The Change of Rheological Properties of Nutritional Beverage Base by the Soy Protein Isolate

분리대두단백의 첨가에 따른 영양음료 Base의 Rheology 특성 변화

In this study we prepared 5 types of nutritional beverage base samples containing various ratios of soy protein isolate (SPI) and sodium caseinate as protein source. The rheological properties of each sample were measured and the results were as followes; Samples changed their rheological properties with the ratio of SPI. Samples represented newtonian property with low ratio of SPI, pseudoplastic property with the increment of SPI, and bingham pseudoplastic property with higher increment of SPI (80% as protein source). In this result we conjectured that the more was the SPI, the more was the formation of progel during heat treatment, which could be the reason of the rheological changes. In the test of the relationship between temperature and apparent viscosity, apparent viscosity of samples decreased along with the increment of temperature. In observing the relationship between time and apparent viscosity, we found sample, containing high ratio of SPI (80%), represented thixotropic property clearly with the hysteresis loop.

본 연구에서는 영양음료 base를 제조할 때 단백질 급원으로 분기대두단백질(soy protein isolate; SPI)과 sodium caseinate를 혼합비를 달리하여 5종의 시료를 제작하였고 각각의 유동특성을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. $20^{\circ}C$에서 전단속도를 $0\;sec^{-1}$에서 $500\;sec^{-1}$까지 변화시킬때, SPI 비율이 커질수록 시료는 newtonian 유동특성에서 pseudoplastic 유동특성으로 변화되고 비율이 더욱 커짐에 따라 항복력을 동반한 bingham pseudoplastic 유동특성으로 전환되었다. 이는 SPI의 농도가 높아질수록 전체 조직 중 progel의 형성이 많아지고 이것이 유동특성에 변화를 주었기 때문이라고 사료된다. 유동특성과 온도의 관계를 알기 위하여 각 시료를 온도변화에 따라서 겉보기 점도 $(log{\eta}_{app})$와 1/T의 관계를 도시한 결과 겉보기 점도는 모든 시료가 $250\;sec^{-1}$의 전단속도에서 온도가 증가함에 따라 감소되는 경향을 보였으며 SPI의 첨가량이 많은 시료일수록 감소폭이 크게 나타났다. Ea (활성화에너지)는 SPI의 비율이 늘어남에 따라 증가하는 $(0.8035{\sim}1.5947{\times}10^4\;J/kg{\cdot}mol)$ 결과가 나타났다. 이는 SPI의 비율이 높은 시료는 열처리 공정 후 progel화 된 SPI의 함량이 상대적으로 많아지고 이에 따라 겉보기 점도가 증가하고 유동 활성화에너지 외에 분자간 회합등을 절단하는데 소요되는 구조 활성화에너지가 필요하였기 때문이라고 사료된다. 겉보기 점도와 시간의존성의 관계에서는 SPI의 비율이 일정수준 이상일 경우 hysteresis loop를 관찰하였고 전단응력의 변화에 따라 조직붕괴가 심해져 결과적으로 시료의 유동특성이 크게 변함을 알 수 있었다.