Effects of pH and Natural Polysaccharide Gums on the Foam Stability of Soy Protein Isolate

pH와 천연 다당류 고무질이 분리대두단백질의 거품안정성에 미치는 영향

Experiments were conducted to elucidate the effects of pH change and sodium alginate, gum karaya and gum arabic on the foaming properties of soy protein isolate (SPI). The surface tensions of SPI solution (5%) adding to gums at pH 4.0 and 5.0, near the isoelectric point (pH 4.5) were higher than those at pH 7.0 and 8.0. Specific viscosity of the solutions adding to gums (0.1, 0.2 and 0.3%) at pH 7.0 and 8.0 were $3.6{\sim}51.8$ and $4.0{\sim}51.2$, respectively. In cases of addition of sodium alginates specific viscosity were predominantly increased, while those of gum arabic did not almost increase. Addition of gums reduced the overrun, but it stabilized the foams, especially those of sodium alginates (0.2%) increased the foam stability at pH 5.0, 7.0 and 8.0 by 57, 413 and 315%, respectively. Foaming ability, foam stability and heat stability of the foam were significantly (p<0.05) affected by changing pH. There was a tendency to increase the foaming ability according to the decrease of surface tension. Specific viscosity was also important in foam stability and heat stability.

천연 다당류 고무질을 식품에 확대 이용하고자, sodium alginate, gum karaya 및 gum arabic을 가지고 pH 및 농도별로 SPI에 작용시켜 거품특성을 실험하였다. 표면장력은 3종의 고무질을 농도별로 첨가시 전체적으로 SPI의 등전점(pH 4.5) 부근인 pH 4.0 및 5.0에서 각각 $39.9{\sim}44.1$ 및 $41.7{\sim}44.8\;dyne/cm$이었고, pH 7.0 및 8.0에서는 각각 $43.9{\sim}46.4$ 및 $44.6{\sim}46.9\;dyne/cm$로써 전체적으로 대조구보다 다소 높았으며 pH 4.0 및 5.0에서가 pH 7.0 및 8.0에서 보다 다소 낮았다. 비점도는 pH 7.0 및 8.0에서 전체를 통하여 각각 $3.6{\sim}51.8$ 및 $4.0{\sim}51.2$이었으며, 특히 sodium alginate를 농도별로 첨가 시 pH 7.0 및 8.0에서 각각 $11.5{\sim}51.8$ 및 $10.1{\sim}51.2$로써 대조구에 비하여 크게 증가하였다. 거품형성능(overrun)은 15분 whipping시, 고무질의 종류 및 농도에 따라 pH 4.0 및 5.0에서 각각 $965.7{\sim}1689.0$ 및 $1182{\sim}1413%$이었고, pH 7.0 및 8.0에서 각각 $804.7{\sim}1018.0$ 및 $795.0{\sim}962.3%$로써 전체적으로 대조구보다 낮았으며 pH 4.0 및 5.0에서가 pH 7.0 및 8.0에서보다 높았다. 거품안정성(drainage)은 고무질 종류 및 농도에 따라 pH 4.0(대조구, 66.8분) 및 5.0(대조구, 53.4분)에서 각각 $22.7{\sim}41.41 및 $41.5{\sim}83.8$분이었고, pH 7.0(대조구, 20.4분) 및 8.0(대조구, 19.7분)에서 각각 $18.2{\sim}104.7$ 및 $21.0{\sim}84.6$분이었으며, 특히 sodium alginate 첨가시 효과가 현저하였으며 0.2% 첨가시 pH 5.0, 7.0 및 8.0에서 각각 대조구의 57, 413 및 315% 증진되었다. 거품의 열안정성은 15분 whipping시, pH 4.0(대조구, 30.2%) 및 5.0(대조구, 23.7%)에서 각각 $0{\sim}38.0$ 및 $0{\sim}57.0%$이었고 pH 7.0(대조구, 39.6%) 및 8.0(대조구, 43.6%)에서 각각 $0{\sim}59.4$ 및 $36.6{\sim}58.4%$이었으며 sodium alginate 첨가시가 가장 양호하였다. 전체적으로 보아 거품안정성이 높은 것은 열안정성도 높은 경향이며, 표면장력이 낮으면 거품형성능이 높아지고, 비점도가 높으면 거품안정성 및 열안정성이 높아지는 경향이 있었다.