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문제 정의
- 반면 고도분지상의 아밀로펙틴으로 구성된(또는 아밀로오스가 없거나 소량 함유한) 찹쌀 전분은 페이스팅 후 냉각되면서 아밀로오스와 같은 가교영역을 빠르게 형성하지 못하여 점조성이 높은 졸(sol)을 형성한다(17). 따라서 본 연구에서 관찰된 일반 쌀 전분과 찹쌀 전분 사이의 점탄특성 차이는 아밀로오스의 존재 여부로부터 기인한다.
- 본 연구의 목적은 잔탄검과 로커스트콩검의 상호작용에 의한 겔 형성 특성(9)을 이용하여 일반전분의 문제점을 개선하면서 대체 가능한 찰전분-검류 혼합물을 탐색하기 위하여 혼합비율을 달리한 잔탄검-로커스트콩검 혼합용액 안에서 찹쌀 전분의 페이스팅 점도 특성을 조사하였으며 찹쌀 전분-검 혼합물의 유변학적 특성과 냉해동 안정성을 조사하였다.
- 찹쌀 전분과 검(XAT, LBG, 및 XAT:LBG) 혼합물의 페이스팅 특성과 이들 페이스트의 점탄특성 및 냉해동 안정성을 조사하여 일반 쌀 전분(20% 수준의 아밀로오스 함유)의 물성을 대체할 수 있으며 낮은 냉해동 안정성을 개선할 수 있는 찹쌀 전분-검 혼합물의 조성을 제시하고자 하였다. 찹쌀 전분은 검(XAT 및 LBG) 및 검 혼합물(XAT:LBG)에 의해 건조중량 대비 19:1의 비율로 대체하여(총 고형분 함량 5%, w/w) 페이스팅 점도 특성을 조사하였을 때 찹쌀 전분-검 혼합물 내의 XAT 농도가 낮아질수록 찹쌀 전분의 페이스팅 온도에 근접하였다.
제안 방법
- Plate-plate system (직경: 4 mm, 간격: 500 µm)을 이용하여 1% strain (선행된 strain sweep test로부터 결정된 선형 점탄성 영역)에서 0.1-10 rad/s의 진동수 범위에서 frequency sweep test를 수행하였다.
- 찹쌀 전분-검 혼합물의 페이스팅 점도 특성에 대한 대조군으로 찹쌀 전분(5%)과 일반 쌀 전분(5%)을 사용하였다. 또한 찹쌀 전분 페이스팅 점도에 대한 검 혼합물의 상승효과(synergistic effect)를 판단하기 위하여 동일한 신속점도분석기 운전조건에서 찹쌀 전분(4.75%)와 검(0.25%) 각각을 분석시료로 하여 시험하였다. 찹쌀 전분-검 혼합물의 페이스팅 점도 프로파일과 특성치들은 각각 Fig.
- 40 g)들은 알루미늄 용기에 직접 칭량하고 탈이온수를 가하여 총 28 g이 되도록 하였다. 또한 찹쌀 전분(1.33 g)은 알루미늄 용기에 직접 칭량하고 잔탄검-로커스트검 혼합용액 25 g을 가한 후 탈이온수를 가하여 총 28 g으로 조정하였다. 찹쌀 전분과 잔탄검-로커스트검 혼합물은 건조중량 기준으로 19:1 (w/w)의 비율로 혼합되었다.
- , Warriewood, NSW, Australia)를 이용하여 조사되었다(7). 멥쌀 및 찹쌀 전분(1.40 g)들은 알루미늄 용기에 직접 칭량하고 탈이온수를 가하여 총 28 g이 되도록 하였다. 또한 찹쌀 전분(1.
- 멥쌀 및 찹쌀들은 원료쌀 무게의 3배 가량의 탈이온수로 3회 세척한 후 다시 5배 가량의 탈이온수를 가하여 4℃에서 18시간 동안 수침하고 30분간 체반 위에서 탈수하였다. 탈수된 쌀은 롤밀(DK104, Sejung Tech.
- 멥쌀 전분, 찹쌀 전분과 찹쌀 전분-잔탄검-로커스트콩검 혼합물의 페이스팅 점도특성은 신속점도분석기(RVA-4D, Newport Scientific Pty, Ltd., Warriewood, NSW, Australia)를 이용하여 조사되었다(7). 멥쌀 및 찹쌀 전분(1.
- 쌀 전분들 및 찹쌀 전분-잔탄검-로커스트콩검 혼합물들의 페이스트들은 “페이스팅 점도 특성”에서 묘사한 방법에 따라 제조한 후 알루미늄 용기를 밀봉하고 상온(24℃)에서 1시간 동안 방치한 후 동적 점탄특성 분석을 위한 시료로 사용하였다.
- 일반 쌀 전분 페이스트를 대조군으로 하여 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 냉해동 안정성을 7회에 걸친 냉해동 순환처리를 통해 조사하였다. 일반 쌀 전분 페이스트의 syneresis는 냉해동 순환처리 3회까지 급격히 증가한 후 추가적인 냉해동 순환처리 횟수가 증가하면서 점진적으로 증가하는 양상을 나타내었다.
- 찹쌀 전분과 잔탄검-로커스트검 혼합물은 건조중량 기준으로 19:1 (w/w)의 비율로 혼합되었다. 잔탄검-로커스트검 혼합용액은 잔탄검 용액과 로커스트검 용액을 100:0, 75:25, 50:50, 25:75와 0:100의 중량비율로 혼합하여 제조하였다. 제조된 혼합물들의 총 고형분 함량은 5% (w/w)로 일정하였다.
- 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트는 신속점도분석기를 이용하여 제조한 후 밀봉하여 상온(24℃)에서 1시간 동안 방치한 후 동적 점탄특성을 분석하였고 그 결과는 Fig. 3과 Table 2에 나타내었다. 일반 쌀 전분은 찹쌀 전분에 비해 페이스트의 저장탄성률은높았으며 손실탄성률은 낮았다.
- 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도에 대한 검(XAT, LBG, 및 XAT:LBG)에 의한 찹쌀 전분의 부분대체에 대한 상승효과(synergistic effect)의 정도를 판단하기 위해 찹쌀 전분(4.75%)의 페이스팅 특성을 조사하여 얻은 최종점도(개별실험결과 생략)와 검류(0.25%) 단독으로 페이스팅 특성을 조사하여 얻은 최종점도를 합산하여 이론적인 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도를 계산하여 실험을 통해 얻은 찹쌀 전분-검 혼합물의 최종점도와 비교하였다(Fig. 2). 이론적인 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도는 XAT:LBG 혼합비율이 50:50일 때를 기준으로 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다.
- 해동된 페이스트는 25℃, 3,000×g에서 25분간 원심분리하고 페이스트로부터 유출된 물을 마이크로피펫을 이용하여 제거한 후 무게를 측정하였다.
- 5로 조정한 후 25℃, 3,000×g에서 20분간 원심분리하였다. 회수된 전분케이크는 무수 에탄올을 가하여 30분간 교반한 후 감압여과하고 40℃에서 24시간 동안 열풍건조하여 분석시료로 하였다. 이와 같이 제조된 쌀 전분의 아밀로오스 함량을 요오드 용액을 이용한 비색법(11)으로 정량하였을 때, 멥쌀 전분과 찹쌀 전분의 아밀로오스 함량은 각각 22.
대상 데이터
- 멥쌀과 찹쌀은 2010년 경북 예천군에서 수확하여 2011년 5월 도정한 것들을 시중에서 구입하여 멥쌀 및 찹쌀 전분 제조를 위한 원료로 하였다. 잔탄검(G1253)과 로커스트콩검(G0753)은 SigmaAldrich사(St.
- 멥쌀과 찹쌀은 2010년 경북 예천군에서 수확하여 2011년 5월 도정한 것들을 시중에서 구입하여 멥쌀 및 찹쌀 전분 제조를 위한 원료로 하였다. 잔탄검(G1253)과 로커스트콩검(G0753)은 SigmaAldrich사(St. Louis, MO, USA)로부터 구입하여 사용하였다.
- 25% (w/w)이었다. 찹쌀 전분-검 혼합물의 페이스팅 점도 특성에 대한 대조군으로 찹쌀 전분(5%)과 일반 쌀 전분(5%)을 사용하였다. 또한 찹쌀 전분 페이스팅 점도에 대한 검 혼합물의 상승효과(synergistic effect)를 판단하기 위하여 동일한 신속점도분석기 운전조건에서 찹쌀 전분(4.
데이터처리
- 모든 시험 및 측정들은 최소 3회 이상 반복하였고, 측정한 특성치들은 one-way ANOVA 분석을 수행하여 평균±표준편차로 나타내었다.
- 특성치들의 평균값들 사이의 통계적 유의성은 95% 신뢰수준에서 Tukey법을 이용하여 분석하였다. 모든 통계적 계산과 분석은 Minitab 16 (Minitab Inc., State College, PA, USA)에 의해 수행되었다.
- 저장탄성률(storage modulus, G'), 손실탄성률(loss modulus, G'')과 tan δ를 Rheology Advantage Data Analysis Software (version 5.7.1, TA Instruments, New Castle, DE, USA)로부터 얻었고 복소점도(complex viscosity, η*)는 저장 및 손실 탄성률로부터 계산되었다(7).
- 모든 시험 및 측정들은 최소 3회 이상 반복하였고, 측정한 특성치들은 one-way ANOVA 분석을 수행하여 평균±표준편차로 나타내었다. 특성치들의 평균값들 사이의 통계적 유의성은 95% 신뢰수준에서 Tukey법을 이용하여 분석하였다. 모든 통계적 계산과 분석은 Minitab 16 (Minitab Inc.
이론/모형
- 멥쌀 및 찹쌀들은 원료쌀 무게의 3배 가량의 탈이온수로 3회 세척한 후 다시 5배 가량의 탈이온수를 가하여 4℃에서 18시간 동안 수침하고 30분간 체반 위에서 탈수하였다. 탈수된 쌀은 롤밀(DK104, Sejung Tech., Daegu, Korea)을 이용하여 쌀가루를 제조하고 이로부터 알칼리 침지법에 의해 쌀 전분을 분리하였다(10). 쌀가루에 0.
성능/효과
- Arocas 등(18)은 XAT가 LBG보다 전분 페이스트의 탄성특성을 강화하는데 더욱 효과적이라 보고하였다. XAT가 찹쌀 전분 페이스트의 탄성특성을 향상시켰음에도 불구하고 찹쌀 전분-XAT 페이스트의 손실탄성률은 찹쌀 전분과 찹쌀 전분-LBG에 비해 유의적으로 증가하였으며, 특히 진동수가 0.1 rad/s에서 10 rad/s로 증가하면서 찹쌀 전분-LBG의 손실탄성률과 유사해지는 경향을 보였다. 이와 같은 현상은 XAT 분자들이 전분 분자들과 전분입자 파편들 사이의 규칙적인 분자배열을 형성(아밀로오스 분자들에 비해 아밀로펙틴 분자들은 긴 시간이 필요함)하려는 현상의 방해로 페이스트의 유동성이 증가한 것으로 생각된다.
- 페이스팅 점도 특성의 조사를 위한 분석시료 제조하기 위해 찹쌀 전분을 잔탄검(XAT), 로커스트콩검(LBG) 및 잔탄검-로커스트 콩검 혼합물(XAT:LBG)과 각각 혼합할 때 분석시료의 총 고형분 함량이 5%를 초과하거나 찹쌀 전분과 XAT (또는 XAT:LBG)의 혼합비율이 건조중량기준으로 19:1을 초과할 경우 찹쌀 전분이 검 용액 안에서 찹쌀 전분의 응집체들이 형성되어 균일한 분산상을 이룰 수 없었다. 그래서 본 연구에서는 페이스팅 점도 특성 조사를 위한 분석시료 내의 총 고형분 함량은 5% (w/w)로 하였으며 찹쌀 전분과 검은 각각 4.75% (w/w)와 0.25% (w/w)이었다. 찹쌀 전분-검 혼합물의 페이스팅 점도 특성에 대한 대조군으로 찹쌀 전분(5%)과 일반 쌀 전분(5%)을 사용하였다.
- 이론적인 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도는 XAT:LBG 혼합비율이 50:50일 때를 기준으로 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도 실험치들은 이론치들보다 높은 수준을 나타내었으며 찹쌀 전분-검 혼합물 내의 XAT 농도가 감소할수록 증가하는 경향을 나타내었다. 이와 같은 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도에 대한 상승효과는 찹쌀 전분-검 혼합물들이 페이스팅 동안 찹쌀 전분과 검 용액 사이의 상분리 현상 및 XAT과 LBG 사이의 상호작용이 복합적으로 작용하였기 때문으로 판단된다.
- 손실탄성률은 모든 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스틀이 찹쌀 전분과 일반 쌀 전분들 보다 높은 수준을 나타내었다. 냉해동 안정성과 관련하여 일반 쌀 전분 페이스트에 비해 찹쌀 전분 및 찹쌀 전분-검 혼합물들이 높은 냉해동 안정성을 나타내었다. 이 중 찹쌀 전분-XAT와 찹쌀 전분XAT:LBG (X075L025)가 7회의 냉해동 순환처리에도 syneresis 현상이 관찰되지 않았다.
- 즉, 분산상인 전분입자들이 물을 흡수하여 팽윤되면서 연속상 내의 검과 전분입자로부터 유출된 전분분자들은 상대적으로 농도가 높아짐으로써 연속상의 점도가 증가하면서 전분과 검 혼합물의 페이스트의 점도는 급격히 발달한다(13). 따라서 본 연구에서 관찰된 찹쌀 전분에 비해 증가된 찹쌀 전분-LBG 혼합물의 페이스팅 점도는 수용액 안에서 LBG의 판형의 경직된 구조체 형성과 팽윤된 전분입자와 LBG 용액 사이의 상분리로 인한 찹쌀 전분-LBG 혼합물의 페이스팅 점도에 대한 상승효과(synergistic effect)에 의한 것으로 생각된다.
- 1%를 차지하고 있었다(Table 2). 따라서 찹쌀 전분 페이스트에 비해 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 저장탄성율의 증가는 XAT:LBG 겔의 저장탄성률 때문이며 XAT:LBG에 의한 상승 효과는 거의 존재치 않는 것으로 판단된다. 한편 X075L025의 XAT:LBG 겔은 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 저장탄성율의 36.
- 0% 수준으로 직접인 영향은 없는 것으로 보인다(Table 2). 따라서 찹쌀 전분-XAT:LBG의 손실탄성률 증가는 찹쌀 전분에 의한 것으로 판단되나 찹쌀 전분(WRS) 페이스트와 XAT:LBG 겔 자체의 손실탄성률(각각 5.8 Pa과 1.2-1.5 Pa)을 고려할 때 찹쌀 전분 페이스트의 손실탄성률에 대한 XAT:LBG의 상승효과가 상당한 수준으로 존재하는 것으로 보인다. 이러한 현상은 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트 내에서 XAT와 LBG 사이의 가교영역 형성에 의한 3차원 망상구조(network)가 구축되고 전분분자들(전분입자 파편들 포함)이 망상 구조 내에 가둬지면서 전분분자들이 XAT:LBG 겔 안에 상대적으로 균일한 분산으로 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 유동성이 증가한 것으로 설명될 수 있을 것 같다.
- 이 중 찹쌀 전분-XAT와 찹쌀 전분XAT:LBG (X075L025)가 7회의 냉해동 순환처리에도 syneresis 현상이 관찰되지 않았다. 모든 결과들을 고려할 때 일반 쌀 전분을 대체할 수 있는 찹쌀 전분-검 혼합물은 XAT와 LBG를 건조중량 비율로 50:50으로 혼합한 검 혼합물을 찹쌀 전분의 건조중량의 5% 수준으로 대체하는 것으로 판단되었다.
- 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 점탄특성은 찹쌀 전분-XAT:LBG (X050L050 및 X025L050) 페이스트들에 한해 5 rad/s의 높은 진동수에서 일반 쌀 전분 페이스트의 저장탄성률과 유사해졌다. 손실탄성률은 모든 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스틀이 찹쌀 전분과 일반 쌀 전분들 보다 높은 수준을 나타내었다. 냉해동 안정성과 관련하여 일반 쌀 전분 페이스트에 비해 찹쌀 전분 및 찹쌀 전분-검 혼합물들이 높은 냉해동 안정성을 나타내었다.
- 2). 이론적인 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도는 XAT:LBG 혼합비율이 50:50일 때를 기준으로 증가하다 감소하는 경향을 나타내었다. 그러나 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도 실험치들은 이론치들보다 높은 수준을 나타내었으며 찹쌀 전분-검 혼합물 내의 XAT 농도가 감소할수록 증가하는 경향을 나타내었다.
- 일반 쌀 전분 페이스트를 대조군으로 하여 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 냉해동 안정성을 7회에 걸친 냉해동 순환처리를 통해 조사하였다. 일반 쌀 전분 페이스트의 syneresis는 냉해동 순환처리 3회까지 급격히 증가한 후 추가적인 냉해동 순환처리 횟수가 증가하면서 점진적으로 증가하는 양상을 나타내었다. 이는 전분의 아밀로펙틴에 비해 아밀로오스 분자들의 신속한 회합(association)과 회합의 지속적인 진행으로 전분 겔 구조로부터 물이 유출되기 때문으로 판단된다(19,20).
- 일반 쌀 전분 페이스트의 저장탄성율은 찹쌀 전분-XAT (X100L000) 및 찹쌀 전분-LBG (X000L100)의 페이스트들에 비해 유의적으로 높았으나 손실탄성율과 tan δ는 낮았다(Fig. 3과 Table 2).
- 일반 쌀 전분과 찹쌀 전분의 페이스트들은 모두 tan δ가 1보다 작아 탄성적 거동이 큰 고체와 같은 특성을 나타내었으나 일반 쌀 전분이 찹쌀 전분보다 더 낮은 tan δ를 나타내었다.
- 3과 Table 2에 나타내었다. 일반 쌀 전분은 찹쌀 전분에 비해 페이스트의 저장탄성률은높았으며 손실탄성률은 낮았다. 일반 쌀 전분과 찹쌀 전분의 페이스트들은 모두 tan δ가 1보다 작아 탄성적 거동이 큰 고체와 같은 특성을 나타내었으나 일반 쌀 전분이 찹쌀 전분보다 더 낮은 tan δ를 나타내었다.
- 이러한 현상은 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트 내에서 XAT와 LBG 사이의 가교영역 형성에 의한 3차원 망상구조(network)가 구축되고 전분분자들(전분입자 파편들 포함)이 망상 구조 내에 가둬지면서 전분분자들이 XAT:LBG 겔 안에 상대적으로 균일한 분산으로 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 유동성이 증가한 것으로 설명될 수 있을 것 같다. 전반적인 결과를 고려할 때 찹쌀 전분의 일부를 XAT:LBG 검 혼합물로 대체할 경우 일반 쌀 전분의 페이스트(또는 겔)의 점탄성을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
- 찹쌀 전분-LBG 혼합물은 찹쌀 전분의 페이스팅 온도와 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 온도 프로파일에 걸쳐 높은 수준의 페이스팅 점도를 나타내었으며 붕괴점도를 제외한 페이스팅 점도 특성들 모두 유의적으로 상승하였다(Fig. 1B와 Table 1). 이는 찹쌀 전분의 일부를 구아검으로 대체한 찹쌀 전분-구아검 혼합물과 찹쌀 전분에 구아검을 첨가한 경우의 페이스팅 점도 특성과 유사하였다(7).
- 찹쌀 전분-XAT 및 찹쌀 전분-LBG와 유사하게 찹쌀 전분XAT:LBG 페이스트의 손실탄성률은 일반 쌀 전분 및 찹쌀 전분에 비해 유의적으로 증가하였으나 찹쌀 전분-XAT:LBG 들 사이에서는 큰 차이를 나타내지 않았다(Fig. 3). 저장탄성률과 유사하게 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 손실탄성률 증가에 대한 XAT:LBG의 영향을 조사하였을 때, XAT:LBG 겔의 손실탄성률은 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 11.
- 찹쌀 전분-XAT:LBG의 경우에 있어 저장탄성률은 일반 쌀 전분 페이스트에 비해 적용된 진동수 범위에 걸쳐 낮은 수준을 나타내었으나 찹쌀 전분, 찹쌀 전분-XAT 및 찹쌀 전분-LBG 페이스트들보다는 높은 수준을 나타내었다. 찹쌀 전분-XAT:LBG 내의 XAT의 농도가 감소하면서 저장탄성률은 증가하는 양상을 나타내었으며 X050L050과 X025L075의 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 경우 진동수가 10 rad/s에 가까워질수록 일반 쌀 전분의 저장탄성률과 유사해졌다(Fig. 3). 이는 XAT와 LBG 사이의 가교영역의 형성을 통해 겔이 형성되었기 때문으로 생각된다.
- 찹쌀 전분-XAT:LBG의 경우에 있어 저장탄성률은 일반 쌀 전분 페이스트에 비해 적용된 진동수 범위에 걸쳐 낮은 수준을 나타내었으나 찹쌀 전분, 찹쌀 전분-XAT 및 찹쌀 전분-LBG 페이스트들보다는 높은 수준을 나타내었다. 찹쌀 전분-XAT:LBG 내의 XAT의 농도가 감소하면서 저장탄성률은 증가하는 양상을 나타내었으며 X050L050과 X025L075의 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 경우 진동수가 10 rad/s에 가까워질수록 일반 쌀 전분의 저장탄성률과 유사해졌다(Fig.
- 찹쌀 전분-검 혼합물들의 모든 페이스트들의 저장탄성률과 손실탄성률은 진동수가 증가하면서 증가하는 경향을 나타내었다(Fig. 3). 일반 쌀 전분 페이스트의 저장탄성율은 찹쌀 전분-XAT (X100L000) 및 찹쌀 전분-LBG (X000L100)의 페이스트들에 비해 유의적으로 높았으나 손실탄성율과 tan δ는 낮았다(Fig.
- 찹쌀 전분과 XAT 만을 혼합한 경우(Table 1과 Fig. 1A) 찹쌀 전분에 비해 최고점도부터 최종점도 구간의 점도수준과 페이스팅 온도는 찹쌀 전분에 비해 유의적으로 높은 수준을 나타내었으나 붕괴(breakdown) 및 setback 점도들 감소하였다. 본 연구결과와 유사한 현상들은 Kim과 BeMiller(5)와 Shi와 BeMiller(13)의 연구들에서 관찰되었다.
- 찹쌀 전분과 XAT:LBG (XAT와 LBG 혼합물)를 혼합하여 페이스팅 점도특성을 조사하였을 때, 찹쌀 전분-XAT:LBG의 페이스팅 온도는 찹쌀 전분 및 찹쌀 전분-LBG 보다는 높고 찹쌀 전분-XAT보다는 낮았으나 찹쌀 전분-XAT:LBG 내의 XAT 함량이 감소하면서 낮아지는 경향을 나타내었다(Fig. 1과 Table 1). 이는 찹쌀 전분-XAT:LBG에 있어 XAT 농도의 감소로 XAT의 이액서열 효과가 저하되었기 때문으로 판단된다.
- 찹쌀 전분과 검(XAT, LBG, 및 XAT:LBG) 혼합물의 페이스팅 특성과 이들 페이스트의 점탄특성 및 냉해동 안정성을 조사하여 일반 쌀 전분(20% 수준의 아밀로오스 함유)의 물성을 대체할 수 있으며 낮은 냉해동 안정성을 개선할 수 있는 찹쌀 전분-검 혼합물의 조성을 제시하고자 하였다. 찹쌀 전분은 검(XAT 및 LBG) 및 검 혼합물(XAT:LBG)에 의해 건조중량 대비 19:1의 비율로 대체하여(총 고형분 함량 5%, w/w) 페이스팅 점도 특성을 조사하였을 때 찹쌀 전분-검 혼합물 내의 XAT 농도가 낮아질수록 찹쌀 전분의 페이스팅 온도에 근접하였다. 최고점도는 찹쌀 전분XAT 혼합물에서 가장 낮았으며 XAT와 LBG를 75:25의 비율의 검 혼합물로 찹쌀 전분을 대체하였을 때(X075L025)가 가장 높았다.
- 이는 XAT와 LBG 사이의 가교영역의 형성을 통해 겔이 형성되었기 때문으로 생각된다. 찹쌀 전분을 제외하고 XAT과 LBG 혼합물만을 이용하여 페이스팅 처리한 후 점탄특성을 측정하였을 때 X050L050과 X025L075의 XAT:LBG 겔은 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 저장탄성율의 69.3-80.1%를 차지하고 있었다(Table 2). 따라서 찹쌀 전분 페이스트에 비해 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 저장탄성율의 증가는 XAT:LBG 겔의 저장탄성률 때문이며 XAT:LBG에 의한 상승 효과는 거의 존재치 않는 것으로 판단된다.
- 그러나 찹쌀 전분XAT:LBG의 최고점도는 찹쌀 전분-XAT (X100L000)에 비해 전반적으로 증가하였으나 X075L025 (XAT:LBG 혼합비율=3:1)을 제외하고는 찹쌀 전분(WRS)과 찹쌀 전분-LBG (X000L100)보다 유의적으로 낮은 수준을 나타내었다. 최저점도의 경우는 찹쌀 전분-XAT:LBG의 XAT 함량이 낮아질수록 감소하는 경향을 나타내었으나 찹쌀 전분(WRS)에 비해 높은 수준을, 찹쌀 전분-LBG에 비해 낮은 수준을 나타내었다. 이와 같은 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최고 및 최저점도에 있어 XAT (또는 LBG)의 농도에 대해 의존적이지 않은 현상은 수용액 상에서 XAT이 LBG의 naked region에서 가교영역(junction zone)을 형성하는 상호작용(9) 때문으로 판단되며 XAT와 LBG 사이의 상호작용의 정도차이가 찹쌀 전분-XAT:LBG의 페이스트 점도특성에 영향을 미친 것으로 생각된다.
- 페이스팅 점도 특성의 조사를 위한 분석시료 제조하기 위해 찹쌀 전분을 잔탄검(XAT), 로커스트콩검(LBG) 및 잔탄검-로커스트 콩검 혼합물(XAT:LBG)과 각각 혼합할 때 분석시료의 총 고형분 함량이 5%를 초과하거나 찹쌀 전분과 XAT (또는 XAT:LBG)의 혼합비율이 건조중량기준으로 19:1을 초과할 경우 찹쌀 전분이 검 용액 안에서 찹쌀 전분의 응집체들이 형성되어 균일한 분산상을 이룰 수 없었다. 그래서 본 연구에서는 페이스팅 점도 특성 조사를 위한 분석시료 내의 총 고형분 함량은 5% (w/w)로 하였으며 찹쌀 전분과 검은 각각 4.
- 이와 같은 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최종점도에 대한 상승효과는 찹쌀 전분-검 혼합물들이 페이스팅 동안 찹쌀 전분과 검 용액 사이의 상분리 현상 및 XAT과 LBG 사이의 상호작용이 복합적으로 작용하였기 때문으로 판단된다. 페이스팅 특성에 대한 전반적인 결과를 고려할 때 찹쌀 전분의 일부를 XAT, LBG, 또는 XAT:LBG로 대체함으로써 일반 쌀 전분 페이스트의 점조성과 유사한 수준을 달성할 수 있을 것으로 생각된다.
- 3과 Table 2). 한편 찹쌀 전분-XAT 페이스트의 점탄특성과 관련하여 저장 탄성률은 적용된 진동수 범위에 걸쳐 찹쌀 전분(WRS)과 찹쌀 전분-LBG (X000L100) 페이스트들에 비해 높은 수준을 나타내었다. 이는 수용액 안에서 확장된 막대(extended rod) 형태로 존재하는 XAT에 의해 찹쌀 전분 페이스트의 탄성특성이 강화되었기 때문으로 판단된다(18).
- 이는 찹쌀 전분-XAT:LBG에 있어 XAT 농도의 감소로 XAT의 이액서열 효과가 저하되었기 때문으로 판단된다. 한편 찹쌀 전분-XAT와 찹쌀 전분-LBG의 페이스팅 점도특성(Table 1)에 기초할 때 찹쌀 전분-XAT:LBG의 XAT 농도가 낮아질수록 최고점도와 최저점도는 각각 증가 및 감소할 것으로 예상하였다. 그러나 찹쌀 전분XAT:LBG의 최고점도는 찹쌀 전분-XAT (X100L000)에 비해 전반적으로 증가하였으나 X075L025 (XAT:LBG 혼합비율=3:1)을 제외하고는 찹쌀 전분(WRS)과 찹쌀 전분-LBG (X000L100)보다 유의적으로 낮은 수준을 나타내었다.
- 이는 찰전분의 아밀로펙틴 분자들은 고도분지사슬을 보유하고 있어 아밀로오스와는 다르게 아밀로펙틴 분자들 사이의 회합을 위해 긴 시간이 요구되기 때문에 일반 전분에 비해 냉해동 순화처리에 따른 syneresis가 지연될 뿐만 아니라 낮은 수준을 유지하는 것으로 생각된다(12). 한편 찹쌀 전분-검 혼합물들은 찹쌀 전분에 비해 모두 높은 수준의 냉해동 안정성을 나타내었으며 X100L000, X075L025, X050L050, X025L075, X000L100순으로 냉해동 안정성이 낮아졌다(Fig. 4). Lee 등(19)은 XAT가 LBG에 비해 고구마전분의 냉해동 안정성을 크게 향상시키는 것으로 보고하였다.
- 이와 같은 찹쌀 전분-검 혼합물 페이스트의 최고 및 최저점도에 있어 XAT (또는 LBG)의 농도에 대해 의존적이지 않은 현상은 수용액 상에서 XAT이 LBG의 naked region에서 가교영역(junction zone)을 형성하는 상호작용(9) 때문으로 판단되며 XAT와 LBG 사이의 상호작용의 정도차이가 찹쌀 전분-XAT:LBG의 페이스트 점도특성에 영향을 미친 것으로 생각된다. 한편, 찹쌀 전분-XAT:LBG 페이스트의 최종점도와 관련하여 찹쌀 전분과 찹쌀 전분-XAT보다 높은 수준을, 찹쌀 전분-LBG 보다는 낮은 수준을 나타내었으나 찹쌀 전분-XAT:LBG들 중 X050L050(XAT:LBG 혼합비율=1:1)이 가장 높은 수준을 나타내었다(Table 1). 찹쌀 전분 페이스트의 점도 상승과 관련하여 다른 기작을 나타내는 찹쌀 전분-LBG는 논외로 할 때, 찹쌀 전분XAT:LBG 페이스트의 최종점도 상승은 XAT와 LBG 사이의 상호작용으로 반고체 겔(gel)을 형성하기 때문으로 생각된다(16).
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