• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1477-1486
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• 2016

Lactulose는 lactose의 이성질체로 galactose와 fructose의 ${\beta}$-1,4-glycosidic 결합으로 구성된 비소화성 기능성 이당으로 소장에서 분해되지 않고 대장에 도달하여 장내 유산균에 의해 이용되어 대장의 pH를 저하시켜 유해균의 증식을 억제 시키고 장내 균총을 유익한 방향으로 개선하는 효과를 가지고 있다. 또한 수용성 식이섬유로 작용하여 변비와 간성뇌질환등의 치료에 이용되고 있고 lactose에 비해 감미도 및 용해도가 우수하여 다양한 식품산업으로 유용하게 사용될 수 있는 높은 잠재적 활용가치를 보유하고 있는 기능성 당류이기도 하다. Lactulose를 생산하기 위하여 화학적 방법과 효소적 방법이 보고 되어있는데, lactose를 강알칼리 조건에서 이성화시키는 화학적 방법에 의한 lactulose의 생산은 고온, 고압의 반응 조건 및 중화 과정에서 사용되는 강산으로 인해 생성물의 과분해 및 부산물 생성에 의한 복잡한 정제과정이 요구되며 환경오염에 대한 심각한 문제를 내포하고 있다는 단점이 있다. 이러한 화학적 방법과는 달리 ${\beta}$-galactosidase 또는 cellobiose 2-epimerase와 같은 효소를 이용한 lactulose의 생산은 반응의 정밀성, 특이성, 반응공정의 안전성 및 친환경적 생산방법이라는 다양한 장점을 가지고 있다. 하지만, 효소적 생산 방법 중에서 ${\beta}$-galactosidase를 이용한 lactulose의 생산은 기질로서 유당뿐 아니라 과당을 함께 사용해야 하며 높은 기질농도에서만 반응이 이루어 지기 때문에 경제적으로 비효율적이라는 단점이 지적되고 있기도 하다. Lactulose의 효소적 생산방법에 있어서 이러한 단점을 극복하기 위하여 lactose 단일 기질로부터 높은 수율의 lactulose를 생산할 수 있는 cellobiose 2-epimerase를 이용한 lactulose생산 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있지만 향후 효소 반응 공정 및 효소특성개량에 대한 지속적인 연구를 통하여 lactulose 산업적 생산을 위한 다양한 연구가 필요한 실정이다.

• 한국축산식품학회지
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• 제32권5호
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• pp.540-544
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• 2012

During heat treatment and storage of milk, deteriorative reaction takes place, which consequently influence on the milk quality. In this study, formation of lactulose and furosine under different thermal conditions and storage conditions, and the ratio of lactulose and furosine (LU/FU) in presence of reconstituted milk powder were determined to establish chemical indicators for heat damages of milk and the adulteration of fresh milk in dairy field. The lactulose and furosine contents linearly increased with increased heating temperature and heating time. It showed high correlation between the formation of lactulose and furosine, and the treatment temperature and time (p<0.05). The lactulose and furosine concentration of HTST milk and UHT milk noticeably increased during storage at $30^{\circ}C$, but there was no noticeable increase of lactulose and furosine concentration at lower storage temperature. In the raw milk, the lactulose and furosine contents greatly increased with the addition of reconstituted milk. The increase level of furosine was much higher than that of lactulose, which consequently resulted in the lower LU/FU ratio in milk as increase of added reconstituted milk amounts. As comparing with raw milk, there was more than twice reduction in LU/FU ratios after the addition of reconstituted milk (p<0.05). It can be concluded that lactulose and furosine are suitable milk quality indicators of heat damage and for demonstrating improper addition of reconstituted milk powder.

• 한국축산식품학회지
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• 제22권1호
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• pp.50-54
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• 2002

시유의 적정품질관리 지표를 설정하기 위하여 열처리에 따른 lactulose의 생성에 관해 실험하였으며 결과는 다음과 같다. 살균기를 이용하여 HTST 및 UHT로 처리하여 4, 10, 3$0^{\circ}C$에서 각각 4주간 저장하며 lactulose의 함량변화를 측정한 결과 모든 처리구에서 저장기간에 따라 지속적으로 증가 하였으나, 4, 1$0^{\circ}C$에서는 최초 1.5mg/100m1에서 저장 4주째 1.93mg/100m1 및 2.14mg/100m1으로 미량 증가하였으며 3$0^{\circ}C$에서는 저장 4주째 4.88mg/100m1으로 생성량이 높게 나타났다. 또한 glycerol bath를 이용하여 75$^{\circ}C$에서 10~120초, 13$0^{\circ}C$에서 2~60초간 열처리하고 시간에 따른 함량변화를 측정한 결과 각 처리구에서 열처리시간과 lactulose의 증가량간에는 매우 높은 상관관계를 나타내며(75$^{\circ}C$ : r=0.986, P<0.001 ; 13$0^{\circ}C$ r=0.987 P<0.001)지속적으로 증가하였다. 또한 전지환원유의 첨가량을 달리하여 UHT처리 후 lactulose 함량을 측정한 결과 환원유 첨가량과 함량의 증가간에는 높은 상관관계(r=0.982, P<0.001)를 나타내었다. 따라서 현재 미생물학적 방법에 의존하고 있는 시유의 품질관리를 좀더 효율적으로 명확히 하기위해서는 열처리 방법 및 시간과 매우 높은 상관관계를 가지는 화학적 품질관리 지표의 도입이 필요한 것으로 사료된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제19권4호
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• pp.330-334
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• 1990

The lactulose contents in market milks were analyzed by gas chromatographic method. The method is evaluated for accurac and reproducibility using phenyl-$\beta$-D-glucoside as an internal standard. The response factor(RF) of lactulose of standard mixture was 1.15 the recoveries were 97.4-101.3% and the reproducibility was determined on the coefficeitns of variation 24.8% for pasteurized milk and 4.6-4.9% for UHT milk The lactulose contents of 16 brands of the market milks determined were 5.3-59.7mg/100ml in UHT milk and 1.3-1.8mg/100ml in pasteurized milk.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제33권2호
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• pp.339-348
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• 2020

Objective: This study investigates the technological and sensory profile of boneless dry-cured ham with different contents of lactulose added as a prebiotic ingredient. Methods: In addition to the control samples (without the addition of lactulose), three treatments were formulated to contain 2%, 4%, or 6% lactulose. Technological (lactulose content, instrumental color and texture profile analysis) and sensory (acceptance and check-all-thatapplies tests) analyses were performed on the final product. Results: The lactulose content in the finished product (1.86%±0.23%, 3.16%±0.18%, and 2.51%±1.35%) was lower than the lactulose originally added (2%, 4%, and 6%, respectively). The addition of 4% and 6% lactulose made (p<0.05) the products darker (lower L^⋆) and redder (lower h) with higher hardness and chewiness values, when compared to control samples. The additions of 2% and 4% lactulose reduce the appearance acceptability of the products, but overall the treatments were well accepted. Conclusion: The use of up to 4% lactulose as a prebiotic in the production of boneless dry-cured hams provides an alternative to improving its nutritional value with little alteration in the technological characteristics and still meeting the sensory characteristics desired by consumers.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권7호
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• pp.1267-1277
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• 2016

Currently, enzymatic synthesis of lactulose, a synthetic prebiotic disaccharide, is commonly performed with glycosyl hydrolases. In this work, a new type of lactulose-producing biocatalyst was developed by displaying β-galactosidase from Bacillus stearothermophilus IAM11001 (Bs-β-Gal) on the surface of Bacillus subtilis 168 spores. Localization of β-Gal on the spore surface as a fusion to CotX was verified by western blot analysis, immunofluorescence microscopy, and flow cytometry. The optimum pH and temperature for the resulting spore-displayed β-Gal was 6.0 and 75℃, respectively. Under optimal conditions, it showed maximum activity of 0.42 U/mg spores (dry weight). Moreover, the spore-displayed CotX-β-Gal was employed as a whole cell biocatalyst to produce lactulose, yielding 8.8 g/l from 200 g/l lactose and 100 g/l fructose. Reusability tests showed that the spore-displayed CotX-β-Gal retained around 30.3% of its initial activity after eight successive conversion cycles. These results suggest that the CotX-mediated spore-displayed β-Gal may provide a promising strategy for lactulose production.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제29권9호
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• pp.1042-1048
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• 1996

In order to investigate heating rate of commercial milk products in korean market, lactulose content and availability of calcium and ascorbic acid were measured. The pH range for raw and commercial milk was 6.5-6.75, and protein content was 2.5-3.13%. The acid degree value (。SH)showed between 5.3 and 7.1. There were no differences in pH, protein and acid degree among 3 types of milk. The portion ionic Ca content in UHT-milk(32.4%) and pasteurized milk (27%) increased significantly in comparison with raw milk (4.6%). Pasteurization led to loss of 20% ascorbic acid, and losses of UHT-treatment are approximately twice as high. Significant differences of lactulose content between UHT milk and pasteurized milk were observed. Some of UHT milk products showed very high value of lactulose content like sterilized milk. It is well known that the stress caused by indirect UHT treatment is slightly higher compared with the direct process. The results in this experiment suggested that most of UHT milk in korean market may be treated by indirect UHT method. In oder to keep the adventages of milk component, the heating methods of milk have to be reconsidered.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.407-412
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• 2014

락툴로오스는 식품과 제약분야에서 기능성 성분으로 알려져 있으며, 산업적으로 많이 활용되고 있어 주목을 받고 있다. 식품분야에서는 정장작용을 위한 비피더스 인자, 제약분야에서는 주로 변비, 간성뇌증, 간질환의 합병증 그리고 혈액 내 포도당(glucose)과 인슐린 수치의 유지 등을 위하여 이용되고 있다. 락툴로오스 합성은 크게 화학적, 생물학적 방법으로 분류할 수 있으며, 화학적 방법에서는 젖당(lactose)의 알칼리 이성질체화법에 의하여 합성되지만, 생성물의 분해 및 다양한 부반응에 의한 정제의 난점과 폐기물 관리 등의 문제점들을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자, 효소를 이용한 합성 방법이 최근 연구되고 있다. 베타-갈락토시다아제(${\beta}$-galactosidase)는 젖당의 가수분해물 생산이 가능하기에 유제품 산업에서 매우 중요한 효소이며, 과당(fructose)으로 갈락토실(galactosyl) 잔기의 전달반응에 의하여 젖당으로부터 락툴로오스를 합성할 수 있다. 그러나 정제된 젖당은 매우 고가의 물질로써 락툴로오스를 합성하기에는 경제적으로 적합하지 않다. 본 총설에서는 락툴로오스를 합성하기 위한 화학적, 생물학적 공정에 대한 연구 동향을 간략하게 소개하고, 저가의 기질을 활용한 경제적인 락툴로오스 생산에 대한 연구 및 전망을 제시하고자 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권4호
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• pp.504-511
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• 2016

락툴로오스는 기존에 화학적인 이성화법을 통해 생산해왔던 기능성 당으로서 프로바이오틱스나 장내균총 개선을 위한 의약품으로 활용되어 왔다. 최근 락툴로오스 화학전환법의 단점인 촉매제거와 부산물제거 에너지손실등의 문제를 해결할 수 있는 생물촉매를 이용한 락툴로오스 전환법이 대두되었다. 본연구에서는 유당의 낮은 용해도와 락툴로오스의 효율적전환을 위해 최적의 효소를 선별하여 무작위 돌연변이법으로 유전자를 개량하여 열내성이 $75^{\circ}C$까지 증진되고 활성이 1.3배 향상된 효소를 선별하였다. 이 효소를 정제하여 사용하는 대신 본 연구에서는 과량 발현시킨 대장균을 Ca-alginate로 고정화하여 $70^{\circ}C$에서 200 g/l의 유당과 회분식으로 반응시켜 43%의 전환 수율을 확인하였다. 반복회분식 실험에서 고정화된 담체는 비교적 안정적이었으며 4회 반복반응 후에도 80% 이상의 활성을 유지하고 있었다. 산업적인 방법을 개발하기 위해 고정화 담체를 이용한 반응기의 운전 최적화와 담체의 안정화를 증진시키는 추가적인 연구가 필요하지만, 본 연구에서는 열내성 특성을 이용하여 정제된 효소가 아닌 효소를 발현하는 세포자체를 고정화 시킴으로써 경제성있는 생산에 대한 방법론을 제시하였다.

• 약학회지
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• 제39권2호
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• pp.169-174
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• 1995

By coculturing E. coli HGU-3 with Bifidobacterium KH-2 or Streptococcus faecalis HGO-7 with Bifidobacterium KH-2, the productivity of $\beta$-glucuronidase and $\beta$-glucosidase was inhibited. When lactulose, growth factor of lactic acid bacteria, was added into this medium, the productivity of these enzymes and pH of the medium were dramatically decreased. When intestinal microflora of human and rat were inoculated in the medium containing lactulose, the enyzme productivity and pH of the medium were dramatically decreased. By s.c. injecting DMH into mice, $\beta$-glucuronidase of intestinal bacteria was induced, but the production of the enzymes was inhibited by adminstering lactulose.