• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.14-19
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• 2019

본 연구에서는 감태, 파래, 서실, 대황, 청각, 불등가사리, 세모가사리, 참도박, 미역, 다시마 등 해조류의 발효공정을 확립함으로써 해양 생물의 화장품 소재로의 사용 가능성에 대한 제안을 하고자 하였다. 해조류의 효과적인 발효를 위해 김치로부터 분리된 유산균인 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) 균주를 선정하였고, 첨가제로 전지 분유를 사용하였다. 해조류 분쇄물 2.0 % 와 전지분유 1.0 % 를 투입하고, 이후 $40^{\circ}C$ 까지 방랭하여 준비 한 후 락토바실러스 사케아이 유산균 1.0 % 를 접종 하였다. 발효물을 냉각하고 여과한 후 부틸렌글라이콜, 글리세린 등과 방부 역할을 할 수 있는 1, 2-헥산다이올 등을 첨가하여 혼합 후 제품을 완성하였다. 10 종의 해조류 중 감태, 청각, 미역, 다시마의 발효 효율이 좋음을 확인 할 수 있었다. 화장품에 적용 가능한 발효물의 함량을 결정 하였고, HET-CAM (The Hen's egg test-Chorioallantoic membrane) 법을 이용하여 원료의 안전성을 확인 하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권1호
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• pp.94-102
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• 2022

탈지 갈색거저리 유충과 번데기 분말을 A. oryzae 및 B. subtilis 균주를 이용하여 발효추출물을 제조하였다. 그 결과 발효추출물의 단백질 함량은 69.67-86.06% (p<0.001)이며, 액상발효물의 고형분 수율은 37.76-46.88% (p<0.001)로 나타났다. 단백질 분해율은 대두발효물(esS) 58.90%, 갈색거저리유충(esT; 52.62%), 누에번데기(esP; 50.13%) 순으로 나타났으며(p<0.001), 단백질 수율의 경우 47.47-63.02% 이였다(p<0.001). 또한 SDS-PAGE 결과, 발효과정을 거치지 않은 각각의 탈지원물과 비교 시 액상발효물들의 단백질이 저분자로 분해됨을 확인하였다. 액상발효물의 in vitro 소화율을 측정한 결과, 탈지원물(59.60-76.03%)에 비해 발효추출물의 단백질 소화율이 91.02-95.86%로 1.26-1.53배 증가하였다(p<0.001). 액상발효물의 단백질 용해도, 거품형성능, 거품안정성 모두 발효과정을 통해 수치가 증가하는 경향성을 나타났다. 이를 바탕으로 발효공정을 통한 단백질 추출물 공정의 가능성을 확인하였으며, 추후 추출물의 이화학적 특성 및 기능성을 기반으로 새로운 기능성 식품 소재 개발에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.348-355
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• 2008

청정대체에너지로 관심이 고조되고 있는 바이오에탄올의 경제적 생산은 고유가시대에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 곡물의 주정발효를 통해 얻어진 바이오 에탄올의 회수공정에 대하여 공장설계를 위한 열역학적 해석을 통해 신뢰성 있는 공정모사결과를 얻을 수 있도록 하고, 본 모델을 통하여 매우 성공적으로 운전이 되어 제품을 생산할 수 있고 향후 공정개선에 대한 기초를 마련했다. 연료용 무수에탄올 생산 공정은 실제공정에서 사용되고 있는 기술은 공비증류, 추출증류, 압력스윙 흡착공정 등이 있다. 본 연구에서는 추출증류 공정에 대한 공정모사를 통해 경제성 및 영향성을 평가해보았다. 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류에 대한 공정연구는 매우 에너지 효율적이고 무수에탄올 생산에 있어 에틸렌글리콜을 이용한 추출증류는 발효 불순물의 영향을 받지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 공비증류와 비교할 때 가장 큰 차이를 보이는 것으로 무수에탄올 회수에 있어 다양한 구성이 가능하며, 에탄올의 회수율을 극대화할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 공비를 제거하기위한 에틸렌글리콜 등의 첨가제는 공정의 성분들과 끓는점의 차이가 높고 서로의 용해도가 낮아서 공정중에 거의 100% 회수가 가능한 특징을 있고 공비증류에 비해 매우 환경친화적이다. 한편 개발된 공정에서는 매우 낮은 에너지(1.37198 kg steam/kg anhydride ethanol from 3.05 mol% ethanol)로 99.85%의 무수에탄올을 생산할 수 있으며, 본 연구의 결과 발효된 원료로부터의 무수에탄올의 생산은 공비를 제거하기위한 agent의 선택도 중요한 사항으로 첨가제에 따른 효율이나 에너지 필요량을 알아보았고 공정의 에너지를 절약하기 위해 공정을 효율적으로 구성하여 열회수를 극대화 할 수 있었다.

• 미생물과산업
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• 제13권3호
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• pp.37-38
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• 1987

1983년 부터 3년여에 걸쳐 유한양행 중앙연구소에서 우수 균주 개량및 발효법에 의한 효소생산을 확립시켜 산업화 가능 수준까지 도달하였다. 그러나 당사에서 생산시 국제가격하락및 품질경쟁을 예상할때 실제 생산에서는 실험실 수준의 2배 이상의 역가향상과 회수율 향상이 필요하였고, 실험실에서 손쉽고, 경제적인 생산방법들이 규모가 큰 공장 설비에서는 경제적이지 못했으므로 별도의 산업화 작업이 필요하였다. 이러한 일련의 scale-up 실험은 연구소의 여러 기초 실험결과를 토대로, 기존설비들에 적합하게, 대량생산이 가능하게, 작업이 안전하게, 생산성의 변동이 적게, 공정속도가 빠르게, 경제성이 높게하는 것을 목표로 진행시켰다. 이미 항생제 Rifamycin 발효생산을 통하여 축적된 기술 경험을 최대한 되살려 발효및 회수 정제의 산업적 기술개발에 응용하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.64-64
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• 2018

생물전환(Bioconversion)은 천연소재의 기능성을 증대시키기 위한 방안으로 많은 연구가 진행되고 있으며 다양한 산업에서도 활용되고 있어 유용미생물을 기반 차세대 기술로 각광받고 있다. 이러한 기술의 도입은 식품은 물론 의약품 및 화장품 산업에서도 활발히 사용되고 있으며, 특히 최근 기능성 제품에 대한 소비가 급증함에 따라 그 중요성이 높아지고 있다. 산초(Zanthoxylum schinfolium)는 limonene, citronellal, phellandrene 등의 다양한 유효물질을 함유하고 있으며 유효성분들로부터 유래되는 항산화 활성과 항암활성, 항균활성 등의 효능을 지니는 것으로 보고된바 있다. 본 연구의 생물전환 공정에 사용된 유산균들은 전통 발효식품으로 알려진 다양한 젓갈류로부터 분리하였으며, 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 유전학적 특성을 확인하였다. 또한 확보된 유산균들을 사용하여 산초(전북 진안군) 분말의 발효공정을 수행하였으며, 산초의 최적 추출조건을 선정하고 추출물을 제조하여 생물전환 공정 전 후 활성의 변화추이를 관찰하였다. 추출물의 활성평가는 항산화 효능 및 유효성분 함량을 평가하기 위하여 DPPH radical scavenging activity와 total polyphenol 함량을 평가하고 세포주를 활용해 MTT assay, Nitric oxide(NO) 생성억제 효능을 확인하여 세포독성 및 항염증 활성을 확인하였다. 실험결과, 생물전환 공정에 사용할 유용 미생물을 확보하기 위한 실험을 통해 다양한 젓갈류에서 다양한 미생물을 확보할 수 있었으며 약 16종의 유산균을 분리하였다. 분리된 미생물을 사용하여 산초 분말의 생물전환 공정을 실시한 결과, 5종의 유용미생물 처리에서 무처리 대비 DPPH radical 소거능 및 polyphenol 함량이 유의적으로 증가됨을 확인할 수 있었다. 그 중 가장 높은 활성을 나타내는 균주를 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 확인한 결과 Weissella confusa D1로 확인되었다. 선별 균주를 활용한 생물전환 공정 후 항산화 활성은 대조군 대비 약 120%의 활성을 나타냈으며, polyphenol의 함량은 약 126%로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 더 나아가 생물전환 공정 후 산초추출물의 세포독성은 처리전과 비교하여 월등히 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며, 항염효능 또한 증가하는 경향을 나타내는 것이 확인되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제22권6호
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• pp.851-858
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• 2015

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.

• 한국식품과학회지
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• 제47권6호
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• pp.711-718
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• 2015

대추 추출물로부터 식초를 생산하기 위한 발효공정의 최적 조건을 연구하였다. 아세트산 세균을 이용한 발효 공정의 조절 변수로 초기 세균수, 에탄올의 농도, 대추 추출물의 농도, 온도, pH를 고려하여 반응 표면 분석법을 통해 분석하였다. FCD 기반의 통계 분석을 통해, 영향이 낮은 것으로 나타난 초기 세균수와 대추 추출물의 농도는 고려요소에서 제거한 다음, 아세트산 생성과 최대 산도를 얻을 수 있는 발효 공정 최적 조건을 탐색하였다. 최대 산도와 최대 아세트산 생성 조건에 대해 각각 $R^2$값이 0.71, 0.78로 나타난 반응 표면 회기식 분석을 통해 7.69% 에탄올을 함유한 25%의 대추 추출물로부터 $21.75^{\circ}C$에서의 아세트산 발효를 통해 52.76 mg/mL의 아세트산을 생산하는 것이 최대 효율 공정으로 예측되었으며 이를 실험을 통해 검증하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제25권6호
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• pp.1087-1093
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• 1996

국내 및 해외에서의 멸치액젓 관련 제품의 가공공정과 포장에 대하여 살펴 본 후 멸치액젓의 표준화된 가공과 품질관리를 위해 새로운 가공공정 및 포장방법을 제시하였다. 제시된 방법에서는 원료 멸치를 소금과 혼합한 다음(염도 20%), 온도조절된 상태에서 발효숙성시키고, 여과 혹은 원심분리, 여과잔사를 염수첨가 후 2차 발효시켜서 재여과하여 1차 여과액과 혼합시키고, 용기에 포장하고 저온에서 살균하는 과정에 의해 구성되도록 설계되었다. 여과잔사 폐기물의 처리 문제도 함께 고려하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권1호
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• pp.111-118
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• 2015

본 연구는 항비만 소재로 연구된 도라지와 울금 소재를 대상으로 발효 전과 후 3T3-L1 지방세포의 분화 억제효능을 확인하고자 하였다. 그 결과 발효 전 도라지와 울금은 3T3-L1 세포의 분화에 영향을 미치지 못하는 것을 확인할 수 있었다. Apsergillus oryzae 발효를 통해 만들어진 소재들은 도라지 발효물의 플라보노이드 증가를 제외하면 모든 소재에서 폴리페놀과 플라보노이드의 함량 및 항산화 활성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 발효 전과 다르게 발효 후 도라지, 울금 및 도라지와 울금 혼합물의 발효물에서 3T3-L1 세포의 분화억제능이 oil red O 염색법을 통해 관찰되었으며, mRNA 발현 확인을 통해 SREBP-1c와 $PPAR{\gamma}$의 발현을 억제하여 분화를 억제할 수 있음을 확인하였다. 이는 Apsergillus oryzae 발효과정이 도라지와 울금의 항비만효과를 개선할 수 있으며, 발효과정을 통해 새로운 항비만 유효성분이 생성되었음을 예측할 수 있었다. 본 연구결과를 통해 Apsergillus oryzae 발효공정이 도라지와 울금의 기능을 향상시켜 우수한 기능성 제품의 개발에 유용하게 활용될 수 있음을 확인할 수 있었으며, 개발공정의 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제50권4호
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• pp.391-399
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• 2018

생물전환기법과 유산균을 사용한 발효를 이용해 쿼세틴의 회수율 증가와 비배당체(aglycone) 형태로의 전환을 통해 체내 흡수율을 높이고 풍미가 향상된 기능성 양파음료를 개발하기 위한 연구를 수행하였다. 생물전환에 적합한 유산균과 효모를 발굴하고 외부환경 조건에 차이를 두어 쿼세틴의 비배당화 전환율을 최대화하는 조건을 확립하였다. 실험 결과를 바탕으로 L. casei, L. plantarum, K. lactis가 생물전환공정에 적합한 유산균으로 선별되었다. 양파 슬러리를 포함한 양파즙을 발효하였을 때 쿼세틴 농도는 초기 대비 K. lactis와 L. casei에서 각각 260%, 318%의 증가가 관찰되었으나, 48시간 이후에는 감소하는 것을 확인하였다. 또한 quercetin hexose와 quercetin di-hexose는 최대 141%까지 증가하여 발효가 진행되는 동안 전체 총 쿼세틴 양이 증가함을 알수 있었다. 양파즙의 초기 pH를 중성으로 조정하였을 때 비배당체 쿼세틴 농도는 초기에 빠르게 증가했으나 24시간 이후에는 발효가 지속됨에 따라 감소하였다. Quercetin hexose의 농도 또한 빠르게 감소해 비배당체 비율이 증가했지만 자체 농도가 감소해 중성 pH에서의 발효는 적절하지 않다고 판단하였다. 발효기를 이용한 대용량 발효 실험에서도 L. plantarum, L. casei와 K. lactis 모두 동일한 발효 효율을 유지함을 확인하였다. 그러나 식품으로서의 사용을 위한 열 살균 이후에는 유산균 발효 양파즙의 쿼세틴 배당체 농도가 급격히 감소하여 고온 고압 살균이 아닌 여과와 같은 다른 살균 공정이 필요하다고 판단했다. 이상의 결과를 바탕으로 식물성 유산균 발효를 통한 쿼세틴 함량 증가와 비배당체/배당체 비율의 증가를 확인하였고 고기능성 유산균/젖산균 발효 양파즙의 개발 가능성을 알 수 있었다.