Physicochemical Properties of Wheat Bran in Different Areas Prepared by a High-pressure Homogenizer Process
고압균질처리에 따른 산지별 밀기울의 이화학적 특성

Eun-Mi An, Jae-Kang Lee, Yong-Seok Choi, Young-Hwa Kim, Han-Seung Shin
2014 Korean Journal of Food Science and Technology  
In this study, the effects of high-pressure homogenizer treatment on the physicochemical properties of wheat bran from different areas were evaluated. The results showed that the high-pressure homogenizer process could effectively decrease particle size and loosen the microstructure of the wheat bran matrix. As the particle size decreased, the bulk density of wheat bran was significantly decreased (p<0.05) and the water-holding capacity, swelling capacity, oil-holding capacity, and
more » ... y, and cation-exchange capacity were substantially increased. In addition, microscopic analysis revealed the gradual disintegration of the original cell wall structure and the dissociation of bran tissues over the course of high-pressure homogenization treatment. Scanning electron micrographs showed that the process could also effectively separate out the structural components of wheat bran. These results suggest that the high-pressure homogenizer process is an effective method to modify the physicochemical properties of wheat bran and likely other cereal brans, which might provide potential fiber-rich ingredients for use in functional foods. Keywords: wheat bran, high pressure homogenizer, physicochemical properties, dietary fiber 서 론 우리나라는 경제발전에 따라 국민의 소득이 증가하고 식생활 형태가 다양화 및 서구화되면서 성인병의 발병률이 높아지고 있 는 추세로 이는 큰 문제점으로 대두되고 있으며 국민건강을 위 해 식이섬유에 대한 관심이 고조되고 있다(1). 식이섬유는 최근 주목을 받는 기능성 소재중의 하나로서, 체내 소화효소에 의해 분해되지 않는 유도체 및 올리고당류와 다당류로 정의된다(2). 식 이섬유를 이용하는 목적은 생리학적 측면에서 식이섬유의 대장 암 예방, 변비 예방, 비만 예방 및 혈중 콜레스테롤 조절 등의 기능성을 부여함으로써 well-being형 제품의 생산으로 소비자들의 니즈를 충족시키기 위함이다(3-5). 밀기울은 밀의 제분과정에서 발생하는 주요 부산물로서 대부 분 사료의 원료로서 이용되어 왔으나 최근 식이섬유의 뛰어난 생 리 활성과 각종 질병 예방효과가 알려지면서 밀기울을 이용한 식 이섬유 제품의 생산이 활발히 진행되고 있다(6,7). 밀기울은 과외 피(epidermis)와 종피(seed coat)가 주성분으로 밀중량에 대하여 약 15-20% 정도가 생성된다. 이는 약 40-50%의 풍부한 섬유소를 함 유하고 무기질 및 Vitamin B 함량이 높으며(8) 식이섬유소는 cellulose, hemicelluloses (arabinoxylans), lignin 등 주로 불용성의 식이섬유로 구성되어 있다. 이 불용성 식이섬유는 섭취 시 수분 흡수율이 강하여 음식물의 부피를 증가시켜 포만감을 줄 뿐만 아 니라 장의 운동을 좋게 하고 변의 크기를 증가시키며 장에서의 이동시간을 감소시켜 변비를 해소하는데 매우 효과적으로 작용 한다. 한편 일부 hemicellulose, pectin, gum 등의 수용성 식이섬 유는 위의 내용물을 3차원 구조의 gel로 형성하여 점도를 높여서 위와 소장에서 영양소의 흡수를 느리게 하고 혈중 콜레스테롤 함 량을 저하시키는 역할을 한다(9,10). 최근에는 식품가공에 초미세화를 적용시키는 연구가 활발히 진 행되고 있다. 식품재료에 초미세화를 적용함으로써 입자 크기를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구조와 표면적을 변화시키며 기능적 특성을 향상시킨다. 여러 미세화 기술 중에서 고압균질처리는 가 장 효과적임을 증명하고 있다(11). 고분자 분쇄 기술 중 하나인 고압균질(high-pressure homogenizer, HPH) 처리는 증압 펌프의 작 용에 의해 고압의 상태에 있는 시료가 미세한 관을 통과할 때 순 간적으로 저압의 상태로 변하게 되는데 이때 생성되는 cavitation, impact 및 shear force에 의해 시료가 매우 미세한 상태로 쪼개지 게 된다(12). 고압유화기의 일종인 microfluidizer는 고압과 전단력 에 의한 유화의 안정화 이외에 미생물 살균, 단백질과 전분의 기 능성 조절작용 등이 보고되면서, 최근 식품가공의 여러 분야에서 주목 받고 있다. 그 예로 당근의 불용성 식이섬유의 입자 크기가 줄어들면 콜레스테롤 억제효과가 있다는 것을 증명한 연구결과 가 있다(13). 또 다른 연구에서는 불용성 식이섬유의 높은 보수 력(water holding capacity, WHC)과 팽창력(swelling capacity, SC)
doi:10.9721/kjfst.2014.46.4.404 fatcat:xaaaprfmajfnddlordagy44fra