두부 제조공정 중의 부산물인 비지의 효율적인 이용을 위하여, 원료 대두 중량의 10%에 해당하는 건조비지를 첨가시킨 두부를 제조하여 이의 영양적 품질을 검토하였다. 일반성분은 수분의 경우 건조비지 첨가 두부가 80.6%, 일반 두부가 77.5%로써 비지 첨가 두부가 다소 높았으며 단백질의 함량은 건조비지 첨가 두부와 일반 두부 각각 38.5%, 45.8%였으며, 지질의 함량은 각각 34.3%, 26.9%로써, 단백질과 지질 함량이 낮은 건조비지 첨가로 인해 일반 두부에 비해 건조비지 첨가두부가 낮은 함량을 보였다. Trypsin inhibitor (TI) 함량은 비지의 경우 잔존량이 6.9 (mg/g시료)정도였고, 건조비지의 경우에도 거의 비슷하였다. 건조비지 첨가두부에는 원료 대두에 있었던 TI의 12% 정도만 남아있었다. 단백질의 효소소화율 (enzyme digestibility)은 비지, 건조비지 각각 87%, 86% 정도로 높았고 건조비지 첨가 두부도 일반 두부와 거의 동일한 91% 정도였다. 효소소화율은 TI함량이 저하함에 따라 역상관관계를 가지면서 상승하였다. 구성 아미노산 조성은 일반 두부와 건조비지 첨가 두부는 거의 차이가 없었으며, 총아미노산에 대한 필수 아미노산의 비율은 일반 두부가 40.4%, 비지첨가 두부가 40.6%였으며, lysine 함량이 높은 건조비지로 인하여 건조비지 첨가 두부는 lysine의 보충 효과가 있었다. 단백품질을 Computed Protein Efficiency Ratio (C-PER)로 계산할 때 일반 두부는 1.95, 비지 첨가 두부는 1.4였으나 Discriminant Computed Protein Efficiency Ratio (DC-PER)로 계산할 때는 오히려 비지 첨가 두부경우가 높았다. 여러 연구자들의 대두가공품에 대한 생체실험 결과와 비교할 때 일반 두부를 제외하고는 두유, 비지 및 비지첨가두부의 영양평가는 DC-PER 방법이 유리한 것으로 생각되었다.
두부 제조공정 중의 부산물인 비지의 효율적인 이용을 위하여, 유기용매를 이용하여 건조시킨 비지를 원료 대두 중량의 10%가 되게 첨가하여 제조한 두부의 dietary fiber 함량과 탄수화물 소화율을 측정하였다. 또한 두부 제조 공정 각 단계별 시료의 소화율과 섬유소함량도 아울러 측정하였다. 전통적인 방법으로 제조한 두부와 비지첨가두부를 제외하고는 원료대두를 비롯한 전 시료중의 가용성 섬유 및 불용성 섬유의 비율은 1 : 3.5(w/w, 건물중량 기준)이었으며 비지제품은 각 섬유소의 함량이 상대적으로 원료 대두보다 1.5~2.5배 증가하였다. 또한 섬유소의 함량이 극히 적었던 전통두부에 건조비지를 첨가하면 불용성 및 가용성 섬유소가 각각 30%와 45%씩 증가하여 두부에서도 섬유의 영양적 효과를 기대할 수 있었다 탄수화물의 소화율은 비지의 경우 10%를 넘지 못하는 수준이었으며 전통두부 역시20% 정도였다. 비지 첨가 두부의 탄수화물 소화율도 비지의 소화율과 별차이를 보이지 않았다. (12.5%). 두부 및 관련 제품들의 탄수화물 소화율과 식이 섬유소 함량과의 상관관계가 역의 상관관계 r =-0.9243)를 보였다.
두부비지를 이용한 친환경적인 목재방부제를 조제하고, 두부비지 가수분해에 사용하는 산의 농도 및 염의 구성에 따른 방부능의 영향을 조사하는 실험을 수행하였다. 두부비지 방부제는 $25^{\circ}C$에서 1시간 동안 0, 1%, 그리고 2% 황산에 의해 가수분해된 두부비지와 염화구리 또는/그리고 붕산나트륨으로 조제되었고, 목재시편 내에 감가압법으로 주입하여 주입된 시편을 $70^{\circ}C$ 열수에서 72시간 동안의 용탈실험을 거친 후, 갈색부후균 Trametes palustris 및 백색부후균 Tyromyces versicolor에 대한 내후성을 조사하였다. 실험결과 두부비지를 가수분해한 산의 농도가 높아짐에 따라 방부제의 주입능과 내후성이 증가하였고, 용탈성은 감소하였다. 두부비지산 가수분해물/구리염 또는 두부비지 산 가수분해물/구리염/붕소염으로 처리된 목재시편은 T. palustris 및 T. versicolor에 대한 우수한 방부효능을 보였으나, 두부비지 산 가수분해물/붕소염 또는 두부비지가 포함되지 않은 방부제로 처리된 목재시편은 T. palustris에 의한 부후가 관찰되었다. 상기 결과를 토대로 1% 황산에 의해 가수분해한 두부비지, 염화구리 그리고 붕산나트륨으로 조제한 목재방부제가 두부비지를 이용한 목재방부제 조제의 최적 조건으로 평가되었다.
최근 환경오염 및 인체 유해성으로 사용이 제한 받고 있는 목재방부제인 chromated copper arsenate (CCA) 그리고 CCA의 대체방부제로 사용되고 있는 고가의 Copper Azole (CuAz)과 alkaline Copper quaternary (ACQ)를 대체하기 위하여 유기폐기물인 두부비지, $CuSO_4$ 그리고/또는 Borax를 이용하여 조제하였다. 이렇게 조제된 두부비지 목재방부제의 사용 가능성을 확인하기 위하여 갈색부후균에 대한 방부효능을 조사하고, 그 방부제가 처리된 목재시편을 FE-SEM과 EDS를 이용하여 현미경적 분석을 수행하였다. 두부비지 방부제로 처리한 목재시편은 Postia placenta와 Gloeophyllum trabeum에 대해 우수한 방부효능을 보였으며, 비지의 가수분해를 위해 사용된 산농도 및 온도의 증가, 그리고 Borax의 첨가는 방부효능을 향상시켰다. 두부비지 방부제로 처리된 시편의 현미경적 관찰을 통하여 비지 가수분해물과 구리의 반응을 통해 용탈과정 중에 용출에 대한 내성을 향상시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 상기 결과를 토대로 두부비지 방부제가 경제성과 환경적 측면에서 목재방부제로 사용될 수 있다고 생각한다.
GM 콩으로 제조된 두부와 비지 등 콩 가공제품들의 효율적인 모니터링을 위하여 GM 콩이 0%, 1%, 3%, 5%, 100% 함유된 두부와 비지를 제조하여 이들의 삽입유전자인 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase(epsps)를 검출하기 위한 PCR 방법과 EPSPS 발현 단백질 검출을 위한 western blotting과 lateral flow strip을 사용하여 검출 감도를 비교하였다. PCR 결과 산물의 크기가 큰 600 bp의 증폭에서 두부의 경우에는 100% GM으로 제조된 두부에서만 확인이 가능하였고, 비지에서는 5%, 100%에서 확인이 되었다. 크기가 작은 123 bp가 생성되는 실험에서는 0%를 제외한 모든 두부와 비지에서 검출되었다. Western blot 결과는 100% 두부, 비지에서만 검출이 되었고, lateral flow strip test에서는 100% 비지에서만 검출되었다. 이러한 결과로부터 GM 콩 가공식품 검출은 면역학적 방법보다는 PCR이 더 높은 민감도가 나타내는 것을 확인하였고, 또한 가공식품에서 효율적인 GMO 검출을 위해서는 100 bp 정도의 작은 크기의 PCR 산물을 이용해야 민감한 검출 결과를 보여주는 것을 확인하였다.
현재 국내에서 목질계 판상재를 생산하기 위해 사용되고 있는 석유화학계 접착제의 제조비용 상승과 포름알데히드 방산 문제로 대체 접착제의 개발이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 대체 접착제 개발 방안의 하나인 bio-based 접착제 개발을 위하여 유기폐기물인 두부비지의 원료화 가능성을 확인하였다. 먼저 두부비지의 이화학적 성질을 조사하였고, 두부비지를 황산 또는/그리고 가성소다로 화학적으로 개량한 후 phenol formaldehyde (PF) prepolymer와 혼합하여 접착제를 조제하였으며, 그 접착제를 합판 제조에 사용하였다. 또한 제조된 합판의 접착강도 및 포름알데히드 방산량을 측정하여 합판용 접착제로서 사용가능성을 확인하였다. 본 연구에서 원료로 사용된 두부비지의 고형분 함량 및 pH는 각각 20% 내외, 약산성이었으며, 화학적 조성은 탄수화물의 함량이 가장 높았으며 다음으로 단백질을 많이 함유하고 있었다. 두부비지를 이용하여 조제된 접착제를 이용하여 제조된 합판의 인장전단강도는 KS 규격의 보통합판 품질기준을 상회하였으나, 목파율은 기준에 비해 낮은 것으로 조사되었다. 또한 포름알데히드 방산량도 KS 규격의 E1 기준보다 높은 것으로 나타났다. 따라서 두부비지가 환경친화적인 목질계 판상재료용 접착제의 원료로서 사용될 수 있다는 가능성을 보여 주었으나 접착강도의 향상과 포름알데히드 방산량 저감을 위해 두부비지의 생물학적 개량방안과 가교제로 사용된 PF prepolymer에 대한 좀 더 많은 연구가 필요하다.
백서를 이용하여 콩가공품(두부, 비지)의 섭취가 간장 및 혈청의 콜레스테롤 농도에 미치는 효과를 검토하였다. 단백질원으로서 casein, 건조두부분말 또는 casein과 건조비지분말의 혼합물(3 : 1, w/w)을 코레스테롤이 첨가된 정제사료로 4주간 수컷 백서를 사육하였다. 두부분말과 비지혼합물의 섭취는 카제인 단독섭취에 비하여 현저한 혈청콜레스테롤 농도를 감소시켰다. HDL-콜레스테롤농도는 카제인 섭취군이 다른 두 군보다 높았으나, HDL-콜레스테롤과 총콜레스테롤 농도에 비해 유의한 차이는 없었다. 간장콜레스테롤은 caseind을 섭취했던 두 군에 비하여 두부섭취군에서 현저하게 낮은 온도를 나타내었다. 이러한 결과는 콜레스테롤 첨가사료를 섭취한 백서에 있어서 콩가공품의 콜레스테롤 저하작용, 더 나아가 비지의 섭취는 식이중 동물성 단백질의 존재에도 불구하고 효과적인 혈청콜레스테롤 농도의 조절 가능성을 시사한다.
시중에서 시판되고 있는 발효비지로부터 총 58종의 균주를 분리하였으며, 그 중 starch 첨가 배지에서 투명환을 형성한 10종을 분리하였다. 이 10종의 균주를 정량적으로 amylase활성 측정을 하여 가장 큰 활성을 가진 2종의 균주를 재분리하여 공시 균주로 선정하였다 공시 균주를 동정한 결과 두 균주 모두 Bacillus sp로 동정되었으며, 각각 을 Bacillus sp. GM7330과 Bacillus sp. GM7312라고 명명하였다. 분리된 2종의 균주는 모두 5% 두부비지 용액에 glucose 3%와 yeast extract 0.15%를 첨가하여 초기 pH를 6.0으로 조정하여 30。C에서 72 hr 배양하였을 때 각각 488 units과 341 units_로 가장 큰 활성의 amylase를 생산하였다.
ㆍ 제주전통두부 제조에 따른 지역별 원료대두의 전처리 공정은 \circled1 생두부 -> 수침 -> 맷돌분쇄, \circled2 생두부 -> 맷돌분쇄 -> 수침 그리고 \circled1과 \circled2를 병행한 방법이 있었다. ㆍ비지제거공정의 경우 비지를 제거하는 지역과 비지를 제거하지 않는 지역(성읍)이 있었으며, 비지분리를 위한 첨가제로 돼지기름(내도) 또는 돼지기름과 쌀겨를 혼합(선흘)한 경우가 있었으며, 비지분리 횟수는 지역에 따라 1~3회 정도의 차이가 있었다. ㆍ 가열공정 중 가열용기는 가마솥을 사용하였고, 누름방지제로는 대부분의 지역에서 돼지기름을 사용하였고 일부 지역에서는 들기름을 사용하였다. ㆍ 응고공정 중 응고제로 해안선 지역에서는 해수를 사용하였고, 중간산 지역에서는 소금물을 이용하였으며, 염전이 있는 지역에서는 간수를 사용하였다. ㆍ 성형시간은 60~720분이었으며, 냉각은 수냉이 아닌 방냉을 하였다. 제주 전통두부는 주로 잔치, 상례, 기제사, 명절 등 대소사에 사용하였으며 대부분 가열조리하지 않고 섭취하였다.
일반 노란콩에 쥐눈이콩을 0, 20, 40, 60% 첨가하여 두부를 제조한 후 품질특성을 조사하였으며, 쥐눈이콩을 첨가한 두부와 아울러 두부부산물인 비지와 순물의 항산화성을 함께 비교하였다. 두부의 수율은 쥐눈이콩 첨가량이 증가함에 따라 약간 증가하였으며, 두부의 색은 L값과 b값이 감소하였다. 쥐눈이콩의 첨가량이 증가할수록 두부의 견고성과 씹힘성이 순차적으로 감소한 반면에, 쥐눈이콩을 첨가한 두부의 부착성과 응집성은 다소 높게 나타났다. DPPH free radical에 대한 전자공여능과 SOD(superoxide dismutase) 유사활성에 의한 항산화 활성을 분석한 결과, 노란콩만으로 제조한 두부에 비해 쥐눈이콩을 첨가한 두부에서 그 활성이 높았으며 쥐눈이콩의 첨가량이 증가함에 따라 항산화 활성이 증가하였다. 두부부산물인 비지, 순물의 경우 쥐눈이콩의 첨가량이 증가함에 따라 항산화 활성의 증가율이 보다 컸으며, 특히 순물의 경우 항산화 활성이 현저하게 높게 나타나 기능성 식품소재로서 활용성이 높을 것으로 전망되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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