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.

즉석조리식품 제품의 포장 후(in-package) 미생물 저해 기술로 대기압 콜드 플라스마에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 대기압 유전체 장벽 방전 콜드 플라스마(atmospheric dielectric barrier discharge cold plasma, ADCP)를 이용하여 코팅된 닭 가슴살 시료의 색도에 영향을 미치지 않고 Salmonella 저해를 최적화시키는 처리 전압과 시간을 결정하였다. 닭 가슴살을 삶은 후 1.5x1.5x1.5 cm의 큐브로 준비한 후 유청 분리 단백질로 코팅하여 처리 시료를 준비하였고 살균된 polyethylene terephthalate 용기 (16.3X12.5x3.5 cm)에 12개의 코팅된 닭 가슴살 큐브 처리 시료를 담고 28, 29, 30, 31, 또는 32 kV 의 처리 전압과 120, 150, 180, 210, 214, 또는 240초 처리하였다. 모든 ADCP 처리에서는 처리 중 45초 간격으로 15초씩 shaking이 이루어졌다. 32 kV에서 닭 가슴살 시료에 절연파괴(dielectric breakdown, arc)가 발생했으나 arc 발생은 닭가슴살 시료의 색 변화를 일으키지 않았다. 29, 30, 그리고 31 kV의 처리 또한 닭 가슴살 큐브의 색도에 유의적인 영향을 미치지 않았다(p>0.05). Salmonella 저해율은 처리 전압이 29, 30, 그리고 31 kV 일 때 1.5 0.1, 1.4 0.2, 그리고 1.9 0.0 log CFU/cube이었으며 31 kV 에서 ADCP 처리가 29, 30 kV에서 처리 보다 닭 가슴살 시료의 Salmonella를 더 효과적으로 저해시켰다(p<0.05). 처리 시간을 변수로 하였을 때, 31 kV 에서 180초 처리가 120초, 150초, 210초, 그리고 240초 처리했을 때보다 유의적으로 높은 Salmonella 저해 정도를 보였다(p<0.05). 연구에 사용된 arc를 발생하지 않은 전압과 시간 조건은 색도에 영향을 주지 않으면서 Salmonella를 효과적으로 저해하는 것을 알 수 있었으며 이때 미생물 저해 효과를 보여주는 최대 전압과 시간은 각각 31 kV, 180초로 결정되었다.

매실은 식이섬유, 비타민, 칼륨, 각종 유기산을 풍부하게 함유하고 있어 음료, 절임 등 각종 가공식품으로 개발되어 있으며 그 수요가 점차 증가하고 있다. 그러나 매실에 함유되어있는 시안배당체의 일종인 amygdalin은 체내 존재하는 β-glucosidase 효소에 의해 시안화물 대사체를 생성할 수 있으며, 이는 호흡 저하 등의 독성을 유발할 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 소비자의 매실가공제품에 대한 안전성 우려가 높아지고 있으나, 독성에 관한 체계적 연구는 미진한 편이다. 따라서 본 연구에서는 amygdalin의 세포독성을 세포생존율, 산화스트레스 및 콜로니 형성능에 미치는 영향을 확인하여 연구하였으며, 약동학적 연구를 통하여 amygdalin 자체의 체내 흡수율을 확인하였다. 아울러 매실가공제품인 매실청의 약동학적 연구 및 반복경구독성 연구를 수행하여 독성영향을 비교하였다. 세포 독성 결과, amygdalin 자체의 독성은 나타나지 않았으나, β-glucosidase 효소와 동시처리 시 대사체 생성에 의한 독성이 증가하였으며, 약동학적 연구 결과 체내 흡수율은 매우 낮은 것으로 확인되었다. 또한 매실청의 반복투여에 의한 독성영향도 관찰되지 않았다. 본 연구 결과는 amygdalin, 대사체 및 매실가공제품의 안전성에 관한 중요한 정보를 제공함으로써 매실산업 발전에 기여할 수 있을 것이다.

Ochratoxin A (OTA) is one of the most important mycotoxins owing to its widespread occurrence and toxicity including nephrotoxicity and potential carcinogenicity to humans. Since OTA is stable under most food processing conditions, OTA has been detected not only in a wide range of agricultural commodities such as cereal grains but also their processed products. Nonetheless, it is known that significant reduction of OTA may be achieved under higher temperature and alkaline conditions. In this study, the effects of retorting cooking process on the stability of OTA in spiked (20 μg/kg of dry weight basis) rice and oat porridge (10% solid content; w/v) in the presence and absence of baking soda was investigated using a laboratory horizontal steam retort system. The samples were heated in a pot at 85°C central temperature until it becomes gelatinized, packed in retort pouched, and heat-processed in pressurized retort machine (at 121°C for 25 min) followed by drying in 50°C oven overnight. Samples were analyzed for OTA by high-performance liquid chromatography with a fluorescence detector (HPLC-FLD). The reduction of OTA in retorted rice and oat porridge were 54% and 17%, respectively, while greater reduction of OTA was observed at increased amount of baking soda. The reduction of OTA in retorted rice porridge with 0.5% and 1% baking soda were 55% and 66%, respectively. In the retorted oat porridge, reduction of OTA was also evident to result in 30% and 48% with 0.5% and 1.0% of added baking soda, respectively. These results suggest that OTA in rice and oat may be reduced significantly by retorting process. In addition, added baking soda may positively impact the reduction of OTA.

감귤의 품질 유지 및 저장성 향상을 위해 활성 칼슘(highly activated calcium oxide, CaO)용액 세척, 자몽종자추출물(grapefruit seed extract, GSE)을 혼입한 카나우바 왁스 항균 코팅, 그리고 가스 치환 포장(modified atmosphere packaging, MAP)을 병합한 과채류 미생물 저해 시스템의 감귤 저장 중 Penicillium digitatum 생장 억제 및 품질 유지 효과를 연구하였다. 감귤을 0.2% CaO 수용액에 3분간 침지 하거나 하지않은 후 1.0% GSE (w/w) 를 혼입한 카나우바 왁스 항균 코팅 용액으로 코팅하고, 각각의 시료를 nylon/low-density polyethylene 포장지에 담은 뒤, 산소 포장 또는 산소-이산화탄소-질소 혼합 가스(9.9±0.2 %, 2.1±0.1 %, 88.0±0.3 %)로 MAP하였다. 포장한 감귤은 4 °C와 25 °C에서 각각 35일과 14일간 저장하였고, 저장 중 감귤의 곰팡이 발병률, 호흡률, 포장지 내 기체 조성, 경도, 감귤 과육의 당도, pH, 적정 산도, ascorbic acid 농도, 총 페놀 함량, 항산화능, 그리고 감귤 과피의 색도를 측정하였다. 저장기간 동안의 모든 감귤에서 곰팡이 발병률을 확인할 수 없었다. 저장 온도 및 포장 방법에 관계 없이 CaO-GSE coating은 GSE coating 보다 저장 중 감귤의 호흡률을 감소시켰다(p<0.05). CaO-GSE coating과 GSE coating은 저장 온도 및 포장 방법에 관계없이 저장 중 감귤의 경도, 당도, pH, 적정 산도, 그리고 총 페놀 함량 유지에 효과적이었다. 또한 MAP한 CaO-GSE coating은 MAP한 GSE coating 보다 저장 중 감귤의 ascorbic acid 농도와 항산화능 감소를 지연시켰다. 감귤의 명도는 저장 온도, 포장 방법 그리고 코팅 종류에 관계 없이 무처리군과 유의적 차이를 보이지 않았고(p>0.05), 적색도는 25 °C에서 저장 기간이 길어질수록, 포장 방법 그리고 코팅 유무 및 종류와 무관하게 감소하였으며(p<0.05), 황색도는 저장 기간 중 25 °C에서 포장 방법과 관계 없이 무처리군에 비해 유의적으로 감소했다(p<0.05). 본 연구의 결과를 통해 CaO 세척, GSE가 혼합된 카나우바 왁스 항균 코팅, 그리고 MAP가 병합된 처리가 저장 중 감귤의 품질 보존에 효과적인 처리라는 것을 알 수 있었다.

Ochratoxin A (OTA) represents one of the most widespread mycotoxins in agricultural commodities in the world and is considered a possible human carcinogen with its potent nephrotoxicity. Since OTA is stable under most food processing conditions, OTA has been detected in a wide range of cereal grains and their processed products as well. Puffed cereals are commonly used as baby snacks or as ingredients in snack formulations. We investigated the explosive puffing process effect on reduction of OTA in rice and oat. The rice and oat grains were adjusted the moisture content at 16% wet weight basis (wb) and spiked OTA (100 μg/kg), and then puffed by the explosive puffing machine at 5, 7, and 9 kgf. The temperature of chamber was 200°C and the duration times for 5, 7, and 9 kgf were 5, 6, and 9 min, respectively. The reduction of OTA in puffed rice and oat snacks were in the range of 15 – 28% and 38 – 52%, respectively, and the reduction of OTA in puffed rice and oat snacks were decreased with increasing explosive puffing pressures. The moisture content of puffed rice and oat snacks were in the range of 5 – 8% wb and 6 – 10% wb, respectively, and the moisture content in puffed rice and oat snacks were decreased with increasing of explosive puffing pressures. A decrease in bulk density of puffed rice and oat snacks was observed with increased explosive puffing pressure. In addition, increased values of degree of redness (a) in puffed rice and oat samples were observed with increasing explosive puffing pressure. These results suggest that OTA in rice and oat may be reduced significantly by explosive puffing process.

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.

수수는 잡곡의 한 종류로서 주곡인 쌀이 부족한 시대에 대체 식량으로 역할을 담당하였다. 현대 산업화에 따라 농업부분 기계화 및 생산기술의 급격한 발전을 이루었다. 이에 주곡인 쌀의 생산 증가 및 자급에 따라 수수 등 잡곡의 소비 및 생산이 줄어들었다. 최근에 먹거리에 대한 웰빙의 확산으로 기능성이 부각된 수수의 수요가 증가하고 있다. 그러나 수수의 생산은 소규모 재배로 생산 및 수확후 산지처리 등 작업공접별 기계화가 미비하였다. 이러한 문제를 해결하고자 수확후품질관리 기계기술 개발(2007, 조) 잡곡 산지종합처리 모델 및 공정개선 연구(2010, 최 등) 등으로 산지처리 기술 연구를 수행 하였으나 실용화에 미흡하다. 이번 수행과제에서 수수 등 잡곡의 수확후처리 기계화를 위해 2015∼2016년에 도정, 정선, 석발 공정에 기계를 개발하여 생산지에 보급 중에 있다. 2017년에 마지막 공정인 선별기를 개발하기 위해 시험하고, 그 결과를 보고한다. 수수의 색채 선별기는 카메라가 촬영한 영상에 색채 차이를 이용하여 선별하는 영상처리 방식이다. 이 시험장치의 구성은 시료 투입호퍼, 승강기, 투입량 조절 호퍼 및 유량조절 판, 평 진동 벨트, LED 조명등, 카메라, 이젝터, 영상판독처리부, 배출구 등으로 되어있다. 각 구성부분별 기능을 살표 보면 공급량 조절호퍼 및 유량조절 판은 평 진동 벨트에 시료를 쌓이지 않고 단층으로 엷고 균일하게 펼친다. 이는 유량조절판의 높이를 조정함으로써 가능하다. 평 진동 벨트는 수평으로 위치하며 진동의 세기로 시료의 진행 속도를 제어한다. 평 진동 판 끝에서 떨어지는 원료를 조명등 불빛 속에 카메라가 영상을 촬영하고 얻어진 영상은 판독 처리부에서 판단한 정보를 이용하여 이젝터가 공기를 분사되어 제거한다. 이 시험장치의 선별 요인은 백색값과 흑색값 2가지로 색값으로 한정하였다. 시험요인은 4개의 백색값(55, 60, 65, 70), 4개의 흑색값(40, 45, 50, 55)으로 하였다. 선별한 시료는 양품은 배출구 1번, 불량품은 배출구 2번으로 배출한다. 각 배출구에는 조금씩 혼합되어 배출되었다. 시험에서 이물질 선별률(선별정도)은 배출구 1번에서 나온 이물질량을 투입시료의 이물질로 나누어 백분율로 계산하였다. 알곡의 회수율(미손실률)은 1번 출구의 기장의 무게를 투입기장의 무게로 나누어 백분율로 계산하였다. 시험결과 백색값 65, 흑색값 50에서 이물질 제거율이 75.82%, 회수율 90.88%로 가장 양호하였다. 작업성능(처리량)은 투입량 40, 55, 70, 85kg/시간에서 시험하였다. 시험결과 작업성능은 투입량 70kg/시간에서 선별률 74.1%로 가장 양호하였다. 수수의 색채 선별률이 다른 잡곡(기장 88%) 에 비해 낮은 것을 생각된다. 원인은 수수 도정 전후의 색의 차이가 크지 않기 때문으로 생각되며, 수수의 품질향상을 위해서는 선별률 향상에 대한 추가 연구가 필요하다.

본 연구에서는 UPLC를 이용한 밀크씨슬추출물의 지표 물질인 실리마린의 신규 분석법을 확립하였으며, 건강기능식품공전의 HPLC 분석법과 비교하여 UPLC 분석법을 검증하였다. UPLC를 이용한 신규 분석법을 검증은 특이성, 직선성, 정확성, 정밀성, 실험실 내 정밀성, 완건성 등 6개의 검증 항목을 선정하여 실시하였다. HPLC 및 UPLC 분석법 모두에서 6가지 실리마린 표준물질이 선택적이며 특이적으로 정확하게 검출됨을 확인하였으며, 실리마린 25-400 μg/mL의 농도에서 결정계수 값이 0.9999이상으로 높은 직선성을 갖음을 확인하였다. 정확성에서 UPLC를 이용한 신규 분석법의 회수율은 평균 99%이상으로 HPLC분석법보다 높은 회수율을 보였으며, UPLC 분석법의 회수율편차가 HPLC 분석의 회수율편차의 절반 이하임을 확인하였다. UPLC 분석법에서 얻어진 피크 면적의 상대표준편차가 HPLC 분석법의 그것과 비교하여 절반 이하였으며, UPLC 분석법의 정밀성 및 실험실 내 정밀성이 HPLC 분석법의 정밀성 및 실험실 내 정밀성보다 높음을 확인하였다. 분석법 검증 결과, 모든 검증 항목에서 HPLC와 UPLC 분석법 모두 적합하게 검증되었으며, 검증 항목 중 정확성, 정밀성, 실험실 내 정밀성 및 완건성 항목에서 UPLC 분석법의 검증값이 HPLC 분석법보다 뛰어났다. HPLC 분석법으로 검체 100개를 분석할 경우, 총 분석시간은 95시간 30분 (기기 안정화 시간 포함한 분석시간은 약 96 시간), 총 이동상 소모량은 6,215 mL이고 이동상 소모량 중 methanol 함량은 2,450 mL이었으나, UPLC 분석법의 총 분석시간은 약 13시간 (기기 안정화 시간 포함한 분석시간은 약 14시간), 총 이동상 소모량은 168 mL이며 이동상 소모량 중 methanol 함량은 74 mL에 불과하였다. 이상의 결과를 통해 UPLC를 이용한 실리마린 신규 분석법은 건강기능식품의 실리마린을 분석하는데 적합하며, 건강기능식품공전의 HPLC 분석법과 비교하여 효율적인 분석법이라고 판단할 수 있다.

전분입자의 수산기와 음이온성 검 가수분해물의 카르복실기 사이의 에스테르(ester) 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 마이크로웨이브 방전 저온 플라즈마(microwave-discharged cold plasma, CP)의 가능성이 최근 보고되었다. 본 연구는 CP 처리에 의한 옥수수전분 입자들의 수산기와 음이온성 검 가수분해물의 카르복시기의 에스테르 유도체들 형성에 대한 CP의 친환경 반응촉매로서의 활용가능성을 조사하기 위해 옥수수전분과 음이온성 검 가수분해물을 혼합하여 CP를 처리하고 이들의 용해도, 팽윤력, 호화특성, 점도특성을 조사하였다. 옥수수전분은 pH 5.5로 조정된 음이온성 검 (산 처리를 한 Low-methoxy Pectin, ALP; 효소 처리를 한 Low-methoxy pectin, ELP) 가수분해물을 혼합하여 상온 (Native) 및 80℃(Swollen)에서 30분간 교반한 후 수분함량이 10% 이하가 될 때까지 50℃에서 건조하여 전분-음이온성 검 반응혼합물을 제조하였다. 제조된 반응혼합물들은 900 W 전력으로 마이크로웨이브를 발진시켜 N2환경에서 형성된 CP 하에서 20분 동안 처리하였다. 처리된 반응혼합물의 용해도 (총당 및 전분), 팽윤력, 호화특성, 점도특성을 분석하였다. 총당-용해도는 Swollen 처리와 관계없이 CP 처리 후, 유의적인 증가를 보였다. 반응혼합물들의 전분-용해도는 Swollen 처리와 관계없이 ELP의 경우 유의차가 없었으나, ALP의 경우 CP 처리 시, 줄어들었다. 팽윤력은 Native 반응혼합물이 Native CP 처리군들보다 유의적으로 높았으나, Swollen 반응혼합물은 Swollen CP 처리 군들보다 유의적으로 낮았다. 호화특성의 경우 CP 처리에 의해 유의적인 차이가 없었으나, Swollen 처리 군들은 Native 처리군들보다 유의적으로 높은 호화온도를 나타내었다. 또한 ELP의 경우 peak 온도가 2개 나타났고, Swollen ALP의 경우 CP 처리에 의해 enthalpy 값이 증가하였다. 점도 특성의 경우 CP 처리 군들은 점도가 유의적으로 증가하는 결과값을 보였고, 노화와 관련 있다고 볼 수 있는 전분입자의 파괴 정도가 CP 처리 후, 감소하였다. 결과적으로 CP에 의해 옥수수전분과 음이온성 검 가수분해물의 용해도, 팽윤력, 점도 특성에 유의적인 차이가 생겼으며, CP가 에스테르 결합의 형성에 대한 반응촉매로서 기대된다. 또한 Swollen 처리된 CP의 경우 호화특성에 영향을 미쳤으며 Swollen 처리가 CP 처리에 더욱 용이하게 작용했을 가능성이 있다.

Amylose is carbohydrate polymer defined as a linear natural polysaccharide composed of α(1→4) bound glucose units. Due to its abundance, renewable nature, low cost, and biodegradability, this polymer is regarded as a promising green material for producing crystals and particles of different sizes ranging from the nanometer scale to the micrometer scale. Herein, short amylose chains and dextran-coated iron oxide magnetic nanoparticles (Dex@IONPs) were introduced to fabricate well-dispersed starch magnetic microbeads (SMMBs), which have a well-defined spherical shape and a uniform size of about 1 μm. We found that the aggregation of SMMBs can be mediated by the introduced Dex@IONPs in a concentration-dependent manner, indicating that Dex@MNPs, as the seed crystals, play an important role in self-assembly of SMMBSs. By using streptococcal protein G tagged with maltose binding protein (MBP-SPG), specific antibody against Escherichia coli O157:H7 was successfully immobilized on the surface of SMMBs. The Ab-functionalized SMMBs showed a high capture efficiency (>90%) comparable to the commercial immunomagnetic microparticles regardless of suspending agents (1X PBS and milk). Moreover, SMMBs exhibited excellent recyclability, in which the Ab immobilized on the surface of SMMBs can be refreshed by using the maltose elution buffer along with the unchanged capture efficiency. In addition, SMMBSs were assembled into the linear rod-shape microstructure by the introduced magnetic field during the amylose-mediated precipitation process. The convenient self-assembly of SMMBs with the well-defined size and shape, biocompatibility, tolerance to environmental variances, high magnetic response behavior, and excellent recyclability in the functionalization make these magnetic microparticles promising for many potential applications such as bio-sensing, labeling, and smart delivery of active compounds.

인삼을 야생에서 재배한 산양삼(cultivated wild Panax ginseng, CWPG)은 여러 논문에서 인삼보다 전반적으로 높은 Ginsenoside 함량을 갖는다고 보고되었다. 그러나 이미 널리 알려져 있는 인삼이나 홍삼과는 달리 산양삼에 대한 연구는 미비하다. 본 연구의 목적은 산양삼의 유효성분 증진을 위하여 다양한 종류의 산을 상압 및 초고압 조건에서 처리하여 산처리 산양삼을 제조하고 그 진세노사이드 및 항산화 특성을 연구하는 것이다. 시료로 사용한 산양삼의 일반 성분은 수분 함량 84.38 %, 조지방 0.94 %, 조단백 10.51 %, 조회분 3.51 %로 나타났다. 산 처리를 위해 1M 아세트산 (Acetic-CWPG), 0.5 M 아스코르브산 (Ascorbic-CWPG), 0.5 M 시트르산 (Citric-CWPG), 0.5 M 옥살산 (Oxalic-CWPG) 및 0.2 M 염산 (HCl - CWPG)이 사용되었으며, control은 증류수를 사용하였다. 상압 산처리의 경우 CWPG 건조중량의 10 배에 상당하는 산 용액을 첨가하여 산양삼과 함께 분쇄한 후 산 처리 반응은 실온에서 15 분간 반응시켰으며, 초고압 처리의 경우 분쇄한 산-산양삼 시료를 파우치에 넣고 밀봉한 후 상온에서 15분간 초고압 처리를 진행하였다. 두 시료 모두 반응이 끝난 후 2 M NaOH를 사용하여 pH 4.75로 중화시켰다. 추출은 70 % 에탄올을 사용하여 수행하였다 Ginsenoside profile 및 함량은 high performance liquid chromatography (HPLC)를 사용하여 분석되었다. 처리 시료의 항산화능을 측정하기 위해 Total phenolic contents, Total flavonoid content’s 및 DPPH radical 소거능을 측정하였다. 상압에서 처리된 산양삼의 경우 산의 종류에 관계없이 Ginsenoside profile에 특별한 변화가 나타나지 않았다. 550MPa에서 처리된 시료의 경우 acetic acid와 citric acid로 처리된 산양삼은 control과 비슷한 profile을 나타낸 반면 HCl과 oxalic acid로 처리된 산양삼은 major ginsenoside가 급격히 감소하였다. 초고압-산 처리가 major ginsenoside를 가수분해하여 minor ginsenoside 형성하는 것으로 생각된다. 상압에서 산 처리된 시료들은 TP 및 DPPH radical 소거능이 증가하는 경향성을 보였다. 하지만 홍삼 처리와 같은 가열처리에 비해 그 변화가 매우 미미하였다. TF의 경우 감소하는 경향을 나타냈다. 초고압-산 처리의 경우 상압처리와 비슷한 경향성을 나타냈지만 전체적으로 낮은 함량 및 활성을 나타냈다. 산양삼의 상압 및 초고압 산 처리를 통한 유효성분의 증대는 산양삼을 이용한 고부가가치 식품의 국내 및 세계 시장을 개척 및 확대하기 위하여 본 연구의 진행이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

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.

쌀을 이용한 가공식품은 저장 기간 동안 전분 분자들의 재결정화로 인하여 노화 현상이 발생한다. 전분의 노화는 경도의 증가, 소화율 감소와 텍스처의 손실의 주된 원인이 되며 이는 쌀 가공식품의 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 이러한 전분질 식품의 노화에 대해 상업적으로 쓰이는 효소들의 노화 지연 효과를 알아보고자 하였으며, 가래떡을 실험 모델로 선정해 예비 실험을 통해 각각의 효소들의 적정 첨가량을 조사하였다. 내열성 α-amylase Termamyl 120L, 중온성 α-amylase BAN 480L, Glucoamylase AMG 300L, Protease Neutrase 1.5MG 네 가지의 효소를 사용하였고, 효소 처리를 하지 않은 샘플을 Control로 하였다. 모든 가래떡은 제조 후 진공포장하여 상온에서 4일간 저장을 하였으며, 4일차까지 저장하면서 Rheometer를 통해 경도와 응집성, DSC를 통해 Amylopectin enthalpy (△Hr),Icemeltingenthalpy(△Hi)andGlasstransitiontemperature(Tg’), 그리고 DNS method를 이용하여 효소에 의해 생성된 환원당의 양을 측정하였다. 저장 기간 동안 Termamyl과 AMG가 경도를 낮추는데 효과적이었으며 BAN은 노화억제효과가 나타나지 않았다. 응집성의 경우 Termamyl과 Neutrase를 첨가하였을 때 급격히 낮아짐을 보였다. 경도와 응집성의 결과로 보아 Termamyl은 경도를 낮추는데 효과가 있지만 신선한 떡의 질감을 유지하는 것에는 효과적이지 못하였다. DSC의 결과에서 Neutrase를 제외한 모든 효소가 △Hr값을 낮추는데 효과적이었으며, △Hi는 나머지 시료와 다르게 AMG를 첨가한 시료에서 증가하는 경향을 보였고, Tg’값은 △Hi와 반대로 모든 시료에서 증가하는 경향을 나타냈으나 AMG를 첨가한 시료에서만 감소하는 경향을 나타내었다. 환원당 분석 결과, AMG를 첨가한 시료의 경우 환원당의 양이 급격하게 증가한 반면 나머지 시료들은 Control과 큰 차이를 나타내지 않았다. 결과적으로 AMG의 활성으로 생긴 환원당이 전분 분자들과 물 분자들과의 상호작용을 억제하여 △Hi값이 증가한 것으로 보이며, 이러한 자유수의 증가와 환원당에 의한 빙점강하로 Tg’값은 감소한 것으로 생각된다. 따라서 효소 처리에 의한 가래떡의 노화 특성 및 지연효과는 효소들의 특성에 따라 달라진다는 것을 확인 할 수 있었고, 본 연구 결과가 가래떡뿐만 아니라 전분질 식품의 노화 억제에 대한 상업적 효소의 효과를 제시하는데 도움이 될 것이라 판단된다.

The effects of temperature (150°C and 160°C) on physicochemical properties of extruded texturized vegetable protein with mealworm (0%, 15%) were studied. The extrusion process had a screw speed of 250 rpm, moisture content of 65%. The variation of formula was gluten content of 40% in 4 samples and none of gluten in 4 samples. As addition of mealworm increased and temperature increased, breaking strength and integrity index decreased, The nitrogen solubility index and protein digestibility increased as addition of mealworm increased and temperature decreased. DPPH radical scavenging activity significantly increased as addition of mealworm increased and temperature increased. On the contrary, the value of rancidity decreased as addition of mealworm increased even in 60 days. In conclusion, addition of mealworm became softer texture, and protein quality of the extruded texturized vegetable protein. The process promoting functionality such as improvement of antioxidant function was confirmed through this study. Also, adjusting temperature have an effect on protein content and antioxidation. The addition of gluten of 40% resulted in improving texture of TVP.

The present study aimed to investigate the effect of fermentation on physical properties of texturized vegetable protein (TVP) by using Bacillus subtilis. TVP was prepared by texturizing the mixture of isolated soy protein (50%), wheat gluten (40%) and corn starch (10%) with the use of twin-screw extruder at two different moisture contents (40% and 50%), 100 g min-1 feed rate, 200 rpm screw speed and 130°C die temperature. Then, TVPs were subjected to solid-state fermentation using B. subtilis at 37°C for 60 h. The texture (springiness, cohesiveness, chewiness and hardness), integrity index and color (lightness, redness and yellowness) of TVPs were determined before and after fermentation for 0, 12, 24, 36, 48 and 60 h, respectively. The springiness and cohesiveness did not change significantly after fermentation in all samples. However, chewiness and hardness decreased with increased fermentation time with the lowest values observed at 60 h after fermentation of TVPs (both 40% and 50% MC). Integrity index of fermented TVPs was significantly reduced while fermentation time was increased. Integrity index started to decrease significantly at 36 h after fermentation in TVP extruded with 40% MC. In another TVP (50% MC), the integrity decreased at 24 h after fermentation but it maintained higher integrity index than TVP (40% MC) throughout the whole fermentation period. The significant total color change was observed with increased fermentation time. During fermentation, lightness and yellowness decreased but redness increased significantly. This study pointed out that TVP fermented by B. subtilis still has good texture, and thus has the potential to become an attractive food for consumers who usually avoid fermented foods due to rotten appearance with no texture.

This study was performed to determine the quality characteristics of extruded rice flour infant food with mealworm content (0, 15, and 30%) at 110 and 140℃ die temperature and 20 and 25% moisture content. An increase in mealworm content from 0 to 30% led to increased redness, yellowness, color different, water absorption index, reducing sugar, digestibility of protein and rancidity but decreased lightness, water solubility index, and digestibility of starch. Paste viscosity of extrudates increased with increasing mealworm content from 0 to 15% but decreased with increasing mealworm content from 15 to 30%. Elevation of die temperature resulted in increased color difference, water absorption index, and rancidity but decreased water solubility index and digestibility of starch. As moisture content increased, water absorption index and reducing sugar at 140℃ die temperature increased, whereas color difference, water solubility index, and reducing sugar at 110℃ die temperature decreased. In conclusion, addition of mealworm content and extrusion process could enhance nutritional quality and the physicochemical and functional properties of extrudates.

The objective of this study was to determine the effects of moisture content and screw speed on the physical properties of high moisture meat analogue. Extrusion conditions were moisture content (65, 70%), screw speed (150, 200 rpm), a fixed barrel temperature (160℃), and feeder rate (100 g/min). Specific mechanical energy (SME) input decreased as moisture content increased from 65 to 70%. The high moisture meat analogue at 65% moisture content and 150 rpm had higher water absorption capacity, elasticity, cohesiveness, chewiness and cutting strength than those of high moisture meat analogue at 70% moisture content and 150 rpm. However, the high moisture meat analogue at 70% moisture content and screw speed 200 rpm had a lower integrity index, elasticity, cohesiveness, chewiness and cutting strength than those of high moisture meat analogue at 65% moisture content and 200 rpm. In conclusion, the tested physical properties of high moisture meat analogue were more affected by moisture content than screw speed.

Chemical cross-linking of different plant protein-based meat analogues was examined based on protein solubility of 8 different buffer solutions. The specific chemical bond and their interactions were further analyzed. Isolated soy protein (ISP), mung bean protein (MBP), peanut protein (PNP), pea protein (PP) and wheat gluten (WG) were texturized using a co-rotating twin-screw extruder at 50% moisture content. The results showed that protein solubility of meat analogues significantly decreased after extrusion, compared to their raw materials (P<0.05). The protein solubility of meat analogues increased with increasing reagent in buffer solutions. Hydrophobic interactions, hydrogen bonds, disulfide bonds and their interactions were found in the structure of meat analogues. The highest amount of covalent bond was observed in PP-meat analogues followed by ISP, WG, PNP, and the lowest MBP-meat analogues. The study demonstrated that PP are valuable raw materials for the development of meat analogue, which could promote high cross-linking bonds.

고추장은 메주에서 자라는 세균, 곰팡이 등이 분비하는 분해효소의 작용으로 탄수화물을 당으로 분해시켜 단맛이, 단백질을 아미노산으로 분해하여 감칠맛이 증가된다. 담금 원료에 따라 저장 발효 중 생성되는 당과 아미노산의 종류와 양은 고추장의 품질에 영향을 미친다. 베타글루칸 함량이 높은 귀리 가공품의 다양화를 위해 볶은 귀리 분말을 20% 첨가하여 고추장을 제조하고 1개월 상온에서 발효 후 냉장(10℃), 상온(25℃)에서 5개월 총 6개월 동안 저장 발효하면서 이화학적 특성 변화와 관능을 조사하였다. 당도는 1개월 발효 후에 5.1°Bx였고 냉장, 상온 저장 4개월 후 가장 낮은 4.9°Bx, 4.4°Bx, 6개월에는 5.2°Bx, 5.4°Bx로 감소 후 다시 증가하였다. 수분 함량은 1개월 발효 후 44.0%에서 4개월째에는 냉장 저장은 44.1%, 상온 저장은 47.7%, 6개월째는 43.9%, 49.4%로 상온저장 발효 시 변화가 컸다. 총 유리아미노산 함량은 발효 1개월 후 3,936.1 μg/g에서, 3개월에 냉장 저장은 4,256.1 μg/g, 상온 저장은 4,300.0 μg/g로, 6개월 후에는 냉장 저장은 4,701.9 μg/g 상온 저장은 4,275.2 μg/g이었다. 베타글루칸 함량은 제조 직후 1.20%에서, 1개월 발효 후에 0.74%였고 상온 저장 3개월에 0.66%, 6개월에는 검출되지 않았고 냉장 저장 발효에서는 3개월에 0.74%, 6개월에 1.20%로 베타글루칸 함량이 유지되었다. 7점 척도법으로 관능평가한 결과 전체적 만족도는 발효 1개월 후 6.3에서, 냉장 저장 발효 3개월에 5.5, 6개월에 5.0으로 감소하였으며 상온 저장 발효는 3개월에 5.8, 6개월에 6.1이었다. 귀리분말 20%를 첨가한 고추장은 냉장 저장 발효 시에 당도, 수분, 총 유리아미노산, 베타글루칸의 함량 변화는 상온 발효 시 보다 적었으나 관능평가에서는 상온 발효 고추장의 평가가 높았다.