The Effect of Heating Rate by Ohmic Heating on Rheological Property of Corn Starch Suspension

Granule swelling is essential phenomenon of starch gelatinization in excess water, and characteristic of heated starch dispersion depends largely on size and distribution of swelled starch granule. Although swelling characteristic of starch granules depends on type of starch, heating rate, and moisture content, influence of heating rate on swelling phenomenon of starch granule has not been fully discussed, because constant heating rate of starch dispersion cannot be obtained by conventional heating method. Ohmic heating, electric-resistant heat generation method, applies alternative current to food materials, through which heating rate can be easily controlled precisely and conveniently at wide range of constant heating rates. Starch dispersion heated at low heating rates below $7.5^{\circ}C/min$ showed Newtonian fluid behavior, whereas showed pseudoplastic behavior at heating rates above $16.4^{\circ}C/min$. Apparent viscosity of starch dispersion increased linearly with increasing heating rate, and yield stress was dramatically increased at heating rates above $16.4^{\circ}C/min$. Average diameter of corn starch granules during ohmic heating was dramatically increased from $30.97\;to\;37.88\;{\mu}m$ by increasing heating rate from $0.6\;to\;16.4^{\circ}C/min$ (raw corn starch: $13.7\;{\mu}m$). Hardness of starch gel prepared with 15% corn starch dispersion after heating to $90^{\circ}C$ at different heating rates decreased gradually with increasing heating rate, then showed nearly constant value from $9.4\;to\;23.2^{\circ}C/min$. Hardness increased with increase of heating rate higher than $23.2^{\circ}C/min$.

Ohmic Heating에 의한 가열속도 변화가 옥수수전분의 물성특성에 미치는 영향

전분의 가열, 호화과정에서 ohmic heater를 이용하여 가열속도를 변화시키면서 가열속도가 전분현탁액의 팽윤특성 및 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 3% 옥수수 전분현탁액을 가열속도를 변화시키면서 $90^{\circ}C$까지 가열한 후 냉각시키고 현미경 관찰과 입도분포를 측정한 결과 생옥수수 전분입자의 평균 직경은 $13.7{\mu}m$이었으며 $0.6^{\circ}C/min$의 가열속도로 가열했을 경우 $30.97{\mu}m$, $16.4^{\circ}C/min$로 가열한 경우는 $37.88\;{\mu}m$로 평균직경이 급속히 증가하였으나 $16.4^{\circ}C/min$ 이상의 가열속도에서는 완만히 증가하여 $45.5^{\circ}C/min$일 때는 $41.56\;{\mu}m$로 증가하였다. 즉, 가열속도는 전분입자의 팽윤에 영향을 주며, 가열속도의 증가는 전분입자의 팽윤을 촉진하는 것으로 나타났다. $7.5^{\circ}C/min$ 이하의 낯은 속도로 가열한 3% 옥수수 전분현탁액은 Newtonian fluid에 가까운 유동곡선 특성을 보였다. 그러나 가열속도 $16.4^{\circ}C/min$ 이상에서는 전분현탁액이 pseudoplastic fluid의 거동을 나타내었으며, yield stress가 현저히 증가되었다. 또한 겉보기 점도는 가열속도가 증가함에 따라 선형적으로 증가하였다. 15%의 옥수수전분현탁액을 각각 다른 가열속도로 $90^{\circ}C$까지 가열한 후, 전분겔을 조제하여 가열속도에 따른 전분겔의 견고성(hardness)을 측정한 결과, 완만 가열하여 제조한 전분겔의 견고성은 높은 값을 나타내었으며, 가열속도가 증가함에 따라 차츰 감소하다가 가열속도 $9.4-23.2^{\circ}C/min$의 범위에서는 거의 일정한 값을 나타내었다. 그러나 이후에는 가열속도가 증가함에 따라 전분겔의 견고성이 다시 증가하였다.