• KSBB Journal
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• 제4권3호
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• pp.221-228
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• 1989

각종 섬유질 효소당화반응조내의 현탁액 혼합교반 양상이 효소당화에 미치는 영향을 검토하기 위하여 3종의 대표적인 bioreactor;vertical impeller type bioreactor-(VITB), horizonatl paddle type bioreactor(TDTB)를 제작하여 그 효용성을 비교 검토하였다. 최적 교반강도는 impel-ler나 paddle로 현탁핵을 교반하는 VITB와 HPTB가 각각 100rpm, 그리고 통자체를 회전시켜 교반하는 TDTB가 200rpm이었으며 TDTB에 부착된 baffle의 형태 및 크기는 큰 영향을 주지 않았다. 또한 VITB나 TDTB의 경우 과다한 교반은 효소의 실활을 유발시켜 오히려 섬유소당화를 저해하였다. 3종의 bioreactor의 최적 교반조건에서의 당화효율을 비교한 결과 VITB가 가장 높았으며 특히 고농도 섬유소 당화시 가장 높은 당화효율을 보여, 가장 효율적인 교반양상을 나타내는 것으로 보인다. 이로 미루어 impeller나 paddle의 물리적 충격에 의한 현탁액의 cellulose network를 파괴시키는 효소반응기가 단순히 교반혼합하는 반응기에 비하여 우수한 결과를 줌을 알 수 있었다. 반면 주어진 양의 당을 생산하는데 소요되는 동력소모를 검토한 결과 TDTB가 VITB에 비하여 다소 낮았으나 고농도의 경우는 급속히 증가되었다. 적절한 bioreactor의 선정에는 기질의 가격, 당화수율, 고농도 당화, 그리고 반응기의 scale-up의 용이성등이 종합적으로 검토되어져야 할 것이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제61권4호
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• pp.315-320
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• 2018

본 연구에서는 효소 처리한 주박 당화물 분말을 발효식품에 이용하고자 상업용 Lactobacillus acidophilus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium longum 혼합 균주를 이용하여 탈지분유에 주박 당화물을 첨가하여 요구르트를 제조하고 주박 당화물 분말의 첨가량에 따른 요구르트의 발효특성과 저장성을 조사하였다. 탈지분유에 주박 당화물을 0.5-2.0% 첨가한 결과 적정산도는 주박 당화물의 사용량에 비례하여 증가하였으며, 12시간 후 대조군 0.72%에서 주박 당화물 첨가 요구르트는 0.77-0.90%로 증가하였다. pH의 변화도 적정산도의 변화와 일치하는 경향이었다. 젖산균 생균수는 주박 당화물의 첨가량에 비례하여 증가하였으며, 12시간 배양 후 대조군은 7.83 log CFU/g에서 주박 당화물 첨가군은 8.01-8.13 log CFU/g까지 증가하였다. 또한 주박 당화물은 주박과는 상이하게 커드의 안정성에 대한 효과가 매우 미미하였다. 관능평가 결과. 주박 당화물의 첨가 수준은 0.5%가 적절하였다. 주박 당화물을 첨가한 요구르트를 $4^{\circ}C$에서 16일간 저장하는 동안 pH와 적정산도의 변화는 미미하였고, 젖산균 수는 약간 감소하였으나 모든 조건에서 $10^7CFU/g$ 이상으로 유지되었다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.212.1-212
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• 2003

식혜 제조시 쌀 품종에 따른 당도의 변화를 조사하기 위하여 45종의 쌀 품종을 사용하였을 때 당화 10시간 후의 당도가 9.0~11.1 Brix로 품종간에 차이를 나타내었다. 간척과 신금오, 서안, 계화등을 이용시 당도가 상대적으로 낮았다. 간척과 상주품종을 비교하면 식혜제조시 당화 10시간에 약 19%의 당도 차이가 있었다. 쌀 품종 간척을 이용한 식혜의 HPLC 분석에 의한 주요 당 조성은 fructose 3.6%, glucose 9.8%, maltose 78.3%, maltotriose 8.3% 이었다. 육조 맥아와 이조 맥아를 이용한 당화력의 차이는 육조 맥아를 100메쉬로 분쇄하여 사용시 이조 맥아보다 높았다. 육조 맥아의 당화 최적온도는 6$0^{\circ}C$이었으며, 밥과 맥아 추출물의 비를 1:8로 하였을 때 막아 첨가량 25% 추출물에서 당화력이 가장 높았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.1-5
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• 2016

목질계 바이오매스를 이용하여 효소를 사용하지 않고 발효당을 얻기 위해 황산을 이용한 당화를 수행하였다. 바이오매스로는 pinus rigida와 palm농업 부산물인 EFB를 사용하였다. 산을 이용한 당화에서는 당의 과분해 생성물을 줄이기 위한 당화조건을 생각해 보아야 한다. 따라서 본 연구에서는 목질계 바이오매스를 이용한 2단 산당화를 수행하였다. 산을 이용한 1차 가수분해에서는 72 wt%의 황산을 이용하여 $80^{\circ}C$에서 반응시켰을 경우 가장 높은 당화율을 보였고 pinus rigida와 EFB 각각 11.49 wt%, 32 wt%의 당화율을 보였다. 이후 1차 가수분해에서 얻은 액상을 9~15 wt%의 산농도가 되도록 묽혀 $50{\sim}120^{\circ}C$의 온도로 2차 가수분해를 진행했다. 2차 가수분해시 9%의 황산농도와 $120^{\circ}C$의 온도조건에서 80분간 반응시켰을 때 최종 글루코오스 당화율은 pinus rigida의 경우 86.8 wt.% (39 g/L), EFB의 경우 95.3 wt%(32.4 g/L)를 얻을 수 있었다. 각 단계에서 분석된 결과는 물질수지를 통해 확인하고 당화 효율을 비교해 보았다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권4호
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• pp.349-357
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• 1989

전분질을 당화시킬 때 유리구와 같은 분쇄마찰매체 (attrition-milling media)를 첨가하여 교반함으로써 생전분질 -효소 현탄액에 분쇄마찰효과를 주어 전분입자를 구조적으로 변화시켜 당화를 현저히 촉진시키는 적절한 무증자 당화법을 연구해오고 있다. 본 연구는 전분질의 무증자 당화에 적합한 고효율 및 저에너지 소모형 분쇄마찰매체 함유 효소반응기의 개발을 목포로, impeller를 갖춘 agitated bead type bloattritor를 설계 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 무증자 옥수수전분을 기질로 당화에 적합한 bioattritor의 최적 조작조건을 검토하였고, 일정한 탄성계수를 지닌 spiral spring coil을 내장한 torque 측정장치를 개발하여 부하되는 torque 및 분쇄마찰 매체의 교반에 소요되는 energy를 측정하였고 중요 변수의 영향을 검토하였다. 또한 energy 소모와 생 전분의 효소당화 촉진효과와의 상관관계를 규명하였으며, bioattritor의 경제성을 전망하였다. 전분질의 최적 당화조건에서 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 동력은 1.53watt/ι로서 매우 적었다. 분쇄마찰매체 함유 효소반응계는 에너지 절약형 공정으로 사료되며, 이를 이용한 무증자 전분 효소당화공정의 산업적 활용 전망이 예상된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.399-405
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• 1986

무증자 전분의 효소당화시 분쇄마찰매체를 첨가하여 분쇄마찰 효과를 주어 당화를 촉진시키는 새로운 무증자 전분 당화법을 이용하여 HFCS의 제조에 적합한 포도당 함량이 높은 고농도 당액을 얻기 위해 연구하였다. 생전분을 고농도 당화를 위해 22.5, 39, 그리고 45%(w/v)와 같이 농도를 고농도까지 증가시켜 가면서 당화시킨 결과, 분쇄마찰 반응계를 활용할 경우 39%(w/v)와 같은 높은 전분 농도에서도 효율적인 당화가 가능하였으며, 8시간 후 75%, 24시간 후에는 92% 이상이 분해되었고 이때 당 농도는 425g/L 수준에 이르렀다. 초 고농도로 전분을 투입한 경우에도 전분을 batch식으로 투입하지 않고 분할 투입하는 fed-batch식으로 분할 투입한 결과 45%(w/v)와 같은 초 고농도에서도 우수한 결과를 얻었다. 또한 고농도에서는bead size가 큰 것이 당화촉진 효과가 컸다. 생성된 당조성을 HPLC로 분석한 결과 증자법의 당조성과 거의 유사한 glucose 95%, maltose 0.7%, 그리고 higher saccharide 4.5%로써 HFCS 제조에 적합한 특성을 갖추었다. 분쇄매체의 shearing에 의한 효소실활을 검토한 바 본 실험과 같은 교반하에서는 효소가 비교적 안정하였고. 특히 $Ca^{++}$은 효소 안정화에 매우 중요한 역할을 수행하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제14권6호
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• pp.650-654
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• 2007

식혜 고유의 시원한 맛과 인삼의 독특한 맛을 가미한 인삼식혜를 제조하기 위해 본 연구에서는 엿기름 20 g, 고두밥 400 g을 기준으로 하여 여기에 각 인삼분말을 고두밥양의 $3{\sim}12%$, teramyl효소 0.2 mL을 각각 첨가한 후 인삼식혜 제조에 있어 당화공정의 특성을 분석하였다. 인삼식혜의 당화공정은 일반 식혜의 당화공정과 같이 당화 온도 및 당화 시간이 증가할수록 당화력이 증가 하는 경향을 보였다. 하지만 본 실험에서 제조한 인삼식혜의 유리당 분석을 한 결과 식혜고유의 주성분인 말토오스 함량이 일반 식혜보다 훨씬 높은 4.3%이상의 농도를 나타내고 있어 시판식혜에 비해 우수한 품질의 특성을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제12권4호
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• pp.261-264
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• 1984

증자하지 않은 cassava 생전분의 ethanol 발효생산을 위한 동시당화 -발효의 최적조건을 검토하였다. 생전분의 분해력이 가장 좋은 당화효소의 선별에서는 Asp. shirousami27이 가장 좋았으며 발효효모는 균주에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 동시당화-발효는 pH3.6에서 가장 높았으며 발효전 6$0^{\circ}C$에서 당화효소에 의한 전당화와 발효시 교반등이 발효속도 및 발효율에 효과가 있었고, 분쇄처리도 효과가 있었다. cassava 생전분의 동시당화-발효에서 5일간의 긴 발효 기간을 요구하는데 발효중 발효액의 성분 조사 결과 중간물인 glucoserk 축적되지 않는 것으로 당화과정이 속도결정단계임을 알 수 있다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제25권1호
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• pp.139-145
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• 2015

본 연구에는 메밀을 ${\alpha}$-amylase, ${\beta}$-amylase, glucoamylase 세 종류의 효소로 당화한 결과, 당도와 rutin, quercetin, 총 폴리페놀 함량이 증가하였고, 항산화 활성이 개선됨을 확인하였다. 당화 전 약 $1^{\circ}Brix$를 나타내던 메밀은 ${\alpha}$-amylase, ${\beta}$-amylase, glucoamylase로 당화하였을 때 최고 $10.27^{\circ}Brix$, $5.13^{\circ}Brix$, $11.13^{\circ}Brix$를 각각 나타내었다. Rutin과 quercetin의 함량도 당화 전보다 당화를 거치면서 증가하는 경향을 나타내었으며, ${\alpha}$-amylase로 당화하였을 때 rutin은 1.76배, quercetin은 2.09배 증가하였으며, ${\beta}$-amylase로 당화하였을 때 rutin은 1.58배 증가하였으며, glucoamylase로 당화하였을 때 rutin은 3.36배, quercetin은 6.58배 증가하였다. 총 폴리페놀과 DPPH radical 소거능을 측정한 결과, 당화를 하기 전과 비교하여 당화 후 총 폴리페놀 함량과 DPPH radical 소거능이 유의하게 증가하였다. 이러한 결과를 바탕으로 메밀의 당화는 메밀에 함유되어 있는 기능성 성분을 증가시켜 기능성 식품으로의 개발가능성을 높이는 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.229-239
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• 2018

본 연구의 목적은 탈지미세조류(LEA) 세포벽 분해를 통한 바이오당 생산에 있어 당화효소 사용없이 마이크로파 전처리만을 이용하여 글루코오스와 자일로오스를 생산하는 것이다. LEA의 주성분인 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 무효소 당화를 위해 산 가수분해 기반의 마이크로파 전처리 조건을 반응표면분석법을 이용하여 최적화하였다. 마이크로파를 이용한 무효소 당화 공정의 주요 변수는 마이크로파 출력(198~702 W), 전처리 시간(39~241 sec)와 황산 농도(0~0.1 mol)로 최적 조건 예측을 위해 중심합성계획법을 이용하여 2차 회귀함수를 도출하였다. 마이크로파 출력과 전처리 시간이 LEA로부터 육탄당(C6)과 오탄당(C5) 생산에 유의한 영향을 주는 변수이며 증가에 따라 육탄당과 오탄당 당화율이 증가하는 경향을 확인하였다. 육탄당과 오탄당 당화율 최대화를 위한 산 가수분해를 적용한 마이크로파 전처리 최적 조건은 마이크로파 출력 700 W, 전처리 시간 185.7 sec와 황산 0.48 mol으로 육탄당 당화율 92.7%와 오탄당 당화율 74.5%가 예측되었으며 확인 실험을 통해 육탄당 당화율 94.2%와 오탄당 당화율 70.8%가 확인되어 예측의 유효성을 확인할 수 있었다. 이는 LEA의 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스 당화를 위해 산 가수분해 적용 마이크로파 전처리만을 이용한 무효소 당화 공정 적용과 $100^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도와 짧은 전처리 시간 적용을 가능하여 기존 전처리 대비 효과적인 공정 임을 입증했다.