저항전분과 비전분성 다당류를 첨가한 프렌치브레드의 품질 특성

이현주 全南大學校 2005 국내박사

Low calorie French bread was made from basic ingredients required for making bread, added with dietary fiber which was either resistant starch (RS) or non-starch polysaccharides (NSP). It was found that higher NSP content was related to deterioration of the bread quality, and that RS decreased the water absorption in dough, regardless of the bread quality. Therefore, in this experiment, the levels of NSP (cellulose, chitosan, and pectin) were 5 and 10%, and those of RS (RS3 and RS4) were 10 and 20%, based on the amount of wheat flour. RS3 was produced by adding organic acids into the commercial wheat starch dispersion in water, which was then autoclaved-cooled (repeated 3 times), dried at 40℃ in incubator, and ground to pass through to 100 mesh. RS4 was obtained from annealing, acid-treatment and cross-linking. Physicochemical, textural and sensory properties of doughs and breads containing commercially available NSP and lab-prepared RS as well as wheat flour were determined. Swelling power at 30℃ of NSP and RS was higher than that of wheat flour, in order of RS4 < cellulose < RS3 < chitosan < pectin. At 95℃, all dietary fibers utilized in this experiment except pectin showed lower swelling power than wheat flour did. Likewise, solubilities of all NSP except pectin and all RS obtained lower than that of wheat flour, both at 30 and 95℃. The content of total dietary fiber and that of resistant starch was determined according to AOAC and pancreatin-gravimetric method, respectively. Considerable difference was observed in case of the level of RS4, which was 90.0% by using AOAC method and 35.0% by pancreatin-gravimetric one. The content of total dietary fiber and RS in wheat flour was 1.0 and 3.5%, respectively. Swelling power and solubility of wheat flour added with dietary fiber were higher than those of wheat flour without additives, and in case of NSP and RS3, swelling power was increased with addition level. While, except pectin, the addition of all dietary fiber made lower the swelling power of wheat flour. Solubility of wheat flour containing pectin or RS3 was increased and that of flour added with cellulose or RS4 was decreased. pH of wheat dough containing all dietary fiber except pectin was increased and the rate of pH increase was high with the addition level of dietary fiber. The expansion ratio of dough was the highest in case of 5% of cellulose addition and no addition (control). Dough added with 10% chitosan showed the highest pH and the lowest expansion ratio among all doughs but bread volume was the highest. While, dough with 10% pectin had the lowest pH and higher expansion ratio of dough and lower bread volume than dough added with 10% chitosan. In farinogram, all water absorption of dough added with dietary fibers was increased. The higher the addition level of dietary fiber, the higher the rate of increase in water absorption was, with the highest increase in case of pectin. The development time of control dough (no additives) was 2.4 min, and the longer time for dough added with RS3 and pectin was needed, whereas the shorter time for dough added with RS4, cellulose and chitosan was shown. The dough stability was decreased for dough with pectin and RS4. Even though valorimeter value of dough added with RS4 was the lowest, the overall bread quality was acceptable. Gelatinization onset temperature for wheat flour added with NSP and RS was higher than that of flour with no additives, and the maximum viscosity was decreased with addition level. SEM showed thin gluten matrix of control wheat dough was formed and was more developed after the first fermentation. When high level of NSP and RS were added to wheat flour, complex phase due to the formation between network structure of additives and wheat gluten was appeared, and starch granules were heavily masked by more developed gluten-network matrix after the first fermentation, like wide spread net. As high level of dietary fibers was added, baking loss of bread was decreased, The order of specific volume of breads was 5% cellulose < 5% pectin < control bread, with no significant difference in specific volume. The tallest and the best shape of bread added with 5% pectin was given, and bread added with chitosan was the widest shape among all the bread samples. Moisture content of freshly baked bread was 43.4-45.2% and was decreased after storage, but that of bread made from chitosan, RS3 or RS4 was not much changed during storage for 3 days. Breads composed of all 10% dietary fibers except chitosan and RS3 were lighter than control bread, with the lightest in one with RS4. After 3 days' storage, lightness of all breads was lower, and yellowness and redness were higher than those of freshly prepared bread. Breads with 5% chitosan or with 10% pectin had higher ΔE (total color change) than control bread. Compared to control sample, hardness of bread with 5% cellulose, 5% pectin, 10% RS3 or 10% RS4 was decreased. Breads with high amount of NSP and RS gave higher hardness and lower springiness than control bread. With storage, breads had low cohesiveness and springiness and high hardness, gumness and brittleness. By sensory data, breads with 5% NSP and 10% RS addition showed high overall acceptability, with higher sensory score in RS, compared to NSP addition. Bread with 10% chitosan had unusual off-flavor and one with 10% pectin gave severe staled flavor, meaning lower overall quality in both breads. In conclusion, it was suggested that bread with lower than 10% RS or 5% NSP addition, based on the amount of wheat flour, was acceptable with no con- siderable change in preference/overall quality and processing in bread-making. 빵 제조에 필요한 기본적인 재료만을 사용하여 제조되는 저 열량 빵인 프렌치 브레드에 기능성 성분인 저항전분과 비전분성 다당류를 첨가하여 식이섬유를 첨가한 빵을 제조하였다. 빵의 품질 저하에 영향이 큰 비전분성 다당류로는 불용성 식이섬유인 cellulose와 chitosan, 수용성 식이섬유인 pectin은 5%와 10%를 첨가하였고, 수분흡수율이 낮고 빵의 품질에 큰 변화가 없는 RS3와 RS4는 10%와 20%를 첨가하였다. RS3는 유기산을 첨가하여 가열-냉각과정을 반복 처리하고 수분열처리를 시켜 제조하였고 RS4는 annealing과 산 처리하고 가교결합시켰다. 저항전분과 비전분성 다당류를 첨가한 밀가루의 반죽 및 제빵특성을 이화학적 방법, 텍스쳐 측정과 관능평가를 통하여 비교하였다. 30℃에서 팽윤력은 저항전분과 비전분성 다당류가 밀가루보다 높았으며 RS4 < cellulose < RS3 < chitosan < pectin 의 순이었다. 95℃에서는 pectin을 제외한 모든 시료가 밀가루보다 낮은 팽윤력을 보였으며 cellulose와 pectin은 95℃에서 오히려 팽윤력이 감소되었고 chitosan과 RS4는 증가폭이 크지 않았다. 30℃, 95℃에서의 용해도는 pectin을 제외한 모든 시료가 밀가루보다 낮았으며 30℃에서는 RS4와 chitosan은 매우 낮은 1.0%, 2.0%이었고 온도에 따른 변화가 거의 없었다. 불용성 식이섬유인 cellulose와 chitosan은 95℃에서는 거의 같았다. AOAC 방법으로 총 식이섬유의 함량과 pancreatin-gravimetric 방법으로 저항전분 함량을 비교하였으며 RS4의 경우 분석 방법에 따른 차이가 컸다. 밀가루의 총 식이섬유의 함량과 저항전분 함량은 각각 1.0%, 3.5%이었고 비전분성 다당류는 78.3∼100%, RS3는 9.1%, 16.1%, RS4는 90.9%, 35.0%이었다. 밀가루의 조단백질 함량은 12.7%, 조지방질 함량 0.9% 그리고 회분 함량은 0.5%이었다. 식이섬유를 첨가한 밀가루의 30℃에서 팽윤력과 용해도는 무첨가 밀가루보다 약간 높았고 비전분성 다당류와 RS3는 첨가 비율이 높으면 팽윤력이 높아졌다. 95℃에서는 pectin을 첨가한 경우를 제외하고 모두 밀가루의 팽윤력을 감소시켰다. Pectin과 RS3 첨가 밀가루의 용해도가 증가되었으며 첨가 비율이 높으면 증가되었다. Cellulose와 RS4는 밀가루의 용해도를 감소시켰으며 첨가 비율이 증가되면 감소되었다. 반죽의 pH는 pectin이외의 식이섬유를 첨가한 경우 증가되었으며 첨가 비율이 높으면 pH 증가가 컸다. 반죽의 부피 증가율은 무 첨가 반죽과 cellulose 5%를 첨가한 반죽이 컸다. 모든 반죽 중 pH가 가장 높은 chitosan 10% 첨가 반죽이 가장 낮은 반죽의 부피 증가율을 나타냈으나 빵의 부피가 컸고, pH가 가장 낮은 pectin 10% 첨가한 경우 반죽증가율은 같은 비율의 chitosan 10%보다 컸지만 빵의 부피는 더 작았다. 파리노그래프에 의한 식이섬유 첨가 반죽의 수분흡수율은 높아졌으며 첨가 비율이 높으면 증가하였고 식이섬유 중 pectin이 가장 높았다. 반죽형성시간은 무첨가 반죽이 2.4분이었고 RS3, pectin을 첨가하면 증가되었으며 RS4, cellulose, chitosan은 첨가 비율이 높으면 감소되었다. 반죽의 안정도는 pectin 첨가 반죽과 RS4 첨가 반죽이 낮았다. 반죽형상계수는 RS4 첨가 반죽이 가장 낮았으나 전체적으로 좋은 값을 나타냈다. 저항전분과 비전분성 다당류를 첨가한 밀가루의 호화개시온도는 무첨가 밀가루보다 높았으며 최고점도는 첨가 비율이 높으면 감소하였다. 식이섬유를 같은 비율인 10% 첨가하였을 때 최고점도온도는 RS3와 RS4 첨가시 가장 높았다. 주사전자 현미경으로 관찰한 무첨가 반죽은 글루텐 막이 얇게 형성되었으며 1차 발효 후 gluten matrix는 더 잘 발달하였다. 저항전분과 비전분성 다당류를 첨가했을 때 첨가 비율이 높으면 각 첨가물의 섬유구조가 글루텐 막과 함께 형성하면서 복잡한 양상을 나타냈고 1차 발효 후 발달하여 gluten matrix와 함께 퍼진 망처럼 전분입자를 두껍게 가리고 있었다. 빵의 굽기 손실률은 식이섬유 첨가량이 많으면 낮아졌고 비용적은 cellulose 5%, pectin 5%, 무첨가 빵의 순으로 컸으나 그 차이는 크지 않았으며 pectin 10%가 가장 낮았다. pectin 5% 첨가 빵의 높이가 높았고 모양도 좋았으며 chitosan은 빵의 높이는 낮으나 단면 가로길이가 가장 길어 옆으로 퍼지는 모양이었다. 빵의 수분 함량은 제조 당일 43.4∼45.2%로 3일 저장 후 수분 함량은 감소되었으나 감소 정도는 chitosan, RS3, RS4를 첨가한 경우 적었다. 빵의 색도는 식이섬유 10% 첨가하면 chitosan과 RS3를 제외하고 명도가 증가하였으며 RS4 첨가시 가장 밝았다. 3일 저장 후 모든 빵의 명도는 낮아지고 적색도와 황색도는 높아졌다. ΔE 값은 당일의 경우 cellulose 5%, 10%, RS3 20%, RS4 10%, 20%를 첨가한 빵들이 무첨가 빵보다 낮은 값을 나타냈으며 chitosan 5%, 10%와 pectin 10% 첨가한 빵들은 높은 값을 나타냈다. 3일 저장 후 무첨가 빵과 같이 대부분의 빵들이 높은 값을 나타냈지만 pectin 5%, RS3 10%, RS4 20% 첨가 빵들은 낮은 값을 나타냈다. 무첨가 빵에 비해 cellulose 5%, pectin 5%, RS3 10%, RS4 10%를 첨가한 빵의 견고성이 낮았으며 저항전분과 비전분성 다당류의 첨가량이 증가하면 견고성이 증가하였고 탄성이 낮았다. 저장 기간에 따라 빵의 응집성과 탄성은 감소되었고 견고성과 검성, 파쇄성이 증가하였다. 관능평가로 기호도 조사를 한 결과 pectin 10% 첨가한 빵을 제외하고 모든 빵이 4.8 이상의 점수를 받았다. 비전분성 다당류 5% 첨가와 저항전분 10% 첨가 빵의 기호도가 높은 경향을 나타냈고 저항전분 첨가 빵이 비전분성 다당류 첨가 빵보다 훨씬 높은 기호도를 보였다. Chitosan 첨가 빵은 특이한 이취가 컸고 pectin 10% 첨가 빵의 경우도 쉰 냄새가 많이 났다. 이상의 결과로 저항전분의 첨가는 10% 이하로, 비전분성 다당류는 5% 이하로 빵에 첨가하는 것이 빵의 적성이나 기호도에 영향을 주지 않으며 pectin과 chitosan은 첨가량을 크게 줄이거나 다른 첨가물에 대한 연구를 통해 보완하여 첨가하는 것이 바람직하다고 생각된다.

RSM을 활용한 찐어묵의 물리적 특성 개선용 천연 전분과 변성 전분의 배합 공정 최적화 및 이의 품질 특성

김덕형 경상국립대학교 대학원 2022 국내석사

전분은 연제품의 물리적 특성에 대하여 지대한 영향을 미칠 뿐만이 아니라, 가격이 저렴하고, 보수력이 높아 수율 상승과 단가 하락에 기여하는 등의 여러 가지 장점을 가지고 있다. 이로 인하여 전분은 연제품의 제조 시에 연육 다음으로 많이 사용되고 있는 배합물 중의 하나이다. 연제품에 사용되는 전분은 크게 천연 전분과 변성 전분이 있다. 어묵의 제조에 사용하는 일반 전분은 탄성(elasticity)과 단단함(firmness)이 우수하여 겔강도가 높으나, 동결/해동 안정성이 매우 낮다. 그러나 어묵 제조 시에 사용되는 변성 전분은 일반 전분과 달리 겔강도가 낮으나, 동결/해동 안정성이 우수하다. 이러한 일면에서 어묵 제조 시에 현재 사용하고 있는 천연 전분은 물론이고, 변성 전분도 효율적으로 활용하기 위해 적절한 것을 찾아야 할 것이고, 이들 전분의 최적 배합 비율도 찾아야 할 것이며, 최적 배합 비율로 제조한 어묵의 효율적 이용을 위하여 이의 품질 특성에 대하여도 살펴보아야 할 것이다. 본 연구에서는 전분을 활용한 찐어묵의 고품질화를 위하여 연육(명태 SA급, 미국산)을 이용하여 변성 전분의 종류(하이드록시프로필 전분, 인산 이전분, 초산 전분 및 하이드록시프로필인산 이전분)별에 따른 찐어묵의 동결 전후 물리적 특성에 대한 결과로부터 동결 저장 안정성이 있는 최적의 변성 전분을 구명하고자 하였다. 그리고 이를 토대로 겔강도와 같은 조직감 특성, 수율 및 가격 등을 고려하여 반응표면분석법을 활용한 천연 전분과 변성 전분의 최적 배합 비율을 구명하고자 하였으며, 최적 공정 하에서 제조한 찐어묵의 여러 가지 품질 특성에 대하여도 살펴보고자 하였다. 전분의 종류[천연 전분 (타피오카 전분), 변성 전분 [타피오카 유래 1) 초산 전분, 2) 인산 이전분, 3) 하이드록시프로필 전분, 4) 하이드록시프로필인산 이전분, 천연 전분에 대하여 변성 전분을 종류별로 동량 혼합한 혼합 전분 4종] 별로 명태 연육에 첨가하여 찐어묵을 제조한 다음 이의 동결 전후 수분 함량, 겔강도, 백색도, 보수력 및 압출 드립 시험을 비교하여 살펴본 결과는 다음과 같다. 동결 전후 찐어묵 100 g 당의 수분 함량 차이는 천연 전분 첨가 찐어묵의 경우 각각 72.4 g 및 69.1 g으로 유의적인 차이가 있었으나(P<0.05), 변성 전분 첨가 찐어묵 4종과 혼합 전분 첨가 찐어묵 4종의 경우에는 유의적인 차이가 인정되지 않았다(P>0.05). 동결 전후 찐어묵의 겔강도 차이는 변성 전분(인산 이전분) 첨가 찐어묵 1종, 혼합 전분(타피오카 전분-초산 전분, 타피오카 전분-인산 이전분 및 타피오카 전분-하이드록시프로필 전분) 첨가 찐어묵 3종의 경우 유의적인 차이가 인정되지 않았으나(P>0.05), 나머지 천연 전분 첨가 찐어묵 1종, 변성 전분 첨가 찐어묵 3종, 혼합 전분 첨가 찐어묵 1종의 경우 4.1-12.8% 범위로 감소하였다(P<0.05). 찐어묵의 동결 전후의 백색도 차이는 타피오카-하이드록시프로필인산 이전분 첨가 찐어묵만이 46.9에서 46.0으로 유의적으로 낮아졌고(P<0.05), 이를 제외한 7종의 찐어묵이 모두 유의적으로 변화가 없었다(P>0.05). 동결 전후 찐어묵의 보수력 차이는 천연 전분 첨가 찐어묵이 96.3% 및 89.5%로 가장 크게 감소하였으며, 그 외 8종의 찐어묵(변성 전분 4종 및 혼합 전분 4종)의 경우 0.1-2.0% 범위로 감소하였다. 동결 전후 찐어묵의 압출 드립 차이는 인산 이전분 첨가 찐어묵의 경우 유의적의 차이가 없었고(P>0.05), 그 외 8종의 찐어묵의 경우 0.38-2.27% 범위로 증가하여 유의적이 차이가 있었다(P<0.05). 이상의 결과로 미루어 보아 찐어묵의 동결 저장 안정 개선제로서는 변성 전분이 천연 전분에 비하여 훨씬 우수하였으며, 그 중에서도 타피오카 전분-인산 이전의 경우가 가장 우수하였다. 따라서, 이후 고품질의 찐어묵을 제조하기 위하여는 반드시 적정 변성 전분과 대체 비율에 대한 구명이 있어야 할 것으로 판단되었다. 고품질의 찐어묵을 제조하기 위하여 반응표면분석법(RSM)을 활용한 배합(천연 전분 및 변성 전분) 공정의 최적화를 시도하였으며, 이들 결과를 활용한 고품질의 찐어묵을 생산하기 위한 최적화를 다음과 같이 실시하였다. 찐어묵의 천연 전분 및 변성 전분의 배합 공정 최적화를 위하여 연육(87.8-96.1%, w/w)을 A로, 천연 전분(0.1-11.5%, w/w)을 B로, 변성 전분(1.6-8.4%, w/w)을 C로 코드화하고, 중심합성회전계획(central composite rotatable design, CCRD)에 따라 X1 [A/(B+C)] 및 X2 (B/C)를 5단계로 부호화하여 제시된 11구 시료구의 시료를 무작위적으로 제조한 다음 이들의 종속변수(백색도, 겔강도 및 관능적 씹힘성)에 대하여 살펴보았다. 최적 배합비율은 연육 93.62%, 타피오카 천연 전분은 4.58%(연육 중량 기준 4.89%) 및 변성 전분(인산 이전분) 1.8%(연육 중량 기준 1.92%)로 확인되었다. 따라서, 타피오카 천연 전분 및 변성 전분(인산 이전분)의 최적 배합 조건을 적용한 찐어묵의 공정 최적화는 다음과 같다. 동결된 냉동 연육은 저온실(4±1℃)에서 하루 동안 해동하고, 연육 혼합기에 넣은 다음 5분 동안 고기갈이(공갈이), 연육 대비 3.00%의 식염을 넣고 5분 동안 염갈이, 그리고 전분 및 기타 첨가물을 투입하고, 진공상태에서 5분 동안 고기갈이를 실시하였으며, 진공포장기를 이용하여 반죽 내 공기를 제거하였다. 찐어묵의 제조는 충진기에 넣어 플라스틱 필름 케이싱(polyvinylidene chloride)에 넣고, 길이 10.0±0.2 cm로 정형한 후 water bath를 이용하여 중탕(90±3℃에서 30분)하고, 30분간 찬물에서 냉각하여 제조하였다. 이때, 찐어묵은 연육 중량 기준으로 물(20.43%), 타피오카 천연 전분(4.89%), 변성 전분인 인산 이전분(1.92%), 헥산 IG(0.52%), 글루코노델타락톤(0.26%), 인산염(0.19%), 자일로스(0.19%), 소브산칼륨(0.14%), 스테비아(0.04%)를 각각 첨가하였다. 위의 최적 공정으로 제조한 찐어묵의 품질 특성은 다음과 같다. 찐어묵 100 g 당 일반성분 함량은 수분이 71.2 g, 조단백질이 12.0 g, 조지방이 0.3 g, 회분이 3.2 g, 탄수화물이 13.0 g이었고, 이를 토대로 산출한 에너지는 105.4 kcal이었다. 최적으로 제조한 찐어묵의 겔강도는 1,192.3 g×cm으로 시판 찐어묵(851.5 g×cm)보다 유의적으로 높았으며, 압출 드립은 4.08%로 시판 찐어묵(4.99%)의 비하여 유의적으로 낮았다. 그 외 백색도, 보수력 및 절곡시험은 각각 43.3, 99.9% 및 5.0점으로 유의적인 차이가 없었다(P>0.05). 최적으로 제조한 찐어묵의 패널의 의한 관능 평가는 외관, 맛, 냄새, 조직감 및 종합적 기도호에 대하여 실시하였고, 시판 찐어묵이 비하여 모든 항목에서 유의적으로 우수하였다(P<0.05). 최적 공정으로 제조한 찐어묵 100 g 당의 총아미노산 함량은 11.31 g이었고, 주요 아미노산은 glutamic acid (21.1%)와 aspartic acid (10.5%)이었으며, 무기질 함량은 칼슘이 18.3 mg, 인이 161.6 mg, 칼륨이 113.4 mg, 마그네슘이 19.8 mg 및 철이 3.1 mg으로 대조구에 비하여 인, 칼륨 및 마그네슘은 우수하였다. 최적으로 제조한 찐어묵의 소화율은 구강에서 15.1%, 위에서 27.5%, 소장에서 56.1%로 소화기관에 관계없이 대조구에 비하여 모두 우수하였다. 이상의 결과들로 미루어 보아, 천연 전분 및 변성 전분의 배합비 최적화를 통하여 제조한 찐어묵은 겔강도와 동결 저장 안정성이 확보된 최적의 제품으로 판단되었다. 또한, 찐어묵은 시판 찐어묵에 비하여 관능적 및 영양적 특성으로 유사하거나 우수하여 찐어묵 시장에서 충분히 경쟁력이 있을 것으로 판단되었다. Starch not only has profound influence on the physical properties of surimi gel, but also has various advantages such as cheap price and high water holding capacity, which contribute to an increase in yield and decrease in unit price. Due to its positive effects, starch is one of the most widely used compounds for making surimi gel. In general, starch used in surimi gel is either native starch, modified starch, or mixture of nature starch and modified starch. Native starch provides excellent gel strength by increasing elasticity and firmness when applied in surimi gel. However, freeze/thaw stability is known to decrease dramatically when native starch is applied in surimi gel. On the contrary, modified starch decreases gel strength of surimi gel but increase the freeze/thaw stability. In this regard, an optimum type of native starch, optimum type of modified starch, and optimum mixing ratio must be found. In additon, quality characteristics of surimi gel prepared using the optimum starches and ratio must be investigated. This study was conducted to investigate the optimal modified starch with freeze/thaw stability from the physical properties of steamed fish cakes prepared using surimi (Alaska pollock, SA grade, American) and different types of modified starch (hydroxylpropyl tapioca starch, tapioca distarch phosphate, tapioca starch acetate and hydroxypropyl tapioca distarch phosphate). In addition, the optimal mixing ratio of native starch and modified starch was discovered using the Response Surface Methodology (RSM) considering texture characteristics, yields and price. In addition, various quality characteristics of steamed fish cakes manufactured under the optimal condition were examined. Steamed fish cake were prepared by adding each type of starch [native starch (tapioca starch), modified starch [tapioca-derived 1) tapioca starch acetate, 2) tapioca distarch phosphate, 3) hydroxylpropyl tapioca starch, 4) hydroxypropyl tapioca distarch phosphate, and four types of mixed-starch prepared with each type of modified starch and native starch at a same amount] to Alaska pollock surimi gel. The results of the moisture content, gel strength, whiteness, water holding capacity and expressible drip of Alaska pollock surimi gel before and after freezing are as follows. The moisture contents of steamed fish cake prepared using native starch (100 g) before and after freezing were 72.4 g and 69.1 g, respectively, demonstrating a significant difference (P<0.05). However, no significant difference was found in the four different types of steamed fish cake prepared with modified starch and four types of steamed fish added with mixed-starch (P>0.05). The gel strength of steamed fish cake before and after freezing did not show any significance difference (P>0.05) for one type of steamed fish added with modified starch (tapioca distarch phosphate) and three types of steamed fish added with mixed-starch (tapioca starch-tapioca starch acetate, tapioca starch-tapioca distarch phosphate and tapioca starch-hydroxylpropyl tapioca starch), but for the other steamed fish cakes, such as one type of steamed fish cake added with native starch, three types of steamed fish cake added with modified starch, and one type of steamed fish cake added with mixed-starch, it significantly decreased in a range of 4.1-12.8% (P<0.05). The whiteness of the steam fish cakes before and after freezing was significantly lowered from 46.9 to 46.0 (P<0.05) in steamed fish cake added with tapioca-hydroxypropyl tapioca distarch phosphate only, and the other types of steamed cake fish did not have a significant change (P>0.05). The difference in water holding capacity of steamed fish cakes added with native starch before and after freezing showed the most significant decrease at 96.3% and 89.5%, and the other eight types of steamed fish cakes (four modified starch and four mixed-starch) decreased in a range of 0.1-2.0%. There was no significant difference in the expressible drip difference before and after freezing for steamed fish cakes added with tapioca distarch phosphate (P>0.05), and for the other eight types of steamed fish cakes, there significant difference (P<0.05), increasing at a range of 0.38-2.27%. Based on the results, modified starch was superior to the native starch as a freezing storage stability improving agent for steamed fish cakes. Among the them, tapioca starch-tapioca distarch phosphate was the best. Therefore, in order to manufacture high quality steamed fish cakes, optimal adding ratio of tapioca starch and tapioca distarch phosphate in steamed fish cake should be researched and developed. In order to produce high quality steamed fish cakes, an optimization of mixing (native starch and modified starch) process was carried out by using central composite rotatable design (CCRD) of the response surface methodology (RSM). For an optimization of mixing (native starch and modified starch) process, X1[A/(B+C)] and X2 (B/C) were chosen as independent variables, and whiteness (Y1), gel strength (Y2), and sensory chewiness (Y3) were chosen as dependent variables. Where surimi, native starch, and modified starch were coded as A, B, and C, respectively, and designed to be 87.8-96.1% (w/w), 0.1-11.5% (w/w), and 6.6-8.4% (w/w), respectively. The 11 samples [(23 factorial points, eight axial points (α=2) and three replicates of the central point] suggested by CCRD, were randomly prepared and used for analysis. Based on the results, the optimal mixing ratio was 93.62% surimi, 4.58% tapioca native starch (4.89% based on the surimi weight), and 1.8% of modified starch (tapioca distarch phosphate) (1.92% based on the surimi weight). Therefore, the process optimization of steamed fish cake by applying the optimal mixing conditions of native starch (tapioca starch) and modified starch (tapioca distarch phosphate) is as follows. The frozen surimi was thawed in the cold room (4±1℃) and mixed in the stephan mixer for 5 min. Chopping process continued for 5 min with addition of 3% salt. Then additional chopping in a vacuum condition was conducted for 5 min with addition of starch and other additives. Air in the dough was removed using a vacuum packer then stuffed into a plastic film casing (polyvinylidene chloride) using a stuffer. The sample was cooked using a water bath set at 90±3℃ for 30 min, then cooled in cold water for 30 min. In the process, water (20.43%), tapioca starch (4.89%), tapioca distarch phosphate (1.92%), hexane IG (0.52%), glucono-δ-lactone (0.26%), phostphate (0.19%), D-xylose (0.19%), potassium sorbate (0.14%), and stevia (0.04%) were added to steamed fish cake based on the surimi weight. The quality characteristics of steamed fish cakes manufactured under the optimal mixing ratio of starches are as follows. The content of general ingredients per 100 g of steamed fish cake was 71.2 g moisture, 12.0 g crude protein, 0.3 g crude lipid, 3.2 g ash, and 13.0 g carbohydrate, and the energy calculated based on this was 105.4 kcal. The gel strength of the steamed fish cake prepared under the optimal mixing ratio of starches was 1,192.3 g×cm, which was significantly higher than that of the commercial steamed fish cake (851.5 g×cm). In addition, the expressible drip was 4.08%, which was significantly lower than that of the commercial steamed fish cake (4.99%). However, there was no significant difference in whiteness, water holding capacity (P>0.05). Based on the results from sensory evaluation, steamed fish cake prepared under optimized mixing ratio of starches demonstrated significantly superior values to the commercial steamed fish cake on appearance, taste, smell, texture, and overall preference (P<0.05). The total amino acid contents in 100 g of optimally prepared steamed fish cake was 11.31 g, its major amino acids are glutamic acid (21.1%) and aspartic acid (10.5%). The mineral content of optimally prepared steamed fish cake was 18.3 mg calcium, 161.6 mg phosphorus, 113.4 mg potassium, 19.8 mg magnesium and 3.1 mg iron. Phosphorus, potassium, and magnesium content in the sample was higher than the control (commercial steamed fish cake). The digestion rate of optimally prepared steamed fish cake was 15.1% in mouth, 27.5% in stomach, and 56.1% in small intestine, which were all higher to that of the control regardless of the digestive system. Based on the results, steamed fish cake prepared under optimized mixing ratio of native starch and modified starch was judged to be an optimal product with gel strength and freezing storage stability. In addition, sensory and nutritional properties of the steamed fish cake were either similar or superior than the commercial steamed fish cake. Therefore, the steamed fish cake was judged to be sufficiently competitive in the steamed fish cake market.

탈지 및 첨가물질이 녹두와 옥수수전분겔 특성에 미치는 영향

이상금 전남대학교 1995 국내박사

옥수수전분을 묵 재료로 사용하기 위하여 생전분과 탈지전분의 이화학적 성질을 녹두전분과 비교하였고 이것으로 만든 전분겔과 첨가물질을 넣은 전분겔의 관능적, 기계적 특성을 비교 측정하였으며 탈지 옥수수전분에 녹두전분을 혼합하여 여러가지 첨가물질을 넣고 만든 전분 겔의 관능적, 기계적 특성과 저장에 따른 변화를 조사하였다. 옥수수전분의 총 지방질 함량이 0.54%로 녹두전분의 0.10%보다 높았으며 아밀로오스 함량은 녹두전분이 36.0%, 옥수수전분이 25.1% 이었고 탈지 후에 아밀로오스의 함량 증가는 옥수수전분이 더 컸다. 팽윤력과 용해도는 온도상승에 따라 증가하였으며 녹두전분이 옥수수전분보다 더 높게 나타났으며 탈지전분이 생전분보다 높았다. 옥수수전분과 녹두전분의 X-선 회절도에 의한 결정형은 Ca형 이었으며 결정도는 옥수수전분이 녹두전분 보다 더 컸으며 탈지 후에 감소하였다. 아밀로그라프에 의한 호화양상은 녹두전분과 옥수수전분의 호화개시온도가 각각 67℃와 80℃였으며 탈지녹두전분은 67℃, 탈지옥수수전분은 70℃였고 최고점도는 녹두전분이 옥수수전분 보다 높았다. 용해성 탄수화물 함량과 아밀로오스 함량은 생전분보다 탈지전분이 더 많았으며 용해성 탄수화물중의 아밀로오스 함량비율은 녹두전분이 더 많았고 탈지에 의한 차이는 옥수수전분이 더 컸다. 시차주사열량기에 의한 호화는 옥수수전분이 61-99℃ 범위에서, 탈지전분은 60-77℃에서 단일피크를 보여주었으며 120℃ 부분에서 shoulder를 보였다. 녹두전분에서는 63-74℃ 범위에서 탈지전분에서는 62-77℃ 범위에서 단일피크를 보였고 탈지시 호화엔탈피 값은 감소하였다. 옥수수와 녹두의 탈지와 생전분으로 만든 전분겔의 관능적, 기계적 특성치는 탈지옥수수전분겔이 녹두나 탈지녹두전분겔과 비슷한 양상을 보였으며 첨가물질을 달리하여 제조한 겔의 관능검사에 의한 결과는 24시간 저장한 옥수수전분겔인 경우 투명도, 견고성, 응집성, 탄성 부드러움, 종합적인 맛에서 유의적인 차이를 보였으며 녹두전분에서는 응집성, 촉촉함, 부드러움성에서 유의성을 보였다. 옥수수전분겔에서는 전분과 탈지전분의 유의적인 차이가 뚜렷이 나타났으며, 0.5% 함량의 첨가물질을 첨가한 전분겔은 모든 시료처리군에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 녹두전분겔은 전분과 탈지전분의 물성적인 차이가 거의 없었고 첨가물질에 따른 물성적인 변화도 보이지 않았다. 72시간 저장한 전분겔에서는 옥수수전분겔이 부서짐성을 제외하고 모든 특성치에서 유의적인 차이를 보였으나 녹두전분에서는 유의적인 차이를 보이지 않았으며 옥수수전분겔은 24시간 저장전분겔과 같이 탈지 전분이 전분보다 유의적으로 높게 나타났으나 시료전분겔간의 차이는 거의 없었다. 전분겔의 종합적인 맛은 견고성, 응집성, 탄성, 부서짐성 휘어짐성, 부드러움성, 색깔 그리고 투명도에 의해 영향을 받으며 8가지 특성치는 다른 특성치들에 대해 매우 높은 상관성을 보였다. 저장에 따른 이수현상은 24시간 저장한 옥수수전분겔과 녹두전분겔에서 1.56-2.16%를 보였으며 72시간에서는 옥수수전분겔의 경우 1.61-4.65%, 녹두전분겔은 2.37-3.73%를 보여 이수현상이 증가하였고 전분 보다는 탈지전분에서 더 높게 나타났다. α-아밀라아제-요오드법에 의한 노화도 정도는 옥수수전분겔 보다 녹두전분겔의 노화정도가 더 컸으며 전분보다는 탈지전분의 노화정도가 높게 나타났다. 혼합전분과 첨가물질을 달리한 전분겔의 관능검사 결과, 24시간 시료전분겔에서는 색깔, 투명도, 부서짐성 그리고 응집성에서 유의적인 차이를 보여주었고 72시간 시료진분겔에서는 부서짐성과 부드러움성에서 유의적인 차이를 보였다. 첨가물질의 함량에 따른 차이는 뚜렷하지 않았으나 옥수수전분에 첨가 물질을 달리하여 제조한 겔에 비해서 탈지옥수수전분과 녹두전분을 혼합하여 제조한 혼합전분겔에 첨가물질을 넣어 줌으로서 부서짐성의 감소 응집성과 탄성의 증가와 같은 첨가물질의 효과를 볼 수 있었다. 혼합전분겔의 이수현상은 24시간 저장한 전분겔에서 대조군이 2.56%로 가장 높았고 첨가물질의 양이 2% 보다는 1%에서 다소 높았다. 72시간에서는 TSP와 CMC 1%가 대조군 보다 높았고, SO를 첨가한 전분겔이 가장 낮았으며 저장 시간이 길어짐에 따라 이수현상은 증가하였다. This study was attempted to investigate physicochemical properties and gelatinized characteristics of untreated and defatting mung bean and corn starches and textural properties of their gels stored for 24hrs and 72hrs at room temperature. Also the effect of various types of additives on rheological properties of untreated and defatted mung bean and corn starch gels and mixed starch gels which prepared from untreated mung bean and defatted corn starch. The total lipid contents of corn and mung bean starch were 0.53%, 0.10% and amylose contents of corn and mung bean starch were 25.1%, 36.0%, respectively. After defatting the lipid content decreased and amylose content increased. Granule shape of mung bean starch was starch was oval/round and corn starch was polygonal and each shape was not changed after defatting. The granule sizes of mung bean and corn starches ranged 10-32 ㎛ and 5-20 ㎛, respectively. All starches showed Ca type in X-ray diffraction but relative crystallinity was decreased by defatting, The swelling power and solubility of untreated starches at each temperature increased by defatting. The initial pasting temperatures of mung bean and corn starches by amylograph were 67℃ and 80℃ and those of them were lowered by defatting. The peak viscosity, height at 50˚, consistency and setback on amylogram of starches decreased by defatting. The contents of soluble carbohydrate and amylose in corn starch were higher than mung pean srarch and increased by defatting. In sensory evaluation of starch gels, acceptability was highly correlated with hardness, cohesiveness, springiness, brittleness, bend property, smoothness, color and clarity. The values of sensory properties showed significantly higher in mung bean starch gel than in corn starch gel. Generally as for these factors, defatted starch gels were higher than untreated ones. The properties of defatted corn starch gels were similar to those of mung bean starch gels. In instrumental analysis, corn starch gels stored 24hrs showed significantly different for all factors except cohesiveness but mung bean starch gels only showed for hardness. The sensory evaluation of starch gels with 0.5% sucrose fatty acid ester and carboxymethylcellulose and soy bean oil showed significantly different between untreated and defatted corn starch gels. The sensory and textural properties of defatted corn starch gels were similar to those of mung bean starch gels. As the result of sensory evaluation, the ratio of mixed starch gels which prepared from defatted corn starch and mung bean starch was the most favorable at 60:40. The sensory and textural properties of mixed starch gels with various types of additives, texturized soy protein, soybean oil, carboxymethylcellulose, pectin, improved in cohesiveness and springiness, but lowered in brittleness regard less of their contents.

전분 알데하이드와 카르복시메틸셀룰로오스를 가교시킨 다당류 고흡수성 수지의 제조 및 특성

이정민 서울대학교 대학원 2019 국내박사

다당류 고흡수성 수지를 제조하기 위하여 전분 알데하이드와 카르복시메틸셀룰로오스를 사용하였다. 특히 다른 가교제 없이 용액 공정으로 고흡수성 수지를 제조하기 위하여 전분 알데하이드를 도입하였다. 전분 알데하이드는 산 조건에서 카르복시메틸셀룰로오스의 수산기와 반응을 시킴으로써 아세탈 가교를 형성하였다. 고흡수성 수지의 제조에 앞서, 전분 알데하이드는 전분의 입자 형태가 유지되는 비균질 반응과 호화를 통해 입자 형태를 깨뜨리는 균질 반응으로 각각 제조하였다. 산화를 통해 제조된 전분 알데하이드는 적외선 분광분석, X선 광전자 분광분석, 13C 고체상 핵자기공명 분광분석으로 구조 분석을 하였으며, 제조 과정에서 글리코사이드 결합과 무수글루코오스 고리의 C-2, C-3 결합이 동시에 끊어지는 것을 확인하였다. 주사전자현미경 분석은 전분 알데하이드의 표면이 찌그러진 입자 또는 매우 주름진 평면으로 존재함을 확인하였다. 산화된 전분의 알데하이드기 치환도와 점도를 측정하였을 때, 산화제의 양이 증가함에 따라 치환도가 증가하고 점도가 감소하는 경향을 보였다. 비균질 반응의 결과에서는 밀 전분 알데하이드가 높은 아밀로펙틴 함량 및 작은 입자 크기로 인해 치환도가 높았다. 균질 반응의 결과에서는 옥수수 전분 알데하이드가 낮은 점도와 높은 치환도를 나타냈다. 비균질 및 균질 반응의 생성물을 비교하였을 때, 옥수수 전분 알데하이드는 균질 반응의 생성물이, 나머지 전분 알데하이드는 비균질 반응의 생성물이 더 큰 치환도를 보였다. 다당류 고흡수성 수지는 적외선 분광분석, X선 광전자 분광분석, 13C 고체상 핵자기공명 분광분석, 열 중량 분석을 통해 아세탈 가교가 형성되었음을 확인하였다. 흡수가 발생하면, 물 확산에 의해 다당류 간의 수소 결합이 깨지고 CMC에 존재하는 카르복실기들의 반발력이 생기면서, 아세탈 가교의 한계점까지 팽윤이 일어났다. 자유흡수능을 측정하였을 때, 전분 알데하이드의 치환도와 카르복시메틸셀룰로오스의 함량이 증가할수록, 자유흡수능은 상승하였다. 최대 자유흡수능은 비균질 반응의 생성물 중에서 밀 전분 알데하이드를 사용했을 때 251.2 g/g, 균질 반응의 생성물 중에서 옥수수 전분 알데하이드를 사용했을 때, 228.5 g/g이었다. 겔 분율은 전반적으로 자유흡수능에 반비례하였다. 고흡수성 수지의 대표군을 선정하여 흡수 거동을 분석하였다. 전체 흡수 과정은 pseudo-second-order swelling kinetic model을 따랐다. 흡수와 고분자 사슬의 관계를 분석한 Fickian diffusion model에서는 전분 알데하이드를 사용한 고흡수성 수지가 고분자 사슬의 유동성 증가로 자유흡수능이 향상되는 것을 확인하였다. 주사전자현미경 분석에서는 높은 자유흡수능을 보였던 고흡수성 수지일수록, 다공성 구조를 보였다. 본 연구를 통해 아세탈 가교에 기반하여 친환경적인 다당류 고흡수성 수지를 제조할 수 있었다. 다당류 고유의 생분해성과 본 연구에서 구현한 고흡수성을 동시에 접목한다면, 다당류 고흡수성 수지의 활용 범위는 크게 넓어질 것으로 기대된다. The starch aldehydes and carboxymethylcellulose were used to prepare polysaccharide superabsorbent polymers. Particularly, the starch aldehydes were introduced to prepare the superabsorbent polymers by a solution process without any other crosslinking agent. The starch aldehydes were reacted with hydroxyl groups of carboxymethylcellulose under acid conditions to form acetal bridges. Prior to the preparation of the superabsorbent polymers, the starch aldehydes were prepared as a heterogeneous reaction in which the particle form of the starch was maintained and a homogeneous reaction in which the particle form was broken through gelatinization. The starch aldehydes prepared by oxidation were characterized by FT-IR, XPS, and 13C solid NMR. As a result, it was confirmed that the glycoside bonds and the C-2 and C-3 bonds of the anhydroglucose ring were broken at the same time in the oxidation. FE-SEM confirmed that the surface of starch aldehydes were present as crushed particles or very corrugated planes. When the degree of substitution(DS) and viscosity for starch aldehydes were measured, the DS increased and viscosity decreased with increasing amount of oxidizing agent. As a result of the heterogeneous reaction, wheat starch aldehydes showed high DS due to high amylopectin content and small particle size. As a result of the homogeneous reaction, corn starch aldehydes showed low viscosity and high DS. When the products of heterogeneous and homogeneous reaction were compared, corn starch aldehydes exhibited a higher DS at homogeneous reaction and the other starch aldehydes had a higher DS under heterogeneous reaction. The acetal crosslinking of polysaccharide superabsorbent polymers was confirmed by FT-IR, XPS, 13C solid NMR, and TGA. When the absorption occurred, the hydrogen bonds between the polysaccharides were broken by the water diffusion, and the repulsive forces of the carboxyl groups in CMC were generated. As a result, the swelling occurred to the limit of acetal crosslinking. When the water absorbency was measured, the water absorbency increased as the DS of starch aldehydes and the content of carboxymethylcellulose increased. The equilibrium water absorbency was 251.2 g/g when using wheat starch aldehydes by heterogeneous reaction and 228.5 g/g when using corn starch aldehydes by homogeneous reaction, respectively. The gel fraction was inversely proportional to the water absorbency as a whole. Representative group of superabsorbent polymers was selected and the absorption behavior was analyzed. The entire absorption behavior followed the pseudo-second-order swelling kinetic model. In the Fickian diffusion model analyzing the relationship between absorption and polymer chains, it was confirmed that the superabsorbent polymers using starch aldehydes improved the water absorbency by increasing the fluidity of the polymer chains. In the FE-SEM, the superabsorbent polymers with high water absorption showed a porous structure. Through this study, it was possible to prepare environmental-friendly polysaccharide superabsorbent polymers based on acetal crosslinking. It is expected that the application range of polysaccharide superabsorbent polymers will be broadened if the inherent biodegradability of polysaccharides and high absorption property realized in this study are combined.

팥전분의 유변학적 특성 연구

경진석 동국대학교 2014 국내석사

본 연구에서는 팥전분 페이스트와 팥전분에 여러 농도 (0, 10, 20, 30%)의 sucrose 을 첨가한 혼합물의 유변학적 특성에 대해 관찰하였다. 팥전분의 입경분포는 다양하게 나타났으며, 대부분의 전분입자는 둥글거나 불규칙한 형태로 구성되어 있다. 팥전분 페이스트에 대한 유변학적 특성 연구는 여러 전분 농도 (4, 5, 6, 7% w/w)에서 팥전분의 정상유동 특성과 동적 점탄특성을 측정하였다. 여러 온도 범위 (25, 40, 55, 70°C)에서 팥전분 페이스트의 유동 특성은 power law 모델식에 의해 제공되는 레올로지 매개변수로부터 결정 되었다. 25°C 에서 팥전분 페이스트는 높은 전단담화 특징을 나타내었다(n=0.28-0.43). 팥전분의 농도가 증가함에 따라 점조도지수(K)와 겉보기점도(ηa50)는 증가하였고 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 여러 온도(25-70°C)에서 측정된 팥전분 페이스트의 a,50 는 Arrhenius온도의존성 관계식에 잘 적용되었다. 팥전분 페이스트의 Ea값은 9.08-19.5 kJ/mol 로 나타났으며, 높은 결정계수 (R2=0.95-0.99)를 나타냈다. Power law 와 exponential 모델식은 여러 온도범위(25-70°C)에서 전분농도와 a,50 의 관계를 설명하기 위하여 사용되었다. 25oC 에서 저장탄성률(G')과 손실 탄성률(G") 값은 전분의 농도와 진동수(ω)가 증가함에 따라 증가했다. 진동수의 범위(0.63-62.8 rad•s-1)에서 저장탄성률(G') 값이 손실탄성률(G")값보다 높으므로 팥전분 페이스트는 점성적 성질에 비해 탄성적 성질이 우세함을 알 수 있다. 25°C에서 7% 팥전분 페이스트의 정상유동 특성은 측정되지 않았으며, 4-6% 의 팥전분 페이스트의 복소점도(η*)와 겉보기점도(ηa)는 Cox-Merz 중첩원리에 적용되지 않는 것으로 나타났다. 팥전분-Sucrose 혼합물의 팽윤력은 control(0% sucrose)보다 낮은 값을 나타내었고, sucrose 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 팥전분의 겔 강도는 sucrose 농도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈다. Sucrose를 첨가하지 않은 control과 sucrose 농도 (10%, 20%, 30%)를 달리하여 첨가된 팥전분 페이스트의 정상유동특성은 power law 모델과 Casson 모델로부터 레올로지 계수가 결정되었다. 25°C 에서 팥전분-sucrose 혼합물의 유동지수(n)값은 1보다 낮은 범위(n=0.29-0.32)에 있으므로, 전단속도가 증가함에 따라 점도가 감소하는 전단담화(shear-thinning) 거동특성을 보여주었다. Sucrose의 농도가 증가함에 따라 겉보기점도(ηa50), 점조도지수(K), Casson 항복응력(σoc)이 감소하였다. 팥전분-sucrose혼합물의 동적 점탄 특성은 25oC에서 측정되었으며, 모든 진동수 범위에서 G'이G"보다 높은 값을 나타냈고, 약한 겔과 같은 거동을 보였다. tanδ값이 1보다 작아 탄성적 성질이 점성적 성질보다 우세함을 알 수 있었다. 팥전분-sucrose 혼합물의 G,' G", η*값은 sucrose의 농도가 증가함에 따라 증가했다. 열적 특성에서 팥전분의 호화온도는 sucrose 의 농도가 증가할수록 증가하였고, 호화 엔탈피는(ΔH)는 감소하는 경향을 보였다.

전분당부산물의 급여가 비육후기 한우의 생산성 및 도체 특성에 미치는 영향

박기태 건국대학교 대학원 2020 국내석사

이 연구는 전분당부산물의 in situ 소실율 및 비육후기 한우 거세우의 생산성과 도체 특성에 미치는 영향에 대해 조사하기 위해 진행되었다. 전분당 부산물의 건물, 조단백질, 조지방, 조섬유, NDF, ADF 및 조회분 함량은 각각 62.15, 15.29, 24.68, 0.63, 33.36, 5.71 및 12.96 %로 나타났다. 옥수수와 전분당부산물을 0, 2, 4, 8, 16, 24, 48 및 72시간 동안 배양하여 in situ 소실율을 측정하였다. 0-16시간까지는 전분당부산물이 유의적으로 더 높은 소실율을 보였지만, 24-48시간에서는 유의차가 없었으며 72시간대에서는 옥수수의 소실율이 더 높게 나타났다(P<0.001). 전분당부산물의 TMR 사료 이용성 평가를 위한 사양실험은 평균체중이 807.5±47.4 kg인 한우 비육후기 거세우(평균 28.2개월령) 30두를 공시하였다. 대조구 14두, 처리구 16두를 처리구 당 3개의 우방에 배치하였다. 총 80일의 사양실험 결과, 종료체중은 대조구, 처리구에서 각각 841.5, 865.7 ㎏으로 유의차가 없었다. 또한 일당증체량과 사료효율에서도 처리구 간 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 도체특성에서도 육량등급과 육질등급의 처리구 간 차이가 없었지만, 1++등급 출현율이 대조구에 비해 처리구가 다소 높은 경향을 보였다. 본 실험의 결과, 전분당부산물의 비육후기 TMR 사료 내 4.4% 첨가는 한우 거세우의 성장 성적과 도체특성에 부정적인 영향을 끼치지 않았다. 지방산 조성 분석 결과 유의차를 보이는 지방산 성분은 없었다. 대조구와 전분당부산물 처리구의 포화 지방산(Saturated fatty acid) 함량은 42.15, 46.17%이었으며 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 대조구와 처리구의 불포화 지방산(Unsaturated fatty acid)는 각각 57.85, 53.83%로 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 위 결과들을 종합하면 전분당부산물은 비육후기 한우 거세우의 대체사료원으로서 활용할 수 있을 것으로 사료된다. This experiment was conducted to evaluate starch sugar by-product (SSBP) as an alternative feed ingredient on in situ degradability, growth performance and carcass characteristics in late-finishing Hanwoo steers. The DM, CP, EE, crude fiber, NDF, ADF and ash concentrations in the SSBP were 62.15, 15.29, 24.68, 0.63, 33.36, 5.71 and 12.96% DM, respectively. The in situ degradability of corn and SSBP was recorded on the different incubation time of 0, 2, 4, 8, 16, 24, 48, 72 h. The in situ degradability of SSBP at the incubation time from 0 to 16 h was greater than that of corn (P<0.001), there was no significant difference between corn and SSBP at the incubation time of 24 to 48 h, and in situ degradability of corn at the incubation time 72 h was greater than that of SSBP (P<0.001). Thirty Hanwoo steers of 28.2 months (BW; 807.5±47.4 kg) from late fattening period to slaughter (80 days) were randomly allotted to 2 dietary treatments and 3 replications. The experimental diets were 1) control (Total mixed ration, TMR) and 2) SSBP 4.4% (TMR containing 4.4% of SSBP, as-fed basis). The final BW of the Hanwoo steers were 841.5 and 865.7 kg (P > 0.05), respectively. The ADFI and ADG of the steers did not differ between the 2 treatments. In the carcass characteristics, the carcass yield grade and the carcass quality grade had no significant difference, but 1++ carcass quality grade of the steers fed SSBP were higher (frequency = 31%) than that of control group (frequency = 21%). There was no significant difference between control and SSBP at fatty acid composition. The SFA ration were 42.15, 46.17% and UFA ration were 57.85, 53.83%(P<0.05). In conclusion, containing of the TMR based on 4.4% of SSBP did not negatively affect the carcass characteristics and growth performance for Hanwoo steers in late-finishing period. The SSBP could be used as an alternative feed ingredient in TMR diet of late-finishing Hanwoo.

변성전분을 이용한 소맥분의 제빵적성 개선에 관한 연구

한상훈 韓京大學校 産業大學院 2005 국내석사

본 연구의 목적은 제빵 품질을 개선하기 위하여 변성 전분의 첨가량을 3, 5, 7, 10%로 달리하여 소맥분 반죽에 첨가한 후 이를 이용한 반죽 및 제품의 물리, 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 변성 전분 첨가한 빵 제조에서 변성 전분의 이화학적 특성을 연구하기 위하여 일반성분, 색도측정을 하고, Falling number, RVA, Alveograph와 Farinograph, Rheofermentometer를 이용하여 점도, 신장성, 수분 흡수력, 그리고 내구성과 반죽의 특성, 가스보유율을 비교 조사하였다. 식빵 제조 후 Rheometer를 사용하여 저장중의 hardness, springness 및 노화 정도를 평가하였고, 또한 관능검사표에 의하여 식빵의 외관 및 내부 특성 등을 평가하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 1. Falling number는, 변성 전분 첨가량이 증가함에 따라 침강 시간이 증가하는 경향을 나타내었다. 2. RVA, Alveograph 측정 결과, 호화 개시 온도는 변성 전분 첨가가 증가함에 따라 증가한 반면, 최고 점도에 도달하는 시간도느린 편이였다. 신장성(L값)은 control 보다 변성 전분 첨가가 증가함에 따라 증가하였다. 빵의 부피도 변성 전분 첨가 간에 유의적인 차이는 없었으며, 변성 전분 첨가가 증가함에 따라 부피는 감소하였다. 3. Rheofermentometer 측정 결과, T1(최대 팽창 높이까지 소요되는 시간)은 소맥분보다 변성 전분이 높게 나타났으며, 변성 전분 첨가가 증가함에 따라 최대 높이도 증가하였다. 4. Crumb softness 측정 결과, 제빵후 hardness, spiringness는 control보다 변성 전분 첨가한 빵이 낮게 나타났으며, 변성 전분 첨가가 증가함에 따라 노화가 억제되는 경향을 보였다. 5. 수분활성도는 control보다 변성 전분 첨가한 빵이 높았으며, hardness 와 springness에서 보인 제빵 특성과 같은 현상을 보였다. 6. 식빵의 Crumb 색도는 L값(명도)이 control보다 변성 전분 첨가 빵이 조금 낮았으며, 변성 전분 빵 간에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 7. 관능검사 결과, control에 비해 변성 전분 첨가한 빵이 대체로 유사한 수준의 평가를 받았고, 또한 변성 전분의 첨가 3, 5, 7, 10%의 빵은 서로 유의적 차이는 없었으나, 3, 5%보다 7, 10%가 더 좋은 평가를 받았다. 8. 실험결과를 종합할 때 10% 변성 전분 첨가 식빵의 조직감, 노화방지 그리고 저장성이 크게 향상되었다. The object of this research is to improve the quality of white pan bread by adding different amount of modified starch (3, 5, 7 and 10%) to the flour. In order to study the physicoㅡchemical effects of the modified starch on bread, several tests were done to compare and analyze the characteristics of the dough, such as composition, color test, Falling number, RVA, Alveograph, Farinograph, etc. After baking, rheometer was used to evaluate hardness, springness and degree of aging during storage. And the internal and external characteristics of the white pan bread were evaluated using a sensory test. The results were as follows : 1. Falling number showed an increasing number with the addition of modified starch. 2. Results of the RVA and Alveograph showed that gelatinization temperatures with the addition of modified starch were increased than control but the time to maximum viscosity were decreased. Extensibility was decreased with the addition of modified starch than control. Loaf volume showed no significant difference with increasing amounts of modified starch. 3. Rheofementometer measurements of the flour with modified starch were higher T1 value(Time to maximum expansion height) than control, and increment of the modified starch made increment of T1 value. 4. Results of rheometer showed that hardness and springness of the whit pan bread with modified starch were lower than control and increment of the modified starch had the oppressive effect of retrogradation. 5. Whit pan bread with modified starch showed higher water activity than control. 6. Colors of the white pan bread with modified starch showed that L value was lower than control and there were no significant differences between whit pan breads with different quantity of modified starch. 7. Results of the sensory test showed that whit pan bread adding 7% of modified starch was similar with control and 10% of modified starch had the best score. 8. These results showed that the addition of modified starch 10% had a positive effect, and improved texture, retrogradation and storage.

Characterization of Resistant Dextrin Crystals Prepared by Debranching & Crystallization with Waxy Maize Starch

Dong-Jin Lee 고려대학교 대학원 2021 국내박사

이 연구에서는 찰옥수수전분을 이용하여 탈분지 및 결정화 과정을 통해 저항성 덱스트린을 제조하고 특성을 분석하였다. 찰옥수수 전분의 탈분지 및 결정화는 저항 전분 (RS) 함량이 높은 환경친화적이고 효율적인 방법이었다. 저항성 덱스트린의 물리 화학적 특성 및 소화율은 DSC, XRD, SEM, TEM, HPSEC, HPAEC 및 소화율 테스트에 의해 특성을 분석하였다. 1 장에서는 부분적으로 탈분지된 찰옥수수 전분의 결정화에 대한 효과를 조사했다. 찰옥수수 전분을 이소아밀라아제를 사용하여 부분적으로 탈분지 한 다음, 부분적으로 탈분지 된 전분을 서로 다른 온도 (4, 25, 50 °C)에서 96 시간 동안 재결정 화했다. 재결정화 샘플의 구조 및 결정 특성을 분석했다. 찰옥수수 전분의 탈분지 시간 (48h)이 길어질수록 더 많은 선형 덱스트린을 포함하는 작은 사슬을 생성했다. 탈분지도가 높은 사슬의 재결정화를 통해 얻어진 전분 결정의 경우 결정도 및 열 안정성이 훨씬 더 높았다. 4와 25 °C에서 재결정화된 전분 사슬은 B 형 결정을 보였으며 84-93%의 높은 수율로 회수된 반면, 50 °C에서 재결정화된 전분의 경우에는 A형 결정을 보였고 낮은 수득율 (11-31%)을 보였다. 50 °C에서 천천히 재결정화한 전분은 긴 사슬의 선택적 결합을 유도하여 우수한 열 안정성을 가진 A 형 결정을 형성했다. 재결정화 온도는 탈분지된 전분 사슬의 결정 배열을 결정하는 요인이었다. 2 장에서는 찰옥수수 전분을 연속적인 탈분지 및 결정화 과정을 통해 제조된 저항성 덱스트린을 제조하고 특성을 분석하였다. 찰옥수수 전분은 이소아밀라아제를 사용하여 50 °C에서 7일 동안 동일한 배치에서 연속적인 탈분지화 및 결정화되었다. 연속적인 탈분지 및 결정화된 전분 덱스트린을 침전물로 분리하고 사슬 길이 분포, 결정도, 열 전이 특성, 형태 및 소화율을 분석하였다. 찰옥수수전분의 아밀로펙틴에서 방출된 긴 B 사슬은 짧은 A 사슬보다 더 쉽게 결정화되었다. 제조된 저항성 덱스트린은 열 안정성이 높은 전형적인 A 형 결정 배열을 나타냈다. 저항성 덱스트린의 회수율은 7 일 후 70.4%였다. 7 일 동안 처리하여 결정화된 덱스트린의 저항성 전분 (RS)의 양은 83% (조리되지 않음) 또는 46% (조리 됨)였다. 연속적인 탈분지 및 결정화 공정은 열 안정성과 소화 효소에 대한 우수한 내성을 가진 찰옥수수 전분으로부터 저항성 덱스트린 결정을 형성하는데 효과적이었다. III 장에서는 알코올 침전을 통한 다양한 전분의 사슬 길이가 결정화에 미치는 영향을 조사했다. 찰옥수수 전분은 이소 아밀라제를 사용하여 탈분지 된 다음 다양한 농도 (50 및 80%)의 에탄올을 첨가하여 전분의 사슬을 분리하였다. 탈분지 및 알코올에 의해 분리된 전분 사슬은 2일 동안 4 또는 50 ℃에서 결정화되었다. 다양한 조건으로 제조된 저항성 덱스트린 결정을 침전물로 분리하고 물리화학적 특성과 소화율을 분석했다. 긴 B 사슬로 구성된 50% 에탄올의 침전물은 결정화 온도에 관계없이 높은 열 안정성을 보였다. 반면, 80% 에탄올 농도에서 침전되어 분리된 침전물은 A 사슬과 B 사슬 모두 구성되어 있었다. 50% 농도에서 침전된 덱스트린을 결정화하여 얻은 저항성 덱스트린 결정은 B 형의 결정 패턴을 보였고, 80% 농도에서 침전되고 결정화된 저항성 덱스트린 결정은 A 형 결정 패턴을 나타냈다. 전자투과현미경을 이용하여 확인한 모든 샘플의 입자 크기는 사슬 길이와 결정화 온도에 관계없이 200-300 nm였다. The purpose of this thesis is to prepare resistant dextrins through environmentally friendly methods such as enzymatic debranching and physical treatment without chemical modification using waxy type starch. Also, various physicochemical properties were analyzed to investigate the potential use of resistant dextrins produced through these environmentally friendly methods as functional food materials with high RS content. In this study, the enzymatic debranching and crystallization process was conducted in various preparation methods, with a simple and environmentally friendly process. Resistant dextrins were prepared and characterized by the debranching and crystallization process. Physicochemical properties and in vitro digestibility of resistant dextrins were determined by DSC, XRD, SEM, TEM, HPSEC, HPAEC, and in vitro digestibility test. In chapter I, the effects of partial debranching on the crystallization of waxy maize starch was investigated. Waxy maize starch was partially debranched using an isoamylase, and then the debranched starches were recrystallized for 96 h at different temperatures (4, 25, and 50 °C). The structural and crystalline characteristics of the recrystallized samples were analyzed. The longer debranching time (48 h) produced the smaller chains containing more linear dextrins. Crystallinity and thermal stability were much higher for the starch crystals prepared with a higher level of debranching. The starch chains recrystallized at 4 and 25 °C were recovered at 84–93% yield with B-type crystals whereas those at 50 °C induced a lower yield (11–31%) with A-type crystals. The slow recrystallization (50 °C) induced the selective association of the long chains which led to the formation of A-type crystals having good thermal stability. The recrystallization temperature was a determining factor for the crystalline arrangement of debranched starch chains. In chapter II, the simultaneous debranching and crystallization of waxy maize starch was investigated. Waxy maize starch was debranched using isoamylase and simultaneously crystallized in the same batch at 50 °C for 7 days. The crystallized starch dextrins were isolated as precipitates and characterized for chain length distribution, crystallinity, thermal transition property, morphology, and in vitro digestibility. The long B chains released from the amylopectin crystallized more readily than the short A chains. The dextrins exhibited a typical A-type crystalline arrangement with high thermal stability. The recovery yield from the waxy maize starch was 70.4% after 7 days. The amount of resistant starch (RS) in the crystallized dextrin treated for 7 days was 83% (uncooked) or 46% (cooked). The simultaneous debranching and crystallization process was effective for the formation of dextrin crystals from waxy maize starch with thermal stability and good resistance to digestive enzymes. In chapter III, the effects of chain length via alcohol precipitation on crystallization was investigated. Waxy maize starch was debranched using isoamylase and fractionated using varying concentrations of ethanol (50% and 80%). The debranched and fractionated starch samples were crystallized at 4 or 50 °C for 2 days. The starch crystals obtained by the addition of various ethanol concentrations were isolated as precipitates and their physicochemical properties and in vitro digestibility were analyzed. The 50% ethanol precipitates (PPTs) consisted of long B chains and exhibited high thermal stability regardless of crystallization temperature, whereas those fractionated in 80% ethanol consisted of both A and B chains. The X-ray diffraction patterns of the 50% ethanol PPTs displayed peaks corresponding to B-type crystals, whereas those of the 80% ethanol PPTs confirmed the presence of A-type crystals. The particle size of all samples was 200–300 nm regardless of the chain length and crystallization temperature. The debranching and crystallization processes were effective methods for preparing the resistant dextrins with high yield, high crystallinity, and high RS content. In chapter I, It was confirmed that long chains of debranched waxy maize starch generate highly crystalline A-type crystals through a double helix formation with selective participation. And chapter II, resistant dextrins were prepared through simultaneous debranching and crystallization for food industrial uses. The yields, crystallinity, and content of RS increased as the simultaneous debranching and crystallization process. However, the 7 days process has the drawback of being difficult to utilize industrially. In chapter III, debranched waxy maize starch was fractionated and crystallized by chain length using the alcohol precipitation method to shorten the processing time and prepare a high content of RS. It showed a high RS content, especially when crystallized as a long chain of debranched waxy maize starch via alcohol precipitation. The production of resistant dextrins with high crystallinity and high content of resistant starch could be applied to the food industry.

변성전분의 제조와 변성전분/LDPE 블렌딩을 통한 혼합물의 물성 및 분해성 평가

장시훈 연세대학교 대학원 2010 국내석사

전분당제조부산물의 착유우에 대한 사료가치 평가에 관한 연구

김수헌 건국대학교 2017 국내박사

The objectives of the present study was to determine the characteristics of sugar starch by- product (SSBP) and the effects of feeding SSBP on milk yield and milk composition in dairy cows. In trial 1, physical characteristics, nutrient composition, conservative property and in vitro rumen fermentation of SSBP was conducted to determine the safety of SSBP using Bacillus amyloquefaciens, which bacteria was in SSBP. Complex viscosity of starch sugar by-product was 13,398 Pa/s, particle size was 557 ㎛, density was 1.31 cm3. SSBP was rich in EE and Ash(EE: 23.26%; Ash: 32.60%). Major fatty acids in SSBP were palmitic acid, oleic acid, and linoleic acid. Major amino acids in SSBP were glutamic acid and leucine. There were no adverse effects of adding Bacillus amyloquefaciens on the in vitro ruminal safety test, and conservative property of SSBP was stable at 4℃ condition. In trial 2, an in vitro rumen fermentation characteristic was investigated to determine the optimal replacement level of SSBP with a concentrate mixture in TMR (Total Mixed Ration) and in situ ruminal disappearance test was conducted. When the concentrate was replaced by SSBP at a level of 2-4%, no adverse effects were observed on the in vitro ruminal gas production, pH, NH3-N concentration, and VFA concentration. In situ ruminal DM and CP disappearance rate of SSBP was 73.62% and 43.53%, respectively. In trial 3, 16 lactating cows were randomly alloted into two dietary treatments; a basic TMR diet with or without SSBP replacing 4% of the concentrate mixture. There was no adverse effects on milk yield, milk composition, and blood parameter when SSBP replacing 4% of the concentrate mixture. In conclusion, these results indicated that SSBP could be included in dairy cattle diets at a proper level to replace with concentrate mixture without any adverse effects on dairy performance. 본 연구는 전분당제조부산물의 사료가치를 평가하고 홀스타인 착유우의 유생산에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 연구 1에서는 전분당제조부산물의 물리적, 영양적 특성을 알아보고 전분당제조부산물의 안전성을 평가하기 위하여 전분당제조부산물 내 균을 동정해 균의 종류를 밝히고 그 균을 이용하여 반추위 in vitro 실험을 진행하였다. 전분당제조부산물의 점도는 13,398 Pa/s, 입자도는 557 ㎛, 밀도는 1.31cm3 이었다. 전분당제조부산물의 DM은 61.43%, CP은 14.43%, EE는 23.26%, NDF는 35.68%, ADF는 31.29%, Ash는 32.60%, WSC는 9.96%, GE는 4198 kcal/kg, pH는 4.14이었다. 전분당제조부산물 내 다량 함유된 지방산은 palmitic acid, oleic acid 및 linoleic acid였으며, 전분당제조부산물 내 다량 함유된 아미노산은 glutamic acid와 leucine이었다. 전분당제조부산물의 균 동정 결과, Bacillus amyloliquefaciens으로 확인되었다. 그 균이 반추위에 미치는 영향을 알아봄과 동시에 균의 안전성을 간접적으로 평가하기 위하여 Bacillus subtilis와 함께 반추위 in vitro 실험을 한 결과 안정적인 발효가 진행되었고, 처리구간의 가스발생량, pH, NH3-N, VFA에서 차이를 보이지 않았다. 또한 전분당제조부산물을 4℃에서 냉장 보관했을 시 상태의 변화가 없었다. 연구 2에서는 수준별 전분당제조부산물의 in vitro 반추위 발효 특성 및 in situ 반추위 소실율을 조사하였다. 반추위 in vitro 실험에서 최종 배양 시간대인 48시간대에서 가스발생량은 4% 처리구부터 0% 처리구와 유의차를 보였고, pH는 6% 처리구에서 0% 처리구와 유의차를 보였으며, NH3-N은 모든 처리구에서 차이가 없었으며, VFA 생산량에서는 모든 처리구에서 차이가 없었지만, A/P 비율에서 8% 처리구에서 0% 처리구와 유의차를 보였다. In situ 반추위 소실율에서 최종 배양 시간대인 48시간에서 전분당제조부산물의 DM 소실율은 73.62%로 옥수수의 85.65%보다 낮았고(P<0.05), CP 소실율은 43.53%로 옥수수의 62.87%보다 낮았다(P<0.05). 연구 3에서는 전분당제조부산물이 홀스타인 착유우의 영양소 섭취, 기호성, 유생산, 유성분 및 혈액 성상에 미치는 영향을 평가하기 위하여 일반 TMR 사료를 급여한 대조군과 전분당제조 부산물을 4% 대체한 사료를 급여한 처리군으로 배치하여 실험을 진행하였다. 대조군과 실험군의 두당 일일 건물 섭취량은 27.47 kg과 27.62 kg이었고 통계적 유의적 차이는 없었다. 대조군과 실험군의 두당 일일 유생산량은 29.01 kg과 30.02 kg이었고 통계적 유의차를 보이지 않았다. 모든 유성분 및 혈액성상에서 대조군과 처리군에서 차이가 없었다. 착유우를 이용한 사양실험에서 전분당제조부산물 4% 급여는 반추위 발효, 유생산, 유성분 및 혈액성상에 부정적인 영향을 미치지 않았기 때문에 반추동물에 있어서 전분당제조부산물은 사료로서의 가능성을 보여주었다. 버려지고 있는 전분당제조부산물을 재활용함으로서 효과적인 자원 활용이 가능하고 환경 친화적인 유생산이 가능할 것으로 사료된다.