Effect of molecular and crystalline structure on phase transition behaviors of rice starches

쌀전분의 분자 및 결정구조가 상전이에 미치는 영향

The objective of this study was to determine the molecular/crystalline structures and phase transition properties of starches isolated from six rice cultivars grown in Korea. Apparent amylose content was highest in starch obtained from the Saemimyeon cultivar (30.8%) and lowest in that obtained from the Sheonhyangheukmi cultivar (20.3%). Starch from the Saemimyeon cultivar had a lower proportion of short chains (DP 6-12) and a the higher proportion of long chains (DP${\geq}37$) than that seen in other rice starches. Saemimyeon had relatively higher pasting temperature ($86.5^{\circ}C$), gelatinization temperature ($72.1^{\circ}C$) and gelatinization enthalpy (14.2 J/g) than these values found for other rice starches. The onset temperature and enthalpy for ice crystallization of rice starch ranged from $-27.1{\sim}-20.2^{\circ}C$ and 241.1~264.8 J/g, respectively. The ice melting enthalpy measured in excess water (67% water content) of rice starches was 282.4~310.1 J/g. Among the rice starches examined, starch obtained from Sheonhyangheukmi, with the lowest amylose content, showed the lowest glass transition temperature (${T_g}^{\prime}$).

본 연구에서는 국내에서 육종된 쌀품종의 전분에 대한 분자 및 결정구조을 밝히고 이와 같은 결과들이 상전이 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 새미면 전분은 아밀로스 함량이 가장 높았으며, 다른 쌀전분에 비해 상대적으로 아밀로펙틴의 짧은 사슬(DP 6-12)과 평균사슬길이, 치반점도와 최종점도, 호화온도와 엔탈피, 2차 상전이인 ${T_g}^{\prime}$이 유의적으로 높았으며, 반대로 최고점도와 강하점도, ice melting 온도와 엔탈피가 유의적으로 낮았다. 아밀로스 함량이 가장 낮은 선향흑미는 다른 전분에 비해 유의적으로 높은 ice melting 엔탈피를 나타냈고 ${T_g}^{\prime}$이 높았다. 결과적으로 쌀 전분의 상전이 특성은 분자 및 결정 구조에 큰 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다.