소개
전분은 아밀로오스와 아밀로펙틴으로 구성된 다당류로 감자, 밀, 쌀 등과 같은 많은 식용 가능 식물에 존재합니다. 제약 산업에서는 정제를 압축하는 동안 바인더로 사용되며 정제가 수분에 노출되는 즉시 붕해제로 사용됩니다. 전분은 소스와 푸딩의 증점제 및 안정제 역할을 하는 식품 산업에서도 중요한 역할을 합니다. 식품 산업에서의 사용과 마찬가지로 전분은 종이 및 목재 가공에서 환경 친화적인 접착제로도 사용할 수 있습니다. 전분 기반 접착제는 수분과 온도에 반응하기 때문에 포장 산업에서 유용합니다. 또한 변성 전분은 페인트, 코팅제, 화장품의 증점제로도 사용됩니다. RVA 곡선을 사용한 점도 측정은 산업 응용 분야의 흐름 특성을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
액체에서 가열하면 전분 과립이 부풀어 오르고 부분 결정 상태에서 겔 형태로 변합니다. 젤라틴화라고 하는 이 과정에는 전분의 구조와 유동 특성의 변화가 수반됩니다. 이 과정은 제어된 온도 조건에서 전분의 유변학적 거동을 연구하여 시뮬레이션할 수 있습니다. 또한 관련 유변학적 파라미터를 통해 제품의 품질을 평가합니다.
측정 조건 및 시료 홀더- 특히 전분 테스트의 경우
다음에서는 젤라틴화가 쌀 전분의 전단 점도에 미치는 영향을 키넥서스 회전 레오미터를 사용하여 조사합니다. 이를 위해 전분 전용 지오메트리가 사용됩니다. 컵과 2날 혼합 패들로 구성되어 있습니다(그림 1).
물 25g에 전분 3g으로 구성된 샘플을 조사했습니다. 측정 조건은 표 1에 요약되어 있습니다. 선택한 온도 프로그램은 전분 페이스트 특성을 테스트하고 평가하는 데 일반적으로 사용됩니다. 결과 전단 점도 곡선을 RVA 곡선(Rapid Visco-Analyzer 곡선)이라고 합니다.
표 1: 측정 조건
| 단계 | 온도 [°C] | 전단 속도 [s-1] | 시간 [초] |
|---|---|---|---|
| 전단 전단 | 50 | 200 | 30 |
| 1 | 50 | 54 | 60 |
| 2 | 50 - 95, 6 K/min | 54 | - |
| 3 | 95 | 54 | 150 |
| 4 | 95 - 50, 6 K/min | 54 | - |
| 5 | 60 | 54 | 60 |
측정 결과
그림 2는 위의 테스트 방법에 따라 얻은 쌀 전분의 젤라틴화 곡선을 보여줍니다. 테스트 초반에는 온도를 서서히 높였습니다. 젤라틴화 온도에 도달하기 전에 전분은 질서 정연한 결정 상태로 배열되어 물을 흡수하거나 부풀어 오르지 못했습니다. 점도 곡선은 전혀 변하지 않았고 점도는 일정하게 유지되었습니다.
온도가 계속 상승하면 점도가 증가하기 시작합니다. 이 시점에서 전분 과립이 젤라틴화되기 시작하고 결정이 파괴되기 시작하며 원래의 정렬된 구조가 손실됩니다. 붙여 넣기 온도라고 하는 온도 곡선의 해당 지점은 일반적으로 아밀로오스와 아밀로펙틴의 비율에 따라 달라집니다.
더 가열하는 동안 점도는 계속 증가합니다. 특정 온도에서 점도는 최대 점도에 도달하며, 이를 최고점도라고 합니다. 여기서 전분 입자는 물을 흡수하고 팽창하여 최대로 팽창합니다. 최고 점도가 낮으면 전분의 팽창 능력이 약해 젤라틴화나 조리가 더 어려워지는 경우가 많습니다.
최고 점도를 초과하면 전분의 완전한 수분 흡수와 부종으로 인해 더 이상 물을 흡수 할 수 없습니다. 따라서 시간이 지남에 따라 강한 교반 작용으로 전분 페이스트의 구조가 지속적으로 파괴되어 분자 사슬이 끊어집니다. 이로 인해 점도가 특정 최소값에 도달 할 때까지 점도가 감소하며, 이는 유지 점도, 트로프 점도 또는 핫 페이스트 점도라고도 할 수 있습니다. 일반적으로 등온 기간이 끝나거나 냉각이 시작될 때 발생합니다. 구조의 파괴는 전분의 구성과 관련이 있습니다.
최고 점도와 최소 점도의 차이를 분해 값 또는 분해 값이라고 하며, 전분 구조의 손상을 정량적으로 평가하는 데 사용할 수 있습니다. 전분 과립의 분해는 아밀로오스와 아밀로펙틴의 비율뿐만 아니라 전분 과립의 표면 처리와 같은 다른 많은 요인에 따라 달라집니다.
온도가 다시 초기 온도로 떨어지면 점도는 더 높은 점도 수준으로 되돌아가는데, 이는 냉각 중에 선형 전분의 재결정화, 즉 역분해로 인해 발생합니다. 이 점도를 최종 점도 또는 콜드 페이스트 점도라고 하며, 식감이나 맛의 일관성 또는 숙성 속도를 판단하는 지표로 사용할 수 있습니다.
최저 점도와 최종 점도의 차이를 세트백 점도라고 합니다. 이는 냉각 과정에서 선형 전분의 재결합과 관련이 있으며 선형 전분의 함량, 팽창 정도 및 전분 입자의 분해에 따라 달라집니다. 역행 값이 낮을수록 이 전분으로 만든 제품의 질감이 부드러워지고 노화 및 경화 속도가 느려집니다.
결론
쌀 전분의 접착 및 역분해 특성을 평가하기 위해 Kinexus 회전 레오미터로 RVA 곡선을 측정했습니다. 이러한 유형의 측정은 rSpace 측정 및 평가 소프트웨어에 전분 테스트 전용 방법이 포함되어 있기 때문에 Kinexus로 특히 쉽게 수행할 수 있습니다.
결과 곡선의 해석과 분석은 제품 품질을 예측하고 조정하는 데 사용됩니다. 또한 이 소프트웨어를 사용하면 주관적인 사람의 지각도 정량화할 수 있습니다. 예를 들어, 부드러운 페이스트리의 경우 최고 점도가 높으면 부풀어 오름이 강해 제품이 더 부드럽고 덜 쫄깃하다는 것을 의미합니다. 점도가 떨어지면 열과 전단 응력 하에서 안정성이 약한 구조임을 나타냅니다. 최종 점도가 높으면 역행성(아밀로스 재결합)이 높아져 더 단단하고 쫄깃한 페이스트리를 만들 수 있습니다.