본 연구는 고온 열분해를 통한 Cs, Sr 등 고방사성핵종의 고정화를 위하여 각각 Cs이 흡착된 CHA (K형 Chabazite zeolite)-Cs, CHA-PCFC (potassium cobalt ferrocyanide)-Cs 및 Sr이 흡착된 4A-Sr, BaA-Sr 등의 제올라이트 계에서 TGA 및 XRD에 의한 배소 온도 변화에 따른 상변환을 고찰하였다. CHA-Cs 제올라이트 계의 경우 900℃ 까지는 CHA-Cs의 형태를 유지하고 있으며, 1,000℃에서 무정형 단계를 거친 후 1,100℃에서 pollucite (CsAlSi2O6)로 재결정 되었다. 반면에 CHA-CFC-Cs 제올라이 트 계는 700℃ 까지는 CHA-PCFC-Cs 형태를 유지하고 있으나, 900∼1,000℃ 사이에서 구조가 파괴되어 무정형으로 상변환 된 후 1,100℃에서 pollucite로 재결정 되었다. 한편 4A-Sr 제올라이트 계의 경우 700℃ 까지는 4A-Sr의 구조를 유지하고 있 으며, 800℃에서 무정형으로 상변환 된 다음 900℃에서는 Sr-feldspar (SrAl2Si2O8, hexagonal)으로, 1,100℃에서 SrAl2Si2O8 (triclinic)로 재결정 되었다. 그러나 BaA-Sr 제올라이트 계의 경우는 500℃ 이하부터 구조가 파괴되기 시작하여 500∼900℃ 에서 무정형 단계를 거친 후, 1,100℃에서 Ba/Sr-feldspar (Ba0.9Sr0.1Al2Si2O8 및 Ba0.5Sr0.5Al2Si2O8 공존)로 재결정 되었다. 상기 제올라이트 계 모두 온도 증가에 따라 탈수/(분해)→ 무정형→ 재결정의 단계를 거쳐 광물상으로 재결정 되었으며, 고온 열 분해 과정에서의 Cs 및 Sr의 휘발성, 침출성 등의 추가 연구가 요구되지만 각 제올라이트 계에 흡착된 Cs 및 Sr은 pollucite나 Sr-feldspar, Ba/Sr-feldspar 등으로 광물화 하여 Cs과 Sr을 배소체/(고화체) 내에 완전히 고정화 시킬 수 있을 것으로 보인다.

Li-incorporated ZnO thin films were deposited by using ultrasonic-assisted spray pyrolysis deposition (SPD) system. To investigate the effect of Li-incorporation on the performance of ZnO thin films, the structural, electrical, and optical properites of the ZnO thin films were analyzed by means of X-ray diffraction (XRD), field-emssion scanning electron microscopy (FE-SEM), Hall effect measurement, and UV-Vis spectrophotometry with variation of the Li concentraion in the ZnO sources. Without incorporation of Li element, the ZnO surface showed large spiral domains. As the Li content increases, the size of spiral domains decreased gradually, and finally formed mixed small grain and one-dimensional nanorod-like structures on the surface. This morphological evolution was explained based on an anti-surfactant effect of Li atoms on the ZnO growth surface. In addition, the Li-incorporation changed the optical and electrical properties of the ZnO thin films by modifying the crystalline defect structures by doping effects.

The stability of liquid ferrate(Ⅵ) produced by an innovative method was confirmed and the degradation characteristics of cyclic compounds(Benzene, Aniline, Toluene, 1,4-Dioxane) by liquid ferrate(Ⅵ) were investigated under the same reaction conditions. When it was compared with the ferrate manufactured by the wet oxidation method, the liquid ferrate was more stable. And the stability of liquid ferrate was tested at the storage temperature. As a result, only 17.7% of liquid ferrate(Ⅵ) has decomposed at the storage temperature(4˚C) for 28 days. Among the cyclic compounds, the aniline was rapidly degraded compare to other cyclic compounds, which seems to be due to the electron-donating ability of the substituent, -NH2 group. Especially, when 1,4-dioxane was compared with benzene, the decomposition rate of 1,4-dioxane was lower than that of benzene, suggesting that oxygen atoms hinder the electrophilic reaction. Among 4 cyclic compounds, it was observed that aniline has the highest rate constant than those of other cyclic compounds.

The purpose of this study was that the optimal hydrolysis conditions of endo- and exo-type enzymes were selected to utilize organic cheese byproducts. Optimal substrate concentration and optimum enzyme ratio were measured by using 4 kinds of endo-type enzymes (alcalase, neutrase, protamex, and foodpro alkaline protease) and two exo-type enzymes (flavourzyme and prozyme 2000P) for whey protein hydrolysis were analyzed using liquid chromatography. As a result, the optimal endo-type enzyme through the first enzyme reaction was selected as alcalse, and as a result of the secondary enzyme reaction, flavourzme was selected as the Exo type enzyme. The concentration of whey protein substrate for optimal primary and secondary enzyme reactions was 10%. In addition, the optimum ratio of enzyme was 0.5% of alcalase and 0.2% of flavourzyme, which showed low molecular weight chromatography pattern compared to 2% of alcalase and 1% of flavourzyme hydrolyzate. Therefore, hydrolyzing the endo-type enzyme alcalase at a concentration of 0.5% for 10 hours and then hydrolyzing the exo-type enzyme flavouryme at a concentration of 0.2% for 4 hours was considered to be the optimum condition.

본 연구에서는 자원내 포함된 역청의 경질화 과정에서 배출 및 회수되는 가스상 물질 및 고체상 물질을 활용하기 위한 기초 성상이 조사되었다. 이를 위하여 열분해 온도 별 역청성 오일의 전환에 대한 열분해반응 기초특성이 조사되었다. 또한 실험실 규모의 고정층 반응기를 이용하여 반응온도에 따른 가스 및 고체상 분산물의 특성을 조사하였다. 그 결과 550 ℃에서 약 17%의 오일 수율을 얻었으며, 부산물로는 CH4, CaCO3 및 CaO를 회수할 수 있음을 확인하였다.

2017년 추계에 남해 전선역을 파악하고, 알칼리 인산분해 효소(Alkaline Phosphatase; APase) 활성을 이용하여 제한 영양염과 제한 영양염의 시간적인 변화를 평가하였다. 전선역이 형성된 인근해역의 경우, 용존무기인(dissolved inorganic phosphorus; DIP)의 농도와 용존무 기질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN): DIP 비가 각각 0.2 μM 이하와 최대 23.2로, DIP가 제한된 환경임에도 불구하고 Chlorophyll a(Chl.-a)가 0.2 μg/L로 높은 생물생산력을 보였다. APase와 DIP는 중요한 역의 상관관계(r = -0.81; P<0.001)를 보여, DIP가 제한되어진 해역임을 알 수 있 었으며, APase와 Chl-a 관계는 APase의 60%가 식물플랑크톤, 40%가 박테리아 기원인 것으로 평가되었다. 용존태 APase와 입자태 APase의 분포로부터 전선역은 장기간 DIP가 제한된 해역이며, 그 외의 해역은 최근에 DIP 제한이 해소된 것으로 판단되었다. 따라서 전선역에서 APase와 같이 가수분해효소의 측정은 제한 영양염의 시공간적인 변화 특성을 평가할 수 있으며, 전선역에서 생지화학 순환의 이해를 높일 수 있을 것으로 생각된다.

막유화(membrane emulsification, ME)는 SPG 막과 같이 균일한 크기의 세공을 갖는 막을 사용하여 좁은 입도분 포의 에멀젼을 제조하는 기술이다. 본 연구에서는 막유화법으로 형성시킨 다중 에멀젼을 사용하여 폴리카프로락톤(PCL) 마 이크로캡슐의 제조를 연구하였다. 먼저 초음파 유화기로 W1/O 단일 에멀젼을 제조한 후, premix 막유화를 적용하여 W1/O/W2 다중 에멀젼을 형성시킨 후 용매 증발을 통해 모델 약물인 BSA가 담지된 PCL 마이크로캡슐을 제조하였다. 연속상 에 대한 분산상의 비율(D/C ratio), PCL 농도, 유화제 농도, 모델 약물의 농도, 막간 압력차 등 막유화 변수가 제조된 마이크 로캡슐의 입경과 입도 분포에 미치는 영향을 실험하였다. Premix-ME를 적용하여 평균 입경 5~6 μm의 균일한 크기를 갖는 모델 약물 BSA의 함침량이 약 26%인 다중 코어형 PCL 마이크로캡슐을 제조할 수 있었다.

수소는 산업용 전력생산, 자동차용 연료 등을 위한 대체가능한 에너지 담체로 인식되고 있다. 미래 저탄소 에너지 시스템에서 에너지 저장은 전력 수요에 유연하지 않거나 간헐적인 공급의 균형을 이루기 위한 중추적인 역할을 담당할 수 있 을 것이다. 수소는 에너지 담체로서 전기에너지를 화학에너지로, 화학에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 에너지 저장 방 법 중의 하나이다. 수소제조 방법 중에서, 특히, 물의 전기분해를 이용한 방법은 신재생 에너지원과의 접목을 고려할 때 가장 효율적이고 실용적인 방법으로 여겨지고 있다. 물 전기분해 수소제조 기술은 전기를 이용하여 수소를 물로부터 직접 제조하 는 방법으로, 화석연료 이용 제조방법과 비교하여 수소를 제조할 때 지구환경 오염물질인 이산화탄소의 배출이 없다. 수소제 조 방법 중의 하나인 물 전기분해의 원리와 물 전기분해의 종류인 알칼리 수전해(AWE, alkaline water electrolysis), 고분자 전해질막 수전해(PEMWE, polymer electrolyte membrane water electrolysis), 고온 수증기 전기분해(HTSE, high temperature steam electrolysis)에 대하여 분석하고자 하였다. 물 전기분해는 수소제조 방법의 하나로 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 PTG (power to gas)와 PTL (power to liquid) 시스템의 요소기술로도 주목을 받고 있다. 본 총설에서는 물 전기분해에 대한 원리와 종류, 특히 알칼리 수전해에 대한 최근 연구동향에 대해 설명하였다.

This study was conducted with two ruminally cannulated Holstein steers to examine the effect of micronized and steam flaked corn on ruminal fermentation characteristics. The in situ dry matter degradability after 48 h incubation was the highest (P<0.05) at micronized corn (2.5 mm thickness) compared with steam flaked corn treatments. The steam flacked corn (3.3 mm thickness) was degraded lower (P<0.05) than the 2.9 and 3.1 mm thickness of steam flacked corn. Effective dry matter degradability and the rate of constant were the highest (P<0.05) at micronized corn (2.5 mm thickness) compared with steam flaked corns as well. The in vitro dry matter degradability after 48 h incubation was tended to higher (P=0.088) at micronized corn (2.5 mm thickness) than steam flaked corns, whereas there is no significantly difference between steam flaked corn treatments. Total volatile fatty acid concentration was higher at steam flaked corn (2.9 mm thickness) than micronized corn (2.5 mm thickness) and steam flaked corn (3.1 and 3.3 mm thickness). The acetate : propionate ratio was the highest (P=0.008) at steam flaked corn (2.9 mm thickness) and the lowest (P=0.008) at micronized corn (2.5 mm thickness). Total gas and methane production after 48h ruminal incubation was the highest (P=0.001) at micronized corn (2.5 mm thickness) compared with steam flaked corns. According to these results, the thickness of steam flaked corn as resulted corn processing is believed to do not affect methane production. However, further study is needed to better understand the present results to verify the correlation between corn processing method and their thickness on methane production using the same thickness corns by difference processing methods.

We investigated a Leidenfrost effect in the growth of ZnO nanostructures on silicon substrates by ultrasonic-assisted spray pyrolysis deposition(SPD). Structural and optical properties of the ZnO nanostructures grown by varying the growth parameters, such as substrate temperature, source concentration, and suction rate of the mist in the chambers, were investigated using field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and photoluminescence spectrum analysis. Structural investigations of the ZnO nanostructures showed abnormal evolution of the morphologies with variation of the substrate temperatures. The shape of the ZnO nanostructures transformed from nanoplate, nanorod, nanopencil, and nanoprism shapes with increasing of the substrate temperature from 250 to 450 °C; these shapes were significantly different from those seen for the conventional growth mechanisms in SPD. The observed growth behavior showed that a Leidenfrost effect dominantly affected the growth mechanism of the ZnO nanostructures.

Alcoholic steatosis is a fundamental metabolic disorder and may precede the onset of more severe forms of alcoholic liver disease. In this study, we isolated enzymatichydrolysate from Semisulcospira libertine by alcalase hydrolysis and investigated the protective effect of Semisulcospira libertine hydrolysate on liver injury induced by alcohol in the mouse model of chronic and binge ethanol feeding (NIAAA). In an in vitro study, the hydrolysate protects HepG2 cells from ethanol toxicity. Liver damage was assessed by histopathological examination, as well as by quantitating activities of serum aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), and alkaline phosphatase (ALP). After the administration of S. libertina hydrolysate, fat accumulation and infiltration of inflammatory cells in liver tissues were significantly decreased in the NIAAA mouse model. The elevated levels of serum AST, ALT, and ALP activities, along with the lipid contents of a damaged liver, were recovered in experimental mice administrated with S. libertina hydrolysate, suggesting its role in blood enzyme activation and lipid content restoration within damaged liver tissues. Moreover, treatment with S. libertine hydrolysate reduced the expression rate of cyclooxygenase (COX-2), interleukin (IL)-1β, and IL-6, which accelerate inflammation and induces tissue damage. All data showed that S. libertine hydrolysate has a preventive role against alcohol-induced liver damages by improving the activities of blood enzymes and modulating the expression of inflammation factor, suggesting S. libertine hydrolysate could be a commercially potential material for the restoration of hepatotoxicity.

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.

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.

비단 원료인 실크(견사)는 피브로인(Fibroin; 75%)과 세리신(Sericin; 25%)으로 구성된 단백질 복합체이다. 실크단백질은 실크로부터 탄산나트륨을 이용하는 정련과정을 거쳐 세리신을 제거한 100% 피브로인으로 구성되어 있다. 피브로인은 셀룰로스와 같은 β-sheet 형태로 인하여 불용성이면서 일정한 강도를 유지하는 단백질로서 천연섬유로 사용되어 왔다. 21세기에 실크피브로인의 산 처리 분해산물을 이용한 기능성 생활용품을 비롯하여 당뇨, 고혈압, 숙취제거, 생분해성 고분자 등 다양한 식품용 및 인체용 소재로 실용화되고 있다. 산 처리 가수분해 방법은 고온·강산에서 실크단백질을 분해한 이후 중화·탈색·탈취·탈염·농축·건조를 거쳐 실크펩타이드와 실크아미노산을 제조하여 왔다. 산 처리가수분해에 따른 불규칙한 분자량, 낮은 회수율, 환경오염 등의 문제점을 극복하기 위하여 효소분해 방법을 도입하여 생산수율 향상과 저분자량의 실크펩타이드를 제조하고자 하였다. 세리신이 제거된 실크피브로인은 에스에스바이오팜㈜에서 제공받았다, 실크피브로인은 CaCl₂ : EtOH : DW (몰비 1 : 2 : 8) 용액에 20%(w/v)으로 용해시킨 후 투석막(MW cut-off 12 kDa, Sigma)을 이용하여 과잉의 염을 제거하고 잔존하는 불용성 고형물은 원심분리를 통하여 제거한 실크피브로인 용액을 제조하였다. 단백질분해효소는 Biocatalysts, DuPont, DSM Food Specialities, Novozymes사에서 판매하는 효소를 구입하여 사용하였다. 실크단백질 농도는 Lowry 방법, 효소반응에 따른 아미노산 농도는 Ninhydrin 방법, 그리고 실크단백질과 펩타이드 분자량은 SDS-PAGE를 이용하여 측정하였다. Bacterial Protease로 알려진 5종의 단백질분해효소를 실크피브로인의 단백질 량 대비 1%에 해당하는 량으로 24시간 처리한 결과, 실크피브로인은 Protamex®에서 27.6%, Alphalase®에서 39.3%, Delvolase™에서 46.8%, Alcalase®에서 47.4%, FoodPro® Alkaline Protease에서 47.4%가 분해되는 것을 확인하였다. 또한 효소분해에서 좋은 결과를 보여준 FoodPro® Alkaline Protease의 처리량을 실크피브로인의 0.1, 0.5, 1.0%로 증가함에 따라 실크피브로인의 분해는 29.2%, 37.5%, 그리고 47.4%로 증가하는 사실로부터 실크피브로인의 효소분해는 처리하는 단백질분해효소의 량에 의존적으로 이루어졌다. 한편, Alphalase®의 경우에는 실크피브로인 대비 효소처리량을 0.1, 0.5, 1.0%로 증가하여도 실크피브로인의 분해는 22.6%, 23.6%, 그리고 39.3%로 증가하여 실크피브로인의 분해를 위하여 일정수준 이상의 효소처리가 필요하였다. 단백질 분해효소의 처리시간에 따른 실크피브로인의 분자량을 SDS-PAGE로 확인한 결과, 반응시간에 따라 Running Gel의 상단에서 분해되기 시작하는 고분자량의 실크피브로인과 특정 분자량에 해당하는 단백질 밴드가 강하게 생성되는 것을 확인하였다. 향후 실크피브로인을 분해할 수 있는 다양한 단백질분해 효소의 조합과 반응조건을 활용하면 적정한 분자량을 지닌 실크펩타이드의 제조공정을 개발할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 piperazine 기반 상용화 된 NE70 분리막 표면 성분인 아마이드기가, 산 가수분해 이후 생성된다고 알려져 있는 카르복실과 아민기에 대한 분석을 하고자 한다. 실험 방법으로 15 w/v% 황산 수용액 조건에서 7일간 노출 전/후의 NE70 분리막을 ToF-SIMS 기기를 이용하여 카르복실산과 아민기를 포함하는, Molecular weight이 120 미만인 이차이온들을 비교하였다. 또한, 상대적으로 내산성이 있는 m-phenylene diamine 기반 상용화 된 NE90 분리막을 15 w/v% 황산 수용액 조건에서 63일간 노출 전/후 샘플을 비교군으로 두어 NE70 분리막에서 발생 되는 peak intensity 차이는 산 가수분해로 인해 발생한 것임을 추가로 확인 하였다.

The membrane emulsification (ME) is a technology for producing emulsions with narrow size distribution by using the well-defined porous membranes such as the SPG membrane. In this work, the preparation of polycaprolactone (PCL) microcapsules by using the multiple emulsion membrane emulsification method was studied. After the making of W1/O single emulsions by sonication, then W1/O/W2 multiple emulsions were prepared by ME method. The effects of various parameters such as the ratio of disperse/continuous phase (D/C ratio), the contents of PCL, emulsifier and model drug and the transmembrane pressure on the size and distribution of PCL microcapsules were investigated. The uniform PCL microcapsules with about 5～6 μm of mean size were obtained. The model drug (BSA) release properties of the obtained PCL microcapsules also were tested.

식물 및 동물성 단백질 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수 분해물들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 연산오계란 단백질 가수 분해물을 Ultrafiltration를 이용하여 HDS(분획되지 않은 가수 분해물), 1 kDa, 5 kDa, 10 kDa, 50 kDa로 분획된 기능성 펩타이드의 DPPH radical scavenging activity, superoxide anion radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging activity 및 Fe2+ chelation ability을 평가하였다. 그 결 과 DPPH radical scavenging activity 최대값은 1 kDa(70.83 %), hydroxyl radical scavenging activity 최대값은 5 kDa (47.01 %), superoxide anion radical scavenging activity 최대값은 5 kDa(40.57 %), Fe2+ chelation ability 최대값은 5 kDa(29.87 %)로 나타났다. Ultrafiltration를 이용하여 fractionation된 단백질 가수 분해물의 항산화 저해 능력 IC50 평가하였다. 그 결과 HDS의 최대값은 superoxide anion radical scavenging activity(IC50, 5.42 mg/ml)이고, 1 kDa의 최대값은 Fe2+ chelation ability(IC50, 1.67 mg/ml)이고, 5 kDa의 최대값은 Fe2+ chelation ability(IC50, 2.09 mg/ml)이고, 10 kDa의 최대값은 Fe2+ chelation ability(IC50, 2.61 mg/ml)이고, 50 kDa의 최대값은 Fe2+ chelation ability(IC50, 4.53 mg/ml)이 다. 그러므로 본 연구 결과를 바탕으로 5 kDa를 이용하여 오계란 단백질에서 분획한 펩타이드는 항산 화 기능성 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대한다.

식물 및 동물성 단백질 유래 펩타이드 형태의 단백질 가수 분해물들은 항산화, 고혈압 완화, 면역조절, 진통완화 및 항균작용 등 생리활성이 있는 것으로 알려져 왔다. 본 연구는 6가지 프로티아제 를 이용하여 오계란 단백질 가수분해물을 생산하고, 생산된 펩타이드의 항산화 능력을 평가하였다. 그 결과 가수분해도의 최대값은 protamex(46.3%)이고, DPPH 라디칼 소거능 최대값은 bromelain(57.23%), 하이드록시 라디칼 소거능 최대값은 alcalase(30.21%), 슈퍼옥사이드 라디칼 소거능 최대값은 alcalase(58.07%), Fe2+ 킬레이션 능력 최대값은 alcalase(72.06%)로 나타났다. 더 나아가 효소별 항산화 저해 능력 IC50 평가하였다. 그 결과 alcalase에 의한 최대값은 금속 킬레이션 눙력(IC50, 1.24 mg/mL) 이고, bromelain에 의한 최대값은 DPPH 소거능(IC50, 2.46 mg/mL)이고, flavourzyme에 의한 최대값은 금속 킬레이션 능력(IC50, 1.25 mg/mL)이고, neutrase에 의한 최대값은 DPPH 소거능(IC50, 3.64 mg/mL)이고, papain에 의한 최대값은 DPPH 소거능(IC50, 3.82 mg/mL)이고, protamex에 의한 최대값 은 DPPH 소거능(IC50, 1.93 mg/mL)이었다. 따라서 protease를 이용하여 오계란 단백질에서 추출한 펩 타이드는 항산화 기능성 식품소재로서 활용할 가치가 높을 것으로 기대한다.