평가내용은 떡의 상품성을 고려하여 색깔(color), 맛(taste), 표면끈기 (cohesiveness), 경도 (hardness), 점 탄성 (viscoelasticity), 그리고 전반적인 기호성(overall acceptability) 등을 7점 채점법(7점: 매우 양호, 1 점: 매우 나쁨)으로 하여 3회 평균값을 떡의 관능특성을 서술적으로 묘사한 정 량적 특성 묘사시험 법 (quantitative description analysis, QDA)을 이용하여 도해하였다.
된다. 본 연구팀은 전분의 노화로 인해 품질에 많은 문제점을 부여하고 있는 가공품 중 가래 떡 에 관한 연구를 계속적으로 수행하면서 아직도 해결되지 않고 있는 노화도를 저하시키기 위해 고분자 전분을 분해시킬 수 있는 효소류를 대상으로 떡의노화관계를 검토하였다(12-14, 18-20). 그 이유는 효소류는전분의 결합을 분해시켜 고분자를 저분자화하고 저분자화된분자간의 상호 반응에 거의 관여 하지 않으므로 분자간의 재결합과 수분의 유리 를 방지 하여 이론적으로 분자간 응집 현상을 억제하는데 관여하기 때문이다.
효소류의 떡 노화에 미치는 영향을 검토하였다. DSC 열특성의 검토에서 호화개 시온도는 GP(glucoamylase + pullu- lanase)로 처리한 경우가 71.
제안 방법
노화도 측정은 열특성을 이용하였는데 시차주사열량기 (DSC, differential scanning calorimeter, 2910 module, TA Insturments, Inc., USA)를 이용하였다. 시차주사열량기를 이용한 떡의 열특성은 떡을 10 mg으로 절단하여 알루미늄시료팬에 넣고 2시간동안 방치하여 시료를 균일하게 한 후 10℃/ min의 가열속도로 20℃에서 180℃까지 가열하여 호화개시온도, 최고호화온도와 용융enthalpy를 결정하였다(21).
그 이유는 효소류는전분의 결합을 분해시켜 고분자를 저분자화하고 저분자화된분자간의 상호 반응에 거의 관여 하지 않으므로 분자간의 재결합과 수분의 유리 를 방지 하여 이론적으로 분자간 응집 현상을 억제하는데 관여하기 때문이다. 따라서 효소류의 떡 노화에 미치는 영향을 검토하기 위하여 객관적 기계적 측정을비롯하여 주간적 관능성과 표면의 색깔, 시 차주사열량기를이용한 저장 중의 전분 재결정 정도, 용융면적의 변화, Avra- mi식을 이용한 노화속도 등을 측정하여 최정적으로 효소의노화억제 여부를 검토하였다.
calorimeter)를 이용하였다. 떡 에 대한 DSC 열적특성 에 미 치 는 효소의 영향을 검 토하기 위하여 DSC의 흡열곡선상에 나타나는 호화개시온도(To: onset temperature), 최 대호화온도(Tp: peak temperature), 그리고 용융엔탈피 를검토하였다. DSC 열특성은 전분과 같은 중합체의 용융이나결정성의 변화같은 물리적 상태의 변화와 분자수준의 반응에서 생기는 열의 수지 즉 흡.
관능적 평가내용은 떡의 상품성을 고려하여 색깔(color), 맛(taste), 표면끈기 (cohesiveness), 경도 (hardness), 점 탄성 (viscoelasticity), 그리고 전반적인 기호성(overall acceptability) 등을 7점 채점법(7점: 매우 양호, 1 점: 매우 나쁨)으로 하여 3회 평균값을 떡의 관능특성을 서술적으로 묘사한 정 량적 특성 묘사시험 법 (quantitative description analysis, QDA)을 이용하여 도해하였다. 떡 의 표면 색깔은 떡을 저장할 때 탈수로 인한 조직의 비틀림과 함께 상품으로 문제가 되고 있으므로 색도를 분석하였다. 색도는 색차계 (Color Reader, CR-10, Minolta Co.
Baker와 Rayas-Duarte(3)는 glucose, sucrose, fructose 등과 같은 당류를, Wang과 Jane (4)은 glucose, fructose, maltose, sucrose, maltodextrin 등을, Shin 등⑸은 당알콜류를, Kwon과 Kim⑹은 유지류를, Kang 등⑺은 식이섬유류를, Mun 등⑻과 Jang 등⑼은 유화제를, Son 등(10)은 올리고당을, Sohn과 Lee(ll)는 효소류 등을 사용하여 떡의 노화를 방지하였다. 또 떡에 탄수화물류 (dextrin, syrup, glucose, sucrose, 12), starch acetate, hy- droxyprophyl starch 등 변형 전분(13), carrageenan, agar 등 hydrocolloids(14), vegetable hydrolysis protein(12) 등을 첨가하기도 하였으며 찰보리가루(15), octenyl starch, sodium succinate와 maltose, maltotetraose, isomalto oligosaccharide (16), polyphosphate용액 첨가(17) 등으로 문제를 해결하고자 하였다. 특히 인지질이나 유화제, 계면활성제 등의 아밀로오스, 아밀로펙틴과의 복합체를 형성 또는 가수분해에 의한 노화 억 제 등은 일부 떡류의 굳기를 해결하는데 영향을 주는 것으로 알려져 있지만 이 경우에도 당류의 역할을 병용하여야 하였다.
보통 Av- rami지수가 1로 나타나면 전분 결정화과정에서 결정 핵이 생성된 후 막대기모양으로 결정이 성장한다고 하는데(30) 본연구에서도 전분의 노화가 결정 때문에 일어남을 짐작할 수 있다. 또 떡의 노화속도를 결정하기 위하여 log{-ln(EL-Et)/ (E「E。)} vs log t의 관계를 이용하여 노화속도상수 k값과 노화 속도의 시간상수 1/k값을 결정하였다. Avrami 이론에 따르면 전분분자들의 결정형성은 매우 불안정하지만 결정이 형성되면 결정은 성장하고 그 결과 전분의 노화가 점진적으로 일어난다고 하였다.
DSC 열특성은 전분과 같은 중합체의 용융이나결정성의 변화같은 물리적 상태의 변화와 분자수준의 반응에서 생기는 열의 수지 즉 흡.발열반응의 enthalpy를 정량적으로 측정하여 전분의 호화와 노화과정 정도를 열역학적으로 해석한 것이다. 따라서 열특성은 떡의 전분구조를 주축으로 하는 다양한 결합력의 열에 대한 절단 또는 붕괴정도를추측하는데 이용하는데 이 변화를 통해 수분과 전분분자간의 수소결합의 열반응에 대한 정보도 얻을 수 있다.
, USA)를 이용하였다. 시차주사열량기를 이용한 떡의 열특성은 떡을 10 mg으로 절단하여 알루미늄시료팬에 넣고 2시간동안 방치하여 시료를 균일하게 한 후 10℃/ min의 가열속도로 20℃에서 180℃까지 가열하여 호화개시온도, 최고호화온도와 용융enthalpy를 결정하였다(21). 재결정도(recrystallinity, %)는 떡의 초기 용융 enthalpy에 대하여재결정한 떡의 용융enthalpy를 고려하여 다음과 같이 결정하였다끄, 23).
있다(25). 우선 효소처리한 떡의 경시적 변화를 굳기변화로 측정하여 이를 근거로 노화특성을 결정하였다(Fig. 5, Fig. 6, Table 1). 첫째 Avrami 식으로부터 Avrami지수(n)를구하였다.
대상 데이터
떡의 제조 원료는 시중에서 사용되고 있는 멥쌀(아끼바레겨] , 한림 농협 쌀)을 사용하고 효소제 재는 내 열성 a -amy- lase(activity 120 KNU/g, Termamyl 120LtypeLS, Novo Nordisk, Denmark), 이 열성 P-amylase(activity 1,500 DP'VmL, Spezyme BBA1500, Genenco International Co., USA), 복합 내 열성 효소인 glucoamylase + pullulanase(GP, activity 180 U/g as a glucoamylase, Ultradex™ 990CR, Enzyme Biosystem Co., USA) 등을 사용하였다. 효소류를 사용한 것은 저장 중 효소의 전분결합에 대한 분해여부가 노화에 영향을 미칠 것으로 생각되었는데 첨가량은 효소별로 다르게 팽윤전 쌀 함량에 대하여 a-amylase는 0.
데이터처리
색깔의 변화를 알기 쉽게이해하기 위하여 색깔변화율을 결정하였는데 이것은 4일간의 색깔변화를 처음 값으로 나눈 것을 백분율로 나타내었다. 실험결과의 통계처리는 SPSS로 하였으며 효소종류를 달리하여 분산분석으로 시료간 유의성을 분석하였다.
이론/모형
85이상)을 관능검사요원으로 선발, 측정하게하여 재현성을 높였다. 관능적 평가내용은 떡의 상품성을 고려하여 색깔(color), 맛(taste), 표면끈기 (cohesiveness), 경도 (hardness), 점 탄성 (viscoelasticity), 그리고 전반적인 기호성(overall acceptability) 등을 7점 채점법(7점: 매우 양호, 1 점: 매우 나쁨)으로 하여 3회 평균값을 떡의 관능특성을 서술적으로 묘사한 정 량적 특성 묘사시험 법 (quantitative description analysis, QDA)을 이용하여 도해하였다. 떡 의 표면 색깔은 떡을 저장할 때 탈수로 인한 조직의 비틀림과 함께 상품으로 문제가 되고 있으므로 색도를 분석하였다.
본 연구는 보다 확실한 노화정도를 측정 하기 위하여 경도를 측정한 자료를 Avrami식에 적용하여(24, 25) 저장 중의노화속도를 산출하였는데 그 식은 다음과 같다.
성능/효과
62%로 사용하였다. =L 이유는 a-, (3-amy- lase를 GP와 같은 양 첨가하였을 경우 P-amylase 첨가 떡의 경우 떡이 너무 물러서(水樣化) 조직 측정이 불가능하여 첨가량을 1/2로 줄였으며, a-amylase의 경우는 떡의 조직이 완전히 녹은 상태로 변하므로 첨가 농도만을 검토한 결과 0.0004 %가 적당한 것으로 판정되어 최종적으로 첨가량을 결정하였다.
9). 검성은 뭉치는 성질 즉 존득존득함을 나타내는 조직감으로 경도와 응집 성 과 관련이 있는데 GP, P-, a -amylase 의 처리 순으로 경시적으로 감소하였다(Fig. 10). 그러나 GP와 amylase를 처리한 떡은 a-amylase나 대조구에 비해존득존득함이 경시적으로 크게 낮아지지는 않았다.
b*값의 경우는 대부분의 샘플들이 변하였는데 GP는 청색방향으로, p-, a- amylase는 반대인 황색방향으로 변하였다. 결론적으로 효소종류에 따른 색깔변화는 유의 적 인 차이를 나타내었다. 이와같은 결과로 미루어 효소처리한 떡은 색깔의 변화에 많이 민감한 것으로 나타났는데 이것은 효소에 의한 환원당의 증가와 수분활성도의 감소, 공기와 떡 표면간의 직접 접촉 등이원인인 것으로 보고 있다.
1은효소를 처리한 떡의 효소떡의 호화개시온도를 나타낸 것이다. 그 결과 호화개 시온도는 GP(glucoamylase+pullulanase) 의 경우가 71.1℃로 가장 낮고 그 다음이 amylase, a -amylase 순이었다. 그렇지 만 GP를 제외하고는 호화개시온도에크게 차이를 보이진 않았다.
2). 대조구에 비해서 대부분 호화최대온도가 낮은 편인데 그 중 GP처리한것이 가장 낮은 것으로 나타났다. 이것은 GP처리한 것이 이열적(易熱的) 성질을 가지고 있기 때문에 호화된 후 전분분자들의 구조가 급격히 약화된 것으로 해석된다.
따라서 a -amylase(0.0004%) P-amylase(0.31%), GP (0.62%)를 첨가하여 조직감을 측정한 결과 경도는 무첨가 대조구와 비교했을 때 GP를 첨가한 경우가 가장 부드러운 조직 을 가졌고 그 다음은 P~, a-amylase의 순위 였다(Fig. 7). 응집 성은 대조구와 비교했을 때 B-amylase와 GP는 크게 변하지 않았으나 a-amylase를 첨가한 경우에는 크게 변하여대조구와 큰 차이를 나타내었다(Fig.
1℃로 가장 낮고 그 다음이 0- amylase, a -amylase 순이었다. 또 호화최대온도는 효소 처리한 것이 대조구에 비해서 대부분 낮은 편이었으며 그 중 GP처리한 것이 가장 낮은 것으로 나타났다. 또 떡의 용융 enthalpy는 GP, f-amylase, a -amylase 순으로 증가하였으며 GP의 용융enthalpy값이 다른 경 우보다 많이 낮게 나타났다.
또 Shibuya와 Iwasaki(33) 도 효소를 이용하여 쌀의 배 유세 포벽 을 부분적 으로 파괴 하면떡의 경도가 감소하고 점 착성이 증가하여 노화를 방지할 수있다고 하였다. 본 연구에서는 효소류를 첨가한 떡의 조직 감이 대조구에 비해서 차이를 나타내었으며 종류별 효과는 GP, P~, a -amylase의 순으로 나타났다.
이와 같이 저장 중에 일어나는 떡의 색깔 변화는 복합적인 원인에 의해서 일어나므로 간접적인 노화상태를 판단할 수 있는 자료가 된다. 본 연구에서의 결과 (Table 2)를 보면 L*값은 阡amylase를 제외하고는 모두 감소하는 것으로 나타났다. 특히 GP 처리한 것은 색깔이 다소어둡게 나타났다.
5x1 cm로 절단하여 직경이 5 cm인 원통형 plunger를 이용하여 force-time curve# 얻고 경도(hardness, 또는 견고성 ), 탄력성 (springness>), 응집 성 (cohesiveness), 검성 (gumminess), 씹힘성 (chewiness) 등을 구하였다. 실험결과는 경시적인 조직감 변화를 쉽게 이해하기 위하여 조직 변화율(change rate of texture)로 표시 하였는데 조직변화율은4일간의 조직분석치의 차이를 처음 조직분석치로 나눈 값을 백분율 %로 나타내었다.
떡을 만든 직후는 모두 좋은 관능성을 나타내었으나시 간이 지 날수록 떡의 관능적 가치 는 변하였다. 우선 control 은 저장 4일 후 색깔, 맛, 점조성, 굳기, 점탄성, 전체 기호도가모두 격감하였으나 효소처 리한 것은 control보다 다소 높은값을 나타내어 효소처리한 떡 이 관능성을 높여주는 것으로생각되었다. 그 중 GP로 처리한 것은 경시적으로 큰 변화를나타내지 않았고 그 다음은 P-amylase의 순이었다.
20 범위에 있었으며 노화 속도의 시 간상수 1/ke GP, S-amylase, a -amylase, Control의 순이었다. 효소류를 첨가한 떡의 조직 감은 대조구에 비 해서 차이를 보였으며 종류별 효과는 GP, P-, a-amylase의 순으로 나타났다. L*값은 B-amylase를 제외하고는 모두 감소하고 a*값은 효소간 5% 수준에서 유의 차를 나타내었다.
b*값의 경 우는 GP는 청 색 방향으로, P-, a-amylase는 반대 인 황색 방향으로 변하였다. 효소처리한 떡의 관능검사는 효소 처리한 것이 대조구보다 다소 높은 값을 나타내어 좋은 관능성을 보여주었다.
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