치환도별 양이온성 옥수수전분의 물리화학적 특성

서지정보

· 발행기관 : 한국산업식품공학회
· 수록지 정보 : 산업식품공학 / 17권 / 2호
· 저자명 : 강병선, 조석철

초록

옥수수전분을 원료로, water-slurry process를 이용하여 다양한 치환도의 양이온성전분을 제조하였다. 호화억제제인 Na2SO4를 4%(w/w)첨가한 후 반응시약인 3-chloro-2-hydroxyprophyl trimethyl ammonium chloride(CHTAC)와 반응촉매인 NaOH의 양을 조절하여 치환도 0.02-0.06 범위의 양이온성전분을 제조한 후 물리화학적 특성을 조사하였다. 치환도의 증가에 따라 water holding capacity는 일반전분의 3배 이상 증가하여 전분입자의 integrity를 감소시킴을 알 수 있었으며 이는 치환도에 비례하는 swelling power의 값으로도 확인할 수 있었다. Solubility와 swelling power 모두 천연 옥수수전분의 경우에는 그 값이 상승하지 않는 60oC 이하의 온도에서도 급격히 증가하는 모습을 보였다. 요오드 흡착특성은 일반 옥수수전분과 비교하여 차이를 나타내지 않아 치환기의 결합이 무정형 영역에 집중되는 것을 알 수 있었으며 이는 X-ray diffractogram으로도 확인할 수 있었다. Amylograph pattern은 치환도에 비례하여 최고 점도와 50oC에서의 점도가 증가하였으며 호화개시온도와 최고점도 온도는 일정하게 감소하는 경향을 나타내었다. 1% 전분 용액의 유동 특성을 관찰한 결과 일반 옥수수 전분은 Newtonian fluid의 형태를 보인 반면, 양이온성전분은 pseudoplastic fluid의 거동을 나타내었고 치환도 증가에 따라 점도가 증가하는 양상을 나타내었으나 용액의 전기 전도도가 증가함에 따라 양이온성전분 고유의 유동특성이 감소하는 것을 알 수 있었다.

영어초록

Cationic starch is widely used in the paper-making process as a wet-end additive to improve sheet strength and to provide better retention of fines as well as fillers. Cationic starches of different origins are available with various degree of substitution (DS). The physicochemical properties of cationic corn starches are characterized as having degree of substitution that range from 0.02 to 0.06. With the increase of DS, the water holding capacity of cationic starch increased to more than three times that of a natural starch. On the other hand, iodine absorption ability decreased as DS increases, possibly because the intensity of starch granules decreased, although the X-ray diffraction pattern displayed little changes in the peak intensity of the cationic corn starch. This suggested that the decreased integrity of starch granules was due to the substitution of cationic groups concentrated in the amorphous region. Rheological characterization showed that 1% gelatinized cationic corn starch was a pseudoplastic fluid, whereas natural corn starch was a Newtonian fluid. The viscosity of the cationic corn starch increased with increments in the DS, but decreased with rising electrical conductivity of the solution. The viscosity was proportional to the DS at a constant shear rate and swelling power sharply increased around the gelatinization temperature region.

참고자료

· 없음