고효소혈증(고녹말분해효소제혈증, 고지방분해효소 제혈증)은 혈행으로 유입되는 효소의 양이 많아지거나 혈행 으로부터 제거되는 효소가 적어지는 경우에 발생하게 된다. 소화관으로 외분비 되어야 할 녹말분해효소와 지방분해효소가 혈행으로 유입되는 가장 중요한 기전은 녹말분해효소와 지방분해효소를 생산하는 췌장의 선방세포 내에서 선단막을 통한 효소의 정상적인 외분비가 차단되고, 기저측면막을 통한 효소의 누출이 증가하는 것이다. 이러한 누출 과정은 대다수가 병적인 상황에서 발생하지만 Gullo 증후군과 같이 췌장에 특별한 병증이 없이 원인 미상으로 발생하기도 한다. 또한 이 러 한 누 출 과 정 은 췌 장 뿐 아 니 라 녹 말 분 해 효 소 와 지방분해효소를 분비하는 췌장 외 기관에서도 동일한 기전으로 발생할 수 있다. 소장의 염증성 질환에 의해 소장 점막의 혈관투과성이 증가하면서 정상적으로 소장으로 외분비 된 녹말분해효소와 지방분해효소가 소장의 점막으로 흡수되어 혈관으로 유입되는 것도 효소 상승의 중요한 기전이다. 혈행으로 유입되는 효소와는 무관하게 신장과 간의 질환으로 인해 혈중 녹말분해효소와 지방분해효소가 배설, 대사되지 못하거나, 거대효소혈증이 발생하면서 면역글로불린과 결합된 효소가 신장을 통해 배설되지 못하는 경우도 간과되어서는 안 될 혈중 효소 상승의 중요한 기전이다.

녹말의 열 유도 호화의 경우, 과립의 팽창은 비가역적으로 되고 입상 구조는 현저하게 변화된다. 초고압(high hydrostatic pressure, HHP)는 열처리 녹말의 약점인 외부 구조의 붕괴를 보완 할 수 있다. HHP 처리 녹말은 과립 구조를 유지하고 열처리 녹말보다 아밀로오스 방출량이 적다. 전분-물 혼합물의 압력 유도 호화는 녹말, 녹말 함량, 처리 압력, 온도 및 시간 등에 따라 현저하게 달라진다. 따라서 HHP 처리된 녹말의 적용을 증가시키기 위해서는 HHP처리로 호화되는 녹말의 호화 동력학을 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 초고압 하에서 다양한 전분-물 혼합물의 호화 특성 동역학을 밝히는 것이다. 세 종류의 전분(Corn, Tapioca, Wheat)의 수분함량조건 (50 %, 70 % MC)을 달리하여 25℃의 HHP(350 ~ 550 MPa)하에서 0 ~ 60 분간 처리하고 이들의 호화특성을 분석하였다. 호화 온도 변화 (onset, ; peak, ; and end, ), 호화 엔탈피(ΔHgel) 및 호화도(GD)를 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 측정하였다. 또한, 형태 학적 변화 및 복굴절 손실은 각각 광학 현미경과 편광 현미경을 사용하여 조사하였다. 대부분의 조건에서 일정한 시간에서 호화도는 압력이 증가함에 따라 증가하였고, 수분함량이 증가함에 따라 호화도가 증가하였다. 옥수수 전분의 경우 수분 함량 70%의 조건에서 550 MPa로 5분의 처리시간에서 완전한 호화가 이루어졌다. 550 MPa를 제외하고 일정한 압력에서 호화도는 처리시간이 증가함에 따라 증가하였다. 이로 보아 550 MPa의 처리는 옥수수 전분(70 % MC)의 완전한 호화에 충분한 압력으로 확인되었다. 는 부분 호화로 인해 고온으로 이동하였으나 와 는 크게 변하지 않았다. 타피오카의 경우 위의 결과들과 대부분 비슷한 경향성을 나타냈지만 옥수수 보다 압력에 처리에 더 내성이 있는 것으로 보여졌다. 반면 밀의 경우에는 오히려 옥수수와 타피오카에 비해 낮은 압력에서도 호화도가 높게 나타나 다른 녹말보다 압력에 더 민감한것으로 분석 되었다. 한편, 복굴절의 손실은 DSC 열 특성과 완전히 일치하지 않아 두 물리적 특성 사이에 지연이 있음을 나타낸다. 이 결과는 여러 종류의 전분 - 물 시스템의 압력 유도 젤라틴 화 메커니즘에 관한 기본적이고 기본적인 정보를 제공한다. 또한, 이 연구는 깨끗한 전분에 대한 새로운 물리적 변형 방법을 개발하는데 기여할 것이다.

녹말은 그들이 가지고 있는 여러가지 단점들 때문에 식품산업에서 그 사용이 매우 제한적인데, 그것을 극복하기 위해 녹말을 변성 시키는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 하지만 가장 일반적으로 사용되었던 화학적 변성 녹말은 최근 소비자들의 친환경적인 제품에 대한 선호도와 건강에 대한 관심이 높아지면서 지양되는 추세이다. 그래서 식품 회사들은 물리적 변성 녹말과 같은 Clean starch를 추구하고 있다. 팽윤, 동결, 건조는 일반적으로 식품 가공에 사용되는 처리 과정인데, 그들은 녹말의 물리화학적 특성을 변화시킬 수 있고, 결과적으로 물리적 변성 녹말을 만들 수 있을 것으로 기대된다. 그래서 본 연구의 목적은 팽윤, 동결, 건조 과정을 거쳐 물리적 변성 녹말을 제조하고 그들의 물리화학적 특성을 조사하는데 있다. 옥수수 녹말을 두 온도(30℃, 60℃)에서 팽윤 시킨 후, 두가지 동결 속도(급속 동결과 완만 동결)로 처리하였다. 위와 같은 방법으로 팽윤 정도와 동결 속도를 다르게 처리한 후, 열풍건조, 동결건조, 분무건조 세가지 방법을 통해 건조하여 물리화학적 특성들을 분석하였다. 광학·편광 현미경을 통해 형태학적 특성을 조사하였고, 시차주사열량법(DSC)과 신속점도측정기(RVA)를 이용해 열적 특성과 페이스팅 점도특성을 각각 조사하였다. 팽윤 직후 현미경 사진에서는 60℃ 팽윤처리구가 물을 흡수하며 팽창되어서 유의적으로 과립 크기가 커졌음을 확인하였지만, 모든 처리가 끝난 후 현미경 사진에서는 모든 처리구들에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이는 동결·건조 되면서 물이 빠져나가 다시 녹말 과립이 수축되어 다시 원래의 크기로 돌아간 것으로 생각된다. 하지만 DSC 결과에서 팽윤·동결처리를 하였을 시 대조구보다 호화개시온도(To), 최대호화온도(Tp)가 낮아졌으며, 30도 팽윤처리구와 완만동결처리구에서 특히 유의적인 차이를 보였다. RVA 결과에서 최대 점도와 breakdown이 대조구보다 유의적으로 변하였으며, 특히 급속동결처리구와 30도 팽윤처리구에서 유의적인 변화를 보였다. 열풍건조와 분무건조는 대조구에 비해 큰 변화를 가져오지 못하였으며, 동결건조는 DSC나 RVA결과에서 큰 변화를 가져왔다. 그러므로 팽윤, 동결, 건조는 녹말의 물리화학적 특성을 변화 시킬 수 있고, 녹말의 변성 방법으로서의 이용가능성을 제시하였다.

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.

Recently, amorphous granular starch (AGS) or non-crystalline granular starch (NGS) is of great interest because it has specific physicochemical properties compared to native starches. Various approaches have been taken to prepare gelatinized starch while still maintaining its granular shape. The granular cold-water soluble starch (GCWS) can be prepared by alcoholic-alkaline treatment or by using liquid ammonia and ethanol. However, these starches exhibit significant deformation and shrinking, and chemical treatments may raise safety issues for their potential food applications. Therefore, in this study, the optimization of preparation method for amorphous granular potato starch (AGPS) was investigated using ethanol and heat treatments. Response surface methodology (RSM) and central composite design (CCD) were used to find the optimum conditions for AGPS preparation based on granule integrity and birefringence. Optimum conditions were 53.3% ethanol and 93.87oC heat treatment for 15 min. Prepared AGPS maintained its granular structure and lost birefringence, crystallinity, and DSC amylopectin melting peak, suggesting that proper AGPS could be made using optimized conditions.

감자녹말을 이용하여 제조한 무정형입자감자녹말(Amorphous Granular Potato Starch, AGPS)은 호화가 되었지만 녹 말입자의 모양은 유지되고 복굴절성은 소실되는 화학적 변성녹말(modified starch)이다. 이러한 AGPS를 만들기 위한 최적화 조건을 찾기 위해서 반응표면분석법(Response Surface Methodology)과 central composite design (CCD)를 사용 하였다. 최적화시키기 위한 변수는 에탄올 함량과 열처리 온도로 선정하였고, 예비실험을 거쳐 그 범위를 각각 48~62%, 88~96℃로 정하였다. 실험 디자인은 55%, 92℃를 중심점으로 총 11개의 실험이 디자인되었다. 11개의 실험 디자인은 녹말입자관찰의 결과인 녹말입자의 유지와 복굴절성 손실의 정도를 관능평가방법을 이용하여 그 결과 값을 모델적용 에 적용하였다. 그 결과 AGPS 제조의 최적 조건으로 에탄올 함량 53%, 열처리 온도 94℃가 선정되었다. 선정된 조건 을 바탕으로 10g의 일반감자녹말을 100mL EtOH (53%)에 분산시킨 후 94℃에서 20분간 가열하였다. EtOH 수세는 3000 rpm으로 4℃에서 5분간 원심분리를 이용해 3회 반복하였다. 건조는 40℃에서 24시간 하였고 건조가 끝난 시료들 은 100 mesh 체를 이용해 거른 후 시료로 사용하였다. 최적화 조건으로 제조된 감자녹말이 AGPS가 맞는지 확인하기 위해 녹말입자관찰, Differential Scanning Calorimeter (DSC), X ray Diffraction (XRD) 을 측정하였다. 녹말입자관찰은 광학 및 편광현미경을 이용하여 분석하였다. AGPS는 물에 잘 분산되어 냉수에 분산시킨 후 관찰하였다. 실험 결과 녹 말입자는 부피가 조금 더 커졌지만 모양을 유지하였고 복굴절성은 완전히 소실되었다. DSC 분석결과 일반감자녹말은 60℃부근에서 감자녹말의 전형적인 호화피크를 보였고 AGPS는 호화피크를 보이지 않아 호화가 이미 되어있음을 확 인하였다. X-ray diffraction 분석 결과 일반감자녹말은 전형적인 B-type crystal pattern을 보였다. 하지만 AGPS는 결정 영역에서 피크가 보이지 않으며 완만한 곡선의 무정형 패턴을 보였다. 일반감자녹말과 AGPS를 서로 비교하여 물리화 학적 특성을 알아본 결과 RSM을 이용하여 제시한 조건으로 제조된 AGPS는 녹말입자의 모양을 유지하며 복굴절성은 소실되었고, 일반감자녹말의 호화온도에서 아무런 호화피크를 보이지 않았고 결정영역에서도 아무런 피크가 보이지 않아 제시된 조건이 최적화 조건임을 알 수 있었

본 연구는 미세조류 및 해조류 유주자의 피막화가 이들의 생장 및 생존에 미치는 영향을 파악할 목적으로 수행되었다. 갈조류의 세포벽을 구성하는 녹말과 알긴산을 다양한 비율로 혼합하여 친환경 피막소재로 이용하였으며, 염화칼슘 수용액에 적하(form a drop)한 후 피막의 형성 여부를 확인하였고, 미세조류 Nannochloropsis salina와 해조류 Ulva australis의 유주자를 피막화하여 생존율 및 성장률을 측정하였다. 미세조류와 해조류 피막은 녹말과 알긴산의 배합비 (무게비)가 5:5, 2:8, 0:10일 때에만 형성되었으며, 10:0과 8:2에서는 형성되지 않았다. 형성된 피막 중 녹말과 알긴산의 5:5 배합비에서 미세조류 개체수가 8.74×105 cells mL-1로 최대 증가를 보였으나, 알긴산만을 이용한 피막에서는 4.92×105 cells mL-1로 가장 낮았다. 따라서, 녹말과 알긴산의 혼합으로 구성된 피막에서 녹말의 함량이 증가할수록 미세조류 및 해조류 유주자의 생존 및 생장율은 증가되지만 알긴산이 50% 이하인 배합비에서는 물성이 약한 것으로 나타났다. 또한, 인공어초 표면에 응용한 결과, 99 개체 cm-2가 발아하는 것으로 나타났다. 본 연구는 해양생태계 복원을 위한 해조류 유주자의 생존율 및 생장률을 향상 시킬 수 있는 다양한 기초자료가 될 것으로 사료되어진다.