The chemical and rheological properties of deproteinated porphyrans from laver Porphyra yezoensis were investigated to obtain basic data for the production of food materials with biological functionality. Deproteinated porphyran was prepared by acid extraction (pH 4.0, $80^{\circ}C$, 4 hr) and successive hydrolysis with 0.5% Alcalase and 0.5% Flavourzyme. The porphyran constituted 10.7% of the dry laver and consisted of 0.6% protein, 14.8% ester sulfate, 3.2% 6-O-methyl galactose, 16.0% 3,6-anhydro-L-galactose, and 67.3% galactose. The effects of concentration and temperature on the apparent viscosity were examined by applying the power law and Arrhenius equations. The porphyran solution showed the typical behavior of a pseudoplastic liquid and the flow behavior index decreased with increasing concentration. The activation energy of the deproteinated porphyran solution at a 1,000 L/s shear rate also increased from $1.4954{\times}10^{4}\;to\;1.9544{\times}10^{4}\;J/kg$ mol with the concentration.
녹두전분의 농도(5-8%, 건량기준)와 가열온도$(80-95^{\circ}C$)가 전분의 리올로지에 미치는 영향을 조사하였다. 녹두전분은 농도에 관계없이 아밀로그래프의 최고점도를 보이지 않았고 가열 중 점도는 계속 증가하였다. 전분호화액은 항복응력을 가진 의가소성 유체의 성질을 보였고, 점조도지수는 농도와 가열온도가 증가할수록 증가하였으나, 유동지수는 반대로 감소하였다. 전분 겔을 $4^{\circ}C$에 저장하는 동안 겔의 수축정도는 농도와 가열온도가 증가할수록 감소하였다. 아밀로그래프를 이용하여 $95^{\circ}C$에서 15분간 호화시켜 만든 농도 7과 8%의 겔의 초기경도는 6% 겔보다 2배 이상 높았으나, $4^{\circ}C$에서의 노화속도는 농도와 가열온도에 크게 영향을 받지 않았다.
A novel bacterium isolated from Cheonggukjang was identified as a glutamate-dependent Bacillus subtilis HA with 98.3% similarity to Bacillus subtilis Z99104. Optimization of poly-$\gamma$-glutamic acid ($\gamma$-PGA) production by modulating fermentation factors including carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts and fermentation time was investigated. Optimum culture broth for $\gamma$-PGA production consisted of 3% glutamate, 3% glucose and various salts, resulting in the PGA production of 22.5 g/L by shaking culture for 72 hr at $37^{\circ}C$. Average molecular weight of $\gamma$-PGA was determined to be 1,220 kDa through MALLS analysis. The $\gamma$-PGA solution showed a typical pseudoplastic flow behavior, and a great decrease in consistency below pH 6.0 regardless of the same molecular weight of $\gamma$-PGA. The molecular weights of isolated $\gamma$-PGA were drastically decreased by heat treatment in various acidic conditions, resulting in different hydrolysis of $\gamma$-PGA. The consistency of $\gamma$-PGA solution was greatly decreased with increase heating time in acidic conditions.
For the screening of a new functional exopolysaccharide, sugar composition and rheological properties of exopolysaccharide produced from Xanthomonas sp. EPS-1 were investigated. The average molecular weight of exopolysaccharide was determined to be approximately 2.l $\times$ 10$^{6}$ dalton. The new exopolysaccharide EPS-1 was composed of mannose, glucose, galactose and gluco- samine. IR analysis showed that the exopolysaccharide EPS-1 was assumed to be polymer with carbohydrates. NMR analysis showed that exopolysaccharide EPS-1 was presumed to be 4 units of sugar and trace of CH$_{3}$ group. Exopolysaccharide EPS-1 solution showed a characteristic of non-Newtonian fluid properties. At the concentration of 1.0%, the consistency index and the flow behavior index were shown at 10.8352 poise-sec and 0.4419, respectively. All dispersions were pseudoplastic fluids described accurately by Power-law model. Exopolysaccharide EPS-1 was highly viscous at low concentration, with good stability over a wide range of pH 5 to 13. The excellent compatibility of exopolysaccharide EPS-1 was represented with salts such as sodium chloride.
생물고분자 생산 균주를 분리하여 동정한 결과, 분리균주는 Gram 음성의 간균으로 내생포자를 형성하지 않았으며, nitrate 환원과 catalase 반응에서 양성이고, oxidase 반응에서 음성인 통성 혐기성의 한 균주로 분류학상의 위치를 검토한 결과, Enterobacter sp.로 판단하였다 이 균주가 생성하는 생물고분자는 정색반응, CPC 침전, IR 분석 등에 의해 우론산을 함유한 산성의 다당인 것으로 추정되었다. TLC 및 GC에 의해 조사한 결과, mannose, galactose 및 galacturonic acid로 구성된 hetero 다당이었으며, 분자량은 약 3.7$\times$$10^{5}$이었다. 이다당의 수용액(0.5-2.0%, w/v)은 비뉴우톤 유체로 항복응력을 갖는 의가소성 유체로서 거동하였으며, 1.5% 농도 이상의 낮은 농도에서 겔 형성능을 나타내었다.다.
농도(0, 10, 20, 30%, w/w)를 달리한 sucrose가 혼합된 고구마 전분 페이스트(5% w/w)의 정상유동 특성과 동적 점탄특성에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 고구마전분-sucrose 복합물의 정상유동 특성은 power law 모델 및 Casson 모델로부터 레올로지 계수를 결정하였다. 일정한 온도(25$^{\circ}C$)에서 모든 시료들은 높은 항복응력과 함께 pseudoplastic과 thixotropic 거동을 나타내었다. 고구마전분-sucrose 복합물의 점조도 지수(K), 겉보기 점도(${\eta}_a$), 그리고 항복응력(${\sigma}_{oc}$) 값들은 control(0% sucrose)에 비해 10% sucrose가 더 높았으며, 또한 sucrose 농도(10-30%)가 증가함에 따라 이들 값들은 감소하였다. 팽윤력은 30% 농도에서 급격한 감소를 나타내었고, 레올로지 계수(K, ${\eta}_a$, ${\sigma}_{oc}$)값이 낮게 나타난 시료는 낮은 팽윤력을 보여주었다. 온도 의존성은 25-70$^{\circ}C$ 온도 범위에서 Arrhenius 관계식에 의하여 높은 상관관계를 나타내었다. 또한 동적 점탄특성 측정 결과에 의하면 고구마전분-sucrose 복합물은 약한 젤과 같은 거동을 보여주었으며, G'과 G" 값들은 sucrose 농도와 진동수($\omega$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. Cox-Merz 중첩원리는 30% sucrose 농도를 가진 고구마전분-sucrose 복합물에서 잘 적용되는 것으로 나타났다. 따라서 sucrose 첨가에 의해 고구마전분 페이스트의 레올로지 특성이 변화하게 되며, 이들 특성은 sucrose의 농도에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.
피브로인은 누에고치가 생산되는 불용성 단백질이다. 고온의 염화칼슘용액에서 가용화시킨 후 탈염하여 물에 녹게 만들 수 있다. 그러나 수용액은 불안정하여 피브로인 분자는 랜덤코일에서 $\beta$병풍구조의 비율이 증가하는 구조로 전이되고 겔을 형성한다. 그러나 피브로인 겔은 약하고 탄성이 없어 소재로 응용하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 글리세롤과 에탄올을 사용하여 반고형의 피브로인 겔을 제조하고 이들의 유동 특성을 조사하였다. 80%의 글리세롤로 만들어진 피브로인 겔은 의가소성 및 thixotropic 특성을 나타내었으며 항복응력의 제곱근 값이 피브로인의 농도와 선형적으로 비례하였으며 항복응력이 없어지는 피브로인의 농도는 0.2%로 확인되었다. 40% 에탄올에서 만들어진 피브로인 겔은 매우 심한 thixotropic 특성을 보였으며 전단속도가 어떤 값 이상이 되면 급격한 전단연화 현상을 나타내었다. 이 피브로인 겔은 전단이력 후 의가소성을 회복하는 특성을 나타내었다.
배 가공시 그 이용성을 증진시키기 위하여 혼탁 및 청징주스 농축액의 리올로지 특성을 조사, 비교한 결과는 다음과 같다. 각각의 농축액들은 뉴톤유체에 가까운 흐름특성을 나타내었으며, Power law model과 Herschel-Bulkley model에 적용되었다. 유동지수는 농도에 대해서는 뚜렷한 상관관계를 보이지 않았으나 측정온도에 대해서는 온도가 증가할수록 감소하여 의사가소성을 띠었으며, 점조도지수는 농도가 증가할수록, 온도가 감소할수록 증가하였으며, 항복력은 무시할 수 있는 정도였다. Arrhenius식에 의해 구한 전단속도 1500 1/s에 대한 점도의 유동활성화에너지는 농도가 $15^{\circ}Brix$에서 $60^{\circ}Brix$로 증가함에 따라 혼탁주스 농축액의 경우 $1.5104{\times}10^4$에서 $3.4141{\times}10^4\;J/kg{\cdot}mol$로, 청징주스 농축액의 경우 $1.4762{\times}10^4$에서 $3.4963{\times}10^4\;J/kg{\cdot}mol$로 증가하였으며, 지수함수식에 의해 구한 농도의존성 상수인 A는 온도가 $5^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$로 증가함에 따라 혼탁주스 농축액의 경우 0.0789에서 $0.0484^{\circ}Brix^{-1}$로, 청징주스 농축액의 경우 0.0786에서 $0.0476^{\circ}Brix^{-1}$로 감소하였다. 이와같이 혼탁주스 농축액과 청징주스 농축액은 리올로지 특성에 있어 거의 차이가 없었다.
탈지처리한 전분시료 및 탈지후 1% palmitic acid를 첨가한 시료를 제조하여 이들의 리올로지 특성을 생전분과 비교 검토하였다. 3-7%의 전분호화액은 항복응력이 존재하는 의가소성을 나타내었으며 탈지처리에 의해 항복응력이 감소하였다. 점조도지수의 대수값과 농도의 관계는 생전분에서 단일기울기를 갖는 직선관계를 보였으나 탈지전분 및 지방산 첨가전분에서는 전분농도 5%에서 기울기가 서로 다른 두개의 직선 관계를 나타내었다. 7% 전분 시료액의 활성화에너지는 3.14-4.76 kcal/gmol 이었으며 탈지처리로 활성화 에너지는 다소 증가하였다. 또 모든 시료는 4% 이상 농도에서 hysteresis현상을 나타내었으며, 탈지처리로 humping현상을 나타내었으며 시간의존성도 증가하는 경향을 보였다.
쌀전분을 이용한 지방대체소제의 개발을 목적으로 ${\alpha}-amylase$를 이용하여 가수분해도가 낮은 rice maltodex-trin을 제조하고 이의 일반적인 특성과 유동특성을 검토하였다. 쌀전분을 고온에서 호화시킨 후 내열성 ${\alpha}-amylase$로 가수분해 시킨 rice maltodextrin의 평균 중합도는 D.E. 값이 3,4,5,6일 때 각각 72.8, 64.7, 56.3, 48.7이었으며, 상당히 한정된 중합도 분포를 나타내었다. D.E. $3{\sim}6$의 maltodextrin의 찬물에 대한 용해도는 D.E. 값의 중가에 따라 473%에서 71.5%로 현저하제 증가되었다. Rice maltodextrin 8%(w/v) 용액은 의가소성 유체거동을 보였으며, D.E. 값이 증가함에 따라 유동거동지수 n가 강소하였구 곁보기 점도는 $2{\sim}7\;mPa{\cdot}s$ 범위의 값을 가졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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