양파가공기술의 일환으로 양파에 포함된 풍부한 포도당을 포도당산화효소(glucose oxidase)를 이용하여 글루콘산(gluconic acid)이 함유된 건강기능성 양파음료를 개발하기 위한 기초연구를 수행하였다. $Novozym^{\circledR}$ 771의 포도당 소모속도에 대한 kinetic parameter를 알아본 결과 Mechaelis Menten equation의 특성치들은 $V_{max}=26.1{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$이고 $K_m=5.84\;g/L$이었다. 양파즙에서의 포도당 산화효소의 반응특성을 알아보기 위해 2.5L jar fermentor에서 조업부피 1L로 각 조건에서 실험 하였다. 온도의 영향을 검토한 결과 $25^{\circ}C$일 경우 초기반응속도가 $3.18{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$이며 $30^{\circ}C$일 때보다 1.1배 증가된 값을 보임으로서 온도가 $30^{\circ}C$로 증가시 반응속도는 다소 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 통기속도의 영향을 살펴본 결과 반응속도는 통기량이 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. 0 vvm일 때는 반응이 거의 진행되지 않았으며 4 vvm일 때 초기반응속도 $9.18{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$, 91.5%로 만족할 만한 높은 값을 보였으며 용존산소농도의 값을 측정함으로서 4 vvm일 때 산소가 포함됨을 확인할 수 있었다. 교반속도는 측정되었던 반응 조건 중 반응속도에 큰 영향을 주는 중요한 조건이었다. 450rpm일 때 $16.2{\times}10^{-2}\;g/L{\cdot}min$, 99.2%으로서 최대값을 보였다. 교반속도의 증가는 산소전달과 물질전달을 용이하게 해줘 결국 반응속도가 증가되는 것으로 판단된다. 2.5 L jar fermentor에서의 결과를 바탕으로 20L bench 규모의 효소 반응기를 제작, 20L 효소 반응기에서 조업부피 10L로 $25^{\circ}C$, 2 vvm, 350rpm에서 양파즙의 포도당 산화반응을 살펴본 결과 전체적인 반응속도가 크게 변하지 않는 것으로 판단되어 본 효소 반응은 매우 용이하게 scale-up 될 수 있는 것으로 판단되었다.
수산 가공 폐기물중 하나인 참치 자숙액을 이용하여 천연기능성 소재 개발을 하기 위해 참치 자숙액 에탄올 추출물에 감마선 조사(0, 50 kGy)를 하여 전자공여능을 확인하고, FRAP, UWLA, Rancimat 등을 사용하여 항산화 활성 변화에 관하여 알아보았다. 감마선 조사한 참치 자숙액의 전자공여능 및 hydroxyl 라디칼 소거능 측정 결과 감마선 조사에 의해 각각 16.17% 및 10.38% 증가하였고, 산화안정지수 및 FRAP value 또한 각각 23% 및 26% 증가하였다. ${\beta}$-carotene bleaching assay를 이용하여 항산화지수를 측정한 결과 감마선 조사에 의해 항산화지수가 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 참치 자숙액 자체가 가지고 있는 항산화 활성 및 산화안정성을 감마선 조사 기술을 사용하여 증진시켜 식품 및 공중보건산물의 첨가제로서의 이용이 가능할 것이라 사료된다.
양파는 건강기능성이 우수한 농산물이지만 수확기가 우기와 겹쳐 비에 젖은 상태로 수확되거나 높은 수분함량으로 인하여 저장성이 낮아 양파의 저장 및 가공방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 양파의 증숙 및 건조를 위한 증숙시간($X_1$, 5~25 min), 건조온도($X_2$, $55{\sim}70^{\circ}C$) 및 건조 시간($X_3$, 4~20 hr)을 모니터링함으로서 품질이 우수한 건조양파 소재를 얻고자 하였다. 수분함량과 수분활성도에 대한 회귀식의 $R^2$는 0.9514 및 0.9455로 1% 이내에서 유의성이 인정되었으며, 건조온도와 건조시간의 영향을 받는 것으로 나타났다. 색도(Hunter's L, a & b value)에 대한 회귀식의 $R^2$가 각각 0.9419, 0.8818, 0.9360으로 5% 이내에서 유의성이 인정되었으며, 모두 건조온도와 건조시간의 영향을 주로 받았으나 b값은 증숙의 영향이 다소 있는 것으로 나타났다. 관능검사 결과 전반적인 기호도에 대한 회귀식의 $R^2$가 0.8867로 5% 이내에서 유의성이 인정되었다. 전반적인 기호도는 최적 증숙 및 건조 조건인 증숙시간 13.14 min, 건조온도 $63.11^{\circ}C$ 및 건조시간 14.49 hr에서 5.92로 나타났다.
비지는 대두 가공 시 생산되는 부산물로 대부분 폐기되고 있는 실정이지만, 최근 비지를 유용한 자원으로 이용하기 위한 기능성 연구가 진행되고 있다. 그러나 비지의 항염증에 대한 연구가 미비하여 본 연구진은 비지추출물이 마우스 대식세포인 RAW264.7에 LPS에 의한 염증 반응에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구에서 비지추출물은 NF-${\kappa}B$와 p38의 활성 억제를 통해 만성염증 유발인자인 NO, iNOS, $PGE_2$, COX-2, TNF-${\alpha}$ 및 IL-$1{\beta}$의 발현을 억제하는 것으로 확인되었다. 따라서 비지는 독성과 부작용이 적은 항염증 관련 식의약 소재로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 각종 약리 및 기능성을 함유한 마의 소비증대와 부가가치 증대를 위하여 새로운 마의 가공식품인 마 스낵을 개발하고자 당절임 최적조건에서 당절임한 마스낵의 제조방법에 따라 성분변화를 조사하였다. 수분함량은 열풍, 진공 건조한 것에 비해 동결건조한 것이 높았고, 탄수화물 함량은 반대되는 경향이었다. 수용성 단백질 함량은 동결건조한 것에서 6.43 mg/100 g으로서 열풍 및 진공 건조한 것에 비해 낮았으나, 총당과 환원당의 함량은 건조방법에 따라 뚜렷한 차이가 없었다. 주요 유기산은 malic, acetic, citric acid이었고, acetic acid와 citric acid의 함량은 동결 건조한 것에 비해 열풍, 진공 건조한 것에 많았고, malic acid는 열풍 및 진공 건조한 것에 비해 월등히 높았다. 구성아미노산 중대부분의 아미노산과 총 유리아미노산의 함량은 진공 건조한 것에 가장 많았고, 다음으로 열풍, 동결 건조한 순이었으며, 유리아미노산의 함량은 큰 차이가 없었다. 총 비타민 C의 함량은 건조방법에 따라 차이가 없었으나, 환원형 비타민 C는 열풍, 진공 건조한 것에 비해 동결 건조한 것에서 많았고, 산화형 비타민 C는 동결건조한 것에서 가장 낮았다. 무기질의 함량은 칼륨, 나트륨, 마그네슘의 함량이 높았다.
가공부산물로 버려지는 포도 부산물의 활용 및 생리활성 소재으로서의 개발 가능성을 알아보고자 건조 방법에 따른 포도씨 추출물에 대한 생리활성을 측정하였다. 열풍건조(6.91%)와 적외선건조(6.71%)가 가장 높았고, 색도는 적외선건조가 다른 건조방법에 비해 $L^*$ 값은 낮고 $a^*$ 값 및 $b^*$ 높은 경향을 나타내었다. 폴리페놀과 프로안토시아니딘 함량은 동결건조가 가장 높게 측정되었으며, 플라보노이드 함량은 건조방법 따른 유의적인 차이는 없었으나 동결건조가 가장 높은 함량을 나타내었다. $500{\mu}g/mL$의 농도에서 GSFD, GSIR, GSHD 및 GSSD 의 전자공여 활성은 각각 88.71%, 52.62%, 65.20% 및 65.22%로 동결건조가 다른 건조방법에 비하여 유의적으로 높은 활성을 나타내었고, 환원력과 ABTS 라디칼 소거활성에서도 전자공여 활성과 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 동결건조 포도씨 추출물이 적외선건조, 열풍건조 및 천일건조에 비해 소재 활용가치가 높을 것으로 사료되며, 천연항산화제 및 기능성 증진을 위한 소재로 이용 가능할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 도라지의 증숙과 유산균 발효 과정을 통해 탈피하지 않은 도라지 본연의 쓴맛을 개선하는 공정을 확립하고 제조한 발효 도라지의 품질특성 변화를 조사하였다. 그 결과 도라지는 발효 여부에 상관없이 증숙 횟수가 1회에 비해 3회 실시한 경우 수분 함량(11.9~13.2%와 7.3~7.7%)과 pH값(4.6~4.7와 4.3~4.4)의 범위가 더 낮아졌고, 또한 증숙 횟수가 3회 이상 반복될수록 갈변 현상이 더 나타나 도라지의 명도(L)와 황색도(b)의 색변화에 영향을 나타내었다. 반면 생도라지에 비해 1회 증숙한 도라지의 경도가 낮아졌다가 3회 증숙과 건조를 반복한 후 조금 단단해짐을 알 수 있었다. 도라지 중 총폴리페놀 함량은 1회 증숙한 비발효도라지 시료의 100 g 당 33 mg에서 3회 증숙하여 Lactobacillus plantarum로 발효시킨 후 46 mg으로 유의적인 차이(p<0.05)로 높아져 가열 및 발효 등의 가공공정을 통해 유용 성분의 증가 효과를 확인하였다. 그리고 도라지의 조사포닌 함량 역시 1회 증숙과정을 거친 것(23.4 g)에 비해 3회 실시한 발효도라지에서 47.1 g으로 높은 값을 나타내, 증숙과 발효 과정을 거쳐 그 함량이 조금 높아짐을 알 수 있었다. 마지막으로 3회 증숙한 도라지의 경우 발효여부에 따른 관능검사 차이를 조사한 결과 증숙도라지에 비해 발효 후에 단맛, 쓴맛 및 조직감 등이 개선되어 종합적인 기호도가 높았다. 결론적으로 도라지는 증숙횟수가 많고 유산균과 함께 발효하면 도라지 본연의 쓴맛을 개선시킬 수 있고 유용 성분의 함량도 높아짐을 알 수 있었다. 따라서 본 연구 결과를 토대로 기존의 도라지 가공품과 차별화된 제품의 개발에 있어 품질 향상 및 도라지를 이용한 다양한 기능성 발효식품 개발에 활용될 수 있으리라 전망한다. 또한 유용균주를 이용하여 발효시킨 도라지의 다양한 생리활성 탐색 연구가 계속적으로 이루어져야 한다고 사료된다.
본 연구의 목적은 천연 보존료나 기능성 식품을 개발하기 위하여 오미자를 물과 70% 에탄올로 추출한 후, 추출물의 폴리페놀 함량, 생리활성(항균활성, 항산화능, 혈전용해능)을 측정하였다. 오미자의 물과 에탄올 추출물의 폴리페놀 함량은 각각 511.5, 696.6 mg/100 g이었다. 오미자의 물추출물과 에탄올추출물은 식중독세균인 L. monocytogenes와 S. aureus에 대하여 우수한 항균활성을 나타내었다. 물추출물과 에탄올추출물 1,000 ppm 농도에서, 전자공여능은 각각 88.6%, 94.5%였으며 SOD 유사활성은 51.2, 53.6%, 아질산염 소거능은 pH 1.2에서 70.2%, 76.2%였다. 폴리페놀함량이 높은 에탄올추출물이 물추출물에 비하여 항균, 항산화 활성이 우수하였다. 반면에 오미자 추출물 $1.25{\sim}5.0%$의 혈전용해능은 물추출물이 에탄올추출물에 비하여 우수한 활성을 나타내었다. 본 실험결과로 볼 때, 오미자 추출물은 건강식품 개발 소재 혹은 가공식품에서 천연 첨가물로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
마늘의 동결 전처리는 세포막을 파괴할 수 있으며, 식품 품질을 향상시킬 수 있다. 따라서 전통적인 흑마늘 가공방법과 $-20^{\circ}C$와 $-70^{\circ}C$에서 동결 전처리후 숙성 흑마늘의 효과를 비교하였다. 실험 결과, $-70^{\circ}C$에서의 동결 전처리가 흑마늘의 품질과 항산화 활성에 가장 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 동결 전처리와 숙성과정을 거친 흑마늘의 갈변화 정도와 pH는 각각 3.14와 3.55로 나타났고, DPPH free radical 소거 활성 및 환원력은 동결 전처리 과정을 통해 향상시킬 수 있었다. 또한 동결 전처리 후 흑마늘의 환원당 및 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (5-HMF) 함량은 대조군 흑마늘에 비해 각각 1.69 및 1.14배 증가하였다. 그 결과 동결 전처리는 전반적인 품질(갈변정도, pH, 환원당)과 흑마늘의 기능성을 향상시킴을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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