[논문]개선된 효소소화법에 의한 고미로부터 쌀전분의 생산 및 특성

김이재; 임송이; 김현석

doi:10.9721/kjfst.2021.53.6.749

개선된 효소소화법에 의한 고미로부터 쌀전분의 생산 및 특성
Production and characterization of rice starch from stale rice using improved enzymatic digestion method 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.53 no.6, 2021년, pp.749 - 755

김이재 (경기대학교 일반대학원 식품생물공학과) , 임송이 (경기대학교 일반대학원 식품생물공학과) , 김현석 (경기대학교 일반대학원 식품생물공학과)

초록
AI-Helper

정미와 쇄미로부터 상업적 기준에 부합하는 쌀전분을 생산하는 효소소화법을 오래 묵은 쌀(고미)에 적용 가능한지를 조사하였다. 선행된 연구에서 다층 여과법을 채택한 효소소화법은 고미로부터 높은 조단백질 함량(3.6-4.1%)의 쌀전분이 배출되어 상업적으로 활용이 가능한 쌀전분을 생산할 수 없었다. 그래서 기존 효소소화법의 다층 여과법 대신에 효소반응 고미 침전물 상층부의 부드러운 층(쌀단백 잔류물, tailed 전분과 섬유소 등)을 흡입하여 제거하는 방식을 채택하여 개선된 효소소화법(iENZ, improved enzymatic digestion method)을 구축하였다. iENZ에 따른 고미전분의 조단백질 함량은 0.5-0.7%로, 알칼리침지법(AKL, akaline steeping method)에 따른 고미전분의 것과 유사하였으며 상업적인 생전분의 조단백질 함량 기준(<1%)을 충족하였다. 한편 iENZ에 따른 고미전분을 상업적인 쌀전분으로 활용할 수 있는지를 조사하기 위해 AKL과 iENZ에 따른 고미전분의 물리화학적 특성을 조사하였다. 고미전분들의 아밀로스 함량은 본 연구에 사용된 고미가 멥쌀로부터 유래되었다는 것을 가리킨다. AKL보다 iENZ에 따른 고미전분의 아밀로스 함량이 전반적으로 낮았는데, 이는 쌀이 오래 저장되면서 형성된 유리아미노산과 쌀전분의 아밀로스사이의 아밀로스-지질 복합체의 형성 때문이다. AKL과 iENZ에 의한 고미전분들은 전형적인 A형 결정 패턴을 보였으며, 추출정제법에 따른 X선 회절 패턴과 상대결정도의 차이는 관찰되지 않았다. iENZ에 따른 고미전분은 AKL에 의한 것보다 좁은 호화온도범위를 보이면서 높은 호화온도와 낮은 호화엔탈피를 나타내었다. 이것은 iENZ에 따라 고미로부터 쌀전분을 추출·정제하는 동안 고미전분 내에서 annealing이 일어났기 때문이다. iENZ에 의해 발생한 annealing은 고미전분의 팽윤력과 용해도를 낮췄으며, 페이스팅 점도 발달을 지연시키면서도 높은 수준의 페이스팅 점도를 형성하였다. 전반적으로 iENZ는 고미뿐만 아니라 정미와 쇄미에서도 고순도의 쌀전분을 생산할 수 있는 방법이었으며, 고미는 쌀전분 원료로 사용 가능하였다. iENZ는 쌀전분의 추출과 동시에 쌀전분을 물리적으로 변형하는 방법으로 생각되며, 이 방법에 따라 제조된 쌀전분은 쌀전분의 물리화학적 특성의 다양성을 확대할 수 있을 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study was to investigate the physicochemical properties of rice starch extracted from stale rice using alkaline steeping (AKL) and improved enzymatic digestion (iENZ) methods. The crude protein content (0.5-0.7%) of stale rice starch (SRS) was less than 1% by iENZ, but not so when measured by the existing ENZ methods. SRS is an intermediate amylose rice starch. AKL-SRS and iENZ-SRS exhibited typical A-type crystal packing arrangements with similar relative crystallinities. iENZ-SRS showed higher gelatinization onset and peak temperatures with a narrower gelatinization temperature range, compared to those of AKL-SRS, indicating that iENZ annealed SRS. Thus, iENZ-SRS exhibited lower swelling power and solubility, and higher pasting viscosities with delayed viscosity development. Overall, the use of stale rice as a rice starch source could make economical production of rice starch possible, and iENZ may diversify rice starch characteristics, which expands the utilization of rice starch in food and non-food industries.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Scanning electron microscope images of rice starches from brown rice cultivated in 2015 (A, D, & G), and milled rice cultivated in 2015 (B, E, & H) and 2017 (C, F, & I) using enzymatic digestion (A-C), alkaline steeping (D-F), and improved enzymatic digestion (GI) methods (scale bars=6 μm).
표 Table 1. Crude protein content¹⁾, total starch content¹⁾, and apparent amylose content¹⁾ of rice starches from stale rice using alkaline steeping (AKL) and improved enzymatic digestion (iENZ) methods
$Fig. 2. X-ray diffraction patterns and relative crystallinities (in parentheses) of rice starches from stale rice using alkaline steeping (A) and improved enzymatic digestion (B) methods. BN15AK and BN15iEN indicate rice starches from brown rice cultivated in 2015 using alkaline steeping and improved enzymatic digestion methods, respectively. MR15AK (MR17AK) and MR15iEN (MR17iEN) correspond to rice starches from milled rice cultivated in 2015 (2017) using alkaline steeping (A) and improved enzymatic digestion (B) methods, respectively.$ 그림 Fig. 2. X-ray diffraction patterns and relative crystallinities (in parentheses) of rice starches from stale rice using alkaline steeping (A) and improved enzymatic digestion (B) methods. BN15AK and BN15iEN indicate rice starches from brown rice cultivated in 2015 using alkaline steeping and improved enzymatic digestion methods, respectively. MR15AK (MR17AK) and MR15iEN (MR17iEN) correspond to rice starches from milled rice cultivated in 2015 (2017) using alkaline steeping (A) and improved enzymatic digestion (B) methods, respectively.
그림 Fig. 3. Swelling power (A) and solubility (B) of rice starches from stale rice using alkaline steeping (AKL) and improved enzymatic digestion (iENZ) methods. BN15 and MR15 indicate brown and milled rice cultivated in 2015, respectively, and MR17 corresponds to milled rice cultivated in 2017. Bars sharing the same lowercase letters are not significantly different at p<0.05.
표 Table 2. Gelatinization properties¹⁾ of rice starches from stale rice using alkaline steeping (AKL) and improved enzymatic digestion (iENZ) methods
그림 Fig. 4. Pasting viscosity profiles of rice starches from brown rice cultivated in 2015 (A), and milled rice cultivated in 2015 (B) and 2017 (C) using alkaline steeping (AKL) and improved enzymatic digestion (iENZ) methods.
표 Table 3. Pasting viscosity parameters¹⁾ of rice starches from stale rice using alkaline steeping (AKL) and improved enzymatic digestion (iENZ) methods

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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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