KR20240019458A - Low DE branched dextrin with improved turbidity and manufacturing method of the same - Google Patents
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- C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
Abstract
본 발명의 일 예는 글루코스 단위들의 α-1,4 글리코시드 결합으로 이루어진 선형 주사슬 및 상기 주사슬에 외측에 형성되고 글루코스 단위들로 이루어진 분지 사슬을 포함하는 구조를 가진 덱스트린으로서, 상기 분지 사슬은 주사슬의 외측에 형성된 비고리형 구조의 분지 사슬 및 적어도 1개 이상의 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬을 포함하고, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6이고, 중량평균분자량(Mw)이 45,000~90,000이고, 분지도가 4.0~5.5%인 것을 특징으로 하는 분지 덱스트린을 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 낮은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지면서 동시에 냉장보관시 백탁 현상이 거의 발생하지 않으며, 제조 과정에서 쉽게 여과될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 더 높은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값 또는 동일한 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지는 덱스트린들과 비교할 때 더 우수한 냉장보관 안정성, 더 높은 용해도, 더 우수한 흐름성 또는 더 낮은 흡습성 등을 나타내므로 식품 소재로서 매우 유리하다.An example of the present invention is a dextrin having a structure including a linear main chain made of α-1,4 glycosidic bonds of glucose units and a branched chain formed outside the main chain and made of glucose units, wherein the branched chain It contains a branched chain with an acyclic structure formed on the outside of the main chain and at least one branched chain with a closed ring structure, has a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6, and has a weight average molecular weight. (Mw) is 45,000 to 90,000 and branching degree is 4.0 to 5.5%. The branched dextrin according to an example of the present invention has a low dextrose equivalent (DE) value, while at the same time, hardly any white clouding occurs when refrigerated, and it can be easily filtered during the manufacturing process. In addition, the branched dextrin according to an example of the present invention has better refrigerated storage stability compared to dextrins with a higher dextrose equivalent (DE) value or the same dextrose equivalent (DE) value. , it is very advantageous as a food material because it exhibits higher solubility, better flowability, or lower hygroscopicity.
Description
본 발명은 분지 덱스트린 등에 관한 것으로서, 더 상세하게는 낮은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지면서 동시에 냉장보관시 백탁 현상이 거의 발생하지 않고, 제조 과정에서 쉽게 여과될 수 있는 분지 덱스트린 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to branched dextrins, etc., and more specifically, to branched dextrins that have a low dextrose equivalent (DE) value, rarely cause cloudiness when stored in refrigeration, and can be easily filtered during the manufacturing process. and its manufacturing method.
덱스트린은 전분을 산, 열 또는 효소 등으로 가수분해 시킨 산물로서, 전분보다 분자량이 작은 다당류를 총칭한다. 일반적으로 덱스트린은 전분을 아밀라제로 가수분해시켜 제조되고, 글루코스 단위 구조가 α-1,4-글리코시딕 결합 또는 α-1,6-글리코시딕 결합에 의해 연결된 중합체의 혼합물이며, 약 1~13 범위의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가진다.Dextrin is a product of hydrolyzing starch with acid, heat, or enzymes, and is a general term for polysaccharides with a lower molecular weight than starch. In general, dextrins are produced by hydrolyzing starch with amylase and are a mixture of polymers in which the glucose unit structure is linked by α-1,4-glycosidic bonds or α-1,6-glycosidic bonds, and has about 1~ It has a dextrose equivalent (DE) value in the range of 13.
일반적으로 덱스트린은 부분 수용성이거나 완전 수용성인 특징을 보이는데, 약 10 이하의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지는 덱스트린의 수용액은 냉장 조건 등에서 장시간 보관하는 경우 백탁 현상이 발생한다. 이를 해결하기 위해 1차적으로 제조한 덱스트린은 추가로 당화시켜 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 높이는 방법이 제시되었다. 예를 들어, 대한민국 등록특허 제10-1700826호에는 DE가 약 8인 덱스트린에 베타-아밀라제 및 트랜스 글루코시다아제를 동시에 첨가하고 효소반응시키거나 DE가 약 8인 덱스트린에 말토스 생성 아밀라아제 및 트랜스 글루코시다아제를 동시에 첨가하고 효소반응시켜 DE 값이 약 10~52인 분기 덱스트린의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 선행기술의 경우 제조된 분기 덱스트린은 DE 값이 너무 높아 그 용도가 제한되는 문제가 있다.In general, dextrin is characterized as being partially or completely water-soluble, and an aqueous solution of dextrin with a dextrose equivalent (DE) value of about 10 or less generates a cloudiness when stored for a long time under refrigerated conditions. To solve this problem, a method of increasing the dextrose equivalent (DE) value by additionally saccharifying the primarily manufactured dextrin was proposed. For example, in Korean Patent No. 10-1700826, beta-amylase and trans-glucosidase are simultaneously added to dextrin with a DE of about 8 and subjected to an enzymatic reaction, or maltose-generating amylase and trans-glucosidase are added to dextrin with a DE of about 8. A method for producing branched dextrin with a DE value of about 10 to 52 is disclosed by simultaneously adding sidase and performing an enzymatic reaction. In the case of the above prior art, the prepared branched dextrin has a DE value that is too high, which limits its use.
본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 낮은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지면서 동시에 냉장보관시 백탁 현상이 거의 발생하지 않고, 제조 과정에서 쉽게 여과될 수 있는 분지 덱스트린 및 이의 제조방법을 제공하는데에 있다.The present invention was derived from the conventional technical background, and the object of the present invention is to have a low dextrose equivalent (DE) value, while at the same time hardly generating a cloudiness when refrigerated and being easily filtered during the manufacturing process. The aim is to provide a branched dextrin and a method for producing the same.
본 발명의 발명자들은 전분 액화액을 제조할 때 전분을 내열성 알파-아밀라제로 처리하여 가수분해한 후 내열성 알파-아밀라제의 실활을 위해 pH를 조정하는 대신 고온으로 가열처리하면 전분 액화액에 포함된 액화 전분의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 일정한 수준으로 유지할 수 있고, 상기 액화 전분을 분지 효소(branching enzyme)로 처리하여 분지화 반응을 진행하면 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 거의 변화하지 않으면서 백탁이 개선된 분지 덱스트린이 생성된다는 점을 확인하고 본 발명을 완성하였다.When preparing a starch liquefaction liquid, the inventors of the present invention hydrolyze the starch by treating it with heat-resistant alpha-amylase, and then heat-treat it at a high temperature instead of adjusting the pH to deactivate the heat-resistant alpha-amylase, thereby liquefying the starch contained in the liquid starch liquid. The dextrose equivalent (DE) value of starch can be maintained at a constant level, and if the liquefied starch is treated with a branching enzyme to proceed with the branching reaction, the dextrose equivalent (DE) value can be maintained at a certain level. The present invention was completed after confirming that branched dextrin with improved white turbidity was produced with little change in value.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예는 글루코스 단위들의 α-1,4 글리코시드 결합으로 이루어진 선형 주사슬 및 상기 주사슬에 외측에 형성되고 글루코스 단위들로 이루어진 분지 사슬을 포함하는 구조를 가진 덱스트린으로서, 상기 분지 사슬은 주사슬의 외측에 형성된 비고리형 구조의 분지 사슬 및 적어도 1개 이상의 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬을 포함하고, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6이고, 중량평균분자량(Mw)이 45,000~90,000이고, 분지도가 4.0~5.5%인 것을 특징으로 하는 분지 덱스트린을 제공한다.In order to solve the above object, an example of the present invention is a structure comprising a linear main chain composed of α-1,4 glycosidic bonds of glucose units and a branched chain formed outside the main chain and composed of glucose units. As a dextrin, the branched chain includes a branched chain with an acyclic structure formed outside the main chain and at least one branched chain with a closed ring structure, and has a dextrose equivalent (DE) value of 2. ~6, a weight average molecular weight (Mw) of 45,000 to 90,000, and a branching degree of 4.0 to 5.5%.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예는 (a) 전분 현탁액에 내열성 알파-아밀라제를 첨가하고 85~115℃에서 가열처리하여 액화 반응을 진행하고, 바로 125~145℃에서 가열처리하여 내열성 알파-아밀라제를 실활시킨 후, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6인 액화 전분을 포함하는 전분 액화액을 수득하는 단계; 및 (b) 상기 전분 액화액에 분지 효소(branching enzyme)를 전분 건조중량 대비 0.6%(w/w) 이상의 양으로 첨가하고 20 hr 이상의 시간 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시킨 후, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6인 분지 덱스트린을 포함하는 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하는 단계를 포함하는 분지 덱스트린의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above object, an example of the present invention is (a) adding heat-resistant alpha-amylase to the starch suspension and heat-treating it at 85-115°C to proceed with the liquefaction reaction, and then immediately heat-treating it at 125-145°C to heat-resistant it. After deactivating alpha-amylase, obtaining a liquefied starch solution containing liquefied starch having a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6; and (b) adding a branching enzyme to the liquefied starch in an amount of 0.6% (w/w) or more based on the dry weight of starch and conducting a branching reaction for more than 20 hr to produce branched dextrin, A method for producing branched dextrins is provided, comprising obtaining a branched dextrin-containing solution containing branched dextrins having a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 낮은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지면서 동시에 냉장보관시 백탁 현상이 거의 발생하지 않으며, 제조 과정에서 쉽게 여과될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 더 높은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값 또는 동일한 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지는 덱스트린들과 비교할 때 더 우수한 냉장보관 안정성, 더 높은 용해도, 더 우수한 흐름성 또는 더 낮은 흡습성 등을 나타내므로 식품 소재로서 매우 유리하다.The branched dextrin according to an example of the present invention has a low dextrose equivalent (DE) value, while at the same time, hardly any white clouding occurs when refrigerated, and it can be easily filtered during the manufacturing process. In addition, the branched dextrin according to an example of the present invention has better refrigerated storage stability compared to dextrins with a higher dextrose equivalent (DE) value or the same dextrose equivalent (DE) value. , it is very advantageous as a food material because it exhibits higher solubility, better flowability, or lower hygroscopicity.
도 1은 본 발명의 실시예 1.2.에서 분지화 반응 시간 경과에 따른 반응 산물의 분자량을 HPLC로 분석한 결과이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1.3.에서 분지 효소(branching enzyme) 첨가량을 다르게 하여 분지 덱스트린을 제조하고(제조예 1 내지 제조예 4), 제조한 분지 덱스트린의 백탁 수준을 측정한 결과이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1.4.에서 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 서로 다른 분지 덱스트린을 제조하고(제조예 5 내지 제조예 8), 제조한 분지 덱스트린의 백탁 수준을 측정한 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1.5.에서 제조방법을 달리하여 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 8인 덱스트린을 제조하고(제조예 7, 비교제조예 1 내지 비교제조예 3), 제조한 덱스트린의 백탁 수준을 측정한 결과이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린의 분자량을 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)로 측정한 스펙트럼이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린의 분지도를 1H NMR(500 MHz)로 측정한 스펙트럼이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 냉장보관 안정성을 비교한 결과이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 용해도를 비교한 결과이다.
도 9는 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 소정 조건의 항온 항습기에 보관하였을 때 시간 경과에 따른 분말 상태를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 분자량을 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)로 측정한 스펙트럼이다.
도 11은 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 분지도를 1H NMR(500 MHz)로 측정한 스펙트럼이다.
도 12는 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액을 소정의 여과기로 여과하였을 때 여과 전과 여과 후의 상태를 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 분지화 반응 후 수득한 분지화 반응 산물 함유 용액을 소정의 여과기로 여과하였을 때 여과 전과 여과 후의 상태를 나타낸 사진이다.
도 14는 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 냉장보관 안정성을 측정한 결과이다.Figure 1 shows the results of HPLC analysis of the molecular weight of the reaction product over the branching reaction time in Example 1.2 of the present invention.
Figure 2 shows the results of preparing branched dextrins by varying the amount of branching enzyme added in Example 1.3 of the present invention (Preparation Examples 1 to 4) and measuring the white turbidity level of the prepared branched dextrins.
Figure 3 shows the results of preparing branched dextrins with different dextrose equivalent (DE) values in Example 1.4 of the present invention (Preparation Examples 5 to 8), and measuring the whiteness level of the prepared branched dextrins. It is a result.
Figure 4 shows the preparation of dextrin with a dextrose equivalent (DE) value of about 8 by changing the preparation method in Example 1.5 of the present invention (Preparation Example 7, Comparative Preparation Examples 1 to 3) , This is the result of measuring the white turbidity level of the manufactured dextrin.
Figure 5 is a spectrum of the molecular weight of branched dextrin DE 7 obtained in Preparation Example 9 in an example of the present invention measured by gel permeation chromatography (GPC).
Figure 6 is a spectrum of the branching degree of DE 7 branched dextrin obtained in Preparation Example 9 measured by 1H NMR (500 MHz) in an example of the present invention.
Figure 7 shows refrigerated storage of branched dextrin DE 7 obtained in Preparation Example 9, dextrin DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and commercially available waxy corn starch-based dextrin DE 8 in an example of the present invention. This is the result of comparing stability.
Figure 8 shows the solubility of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 in an example of the present invention. This is the result of comparison.
Figure 9 shows, in an example of the present invention, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 under predetermined conditions. This shows the state of the powder over time when stored in a constant temperature and humidity chamber.
Figure 10 is a spectrum of the molecular weight of DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 of the examples of the present invention measured by gel permeation chromatography (GPC).
Figure 11 is a spectrum of the branching degree of DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 among the examples of the present invention measured by 1H NMR (500 MHz).
Figure 12 is a photograph showing the state before and after filtration when the two-step treated starch liquefaction obtained after enzyme deactivation in Preparation Example 10 of the examples of the present invention was filtered through a predetermined filter.
Figure 13 is a photograph showing the state before and after filtration when the solution containing the branching reaction product obtained after the branching reaction in Preparation Example 10 of the examples of the present invention was filtered through a predetermined filter.
Figure 14 shows the results of measuring the refrigerated storage stability of DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 of the examples of the present invention.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에서 덱스트린은 전분을 산, 열 또는 효소 등으로 가수분해시킬 때 전분에서 말토스에 이르는 중간 단계에서 생성되는 여러가지 가수분해 산물로서, 통상적으로 전분보다 분자량이 작은 다당류를 총칭하며, 다양한 중합도를 가진 당류들이 혼합되어 있는 조성물에 해당한다.In the present invention, dextrins are various hydrolysis products produced in the intermediate stage from starch to maltose when starch is hydrolyzed with acid, heat, or enzymes, and generally refer to polysaccharides with a molecular weight lower than starch, and have various degrees of polymerization. It corresponds to a composition containing a mixture of sugars.
본 발명에서 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 다양한 중합도를 가진 당류들이 기여하는 평균값이다.In the present invention, the dextrose equivalent (DE) value of dextrin is the average value contributed by saccharides with various degrees of polymerization.
본 발명에서 덱스트린의 중량평균분자량(Mw)은 다양한 중합도를 가진 당류들이 기여하는 평균값이다.In the present invention, the weight average molecular weight (Mw) of dextrin is the average value contributed by saccharides with various degrees of polymerization.
본 발명은 낮은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가지면서 동시에 냉장보관시 백탁 현상이 거의 발생하지 않으며, 제조 과정에서 쉽게 여과될 수 있는 신규 저DE 분지 덱스트린 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel low-DE branched dextrin that has a low dextrose equivalent (DE) value, hardly generates cloudiness when refrigerated, and can be easily filtered during the manufacturing process, and a method for producing the same. .
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 글루코스 단위들의 α-1,4 글리코시드 결합으로 이루어진 선형 주사슬 및 상기 주사슬에 외측에 형성되고 글루코스 단위들로 이루어진 분지 사슬을 포함하는 구조를 가진 덱스트린이다. 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린에서 상기 분지 사슬은 주사슬의 외측에 형성된 비고리형 구조의 분지 사슬 및 적어도 1개 이상의 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬을 포함한다. 상기 비고리형 구조의 분지 사슬은 주사슬과 α-1,6 글리코시드 결합하여 형성된 것이다. 또한, 상기 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬은 주사슬의 말단 글루코스 단위가 외측에 형성된 비고리형 분지 사슬에 존재하는 글루코스 단위와 α-1,4 글리코시드 결합 또는 α-1,6 글리코시드 결합하여 형성되거나, 외측으로 형성된 비고리형 분지 사슬의 말단 글루코스 단위가 다른 비고리형 분지 사슬에 존재하는 글루코스 단위와 α-1,4 글리코시드 결합 또는 α-1,6 글리코시드 결합하여 형성된 것이다.The branched dextrin according to one example of the present invention is a dextrin with a structure including a linear main chain composed of α-1,4 glycosidic bonds of glucose units and a branched chain formed outside the main chain and composed of glucose units. . In the branched dextrin according to an example of the present invention, the branched chain includes a branched chain having an acyclic structure formed outside the main chain and at least one branched chain having a closed ring structure. The branched chain of the acyclic structure is formed by an α-1,6 glycosidic bond with the main chain. In addition, the branched chain of the closed cyclic structure has an α-1,4 glycosidic bond or an α-1,6 glycosidic bond between the terminal glucose unit of the main chain and the glucose unit present in the non-cyclic branched chain formed on the outside. It is formed by an α-1,4 glycosidic bond or an α-1,6 glycosidic bond between the terminal glucose unit of an acyclic branched chain formed on the outside or a glucose unit present in another acyclic branched chain.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 2~6이고, 다양한 물성을 고려할 때 2.5~5.5인 것이 바람직하고, 3~6인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 중량평균분자량(Mw)은 45,000~90,000이고, 다양한 물성을 고려할 때 50,000~85,000인 것이 바람직하고, 60,000~80,000인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 분자량 분포에서 최소 분자량은 1,400이고, 다양한 물성을 고려할 때 1,500인 것이 바람직하고, 1,600인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 분자량 분포에서 최대 분자량은 90,000이고, 다양한 물성을 고려할 때 85,000인 것이 바람직하고, 80,000인 것이 더 바람직하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 분지도는 4.0~5.5%이고, 다양한 물성을 고려할 때 4.2~5.4%인 것이 바람직하고, 4.4~5.2%인 것이 더 바람직하다.The dextrose equivalent (DE) value of the branched dextrin according to an example of the present invention is 2 to 6, and considering various physical properties, it is preferably 2.5 to 5.5, and more preferably 3 to 6. In addition, the weight average molecular weight (Mw) of the branched dextrin according to an example of the present invention is 45,000 to 90,000, and considering various physical properties, it is preferably 50,000 to 85,000, and more preferably 60,000 to 80,000. In addition, in the molecular weight distribution of branched dextrin according to an example of the present invention, the minimum molecular weight is 1,400, and considering various physical properties, it is preferably 1,500, and more preferably 1,600. In addition, in the molecular weight distribution of branched dextrin according to an example of the present invention, the maximum molecular weight is 90,000, and considering various physical properties, it is preferably 85,000, and more preferably 80,000. In addition, the branching degree of the branched dextrin according to an example of the present invention is 4.0 to 5.5%, and considering various physical properties, it is preferably 4.2 to 5.4%, and more preferably 4.4 to 5.2%.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 선형 주사슬과 분지 사슬을 포함하는 분자 구조, 소정 범위의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값, 소정 범위의 중량평균분자량(Mw) 및 소정 범위의 분지도를 만족하는 경우 더 높은 DE 값을 가지는 옥수수전분 기반의 덱스트린 또는 더 높은 분지도 및 더 높은 DE 값을 가지는 찰옥수수전분 기반의 덱스트린보다 더 우수한 냉장보관 안정성, 수 용해도, 흐름성을 보이며 더 낮은 흡습성 등과 같이 다양한 물성을 발휘한다. 예를 들어, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 30 중량% 수용액은 냉장보관(4℃) 조건에서 30일 동안 보관하여도 백탁이 발생하지 않는다.Branched dextrin according to an example of the present invention has a molecular structure including a linear main chain and a branched chain, a dextrose equivalent (DE) value in a predetermined range, a weight average molecular weight (Mw) in a predetermined range, and a predetermined range. When the branching degree is satisfied, it shows better refrigerated storage stability, water solubility, and flowability than corn starch-based dextrin with a higher DE value or waxy corn starch-based dextrin with higher branching degree and higher DE value. It exhibits various physical properties such as low hygroscopicity. For example, a 30% by weight aqueous solution of branched dextrin according to an example of the present invention does not generate white turbidity even when stored under refrigerated storage conditions (4°C) for 30 days.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린은 고도 분지된 사이클릭 덱스트린(Highly branched cyclic dextrin, HBCD)으로 분류될 수 있다. 고도 분지된 사이클릭 덱스트린이란 내분기(內分岐) 환상(環狀) 구조 부분과 외분기(外分岐) 구조 부분을 갖는, 중합도가 20부터 10,000의 범위에 있는 글루칸을 말한다. 여기서, 내분기 환상 구조 부분이란, α-1,4-글루코시드 결합과 α-1,6-글루코시드 결합으로 형성된 환상 구조 부분을 말한다. 외분기 구조 부분이란, 그 내분기 환상 구조 부분에 결합한 비환상 구조 부분을 말한다. 고도 분지된 사이클릭 덱스트린은 α-시클로덱스트린(n = 6), β-시클로덱스트린(n = 7), γ-시클로덱스트린(n = 8) 등의 글루코스가 6 내지 8개 결합한 일반적인 시클로덱스트린과는 다른 물질이다. 고도 분지된 사이클릭 덱스트린은 전체적으로 나선형 구조(Helical structure)를 가지는 반면, 사이클로덱스트린은 전체적으로 환형 구조를 갖는다. 고도 분지된 사이클릭 덱스트린은 선형의 사슬에 α-1,6 글루코시드 결합을 통하여 형성된 분지상의 글루코스 중합체 다당류 사슬의 연결이 깨지고, 이러한 깨진 연결이 분지 효소(branching enzyme)에 의해 환상의 사슬을 가지게 된다. 상기 분지 효소(branching enzyme)는 동식물, 미생물에 널리 분포되는 글루칸쇄 전이 효소이고, 아밀로펙틴의 클러스터 구조의 이음매 부분에 작용하여 이것을 환상화하는 반응을 촉매한다. 상기 고도 분지된 사이클릭 덱스트린의 구체적인 예로는 일본 특허 공개 평 8-134104에 기재된, 내분기 환상 구조 부분과 외분기 구조 부분을 갖는 글루칸을 들 수 있다. 또한, 고도 분지된 사이클릭 덱스트린의 상업적인 제품으로는 일본의 Ezaki Glico사가 공급하는 Cluster Dextrin®이 있다.The branched dextrin according to an example of the present invention may be classified as highly branched cyclic dextrin (HBCD). Highly branched cyclic dextrin refers to a glucan that has an internally branched cyclic structure part and an externally branched structure part and has a degree of polymerization ranging from 20 to 10,000. Here, the internal branch cyclic structure portion refers to a cyclic structure portion formed by an α-1,4-glucosidic bond and an α-1,6-glucosidic bond. The outer branch structural portion refers to a non-annular structural portion bonded to the inner branch annular structural portion. Highly branched cyclic dextrins are different from general cyclodextrins with 6 to 8 glucose bonds, such as α-cyclodextrin (n = 6), β-cyclodextrin (n = 7), and γ-cyclodextrin (n = 8). It's a different substance. Highly branched cyclic dextrins have an overall helical structure, while cyclodextrins have an overall cyclic structure. Highly branched cyclic dextrin is a linear chain in which the branched glucose polymer polysaccharide chain formed through an α-1,6 glucosidic bond is broken, and these broken links are converted into a cyclic chain by a branching enzyme. have it The branching enzyme is a glucan chain transferase widely distributed in animals, plants, and microorganisms, and acts on the joint portion of the cluster structure of amylopectin to catalyze a reaction that circularizes it. Specific examples of the highly branched cyclic dextrin include glucans having an inner-branched cyclic structure portion and an outer-branched structure portion described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-134104. Additionally, a commercial product of highly branched cyclic dextrin is Cluster Dextrin® supplied by Ezaki Glico, Japan.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법은 (a) 전분 현탁액에 내열성 알파-아밀라제를 첨가하고 85~115℃에서 가열처리하여 액화 반응을 진행하고, 바로 125~145℃에서 가열처리하여 내열성 알파-아밀라제를 실활시킨 후, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6인 액화 전분을 포함하는 전분 액화액을 수득하는 단계; 및 (b) 상기 전분 액화액에 분지 효소(branching enzyme)를 전분 건조중량 대비 0.6%(w/w) 이상, 예를 들어 0.6~2.0%(w/w)의 양으로 첨가하고 20 hr 이상, 예를 들의 20~72 hr의 시간 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시킨 후, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6인 분지 덱스트린을 포함하는 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하는 단계를 포함한다. 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법은 바람직하게는 분지 덱스트린 함유 용액을 수득한 후, 분지 덱스트린 함유 용액을 순차적으로 여과, 탈색 및 이온교환정제 처리하여 정제된 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법은 더 바람직하게는 정제된 분지 덱스트린 함유 용액을 농축하고 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for producing branched dextrin according to an example of the present invention is (a) adding heat-resistant alpha-amylase to the starch suspension and heat-treating it at 85-115°C to proceed with the liquefaction reaction, and then immediately heat-treating it at 125-145°C to heat-resistant it. After deactivating alpha-amylase, obtaining a liquefied starch solution containing liquefied starch having a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6; and (b) adding a branching enzyme to the liquefied starch solution in an amount of 0.6% (w/w) or more, for example, 0.6 to 2.0% (w/w), based on the dry weight of starch, for 20 hr or more, For example, after the branching reaction was performed for 20 to 72 hr to produce branched dextrin, a branched dextrin-containing solution containing branched dextrin with a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6 was obtained. It includes steps to: The method for producing branched dextrin according to an example of the present invention preferably involves obtaining a solution containing branched dextrin, and then sequentially filtering, decolorizing, and purifying the branched dextrin and purifying the solution containing branched dextrin to obtain a solution containing purified branched dextrin. Additional steps may be included. Additionally, the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention may further preferably include concentrating and drying a solution containing purified branched dextrin.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법에서, 상기 전분 현탁액을 구성하는 전분의 종류는 크게 제한되지 않으며, 예를 들어, 옥수수전분, 찰옥수수전분, 감자전분, 고구마전분, 밀전분, 쌀전분, 타피오카전분, 사고전분(sago starch), 소검전분(sorghum starch) 또는 고아밀로오스전분 등에서 선택될 수 있고, 백탁 개선의 정도 및 경제성 등을 고려할 때 옥수수전분인 것이 바람직하다. 또한, 전분 현탁액의 전분 농도는 크게 제한되지 않으며, 내열성 알파-아밀라제의 균일한 혼합 등을 고려할 때 20~45 중량%인 것이 바람직하고, 25~40 중량%인 것이 바람직하다. 상기 전분 현탁액의 pH는 내열성 알파-아밀라제가 첨가되기 전에 원활한 가수분해 반응을 위해 효소 최적 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전분 현탁액의 pH는 약 5~7의 범위로 조정될 수 있고, 바람직하게는 5.5~6.5의 범위로 조정될 수 있다. 또한, 전분 현탁액은 내열성 알파-아밀라제의 가수분해 활성을 향상시키기 위해 조촉매로서 금속 이온을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전분 현탁액은 내열성 알파-아밀라제의 조촉매로 마그네슘 이온, 칼슘 이온 등과 같이 2가의 금속 양이온을 포함할 수 있고, 바람직하게는 칼슘 이온을 포함할 수 있다.In the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention, the type of starch constituting the starch suspension is not greatly limited, for example, corn starch, waxy corn starch, potato starch, sweet potato starch, wheat starch, rice. It may be selected from starch, tapioca starch, sago starch, sorghum starch, or high amylose starch, and corn starch is preferred when considering the degree of white turbidity improvement and economic efficiency. In addition, the starch concentration of the starch suspension is not greatly limited, and is preferably 20 to 45% by weight, and more preferably 25 to 40% by weight, considering uniform mixing of heat-resistant alpha-amylase. The pH of the starch suspension is preferably adjusted to the enzyme optimal range for a smooth hydrolysis reaction before the heat-resistant alpha-amylase is added. For example, the pH of the starch suspension can be adjusted to a range of about 5 to 7, and preferably to a range of 5.5 to 6.5. Additionally, the starch suspension may contain metal ions as cocatalysts to improve the hydrolytic activity of heat-resistant alpha-amylase. For example, the starch suspension may contain divalent metal cations such as magnesium ions and calcium ions as cocatalysts for heat-resistant alpha-amylase, and may preferably contain calcium ions.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법에서, 전분 현탁액에 내열성 알파-아밀라제를 첨가하고 효소 최적 온도 범위로 가열처리하면 액화 반응이 진행되는데, 상기 액화 반응에 의해 전분의 1,4-α-글리코시드 결합은 내열성 알파-아밀라제에 의해 무작위적으로 가수분해된다. 전분의 액화 반응을 위해 첨가되는 내열성 알파-아밀라제의 첨가량은 크게 제한되지 않으나, 액화 전분의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 용이하게 제어하기 위한 관점에서 전분 건조중량 대비 0.005~0.08%(w/w)인 것이 바람직하고, 전분 건조중량 대비 0.01~0.04%(w/w)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 액화 반응은 액화 전분의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 용이하게 제어하기 위한 관점에서 전분 현탁액에 내열성 알파-아밀라제를 첨가하고 100~115℃에서 2~10분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행한 후 냉각하고, 85~100℃에서 5~40분 동안 가열처리하여 2단계 액화 반응을 진행하는 것으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 액화 반응은 내열성 알파-아밀라제를 첨가하고 102~110℃에서 3~8분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행한 후 냉각하고, 90~99℃에서 10~30분 동안 가열처리하여 2단계 액화 반응을 진행하는 것으로 구성되는 것이 더 바람직하다. 상기 1단계 액화 반응에서는 전분이 급격하게 가수분해되어 일정 수준의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 갖는 액화 전분을 경제적으로 얻을 수 있고, 상기 2단계 액화 반응에서는 전분이 서서히 가수분해되어 액화 전분의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 용이하게 제어할 수 있다. 또한, 전분의 액화 반응이 종료된 후 전분 액화액에 존재하는 내열성 알파-아밀라제는 추가적으로 가수분해 반응이 진행되어 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 변하는 것을 방지하기 위해 바로 실활된다. 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법에서 내열성 알파-아밀라제의 실활은 전분 액화액의 pH를 조정하는 일반적인 방법이 아닌 전분 액화액을 고온으로 가열처리하는 방법을 사용한다. 내열성 알파-아밀라제를 고온에서 가열처리하면 후술하는 분지화 반응에서 내열성 알파-아밀라제에 의한 추가적인 가수분해 반응이 일어나지 않아 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 안정적으로 유지할 수 있다. 상기 내열성 알파-아밀라제의 실활을 위한 가열처리 온도는 경제성 및 액화 전분의 열분해를 억제하는 측면을 고려할 때 127~140℃인 것이 바람직하다. 또한, 상기 내열성 알파-아밀라제의 실활을 위한 가열처리 시간은 2~10분인 것이 바람직하고 3~8분인 것이 더 바람직하다. 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법에서, 전분 현탁액을 내열성 알파-아밀라제로 가수분해하여 액화시키고 내열성 알파-아밀라제를 고온으로 가열처리한 후 수득되는 전분 액화액은 소정의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가진 액화 전분을 포함하는데, 상기 액화 전분의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 분지 덱스트린의 백탁 현상 발생 억제 측면을 고려할 때 2~6인 것이 바람직하다.In the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention, a liquefaction reaction proceeds by adding heat-resistant alpha-amylase to the starch suspension and heat treatment in the enzyme's optimal temperature range. The liquefaction reaction causes 1,4-α of starch. -Glycosidic bonds are randomly hydrolyzed by thermostable alpha-amylase. The amount of heat-resistant alpha-amylase added for the liquefaction reaction of starch is not greatly limited, but from the perspective of easily controlling the dextrose equivalent (DE) value of liquefied starch, it is 0.005 to 0.08% compared to the dry weight of starch. (w/w), and preferably 0.01 to 0.04% (w/w) compared to the dry weight of starch. In addition, the liquefaction reaction involves adding heat-resistant alpha-amylase to the starch suspension and heating at 100-115°C for 2-10 minutes from the viewpoint of easily controlling the dextrose equivalent (DE) value of the liquefied starch. It is preferable to proceed with the first-stage liquefaction reaction, cool it, and heat it at 85-100°C for 5-40 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. In addition, the liquefaction reaction is carried out by adding heat-resistant alpha-amylase and heating at 102-110°C for 3-8 minutes, followed by cooling and heat treatment at 90-99°C for 10-30 minutes. It is more preferable to proceed with a two-step liquefaction reaction. In the first-stage liquefaction reaction, starch is rapidly hydrolyzed, making it possible to economically obtain liquefied starch with a certain level of dextrose equivalent (DE), and in the second-stage liquefaction reaction, starch is slowly hydrolyzed. The dextrose equivalent (DE) value of liquefied starch can be easily controlled. In addition, after the starch liquefaction reaction is completed, the heat-resistant alpha-amylase present in the starch liquefaction liquid is immediately deactivated to prevent the dextrose equivalent (DE) value from changing due to additional hydrolysis reaction. In the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention, heat-resistant alpha-amylase is deactivated using a method of heat-treating the liquefied starch liquid at high temperature rather than a general method of adjusting the pH of the liquefied starch liquid. If the heat-resistant alpha-amylase is heat-treated at a high temperature, additional hydrolysis reaction by the heat-resistant alpha-amylase does not occur in the branching reaction described later, and the dextrose equivalent (DE) value of the branched dextrin can be maintained stably. The heat treatment temperature for deactivating the heat-resistant alpha-amylase is preferably 127 to 140° C., considering economic efficiency and suppressing thermal decomposition of liquefied starch. In addition, the heat treatment time for deactivation of the heat-resistant alpha-amylase is preferably 2 to 10 minutes, and more preferably 3 to 8 minutes. In the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention, the starch suspension is hydrolyzed with heat-resistant alpha-amylase to liquefy and the heat-resistant alpha-amylase is heat-treated at high temperature, and the resulting starch liquefied liquid has a predetermined dextrose equivalent. It includes liquefied starch having a (dextrose equivalent, DE) value, and the dextrose equivalent (DE) value of the liquefied starch is preferably 2 to 6 when considering the aspect of suppressing the occurrence of white cloudiness of branched dextrin.
본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법에서, 전분 액화액에 분지 효소(branching enzyme)를 첨가하고 효소 최적 온도 범위에서 처리하면 분지화 반응이 진행되는데, 상기 분지화 반응에 의해 액화 전분에 존재하는 α-1,4-글리코시딕 결합이 깨지고 선형의 α-1,4 부분 내에 α-1,6 분지가 생성된다. 상기 전분 액화액의 pH는 분지화 효소가 첨가되기 전에 원활한 분지화 반응을 위해 효소 최적 범위로 조정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전분 액화액의 pH는 약 5~7의 범위로 조정될 수 있고, 바람직하게는 5.5~6.5의 범위로 조정될 수 있다. 상기 분지 효소(branching enzyme)의 첨가량은 분지 덱스트린의 백탁 현상 발생 억제 측면을 고려할 때 전분 건조중량 대비 0.7~1.5%(w/w)인 것이 바람직하다. 또한, 상기 분지화 반응 온도는 사용되는 분지화 효소의 종류에 따라 다양한 범위에서 선택될 수 있고, 예를 들어 50~80℃, 바람직하게는 55~75℃에서 선택될 수 있다. 또한, 상기 분지화 반응 시간은 분지화 반응에 생성되는 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 일정하게 유지하는 관점에서 24~60 hr인 것이 바람직하다. 본 발명의 일 예에 따른 분지 덱스트린의 제조방법에서, 전분 액화액에 분지화 효소를 첨가하고 분지화 반응을 진행한 후 수득되는 분지 덱스트린 함유 용액은 소정의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가진 분지 덱스트린을 포함하는데, 상기 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 분지 덱스트린의 백탁 현상 발생 억제 측면을 고려할 때 2~6인 것이 바람직하다.In the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention, a branching reaction occurs when a branching enzyme is added to the liquefied starch liquid and treated in the enzyme's optimal temperature range, and the branching reaction proceeds to the liquefied starch. The existing α-1,4-glycosidic bond is broken and an α-1,6 branch is created within the linear α-1,4 segment. The pH of the starch liquefaction solution is preferably adjusted to the enzyme optimal range for a smooth branching reaction before the branching enzyme is added. For example, the pH of the liquefied starch solution can be adjusted to a range of about 5 to 7, and preferably to a range of 5.5 to 6.5. The amount of branching enzyme added is preferably 0.7 to 1.5% (w/w) based on the dry weight of starch, considering the aspect of suppressing the occurrence of white turbidity of branched dextrin. Additionally, the branching reaction temperature may be selected from a variety of ranges depending on the type of branching enzyme used, for example, 50 to 80°C, preferably 55 to 75°C. In addition, the branching reaction time is preferably 24 to 60 hr from the viewpoint of maintaining a constant dextrose equivalent (DE) value of the branched dextrin produced in the branching reaction. In the method for producing branched dextrin according to an example of the present invention, the branched dextrin-containing solution obtained after adding a branching enzyme to the liquefied starch liquid and performing a branching reaction has a predetermined dextrose equivalent (DE). It includes branched dextrin with a value, and the dextrose equivalent (DE) value of the branched dextrin is preferably 2 to 6 when considering the aspect of suppressing the occurrence of white cloudiness of the branched dextrin.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are only intended to clearly illustrate the technical features of the present invention and do not limit the scope of protection of the present invention.
1. 1차 실험 : 분지 덱스트린 제조조건 확립 및 백탁 개선 효과 확인1. 1st experiment: Establishment of branched dextrin manufacturing conditions and confirmation of white turbidity improvement effect
1.1. 2단 액화를 통한 전분 액화액의 제조 조건 확립1.1. Establishment of manufacturing conditions for starch liquefaction through two-stage liquefaction
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.04%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 20분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액을 약 130℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 7이었다. 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액을 약 90℃로 냉각하고 약 90℃에서 정치하면서 정치 시간에 따른 2단계 처리 전분 액화액의 빙점을 측정하였고, 하기 표 1에 그 결과를 요약하였다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.04% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 4. Afterwards, the first-stage treated starch liquefaction was cooled to about 95°C and left at about 95°C for about 20 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Thereafter, the 2-step treated starch liquefaction was heated at about 130°C for about 5 minutes to deactivate the enzyme. The dextrose equivalent (DE) value of the two-stage processed starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was about 7. The second-stage treated starch liquid obtained after enzyme deactivation was cooled to about 90°C and left at about 90°C to measure the freezing point of the second-stage treated starch liquid depending on the standing time. The results are summarized in Table 1 below.
상기 표 1에서 보이는 바와 같이 2단계 처리 전분 액화액은 내열성 알파-아밀라제가 완전히 실활되어 정치 시간이 경과하여도 빙점의 변화가 없는 것으로 확인되었다.As shown in Table 1, it was confirmed that the heat-resistant alpha-amylase of the 2-step processed starch liquefied liquid was completely deactivated and that there was no change in freezing point even after standing time.
1.2. 분지 효소(branching enzyme)를 이용한 2단계 처리 전분 액화액의 분지화 반응 조건 확립1.2. Establishment of branching reaction conditions for liquefied starch through two-step treatment using branching enzyme
실시예 1.1.에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 1%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 상기 분지 효소(EC 넘버 : 2.4.1.18)는 α-1,4-D-글루칸 사슬의 부분을 동일한 글루칸 사슬의 자유 6-하이드록실기 또는 인접한 글루칸 사슬의 자유 6-하이드록실기로 전달하여 α-1,6-글루코시딕 결합을 생성시키고 결과적으로 분지점(branch point)의 수를 증가시키는 효소로서, 1,4-α-글루칸 분지 효소(1,4-α-glucan branching enzyme), Q-효소( Q-enzyme), 분지 글리코실트랜스퍼라제(branching glycosyltransferase) 또는 글리코겐 분지 효소(glycogen branching enzyme)로도 불리운다. 상기 분지화 반응은 분지 효소에 의해 유도되는 반응으로서, 전분 또는 액화 전분에 존재하는 α-1,4-글리코시딕 결합이 깨지고 선형의 α-1,4 부분 내에 α-1,6 분지를 생성시키는 반응이다.The pH of the two-step processed starch liquefaction obtained in Example 1.1 was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 1% (w/w) based on the dry weight of the raw starch. was added and branching reaction was carried out at 70°C to produce branched dextrin. The branching enzyme (EC number: 2.4.1.18) transfers a portion of the α-1,4-D-glucan chain to a free 6-hydroxyl group of the same glucan chain or to a free 6-hydroxyl group of an adjacent glucan chain, thereby forming α As an enzyme that creates -1,6-glucosidic bonds and consequently increases the number of branch points, 1,4-α-glucan branching enzyme, Q -Also called enzyme (Q-enzyme), branching glycosyltransferase, or glycogen branching enzyme. The branching reaction is a reaction induced by a branching enzyme, in which the α-1,4-glycosidic bond present in starch or liquefied starch is broken and an α-1,6 branch is created within the linear α-1,4 portion. Shiki is a reaction.
[아밀로스 형태의 액화 전분을 기질로 하는 분지화 반응 개략도][Schematic diagram of branching reaction using liquefied starch in the form of amylose as a substrate]
분지화 반응 시간 경과별로 반응 산물을 샘플링하고 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정을 거쳐 시료를 준비하였다. 샘플링된 시료의 분자량을 HPLC를 이용하여 측정하였다. HPLC 분석 조건은 다음과 같다.Reaction products were sampled according to the branching reaction time, and samples were prepared through a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification. The molecular weight of the sampled sample was measured using HPLC. HPLC analysis conditions are as follows.
* 컬럼 : SB-806M HQ column* Column: SB-806M HQ column
* 이동상 용매 : 물 또는 0.1N Sodium nitrate* Mobile phase solvent: water or 0.1N sodium nitrate
* 유속 : 1 ㎖/min* Flow rate: 1 ㎖/min
* 컬럼 온도 : 40℃* Column temperature: 40℃
* 통액 시간 : 20 min* Penetration time: 20 min
도 1은 본 발명의 실시예 1.2.에서 분지화 반응 시간 경과에 따른 반응 산물의 분자량을 HPLC로 분석한 결과이다. 도 1에서 용어 "당화"는 분지화 반응을 나타낸다. 도 1에서 보이는 바와 같이 실시예 1에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액에 함유된 액화 전분의 머무름시간(retention time)은 약 8.7분 이었고, 분지화 반응 시간이 경과할 수록 반응 산물의 머무름시간(retention time)은 증가하다가 분지화 반응 시간이 24 hr 이상인 경우에는 반응 산물의 머무름시간(retention time)이 약 9.2 hr로 일정하였다. 상기 결과로부터 분지화 반응 시간이 24 hr일 때 분지화 반응이 완료되고 더 이상 진행하지 않는다는 것을 알 수 있다. 한편, 분지화 반응 시간이 24 hr 이상인 경우 제조된 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 기질로 사용한 2단계 처리 전분 액화액(액화 전분)과 유의적인 차이가 없이 거의 동일하였다. Figure 1 shows the results of HPLC analysis of the molecular weight of the reaction product over the branching reaction time in Example 1.2 of the present invention. In Figure 1, the term “glycosylation” refers to a branching reaction. As shown in Figure 1, the retention time of the liquefied starch contained in the two-stage processed starch liquefied liquid obtained in Example 1 was about 8.7 minutes, and as the branching reaction time elapsed, the retention time of the reaction product ( retention time increased, but when the branching reaction time was more than 24 hr, the retention time of the reaction product was constant at about 9.2 hr. From the above results, it can be seen that when the branching reaction time is 24 hr, the branching reaction is completed and does not proceed further. On the other hand, when the branching reaction time was more than 24 hr, the dextrose equivalent (DE) value of the prepared branched dextrin was almost the same as that of the two-step processed starch liquefaction (liquefied starch) used as a substrate. .
1.3. 분지 효소(branching enzyme) 첨가량에 따른 분지 덱스트린의 백탁 수준 측정1.3. Measurement of white turbidity level of branched dextrin according to the amount of branching enzyme added
(1) 분지 덱스트린의 제조(1) Preparation of branched dextrin
제조예 1.Manufacturing Example 1.
실시예 1.1.에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 0.2%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 약 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다.The pH of the two-step processed starch liquefaction obtained in Example 1.1 was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 0.2% (w/w) based on the dry weight of the raw starch. was added and the branching reaction was carried out at 70°C for about 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin.
제조예 2.Manufacturing example 2.
실시예 1.1.에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 0.4%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 약 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다.The pH of the two-step processed starch liquefaction obtained in Example 1.1 was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 0.4% (w/w) based on the dry weight of the raw starch. was added and the branching reaction was carried out at 70°C for about 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin.
제조예 3.Manufacturing example 3.
실시예 1.1.에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 0.8%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 약 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다.The pH of the two-stage processed starch liquefaction obtained in Example 1.1 was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 0.8% (w/w) based on the dry weight of the raw starch. was added and the branching reaction was carried out at 70°C for about 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin.
제조예 4.Manufacturing example 4.
실시예 1.1.에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 1.2%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 약 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다.The pH of the two-stage processed starch liquefaction obtained in Example 1.1 was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 1.2% (w/w) based on the dry weight of the raw starch. was added and the branching reaction was carried out at 70°C for about 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin.
(2) 분지 덱스트린의 백탁 수준 측정(2) Measurement of cloudiness level of branched dextrin
제조예 1 내지 제조예 4에서 수득한 분지 덱스트린 함유 용액을 냉장 조건(4℃)에서 7일 동안 보관하면서 백탁 현상 발생 여부를 육안으로 관찰하였다.The branched dextrin-containing solutions obtained in Preparation Examples 1 to 4 were stored under refrigerated conditions (4°C) for 7 days and visually observed to see whether white turbidity occurred.
도 2는 본 발명의 실시예 1.3.에서 분지 효소(branching enzyme) 첨가량을 다르게 하여 분지 덱스트린을 제조하고(제조예 1 내지 제조예 4), 제조한 분지 덱스트린의 백탁 수준을 측정한 결과이다. 도 2에서 시료 "Control"은 상업적으로 시판되는 덱스트린 제품으로서, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 11이다. 상기 시료 "Control"은 농도가 약 30%(w/w)인 옥수수 전분 현탁액의 pH를 약 6.2로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : KLEISTASE L-1; 공급사 : AMANO Enzymes)를 전분 건조중량 대비 0.08%(w/w)의 양으로 첨가한 후 약 86℃에서 액화 반응을 진행하고, 전분 액화액의 pH를 약 3으로 조정하여 효소를 실활한 후 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정을 거쳐 제조한 덱스트린이다. 도 2에서 보이는 바와 같이 실시예 1에서 수득한 2단계 처리 전분 액화액을 분지 효소로 처리하여 분지 덱스트린을 제조할 때 분지 효소 첨가량이 전분 액화액을 제조하기 위해 사용한 원료 전분 건조중량 대비 0.8%(w/w) 이상일 때 분지 덱스트린의 백탁 현상이 발생하지 않았다. 한편, 상업적으로 시판되는 덱스트린 제품인 "Control"은 냉장 보관 약 7일 후에 백탁이 상당 수준으로 발생하였다.Figure 2 shows the results of preparing branched dextrins by varying the amount of branching enzyme added in Example 1.3 of the present invention (Preparation Examples 1 to 4) and measuring the white turbidity level of the prepared branched dextrins. In Figure 2, sample "Control" is a commercially available dextrin product and has a dextrose equivalent (DE) value of approximately 11. For the sample "Control", the pH of a corn starch suspension with a concentration of about 30% (w/w) was adjusted to about 6.2, and heat-resistant alpha-amylase (product name: KLEISTASE L-1; supplier: AMANO Enzymes) was added to the starch to dry it. After adding it in an amount of 0.08% (w/w) by weight, a liquefaction reaction is carried out at about 86°C, the pH of the starch liquefaction is adjusted to about 3 to deactivate the enzyme, and then further processing such as filtration, decolorization, and ion exchange purification is performed. It is a dextrin manufactured through a series of processes. As shown in Figure 2, when branched dextrin was prepared by treating the two-step processed starch liquid obtained in Example 1 with a branching enzyme, the amount of branching enzyme added was 0.8% (compared to the dry weight of the raw starch used to prepare the starch liquid). w/w) or more, the cloudiness of branched dextrin did not occur. Meanwhile, “Control,” a commercially available dextrin product, developed a significant level of white turbidity after about 7 days of refrigerated storage.
1.4. 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값에 따른 분지 덱스트린의 백탁 수준 측정1.4. Determination of cloudiness level of branched dextrin according to dextrose equivalent (DE) value
(1) 분지 덱스트린의 제조(1) Preparation of branched dextrin
제조예 5.Manufacturing Example 5.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.04%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 10분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액을 약 130℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 5이었다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 0.8%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 수득한 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 5이었다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.04% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 4. Afterwards, the first-stage treated starch liquefaction was cooled to about 95°C and left to stand at about 95°C for about 10 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Thereafter, the 2-step treated starch liquefaction was heated at about 130°C for about 5 minutes to deactivate the enzyme. The dextrose equivalent (DE) value of the two-step treated starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was about 5. Afterwards, the pH of the second-stage processed starch liquefaction was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 0.8% (w/w) based on the dry weight of raw starch and stored at 70°C. The branching reaction was carried out for 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained branched dextrin was about 5.
제조예 6.Manufacturing example 6.
2단계 액화 반응을 약 95℃에서 약 15분 동안 진행하여 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 6인 2단계 처리 전분 액화액을 수득한 점을 제외하고는 제조예 5와 동일한 조건 및 방법으로 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 6인 분지 덱스트린을 제조하였다.The same conditions as Preparation Example 5 except that the second-stage liquefaction reaction was performed at about 95°C for about 15 minutes to obtain a second-stage treated starch liquefaction with a dextrose equivalent (DE) value of about 6. and branched dextrin having a dextrose equivalent (DE) value of about 6 was prepared by the method.
제조예 7.Manufacturing example 7.
2단계 액화 반응을 약 95℃에서 약 25분 동안 진행하여 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 8인 2단계 처리 전분 액화액을 수득한 점을 제외하고는 제조예 6과 동일한 조건 및 방법으로 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 8인 분지 덱스트린을 제조하였다.The same conditions as Preparation Example 6 except that the second-stage liquefaction reaction was performed at about 95°C for about 25 minutes to obtain a second-stage treated starch liquefaction with a dextrose equivalent (DE) value of about 8. and branched dextrin with a dextrose equivalent (DE) value of about 8 was prepared by the method.
제조예 8Production example 8
2단계 액화 반응을 약 95℃에서 약 30분 동안 진행하여 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 10인 2단계 처리 전분 액화액을 수득한 점을 제외하고는 제조예 6과 동일한 조건 및 방법으로 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 10인 분지 덱스트린을 제조하였다.The same conditions as Preparation Example 6 except that the second-stage liquefaction reaction was performed at about 95°C for about 30 minutes to obtain a second-stage treated starch liquefaction with a dextrose equivalent (DE) value of about 10. and branched dextrin with a dextrose equivalent (DE) value of about 10 was prepared by the method.
(2) 분지 덱스트린의 백탁 수준 측정(2) Measurement of cloudiness level of branched dextrin
제조예 5 내지 제조예 8에서 수득한 분지 덱스트린 함유 용액을 냉장 조건(4℃)에서 7일 동안 보관하면서 백탁 현상 발생 여부를 육안으로 관찰하였다.The branched dextrin-containing solutions obtained in Preparation Examples 5 to 8 were stored under refrigerated conditions (4°C) for 7 days and visually observed to see whether white turbidity occurred.
도 3은 본 발명의 실시예 1.4.에서 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 서로 다른 분지 덱스트린을 제조하고(제조예 5 내지 제조예 8), 제조한 분지 덱스트린의 백탁 수준을 측정한 결과이다. 도 3에서 시료 "Control"은 상업적으로 시판되는 덱스트린 제품으로서, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 11이며, 도 2에서 언급한 내용과 동일하다. 제조예 5 내지 제조예 8에서와 같이 전분 액화액을 제조하는 과정에서 내열성 알파-아밀라제를 pH를 조정하여 실활시키는 대신 약 130℃의 고온 가열 처리로 실활시키면 추가적인 가수분해 반응을 완전히 차단하고 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 안정화시킬 수 있으며, 이후 전분 액화액을 분지 효소로 처리하고 분지화 반응을 완료하면, 전분 액화액과 거의 동일한 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 갖는 분지 덱스트린을 제조할 수 있다. 도 3에서 보이는 바와 같이 이렇게 제조된 분지 덱스트린은 10 이하의 낮은 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값을 가짐에도 불구하고 장시간 냉장 보관시 백탁 현상이 발생하지 않는다. 한편, 상업적으로 시판되는 덱스트린 제품인 "Control"은 제조예 5 내지 제조예 8에서 제조한 분지 덱스트린에 비해 더 높은 DE 값을 보였지만, 냉장 보관 약 7일 후에 백탁이 상당 수준으로 발생하였다.Figure 3 shows the results of preparing branched dextrins with different dextrose equivalent (DE) values in Example 1.4 of the present invention (Preparation Examples 5 to 8), and measuring the whiteness level of the prepared branched dextrins. It is a result. In Figure 3, sample "Control" is a commercially available dextrin product, and the dextrose equivalent (DE) value is about 11, which is the same as that mentioned in Figure 2. In the process of preparing starch liquefaction as in Preparation Examples 5 to 8, instead of deactivating the heat-resistant alpha-amylase by adjusting the pH, it is deactivated by high temperature heating at about 130°C, thereby completely blocking further hydrolysis reaction and starch liquefaction. The dextrose equivalent (DE) value of the liquid can be stabilized, and when the liquefied starch liquid is treated with a branching enzyme and the branching reaction is completed, the dextrose equivalent (DE) value is almost the same as the liquefied starch liquid. Branched dextrins with DE) values can be prepared. As shown in Figure 3, although the branched dextrin prepared in this way has a low dextrose equivalent (DE) value of less than 10, no white clouding phenomenon occurs when stored in refrigeration for a long time. Meanwhile, "Control", a commercially available dextrin product, showed a higher DE value compared to the branched dextrin prepared in Preparation Examples 5 to 8, but a significant amount of white turbidity occurred after about 7 days of refrigerated storage.
1.5. 제조방법에 따른 덱스트린의 백탁 수준 측정1.5. Measurement of white turbidity level of dextrin according to manufacturing method
(1) 덱스트린의 제조(1) Production of dextrin
비교제조예 1.Comparative manufacturing example 1.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.04%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 25분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액을 약 130℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 8이었다. 이후, 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 수득한 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 8이었다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.04% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 4. Afterwards, the first-stage treated starch liquefaction was cooled to about 95°C and left at about 95°C for about 25 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Afterwards, the 2-step treated starch liquefaction was heated at about 130°C for about 5 minutes to deactivate the enzyme. The dextrose equivalent (DE) value of the two-step treated starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was about 8. Thereafter, the two-step treated starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a dextrin-containing solution. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained dextrin was about 8.
비교제조예 2.Comparative manufacturing example 2.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.04%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 20분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 3으로 조정 후 100℃로 가열하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 0.8%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 이온교환정제 과정에서 제조예 7에 비해 약 2배의 부하가 걸렸다. 수득한 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 8이었다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.04% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 4. Afterwards, the first-stage treated starch liquefaction was cooled to about 95°C and left at about 95°C for about 20 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Afterwards, the pH of the second-stage treated starch liquefaction was adjusted to about 3 and then heated to 100°C to proceed with enzyme deactivation. After enzyme deactivation, the pH of the starch liquefaction solution is adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) is added in an amount of 0.8% (w/w) based on the dry weight of the raw starch and added to 70%. The branching reaction was carried out at ℃ for 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin. During the ion exchange purification process, about twice the load was applied compared to Preparation Example 7. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained branched dextrin was about 8.
비교제조예 3.Comparative manufacturing example 3.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.04%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 15분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 0.8%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 24 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 수득한 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 8이었다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.04% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 4. Afterwards, the first-stage treated starch liquefied liquid was cooled to about 95°C and left at about 95°C for about 15 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Afterwards, the pH of the second-stage processed starch liquefaction was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 0.8% (w/w) based on the dry weight of raw starch and stored at 70°C. The branching reaction was carried out for 24 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained branched dextrin was about 8.
(2) 덱스트린의 백탁 수준 측정(2) Measurement of cloudiness level of dextrin
제조예 7 및 비교제조예 1 내지 비교제조예 3에서 수득한 덱스트린 함유 용액을 냉장 조건(4℃)에서 7일 동안 보관하면서 백탁 현상 발생 여부를 육안으로 관찰하였다. The dextrin-containing solutions obtained in Preparation Example 7 and Comparative Preparation Examples 1 to 3 were stored under refrigerated conditions (4°C) for 7 days and visually observed to see whether white turbidity occurred.
도 4는 본 발명의 실시예 1.5.에서 제조방법을 달리하여 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 약 8인 덱스트린을 제조하고(제조예 7, 비교제조예 1 내지 비교제조예 3), 제조한 덱스트린의 백탁 수준을 측정한 결과이다. 도 4에서 보이는 바와 같이 제조예 7에서 제조한 분지 덱스트린 함유 용액의 경우 냉장 조건에서 7일 동안 보관하여도 백탁이 발생하지 않은 반면, 비교제조예 1 내지 비교제조예 3에서 제조한 덱스트린 함유 용액의 경우 냉장 조건에서 7일 동안 보관하는 경우 백탁이 상당 수준으로 발생하였다.Figure 4 shows the preparation of dextrin with a dextrose equivalent (DE) value of about 8 by changing the preparation method in Example 1.5 of the present invention (Preparation Example 7, Comparative Preparation Examples 1 to 3) , This is the result of measuring the white turbidity level of the manufactured dextrin. As shown in Figure 4, in the case of the branched dextrin-containing solution prepared in Preparation Example 7, white turbidity did not occur even when stored under refrigerated conditions for 7 days, whereas the dextrin-containing solution prepared in Comparative Preparation Examples 1 to 3 In this case, when stored for 7 days under refrigerated conditions, a significant amount of white turbidity occurred.
2. 2차 실험 : 덱스트린 제조 및 다양한 물성 확인2. Second experiment: Dextrin production and various physical properties confirmed
2.1. 덱스트린의 제조2.1. Preparation of Dextrin
제조예 9.Manufacturing example 9.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.04%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 20분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액을 약 130℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 7이었다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 1.0%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 48 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 수득한 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 7이었다. 또한, 분지 덱스트린 함유 용액을 감압농축하여 고형분 농도가 약 50 브릭스(Brix)인 덱스트린 함유 농축액을 얻고, 이를 분무건조(Spray dry)하여 분말 형태의 분지 덱스트린을 수득하였다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.04% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 4. Afterwards, the first-stage treated starch liquefaction was cooled to about 95°C and left at about 95°C for about 20 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Afterwards, the 2-step treated starch liquefaction was heated at about 130°C for about 5 minutes to deactivate the enzyme. The dextrose equivalent (DE) value of the two-stage processed starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was about 7. Afterwards, the pH of the second-stage processed starch liquefaction was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 1.0% (w/w) based on the dry weight of the raw starch and stored at 70°C. The branching reaction was carried out for 48 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained branched dextrin was about 7. In addition, the branched dextrin-containing solution was concentrated under reduced pressure to obtain a dextrin-containing concentrate with a solid concentration of about 50 Brix, and this was spray dried to obtain branched dextrin in powder form.
비교제조예 4.Comparative manufacturing example 4.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.8로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : Liquozyme supra; 공급사 : Novozyme)을 전분 건조중량 대비 0.15%(w/w)의 양으로 첨가한 후 약 105℃에서 약 20분 동안 가열처리하여 액화 반응을 진행하였다. 액화 반응에 의해 수득한 전분 액화액을 약 130℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 수득한 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 8이었다. 이후, 전분 액화액의 온도를 약 85℃로 냉각하고, 여기에 당 분해 효소인 엑소-글루코아밀라제(exo-glucoamlase; 제품명 : AMG; 공급사 :Novozyme)를 원료 전분 건조중량 대비 0.15%(w/w)의 양으로 첨가하고 약 85℃에서 20분 동안 당화 반응을 진행하여 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 당화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 수득한 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 11이었다. 또한, 덱스트린 함유 용액을 감압농축하여 고형분 농도가 약 50 브릭스(Brix)인 덱스트린 함유 농축액을 얻고, 이를 분무건조(Spray dry)하여 분말 형태의 덱스트린을 수득하였다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.8, and heat-resistant alpha-amylase (Product name: Liquozyme supra; Supplier: Novozyme) was added in an amount of 0.15% (w/w) based on the dry weight of starch, and then incubated at about 105°C. The liquefaction reaction was carried out by heat treatment for about 20 minutes. The starch liquefaction obtained through the liquefaction reaction was heat-treated at about 130°C for about 5 minutes to deactivate the enzyme. The dextrose equivalent (DE) value of the starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was about 8. Afterwards, the temperature of the liquefied starch liquid was cooled to about 85°C, and exo-glucoamylase (product name: AMG; supplier: Novozyme), a sugar-digesting enzyme, was added at 0.15% (w/w) compared to the dry weight of the raw starch. ) was added in an amount and the saccharification reaction was performed at about 85°C for 20 minutes to produce dextrin. Thereafter, the solution containing the saccharification reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a dextrin-containing solution. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained dextrin was about 11. In addition, the dextrin-containing solution was concentrated under reduced pressure to obtain a dextrin-containing concentrate with a solid concentration of about 50 Brix, and this was spray dried to obtain dextrin in powder form.
2.2. 분지 덱스트린과 다른 덱스트린의 다양한 물성 비교2.2. Comparison of various physical properties of branched dextrin and other dextrins
(1) 분자량 비교(1) Molecular weight comparison
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 분자량을 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)를 이용하여 측정하였다. 먼저, 분말 형태의 덱스트린을 초순수에 3 ㎎/㎖의 농도로 용해시키고 0.45㎛ 기공 크기의 나일로 필터로 여과하여 시료를 준비하였다. 이후, 시료를 GPC 분석 기기(모델명 : EcoSEC HLC-8320 GPC; 공급사 : Tosoh)에 투입하여 GPC 분석 스펙트럼을 얻고, 이를 다당류 표준물질과 비교하여 분자량을 산출하였다. GPC 분석의 세부 조건은 다음과 같다.The molecular weights of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were measured using gel permeation chromatography (GPC). ) was measured using . First, a sample was prepared by dissolving powdered dextrin in ultrapure water at a concentration of 3 mg/ml and filtering it through a Nylo filter with a pore size of 0.45 μm. Afterwards, the sample was put into a GPC analysis device (Model name: EcoSEC HLC-8320 GPC; Supplier: Tosoh) to obtain a GPC analysis spectrum, and the molecular weight was calculated by comparing it with a polysaccharide standard material. The detailed conditions of GPC analysis are as follows.
* 주입양 : 100 ㎕; 전개 용매 : 0.1M 질산나트륨 용액; 유속 :1.0 ㎖/min; 컬럼 : Tskgel guard PWxl + 2개의 TSKgel GMPWxl + TSKgel G2500PWxl(7.8㎜×300㎜); 컬럼 온도 : 40℃; 검출기 : RI-detector; 데이터 처리 : EcoSEC software* Injection volume: 100 ㎕; Development solvent: 0.1M sodium nitrate solution; Flow rate: 1.0 mL/min; Column: Tskgel guard PWxl + 2 TSKgel GMPWxl + TSKgel G2500PWxl (7.8 mm × 300 mm); Column temperature: 40°C; Detector: RI-detector; Data processing: EcoSEC software
도 5는 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린의 분자량을 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)로 측정한 스펙트럼이다. 또한, 하기 표 2에 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 분자량 측정 결과를 정리하였다.Figure 5 is a spectrum of the molecular weight of branched dextrin DE 7 obtained in Preparation Example 9 in an example of the present invention measured by gel permeation chromatography (GPC). In addition, Table 2 below summarizes the molecular weight measurement results of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8. .
(2) 분지도 비교(2) Comparison of cladograms
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 분지도를 1H NMR(500 MHz)을 이용하여 측정하였다. 먼저, 분말 형태의 덱스트린을 산화중수소(Heavy water, D2O)에 5,000 ppm의 농도로 용해시켜 시료를 준비하였다. 표준 물질로는 판노스(Panose; α-1,4 : α-1,6 = 1 : 1), 말토스(Maltose; α-1,4) 및 이소말토스(Isomaltose; α-1,6)를 사용하였다. NMR 분석의 세부 조건은 다음과 같다.The branching degree of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were measured using 1H NMR (500 MHz). Measured. First, a sample was prepared by dissolving powdered dextrin in heavy water (DO) at a concentration of 5,000 ppm. Standard substances include panose (α-1,4 : α-1,6 = 1 : 1), maltose (α-1,4), and isomaltose (α-1,6). was used. The detailed conditions for NMR analysis are as follows.
* 분석기기 : JNM-ECZ500R(JEOL, Tokyo, Japan); 측정 온도 : 75℃* Analysis instrument: JNM-ECZ500R (JEOL, Tokyo, Japan); Measurement temperature: 75℃
상기 덱스트린의 분지도는 덱스트린에 존재하는 글루코스 단위구조 총 결합수 중 글루코스 단위구조의 α-1,6 결합수의 백분율로 정의되며 하기와 같은 식으로 계산할 수 있다.The branching degree of the dextrin is defined as the percentage of the number of α-1,6 bonds of the glucose unit structure among the total number of bonds of the glucose unit structure present in the dextrin, and can be calculated as follows.
도 6은 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린의 분지도를 1H NMR(500 MHz)로 측정한 스펙트럼이다. 도 6에서 5.86 ppm의 피크는 α-1,4 결합을 나타내고 5.50 ppm의 피크는 α-1,6 결합을 나타낸다. 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린의 분지도는 5.03% 이었고, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린의 분지도는 3.93% 이었고, 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 분지도는 5.24% 이었다. 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 분지도가 가장 높게 나온 이유는 덱스트린의 원료 전분인 찰옥수수전분에 α-1,6 결합을 가지는 아밀로펙틴의 함량이 높기 때문이다.Figure 6 is a spectrum of the branching degree of DE 7 branched dextrin obtained in Preparation Example 9 measured by 1H NMR (500 MHz) in an example of the present invention. In Figure 6, the peak at 5.86 ppm represents α-1,4 bond and the peak at 5.50 ppm represents α-1,6 bond. The branching degree of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 was 5.03%, and the branching degree of the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4 was 3.93%, and the branching degree of the commercially available waxy corn starch-based DE 8 was 3.93%. The branching degree of dextrin was 5.24%. The reason why the commercially available DE 8 waxy corn starch-based dextrin had the highest degree of branching is because the waxy corn starch, which is the raw starch of dextrin, has a high content of amylopectin, which has an α-1,6 bond.
(3) 냉장보관 안정성 비교(3) Comparison of refrigerated storage stability
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 각각 증류수에 용해시켜 30 중량% 농도의 덱스트린 용액을 준비하고, 4℃에서 7일 동안 냉장보관하면서 백탁의 발생 여부를 관찰하였다. 도 7은 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 냉장보관 안정성을 비교한 결과이다. 도 7에서 보이는 바와 같이 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린보다 덱스트로스 당량 값은 낮지만 더 우수한 냉장보관 안정성을 나타냈다. 또한, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린보다 분지도 및 덱스트로스 당량 값은 낮지만 더 우수한 냉장보관 안정성을 나타냈다.The branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were each dissolved in distilled water to prepare a dextrin solution with a concentration of 30% by weight. was prepared and refrigerated at 4°C for 7 days to observe whether white turbidity occurred. Figure 7 shows refrigerated storage of branched dextrin DE 7 obtained in Preparation Example 9, dextrin DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and commercially available waxy corn starch-based dextrin DE 8 in an example of the present invention. This is the result of comparing stability. As shown in Figure 7, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 had a lower dextrose equivalent value than the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, but showed better refrigerated storage stability. In addition, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 had a lower branching degree and dextrose equivalent value than the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8, but showed better refrigerated storage stability.
(4) 용해도 비교(4) Comparison of solubility
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 각각 100㎖의 증류수에 미리 설정한 농도(%, w/w)로 첨가하고 600 rpm으로 교반하면서 완전히 용해되는 시간을 측정하여 용해도를 비교하였다. 도 8은 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 용해도를 비교한 결과이다. 도 8에서 보이는 바와 같이 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린보다 덱스트로스 당량 값은 낮지만 더 높은 용해도를 나타냈다. 또한, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린보다 분지도 및 덱스트로스 당량 값은 낮지만 더 높은 용해도를 나타냈다.The branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were each mixed in 100 ml of distilled water at a preset concentration (%). , w/w) and compared the solubility by measuring the time for complete dissolution while stirring at 600 rpm. Figure 8 shows the solubility of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 in an example of the present invention. This is the result of comparison. As shown in Figure 8, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 had a lower dextrose equivalent value than the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, but showed higher solubility. In addition, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 had a lower branching degree and dextrose equivalent value than the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8, but showed higher solubility.
(5) 흐름성 비교(5) Flow comparison
안식각 측정기(BT-200 Tester with Funnel 5㎜)로 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 안식각(Angle of repose)을 측정하고, 안식각 값에 기초하여 덱스트린 시료의 흐름성을 평가하였다. 안식각이란 고결되지 않은 분말이 사면 위에 퇴적될 때 흘러내리지 않고 퇴적될 수 있는 최대의 경사각을 말하며, 일반적으로 안식각이 작으면 분말의 흐름성이 좋다는 것을 의미한다. 완전 평면인 기준판 위의 일정한 높이에 고정된 특수한 깔대기에 시료 100g을 통과시키고, 형성된 원뿔의 높이를 측정하여 안식각을 계산하였다. 하기 표 3에 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 안식각 측정 결과를 요약하였다.Branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 using an angle of repose meter (BT-200 Tester with Funnel 5 mm). The angle of repose was measured, and the flowability of the dextrin sample was evaluated based on the angle of repose value. The angle of repose refers to the maximum angle of inclination at which unconsolidated powder can be deposited without flowing down when deposited on a slope. Generally, a smaller angle of repose means better flowability of the powder. 100 g of the sample was passed through a special funnel fixed at a certain height on a completely flat reference plate, and the height of the formed cone was measured to calculate the angle of repose. Table 3 below summarizes the angle of repose measurement results of the DE 7 branched dextrin obtained in Preparation Example 9, the DE 11 dextrin obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin DE 8.
상기 표 3에서 보이는 바와 같이 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린보다 더 좋은 흐름성을 보였다.As shown in Table 3, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 showed better flowability than the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8.
(6) 흡습성 비교(6) Hygroscopicity comparison
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 각각 30℃, 상대 습도 75%인 항온 항습기에 넣고 보관하면서 시간 경과에 따른 중량을 측정하고 이를 통해 수분 함량(중량%)을 계산하였다. 도 9는 본 발명의 실시예에서, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 소정 조건의 항온 항습기에 보관하였을 때 시간 경과에 따른 분말 상태를 나타낸 것이다. 또한, 하기 표 4에 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 소정 조건의 항온 항습기에 보관하였을 때 시간 경과에 따른 수분 함량을 정리하였다.The branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were placed in a constant temperature and humidity chamber at 30°C and 75% relative humidity. The weight over time was measured while stored and the moisture content (% by weight) was calculated from this. Figure 9 shows, in an example of the present invention, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 under predetermined conditions. This shows the state of the powder over time when stored in a constant temperature and humidity chamber. In addition, in Table 4 below, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were stored in a constant temperature and humidity chamber under predetermined conditions. When stored, the moisture content over time was summarized.
도 9 및 상기 표 4에서 보이는 바와 같이 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린은 시간의 경과되어도 흡습 정도가 크지 않아 분말 상태를 유지하였으나, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린은 시간이 경과함에 따라 흡습에 의해 분말이 응집되는 현상이 발생하였다.As shown in Figure 9 and Table 4, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 did not absorb moisture significantly over time and remained in a powder state. , the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4 showed a phenomenon in which the powder agglomerated due to moisture absorption over time.
(7) 점도 비교(7) Viscosity comparison
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린을 증류수에 용해시켜 50 중량% 농도의 덱스트린 용액을 준비하고 소정의 온도 변화에 따른 RVA(Rapid Visco Analysis) 특성을 측정하였다. 하기 표 5에 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린, 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린 및 상업적으로 시판되고 있는 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린의 50 중량% 농도 수용액에 대해 온도 변화에 따른 점도 측정 결과를 정리하였다.The branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9, the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and the commercially available waxy corn starch-based dextrin of DE 8 were dissolved in distilled water to prepare a 50% by weight dextrin solution. It was prepared and the RVA (Rapid Visco Analysis) characteristics were measured according to a predetermined temperature change. Table 5 below shows the temperatures for 50% by weight aqueous solutions of branched dextrin DE 7 obtained in Preparation Example 9, dextrin DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, and commercially available waxy corn starch-based dextrin DE 8. The viscosity measurement results according to the change were summarized.
(8) 검토(8) Review
제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 비교제조예 4에서 수득한 DE 11의 덱스트린보다 덱스트로스 당량 값은 낮지만 더 우수한 냉장보관 안정성, 더 높은 용해도, 유사한 흐름성 및 더 낮은 흡습성을 나타냈다. 또한, 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린은 DE 8의 찰옥수수전분 기반 덱스트린보다 분지도 및 덱스트로스 당량 값은 낮지만 더 우수한 냉장보관 안정성, 더 높은 용해도, 더 우수한 흐름성 및 유사한 저 흡습성을 나타냈다. 제조예 9에서 수득한 DE 7의 분지 덱스트린의 이러한 특성은 제조 과정에서 사용한 분지 효소에 의해 글루코스 단위들의 α-1,4 글리코시드 결합으로 이루어진 선형 주사슬에 α-1,6 글리코시딕 결합으로 외측에 형성된 분지 사슬 뿐만 아니라, 선형 주사슬의 말단 글루코스 단위가 외측에 형성된 분지 사슬에 존재하는 글루코스 단위와 α-1,4 글리코시드 결합 또는 α-1,6 글리코시드 결합하거나, 외측으로 형성된 분지 사슬의 말단 글루코스 단위가 다른 분지 사슬에 존재하는 글루코스 단위와 α-1,4 글리코시드 결합 또는 α-1,6 글리코시드 결합하여 적어도 1개 이상의 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬을 형성하기 때문인 것으로 판단된다.The branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 had a lower dextrose equivalent value than the dextrin of DE 11 obtained in Comparative Preparation Example 4, but showed better refrigerated storage stability, higher solubility, similar flowability, and lower hygroscopicity. . In addition, the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 has lower branching degree and dextrose equivalent value than the waxy corn starch-based dextrin of DE 8, but has better refrigerated storage stability, higher solubility, better flowability, and similar low It showed hygroscopicity. These characteristics of the branched dextrin of DE 7 obtained in Preparation Example 9 are due to the fact that the linear main chain consisting of α-1,4 glycosidic bonds of glucose units is converted to α-1,6 glycosidic bonds by the branching enzyme used in the production process. In addition to the branched chain formed on the outside, the terminal glucose unit of the linear main chain is α-1,4 glycosidically bonded or α-1,6 glycosidically bonded to the glucose unit present in the branched chain formed on the outside, or the branch formed on the outside This is because the terminal glucose unit of the chain forms an α-1,4 glycosidic bond or an α-1,6 glycosidic bond with the glucose unit present in another branched chain to form at least one branched chain with a closed ring structure. It is judged.
3. 3차 실험 : 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 4인 분지 덱스트린 제조 및 다양한 물성 확인3. Third experiment: Preparation of branched dextrin with dextrose equivalent (DE) value of 4 and confirmation of various physical properties
3.1. 분지 덱스트린의 제조3.1. Preparation of branched dextrins
제조예 10.Manufacturing Example 10.
옥수수전분을 이온교환수(ion exchanged water)에 현탁하여 전분 농도가 30 중량%인 전분 현탁액을 준비하였다. 이후, 전분 현탁액의 pH를 약 5.9로 조정하고 여기에 내열성 알파-아밀라제(제품명 : SEBstar HTL; 공급사 : Advanced Enzymes)을 전분 건조중량 대비 0.02%(w/w)의 양으로 첨가하고 염화칼슘을 칼슘 이온의 농도가 약 85 ppm이 되도록 첨가한 후 약 105℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 1단계 액화 반응을 진행하였다. 1단계 액화 반응에 의해 수득한 1단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 2이었다. 이후, 1단계 처리 전분 액화액을 약 95℃로 냉각하고 약 95℃에서 약 20분 동안 정치하여 2단계 액화 반응을 진행하였다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액을 약 130℃에서 약 5분 동안 가열처리하여 효소 실활을 진행하였다. 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 이후, 2단계 처리 전분 액화액의 pH를 약 6.0으로 조정하고, 여기에 분지 효소(제품명 : Branchzyme; 공급사 : Novozymes)를 원료 전분 건조중량 대비 1.0%(w/w)의 양으로 첨가하고 70℃에서 48 hr 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시켰다. 이후, 분지화 반응 산물 함유 용액을 여과, 탈색 및 이온교환정제 등과 같은 일련의 과정으로 처리하여 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하였다. 수득한 분지 덱스트린의 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값은 약 4이었다. 또한, 분지 덱스트린 함유 용액을 감압농축하여 고형분 농도가 약 50 브릭스(Brix)인 덱스트린 함유 농축액을 얻고, 이를 분무건조(Spray dry)하여 분말 형태의 분지 덱스트린을 수득하였다.Corn starch was suspended in ion exchanged water to prepare a starch suspension with a starch concentration of 30% by weight. Afterwards, the pH of the starch suspension was adjusted to about 5.9, heat-resistant alpha-amylase (product name: SEBstar HTL; supplier: Advanced Enzymes) was added in an amount of 0.02% (w/w) based on the dry weight of starch, and calcium chloride was added as calcium ion. After adding it to a concentration of about 85 ppm, it was heated at about 105°C for about 5 minutes to proceed with a first-stage liquefaction reaction. The dextrose equivalent (DE) value of the first-stage treated starch liquefied liquid obtained by the first-stage liquefaction reaction was about 2. Afterwards, the first-stage treated starch liquefaction was cooled to about 95°C and left at about 95°C for about 20 minutes to proceed with the second-stage liquefaction reaction. Thereafter, the 2-step treated starch liquefaction was heated at about 130°C for about 5 minutes to deactivate the enzyme. The dextrose equivalent (DE) value of the two-step treated starch liquefaction obtained after enzyme deactivation was about 4. Afterwards, the pH of the second-stage processed starch liquefaction was adjusted to about 6.0, and branching enzyme (product name: Branchzyme; supplier: Novozymes) was added in an amount of 1.0% (w/w) based on the dry weight of the raw starch and stored at 70°C. The branching reaction was carried out for 48 hr to produce branched dextrin. Thereafter, the solution containing the branching reaction product was subjected to a series of processes such as filtration, decolorization, and ion exchange purification to obtain a solution containing branched dextrin. The dextrose equivalent (DE) value of the obtained branched dextrin was about 4. In addition, the branched dextrin-containing solution was concentrated under reduced pressure to obtain a dextrin-containing concentrate with a solid concentration of about 50 Brix, and this was spray dried to obtain branched dextrin in powder form.
3.2. 분지 덱스트린의 다양한 물성 확인3.2. Verification of various physical properties of branched dextrin
(1) 분자량 및 분지도(1) Molecular weight and branching degree
제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 분자량을 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)를 이용하여 측정하였고, 분지도를 1H NMR(500 MHz)을 이용하여 측정하였다.The molecular weight of the branched dextrin of DE 4 obtained in Preparation Example 10 was measured using gel permeation chromatography (GPC), and the degree of branching was measured using 1H NMR (500 MHz).
도 10은 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 분자량을 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)로 측정한 스펙트럼이다. 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 중량평균분자량(Mw)은 69,745 이고, 최소 분자량은 1,744 이고 최대 분자량은 77,238 이었다.Figure 10 is a spectrum of the molecular weight of DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 of the examples of the present invention measured by gel permeation chromatography (GPC). The weight average molecular weight (Mw) of the branched dextrin of DE 4 obtained in Preparation Example 10 was 69,745, the minimum molecular weight was 1,744, and the maximum molecular weight was 77,238.
도 11은 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 분지도를 1H NMR(500 MHz)로 측정한 스펙트럼이다. 도 11에서 5.86 ppm의 피크는 α-1,4 결합을 나타내고 5.50 ppm의 피크는 α-1,6 결합을 나타낸다. 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 분지도는 4.8% 이었다.Figure 11 is a spectrum of the branching degree of DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 among the examples of the present invention measured by 1H NMR (500 MHz). In Figure 11, the peak at 5.86 ppm represents α-1,4 bond and the peak at 5.50 ppm represents α-1,6 bond. The branching degree of the branched dextrin of DE 4 obtained in Preparation Example 10 was 4.8%.
(2) 제조 과정에서의 여과성(2) Filterability during manufacturing process
제조예 10에서 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액과, 분지화 반응 후 수득한 분지화 반응 산물 함유 용액의 여과성을 확인하기 위해 미리 제작한 여과기에 여과한 후 여과 전과 여과 후의 상태를 관찰하였다. 상기 여과기는 Watman No. 2 여과지 위에 규조토를 약 2㎝의 두께로 도포한 것이다. 도 12는 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 효소 실활 후 수득한 2단계 처리 전분 액화액을 소정의 여과기로 여과하였을 때 여과 전과 여과 후의 상태를 나타낸 사진이다. 또한, 도 13은 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 분지화 반응 후 수득한 분지화 반응 산물 함유 용액을 소정의 여과기로 여과하였을 때 여과 전과 여과 후의 상태를 나타낸 사진이다. 도 12 및 도 13에서 보이는 바와 같이 2단계 액화 반응 및 효소 실활을 통해 수득한 DE 4의 전분 액화액은 여과가 거의 이루어지지 않은 반면, 전분 액화액에 분지 효소를 첨가하고 분지화 반응을 진행시켜 수득한 DE 4의 분지화 반응 산물 함유 용액은 여과가 원활하게 이루어졌다.In order to check the filterability of the two-step treated starch liquefied solution obtained after enzyme deactivation in Preparation Example 10 and the branching reaction product-containing solution obtained after branching reaction, they were filtered through a previously prepared filter and the conditions before and after filtration were observed. did. The filter was Watman No. 2 Diatomaceous earth was applied to a thickness of approximately 2 cm on the filter paper. Figure 12 is a photograph showing the state before and after filtration when the two-step treated starch liquefaction obtained after enzyme deactivation in Preparation Example 10 of the examples of the present invention was filtered through a predetermined filter. In addition, Figure 13 is a photograph showing the state before and after filtration when the solution containing the branching reaction product obtained after the branching reaction in Preparation Example 10 of the examples of the present invention was filtered through a predetermined filter. As shown in Figures 12 and 13, the starch liquefied solution of DE 4 obtained through a two-step liquefaction reaction and enzyme deactivation was hardly filtrated, while branching enzyme was added to the starch liquefied solution and the branching reaction was carried out. The obtained solution containing the branching reaction product of DE 4 was smoothly filtered.
(3) 냉장보관 안정성(3) Refrigerated storage stability
제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린을 증류수에 용해시켜 30 중량% 농도의 덱스트린 용액을 준비하고, 4℃에서 30일 동안 냉장보관하면서 백탁의 발생 여부를 관찰하였다. 도 14는 본 발명의 실시예 중 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린의 냉장보관 안정성을 측정한 결과이다. 도 14에서 보이는 바와 같이 제조예 10에서 수득한 DE 4의 분지 덱스트린은 용액 상태로 4℃에서 30일 동안 냉장보관하는 경우에도 백탁이 발생하지 않았고, 우수한 냉장보관 안정성을 나타내었다.The DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 was dissolved in distilled water to prepare a dextrin solution with a concentration of 30% by weight, and the solution was refrigerated at 4°C for 30 days to observe whether white turbidity occurred. Figure 14 shows the results of measuring the refrigerated storage stability of DE 4 branched dextrin obtained in Preparation Example 10 of the examples of the present invention. As shown in Figure 14, the branched dextrin of DE 4 obtained in Preparation Example 10 did not develop cloudiness even when refrigerated in solution form at 4°C for 30 days and showed excellent refrigerated storage stability.
이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.As described above, the present invention has been described through the above-mentioned embodiments, but the present invention is not necessarily limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope and spirit of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention should be interpreted to include all embodiments falling within the scope of the patent claims attached to the present invention.
Claims (10)
상기 분지 사슬은 주사슬의 외측에 형성된 비고리형 구조의 분지 사슬 및 적어도 1개 이상의 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬을 포함하고,
덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6이고,
중량평균분자량(Mw)이 45,000~90,000이고,
분지도가 4.0~5.5%인 것을 특징으로 하는 분지 덱스트린.
A dextrin having a structure comprising a linear main chain composed of α-1,4 glycosidic bonds of glucose units and a branched chain formed outside the main chain and composed of glucose units,
The branch chain includes a branch chain with an acyclic structure formed outside the main chain and at least one branch chain with a closed ring structure,
The dextrose equivalent (DE) value is 2 to 6,
The weight average molecular weight (Mw) is 45,000 to 90,000,
Branched dextrin, characterized by a branching degree of 4.0 to 5.5%.
덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 3~5이고,
중량평균분자량(Mw)이 60,000~80,000이고,
최소 분자량이 1,400이고 최대 분자량이 90,000이며,
분지도가 4.4~5.2%인 것을 특징으로 하는 분지 덱스트린
According to paragraph 1,
The dextrose equivalent (DE) value is 3 to 5,
The weight average molecular weight (Mw) is 60,000 to 80,000,
The minimum molecular weight is 1,400 and the maximum molecular weight is 90,000,
Branched dextrin characterized by a branching degree of 4.4-5.2%
상기 폐쇄된 고리형 구조의 분지 사슬은 주사슬의 말단 글루코스 단위가 외측에 형성된 비고리형 분지 사슬에 존재하는 글루코스 단위와 α-1,4 글리코시드 결합 또는 α-1,6 글리코시드 결합하여 형성되거나, 외측으로 형성된 비고리형 분지 사슬의 말단 글루코스 단위가 다른 비고리형 분지 사슬에 존재하는 글루코스 단위와 α-1,4 글리코시드 결합 또는 α-1,6 글리코시드 결합하여 형성된 것인, 분지 덱스트린.
The method of claim 1, wherein the branched chain of the acyclic structure is formed by an α-1,6 glycosidic bond with the main chain,
The branched chain of the closed cyclic structure is formed by an α-1,4 glycosidic bond or an α-1,6 glycosidic bond between the terminal glucose unit of the main chain and the glucose unit present in the non-cyclic branched chain formed on the outside. , a branched dextrin formed by an α-1,4 glycosidic bond or an α-1,6 glycosidic bond between the terminal glucose unit of an outwardly formed acyclic branched chain and a glucose unit present in another acyclic branched chain.
The branched dextrin according to claim 1, wherein the branched dextrin is a highly branched cyclic dextrin (HBCD).
(a) 전분 현탁액에 내열성 알파-아밀라제를 첨가하고 85~115℃에서 가열처리하여 액화 반응을 진행하고, 바로 125~145℃에서 가열처리하여 내열성 알파-아밀라제를 실활시킨 후, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6인 액화 전분을 포함하는 전분 액화액을 수득하는 단계; 및
(b) 상기 전분 액화액에 분지 효소(branching enzyme)를 전분 건조중량 대비 0.6%(w/w) 이상의 양으로 첨가하고 20 hr 이상의 시간 동안 분지화 반응을 진행하여 분지 덱스트린을 생성시킨 후, 덱스트로오스 당량(dextrose equivalent, DE) 값이 2~6인 분지 덱스트린을 포함하는 분지 덱스트린 함유 용액을 수득하는 단계.
A method for producing a branched dextrin selected from any one of claims 1 to 4, comprising the following steps:
(a) Heat-resistant alpha-amylase is added to the starch suspension and heat-treated at 85-115°C to proceed with the liquefaction reaction. Immediately heat-treated at 125-145°C to deactivate the heat-resistant alpha-amylase, and then dextrose equivalent ( Obtaining a liquefied starch liquid containing liquefied starch with a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6; and
(b) Branching enzyme is added to the starch liquefaction in an amount of 0.6% (w/w) or more based on the dry weight of starch, and branching reaction is performed for more than 20 hr to produce branched dextrin, and then dextrin is added. Obtaining a branched dextrin-containing solution containing branched dextrins with a dextrose equivalent (DE) value of 2 to 6.
The method of claim 5, wherein the liquefaction reaction is carried out by adding heat-resistant alpha-amylase to the starch suspension and heating at 100-115°C for 2-10 minutes to proceed with the first-stage liquefaction reaction, followed by cooling and 5 minutes at 85-100°C. A method for producing branched dextrins, comprising conducting a two-step liquefaction reaction by heat treatment for ~40 minutes.
The method of claim 5, wherein the amount of heat-resistant alpha-amylase added is 0.005 to 0.08% (w/w) based on the dry weight of starch.
The method for producing branched dextrin according to claim 5, wherein the heat treatment time for deactivation of the heat-resistant alpha-amylase is 2 to 10 minutes.
The method for producing branched dextrin according to claim 5, wherein the amount of branching enzyme added is 0.7 to 1.5% (w/w) based on the dry weight of starch.
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