Characteristics in Oxidation of Korean Corn Starch with Sodium Hypochlorite

Hypochlorite에 의한 한국산 옥수수 전분의 산화특성

Effects of sodium hypochlorite (NaOCl) concentration, temperature and pH on oxidation mechanism of corn starch were investigated. The rate of oxidation was dependent on the concentration of hypochlorite, pH and temperature of oxidation. The reaction was either first or second order depending on the concentration of NaOCl. At oxidant concentration of $0.75{\sim}3.0%$ active Cl/g starch, the reaction was first-order and it was second-order at $3.75{\sim}4.5%$ active Cl/g starch. The first-order rate constants were increased with increasing oxidant concentration. The rate of oxidation of starch was highest at pH 7 and decreased with increasing acidity or alkalinity of the medium. As the reaction temperature increased, the rate of oxidation was increased.

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.