전분의 어떤 성질이 묵 형성을 영향을 주는가를 알기위해 도토리, 메밀, 녹두 전분(묵전분)과 옥수수, 쌀, 밀 전분(비묵전분)의 이화학적, 분자구조적 성질과 전분지방질의 함량을 조사하여 겔 강도와 비교하였다. 전분의 아밀로오스 함량은 녹두, 도토리, 메밀, 밀, 옥수수, 쌀 순이었으며 겔 강도 역시 같은 순서로 나타나 이들 사이에서 가장 좋은 상관관계를 보였다(r=0.95). 묵전분의 아밀로오스의 특성을 보면 비묵전분보다 분자크기가 켰고(${\overline}D.P._{n}=1,800{\sim}1,580\;vs\;670{\sim}1,120$), 평균 가지수가 많았으나(${\overline}N.C.=2.9{\sim}5.4\;vs\;1.7{\sim}2.5$), 평균 가지 길이는 작았다(${\overline}C.L.=290{\sim}390\;vs\;390{\sim}450$). 묵전분의 아필로펙틴의 ${\overline}C.L.$은 비묵전분보다 컸으며 ($22.2{\sim}22.6\;vs\;18.9{\sim}21.3$), 전분지방질의 함량은 비묵전분보다 더 작았다($0.12{\sim}0.49\;vs\;0.68{\sim}1.26%$), 이들 분획물의 성질과 지방질함량은 겔 강도와 좋은 상관관계($r=0.76{\sim}0.84$)를 보였다. 따라서, 묵전분의 겔 형성능력은 아밀로오스 함량과 전분의 여러 특성이 종합적으로 작용해 나타내는 것으로 보인다.
옥수수 전분에 의한 casein과 포도당간의 갈변반응 저지효과를 검토하기 위하여 반응물에 전분을 15% 첨가한 용액을 냉동 건조하여 전분 보호막을 설치하는 방법으로 casein만 보호한 경우, casein과 포도당을 동시에 보호한 경우, 동시보호시 자당을 첨가한 경우와 무보호 경우 등으로 구분하여 RH 67%, 저장온도 $37^{\circ}C,\;42^{\circ}C$ 및 $50^{\circ}C$에서 30일간 저장하여 갈변반응을 시킨 후 비갈변구를 대조구로 하여 갈색도를 측정 하였다. 전분 보초효과를 인정할 수 있는 유의차를 보인 $37^{\circ}C$ 저장 경우에 한하여 아미노산 함량변화, in vitro 아미노산 소화율, in vitro available lysine 함량 및 fructosy1-lysine생성량 등을 조사한 결과는 다음과 같다. 아미노산의 함량은 16g질소당 g으로 표시하였을 경우 Arg과 Cys을 제외하고는 전분 첨가에 관계없이 갈변에 의하여 증가하였고 전분 첨가효과는 없었다. In vitro 아미노산의 소화율은 총 필수 및 비필수아미노산에 있어서 전분첨가에 관계없이 갈변에 의하여 $6.0{\sim}11.7%$ 및 $3.7{\sim}5.9%$ 감소하였고 개별 아미노산의 경우 lysine이 $32.7{\sim}45.4%$ 감소하여 갈변에 의한 가장 격심한 소화율 감소를 나타내었다. 전분 첨가에 의한 보호효과를 보면 전분 및 자당을 동시 첨가한 자당첨가동시보호구가 무보호갈변 경우에 비하여 18.5%의 lysine 소화율 증가를 나타내었다. In vitro available lysine의 함량은 전분첨가에 관계없이 갈변에 의하여 $27.8{\sim}40.0%$ 감소하였고. 전분 첨가에 의한 보호효과를 보면 전분과 자당을 동시첨가한 자당첨가동시보호구가 무보호 갈변경우에 비하여 20.5%정도 증가하였다. Fructosyl-lysine의 함량은 전분 첨가에 관계없이 갈변에 의하여 10배 이상 증가하였고 전분 첨가에 의한 보호효과를 보면 보호 방법에 관계없이 보호구가 무보호 갈변구에 비하여 $12.6{\sim}15.8%$ 정도 감소하였다.
유전자재조합 옥수수 Bt11을 이용하여 가공조건에 따른 유전자의 변화를 조사한 결과, 직접 가열하여 탄화 혹은 갈변 되거나 수분을 함유한 멸균조건에서는 내재유전자 및 삽입유전자는 완전히 소실되는 것으로 나타났다. 반면, 유탕처리나 건조상태의 멸균, 단순 건조 등의 방법으로는 유전자의 많은 양이 보존됨을 알 수 있었다. 당화효소를 이용한 효소처리에서는 유전자에 영향을 주지 않는 것으로 나타났으며 실제 가공생산 공정에서도 전분당의 생산공정에서 효소처리 단계에서는 영향이 없었고 이후 당화액을 여과하는 과정에서 유전자가 소실되는 것으로 나타났다. 이러한 모의 실험결과를 토대로 가공식품을 65종 모니터링 분석한 결과 13.6%인 9종에서 유전자재조합 옥수수를 사용한 것으로 확인됐으며, 콘칩 등의 과자류에서 사용이 많은 것으로 나타났다. 특히 미국산 옥수수 분말을 사용한 율무차, 쇠고기 수프, 옥수수 수프, 식빵믹스 등에서 GM옥수수의 검출빈도가 높았으며, 옥수수통조림, 전분당, 식용유, 팝콘류 등에서는 검출되지 않았다.
옥수수전분을 무수초산과 아세틸화반응을 시켜 슬러리상태의 재래적인 방법과 예열처리에 의한 방법 및 extrusion 공정에 의하여 초산전분을 제조하여 이화학적 성질을 비교하였다. 재래적인 방법으로의 초산전분을 제조(CSA)할 경우 최고의 치환도를 갖는 반응 최적조건은 반응온도 $35^{\circ}C$와 반응 pH8.5이었다. Anhydrous glucose unit에 대하여 무수초산의 mole비를 0.03에서 0.2로 증가시킬 경우 최적조건에서의 치환도는 0.019에서 0.082로 증가한 반면 아세틸화반응 수율은 31.6%에서 20.5%로 감소되었다. 예열처리를 $65^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$에서 처리하여 초산전분제조(PSA)시 치환도는 각각 0.027과 0.040 이었다. Extrusion 공정에 의한 초산전분제조(WESA)시 치환도는 0.02이었다. 초산전분의 호화개시온도와 호화 enthalpy는 치환도가 증가함에 따라 원료전분보다 낮아졌다. 모든 초산전분시료가 원료전분에 비하여 투명도가 증가되었고 색도에 있어서 명도는 감소되었고 황색도는 증가되었다. WESA 시료는 원료전분, CSA 및 PSA 시료에 비해 낮은 곁보기점도를 보였으며 뉴우톤성 유체에 접근하였다. 고유점도는 CSA와 WESA 시료가 원료전분보다 낮았으나 PSA 시료는 약간 큰 값을 보였다. 초산전분겔의 노화시간상수는 모든 초산전분시료가 원료전분보다 큰 상수값을 보였다.
본 연구는 옥수수 전분을 sodium hypochlorite(NaOCl)로 산화시킬 때 산화제의 농도, pH와 온도가 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 전분의 산화 반응은 NaOCl 농도, pH와 온도의 영향을 받았다. 산화반응은 산화제가 3.0% active Cl/g starch 이하의 농도에서는 1차 반응, 3.75% active Cl/g starch이상의 농도에서는 2차 반응으로 나타났다. 1차 반응에서 산화제의 농도가 2.25% active Cl/g starch 까지는 반응속도 상수가 증가하였고, 그 이후의 농도에서는 일정한 값을 보였다. 산화에 따른 전분내 카르복실기 함량은 반응 초기에 급격히 증가하다가 반응이 진행되면서 증가정도가 완만해졌으며, NaOCl 농도가 증가함에 따라 카르복실기의 생성량도 증가하였다. 동일한 NaOCl 농도(1.5% active Cl/g starch)에서 전분의 산화는 pH 7에서 가장 빠르게 진행되었다 온도에 따른 전분의 산화속도를 1차식으로 해석한 결과, 온도가 증가됨에 따라 속도 상수(k)값이 증가되어 반응속도가 빨라지는 것을 알 수 있었다. 한편 Arrhenius 식으로부터 산화 반응의 활성화 에너지를 계산하였을 때 1차반응의 활성화 에너지는 약 13.45 kcal/mol이었다.
옥수수입의 라이신 및 트립토페인 량을 증가시키기 위해서 오페이크-2 인자와 오페이크-2 옥수수입의 표현형을 변갱시키는 변갱 오페이크-2 인자를 사용하여 합성한 부여 No 2 옥수수와 부여 No. 3 옥수수의 입특성을 분석조사하였다. 부여 No. 2나 부여 No. 3 옥수수의 입 특성을 정확히 아는 것은 이들 옥수수의 증수를 위한 육종방법을 규명하는데 필요하기 때문이다. 따라서 입의 물리적 특성으로서 표현형을 본 결과 부여 No 2나 부여 No.3 모두 원래 오페이크-2 옥수수입이 보여주는 표현형과는 매우 다르게 변갱 되었지만 부여 No. 2는 부여 No.3보다 더 보통 옥수수에 가깝게 변갱되었다. 그리고 부여 No. 2는 동일품종내에서도 표현형의 변이가 매우 크게 분포되어 있었다. 입중에 있어서 부여 No. 2는 No. 3보다 입중이 가벼웠는데 그 이유는 크기가 작기 때문이었다. 배유의 밀도는 부여 No. 3이 제일 작았고 이는 입의 경도에도 크게 영향을 주었다. 부여 No. 2의 소입성은 조와 배유의 함량에도 영향을 주어 일정량으로 옥수수를 두고 볼 때 소입중 부여 No.2는 대입중인 부여 No.3보다 배의 양이 많았다. 변갱오페이크 옥수인 부여 No. 2와 부여 No. 3의 배유내 전분조직을 현미경 관찰한 결과 부여 No.2 옥수수입은 배유내 연질전분 조직과 경질전분 조직이 동시에 매우 다양하게 되어 있었다. 필수 아미노산의 하나인 라이신 함량은 부여 No.2가 공시품종 가운데서 가장 높았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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