[논문]야자경화유를 이용한 Interesterification 반응 중의 고체지 함량 변화

신정아; 배상균; 이기택

doi:10.7744/cnujas.2010.37.1.069

야자경화유를 이용한 Interesterification 반응 중의 고체지 함량 변화
Change of solid fat index during interesterification of hydrogenated coconut oil 원문보기

농업과학연구 = CNU Journal of agricultural science, v.37 no.1, 2010년, pp.69 - 72

신정아 (Department of Food Science and Technology, Chungnam National University) , 배상균 (Department of Food Science and Technology, Chungnam National University) , 이기택 (Department of Food Science and Technology, Chungnam National University)

Abstract ▼ AI-Helper

This study explored the solid fat index (SFI) of structured lipids (SLs) synthesized by lipase-catalyzed (Lipozyme TLIM) interesterification using hydrogenated coconut oil (HCO), palm oil (PO) and palm stearin solid (PSS). SLs were produced using three blends of HCO/PO (60:40, w/w), HCO/PSS (40:60 and 60:40, w/w), and HCO/PO/PSS (32:48:18, w/w/w) to find a desirable confectionary fat by monitoring melting and crystallization behaviors of SFI of SLs using differential scanning calorimetry (DSC). SFI of HCO/PSS (60:40) and HCO/PO/PSS (32:48:18) at $25^{\circ}C$ were 70% and 68%, respectively. These results suggest that HCO/PSS (60:40) and HCO/PO/PSS (32:48:18) may be useful as potential SLs of a confectionary fat.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

라우린계 유지인 HCO는 급격한 융점 커브를 가지고 있지만 전체적으로 융점이 낮아 25∼30℃ 에서 대부분 액체유지로 변화하였다(Table 1). 따라서 고체지와 함께 가공함으로써 본래의 급격한 융점 피크를 유지하면서 융점을 상승시켜 제과용 유지로서의 적합성을 DSC 분석을 통한 고체지의 SFI를 비교함으로써 살펴보았다.
2010). 따라서 본 연구에서는 야자경화유와 팜유 계열의 유지를 효소적 에스테르반응을 수행하여 변화되는 고체지 함량을 연구하여 제과용 유지로의 이용을 모색하였다. 고체지 함량 변화는 differential scanning caloriemetry(DSC) 분석을 수행하여 이루어졌다.
본 연구에서는 라우린계 유지인 야자 경화유(HCO)와 팜유 계열의 유지들(PO, PSS)을 효소적 에스테르반응을 수행하여 변화되는 고체지 함량을 연구하여 제과용 유지로의 이용을 모색하였다. Lipozyme TLIM을 촉매로 60℃에서 3시간 동안 반응 후 정제과정을 거쳐 DSC 분석을 수행한 각 재구성지질들의 고체지 함량 변화를 살펴본 결과, HCO40+PSS60은 50℃에서 97%내외의 고체지를 함유하여 물성이 너무 단단하였다.

제안 방법

제과용 유지로의 이용모색을 위한 기초실험으로 기질은 HCO/PO(60:40, w/w)와 HCO/PSS(40:60, 60:40, w/w), HCO/PO/PSS(32:48:18, w/w/w)을 가지고 각 기질들의 무게를 기준으로 효소적 에스테르반응을 수행하였다. Lipozyme TLIM 효소는 총 기질 무게의 10%(w/w)에 해당하는 양을 첨가하였으며, 반응은 60℃, 180 rpm의 shaking water bath에서 3시간 동안 수행하였다. 반응물들은 탈산 및 정제과정을 거친 후, DSC분석을 통하여 얻은 융점으로부터 각 재구성지질들의 solid fat index(SFI) 함량 변화를 살펴보았다.
(A) Melting curves (B) Crystallization curves. SLs were synthesized using Lipozyme TLIM with substrate ratios of HCO/PO(60:40, w/w), HCO/PSS(40:60, 60:40, w/w), and HCO/PO/PSS(32:48:18, w/w/w), respectively.
Solid fat index(SFI)를 측정하기 위하여 DSC(TA Instruments, Model DSC 2010, New castle, USA)분석 기기를 사용하였다. 분석시료 8-10 mg 정도를 알루미늄 팬에 취하였으며, 기준 물질(reference)은 공 시료의 알루미늄 팬을 이용하였다.
분석조건은 80℃에서 10분간 유지하고 -10℃/min의 비율로 -65℃까지 냉각하였다. 다시 10분간 온도를 유지한 후 5℃/min의 비율로 80℃까지 승온하여 융점(melting behavior)과 결정화점(crystallization behavior)을 측정하였다.
반응물들의 유리 지방산 등의 부산물들을 제거하기 위하여 다음과 같은 공정을 수행하였다. 먼저 회분식 반응기에서 생산된 유지를 분별깔대기에 넣고, 유지가 충분히 녹을 수 있는 양의 n-hexane과 지시약으로서 3-4방울의 0.1% phenolphthalein 용액을 첨가하였다. 20% ethanol에 녹인 0.
Lipozyme TLIM 효소는 총 기질 무게의 10%(w/w)에 해당하는 양을 첨가하였으며, 반응은 60℃, 180 rpm의 shaking water bath에서 3시간 동안 수행하였다. 반응물들은 탈산 및 정제과정을 거친 후, DSC분석을 통하여 얻은 융점으로부터 각 재구성지질들의 solid fat index(SFI) 함량 변화를 살펴보았다.
제과용 유지 즉, 코코아버터는 실온에서 단단하고 체온에서 급격히 융해되는 특성을 지니고 있다. 본 연구에서는 HCO/PO(60:40, w/w)와 HCO/PSS(40:60, 60:40, w/w), HCO/PO/PSS (32:48:18, w/w/w)의 기질 비율별 네 종류 재구성지질들의 SFI를 측정하여 25℃내외에서의 고체지 함량을 살펴보았다. 라우린계 유지인 HCO는 급격한 융점 커브를 가지고 있지만 전체적으로 융점이 낮아 25∼30℃ 에서 대부분 액체유지로 변화하였다(Table 1).
제과용 유지로의 이용모색을 위한 기초실험으로 기질은 HCO/PO(60:40, w/w)와 HCO/PSS(40:60, 60:40, w/w), HCO/PO/PSS(32:48:18, w/w/w)을 가지고 각 기질들의 무게를 기준으로 효소적 에스테르반응을 수행하였다. Lipozyme TLIM 효소는 총 기질 무게의 10%(w/w)에 해당하는 양을 첨가하였으며, 반응은 60℃, 180 rpm의 shaking water bath에서 3시간 동안 수행하였다.

대상 데이터

고체지 함량변화 연구를 위한 야자경화유(hydrogenated coconut oil, HCO)는 ㈜일신웰스에서 제공받았으며, 팜정제유(refined palm oil, PO)와 palm stearin(PS)은 S사(Incheon, Korea)로부터 제공받았다. palm stearin 분별유(palm stearin solid, PSS)는 palm stearin을 0℃에서 분별하여 고체지 부분을 얻은 것으로 기질과 용매(acetone)와의 비율은 1:9(w/v)이였다.
palm stearin 분별유(palm stearin solid, PSS)는 palm stearin을 0℃에서 분별하여 고체지 부분을 얻은 것으로 기질과 용매(acetone)와의 비율은 1:9(w/v)이였다. 반응 촉매로는 Thermomyces lanuginose로부터 얻은 Lipozyme TLIM 으로 Novozymes A/S(Krogshoejvej 36, 2880, Bagsvaerd, Denmark)의 제품을 사용하였다. 이외에 기기 분석에 사용된 모든 시약은 분석용 특급시약을 사용하였다.

이론/모형

따라서 본 연구에서는 야자경화유와 팜유 계열의 유지를 효소적 에스테르반응을 수행하여 변화되는 고체지 함량을 연구하여 제과용 유지로의 이용을 모색하였다. 고체지 함량 변화는 differential scanning caloriemetry(DSC) 분석을 수행하여 이루어졌다.

성능/효과

본 연구에서는 라우린계 유지인 야자 경화유(HCO)와 팜유 계열의 유지들(PO, PSS)을 효소적 에스테르반응을 수행하여 변화되는 고체지 함량을 연구하여 제과용 유지로의 이용을 모색하였다. Lipozyme TLIM을 촉매로 60℃에서 3시간 동안 반응 후 정제과정을 거쳐 DSC 분석을 수행한 각 재구성지질들의 고체지 함량 변화를 살펴본 결과, HCO40+PSS60은 50℃에서 97%내외의 고체지를 함유하여 물성이 너무 단단하였다. HCO60+PO40은 25℃와 30℃에서 대략 52%와 28%의 고체지 함량을 나타내었으며 23.
5℃에서 급격한 융점 커브를 나타내었다. 그러나 결정화점 커브에서 57.6℃와 62.5℃의 너무 높은 결정화 온도(발열, exothermic)를 나타내어 제과용 유지로는 부적합함을 확인하였다. HCO60+PO40은 23.
9℃의 발열정점들을 나타내었다. 이러한 결과들로부터 HCO와 적절한 비율의 PO, PSS를 혼합한 HCO32+PO48+PSS18와 HCO60+PSS40의 재구성지질들은 추후 제과용 유지로 활용 가능성이 있음을 확인하였다.

후속연구

2006). 따라서 본 실험에서는 HCO60+PSS40와 HCO32+PO48+PSS18을 분획공정을 통하여 융점이 높은 부분을 제거하면 제과용 유지로 이용이 가능할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	재구성지질의 대표적인 예는 무엇이 있는가?	1998). 재구성지질의 대표적인 예로 저 트랜스 고체지의 합성을 위하여 현미유를 가지고 기능성 지방산의 원료로 공액리놀레산(CLA, conjugated linoleic acid) 혹은 중쇄지방, high oleic sunflower oil 등을 가지고 기능성 저 트랜스 고체지를 합성하였다(Adhikari 등. 2009, Adhikari 등.
	재구성지질이란?	일반적으로 유지(lipids)들은 식물, 동물, 어류 등에서 채취되고 있으며 자연계에 존재하는 유지들 이외에 영양학적 또는 물리적 특성을 개선하기 위하여 재구성 지질(structured lipid, SL)을 합성하고 있다. 재구성지질은 유지(triacylglycerol)의 구성성분인 glycerol backbone에 에스테르 결합되어 있는 지방산들의 위치(sn-1, 2, 3) 및 조성 등을 변화시킨 구조가 재조합된 지질들을 일컫는다(Lee와 Akoh.1998).
	액상유인 palm olein과 고체지인 palm stearin의 각각의 특징과 쓰임은?	2001). Oleic acid의 함량이 비교적 높은 palm olein은 높은 산화안정성을 요구로 하는 튀김유 등에 사용되고 있으며, palmitic acid의 함량이 비교적 높아 비교적 높은 융점을 나타내는 palm stearin은 물성보완을 목적으로 식물유와 혼합하여 사용하고 있다. 야자유(coconut oil)는 중쇄지방인 lauric acid(C12:0)를 45-50% 내외 함유하고 있으며 불포화지방산으로는 oleic acid의 함량이 5-6% 인 전형적인 라우린계 유지이다(Nik Norulaini 등.

참고문헌 (9)

김봉현. 2001. 식용유지 그 이용과 유지식품. p.131-138. 내하출판사.
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Adhikari, P., Shin, J.A., Lee, J.H., Hu, J.N., Zhu, X.M., Akoh, C.C., Lee, K.T. 2010. Production of trans-free margarine stock by enzymatic interesterification of rice bran oil, palm stearin and coconut oil. J. Sci. Food Agric. 90 : 703-711.

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Berger, K.G. 2001. Palm oil. In Gunstone, F.D. (eds) Structured and modified lipids. p.119-153. Marcel Dekker Press, New York.
Kim, J.Y., Lee, K.T. 2009. Characterization of scaled-up low-trans shortening from rice bran oil and high oleic sunflower seed oil with batch type reactor. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 38 : 338-345.

원문보기 상세보기
Lee, K.T., Akoh, C.C. 1998. Structured lipids: Synthesis and applications. Food Rev. Int. 14 : 17-341.

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Nik Norulaini, N.A., Setianto, W.B., Zaidul, I.S.M., Nawi, A.H., Azizi, C.Y.M., Mohd Omar, A.K. 2009. Effects of supercritical carbon dioxide extraction parameters on virgin coconut oil yield and medium-chain triglyceride content. Food Chem. 116 : 193-197.

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Shin, J.A., Akoh, C.C., Lee, K.T. 2010. Enzymatic interesterification of anhydrous butterfat with flaxseed oil and palm stearin to produce low-trans spreadable fat. Food Chem. 120 : 1-9.

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Torbica, A., Jovanovic, O., Pajin, B. 2006. The advantages of solid fat content determination in cocoa butter and cocoa butter equivalent by the Karlshamns method. Eur. Food Res. Technol. 222 : 385-391.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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