초록 ▼

당류 및 당알콜류의 식품고분자 겔의 냉동안정기작을 밝히고, 당의 화학구조가 고분자 겔의 냉동안정성에 미치는 효과를 분석하는 것이 주목적이다. 한편 다당류 및 단백질 겔 시스템의 종류 및 냉동조건에 따른 최적 냉동안정효과를 가진 당류를 제시하고 실제 식품 겔에 적용에 따른 영향력을 알아본다.

다당류인 옥수수 전분과 pectin등에 당과 당알콜을 첨가하여 열전이 현상과 냉동안정 효과에 대하여 DSC, DMTA, NMR, Rheometer등을 이용하여 알아보았다. 단백질 겔 시스템으로는 젤라틴에 당류 및 당알콜을 첨가하여 레

당류 및 당알콜류의 식품고분자 겔의 냉동안정기작을 밝히고, 당의 화학구조가 고분자 겔의 냉동안정성에 미치는 효과를 분석하는 것이 주목적이다. 한편 다당류 및 단백질 겔 시스템의 종류 및 냉동조건에 따른 최적 냉동안정효과를 가진 당류를 제시하고 실제 식품 겔에 적용에 따른 영향력을 알아본다.

다당류인 옥수수 전분과 pectin등에 당과 당알콜을 첨가하여 열전이 현상과 냉동안정 효과에 대하여 DSC, DMTA, NMR, Rheometer등을 이용하여 알아보았다. 단백질 겔 시스템으로는 젤라틴에 당류 및 당알콜을 첨가하여 레올로지 특성에 관해 알아보았다. 식품 겔에 적용한 실험으로 떡과 생선의 단백질로 만든 어육고기풀(수리미)에 적용하여 당과 당알콜에 의한 냉안정성 및 열전이 특성에 관한 변화 등을 관찰하였다.

당과 당알콜을 첨가한 전분겔의 호화, 노화, 빙결정의 melting, Tg'를 DSC를 이용하여 측정한 결과, 당을 첨가하며 당함량이 증가함에 따라 호화온도와 호화엔탈피가 증가하였으며, 호화온도는 오탄당 < 육탄당 < 이당류 순으로 높게 나타났다. 아밀로오스-지질 복합체의 용융개시온도는 증가하고 용융엔탈피는 감소하였다. 호화 시킨 전분 겔을 다양한 저장 온도와 저장 시간에 의한 영향력은 저장기간이 길고 당함량이 많을수록 노화정도가 컸으며, 4$^{circ}C$저장 시 단당류가 이당류보다 노화정도가 커짐을 알 수 있었다. 빙결정 용융은 당함량이 높을수록 빙결정 용융온도가 이당류 > 단당류 순으로 낮아졌으며, 엔탈피가 감소하였다. Tg'은 당함량이 높을수록 이당류 > 육탄당 > 오탄당 순으로 낮은 온도로 이동하였고, 저장하면 Tg'은 증가하였다. 레올로지의 변화에서도 당의 함량이 증가할수록 단단한 겔을 형성함을 관찰할 수 있었다. DMTA를 이용한 실험에서는 당첨가에 따른 moduli변화는 얼음 용융에 의해 나타나며 당첨가에 따라 얼음 용융이 감소하여 moduli변화의 폭도 감소함을 볼 수 있었다. 저장함에 따라 tan $\delta$ 값이 낮아짐은 전분의 노화에 사용된 자유수양이 감소하여 얼음 형성이 적어지고 이러한 얼음 형성이 적어짐에 따라 tan $\delta$값이 낮아짐이라 생각되어진다. 또한 60$^{circ}C$이상의 온도에의 moduli변화를 관찰할 수 있었으며, 이러한 변화는 전분겔의 노화에 의한 전분의 재결정화에 의한 전분 용융에 의한 moduli 변화라고 생각되어진다. NMR을 이용한 당첨가에 따른 변화를 보면, 냉동상태에서 당을 첨가함에 따라 liquid signal이 감소함을 관찰할 수 있었다. 얼음 용융과 얼음 결정 형성에는 당의 농도에 의해 영향을 받는다. 얼지 않은 물의 양은 당에 의해 의존됨을 알 수 있었다. pectin-당 복함물은 젤라틴-당 복합물에서는 반대의 경향을 나타냈다. 따라서 생고분자-당 복합물의 냉동해동 안정성은 생고분자의 종류에 따라 당 첨가에 따른 효과가 다양함을 알 수 있었다. 당첨가에 의한 냉동안정제 역할은 당들간의 차는 크게 보이지 않았으나 냉동안정 효과가 있는 것으로 나타났으며 식품겔인 떡과 surimi에서도 냉동 안정효과가 있는 것을 알 수 있었다.

Abstract ▼

This study was designed to investigate the effect of sugar structure on cryoprotacting of polymer gels and it mechanism. And the sugars or sugar alcohols of optimized or most effective for the cryoprotacting acitivity on carbohydrate and protein gel system was suggested And utilization of those suga

This study was designed to investigate the effect of sugar structure on cryoprotacting of polymer gels and it mechanism. And the sugars or sugar alcohols of optimized or most effective for the cryoprotacting acitivity on carbohydrate and protein gel system was suggested And utilization of those sugars in actual food systems was suggested.

The effects of sugars and sugar alcohols on thermal transition and cryoprotacting of carbohydrate polymer gels(corn starch, pectin and etc) were measured using DSC, DMTA, NMR, Rheometer and etc. As protein gel system, properties of rheology of gelatin with sugar or sugar alcohol measured. Finally as food gels system starch cake and surimi were used, and effect of sugar and sugar alcohol on thermal transition and cryoprotacting were measured.

Gelatinization, retrogradation, ice melting and Tg'of starch gel were measured by DSC.
As sugar contents increased, temperature and enthalpy of gealtinization were increased.
Disaccharides showed highest gelatinized temperature. The melting temperature of amylose-lipid complex was increased but the melting enthalpy was decreased.
Monosaccharides showed higher retrogradation rate than disaccahrides in lower temperature. As sugar contents were increased, Tg' was decreased. After storage, Tg' was decreased. This results revealed the plasticinzing effect of added sugars in the glass transition of the freeze-concentrated starch gel phase. Also higher sugar contents showed more hardness on rheology property. The moduli change were decreased, as sugar contents and storage time were increased under DMTA. Because sugar prohibit ice formation and free water in gel was decreased by starch retrogradation. NMR technique well resolved the freezing behavior of the starch gels containing sugars or sugar alcohols, in terms of ice melting temperature amount of ice and solid glass formed, and amount and mobility of liquid components. NMR analysis with rapid freezing to mimic the commercial freezing for food products revealed that the effectiveness of the low molecular weight sugars or sugar alcohols as cryoprotectants by depressing the ice melting temperature and by increasing the soilid glass content. the unfrozen liquid level depended on sugar structures. Effect on cytoprotecting of gelatin gel was increased by adding sugar, but pectin-sugar complex showed opposite results. So effect of sugar on cytoprotecting of biopolymer gel was various as a kind of sugar. Especially glucose was most efficient cytoprotacting ingredient in surimi gel system. Sugar had some effect on cytoprotecting of gels and almost sort of sugars had similar effect on cytoprotecting of gels.

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문 요양문 ...3
• Ⅱ. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문 요약문 ...4
• 2. 영문 요약문 ...5
• Ⅲ. 연구내용...6
• 1. 당과 당알콜 첨가가 옷수수 전분겔의 열전이 특성에 미치는 영향 ...6
• 2. 당첨가가 옥수수 전분 겔의 레올로지 특성에 미치는 영향 ...14
• 3. DMTA를 이용한 당과 당알콜 첨가에 따른 옥수수전분겔의 열전이 변화 ...30
• 4. NMR을 이용한 냉동시스템에서의 물의 운동성 변화 측정 ...35
• 5. 펙틴-당 복합물의 레올로지 특성 ...42
• 6. 당 및 당알콜 첨가에 따른 젤라틴 겔의 냉해동 안정성 ...49
• 7. 젤라틴-당 복합물의 겔화 및 레올로지 특성 ...53
• 8. 쌀겔에 당과 당알콜 첨가에 따른 열전이 변화 ...63
• 9. 당첨가가 Surimi 졸과 겔에 미치는 영향 ...74