고구마의 가공공정(절단, 성형, 세척) 중 발생하는 고구마 가공슬러지로부터 고구마전분을 회수하여 전분소재로서의 활용가능성을 재고하기 위해 회수된 고구마전분들의 물리화학적 특성을 조사하였고 고구마 가공 슬러지의 냉동저장에 따른 고구마전분의 특성 변화를 비교하였다. 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 전분들의 총전분 함량은 94.1-95.6%의 범위에 있었으나 겉보기 아밀로오스와 인 함량은 냉동 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 고구마 전분이 다른 전분들에 비해 유의적으로 낮았다. 냉동저장 처리는 고구마전분의 아밀로펙틴 분지사슬 분포에 큰 영향을 미치지 않았으나 고구마전분 입자의 결정구조를 변형시켰으며 무정형 영역을 감소시켰다. 이로 인해 고구마전분의 팽윤력과 페이스팅 점도특성은 감소하였으며 최대호화온도와 호화종결온도는 상승하는 결과를 초래하였다. 전체적인 결과를 고려할 때 고구마 가공 슬러지를 획득한 즉시 회수한 고구마전분은 고구마로부터 직접 분리한 고구마전분과 물리화학적 특성이 유사하여 상업적인 전분소재로 사용가능할 것으로 기대되지만 냉동저장된 고구마 가공 슬러지로부터 분리 정제한 고구마전분을 상업적으로 이용하기 위해서는 가공식품에 있어 이의 가공적성 및 최종품질에 대한 영향 조사가 선행되어야 할 것 같다.
고구마의 가공공정(절단, 성형, 세척) 중 발생하는 고구마 가공슬러지로부터 고구마전분을 회수하여 전분소재로서의 활용가능성을 재고하기 위해 회수된 고구마전분들의 물리화학적 특성을 조사하였고 고구마 가공 슬러지의 냉동저장에 따른 고구마전분의 특성 변화를 비교하였다. 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 전분들의 총전분 함량은 94.1-95.6%의 범위에 있었으나 겉보기 아밀로오스와 인 함량은 냉동 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 고구마 전분이 다른 전분들에 비해 유의적으로 낮았다. 냉동저장 처리는 고구마전분의 아밀로펙틴 분지사슬 분포에 큰 영향을 미치지 않았으나 고구마전분 입자의 결정구조를 변형시켰으며 무정형 영역을 감소시켰다. 이로 인해 고구마전분의 팽윤력과 페이스팅 점도특성은 감소하였으며 최대호화온도와 호화종결온도는 상승하는 결과를 초래하였다. 전체적인 결과를 고려할 때 고구마 가공 슬러지를 획득한 즉시 회수한 고구마전분은 고구마로부터 직접 분리한 고구마전분과 물리화학적 특성이 유사하여 상업적인 전분소재로 사용가능할 것으로 기대되지만 냉동저장된 고구마 가공 슬러지로부터 분리 정제한 고구마전분을 상업적으로 이용하기 위해서는 가공식품에 있어 이의 가공적성 및 최종품질에 대한 영향 조사가 선행되어야 할 것 같다.
The physicochemical properties of sweet potato (SP) starches reclaimed from an SP-processing sludge without freezing (RC/NF) and with freezing (RC/FR) were investigated. Lab-isolated (LI) SP starch, as a control, were prepared from raw SP. RC/NF and RC/FR SP starches were recovered from SP-processin...
The physicochemical properties of sweet potato (SP) starches reclaimed from an SP-processing sludge without freezing (RC/NF) and with freezing (RC/FR) were investigated. Lab-isolated (LI) SP starch, as a control, were prepared from raw SP. RC/NF and RC/FR SP starches were recovered from SP-processing sludges by the repeated sieving and washing procedure. The total starch contents and amylopectin branch-chain distributions did not differ for three SP starches. Relative to LI and RC/NF SP starches (possessing similar physicochemical characteristics), the apparent amylose and phosphorus contents, swelling factor, and pasting viscosity were reduced for RC/FR SP starch. However, the freezing treatment altered X-ray diffraction pattern (at $5.5^{\circ}$, $11-12^{\circ}$, and $24^{\circ}$$2{\theta}$) of RC/FR SP starch, which likely increased its gelatinization peak and completion temperatures. Its amorphous region in total diffractogram was reduced, resulting in the enhanced relative crystallinity. Overall results suggested SP starches recovered from an SP-processing sludge would have the potential to replace commercial SP starch products.
The physicochemical properties of sweet potato (SP) starches reclaimed from an SP-processing sludge without freezing (RC/NF) and with freezing (RC/FR) were investigated. Lab-isolated (LI) SP starch, as a control, were prepared from raw SP. RC/NF and RC/FR SP starches were recovered from SP-processing sludges by the repeated sieving and washing procedure. The total starch contents and amylopectin branch-chain distributions did not differ for three SP starches. Relative to LI and RC/NF SP starches (possessing similar physicochemical characteristics), the apparent amylose and phosphorus contents, swelling factor, and pasting viscosity were reduced for RC/FR SP starch. However, the freezing treatment altered X-ray diffraction pattern (at $5.5^{\circ}$, $11-12^{\circ}$, and $24^{\circ}$$2{\theta}$) of RC/FR SP starch, which likely increased its gelatinization peak and completion temperatures. Its amorphous region in total diffractogram was reduced, resulting in the enhanced relative crystallinity. Overall results suggested SP starches recovered from an SP-processing sludge would have the potential to replace commercial SP starch products.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 고구마분말 제조시설에서 고구마 세절 후 세척공정 중 발생하는 가공 슬러지로부터 회수한 고구마전분의 상업적 활용성을 재고하기 위해 회수된 고구마전분의 물리화학적 특성을 평가하고 고구마 가공 슬러지의 냉동저장에 따른 고구마전분의 물리화학적 특성 변화를 조사하였다.
가설 설정
1)Mean value of two measurements; values within a column sharing a lowercase letter are not significantly different (p<0.05).
1)Mean values of three measurements; values sharing the lowercase letters within a column are not significantly different (p<0.05).
제안 방법
고구마로부터 실험실에서 추출한 천연전분(LI; lab-isolated), 무처리 고구마 가공 슬러지로부터 회수·정제한 전분(RC/NF; reclaimed/nonfrozen)과 냉동 고구마 가공 슬러지로부터 회수·정제한 전분(RC/FR; reclaimed/frozen)들의 총전분, 아밀로오스 및 인 함량을 측정하여 Table 1에 나타내었다.
고구마의 가공공정(절단, 성형, 세척) 중 발생하는 고구마 가공 슬러지로부터 고구마전분을 회수하여 전분소재로서의 활용가능성을 재고하기 위해 회수된 고구마전분들의 물리화학적 특성을 조사하였고 고구마 가공 슬러지의 냉동저장에 따른 고구마전분의 특성 변화를 비교하였다. 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 전분들의 총전분 함량은 94.
고구마전분의 페이스팅 점도 특성은 신속점도분석기(RVA-4D, Newport Scientific, NSW, Australia)를 이용하여 조사하였다(14). 고구마전분(2.5 g, d.b)을 알루미늄 용기에 직접 칭량하고 총 29 g이 되도록 탈이온수를 가한 후 spatula와 플라스틱 회전축을 이용하여 고구마전분을 완전하게 분산시켜 분석시료를 제조하였다. 60℃로 조정된 신속점도분석기에서 2분간 교반한 다음, 7℃/min속도로 95℃까지 가열하고 95℃에서 4분간 유지시킨 후 9℃/min의 속도로 50℃까지 냉각하고 50℃에서 4분간 유지시켜 페이스팅 점도 프로파일을 얻었다.
고구마전분들의 팽윤력은 blue dextran exclusion method에 의한 swelling factor (SF)로 나타내었다(16). 고구마전분(200 mg, d.b)과 탈이온수(10 mL)을 50 mL 원심분리관 안에서 혼합하고 항온수욕조(30, 40, 50, 60, 70, 80, 90℃)에서 30분간 가온한 후 냉수 욕조에서 20분간 냉각하였다. Blue dextran (Mr 2×106 ) 용액(1.
고구마전분들의 X선 회절도는 상온(~24℃)의 브로민화나트륨 포화용액을 포함하는 데시케이터에 고구마전분 시료들(약 2 g)을 넣어 평형수분함량(14.8%)을 일정하게 조정한 후 X-ray diffractometer (Siemens D5000, Madison, WI, USA)를 이용하여 조사하였다. X-ray diffractometer는 40 kV와 30 mA에서 조작되었으며 X선 회절도는 0.
고구마전분의 페이스팅 점도 특성은 신속점도분석기(RVA-4D, Newport Scientific, NSW, Australia)를 이용하여 조사하였다(14). 고구마전분(2.
1%(w/v) sodium bisulphite 용액에 다시 분산 시켜 10분간 교반하고 140 mesh 시험용체를 통과시켜 고구마 조직 잔류물과 전분유를 분리하였다. 분리된 전분유들로부터 고구마전분의 회수는 천연 고구마전분의 제조방법에 기술한 것과 동일하게 처리하였다.
전분유로부터 전분을 회수하기 위해 4℃에서 5시간 방치한 후 상등액을 제거하고 과량의 탈이온수를 가하여 전분을 분산시키고 다시 4℃에서 5시간 방치하였다. 전분의 회수 및 세척과정은 총 5회 반복 수행하였다. 회수된 고구마전분은 무수에탄올에 분산시켜 30분간 교반한 후 감압여과하고 40℃에서 24시간 동안 열풍건조하여 분석시료로 하였다.
전분의 회수 및 세척과정은 총 5회 반복 수행하였다. 회수된 고구마전분은 무수에탄올에 분산시켜 30분간 교반한 후 감압여과하고 40℃에서 24시간 동안 열풍건조하여 분석시료로 하였다.
대상 데이터
고구마 가공 슬러지는 발생 즉시 회수한 것과 −25- −30℃에서 30일 동안 냉동저장된 것을 본 연구의 시료로 하였다.
고구마 가공 슬러지는 세척한 고구마의 슬라이스(slice) 및 수 세(정제수 이용) 공정 중에 발생한 것과 고구마 가공공정 동일 배치(batch)에 투입된 원료 밤고구마(Andong, Korea)를 안동마부용농산영농조합법인(Andong, Korea)으로부터 공급받았다. 고구마 가공 슬러지는 발생 즉시 회수한 것과 −25- −30℃에서 30일 동안 냉동저장된 것을 본 연구의 시료로 하였다.
데이터처리
고구마전분들의 페이스팅 점도 특성은 신속점도분석기(RVA)를 이용하여 분석하였고 페이스팅 점도 프로파일들과 특성치들은 각각 Fig. 4와 Table 5에 나타내었다. LI와 RC/NF 고구마전분들은 적용된 온도 프로파일에서 걸쳐 거의 유사한 점도 프로파일을 나타내었다.
모든 실험은 최소 3회 이상 반복하였고, 측정한 특성치들은 one-way ANOVA 분석을 수행하여 평균±표준편차로 나타내었으며, 평균값들 사이의 통계적 유의성은 95% 신뢰수준에서 최소유의차검정(least significance difference; LSD)을 통해 분석하였다.
이론/모형
b)을 알루미늄 팬에 직접 칭량하고 탈이온수(20 µL)를 가하여 밀폐한 후 상온에서 24시간 동안 방치하였다. DSC thermogram은 25℃부터 180℃까지 10℃/min의 속도로 가열하여 얻은 후 호화개시온도(To; gelatinization onset temperature), 최대호화온도(Tp; gelatinization peak temperature), 호화종결온도(Tc ; gelatinization completion temperature)와 흡열엔탈피(∆H; gelatinization enthalpy)를 Universal Analysis 2000 Program (v. 4.5A, TA Instruments, Newcastle, DE, USA)에 의해 계산하였다.
, Wicklow, Ireland)을 이용하여 AACC의 방법(Method 76-13)에 준하여 분석하였다(9). 겉보기 아밀로오스 함량은 요오드 용액을 이용한 비색법(10)과 중압크기배제크로마토그래피법(11,12)에 의해 결정되었다. 인(phosphorus) 함량은 유도결합플라즈마 원자방출분광법을 이용하여 정량하였다(13).
고구마전분들의 아밀로스 함량은 아밀로오스와 요오드 복합체 형성을 통한 비색법과 전분분자 크기에 의한 IPSEC법에 의해 정량하였다. 비색법과 IPSEC에 의한 고구마전분들의 아밀로오스 함량은 각각 21.
고구마전분들의 팽윤력은 blue dextran exclusion method에 의한 swelling factor (SF)로 나타내었다(16). 고구마전분(200 mg, d.
고구마전분의 호화특성은 시차주사열량계(DSC 2920, TA Instruments, Newcastle, DE, USA)를 이용하여 분석하였다(14). 고구마 전분(10 mg, d.
동일한 고구마 가공 배치에 투입된 원료 고구마로부터 Abegunde 등(1)의 방법에 따라 전분을 추출하였다. 세척·박피한 고구마는 1 cm 두께로 절단하고 0.
3o 회절간격과 3o /min 회절속도로 4-30o 회절각도(2θ) 범위에서 X선 회절 패턴을 얻었다. 상대적 결정화도는 Cheetham 과 Tao(15)의 방법에 따라 총 diffractogram 면적에 대한 결정 피크 면적의 비율(%)로 나타내었다.
인(phosphorus) 함량은 유도결합플라즈마 원자방출분광법을 이용하여 정량하였다(13). 아밀로펙틴 분지사슬 분포는 Kim과 Huber(14)의 IPSEC 방법에 의해 조사되었다.
겉보기 아밀로오스 함량은 요오드 용액을 이용한 비색법(10)과 중압크기배제크로마토그래피법(11,12)에 의해 결정되었다. 인(phosphorus) 함량은 유도결합플라즈마 원자방출분광법을 이용하여 정량하였다(13). 아밀로펙틴 분지사슬 분포는 Kim과 Huber(14)의 IPSEC 방법에 의해 조사되었다.
총 전분 함량은 total starch assay kit (Megazyme Int., Wicklow, Ireland)을 이용하여 AACC의 방법(Method 76-13)에 준하여 분석하였다(9). 겉보기 아밀로오스 함량은 요오드 용액을 이용한 비색법(10)과 중압크기배제크로마토그래피법(11,12)에 의해 결정되었다.
성능/효과
1%의 범위에 있었다(Table 1). LI 과 RC/NF 고구마전분들의 아밀로오스 함량은 비색법에 의한 것보다 IPSEC법이 각각 1.1%과 2.1% 정도 높았다. Kim과 Huber (12)는 IPSEC법은 비색법보다 전분의 아밀로오스 함량을 약 3.
LI와 RC/NF 고구마전분들의 X선 회절 패턴은 유사하였으나 이들에 비해 RC/FR 고구마전분의 X선 회절 패턴은 회절각 5.5º와 11-12º에서는 X선 회절 강도가 유의적으로 감소하였으며 24.2o에서는 분리피크(split peak)가 더욱 명확해졌으며 diffractogram에 있어 무정형 영역은 감소하였다.
아밀로펙틴 분획은 Fr I (수평균중 합도 DPn>28), Fr II (DPn 10-27), Fr III (DPn<9)로 구성되어 있었다. LI와 RC/NF 고구마전분들의 아밀로펙틴 분지사슬 분포는 거의 동일하였고 RC/FR 고구마전분의 경우 이들과 미묘한 차이를 나타내었다. 이와 같은 결과는 아밀로오스 분획비율의 감소로 인해 전체적인 IPSEC 크로마토그램의 변화가 생긴 것으로 보인다.
Table 5에 제시된 페이스팅 점도 특성치들의 결과 역시 점도 프로파일과 동일한 양상을 나타내었다. LI와 RC/NF 고구마전분들의 최대점도, 최저점도, 최종점도와 이들로부터 계산된 breakdown 점도, setback 점도들은 유사한 수준을 나타내었으며 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 그러나 RC/FR 고구마전분은 다른 고구마전분에 비해 setback 점도를 제외한 페이스팅 점도 특성치들에 있어 낮은 수준을 나타내었다.
Szymoska와 Wondnicka(19)는 냉동 감자전분 슬러리를 해동 후 건조하여 제조한 감자전분 표면은 천연감자전분에서 관찰되지 않던 미세구멍(micropore)이 형성되었으며 냉해동 회수가 증가할수록 감자전분 슬러리의 수분함량이 높을수록 미세구멍의 크기가 증가하였다고 보고하였다. 결과적으로 RC/FR 고구마전분이 다른 전분들에 비해 상대적으로 낮은 아밀로오스 함량을 나타내는 것은 냉동 고구마 가공 슬러지의 해동 시 고구마전분 표면구조 변형과 함께 전분입자 내부의 얼음결정이 녹아 외부로 배출되면서 아밀로오스 분자도 함께 배출되어 손실된 것으로 생각된다.
고구마의 가공공정(절단, 성형, 세척) 중 발생하는 고구마 가공 슬러지로부터 고구마전분을 회수하여 전분소재로서의 활용가능성을 재고하기 위해 회수된 고구마전분들의 물리화학적 특성을 조사하였고 고구마 가공 슬러지의 냉동저장에 따른 고구마전분의 특성 변화를 비교하였다. 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 전분들의 총전분 함량은 94.1-95.6%의 범위에 있었으나 겉보기 아밀로오스와 인 함량은 냉동 고구마 가공 슬러지로부터 회수된 고구마 전분이 다른 전분들에 비해 유의적으로 낮았다. 냉동저장 처리는 고구마전분의 아밀로펙틴 분지사슬 분포에 큰 영향을 미치지 않았으나 고구마전분 입자의 결정구조를 변형시켰으며 무정형 영역을 감소시켰다.
탈분지화된 고구마전분 분자들은 IPSEC에 의해 아밀로오스와 아밀로펙틴 분지 사슬 분획들로 분류되었다. 고구마전분 아밀로오스 함량의 결과(Table 1)와 마찬가지로 아밀로오스 분획 비율은 RC/FR 고구마전분(18.8%)이 LI와 RC/NF 고구마전분들(20.5%와 20.3%)에 비해 낮은 수준을 나타내었다. 아밀로펙틴 분획은 Fr I (수평균중 합도 DPn>28), Fr II (DPn 10-27), Fr III (DPn<9)로 구성되어 있었다.
따라서 RC/FR 고구마전분의 인 함량 감소는 냉동 고구마 가공 슬러지의 해동에 따른 드립현상 발생 시 아밀로펙틴 분자가 손실된 것으로 판단된다. 관찰된 결과들을 종합해볼 때 냉동 고구마 가공 슬러지의 해동 시 고구마전분 입자 내의 아밀로펙틴과 아밀로오스 분자들이 드립과 함께 전분입자 외부로 부분적으로 유출되는 것으로 생각된다.
LI와 RC/NF 고구마전분들은 적용된 온도 프로파일에서 걸쳐 거의 유사한 점도 프로파일을 나타내었다. 그러나 RC/FR 고구마전분들은 적용된 온도 프로파일에서 다른 고구마전분들의 페이스팅 점도보다 낮은 수준을 나타내었다. 이와 같은 결과는 고구마전분들의 팽윤력의 차이 때문인 것 같다.
전분입자의 팽윤력(swelling power)을 측정하는 전통적인 방법은 전분입자의 내부와 전분입자들 사이에 존재하는 물의 양을 나타내는데 비해 SF는 전분입자 내부에 함유된 물의 양만으로 계산된다(16). 따라서 냉동처리가 고구마전분 입자 내의 결정 및 무정형 영역의 구조적 변형을 초래하는 것으로 보이는 본 연구에 있어 고구마전분 시료들의 팽윤력을 비교하는데 SF는 가장 적절한 방법이었다. 모든 고구마전분들은 60℃부터 팽윤하기 시작하여 90℃로 상승하면서 팽윤력이 급격히 증가하는 양상을 나타내었다(Fig.
따라서 본 연구에서 고구마 가공 슬러지로부터 회수·정제한 고구마전분들은 전분소재로 사용하기에 적절한 것으로 보인다.
따라서 냉동처리가 고구마전분 입자 내의 결정 및 무정형 영역의 구조적 변형을 초래하는 것으로 보이는 본 연구에 있어 고구마전분 시료들의 팽윤력을 비교하는데 SF는 가장 적절한 방법이었다. 모든 고구마전분들은 60℃부터 팽윤하기 시작하여 90℃로 상승하면서 팽윤력이 급격히 증가하는 양상을 나타내었다(Fig. 3). 60-90℃의 온도범위에서 LI와 RC/NF 고구마전분들의 SF는 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 RC/FR 고구마전분은 이들에 비해 유의적으로 낮은 수준을 나타내었다.
전분의 수화 및 팽윤 과정에서 물 분자는 가장 먼저 전분입자의 무정형 영역을 채운 후 결정 영역으로 침투하여 아밀로펙틴의 이중나선 구조를 분리시킴으로서 전분입자를 호화시키는 것으로 알려져 있다(24). 본 연구에서 팽윤력을 SF로 측정하였을 때 RC/FR 고구마전분의 무정형 영역이 다른 전분들에 비해 상대적으로 적어 전분입자가 함유할 수 있는 물의 양이 적어 팽윤력이 감소한 것으로 보인다.
냉동저장 처리는 고구마전분의 아밀로펙틴 분지사슬 분포에 큰 영향을 미치지 않았으나 고구마전분 입자의 결정구조를 변형시켰으며 무정형 영역을 감소시켰다. 이로 인해 고구마전분의 팽윤력과 페이스팅 점도특성은 감소하였으며 최대호화온도와 호화종결온도는 상승하는 결과를 초래하였다. 전체적인 결과를 고려할 때 고구마 가공 슬러지를 획득한 즉시 회수한 고구마전분은 고구마로부터 직접 분리한 고구마전분과 물리화학적 특성이 유사하여 상업적인 전분소재로 사용가능할 것으로 기대되지만 냉동저장된 고구마 가공 슬러지로부터 분리·정제한 고구마전분을 상업적으로 이용하기 위해서는 가공식품에 있어 이의 가공적성 및 최종품질에 대한 영향 조사가 선행되어야 할 것 같다.
3%로 유사하였으며 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다(Table 2). 전반적인 결과를 볼 때 고구마 가공 슬러지를 냉동저장한 후 이로부터 고구마전분 제조 시 전분분자들(아밀로오스와 아밀로펙틴)의 손실을 유발시킬 수 있으나 고구마전분의 아밀로펙틴의 분자구조에는 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.
5℃의 범위에 있었으며 모든 고구마전분들에 있어 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 최대호화온도와 호화종결온도는 LI와 RC/NF 고구마전분들에 있어 각각 68.1-68.5℃와 84.5-85.0℃의 범위에 있었으며 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 그러나 RC/FR 고구마전분의 최대호화온도와 호화종결온도는 각각 72.
5%까지 과대평가될 수 있다고 보고하였고 이는 IPSEC 크로마토그램 상에서 아밀로펙틴과 아밀로오스 분획들 사이의 중간분획(intermediate fraction)의 정도에 영향 받는다고 결론지으며 IPSEC 법이 전분들의 아밀로오스 함량 변화를 추적하는데 여전히 유효한 방법이라고 제안하였다. 한편 아밀로오스 함량 분석 방법과 관계없이 LI와 RC/NF 고구마전분들의 아밀로오스 함량은 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 RC/FR 고구마전분은 다른 두 전분들보다 유의적으로 낮았다. 이는 냉동식품의 해동 시 발생되는 드립(drip)과 관련 있는 것 같다(17).
후속연구
이로 인해 고구마전분의 팽윤력과 페이스팅 점도특성은 감소하였으며 최대호화온도와 호화종결온도는 상승하는 결과를 초래하였다. 전체적인 결과를 고려할 때 고구마 가공 슬러지를 획득한 즉시 회수한 고구마전분은 고구마로부터 직접 분리한 고구마전분과 물리화학적 특성이 유사하여 상업적인 전분소재로 사용가능할 것으로 기대되지만 냉동저장된 고구마 가공 슬러지로부터 분리·정제한 고구마전분을 상업적으로 이용하기 위해서는 가공식품에 있어 이의 가공적성 및 최종품질에 대한 영향 조사가 선행되어야 할 것 같다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고구마들의 세척 중 슬러지가 발생하는 원리는?
따라서 고구마를 가공할 경우 박피·절단공정은 세척공정을 수반하여 고구마 조직 외부로 유출된 전분입자들을 제거한다. 성형 및 세절된 고구마들의 세척은 연속적으로 세척수가 공급되는 세척조에서 이루어지며 사용된 세척수는 폐수처리관을 통해 제거되지만 고구마 조직 잔류물들과 전분입자들은 세척조 바닥에 침전하여 슬러지를 형성한다. 세척공정에서 발생한 슬러지는 단순한 정제처리를 통해 고구마전분을 회수할 수 있음에도 전량 폐기되고 있으며 이를 위해 추가적인 노동력과 시간이 요구되고 있다.
고구마 건물 당 전분 함량은?
고구마는 가뭄에 대한 저항성과 염분에 대한 내성을 나타내고 척박한 토양환경에서도 단위면적당 생산량이 높은 작물재배학적인 장점들을 보유하고 있다(1,4). 또한 고구마는 수분 70-80%, 전분 16-24%와 미량성분들(단백질, 지방, 미네랄, 비타민) 4% 미만으로 포함하고 있으며 전분의 경우 고구마 건물 당 약 80%의 높은 함량을 나타내어 예로부터 주식 및 주식대용으로 널리 사용되어 왔다(1,5). 국내에서는 예로부터 식량부족 시기에 고구마가 구황작물로서 중요한 역할을 하였다(5).
고구마 가공 슬러지의 냉동저장 유무에 따른 고구마전분의 X선 회절 패턴과 상대적 결정화도가 다르게 관찰되는 이유는 무엇인가?
2)에서 관찰된 것처럼 RC/FR 고구마전분의 diffractogram에 있어 결정 영역 면적의 감소는 미미하였지만 무정형 영역 면적은 유의적으로 감소하였기 때문이다. 고구마 가공 슬러지의 냉동저장 유무에 따라 고구마전분의 X선 회절 패턴과 상대적 결정화도가 상이한 것은 Szymoska 등(23)의 연구에서 도출된 결론처럼 전분 수용액의 냉동처리는 전분입자 내의 물 분자와 전분분자의 재배열을 촉진시켜 전분입자의 결정구조를 변형시켰기 때문인 것 같다.
참고문헌 (24)
Abegunde OK, Mu TH, Chen JW, Deng FM. Physicochemical characterization of sweet potato starches popularly used in Chinese starch industry. Food Hydrocolloid. 33: 169-177 (2013)
Yang JH, Park HY, Kim YS, Choi IW, Kim SS, Choi HD. Quality characteristics of vacuum-fried snacks prepared from various sweet potato cultivars. Food Sci. Biotechnol. 21: 525-530 (2012)
Baek MH, Cha DS, Park HJ, Lim ST. Physicochemical properties of commercial sweet potato starches. Korean J. Food Sci. Technol. 32: 755-762 (2000)
Kim JM, Park SJ, Lee CS, Ren C, Kim SS, Shin M. Functional properties of different Korean sweet potato varieties. Food Sci. Biotechnol. 20: 1501-1507 (2011)
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