품종별 감자전분의 이화학적, 구조적, 페이스팅 및 유변학적 특성 Physicochemical, structural, pasting, and rheological properties of potato starch isolated from different cultivars원문보기
본 연구는 '대서' 품종과 국산 신품종 감자('고운', '새봉', '진선')로 추출한 감자전분의 이화학적, 구조적, 페이스팅 및 유변학적 특성에 대하여 평가하였다. 인 함량은 전분 포도당 잔기의 C-6에서의 인산화 정도에 따라 '대서' 전분이 유의적으로 높았고 '고운' 전분이 유의적으로 낮게 나타났다. 인 함량은 전분의 peak viscosity에 영향을 미쳐 인 함량이 높은 '대서' 전분이 peak viscosity 또한 가장 높게 나타났다. Breakdown viscosity는 국산 신품종 감자전분이 '대서' 전분에 비해 유의적으로 낮게 나타남으로써 '대서' 전분보다 열과 전단에 의한 구조의 파괴가 적어 식품 가공에 이용하기 적합함을 확인하였다. 주사전자현미경, X-선 회절도, FT-IR 스펙트럼, 1D NMR 분석 결과 '대서' 전분과 국산 품종 감자전분의 구조적인 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다. 정상유동 특성에서는 모든 전분에서 shear-thinning 현상이 나타났으며 그중에서도 특히 '고운' 전분이 가장 강한 shear-thinning 현상과 가장 높은 ${\eta}_{a,5}$, K, ${\sigma}_{oc}$값을 나타냈다. 동적 점탄특성에서는 본 연구에 사용한 모든 국산 신품종 감자전분의 G'과 G"이 '대서' 전분보다 높아 점탄성이 우수함을 입증하였다. 따라서 본 연구에서 페이스팅 특성과 동적 점탄특성 결과를 통해 국산 신품종의 감자전분의 열과 전단에 대한 저항성이 '대서' 전분보다 높아 가공 시 구조의 파괴가 적으며 점탄성 또한 '대서' 전분보다 높아 가공시장에서 더 유용하게 쓰일 수 있음을 확인하였다. 즉 본 연구에 사용된 국산 신품종 감자 품종이 가공용으로서 '대서' 품종을 대체해 국내 감자 가공시장의 점유율을 높일 수 있을 것이라고 판단된다.
본 연구는 '대서' 품종과 국산 신품종 감자('고운', '새봉', '진선')로 추출한 감자전분의 이화학적, 구조적, 페이스팅 및 유변학적 특성에 대하여 평가하였다. 인 함량은 전분 포도당 잔기의 C-6에서의 인산화 정도에 따라 '대서' 전분이 유의적으로 높았고 '고운' 전분이 유의적으로 낮게 나타났다. 인 함량은 전분의 peak viscosity에 영향을 미쳐 인 함량이 높은 '대서' 전분이 peak viscosity 또한 가장 높게 나타났다. Breakdown viscosity는 국산 신품종 감자전분이 '대서' 전분에 비해 유의적으로 낮게 나타남으로써 '대서' 전분보다 열과 전단에 의한 구조의 파괴가 적어 식품 가공에 이용하기 적합함을 확인하였다. 주사전자현미경, X-선 회절도, FT-IR 스펙트럼, 1D NMR 분석 결과 '대서' 전분과 국산 품종 감자전분의 구조적인 차이는 뚜렷하게 나타나지 않았다. 정상유동 특성에서는 모든 전분에서 shear-thinning 현상이 나타났으며 그중에서도 특히 '고운' 전분이 가장 강한 shear-thinning 현상과 가장 높은 ${\eta}_{a,5}$, K, ${\sigma}_{oc}$값을 나타냈다. 동적 점탄특성에서는 본 연구에 사용한 모든 국산 신품종 감자전분의 G'과 G"이 '대서' 전분보다 높아 점탄성이 우수함을 입증하였다. 따라서 본 연구에서 페이스팅 특성과 동적 점탄특성 결과를 통해 국산 신품종의 감자전분의 열과 전단에 대한 저항성이 '대서' 전분보다 높아 가공 시 구조의 파괴가 적으며 점탄성 또한 '대서' 전분보다 높아 가공시장에서 더 유용하게 쓰일 수 있음을 확인하였다. 즉 본 연구에 사용된 국산 신품종 감자 품종이 가공용으로서 '대서' 품종을 대체해 국내 감자 가공시장의 점유율을 높일 수 있을 것이라고 판단된다.
The objective of this research was to elucidate the physicochemical, structural, pasting and rheological properties of potato starch isolated from a foreign potato cultivar ('Atlantic') and new domestic potato cultivars ('Goun', 'Sebong', and 'Jinsun'). Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diff...
The objective of this research was to elucidate the physicochemical, structural, pasting and rheological properties of potato starch isolated from a foreign potato cultivar ('Atlantic') and new domestic potato cultivars ('Goun', 'Sebong', and 'Jinsun'). Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and one-dimensional nuclear magnetic resonance (1D NMR) showed that the structural properties of potato starch did not vary significantly with cultivars. RVA analysis demonstrated that the 'Atlantic' starch had the highest breakdown viscosity among all potato starches. In steady shear rheological analysis, all potato starch dispersions showed shear-thinning behaviors (n =0.63-0.72) at $25^{\circ}C$. The highest apparent viscosity (${\eta}_{a,5}$), consistency index (K), and yield stress (${\sigma}_{oc}$) were observed in the 'Goun' starch dispersion. In dynamic shear rheological analysis, storage modulus (G') and loss modulus (G") values of new domestic potato starch dispersions were higher than those of the 'Atlantic' starch dispersion.
The objective of this research was to elucidate the physicochemical, structural, pasting and rheological properties of potato starch isolated from a foreign potato cultivar ('Atlantic') and new domestic potato cultivars ('Goun', 'Sebong', and 'Jinsun'). Scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and one-dimensional nuclear magnetic resonance (1D NMR) showed that the structural properties of potato starch did not vary significantly with cultivars. RVA analysis demonstrated that the 'Atlantic' starch had the highest breakdown viscosity among all potato starches. In steady shear rheological analysis, all potato starch dispersions showed shear-thinning behaviors (n =0.63-0.72) at $25^{\circ}C$. The highest apparent viscosity (${\eta}_{a,5}$), consistency index (K), and yield stress (${\sigma}_{oc}$) were observed in the 'Goun' starch dispersion. In dynamic shear rheological analysis, storage modulus (G') and loss modulus (G") values of new domestic potato starch dispersions were higher than those of the 'Atlantic' starch dispersion.
따라서, 본 연구는 감자 가공시장에서 주로 이용되는 도입 품종 ‘대서’ 전분을 대체하기 위하여 농촌진흥청에서 개발한 국산 신품종 감자인 ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’ 전분에 대한 이화학적, 구조적, 페이스팅 및 유변학적 특성을 분석하여 국산 신품종 감자전분의 가공적성을 평가하기 위한 기초자료를 마련하고자 하였다.
제안 방법
감자전분 추출은 Djabali 등(12)과 Huang 등(13)의 방법을 변형하여 이용하였다. 품종별 감자를 흐르는 물에 씻고 껍질을 제거 한 후 4등분해 0.
대상 데이터
본 실험에 사용된 감자는 총 4품종으로(‘대서’, ‘고운’, ‘새봉’, ‘진선’) 농촌진흥청 국립식량과학원 고령지 농업연구센터(Pyeongchang, Korea)로부터 제공받아 사용하였다. 사용된 감자는 모두 수확 직후부터 전분을 추출하기 전까지 3일간 냉장온도(4o C)에서 보관하였다.
데이터처리
모든 실험 결과는 평균±표준편차로 나타내었고 SAS version 9.4 (SAS Institute Inc. Cary, NC, USA)을 이용하여 ANOVA 분석과 Fisher’s least significant differences에 의해 p<0.05 수준에서 시료들 간 유의성 검정을 하였다.
72)에 있어 shearthinning 거동을 나타냄을 확인하였다(31). ‘고운’ 전분 분산액의 n값이 다른 전분 분산액에 비해 낮게 나타나 더 강한 shearthinning 현상이 나타나는 것을 확인하였고, ‘진선’ 전분 분산액 또한 ‘대서’ 전분 분산액보다 유의적으로 낮은 n값을 나타내었다. 감자전분 분산액의 ηa,5와 K값은 ‘고운’ 전분 분산액이 ‘대서’ 전분 분산액에 비해 유의적으로 높았고 ‘진선’ 전분 분산액은 ‘대서’ 전분 분산액과 차이가 없었다.
따라서 모든 품종의 감자전분 분산액은 점성적 성질(액체적 성질)보다 탄성적 성질(고체적 성질)이 강하게 나타나는 것을 확인하였다. 국산 신품종 감자전분 분산액의 G'과 G''이 ‘대서’ 전분 분산액에 비해 높게 나타나 국산 신품종 감자전분이 ‘대서’ 전분 분산액보다 점탄성이 우수함을 확인하였다. 또한 η* 값은 모든 품 종 감자전분 분산액에서 진동수가 증가함에 따라 감소하여 모두 shear-thinning 거동을 나타냄을 확인하였다.
67 cP)보다 유의적으로 낮게 나타나 팽윤된 전분입자가 열과 전단에 의해 파괴되 는 속도가 느려 열과 전단에 대한 저항성이 높은 것을 확인하였다(20,29,30). 따라서 국산 신품종 감자전분이 가공 시 열과 전단 이 가해질 때 전분의 구조가 ‘대서’ 전분보다 안정되어 점도의 감소폭이 작아 가공용으로 바람직하게 이용할 수 있음을 확인하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
감자의 원산지는 어디인가?
감자(Solanum tuberosum L.)는 안데스 산맥지역이 원산지로 온대지방에서 널리 재배되며, 세계 4대 작물 중 하나로 손꼽힌다(1). 감자는 전분을 많이 함유하고 있어(건량 기준 66-80%) 전분 제조와 식품산업에서 중요한 작물로 자리 잡고 있다(2,3).
감자의 품종간 특성에 따른 구분은?
감자는 품종간의 특성 차이로 용도에 따라 식용과 가공용으로 나뉘며, 현재 국내에서 식용품종으로는 ‘수미(Superior)’, 가공용품종으로는 ‘대서(Atlantic)’가 잘 알려져 있다(1). 특히 ‘대서’는 미국에서 1976년 육성된 품종으로 ‘수미’ 품종보다 크며 생육이 왕성하고 고형물 함량이 높고 환원당 함량이 낮아 칩 가공 적성이 뛰어나 1982년 국내에 도입되어 현재까지도 가공용으로 많이 이용되고 있다(1,10).
감자가 영양적 가치가 높다고 평가되는 이유는?
감자는 전분을 많이 함유하고 있어(건량 기준 66-80%) 전분 제조와 식품산업에서 중요한 작물로 자리 잡고 있다(2,3). 그 외에도 인, 철, 칼륨과 같은 무기질과 비타민 B1, B3, B6가 풍부하며, 항산화, 항암, 항염증 역할과 관련된 카로티노이드, 플라보노이드와 같은 다양한 식물성 생리활성물질을 함유하고 있기 때문에 영양적 가치가 높다고 평가된다(4) 감자에 다량 함유된 전분은 일반적으로 식품산업에서 가공 시안정제, 결착제, 증점제로써 사용되고 호화 시 끈적끈적한 페이스트를 형성하고, 호화액이 투명해지며 가열시간이 지날수록 점차 점도가 감소하는 특징을 갖는다(5,6). 그러나 감자전분의 이러한 특징은 감자마다 다른 입자크기, 아밀로펙틴에 존재하는 인산에스테르기의 양 등과 같은 요인에 의해 변한다(7).
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