In this study, we examined the effects of different water activities (Aw: 0.3, 0.5, and 0.8) on the lipid composition and oxidation of wheat flour after 28 days of storage in the dark at $60^{\circ}$C. The lipid content of the flour was 2.7%, and had decreased significantly (p<0.05) at th...
In this study, we examined the effects of different water activities (Aw: 0.3, 0.5, and 0.8) on the lipid composition and oxidation of wheat flour after 28 days of storage in the dark at $60^{\circ}$C. The lipid content of the flour was 2.7%, and had decreased significantly (p<0.05) at the end of the storage period. Decrease in monoacylglycerol and increase in free fatty acids were observed, however, phosphatidic acid, phosphatidylglycerol, and phosphatidylinositiol were not detected after storage. Phosphatidylehtanolamine was more stable than phosphatidylcholine during the dark storage of flour. The flour lipids consisted of palmitic (18%), stearic (1%), oleic (14%), linoleic (63%), and linolenic (4%) acids, and the relative content of linolenic acid decreased after 28 days of storage. The conjugated dienoic acid content of the flour lipid had increased due to lipid oxidation during dark storage. Hydrolysis of neutral lipids and glycolipids, and lipid oxidation, were higher in the flour stored at Aw 0.8 than in the flour stored at Aw 0.3 or 0.5.
In this study, we examined the effects of different water activities (Aw: 0.3, 0.5, and 0.8) on the lipid composition and oxidation of wheat flour after 28 days of storage in the dark at $60^{\circ}$C. The lipid content of the flour was 2.7%, and had decreased significantly (p<0.05) at the end of the storage period. Decrease in monoacylglycerol and increase in free fatty acids were observed, however, phosphatidic acid, phosphatidylglycerol, and phosphatidylinositiol were not detected after storage. Phosphatidylehtanolamine was more stable than phosphatidylcholine during the dark storage of flour. The flour lipids consisted of palmitic (18%), stearic (1%), oleic (14%), linoleic (63%), and linolenic (4%) acids, and the relative content of linolenic acid decreased after 28 days of storage. The conjugated dienoic acid content of the flour lipid had increased due to lipid oxidation during dark storage. Hydrolysis of neutral lipids and glycolipids, and lipid oxidation, were higher in the flour stored at Aw 0.8 than in the flour stored at Aw 0.3 or 0.5.
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문제 정의
또한 수분 활성도와 지질 산화의 관계를 다룬 대부분의 연구들은 단일 지방산으로 구성된 모델시스템을 사용하였으나, 모델시스템에서의 지질 산화는 여러 성분이 복합적으로 존재하는 실제 식품 시스템과는 다른 양상을 보일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수분활성도를 달리하여 저장한 밀가루의 지질 조성 및 산화 정도를 살펴봄으로써 밀가루의 저장 중 품질 개선을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
, Maidstone, Kent, UK)를 깔고 그 위에 밀가루를 잘 펴서 놓은 후 뚜껑을 닫아 밀봉하였다. 밀가루가 들어 있는 데시케이터는 알루미늄 호일로 포장하여 빛을 차단한 후, 60℃의 항온기에서 28일간 저장하였다. 모든 시료는 2회 반복 실험할 수 있도록 준비하였다.
분리된 밀가루 각 지질의 세부 조성ethin layer chromatography(TLC)를 이용하여 분석하였다 (Lee J 등 2000). 즉 각각의 지질을 n-hexane에 녹여 silica gel 60F254 TLC판에 점적하여, 중성지질은 석유에테르-에틸에테르-아세트산 (90:10:1, v/v/v), 당지질은 클로로포름-메탄올-물 (75:25:4, v/v/v), 인지질은 클로로포름-아세톤-메탄올-아세트산-물 (65:20:10:10:3, v/v/v/v)의혼합용액을 포화시킨 전개조에서 전개하였다. 전개를 마친 TLC판은 풍건하고, 5% 황산용액에 10초간 담근 후 건조하여 110℃에서 10분간 발색시켜 표준 지질의 Rf값과 비교하여 동정하였다.
즉 각각의 지질을 n-hexane에 녹여 silica gel 60F254 TLC판에 점적하여, 중성지질은 석유에테르-에틸에테르-아세트산 (90:10:1, v/v/v), 당지질은 클로로포름-메탄올-물 (75:25:4, v/v/v), 인지질은 클로로포름-아세톤-메탄올-아세트산-물 (65:20:10:10:3, v/v/v/v)의혼합용액을 포화시킨 전개조에서 전개하였다. 전개를 마친 TLC판은 풍건하고, 5% 황산용액에 10초간 담근 후 건조하여 110℃에서 10분간 발색시켜 표준 지질의 Rf값과 비교하여 동정하였다. TLC에 의해 분리된 각지질은 imaging densitometer (Biorad, GS-700, Hercules,Calif, USA)를 사용하여 조성을 구하였다.
28일간 저장한 밀가루의 지질 산화는 지방산 조성과 공액 이 중 산값으로 평가하였다. 지방산 조성은 밀가루 지질을 14% BF3-메탄올로 에스테르화시키고 n-헥산으로 추출한 후 기체크로마토그래피법에 의해 지방산 조성을 분석하였다(Lee J 등 2004).
밀가루를 Aw 0.3, 0.5, 또는 0.8, 60℃ 어두운 곳에서28일 동안 저장한 후 지질 조성 및 산화 정도를 살펴보았다. 밀가루에 함유된 총지질, 중성지질, 당지질 및 인지질의 함량은 28일간의 저장에 의해 감소하였고, 중성지질 중 모노아실글리세롤의 감소와 유리지방산의 증가가 뚜렷하였다.
전개를 마친 TLC판은 풍건하고, 5% 황산용액에 10초간 담근 후 건조하여 110℃에서 10분간 발색시켜 표준 지질의 Rf값과 비교하여 동정하였다. TLC에 의해 분리된 각지질은 imaging densitometer (Biorad, GS-700, Hercules,Calif, USA)를 사용하여 조성을 구하였다.
대상 데이터
밀가루는 중력분((쥐대한제분, 인천)으로 인천 소재 수퍼마켓에서 구입하여 사용하였다. 이소옥탄과n-헥산은 J.
Louis, MO, USA)의 제품이었다. Silica gel TLC 판(6OF254) 은 Merck사(Darmstadt,Germany)의 제품을 사용하였다. 그 외 모든 시약은 일급 시 약이 었다.
데이터처리
자료는 통계처리용 소프트웨어인 SAS System(1999) 을 이용하여 던칸의 다중범위 검정 (Duncan's multiple range test)에 의해 분석하였으며 유의수준은 5%이었다.
Different superscript means significant differences among samples at 5% by Duncan's multiple range test.
Different superscript means significant differences among samples stored under different water activity at 5% by Duncan's multiple range test.
이론/모형
Labuza TP 등(1976)의 방법에 의하여 MgC12.6H2O, Mg(NO3)2.6H2O, (NHO2SO4의 포화염용액을 사용하여 각각 수분활성도(Aw)를 0.3, 0.5, 0.8로 조절한 데시케이터 안에 Whatman No. 2 여과지 (Whatman International Ltd., Maidstone, Kent, UK)를 깔고 그 위에 밀가루를 잘 펴서 놓은 후 뚜껑을 닫아 밀봉하였다. 밀가루가 들어 있는 데시케이터는 알루미늄 호일로 포장하여 빛을 차단한 후, 60℃의 항온기에서 28일간 저장하였다.
밀가루의 지질은 Folch J 등(1957)의 방법에 의하여클로로포름과 메탄올의 혼합 용매(2:1, v/v)로 추출한 후 회전진공증발기(Eyela, Tokyo, Japan)를 이용하여 45℃에서 용매를 날려 보낸 후 얻었다. 추출된 밀가루지질(총지질: total lipid, TL) 0.
각 용출액으로부터 회전 진공증발기로 45℃에서 용매를 제거하여, 중성지질, 당지질, 인지질을 얻었다. 분리된 밀가루 각 지질의 세부 조성ethin layer chromatography(TLC)를 이용하여 분석하였다 (Lee J 등 2000). 즉 각각의 지질을 n-hexane에 녹여 silica gel 60F254 TLC판에 점적하여, 중성지질은 석유에테르-에틸에테르-아세트산 (90:10:1, v/v/v), 당지질은 클로로포름-메탄올-물 (75:25:4, v/v/v), 인지질은 클로로포름-아세톤-메탄올-아세트산-물 (65:20:10:10:3, v/v/v/v)의혼합용액을 포화시킨 전개조에서 전개하였다.
평가하였다. 지방산 조성은 밀가루 지질을 14% BF3-메탄올로 에스테르화시키고 n-헥산으로 추출한 후 기체크로마토그래피법에 의해 지방산 조성을 분석하였다(Lee J 등 2004). 기기는 Supelcowax 10 capillary column(30 mx0.
이동 기체인 질소는 5 mL/min2] 속도로 흘려주었고, split ratio는 33:1이었다. 밀가루 지질의 공액이중산값은 Folch J 등(1957)의 방법에 의해 추출한 밀가루 지질을 이소옥탄에 녹인 후AOCS Ti la-64(1990) 에 의해 UV-Visible spectrophoto- meter(HP 8453, Hewlett Packard, Wilmington, DE, USA)를 사용하여 233 nm에서 흡광도를 측정하여 구하였다.
성능/효과
밀가루의 총지질은 팔미트산(18.0%), 스테아르산(1.3%), 올레산(14.1%), 리놀레산(62.5%), 리놀렌산(3.9%) 등으로구성 되 어, 다중불포화지 방산인 리 놀레 산과 리 놀렌산의함량이 66.4%를 차지하였다. 밀가루의 중성지질을 구성하고 있는 주요 지방산은 팔미트산(59.
61 이었다. 그러나 당지질과 인지질은 중성지질에 비해 불포화지방산, 특히 리놀레산과 리놀렌산의 함량이 높고, 포화지방산의 함량이 낮아 U/S ratio가 각각 4.09, 3.08이었다.
지질 함량 및 조성을 보여준다. 밀가루는 Aw 0.3, 0.5, 또는 0.8에서 28일간의 저장에 의해 총 지질함량이 2.71%에서 각각 1.30, 1.31, 또는 1.22%로 감소하였으며, 중성지질, 당지질, 인지질의 함량도 감소하였다. Aw 0.
5에서 저장한 밀가루의 중성지질은 저장 전의 13%, 10% 수준으로 감소폭이 컸다. 당지질과 인지질의 함량은 Aw 0.3에서 저장한 밀가루가 각각 저장 전의 60%, 63%, Aw 0.5에서 저장한 밀가루는 각각 59%, 76% 수준으로 당지질에 비해 밀가루 저장에 의한 감소 폭은 크지 않았다. 이것은 중성지질이 당지질과 인지질에 비해 Aw 0.
이것은 밀가루 중성지질이 TAG(41%), SE (15%), FFA(14%), DAG(24%), MAG(3%)등으로 구성되어있음을 보고한 MacMurray TA와 Morrison WR(1970) 의연구와 비교하여 경향은 유사하나 절대함량에는 차이가 있었는데, 이것은 밀의 품종, 가공에 따른 차이로 보여진다. 60℃에서 28일 동안 밀가루를 저장한 후 중성지 질의조성은 Fig. 1에서 보는 바와 같이 변화하였는데, FFA, TAG의 상대함량은 증가하였고, MAG와 SE의 상대 함량은 감소하였다. 저장된 밀가루의 중성지질 중 FFA의 상대함량 증가는 저장 중 MAG, DAG, TAG의 분해(Noma A와 Borgstom G 1971, Galliard T 1980)로 인한 것으로생각된다.
이와 같은 밀가루 중성지질의 가수분해에는 리파아제와 같은 지질분해효소가 부분적으로 작용했을 것으로생각된다(Ohinata H 등 1997, Tatt SPC와 Gallard T 1988). 또한 Aw 0.8에서 저장한 밀가루는 Aw 0.3 또는 0.5에서 저장한 밀가루에 비해 TAG 감소와 FFA 증가가 크게 나타나 Aw 0.8이 Aw 0.3 또는 0.5보다 중성지질의 분해를 촉진하였음을 암시한다.
밀가루의 당지질은 Fig. 2와 같이 다이갈락토실다이아실글리세롤(digalactosyldiacylgycerol, DGDG), 세레브로사이드(cerebroside), 스테릴글리코시드(sterylglycoside, SG), 모노 갈락 토실 다이 아실 글리 세 롤(monogalactosyldiacylglycerol, MGDG), 스테릴글리코시드 에스테르(stetylglycoside ester, SGE)로 구성되었으며, SGE(46%), DGDG(24%), MGDG(8%)가 주된 성분이었다. 이러한 조성은 HPLC를 사용하여 밀가루의 극성지질을 분석한 Papantonious E 등(2001) 의 결과와 일치하였다.
이러한 조성은 HPLC를 사용하여 밀가루의 극성지질을 분석한 Papantonious E 등(2001) 의 결과와 일치하였다. 밀가루를 60℃ 어두운 곳에서 28 일 동안 저장했을 때 Aw에 관계없이 모든 밀가루의 SGE와 DGDG의 상대함량은 감소하였으며, MGDG, SG, cerebroside는 증가하는 경향을 보였다. 이것은 밀가루의저장 중 SGE와 DGDG가 MGDG에 비해 쉽게 분해되었음을 나타낸다.
05). 밀가루를저장한 수분활성도는 몇몇 지방산의 상대함량에 유의한 영향을 주었는데, 특히 Aw 0.8에서 저장한 밀가루의 리놀렌산의 상대함량 감소는 유의하게 컸다 (p<0.05). 저장에 의해 밀가루에서 감소한 리놀렌산과는 달리 팔미트산의 상대 함량은 28일간의 저장에 의해 저장 전 밀가루 수준의 112~114%로 유의하게 증가하여 리놀렌산에 대한 팔미트산의 함량비(P/Ln ratio) 는 4.
05). 저장에 의해 밀가루에서 감소한 리놀렌산과는 달리 팔미트산의 상대 함량은 28일간의 저장에 의해 저장 전 밀가루 수준의 112~114%로 유의하게 증가하여 리놀렌산에 대한 팔미트산의 함량비(P/Ln ratio) 는 4.6에서 7.4~7.5로 유의하게 증가하였다(p<0.05). P/Ln 비율의 증가는 지질이 산화될 때 흔히 발견되는 현상으로 리놀렌산과 같은 다중불포화지방산은 팔미트산 등의 포화지방산에 비해 자동산화속도가 높은 데서기인한다(Choe E 등 2005).
밀가루의 P/Ln 비율은 밀가루가 저장된 수분활성도에 따라 차이를 나타냈다. Aw 0.8에서 저장된 밀가루는 다른 수분활성도에서 저장한 밀가루보다 높은 값을 보여, Aw 0.3 또는 0.5에서보다는 Aw 0.8에서 밀가루의 지질 산화가 더 잘 일어남을 암시하였다.
86%이었으나, 저장에 의해 그 값은 증가하였다. Aw 0.3과 0.5에서 저장한 밀가루의 CDA값은 저장 전과 비교하여 28일간의 저장 후 각각 1.66, 1.74%로 유의하게 증가하였다 (p<0.05). 밀가루의 저장 후 CDA값이 증가한 것은 저장에 의한 밀가루 유지의 산화에 부분적으로 기인한다.
58% 이었다. 이것은 밀가루 유지 중 공액이중결합을 생성할 수 있는 리놀레산과 리놀렌산의 함량이 1.28%이었으나 저장 중 진행된 지질산화로 인하여 절대함량이 감소함으로써 공액이중결합의 생성이 제한되어 저장 초기 CDA값이 증가하다가 감소하는 결과를 나타냈을 것으로 사료된다. 밀가루 유지의 CDA값의 이러한 변화는 Aw 0.
8, 60℃ 어두운 곳에서28일 동안 저장한 후 지질 조성 및 산화 정도를 살펴보았다. 밀가루에 함유된 총지질, 중성지질, 당지질 및 인지질의 함량은 28일간의 저장에 의해 감소하였고, 중성지질 중 모노아실글리세롤의 감소와 유리지방산의 증가가 뚜렷하였다. 또한 28일의 저장에 의해 밀가루의 포스파티 드산, 포스파티 딜 글리 세 롤, 포스파티 딜 이 노시톨은 완전히 소실되 었고, 포스파티딜에탄올아민이 포스파티딜콜린에 비해 안정하였다.
또한 28일의 저장에 의해 밀가루의 포스파티 드산, 포스파티 딜 글리 세 롤, 포스파티 딜 이 노시톨은 완전히 소실되 었고, 포스파티딜에탄올아민이 포스파티딜콜린에 비해 안정하였다. 밀가루 지질은 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산으로 구성되었으며, 저장에 의해 리놀렌산은 유의하게 감소하고 팔미트산은 증가하였으며, 밀가루 유지 산화로 인하여 공액이중산값은 증가하였다. Aw 0.
밀가루 지질은 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산으로 구성되었으며, 저장에 의해 리놀렌산은 유의하게 감소하고 팔미트산은 증가하였으며, 밀가루 유지 산화로 인하여 공액이중산값은 증가하였다. Aw 0.3 또는 0.5 에서 저장한 밀가루에 비해 Aw 0.8에서 저장한 밀가루에서 중성지질과 당지질의 가수분해가 높았으며, 지방산 조성 변화 및 공액이중산값으로 평가한 지질의 산화도 더 높았다.
참고문헌 (30)
AACC. 1994. Approved Methods of the AACC. 8th ed. Method 54-21, Method 76-30A. American Association of Cereal Chemists, St. Paul, MN. U.S.A
AOCS. 1990. Official Methods and Recommended Practices of the American Oil Chemists' Society. 4th ed. Method Ti la-64. American Oil Chemists' Society, Champaign, IL. U.S.A
Arya SS, Parihar DB. 1980. Effect of moisture and temperature on storage changes in lipids and carotenoids of atta (wheat flour). Nahrung 25(2):121-126
Castello P, Potus J, Baret JL, Nicolas J. 1999. Effects of mixing condition and wheat flour dough composition on lipid hydrolysis and oxidation levels in the presence of exogenous lipase. Cereal Chem 76(4):476-482
Choe E, Lee J, Min DB. 2005. Chemistry for oxidative stability of edible oils. pp.558-590. In: Healthful lipids. Akoh CC, Lai OM (eds). AOCS Press. Champaign, IL. U.S.A
Chung J, Lee Y, Choe E. 2006. Effects of sesame oil addition to soybean oil during frying on the lipid oxidative stability and antioxidants contents of the fried products during storage in the dark. J Food Sci 71(3): C222-C226
Erickson MC. 2002. Chemistry and function of phospholipids. pp.41-62. In: Food lipids: Chemistry, nutrition, and biotechnology. Akoh CC, Min DB (eds). Marcel Dekker Inc. New York, NY. U.S.A
Folch J, Lees M, Sloane-Stanley GH. 1957. A simple method for the isolation and purification of total lipid from animal tissue. J Biol Chem 226(1):497-502
Galliard T. 1980. Degradation of acyl lipids: Hydrolytic and oxidative enzymes. Vol 4. pp.85-116. In: The Biochemistry of plants: A comprehensive treatise. Stumph PK, Conn EE (eds). Academic Press. New York, NY. U.S.A
Iwona K, Jerzy D. 2004. Changes of chemical composition and dough rheology in two fractions of sieve-classified polish spring wheat flour. Nahrung 48(2):110-115
Labuza TP. 1980. The effect of water activity on reaction kinetics of food deterioration. Food Tech 34(4):36-42
Lee J, Kim M, Choe E. 2004. Effects of carrot powder in dough on the lipid oxidation and carotene content of fried dough during storage in the dark. J Food Sci 69(5):C411-C414
Lee Y, Lee J, Choe E. 2006. Effects of flour storage conditions on the lipid oxidation of fried products during storage in the dark. Food Sci Biotechnol 15(3):399-403
Maloney JF, Labuza TP, Wallace DH, Karel M. 1966. Autoxidation of methyl linoleate in freeze dried model systems. 1. Effect of water on the autocatalyzed oxidation. J Food Sci 31(6):878-884
Naz S, Siddiqi R, Sheikh H, Sayeed SA. 2005. Deterioration of olive, corn and soybean oils due to air, light, heat and deep-frying. Food Res Int 38(2):127-134
Ohinata H, Karasawa H, Muramatsu N, Ohike T. 1997. Properties of buckwheat lipase and depression of free fatty acid accumulation during storage. J Jpn Soc Food Sci Technol 44(8):590-593
Rouser G, Krichevsky G, Simon G, Nelsen GJ. 1967. Quantitative analysis of brain and spinach leaf lipids employing silicic acid column chromatography and acetone for elution of glycolipids. Lipids 2(1):37-42
SAS Institute, Inc. 1999. SAS/STAT User's Guide, Version 8.02nd. Statistical Analysis System Institute, Cary, NC. U.S.A
Shin MG, Yoon SH, Rhee JS, Kwon TW. 1986. Correlation between oxidative deterioration of unsaturated lipid and n-hexanal during storage of brown rice. J Food Sci 51(2):460-463
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