Influence of Crosslinking on Gelatinization Behavior and Morphological Change of Potato Starch

가교결합 감자 전분의 호화특성과 형태학적 변화

Gelatinization behavior and morphology of epichlorohydrin-crosslinked potato starches (XPs) were investigated. Native potato starch showed a very steep single stage swlling pattern, but crosslinked starches showed various patterns with the degree of crosslinking. Swelling power, solubility and light transmittance were reduced drastically as the degree of crosslinking increased. Brabender initial pasting temperature and peak temperature of crosslinked starches increased because the crosslinking reinforces the intermolecular net work of the starches. Although the swelling of the potato starch granule was inhibited by crosslinking as compared to that of the native one, Brabender peak viscosities (6.5% w/v, db) were on the order of 2,500 units for the native potato starch, 3,700 for the XP with 2.300 anhydroglucose units per crosslinking (AGU/CL) and 3,400 for the XP with 2,100 AGU/CL, due to the decreased breakdown of the swollen granule resulting from the resistance to heat and shear. The XP with 1,900 AGU/CL, however, did not show the peak viscosity and the viscosity was on the order of 500 units because of the excessive unhibition of the swelling. Unlike the native potato starch, 6.5%(m/v, db) pastes of the crosslinked potato starches could form gels, which could be predicted from the Brabender setback and consistency index. When the degree of crosslinking is low, random contraction and radial swelling of the granule was possible. As the degree of crosslinking increased, morphological change became similar to the single dimensional tangential swelling observed from the lenticular wheat starch. These morphological change during heating in excess water explained the gelatinization behaviors of crosslinked starches tested.

감자 전분을 epichlorohydrin과 반응시적 제조한 가교결합 감자 전분(가교파도 2,300, 2,100, 1,900 AGU/CL)의 호화 특성과 호화 중 전분 입자의 형태학적 변화를 조사하였다. 천연 감자 전분은 한 단계의 급격한 팽윤 양상을 보이나, 동부 전분은 두 단계, 가교결합 전분은 가교화도에 따라 각각 다른 평윤 양상을 나타내었다. 가교화도가 증가할수록 팽윤력과 용해도는 입자의 팽윤이 억제되어 크게 감소하였다. 광투과도는 가교파도가 증가할수록 감소하였다. 가교결합 전분 입자의 팽윤이 동부 전분에 비해 억제되었음에도 불구하고 $55{\sim}95^{\circ}C$ 온도 법위와 2.5%까지 의 농도 범위에서는 동부 전분보다 더 투병하였다. 아밀로그래프에 의한 초기 호화온도는 가교화도가 증가할수록 입자의 팽윤이 지연되어 올라갔으며, 최고점도에 도달하는 시간이 매우 지인되었다 가교화도 2,300과 2,100 AGU/CL 가교 전분은 어느정도 팽윤이 억제되며 동시에 팽윤된 전분 입자가 내열성과 내전단성을 갖게되어 서서히 점도가 증가하여 천연 감자 전분보다 더 높은 최고 점도에 도달하는 반면에, 1.900AGU/CL 가교 번분은 너무 강하게 팽윤이 억제되어 최고 점도를 나타내지 못하였다. 또한 가교 결합 전분의 setback과 consistency 정도는 천연 감자 전분과는 달리 생각하면 젤 형성도 가능함을 시사하였다. 가교화도가 낮을 때는 사방으로의 접선방향의 팽윤이 가능하였으나, 가교화도가 증가함에 따라 밀전분과 같은 일차원적인 접선방향의 팽윤이 우세해졌다. 가열 중 전분입자의 형태학적인 미세구조의 변화는 가교화도에 따른 호화특성들의 차이를 잘 설명하여 주었다.