서리태는 검은콩의 한 종류로 활성산소를 제거하는 항산화 효과가 있다. 주요 유효 성분은 isoflvaone이며 대표적인 isoflavone은 genistein, daidzein 등으로 12종의 isoflavone이 존재하며 화학적 구조에 따라서 배당체(glycoside)와 비배당체(aglycone)로 구분된다. 팽화는 짧은 시간에 시료를 고온고압 처리함으로써 식품의 물리화학적 성질을 변화시키는 기술로 이 연구에 사용된 pressure-drop법은 팽화기 내외부의 압력 차이를 이용해 물질 내부의 수증기압에 의한 수증기의 외부 방출로 인해 부피 팽창을 유도하는 방법이다. 본 연구는 서리태의 유효성분인 isoflavone과 항산화능이 팽화에 따라 변화되는 현상을 확인하기 위하여 다양한 압력 조건 하에서 서리태의 팽화를 진행하고 이들의 isoflavone 및 항산화능의 변화를 연구하였다. 팽화압력 조건은 490, 588, 686, 784 kPa로 진행되었으며 팽화하지 않은 sample을 control로 비교하였다. Morphology를 비교한 결과 팽화 압력이 증가할수록 껍질이 벗겨지고 표면에 균열이 생기는 현상이 심화되었다. 또한 팽화로 인해 크기가 약간 증가한 것을 확인할 수 있었지만 팽화 압력에 따른 유의차는 보이지 않았다. 팽화 후 각 sample은 70% 에탄올로 추출 후 농축을 거쳐 증류수에 녹여 사용하였다. 추출 수율은 팽화 처리에 의해 유의적인 차이를 보이지 않았다. Isoflavone 함량을 비교한 결과 팽화한 시료의 경우 control sample에 존재하던 malonyl daidzin, malonyl glycitin, malonyl genistin이 사라졌다. Acetyl daidzin, acetyl genistin, Daidzin, genistin은 팽화 압력이 증가함에 따라 증가하다가 784kPa에서 급격히 감소하였다. Glycitin, daidzein의 경우 팽화 압력에 따라 일정한 경향을 보이지 않았으며 genistein은 팽화 압력에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. Acetyl glycitin, glycitein은 팽화와 상관없이 모두 검출되지 않았다. 팽화한 서리태의 DPPH radical, ABTS radical 소거능과 total phenolic contents는 control에 비해 증가하였고 팽화 압력에 따라 대체로 증가하는 경향을 나타낸 반면, total flavonoid contents는 일관성 있는 경향을 보이지는 않았지만 모든 팽화 조건에서 control에 비해 증가한 결과를 나타내었다. 본 연구를 통하여 팽화 처리가 서리태의 유효 성분 증가 및 변환에 긍정적인 효과를 나타내었고, 항산화능 증가를 위한 유효한 가공 처리가 될 수 있으며, isoflavone 조성을 효과적으로 변환할 수 있는 적절한 가공 방법임을 확인할 수 있었다.

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.

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 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.

인삼의 다당체와 펩타이드는 우수한 생리활성에도 불구하고 단순한 열수 추출로는 완전히 회수되지 않아 인삼 잔사에 다량 잔존하게 된다. 인삼으로부터 다당체와 펩타이드의 회수율을 높이기 위해 단백질분해효소와 당질분해효소를 스크리닝하였다. 단백질분해효소는 Alcalase, Protamax, Neutrase, Flavozyme를 사용하였고, 당질분해효소는 Viscozyme과 Pectinex를 사용하였다. 인삼 분말에 효소를 처리하지 않은 대조군은 단백질 회수율이 4.1%, 총당 회수율은 29.0%로 매우 낮게 나타났다. 단백질분해효소인 Alcalase 처리군의 경우, 가장 높은 단백질 회수율(6.7%)와 총당 회수율(45.2%)을 나타내었고, Protamex, Neutrase, Flavozyme 순으로 추출 수율이 낮아졌다. 당질분해효소인 Viscozyme과 Pectinex는 단백질 회수율이 둘다 4.2%로 낮게 나타나 거의 효과가 없었고, 총당 회수율도 Viscozyme 30.5%, Pectinex 42.9%로 나타나 단백질분해효소인 Alcalase 처리군에 비해서도 낮았다. 또한 단백질분해효소인 Alcalase와 당질분해효소를 조합하여 사용하였을 경우에도 Alcalase를 단독으로 사용하였을 때와 차이가 나타나지 않았다. Alcalase 반응 조건을 최적화하여 인삼을 효소분해하였을 때, 대조군에 비해 당질은 15% 더 추출되었고, 펩타이드 회수율은 85% 향상되었다.

본 연구의 목적은 미꾸라지 진액 속의 용매의 종류와 농도에 따른 mucin의 함량을 확인하고 이의 특성을 연구하였 다. 진액을 ethanol, acetone및 aluminum sulfate 3종류의 용매를 사용하여 추출한 결과 ethanol에서 가장 높은 수율을 나 타내었다. Ethanol의 농도를 60-100%로 하여 침전시켰을 때 침전물에 대한 mucin의 함량이90%에서 가장 높았다. Buffer에 1000배 희석한 mucin추출물을 산성(pH 2)과 염기성(pH 12)의 범위에서 열 안정성을 측정했을 때 onset온도와 peak 온도는 큰 차이가 없었으나. 엔탈피 값에서는 pH에 따라 큰 차이가 나타났다. Mucin침전물을 이용한 항균능력에 서는 gram-negative균에서는 나타나지 않았으나 gram-positive균에서는 항균능력이 나타났다. 이와 같은 미꾸라지 mucin의 pH에 따른 열안정성, 항균능력과 점탄성의 성질 등을 이용하여 앞으로의 비 식품소재개발에 기초 데이터로 사용하고자 한다.

식품 부산물의 고부가 활용을 위해서는 기본적으로 경제성 있는 추출 수율이 확보되어야 한다. 식품 소재의 효능과 추출 수율 개선을 위해 미세 분쇄를 통한 표면적 증가, 초음파 및 균질기를 활용을 통한 세포 파쇄, 용매의 극성에 따 른 용해도 증가 , 발효 및 효소 처리 공정을 통한 불용성 물질의 가용화 등 다양한 기술이 연구되고 있으나 한계를 나타내고 있다. 감 껍질, 꼭지, 잎 등 감 가공 부산물의 경제성 확보를 위해 최근 고분자 원료, 농산 가공 부산물의 제 조 및 전처리, 생물고분자의 저분자 및 기능성 변화, 물리적 변성 전분의 제조, 나노 에멀젼 형성을 통한 영양성분 전 달체 개발 등에 활용 되고 있는 초고압 균질 기술과 불용성 성분의 가용화를 위한 효소 처리 공정 기술을 접목시킨 새로운 공정을 개발하고자 하였다. 감 가공 부산물의 불용성의 식이섬유의 저분자화 및 가용화를 위해 상업용cellulase 와 pectinase 효소를 이용하였다. 각 부산물 시료들은 효소활성에 적합한 완충액(pH 5, 7)을 이용하여 5% 분산용액으 로 제조한 후, 0.1%의 효소액(20,000 U/ml)을 첨가하여 효소의 최적 활성 온도에서 2시간 가수분해하였다. 이후 시료 의 10배량으로 추출용매(70% 에탄올)를 첨가한 후 35,000 psi의 초고압 균질 처리 하였다. 효소 및 초고압 균질 처리 에 따른 추출 수율의 변화를 측정하고 추출물의 당 및 페놀성 화합물 성분을 분석하였다. 감 껍질의 경우 무처리 대조 구의 추출 수율은 52.47%였으나 효소 단독 처리시 63.39%, 초고압 균질 단독 처리시 70.05%로 추출 수율이 향상되었 고, 효소와 초고압 균질의 병행 처리시 77.22%의 추출 수율을 얻을 수 있었다. 페놀성 성분의 함량은 다소 증가하였으 나 의미있는 변화는 아닌 것으로 판단된다. 감 꼭지를 효소와 초고압 균질 병행 처리하는 경우 무처리 대조구 30.28% 의 추출 수율이 60.18%로, 감 꼭지의 경우 17.83%에서 병행 처리시 37.08%로 증가하여 매우 효과적인 병행 공정임을 확인할 수 있었다. 효소과 초고압 균질 병행 공정을 통해 감 부산물의 생산 경쟁력을 강화할 수 있을 것으로 기대되 며, 이러한 경제성을 바탕으로 향후 구조 전환을 통한 효능 및 가공 적성 개선을 위한 추가 연구를 통해 기능적 특성 이 강화된 제품으로 더욱 발전시킬 수 있을 것이다.

본 연구에서는 초임계 CO2 추출법을 이용하여 공정변수가 대두유의 수율에 미치는 영향과 초고압 처리가 초임계 추출에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. RSM 실험법을 통한 최적화 실험에서 468.18 bar, 80.23oC, 46.82 g/min의 조건에서 최대값 25.88%를 나타내었다. 초임계 추출법의 최적추출조건에서 초고압 전처리 후 추출 수율은 17.15-23.66%로 전처리 전보다 감소하는 경향을 나타내었다. 462.13MPa, 1분의 추출조건에서 정상점은 최대값으로 24.91%가 예측되었다. 초고압 전처리 후 초임계 추출에서 수율이 증가하지 않은 이유는 초고압 전처리시 입자의 뭉침현상이 일어나 평균입자크기가 증가하여 나타난 현상으로 추론하였다. 결과적으로 초고압 전처리는 초임계 추출 수율 증가에 영향을 미치지 못하는 것을 알 수 있었다. 초임계 CO2 추출법을 이용하여 대두유를 추출할 경우 추출 압력, 유량이 높을수록 추출온도가 낮을수록 더 많은 양의 대두유를 추출할 수 있다.

유기용매와 초임계유체를 사용하여 대두분말에서 지방성분을 추출하는 공정에서 분말화공정(분쇄)의 시간의 변화에 따른 입자도와 초고압처리에 의한 추출속도를 측정하였다. 대두분말의 입자가 작을수록 추출속도가 향상되었으면 이는 입자의 크기가 작아짐에 따라 전체적인 표면적이 증가하여 고-액추출에서 중요한 반응기작인 물질전달속도를 증가시켰기 때문이라 판단된다. 초고압공정을 적용 시 동일한 입자크기에서 추출속도가 현저히 향상되었으며 이는 대두분말 내부에서 발생하는 확산현상에 대한 저항이 초고압상태에서의 변화로 감소되었기 때문이라 사료된다. 초임계유출에 의한 추출은 수율이 낮은 단점이 있으나 입자의 크기가 큰 상태에서는 초고압처리를 전처리로 사용할 경우 시간당 추출량을 상당부분 증가시킬 수 있음을 보여주었으나, 입자크기가 작을 경우 초고압처리가 영향을 미치지 못함을 보여주었다.

본 연구에서는 추출보조공정으로서 초음파 처리에 따른 녹차의 성분특성 변화를 분석하기 위하여, 60℃에서 1, 5, 30, 60분간 열수추출하고, 동일온도에서 초음파 추출하여 각각 가용성 고형분, vitamin C, 총 페놀성 화합물, flavonols, catechins, caffeine, free amino acids 함량을 분석하였다. 가용성 고형분 함량은 초음파 처리에 의해 약 4~5%의 추출수율이 증가하였다. Viamin C 함량은 1, 5, 30분에서는 각각 약 0.21, 0.16, 0.31 mg/g 증가하였지만, 60분 처리구에서는 대조구와 비교해 2.47 mg/g에서 2.22 mg/g으로 감소하였고, 총 페놀성 화합물 함량이 약 10~13 mg/g 증가하였다. Flavonols는 myricetin이 4.77 mg/100g에서 9.94 mg/100g, quercetin은 10.97 mg/100g에서 20.84 mg/100g, kaempferol은 7.95 mg/100g에서 17.33 mg/100g으로 초음파 처리에 의해 약 2배 이상 증가함을 알 수 있었다. 초음파 처리에 의해 녹차 침출액의 EGCG, EGC, ECG, EC, (+)-C 함량이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 경향과는 달리, 유리아미노산의 경우는 초음파 처리에 따른 영향이 거의 없었고, 추출시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. 결론적으로 초음파 처리에 의해 녹차의 vitamin C, 총 페놀 화합물, flavonol류, catechins의 추출이 증가함을 알 수 있었고, 따라서 녹차 가공에 있어 초음파 처리가 매우 효율적인 추출보조공정으로 사용될 수 있으리라 사료된다.

본 연구에서는 비늘버섯을 이용하여 비교적 가격이 저렴하고 부작용이 없는 우수한 건강 기능성 제품을 개발하기 위한 기초 자료를 얻고자 17종의 비늘버섯 자실체 분말을 각종 유기용매로 추출한 후 이들의 수율을 조사하였고 여러 가지 영양학적, 생리기능적 성분 함량을 조사하였다. 17종의 비늘버섯 자실체들의 물과 메탄올 추출물을 제조하여 이들의 추출 수율을 측정한 결과 Pholiota adiposa ASI 24027의 물 추출물이 58.7%로 가장 높았다. 비늘버섯 자실체의 조단백질 함량은 대체로 0.2%-25.0% 이었고 이중 Pholiota adiposa ASI 24015가 가장 많은 단백질을 함유하고 있었다. 무기물 중에는 K를 많이 함유하고 있었고 철과 인은 Pholiota sp. ASI 24024의 자실체에서 각각 100g 건조 자실체량 19.6 mg, 859.1 mg 을 함유하고 있었다. 항암성분으로 알려진 β-glucan은 Pholiota adiposa ASI 24005에서 약 0.66%로 비교적 많이 함유하고 있었으나 비타민과 아미노산 및 지방산 등은 비늘버섯시료간에 큰 차이가 없었다.

Pectinase 처리가 복분자 과즙의 추출 수율에 미치는 영향과 알코올 발효 중 이화학적 변화에 대하여 조사하였다. Pectinex 100L 처리(500 ppm, 30분)에 의해 복분자 과즙의 추출 수율은 대조구보다 8.60%가 증가되었다. 설탕 첨가에 의해 에서 발효를 시작한 처리구(24B-group)와 에서 발효를 시작하고 발효 4일 후에 설탕 16%를 첨가한 처리구(8B-group)의 고형분 함량은 발효 10일 후에 각각 와 로 감소하였으

알콜 발효 증진을 위해 5L 배양조에서 혐기적으로 회분 배양 시 건지황 착즙액을 농도별로 첨가하며 알콜 발효 및 균체 생육을 측정한 결과 균체 생육 및 알콜 생산 수율 모두 착즙액 첨가량이 증가함에 따라 일반 발효에 비해 증가했으며, 30% (v/v) 첨가 시 11.8 (g/L)의 최대 균체양, 0.092 (%/hr)의 최대 알콜 생산성과 같은 최대치를 나타냈다. 하지만 40% 이상 첨가 시는 균체 생육 및 알콜 생산 두 경우 다 감소하는 경향을 보였으며 50% 에서는 심각한 생육 저해 현상이 나타났다. 또한 알콜 생산성 증진을 위해 30% 착즙액을 첨가해 유가식 배양을 실시 한 결과 회분 배양보다 월등히 높은 균체 생육 및 알콜 생산성을 보였다. 이 같은 생산성은 일반 알콜 발효에서 얻을 수 있는 수율보다 약 30-40% 이상 높은 것으로 건지황 착즙액이 알콜 발효에 직접적인 영향을 주는 것이 입증되었다. 이는 알콜 발효 시 건지황의 유용 성분의 활용과 함께 알콜 생산 수율 증진에도 이용이 가능한 지황의 이중적 활용도가 있음을 입증한 것으로 평가된다.

오미자 인제수집종의 과실부위별 schizandrin과 기름함량은 종자에서 가장 높았는데 각각 1.01%와 27.6%로 나타났다. 국내 수집종 오미자 55계통에 대한 성분분석 결과, 과실에 함유된 schizandrin의 함량은 평균 0.84%이었고, 종자에 함유된 기름함량은 평균 27.9%이었으며 지방산조성은 palmitic acid 3.6%, stearic acid 0.6%, oleic acid 19.7%, linoleic acid 73.1%, linolenic acid 3.0%로 불포화지방산조성이 95.8%로 높게 나타났다. 인제수집종 종자에서 용매추출한 기름은 4.29%의 schizandrin을 함유하여 오미자의 schizandrin은 종자기름에 대부분 함유되었다. 분쇄하지 않은 종자와 과실을 끓는 물로 추출하였을 경우 schizandrin수율은 각각 23.8%와 17.3%로 낮게 나타났다. 그리고 4개월 동안 물에 침지된 종자내 schizandrin과 기름성분은 상온 저장된 종자와 비슷한 함량인 1.18%와 25.2%를 나타내, 오미자 음료제조 후 부산물인 종자는 기름이나 지용성 약리성분을 추출할 수 있는 원료로 이용될 가능성이 있었다.