선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 도입 품종인 ‘대서’보다 생육이 왕성하고 병해충에 강하며 휴면기간이 짧은 국산 신품종 감자인 ‘고운(Goun)’, ‘새봉(Sebong)’, ‘진선(Jinsun)’(9-11)의 가공적성 규명과 가공식품 제조를 위한 기초자료를 마련하기 위하여 도입 품종인 ‘대서’와 국내 개발 신품종 가공용 감자인 ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’ 총 4품종의 감자의 이화학적, 구조적 및 유변학적 특성을 분석하였다.
- 본 연구는 국산 신품종 감자인 ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’의 이화학적, 구조적 및 유변학적 특성을 도입 품종인 ‘대서’와 비교하여 측정함으로써 신품종 감자의 가공적성 규명과 가공식품 제조를 위한 기초자료를 마련하기 위해 수행되었다.
- FT-IR 스펙트럼의 피크는 작용기에 따른 특이성을 나타내며, fingerprint region(1,400~62 cm -1 )은 여러 가지 물질이 동일한 물질인지를 결정하는데 이용 가능한 스펙트럼 영역으로 알려져 있다. 본 연구에서는 품종별 감자 가루의 fingerprint region 내에서 3개의 특징적인 피크를 관찰할 수 있었다. 첫 번째 피크는 감자가루 입자 내부의 C-O bond stretch에 의한 1,070~943 cm -1 영역에서의 피크, 두 번째는 1,020cm -1 와 1,070cm -1 에서 관찰 가능한 anhydroglucose ring의 O-C stretch의 피크와 세 번째로는 1,057cm -1 에서 감자 전분 입자와 매우 단단히 연결된 물 분자에 의해 나타난 피크로 생각된다(21).
제안 방법
- Power law 모델식에 의하여 얻어진 유동성 지수(n)와 점조도 지수(K)로부터 전단속도 5 s-1에서의 겉보기 점도 (apparent viscosity, ηa,5)를 계산하였다.
- , Warriewood, Australia)를 사용하여 Standard 2 profile 방법으로 측정하였다. 감자가루 분산액(5%, w/w)을 50℃에서 1분간 유지시킨 후 95℃까지 6℃/min의 속도로 가열하고 95℃에서 5분간 유지시킨 다음 다시 50℃까지 같은 속도로 냉각한 후 2분간 유지시키는 방법으로 측정하였다. 여기서 얻은 점도 변화로부터 pasting temperature, peak viscosity, trough viscosity, breakdown viscosity, final viscosity, setback viscosity가 측정되었다.
- 감자가루 분산액의 정상유동 특성은 25℃로 설정된 rheometer(MCR-102, Anton Paar, Graz, Austria)의 plateplate system(직경 5 cm, 간격 500 μm)을 이용하여 측정하였다.
- 감자가루 입자 표면의 미세구조 관찰을 위해서 품종별 감자가루 시료를 gold-palladium으로 진공상태에서 60초간 코팅시킨 후 15 kV에서 주사전자현미경(S-4700, Hitachi Co., Tokyo, Japan)을 이용하여 500배율에서 미세구조를 관찰하였다.
- 감자가루의 결정형 분석은 X-선 회절계(D8 Advance, Bruker Co., Karlsruhe, Germany)를 이용하여 측정하였으며, 기기조건은 회전각도(2θ) 5~50°까지 회절시키고 회절 각도에 따른 피크의 위치로부터 결정형을 분석하였다.
- 감자가루의 인 함량 측정은 Kahraman 등(13)의 방법을 변형하여 이용하였다. 감자가루 1g을 700℃ 회화로에서 16시간 동안 회화하고 냉각한 다음, 10mL HCl(25%, v/v) 와 1mL HNO3(29%, v/v)을 각각의 도가니에 첨가하여 hot plate에서 가열 후 냉각하였다.
- 동적 점탄 특성은 1% strain 조건에서 진동수(frequency, ω) 0.63~62.8 rad/s 범위 내에서 저장 탄성률(storage modulus, G′), 손실 탄성률 (loss modulus, G″), 복소 점도(complex viscosity, η*) 및 tan δ(G″/G′)를 측정하였다.
- 감자가루 분산액(5%, w/w)을 50℃에서 1분간 유지시킨 후 95℃까지 6℃/min의 속도로 가열하고 95℃에서 5분간 유지시킨 다음 다시 50℃까지 같은 속도로 냉각한 후 2분간 유지시키는 방법으로 측정하였다. 여기서 얻은 점도 변화로부터 pasting temperature, peak viscosity, trough viscosity, breakdown viscosity, final viscosity, setback viscosity가 측정되었다.
- 냉각 후 50mL 용량 플라스크에 정용한 다음, 1mL를 test tube에 옮겨 증류수 3mL와 vanadate-molybdate 용액을 혼합하여 10분간 상온에서 반응시킨 후 400nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준 곡선은 인 함량 0.1~0.6 mg/mL를 포함한 standard phosphate solution을 이용하여 샘플의 인 함량을 측정하였다.
- 품종별 감자가루의 화학적 구조 분석을 위해 Fourier transform infrared(FT-IR; Spectrum One System, Perkin-Elmer Co., Ltd., Waltham, MA, USA)를 이용하였으며, KBr-tablets을 background로 사용하였고 4,000~500 cm -1 범위에서 측정하였다.
대상 데이터
- 감자가루 분산액(5%, w/w)은 감자가루와 증류수를 혼합하여 제조하였다. 혼합물을 25℃로 설정한 자석교반기에서 30분간 교반하였고, 95℃ 항온수조에서 30분 동안 가열하면서 교반 가열하였다.
- 본 실험에서는 농촌진흥청 국립식량과학원 고령지농업연구소에서 2016년에 재배된 도입 품종 감자인 ‘대서’와 신품종인 ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’을 사용하였다.
데이터처리
- 모든 실험의 결과는 평균±표준편차로 나타내었고 SAS version 9.3(SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 ANOVA 분석과 Fisher’s least significant differences 에 의해 P<0.05 수준에서 시료 간의 유의성 검정을 시행하였다.
이론/모형
- 감자가루 분산액의 페이스팅 특성은 Rapid Visco Analyzer(RVA Model 4, Newport Scientific Inc., Warriewood, Australia)를 사용하여 Standard 2 profile 방법으로 측정하였다. 감자가루 분산액(5%, w/w)을 50℃에서 1분간 유지시킨 후 95℃까지 6℃/min의 속도로 가열하고 95℃에서 5분간 유지시킨 다음 다시 50℃까지 같은 속도로 냉각한 후 2분간 유지시키는 방법으로 측정하였다.
- 감자가루의 일반성분은 AACC(12)의 방법에 따라 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 함량을 분석하였다.
- 1~500 s-1 의 전단속도(γ) 범위에서 측정하였다. 시료의 정상유동 특성은 power law 모델식(식 1)을 적용하였다.
- 품종별 감자가루의 총전분 함량은 total starch assay kit(Megazyme International Ireland Ltd., Bray, Ireland) 을 이용하여 AACC(12)의 방법에 따라 측정하였다. 시료 100mg(dry basis)과 80% 에탄올 0.
성능/효과
- FT-IR 분석 결과 지문영역에서 품종 간에 차이가 나타나지 않아 ‘대서’와 신품종 감자의 구조적인 특성에는 차이가 없는 것으로 나타났다.
- FT-IR 스펙트럼 분석 결과, 도입 품종인 ‘대서’와 국산 신품종 감자의 스펙트럼에서 모두 유사한 위치에서 피크가 발생한 것을 확인함으로써 품종에 따른 감자가루의 구조에는 차이가 없는 것을 확인하였다.
- Rapid Visco Analyzer에 의한 페이스팅 특성은 ‘새봉’ 품종의 peak viscosity가 유의적으로 높게 나타났으며, setback viscosity는 신품종 감자(38.67~ 56.00 cP)가 ‘대서(72.00 cP)’보다 낮게 나타났다.
- Setback viscosity는 냉각이 끝났을 때의 final viscosity에서 trough viscosity를 뺀 값으로 전분의 노화 특성과 밀접한 상관성을 나타내는 지표로써 신품종 감자인 ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’의 setback viscosity가 도입 품종인 ‘대서’보다 낮게 나타나 신품종 감자의 노화 안정성이 도입 품종인 ‘대서’보다 더 우수한 것으로 나타났다.
- 감자 가루의 총전분 함량은 도입 품종인 ‘대서’에서 73.34%로 유의적으로 가장 높게 나타났다.
- 감자가루의 총전분 함량은 ‘대서’에서 73.34±0.49%로 신품종 감자보다 유의적으로 높았고, 인 함량은 ‘새봉’에서 2,249.94 ±51.18 ppm으로 유의적으로 가장 높게 나타났다.
- 8 rad/s) 내에서 진동수가 증가함에 따라 증가하였으며, G′값이 G″ 값보다 높은 값을 나타내었다. 따라서 감자가루 분산액은 점성적 성질(액체적 성질)보다 탄성적 성질(고체적 성질)이 강하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한, 감자가루 분산액의 복소 점도는 진동수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내어 감자가루 분산액은 shear-thinning 거동을 나타냄을 알 수 있었다.
- 따라서 도입 품종인 ‘대서’와 신품종 감자 가루의 입자의 결정형은 감자가루의 조성에서 70.84~ 73.34%로 가장 큰 비율을 차지하는 감자 전분의 영향으로 생각되며, 이러한 X-선 회절도 측정 시 전분의 영향은 Kim 등(18)의 찹쌀과 찹쌀가루 및 찹쌀 전분의 X-선 회절도 측정 결과와 Jeong 등(19)의 멥쌀가루의 X-선 회절도 측정 결과에서도 관찰할 수 있었다.
- 따라서 감자가루 분산액은 점성적 성질(액체적 성질)보다 탄성적 성질(고체적 성질)이 강하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한, 감자가루 분산액의 복소 점도는 진동수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내어 감자가루 분산액은 shear-thinning 거동을 나타냄을 알 수 있었다. 이러한 결과는 정상유동 특성에서 power-law 모델식의 n 값으로부터 확인한 전단담화 거동과 일치한다.
- ‘대서’ 품종과 신품종 감자가루의 입자 형태를 비교해 보았을 때 품종과 관계없이 모든 감자가루 입자의 형태는 원형, 타원형과 다각형이 다양하게 혼합되어 있음을 관찰할 수 있었다. 또한, 미세구조에서 타원형의 매끈한 표면을 가진 전분 입자에 단백질 등의 비전분성 물질들이 결합하여 있는 것을 관찰할 수 있었다.
- 모든 품종에서 G′ 값 (51.64~95.79 Pa)이 G″ 값(17.84~28.21 Pa)보다 크게 나타나, 감자가루 분산액은 강한 겔 거동을 나타냄을 알 수 있었다.
- 본 실험에서 모든 품종의 감자가루 분산 액의 tan δ 값(0.30~0.36)은 모두 1보다 낮게 나타났으며 이로써 ‘대서’와 신품종 감자가루 분산액 모두 액체적 성질 보다 고체적 성질이 우세하게 나타남을 확인할 수 있었다.
- 본 연구에서 X-선 회절도에 의한 품종에 따른 감자가루의 결정형은 Fig. 2와 같이 도입 품종인 ‘대서’와 국산 신품종 감자인 ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’ 모두에서 회절각도 (2θ) 5.5°, 14°, 17°, 22°, 24° 부근에서 강한 피크를 보였다.
- 5°, 14°, 17°, 22°, 24° 부근에서 강한 피크를 보였다. 본 연구에서 사용한 모든 품종의 감자가루 X-선 회절도 피크는 Liu 등(17)의 감자전분의 X-선 회절도 분석 결과와 위치, 강도가 유사하여 전형적인 B형 전분의 결정형을 나타내는 것을 알 수 있었다. 따라서 도입 품종인 ‘대서’와 신품종 감자 가루의 입자의 결정형은 감자가루의 조성에서 70.
- 94 ppm으로 가장 높게 나타났다. 신품종 감자가루의 구조분석 결과 전분 입자에 비전분성 물질이 결합 혹은 자유롭게 존재하는 미세구조를 나타내었고, X-선 회절도 분석에서 B형 전분의 결정형 피크를 나타내었다. FT-IR 분석 결과 지문영역에서 품종 간에 차이가 나타나지 않아 ‘대서’와 신품종 감자의 구조적인 특성에는 차이가 없는 것으로 나타났다.
- 이는 소진폭 진동전단 조건에서 ‘진선’ 분산액의 탄성적 성질과 점성적 성질이 도입 품종인 ‘대서’를 비롯한 다른 품종과 비교하였을 때 가장 우수하다는 것을 의미한다.
- 이러한 지표는 선형회귀에 적용하여 얻어졌으며, 본 연구에서 수행된 모든 품종의 감자가루 분산액의 G′과 G″ 값은 적용된 진동수 범위(0.63~62.8 rad/s) 내에서 진동수가 증가함에 따라 증가하였으며, G′값이 G″ 값보다 높은 값을 나타내었다.
- 이로써 신품종 감자인 ‘새봉’ 과 ‘진선’의 점성적 성질이 도입 품종인 ‘대서’만큼 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
- 49 범위를 나타내었다. 이를 통해 감자가루 분산액이 전단 속도가 증가함에 따라 전단응력이 증가하는 속도가 감소하는 특성을 나타내는 pseudoplastic 유체임을 확인할 수 있었고, shear-thinning 거동을 보임을 확인할 수 있었다. 이러한 전단담화 현상은 전단 속도가 증가함에 따라 서로 얽혀 있는 다당류 분자의 그물 구조가 파괴되면서 나타나는 현상으로 전단 속도가 증가함에 따라 이러한 다당류 구조가 파괴되는 속도가 구조가 재형성되는 시간보다 빠르기 때문에 나타나는 거동으로 알려져 있다(30).
- 정상유동 특성은 ‘대서’의 점조도 지수와 겉보기 점도가 가장 높게 나타났으며, 동적 점탄 특성에서는 진동수가 증가함에 따라 저장 탄성률(G′)과 손실 탄성률(G″) 값이 증가하는 경향을 나타내었으며, ‘진선’의 G′, G″과 복소 점도 값이 가장 높게 나타났다.
- 품종별 감자가루 분산액의 G′, G″, η* 값은 ‘진선’에서 각각 95.79±4.62 Pa, 28.21±3.73 Pa, 15.86±0.87 Pa･ s로 도입 품종인 ‘대서’를 포함한 모든 품종 중에서 가장 높은 수치를 나타내었다.
- 본 실험에서 사용된 품종별 감자가루의 일반성분을 분석한 결과는 Table 1과 같다. 품종별 감자가루의 일반성분 결과 수분 함량은 5.57~6.36%, 조단백질 함량은 6.36~7.26%, 조지방 함량은 0.31~0.56%, 조회분 함량은 1.96~2.48%로 나타냈다. 감자가루의 총전분 함량은 70.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.