억새와 같은 초본계 바이오매스로부터 cellulose, hemicellulose, lignin 등 주요성분을 추출하기 위해서는 알칼리 전처리가 효율적이며, 본 연구에서는 수산화칼륨(KOH)을 이용한 전처리 조건을 최적화하였다. 전처리 변수의 최적화는 반응표면분석법(RSM)을 적용하였다. RSM의 변수는 3개였으며, 변수범위는 각각 KOH 0.2∼0.8M, 반응온도 110∼190℃ 및 반응시간 10∼90min 이었다. 억새의 알칼리 전처리를 위한 최적조건은 KOH 농도 0.47M, 반응온도 134℃ 및 반응시간 65min 이었다. 최적 전 처리 조건에 따라 전처리를 수행한 후 고형물의 cellulose 함량은 66.1±1.1% 이었으며, hemicellulose 및 lignin 함량은 각각 26.4±0.4%, 3.7±0.1% 이었다. RMS 모델식에 따라 계산된 예측값은 실제값 대비 95% 범위 내에서 유효하였다. 최종적으로 전처리물을 동시당화발효를 통해 검증한 결과 에탄올 생산 수율은 96% 이었다.

본 연구는 수분함량 22, 25, 28%, 스크루 회전속도 200, 250 rpm, 용융물 온도 110, 120, 130℃의 조건범위로 조절하고 원료 사입량 100 g/min으로 고정하여 압출 성형한 밤과육의 물리적 특성(직경 팽화율, 비길이, 체적밀도), 수분용해지수 및 수분흡착지수, 환원당 함량과 항산화 활성에대해 분석하였다. 밤 압출성형물은 직경 팽화율이 증가할수록 비길이와 체적밀도는 감소하였고, 수분용해지수와 수분흡착지수는 수분함량이 낮아질수록 증가하였다. 압출성형을 통하여 환원당 함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 페놀함량 및 플라보노이드 함량은 감소하였으며, 탄닌함량은 압출성형을 통해 2.94±0.10−4.23±0.12 mg/g 범위로 낮아지는 경향을 나타내었다. 결론적으로 압출성형 후 수분용해지수의 증가는 밤 음료의 용해도 개선의 효과를 나타낼 수 있으며, 또한 압출성형공정은 소비자 기호성에 영향을 미치는 탄닌의 쓴맛을 감소시키는 가능성을 제시하였다. 이를 통해 다양한 식품의 중간소재로써 압출성형 밤이 활용 될 수 있다고 판단된다. 밤의 식품중간소재 기초자료로서 응용될 것으로 생각되지만, 압출성형 최적조건을 보다 효과적으로 도출하기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구는 수분함량 22, 25, 28%, 스크루 회전속도 200, 250 rpm, 용융물 온도 110, 120, 130℃의 조건범위로 조절하고 원료 사입량 100 g/min으로 고정하여 압출 성형한 밤과육의 물리적 특성(직경 팽화율, 비길이, 체적밀도), 수분용해지수 및 수분흡착지수, 환원당 함량과 항산화 활성에 대해 분석하였다. 밤 압출성형물은 직경 팽화율이 증가할수록 비길이와 체적밀도는 감소하였고, 수분용해지수와 수분흡착지수는 수분함량이 낮아질수록 증가하였다. 압출성형을 통하여 환원당 함량, DPPH 라디칼 소거능, 총 페놀함량 및 플라보노이드 함량은 감소하였으며, 탄닌함량은 압출성형을 통해 2.94±0.10−4.23±0.12 mg/g 범위로 낮아지는 경향을 나타내었다. 결론적으로 압출성형 후 수분용해지수의 증가는 밤 음료의 용해도 개선의 효과를 나타낼 수 있으며, 또한 압출성형공정은 소비자 기호성에 영향을 미치는 탄닌의 쓴맛을 감소시키는 가능성을 제시하였다. 이를 통해 다양한 식품의 중간소재로써 압출성형 밤이 활용 될 수 있다고 판단된다. 밤의 식품중간소재 기초자료로서 응용될 것으로 생각되지만, 압출성형 최적조건을 보다 효과적으로 도출하기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

옥수수 섬유질을 수분함량 20과 30%, 스크루 회전속도 150과 200 rpm으로 조절하고 배럴온도 160oC, 원료 사입량을 120 g/min으로 고정하여 압출성형하였 때, 압출성형 조건이 옥수수 섬유질의 화학적 특성(일반성분, 환원당 함량, 항산화 활성, 효소 반응성), 비기계적 에너지 투입량, 물리적 특성(팽화율, WSI, WAI)에 미치는 영향을 연구하였다. 압출성형에 의하여 환원당과 전분, 항산화 활성, 효소반응성, WSI가 증가하였다. 특히 수분함량 20%에서 증가폭이 더 컸다. 효소반응성은 Viscozyme L에 대한 반응성이 더 컸으며, 특히 수분함량 20%, 스크루 회전속도 200 rpm에서 효소반응성이 가장 높았다. 수분함량이 20에서 30%로 증가할 때 비기계적 에너지 투입량은 감소하였으며, 직경 팽화율과 WSI도 감소하였으나, 비길이 및 WAI는 증가하였다. 본 연구에서 수분함량이 압출성형 옥수수 섬유질의 중요한 변수로 작용하는 것을 알 수 있었다.