가열 조리시 쌀 전분 입자들의 형태학적 변화와 리올로지 특성과의 관계

Correlation of morphological changes of rice starch granules with rheological properties during heating In excess water

12품종의 쌀로 부터 분리 정제한 전분의 2.5% (w/v) 현탁액을 각각 $65^{\circ}C$에서 $95^{\circ}C$까지 $5^{\circ}C$ 간격으로 30분간 가열 조리한 후, 전분 입자들의 형태학적 변화를 주사현미경으로 관찰 하였다. 품종에 관계없이 쌀 전분 입자들은 온도가 증가함에 따라 점진적인 형태학적 변화를 보여주었다. 이들 형태학적 변화는 전분의 팽윤도, 용해도 및 아밀로그라프점성 특성등과 밀접한 연관성을 보였다. 전분 입자로 부터 가용성 물질이 용출되는 것과 팽윤된 전분 입자가 그 자체의 독특한 형태를 잃고 서로 망상구조로 연결되면서 이들 리올로지 특성들의 급격한 증가를 가져왔다. 초기 팽윤 단계에서 전분 입자들의 독특한 구조손실 시기는 각각의 호화온도에 영향을 받았다. 호화 온도 이상의 높은 온도에서 전분 입자들이 삼차원적 망상구조를 형성하는 정도는 아밀로오스 함량이 감소할 수록 망상구조가 더 세밀해지며, 증가하는 경향을 보였다.

Morphological changes of starch granules from 12 different varieties of rice were examined by scanning electron microscopy during heating at 2.5% (w/v) concentration. Rice starch granules proceeded through a similar pattern of progressive morphological changes daring heating, regardless of variety. Rice starch granules began to swell radially in the initial stage of gelatinization and then undergo radial contraction and random tangential expansion to form complex structures in the latter stage of gelatinization temperature range. At higher temperatures, starch granules softened and melted into thin flat discs, and then stretched into thin filaments to form three-dimensional networks. These progressive morphological changes were reflected in the changes of swelling power, solubility and amylograph viscosity of starch. During the transition of melting or softening, swelling power, solubility and amylograph viscosity increased rapidly. The time of loss of granular structure of starch depended on gelatinization temperature range. The ratio of amylose to amylopectin was largely responsible fur the rate of melting or softening and the fineness of a three-dimensional filamentous network above the gelatinization temperature range. Therefore, both the gelatinization temperature range and amylose content of starch affect the rate of cooking, and amylose content of starch affects the final texture of cooked starch paste.