Rheological Properties of ${\beta}-Glucan$ Isolated from Non-waxy and Waxy Barley

메성 및 찰성보리 ${\beta}-Glucan$의 리올로지 특성

The rheological properties of ${\beta}-glucans$ isolated from non-waxy and waxy barley were investigated. ${\beta}-Glucan$ solutions showed pseudoplastic properties and their behaviors were explained by applying Power law model in the range of concentrations$(1{\sim}4%)$ and temperatures$(20{\sim}65^{\circ}C)$. The effects of temperature and concentration on the apparent viscosity at $700\;s^{-1}$ shear rate were examined by applying Arrhenius equation and power law equation, and their effect was more pronounced in waxy ${\beta}-glucan$ solutions. The activation energy for flow of ${\beta}-glucan$ solutions decreased with the increase of concentration, and the concentration-dependent constant A increased with the increase of temperature. The intrinsic viscosity of waxy ${\beta}-glucan$ was higher than that of non-waxy ${\beta}-glucan$. The transition from dilute to concentrate region occurred at a critical coil overlap parameter $C^*[{\eta}]=0.02.$ The slopes of non-waxy and waxy ${\beta}-glucan$ at $C[{\eta}] were similar, but the slope of waxy ${\beta}-glucan$ at $C[{\eta}]>C^*[{\eta}]$ was higher than that of non-waxy ${\beta}-glucan$. Dynamic viscoelasticity measurement showed that cross-over happened, and storage modulus was higher than loss modulus at frequency range above cross-over. ${\beta}-Glucan$ solutions formed weak gels after stored for 24 hr.

${\beta}-Glucan$의 점증제 및 겔화제로서의 이용성을 규명하기 위하여 메성 및 찰성보리 ${\beta}-glucan$ 용액의 리을로지 특성을 비교하였다. 메성 및 찰성보리 ${\beta}-glucan$ 용액 모두 의가소생 유체 특성을 나타내었으며, Power law mdel에 잘 적용되었다. Arrhenius 식에 의해 구한 층밀림 속도 $700s^{-1}$에서의 겉보기 점도의 활성화에 너지는 농도가 1%에서 4%로 .증가함에 따라 메성 ${\beta}-glucan$의 경우 20.01에서 16.78kj/mol로, 찰성 ${\beta}-glucan$의 경우 지수의 경우 27.18에서 17.82kj/mol로 감소하였으며, 지수함수식에 의해 구한 농도의존성 상수인 A는 온도가 $20^{circ}C$에서 $65^{circ}C$로 증가함에 따라 메성 ${\beta}-glucan$의 경우 $0.37%^{-1}$에서 $0.42%^{-1}$로, 찰성 ${\beta}-glucan$의 경우 $0.49%^{-1}$에서 $0.57%^{-1}$로 증가하였다. 찰성보리 ${\beta}-glucan$의 고유점도는 2.38dL/g으로 메성보리 ${\beta}-glucan$의 1.60dL/g보다 높게 나타났으며, 비점도와 환원농도의 관계에서 구한 critical coil overlap parameter($C^*[{\eta}]$)를 경계로 기울기가 달라져 $C[{\eta}] 영역에서는 메성 및 찰성보리 ${\beta}-glucan$ 간에 차이가 나지 않았지만 $C[{\eta}]>C^*[{\eta}]$ 영역에서는 각각 2.907과 3.757을 나타내었다. 동적점탄성 측청 결과 진동수 변환중 cross-over가 일어나고 이후의 진동수 영역에서는 저장탄성율이 손실탄성율보다 높은 값을 나타내었으며, 24시간 경과 후 겔을 형성하여 겔화제로서의 이용 가능성을 보여주었다.