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가설 설정
- 2)Data represents mean±SD.
제안 방법
- 0 μm membrane filter를 사용하여 여과한 후 HPSEC system에 주입하였다. HPSEC (Aglient 1,100 series) system을 사용하였고 refractive index detector (Shodex RI-101, Showa Denko, Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다. Column은 50℃에서 두 가지의 분석 column인 Shodex OHpak SB-806 HQ (8.
- 가열된 전분액은 얼음물에 담갔다가 원심분리기를 이용하여 원심분리(10,950×g, 30 min)하였고, 침전된 시료의 무게와 미리 항량이 된 은박접시에 상등액을 담아 105℃에서 건조시켜 무게를 측정한 값을 이용하여 팽윤력과 용해도를 다음의 식으로부터 각각 계산하였다.
- 가열에 따른 thermogram으로부터 호화개시온도(To), 호화피크온도(Tp), 호화종료온도(Tc), 호화엔탈피 차이(ΔH)를 구하였다.
- 각각의 시료에 isoamylase(0.5 U/mL; Megazyme International Ireland Ltd, Wicklow, Ireland)를 가한 다음 37℃ incubator에서 24시간 반응시켰고 끓는 수조에서 10분간 담가 isoamylase를 불활성화시킨 후 0.45 μm filter (PVDF syringe filter, ADVANTEC, CA, USA)로 여과하였다.
- 교반한 후 원심분리기를 이용하여 4,410×g로 30분간 원심분리하였고, 상등액을 제거한 후 원심분리관을 30초간 세워둔 후 침전된 시료의 무게를 측정하여 다음과 같은 식에 의해 계산하였다.
- 그러므로 본 연구는 자포니카형의 찹쌀인 신선찰과 동진찰, 인디카형의 한강찰1호로부터 전분을 분리하여 이화학적 특성을 비교하고 HPSEC(high performance size exclusion chromatography)와 HPAEC (high performance anion exchange chromatography)를 이용하여 분자구조를 분석하였다.
- 떡이나 한과에 좋은 성질을 갖는 자포니카형 신선찰의 수량성을 증가하기 위해 육종한 자포니카형의 동진찰과 인디카형의 한강찰1호로부터 전분을 분리하여 호화성질과 분자구조를 조사하였다. 가장 바람직한 성질의 신선찰 전분은 조단백질, 아밀로펙틴, 손상전분 함량과 물결합능력이 가장 컸다.
- 여과한 시료는 guard column (50×3 mm)이 있는 250×3 mm Dionex CarboPac PA-200 column에 주입하였다. 시료는 eluent A (150 mM sodium hydroxide)와 eluent B (500 mM sodium acetate를 함유한 150 mM sodium hydroxide)사이의 gradient로 0.5 mL/min의 속도로 용출하였다. Eluent B의 비율은 0분 0%, 10분 20%, 20분 40%, 30분에 50%, 60분에 70%로 변화되었다.
- 찹쌀 전분의 분지사슬길이 분포는 HPAEC를 사용하여 측정하였다. 시료의 전처리는 Kim HS와 Huber KC(2010)의 방법을 변형하여 실험하였다. 유리 vial에 전분 100 mg과 1 mL 증류수를 넣고 혼합한 다음 DMSO 9 mL에 분산시켰다.
- 찹쌀 전분의 분자량은 HPSEC를 이용하여 분석하였다. 시료의 전처리와 분석조건은 Yoo SH 등(2012)의 방법을 변형하여 실험하였다. 전분 50 mg을 5 mL의 90% DMSO에 혼합하여 1시간 동안 boiling water bath에서 교반 가열 하였고 상온에서 24시간 동안 stirring 하였다.
- 45 μm filter (PVDF syringe filter, ADVANTEC, CA, USA)로 여과하였다. 아밀로펙틴의 분지사슬분포는 pulsed amperometric detector (HPAEC-PAD)가 장착된 Dionex ICS-5000에 HPAEC (Dionex, Sunnyvale, CA, USA)로 분석하였다. 여과한 시료는 guard column (50×3 mm)이 있는 250×3 mm Dionex CarboPac PA-200 column에 주입하였다.
- 전분의 호화특성은 신속점도측정기(RVA Tecmaster, Newport Scientific Pty, Ltd, Warriwood, Australia)를 이용하여 측정하였다. 시료 3 g(수분함량 12% 기준)에 증류수 25 mL을 가하여 측정하였다.
- Stub에 양면테이프를 붙인 후 시료를 골고루 도포하고, 금/백금으로 도금하여 전도성을 갖게 하였다. 주사전자 현미경을 이용하여 가속 전압 15 kV, phototime 85 sec로 3,000배의 배율로 관찰하였다.
- 찹쌀 전분의 분자량은 HPSEC를 이용하여 분석하였다. 시료의 전처리와 분석조건은 Yoo SH 등(2012)의 방법을 변형하여 실험하였다.
- 찹쌀 전분의 분지사슬길이 분포는 HPAEC를 사용하여 측정하였다. 시료의 전처리는 Kim HS와 Huber KC(2010)의 방법을 변형하여 실험하였다.
- 찹쌀전분의 일반성분은 AACC 방법을 사용하여 분석하였고, 수분(Method 44-15A), 조단백질(Method 46-11A), 회분(Method 08-01)과 조지방질(Method 30-10)함량을 분석하였다(AACC 2000).
- 7분 동안 50℃까지 냉각시키면서 점도를 측정하였다. 초기호화온도(initial pasting temperature), 최고점도(peak viscosity, P), 최저점도(trough viscosity, T), 최종점도(final viscosity, F)와 breakdown(P-T), setback(F-T) viscosity를 계산하였다.
대상 데이터
- 6 mL/min로 측정하였다. Calibration standard는 Shodex STANDARD P-82 (Cat No F8400000, Showa Denko, Tokyo, Japan)를 사용하였다.
- 시료는 2011년 수확한 자포니카형의 찹쌀품종은 신선찰과 동진찰, 인디카형의 찹쌀은 한강찰1호로 익산에 위치한 농촌진흥청 국립식량과학원의 벼맥류부(전북, 한국)에서 구하였다. 찹쌀전분은 백미로 도정한 찹쌀로부터 얻었으며아밀로펙틴과 손상전분 함량을 분석하기위해 사용한 amylose/amylopectin assay kit와 starch damage assay kit는 Megazyme International Ireland Ltd.
- 시료는 2011년 수확한 자포니카형의 찹쌀품종은 신선찰과 동진찰, 인디카형의 찹쌀은 한강찰1호로 익산에 위치한 농촌진흥청 국립식량과학원의 벼맥류부(전북, 한국)에서 구하였다. 찹쌀전분은 백미로 도정한 찹쌀로부터 얻었으며아밀로펙틴과 손상전분 함량을 분석하기위해 사용한 amylose/amylopectin assay kit와 starch damage assay kit는 Megazyme International Ireland Ltd. (Wicklow, Ireland)에서 구입하였다.
- 찹쌀전분의 열적특성은 시차 주사 열량기(DSC-Q1000, Universal V.3.6C TA Instruments, Olivia Gibson, UK)를 이용하여 측정하였다. 시료전분 3.
데이터처리
- SPSS 12.0K (SPSS Inc., USA) 통계모델을 이용하여 ANOVA에 의해 분산분석을 실시하였고, p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test로 유의성을 검증하였다.
- 모든 결과는 3번 이상 반복 측정하였고, 평균치와 표준편차로 나타내었다. SPSS 12.
이론/모형
- 80℃에서 팽윤력과 용해도는 Schoch TJ(1964) 방법에 의해 측정하였다. 찹쌀전분 0.
- 손상전분은 AACC 76-31 방법으로 starch damage assay kit (Megazyme International Ireland Ltd., Bray, Co. Wicklow, Ireland)를 이용하여 측정하였다(Evers AD와 Stevens DJ 1985). 찹쌀시료는 40℃에서 2-5분간 예열하였고, fungal α-amylase solution (50 U/mL)은 5-10분간 예열하여 실험에 사용하였다.
- 찹쌀 전분의 입자 표면형태를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(JEOL JAM-540, Scanning Electron Microscope, SEM, Tokyo, Japan)을 이용하였다. Stub에 양면테이프를 붙인 후 시료를 골고루 도포하고, 금/백금으로 도금하여 전도성을 갖게 하였다.
- 찹쌀전분은 백미찹쌀로부터 알칼리 침지법(Song JY 등 2011)에 의하여 분리하였다. 백미 낟알을 수세하고 증류수에 4시간 수침하고물을 제거한 다음 0.
- 찹쌀전분의 물결합능력은 Medcalf MD와 Gilles KA 방법(1965)에 의해 측정하였다. 찹쌀전분 0.
- 찹쌀전분의 아밀로펙틴 함량은 아밀로오스/아밀로펙틴 분석키트(amylose amylopectin assay kit, Megazyme International Ireland Ltd., Bray, Co. Wicklow, Ireland)를 사용하여 Gibson TS 등(1997)의 방법에 따라 분석하였다. 시료 0.
성능/효과
- 67%로 나타났다(Gibson TS 1997). 3종류의 찹쌀전분의 아밀로오스 함량은 유의적인 차이를 가지지 않았으며 신선찰, 동진찰과 한강찰 1호의 아밀로오스 함량은 각각 1.33%, 1.80%, 1.71%이었다.
- 모든 품종의 DP 13-24(B1 chain)에서 가장 큰 분지 사슬 분포 비율을 차지하였고 이러한 결과는 밀, 보리 그 외 A형 전분에서도 나타났다(Chaisiricharoenkul J 등 2011). DP 13-24에서 한강찰1호 전분이 49.20%로 유의적으로 낮은 값을 보였으며, DP 25-36(B2 chain)에서는 12.19%로 가장 높은 값을 보였다. 아밀로펙틴의 평균 사슬 길이는 15.
- HPSEC profiles 결과 모든 찹쌀전분은 오직 아밀로펙틴으로 이루어져 있음을 확인하였다. Park IM 등(2007)에 따르면 아밀로펙틴의 평균 분자량은 장립종은 1.
- 떡이나 한과에 좋은 성질을 갖는 자포니카형 신선찰의 수량성을 증가하기 위해 육종한 자포니카형의 동진찰과 인디카형의 한강찰1호로부터 전분을 분리하여 호화성질과 분자구조를 조사하였다. 가장 바람직한 성질의 신선찰 전분은 조단백질, 아밀로펙틴, 손상전분 함량과 물결합능력이 가장 컸다. 신선찰전분의 호화초기온도(72.
- Umemoto T 등(1999)은 자포니카 쌀전분의 아밀로펙틴은 인디카 쌀전분에 비해 짧은 A chain이 많은 비율이고 B1 chains이 낮은 비율을 보인다고 하였다. 그러나 찹쌀전분에서 자포니카 쌀전분의 아밀로펙틴은 인디카형의 쌀전분 아밀로펙틴에 비해 B1 chains의 비율이 높고 B2 chains의 비율이 더 낮았다 분지사슬길이의 큰 상대적인 비율은 모든 쌀 품종으로부터 DP12에서 나타났으며 DP18-21 사이의 사슬길이 프로파일에서 소울더를 보였다. Jane J 등(1999)의 연구에 따르면 곡류 아밀로펙틴의 사슬길이는 18.
- 반면에 아밀로펙틴과의 결합에 의한 방법인 Concanavalin A 방법을 사용하면 Con A가 α-D-mannopyranosyl 잔기와 α-D-glucopyranosyl 잔기에 친화성이 있어 분지된 다당류와 특이적으로 complex를 형성한다. 따라서 본 연구에서는 Concanavalin A와 아밀로펙틴이 complex를 형성하는 특성을 이용하여 측정하였고, 그 결과 아밀로펙틴 함량은 98.20-98.67%로 나타났다(Gibson TS 1997). 3종류의 찹쌀전분의 아밀로오스 함량은 유의적인 차이를 가지지 않았으며 신선찰, 동진찰과 한강찰 1호의 아밀로오스 함량은 각각 1.
- 모든 품종의 찹쌀 전분에서 아밀로펙틴의 void volume에서 모두 peak를 보였으며 신선찰 전분은 peak area가 가장 낮고 동진찰 전분, 한강찰1호 전분의 순으로 peak area가 증가 하였다. 또한 신선찰 전분은 아밀로펙틴에 intermediate fraction이 따라 나오는 경향을 보였으며 동진찰 전분도 약간의 intermediate fraction이 나타났으나 한강찰1호 전분은 단일 피크를 보였다. 분자량은 신선찰 전분이 5.
- 2와 같았다. 모든 품종의 찹쌀 전분에서 아밀로펙틴의 void volume에서 모두 peak를 보였으며 신선찰 전분은 peak area가 가장 낮고 동진찰 전분, 한강찰1호 전분의 순으로 peak area가 증가 하였다. 또한 신선찰 전분은 아밀로펙틴에 intermediate fraction이 따라 나오는 경향을 보였으며 동진찰 전분도 약간의 intermediate fraction이 나타났으나 한강찰1호 전분은 단일 피크를 보였다.
- Song JY와 Shin MS(1998)는 찹쌀전분의 물결합능력이 멥쌀전분보다 큰 것은 무정형부분이 많고 내부 밀도가 낮은 것에 기인된다고 하였다. 물결합능력에 영향을 주는 손상전분함량은 신선찰 전분에서 가장 높았다. 찹쌀전분간에 물리적 특성의 의미 있는 차이는 아밀로펙틴의 분자구조에 의한다.
- 물결합능력은 신선찰 전분이 141.62%로 가장 높았고 동진찰 전분(133.22%), 한강찰1호 전분(114.32%) 순으로 유의적인 차이가 있었다(p<0.05).
- Gidley MJ와 Bulpin PV(1987)에 따르면 아밀로펙틴에 short chains (DP<10)은 낮은 호화온도를 유도할 수 있는 이중나선형의 안정성 감소에 기인한다고 하였다. 본 실험 결과 신선찰 전분은 아밀로펙틴에 short chain의 낮은 비율을 보이고 신선찰 전분은 다른 전분보다 호화온도가 더 높았다. 따라서 한강찰 1호 전분의 DP25-36 비율이 유의적인 차이가 있으므로 노화속도에 영향을 미칠 것으로 생각되었다.
- 7이라고 보고하였다. 본 실험 결과, 세 품종의 아밀로펙틴의 중량 평균 중합도는 동진찰전분에서 18.84, 한강1호찰전분에서 19.19이었다. 즉 신선찰과 한강찰1호 전분은 약간 큰 평균 사슬길이를 가짐을 발견하였다.
- HPSEC에 의한 아밀로펙틴 피크는 낮은 분자량 부분에 소울더를 보였으며 상대적인 면적은 신선찰>동진찰>한강찰 1호 순이었다. 분지사슬길이분포에서 DP13-24와 DP25-36은 자포니카 전분과 인디카 전분이 반대 경향을 보였으며 자포니카형 아밀로펙틴의 DP 13-24가 더 높은 값을 보였다. 자포니카형의 신선찰과 동진찰 전분과 인디카형의 한강찰1호 전분의 호화성질과 분자구조는 차이를 보임을 알 수 있었다.
- 신선찰 전분은 세 품종 중에서 최고점도, breakdown 점도와 setback 점도가 가장 높아 각각 360.54, 162.21, 30.83 RVU이었다(p<0.05).
- 47×108으로 나타난다고 보고하였다. 신선찰 전분은 아밀로오스 분자로 보이는 낮은 분자량 피크를 나타내지 않는 반면, 아밀로 펙틴 피크로 보이는 긴 피크를 보였다.
- 용해도는 전분 분산액을 일정온도로 가열할 때 팽윤되면서 용해된 부분의 고형분을 분석한 것으로 용해도가 높을수록 전분입자로부터 저분자 사슬이 용출된 부분을 나타낸다. 신선찰 전분을 포함하는 자포니카형의 전분은 인디카형 전분보다 물결합능력과 용해도가 더 높았다.
- 가장 바람직한 성질의 신선찰 전분은 조단백질, 아밀로펙틴, 손상전분 함량과 물결합능력이 가장 컸다. 신선찰전분의 호화초기온도(72.75℃), 피크점도(360.54 RVU), breakdown 점도(162.21 RVU), setback 점도(30.83 RVU)로 세품종 중에서 가장 높은 값을 나타냈다. 시차주사열량기에 의한 초기호화온도와 피크온도도 가장 높았다.
- 아밀로펙틴 분지사슬은 다음 사슬의 형태에 따라 A chains (DP6-12), B1 chains (DP13-24), B2 chains (DP 25-36), and B3+ chains (DP≥37) (Hanashiro I 등 1996, Sasaki T 등 2009)로 나눌 수 있다. 실험에 사용된 품종 모두 DP 12에서 가장 높은 피크 면적을 나타냈다. 쌀과 같은 A type 및 C type은 DP 11-12에서 최고 분포를 보이고 B type의 작물은 DP 13에서 가장 큰 분포를 나타냈다고 보고되었다(Song J 등 2008).
- 05). 알칼리 용액으로 분리한 전분은 알칼리에 용해되는 단백질인 glutelin이 거의 제거되어 단백질 함량이 적게 측정되는 것을 알 수 있었다. 회분(0.
- 찹쌀전분의 물결합능력이 크면 이를 함유한 찹쌀가루로 반죽을 형성 할 때 반죽가공성이 증가되며 이로 인해 가열 중의 호화에 사용될 물이 증가되어 가열에 의한 가공 및 조리 특성이 개선 될 수 있을 것으로 생각되었다. 자포니카형의 신선찰과 동진찰 및 인디카형의 한강찰1호 찹쌀가루 제품의 품질과 가공성은 전분을 이루는 아밀로오스 함량이 2%로 낮은 값을 보이며 세 품종간에 차이가 없으므로 아밀로펙틴의 행동에 의해 영향을 받을 것으로 생각되었다.
- 분지사슬길이분포에서 DP13-24와 DP25-36은 자포니카 전분과 인디카 전분이 반대 경향을 보였으며 자포니카형 아밀로펙틴의 DP 13-24가 더 높은 값을 보였다. 자포니카형의 신선찰과 동진찰 전분과 인디카형의 한강찰1호 전분의 호화성질과 분자구조는 차이를 보임을 알 수 있었다.
- 19이었다. 즉 신선찰과 한강찰1호 전분은 약간 큰 평균 사슬길이를 가짐을 발견하였다.
- 찹쌀전분의 수분함량은 6.28-9.77% 범위로 나타났고 신선찰 전분의 조단백질은 0.86%로 가장 높았고 동진찰 전분은 0.29%로 가장 낮아 유의적인 차이를 보였다(p<0.05).
- 일반적으로 아밀로펙틴은 아밀로오스보다 수분 흡수력이 커서 멥쌀 전분에 비해 찹쌀 전분의 물결합능력이 크나 아밀로오스를 거의 함유하지 않는 찹쌀 전분 간의 차이는 구성된 아밀로펙틴의 구조적인 차이에 기인된다고 보고되었다(Choi GC 등 2003). 품종 간 물결합능력의 차이는 아밀로펙틴의 바깥 사슬길이나 분지 정도에 의하며 아밀로펙틴 cluster에서 무정형 부분의 비율과 관계가 있을 것으로 생각되었다. 찹쌀전분의 물결합능력이 크면 이를 함유한 찹쌀가루로 반죽을 형성 할 때 반죽가공성이 증가되며 이로 인해 가열 중의 호화에 사용될 물이 증가되어 가열에 의한 가공 및 조리 특성이 개선 될 수 있을 것으로 생각되었다.
- 호화 흡열피크의 호화초기온도(To)와 호화피크온도(Tp)는 쌀 품종에 따라 유의적인 차이를 보여 호화초기온도와 호화피크온도는 각각 58.99-64.50℃와 65.83-70.09℃를 보였다(p<0.05).
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