팥전분의 유변학적 특성 연구 = Rheological Properties of Adzuki Starch Pastes

국문 초록 (Abstract)

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.

목차 (Table of Contents)

• 국문요약 = 7
• 제 1 장. 팥전분 페이스트의 유변학적 특성 = 11
• Ⅰ. 서론 = 12
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 16
• 1. 재료 = 16
• 2. 방법 = 16
• 2.1 전분입자의 성상 = 16
• 2.2 팥전분의 제조 = 16
• 2.3 일반성분 분석 = 17
• 2.4 아밀로오스 함량 측정 = 18
• 2.5 전분 페이스트의 제조 = 18
• 2.6 유변학적 특성 측정 = 19
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 21
• 1.전분입자의 성상 및 입경분포 = 21
• 2.일반성분 및 아밀로오스 함량 = 21
• 3.정상유동 특성 = 24
• 4.온도가 겉보기 점도에 미치는 영향 = 28
• 5.동적 점탄특성 = 34
• 6.Cox-Merz 중첩원리 = 39
• Ⅳ. 결론 = 42
• 제 2 장. Sucrose 첨가가 팥전분의 유변학적 특성에 미치는 영향 = 43
• Ⅰ. 서론 = 44
• Ⅱ. 재료 및 방법 = 46
• 1. 재료 = 46
• 2. 방법 = 46
• 2.1 전분 제조 및 sucrose 첨가한 시료 제조 = 46
• 2.2 팽윤력 측정 = 47
• 2.3 겔 강도 측정 = 48
• 2.4 유변학적 특성 측정 = 49
• 2.5 열적특성 측정 = 50
• Ⅲ. 결과 및 고찰 = 52
• 1. 팽윤력 = 52
• 2 겔 강도 = 54
• 4. 정상유동 특성 = 56
• 5. 동적 점탄특성 = 60
• 6. 열적특성 = 64
• Ⅳ. 결론 = 66
• 참고문헌 = 68
• Abstract = 75