[논문]투석과 건조방법이 다시마(Laminaria japonica) 알긴산의 물성에 미치는 영향

임영선; 유병진

doi:10.5657/kfas.2005.38.4.226

[국내논문] 투석과 건조방법이 다시마(Laminaria japonica) 알긴산의 물성에 미치는 영향
Effects of Dialysis and Various Drying Methods on Physical Properties of Alginates Prepared from Sea Tangle, Laminaria japonica 원문보기

한국수산학회지 = Journal of the Korean Fisheries Society, v.38 no.4, 2005년, pp.226 - 231

임영선 (강릉대학교 식품과학과) , 유병진 (강릉대학교 식품과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

To investigate the physical properties of sea tangle (Laminaria japonica) alginates, extracted by the Mexican process, the effects of extracting time and drying methods on intrinsic viscosities, MWs and DPs of alginates were examined. The MWs of alginates before and after dialysis decreased with increase of extracting time. The MW s before dialysis were lower than those after dialysis. The ash contents before dialysis decreased with increase of extracting time. After dialysis the ash contents of the alginates showed 10.4-10.9% of those, which were little affected by extracting time. In the ash composition after dialysis, the sodium content was 4.4 g/100 g, $90\%$ of total ash content. The ash contents, the intrinsic viscosities, the average molecular weight and the DPs of the alginates dried by AD before dialysis were higher than those by VF. The ash and uronic acid contents of alginates after dialysis showed $10.6-10.9\%\;and\l88.1-88.9\%$, respectively. But the intrinsic viscosities, the MWs and DPs of the alginates after dialysis gradually decreased by following dry methods. The decreased order was ADAD, ADVF, VFAD, VFVF. The coefficient of determination between MWs and DPs in the alginates having more than 300 kDa was 0.999.

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AI 본문요약
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제안 방법

, 2004)고 보고되어 있다. 그러므로 본 연구는 Mexican process (Chapman, 1980)로써 alginates를 추출할 때 추출 시간과 건조하는 방법을 달리 하였을 때 alginates의 물리적 성질의 변화를 측정하였다.
(1997)의 방법으로 추출하였다. 즉, 다시마 건조 분말(60 mesh)에 50배(w/v)의 0.5% Na2CO₃ 용액을 가하여 60℃ 진탕 수조에서 각각 1.5, 3.0, 6.0 및 12.0 시간 동안 추출하고 메탄올로 침전하여 sodium alginates를 제조한 후 메탄올로서 2회 수세하였다. 수세된 alginates는 탈이온수에 1% 되도록 녹이고, 이 용액을 투석막(Sigma Co.
0 시간 동안 추출하고 메탄올로 침전하여 sodium alginates를 제조한 후 메탄올로서 2회 수세하였다. 수세된 alginates는 탈이온수에 1% 되도록 녹이고, 이 용액을 투석막(Sigma Co. D0655, mw cut off; 13, 000)을 이용하여 투석하였고, 투석 외 액은 투석내용물의 200배 량의 탈이 온수에 넣고 자석 교반기 위에서 교반 하 면서 투석하였으며 최초 6시간 이후에 외 액을 갈아주고 그 이후에는 12시간마다 갈아주었다. Alginates의 건조는 stainless steel로 제작된 30。의 경사면에 얹어 놓고 25℃, 풍속 2 m/sec의 공기로 건조하는 풍건(air drying, AD)과 진공동결 건조 (vacuum freeze drying, VF) 방법을 이용하였다.
Alginates의 건조는 stainless steel로 제작된 30。의 경사면에 얹어 놓고 25℃, 풍속 2 m/sec의 공기로 건조하는 풍건(air drying, AD)과 진공동결 건조 (vacuum freeze drying, VF) 방법을 이용하였다. 특히 투석과 건조조건을 조합하여 alginates의 시료를 4종류 조제하였다. 즉, 투석 전 AD로 건조한 시료를 투석 후 AD (ADAD)와 VF (ADVF)로 각각 건조한 alginates 시료 2종과 투석전 VF로 건조한 a* lginates 투석한 후 AD (VFAD)와 VF (VFVF)로 각각 건조한 시료 2종으로 실험하였다.
특히 투석과 건조조건을 조합하여 alginates의 시료를 4종류 조제하였다. 즉, 투석 전 AD로 건조한 시료를 투석 후 AD (ADAD)와 VF (ADVF)로 각각 건조한 alginates 시료 2종과 투석전 VF로 건조한 a* lginates 투석한 후 AD (VFAD)와 VF (VFVF)로 각각 건조한 시료 2종으로 실험하였다.
Uronic acid와 환원당 함량은 전보(You and Lim, 2003)에 서술한 방법에 의하여 정량하였다. 미량금속의 정량은 AOAC (1995)법에 따라 시료를 건식 회화하여 HC₁ 과 HNO₃로 용해 시킨 후 원자 분광광도계 (Perkin Elmer PK-300, U.S.A.)로 측정하였다.

데이터처리

측정된 alginates용액의 겉보기 점도 변화율(slope of apparent viscosity, SAV), MW 및 DP의 상관관계는 Duncan's multiple range test (Duncan, 1955)로 처리하여 95% 유의수준에서 SPSS Program (SPSS Inc., 2001)으로 수식화하였다.

이론/모형

Alginates는 Mexican process (Chapman, 1980)를 수정한 방법인 You et al. (1997)의 방법으로 추출하였다. 즉, 다시마 건조 분말(60 mesh)에 50배(w/v)의 0.
D0655, mw cut off; 13, 000)을 이용하여 투석하였고, 투석 외 액은 투석내용물의 200배 량의 탈이 온수에 넣고 자석 교반기 위에서 교반 하 면서 투석하였으며 최초 6시간 이후에 외 액을 갈아주고 그 이후에는 12시간마다 갈아주었다. Alginates의 건조는 stainless steel로 제작된 30。의 경사면에 얹어 놓고 25℃, 풍속 2 m/sec의 공기로 건조하는 풍건(air drying, AD)과 진공동결 건조 (vacuum freeze drying, VF) 방법을 이용하였다. 특히 투석과 건조조건을 조합하여 alginates의 시료를 4종류 조제하였다.
Alginates 용액의 점도와 MW 즉정은 전보(You and Lim, 2003)에 서술한 방법에 따라 측정 계산하였다. 즉, 고유점도는 Mark-Houwink (Mitchell and Ledward, 1986) 식을 이용한 Mancini et al.
Alginates 용액의 점도와 MW 즉정은 전보(You and Lim, 2003)에 서술한 방법에 따라 측정 계산하였다. 즉, 고유점도는 Mark-Houwink (Mitchell and Ledward, 1986) 식을 이용한 Mancini et al. (1996)이 제시한 식을 사용하여 MW을 계산하였다.
Uronic acid와 환원당 함량은 전보(You and Lim, 2003)에 서술한 방법에 의하여 정량하였다. 미량금속의 정량은 AOAC (1995)법에 따라 시료를 건식 회화하여 HC₁ 과 HNO₃로 용해 시킨 후 원자 분광광도계 (Perkin Elmer PK-300, U.
Alginates의 DP는 Hirst et al. (1964) 의 빙법에 따라 uronic acid 함량에 대한 환원당 함량의 비로써 계산하였다.

성능/효과

그리고 alginates의 MW에 있어서 투석전이 투석 후보다 낮게 나타나는 것은 투석막의 분자량 cut off가" 12,000 Da임 을 고려하면 저분자의 alginates가 투석에 의해서 제거되어져 분자량 12,000 Da 이상의 alginates 만 남기 때문임을 알 수 있다. 또한 투석전의 분자량에 대한 투석 후의 분자량 비율이 추출 시간에 따라 점차 감소하는 것으로 나타났다. 이것은 추출 시간이 증가함에 따라 투석후의 alginates 분자량이 계속 감소하고 있는 것을 미루어 보면, 분자량이 12,000 Da 이상인 alginates는 추출된 후에 NaeCh에 의해 12,000 Da 이 하의 alginates로 분해되는데 분해 되는 속도가 다 시마 조체로부터 분자량 12,000 Da 이상의 alginates가 추출되는 속도보다 빠르다는 것을 의미한다.
추출 시간과 투석이 alginates의 회분함량, uronic acid 함량 및 DP에 미치는 영향을 Table 2에 나타내었다. 투석전 alginates의 회분함량은 1.5시간 추출하였을 경우 35.1%이었으며 12.0시간의 경우 32.6%에 나타내어 추출 시간이 증가함에 따라 점차 감소하였으나 투석 후에는 추출 시간에 관계없이 10.4-10.9%를 나타내었다. 특히 투석전에 32.
Table 3은 다시마 분말로부터 6시간 동안 alginates를 추출하였을 때 투석 전후의 회분 조성을 분석한 것이다. 투석전의회 분함량은 33.9%이었으나 투석 후에는 10.4%를 나타내어 투석 조작을 통하여 alginates의 회분이 대량 제거된다는 것을 알 수 있다. 투석전에는 Na의 량이 24.
AD의 경우가 VF보다 uronic acid의 함량이 낮은 것은 회분함 량의 차이 때문으로 여겨진다. 고유 점도, MW 및 DP의 값을 보면 AD의 경우가 VF보다 모두 높게 나타났다. 이와 같은 결과는 회분 함량 차이가 고유 점도에 영향 준다는 보고(You et al.
이를 뒷받침해주는 결과는 건조 방법을 달리하여 투석 전과 후의 회분 함량 MW 및 DP 값에서 알 수 있다. 즉, 투석 전에 AD 와 VF로써 각각 건조한 alginates를 투석 후 각각 AD 와 VF로써 건조하였을 경우 건조 방법과는 상관없이 회분 함량 10.6-10.9%, uronic acid 함량 88.1-88.9%로 비슷하게 나타났지만, 고유 점도, MW 및 DP는 투석 전후의 건조 방법에 따라 차이가 났다. ADAD로 건조하였을 경우 MW과 DP가 각각 3, 000 kDa와 15, 464로 가장 높았으며, ADVF로 건조한 alginates 경우 각각 2, 208 kDa와 8, 870으로 그다음 순이었다.
9%로 비슷하게 나타났지만, 고유 점도, MW 및 DP는 투석 전후의 건조 방법에 따라 차이가 났다. ADAD로 건조하였을 경우 MW과 DP가 각각 3, 000 kDa와 15, 464로 가장 높았으며, ADVF로 건조한 alginates 경우 각각 2, 208 kDa와 8, 870으로 그다음 순이었다. VFAD로 건조했을 경우 MW과 DP는 각각 934 kDa과 4, 8기이었으며, VFVF일 경우 각각 344 kDa와 1, 774로 가장 낮았다.
이와 같이 투석 전후 alginates 건조방법에 따라 SAV 값의 감소하는 순서는 Table 4에 나타낸 DP와 MW의 순서와 같으므로 건조 중에 축합, 중합반응이 일어난다는 것을 알 수 있었다. 또한 건조방법 중 AD가 VF보다 중합 및 축합 반응이 잘 일어난다는 것을 알 수 있었다.
(2004)은 분자량 300 kDa 이하의 alginates에 있어서 MW 와 DP와의 상관관계를 나타낸 것이며 본 연구에서의 결과와 비교하였다. 두 곳에서 모두 MW와 DP의 상관관계는 매우 높으며 회귀 직선의 기울기가 0.194로 같은 값을 나타내어 분자량이 300 kDa 이하와 그 이상의 분자량 모두는 DP로서 MW 를 계산하여도 무리가 없을 것으로 생각되었다.

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