Microbial proteases are more economical than plant- and animal-derived proteases due to their ease of production and high activity. This study aimed to optimize the production of proteases from fermentative food-derived microorganisms. Five strains with proteolytic activity among 50 Bacillus sp. were first screened. Two strains with high protease activity were identified: Bacillus amyloliquefaciens SRCM 102139 and Bacillus subtilis SRCM 104999. SRCM 102139 strain and SRCM 104999 strain had the highest protease activity in 0.8% glucose and 0.3% yeast extract, and in 0.8% starch and 0.1% soy peptone, respectively. The production of protease for two strains was optimized by the Central Composite Design (CCD) under response surface methodology. The optimal conditions for protease production in SRCM 102139 were 0.5% and 0.347%, pH 6.0, for carbon (glucose) and nitrogen (yeast extract springer 0202) sources, respectively, with a predicted value of 0.929 U/mL. Additionally, the optimal conditions for protease production in SRCM 104999 were 0.5% and 0.5%, pH 6.7, for carbon (starch) and nitrogen (soy peptone HSP-349) sources, respectively, with a predicted value of 0.431 U/mL. The actual protease activities of SRCM 102139 and SRCM 104999 under the established conditions were 0.926 U/mL and 0.428 U/mL, respectively, closely matching the predicted values.

본 연구에서는 복분자 콤부차의 최적 배합비를 찾고 이화학적 특성과 항산화 활성을 알아보았다. 반응표면분석법을 통해 복분자 콤부차의 최적 배합비는 홍차 농도 10% (w/v), 복분자 농도 8.09% (w/v)로 나타났고 이 배합비로 홍차 발효 주정에 복분자 당침액과 균을 첨가하여 14일간 초산 발효와 젖산 발효 과정을 통해서 산도 4%와 pH 2.77인 콤부차를 만들 수 있었다. 복분자 콤부차의 주요 유기산은 acetic acid, lactic acid, oxalic acid로 나타났으 며 그 중에서 acetic acid가 3,705.34 mg/100 mL로 가장 높았다. 발효 후 총 폴리페놀의 함량은 763.33 μg CE/mL 로 발효 전보다 증가하였으나 콤부차 발효 후 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성을 측정한 결과 항산화활성은 각각 46.09%, 89.81%로 발효 전보다 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 반응표면분석법을 통해 얻은 최적 배합비의 종속변수 예측값과 최적 배합비 콤부차 실험값의 산도의 평균차는 0.065, 유기산의 평균차는 0.041, ABTS 라디칼 소거활성의 평균차는 0.061이므로 예측값과 실험값은 유사 하다.

콩을 사용하는 간장제조공정과 달리 쌀을 사용하여 쌀소스를 제조 후 품질특성 및 관능적 평가를 실시하였다. 35oC로 하여 120일 숙성시킨 쌀소스의 품질평가 및 관능적 특성 결과 수분함량은 55.08%로 나타났으며, 색도측정 결과 L값은 38.90, a값 -1.22, b값 5.74로 숙성기간이 증가 할수록 황색도가 높게 나타나 b값이 증가하였다. pH는 4.35로 나타나 숙성 기간이 증가할수록 pH가 감소하는 경향을 나타났으며 총 질소 함량 측정 결과 0.26%로 나타나 숙성기간이 길어질수록 쌀의 단백질을 분해시켜 총 질소 함량은 높게 나타났다. 관능평가 결과, 숙성기간 120일 처리구가 숙성기간 90일 처리구에 비해 색의 기호도는 낮게 평가되었으나, 맛과 향의 기호도에서 높게 평가되었다. 따라서 쌀소스를 제조하는 경우에 숙성온도를 35oC로 하여 120일 숙성시키는 것이 관능적 품질 측면에서 가장 적합할 것으로 보이며, 본 연구를 바탕으로 생산된 쌀소스는 조미 식품으로써 쌀의 이용가치를 부가할 것으로 사료된다.

감자전분은 감자를 마쇄, 여과, 침지, 세척 및 건조 등 일련의 과정에 따라 제조되며, 감자전분 특유의 특성으로 최근 식품산업에서 사용량이 증가하고 있으나, 추출수율이 낮고, 가격이 비싸 전분소재로서 활용이 제한된다. 본 연구의 목적은 감자로부터 감자전분의 추출수율에 대한 효소적 추출법 요인들의 영향을 탐색하고, 효소적 추출법에 의해 제조된 감자전분의 물리화학적 특성들의 평가를 통해 상업화 가능성을 조사하는 것이었다. 저온당화현상에 의한 감자내의 전분 함량의 감소를 최소로 하기 위해 감자는 세척하여 2 cm 두께로 세절하고 -20°C에서 냉동저장하면서 본 연구의 재료로 사용하였으며, 셀룰로오스분해효소는 식품첨가물등급의 것을 이용하였다. 감자전분의 효소적 추출 조건은 중심합성계획법을 이용하여 5개의 중심점을 포함하는 20개의 효소적 추출조건들을 설계하였다. 효소적 추출의 요인들은 반응시간, 반응온도 및 효소사용량으로 각각 8-24 h, 15-40°C 및 1.0-1.5%의 수준이었고, 반응표면분석을 위한 특성치(반응)은 추출수율과 전분회수율로 하였다. 반응표면분석을 통해 추출수율이 가장 높은 5개의 추출조건에서 제조된 감자전분들을 선별하여 XRD 패턴 및 상대적 결정화도, swelling factor (SF), 호화특성 및 페이스팅 점도 특성들을 조사하였다. 효소적 추출 조건에 따른 감자전분들의 특성에 대한 대조군은 기존의 추출방법에 의해 제조된 감자전분으로 하였다. 추출수율은 대조군이 26.2%(d.b)으로 효소적 추출법에 의한 감자전분들(69.4~88.9%)보다 유의적으로 낮았으며, 최고수율은 88.9%로 감자의 건조중량 기준으로 1.5%의 셀룰로오스분해효소를 가하여 40°C에서 8시간 동안 처리한 것이었다. 대조군과 효소적 추출방법에 의한 감자전분들은 전형적인 B형 결정구조를 나타내었으며, 상대적 결정화도(12-21%)는 대조군(16%)에 비해 낮거나 높은 수준이었다. SF는 대조군이 10.1로 효소처리군(5.4-6.5)보다 높았다. 전분의 호화온도는 대조군과 효소적 추출방법에 의한 감자전분들 사이에서 유의적인 차이가 없었지만, 호화엔탈피는 대조군(16.9 J/g)이 효소적 추출방법에 의한 감자전분들(13.9~16.9)보다 높거나 유사하였다. 대조군의 페이스팅 점도는 전형적인 감자전분의 점도 프로파일을 나타내었지만 효소적 추출방법에 의한 감자전분들은 추출조건에 따라 상이하였다. 결과적으로 효소적 추출방법에 의한 감자전분들은 대조군에 비해 물리적 및 페이스팅 점도 특성이 상이 하였지만, 산업적으로 활용가능한 수준이었으며, 추출수율이 약 2.5배 가량 높아 기존의 감자전분 추출방법에 비해 경제적인 방법인 것으로 생각된다.

쌀전분은 알칼리침지법을 이용하여 쌀이나 쌀가루로부터 추출 및 정제되나, 쌀전분의 추출·정제에 장시간이 요구되고, 과량의 염을 발생시키는 문제점들이 있다. 본 연구의 목적은 쌀가루로부터 쌀전분의 추출수율에 대한 효소적 추출법 요인들의 영향을 탐색하고, 효소적 추출법에 의해 제조된 쌀전분의 물리화학적 특성들의 평가를 통해 상업화 가능성을 조사하는 것이었다. 멥쌀은 습식 제분한 후 -20°C에서 냉동저장하면서 본 연구의 재료로 사용하였고, 단백질분해효소는 식품첨가물등급의 것을 이용하였다. 쌀전분의 효소적 추출 조건은 단백질분해효소의 반응시간, 반응온도 및 사용량을 요인들로 하여 23 요인설계법에 의해 5개의 중심점들과 반복점들을 포함하는 21개의 실험점들을 설계하였다. 설계된 추출 조건에 따라 제조된 쌀전분들 중 추출수율이 50%(d.b) 이상이며, 쌀전분의 상대적 순도가 100% 이상인 쌀전분들을 선별하여 아밀로오스 함량, 용해도 및 팽윤력, 호화 특성과 페이스팅 점도 특성을 분석하였다. 또한 동일한 쌀가루로부터 알칼리침지법에 의한 추출·정제된 쌀전분을 대조군으로 하였다. 선별된 쌀전분들은 반응시간, 반응온도, 효소사용량이 각각 8 h, 15°C, 0.5%(d.b)에서(RST1), 24 h, 15°C, 1.5%(d.b)에서(RST2), 24 h, 15°C, 0.5%(d.b)에서(RST3) 추출한 것들이었다. 아밀로오스 함량은 대조군에 비해 RST1은 유의적으로 낮았으며, RST2와 RST3는 유의적인 차이가 없었다. 용해도는 대조군에 비해 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들이 유의적으로 높은 수준을 나타내었고, 팽윤력은 RST1을 제외하고 대조군과 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 호화온도는 대조군에 비해 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들이 유의적으로 높았으나, 호화엔탈피는 유의적으로 낮았다. 페이스팅 점도는 대조군에 비해 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들이 낮은 수준을 나타내었다. 결과적으로 단백질분해효소 처리에 의한 쌀전분들은 기존의 알칼리침지법에 의한 쌀전분과는 다른 특성을 보유한 쌀전분 소재로서 활용가능성이 있을 것으로 생각된다.

고구마전분은 고구마를 마쇄, 여과, 침지, 세척 및 건조 등 일련의 과정에 따라 제조되나, 추출수율이 낮고, 가격이 비싸 상업적인 전분소재로서 활용이 제한된다. 본 연구의 목적은 고구마로부터 고구마전분의 추출수율에 대한 효소적 추출법 요인들의 영향을 탐색하고, 효소적 추출법에 의해 제조된 고구마전분의 물리화학적 특성들의 평가를 통해 상업화 가능성을 조사하는 것이었다. 저온당화현상에 의한 고구마 내의 전분 함량의 감소를 최소로 하기 위해 고구마는 세척하여 2 cm 두께로 세절하고 -20°C에서 냉동저장하면서 본 연구의 재료로 사용하였으며, 셀룰로오스분해효소는 식품첨가물등급의 것을 이용하였다. 고구마전분의 효소적 추출 조건은 셀룰로오스분해효소의 반응시간, 반응온도 및 사용량을 요인들로 하는 23 요인설계법을 이용하여 5개의 중심점들과 반복점들을 포함하는 21개의 실험점들을 설계하였다. 고구마로부터 전분의 추출수율이 40%(d.b) 이상이고, 회수율이 70% 이상인 효소반응조건들을 이용하여 추출된 고구마전분들을 선별하고, 이들의 용해도 및 팽윤력, 호화 특성과 페이스팅 점도 특성을 분석하였다. 또한 동일한 고구마를 이용하여 기존의 방법에 따라 추출된 고구마전분을 대조군으로 하였다. 선별된 고구마전분들은 반응시간, 반응온도, 효소 사용량이 각각 3 h, 40°C, 3.0%(d.b)에서(SPS1), 4.5 h, 27.5°C, 2.0%(d.b)에서(SPS2), 6 h, 15°C, 3.0%(d.b)에서(SPS3) 추출한 것들이었다. 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분의 추출수율은 반응시간, 반응온도 및 효소 사용량 사이의 유의적인 상호작용이 존재하였다. 용해도는 대조군에 비해 SPS1은 유의적으로 낮았으나, SPS2와 SPS3는 유의적으로 높았다. 팽윤력은 SPS1을 제외한 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분들이 대조군 보다 유의적으로 높은 수준을 나타내었다. 호화온도는 고구마전분들 사이에서 유의적인 차이를 나타내지 않았지만, 호화엔탈피는 SPS1만 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 페이스팅 점도는 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분들이 대조군 보다 미미하게 낮은 수준을 나타내었다. 결과적으로 셀룰로오스분해효소 처리에 의한 고구마전분들은 기존의 추출법에 의한 고구마전분과는 용해도와 팽윤력에 있어 차이를 보였지만 전반적으로 기존의 추출법에 의한 고구마전분을 대체할 수 있을 것으로 생각된다.

The objective of this study was to increase the efficiency of starch extraction from potato sludge by different concentration of food-grade hemicellulase. The potato sludge, which is a by-product of potato processing industry, was treated with food-grade hemicellulase. Starch extraction efficiency displayed no significant difference in hemicellulase concentration. The purities of potato starch increased from 83.40 to 95.91, 97.44, 95.58, and 97.79%, with treated 0.5, 0.75, 1.0, and 1.5% hemicellulase, respectively. The physicochemical properties of the starches, such as granule structure, particle size, pasting, and thermal transition, were not affected by the concentration of hemicellulase. These results indicate that food-grade hemicellulase treatment is an efficient method for starch extraction from potato sludge.

Millimeter waves are electromagnetic waves with frequencies of 30–300 GHz (wavelength 1–10 mm), and millimeter wave stimulation affects microorganism growth. The present study stimulated Bacillus subtilis with 60 and 70 GHz millimeter waves during cheonggukjang fermentation and characterized the effects on cheonggukjang quality. Cheonggukjang treated with millimeter wave irradiation showed no significant difference in total bacterial count but generated only 5.52-5.92% viscous substance. Irradiation with 60 GHz millimeter waves yielded bright and intense color values relative to 70 GHz millimeter waves. Examination of the amylase activity and reducing sugar content of finished cheonggukjang revealed that irradiation at 70 GHz inhibited amylase activity in cheonggukjang. Furthermore, irradiation at 70 GHz increased protease activity, whereas irradiation at 60 GHz inhibited the activity. Moreover, the amino acid content changed with millimeter wave irradiation.

본 연구는 유기농 쌀가루에 물리적 처리를 통하여 저항전분의 함량 증가 및 이의 물리화적특성을 확인한 것이다. 저항전분의 함량을 늘리기 위해 유기농 쌀가루를 heating (autoclave, 121℃, 15min)과 cooling (4, 25, 50℃)과 같은 물 리적 처리를 하였다. 입도분석기(Laser Particle size analyzer, CILAS 1190 Liquid, CILAS. France)를 이용하여 평균입도 를 측정하였으며, organic rice powder (ORP)에서 12.92μm, 물리 처리한 유기농 쌀가루는 40-51μm로 3-4배 증가한 것 을 확인 할 수 있었다. Rapid ViscoAnalyzer (RVA-Super4. Newport Scientific. Australia)을 이용하여 호화 특성을 확 인한 결과 물리 처리한 유기농 쌀가루는 ORP에 비해 peak viscosity, final viscosity가 25배 이상 낮아졌으며, pasting temperature는 관찰되지 않았다. Scanning electron microscope (SEM)에서 ORP의 경우 atypical globular shape를 보였지 만, 물리 처리된 유기농 쌀가루의 경우 얇은 slice shape를 보였다. 유기농 쌀가루의 저항전분함량을 측정한 결과, ORP 와 4, 25℃로 cooling한 유기농 쌀가루에서는 0.51-0.90%를 보였지만, 50℃로 cooling한 유기농 쌀가루는 10.46%로 10 배 이상 증가한 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 유기농 쌀가루를 물리처리 함으로써 난소화성 전분인 저항전분함량 을 늘려 체중 조절용 식품 소재로서의 가능성을 확인하였다.

The objective of this study was to increase starch extraction efficiency from domestic potato by five kinds of foodgrade cellulases (mixture of β-glucanases, pectinase, cellulase, hemicelullase, and β-glucosdiase). Cellulase-treated potato had a maximum of 40% higher starch extraction yield than non-enzyme treated potato. It turned out that the shape and structure of cellulose-treated and nonenzyme-treated potatoes were the same. The average particle size of cellulose-treated potato starch was smaller than non-enzyme treated potato. Interestingly, the small starch granular (<10 μm particle) was shown in extracted starch from cellulose-treated potato. Rapid viscosity analysis showed that starch from cellulase treated potato had lower pasting temperature than starch from nonenzyme-treated potato. The range of the gelatinization temperature (49-62oC) of starches from cellulose-treated potato was broader than that of starches from nonenzyme-treated potato. Therefore, the results of this study confirm that cellulase plays an important role in the extraction of starch from the potato and physicochemical characteristics of potato starch.

We investigated phase separation by adding different concentrations of MTBE, to the mixtures of naphtha, ethanol and water. The phase separation temperatures of the Naphtha-Ethanol-Water solutions have dropped when the concentration of MTBE increases more. When adding IPA and IBA to the solutions of Gasoline-Ethanol and Gasoline base-Ethanol individually, IBA shows lower temperatures of phase separation than IPA, and it shows synergistic effect when mixtures of IPA and IBA is applied.

Gasohol, which is combined solution of gasoline and ethanol, is difficult to apply to the field, because it usually brings phase separation by mingling of water. We investigated phase separation by adding different concentrations of "Ethanol", anhydrous and fermentative, to "Gasolines", gasoline, gasoline base and naphtha, Placing ethanol itself open to the air, the concentrations of water are increased in length of time. The phase separation temperatures of the gasolines-ethanol solutions have dropped in the following order : gasoline, gasoline base and naphtha. When adding water to the solutions of gasolines and anhydrous ethanol, the temperatures of phase separation is higher when the concentration of water increases more. Thus, it is obvious that the water is sensitive in phase separation.

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a functional component with physiological activity that helps to protect the liver from blood pressure reduction and alcohol damage, and is known to be widely distributed in various vegetables and fruits. In this study, a fermented rice syrup with enhanced GABA content was developed. The improved syrup was prepared by adding monosodium glutamate (MSG) to saccharified rice and using a complex of three types of lactic acid bacteria (Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides ) with excellent GABA production ability. The physicochemical changes of the fermented rice syrup were measured, and the final pH of the product was 4.7 with a total water-soluble solid content of 22.1 °Brix. Of the dissolved solids, glucose (39.6 mg/mL) and maltose (12.7 mg/mL) were the main components, and it was confirmed that all MSG was converted to GABA. From the experiment, it was established that the rice syrup obtained from secondary fermentation of saccharified rice is suitable as a beverage base. The fermented saccharified rice syrup was differentiated from conventional rice fermented products which typically use yeast and acetic acid bacteria in the production process. The enhanced fermented rice syrup produced in this study was made using lactic acid bacteria in the fermentation and saccharified rice.