Panax quinquefolius (PQ)은 미국 지역에서 주로 재배하는 삼이며, 피로 회복과 면역 증진, 혈압 및 콜레스테롤 조절에 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 효과들을 나타내는 것은 인삼의 특유한 사포닌(saponin) 성분인 진세노사이드(ginsenoside)에 기인하는 것으로 알려져 있다. 식품의 가공방법 중의 하나인 팽화는 압력과 온도를 가하여 식품 중에 존재하는 녹말의 호화, 단백질의 변성 및 조직화, 저장 중 지질의 산화에 의한 변패 등을 유발시키는 효소의 불활성화, 수분이 제거 및 다공성 구조를 야기한다. 따라서 본 실험의 목적은 팽화 압력에 따른 PQ의 추출수율, 조사포닌 함량 및 항산화능의 변화를 분석하여 한국인삼(Panax ginseng, PG)과의 차이점을 구명하는 것이다. 시료는 건조된 미국산과 캐나다산 PQ를 쌀과 배합하여 사용하였다. PQ를 686, 784, 882, 980kPa로 팽화한 후 70% 발효 주정으로 추출하였다. 추출액을 농축하여 증류수에 녹인 후, 이들의 추출수율, 조사포닌 함량 및 항산화능의 변화를 분석하였다. 팽화압력과 상관없이 팽화 캐나다삼이 팽화 미국삼보다 부피와 크기가 컸다. 두 인삼 모두 압력 조건이 높아질수록 갈변화가 더 진행되었으며, 784kPa부터 표면이 바스러지고 882kPa부터 내부와 분리되는 현상이 발생하였다. 팽화 전 캐나다삼의 추출수율과 조사포닌, DPPH 라디칼 소거능 모두 미국삼보다 높은 값을 나타내었다. 팽화 후 두 인삼 모두 control에 비하여 추출수율, 조사포닌, DPPH 라디칼 소거능이 증가하였다. 추출수율과 조사포닌의 함량의 경우, 캐나다삼은 압력에 따라 증가하였고, 미국삼은 감소하다 증가하는 경향을 나타내었다. 추출수율은 팽화 전후 압력에 상관없이 미국삼보다 캐나다삼이 높았으며, 조사포닌 및 DPPH 라디칼 소거능의 경우 특정한 경향을 나타내지 않았다. 본 실험에 사용한 팽화 미국삼 및 캐나다삼은 팽화 한국삼보다 추출수율과 항산화능은 낮지만, 조사포닌의 함량이 높았다. 따라서 팽화로 인한 미국삼 및 캐나다삼 조사포닌 함량 증가가 팽화 한국삼보다 더 크게 유의적으로 증가하여 이들을 활용한 다양한 제품들의 개발이 가능하고 국제시장에서 이들이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

쌀을 이용한 가공식품은 저장 기간 동안 전분 분자들의 재결정화로 인하여 노화 현상이 발생한다. 전분의 노화는 경도의 증가, 소화율 감소와 텍스처의 손실의 주된 원인이 되며 이는 쌀 가공식품의 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 이러한 전분질 식품의 노화에 대해 상업적으로 쓰이는 효소들의 노화 지연 효과를 알아보고자 하였으며, 가래떡을 실험 모델로 선정해 예비 실험을 통해 각각의 효소들의 적정 첨가량을 조사하였다. 내열성 α-amylase Termamyl 120L, 중온성 α-amylase BAN 480L, Glucoamylase AMG 300L, Protease Neutrase 1.5MG 네 가지의 효소를 사용하였고, 효소 처리를 하지 않은 샘플을 Control로 하였다. 모든 가래떡은 제조 후 진공포장하여 상온에서 4일간 저장을 하였으며, 4일차까지 저장하면서 Rheometer를 통해 경도와 응집성, DSC를 통해 Amylopectin enthalpy (△Hr),Icemeltingenthalpy(△Hi)andGlasstransitiontemperature(Tg’), 그리고 DNS method를 이용하여 효소에 의해 생성된 환원당의 양을 측정하였다. 저장 기간 동안 Termamyl과 AMG가 경도를 낮추는데 효과적이었으며 BAN은 노화억제효과가 나타나지 않았다. 응집성의 경우 Termamyl과 Neutrase를 첨가하였을 때 급격히 낮아짐을 보였다. 경도와 응집성의 결과로 보아 Termamyl은 경도를 낮추는데 효과가 있지만 신선한 떡의 질감을 유지하는 것에는 효과적이지 못하였다. DSC의 결과에서 Neutrase를 제외한 모든 효소가 △Hr값을 낮추는데 효과적이었으며, △Hi는 나머지 시료와 다르게 AMG를 첨가한 시료에서 증가하는 경향을 보였고, Tg’값은 △Hi와 반대로 모든 시료에서 증가하는 경향을 나타냈으나 AMG를 첨가한 시료에서만 감소하는 경향을 나타내었다. 환원당 분석 결과, AMG를 첨가한 시료의 경우 환원당의 양이 급격하게 증가한 반면 나머지 시료들은 Control과 큰 차이를 나타내지 않았다. 결과적으로 AMG의 활성으로 생긴 환원당이 전분 분자들과 물 분자들과의 상호작용을 억제하여 △Hi값이 증가한 것으로 보이며, 이러한 자유수의 증가와 환원당에 의한 빙점강하로 Tg’값은 감소한 것으로 생각된다. 따라서 효소 처리에 의한 가래떡의 노화 특성 및 지연효과는 효소들의 특성에 따라 달라진다는 것을 확인 할 수 있었고, 본 연구 결과가 가래떡뿐만 아니라 전분질 식품의 노화 억제에 대한 상업적 효소의 효과를 제시하는데 도움이 될 것이라 판단된다.

호화 된 전분은 무정형 구조이지만 시간이 지남에 따라 전분 분자들 간의 재결합으로 인해 결정형 구조를 갖게 되며, 이 현상을 노화라고 한다. 전분의 노화는 전분의 소화도와 텍스쳐의 품질을 낮춤으로서 전분질 식품에 대한 소비자의 기호도를 떨어뜨린다. 이러한 전분질 식품의 노화를 지연시키는 방법으로는 화학적 노화억제제 또는 효소 첨가가 대표적이다. 유화제와 가소화제, 또는 효소를 단독으로 사용한 문헌은 많지만, 효소와 첨가제를 동시에 사용하여 노화에 대한 복합적인 효과를 알아본 연구는 미미하다. 본 연구에서는 화학적 노화억제제와 효소를 첨가한 가래떡을 제조하였고, 저장기간 동안 노화 된 가래떡의 물리화학적 특성을 알아보았다. 연구에서 화학적 노화억제제는 자당지방산에스테르(SE)와 글리세롤(Gly)을 사용하였으며, 효소는 내열성 α-amylase인 Termamyl (TER)과 glucoamylase인 AMG를 사용하였다. 각각의 첨가제와 효소의 양은 예비실험을 통해 선정하였고 SE와 Gly, TER은 Steam 전, AMG는 Steam 후 첨가 해 주었다. 습식제분 멥쌀가루를 사용하여 수분함량이 45%가 되도록 반죽하였고, 아무것도 첨가하지 않은 가래떡을 대조군으로 하였다. 제조 된 떡은 진공포장 후 상온에서 저장하였으며 물리화학적 특성을 경도분석기, 시차열량주사기(DSC)로 분석하였다. 경도에서 모든 샘플 떡이 저장초기 대조군 보다 낮음을 보였다. SE와 AMG를 함께 넣은 샘플은 SE와 AMG를 단독으로 사용 했을 때 보다 경도를 낮추는데 효과적이었으며 다른 샘플들이 저장초기에만 노화 지연 효과를 보인 것에 반해, 저장 9일차 동안 노화에 영향을 미쳤다. DSC 결과에서, 글리세롤을 단독으로 첨가한 떡뿐 만 아니라 TER을 함께 첨가한 떡의 유리전이 온도(Tg’)는 대조군 보다 낮은 값을 보였으며 이를 통해 두 가지를 동시에 첨가했을 경우 역시 가소화 효과가 일어났음을 알 수 있다. 또한, AMG가 단독으로 또는 노화억제제와 함께 첨가 된 모든 떡의 경우 Tg’가 대조군과 다르게 감소하였으며 얼음용융엔탈피(ΔHi)에서도 대조군과는 다르게 3일차 까지는 증가하였다가 그 이후부터 감소함을 보였다. 이러한 AMG의 Tg’와 ΔHi특성은 glucoamylase의 활성으로 생성된 환원당과 그로 인한 빙점강하가 저장 초기에 우세하게 작용하였지만, 저장 후기에서 전분 분자들의 재결정화가 우세해 지면서 다음과 같은 경향을 띤 것으로 보여진다. 아밀로펙틴용융엔탈피(ΔHr)의 경우 모든 샘플이 대조군 보다 낮은 엔탈피가 나타났으며, 이를 통해 전분의 재결정이 지연되었음을 알 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 전분 노화에 대한 효소와 노화억제제 간의 복합적인 효과를 밝히는데 도움이 될 것이라 생각된다.

본 연구의 목적은 미꾸라지 진액 속의 용매의 종류와 농도에 따른 mucin의 함량을 확인하고 이의 특성을 연구하는 것이다. 진액을 ethanol, acetone 및 aluminum sulfate 3종류의 용매를 사용하여 추출한 결과 ethanol에서 가장 높은 수율을 나타내었다. Ethanol의 농도를 60-100%로 하여 침전시켰을 때 침전물에 대한 mucin의 함량이 90%에서 가장 높았다. 증류수로 희석하여 제조한 다양한 농도(1.25%, 2.5%, 5%, 10%)의 mucin수용액 시료의 열 안정성을 측정했을 때 onset 온도, peak 온도 그리고 엔탈피에서 차이가 나타났다. Mucin 침전물의 농도에 따라 다른 mucin 수용액을 제조하여 동적 점탄성을 측정한 결과에서는 mucin 용액이 탄성적 특성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 그리고 그 특성은 점도가 높아짐에 따라 강해지는 것으로 나타났다. Mucin 침전물을 이용한 항균능력에서는 gram-negative균과 gram-positive균 모두에서 나타났으며 gram-negative균에서 더 강한 항균능력을 보였다. 이와 같은 미꾸라지 mucin의 항균능력, 점탄성 그리고 열안정성의 성질 등과 같은 이화학적 특징들을 이용하여 앞으로의 비 식품소재개발에 기초 데이터로 사용하고자 한다.

본 연구는 저장기간동안 변화하는 매실주의 아미그달린의 함량 변화를 알아보고자 매실 와인과 매실 침출주를 제조하였다. 매실 와인은 매실과 설탕(1:1)을 섞어 3개월간 숙성한 후 (21°Brix)로 맞춘 뒤, 매실의 유무로 나누어 Saccharomyces cereviea를 첨가해 발효를 진행하여 숙성시켰다. 매실 침출주는 매실과 담금주(30도)를 1:1 비율로 섞어 매실, 매실과 씨를 모두 제거, 씨만 제거한 것으로 나누어 3개월 동안 숙성을 하였다. 매실 와인의 아미그달린 함량은 초기 매실청의 상태로 3개월 저장하였을 때 증가한 것을 볼 수 있었다. 이후 12일 동안의 1차 발효 동안 매실을 제거한 와인은 아미그달린 함량이 감소하였지만, 매실이 남아있는 와인은 아미그달린 함량이 증가하였다. 저장기간이 늘어 16일 동안의 2차 발효 이후에는 아미그달린 함량이 두 와인 모두 감소하였다. 또한 병입 후 3개월 동안 숙성과정에서는 더욱더 감소하였다. 매실 침출주의 아미그달린 함량은 3개월의 침출 과정에서 1개월 이후 크게 증가하였으나 점차 감소하였고, 숙성 과정에서는 매실의 유무에 관계없이 아미그달린 함량은 모두 감소하였다. 일반적으로 저장기간이 길수록 아미그달린의 함량은 줄어들었으나 그 속도를 더욱 줄이기 위해 전처리 연구가 필요하다고 사려된다.

전분입자의 수산기와 음이온성 올리고당의 카르복실기 사이의 에스테르(ester) 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 마이크로웨이브 방전 저온플라즈마(microwave-discharged cold plasma, MWCP)의 가능성이 최근 보고되었다. 본 연구는 MWCP 처리에 의한 옥수수전분 입자들의 수산기와 음이온성 올릭고머의 카르복시기의 에스테르 유도체들 형성에 대한 MWCP의 친환경 반응촉매로서의 활용가능성을 조사하기 위해 옥수수전분과 음이온성 올리고머를 혼합하여 MWCP를 처리하고 이들의 용해도, 팽윤력 및 호화특성을 조사하였다. 옥수수전분은 pH 5.5으로 조정된 음이온성 검(λ-carrageenan, LC; Low-methoxy Pectin, LP; Sodium Alginate, SA; 효소 처리를 한 pectin, ELP) 가수분해물(단량체, 이량체 및 올리고머 혼합물)을 혼합하여 상온 (무처리) 및 80°C (선호화)에서 30분간 교반한 후 수분함량이 10% 이하가 될 때까지 50°C에서 건조하여 전분-음이온성 반응혼합물을 제조하였다. 제조된 반응혼합물들은 900 W 전력으로 마이크로웨이브를 발진시켜 N2 환경에서 형성된 MWCP 하에서 20분 동안 처리하였다. 처리된 반응혼합물은 용해도(총당 및 전분), 팽윤력, 호화특성을 분석하였다. 총당-용해도는 전분-음이온성 반응혼합물들 및 MWCP 처리군들 모두 옥수수전분에 비해 유의적으로 증가하였다. MWCP 처리군들 중 선호화된 혼합물의 처리군들의 용해도가 각각의 무처리 처리군들에 비해 높은 총당-용해도를 나타내었다. 반응혼합물들의 전분-용해도는 총당-용해도와 미미한 차이를 보였지만, MWCP 처리군들은 총당-용해도보다 유의적으로 낮은 전분-용해도를 나타내었다. 팽윤력은 무처리 반응혼합물이 무처리 MWCP 처리군들보다 유의적으로 높았으나, 선호화 반응혼합물은 선호화 MWCP 처리군들보다 유의적으로 낮았다. 호화특성의 경우 옥수수전분에 비해 MWCP 처리의 유무와 관계없이 전분-음이온성 가수분해물 혼합물들은 높은 호화온도를 나타냈다. 무처리 반응혼합물들은 이들 각각의 무처리 MWCP 처리군들과 호화온도에 의한 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 선호화 반응혼합물들은 이들 각각의 선호화 MWCP 처리군들보다 유의적으로 낮은 호화온도를 나타내었다. 결과적으로 MWCP는 옥수수전분과 음이온성 검 가수분해물들 사이의 에스테르 결합 형성을 촉매하는 것으로 기대되며, 전분-음이온성 검 가수분해물들의 선호화 처리가 MWCP의 반응촉매로서의 역할을 용이하게 하는 것으로 생각된다.

쌀을 이용하여 만든 가공식품은 저장기간 동안 전분의 구성성분인 아밀로오스와 아밀로펙틴의 분자 사슬 간에 상호 작용이 증가하여 재결정과 응집이 일어나는데 이러한 물리적 변화를 노화 현상이라고 한다. 전분의 노화가 진행되면 경도가 증가하여 단단해지며 소화율을 떨어트리고 질감이 좋지 않아지는 등 쌀 가공식품의 품질을 저하시키는 주된 원인이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이번 연구에서는 고분자 전분을 분해시킬 수 있는 다양한 효소류를 가래떡 모델에 첨가하여 제조 후, Rheometer를 이용해서 경도를 측정해 노화지연 효과와 외형에 주는 영향을 알아보았다. 효소류는 전분의 결합을 분해시켜 고분자를 저분자화시키고, 저분자화 된 분자간의 상호반응에 거의 관여하지 않으므로 분자간의 재결합과 수분의 유리를 방지하여 이론적으로 분자간 응집현상을 억제하는데 관여한다. 내열성 α-amylase Termamyl 120L, 중온성 α-amylase BAN 480L, Glucoamylase AMG 300L, Protease Neutrase 1.5MG 네 가지의 효소를 사용하였고, 효소처리를 하지 않은 샘플을 Control로 하였다. 가래떡 제조 후 4일차까지 저장하면서 경도를 측정하고 외관을 관찰하였다. 모든 종류의 효소가 가열 후 압출성형 전에 첨가해 주었을 때는 경도를 낮추는데 효과적이었지만 Termamyl은 가열 전에 첨가해 주었을 때가 가열 후 첨가해주었을 때 보다 더 효과적으로 경도를 낮추었고 BAN은 효소활성이 많이 사라져 경도를 약간 감소시키고 나머지 효소들은 가열처리에 의해 모두 불활성화되어 Control과 큰 차이를 보이지 않았다. 효소의 양을 많이 첨가해 줄수록 노화속도가 더 지연 되고 경도증가 또한 더 효과적으로 낮출 수 있었지만, 오히려 너무 많은 효소의 첨가는 가래떡을 과하게 분해시켜 떡의 모양을 유지하지 못하였다. Termamyl의 경우 쌀가루 무게의 0.0004%를 가열 후 첨가하였을 때 가장 좋은 효과를 나타내었고 그 이상의 첨가는 떡의 모양을 유지하지 못하였다. BAN의 경우 0.005%를 가열 전에 처리해주었을 때 경도를 낮추는 효과가 있었고 그 이하의 효소양은 불활성화되어 큰 효과를 나타내지 못하였다. 가열 후의 경우는 활성이 너무 강해 0.0005%처리까지 모양을 하루 이상 유지시키지 못하였다. AMG와 Neatrase의 경우 가열 전에 첨가했을 때는 모두 불활성화되었고 가열 후에 첨가해줄 때는 각각 0.015%, 0.025%가 효과적이였다. 효소처리를 통해 가래떡의 노화를 지연시키는 것이 효과가 있음을 확인하였고, 본 연구를 통해 효소처리가 가래떡 뿐만 아니라 전분질식품의 노화를 억제시키는데 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 기대된다.

전분의 노화는 전분질 식품의 기호도를 떨어뜨리고, 경도를 증가시켜 상품의 품질을 저하시키는 문제가 있다. 이러한 노화를 지연시키는 방법 중 하나로 가소화제나 유화제와 같은 화학적 노화 억제제를 첨가하는 방법이 있다. 본 연구에서는 노화 억제제를 가래 떡에 첨가하여 저장했을 때, 노화 과정 중 발생하는 물리화학적 변화 분석과 더불어 Avrami식을 이용한 모델링을 통해 노화 kinetic에 대한 적합성을 알아보았다. 습식제분 된 쌀가루를 수분함량 45%로 반죽 후, 쌀가루 중량 대비 1, 5, 10%의 글리세롤과 0.1, 0.3, 0.5%의 자당지방산에스테르를 각각 첨가하여 가래떡을 제조하였으며 아무것도 첨가하지 않은 가래떡을 대조군으로 하였다. 가래떡은 진공포장 후 상온에서 14일까지 저장하였고 물리화학적 변화를 경도분석기, 시차열량주사기(DSC)와 X선 회절도(XRD)로 분석하였다. 대조군은 저장 2일차에서 경도가 변곡점에 이른 반면, 노화 억제제를 첨가한 가래떡은 경도의 증가가 더디었으며 저장 4일차까지 대조군보다 낮은 경도를 보였다. 저장 5일차부터는 모든 샘플이 대조군과 큰 차이가 없음을 보였다. 한편, 글리세롤을 첨가한 떡은 초기 결정화도가 대조군보다 낮았으며 노화 억제제가 첨가된 샘플 모두 저장 5일차 이후부터 대조군에 비해 매우 낮은 값을 나타내었다. DSC를 이용하여 유리전이 온도(Tg’)를 측정한 결과, 저장기간이 길어짐에 따라 대조군과 샘플 떡의 Tg’은 증가하였고 샘플 떡의 Tg’가 대조군보다 높은 값을 보였다. 한편, 노화억제제를 첨가한 시료의 아밀로펙틴 용융엔탈피(ΔHr)값과 변화율은 대조군보다 낮아 아밀로펙틴의 재결정화가 지연된 것을 확인 할 수 있었다. Avrami식을 이용하여 모델링 한 결과, R2 값이 경도에서는 0.80-0.94 넓은 범위를 보였고, 결정화도 및 ΔHr에서는 각각 0.92-0.98 및 0.95이상으로 높은 신뢰도를 보였으며, Tg’의 경우에는 0.80-0.90로 비교적 낮은 상관관계를 나타내었다. 따라서 화학적 노화 억제제의 노화지연 효과는 측정한 물리화학적 특성에 따라 다르게 나타난다는 것을 확인할 수 있었으며, 더욱 정확한 노화 kinetic을 알기 위해서는 Avrami식이 적용될 수 있는지를 확인하여야 하고, 적용이 어려울 경우 적용할 수 있는 새로운 모델을 개발하는 것이 전분질 식품의 저장안정성을 예측하는데 중요할 것이다.

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.

Proximate analysis and antioxidant activity of cultivated wild Panax ginseng (CWPG) were investigated to provide fundamental information of CWPG with different ages and to increase its industrial application. Proximate analyses of CWPG with different ages were performed. Extraction of CWPG with different ages was carried out using heatreflux extraction, and their extraction yield, crude saponin content, ginsenoside content, and antioxidant activity were analyzed. Moisture content decreased, but crude fat and crude protein were increased with aging. Extraction yield and crude saponin contents did not show a specific pattern while 5-year-old CWPG revealed the highest extraction yield and crude saponin content. All CWPGs showed typical ginsenoside profiles containing C-K and Rh2 ginsenosides, which are not found in ginseng. The 3-year-old CWPG showed the highest antioxidant activity including total phenolic content, total flavonoid content, and DPPH and ABTS radical scavenging activities. Moreover, 3-year-old CWPG also revealed the highest acidic polysaccharide content. Therefore, these results suggested that 3-year-old CWPG, which is the cheapest, can be used in industrial application due to its high antioxidant activity and acidic polysaccharide content with similar ginsenoside profile compared to 5- and 7-year-old CWPGs.

It is well-known that cultivated wild Panax ginseng has anti-inflammatory effect. However, a comparative study on cultivation period vs biofunctionality is currently lacking. In this study, 70% ethanol extracts of 3-years (yrs)-, 5-yrs-, or 7-yrs-old cultivated wild ginseng were evaluated for their inhibitory effects on RAW264.7 murine macrophages. Specifically, the production of pro-inflammatory cytokines (interleukin-6 [IL-6] and tumor necrosis factor-alpha [TNF-α]), the expression of surface proteins (CD80, CD86, and MHC-II), and the phagocytic properties were investigated. RAW264.7 cells were induced by 500 ng/mL of lipopolysaccharide (LPS) and treated with 0.1, 1, and 10 ppm of samples. LPS-induced IL-6, TNF-α and surface proteins in all samples were downregulated in a dose-dependent manner. Both IL-6 and TNF-α were significantly reduced at 10 ppm of the 7-yrsold sample compared to 10 ppm of 3-yrs- and 5-yrs-old samples. CD80 and CD86 were also reduced at 10 ppm of all samples, and there was no difference among samples. The phagocytosis has no difference except in 10 ppm of 3 yr-old sample. The results suggest that cultivated wild ginseng extract has anti-inflammatory effect without decreasing phagocytosis.

주요 전분질 식품인 떡류, 빵류, 면류들 내의 호화된 전분들은 시간이 경과하면서 전분분자들 사이의 회합으로 수분이 손실되면서 노화가 진행된다. 따라서 본 연구는 전분의 노화를 지연 및 억제시킬 수 있는 전분-λ-carrageenan 혼합 소재를 개발하기 위해 전분입자 내의 λ-carrageenan의 침투률에 대한 전분입자의 개방 유무, 전분입자의 종류, λ-carrangeenan (λC)의 점도 및 농도, 온도, 시간 등의 영향을 조사하였다. λC 은 증류수와 희석된 HCl (2.5, 100, 500 mM)에 용해하였으며, 전분입자들(일반옥수수, 찰옥수수, 밀, 멥쌀, 찹쌀)은 pronase를 처리하였다. Pronase 처리 전분입자들과 λC 용액을 혼합하여 미리 결정된 온도와 시간 동안 진탕한 후 원심분리하여 상등액의 λC 의 농도를 methylene blue-λC complex 법에 따라 정량하였다. λC의 전분입자 내의 침투율은 초기 λC 용액 내 λC의 절대량과 원심분리 후 회수된 λC 용액 내 λC의 절대량의 차에 대한 초기 전분입자의 건조중량의 백분비율로 나타내었다. λC 의 가수분해 정도의 효과에 관하여, 500 mM HCl 에 용해시킨 λC 은 모든 전분입자들 내로 침투되었으며, 다른 농도의 HCl 용액에서 용해시킨 λC 은 찹쌀전분을 제외한 전분입자들 내부로 침투되지 않았다. λC 의 전분입자 내로 침투에 대한 온도의 영향은 25°C에서의 λC 의 침투률을 기준으로 35-55°C의 온도에서 조사하였을 때, λC 의 전분입자 내로의 침투는 온도가 증가하면서 감소하는 경향을 보였다. λC 의 용액 내에서 전분입자의 진탕을 30 및 60분 동안 하였을 때, λC 의 침투율은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 한편 100 mM HCl에서 용해된 λC 을 0.02, 0.05, 0.1, 0.2 및 0.4% (w/v)로 조절한 후 전분입자에 처리하였을 때, 0.05-0.4%의 범위에서 농도의존성이 관찰되지 않았다. 그러나 0.02% 농도의 용액을 사용하였을 때보다 더욱 높은 수준을 나타내었다. 모든 결과를 고려할 때, λC 의 전분입자 내의 침투는 전분입자의 미세구조의 개방 정도에 따라, λC 의 분자량이 작을수록, 진탕 온도가 상온과 유사할 때 용이해졌으며, 진탕 시간과 λC 용액의 농도는 침투률에 큰 영향을 미치지 않았다.

본 연구의 목적은 미꾸라지 진액 속의 용매의 종류와 농도에 따른 mucin의 함량을 확인하고 이의 특성을 연구하였다. 진액을 ethanol, acetone 및 aluminum sulfate 3종류의 용매를 사용하여 추출한 결과 ethanol에서 가장 높은 수율을 나타내었다. Ethanol의 농도를 60-100%로 하여 침전시켰을 때 침전물에 대한 mucin의 함량이 90%에서 가장 높았다. 중류수로 희석하여 제조한 다양한 농도(1.25%, 2.5%, 5%, 10%)의 mucin수용액 시료의 열 안정성을 측정했을 때 onset 온도, peak 온도 그리고 엔탈피에서 차이가 나타났다. Mucin침전물을 이용한 항균능력에서는 gram-negative균과 gram-positive균 모두에서 항균능력이 나타났으며 특히 gram-negative균에서 더 큰 항균능력이 나타났다. 이와 같은 미꾸라지 mucin의 농도에 따른 열안정성, 항균능력과 항산화능 성질 등을 이용하여 앞으로의 비 식품소재개발에 기초 데이터로 사용하고자 한다.

인삼을 야생에서 재배한 산양삼 (cultivated wild Panax ginseng, CWPG)은 여러 논문에서 인삼보다 전반적으로 높은 Ginsenoside 함량을 갖는다고 보고되었다. 그러나 이미 널리 알려져 있는 인삼이나 홍삼과는 달리 산양삼에 대한 연구는 미비하다. 산양삼을 팽화 처리하여 유효성분을 증가시키는 실험을 수행하였다. 본 연구의 목적은 산양삼을 여러 수분함량과 압력조건으로 팽화산양삼을 제조하고 특성을 조사하는데 있다. 샘플로 사용한 산양삼의 일반 성분은 수분함량 78.04 %, 조지방 0.83 %, 조단백 8.77 %, 조회분 5.04 %로 나타났다. 최적의 팽화 조건을 설정하기 위해 50 °C에서 건조하여 각각 8 %, 10 %, 14 %의 수분함량으로 조절하였다. 압력 조건은 7 kgf/cm2 (686 kPa), 8 kgf/cm2 (784 kPa), 9 kgf/cm2 (882 kPa), 10 kgf/cm2 (980 kPa)의 압력에서 팽화 처리하였다. 총 12개의 팽화 산양삼시료와 팽화 하지 않은 산양삼 총 13가지를 분석하였다. 추출은 70 % EtOH를 이용하여 상온에서 추출하였다. 105 °C에서 건조하여 추출수율을 계산하였고, 수포화 n-부탄올을 이용하여 조사포닌 분석과 HPLC분석을 하였다. Carbazole - sulfuric acid 방법을 이용하여 산성 다당체를 분석하였다. 추출수율과 조사포닌 함량은 팽화 압력 증가에 따라 모든 수분함량에서 감소하였다. 수분함량에 따라서는 추출수율은 큰 차이가 없었고 조사포닌 함량은 8%에서 가장 높게 나타났다. HPLC분석결과 팽화 처리에 따라서 Minor ginsenoside인 Ginsenoside Rg3, compound K의 함량이 증가하였고, Ginsenoside Rh2, Rg2의 경우 일정하게 유지되었다. Ginsenoside Rg1, Re, Rf, Rb1, Rb2, Rc, Rd는 팽화 처리에 의해 급격하게 감소하였고, 팽화압력 증가 시 감소하는 모습이 나타났다. 팽화 처리에 의해서 증가한 Ginsenoside Rg3, Compound K는 항암, 항산화 효과 및 항 염증 활성이 보고되었다. 팽화 처리에 의해 생리활성이 높은 성분으로 변환되는 것은 기존의 논문에서의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 산양삼의 일반 특성과 팽화 처리를 통한 유효성분의 증대는 산양삼을 이용한 고부 가가치식품의 국내 및 세계 시장을 개척 및 확대하기 위하여 본 연구의 진행이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

전분은 아밀로즈와 아밀로 펙틴으로 이루어진 고분자물질로 매우 규칙적인 구조를 가지고 있다. 전분은 식물의 종류에 따라 크기나 모양 특성이 다르며 일반적으로 독성이 없고 생체 적합성하며 생분해성이 뛰어나다고 알려져 있다. 이러한 특징으로 전분은 식품산업뿐 아니라 다양한 산업에서 사용되고 있다. 전분의 내부구조는 크게 3가지로 나누어 볼 수 있다. 내부의 빈 공간인 hilum과, 내부와 외부를 이어주는 channel, 그리고 외부의 작은 구멍인 pore이다. 많은 연구자들이 전분 내 빈 공간인 hilum을 이용해 약물이나 영양성분의 운반체로써 가능성을 연구하고 있다. 무정형 전분을 제조하기 위해 옥수수, 타피오카 및 쌀을 30% w/v 농도로 현탁액을 만들고 이들을 550MPa에서 30 분 동안 가압하여 무정형 옥수수 전분(amorphous granular corn starch, AGCS), 무정형 타피오카 전분(amorphous granular tapioca starch, AGTS) 및 무정형 쌀 전분(amorphous granular rice starch, AGRS)을 제조하였다. 무정형 감자 전분(Amorphous granular potato starch, AGPS)의 제조는 감자전분의 압력에 대한 내성 때문에 에탄올을 이용한 무정형 전분 제조방법을 이용하였다. 전분의 관찰을 위해 물 또는 메탄올에 현탁시킨 후 형광 시약인 merbromin으로 염색하였으며, 내부 구조관찰은 공초점 레이저 스캐닝 현미경을 사용하였다. 메탄올과 물에 현탁 시킨 천연 전분을 염색 한 경우 모든 전분에서 내부에서 hilum이 확인되었다. 옥수수 전분은 hilum과 전분 표면까지 연결된 channel이 염색되어 이를 확인 할 수 있었다. 또한 전분의 growth ring은 모든 전분에서 확인이 가능하였다. 메탄올과 물에 현탁 시킨 무정형 전분은 각각의 천연 전분들보다 훨씬 큰 입자를 가지는 것으로 나타났다. 또한 이들은 천연전분과 달리 전분 내부 hilum은 사라졌지만 전체적으로 염색이 되는 경향을 보였다. 이는 전분 내 hilum처럼 비어있는 공간이 더 많다는 결과로 확인되었다. 무정형 전분의 내부 구조의 변화는 약물 또는 식품 성분을 전분 내부에 캡슐화하고 운반하는 데 사용할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 본 연구에서는 무정형 전분의 내부 구조와 그 특성을 연구하여 식품 산업에서의 약물 / 영양 공급 시스템으로 사용될 가능성을 제시하였다.

무정형입자전분(Amorphous granular starch, AGS)은 호화되어 복굴절성 및 결정성을 손실되었으나 입자 모양을 그대로 유지하고 있어 천연 및 호화전분과 다른 물리화학적 성질을 나타낸다. 열수처리방법(hydrothermal treatment)은 물리적인 전분 변성방법으로 열과 수분을 이용하여 전분의 변성을 유도한다. 본 연구에서는 무정형입자감자전분(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)에 열수처리를 통한 물리화학적 특성에 대해 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. 세가지 수분이 다른 샘플를 DSC를 이용하여 각각의 유리전이 온도를 측정하였다. 각 샘플의 유리전이 온도 이상의 온도에서 시료를 3주간 저장 후, DSC를 이용하여 열적특성 분석, XRD를 측정을 통해 상대적 결정도의 변화를 확인하였다. 또한 FT-IR 및 RAMAN을 통해 전분 Granule 내의 구조변화를 관찰하였다. DSC 분석결과, 아무 처리를 하지 않은 AGPS의 경우 어떠한 peak도 관찰되지 않았다. 그러나 열수처리한 샘플의 경우 peak이 관찰되었다. 이를 통해 열수처리로 인해 전분입자 내의 분자들간의 사슬 간에 상호작용에 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다. XRD 분석결과, AGPS, 4, 25 온도에서 저장한 시료들의 XRD pattern에는 유의적인 차이가 보이지 않았다. 그러나 18%, 29%의 낮은 수분함량을 가진 샘플의 경우 40, 60 그리고 80에서 저장한 샘플은 15°, 17° 그리고 23°에서 Peak가 형성되었다. 변화를 나타낸 peak는 전분의 A-type의 pattern에서 나타내는 peak로 높은 온도에서 처리된 샘플의 경우 pattern의 변화가 나타난 것을 확인할 수 있었다. 상대적결정화도 또한 처리한 온도가 증가함에 따라 증가한 것을 확인하였다. FT-IR 측정 및 RAMAN 측정 결과, 열수처리한 샘플의 경우 AGPS에 비해 1074/1022 cm-1 비율의 증가 및 FWHM(The full width at half maximum)의 값이 감소하였다. 이는 샘플 내의 분자들의 상호작용 및 체인의 결합으로 인한 견고한 crystalline의 형성이 되었음을 알 수 있다. 따라서 무정형입자전분에 열수처리는 무정형입자감자의 특성에 변화를 유도하는 것을 확인하였다.

전분의 노화는 전분질 식품의 소화율과 기호도를 떨어뜨리고, 경도를 증가시키는 등 품질을 크게 저하시키며 유통기한을 단축시키는 문제가 있다. 또한, 노화가 진행됨에 따라 식품의 상품적 가치가 떨어지게 되어 이는 경제적 손실로 이어진다. 이러한 문제를 극복하기 위해 다양한 전분노화 억제 소재들에 대한 연구가 진행되고 있지만, 결정형영역에서의 변화에 대한 연구가 대부분이며 전분 노화가 진행되는 동안 결정형 영역과 무정형 영역의 변화의 종합적인 연구가 부족한 실정이다. 이 연구에서는 화학적 전분노화 억제제인 글리세롤(Glycerol)과 HLB 값이 16인 자당지방산에스테르(Sucrose fatty acid ester)를 첨가한 가래떡을 제조 및 상온에서 저장하여 노화 과정 중 발생하는 물리화학적 특성 변화를 분석하였다. 습식 제분쌀가루를 수분함량 45%로 반죽하여 쌀가루 기준 1, 5, 10%의 글리세롤과 0.1, 0.3, 0.5%의 자당지방산에스테르를 각각 첨가하여 지름이 1.5 cm인 가래떡을 제조하였다. 제조한 가래떡을 진공포장 후 상온에서 14일까지 저장하여 떡의 물리화학적 변화를 측정하였다. 저장 초기 가래떡의 외관은 변화가 없었으나 저장 7일 이후부터 모든 가래떡 표면에 부분적으로 곰팡이가 생기는 것을 관찰하였다. 글리세롤과 자당지방산에스테르를 첨가한 가래떡이 4일차까지 아무것도 첨가하지 않은 가래떡(Control) 보다 경도가 낮았으며, 같은 노화 억제제일지라도 첨가한 양이 많을수록 경도가 더 많이 감소함을 보였다. 그러나 저장 5일차부터 control과 샘플 가래떡의 경도에는 큰 차이가 없었으며 이후 14일까지 변화의 폭이 미미하였다. X선 회절도실험에서, Native 쌀가루는 15, 17, 23˚에서 peak가 나타나는 A 타입 결정 특성을 보이는 반면, 노화된 떡은 20-21˚에서 peak가 나타나는 B 타입 결정 특성을 보였다. 14일차 저장했을 때, 노화 억제제가 첨가된 샘플 떡이 control보다 상대적 결정화도가 낮았으며 글리세롤과 자당지방산에스테르를 비교했을 때, 글리세롤의 상대적 결정화도가 더 낮게 나타났다. 노화된 떡의 무정형 영역 및 결정형 영역의 재결정 특성을 알아보기 위해 유리전이 온도(Tg’)과 아밀로펙틴 용융엔탈피(ΔHr)의 변화를 DSC로 측정하였다. 저장기간이 길어짐에 따라 Control 떡과 샘플 떡의 Tg’은 증가하였으며 샘플 떡의 Tg’가 control보다 높은 값을 보였다. 또한, 샘플 떡의 ΔHr 값과 변화 정도가 control보다 낮아 노화억제제로서 분자들 간의 결합을 방해했음을 암시하였다. 본 연구 결과가 화학적 전분노화억제 소재들의 전분노화억제 효과를 알려주고 이것을 이용한 전분질 식품의 저장안정성을 예측하는데 있어 도움이 될 것이라 기대된다.

대한민국의 국내 1인당 쌀소비량은 점차 감소하고 있는 상황이지만 쌀가공 식품 산업 규모는 점차 커지고 있어 이를 통한 쌀소비 증가가 남아도는 쌀의 활용도를 높이는데 큰 몫을 하고 있다. 쌀의 주식 이외의 사용을 제한하던 시절에는 생각하지도 못했던 쌀 가공식품이 쌀이 증산되어 자급자족을 이루게 되면서 현재에는 식품산업의 한 축을 차지하게 되었다. 쌀 가공 산업의 발전을 위해서 해결해야 할 난제는 원료인 쌀의 가격 경쟁력이다. 옥수수가루나 밀가루 보다 높은 가격의 쌀가루를 저렴하게 쌀 가공업체에 공급할 수 있는 방안을 찾아야 한다. 현재에는 정부의 가격정책에 대한 의존도가 매우 높기 때문에 정부의 의지가 중요하다. 원활하고 저렴한 쌀 원료의 공급이 가능해지면 연구개발을 통해 다양한 제품들을 만들 수 있게 되고 시장규모는 점차 더 커질 것이다. 미래에는 주원료가 쌀로 구성된 제품을 개발하는 것도 중요하지만 기존의 밀가루나 옥수수가루를 일부 대체하는 방안도 쌀 가공산업 발전을 위한 중요한 일이고, 이를 위해서는 쌀가루를 제조하는 미분산업을 육성하여야 한다. 한편, 현재 국내 쌀 소비량 감소의 주요 원인인 1인가족 및 맞벌이가족의 증가도 쌀 가공식품산업에는 오히려 기회일 수 있다. 가정대체식(Home Meal Replacement, HMR) 시장의 확대가 새로운 식품산업의 이슈가 되고 있고, 쌀 가공식품의 규모 증가의 한 축을 담당하고 있으며 미래의 쌀 가공식품산업 발전의 동력이다. 마지막으로 현재까지 많은 쌀 가공식품에 활용 가능한 다양한 품종이 정부에 개발되었으나 이들의 활용처가 명확하지 않아 농민들이 재배하지 않으므로 산업체에서 활용할 수 없는 악순환이 계속되고 있다. 이를 해결하기 위해서 생산자인 농민과, 정부, 사용자인 산업체의 유기적인 관계를 개선하여 계약재배 등과 같은 방법으로 농민, 정부, 산업체가 만족할 수 있는 쌀 생산 및 가공식품의 생산이 원활하게 이루어질 수 있어야 한다.

Although rice production gradually increased in Korea, rice consumption has been significantly reduced during the last decade. To increase rice consumption, it is necessary to develop a wide range of rice-processed foods and functional rice materials. In association with digestion in rice-functional materials, people are interested in resistant starch (RS). The purpose of this study was to develop the citrated organic rice flour by dry process with different treatments and to investigate its physicochemical properties. Citric acid (0, 20, 30, 40% dry basis) was mixed with organic rice flour and reacted at 105oC and 150oC for 5 h. The degree of substitution increased with increasing citric acid concentration and reaction temperature. In DSC, when reacted at 105oC, onset temperature gradually decreased with increasing citric acid concentration but no DSC thermal characteristics were observed when reacted at 150oC. Relative crystallinity determined by XRD did not greatly change at 105oC but dramatically decreased at 150oC. As citric acid concentration and reaction temperature increased, rapidly digestible starch, slowly digestible starch, and total starch decreased but RS significantly increased. Therefore, RS content in organic rice flour increased with dryprocessed citric acid treatment and this could be applicable to produce functional foods for diabetes.