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Maillard 반응 평가A+최고예요

Maillard 반응1. 식품의 갈색화 반응식품에 있어서의 갈색화 반응은 식품을 가공 및 저장하는 동안에 광범위하게 일어나는 현상으로서 이 반응으로 인하여 식품은 그 외관, 향미 및 영양가의 변화를 초래하게 된다.식품의 갈색화 반응은 경우에 따라서는 바람직한 방향으로 진행되는 경우도 있다. 그예로는 맥주의 갈색 또는 커피나 단풍당시럽의 색깔, 그리고 빵을 구울 때의 색깔 등이 있다. 그러나 대부분의 갈색화 반응은 바람직한 현상이 못 된다.식품의 갈색화 반응에는 여러 가지 종류가 있으나 대체로 효소에 의한 갈색화 반응과 효소의 관여 없이 일어나는 비효소적 갈색화 반응의 두가지로 크게 분류할 수 있다.비효소적 갈색화 반응은 효소의 참여없이 다시 말하면 식품 중의 어떤 성분, 또느 s성분 서로가 화학적인 반응에 의하여 갈색 물질을 형성하는 것이다. 비효소적 갈색화 반응은 그 반응 메커니즘에 의하여 보통 maillard 반응, 캐러멜화 반응, ascorbic acid의 산화반응에 의한 갈색화 반응의 세가지로 크게 나눈다. 그러나 식품의 성분은 매우 복잡하므로 위의 세가지가 각각 단독으로 일어나기 보다는 혼합되어 일어나는 경우가 대부분이다.2. Maillard 반응의 메커니즘이 반응은 프랑스의 화학자 Maillard(1912)가 포도당과 glycine 용액을 가열했을 때 갈색 색소인 melanoidin을 생성한다는 보고에서부터 유래되어 Maillard 반응이라고 부르게 되었다. 이 반응은 아미노산, 아민, peptide, 단백질 등이 당류, aldehydes, ketones 등과 반응하여 갈색 물질을 생성하는 것, 즉 아미노기와 carbonyl기에 의한 갈색화 반응이기 때문에 amino-carbonyl 반응이라고도 부른다. 또한 생성되는 갈색 물질의 이름으로부터 melanoidin 반응이라고도 한다.일반적으로 대부분의 식품이 그 성분으로서 당류 등의 carbonyl 화합물과 단백질 등의 아미노기를 가진 질소화합물을 다소라도 함유하고 있으므로 maillard 반응은 식품합이 일어난다. 이 축합물은 Schiff 염기이고 이것은 해당되는 N-치환 glycosylamine으로 고리화된다.초기단계의 다음에는 위에서 생성된 질소 치환체인 glycosylamine이 Amadori 전위를 일으켜 대응하는 fructosylamine으로 이성질화된다.여기서 형성된 활성화된 질소 배당체는 다음 중간단계의 여러 가지 반응에 들어가게 된다. 이 초기단계의 생성물은 색깔이 없다.중간단계중간단계에 들어서면 Amadori 전위에서 형성된 생성물이 산화 및 분해가 일어나서 osone류를 비롯한 각종 휘발성 물질이 형성된다. 중간단계의 생성물은 무색 내지 담황색을 띠게 된다.① 3-Deoxy-D-glucosone의 생성 : Amadori 전위에 의하여 생성된 N-치환 fructosylamine은 다시 분해되어 3-deoxy-osone을 형성한다. 즉 N-치환 fructosylamine의 일졸인 D-fructose-glycine의 enol형은 C3의 OH가 이탈되어 3-deoxy-D-glucosone의 enol형을 생성한다.이때 당이 6탄당이면 3-deoxy-D-hyxosone, 5탄당이면 3-deoxy-pentosone이 생성된다.한편, 3-deoxy-D-glucosone은 trans, cis의 두가지형이 존재하는 것으로 알려지고 있으며 cis형의 대부분은 methyl ether와 같이 고리구조를 하고 있고 trans은 비고리구조를 하고 있다. 또 고리구조는 pyranose형과 furanose형의 두가지를 생각할 수 있는데 대부분은 pyranose형으로 존재하고 있는 것으로 알려지고 있다. 실제로 순수한 3-deoxy-D-glucosone은 종이 크로마토그래피에 의하여 Rf=2.7~2.0, 1.37, 1.06dml 세 개의 반점이 나타나는데 이것은 위의 세가지 형의 평형혼합물로 존재하기 때문인 것으로 추정되고 있다.실제로 3-deoxy-D-glucosone은 간장, 된장, 청주, 농축 오렌지주스 등에서 분리된다. 예를들면 간장에는 3mg% 정도, 된장에는 생성 : 위에서 생성된 불포화 oxone은 반응성이 갈하여 한 분자의 탈수반응을 거쳐 고리화되어 5-hydroxymethyl-2-furfural(5-HMF)로 대표되는 furfural의 유도체를 생성한다.또 HMF는 Schiff 염기로부터 생성될 수도 있다. 즉 fructosyglycine의 C3의 OH가 이탈되어 형성된 Schiff 염기의 양이온(Ⅰ)은 가수분해되어 C4의 OH가 이탈되어 cis 및 trans형의 불포화 osone의 Schiff 염기의 양이온(Ⅱ)이 되고 이것은 탈수되어 HMF의 Schiff 염기의 양이온(Ⅲ)이 된 후 가수분해되어 5-HMF와 glycine을 생성한다.일반적으로 aldohexose가 아미노화합물과 반응하면 HMF를, aldopentose는 furfural을 생성한다. 또 HMF는 ketohexose의 산분해로도 얻어질 수 있다. HMF와 furfural은 휘발성이고 녹는점이 31℃의 침상 결정으로 물, 알코올, 아세톤 등에는 녹지만 석유에테르에는 녹기 어렵다. Furfural류는 과거에는 Maillard 반응에 의한 갈색화의 강력한 중간체로 생각되었으나 현재는 그렇지 않다. 그 생성량은 3-deoxyosone류에 비하여 매우 적다.그러나 과즙이나 기타 산성이 강한 식품에서는 HMF가 다량으로 생성되므로 중요한 중간체로 생각되고 있다.④ Reductone류의 생성 : 갈색화 반응이 진행됨에 따라 환원력이 증가되는 것은 reductone류의 생성에 기인된다.Reductone은 일반적으로 enediol의 구조 또는 이와 비슷한 구조를 분자 중에 가지고 있고 2,6-dichlorophenol-indophenol을 완원하는 물질을 말한다. 그러므로 위에서 생성된 불포화 3,4-didophenol의 enol형은 그 자체가 reductone이라고 볼 수 있다. 또 식품중에 포함되어 있는 대표적인 reductone은 L-ascorbic acid이다. 이 L-ascorbic acid와 기타의 reductone류는 쉽게 산화되어 산화형 reine이나 기타 화합물과 복잡한 반응을 하게 된다.Reductone류는 단순히 산화환원반응에 의하여 갈변에 관여하며 또 이중결합의 이동이나 축합반응에 의하여 직접적으로 착색색소의 형성에 기여하는 것으로 갈변반응에서 매우 중요한 중간체로 생각되고 있다.⑤ 당의 분해 생성물 : 반응이 진행된에 따라 당의 분해 생성물이 형성되어 갈변에 관여한다. 당의 분해 생성물로 알려진 것으로는 glycoaldehyde, methyldlyoxal, diacetyl, glyceraldehyde, acetoin, acetol, triose-reductone, dihydroxyacetone, aldol, acetaldehyde 등이 있다. 이것들은 주로 당의 탄소사슬이 전단되어 형성되는 것이며 이러한 물질은 갈색 색소를 형성하는데 관여할 뿐만 아니라 대부분 휘발성 물질이므로 식품에 특유한 냄새를 부여하는데 중요한 역할을 하고 있는 것으로 알려지고 있다.최종단계중간단계에서 형성된 각종 furfural의 유도체, reductone류, 당의 분해 생성물 등은 서로 중합 또는 축합반응을 일으켜 착색물질을 형성한다. 최종단계의 중요한 반응은 Strecker형 반응과 aldol형 축합반응이다.① Strecker형 반응과 그 생성물 : D-Glucose와 glycine에 의한 갈변반응의 경우에 상당량의 이산화탄소가 발생되는데 이것의 대부분은 Strecker반응에 의하여 생성된다.Strecker 반응은 일반적으로 α-dicarbonyl 화합물과 α-아미노산과의 산화적 분해반응인 것이다. 이때 아미노산은 탈탄산 및 탈아미노 반응이 일어나 탄소수가 하나 적은 aldehyde와 이산화탄소가 생성된다.이 반응에 있어서는 처음에 Schiff 염기형 Carbon산(Ⅲ)이 생성되고 이것이 탈탄산되어 Ⅳ 또는 Ⅴ를 생성하고 이것이 가수분해되어 enaminol(Ⅵ)과 aldehyde(Ⅶ)로 분해된다. 즉 이 반응에서 α-dicarbonyl 화합물로는 불포화 3,4-dideoxyosone 등이며 이것이 아미노산 또는ldehyde류는 아미노산의 종류에 따라 다르며 각종 아미노산으로부터는 이보다 탄소수가 하나 더 적은 aldehyde류가 생성된다.한편 strecker 반응에서 생성되는 이산화탄소는 대부분이 아미노산에서 유래된다. 즉 D-glucose와 glycine을 2.4 : 1몰의 비율로 56.5℃에서 가온하였을 경우 생성되는 이산화탄소의 80%이상은 glycine의 carboxyl기로부터 유래되고 D-glucose에서 유래되는 것은 10% 이하이다.② Aldol형 축합반응 : reductone류의 분열에 의하여 각종 활성이 강한 carbonyl 화합물이 생성된다. 이들 carbonyl 화합물 중에 α위치에 수소를 가진 화합물은 aldol형 축합반응을 일으켜 점차로 분자량이 큰 불포화 화합물을 형성한다. 이들 축합화합물들은 다시 아미노 화합물과 계속 축합반응을 일으켜 점차 그 분자량이 증대될 것으로 생각된다.이상에서 설명한 바와 같이 Maillard 반응에 의한 갈색화 현상은 매우 복잡한 화학반응들에 의하여 이루어진다. Hodog는 이상의 모든 현상을 그림5-16과 같이 나타내었다.① Maillard 반응 ② Amadori 전위 ③ 탈수반응④ acetal diacetyl, pyruvic aldehyde 등의 분해불질⑤ 아미노산에서부터 이산화탄소가 이탈되고 aldehyde류가 생성되는 Strecker 반응⑥ 아미노기나 다른 질소화합물과 carbonyl기 간의 재결합에 의한 반응⑦ 중합되어 melanoidin을 생성하는 반응3. Maillard 반응에 영향을 주는 인자1) pH일반적으로 amino-carbonyl 반응은 pH가 높아짐에 따라 갈변이 현저해진다. 산성~중성 부근에서의 갈변과 알칼리성 쪽에서의 갈변은 그 반응 메커니즘이 다르다. 예를들면 D-xylose와 ρ-aminobenzoic acid(PABA)는 알칼리성에서 반응하여 곧 착색되며 산성~중성 쪽에서는 질소 배당체를 생성한 다음에 갈변된다.그림 5-17의 A는 0.25M의 D-xylose, D-fructose

자연과학| 2007.09.19| 10페이지| 1,000원| 조회(2,075)

식품, 반응, 갈색, maillard, 마이알 반응

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유리수와 결합수

물의 형태생물체나 식품 중에 들어있는 물은 편의상 유리수(free water)와 결합수(bound water)의 두 가지로 나눈다. 이 중 유리수는 식품에 유리상태로 존재하는 수분으로서 식품을 건조시킬때 쉽게 제거되고, 0℃ 이하에서 잘 얼게 되며 수용성 물질을 녹이는 용매로 작용할 수 있는 보통 형태의 물을 말한다. 그리고 결합수는 식품 중의 유기물질과 수소결합에 의하여 단단하게 결합되어 어는 점 이하인 -18℃(0℉)에서도 얼지 않으며 용매로서 작용할 수 없는 수분을 말한다.식품 중에서 유리수와 결합수는 각각 독립하여 존재하는 것이 아니고 서로 가역적으로 이동하고 있으며 그 평형은 온도와 용질의 종류, 양 등에 의하여 좌우된다. 유리수의 함량을 측정하는 방법으로는 식품을 여과지 사이에 놓고 압착하거나 첨가한 착색물질의 희석도 또는 원심분리법 등이 있으나 서로 같은 값을 주지 못하고 있고 유리수와 결합수를 완전히 구별하지 못하고 있다.최근 결합수를 정량하기 위한 새로운 방법으로 원자핵 자기공명법이 제안되고 있는데 이 방법은 수소 원자핵의 이동상태를 측정하는 것이다.1. 유리수유리수는 용매로 작용하는 보통 형태의 물로서 보통의 물이 가지는 다음과 같은 일반적인 성질을 나타낸다.① 전해질을 잘 녹인다.NaCl과 같은 전해질을 물에 녹이면 Na+과 Cl-으로 해리하고 그 주위에 물분자가 집합하는 수화현상을 일으켜 Na+과 Cl-의 접촉을 방해한다. 따라서 전해질은 비전해질보다 물에 잘 녹는다.② 끓는점(b.p.)과 녹는점(m.p.)이 매우 높다.물은 분극되어 있으므로 수소결합을 이루어 여러개의 물분자가 연합되어 있고 그 분자운동이 저해되고 있다. 따라서 얼음을 녹이거나 물을 끓이려면 보다 많은 열을 필요로 하며 물의 끓는점, 녹는점, 증발열은 물의 분자량에 비해 매우 높다.③ 비열이 크다.비열이란 1g의 물질을 14.5~15.5℃까지 올리는데 필요한 열량으로서 물은 1cal, 알코올은 0.55cal, 벤젠은 0.40cal가 필요하다. 비열이 크다는 것은 데우리 어렵고 식히기도 어렵다는 뜻으로 지구상의 생물이 여름과 겨울, 낮과 밤 사이에 온도의 급격한 변화가 적고 비교적 온화한 상태에서 생활할 수 있는 것도 비열이 크기 때문이다.④ 비중은 4℃에서 최고이다.4℃ 이하의 물이나 얼음의 비중은 이보다 가볍다. 따라서 바다나 호수는 표면에서부터 얼기 시작하여 깊은 곳은 얼지 않으므로 물 속의 생물은 환경의 급격한 변화를 피할 수 있다.⑤ 표면장력이 크다.물의 표면에서는 표면의 물분자가 내부에 있는 물분자에 끌려 표면장력이 커진다. 따라서 물은 모세관 현상에 의한 상승효과도 크며 식물이 높은 곳까지 물을 흡수할 수 있는 것도 이 때문이다.⑥ 점성이 크다.물분자는 서로 끄는 힘이 있으므로 점성도 크다. 따라서 물 속의 생물은 가까운 곳에서 일어나는 약간의 기계적 교란에도 잘 동요되지 않는다.물이 위에서와 같이 여러 가지 예외적인 특성을 갖는 것은 물분자의 구조에 의한다. 즉, 물분자는 전기음성도가 다른 H원자와 O원자가 105°의 각도로 연결되어 쌍극자 모멘트를 형성하며 수소결합에 의하여 여러 개의 물분자가 연합하고 있기 때문이다. 물은 온도에 따라 물리적 성질이 변화되며 몇가지 온도에서의 특성치를 보면 아래와 같다.2. 결합수결합수는 식품의 탄수화물이나 단백질 분자들과 결합되어 있으므로 보통 형태의 물인 자유수와는 다른 특성이 있다.① 용질에 대하여 용매로서 작용하지 않는다.② 수증기압이 보통의 물보다 낮으므로 대기 중에서 100℃ 이상으로 가열하여도 제거되지 않는다.③ 0℃에서는 물론 그보다 낮은 온도(-20~-30℃)에서도 잘 얼지 않는다.

자연과학| 2007.06.06| 3페이지| 1,000원| 조회(2,188)

식품, 물, 결합수, 자유수, 물의 형태

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지방산 평가A좋아요

지방산(Fatty acid)지방산은 유지의 주요한 구성성분으로 말단에 carboxyl기 (-COOH) 한개를 가지며 일반식은 R-COOH로 표시된다.지방산은 포화지방산(saturated fatty acid)과 분자 중에 한개 이상의 이중결합을 가지고 있는 불포화지방산(unsaturated fatty acid)으로 크게 나눈다. 분자 중에 이중결합을 한 개 가지고 있는 지방산을 일가 불포화지방산(monosaturated fatty acid 혹은 monoenoic acid), 두 개 가지고 있는 것을 이가 불포화지방산(diunsaturated fatty acid), 여러개 가지고 있는 것을 다가 또는 고도 불포화지방산(polyunsaturated fatty acid 혹은 polyenoic acid)이라고 부른다. 한편 지방산의 탄소수가 C4~C10인 것을 저급 지방산(short chain fatty acid) 또는 휘발성 지방산(volatile fatty acid)이라 하고 C8~C12인 것을 중급 지방산(medium chain fatty acid), C18 이상인 것을 고급 지방산(long chain fatty acid)이라고 한다. 또한 보통의 식품 중에는 C14, C16, C18인 직쇄의 지방산이 가장 많이 함유되어 있다.한편 유지는 포화지방산과 불포화지방산의 구성 비율에 따라 유지 자체의 물리적, 화학적 성질에 큰 영향을 받으며 그 용도도 달라지므로 유지의 지방산 조성은 여러 가지로 매우 중요한 의의를 가진다.1) 포화지방산포화지방산은 탄소수가 4개인 butyric acid에서 30개의 melissic acid까지 알려져 있다. 포화지방산은 탄소수가 증가함에 따라 물에 녹기 어려우며 녹는 점은 탄소수의 증가에 따라 상승하는 경향이 있다. 포화지방산 중에서 천연유지에 가장 많이 존재하는 것은 stearic acid(18:0)와 palmitic acid(16:0)이다.또 최근에는 어떤 해산물 유지에서 탄소수가 홀수개인 C15, C17, C19, C21등의 포화지방산들이 발견되고 있다.2) 불포화지방산자연계에 존재하는 불포화지방산은 거의 모두가 이중결합을 가진 것이며 분자 중에 이중결합이 1개에서부터 5개 또는 그 이상 있는 것도 발견된다.불포화지방산 중 대표적인 oleic acid는 탄소수가 18개이며 9번 탄소에 이중결합을 한개 가지고 있다. 지방산 분자 중에 이중결합이 하나 있을 때마다 cis형과 trans형의 두개의 입체 이성질체가 존재할 수 있다. 예를들면 oleic acid는 cis형이고 elaidic acid는 trans형이다.Linoleic acid는 탄소수가 18개이며 9,12의 위치에 2개의 이중결합이 있으며 linolenic acid는 역시 탄소수가 18개이며 9, 12, 15의 위치에 3개의 이중결합이 있다. Arachidonic acid는 탄소수가 20개이며 5, 8, 11, 14의 위치에 이중결합이 4개 있다. 이상의 linoleicm linolenic, arachidonic acid의 이중결합은 oleic acid의 경우와 마찬가지로 모두 cis형이다. 천연에 존재하는 불포화지방산은 안정한 trans형이 아니고 대부분 불한정한 cis형이다. 그러나 마가린, 쇼트닝과 같은 천연유지를 수소첨가시킨 제품은 그의 제조 중 일부가 trans형으로 전환되어 trans형의 지방산을 함유한다. 일반적으로 trans형 지방산의 녹는 점은 cis형보다 높다.

자연과학| 2007.05.06| 2페이지| 1,000원| 조회(989)

지방산, 유지, 지방, 불포화지방산, 포화지방산

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[자연과학]전분의 노화

전분의 노화1. 전분의 노화과정호화전분, 즉 α전분을 실온에 방치할 때 차차 굳어져서 β전분으로 되돌아가는 현상을 노화(老化, retrogradation) 또는 β화라 한다. 이 현상은 불규칙적인 배열을 하고 있던 전분 분자들이 시간이 경과됨에 따라 부분적으로나마 규칙적인 분자배열을 한 micelle구조로 되돌아가기 때문이다. 떡이나 밥, 빵이 굳어지는 것은 이러한 전분의 노화현상때문이다.이와 같이 전분이 노화되면 전분 입자는 다시 micelle 모양으로 되돌아간다. 따라서 α화된 전분이 노화되어 β전분으로 돌아가면 X-선 간섭도는 명료하게 나타나며 이 β전분의 X-선 간섭도는 원료 전분의 종류에 관계없이 항상 B형의 간섭도를 나타낸다. 노화는 전분의 호화, 즉 α화의 반대현상이라고 볼 수 있으나 일단 노화된 전분을 다시 용액상태로 분산시킬 수는 없다. 즉 일단 노화된 전분은 효소의 작용을 받기 힘들어 소화가 잘 안된다. 식은 밥이 더운 밥보다 소화가 안 되는 것이 이 때문이다.α전분은 고온에서는 안정하나 실온 부근에서는 불안정하며 자발적으로 안정한 β전분으로 이행되는 경향이 있는데 이와 같은 변화가 노화인 것이다. 이것은 분자가 엉성한 상태에서 밀집된 상태로 변하는 것으로 구체적인 설명은 그림 3-17의 모형도에 표시하였다. 즉 α전분의 분자는 많은 물과 수화되어 따로 떨어져 있으나 실온이 되면 rkRK이에 있는 다른 분자와 어떤 일정한 거리에서 수소결합을 이루게 된다. 이 수소결합은 근처에 있는 분자의 OH기와 직접 결합되는 수도 있고 두 분자 사이에 물분자를 두고 결합하는 수도 있다.이와 같이 분자의 회합점(association point)이 있으면 그물모양의 구조를 갖게 되고 회합점을 기점으로 하여 점차 수소결합을 이루어 분자의 회합점이 생장된다. 분자의 회합부분이 증가하면 용해도가 감소되고 대부분의 수화수는 손실되고 침전된다. 그림 3-17의 A점의 작은 분자의 회합점은 서서히 회합부분이 확대되어 B와 C로 성장하게 되고 성장된 회합부분은 micelle 상태의 분자배열로 변하게 된다.2. 노화에 영향을 미치는 인자1) 전분의 종류전분은 그 종류에 따라 노화속도가 다르다. 즉 그림 3-18과 같이 옥수수 및 밀의 전분은 노화되기 쉽고 감자, 고구마, 타피오카 전분은 노화가 잘 되지 않으며 찰옥수수 전분은 노화속도가 가장 느리다. 이러한 사실은 전분 분자의 구조의 차이, 즉 전분 중의 amylose와 amylopectin 함량의 차이 때문이다.2) Amylose와 amylopectin의 함량전분의 노화는 amylose와 amylopectin의 함유 비율에 따라 달라진다. 즉 amylose는 직선상의 분자구조를 가지고 있어 입체장해를 받지 않으므로 물에 분산되어 콜로이드 용액을 만들기 쉽고 또 이 용액은 불안정하여 쉽게 침전되어 부분적인 결정 구조를 갖기 쉬우므로 노화속도가 빠르다. 그러나 amylopectin은 가지가 많이 있어 입체장해를 받기 쉽기 때문에 콜로이드 용액을 만들기 어려워서 노화속도가 느리다. 그리하여 일반적으로 amylose의 함량이 많은 전분은 그림 3-19와 같이 노화속도가 더 빠르다. 찹쌀밥이 멥쌀밥보다 노화속도가 더 느린 것도 찹쌀 전분이 amylopectin만으로 구성되어 있기 때문이다.3) 온도전분의 노화는 온도가 높아지면 늦게 일어나며 일반적으로 60℃ 이상의 온도에서 노화는 거의 일어나지 않는다. 노화가 가장 잘 일어나는 온도는 2~5℃로 냉장고의 온도에서 잘 일어난다. 그러나 온도가 0℃보다 낮아져서 -20~-30℃에 이르면 노화현상은 감소된다. 이것은 온도가 내려가면 물분자간의 수소결합이 안정화되어 전분 분자들의 자유로운 이동이 억제되기 때문에 노화가 잘 일어나지 않는 것으로 알려지고 있다. 밥이나 빵을 냉장고에 저장하지 않는 것은 얼리거나 상온에 두는 것보다 노화가 빨리 일어나기 때문이다.4) 수분 함량전분의 노화가 가장 잘 일어나는 수분 함량은 30~60℃ 정도인데 이보다 수분이 많거나 적으면 노화는 잘 일어나지 않는다. 이것은 수분이 너무 많을 때는 전분 분자가 서로 회합되기 어렵고 또 수분이 적은 건조상태에서는 전분 분자가 교착상태로 고정되어 노화되기 어려운 것으로 믿고 있다. 그림 3-20은 수분 함량을 변화시켜 지은 쌀밥의 노화상태를 나타낸 것으로 수분 함량이 많은 것은 노화가 늦게 일어남을 알 수 있다.5) pH노화는 주로 수소결합에 의한 분자의 회합에 의하여 이루어지므로 수소이온의 농도에 의하여 영향을 받는다. 다량의 OH 이온은 전분의 수화를 촉진시키므로 노화를 방지시켜 준다.일반적으로 pH가 7 이상인 알칼리성 용액에서는 노화가 잘 일어나지 않는 것으로 알려져 있으나 H2SO4, HCl 등의 강산은 그 농도가 낮은 경우에도 노화속도를 증가시킨다고 한다. 특히 황산의 경우에는 수소이온의 영향도 있으나 SO42-의 염석효과에 의하여 노화가 촉진되는 것으로 생각되고 있다. 한편 약산은 노화에 별 영향을 미치지 않으며 pH가 중성 영역인 것에서도 노화의 속도에 별 영향을 주지 않는 것으로 알려지고 있다.6) 공존물질의 영향각종 유기 및 무기이온의 존재는 노화에 영향을 미친다. 음이온 중에서는 CNS->PO43->CO32->I->NO3->Br->Cl->CH3COO->F->SO42-의 순으로 양이온 중에서는 Ba2+>Sr2+>Ca2+>K+>Na+>Li+의 순으로 노화를 저지하는 작용이 크다.

자연과학| 2007.02.21| 4페이지| 1,000원| 조회(1,758)

전분, 노화, 노화과정, 노화 억제

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전분의 호화 평가A+최고예요

전분의 호화1. 전분의 호화과정전분에 물을 넣고 가열하면 온도가 올라감에 따라 전분의 분산액은 점도가 매우 큰 투명하거나 유백색의 콜로이드 용액을 형성하며 농도가 클 때나 냉각하였을 때는 반고체의 겔을 형성한다. 이와 같은 전분 입자의 물리적 변화를 호화(糊化, gelatinization)라고 한다. 이때 생전분의 단단한 micelle 구조는 부서져서 전분입자는 팽윤(swelling)상태로 되고 amylose는 뜨거운 물에 수용성인 교질용액(sol)이 되며 amylopectin은 뜨거운 물에 불용성인 겔로 된다.보통 생전분을 β전분이라고 하는데 이것은 규칙적인 분자배열을 가진 미세한 결정상태이고 호화전분을 α전분이라고 하는데 이것은 불규칙적인 분자배열을 가지는 무정형상태인 것이다. 따라서 전분의 호화를 α화라고도 하며 이것은 β전분이 α전분으로 변화되는 현상이다. β전분은 물분자나 효소와의 친화력이 적기 때문에 소화되기 어려우나 α전분은 효소작용을 받기 쉬우므로 소화되기 쉽다. 따라서 쌀 등의 곡류, 감자, 고구마 등의 전분질 식품을 가여르 조리하는 것은 소화되기 어려운 생전분, 즉 β전분을 호화전분(α전분)으로 만들기 위한 것이다.2. 호화과정의 메커니즘전분의 호화과정은 다음과 같은 세가지 단계를 거쳐서 일어난다고 할 수 있다.1) 제1단계전분 입자가 찬물 속에 존재할 때는 약 25~30%의 물을 흡수한다. 그러나 이때의 전분입자는 외관상으로는 별다른 변화가 없으며 전분이 흡수한 물은 전조시키면 쉽게 제거된다. 따라서 이 단계에서 전분의 물의 흡수과정은 가역적이다.2) 제2단계전분 입자의 현탁액은 온도가 올라감에 따라 물의 흡수량이 증가되고 전분 입자는 급속한 팽윤을 일으킨다. 옥수수 전분의 경우 60℃에서는 자체 중량의 약 300%의 물을, 70℃에서는 약 1,000%의 물을 흡수하며, 최고의 팽윤에 달하였을 때는 약 2,500%의 물을 흡수한다고 한다.제2단계에서 전분 입자의 물 흡수과정은 제1단계의 경우와 달리 비가역적인 과정이며 전분 중의 수용성 성분들이 전분 입자 속에서 빠져나와 물에 녹게 된다. 전분 입자들이 온도가 올라감에 따라 물을 흡수하여 최고의 팽윤상태를 지나면 전분 입자들은 그 형태를 잃게 된다.이상과 같이 전분 입자들이 물 속에서 온도가 올라감에 따라 물을 흡수하여 팽윤되는 현상은 화학적으로 다음과 같이 설명된다. 즉 전분 분자내의 amylose와 amylopectin분자는 앞에서 언급한 바와 같이 수소결합에 의하여 서로 결합되어 micelle구조를 만들고 있는데 물의 온도가 올라감에 따라 amylose와 amylopectin 분자의 분자운동도 심해져서 이들 사이의 수소결합이 끊어지고 그 대신 amylose와 amylopectin 분자 사이에 물분자가 스며들어 전분 분자와 결합하게 된다. 그러므로 전분 분자 중에서 물에 잘 녹는 amylose는 전분 입자 밖으로 나오게 되며 결국 전분 입자는 파괴되고 전분액은 점성이 크게 증가되어 전분 입자가 서로 엉기어 호화가 완결된다.3) 제3단계이상의 단계, 즉 최고의 팽윤을 지나면 전분 입자는 붕괴됨에 따라 투명한 콜로이드 용액이 된다. 이 콜로이드 용액은 전분의 농도가 커지거나 온도가 내려갈 때는 반고체의 겔을 형성한다. 호화가 완결된 콜로이드 용액은 점도가 매우 크고 광선 투과율이 증가되며 생전분 입자들이 가지는 비등방성(anisotropy)이 없어진다. 또 전분 겔은 thixotropic gel의 성질을 나타낸다. 즉 전분 겔은 압력에 의하여 쉽게 액상인 교질용액으로 되며 응전력(sharing force)에 의하여 끊어진다. 이상과 같은 외부의 힘이 제거될 때는 다시 반고체의 겔로 되돌아간다.전분의 호화가 일어나면 전분의 micelle 구조가 붕괴되므로 전분 분자내에는 결정성을 가진 규칙적인 분자배역이 없어진다. 이와 같은 전분은 X-선에 대하여 뚜렷한 X-선 간섭도(X-ray diffraction pattern)를 나타내지 않고 불명료하고 희미한 V형의 X-선 간섭도를 나타낸다.쌀이나 옥수수 전분과 같은 곡류 전분은 일반적으로 A형의 X-선 간섭도를, 감자나 밤 등의 전분은 B형의 X-선 간섭도를, 고구마, 칡, 완두, 타피오카 등의 전분은 C형의 X-선 간섭도를 각각 나타낸다. 이에 대하여 호화전분은 앞에서 언급한 바와 같이 결정성 영역이 존재하지 않기 때문에 V형 X-선 간섭도를 나타낸다.일반적으로 X-선 간섭도가 A, B, C형으로 표시되는 전분은 다같이 β전분이라 할 수 있고 V형의 X-선 간섭도를 나타내는 전분은 α 전분이라고 할 수 있다.3. 호화에 영향을 미치는 인자이상에서 설명한 바와 같이 전분의 호화는 전분 입자의 micelle 구조 파괴와 amylose와 amylopectin 분자 사이의 수소결합의 파괴에 있으므로 이에 영향을 주는 인자들은 전분의 호화에도 영향을 미친다고 할 수 있으며 대체로 전분의 호화는 다음과 같은 요인들에 의하여 영향을 받는다.

자연과학| 2007.02.21| 3페이지| 1,000원| 조회(3,512)

전분, 호화, 팽윤, 호화과정

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