유기 붕산계 화합물과 4차 암모늄염의 혼합물을 추출제로 사용하여 에멀젼형 액막법에 의한 과당과 포도당의 분리가 회분식 반응기에서 이루어졌다. 당 분리를 위해 적합한 추출제와 최적의 실험조건을 찾기 위하여 각 당에 대하여 독립적으로 추출 실험이 수행되었다. 원료상의 당 농도, 붕산계 화합물 종류와 w/o 비와 같은 여러 변수들이 과당과 포도당 분리에 미치는 영향이 조사되었으며, 이때 원료상과 회수상에서의 최종 당 농도가 분석되었다. 원료상에서의 과당/포도당 추출률 비는 매우 높았지만, 회수상에서의 당 농도는 높지 않았다. 상업적인 당 분리를 위한 에멀젼형 액막 시스템 개발을 위해 보다 회수상으로 과당의 역추출을 강하게 추진할 수 있는 염을 찾는 것이 요구되었다.
제주도에서 재배되어 온 재래귤 5종(당유자, 유자, 청견, 하귤, 팔삭) 부위별 에탄올 추출물의 총 폴리페놀 함량 측정, 총 플라보노이드 함량 측정, DPPH radical 소거 활성 실험을 실시하였다. 총 폴리페놀 함량의 경우, 5종 재래귤(당유자, 유자, 청견, 하귤, 팔삭) 부위별 에탄올 추출물 가운데 당유자의 외피(244.84mg/g)와 중피(200.70mg/g) 처리구에서 폴리페놀 함량이 가장 높았다. 총 플라보노이드 함량의 경우, 총 폴리페놀의 함량 측정에서와 마찬가지로 5종 재래귤(당유자, 유자, 청견, 하귤, 팔삭) 부위별 에탄올 추출물 가운데 당유자의 외피에서 102.12mg/g으로 가장 높았으며, 청견과 하귤, 팔삭의 플라보노이드 함량은 폴리페놀 처리구와 같이 당유자 처리구보다 적게 나타났다. DPPH radical 소거 활성의 경우, 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량 측정의 결과에 같은 경향으로 5종 재래귤(당유자, 유자, 청견, 하귤, 팔삭) 부위별 에탄올 추출물 가운데 당유자의 외피(79.39%)와 중피(70.73%)에서 가장 양호한 항산화 활성을 나타내었다. 이러한 결과들로부터 당유자의 두꺼운 과피 구조인 외피와 중피에 에센셜 성분인 limonene, myrcene, β-ocimenes 등과 같은 향기성분들의 영향으로 생각되어 앞으로 이에 대한 연구가 더 필요하리라 생각된다.
오징어육속에 함유되어 있는 주요유리당 성분을 조사하고 이들 성분의 추출용매와 추출시간에 따른 변화를 조사하였다. 오징어육의 주요 유리당성분은 glucose, fructose ribose이며 이들의 양이 전체의 80%이상을 차지하였고 galactose, xylose, mannose도 소량 검출되었다. 추출조건에 따라서는 생오징어의 경우는 물로서 추출하는 것이, 건조오징어의 경우는 70%에탄올로 추출하는것이 유리당의 추출량을 증가시킬 수 있었다. 추출시간에 따른 유리당의 추출량은 추출온도 $100^{\circ}C$이하에서는 추출용매에 관계없이 $2{\sim}3$시간 추출한 것이 가장 높게 나타났고, $120^{\circ}C$의 고온에서는 추출 1시간에 가장 높고, 그 이후에서는 급속히 감소하는 현상을 보였다.
백미삼을 원료로 엑기스를 조제할 때 추출조건으로 추출용매와 농도, 추출온도와 추출시간 등이 엑기스의 당류와 유리당 그리고 질소화합물 조성에 미치는 환경을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 당류로서 전당, 환원당 및 전당은 추출용매 ethanol의 농도가 증가됨에 따라 감소되었고 온도 상승에 따라서는 증가되는 경향이었으나 상대적으로 유리당은 증가되었으며, 추출시간에서는 0% 및 70% ethanol구 모두 초기 용출이 컸으나 회수별 당류간의 구성비율에서는 큰 차이가 없었다. 3~4회 추출로 가용성 당류의 94.14~99.95%가 용출되었다. 유리당은 fructose, glucose, sucrose, maltose로 구성되어 있으며 sucrose가 90% 이상 대부분을 차지하는 특징적 구성을 가지고 있다. Ethanol 농도 증가에 따라 단당류는 감소되는 반면 이당류는 증가되었다. 용출온도 상승에 따라서는 반대의 경향을 보였다. 4회 추출로 가용성 유리당의 98% 이상이 용출되어 당류및 유리당의 용출율로만본다면 3~4회 추출이 적합하였다. 질소화합물을 전당류, 수용성비단백태질소, 불용성단백태질소, 수용성단백태질소로 분별하여 조사한 결과 질소화합물 총량의 84% 이상을 수용성비단백태질소가 점유하는 특징적인 구성을 가지고 있으며 일반적으로 추출용매 ethanol의 농도가 증가될수록 전질소와 수용성비단백태질소의 용출은 감소되었고, 특히 90%구에서 현저하였으며 추출온도 상승에 따라서는 커다란 차이가 없었으나 $100^{\circ}C$구에서 수용성단백태질소가 현저하게 증가되었고 3회 추출로 가용성질소화합물의 80% 이상이 용출되었다.
이번 연구에서는 식용 및 약용버섯 자실체를 가지고 버섯의 주요 기능성 성분인 총 당의 함량을 추출방법을 달리하여 비교분석하였다. 열수추출, 산추출, 알칼리 추출을 통해 총 당 측정법으로 미량의 시료에 적합한 페놀-황산법으로 측정하였다. 표준 곡선은 glucose solution을 사용하여 작성하고 측정한 흡광도를 표준곡선에 적용하여 시료의 농도를 얻었다. 열수추출에서는 동충하초가 658.4(${\mu}g/g$)로 가장 높았고, 산추출과 알칼리 추출에서는 운지버섯이 각각 649.7(${\mu}g/g$)와 679.0(${\mu}g/g$)로 가장 높음을 알 수 있었다. 추출방법별로 열수추출과 마이크로웨이브 추출로 총 당 함량을 정량한 결과 열수 추출에서는 동충하초, ASI 7025가 높았고, 1 hr 마이크로웨이브 추출 및 2 hr 마이크로웨이브 추출에서는 운지버섯, 꽃송이가 높게 나타났다. 이러한 결과를 통해 각기 다른 추출용매와 추출방법에 따라서 추출되는 총 당 함량이 다름을 알 수 있었다.
복분자 추출물을 이용하여 과립차를 제조하고자 가공특성을 조사하였다. 복분자 추출물과 당 및 산을 적용하여 추출물 함량($X_1$, 0.4~1.2 g), 당 함량($X_2$, 6~10 g) 및 구연산 함량($X_3$, 0.1~0.3 g)의 비율로 혼합하여 과립에 관능적 특성 및 Hunter's color를 반응표면분석을 통하여 모니터링 하였다. 색상에 대한 가장 우수한 관능평점을 나타내는 배합비는 추출물 함량 0.96 g, 당 함량 7.05 g 및 구연산 함량 0.232 g이었다. 관능적으로 가장 우수한 향미를 나타내는 배합비는 추출물 함량 0.86 g, 당 함량 6.04 g 및 구연산 함량 0.215 g이었다. 관능적으로 가장 우수한 맛을 나타내는 배합비는 추출물 함량 0.92 g, 당 함량 6.39 g 및 구연산 함량 0.251 g이었다. 전반적인 기호도가 가장 높은 배합비는 추출물 함량 0.86 g, 당 함량 6.65 g 및 구연산 함량 0.272 g이었다. Hunter's color b값의 반응표면은 전반적인 기호도의 반응표면과 가장 유사한 것으로 나타났다. 따라서 복분자 과립차의 Hunter's color와 기호도는 Hunter's color a값 6.0, 복분자 추출물 함량 0.8 g 및 당 함량 0.6 g에서 선호되었다.
반응표면분석법을 이용하여 상황버섯의 열수추출을 위한 최적조건을 결정하였다. 추출특성을 조사하기 위하여 추출시간 ($1{\sim}5$시간) 및 가수량$(0.02{\sim}0.10%(W/V))$을 중심으로 10개 종속변수 구간을 설정하여 갈색도, 환원당 및 총당 함량 등을 반응표면분석법으로 모니터링하였다. 그 결과 갈색도$(Y_1)$, 환원당 $(Y_2)$ 및 총당 함량$(Y_3)$은 10% 내에서 유의성이 인정되었고, 갈색도, 환원당 및 총당 함량은 추출시간보다 가수량에 의해 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 이용하여 contour map을 superimposing 하여 추출물의 특성을 모두 만족시켜주는 최적추출 조건의 범위를 결정한 결과 추출시간은 $3.0{\sim}4.5$시간, 가수량은 상황버섯 1 g 당 $40.0{\sim}58.2\;ml$이었다. 최적 추출조건에서의 상황추출물의 품질특성은 무기원소는 N, K가 다른 무기원소보다 많은 경향을 보였고, 유리당은 sucrose와 glucose가 각각 0.126, 0.012% 존재하는 것으로 확인되었다. 유리아미노산은 총함량이 $503.26\;{\mu}g%$이었으며, 이 중에서 필수아미노산은 유리아미노산 전체의 5.4%를 차지하였다. 또한 다당류의 분자량은 10 KDa 부근의 분자량이 main peak를 이루고 있었다.
식혜 제조시 당화에 영향을 미치는 인자인 엿기름 추출온도와 시간, 엿기름과 물의 비율, 밥의 양을 반응표면분석법의 중심합성계획에 따라 설계하여 각각 조건들의 영향을 dual cathod system으로 구성된 바이오센서로 행하였을 때 포도당과 맥아당의 측정은 엿기름 추출온도 및 각각의 조건들은 포도당과 맥아당의 최적조건이 약간은 다른 결과를 보였는데 포도당에서는 $60^{\circ}C$, 맥아당은 $55^{\circ}C$에서 최적의 온도를 나타내었고 엿기름 추출시간은 포도당이 6시간 30분, 맥아당은 5시간 45분이었으며 물과 엿기름의 비율은 포도당과 맥아당 각각 1:6.3, 1:8.8이었고 엿기름 추출액과 고두밥의 양에서는 0.48%는 포도당, 0.6%는 맥아당이 최적조건이었다. 반응표면분석법에 의하여 유의차를 검증한 결과 그 상관관계를 비교했을 때 유의성이 높게 나타났다.
여러 가지 조성의 PEG 20000jDx로 구성한 수성 이상계를 사용한 에탄올 추출발효실험을 통하여 K. fragilis에 의한 돼지감자 주스의 발효 특성을 초기 당농도 및 생성 알코올 농도의 함수로 규명하여 다음의 결과를 얻었다. 균체의 비증식속도 빛 에탄올 비생성속도는 PEG 및 Dx 농도가 낮을수록 증가하였다. 비증식속도는 조성에 무관하게 초기 당농도 $80g/\ell$에서 최대치를 보였고, 에탄올 비생성속도는 $120g/\ell$최대치를 보였다. 생성 알코올 농도에 의한 저해 영향은 비증식속도에 대하여 지수함수형 을, 에탄올 비생성속도에 대하여 쌍곡선함수형을 나타냈다. Dx 농도가 2.5~5% 범위에셔 PEG 농도 가 낮을수록 에탄올 저해 영향은 감소하였다. 총괄 에탄올 생산성은 초기 당농도가 증가할수록 높았으 며 생산성이 최대치에 도랄하는 소요시간도 당농도가 증가함에 따라 증가하였다. 시간별 에탄올 생산 속도는 초기 당농도 $160g/\ell$ 에서 가장 높은 값을 보 였다. 총괄 에탄올 생산성은 대조실험에 비하여 수 성이상계 추출발효를 통하여 1.2배 이상 증가하였고 초기 당농도가 높을수록 이상계 추출발효가 더욱 유리한 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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