난소화성 전분과 하이드로콜로이드 혼합물의 이화학적 특성 및 식품학적 특성 변화 연구

Abstract

Arabic gum (ARA), carboxymethylcellulose (CMC), gellan gum (GELL), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), sodium alginate (ALG), pectin (PEC), xanthan gum (XAN) 등 7종류의 hydrocolloid를 resistant starch 4 (RS4)에 첨가하여1) RS4/hydrocolloid혼합물의 이화학적 및 물성학적 특성을 분석하고 2) RS4/hydrocolloid를 대체한 제과에 적용하여 식품학적 특성 및in vitro 소화율을 분석을 통하여 기능성 식품개발의 기초 자료를 제시하고자 하였다. Part 1에서는 7종류의 hydrocolloid를 0.1, 0.5% 농도로 RS4에 첨가하여 RS4/hydrocolloid혼합물의 이화학적, 물성학적 및 호화 특성을 비교하였다. 95ºC에서 RS4의 팽윤력과 용해도는 매우 낮았는데, hydrocolloid의 종류와 농도에 따른 팽윤력은 큰 변화는 없었으며, 용해도는 hydrocolloid농도에 따라 현저히 증가하였고hydrocolloid 종류에 따른 증가차이는 크지 않았다. 정상 유동특성은 RS4 및 RS4/hydrocolloid혼합물은 모두 shear-thinning 거동을 보였으며, GELL 0.5% 첨가군의 유동성 지수 n값은 가장 낮고 점조도 지수K값은 가장 높아 RS4호액의 shear-thinning 거동에 상승효과가 가장 현저하였다. 동적점탄성은 ARA, HPMC 첨가군을 제외한 hydrocolloid 첨가군의 G’, G”은 RS4보다 높았는데 그 중GELL 0.5% 첨가군의 G’, G”은 가장 높아 RS4의 점탄성을 가장 현저히 증가시켰고 그 다음 XAN, ALG, CMC 첨가군 순으로 높았다. 4ºC에서 3일 저장 후 RS4는 물층과 전분층은 분리되었는데, RS4/hydrocolloid 혼합물에서0.1%, 0.5% XAN, 0.5% CMC, 0.5% GELL 시험군은 물층과 전분층의 분리되지 않았다. RVA에 의한 호화 특성 결과는 RS4는 RVA 측정 동안 점도 변화가 거의 보이지 않았고, hydrocolloid 중에서 XAN, CMC가 RS4의 호화점도에 현저한 영향을 미친 반면에ARA은 첨가량에 관계없이 RS4 와 비슷한 호화패턴을 나타내었다. Part 2에서는 100% 밀가루를 control로 하고, 밀가루 중량대비RS4를 10%, 30% 비율로 대체하고 7종류의 hydrocolloid를 0.5%로 고정하여 첨가한 RS4 혼합 밀가루의 이화학적 특성, 반죽특성 및 머핀을 제조해 제과 특성과 in vitro 소화율을 분석하였다. 팽윤력 및 용해도는 RS4 대체량이 증가할수록 감소했는데 hydrocolloid 첨가군의 팽윤력은 GELL첨가군이 밀가루보다 유의 하게 증가했으며, 용해도는 밀가루보다 증가했고 그 중 XAN 첨가군이 가장 높았다. RVA에 의한 호화 특성은hydrocolloid 종류에 관계없이 RS4 대체량이 증가할수록 호화점도는 감소한 경향을 보이었다. 최고점도는 XAN 첨가군이 가장 높았고 그 다음 CMC > ALG 순이었다. Breakdown 점도는 XAN첨가군이 가장 높았고 ARA과 HPMC 첨가한 시료는 대조군과 유의적인 차이를 없었다. Setback점도는 ARA 첨가한 시료들은 대조군과 비슷하거나 감소하였다. 반죽형성능 특성 결과 수분흡수율은 hydrocolloid 첨가유무 및 종류에 관계 없이 RS4 대체량에 따라 증가하였으며, hydrocolloid의 첨가로 모든 시험군의 수분흡수율은 밀가루보다 증가하였는데, 특히 ALG, HPMC를 첨가한 RS4 대체율 10% 의 시험군 (ALG-10, HPMC-10)이 가장 높았다. 반죽형성시간, 안정도, 약화도 및 FQN 경우는 모든 시험군은 RS4 대체량이 증가할수록 감소하였고hydrocolloid 첨가군 중 ALG-10 반죽의 반죽 형성시간, 안정도 약화도 등 반죽특성은 밀가루 반죽보다 현저히 증가하였다. 제과 특성에서 머핀의 높이는 XAN 첨가군의 높이가 밀가루 대조군보다 유의하게 증가하였다. 머핀의 crumb 색도 결과는 모든 시험군의 적색도 및 황색도는 대조군과 유의적인 차이가 없고 명도는 ARA, HPMC 을 첨가한 RS4 대체율 10%의 시험군 (ARA-10, HPMC-10)과 ALG GELL를 첨가한 RS4 대체율 30%의 시험군 (ALG-30, GELL-30)의 명도는 대조군보다 유의적으로 증가하였다. 머핀 crumb 택스쳐 특성은 제조 당일 모든 시험군은 RS4 대체량 증가함에 따라 경도, 탄성, 응집성, 검성은 다소 감소한 경향을 나타냈다. 저장 3일 후 경도 증가율도 RS4 대체량이 증가할수록 감소하였는데 ARA-30 시험군은 대조군보다 감소하였으며, ALG-30, GELL-30 순으로 경도 증가율이 감소하였고 대조군과 유의적인 차이를 없었다. Crumb 수분손실율은 RS4 30% 대체 시 감소하였으며 GELL 첨가군이 가장 적었다. In vitro 소화율은 hydrocolloid의 종류에 관계없이 RS4 30% 대체한 시료들은 감소하는 경향을 나타내었는데, 240분에서 소화율은 GELL 시험군의 분해된 glucose 양이 가장 감소하였다 이상의 결과를 통하여 RS4를 30% 대체하였을 때 수분손실율 및 경도 증 가율이 감소하여 노화와 관련된 제과특성이 향상되는 경향을 나타내 RS4를 30% 대체할 때 RS4 함유 전분질식품의 가공적성 개선에 효과적일 것으로 예상된다. Hydrocolloid에 의한 영향을 보면 ALG은 반죽형성능 특성은 증가 되었으며 경도증가율은 기존의 머핀과 유사한 경향을 나타내었고, ARA는 노화지표로 사용되는 setback점도와 경도증가율이 감소하였으며, GELL은 수분 손실율과 In vitro 소화율에서 소화된 glucose양이 현저히 감소하여 ALG, ARA, GELL를 첨가한 것이 RS4 첨가 제과의 품질개선에 효과적인 것으로 생각된다.