Tempo를 이용하여 산화시킨 쌀가루의 이화학적 특성 및 산화 쌀가루를 첨가한 절편의 텍스처 특성

Abstract

본 연구는 쌀가루를 이용하여 전분의 1차 alchol만을 산화시키기 위한 반응 수준을 확립하고 이에 따라 산화시킨 쌀가루를 식품에 적용하여 저장성을 중진시킬 수 있는 방안을 모색하고자 수행되었다. 이를 위해 산화 반응에 첨가되는 2,2,6,6-tetramethy1-1piperidine oxoammonium ion (TEMPO)과 sodium bromide (NaBr)의 수준에 따라 산화 반응에 미치는 영향을 조사하여 이들의 사용 수준을 결정하였다. 이러한 수준에서 산화시킨 쌀가루의 이화학적 특성을 측정한 후 이를 식품에 적용하고자 절편에 첨가하여 저장 기간에 따른 텍스처 특성을 평가하였으며, 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. TEMPO와 NaBr의 수준에 따른 산화 반응의 양상을 살펴보면, 반응시간은 TEMPO 와 NaBr의 수준이 낮을수록 증가하였다. 또한, 수율은 TEMPO의 수준이 증가할수록 증가하였다가 다시 약간 감소하였으며 NaBr의 수준이 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈다. 선택성도 NaBr의 수준이 증가할수록 감소하는 경향을 보였다. 이에 따라 산화잔응 시간. 수율 및 선택성을 고려하여 산화 전분 제조를 위한 TEMPO 와 NaBr의 수준을 각각 0.9mM/100 mM anhydroglucose unit 및 44mM/100 mM anhydroglucose unit이 되는 지점으로 결정하였다. 이렇게 결정된 수준에서 산화시킨 쌀가루의 겉보기 점도는 전단속도가 증가할수록 전단응력이 비직선적으로 증가하였으며 온도가 높을수록 전단응력의 변화는 완만하였다. 산화 반응을 통해 쌀가루의 물 결합능력은 매우 증가 하였으며 지방 결합능력도 다소 증가하였는데, 온도가 증가할수록 물 결합능력은 증가하는 반면 지방 결합능력은 감소하는 경향을 보였다. 쌀가루와 산화시킨 쌀가루의 유화 안전성을 평가한 결과를 살펴보면, 산화시킨 쌀가루는 대두유보다 증류수의 비율이 높은 system에서 초기에 유화 안정성이 높았다. 그러나 대체적으로 산화 반응을 통해 쌀가루의 유화 안정성은 증가하지 않는 것으로 나타났다. 쌀가루에 산화시킨 쌀가루를 대체하여 측정한 아밀로그램 특성을 살펴보면, 산화 쌀가루를 첨가할수록 초기 점성 증가 온도가 낮아지고 최고 점도는 높아지는 것으로 나타났다. 또한 산화 쌀가루의 첨가 비율이 높을수록 최고 점도가 더 큰 폭으로 증가하였으며 breakdown도 증가하였다. 전분의 노화정도를 반영하는 setback의 경우에는 산화 쌀가루를 첨가할수록 낮아져 산화 쌀가루를 식품에 적용하고자 절편에 첨가하여 가수량을 증가시키면서 제조한 직후부터 저장 기간에 따른 텍스처 특성을 평가한 결과, 가수량이 51%인 시료는 제조 직후부터 저장 24시간까지 가수량이 45%인 대조군의 텍스처와 유의적인 차이가 없었으며, 가수량이 54%인 시료는 제조 직후부터 48시간 저장 기간 내내 제조 직후의 대조군의 텍스처를 유지하였다. 본 연구를 통해 쌀가루 내 전분의 1차 alcohol만을 산화시키기 위한 TEMPO와 NaBr 수준을 확립하였고 이 수준에서 산화시킨 쌀가루의 이화학적 특성을 측정하였다. 또한 높은 물 결합능력을 가진 산화 쌀가루를 첨가하여 가수량을 증가시키면서 절편을 제조한 결과, 텍스처가 향상되어 저장기간을 연장시키는 효과가 있는 것으로 나타났다. ;This study was conducted to determine the adequate levels of 2,2,6,6-tetramethy1-1-poperidine oxoammonium ion (TEMPO) and sodium bromide (NaBr) for the selective oxidation on primary alcohol groups of rice flour and to use oxidized rice flour in Julpyun to extend its shelf life. To examine the effects of levels of TEMPO and NaBr on the oxidation reaction of rice flour, reaction time, yield, and selectivity were measured. These variables considered, ther adequate levels of TEMPO and NaBr for the oxidation of rice flour were determined by response surface methodology(RSM). Physicochemical properties of oxidized rice flour produced with TEMPO and NaBr at the levels determined were examined. Finally, textural characteristics of Julpyun containing oxidized rice flour, produced with various water contents were evaluated by Texture Analyser during 48 hour storage. As the level of TEMPO and NaBr increased, reaction time decreased. Yield increased until certain level of TEMPO, but slightly decreased at the higher level. Also, increased level of NaBr decreased yield. The higher level of NaBr resulted in the lower selectivity and TEMPO had no effect on the selectivity. Considering these results, the adequate levels of TEMPO and NaBr for the oxidation of rice flour were determined 0.9 mM/100 mM anhydroglucose unit and 44 mM anhydroglucose unit, respectively. Apparent viscosity of oxidized rice flour solution decreased as shear rate increased, indicating pseudoplastic behavior. Water and oil binging capacities of oxidized rice flour were higher compared to those of native rice flour. Emulsion stability of rice flour was not improved significantly by the oxidation. Amylographic measurements indicated that partial replacement of rice flour with oxidized rice flour resulted in decreased initial pasting temperature, increased peak viscosity and decreased setback. The positive effects of oxidized rice flour on the textural characteristics of Julpyun were noted. The hardness of Julpyun of containing 2% oxidized rice flour and 51% water was slightly greater than that of the control containing 45% water, immediately after their production, but the values of the former until 24 hour storage were not significantly different with that of the latter. Also, the hardness of Julpyun containing 2% oxidized rice flour and 54% water was not significantly different with that of the fresh control during 48 hour storage. Therefore, addition of oxidized rice flour to Julpyun improved the shelf life, thus extended the storage period.