본 연구는 습식제분 부산물인 옥수수 섬유질의 수분함량과 스크루 회전속도를 조절하여 압출성형 옥수수 섬유질과 압출성형 탈전분 옥수수 섬유질의 물리화학적 특성 변화를 알아보았다. 수분주입량에 따른 압출성형 옥수수 섬유질의 특성을 알아보고자 압출성형조건은 수분주입량을 30, 40, 50%로 조절하였으며 스크루 회전속도와 용융물의 온도를 각각 200 rpm, 140℃로 고정하여 압출성형 하였다. 일반성분 함량은 원료에 비해 감소하였고, 수분주입량이 30%일 때 옥수수 섬유질과 탈전분 옥수수 섬유질의 불용성식이섬유 함량은 감소하고, 수용성식이섬유 함량은 증가하였다. 압출성형 옥수수 섬유질의 비기계적에너지, 직경팽화율, 밀도, 파괴력, 탄성계수는 수분함량이 증가할수록 감소하였고, 비길이는 증가하였다. 압출성형 옥수수 섬유질의 수분흡착지수와 환원당은 수분주입량이 증가할수록 변화가 없었으며 수분용해지수는 감소하였다. 반면에 탈전분 옥수수 섬유질의 수분흡착지수는 감소하고 수분용해지수와 환원당은 증가하였다. 수분주입량 30%의 결과를 바탕으로 스크루 회전속도를 200, 250, 300 rpm으로 조절하였고, 수분함량과 용융물의 온도는 각각 30%와 140℃로 고정하였다. 압출성형 옥수수 섬유질과 탈전분 옥수수 섬유질의 일반성분은 원료에 비해 압출성형에 의해 감소하였다. 불용성식이섬유 함량은 스크루 회전속도의 증가로 증가하였지만 그에 따른 유의적인 변화는 없었으며, 수용성 식이섬유는 스크루 회전속도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 항산화 활성 역시 스크루 회전속도가 증가함에 따라 원료에 비해 증가하는 경향을 보였다. 압출성형 옥수수 섬유질의 비기계적에너지, 직경팽화율, 탄성계수는 스크루 회전속도가 증가할수록 증가하였지만 비길이, 밀도, 파괴력은 감소하였다. 수분흡착지수는 스크루 회전속도에 따른 유의적인 변화가 없었고, 수분용해지수는 스크루 회전속도가 증가함에 따라 증가하였다. 수분주입량 30%, 스크루 회전속도 300 rpm일 때 수용성 물질이 증가된 것으로 보아 압출성형 공정변수의 조절로 인하여 옥수수 섬유질 구조를 단순화를 통한 수용성 물질의 추출을 증가시킬 수 있을 것으로 생각된다.
This study was designed to examine the change in physicochemical properties of extruded corn fibers at different feed moisture contents and screw speeds. To investigated the characteristics of extruded corn fibers at feed moisture contents(30, 40, 50%). The screw speed and die temperature were fixed to 200 rpm and 140℃ for the extrusion. Proximate component in corn fiber decreased with extrusion. Insoluble dietary fiber contents in corn fibers decreased, while soluble dietary fiber contents increased at 30% feed moisture content. Specific length of the extruded corn fiber increased while specific mechanical energy input, density, breaking strength, and elastic modulus decreased. Water absorption index(WAI) and reducing sugar of the corn fibers were not significantly changed. But water soluble index(WSI) decreased as the feed moisture content of the corn fiber increased. However, WAI of destarched corn fiber decreased when WSI and reducing sugar increased as the feed moisture content. Based on results of 30% of the feed moisture content, screw speeds were adjusted to 200, 250, and 300 rpm for the extrusion. Feed moisture content and barrel temperature were fixed to 30% and 140℃. Proximate components of corn fiber and destarched corn fiber reduced after extrusion. Increasing the screw speeds resulted increase in the soluble dietary fiber content. Corn fibers showed increase in SME input, expansion ratio, and elastic modulus, but decreased in specific length, density and breaking strength as the screw speed increased. WAI was not affected by the screw speed, but WSI increased as the screw speed. Extrusion-cooking at 30% feed moisture content and screw speed 300 rpm resulted simplification in the corn fiber structure. Therefore, it is assumed that increase in the temperature, pressure, and sheer forces can increase the extraction of the water-soluble fraction in corn fiber.
목차
Ⅰ 서론 1Ⅱ 재료 및 방법 31. 재료 32. 압출성형 53. 물리적 특성 71) 비기계적에너지 투입량 72) 직경 팽화율 및 비길이 73) 체적밀도 84) 겉보기 탄성계수와 파괴력 95) 수분흡착지수와 수분용해지수 96) 미세구조 104. 화학적 특성 111) 일반성분 112) 총 전분 함량 113) 식이섬유 124) 환원당 125) DPPH에 의한 전자공여능 136) 총 페놀화합물 함량 13Ⅲ 결과 및 고찰 141. 압출성형조건에 따른 옥수수 섬유질의 일반성분 변화 142. 압출성형조건에 따른 옥수수 섬유질의 물리적 특성 171) 압출성형물의 팽화 특성 172) 압출성형물의 기계적 특성 203) 수분흡착지수와 수분용해지수 244) 압출성형물의 미세구조 283. 압출성형 옥수수 섬유질의 화학적 특성 311) 압출성형물의 식이섬유와 환원당 함량 312) 압출성형물의 항산화 특성 35Ⅳ 요약 37Ⅴ 참고문헌 38ABSTRACT 43