Protein and polysaccharide are used as many food function including emulsifying and stabilizing agent. Some food emulsions are in low pH such as sorbet ice cream, soft drink, salad dressing etc. According to our previous study was found that fish gelatin (FG) and sodium alginate (AL) mixture provide the information to be a new food emulsifier including at low pH condition (pH 3.5). In addition the study of interfacial rheology has been interested to interpret the formation and stabilization of food emulsion. Then the objective of this study was to investigate the relationship between emulsifying characteristics and interfacial shear rheology of acidified emulsion which was stabilized by FG and AL mixture, compared with a commercial gum arabic (GA). The mixtures of FG and AL were separately prepared with phosphate-citrate buffer at pH 3.5 and 1 %w/v of total concentration. The ratio of FG:AL was 100:0, 80:20, 50:50, 80:20, and 0:100 by weight. They were mixed at 24±2 oC for 90 minutes and kept at the same temperature for 24 hours to reach equilibrium. The emulsion was prepared by adding 1.5 g of olive oil in 100 ml of mixture and homogenized by high speed homogenizer at 10,000 rpm for 10 min at 24±2 oC. The emulsion stabilized with 20:80 showed the best stability after 14 days. The result could be supported by low interfacial tension, high bulk viscosity, and electrostatic repulsion (minus value of electrophoretic mobility). For interfacial shear rheology (storage modulus, G' and loss modulus, G''), G' of 20:80 seem wider liner viscoelastic region which mean more resistance to fracture at interface. While the magnitude of G' and different value of G' and G'' were not difference. In addition, the interfacial shear viscosity of 20:80 also showed high resistance to flow at low shear rate (0.001 - 0.1 s-1). Keywords: Fish gelatin, Sodium alginate, Emulsion, Interfacial shear rheology

고염도 용액에서 sodium alginate 파울링을 가압식 전량여과 조건에서 관찰하였다. NaCl 및 CaCl2를 이용하여 이온 강도를 0.6 M로 제조한 용액에 sodium alginate를 2, 20 그리고 50 mg/L 투여한 후 공극크기 0.1 μm의 친수 성 PVDF 멤브레인을 통해 0.2 bar의 정압 조건에서 여과하였다. Na 혹은 Ca에 의한 이온강도가 높은 경우 파울링은 감소하였으나, Na와 Ca가 모두 존재하는 경우 여과 초기 파울링이 급격히 증가하는 경향을 나타내으며, 이온 강도가 높 은 경우 sodium alginate 농도에 따른 파울링속도에는 큰 차이가 없었다.

저압 침지식 멤브레인을 이용한 해수 담수화 전처리에 있어서 유기 파울링은 막간 압력 증가로 인한 화학 세정 횟 수의 증가 및 에너지 소비 증가 등 멤브레인 운전시 문제점들을 야기한다. 조류대응 해수전처리에서 조류가 배출하는 extracellular polymeric substances의 대표물질인 sodium alginate를 이용하여 침지식 여과에서 파울링 현상을 관찰하였다. 공기 폭기가 적용되지 않은 경우 순수한 aglinate 파울링은 농도가 증가하면서 증가하였다. 그러나 공기 폭기를 적용해 준 경우 alginate 파울링 감소는 매우 효과적이었다. 공기 폭기가 없는 경우 칼슘 농도의 증가에 따라 alginate 파울링은 감소하였다. 동 일 조건에서 공기 폭기 시 높은 alginate 파울링 감소효과를 나타내었으나 NaCl 농도를 증가시킨 경우 칼슘 농도의 증가에 따 라 파울링 제어를 위한 공기 폭기 효과는 감소하였다. 해수와 유사한 높은 NaCl과 칼슘 농도에서 고농도 sodium alginate의 경우 공기 폭기량 증가를 통해 초기 파울링을 감소시킬 수 있었으나 시간의 경과에 따라 상대적으로 낮은 폭기량에서의 파울 링 감소 효과와 큰 차이는 없었다.

고분자 PVDF 중공사막과 알루미나 평관형 정밀여과막의 침지식 여과에서 Sodium Alginate 파울링 거동을 관찰하였다. 공기폭기 없이 SA농도 (0.1 g/L)와 투과플럭스 (30 L/m²/hr)에서 PVDF막의 파울링 속도가 세라믹막 보다 높았다. SA 파울링 속도는 NaCl와 CaCl2 첨가 이온강도에서 더욱 높게 관찰되었다. 공기폭기를 적용 시 SA 파울링은 감소하였으나 동일한 공기유량에서 중공사막의 경우 세라믹막에 비해 감소효과는 더욱 높았다.

유산균을 고농도로 배양하기 위하여 CaCO3를 각각 15%와 20%씩 첨가하여 직경이 서로 다른 CaCO3-alginate beads를 제조한 후, lactic acid에 대한 CaCO3-alginate beads의 반응 특성과 완충효과를 관찰하였으며, lactic acid에 대하여 완충작용이 있는 CaCO3-alginate beads를 이용하여 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21을 고농도 배양하여 직접투입식 starter를 제조하였다. 본 연구에서 제조된 CaCO3-alginate beads는 CaCO3, alginate 함량 및 수분 함유율이 beads에 일정하게 고루 분포되어 있으며, 일정한 밀도를 갖는 입자임을 알 수 있었다. 또한 lactic acid에 대한 beads의 반응은 표면으로부터 일어나기 시작하여 내부로 진행됨을 확인하였으며, CaCO3-alginate beads 양의 증가는 결국 lactic acid와 반응할 수 있는 CaCO3 표면적의 증가를 가져오게 되며, 단위시간당 lactic acid와 반응하는 CaCO3의 상대적 증가를 가져오기 때문에 CaCO3-alginate beads 양의 증가는 lactic acid 용액 내부의 중화작용의 증가를 가져온다는 것을 확인하였다. 즉, CaCO3-alginate beads의 직경이 작을수록, 내부의 CaCO3 함량이 높을수록, 단위 부피당 넓은 표면적과 높은 중화작용을 가지므로 CaCO3-alginate beads를 pH neutralizer로 이용하여 유산균을 배양할 경우에는 CaCO3 함량이 높고 직경이 작은 CaCO3-alginate beads의 이용이 유산균 배양에 효과적임을 알 수 있었다. CaCO3-alginate beads를 이용한 유산균의 고농도 배양 시, pH와 생균수와의 상관성과 선형관계를 단순회귀분석법(simple regression)을 이용하여 최소자승추정량(least square estimator; LSE)을 구하여 검증한 결과, 각 X의 회귀계수의 값은 통계적으로 유의한 결과(p<0.05, p<0.01)를 보였다. 또한 R2 값은 S. thermophilus ST-Body 1와 L. amylovorus DU-21의 경우, CaCO3-alginate beads 무첨가구와 첨가구에서 각각 0.6310, 0.7505, 0.7452, 0.7609이였다. 이는 pH가 균 증식에 다소나마 영향을 주는 것을 나타낸다. 고농도로 배양된 S. thermophilus ST-Body 1과 L. amylovorus DU-21 균주를 이용하여 직접투입식 starter를 제조한 결과, 동결건조 보호제로 15% glycerol을 이용하였을 때 각각 91.96±1.35%와 89.09±4.49%의 생존율을 보였다. 본 연구에서 확립된 기법은 probiotics 조제나 정장제 조제방법에 있어서도 공히 적용 가능하므로 미생물 세포의 이용기법으로 그 생존율과 발효에 연관되는 기능보존과 수반되는 여러 분야에 적용한다는 면에서 산업적으로 중요하다고 사료된다.

The alginate-based hydrogel was prepared as a pH-sensitive drug delivery system. To enhance the drug loading capacity, activated carbon was introduced as a drug absorbent. The iron oxide was incorporated into the alginate matrix for the magnetic transferring to the target organ. The activated carbon and iron-oxide were dispersed uniformly in the alginate hydrogel. The drug release from the alginate/activated carbon composite hydrogel was carried out in various pH conditions with vitamin B12 and Lactobacillus lamnosers as model drugs. The fast and sustainable release of drug was observed in the basic condition due to the pH-sensitive solubility of alginate. The novel drug delivery system having pH-sensitive release property and magnetic movement to target place was developed by using the alginate/activated carbon composite magnetic hydrogels.

The composites of alginate, carbon nanotube, and iron(III) oxide were prepared for the removal of heavy metal in aqueous pollutant. Both alginate and carbon nanotube were used as an adsorbent material and iron oxide was introduced for the easy recovery after removal of heavy metal to eliminate the secondary pollution. The morphology of composites was investigated by FE-SEM showing the carbon nanotubes coated with alginate and the iron oxide dispersed in the alginate matrix. The ferromagnetic properties of composites were shown by including iron(III) oxide additive. The copper ion removal was investigated with ICP AES. The copper ion removal efficiency increased greatly over 60% by using alginate-carbon nanotube composites.

Alginate-chitosan blend containing coconut-based activated carbon was prepared as a drug delivery carrier in order to improve the loading and releasing capacity of the drug. The activated carbon was incorporated as effective adsorbent for drug due to the extremely high surface area and pore volume, high adsorption capacity, micro porous structure and specific surface activity. Alginate-chitosan blend containing coconut-based activated carbon showed the sustained release for a longer period. Alginate-chitosan blend showed higher release of drug as the pH increased and higher release of drug as the content of chitosan decreased due to the pH-dependent solubility of blend components.

Tissue stem cells are used for the regenerative medicine. In previous study we observed hard tissue formation of human dental pulp-derived cells using alginate scaffold. In this study, we explore the ability to differentiate of the 13th passage cells with glycerol 2-phosphate disodium salt hydrate (β-GP) which accelerate calcification. Reverse transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR), transplants using alginate scaffold and histological examination were performed. We observed the expression of DSPP mRNA on day 10 cultured cells with β-GP. In conclusion, the 13th passage cells still have an ability to differentiate into odontoblast-like cells and alginate supports the differentiation of cultured cells in the transplants.

최근 미국 ANL연구소가 개발한 다이포실 수지는 우라늄의 선택특성이 우수하나 수지의 형태가 분말형이므로 입상의 비드형으로 제조하기 위하여 다이포실 분말을 알기네이트상에 고정화하는 방법을 적용하였다. 생성된 비드의 우라늄에 대한 흡착특성을 측정한 결과, 소디움 알기네이트 자체도 우라늄 흡착특성을 최대 68%까지 나타낸 후 30% 수준으로 감소하였으며, 이는 흡착후 탈착하는 과정을 거쳐 평형에 이르는 것으로 사료된다. 또한 비드내 다이포실의 양이 증가할수록 우라늄의 흡착이 증가하며 최대 85 %정도의 흡착율을 나타내고 있다. 다이포실 수지만의 경우 반응초기에 급격한 흡착을 보이고 있으나 3일정도 이후에는 비드의 흡착율과 유사한 결과를 나타내고 있으며 비드내 함유된 순 다이포실량을 고려할 경우 알기네이트 자체의 흡착효과로 인해 비드의 흡착효율이 크게 상승되는 것으로 해석된다. 우라늄 농도의 영향은 농도의 증가에 따라 우라늄의 제거효율이 감소하였으며, 비드의 양을 2배로 증가시킨 결과 최대 90%이상의 제거효율을 얻었다. 결론적으로 다이포실 수지를 소디움 알기네이트상에 고정화하여 입자형의 비드로 제조하므로서 적은 양의 수지로 우라늄 제거특성이 우수한 비드를 얻을 수 있었으며 나아가서 연속공정에의 적용도 가능한 것으로 사료된다.

This study was to evaluate effects of agar, sodium alginate and carrageenan on quality of Yugwa(Busuge) base. In the base preparation agar, sodium alginate and carrageenan were added 0.0, 0.1, 0.5, 1.0 and 3.0%(w/w), respectively. Volume, shape, hardness, color(L, a and b value), crude lipid content and sensory evaluation(taste and crispness) of the Yugwa base was measured. Volume of the base was higher than control in case of 0.1-0.5%(w/w) agar, sodium alginate and carrageenan, of which sodium alginate was the highest. Shapes were similar to control. Hardness and crude lipid content was decreased proportional to amount of addition of the three seesweed polysaccharides, the whiteness(L-value) was increased but the yellowness(a-value) and the redness(b-value) decreased. Taste and crispness were increased in the case of 0.1-1.0%(w/w) of sodium alginate, but agar and carrageenan decreased.

SPG (Shirasu porous glass) 관형 막이 설치된 회분식 막유화 장치를 사용하여 단분산 칼슘 알지네이트 미립자를 제조하기 위한 막유화 공정변수의 최적조건을 결정하였다. 막유화의 공정변수로는 연속상에 대한 분산상의 비율, 알지네이트 농도, 유화제의 종류와 농도, 안정제 농도, 가교제 농도, 교반속도, 막간 압력차 및 SPG 막의 세공크기로 설정하고, 이들 변수가 제조된 알지네이트 미립자의 입자 크기와 분포에 미치는 영향을 검토하였다. 막유화의 공정변수들 중에서 연속상에 대한 분산상의 비율, 막간 압력차 그리고 알지네이트 농도가 증가할수록 미립자의 크기가 증가하였다. 반면 유화제의 농도, 교반속도 그리고 가교제의 농도가 증가할수록 미립자의 크기가 감소하였다. 세공 크기 2.9mum인 SPG막을 사용한 경우 막유화의 공정변수 조절을 통해 최종적으로 평균 입자 크기 6mum, 크기 분산도 1.1인 단분산 알지네이트 미립자의 제조가 가능하였다.

곤충병원선충(Steinernema carpocapsae)을 이용한 지상부 가해 해충 방제는 자외선과 건조 등의 제약점 때문에 적용의 한계를 갖고 있다. 본 연구는 이를 극복하기 위한 방제 기술을 개발하는 데 목적을 두고, 기주의 지상부를 가해하는 두 나비목 해충인 파밤나방(Spodoptera exigua)과 담배거세미나방(Sp. litura)을 대상으로 실시하였다. 감염태 선충을 포함하는 알지닌캡슐은 이들 두 해충에 대해 뚜렷한 섭식독성을 보였다. 이러한 독성은 캡슐내에 함유되어 있는 감염태 선충의 밀도에 따라 증가하는 전형적인 양독곡선을 나타냈다. 캡슐내에 잔존하는 수분함량은 감염태 선충의 생존력에 가장 중요한 요인으로 작용했다. 캡슐내에 약 10%이상의 수분이 함유되었을 때 약 80%의 감염태 선충이 생존하였다. 캡슐내 보습 능력은 상대습도, 온도 및 캡슐의 크기에 따라 변동되나, 캡슐 형성 과정 중의 시트릭산 반응 시간과는 무관하였다. 알지닌캡슐이 15 증류수에 보관되었을 때, 60일 경과후에도 80%이상의 생존 능력을 보였다. 이러한 감염태 선충이 함유된 캡슐을 섭식유도제로서 사용된 파추출물을 함유시킨 후 야외 땅콩을 가해하는 파밤나방 3령충에 적용시켰을 때, 약 90%의 방제 효과를 나타냈다. 이러한 결과는 알지닌캡슐이 곤충병원선충의 저장 형태의 캡슐 용도 뿐만 아니라 지상부 해충 방제용 제제화로서 이용될 수 있다고 제시한다.