[논문]옴가열이 전분의 Pasting 특성에 미치는 영향

차윤환

doi:10.9799/ksfan.2017.30.4.689

옴가열이 전분의 Pasting 특성에 미치는 영향
Effect of Ohmic Heating on Pasting Property of Starches 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.30 no.4, 2017년, pp.689 - 695

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Ohmic heating is an internal heating method based on the principle that when an electrical current passes through food, electric resistance heat is uniformly generated internally by food resistance. Previous studies indicate that the thermal properties, external structure, internal structure, and swelling power of ohmic heat treated starch of various starches, such as potato, wheat, corn, and sweet potato, differed from those of conventional heating at the same temperature. In this study, the pasting property of starch, treated with ohmic and conventional heating, were measured by RVA (Rapid Visco-Analyzer). Our results show that as the ohmic heating temperature increased, the PV (Paste Viscosity) of the starch decreased significantly, and the PT (Pasting Temperature) increased. Changes in PV and PT indicate that the swelling of starch remains unchanged by ohm heating. The HPV (Hot Paste Viscosity), CPV (Cold Paste Viscosity) and SV (Setback Viscosity) of ohmic heated starch also differed from the conventional heated starch. The pasting property is similar to the viscosity curve of common cross-linked modified starch. In this experiment, we further confirm the similarity with modified starch and its usability.

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

RVA 내부 교반기의 교반 속도는 처음 10초간은 960 rpm으로 강하게 교반하였고, 그 후는 160 rpm으로 일정하게 유지를 시켰다. RVA 측정을 통해 얻어진 RVA viscogram에서 pasting temperature(PT), paste viscosity(PV), hot paste viscosity (HPV), cold paste viscosity(CPV), breakdown viscosity(PV-HPV) 및 setback viscosity(CPV-HPV)를 구하였다(Fig. 2).
Rapid visco-analyzer(RVA-4, Newport Scientific Pty Ltd, Australia)를 사용하여 가열처리한 전분의 pasting 특성을 측정하였다. 가열 처리한 전분 분말에 증류수를 넣어 전분현탁액(7.
옴가열과 재래가열 처리 온도는 감자전분(55, 60, 65℃), 밀전분(45, 50, 55℃), 옥수수전분(45, 55, 60, 65℃), 그리고 고구마 전분(45, 55, 65, 70℃) 모두 각각 다르게 가열 처리하였다. 가열 처리시간은 12, 24, 72 h 동안 처리하였다.
감자, 밀, 옥수수, 고구마 전분의 annealing 온도에서 옴가열과 재래가열 처리에 의한 RVA 특성 차이를 비교하였다. 감자(55℃), 밀(50℃), 옥수수(60℃), 고구마(65℃)로 72 h 처리한 시료의 RVA 값을 서로 비교하였다. A형 전분인 밀전분, 옥수수전분의 아밀로펙틴 사슬은 23~29개의 포도당으로 구성되어 있어, B형과 C형 전분에 비해 더 단단한 구조를 가지고 있다.
감자, 밀, 옥수수, 고구마 전분의 annealing 온도에서 옴가열과 재래가열 처리에 의한 RVA 특성 차이를 비교하였다. 감자(55℃), 밀(50℃), 옥수수(60℃), 고구마(65℃)로 72 h 처리한 시료의 RVA 값을 서로 비교하였다.
본 연구에서는 가열 처리한 전분의 pasting 특성을 RVA로 측정하였다. 결과적으로 옴가열 한 전분은 가열 온도가 증가할수록 PV(Paste Viscosity)가 현저히 감소하고, PT(PastingTemperature)는 증가하였다.
본 연구에서는 옴가열 처리한 감자, 밀, 옥수수, 고구마 전분의 pasting 특성을 측정하여 재래 가열한 전분과 비교하였다. 이 실험을 통해 옴가열이 전분의 pasting 특성에 미치는 영향을 정확히 판단하였다, 이런 옴가열에 의한 전분의 pasting특성 변화는 향후 옴가열 처리 전분의 실제 사용 가능성을 가늠하게 할 수 있는 중요한 정보가 될 것으로 생각된다.
설정 온도 이상으로 옴가열 온도가 올라갈 경우, 전압을 자동으로 차단하기 위한 온도 조절 장치는 전원 on/off 스위치(HiMC22, Hyundai industrial Co., Korea)와 T형 온도계가 부착되어 있는 온도 조절기 (DX9, Hanyoung Co., Korea)로 구성하였다. 옴가열 중 처리조의 온도(℃)와 처리 전압(V)과 전류(A)값은 data logger (Hydra 2625A, Fluke Co.
옴가열 장치를 기본으로 재래가열 장치를 만들었다. 처리조의 구조는 동일하게 하였으나, 냉각수는 흐르지 않게 하였고, 드라이오븐 안에서 가열 처리하여 드라이오븐의 설정 온도로 가열 처리 온도가 유지되도록 하였다.
옴가열 처리를 위해 사용된 처리조는 내경이 100 mm인 유리실린더로 용량이 1 L 정도 되도록 가공한 후 외부에 jacket을 설치하여 냉각수를 흘릴 수 있도록 고안하였다. 옴가열 처리시 냉각수를 계속 흐르게 하여 옴가열에 의해 온도가 과도하게 상승하는 것을 막고, 일정한 온도를 유지하게 하였다. 옴가열에 사용한 전압은 상용 전압인 220 V를 슬라이닥스(DLC5K300, Dae-lim Co.
옴가열과 재래가열 처리 온도는 감자전분(55, 60, 65℃), 밀전분(45, 50, 55℃), 옥수수전분(45, 55, 60, 65℃), 그리고 고구마 전분(45, 55, 65, 70℃) 모두 각각 다르게 가열 처리하였다. 가열 처리시간은 12, 24, 72 h 동안 처리하였다.
옴가열 장치를 기본으로 재래가열 장치를 만들었다. 처리조의 구조는 동일하게 하였으나, 냉각수는 흐르지 않게 하였고, 드라이오븐 안에서 가열 처리하여 드라이오븐의 설정 온도로 가열 처리 온도가 유지되도록 하였다.

대상 데이터

실험에 사용된 전분으로 20%(w/v) 전분 현탁액을 NaCl 용액(0.1%)을 혼합하여 만들었다. 전분현탁액을 만들 경우, 소량의 NaCl을 첨가하지 않으면 옴가열 처리 시 전류의 흐름이 제한된다.
실험에 사용한 감자 전분(Junsei, Japan), 밀 전분과 옥수수전분(Sigma, USA), 고구마 전분(Wako, Japan)은 모두 시약급 이상을 사용하였다.

성능/효과

4에 각각 나타내었다. 가열처리하지 않은 생감자 전분을 기준으로 재래가열방법으로 55℃에서 24시간 이상 가열한 감자 전분의 경우, 전분의 PV가 커지고, 점도 곡선의 점도가 전체적으로 높아졌다(Fig. 3). RVA의 세부 점도 결과는 Table 1에 나타내었다.
본 연구에서는 가열 처리한 전분의 pasting 특성을 RVA로 측정하였다. 결과적으로 옴가열 한 전분은 가열 온도가 증가할수록 PV(Paste Viscosity)가 현저히 감소하고, PT(PastingTemperature)는 증가하였다. PV와 PT 변화는 옴가열에 의해 전분의 팽윤이 잘 되지 않는 형태로 바뀌었다는 것을 의미한다.
A형 전분인 밀전분, 옥수수전분의 아밀로펙틴 사슬은 23~29개의 포도당으로 구성되어 있어, B형과 C형 전분에 비해 더 단단한 구조를 가지고 있다. 그 결과, paste를 만드는 온도가 상대적으로 높고, 팽윤 시 점도가 낮게 나타나는데, 이런 특징은 밀전분과 옥수수 전분의 RVA 결과에서도 잘 나타난다(Table 1). 50℃에서 재래방법으로 72시간 동안 가열처리한 밀전분의 RVA로 측정한 점도 곡선(Fig.
이렇게 나타난 pasting 특성은 일반적인 가교 변성 전분의 점도곡선과 비슷하였다. 본 실험을 통해 변성전분과의 유사성과 대체 사용가능성을 확인할 수 있었다.
PV와 PT 변화는 옴가열에 의해 전분의 팽윤이 잘 되지 않는 형태로 바뀌었다는 것을 의미한다. 옴가열 처리한 전분의 HPV(Hot Paste Viscosity), CPV(Cold Paste Viscosity)와 SV(Setback Viscosity)는 전분의 종류마다 다른 양상을 보였으나, PV가 급격히 감소하는 특성 때문에 HPV와 CPV가 전체적으로 낮은 점성을 나타냈다. 이렇게 나타난 pasting 특성은 일반적인 가교 변성 전분의 점도곡선과 비슷하였다.

후속연구

옴가열 처리된 전분의 이러한 pasting 특성 변화는 가교 변성 전분의 물성적 특성과 매우 비슷한 양상을 나타내고 있어, 향후 변성전분과의 비교 실험이 필요하다고 생각되었다.
본 연구에서는 옴가열 처리한 감자, 밀, 옥수수, 고구마 전분의 pasting 특성을 측정하여 재래 가열한 전분과 비교하였다. 이 실험을 통해 옴가열이 전분의 pasting 특성에 미치는 영향을 정확히 판단하였다, 이런 옴가열에 의한 전분의 pasting특성 변화는 향후 옴가열 처리 전분의 실제 사용 가능성을 가늠하게 할 수 있는 중요한 정보가 될 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고체 식품의 경우 옴가열의 장점은?	옴가열(ohmic heating)은 교류 혹은 직류 전기를 이용한 가열법으로 전류가 전도체인 식품을 흐르면서 발생하는 내부저항을 이용하는 가열법으로(de Alwis & Fryer 1992) 식품의 발열이 내부에서부터 시작되고, 유입되는 전류량의 조절을 통해 온도 상승 정도를 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 또한 고체 식품의 경우, 급속․균열가열이 가능하여 옴가열을 이용한 고품질의 제품생산이 가능하다(Rahman MS 1999). 고형분 식품과 액체 식품이 혼합되어 있는 경우 옴가열 시 고형분과 액체가 동시에 가열되어 효율적인 가열 제품을 생산할 수 있다(Zareifard 등 2003).
	옴가열이란 무엇인가?	옴가열(ohmic heating)은 교류 혹은 직류 전기를 이용한 가열법으로 전류가 전도체인 식품을 흐르면서 발생하는 내부저항을 이용하는 가열법으로(de Alwis & Fryer 1992) 식품의 발열이 내부에서부터 시작되고, 유입되는 전류량의 조절을 통해 온도 상승 정도를 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다. 또한 고체 식품의 경우, 급속․균열가열이 가능하여 옴가열을 이용한 고품질의 제품생산이 가능하다(Rahman MS 1999).
	옴가열 장치를 기본으로 만든 재래가열 장치의 구조는?	옴가열 장치를 기본으로 재래가열 장치를 만들었다. 처리조의 구조는 동일하게 하였으나, 냉각수는 흐르지 않게 하였고, 드라이오븐 안에서 가열 처리하여 드라이오븐의 설정 온도로 가열 처리 온도가 유지되도록 하였다.

참고문헌 (12)

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Zareifard MR, Ramaswamy HS, Trigui M, Marcotte M. 2003. Ohmic heating behavior and electrical conductivity of twophase food systems. Food Sci Emerg Technol 4:45-55

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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