압출성형 공정변수에 따른 옥수수전분 팽화물의 당화특성

Saccharification Characteristics of Extruded Corn Starch at Different Process Parameters

본 실험은 압출성형을 통한 저DE덱스트린 제조공정을 확립하기 위해서 수분함량 25, 35% 배럴온도 100, $120^{\circ}C$, 스크루 회전속도 150, 250 rpm에서 압출성형한 전분을 알 파아밀라아제로 당화시켰을 때 당화특성을 연구하였다. 수 분용해지수는 원료전분 수분함량이 25%로 감소할 경우 증 가되었으며, 수분흡착지수도 수분의 감소와 함께 전체적으 로 증가하였다. 환원당함량의 경우 수분함량이 낮고 배럴온 도 높을수록 증가되었다. 120 분간 당화 후 DE 63.8로 높 게 나타났다. 비기계적 에너지 투입량(SME)의 증가와 함께 수분용해도는 증가하는 경향이었다. 또한 수분함량의 감소 와 함께 비기계적 에너지 투입량과 수분용해도는 증가하였 다. 페이스트점도는 원료전분의 수분이 낮고, 스크루 회전 속도가 증가할수록 전분사슬의 절단에 따라 저온최고점도 가 감소하는 경향을 보였다. 초기반응속도는 수분함량이 25%로 낮고 배럴온도 $120^{\circ}C$, 스크루 회전수 250 rpm에서 $2.26{\times}10^{-3}mmol/mL{\cdot}min$로 가장 높았다. 시중 호화전분 $1.83{\times}10^{-3}mmol/mL{\cdot}min$에 비해서도 높은 결과를 보였다. 당화속도상수는 히구치모델을 응용하였으며, 수분함량이 낮 고 배럴온도가 $120^{\circ}C$일 때 전체적으로 높게 나타났다. 본 실험에서 초기반응속도, 당화속도상수, 당화수율 등을 고려 할 때, 최적조건은 수분함량 25%, 배럴온도 $120^{\circ}C$, 스크루 회전속도 250 rpm이었다.

The aim of this study was to determine the effects of different extrusion conditions on the saccharification characteristics( initial reaction velocity, reaction rate constant, yield) of extruded corn starch. Extruded corn starch-water slurries were mixed with alpha-amylase for the enzymatic saccharification. The saccharification yield of extruded corn starch was high at lower feed moisture content and higher barrel temperature. The solubility of extrudates increased with increase in the SME input which increased with increase in the feed moisture content. Starch hydrolysates having DE 63.8 was obtained after 2 hr reaction. The initial reaction velocity of the extrudate slurry with alpha-amylase was higher with decrease in the feed moisture content. The initial reaction velocity of extruded corn starch was the highest ($2.26{\times}10^{-3}mmol/mL{\cdot}min$) at 25% feed moisture content and $120^{\circ}C$ barrel temperature, 250 rpm screw speed. The pregelatinized starch was $1.83{\times}10^{-3}mmol/mL{\cdot}min$ as a control. Reaction rate constant was a similar trend to initial reaction velocity.