식품첨가물등급의 protease를 이용하여 쌀가루로부터 쌀 전분을 분리하는 효소적 쌀전분 분리·정제법을 구축하기 위해 protease의 반응시간, 반응온도와 농도를 요인으로 하여 변형된 23 완전요인설계법에 따라 protease 반응조건들을 설계하고 이에 따른 쌀전분들의 수율을 조사하였다. 설계된 반응조건들에 따라 제조된 쌀전분들의 수율들에 기초한 반응표면분석을 통해 쌀전분 수율에 대한 protease 반응조건들의 영향을 조사하였다. 또한 효소적 분리·정제법에 의한 쌀전분들의 상업적 활용도를 평가하기 위해 알칼리침지법에 의해 제조된 쌀전분(대조군)과 물리화학적 특성을 대해 비교 분석하였다. Protease를 이용한 효소적 분리· 정제법에 의한 쌀전분들의 수율은 대조군보다 낮았지만 그 상대적 순도는 높은 수준을 나타내었다. Protease에 미량 함유되어 있는 amylase 계통의 효소들에 의한 쌀전분의 부분적인 손상이 예상됨에도 1.5% protease를 이용하여 15℃에서 24시간 동안 처리하여 제조된 쌀전분(RST2)의 아밀로오스 함량은 대조군의 것과 유의적인 차이를 보이지 않았다. 용해도는 효소적 분리·정제법에 의한 쌀전분들이 대조군보다 유의적으로 높은 수준을 나타내었다. 팽윤력은 RST2와 0.5% protease를 이용하여 15℃에서 24시간 동안 처리하여 제조된 쌀전분(RST3)이 대조군과 유의적인 차이를 보이지 않았다. 호화온도는 대조군에 비해 효소적 분리 ·정제법에 의한 쌀전분들이 높은 수준을 나타내었으나 호화엔탈피는 유의적으로 낮은 수준이었다. 페이스팅 점도는 대조군에 비해 효소적 분리·정제법에 의한 쌀전분들이 모든 온도프로파일에 있어 낮은 수준을 나타내었다. 이와 같은 결과들은 효소적 분리·정제법에 사용된 protease에 미량 함유되어 있는 amylase 계통의 효소들에 의한 쌀전분의 부분적인 손상과 protease 처리하는 동안 쌀전분에 있어 annealing이 진행된 결과인 것으로 생각된다. 그럼에도 본 연구에서 효소적 분리·정제법에 의해 제조된 쌀전분들은 높은 고형분 함량을 요구하며, 페이스트의 겔화 또는 노화의 진행이 지연되는 특성을 가공식품의 원료로 적합한 것으로 판단된다. 따라서 효소적 분리·정제법에 의한 쌀전분들은 기존의 알칼리 침지법에 의한 쌀전분과는 다른 특성을 보유한 쌀전분 소재로서 활용가능성이 있을 것으로 생각된다. 또한 효소적 분리·정제법은 알칼리 침지법에 비해 쌀전분의 제조 시간을 단축할 수 있으며, 고농도의 염용액을 배출하지 않아 경제적인 방법인 것으로 판단된다.

본 연구에서는 동진강 수계에서 외래 교란어종 (큰입배스와 블루길)에 대한 물리적 서식지 및 화학적 수질 특성의 영향을 분석하였다. 또한 큰입배스 (Micropterus salmoide)와 불루길 (Lepomis macrochirus) 각각 어종에 대한 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역을 구분하였고, 수 화학 (Water chemistry) 및 어류서식지 특성 (하상구조 등)에 대한 상관도 분석을 실시하였다. 두 교란어종의 상대 풍부도는 BOD, PO4-P 및 pH의 수질이 악화됨에 따라 크게 감소하였으나, NO3-N 및 전기전도도에 따른 풍부도 변화는 보이지 않았다. 블루길은 동진강 수계의 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역 두 지역 사이에 서식지 구조적 측면에서 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 큰입배스는 두 지역 간의 비교군에서 뚜렷한 차이를 보였고, 특히, 실트, 자갈, 암반과 같은 하상구조에서 뚜렷한 차이를 보였다. 동진강에서 우점종은 피라미 (14.6%), 불루길 (14.0%) 및 큰입 배스 (9.8%)로서 나타났다. 즉, 외래 생태교란종이 전체 개체수의 24%를 차지하여, 동진강 수계는 외래종의 분포는 유기물 오염 및 영양염 (P) 오염에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

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.

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.