초음파 처리 조건에 의한 Octenyl Succinic Anhydride (OSA) 고구마 변성전분의 특성 규명 = Characterization of Octenyl Succinic Anhydride (OSA) Modified Sweet Potato Starch by Processing Conditions of Ultrasonication

국문 초록 (Abstract)

본 논문은 변성전분 제조 시, 물리적 변성방법인 초음파 처리와 화학적 변성방법인 OSA를 서로 병행하여 처리 조건에 따른 OSA 전분의 특징을 연구하였다. 같은 처리 시간 동안, 초음파 처리는 기존의 변성전분 제조 방식인 교반 방법보다 빠른 시간 내에 화학적 치환도 (DS) 및 반응 효율 (RE)이 향상되었으며, 기능적 특성의 변화가 나타났다. 초음파 전력의 증가와 처리 시간을 오래 할 시, 전분 입자가 작아지는 경향이 나타났으며, 일부 전분 입자 표면에 손상이 발생하였다. 입자의 손상으로 더 많은 OS 그룹을 혼입하게 만들어, 팽윤력, 용해도, 결합력, 투명도도 같이 증가하였다. 초음파 처리는 기존 교반 방법보다 텍스쳐 면에서 좋은 현상을 나타냈으나, 높은 초음파 전력과 처리 시간을 오래 할 시, 팽윤력, 결합력 등이 감소하는 단점들도 관찰되었다. 초음파 처리와 OSA 처리를 병행 시, 열적 특성은 초음파 전력이 증가할수록, 처리 시간을 오래 할수록 호화개시 온도가 증가하고 엔탈피는 많이 감소하는 경향을 보였다. FT-IR의 결과는 같은 시간 동안 초음파 및 교반을 처리 시, 카르보닐기 (C=O)의 신축진동 (1725 cm-1)에 생성된 피크를 서로 비교했다. 기존 교반 보다 초음파 처리가 더 높은 피크를 생성하였으며, 결과적으로 초음파 처리는 기존 교반 방법보다 전분을 빠르게 변성시킬 수 있는 것으로 관찰되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Ultrasound is widely used in the food processing industry. This paper identified the properties of OSA (Octenyl Succinic Anhydride) modified sweet potato starch, which was prepared by a physical method using ultrasonic waves. Ultrasonic treatments were conducted using ultrasonic wave powers (100, 300 and 500 W) and treatment time (10, 30 and 50 min) as independent variables. For the characteristics of starch, the degree of substitution (DS), reaction efficiency (RE), swelling power, solubility, water and oil binding force, and transparency were analyzed. Particle size analysis (PSA), thermal properties (DSC), FT-IR spectroscopy and microstructure observation (SEM) were also analyzed. Ultrasonication method showed better efficiency compared to traditional stirring method in the preparation of OSA starch, with UOS (Ultrasoniction-OSA Starch) having higher values for DS, RE, swelling power, binding force and transparency than SOS (Stirring-OSA Starch). However, these values were reduced during high power and long-term ultrasound processing. The enthalpy and the particle size of starch decreased after ultrasonic treatment. The observed microstructure of ultrasonic-treated OSA starch particles have become lumps and the surface of the particles has been damaged. In the case of FT-IR, observed efficiency of ultrasonication is higher than that of conventional stirring methods.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 3
• 1. 실험재료 3
• 2. 초음파 처리 OSA 고구마 변성전분 제조 3
• 3. 초음파 처리 OSA 고구마 변성전분의 이화학적 특성 5
• 3.1 치환도 (DS) 및 반응 효율 (RE) 측정 5
• 3.2 팽윤력 (SP) 및 용해도 (WS) 6
• 3.3 물유지 결합력 6
• 3.4 투명성 7
• 3.5 입자 크기 분석 7
• 3.6 열적 특성 7
• 3.7 Fourier transform infrared (FT-IR) 분석 8
• 3.8 전분 입자 표면 분석 8
• 4. 통계 분석 8
• Ⅲ. 결과 및 고찰 9
• 1. 초음파 처리 변성전분 제조 시 공정적 변화 9
• 1.1 초음파 처리 시 온도 측정 9
• 2. 초음파 처리 변성전분 제조 시 이화학적 변화 11
• 2.1 초음파 처리 시 치환도 (DS), 반응 효율 (RE) 11
• 2.2 팽윤력 (SP) 및 용해도 (WS) 14
• 2.3 물유지 결합력 17
• 2.4 투명성 19
• 2.5 입자 크기 분석 21
• 2.6 열적 특성 23
• 2.7 Fourier transform infrared (FT-IR) 분석 25
• 2.8 전분 입자 표면 분석 27
• Ⅳ. 결론 29
• 참고문헌 30
• 영문초록 36