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2016년도 추계 학술대회 및 심포지엄 자료집 (2016년 10월) 111

1.
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Aims: The objective of this study was to demonstrate the possible use of the psycrhotrophic, acid producing, and non-pathogenic microflora of the target chilled food (e.g. imitation crab sticks, ICSs) as time-temperature integrator-based materials for a quality indicator of the food. Methods and Results: Three strains out of four hundred and twelve psychrotrophic LAB colonies isolated from the ICSs were selected and identified as the genus Weissella (16S rDNA gene sequences), Gram-positive, catalase-negative, acid producing, and not hemolytic. Three prototype TTIs were correspondingly developed. A modified imitation crab medium was used as the bacterial nutrient source. The color change of a particular TTI in response to the experimental static and dynamic temperature conditions well represented the microbial growth and spoilage points of the Pseudomonas spp. and LAB which were justified as the spoilage microorganisms of thirty-three commercial ICSs. Conclusions: The psychrotrophic LAB based TTI is likely to be an effective tool for monitoring ICSs shelf life during storage and distribution. Significance and Impact of the Study: This finding suggests that the indigenous microflora of target food can be considered as potential materials for customizing a new TTI particularly for the target food. The food analog is potentially used as the microbial medium.
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2.
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With the development of marketing, time-temperature indicator (TTI) is applied to monitor the storage temperature and time to predict the shelf-life of food by irreversible color change. This study mainly focused on developing the solid-type enzymatic time temperature indicator as a first exploration on printable TTI. It was based on the phenomenon that starch would change its color into blue when meets iodine, and the hydrolysis of enzyme make the color turn to colorless gradually. Combining the microencapsulation technology to immobilize enzyme, several TTIs with different formulas were achieved, and hopefully to be applied on different foods, whose storage temperature is 4 and their shelf-life could be 5-6 days. Chilled pork meat was chosen as an indicating target to figure out a suitable specific TTI by activation energy comparing and lasting time matching.
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3.
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Food quality indicator is a simple device to communicate information of food quality to consumers. Change of specific gas composition in the headspace of food packaging can be considered as a food quality indication. For examples, level of carbon dioxide (CO2) increases in the headspace of packaged kimchi which is fermented over time during storage. The elevated ammonia (NH3) level inside a food package is an indication of spoilage. In this study, CO2 indicators and NH3 indicators were developed to monitor food quality and their performance were evaluated. Especially, the correlation between the food quality change and the indicator change were studied during storage. Two types (chitosan-based and whey protein isolate-based) of CO2 indicators was developed to monitor the CO2 concentration in the headspace of a food package. The CO2 indicators showed a visual change depending on CO2 level in the package headspace and were installed on the packaged kimchi and the packaged makgeolli in order to notify their ripening stage. NH3 indicators were developed to monitor the headspace NH3 concentration in the packaged fishery products such as fermented skate. The NH3 indicators showed a prominent color change depending on NH3 level as the skate was fermented over time. In addition, the polylactic acid (PLA)-based package box installing NH3 indicator was developed for the fermented skate and the color change of the indicator was evaluated at different storage temperatures over time. In conclusion, the gas indicators incorporated into the package was able to simply inform food quality over time.
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4.
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Antioxidant packaging have been investigated for a very long time, since lipid oxidation may cause a lot of quality problems which are not just on lipids but also to other components of food during storage and transportation. Lipid oxidation of packaged food can be by partly excluded by adding antioxidants to the packaged food, however, in order to make sure sustain release of antioxidant in a relatively long term and avoid food safety problems concerned by consumers, controlled release antioxidant active packaging, on the basis of active packaging, has been introduced and investigated. Controlled release packaging (CRP) means that active compounds release from packaging materials in a controlled manner which offers a prolonged delivery of active compounds at predictable and reproducible release rate. This study focuses on three subject in regard to the realized methods of controlled release of antioxidants in food packaging, which include encapsulation of active compounds with a mesoporous matrix, modification of structure and composition of multilayer film, and preparation of hydrogel bio-based packaging polymers.
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5.
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Due to ever increasing trends in food safety, food manufacturers should take sanitary/ hygienic processing/packaging into key consideration. Minimizing the attachment of spoilage and pathogenic organisms to food contact surfaces and packaging materials is one of the major challenges in the fields of food science and biosafety. The bacteria adhering to the surface can produce subsequent hard-to-remove biofilms that potentially cause cross-contamination of processed foods. The contamination of spoilage to the food leads to shorten product shelf-life and, if foodborne pathogens are present, the consumption of contaminated food may possess a health hazard to consumers. In particular, a variety of surfaces in food packaging are vulnerable to development of biofilms as bacterial community is formed by adhering pathogens from native microflora in raw materialsfor prolonged contact time. It is now recognized that 80% of food outbreaks are related to biofilms. Therefore, inhibition of initial adhesion of biofilm-forming pathogenic cells on food contact surface is critically needed to minimize foodborne pathogen outbreaks.Bacterial adhesion is highly influenced by the substratum topography, i.e. roughness and porosity. Recent advancements in fabrication have made it possible to create well-organized nanofeatures (i.e. nanoporous and nanopillared) uniformly over a large surface area of a metal specimen. Nanosmooth (control) and nanoporous stainless steel foil surfaces were fabricated by precisely anodizing the degreased specimen in a 5% vol. of perchloric acid in anhydrous ethylene glycol. The applied voltage and anodization time were varied to obtain different pore diameters. The presences of 50 and 80 nm nanoporous patterns significantly inhibited the adhesion of L. monocytogenes by 2.0 to 2.3 log-cycles, depending on the pore diameters. It was found that nanoscale surface patterning and treatments are capable of enabling precise controls of molecular, physical, and biochemical interactions that govern bacterial adhesion to the solid substratum.
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6.
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Low water activity foods usually do not support growth of pathogens. However, in recent years, a number of outbreaks associated with low water activity foods occurred, making people have a new understanding of microorganisms about low water activity foods and resulting in the safety of these foods becoming a major concern. Traditional thermal sterilization methods are difficult to be applied in low water activity foods because of its poor heat transfer and strong heat resistance of microorganisms. Radio frequency (RF) is considered as one of the most potential technologies in food industry and has an excellent prospect on content of the advantages of rapid and uniform heating. The Principle of RF-Sterilization is similar to Microwave, but RF has lower frequency and wider wavelength, therefore RF penetration depth is more suitable for Sterilization. For the pre-packaged food, there is few report on the effect of RF on the food and packaging materials. This presentation aims to discuss the influence of RF through comparing to Microwave.
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7.
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한국산업식품공학 창립 20주년을 기하여 한국식품산업의 과거와 현재를 바탕으로 미래의 발전방향을 모색해 보았 다. 한국식품산업의 역사는 해방 전후로 구분하여 주요 식품산업체, 생산품목을 다루었다. 식품산업의 규모와 수출입, 기술환경의 변화, 소비 및 유통구조의 변화를 살펴보았다. 한국 식품공학의 교육환경과 학술단체, 연구기관 등의 변천 과 한국산업식품공학회 창립 배경과 국내외 활동상황을 정리하였다. 미래 한국식품산업과 식품공학의 별전을 위한 전 략으로 세계기술변천방향과 한국의 우위산업과 소비자의 구조에 적합한 기술발전 전망을 피력하였다. 초창기 한국식 품공학자의 일원으로 수행한 저자의 교육과 연구경험을 소개하였다. 당 평균 구성원 감소, 노령화 사회, 최근에 캠핑문화 확산으로 HMR면시장이 커져갈 것이다.
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8.
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많은 사람이 한국에서 식품하기 너무 힘들다고 한다. 세계 경제 성장이 둔화되고, 경쟁이 치열해지면서 겪을 수밖 에 없는 공통적인 어려움 말고도 한국에는 유난히 심한 식품에 대한 불신감과 그에 따른 규제가 있어서 다른 나라보 다 식품하기가 힘들다는 하소연이다. 사실 10여년 전부터 인터넷이나 언론에서 식품에 대한 부정적인 책과 글 그리고 보도가 많았고, 그런 영향으로 온갖 규제가 강화되었다. 그리고 식품 표시 제도나 , HACCP 같은 안전 대책은 세계에 서 가장 강도 높게 추진되었다. 그럼에도 국민들의 식품에 대한 불신과 불안감은 세계에서 가장 높은 편이고, 규제는 갈수록 강화되는 추세이다 요즘은 신제품을 개발하려고 할 때 예전보다 검토사항이 정말 많아 훨씬 많은 노력과 시간이 소비되지만, 이렇게 개발된 신제품에 대한 소비자의 반응은 냉담한 경우가 많다. 식품회사에 대해 불신이 신제품에 대한 불신으로 이어지 기 때문이다. 식품회사는 좋은 신제품 개발하고 성공시켜야, 회사의 매출도 늘고, 시장도 확대되고, 활력도 늘어날 텐 데, 제품 개발에 좋아진 여건은 없고, 감당할 짐만 훨씬 많아진 것이다. 사실 신제품의 표시 사항 하나 완성하는 것도 정말 보통일이 아니다. 제품에 사용된 전원료를 표시하면서, 어떤 원 료는 용도 표시를, 복합원료면 구성 성분을, 또 원산지, GMO, 알레르기, 영양성분 등 챙기고 따져야할 서류가 보통이 아니다. 그리고 표시 법규마저 수시로 변한다. 그나마 적합한 정보처리 시스템이 있으면 도움이 될텐데, 우리나라 대 부분의 식품회사는 실험 배합표 관리마저 전산화되어 있지 않다. 물론 대부분의 식품회사에 ERP가 도입이 되어 있기 는 하다. 그러나 ERP 시스템은 생산이 확정된 제품을 등록하여 원료수불이나 생산관리를 원할하게 하기 위한 것이라, R&D 활동에 필요한 실험원료(임시 원료)와 실험 배합표를 입력하면 큰 혼란이 발생하고, R&D에 필요한 사전원가 예 측, 성분분석, 영양분석등 연구를 효과적으로 수행하기에 필요한 기능이 없다. 더구나 시스템의 보완과 안정성을 위해 사용절차와 과정이 지나치게 복잡하며 연구원들이 사용을 기피한다. 그래서 연구소 제품 개발 배합표는 연구원 개인 별로 엑셀과 같은 표 작성 프로그램을 통해 수작업으로 관리 되는 실정이다. 많은 분석과 검증이 필요한 연구 단계에 서 제대로 된 전산시스템의 도움이 없으므로 개발 과정에 효율적이지도 않고, 이후에 표시사항 같은 작업도 전산화가 힘든 상황이다. 모든 식품회사에서 사용하기 좋은 배합표의 관리 프로그램이 있다면, 연구 개발 효율성을 크게 향상시킬 수 있고, 참고용 원료 데이터베이스의 구축도 가능해질 것이다. 시스템의 성패는 데이터베이스의 구축에 있는데, 각자 회사별 원료 DB도 있지만 공유 코드를 통해 공통 원료 데이터베이스를 공유하고 활용할 수 있다면, 중소기업이나 개인 사용 자의 부담을 크게 줄일 수 있을 것이다. 그리고 이러한 원료 정보는 긍극적으로는 식품원료에 대한 위키피디아 같은 참고 자료를 만드는데도 활용이 가능 할 것이다. 식품의 불신 원인 중에는 식품원료에 대한 오해도 상당한 몫을 한다. 보존료, 항산화제, 색소, 아스파탐, 사 카린, MSG 같은 첨가물 뿐 아니라 포화지방, 글루텐, 우유, 소금, 설탕, GMO 등에 대한 오해이다. 이런 소재에 대한 엉터리 정보는 주기적으로 출현하는데, 이런 이슈에 대한 객관적이고 믿을만한 자료를 한군데서 모두 볼 수 있게 하 면 연구원에게나 소비자에게 많은 도움이 될 것이다. 그런데 아직 우리에게는 이런 노력이나 식품 연구소의 생산성을 높일 만한 프로그램의 활용이 이루어지고 있지 않다. 알파고가 까지 등장하는 시대에 IT기술의 활용이 너무나 부족한 현실이다
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9.
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생명과학산업으로서의 식품산업은 품질혁신 및 효율성 향상을 위해 제약산업과 마찬가지로 중요 공정변수(process parameter)나 품질에 영향을 미치는 특성(quality attribute)을 실시간으로 또는 신속하게 효율적으로 분석하거나 측정하 는 도구 및 수단이 매우 중요하다. 실시간 또는 연속적으로 신속하게 분석하는 방법으로는 그동안 FT-IR, Raman, NIR microspectroscopy 법이 널리 사 용되어왔다. 이는 분광광도법과 현미경관찰을 조합하여 분자정보를 미세구조수준에서 큰 공간해상도로 얻는 분석기 이며, 정성 및 정량 둘다 가능하다. 대부분 주위 온도 및 압력에서 시료처리 없이 습 혹은 건 상태 그대로 이용하므로 식품에서도 오래전부터 시료의 in situ 성분 동정 등에 이용되어 왔다. In situ는 "on site" 혹은 "in position" 및 "in place"로 번역되는 라틴어원의 문구로, 물리, 화학 및 생물학 분야에서는 ‘어떤 현상이 다른 계로의 이동없이 또는 시험 원래조건의 변화없이 동일장소에서 측정하는 방법’을 의미한다. 화학에 서는 전형적으로 "in the reaction mixture"의 의미로, 많은 공정들이 중간체들을 혼합물상태에서 in situ 합성하며, 생의 약공학에서도 많은 단백질 나노겔들을 in situ 중합법으로 제조한다. 화학공학에서는 주로 공장의 현장에서 수행되는 조작 혹은 절차를 의미한다. 또, 최근 제약산업의 새로운 패러다임으로 알려진 설계기반 품질고도화(QbD)의 공정분석 기술(PAT)에서 사용하는 분석기도 이러한 in situ 분석도구라 할 수 있다. 이들 in situ 분석법은 새로운 분석도구들의 개발로 최근들어 여러 분야에서 더욱 다양하게 이용되고 있으며, 시료의 파괴없이 분자정보를 얻어 기능 및 성분 탐 색과 동정이 가능할 뿐 아니라 공정 중의 신속한 분석도 가능하여 품질 및 공정을 혁신하는 데 큰 역할을 할 수 있다. 본 특강에서는 각종 in situ 분석과 정량, 공정이용 등의 연구사례를 개괄적으로 살펴보고, 실제로 그동안 본인이 직 접 기술개발혁신이나 산학공동연구 등에서 이용하였고, 또 성과로서 경험한 이들 개념의 분석법 적용 및 신규 방법의 개발사례를 소개하였다.
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10.
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糖은 일반적으로 설탕을 의미하는 경우가 많으나 화학적으로는 물에 녹으면 단 맛이 나는 것을 통틀어 일컫는데, 설탕이 대표적인 당으로 간주된다. 이러한 설탕은 전 세계적으로 약 1억6천만톤 정도 생산되어 소비되고 있다. 설탕 이외에도 KFDA에서 당류로 지정한 것은 과당, 포도당, 갈락토스, 맥아당이 있다. 당은 식품의 맛을 내고 물성을 유지 하는데 없어서는 안 되는 소중한 소재이지만 최근 과다 섭취에 의한 비만, 고혈압 등 생활 습관병 증대 이슈가 제기되 고 있어 당류 저감소재가 더욱 관심을 받고 있다. 이에 따라 과거에 개발된 단순 저 칼로리 소재의 새로운 생산방법 개발과 더불어 단 맛을 내면서 생리적 기능성까지 보유한 기능성 당류 저감 소재 개발이 활발히 이루어지고 있다. 따 라서 이번 발표에서는 기존 당류 저감 소재 소개와 함께 최근 연구되고 있는 당류 저감 소재 개발 동향 즉, 기존 감미 료에서 당류 저감 방법, 소화 흡수 억제 당류, 고 감미 감미료 신규 생산 방법 및 신규 저칼로리 기능성 당류 소재에 대해 소개하고자 한다.
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11.
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사카린은 1879년 발견된 이후 100여 년이 넘도록 설탕 대체제로 널리 사용되어 온 감미료 이다. 한 때 발암 논란으 로 식품에서 사용이 엄격히 제한되기도 하였으나, 인체에 대한 안전성이 확인되어 미국 , EU 등 선진국에서 다이어트 용도로 사용되고 있다. 당류 과다 섭취로 인한 당뇨와 비만 인구 증가는 향후 국민 건강 보험료 등 사회적 비용의 증 가가 우려되고 있다. 이에 정부는 당류 저감화 정책을 발표하기에 이르렀다. 사카린은 설탕의 약 300배 감미도를 가진 고감미료로 칼로리와 혈당 지수가 제로이기 때문에 설탕의 과자 섭취로 인한 부작용의 부담 없이 대체 감미료로 사용 하기에 적절한 감미료이다. 최근 미국과 국내의 연구진에 의하여 사카린의 항암 효과에 관한 연구가 발표되어 한 때 발암 물질의 오명을 썼던 물질이 아이러니컬하게도 항암 효과가 있다는 사실이 새롭게 밝혀졌다. 식품 제조 시 사카 린을 사용할 경우 음료의 경우 70~90% 설탕을 대체할 수 있으며, 빵이나 과자류 등에서도 설탕 사용량의 50% 이상을 줄일 수 있는 제품 개발이 가능하여 당류 저감화에 기여할 수 있을 수 있다.
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12.
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것을 권고하였으며, 선진국을 중심으로 정부 주도하에 다양한 당류 섭취량을 줄이기 위한 정책이 활발히 논의 중에 있다. 국내 식약처의 경우도 2016년 “제 1차 당류 저감 종합 계획”을 수립하였고, 이에 따라 가공시품의 당류 표기 의 무화 및 당류 저감화 성분 및 기술 보급 개발 추진 계획을 적극 추진키로 하였다. 국제적으로도 당류 저감화 트랜드는 권고 형태를 벗어나 정부 주도하에 적극적인 정책 입안으로 발전 중이어서, 기존의 설탕·고과당과 가까운 맛을 구현할 수 있는 천연 대체감미료 소재에 대한 지속적인 관심이 증가하고 있다. 대체감미료 선진 시장인 미국의 경우 칼로리 저감화를 위하여 천연고감미료인 Rebaudioside A로감미도를 부여하고 당알콜인 Erythritol로 당류 고유의 감미질을 부여하는 복합감미소재의 사용이 최근 4~5년간 성장하였으나, 근래 주요 적용 제품군인 저칼로리 음료에서 적용 사례가 많이 줄어들고 있는 현황이다. 이는 기존 설탕에 비하여 떨어지는 기 호도에서 기인하는 바가 크다고 평가되고 있다. 가공식품 시장에서는 소비자의 최근 트랜드인 천연의 특성은 유지하 면서도 상대적으로 개선된 맛 특성과 건강기능성 등의 가치를 부여할 수 있는 새로운 감미소재가 요구되고 있다. 희소당(rare sugar)은 자연계에 매우 소량 존재하는 단당류로 포도당, 과당 등과 같은 일반 단당을 원료로 사용하여 대량 생산이 가능하다. 특히 최근 새롭게 시장에 선보이고 있는 타가토스(D-Tagatose)와 알룰로스(D-Allulose)가 대표 적인 사례이다. 두 개의 소재는 비대사성 단당류로 체내에서 열량으로 거의 전환되지 않을 뿐만 아니라, 비만·당뇨에 도움을 주는 건강기능성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 이들은 자연계에 미량으로 존재하므로 대량 생산 을 위하여는 저렴한 일반 단당을 원료로 한 효소 공법으로 제조되어야 한다. CJ제일제당은 2개의 기능성당 소재를 효 소적으로 제조하는 기술을 세계최초로 개발하고 상용화한 바 있다. 이에 기초 연구부터 상용화까지의 개발 사례를 바 탕으로, 새로운 효소 기술을 기반한 식품 신소재의 실질 상용화를 위한 요소 기술 및 개발 전략 전반에 대하여 소개하 고자 한다.
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13.
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2016년 4월 7일, 식품의약품안전처에서 [제1차 당류 저감 종합계획]을 발표하였다. 발표 내용에 의하면 당류의 과잉 섭취는 국민 건강을 위협하고 과도한 사회비용을 야기할 수 있고, 우리 국민의 가공식품을 통한 당류 섭취량이 증가 하고 있어 선제적 관리가 필요하다고 한다. 우리 국민의 평균 당류 섭취량은 섭취기준 이내이지만 증가 추세이며 일 부 계층(어린이, 청소년, 청년층)의 가공식품을 통한 당류 섭취량은 기준을 초과한다고 밝혔다. 가공식품 중 당류 주요 급원식품은 음료류이며 음료류를 통한 당류 섭취비율은 증가추세에 있다고 한다. 따라서 식품의약품안전처는 ‘우리 국민의 당류 적정 섭취 유도 - 가공식품을 통한 당류 섭취량을 1일 열량의 10% 이내로 관리’를 2020년까지의 목표로 설정하고, 1) 덜 달게 먹는 식습관 유도, 2) 당류 저감식품 선택환경 조성, 3) 당 류 저감정책 추진기반 구축이라는 3대 핵심전략을 바탕으로 세부 과제를 추진하기 시작하였다. 이어서, 한국식품산업협회는 식품의약품안전처의 발표에 대하여 ‘식품산업계는 정부의 당류 저감 정책에 적극 참여 할 것’이라는 제목의 성명서를 발표한 바 있다. 식품산업계는 국민의 요구와 식품업계 수용 역량에 맞게 추진될 수 있 도록 적극 참여하고자 한다고 밝히고, 특히 우리나라 당류 섭취 수준이 다른 국가에 비해 아직 심각하지 않으나, 당류 과잉 섭취와 비만이 문제되고 있는 국제적인 상황에 선제적으로 국가적 노력을 추진코자 하는 정부의 발표에 식품산 업계의 뜻을 같이 하고자 한다고 하였다. 이에, 식품산업계는 다양한 제품 개발에 힘써 소비자들의 선택 폭을 넓히도 록 돕는 한편, 소비자들의 올바른 식생활 형성을 위한 과학적이고 객관적인 정보 전달과 건강한 생활을 지속할 수 있 도록 안전하고 균형잡힌 영양의 식품을 제공하기 위한 노력을 지속하겠다고 성명하였다. 현재, 식품산업협회에서는 음료류 제조업체들이 중심이 되어 ‘음료업계 공통의 당류 저감 계획(안)’을 마련하기 위 하여 활발한 협의가 진행되고 있으며, 논의가 되고 있는 당류 저감 전략은 다음과 같다. 음료업계의 당류 저감 전략은 1) 기존 제품의 당류 함량 저감 (Reformulation), 2) 저당 제품 개발 확대 (Innovation), 3) 소용량 포장 제품 확대 (Smaller Package), 4) 당류 저감 제품의 광고/홍보 증대 (Promotion)로 논의 되고 있다. 기존 제품에 대하여 저감화 우선 순위을 설정하여 순차적으로 당류 저감을 진행하는 한편, 저당 제품 개발의 확대를 위하 여 새로운 고감미료 및 무열량 당류 등의 신소재 원료 식품(첨가물)의 개발에 연구 및 투자를 하고 있다. 또한 기능성 워터 제품, 탄산수 제품, 블랙 커피 제품과 소용량 포장 제품을 확대하여 판매/공급하면서 이러한 당류를 줄인 제품에 대한 광고/홍보비를 증대하는 등의 과제를 계속 시행 및 추가 계획하고 있다. 음료업계는 소비자의 기호에 맞는 제품을 제공하는 것 뿐만 아니라 우리 국민의 균형된 식생활을 돕기 위해 당류의 적정 섭취에 도움이 되는 제품들 개발/판매에 노력을 더 할 것으로 기대한다. 결과적으로, 음료업계를 포함한 식품산업계는 우리 국민이 당류 적정 섭취를 통한 건강한 식생활을 유지할 수 있도 록, 당류를 줄인 제품을 어디서든 쉽게 선택할 수 있도록 하는데 노력하는 것이 바람직할 것이다.
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14.
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본 연구는 최근 국내외 농업환경 및 소비자 의식구조 변화로 농림축산식품부에서 재정투입계획이 있는 정부 정책 사업과 관련한 것으로 재배면적이 증가 추세에 있는 콩 종합처리시설 모델개발에 관한 연구이다. 미곡에 대한 표준모 델 및 기준은 있지만 콩은 이제 시작단계로 처리시설 중 정선, 선별, 저장창고 등은 지원대상이나 건조시설이 미포함 되어 있어 대부분 농가단위에서 건조한 후 매입하는 실정이다. 따라서 콩 종합처리시설의 적정모델 개발을 통해 선제 적인 농가매입 콩 처리와 향후 정부투자계획에 부응하며 시설운영의 효율화를 꾀하고자 본 연구를 수행하였다. 조사 된 결과 현재 설치되어 있는 콩 종합처리시설은 농협 3, 민간 3개소로 매우 적은 숫자에 불과했고, 규모는 대형 2, 중 형 2, 소형 2개소로 나타났다. 규모별, 공정별로 시간당처리량은 비슷했지만 연간 가동일수에서 차이를 보여 연간처리 량은 달라지는 것으로 조사되었다. 또한 정선라인 및 석발 등에선 처리량에 큰 차이가 없었지만 선별(색채)라인에서 적체되는 현상을 보여 최종과정인 색채선별에서 처리량을 좌우하는 것으로 나타났다. 처리공정에 있어서는 반입에서 포장까지 비슷했지만 대형으로 갈수록 중간에 조밀한 처리공정을 보였다. 하지만 효율적인 모델 설정을 위해서는 대 규모 시설보다는 주산지의 생산량과 연간 가동일수를 감안한 중, 소규모의 모델 설정이 바람직 할 것으로 판단되었다. 추후 적정 모델을 구하기 위해 선형계획법 및 아레나최적화 기법을 이용하여 현재 분석중이다.
15.
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감자녹말에 에탄올-열처리를 통해 제조한 무정형입자 감자녹말(Amorphous Granular Potato Starch,AGPS)과 가교화 제를 사용하여 제조한 가교화 무정형입자 감자녹말(Cross-linked Amorphous Granular Potato Starch, CL-AGPS)의 물리 화학적 특성을 연구하였다. AGPS는 10g의 일반감자녹말을 100mL EtOH (53%)에 분산시킨 후 94°C에서 20분간 가열 하였다. CL-AGPS는 일반 감자녹말을 sodium trimetaphosphate (STMP)와 Sodium tripolyphosphate (STPP)을 혼합(99:1) 한 것을 녹말고형분 대비 12%를 첨가하여 변성시켰다. 가교화된 녹말은 증류수와 섞어 15% 현탁액으로 제조하여 94°C에서 2분간 가열하였다. AGPS와CL-AGPS 모두 EtOH수세를3회 반복하였고, 건조는 40°C에서 24시간 하였다. Granule structure는 편광 및 전자현미경을 이용하여 분석하였다. AGPS와 CL-AGPS모두 부피가 커졌고 표면에 상처가 생겼지만 Granule 모양을 유지하였고 복굴절성은 소실되었다. Apparent viscosity는 일반감자녹말이 제일 낮게 나왔고 그 다음은 AGPS, CL-AGPS순으로 측정되었다. DSC 분석결과 일반감자녹말은 57°C부근부터 호화피크를 보였고 AGPS와 CL-AGPS는 호화피크를 보이지 않았다. X-ray diffraction 분석 결과 일반감자녹말은 전형적인 B-type crystal pattern을 보였다. AGPS와 CL-AGPS는 무정형 패턴(V-type)을 보였다. AGPS경우 25°C에서 일반감자녹말보다 용해도 가 높지만 60°C, 90°C에선 더 낮게 나왔다. 이것을 통해 호화온도 이상에서는 AGPS가 용해도를 억제 할 수 있음을 알 수 있었다. 호화특성은 일반감자녹말이 AGPS로 되었을 때 pasting temperature가 증가함을 알 수 있었다. 즉, 점도 가 증가하는 시간이 늦춰졌으며 최고점도가 나타나는 시간이 증가한 것을 알수 있었다. CL-AGPS의 경우 cross-liking 의 영향으로 열처리를 하여도 입자가 파괴되지 않아 점도가 증가하지 않고 아예 점도가 생성되지 않았다. Final viscosity의 경우에는 AGPS의 최종 점도가 native potato starch와 CL-AGPS보다 높았다. 물리화학적 특성을 알아본 결 과 AGPS와 CL-AGPS 모두 Granule 모양을 유지하며 복굴절성은 없고 호화피크가 보이지 않았다. AGPS의 경우 호화 온도 이상에서 점도가 증가하는 특징과 일반감자녹말보다 겉보기 점도가 높은 특성을 보여 다양한 산업에서 널리 사 용될 수 있음을 알 수 있었다.
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To enhance the oral bioavailability (BA) of curcumin (CUR), we applied 1 wt% CUR-loaded lipid nanoparticle (LNP) system prepared with tristearin (TS) and short (Brij S10) / long (Brij S100) PEGylated surfactants. All LNPs were colloidally stable under high ion strength and pH 3 conditions regardless of the PEG chain length. However, the long-chained PEGylation prevented LNP surface better than the short-chained PEGylation from the lipase/bile salt adsorption according to ζ potential results after treatment of lipase and bile solutions. Actually, the short-chained LNPs were digested rapider than the long-chained one in the simulated small intestinal condition due to the faster displacement of PEGylated surfactants on LNP surface by bile salts. Furthermore in the rat model pharmacokinetics for oral administration of CUR, the long-chained LNP group had 10.62-fold BA of native CUR group due to the coabsorption of CUR with the mixed micelles made after gastrointestinal digestion, and had 4.57-fold BA of the short-chained LNP group despite the same molarity use (17.058 mM) of both emulsifiers due to the reduced digestion rate by long-chained PEG on LNP surface. In conclusion, since CUR incorporated in LNPs was improved in the bioavailability, the designed LNP system may serve as an encapsulation strategy to enhance the bioavailability of non-bioavailable nutraceuticals in foods.
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무정형입자전분(Amorphous granular starch, AGS)은 호화되어 복굴절성 및 결정성을 손실되었으나 입자 모양을 그 대로 유지하고 있어 천연 및 호화전분과 다른 물리화학적 성질을 나타낸다. Annealing은 전분에 과량의 수분을 첨가하 여 호화온도보다 낮은 온도에서 일정기간 동안 열처리 하는 물리적 변성방법으로 전분입자내의 무정형 및 결정형영역 내의 결합을 통한 안정성 증가, 이중나선구조 형성, 호화 온도 증가 및 범위의 축소, 전분입자의 팽윤력 감소 등을 유 발한다. 본 연구에서는 무정형입자감자전분(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)을 annealing 처리하고 이들의 물 리화학적 특성을 알아보았다. 열과 에탄올 처리를 통하여 얻어진 AGPS를 (NH4)2SO4 (81.0 %RH)와 KNO3 (93.6 %RH) 포화염 용액이 들어있는 데시케이터 안에서 일정 기간 저장하여 수분함량 18%(d.b)와 29%(d.b)인 시료를 제조하였다. 또한 AGPS에 증류수를 첨가하여 수분함량 200%(d.b)의 시료를 만들었다. 이 시료들을 4, 25, 40 각각의 온도에서 저 장하면서 DSC를 이용하여 열적특성 분석, RVA를 통해 pasting 특성, XRD를 이용하여 결정도의 변화를 확인하였고, RS함량을 측정하여 소화도를 분석하였다. DSC 분석결과, 아무 처리를 하지 않은 AGPS의 경우 어떠한 peak도 관찰되 지 않는 반면 각각의 온도에 일정 기간 동안 annealing한 AGPS의 경우 peak이 관찰되었다. 이를 통해 annealing 동안 전분입자 내의 분자들간의 사슬 간에 상호작용에 영향을 주는 것을 확인 할 수 있었다. XRD 분석결과, AGPS, 4, 25 온도에서 저장한 시료들의 XRD pattern에는 유의적인 차이가 보이지 않았다. 그러나 40에서 저장한 시료들에서는 결 정도의 변화가 확인되어 annealing한 AGPS에서 재결정화가 이루어졌음을 확인할 수 있었다. RVA 측정 결과, AGPS의 경우 천연전분과 달리 전분의 전형적인 pasting curve를 나타내지 않고 95oC에서 점도가 증가하다가 온도를 50oC로 냉 각시키면서 점도가 지속적으로 증가하는 양상을 보였다. Annealling한 AGPS 또한 비슷하지만 상대적으로 낮은 점도 를 나타내었다. RS 함량측정 결과, annealling한 AGPS의 경우 RS 함량이 모두 증가한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 무정형입자전분에 annealing 처리를 할 경우 현재까지 존재하지 않았던 독특한 특성을 가지는 새로운 전분소재를 만들 수 있다는 것을 확인할 수 있었으며 이들이 다양한 식품산업에 응용 될 수 있을 것으로 판단된다.
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인류는 BC 5,000년부터 농산물을 발효하여 먹어 왔을 것으로 추측된다. 우리나라의 경우 농사를 주업으로 하고 3 면이 바다에 접하여 곡류, 두류, 채소류를 사용한 발효 식품이 통일신라시대 이전에 이미 식생활에 이용되고 있었다. 이러한 발효는 미생물이 농산물을 분해 변화하여 사람이 먹었을 때 흡수력 증대, 영양성분의 변화, 신물질 생성, 항산 화 효과 등의 좋은 점이 있다. 최근에 100세 시대를 맞이하여 몸에 좋은 기능성 식품에 대한 관심이고조되며. 특히 검 은색 농식품에 대한 수요가 증가되고 있다. 오디는 전통적인 기능성 식품으로 동의보감에서 당뇨, 오장에 좋고, 오늘 날에는 안토시아닌 성분을 다량 함유하고 있어 기능성 식품으로 각광을 받고 있다. 이에 따라 생산량은 (’09) 5,613 → (’10) 5,626 → (’11) 6,752 → (’12) 6,160톤으로 2011년까지 증가 추세였다. 최근에 소비가 주춤하면서 소비확대를 통 한 생산자의 소득확보를 위해 가공식품화가 요구되고 있다. 따라서 오디의 발효액 제조를 위한 장치 개발을 추진하고 있으며, 착즙기 및 발효요인시험장치를 사용하여 기초시험을 실시하고 그 결과를 보고하고자 한다. 오디의 착즙은 햄 머밀로 1차 분쇄후 유압식 착즙기를 이용하는 방식과, 분쇄 없이 바로 착즙하는 방식으로 하였고, 발효는 착즙액+설탕 →살균→젖산균 접종→발효(30°C, 7일)에서 실시하였다. 이때 착즙에는 생과와 냉동과를 각각 사용하였으며 착즙률이 높은 시료 착즙액을 대상으로 발효를 하였다. 조사내용은 착즙률, pH 등을 조사하였다. 착즙률은 냉동과를 해동후 분 쇄 없이 바로 착즙하였을 때가 84.2% 가장 높았다. 이는 냉동에서 과육의 조직이 파쇄 되었기 때문으로 생각된다. 반 면 분쇄하였을 때는 생성된 작은 입자들이 착즙기에서 배출되는 작은 구명을 막아 즙액의 배출을 방해하기 때문으로 생각된다. 발효액의 pH를 측정한 결과 4.42(0일)→4.44(3일)→4.36(6일)→4.34(9일)→4.34(12일)로 6일 이후에는 큰 변화 가 없어 발효기간은 1주일 정도가 가장 적당한 기간으로 생각된다.
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The glucosidase inhibitors are currently interested owing to their promising therapeutic potential in the treatment of disorders such as diabetes, human immunodeficiency virus (HIV) infection, metastatic cancer, and lysosomal storage diseases. Among them, β-d-glucosidase inhibitors can be used to elucidate the mechanisms of various biochemical reactions and to treat the Gaucher disease as potential therapeutics. In this study, the natural β-glucosidase inhibitor was isolated from jujube leaf extract. The isolation and purification are vital for the structure analysis. The jujube leaf was extracted with hot water (95°C, 15 min). Then the natural β-glucosidase inhibitor was isolated using size exclusion chromatography and semi-preparative HPLC. In the first purification process, the 35 fractions were collected according to molecular size using PD-10 column packed with Sephadex G-25 medium. The strongest inhibition on the activity of β -glucosidase was observed at 6 and 7 fractions. The chromatogram of these samples showed that 3 peaks were observed comparing with baseline. For further purification, the strongest inhibitory activity peak was isolated using semi-preparative HPLC with VDS C18 column. Highly purified inhibitor, which can be used for structure analysis and characterization, was obtained. Further study is necessary to identify the natural β-glucosidase inhibitor in the jujube leaf extract.
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본 연구는 밀 배아에 유기산을 첨가하여 물 추출을 원심분리하여 얻어진 상등액의 2,6-dimethoxy-1,4-benzoquinone 함량을 HPLC를 활용하여 정성 및 정량분석을 실시 하였다. 유기산은 밀배아 시료 중량대비 10-20%를 첨가 하였으며 물은 500% 가수하여 30°C 1시간 추출 후 원심분리 한 상등액 100mL을 분석하였다. 2,6-DMBQ 분석결과 유기산을 첨 가하지 않은 대조군은 0.002mg/mL가 검출되었다. 유기산 첨가시 10% 첨가군은 0.24mg/mL, 20% 첨가군은 0.59 mg/mL가 검출되어 유기산 첨가 시 2,6-DMBQ가 증가하는 것을 알 수 있었다.
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