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호화 옥테닐 호박산 전분의 유화 특성
Emulsifying Properties of Gelatinized Octenyl Succinic Anhydride Modified starch from Barley 원문보기

Journal of the Korean Applied Science and Technology = 한국응용과학기술학회지, v.36 no.1, 2019년, pp.174 - 188  

김산성 (충남대학교 농업생명과학대학 식품공학과) ,  김선형 (충남대학교 농업생명과학대학 식품공학과) ,  이의석 (충남대학교 농업생명과학대학 식품공학과) ,  이기택 (충남대학교 농업생명과학대학 식품공학과) ,  홍순택 (충남대학교 농업생명과학대학 식품공학과)

초록
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본 연구는 OSA 전분을 열처리 한 후, 이를 이용하여 제조한 OSA 전분 에멀션의 이화학적 특성 및 계면 흡착 구조 등을 조사하였다. 에멀션 중 지방구의 크기는 OSA 전분 농도의 증가와 더불어 지속적으로 감소하여 0.2 wt% 농도에서 최소값($0.31{\pm}0.01{\mu}m$)을 나타내었고, 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 에멀션의 크리밍 안정도는 OSA 전분 농도가 높을수록 증가하였으며, 0.75 wt% 이상의 첨가 농도에서 크리밍 발생에 대하여 매우 안정하였다. 에멀션 중 OSA 전분의 계면 흡착량은 0.2 wt% 첨가 농도 이상에서 농도의 증가와 더불어 증가하였으며(0.2 wt% : $1.03mg/m^2$ ${\rightarrow}$ 1.25 wt% : $5.08mg/m^2$), 이는 계면에서 OSA 전분이 다층 구조를 이루는 것에 기인된 것으로 추정하였다. OSA 전분 에멀션의 pH를 조절하였을 때 산성 지역에서 지방구의 응집에 의해 크기가 증가하였으며, 이는 상대적으로 낮은 제타 전위에 기인된 것으로 사료되었다. 터비스캔에 의한 분산 안정도 또한 pH에 영향을 받아 산성 지역에서 낮았으며, pH 7 이상에서는 높은 분산 안정도 특성을 보였다. 공초점현미경을 이용하여 열처리된 OSA 전분이 흡착된 지방구 표면을 관찰한 결과, OSA 전분은 입자 형태가 아닌 두꺼운 계면막을 형성하는 것으로 나타났다. 따라서 에멀션 형성 전에 OSA 전분을 열처리할 경우, 전분의 호화과정에서 용출된 아밀로오스와 아밀로펙틴이 지방구 표면에 막의 형태로 흡착되므로, OSA 전분 에멀션에 있어서 중요한 유화 안정화 기작은 '입체장애 안정화(steric stabilization)'인 것으로 사료되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The present study was carried out to investigate the emulsifying properties of heat-treated octenyl succinic anhydride(OSA) starch and the interfacial structure at oil droplet surface in emulsions stabilized by heat-treated OSA starch. First, the aqueous suspensions of OSA starch were heated at

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 실제 식품 산업체에서 에멀션의 제조는 비교적 고온(예, 70℃)에서 수행하므로 이러한 처리 과정은 실제 산업체에서 OSA 전분을 유화제로 사용할 때의 공정과 매우 유사하다. 따라서 본 연구는 열처리 시킨 OSA 전분 용액을 이용한 에멀션 제조 및 이의 특성 변화(지방구 크기, 계면 흡착량, pH의 영향, 분산 안정도, 현미경 관찰)를 조사하고자 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
에멀션은 무엇인가? 에멀션(emulsion)은 서로 섞이지 않는 두 개 이상의 액체(예, 물과 기름)로 이루어진 시스템으 로, 유화제 및 안정제 등의 도움을 받아 한 액체 가 작은 지방구의 형태로 연속상을 이루는 다른 액체에 균일하게 분산되어 존재한다. 이 때 사용 된 유화제는 물/기름 사이의 계면장력을 낮추어 유화 안정성을 부여시키며, 안정제는 주로 연속상 의 점도를 증가시켜 에멀션의 크리밍 안정도 (creaming stability) 및 조직감(texture) 등을 개 선시킨다.
에멀션 형성에 사용되는 유화제에는 어떤 것들이 있는가? 이 때 사용 된 유화제는 물/기름 사이의 계면장력을 낮추어 유화 안정성을 부여시키며, 안정제는 주로 연속상 의 점도를 증가시켜 에멀션의 크리밍 안정도 (creaming stability) 및 조직감(texture) 등을 개 선시킨다. 에멀션 형성에 사용되는 유화제로는 레 시틴 등의 저분자량 유화제 및 단백질 및 복합다 당류 등이 있으며, 이 중 생중합체인 단백질과 복합다당류(예: 메틸셀룰로오스, 아라비아 검 등) 는 물/기름 계면에 흡착하여 계면장력을 낮출 뿐 아니라 연속상의 점도를 증가시켜 유화제 및 안 정제로서의 기능을 동시에 수행 할 수 있다. 
OSA 전분 에멀션의 지방구 크기가 외부환경에 큰 영향을 받지 않는 이유는 어떤 것 때문인가? 일반적으로 유청단백질 에멀 션의 안정도(지방구 크기)는 외부 환경(pH, 염농 도, 온도 등)에 의해서 민감하게 변화하는데, Tesch 등[14] 및 Charoen 등[15]에 의하면 OSA 전분 에멀션의 경우 계면에 흡착된 OSA 전분에 의해 발생하는 입체장애 힘(steric force)이 유화 지방구 간에 작용하여 외부 환경을 변화하였을 때에도 지방구 크기가 크게 변화하지 않았음을 보고하였다. 유화 안정 기작 중 하나인 입체장애 힘은 지방구가 서로 근접하게 될 때 계면에 흡착 된 유화제의 물리화학적 특성(예: 계면막의 두께, 유변성질, 분자간의 친화성 등)에 의해 발생하게 되며, 일반적으로 계면막이 두꺼울수록 효과적으 로 작용하는 것으로 알려져 있다[13]. 실제로 에 멀션 중 지방구 계면에 흡착된 OSA 전분의 양 (이하 계면 흡착량)을 조사한 Nilsson & Bergenståhl[16] 연구에 의하면, 낮은 첨가 농도 (≤1.
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