변성전분에 대하여

 

변성전분의 특성 및 이용분야에 대하여

Ⅰ. 서론(序論)

전분(澱粉)은 사람의 에너지원으로 이용(利用)되는데, 곡물, 감자 및 고구마 등에 함유되어 있다. 전분(澱粉)의 구조는 amylose와 amylopectin으로 나눌 수 있는데, 메밀, 보리, 수수, 옥수수, 밀, 감자, 고구마, 쌀 등 일반적으로 전분립은 15-30%정도의 amylose와 70-85%정도의 amylopectin으로 이루어져 있다. 그러나 찹쌀, 찰옥수수와 같이 거의 amylopectin으로만 되어있거나, 이것과는 반대로 amylose의 함량이 70-80%에 달하는 옥수수전분도 있다.

전분(澱粉)의 성질은 원료 전분(澱粉)이 무엇이냐에 따라 변화하기 쉽다. 또한 이용시의 조리방법이나 가공조건에 따라 많은 물성변화가 일어난다. 때문에 용도에 맞게 가열조건이나 각종 첨가제등을 조합하여 여러 식품분야(食品分野)에 사용하여왔으나, 만족할만한 결과를 얻지 못하는 경우가 많았다. 이런 문제를 해결하기 위해 전분(澱粉)에 각종 가공처리를 하여 본래의 구조나 물성의 일부를 변화, 개선한 것이 일반적으로 말하는 가공전분 또는 변성전분(變性澱粉)이라 불리는 전분제품이다.

변성전분(變性澱粉)은 세계적으로 서 유럽에서 1804년에 BRITISH GUM,1811년에 KIR-CHOF에 의해서 산 당화의 개발로서 시작되었으며, 공업화는 1940년대에 네델란드, 미국에서 시작 되었다. 가까운 일본에서는 1910년경부터 시작되어 대정(大正)초에는 관서지방에서 DEXTRIN 공장이 가동됨으로서 주로 섬유용 호제로서 연간 1,200 ~ 1,500M/T이 생산되었고, 우리나라에서는 1960년 이후부터 최신설비와 기술을 갖춘 대규모 시설의 옥수수 전분공장이 설립되었다. 그 후 1970년대 후반에 공업용 변성전분(變性澱粉)이 개발되어 그 수요가 날로 증가 하고 있으며, 특히 제지용 산화전분(Oxidized Starch)의 경우는 그 동안 제지공업(製紙工業)에서 수입에만 의존하던 많은 양의 변성전분(變性澱粉)이 국산으로 대체되었다.

전분(澱粉)·당협회에 따르면 지난해 국내 전분(澱粉)원료생산량은 감자 14만 1천톤, 고구마가 10만 5천톤, 옥수수가 7만 6천톤으로 지난해의 경우는 평년보다 다소 웃도는 생산량을 나타냈으나 최근 몇년간의 생산량을 감안하면 전반적으로 감소 추세에 있다. 반면 외국으로부터의 도입량은 지난 94년 이전까지만 하더라도 5백∼6백만톤대이던 것이 이후로는 8백만톤을 상회하는 양이 수입되고 있는 실정이다.

전분(澱粉)은  식품공업(食品工業), 제지공업(製紙工業), 의약품등에서 증점제, 겔화제, 안정제, 결착제, 보습제, 피막제, 조형제, 희석촉진제 등으로 여러 분야(分野)에 이용(利用)되고 있다. 1986년도의 전분(澱粉)의 용도별 이용(利用) 비율은 식품공업용으로 34.4%로 일반가공식품에 22.6%, 맥주용으로 11.8%가 사용되고, 제지용으로 18.9%, 접착용이 15.9%, 제약용이 1.7% 기타 29.1%이다.

이런 전분(澱粉)에 각종 가공처리를 하여 본래의 구조나 물성의 일부를 변화, 개선한 변성전분(變性澱粉)의 종류에는 아세틸아디핀산이전분(Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 옥테닐호박산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate), 인산이전분(Distarch Phosphate), 인산일전분(Monostarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate), 초산전분(Starch Acetate), 히드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate)등의 산분해전분, 산처리전분, ester전분, ether 전분, α화 전분, 가용성 전분α화전분, dextrin, 가교전분 등이 있다.

변성전분(變性澱粉)이 이용(利用)되는 분야(分野)는 다양하다. 대표적으로 식품공업(食品工業), 종이공업, 섬유공업(纖維工業), 제약공업에서는 희석제, 부형제, 분산제, 붕괴제, 배양기제 등으로 사용되고, 농약부형제, 조립제, 전착제, 분산제로 또, 점결제, 화장품과 의약품에도 사용된다. 이처럼 변성전분(變性澱粉)이 이용(利用)되는 분야(分野)는 광범위한 용도로 사용되고 있다.

변성전분(變性澱粉)의 정의와 종류에 대해 알아보고, 변성전분(變性澱粉)들이 실제 이용(利用)되고 있는 분야(分野)에 대해 알아보자.

Ⅱ. 본론(本論)

1. 전분(澱粉,starch)

(1) 전분(澱粉,starch)의 정의

전분(澱粉)은 D-glucose(포도당)가 축합하여 생긴 다당류로서 엽록소를 가진 식물체에 널리 존재한다. 녹말은 식물의 씨 ·뿌리 ·줄기 ·알뿌리 ·열매 등에 함유된 중요한 저장물질의 하나이며, 고등동물에서도 탄수화물의 영양원으로서 중요한 물질이다. 쌀도 대부분 녹말로 이루어져 있다.

전분(澱粉)은 식물의 광합성에 의해 물과 CO2로부터 합성되어 입자 형태로 존재하며, 입자의 크기와 형태는 식물의 종류에 따라 다르다. 전분(澱粉)을 물에 녹였을 때 물에 잘 녹지 않고 물 속에서 뿌옇게 현탁된 후 침전하므로 전분(澱粉)이라고 한다. 전분(澱粉) 입자는 불용성 물질의 적은 량의 침전에 의해 형성된 중심 핵 주위에서 형성된다. 전분(澱粉)의 형태는 처음은 구형이지만 지나면 평판형 또는 막대형으로 된다. 전분(澱粉) 입자는 60℃ 이하에서는 물에 불용성이며, 그 이상에서 물을 흡수하여 팽창하여 겔화(gelatinisation)로 된다. 전분(澱粉)을 계속 가열하면 입자의 구조는 파괴되고 점착성 덩어리의 페이스트(paste)가 만들어진다. 전분(澱粉)의 페이스트 제품은 식품산업(食品産業) 뿐만 아니라 아주 폭넓게 이용(利用)된다.

(2) 전분(澱粉,starch)의 특징

식물의 잎 속에 있는 엽록소(chlorophyll)에 의해 이산화탄소와 물을 원료로 하여 광합성된 녹말은 보통은 즉시 이용(利用)되나, 그 식물의 성숙기에는 저장소에 대량으로 저장된다. 광합성에 의해 녹엽 속에 생기는 녹말은 직경 1μm 이하의 작은 입자이다. 이들은 아침에 태양광선을 받으면 얼마 후부터 잎 속에서 생성되기 시작한다. 맑은 날에는 오후 2시에 최고에 이르나, 그 후 차차 감소하여 일몰과 함께 생성을 그치고, 야간에는 대부분 소실된다. 즉, 잎 속에 있는 녹말 입자는 광합성이 왕성하게 이루어질 때 일시적으로 잎 속에 저장되는 성분으로, 이것을 동화녹말이라 한다. 동화녹말은 야간에 가수분해되어 뿌리 ·줄기 ·씨 등으로 각각 운반되어 저장되는데, 식물의 종류에 따라 각각 일정한 형태를 가진 1~100μm 크기의 입자이며, 다음 대의 어린 식물이 이용(利用)할 때까지 별다른 변동 없이 저장된다. 이것을 저장녹말이라 한다. 저장녹말은 인류의 식량 및 공업원료로서 매우 중요한 의의를 가진다. 세계 각국의 농업은 대부분 각종 작물이 만드는 저장녹말을 수확하는 일이라 해도 과언이 아니다.

녹말은 무미 ·무취의 백색분말로 물에는 녹지 않는다. 분자량은 5만∼20만이고, 비중은 1.65 정도이므로 물 속에서는 침전한다. 일반적으로 입자의 형태로 존재하는데, 그 크기나 형태는 식물의 종류에 따라 다르다. 이 녹말입자의 층을 형성하고 있는 중심, 즉 배꼽이 단 하나인 것을 단립이라 한다. 단립은 칸나 ·칡 ·감자 등에서 볼 수 있다. 녹말의 입자를 현미경으로 보면 동심원 무늬의 층상구조가 보이는데, 그 생성원인은 아직 해명되지 않았다. 녹말입자의 일부는 결정성이며, 뚜렷한 X선회절상을 보인다. 녹말은 단일물질로 이루어진 것이 아니라 amylose와 amylopectine의 혼합물이며, 그 비율은 녹말의 종류에 따라 대체로 일정하다. 일반적으로는 아밀로오스 20∼25%, 아밀로펙틴 75∼80%가 함유되어 있다. 그러나 찹쌀 ·찰옥수수 등은 amylose는 거의 없고 glucose 만으로 이루어져 있다.

녹말에 뜨거운 물을 붓거나 물을 부어 가열하면 녹말입자는 팽창하여 점성이 강한 액체, 즉 풀이 된다. 이 현상을 호화(糊化)라 하는데, 녹말의 종류에 따라 대체로 일정한 온도범위에서 볼 수 있다. 또, 녹말에 요오드 용액을 가하면 청색(amylose) 또는 적갈색amylopectine으로 변색하는데, 이것을 요오드-녹말반응이라 한다. 이 용액을 가온(加溫)하면 청색이 없어졌다가 식으면 다시 나타난다. 이 반응은 매우 예민하여 미량의 녹말 검출에 사용된다. 녹말 입자를 약 70℃의 온수로 처리하면 입자는 깨어지지 않고 팽윤하여 내부로부터 amylose가 녹아 나온다. 이것을 n-부탄올 등을 사용하여 정제하면 순도가 높은 amylose를 얻을 수 있다.

녹말은 cellulose와 달리 체내에서 비교적 용이하게 amylase나 maltase 등 효소에 의해서 가수분해되어 소화된다. 천연의 녹말입자에는 micelle이라 하는 미세결정이 존재하는데 호화하면 없어진다. 이 미셀을 가진 천연의 녹말을 β 녹말, 호화한 것을 α 녹말이라 한다. α 녹말은 소화가 잘 되나, β 녹말은 소화가 잘 안된다. 또, α 녹말을 습윤상태에서 저온하에 두면 β 녹말로 돌아오는데, 이 현상을 녹말의 노화라 한다. 녹말의 생합성은 예전에는 포스포릴라아제의 역반응에 의한 것으로 생각되었으나, 생체 내에서는 오히려 녹말의 분해에 관여하는 것으로 생각된다. 녹말은 그 원료에 따라 고구마녹말 ·감자녹말 ·밀녹말 ·옥수수녹말(콘스타치) 등으로 나뉘며, 특히 고구마녹말은 산 또는 효소로 가수분해하여 물엿 ·포도당을 만들어 과자 ·잼 ·술 등의 원료로 사용된다. 다른 녹말은 각기 그 특성을 이용(利用)하여 직물 ·풀 ·식품 ·의약 등에 사용된다.

(3) 우리나라 전분(澱粉,starch) 산업 현황과 전망

전분·당협회에 따르면 1996년 국내 전분(澱粉)원료생산량은 감자 14만 1천톤, 고구마가 10만 5천톤, 옥수수가 7만 6천톤으로 1996년의 경우는 평년보다 다소 웃도는 생산량을 나타냈으나 최근 몇년간의 생산량을 감안하면 전반적으로 감소 추세에 있다.

반면 외국으로부터의 도입량은 지난 94년 이전까지만 하더라도 5백∼6백만톤대였던 것이 이후로는 8백만톤을 상회하는 양이 수입되고 있는 실정이다.

표 1-1. 우리나라의 전분(澱粉)원료 생산 및 도입량 추이 (단위: 천톤, %)

구분	생산량				도입량		자급율
	감자	고구마	옥수수	소맥	옥수수	소맥	옥수수	소맥
1990	74	134	120	1	6,198	2,239	1.9	0.04
1991	83	117	75	1	5,441	4,449	1.4	0.02
1992	145	98	92	1	6,386	3,856	1.4	0.03
1993	124	82	82	1	6,418	4,401	1.2	0.03
1994	98	77	89	2	5,322	6,050	1.4	0.03
1995	118	95	74	10	8,879	2,860	1.1	0.30
1996	141	105	76	11	8,428	3,107	0.9	0.35

따라서 자급율도 계속 하락하며 1996년의 경우는 0.9%대의 미미한 수준의 자급률을 보였다. 공업용 옥수수의 경우 1996년 도입량은 총 1백72만5천톤중 92%인 1백58만4천톤이 미국산으로 수입이 최근 몇년간 급증한 것으로 나타났다. 이는 중국내 전분(澱粉)원료의 수출금지 조치와 더불어 1996년 중국산 옥수수 구매가격이 급증, 수입선이 미국으로 선회됐기 때문이다. 국내 전분(澱粉) 생산량은 1996년 1백4만7천여톤으로 전년대비 11.8%, 감자는 20.8%가 증가한 반면 고구마 전분(澱粉)은 26.6% 감소했다. 옥수수 전분(澱粉)의 판매는 무더위 등으로 인한 식음료업계의 특수로 인해 수요가 동반상승했던 것으로 나타났다. 전분류의 수입은 농가보호측면에서 쿼터제가 적용, 엄격히 제한되고 있어 특수용도에 한해 주로 수입이 이뤄지고 있다. 그중 수입량이 가장 많은 것은 감자 전분(澱粉)과 고구마 전분(澱粉), 변성전분(變性澱粉)인 ether와 ester전분 등이며 감자 전분(澱粉)과 ether, ester는 라면용으로의 수입이 주류를 이루고 있다. 이러한 감자 전분(澱粉)의 주 수입국은 네덜란드와 독일, 덴마크 등 주로 유럽국가이며 고구마 전분(澱粉)은 전량 중국이다. 수출은 옥수수를 중심으로 대만, 방글라데시, 인도네시아 등 동남아국가를 위주로 이루어지고 있으며 수출가격도 지난 93년의 톤당 1백99달러를 기점으로 95년도에는 2백82달러로 점차 증가추세에 있어 향후 수출전망은 밝은 것으로 예견되고 있다. 한편 전분(澱粉)·당산업은 외국인 투자가 전면 허용돼 향후 상당한 고전을 겪을 것으로 예상되고 있다.

표 1-2. 연도별 전분(澱粉) 생산 실적(단위:톤)

구분	1991	1992	1993	1994	1995	1996
감자	1,981	4,400	1,316	3,096	4,100	4,953
옥수수	922,394	924,439	901,549	960,802	915,111	1,029,376
고구마	12,180	11,166	12,390	12,708	17,527	12,860
계	936,555	940,050	915,255	976,606	936,738	1,047,189

단지 산업 자체가 장치산업인 특성으로 인해 과다한 투자가 필요하며 현재로서는 투자업체가 나타나지는 않고 있지만 장기적인 관점에서 볼 때 외국업체와의 경쟁을 위해 다양한 신제품과 고부가가치의 상품개발이 필요한 것으로 지적되고 있다. 그래서 시장개방에 따른 다양한 외국제품의 유입에 대응하기 위해서는 고흡수성 전분(澱粉)과 지방대체 전분(澱粉), 당알콜 등의 다양한 신제품의 개발과 함께 환경을 고려한 전분(澱粉) 함유 분해성 플라스틱(Biodegradable)등의 개발에 노력해야 할 것이다.

한편 전분(澱粉) 업계의 가장 큰 문제는 국산 전분(澱粉) 원료가격과 수입제품의 가격차가 크다는 것이다. 원가부담을 생각해야하는 업계 입장에서 값싼 수입산을 선호할 수밖에 없는 것은 알지만 일부 수입업체에서는 비정상적인 방법으로 전분(澱粉)과 빵가루를 혼합해 수입한 후 원심분리기 등으로 재분류해 제품원료로 유통되는 경우가 있다. 이런 부정수입 전분(澱粉)은 통관제품 분류(HS넘버)상 관련품목의 '기타'로 분류되어 조제전분으로 수입된 것이다. 물론 관세도 관세상당치(TE)가 아닌 일반관세만 부담하고 들어오는 것이다. 무역협회에 따르면 이같은 형태로 반입된 전분량은 '96년 100톤이 넘는 것으로 추정하였다.  문제는 국내 생산농가의 피해와 직결되는데 있다. 밀수품이 유통될 경우 제품생산업체에서 원가부담 등을 고려, 밀수품을 선호하고 그로 인한 시장 유통 질서문란은 물론 국내 전분생산업체의 감자, 고구마수매 중단, 농가 재배기피 등 국내 생산기반 몰락도 우려된다는 차원에서 근절책이 시급한 실정이다.

2. 변성전분(變性澱粉)

전분(澱粉)의 성질은 원료 전분(澱粉)이 무엇이냐에 따라 변화하기 쉽다. 또한 이용(利用)시의 조리방법이나 가공조건에 따라 많은 물성변화가 일어난다. 때문에 용도에 맞게 가열조건이나 각종 첨가제등을 조합하여 여러 식품분야(食品分野)에 사용하여왔으나, 만족할만한 결과를 얻지 못하는 경우가 많았다. 특히 식품산업(食品産業)이 종래의 수공업적 제조방식에서 합리화된 첨단의 제조방식으로 연속적, 대량생산, 대형화를 지향함과 동시에 균일한 품질을 보증해야하는 방향으로 급속히 전개되고 있으며, 이에 따라 전분(澱粉)에 요구되는 특성도 다양화, 고도화, 전문화되고 있는 실정이다. 더욱이 생활환경의 변화에 따라 인스턴트식품, 레토르트식품, 냉동/냉장식품등 양이나 질적으로 다양하게 확대되는 상황에서 이전처럼 단순히 전분(澱粉)의 종류만을 선택하거나 배합비를 조절하는 것만으로는 대응이 곤란한 상황이 많이 발생하고 있다.

전분(澱粉)을 가열 호화시켜 식품(食品)에 이용(利用)하는 경우의 특징은 다음과 같으나, 이러한 상황은 역으로 결점이 될 수도 있다.

a) 냉수, 온수에 불용 → 가수만으로 증점 효과를 기대하기 어려움

b) 가열에 의해 팽윤 분산하여 호화 → 호화의 진행에 따라 점도상승이 일어남으로 일정한     점도유지가 불가능

c) 교반, 가압에 의하여 호화를 촉진 → 점도저하가 급격하며, 특히 레토르트식품에는 부     적합

d) 보존에 의한 노화 → 장기에 걸친 보존성이 취약. 특히 저온, 냉동내성이 약함

이와 같이 전분(澱粉)이 가지고 있는 기능을 보충 또는 강화, 그리고 다양한 용도개발을 위하여 전분(澱粉) 분자의 절단, 입자구조의 파괴 또는 강화, 혹은 완전한 입자구조의 변성 등 다양한 가공기술(modification)이 개발되어 왔다. 이 경우 사용되는 기술에 따라 효소적, 물리적, 화학적가공방식과 반응시의 형상에 따라 건식, 알파(α)화, 습식(불균일, 균일)등으로 분류가 가능하다. 여기에 덱스트린이나 산화전분(Oxidized Starch)등 생성물의 명칭에서 유래하여 분류되는 경우도 있다. 이처럼 전분(澱粉)에 각종 가공처리를 하여 본래의 구조나 물성의 일부를 변화, 개선한 것이 일반적으로 말하는 가공전분 또는 변성전분(變性澱粉)이라 불리는 전분(澱粉) 제품이다.

(1) 변성전분(變性澱粉)의 종류 및 특성

전분(澱粉)은 물과 가열하면 팽윤하여 풀(paste)로 된다. 이것은 전분(澱粉)의 용해가 아니라 전분(澱粉) 입자의 구조가 일부 깨져 농담(濃淡)의 여러 가지 참(참) 전분(澱粉) 용액 중에 불연속 상(相)으로서 분리된 사태이다. 호화(糊化 : pasting)에 의해 액은 반투명으로 되며 점도를 증가하여 X선도가 변하고 도전도(導電度)가 증가한다. 이 변화는 전분(澱粉)의 종도, 가열 방법, 교반 상태 등에 따라서도 다르다.

표 2-1. 각종 전분(澱粉)의 아밀로스 함유량과 호화 온도

저분종류	amylose 함유량(%)	호화온도(℃)
쌀	18	80.5∼83.5
소맥	25	80∼82
옥수수	24	75∼76.5
감자	21	64.5∼68.5
타피오카	17	71∼73.5

호화는 전분(澱粉)에 농후한 전해질 용액을 가할 때에도 일어난다. 또 고압 하에서 호화 하는 겨우도 있다.  전분(澱粉) 풀은 저 농도에서도 대단히 점도가 높기 때문에 접착제로서 사용하는 경우에는 불편한 일이 많다.  따라서 일반적으로 천연 전분(澱粉)을 변성 가공해서 적당한 접 성의 것으로 하여 성능을 향상시켜서 사용한다.      

가공 방법은 산, 알칼리, 염, 산화제, 효소 또는 열로 부분적으로 해 중합(海重合)시키거나 또는 methylether화, acetyl화, 등의 고분자 반응으로 유도체로 바꾼다. 이들 제품을 총칭하여 화공 전분 (또는 가공 전분)이라고 한다.

가수 분해나 산화 분해의 처리를 한 것은 그 반응의 과정에서 고분자의 분해와 분해물의 재중합이 되풀이되어 단지(短枝), 다분 지의 구조로 변화한다고 생각된다. 분해도가 높은 것은 점도를 감소시켜 농도를 높일 수 있으므로 초기 점착력이 높고 고화(固化)가 빠른 접착제를 만들 수 있다. 그러나 접착력은 분해도가 낮은 것이 높다. 그리나 접착력은 분해도가 낮은 것이 좋다. 그리고 분해 도는 원래의 원료 전분(澱粉)과 관계하여 호액(糊液)의 노화(retrogradation)를 좌우하는 일도 있으므로 사용 목적에 따라 적당한 것을 선택하여야 한다. 풀은 아밀로그래피(amylo-graphy)로 펴가된다.

① 덱스트린  

덱스트린은 일반적으로 전분(澱粉)을 미량의 산과 함께 150℃∼180℃로 가열하여 분해시킨 배소 (焙燒) 덱스트린(pyrodextrin)을 말한다. 반응도가 낮은 것에서 높은 것에 걸쳐 백색 덱스트린, 회색 덱스트린, 브리티시 검(British gum) 등의 제품을 얻는다. 각각 풀 액으로 하였을 때 다른 성질을 나타내고 대략 강하게 처리된 제품일수록 물에 잘 녹고 점성이 강하고 안정성도 좋다. 통상 2∼3배의 물로 고 점도의 풀을 얻을 수 있으며, 건조가 빠른 것이 환영받는다. 단독으로 사용되는 외에 아교, 아라비아고무, 합성 풀(포 발 등)과 혼합하여 사용된다. 가소제로서 글리세린, 에틸렌글리콜, 솔 비트 등을 약 2% 가하는 일도 있다. 우표, 인지, 봉투 등의 풀, 사무용 풀, 수성 도료, 조형제, 점결제(粘結劑)등, 내수성이 그다지 필요하지 않은 간편한 용도에 많이 사용된다.   

② 산 변성(酸 變性) 전분(澱粉)

전분(澱粉)을 엷은 무기 또는 유기산과 함께 슬러리 상으로 해서 호화(호화) 온도 이하로 가열하여 부분적으로 가수 분해한 것이다. 용해성이 좋고, 저점도의 출액을 제공하기 때문에 산 변성 회박풀 전분(acid-conwerted thin-boiling starch)또는 유동성 전분(fluidity starch)로 불린다. 필름 형성 능이 있고 강한 피막을 만들므로 경사(경사) 풀, 마무리 풀, 종이의 사이징제 등에 적합하다.  가수 분해도를 조금 높여서 유동성을 높게 한 것을 가용성 전분(soluvle starch)이라고 한다. 덱스트린에 비하여 분해도가 적어 입자 상이 유지되며 냉수에는 거의 녹지 않고 열수  또는 온수에 비로소 녹는다. 산 변성(酸 變性) 전분(澱粉)은 노화되기 쉬우므로 글리세린모노스테아레이트나 폴리옥시에틸렌스테아레이트 등을 노화 방지제로서 첨가하는데, 이들의 계면 활성 작용으로 접착 면의 친화성을 증대하여 접착력을 높이는 것이 된다. 

③ 산화 전분 

전분(澱粉)은 각종의 산화제 작용으로 산화되지만, 산화 반응의 형식이나 정도, 산화 생성물의 성질 등은 반응 조건에 따라 크게 다르다. 산화로 얻어지는 생성물을 총칭하여 산화 전분(oxidized starch)이라고 하는데, 공업적으로는 습식 또는 건식으로 차아염소산 염류 및 과산화수소를 단독 또는 조합하여 경도(경도)로 산화한 산화 희박 풀 전분(oxidized thin-boiling starch)이 많이 사용된다. 산화도가 커지면 노화 현상이 적고 점도 안정성이  좋은 풀 액을 얻으며 냉각이 되어도 점도의 상승의 적어지는 특징이 있다.

그래서 종이의 표면 사이징이나 코팅에 사용된다. 색이 흰 특징도 용도를 넓혀주고 있다.  전분(澱粉)을 과요드산 또는 과요드산염으로 산화하면 글리코스기가 소위 글리콜 분해를 받아서 디알데히드 전분(dialdehyde starch)을 얻을 수 있다. 고도로 산화된 것은 오히려 글리옥살과 D-에리트로스의 축 합 중합 물이라고도 생각되는 일종의 폴리알데히드의 구조로 된다. 냉수에는 녹지 않으나 열 수에는 녹는다. 알데히드기는 재차 산화에 의하여 카르복실기로 바뀌고 또 환원으로 알코올기로도 외므로 그 반응 성을 이용(利用)하여 각종의 유도체로 하는 것도 가능하다. 종이 등의 셀룰로스 제품의 접착제로 사용된다. 

④ 전분 유도체

전분(澱粉)의 아세트산에스테르가 아세틸 전분(acetyl starch)으로서 예로부터 알려져 있다. ester화도 (글루코스 잔기 1개당 치환기의 수)가 0.2이하에서는 수용성이고, 그 이상에서는 유기 용매에 녹게 된다.  전분(澱粉)의 ether류에서는 메틸 전분, 카르복시메틸 전분(CMS), 히드록시에틸 전분(HDS) 등이 호제로 사용되지만, 아미노알킬전분은 소위 양성 전분(cationic starch)으로서 특수한 존재 가치가 있다. 이것은 전분(澱粉) 분자에 제3급 아미노기, 제4급 암모늄 염기를 도입하여 만들어진다.

치환도(置換度)는 0.01에서도 충분한 양성(陽性)을 나타낸다.  양성 전분은 경사 풀로 사용하면 아니온성의 면(면), 비스코스레이온 등의 섬유에 큰 친환력을 갖고 풀의 부착 량을 증대하며, 실의 강도, 내마모성을 증대하여 제직성(제직성)을 좋게 하고, 또 합성 섬유의 경우에도 마찬가지의 좋은 결과를 나타낸다. 제지 공업에서도 사이즈 정착(정착), 지력(지력) 증강 등에 우수한 성능을 나타낸다. 전분(澱粉)에 포름알데히드, 에피클로르히드린 등을 반응시켜서 분자간의 가교를 행하면 풀의 접도, 접착 강도 등을 변화시킬 수 있다. 이것을 가교 전분(cross-linked starch)이라고 하는데 산 변성 전분, 댁스트린, 산화 전분 등도 사용 시에 가교  처리를 하여 물성을 조정하는 것은 항상 행하여지는 일이다. 

⑤ α화전분

α화 전분(instant starch)은 호화시킨 전분(澱粉)이다. 외국에서는 α화 전분를 pregelatinizde starch 또는 precookde starch이라 한다.

전분(澱粉)은 냉수에 팽윤하거나 용해되지 않고 물을 가하여 가열시킴으로써 초기에 팽윤 혹은 용해가 시작되는데 팽윤과 용해되어진 호화(gelatinized)상태를 α-화라고 한다. 전분(澱粉)은 가열, 산, 알칼리에 의해 호화된다. 전분(澱粉)은 60~70℃까지는 노화가 일어나지 않는다. 노화는 수분 30~60%에서 가장 빠르고, 8.5%이하에서는 잘 일어나지 않는다. α화전분는 이 원리를 이용(利用)해 만든 것으로 전분(澱粉)의 수소결합이 흐트러져서 아밀라아제의 작용이 잘되기 때문에 소화가 잘된다. 노화된 것은 수소결합이 일부 재생되어 소화되기 어렵다. 전분(澱粉)이 α상태로 고정되어 있어 물을 부으면 소화성이 높은 상태로 식용할수 있어 조리에 편리한 즉석식품이 된다. 전분유나 전분원료를 증자하여 호화시킨 후 드럼건조기로 연속적으로 탈수, 건조 조작을 실시하여 제조한다.

⑥ ether 전분

ether 전분은 아세테이트 전분과 유사한 성질을 가지나 특히 pH에 대한 안정성이 강하고 호화가 용이하며, 투명한 전분풀을 만들고 겔화 경향은 적고, 필름성이 향상된다. 주로 제지용의 개질전분으로 많이 이용(利用)된다.

ether 전분의 제조는 건식 기체상 반응법과 습식 현탁액 제조방법이 있으나 대부분 습식법으로 제조한다. 40~45% 전분유에 3.6%정도의 식염을 첨가하여 팽윤을 억제하면서 0.6% NaOH를 가하여 알칼리성으로 조절하고 40℃ 이하에서 ehtyleneoxide 또는 propyleneoxide를 용해시켜 반응시켜 제조한다.

종류에는 카르복시 메틸 전분, 히드록시 알킬전분, 양성전분이 있는데 카르복시 메틸전분은 전분 글루코산 나트륨이라고도 불리며 식품첨가물로 사용되고 이다. 반은을 진행시킴에 따라 호화개시 온도가 낮아지고 따라서 냉수 가용성으로 되고 그 용액은 투병하며 고점도의 구조점을 갖는다. 유화력과 보호 콜로이드성을 갖기 때문에 금속염과 산류를 작용시킴으로서 피막을 불용화 할수있다. 히드록시 알킬전분은 호화개시 농도가 낮고 용액은 비이온성이며 안전성이 풍부하고 투명하고 노화되기 어렵다. 또 pH의 영향을 받지 않으며 투명하고 부드럽고 강한 필름을 형성한다 라텍스나 카젱니 PVA 왁스 혹은 기타 수지 등에 상용성도 좋다. 양성전분은 전분자내에 1.2.3급 알킬 아민 4급 알킬 암모늄염을 도입한 것으로 양성으로 하전되기 때문에 양성전분이라고도 한다. 전기적으로 음성인 섬유나 펄프에 결합력이 크며 응집성이 향상되기 때문에 작업성이 좋고 폐수의 BOD문제 해결에도 유효하다.

⑦ ester 전분

전분(澱粉)에 유기산 무기산 혹은 그 염류 등을 반응시킴으로서 각종의 관능기를 결합시킨 ester화 전분(澱粉)을 얻을 수 있다. ester화 전분(澱粉)은 습식법으로 인산에스테르와 전분(澱粉) 등을 건식법으로 제조한다. pH 7.5 이상으로 조절한 전분유에 ester화제로서 무수아세트산, 무수말레산, 아세트산비닐모노머를 가하여 반응시키고 중화, 수세, 건조하여 제조한다. ester화제로 그 외에도 인산이수소나트륨, 삼중합인산나트륨, 트리메타인산나트륨, 염화포스포릴, 1-옥테닐숙신산무수물 등이 있다.

치한도는 0.02~0.05의 전분(澱粉)은 노화가 개선되고, 호화 개시온도가 낮아지고 전분풀과 피막의 투명성이 높아진다. 치한도가 낮은 ester화 전분(澱粉)은 산에 의해 점도가 낮아진다. 시판제품은 점도에 따라 구분되며 물서도 차이가 있다.

ester화 전분(澱粉)의 종류에는 아세테이트 전분(澱粉)과 인산전분이 있는데 아세테이트전분은 전기적으로 중성이고 용해도 투명도 냉동 및 해도에 대한 안정도가 높아 파이 샐러드 드레싱에 사용되고 인산 전분은 점도가 높고 노화에 대한 안정성이 퐁으며 투명도도가 좋고 냉수에 용해되는 장점이 있어 식품(食品) 증점제 등에 사용된다.

⑧ 가용성 전분(soluble starch)

가용성 전분(soluble starch)는 전분(澱粉)과 매우 유사하나 열수에 녹여도 호화되지 않는다. 제법은 여러 가지가 있으나 일반적으로 염소법으로 제조되고 있다. 정제전분을 온수로 용해하여 유액을 만들고 표맥분의 상등액을 가해서 교반한 후 염산을 가하여 충분히 혼합하여 가용화 시킨다. 가성소다(NaOH)로 중화 후 수세하고, 이후는 보통 전분(澱粉) 제조법에 따라 건조하여 제품화한다.

⑨ 가교전분(cross linkde starch)

가교전분(cross linkde starch)는 전분(澱粉) 입자 내의 2개의 OH기와 반응할 수 있는 시약을 작용시켜 만든다. 가교전분은 호화가 크며 억제되며 노화성이 거으 ldjqt으며 냉동과 해동에 대한 안정성이 높다.

냉동식품, 레토르트식품, 스프, 통조림, 케이크 믹서등에 이용(利用)된다.

⑩ 그라프트 전분

다른 유기고분자 물질, 예를 들면 폴리아크릴아마드, 폴리아크릴산, 폴리초산비닐, 폴리아크릴로니트릴 등을 화학적으로 결한 것으로 어떤종류의 수용성 고분자를 부가함으로써 고흡수성전분을 얻을수 있다. 또 호핵의 안정화를 이루어 강한 피막을 얻을 수 있다

⑪ 기타 변성전분(變性澱粉)

멸균, 건조시킨 감자전분이나 옥수수전분, 전분입자에 기공을 준 저점도 냉수가용 흡수성전분, 전분을 특별히 정형변화시켜 분체유동성이 우수한 구형세립상 전분 등이 있다.

(2) 변성전분(變性澱粉)의 용도

① 식품산업(食品産業)

변성전분(變性澱粉)은 식품산업(食品産業)에서  증점제, 결착제, 겔형성제, 콜로이드 안정제 등으로 다양한 용도로 이용(利用)되고 있다. 식품산업(食品産業)에 사용되는 화공전분으로는 배소 혹은 말토덱스트린, 알파화전분, 가용성전분, Thin Boiling Starch, 습열처리전분, 인산전분, 카르복시메틸전분, 멸균 건조전분 등이 있다.

변성전분(變性澱粉)을 이용(利用)한 식품(食品)은 다양하다. 그 중 몇가지 예를 들어 그 특성을 알아보자.

- 인스턴 국수 : 인스턴트 밀가루국수, 인스턴트 쌀국수 등

#변성전분(變性澱粉)이 인스턴트 국수제품에 사용되는 이유

  a. 조리시간의 단축

  b. 좋은 투명도를 나타냄

  c. 탁월한 점성

  d. 물을 부어 원상으로 회복시키는 것을 개선시킨다.

  e. 표면이 매끄러움

  f. 적당하게 점성과 탄성을 함께 지니게 함

- 소스 : 토마토 소스, 마요네즈 소스 등

#변성전분(變性澱粉)이 소스 제품에 사용되는 이유

  a. 처리과정에서 열, 산, 전단기(가위)에 아주 잘 견딤

  b. 매끄러움과 입에서의 촉감을 향상시킴

  c. 저장 수명을 길게 해 줌

  d. 냉기 해동과 결빙 해동에 견딤

-소시지 : 불로냐 소시지, 프랑크풀트 소시지등

#변성전분(變性澱粉)이 소시지 제품에 사용되는 이유

  a. 씹으면 아주 탄력성이 있음

  b. 저장 수명을 길게 해줌

  c. 결빙 해동에 불변성

  d. 고기와 성분을 잘 결함시킴

  e. 열과 전단기에 견딤

표 2-2. 식품산업(食品産業)에서 생전분의 변성전분(變性澱粉)의 비교

생전분	변성전분
1. 점성의 변동  2. 조리시 고온과 장시간 견딤  3. 점성의 안전성이 낮음  4. 하기에 견디는 힘이 약함  열산   전단기  힘   결빙 해동	1. 조정할 수 있고 지속적인 점성 2. 조리시 더 낮은 온도와 짧은시간 걸림 3. 점성의 안전성이 높음 4. 하기에 아주 잘 견디는 적합한 개량전분의 선택성 열산 전단기 힘 결빙 해동

표 2-3. 식품산업(食品産業)에서 옥수수전분과 변성전분(變性澱粉)의 비교

옥수수전분	변성전분
1. 조리시 고온과 장시간 견딤 2. 식으면 응고되거나 겔상태로 됨 3. 점성이 강함 4. 값이 싸다	1. 조리시 더 낮은 온도와 짧은시간 걸림 2. 식어도 응고되거나 겔상태가 되지 않음 3. 점성이 더 약함 4. 값이 더 저렴함

② 제지공업(製紙工業)

변성전분(變性澱粉)은 제지공업(製紙工業)에 있어서 표면사이징, 코팅, 내부 사이징 및 판지의 층간 접착제등 다양한 용도로 이용(利用)되어지고 있다. 각각의 사용목적은 서로 다르지만 종이 내부 강도의 증대, 표면강도 혹은 인쇄적성의 향상, 안료, 도료의 접착과 정착 등에 있어서 취급이나, 독성 등에 문제가 없고 품질이나 양적인 면에서도 안정적이고 저렴한 가격 등으로 인해 대량 사용되어지고 있다. 또한 판지 업계나 종이가공분야에서는 주로 접착제로서 덱스트린, 알파화전분, ether화전분 등이 사용되어진다.

- 종이 제조 과정

섬유 조제  →  망위의 종이판성형 → 압축 수분제거 → 건조  → 다시 적신 종이의 표면을 부드럽게 → 건조 → 완성된 종이표면을 부드럽게 윤내기

#변성전분(變性澱粉)이 종이 제조에 사용되는 이유

* 섬유 용해 준비단계에서

a. 섬유 손실의 감소, 망위의 더 많은 양의 섬유를 유지함.

b. 탈수 및 건조에 에너지 감소

c. 종이 장력 개선

* 다시 적신 종이단계에서 표면을 매끄럽게 하며

a. 종이 표면 강도

b. 보다 나은 인쇄  및 문서작성을 위한 부드러운 표면양

c. 표면의 부드러움

d. 표면의 광택

표 2-4. 제지공업(製紙工業)에서 생산전분과 변성전분(變性澱粉)의 비교

생전분	옥수수전분
▶점성 변동 ▶가열시에 고온과 장시간 소요 ▶섬유에 열악한 퍼짐효과를 일으키는 높은 점성 ▶얇은막의 내구력이 약함 ▶식으면 응고됨 ▶종이에 쉽게 침투하지 못함 ▶점성변동 ▶끈적거리는 성질의 종이 롤을 더럽힘	▶ 조절할수 있고 변지 않은 점성 ▶ 가열시에 더 낮은 온도와 짧은 시간을 요함. ▶낮은 점성, 적게 첨가해도 효과적임 ▶얇은 막의 형성이 용이하고 내구력이 강함. ▶식어도 응고되지 않거나 젤상태로 됨. ▶종이에 쉽게 칩투함 ▶이용할 수 있는 점성범위가 넓음. ▶끈적거리는 없는 성질

③ 섬유공업(纖維工業)

섬유공업(纖維工業)에서 변성전분(變性澱粉)은 경사호, 나염호 혹은 위사호로서 오래전부터 사용되었다. 경사호에는 제직성 향상을 위해 보풀방지, 강도, 신도, 유연성, 평활성 또는 포합력이 요구되지만 이러한 광범위한 특성을 만족시키기 위해 PVA, 유제 등과 함께 가용성전분, 산화전분(Oxidized Starch) 그라프트화전분 등이 사용된다. 선명한 나염을 얻기위해 브리티시검, 전분유도체, 천연검유도체 등이 각각의 특징대로 이용(利用)되고 또 위사호로서는 생지에 적당한 도수의 딱딱함과 촉감을 부여, 상품가치를 높이기 위해 덱스트린 가용성전분, 산화전분(Oxidized Starch), 알파화전분, 전분유도체등이 사용된다. 그외에 초자섬유의 집속제로도 덱스트린, 전분유도체등이 사용되고 있다.

- 섬유제조 과정

  실 → 날실빔→  날실표면보호 →    건조

                         ↑

                        전분

#변성전분(變性澱粉)이 섬유공업(纖維工業)에 사용되는 이유

* 날실의 크기의 필요조건

** 반죽의 특성

a. 쉽게 침투함.

b. 균일한 점성

c. 식을 때 다시 굳거나 젤이 되지 않음

d. pH가 거의 중성

e. 거품이 이는 성질이 없음

f. 건조도중 끈적한 성질이 없음

g. 성분의 크기가 다른 것과 섞을 때 융화성이 있음

** 얇은막의 특성

a. 고강도

b. 실에 흡착됨

c. 유연성

d. 마멸에 견딤

e. 지나치게 건조될때 견딤

f. 습기에 강함

g. 방적 과정후에 옮기기 용이함

표 2-5. 섬유공업(纖維工業)에서 생전분과 변성전분(變性澱粉)의 비교

생전분	변성전분
1. 점성의 변동 2. 젤 상태로 응고되기 쉬움 3. 날실에 침투하기 어려움 4. 점성의 안전성이 낮음 5. 끈적거리는 성질 6. 우연성이 없는 얇은 막 7.막의 강도가 낮음, 마멸에 견디지 못함 8. 날실에 흡착이 잘 안됨	1. 조정할 수 있고 지속적인 점성 2. 젤 상태로 변하는 경향이 적음 3. 날실에 침투하기 쉬움 4. 점성의 안전성이 높음 5. 덜 끈적거리는 성질 6. 유연성이 있는 막을 형성 7. 막의 강도가 높음, 마멸에 잘 견딤 8. 날실에 흡착이 잘됨

(2) 식품첨가물 공전에서의 변성전분(變性澱粉)

① 변성전분(變性澱粉)의 정의

이 품목은 여러 가지 곡물이나 근경에서 유래한 전분(澱粉)을 소량의 화학물질로 처리하여 전분(澱粉)의 히드록시기와 반응물질사이의 반응에 의해 화학적으로 변형시킨 것 또는 이를 호화한 것으로 전분본래의 물리적 특성을 변형시킨 것이다. 이 품목에는 산화전분(Oxidized Starch), 아세틸아디핀산이전분(Acetylated Distarch Adipate), 아세틸인산이전분(Acetylated Distarch Phosphate), 옥테닐호박산나트륨전분(Starch Sodium Octenyl Succinate), 인산이전분(Distarch Phosphate), 인산일전분(Monostarch Phosphate), 인산화인산이전분(Phosphated Distarch Phosphate), 초산전분(Starch Acetate), 히드록시프로필인산이전분(Hydroxypropyl Distarch Phosphate) 및 히드록시프로필전분(Hydroxypropyl Starch)이 있다. 이들 품목별 생성반응은 다음과 같다.

   산화전분                 : 차아염소산나트륨에 의한 산화반응

   아세틸아디핀산이전분     : 무수아디판산 및 무수초산에 의한 에스테르화반응

   아세틸인산이전분         : 산화염화인 또는 메타삼인산나트륨과 무수초산 또는

                              초산비닐에 의한 에스테르화 반응

   옥테닐호박산나트륨전분   : 무수옥테닐호박산에 의한 에스테르화

   인산이전분               : 산화염화인 또는 메타삼인산나트륨에 의한

                              에스테르화반응

   인산일전분               : 인산일전분반응 및 인산이전분반응

   인산화인산이전분         : 폴리삼인산나트륨 및 메타삼인산나트륨에 의한

                              에스테르화반응

   초산전분                 : 무수초산 또는 초산비닐에 의한 에스테르화반응

   히드록시프로필인산이전분 : 산화염화인 또는 메타삼인산나트륨에 의한

                              에스테르화반응 및 프로필렌옥시드에 의한

                              에테르화반응

   히드록시프로필전분       : 프로필렌옥시드에 의한 에테르화반응

② 성분규격

- 성상

이 품목은 백색 또는 거의 백색의 분말, 입자로서 냄새와 맛이 없으며 호화시킨

것은 조각, 무정형의 분말 또는 거친 입자로서 냄새와 맛이 없다.

- 확인시험

a. 이 품목 1g을 물 20ml에 현탁시킨 액에 요오드시액 수방울을 가하면 암청∼적색으로 된다.

b. 이 품목 2.5g을 플라스크에 넣고 3% 염산 10ml 및 물 70ml를 가하여 흔들어 준 다음 냉각기를 부착한 수욕중에서 3시간 가열한다. 식힌 다음 이 액 0.5ml를 뜨거운 펠링시액 5ml에 가해주면 많은 양의 적색 침전이 생성된다.

c. 이 품목을 편광현미경에서 관찰할 때, 전형적인 교차편광을 나타낸다. 다만, 호화시킨 것은 제외한다.

d. 이 품목 50mg을 1% 메틸렌블루용액 25ml에 5∼10분간 간간이 저으면서 현탁시킨 다음 과량의 상등액을 따르고 전분(澱粉)을 물로 씻는다. 이를 현미경으로 관찰할 때, 색을 나타낸다(다만, 산화전분에 한한다).

e. 이 품목 10g을 물 25ml에 현탁시킨 다음 0.4N 수산화나트륨용액 20ml를 가한다. 이 액을 1시간동안 흔들어 준 다음 여과하고 여액을 건조기온도 110°에서 증발시킨 후 잔류물에 물 몇방울을 가하여 녹이고 시험관에 옮긴다. 수산화칼슘을 가하고 가열하면 발생하는 아세톤가스에 ο-니트로벤즈알데히드포화용액을 적신여지를 쬐면 청색이 나타나고 희석한 염산(1→10) 1방울을 여지에 떨어뜨리면 ο-니트로벤즈알데히드포화용액의 황색이 없어져 청색이 선명해 진다. (다만, 아세틸아디핀산이전분, 아세틸인산이전분 및 초산전분에 한한다).Ο-니트로벤즈알데히드포화용액: ο-니트로벤즈알데히드를 2N 수산화나트륨용액에 포화되도록 녹이고, 쓸 때 만든다.

f. 이 품목을 적외부흡수스펙트럼 측정법의 (1)브롬칼륨정제법에 따라 시험할 때, ester기를 나타내는 약 1720cm-1에서 흡수대가 나타난다. 이 때 검출한계는 아세틸기, 아디필기, 호박산기 약 0.5%이다(다만, 아세틸아디핀산이전분, 아세틸인산이전분, 옥테닐호박산나트륨전분 및 초산전분에 한한다).

③ 순도시험

a. 비  소 : 1.3ppm 이하여야한다

b. 중금속 : 40ppm 이하여야한다

c. 납 : 2ppm 이하여야한다

d. 이산화황 : 50ppm 이하여야한다

이산화황의 양(ppm) ＝ [(S - B) x 32.02 x 10] / 검체의 채취량(g)

     

e. 아디핀산기 : 0.135% 이하여야한다 (다만, 아세틸아디핀산전분에 한한다).

   

총아디핀산염 또는 유리아디핀산의 함량(%) ＝ A / 검체의 채취량(g) x 100

A : 표준곡선에서 구한 시험용액중의 아디핀산의 양(mg)

아디핀산기의 양(%) ＝ 총아디핀산염의 양(%) 유리아디핀산의 양(%)

f. 아세틸기 : 다음 식에 따라 계산할 때, 아세틸기의 양이 2.5% 이하이어야 한다(다만, 아  세틸아디핀산이전분, 아세틸인산이전분 및 초산전분에 한한다).

   

                  (B - S) × F × 0.0086

아세틸기(%) ＝ ━━━━━━━━━━━━━ ×100

                      검체의 채취량(g)

                      

g. 옥테닐호박산나트륨전분 치환도 : 다음 식에 따라 치환도를 구할 때, 그 양은 0.02 이   하이어야 한다.(다만, 옥테닐호박산나트륨 전분에 한한다).

   

치환도(DS) ＝ (0.162A) / (1 - 0.210A)

(A : 옥테닐호박산나트륨전분 1g에 요구되는 수산화나트륨 밀리당량수)

    

         0.1N 수산화나트륨용액 소비 ml수 × 0.1

A ＝ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

                   검체의 채취량(g)

                             

h. 인산염(인으로서) : 다음 식에 따라 인(P)의 양(%)을 구할 때, 그 규격은 아래와 같다.

   

인(P)의 양(%) ＝ {(a x 200 x100) / (건조물의 채취량(mg) x V)} x (S /W)

인산일전분               0.5%  이하(감자 및 밀전분) 0.04% 이하(그외 다른 전분)

인산이전분               0.14% 이하(     〃       ) 0.04% 이하(      〃      )

인산화인산이전분         0.5%  이하(     〃       ) 0.4%  이하(      〃      )

아세틸인산이전분         0.14% 이하(     〃       ) 0.04% 이하(      〃      )

히드록시프로필인산이전분 0.14% 이하(     〃       ) 0.04% 이하(      〃      )

   

i. 초산비닐 : 0.1ppm 이하(다만, 아세틸인산이전분에 한한다).

    

초산비닐의 양(ppm) ＝ 150 ×(A/S) ×(1/검체의 채취량(mg))

A : 시험용액의 피크면적

S : 표준용액의 피크면적

150 : 표준액중 초산비닐의 양(μg)

          

j. 카르복실기 : 다음 식에 따라 계산할 때, 카르복실기의 양이 1.1% 이하이어야 한다(다만, 산화전분에 한한다).

       

카르복실기(%) ＝ {(S-B) x 0.0015 x 100} / 검체의 채취량(mg)

고구마전분일 경우에는 인(P)의 양(%)을 구하여 인산염량을 뺀다.

(2 x 45.02 x P) / 30.97   ＝ 2.907 P

               

k. 프로필렌클로로히드린 : 1ppm 이하이어야 한다(다만, 히드록시프로필전분 및 히드록    시프로필인산이 전분에 한한다).

    

l. 히드록시프로필기 : 그 양은 7.0% 이하이어야 한다 (다만, 히드록시프로필전분 및 히드록시프로필인산이전분에 한한다 )

     

히드록시프로필기의 양(%) ＝ (C x 0.7763 x 10 x D) / 검체의 채취량(mg)

C : 표준곡선에서 구한 프로필렌글리콜의 양(μg/ml)

D : 희석배수

(3) 새로운 기능을 가진 전분(澱粉)

표 2-6.  새로운 기능을 가진 전분(澱粉)

전분의 기능	대응가능한 가공전분
냉수용해	알파전분
저점도	산화(가용성)전분
냉수가용, 저감미	전분분해물
내노화성, 투명성 호화온도의 저하	에스테르화 전분,에테르화 전분
내전단력성, 내열성, 내산성 텍스쳐 개선	가교전분
유지흡착	다공성 전분
유화능	친유성 전분
유지대체	유지 대체 덱스트린
생리작용, 정장작용, 혈당조절, 콜레스테롤저하, 칼로리저감	난소화성덱스트린

(4) 가공전분의 특징

표 2-7. 전분에 의한 가공식품의 개량효과

분류	개량효과	식품적용 예
품질향상	깊은맛부여 점조성부여 농후감(바디감) 결착성부여 투명성부여 후레이버의 흡착성향상 분말화개량 유동성개량 부착방지 팽화성향상 광택향상 소프트화부여 칼로리조절 생리기능부여	양조간장 소스, 타래, 바타 플라와페이스트, 모찌류 햄, 소시지, 어묵 만두피, 교자 분말향료 분말스프, 간장, 분말유지 희석제 타분 아라레, 에비센 쌀과자, 아라레 빵, 떡, 모찌, 어묵 유지대체, 저칼로리식품 기능성식품
보존성향상	보습성부여 수분활성조절 저온열화방지 (이수방지) 결정석출방지 레토르트내성부여	케익, 조림제품 앙금, 쨈, 화과자 페이스트식품, 젤리햄 소시지, 어묵 아이스크림, 양갱, 설탕 소스
조리성향상	삶는 시간단축 삶는 물 탁해짐방지 뭉그러짐방지 옷벗겨짐방지 튀김의 식감개량	면류, 면류, 모찌, 미트볼, 오뎅류 프라이, 튀김류 바삭함, 식감개량

Ⅲ. 결론(結論)

전분(澱粉)의 성질은 원료전분이 무엇이냐에 따라 변화하기 쉬우며, 전분(澱粉)의 조리방법이나 가공조건에 따라 많은 물성변화가 일어난다. 그러므로 용도에 맞게 가열조건이나 각종 첨가제등을 조합하여 여러 식품분야(食品分野)에 사용하여왔으나, 만족할만한 결과를 얻지 못하는 경우가 많았다. 특히 식품산업(食品産業)이 수공업적 제조방식에서 합리화된 첨단의 제조방식으로 연속적, 대량생산, 대형화를 지향함과 동시에 균일한 품질을 보증해야하는 방향으로 급속히 전개되고 있으며, 이에 따라 전분(澱粉)에 요구되는 특성도 다양화, 고도화, 전문화되고 있는 실정이다. 더욱이 생활환경의 변화에 따라 인스턴트식품, 레토르트식품, 냉동/냉장식품등 양이나 질적으로 다양하게 확대되는 상황에서 이전처럼 단순히 전분(澱粉)의 종류만을 선택하거나 배합비를 조절하는 것만으로는 대응이 곤란한 상황이 많이 발생하고 있다.

이처럼 전분(澱粉)이 가지고 있는 기능을 보충 또는 강화, 그리고 다양한 용도개발을 위하여 전분분자의 절단, 입자구조의 파괴 또는 강화, 혹은 완전한 입자구조의 변성 등 다양한 가공기술(modification)이 개발되어 왔다. 그리하여 전분(澱粉)에 각종 가공처리를 하여 본래의 구조나 물성의 일부를 변화, 개선한 변성전분(變性澱粉)이 생기게 된 것이다.

변성전분(變性澱粉)의 종류에는 Acetylated Distarch Adipate, Acetylated Distarch Phosphate, Starch Sodium Octenyl Succinate, Distarch Phosphate, Monostarch Phosphate, Phosphated Distarch Phosphate, Starch Acetate, Hydroxypropyl Distarch Phosphate등의 산분해전분, 산처리전분, ester전분, ether 전분, α화 전분, 가용성 전분α화전분, dextrin, 가교전분 등이 있다.

이런 변성전분(變性澱粉)들은 현재 식품공업(食品工業), 제지공업(製紙工業), 섬유공업(纖維工業), 제약공업 등에서 여러 분야(分野)에서 다양한 용도로 이용(利用)되고 있으며, 앞으로 더 많은 연구와 기술개발로 변성전분의 활용은 더 활발해 질것이다. 

Ⅳ. 참고문헌

식품 위생 관리학, 이광배 외 지음, <광문각출판사> 2003

현대 식품 재료학, 홍태희 외 지음, <지구문화사> 2000

최신식품위생학, 정동옥 지음 <신광문화사> 2001

곡류로부터 다양한 성질을 갖는 기능성 변성전분의 개발 및 활용, <농림부> 2001

농산 식품 가공학, 김재욱 지음, <문운당> 2000

농산 식품 가공 이용학, 이성갑 지음, <유림문화사> 1992

식품의약품안전청 홈페이지 (http://www.kfda.go.kr)