색깔이 다른 대서와 보라밸리 감자로부터 전분을 추출하여 수율, amylose, amylopectin 함량비, 팽윤력, 수분결합능 및 X-ray 전분 구조와 같은 전분의 이화학적 특성을 측정하였다. 두 감자간의 amylose와 amylopectin의 함량 비에는 유의적인 차이(p<0.05)가 나타났고 두 감자 모두에서 amylose 함량이 높아 찰성이라기보다는 매성으로 나타났다. X-ray와 주사전자현미경을 통해 입자를 관찰한 결과 대서와 보라밸리의 모양의 차이와 전분 구조의 차이는 보이지 않았다. 대서와 보라밸리 전분의 입도분석 결과, $50\;{\mu}m$ 안에 포함되는 전분입자 크기가 대서는 $45.44\pm2.79%$이며, 보라밸리는 $42.37\pm1.03%$의 분포였다. 대서와 보라밸리 전분의 수분결합능력의 차이는 보이지 않았다. 반면, 팽윤력은 $65^{\circ}C$에서 시작하여 $80^{\circ}C$에서 높은 증가를 보였으며, $90^{\circ}C$에서 보라밸리 전분의 팽윤력보다 대서의 팽윤력이 약 0.3% 정도 높았다. 대서와 보라밸리 전분의 호화도를 측정한 결과 호화 개시온도, 호화절정온도, 호화종결온도에서 대서보다 보라밸리가 높은 온도를 보였다.
색깔이 다른 대서와 보라밸리 감자로부터 전분을 추출하여 수율, amylose, amylopectin 함량비, 팽윤력, 수분결합능 및 X-ray 전분 구조와 같은 전분의 이화학적 특성을 측정하였다. 두 감자간의 amylose와 amylopectin의 함량 비에는 유의적인 차이(p<0.05)가 나타났고 두 감자 모두에서 amylose 함량이 높아 찰성이라기보다는 매성으로 나타났다. X-ray와 주사전자현미경을 통해 입자를 관찰한 결과 대서와 보라밸리의 모양의 차이와 전분 구조의 차이는 보이지 않았다. 대서와 보라밸리 전분의 입도분석 결과, $50\;{\mu}m$ 안에 포함되는 전분입자 크기가 대서는 $45.44\pm2.79%$이며, 보라밸리는 $42.37\pm1.03%$의 분포였다. 대서와 보라밸리 전분의 수분결합능력의 차이는 보이지 않았다. 반면, 팽윤력은 $65^{\circ}C$에서 시작하여 $80^{\circ}C$에서 높은 증가를 보였으며, $90^{\circ}C$에서 보라밸리 전분의 팽윤력보다 대서의 팽윤력이 약 0.3% 정도 높았다. 대서와 보라밸리 전분의 호화도를 측정한 결과 호화 개시온도, 호화절정온도, 호화종결온도에서 대서보다 보라밸리가 높은 온도를 보였다.
Physico-chemical properties of starches from potato cultivars with different colors were investigated. White Atlantic potato had 10% higher starch yield than violet Bora Valley potato. It turned out that the shape and structure of Atlantic and Bora Valley potato starch were the same by mechanical an...
Physico-chemical properties of starches from potato cultivars with different colors were investigated. White Atlantic potato had 10% higher starch yield than violet Bora Valley potato. It turned out that the shape and structure of Atlantic and Bora Valley potato starch were the same by mechanical analysis using X-ray and SEM. The ratio of $50\;{\mu}m$ particle in starches from Atlantic and Bora Valley potato was $45.44\pm2.79%$ and $42.37\pm1.03%$ respectively. The particle size of Atlantic potato starch was less than that of Bora Valley; however, there was no significant difference (p<0.05). As for moisture coupling, there was no difference (p<0.05) between the two potatoes. Swelling power showed a high increase from $65^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The swelling power of Atlantic starch was higher by about 0.3% than that of Bora Valley at $90^{\circ}C$. Since Atlantic has smaller starch particles than Bora Valley, more starch particles are contained in the same size, and hence a difference in swelling power. As a result of measuring the gelatinization of potato starches from Atlantic and Bora Valley, a higher gelatinization start, climax, and complete temperatures occurred at Bora Valley than Atlantic. As for gelatinization enthalpy, Bora Valley starch with a higher gelatinization temperature consumed more energy for gelatinization.
Physico-chemical properties of starches from potato cultivars with different colors were investigated. White Atlantic potato had 10% higher starch yield than violet Bora Valley potato. It turned out that the shape and structure of Atlantic and Bora Valley potato starch were the same by mechanical analysis using X-ray and SEM. The ratio of $50\;{\mu}m$ particle in starches from Atlantic and Bora Valley potato was $45.44\pm2.79%$ and $42.37\pm1.03%$ respectively. The particle size of Atlantic potato starch was less than that of Bora Valley; however, there was no significant difference (p<0.05). As for moisture coupling, there was no difference (p<0.05) between the two potatoes. Swelling power showed a high increase from $65^{\circ}C$ to $80^{\circ}C$. The swelling power of Atlantic starch was higher by about 0.3% than that of Bora Valley at $90^{\circ}C$. Since Atlantic has smaller starch particles than Bora Valley, more starch particles are contained in the same size, and hence a difference in swelling power. As a result of measuring the gelatinization of potato starches from Atlantic and Bora Valley, a higher gelatinization start, climax, and complete temperatures occurred at Bora Valley than Atlantic. As for gelatinization enthalpy, Bora Valley starch with a higher gelatinization temperature consumed more energy for gelatinization.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 짙은 자색을 띠는 신품종인 보라밸리와 대서 감자 전분의 이화학적 특성 분석을 통하여 가공 및 기능성식품 소재로서의 활용가치를 높이기 위한 기초 자료를 제공하고자 본 실험을 실시하였다.
미세구조의 이화학적 특성을 파악하는 또 하나의 방법으로 DSC 분석을 통한 전분-물-열의 작용을 검증하는 것이다. 즉, 전분분자의 미세구조가 붕괴되기 시작하는 시점을 호화개시 온도로써 나타내며, 전분분자의 미세구조를 붕괴시키는데 필요한 에너지를 호화엔탈피로써 표현할 수 있다 (32,33).
제안 방법
5 mL를 혼합하고 증류수로 정용하였고 5분 방치 후 625 nm에서 흡광도를 측정하였다. Amylose와 amylopectin을 사용하여 구한 표준곡선으로부터 각 시료의 amylose 함량을 산출하였다.
Schoch(18)의 방법과 Leach 등(19)의 방법을 변형시켜 65℃, 70℃, 80℃ 및 90℃의 온도에서 팽윤력을 측정하였다. 15 mL 튜브에 감자 전분 가루 100 mg을 취하고 증류수를 가해 10 mL로 현탁시킨 다음 H2O bath를 이용하여 30℃에서부터 각각의 온도까지 1 ℃/min 상승시키고 각 온도에서 30분간 유지시켰다.
감자 분말과 증류수를 1:2의 비율로 하여 시차주사열량계(DSC7, Perkin-Elmer Co., Waltham, MA, USA)를 이용하여 열적 특성을 조사하였다. 이때 온도는 30℃부터 130℃까지 10℃/min의 속도로 가열하였으며, reference는 빈 시료팬을 사용하였다.
감자 전분가루를 100 mesh로 마쇄한 후 particle size analyser(HELOS, Berlin, Germany)를 사용하여 분석하였다. Focal length: 100 mm, beam length: 2.
감자 전분을 100 mesh로 마쇄한 후 150 Å 두께로 금도금을 한 후 주사전자현미경(SEM, S-2380N, Hitachi Ltd., Tokyo, Japan)을 이용하여 15 kV에서 200배로 관찰하였다.
감자 전분을 300 mesh로 마쇄한 후 Owusu-Ansah 등(21)의 방법에 따라 X-ray diffraction meter(D/MAX-2500PC, Rigaku Co., Tokyo, Japan)를 이용하여 target: Cu-Ka, filter: Ni, scanning speed: 5.0°/min의 조건으로 회전각도: 5°부터 40°까지 회절시켜 회절각도에 따른 피크의 위치로부터 결정형을 분석하였다.
15 mL 튜브에 감자 전분 가루 100 mg을 취하고 증류수를 가해 10 mL로 현탁시킨 다음 H2O bath를 이용하여 30℃에서부터 각각의 온도까지 1 ℃/min 상승시키고 각 온도에서 30분간 유지시켰다. 내용물은 실온이 될 때까지 재빨리 얼음물로 냉각시키고, 침전물의 부피와 침전물의 무게로부터 팽윤력을 측정하여 다음 식에 따라 계산하였다.
색깔이 다른 대서와 보라밸리 감자로부터 전분을 추출하여 수율, amylose, amylopectin 함량비, 팽윤력, 수분결합능 및 X-ray 전분 구조와 같은 전분의 이화학적 특성을 측정하였다. 두 감자간의 amylose와 amylopectin의 함량 비에는 유의적인 차이(p<0.
이때 온도는 30℃부터 130℃까지 10℃/min의 속도로 가열하였으며, reference는 빈 시료팬을 사용하였다. 얻어진 흡열피크로부터 호화엔탈피를 구하였고, 호화개시온도(To)와 호화정점온도(Tp), 호화종결온도(Tc)를 분석하였다.
전분이 침지되면 윗물을 버리고 마쇄한 감자에 물을 가하면서 헹구어주는 과정을 3～4회 반복하였다. 전분이 더 이상 침전되지 않을 때까지 반복한 후 침전된 전분을 자연 건조시켜 각종 분석에 사용하였다.
현탁액을 항량한 튜브에 옮기고 증류수로 비커를 세정하면서 50 mL로 정용하여 원심분리(1000 rpm, 30 min) 후 상징액은 제거하고 거꾸로 세워 1분 정도 유지시켰다. 침전된 감자 전분의 무게를 측정하여 감자 전분과의 중량비로부터 다음과 같이 계산하였다.
대상 데이터
감자 전분가루를 100 mesh로 마쇄한 후 particle size analyser(HELOS, Berlin, Germany)를 사용하여 분석하였다. Focal length: 100 mm, beam length: 2.2 mm의 조건으로 입도분석을 실시하였다.
본 실험에 사용한 감자는 2007년 (주)포테이토밸리(Kangwon, Korea)에서 수확한 대서와 보라밸리 품종을 제공받아 받는 즉시 전분을 분리하였고 분리한 전분을 -70℃의 냉동고에 보관하면서 각종 분석에 사용하였다. 감자 무게의 약 10배 정도의 물을 가한 후 잘 마쇄하여 헝겊으로 걸러 감자 전분을 침지시켰다.
데이터처리
본 연구의 결과는 평균±표준편차로 나타내었고, 각 실험군 간의 비교분석은 SAS system(22)을 이용하여 ANOVA 분석 후 α=0.05에서 Duncan's multiple range test를 이용하여 유의성을 검증하였다.
이론/모형
감자전분의 수분결합능력은 Medcalf와 Gilles(20)의 방법에 따라 다음과 같이 실험하였다. 감자 전분가루 2 g을 칭량하여 비커에 취한 후 증류수 30 mL를 가한 다음 1시간 동안 교반하였다.
전분의 amylose, amylopectin 함량은 Williams 등(17)의 방법에 따라 전분 시료와 0.5 N KOH 용액을 완전히 혼합한 후 100 mL volumetric flask로 옮기고 증류수로 정용하였다. 이중 10 mL을 취하여 50 mL volumetric flask로 옮긴 후 0.
성능/효과
05)가 나타났고 두 감자 모두에서 amylose 함량이 높아 찰성이라기보다는 매성으로 나타났다. X-ray와 주사전자현미경을 통해 입자를 관찰한 결과 대서와 보라밸리의 모양의 차이와 전분 구조의 차이는 보이지 않았다. 대서와 보라밸리 전분의 입도분석 결과, 50 μm 안에 포함되는 전분입자 크기가 대서는 45.
대서감자 전분의 평균 입자 크기는 50μm 안에 포함되는 입자 크기가 45.44±2.79%이며, 보라밸리는 42.37±1.03%이었다.
대서와 보라밸리 전분의 입도분석 결과, 50 μm 안에 포함되는 전분입자 크기가 대서는 45.44±2.79%이며, 보라 밸리는 42.37±1.03%의 분포였다.
3% 정도 높았다. 대서와 보라밸리 전분의 호화도를 측정한 결과 호화개시온도, 호화절정온도, 호화종결온도에서 대서보다 보라밸리가 높은 온도를 보였다.
두 감자간의 amylose와 amylopectin의 함량 비에는 유의적인 차이(p<0.05)가 나타났고 두 감자 모두에서 amylose 함량이 높아 찰성이라기보다는 매성으로 나타났다.
전분입자가 동글동글하면서 타원형의 형태를 하고 있는 것으로 나타났고 대서와 보라밸리 전분입자 크기의 차이나 입자분포도의 차이는 없었다. 또한, 전분의 입자들이 깨지거나 손상된 모양을 한 형태도 발견할 수 없었으며 전분의 입자 표면이 매끈하였고, 대서와 보라밸리 전분입자 크기가 비교적 균일하였다. 전분의 입자형태는 채소의 종류에 따라 다르다.
C형은 amylose를 80% 이상의 상대습도와 85～90℃범위에 유지하면 A형 amylose, 실온에 유지하면 B형 amylose가 얻어진다고 하였다(37). 본 연구결과 대서와 보라밸리 전분의 X-ray 회절도 분석결과는 B형으로 나타났다.
03%이었다. 색깔이 다른 감자 전분의 입자 크기는 큰 차이는 보이지 않았지만 보라밸리보다 대서감자 전분 입자크기가 더 작은 경향이었다. 입자의 크기는 이화학적 특성을 변화시켜 제품의 품질에 영향을 미치므로, 입자의 크기를 정확하게 파악하는 것이 가공과정에 있어서 매우 중요하다고 보고되었다(24,25).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전분이란?
식물에서 탄수화물의 저장형태인 전분(澱粉, starch)은 자연에 가장 풍부하게 존재하는 물질 중 하나이다. 전분을 가장 많이 함유하고 있는 부위는 뿌리이며 가장 보편적인 공급원은 쌀, 밀, 옥수수 등의 곡류와 칡, 타피오카, 감자, 고구마 등의 근경, 괴경류와 여러 가지 콩 종류들이다(1,2).
1990년에 국내에서 개발된 감자 중 색깔을 띠는 품종은?
최근 기능성이 함유된 색깔이 진한 과일 및 채소가 건강에 좋다고 알려지면서 감자도 색깔을 띠는 품종이 개발되었다 (9,10). 1999년에 국내에서 육종된 ‘자심’ 품종을 선두로 비교적 진한정도가 강한 새로 육성된 보라밸리 품종이 개발되었다. Kwon 등(11)의 보고에 의하면 감자 과육의 보라색 정도가 진할수록 더 높은 항산화 활성을 나타내고 ‘자심’ 품종보다는‘보라밸리’ 품종의 활성이 높게 나타났다.
감자의 전분보다 옥수수의 전분의 사용이 더 많은 이유는?
3% 이하이다(3). 감자는 주로 포테이토칩, 프렌치프라이 등의 기호식품의 주원료로 사용되고 전분원으로는 저렴하고 구하기 쉬운 옥수수전분의 사용이 더 많다(4). 감자전분의 입자크기는 보통 15～100 μm 정도이며, 입자크기에 따라 성질도 다르다.
참고문헌 (37)
Madsen MH, Christensen DH. 1996. Changes in viscosity properties of potato starch during growth. Starch 48:245-249.
Mitch EL. 1984. Potato starch: production and uses. In Starch: Chemistry and technology. Whistler RL, BeMiller JN, Paschall EF, eds. Academic Press, New York, USA. p 479-490.
Baek MH, Cha DS, Park HJ, Lim ST. 2000. Physicochemical properties of commercial sweet potato starches. Korean J Food Sci Technol 32: 755-762.
Wiesenborn DP, Orr PH, Casper HH, Tacke BK. 1994. Potato starch paste behaviour as related to some physical/chemical properties. J Food Sci 59: 644-648.
Lisinska G, Leszcynski W. 1989. Potato science and technology. Elsevier Applied Science, London, UK. p 16-43.
Kwon OY, Kim HJ, Oh SH, Lee JH, Kim HC, Yoon WK, Kim HM, Park CS, Kim MR. 2006. Nutrient composition of domestic potato cultivars. J East Asian Soc Dietary Life 16: 740-746.
Rhim JW, Kim SJ. 1999. Characteristics and stability of anthocyanidin pigment extracted from purple-fleshed potato. Korean J Food Sci Technol 31: 348-355.
Jeon TW, Cho YS, Lee SH, Cho SM, Cho HM, Chang KS, Park HJ. 2005. Studies on the biological activities and physicochemical characteristics of pigments extracts extracted from Korean purple-fleshed potato. Korean J Food Sci Technol 37: 247-254.
Rodriguez-Saona LE, Giusti MM, Wrolastad RE. 1998. Anthocyanidin pigment composition of red-fleshed potatoes. Food Technol 63: 458-465.
Choi HD, Lee HC, Kim SS, Kim YS, Lim HT, Ryu GH. 2008. Nutrient components and physicochemical properties of new cosmetic potato cultivars. Korean J Food Sci Technol 40: 382-388.
Lee JS, Park SJ, Kim JS, Choi MK, Lim HT, Kang MH. 2009. Physico-chemical characteristics of Atlantic and Bora valley potatoes. Korean J Food Nutr 22: 92-96.
Williams PC, Kuzine FD, Hylnka I. 1970. A rapid colorimetric procedure for estimating the amylose content of starches and flours. Cereal Chem 47: 411-419.
Schoch TJ. 1964. Swelling power and solubility of granules starches. In Methods in Carbohydrate Chemistry. Academic Press, New York, USA. p 106-108.
Leach HW, McCowen LD, Schoch TJ. 1959. Structure of the starch granule. I. swelling and solubility patterns of various starches. Cereal Chem 36: 534-544.
Medcalf DG, Gilles KA. 1965. Wheat starches comparison of physicochemical properties. Cereal Chem 42: 558-568.
Owusu-Ansah J, van de Voort FR, Stanley DW. 1982. Determination of starch gelatinization by X-ray diffractometry. Cereal Chem 59: 167-171.
SAS. 2000. User's Guide. SAS institute, Cary, NC, USA.
Kim HS, Ahn SY. 1994. Gelatinization properties of legume, cereal and potato starches. Korean J Soc Food Sci 10:80-85.
Lee HY, Kum JS. 1999. The effect of the varieties and particle size on the properties of rice flour. Korean J Food Sci Technol 31: 1542-1548.
Rasenack N, Muller BW. 2004. Micron-size drug particles;common and novel micronization technique. Pharm Dev Technol 9: 1-13.
Lee JE, Jun JY, Kang WS, Lim JD, Kim DE, Lee KY, Ko SH. 2008. Effect of particle size on the solubility and dispersibility of endosperm, bran, and husk powders of rice. Food Sci Biotechnol 17: 833-838.
Sandhya RMR, Bhattacharya KR. 1989. Rheology of rice flour pastes: effects of variety, concentration, and temperature, and time of cooking. J Text Studies 20: 127-137.
Tester RF, Morrison WR. 1990. Swelling and gelatinization of cereal starches. I. Effects of amylopectin, amylose, and lipids. Cereal Chem 67: 551-557.
Kim HS, Kang OJ, Yoon KS. 1983. Physicochemical properties of waxy rice starches prepared from three different cultivars. Korean J Agric Chem Soc 2: 211-216.
Beleina A, Varriano-Marston E, Hoseney RC. 1980. Characteristics of starch from pearl millets. Cereal Chem 57: 300-303.
Hizukuri S. 1985. Relationship between the distribution of the chain-length of amylopectin and the crystalline-structure of starch granules. Carbohydr Res 141: 295-306.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.