KR20180055200A - Cross-linked potato starch and preparation method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 점도 특성과 저항전분 함량을 높일 수 있는 가교화 감자전분의 제조 방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 가교화 감자전분에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a crosslinked potato starch capable of increasing viscosity characteristics and resistance starch content and a crosslinked potato starch prepared by the above production method.
감자는 A.D. 200년경에 페루에서 처음 이용된 이래 오랫동안 인간이 사용해 온 식량자원이며 전분의 함량이 많고, 양질의 단백질과 비타민 C, 비타민 B6, 비타민 B8, 칼륨, 인, 마그네슘, 철, 식이섬유, 페놀 성분 등을 다량으로 함유하고 있어 그 영양학적 가치가 높은 식품이다The potato is A.D. It has been used for a long time by people in Peru for about 200 years. It has been used for human food for a long time. It has high starch content and high quality protein and vitamin C, vitamin B6, vitamin B8, potassium, phosphorus, magnesium, iron, dietary fiber, Is a food having a high nutritional value
감자전분이 다른 전분과 구별되는 특성으로는 큰 전분 입자, 높은 순도, 비교적 긴 아밀로오스와 아밀로펙틴 사슬의 길이, 아밀로펙틴에 인산 에스테르기의 존재, 점성적 거동(viscosity behavior)에 영향을 미치는 특정 양이온을 교환하는 능력, 가열과 냉각 시 걸쭉한 점탄성의 젤을 형성하는 능력이 있다. 또한, 감자전분은 높은 점도, 우수한 필름 형성력, 낮은 호화온도의 특징을 가지고 있고, 겔 형성 시 부드러움과 탄성은 좋으나 겔 강도가 약하며, 팽윤, 수화된 감자전분의 입자들은 매우 파괴되기 쉽고, 계속되는 가열과 교반에 의해 더욱 쉽게 파괴되는 경향을 가지고 있다.The properties distinguishing potato starch from other starches include: large starch particles, high purity, relatively long amylose and amylopectin chain length, the presence of phosphate ester groups in amylopectin, and the exchange of specific cations that affect viscosity behavior Ability to form a thick viscous gel when heated and cooled. In addition, the potato starch has high viscosity, good film forming ability, and low gelatinization temperature. It has good softness and elasticity at gel formation but weak gel strength, particles of swelled and hydrated potato starch are very easily broken, And tends to be more easily broken by stirring.
전분이 식품에 첨가제로써 이용되는 경우 식품이 요구하는 물리적 성질을 충족시키기 위하여 화학적, 물리적 또는 효소 처리로서 전분 고유의 구조를 변형시켜 이용되기도 하는데 이러한 전분을 변성전분(modified starch)이라고 부른다.When starch is used as an additive in foods, it may be used to modify the starch-specific structure as a chemical, physical or enzymatic treatment to meet the physical properties required by the food. Such starch is called modified starch.
변성전분은 가교 결합 반응(cross-linking reaction), 에스테르화 반응(esterification), 에테르화 반응(eterification), 컨버전(conversion) 등에 의해 제조될 수 있으며, 상기 제조방법은 단독으로, 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.Modified starches may be prepared by cross-linking reaction, esterification, etherification, conversion, etc., and the preparation methods may be used singly or in combination with one another .
이러한 변성전분의 제조를 통해 전분의 물성을 개선시키고자 하는 기술 개발이 계속되고 있으며, 특히 다른 전분에 비해 강도가 약하고 파괴되기 쉬운 감자저분의 활용성을 높이기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.Techniques for improving the properties of starch have been developed through the production of modified starches. In particular, the development of techniques for improving the usability of potato fractions, which are weaker in strength and weaker than other starches, is required.
본 발명의 목적은 가교화 감자전분 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for producing a crosslinked potato starch.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 가교화 감자전분을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a crosslinked potato starch produced by the above production method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 감자전분 현탁액 및 가교 결합제를 혼합하여 가교 결합 반응시키는 단계를 포함하며, 상기 가교 결합제는, 소듐트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP) 및 소듐트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP)의 혼합물을 포함하는 것인, 가교화 감자전분 제조방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for preparing a crosslinked starch, which comprises mixing a potato starch suspension and a crosslinking agent and performing a crosslinking reaction, wherein the crosslinking agent is selected from the group consisting of sodium trimetaphosphate (STMP) Phosphate (sodium tripolyphosphate, STPP). The present invention also provides a method for producing a crosslinked potato starch.
본 발명에서, “감자전분 현탁액”은 액체 속에 감자전분 입자가 분산되어 있는 것을 말하며, 상기 액체는 감자전분 입자를 분산시킬 수 있는 용매이면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 더욱 상세하게는 식품으로서 인체에 독성이 없는 용매를 사용할 수 있으며, 구체적으로 증류수에 감자전분을 분산시킨 것일 수 있다.In the present invention, " potato starch suspension " means that potato star powder particles are dispersed in a liquid, and the liquid can be used without limitation as long as it is a solvent capable of dispersing the potato star powder particle. More specifically, a solvent which is not toxic to the human body can be used as the food, and specifically, the potato starch may be dispersed in distilled water.
본 발명에서, “가교 결합제”는 전분을 가교 결합에 의해 화학적으로 변성시키는 것을 말하며, 감자전분을 가교 결합 시킬 수 있는 것이면 그 종류가 제한되지 않는다. 예를 들어, 포스포릴클로라이드(Phosphoryl chloride), 소듐트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP), 소듐트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP), 아디핀산(adipic acid), 무수 아디핀산(adipic acid anhydride), 에피클로하이드린(epichlorohydrin) 등이 사용될 수 있으며, 특히 황산나트륨(sodium sulfate) 및; 소듐트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP) 및 소듐트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP)의 혼합물을 포함하는 가교 결합제를 사용할 수 있다. In the present invention, " cross-linking agent " refers to chemically modifying starch by cross-linking, and is not limited as long as it can cross-link potato starch. For example, it is possible to use phosphoryl chloride, sodium trimetaphosphate (STMP), sodium tripolyphosphate (STPP), adipic acid, adipic acid anhydride, Epichlorohydrin and the like can be used, and in particular, sodium sulfate and; A cross-linking agent including a mixture of sodium trimetaphosphate (STMP) and sodium tripolyphosphate (STPP) may be used.
가교 결합제의 첨가량은 제한되지 않으며, 감자전분의 점도 특성을 향상시키고 저항전분의 함량을 증가시키기 위하여 필요에 맞게 적절히 변화하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물은 감자전분 현탁액에 포함되는 건조 감자전분 총량 대비 0.01 중량% 내지 10중량% 포함될 수 있으며, 더욱 구체적으로 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물은 감자전분 현탁액에 포함되는 건조 감자전분 총량 대비 0.01 중량% 내지 0.05 중량% 포함되는 것일 수 있다.The amount of the cross-linking agent to be added is not limited, and may be suitably changed in accordance with needs to improve the viscosity characteristics of the potato starch and to increase the content of the resistant starch. Specifically, the mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate may contain 0.01 wt% to 10 wt% of the total amount of the dried potato starch contained in the potato starch suspension, more specifically, a mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate May be 0.01% by weight to 0.05% by weight based on the total amount of the dried potato starch contained in the potato starch suspension.
또한 구체적으로, 상기 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물에 있어서, 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 중량비는 90:10 내지 99.9:0.1일 수 있다. 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물은 가교 결합 반응시 당해 분야의 기술자가 필요에 따라 적절히 조절하여 혼합할 수 있다.More specifically, in the mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate, the weight ratio of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate may be 90:10 to 99.9: 0.1. The mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate can be mixed and adjusted as required by a person skilled in the art in the crosslinking reaction as required.
본 발명 일 실시예에서는 감자전분 현탁액에 포함되는 건조 감자전분 총량(100g) 대비 포함되는 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물의 양을 0.0125g, 0.025g, 0.05g, 0.5g, 5g 및 10g 포함시켜 가교화 반응을 통해 가교화 감자전분, 실시예 1 내지 실시예 6을 제조하였으며, 상기 실시예 1 내지 6의 물성을 천연 감자전분과 비교하였다.In an embodiment of the present invention, the amount of the mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate contained in the total amount of dried potato starch (100 g) contained in the potato starch suspension is 0.0125 g, 0.025 g, 0.05 g, 0.5 g, 5 g and 10 g , Crosslinking potato starch, Examples 1 to 6 were prepared through crosslinking reaction, and physical properties of the above Examples 1 to 6 were compared with natural potato starch.
구체적으로, 천연 감자전분의 경우 95℃에서 완전히 호화되어 입자 형태가 사라진 반면, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 가교화 감자전분인 실시예 1 내지 6 모두 입자의 형태가 유지되는 것을 확인하였으며, 특히 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물은 감자전분 현탁액에 포함되는 건조 감자전분 총량 대비 0.01 중량% 내지 0.05 중량% 포함된 실시예 4 내지 실시예 6의 경우, 전분 입자 그대로의 형태가 남아있는 것을 확인하였다(도 3).Specifically, in the case of the natural potato starch, the granular form was completely disappeared at 95 ° C., while the crosslinked potato starch produced by the manufacturing method of the present invention was confirmed to retain the particle shape in all of Examples 1 to 6, The mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate is in the form of starch particles remaining in the case of Examples 4 to 6 containing 0.01% by weight to 0.05% by weight based on the total amount of the dried potato starch contained in the potato starch suspension (Fig. 3).
나아가, 천연 감자전분에 비해 가교화 감자전분의 경우 팽윤지수가 유의적으로 감소하며(표 2), 특히 가교화 감자전분은 천연 감자전분에 비해 상대적으로 높은 최고점도, 최저점도, 최종점도 및 치반점도를 나타내는 것을 확인하였다(표 3 및 도 4). 또한, 가교화 감자전분은 천연 감자전분에 비해 점조도 지수(K), 겉보기 점도(ηa,100) 및 Casson 항복응력(σoc) 값이 유의적으로 증가하였으며(표 4 및 도 5), 점탄성 특성이 향상된 것을 확인하였다(표 5 및 도 6). 또한, 가교화 감자전분의 경우 저항전분의 함량이 천연 감자전분에 비해 증가되어 있음을 확인하였다(표 6).In addition, the swelling index of crosslinked potato starch decreased significantly compared with that of natural potato starch (Table 2). In particular, the crosslinked potato starch exhibited relatively higher peaks, lowest peaks, final peaks, and final peaks (Table 3 and Fig. 4). In addition, the cross-linked potato starch significantly increased the value of the consistency index (K), apparent viscosity (? A , 100) and Casson yield stress (? Oc ) compared to natural potato starch (Table 4 and Fig. 5) (Table 5 and Fig. 6). In addition, it was confirmed that the content of the resistant starch was increased in the case of the crosslinked potato starch compared to the natural potato starch (Table 6).
상기 특성들은 모두 가교 결합제의 농도가 증가할수록 함께 향상되는 것을 확인하였다. 이 중 호화특성(실시예 5), 정상유동특성(실시예 6), 동적점탄특성(실시예 7)의 경우 가교 결합제에 포함되는 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물이 건조 감자전분 총량 대비 0.01 중량% 내지 0.05 중량% 포함될 때 더욱 향상되어 있는 것을 확인하였다.All of the above properties were confirmed to be improved together with the concentration of the crosslinking agent. In the case of the sizing properties (Example 5), the steady flow characteristics (Example 6), and the dynamic viscoelasticity (Example 7), the mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate contained in the cross- And 0.01% by weight to 0.05% by weight.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 제조방법으로 제조된 가교화 감자전분을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a crosslinked potato starch produced by the above production method.
구체적으로 상기 가교화 감자전분은 최저점도가 2500 내지 4800 센티포이즈(Centipoise, cP)인 것을 특징으로 할 수 있으며, 또한, 최고점도가 3600 내지 4800 센티포이즈(Centipoise, cP)인 것을 특징으로 할 수 있다.Specifically, the crosslinked potato starch may have a lowest viscosity of 2500 to 4800 centipoise (Centipoise, cP) and may have a peak viscosity of 3600 to 4800 centipoise (Centipoise, cP). have.
본 발명 일 실시예에서는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 가교화 감자전분의 호화 특성을 확인하였으며, 천연 감자전분의 경우 최저점도가 1400 센티포이즈 미만인 반면, 가교화 감자전분의 경우 최소 2500 센티포이즈 이상, 최대 4700 센티포이즈 이상까지 나타남을 확인하였다. 또한, 최고점도에 있어서도 최소 3600 센티포이즈 이상을 나타내어, 천연 감자전분에 비해 현저히 우수한 점도 특성을 나타냄을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, the gelatinization properties of the crosslinked potato starch produced by the production method of the present invention were confirmed. In the case of natural potato starch, the lowest viscosity was less than 1,400 centipoise, while in the case of the cross-linked potato starch, Or more, up to a maximum of 4700 centipoise. In addition, it showed a minimum viscosity of at least 3600 centipoise at the maximum viscosity, indicating that it exhibited remarkably excellent viscosity characteristics as compared with natural potato starch.
특히, 천연 감자전분의 경우 최저점도 및 최고점도가 현격히 차이가 나는 반면, 본 발명의 가교화 감자전분은 최저점도 및 최고점도 사이의 차이가 작거나 거의 없는 바, 점도 특성이 안정적으로 유지됨을 확인하였다(표 3).Particularly, in case of natural potato starch, the lowest point and the highest point are significantly different. On the other hand, the cross-linked potato starch of the present invention shows that the difference between the lowest point and the highest point is small or not so, (Table 3).
이에 따라, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 가교화 감자전분은 열처리 등의 가공이 필요한 식품에 첨가되어서도 안정적인 점도를 유지할 수 있는 바, 다른 식품소재와 쉽게 상용될 수 있고, 점증제, 안정제 등의 소재로 사용될 수 있다.Thus, the crosslinked potato starch produced by the production method of the present invention can be added to foods that require processing such as heat treatment and can maintain a stable viscosity, so that it can be easily used with other food materials and can be used as a thickening agent, Can be used.
또한 구체적으로, 상기 가교화 감자전분은 총 저항전분 함량이 74% 내지 87%인 것을 특징으로 할 수 있다.More specifically, the crosslinked potato starch may have a total resistance starch content of 74% to 87%.
일반적으로 전분은 소장에서의 소화 형태에 따라 빨리 소화되는 전분(rapidly digestible starch, RDS), 천천히 소화되는 전분(slowly digestible starch, SDS), 및 저항 전분(resistant starch, RS)과 같이 3가지로 분류된다(Englyst et al., Classification and measurement of nutritionally important starch fractions. European Journal of Clinical Nutrition 46:33-50., 1992).In general, starch is divided into three categories as rapidly digestible starch (RDS), slowly digestible starch (SDS), and resistant starch (RS) depending on the digestive form in the small intestine (Englyst et al., Classification and measurement of nutritionally important starch fractions, European Journal of Clinical Nutrition 46: 33-50, 1992).
이 중 저항전분은 올리고당 및 식이섬유와 비슷한 생리활성을 가지고, 소장에서는 소화 및 흡수가 되지 않고, 식후 혈당수치를 천천히 증가시키고, 대장에서 미생물에 의해 단쇄 지방산을 생성시킴으로써, 대장암, 고혈당, 고지혈증 등을 예방하고, 지방의 축적을 억제하는 등의 다양한 효능을 가진다. 상기와 같은 효능을 가지며 식이섬유의 공급원인 저항전분은 식품 소재로 유용하게 활용될 수 있다.Among them, resistant starch has physiological activity similar to that of oligosaccharide and dietary fiber. It does not digest and absorb in the small intestine, slowly increases the postprandial blood glucose level, and produces a short chain fatty acid by microorganism in the large intestine, And prevent the accumulation of fat, and so on. Resistant starch, which has the above-mentioned effects and is a source of dietary fiber, can be utilized as a food material.
본 발명 일 실시예에서는 가교화 감자전분 내에 포함되어 있는 저항전분의 함량을 측정하였으며, 천연 감자전분에 비해 가교화 감자전분 내에 포함되어 있는 저항전분의 양이 증가되어 있는 것을 확인하였다. 특히, 소듐트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP) 및 소듐트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP)의 혼합물의 함량이 증가할수록 저항전분의 함량이 더욱 증가한 것을 확인하였으며, 반면 빨리 소화되는 전분(RDS, Rapidly digestible starch) 의 함량이 감소하는 것을 확인하였다(표 6 및 도 7). 특히, 가교 결합제가 가장 많이 포함된 실시예 6의 경우, 빨리 소화되는 전분의 양이 천연 감자전분인 비교예 1에 포함된 빨리 소화되는 전분의 양의 1/2이하를 나타내었는바, 동일 양의 전분 내에 포함된 저항전분의 함량 비율이 천연 감자전분에 비해 상대적으로 더욱 증가되어 있는 것을 확인할 수 있었다. In one embodiment of the present invention, the content of the resistant starch contained in the crosslinked potato starch was measured, and it was confirmed that the amount of the resistant starch contained in the crosslinked potato starch increased compared to the natural potato starch. Especially, it was confirmed that the content of the resistant starch was further increased as the content of the mixture of sodium trimetaphosphate (STMP) and sodium tripolyphosphate (STPP) was increased. On the other hand, the fast starch (RDS, Rapidly digestible starch) was decreased (Table 6 and FIG. 7). In particular, in the case of Example 6 in which the crosslinking agent was most abundant, the amount of starch digested rapidly showed 1/2 or less of the amount of starch digested quickly contained in Comparative Example 1 which was a natural potato starch, The content of the resistant starch contained in the starch of the present invention was further increased compared with that of the natural potato starch.
이에 따라, 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 가교화 감자전분은 식이섬유 공급원으로 활용되면서 나아가 당뇨, 고지혈, 비만 등을 예방 또는 치료하기 위한 건강기능식품 또는 의약품의 소재로 활용될 수 있다. 그 외에도 제과, 드레싱, 시럽, 푸딩, 음료수 등 다양한 형태의 식품에 사용될 수 있으며, 이는 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the crosslinked potato starch produced by the production method of the present invention can be utilized as a source of dietary fiber and further as a material for health functional foods or medicines for preventing or treating diabetes, hyperlipidemia, obesity and the like. In addition, it can be used for various forms of food such as confectionery, dressing, syrup, pudding, and beverage, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 제조방법으로 제조된 가교화 감자전분은 점도 특성이 향상되어 열과 강한 전단에도 안정적인 점도를 유지할 수 있으며, 저항전분의 함량이 증가된 효과를 나타낸다. The crosslinked potato starch prepared by the production method of the present invention has improved viscosity characteristics and can maintain a stable viscosity even in heat and strong shearing, and exhibits an effect of increasing the content of resistant starch.
본 발명의 가교화 전분은 점도 특성이 증가됨에 따라 점증제, 안정제 등의 식품 첨가물로 활용이 가능하며, 저항전분의 함량이 증가함에 따라 면류, 쿠키, 스낵류 등의 식품에 기능성 소재로 활용할 수 있다.The crosslinked starch of the present invention can be used as a food additive such as a thickening agent or a stabilizer as the viscosity characteristic is increased. As the content of the resistant starch increases, it can be utilized as a functional material in foods such as noodles, cookies, and snacks .
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the effects described above, but include all effects that can be deduced from the description of the invention or the composition of the invention set forth in the claims.
도 1은 실시예 1 내지 6의 가교화 처리한 감자전분 및 비교예 1의 천연 감자전분의 X-선 회절도 특성을 나타낸 것이다.
도 2는 주사전자현미경을 이용하여 천연 감자전분(비교예 1) 및 가교화 감자전분(실시예 1 내지 6)의 미세구조 특성을 관찰한 결과를 500배 및 1000배 배율로 나타낸 것이다.
도 3은 광학현미경을 이용하여 천연 감자전분(비교예 1) 및 가교화 감자전분(실시예 1 내지 6)의 호화액 입자의 구조특성을 20배의 배율에서 관찰한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 천연 감자전분(비교예 1) 및 가교화 감자전분(실시예 1 내지 3)의 페이스팅 특성을 관찰한 결과를 나타낸 것이다((
도 5는 천연 감자전분(비교예 1) 및 가교화 감자전분(실시예 1 내지 3)의 정상유동특성을 관찰한 결과를 나타낸 것이다((○) 비교예1, (X) 실시예 1, (◇) 실시예 2, (△) 실시예 3).
도 6은 천연 감자전분(비교예 1) 및 가교화 감자전분(실시예 1 내지 3)의 저장탄성률(G'), 손실탄성률(G'') 복소점도(η*) 및 tan δ 를 나타낸 것이다((○) 비교예1, (X) 실시예 1, (◇) 실시예 2, (△) 실시예 3).
도 7은 팽윤지수와 빨리 소화되는 전분(RDS) 및 저항전분(RS)의 상관관계를 나타낸 것이다.Fig. 1 shows X-ray diffraction characteristics of the potato starch obtained by cross-linking of Examples 1 to 6 and the natural potato starch of Comparative Example 1. Fig.
Fig. 2 shows the results of observing the microstructure characteristics of the natural potato starch (Comparative Example 1) and the crosslinked potato starch (Examples 1 to 6) using a scanning electron microscope at 500-fold magnification and 1000-fold magnification.
Fig. 3 shows the results of observing the structural characteristics of the gelatinized potato starch (Comparative Example 1) and the cross-linked potato starch particles (Examples 1 to 6) at 20 times magnification using an optical microscope.
4 shows the results of observing the pasting characteristics of the natural potato starch (Comparative Example 1) and the crosslinked potato starch (Examples 1 to 3) (
5 shows the results of observing the steady flow characteristics of the natural potato starch (Comparative Example 1) and the cross-linked potato starch (Examples 1 to 3) ((○) Comparative Example 1, (X) ◇) Example 2, (△) Example 3).
6 shows the storage elastic modulus (G '), the loss elastic modulus (G'') complex viscosity (? * ) And tan delta of the natural potato starch (Comparative Example 1) and the crosslinked potato starch (Examples 1 to 3) ((O) Comparative Example 1, (X) Example 1, (◇) Example 2, (Δ) Example 3).
Figure 7 shows the correlation between swelling index and starch (RDS) and resistance starch (RS) that are rapidly extinguished.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예Example 1. One. 가교화Crosslinking 감자전분의 제조 Manufacture of potato starch
감자전분 100g(db)에 증류수 100mL를 넣고 잘 분산시킨 후 황산나트륨(sodium sulfate) 10g과 소듐트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP) 및 소듐트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP)를 99:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 각각 0.0125g, 0.025g, 0.05g, 0.5g, 5g 및 10g 포함시킨 실시예 1 내지 실시예 6을 제조하였다(표 1).100 ml of distilled water was added to 100 g of demineralized water and 10 g of sodium sulfate was mixed with sodium trimetaphosphate (STMP) and sodium tripolyphosphate (STPP) at a weight ratio of 99: 1 Examples 1 to 6 were prepared (Table 1) in which one mixture contains 0.0125 g, 0.025 g, 0.05 g, 0.5 g, 5 g and 10 g, respectively.
이후, 1N NaOH를 이용하여 pH를 11.0으로 조절한 후 교반기로 교반하면서 45℃에서 3시간 반응시켰다. 반응 후 시료는 1N HCl을 사용하여 pH 6.5로 중화하여 반응을 종료하였고, 5번 이상 수세한 후 45℃ 오븐에서 건조시켰다. 건조 된 시료는 분쇄 후 100mesh 체에 통과시켜 시료로 사용하였다.Thereafter, the pH was adjusted to 11.0 with 1N NaOH, and the mixture was reacted at 45 ° C for 3 hours while stirring with a stirrer. After the reaction, the sample was neutralized to pH 6.5 with 1N HCl to terminate the reaction. The sample was washed 5 times or more and then dried in an oven at 45 ° C. The dried sample was passed through a 100 mesh sieve and used as a sample.
비교예Comparative Example 1. 천연 감자전분 1. Natural potato starch
추후 진행될 실험에 있어, 가교화하지 않은 천연 감자전분을 비교예로 사용하였다.In future experiments, non-crosslinked natural potato starch was used as a comparative example.
실험예Experimental Example 1. One. 가교화Crosslinking 감자전분의 결정성 확인 Determination of potato starch crystallinity
상기 실시예 1 내지 6의 가교화 감자전분 및 비교예 1의 천연 감자전분의 결정성을 X-ray diffractometer(D8 Advance Bruker, Germany)를 이용하여 회절각도 (2θ) 40∼5°까지 회절 시켜 얻었으며, 회절각도에 따른 피크의 위치와 강도로써 결정성 정도를 비교하였다.The crystallinity of the crosslinked potato starch of Examples 1 to 6 and the natural potato starch of Comparative Example 1 was obtained by diffracting the diffraction angle (2?) To 40 to 5 ° using an X-ray diffractometer (D8 Advance Bruker, Germany) The degree of crystallinity was compared with the position and intensity of the peak according to the diffraction angle.
그 결과, 비교예 1 및 실시예 1 내지 6 모두 5.6, 15, 17, 22 및 24° 부근에서 피크를 보여 B형의 회절양상을 나타내었다(도 1). 천연 감자전분과 가교화 감자전분 사이에 회절양상의 차이가 없는 것으로부터 가교화는 감자전분의 결정성 영역에는 큰 영향을 미치지 않으며, 무정형 영역에서 발생함을 알 수 있었다.As a result, both Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 showed peaks near 5.6, 15, 17, 22 and 24 °, showing the diffraction pattern of Form B (Fig. 1). From the fact that there is no difference in the diffraction pattern between the natural potato starch and the crosslinked potato starch, the crosslinking does not affect the crystalline region of the potato starch and it is found in the amorphous region.
실험예Experimental Example 2. 2. 가교화Crosslinking 감자전분의 표면 관찰 Surface observation of potato starch
상기 실시예 1 내지 6의 가교화 감자전분 및 비교예 1의 천연 감자전분에 대해 주사전자현미경을 이용하여 입자 표면을 관찰하였다. 구체적으로, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1의 감자전분 시료를 금-팔라듐(gold-palladium)으로 진공상태에서 코팅시킨 후 주사전자현미경(Scanning electron microscope(SEM), 4700 Hitachi Co., Tokyo Japan)을 이용하여 각각 500배, 1000배의 배율로 관찰하였다.The cross-linked potato starch of Examples 1 to 6 and the natural potato starch of Comparative Example 1 were observed using a scanning electron microscope. Specifically, the electret samples of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 were coated with gold-palladium in a vacuum state, and then they were observed by a scanning electron microscope (SEM), 4700 Hitachi Co., Tokyo Japan ) At a magnification of 500 times and 1000 times, respectively.
도 2에 나타난 바와 같이, 천연 감자전분인 비교예 1의 입자는 둥글고 매끈한 형태를 나타내는 반면, 가교화 전분인 실시예 1 내지 6의 경우, 표면이 고르지 않고 작은 홈이 생긴 것을 알 수 있었다. 이 중 실시예 4 내지 6의 경우, 표면에서 작은 돌기들이 발견되었으며, 실시예 6은 입자 중앙에 깊은 홈이 나타난 것을 알 수 있었다. 상기와 같은 결과로부터, 가교화는 감자전분 입자의 표면 구조에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.As shown in Fig. 2, the particles of Comparative Example 1, which is a natural potato starch, exhibit a round and smooth shape, whereas Examples 1 to 6, which are crosslinked starches, have uneven surfaces and small grooves. In Examples 4 to 6, small protrusions were found on the surface, and in Example 6, deep grooves appeared in the center of the particles. From the above results, it was found that the cross-linking affects the surface structure of the potato star powder particle.
실험예Experimental Example 3. 3. 가교화Crosslinking 감자전분의 호화도 관찰 Observation of the luxury of potato starch
비교예 1 및 실시예 1 내지 6의 감자전분을 각각 1% 분산액으로 만든 후 실온에서 30분 교반하고 95℃에서 30분 교반하여 1% 호화액을 제조하였다. 호화액은 희석한 Lugol's solution(1g I2, 2g KI/300mL H20)으로 염색한 후 광학현미경(ECLIPSE Ci-S, Nikon Co., Tokyo, Japan)을 이용하여 20배의 배율에서 관찰하였다.Each of the potato starches of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 was made into a 1% dispersion, stirred at room temperature for 30 minutes, and stirred at 95 ° C for 30 minutes to prepare a 1% liquor. The supernatant was stained with diluted Lugol's solution (1 g I 2 , 2 g KI / 300 mL H 2 O) and observed at 20 × magnification using an optical microscope (ECLIPSE Ci-S, Nikon Co., Tokyo, Japan) .
도 3에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 경우, 완전히 호화되어 입자 형태가 사라진 반면, 가교화 감자전분인 실시예 1 내지 실시예 6의 경우 95℃에서 30분간 가열 처리를 한 이후에도 팽윤된 입자의 형태를 유지하였으며 입자의 파괴가 거의 일어나지 않은 것을 확인할 수 있었다. 특히 실시예 4 내지 실시예 6의 경우, 어두운 전분 입자 그대로의 형태를 나타내는 것을 확인하였다.As shown in Fig. 3, in the case of Comparative Example 1, the granular form disappeared completely, whereas in the case of the crosslinked potato starch, Examples 1 to 6, even after heat treatment at 95 DEG C for 30 minutes, And the fracture of the particles hardly occurred. Particularly, in Examples 4 to 6, it was confirmed that dark starch particles remained intact.
실험예Experimental Example 4. 4. 가교화Crosslinking 감자전분의 Potato 팽윤지수Swelling index (Swelling factor) 측정(Swelling factor) measurement
비교예 1 및 실시예 1 내지 6의 감자전분 시료 100mg을 증류수 5mL에 잘 분산시킨 후 80 ℃의 항온수조에서 30분 동안 교반하였다. 이후, 얼음에 식힌 후 0.5mL 블루덱스트란(blue dextran) 5mg/mL을 첨가하였다. 그 후 3,000g에서 15분간 원심분리 하고 620nm에서 상등액의 흡광도를 측정하였다. 팽윤지수(SF)는 다음과 같이 계산하였다.100 mg of the potato starch samples of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 were well dispersed in 5 mL of distilled water and stirred in a constant temperature water bath at 80 캜 for 30 minutes. After cooling on ice, 0.5 mL of
SF = 1 + [(7,700/W)((AS - AR)/ AS)]SF = 1 + [(7,700 / W) ((AS - AR) / AS)]
AS: absorbance of the supernatantAS: absorbance of the supernatant
AR: absorbance of reference(without starch)AR: absorbance of reference (without starch)
팽윤지수 측정 결과는 하기 표 2에 정리된 바와 같다. 구체적으로, 천연전분인 비교예 1에 비해 가교화 전분인 실시예 1 내지 6의 경우 팽윤지수가 유의적으로 감소하였으며, 특히 가교 결합제의 농도가 증가할수록 팽윤지수가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 가교결합으로 인해 새로 형성된 공유결합이 전분의 입자를 강화시켜 전분의 팽윤을 억제시킨 것에 기인한다. The results of the swelling index measurement are summarized in Table 2 below. Specifically, the swelling index of the crosslinked starches Examples 1 to 6 was significantly lower than that of the natural starch, and the swelling index tended to decrease as the concentration of the crosslinking agent increased. This is due to the fact that the newly formed covalent bonds due to crosslinking strengthen the particles of the starch to inhibit swelling of the starch.
즉, 본 발명에서 제조한 가교화 감자전분은 가교화 과정을 통해 새로운 공유결합을 형성함으로써 천연 감자전분에 비해 전분의 입자가 강화된 것임을 알 수 있다.That is, it can be seen that the crosslinked potato starch produced by the present invention forms a new covalent bond through a crosslinking process, thereby strengthening the particles of starch compared to the natural potato starch.
*동일 컬럼 내의 동일 알파벳 문자가 붙은 값은 유의적 차이를 보이지 않음(p<0.05)* Values with the same letter in the same column do not show significant difference (p <0.05)
실험예Experimental Example 5. 5. 가교화Crosslinking 감자전분의 호화 특성(Pasting properties) 관찰 Observation of pasting properties of potato starch
비교예 1 및 실시예 1 내지 6의 감자전분의 호화특성을 Rapid Visco Analyzer(RVA, Rapid Visco Analyser, Newport Scientific Pty, Ltd., Australia)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 각 시료의 무게를 25g으로 고정시키고, 그 중 5%에 해당하는 전분의 중량을 수분함량을 고려하여 알루미늄 용기에 넣고 플라스틱 회전축을 사용하여 완전하게 교반시켜 시료액을 제조하였다. The gelatinization properties of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 were measured using Rapid Visco Analyzer (RVA, Rapid Visco Analyzer, Newport Scientific Pty, Ltd., Australia). Specifically, the weight of each sample was fixed to 25 g, the weight of the starch corresponding to 5% of the weight of the starch was put into an aluminum container in consideration of the moisture content, and the sample solution was completely stirred using a plastic rotary shaft.
이후, 50℃로 맞춘 RVA에서 1분간 빠른 속도로 교반한 다음, 분당 6℃씩 증가시키며 95℃까지 가열하고 95℃에서 5분간 유지시킨 후 같은 속도로 50℃까지 냉각시켜 2분간 유지시키면서 호화 특성을 관찰하였다. Thereafter, the mixture was stirred at a high speed for 1 minute in an RVA adjusted to 50 ° C., then heated to 95 ° C. at a rate of 6 ° C. per minute, maintained at 95 ° C. for 5 minutes, cooled to 50 ° C. at the same rate, Were observed.
관찰한 RVA 호화 특성 결과는 하기 표 3 및 도 4 에 나타난 바와 같다. 구체적으로 호화개시온도(pasting temperature), 최고점도(peak viscosity), 최저점도(trough viscosity), 최종점도(final viscosity), 강하점도(breakdown, 최고점도－최저점도) 및 치반점도(setback viscosity, 최종점도－최고점도) 등의 RVA 특성을 조사하였다. 실시예 3 내지 6의 경우, 높은 가교화도로 인해 전분 입자의 팽윤이 억제되어 RVA 상의 점도 피크(peak)가 나타나지 않았기 때문에 결과에는 포함하지 않았다.The observed RVA liquefaction property results are shown in Table 3 and Fig. Concretely, it has been found that pasting temperature, peak viscosity, trough viscosity, final viscosity, breakdown, and setback viscosity, Final viscosity - peak viscosity) were investigated. In the case of Examples 3 to 6, swelling of the starch particles was suppressed due to the high degree of crosslinking, and no viscosity peak was observed on the RVA.
(°C)Luxury temperature
(° C)
(cP)Peak
(cP)
(cP)Lowest point
(cP)
(cP)Descent viscosity
(cP)
(cP)Final viscosity
(cP)
(cP)Leveling point
(cP)
*동일 컬럼 내의 동일 알파벳 문자가 붙은 값은 유의적 차이를 보이지 않음(p<0.05)* Values with the same letter in the same column do not show significant difference (p <0.05)
표 3 및 도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3을 포함한 가교화 감자전분은 천연 감자전분인 비교예 1에 비해 상대적으로 높은 최고점도, 최저점도, 최종점도 및 치반점도를 나타내는 것을 확인하였다. 반면, 최고점도 및 최저점도의 차이를 나타내는 강하점도의 경우, 가교 결합제의 농도가 증가할수록 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었는데, 이는 실시예 1 내지 3에 포함된 0.0125 내지 0.05% 농도의 STMP/STPP 가교화에 의해 감자전분의 입자가 강화되어 높은 열과 강한 전단에도 안정된 점도를 유지하는 특성을 갖게 된 것이다. As shown in Table 3 and FIG. 4, it was confirmed that the crosslinked potato starch including Examples 1 to 3 exhibited relatively higher peaks, lowest peaks, final peaks, and pH values as compared with Comparative Example 1, which is a natural potato starch Respectively. On the other hand, in the case of the drop viscosity indicating the difference between the peak viscosity and the lowest viscosity, the tendency was shown to decrease significantly as the concentration of the cross-linking agent increased. This means that the concentration of 0.0125 to 0.05% of STMP / Staphylococcus aureus (STPP) has strengthened particles of potato starch by crosslinking and has a characteristic of keeping stable viscosity even with high heat and strong shearing.
이로부터, STMP/STPP의 농도에 따라 중점도 또는 고점도 등의 원하는 특성의 변성전분을 얻을 수 있음을 확인하였다. From these results, it was confirmed that modified starches having desired characteristics such as midpoint viscosity or high viscosity can be obtained according to the concentration of STMP / STPP.
실험예Experimental Example 6. 6. 가교화Crosslinking 감자전분의 정상유동특성 관찰 Observation of Steady Flow Characteristics of Potato Powder
비교예 1 및 실시예 1 내지 6의 감자전분을 포함하는 분산액(총 고형분 5%)을 상온에서 30분 동안 교반하여 제조하였으며, 이들은 항온수조에서 자석교반기를 사용하여 교반하면서 95℃에서 30분간 가열하였다. 가열이 끝난 후 뜨거운 시료는 동적점탄 특성을 측정하기 위해 즉시 rheometer plate로 옮겨졌다. 동적 점탄 특성 측정은 25℃로 설정된 레오미터(rheometer, MCR 102, Anton Paar, Graz, Austria)의 plate-plate system(직경: 5 cm, 간격: 500 μm)을 사용하여 수행하였다. (Total solid content: 5%) containing the potato starch of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6 was stirred for 30 minutes at room temperature and heated in a constant temperature water bath at 95 DEG C for 30 minutes while stirring using a magnetic stirrer Respectively. After the heating, the hot sample was immediately transferred to the rheometer plate to measure dynamic viscoelastic properties. Dynamic viscoelasticity measurements were performed using a plate-plate system (diameter: 5 cm, gap: 500 μm) of a rheometer (MCR 102, Anton Paar, Graz, Austria) set at 25 ° C.
정상유동 특성은 레오미터(MCR 102, Anton Paar, Graz, Austria)의 plate-plate system(직경: 5cm, 간격: 500μm)을 이용하여 25℃에서 0.1-500 s-1의 범위의 전단속도(γ)로 측정하였다. 시료의 정상유동특성은 power law 모델식(식 1)과 Casson 모델식(식 2)을 적용하였다.Normal flow characteristics rheometer (MCR 102, Anton Paar, Graz , Austria) in the plate-plate system (diameter: 5cm, distance: 500μm) with a shear rate in the range of 0.1-500 s -1 at 25 ℃ with (γ ). The steady flow characteristics of the sample were applied by the power law model equation (1) and the Casson model equation (2).
σ = Kγ n 식(1)? = K? n Equation (1)
σ0 .5 = Koc + Kcγ0 .5 식(2) σ 0 .5 = K oc + K
여기서 σ는 전단응력(Pa), γ는 전단속도(s-1), K는 점조도 지수(consistency index, Pa.sn), n은 유동성 지수, 그리고 (Kc)2은 Casson plastic viscosity(ηc)이다. Casson 모델식에 따른 항복응력(σoc)은 전단속도-전단응력의 선형회귀 곡선으로부터 얻었다. Power law 모델식에 의하여 얻어진 유동성 지수(n)와 점조도 지수(K)로부터 전단속도 100s-1에 서의 겉보기 점도(apparent viscosity, ηa,100)를 계산하였다.Where σ is the shear stress (Pa), γ is a shear rate (s -1), K is a consistency index (consistency index, Pa.sn), n is a fluidity index, and a (K c) 2 has Casson plastic viscosity (η c )to be. The yield stress (σ oc ) according to the Casson model equation was obtained from the linear regression curve of shear rate - shear stress. The apparent viscosity (η a, 100 ) at a shear rate of 100 s -1 was calculated from the flow index ( n ) and the consistency index (K) obtained by the Power law model equation.
정상유동특성은 power law 모델식과 Casson 모델식의 매개변수로부터 결정되었으며, 관찰한 정상유동특성 결과는 하기 표 4 및 도 5 에 나타난 바와 같다. 실시예 3 내지 6의 경우, 95℃에서 30분 동안 호화시킨 이후에도 점도특성을 나타내지 않았기 때문에 유변학적 특성 측정 결과에는 포함하지 않았다.The steady flow characteristics were determined from the parameters of the power law model and the Casson model, and the observed steady flow characteristics are shown in Table 4 and FIG. In the case of Examples 3 to 6, since they did not exhibit viscosity characteristics even after being cured at 95 DEG C for 30 minutes, they were not included in the measurement results of the rheological properties.
η a,100 (Pa·s)Apparent viscosity
? a, 100 (Pa · s)
K (Pa·s n )Consistency index
K (Pa · s n )
n (-)Liquidity index
n (-)
σ oc (Pa)Yield stress
σ oc (Pa)
*동일 컬럼 내의 동일 알파벳 문자가 붙은 값은 유의적 차이를 보이지 않음(p<0.05)* Values with the same letter in the same column do not show significant difference (p <0.05)
상기 표 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 비교예 1 및 실시예 1 내지 3 모두 전단담화(n = 0.48-0.63) 거동을 나타내었으며 가교 결합제 농도가 증가할수록 유의적으로 감소하였다. 또한, 가교화 감자전분인 실시예 1 내지 3의 경우, 천연 감자전분인 비교예 1에 비해 점조도 지수(K), 겉보기 점도(ηa,100) 및 Casson 항복응력(σoc) 값이 유의적으로 증가하였으며, 특히 STMP/STPP의 농도가 증가할수록 유의적으로 증가하였다. 또한, 가교화 감자전분의 K값(27.12-93.40 Pa·sn)은 천연 감자전분(10.76 Pa·sn)에 비해 약 2-9배까지 증가하였으며, 가교화 감자전분의 σoc값은 천연 감자전분에 비해 최대 25배까지 증가함을 확인하였다.As shown in Table 4 and FIG. 5, both Comparative Example 1 and Examples 1 to 3 exhibited shear discontinuity (n = 0.48-0.63) and decreased significantly as the crosslinking agent concentration increased. In the case of Examples 1 to 3 which are cross-linked potato powders, the values of the consistency index (K), apparent viscosity (? A, 100 ) and Casson yield stress (? Oc ) , Especially with increasing STMP / STPP concentration. The K value (27.12-93.40 Pa · s n ) of the crosslinked potato starch increased to about 2-9 times that of the natural potato starch (10.76 Pa · s n ), and the σ oc value of the cross- Which is 25 times higher than that of potato starch.
실험예Experimental Example 7. 7. 가교화Crosslinking 감자전분의 Potato 동적점탄특성Dynamic viscoelastic characteristics 관찰 observe
시료의 동적점탄특성은 상기 실험예 5와 동일한 샘플 제조방법을 이용하여 측정하였다. 실험에 앞서 변형력과 변형률 사이에 선형 점탄성 구간을 결정하기 위해 6.3rad/s에서 strain sweep을 수행하여 2% strain이 결정되었다. 진동수(frequency, ω) 0.63~62.8 rad/s 범위에서 저장 탄성률(storage modulus, G′), 손실 탄성률(loss modulus, G″), 복소 점도(complex viscosity, η*) 및 tan δ(G″/G′)를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 5 및 도 6에 나타내었다.The dynamic viscoelasticity of the sample was measured using the same sample preparation method as in Experimental Example 5 above. Prior to the experiment, a strain sweep was performed at 6.3 rad / s to determine the linear viscoelastic interval between strain and strain, and 2% strain was determined. The storage modulus (G '), loss modulus (G "), complex viscosity (η *) and tan δ (G" / G ') was measured. The results are shown in Table 5 and FIG. 6 below.
*동일 컬럼 내의 동일 알파벳 문자가 붙은 값은 유의적 차이를 보이지 않음(p<0.05)* Values with the same letter in the same column do not show significant difference (p <0.05)
상기 표 5 및 도 6에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 가교화 감자전분은 비교예 1에 비해 점탄성 특성이 향상된 것을 알 수 있었다. 동적점탄특성 측정으로부터 얻어진 저장탄성률(G′), 손실탄성률(G'') 및 복소점도(η*) 값은 실시예 1 내지 3의 가교화 감자전분이 비교예 1보다 높은 값을 나타내었으며 가교 결합제의 농도(0.0125-0.05%)가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 또한, Tan δ 값의 경우 비교예 1은 0.1보다 높은 값으로 약한 겔 특성을 나타내고, 실시예 1 내지 3의 가교화 감자전분은 0.1보다 낮은 값으로 강한 겔을 나타낸다고 설명할 수 있다. As shown in Table 5 and FIG. 6, it was found that the viscoelastic properties of the crosslinked potato powders of Examples 1 to 3 were improved as compared with Comparative Example 1. The storage elastic modulus (G '), the loss elastic modulus (G'') and the complex viscosity (? *) Values obtained from the dynamic viscoelastic property measurement showed that the crosslinked potato wedges of Examples 1 to 3 were higher than those of Comparative Example 1, (0.0125-0.05%), respectively. In addition, in the case of Tan δ value, Comparative Example 1 exhibits a weak gel property at a value higher than 0.1, and the crosslinked potato starch of Examples 1 to 3 exhibits a strong gel at a value lower than 0.1.
가교화 감자전분의 경우, 향상된 페이스팅, 동적점탄특성을 나타내며, 이는 가교화를 통해 새로운 공유결합이 형성되어 단단해진 입자로 인한 표면 마찰력, 온전하게 보존된 팽윤입자에 의한 것으로 보인다.In the case of crosslinked potato starch, it exhibits improved pasting and dynamic viscoelastic properties, which appear to be due to surface friction due to hardened particles, fully preserved swollen particles due to the formation of new covalent bonds through crosslinking.
상기와 같은 결과로부터 가교화 감자전분의 탄성적 성질이 우수함을 알 수 있었다.From the above results, it was found that the elastic properties of the crosslinked potato starch were excellent.
실험예Experimental Example 8. 8. 가교화Crosslinking 감자전분의 소화율 특성 관찰 Observation of digestibility of potato starch
2mL 마이크로튜브(micro tube)에 비교예 1 및 실시예 1 내지 6의 시료 30mg, 유리비드(glass bead), 소듐아세테이트 버퍼(sodium acetate buffer 0.1M, pH5.2, 0.75mL)를 넣은 뒤 효소혼합액 0.75mL을 첨가하여 37℃ 진탕항온수조(shaking water bath, 185rpm)에서 반응시켰다. 반응시간 10분과 240분에 각각 반응액을 10분 동안 끓여 효소반응을 중지시킨 후, 원심분리 하여 상등액만 측정에 이용하였다. 상등액의 포도당 농도는 3,5-dinitrosalicylic acid(DNS)방법으로 측정하였다. 빨리 소화되는 전분(RDS, Rapidly digestible starch)는 37℃의 진탕배양기(shaking incubator)에서 10분이 지난 후 방출된 글루코스(glucose) 양(mg)에 0.9를 곱한 후 시료 전체의 무게로 나누어 주어 계산되었고, 천천히 소화되는 전분(SDS, Slowly digestible starch)는 240분이 지난 후 방출된 글루코스 양(mg)에 똑같이 0.9를 곱하고 시료 전체의 무게로 나누어 주어 계산하였다. 저항전분(RS, Resistant starch)은 시료 중의 전체 전분의 함량에서 RDS와 SDS 함량의 합을 빼 준 나머지 값으로 정의하였다.30 mg of each of the samples of Comparative Example 1 and Examples 1 to 6, glass beads, and sodium acetate buffer (0.1 M, pH 5.2, 0.75 mL) were placed in a 2 mL microtube, And the mixture was reacted at 37 ° C in a shaking water bath (185 rpm). The reaction solution was boiled for 10 minutes at the reaction time of 10 minutes and 240 minutes, and the enzyme reaction was stopped. The reaction solution was centrifuged and the supernatant was used for the measurement. Glucose concentration in the supernatant was measured by 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS) method. Rapidly digestible starch (RDS) was calculated by multiplying the amount of glucose (mg) released after 10 minutes in a shaking incubator at 37 ° C. by 0.9 and dividing by the weight of the entire sample (SDS, Slowly digestible starch) was calculated by multiplying the amount of glucose (mg) released after 240 minutes equally by 0.9 and dividing by the weight of the entire sample. Resistant starch (RS) was defined as the remainder minus the sum of RDS and SDS content in the total starch content of the sample.
아래 표 6은 비교예 1 및 실시예 1 내지 6 각각에 대한 빨리 소화되는 전분(RDS), 천천히 소화되는 전분(SDS) 및 저항전분(RS) 함량을 나타낸 것이다.Table 6 below shows the fast digestible starch (RDS), slowly digested starch (SDS) and resistance starch (RS) content for Comparative Example 1 and Examples 1 to 6, respectively.
*동일 컬럼 내의 동일 알파벳 문자가 붙은 값은 유의적 차이를 보이지 않음(p<0.05)* Values with the same letter in the same column do not show significant difference (p <0.05)
1) RDS (%) = G10 X 0.9 1) RDS (%) = G 10 X 0.9
SDS (%) = (G240 - G10) X 0.9SDS (%) = (G 240 - G 10 ) X 0.9
RS (%) = 100 - RDS - SDS RS (%) = 100 - RDS - SDS
G10 및 G240 은 각각 10분 및 240분 후의 방출된 글루코스의 양을 의미G 10 and G 240 mean the amount of released glucose after 10 minutes and 240 minutes, respectively
상기 표 6에 나타난 바와 같이, STMP/STPP의 농도를 0에서 10%까지 증가시켰을 때(비교예 1, 실시예 1 내지 6), RDS함량은 가교 결합제의 농도가 증가함에 따라 24.33에서 11.89까지 감소하였고, RS의 함량은 가교 결합제의 농도가 증가함에 따라 73.49%에서 86.63%까지 증가하였다. 반면 SDS 함량은 시료 간 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 가교결합은 알파 아밀라아제와 전분 복합체의 형성을 방해하며, 특히 가교화도가 높은 가교전분은 전분의 가교화로 인해 전분 입자가 안정화되고 팽윤이 억제되기 때문에 알파 아밀라아제에 의해 가수분해 되는 것이 매우 어려운 것으로 알려져 있다.As shown in Table 6 above, when the concentration of STMP / STPP was increased from 0 to 10% (Comparative Example 1, Examples 1 to 6), the RDS content decreased from 24.33 to 11.89 as the concentration of crosslinking agent increased , And the content of RS increased from 73.49% to 86.63% as the concentration of cross - linking agent increased. On the other hand, the SDS content showed no significant difference between the samples. Crosslinking interferes with the formation of starch complex with alpha amylase, and it is known that crosslinked starch having a high degree of crosslinking is very difficult to hydrolyze by alpha amylase because starch particles are stabilized and swelling is inhibited by starch crosslinking .
또한, 팽윤지수와 빨리 소화되는 전분(RDS) 및 저항전분(RS)의 상관관계를 나타낸 도 7에 나타난 바와 같이, RDS(R2=0.9248)는 양의 상관관계를 나타낸 반면, RS(R2=0.9228)과는 음의 상관관계를 나타냄을 확인하였다.7, RDS (R 2 = 0.9248) showed a positive correlation, while RS (R 2 = 0.9248) showed a positive correlation, as shown in FIG. 7 showing a correlation between swelling index and starch = 0.9228), respectively.
상기와 같은 실험 결과들을 통하여 전분에 가교화 처리를 함으로써 천연 전분에 비해 점도 특성 및 저항전분의 함량이 증가됨을 확인하였는바, 본 발명의 가교화 전분은 점도 특성이 증가됨에 따라 점증제, 안정제 등의 식품 첨가물로 활용이 가능하며, 저항전분의 함량이 증가함에 따라 면류, 쿠키, 스낵류 등의 식품에 기능성 소재로 활용할 수 있다.As a result of the above test results, it was confirmed that the cross-linking treatment of the starch increased the viscosity characteristics and the content of the resistant starch compared with the natural starch. As a result, the crosslinked starch of the present invention showed an increase in viscosity, And as the content of the resistant starch increases, it can be utilized as a functional material for foods such as noodles, cookies, and snacks.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.
Claims (7)
상기 가교 결합제는, 소듐트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate, STMP) 및 소듐트리폴리포스페이트(sodium tripolyphosphate, STPP)의 혼합물로서,
감자전분 현탁액에 포함되는 건조 감자전분 총량 대비 0.01 중량% 내지 10 중량% 포함되는 것인, 가교화 감자전분 제조방법.A potato starch suspension and a cross-linking agent to effect a cross-linking reaction,
The cross-linking agent is a mixture of sodium trimetaphosphate (STMP) and sodium tripolyphosphate (STPP)
Wherein the total amount of the dried potato starch contained in the potato starch suspension is 0.01 to 10% by weight.
상기 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물은 감자전분 현탁액에 포함되는 건조 감자전분 총량 대비 0.01 중량% 내지 0.05 중량% 포함되는 것인, 가교화 감자전분 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate is contained in an amount of 0.01 to 0.05% by weight based on the total amount of the dried potato starch contained in the potato starch suspension.
상기 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 혼합물에 있어서, 소듐트리메타포스페이트 및 소듐트리폴리포스페이트의 중량비는 90:10 내지 99.9:0.1인 것인, 가교화 감자전분 제조방법.The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of sodium trimetaphosphate to sodium tripolyphosphate in the mixture of sodium trimetaphosphate and sodium tripolyphosphate is from 90:10 to 99.9: 0.1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160152754A KR101911712B1 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Cross-linked potato starch and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160152754A KR101911712B1 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Cross-linked potato starch and preparation method thereof |
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2016
- 2016-11-16 KR KR1020160152754A patent/KR101911712B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| KR100527412B1 (en) | 2003-01-15 | 2005-11-09 | 동아제분 주식회사 | Method for increase resistant starch content of cross-linked starch using acid treatment |
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| KR101911712B1 (en) | 2018-10-26 |
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