Abstract
The changes in molecular size distribution of rice starch during extrusion cooking and simple heating of rice flour were compared and the effect of subsequent enzyme treatment on the molecular size was examined. A single-screw extruder was used with varing feed moisture contents ($17{\sim}29%$) and barrel temperatures ($100{\sim}150^{\circ}C$). An aluminium capsule immersed in oil bath ($100{\sim}200^{\circ}C$) was used for the simple heat treatment of rice flour. In case of extrusion cooking the mechanical energy input varied sharply at around 23% moisture content of the feed. At the feed moisture content of $17{\sim}23%$, a significant molecular size reduction of rice starch was observed by the gel permeation chromatography using Sephacryl S-1000 gel. The intact starch molecules of above $4{\times}10^{7}$ dalton were largely disintergrated by extrusion cooking of rice flour containing the moisture content less than 23%. It was mostly degraded further into the molecules having below $5{\times}10^{6}$ dalton by ${\alpha}-amylase$ treatment. But at the feed moisture content above 26% the starch did not show molecular size reduction either by extrusion cooking or by subsequent enzyme treatment. On the contrary little changes in molecular size of starch was occured by simple heating of rice flour containing the moisture less than 20%. but slight size reduction was observed at the moisture content above 23%, where the effect of ${\alpha}-amylase$ was also observed.
쌀가루의 압출 조리조건과 단순 열처리조건에 따른 쌀전분의 분자량 분포와 ${\alpha}-amylase$ 민감성 변화를 조사하였다. 압출조리는 단일축 압출성형기를 이용하였으며 원료의 수분함량 $17{\sim}29%$, 압출온도 $100{\sim}150^{\circ}C$ 범위에서 처리하였다. 단순 열처리는 원통형 ???L슐에 시료를 밀봉하여 $100{\sim}200^{\circ}C$ 유탕기내에서 일정시간 가열하였다. 이들 가열처리된 시료를 다시 ${\alpha}-amylase$를 처리하여 가수분해속도를 측정하였다. 쌀 전분 원료미분의 수분함량이 23% 이하일 때 압출조리시 수분용해도와 분자량 감소가 크게 일어났으며 이러한 변화는 extruder의 기계적 에너지 투입량(MEI)과 비례하였다. 한편 단순 열처리에서는 원료 수분함량이 높아짐에 따라 가열에 의한 분자량 감소가 감지되었으나 그 변화정도는 압출조리에 비교하여 저조하였다 열처리된 시료를 ${\alpha}-amylase$로 처리하였을 경우 수분함량 23% 이하에서 압출조리된 시료는 효소적 가수분해가 크게 일어나 대부분의 전분입자가 5백만 dalton 이하의 분자량을 가지게 되었으나 고수분 압출물과 단순 열처리에서는 효소처리에 의한 분자량 감소가 크게 나타나지 않았다. 이러한 분자량 변화 현상은 전분용액의 고유점도 변화에 의하여 확인되었다. 이러한 결과는 쌀전분의 저분자화에 의한 수용성 증가 및 효소반응 민감성 증대는 단순 열처리보다는 압출조리에 의하여 크게 일어나며 이것도 extruder 내에서 가열과 동시에 가해지는 강한 압력과 층밀림에 의하여 전분입자의 변형이 크게 일어나는 것을 입증하는 것이다.