[논문]설탕을 원료로 제조된 프락토올리고당 액상 제품에서 프락토올리고당의 가수분해에 영향을 미치는 요인

인만진; 김동청; 채희정

설탕을 원료로 제조된 프락토올리고당 액상 제품에서 프락토올리고당의 가수분해에 영향을 미치는 요인
Influencing Factors on the Hydrolysis of Fructooligosaccharides in Fructooligosaccharides Liquid Mixture 원문보기

한국응용생명화학회지 = Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry, v.49 no.1, 2006년, pp.86 - 89

인만진 (청운대학교 식품영양학과) , 김동청 (순천제일대학 식품영양과) , 채희정 (호서대학교 식품생물공학과)

초록
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설탕을 원료로 제조한 액상 프락토올리고당 제품의 품질 유지기간을 향상시키기위하여 pH, 고형분 농도, 과당 농도가 프락토올리고당(FOS)의 가수분해에 미치는 영향을 조사하였다. 효소 반응액의 pH 6.0 이상과 최종 제품의 고형분 농도 80%에서 FOS의 잔존율이 크게 향상되었다. 또한 과당 농도가 증가할수록 FOS의 잔존율은 감소하였다. 효소 반응액의 pH 6.0, 고형분 농도 80%, 과당 농도 1.1%의 시료를 $60^{\circ}C$에 16 일간 보관한 결과 FOS의 잔존율은 95%로 높게 유지되었다.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

효소 반응으로 50%(w/w) 설탕 용액에서 설탕의 55% 이상이 FOS로 전환된 효소 반응액을 고형분 농도 75%(w/ w) 이상으로 농축하여 제품화하는 것이 일반적이다. 농축하기 직전의 효소 반응액의 pH가 FOS의 안전성에 미치는 영향을 조사하였다. 반응액의 pH를 5.
본 연구에서는 설탕을 원료로 제조한 저순도 FOS 액상 제품의 저장과 유통 과정에서 FOS의 분해를 최소화하여 액상 제품의 품질 유지기간을 향상시키기 위하여 저순도 액상 제품에서 FOS의 분해에 영향을 주는 요인들을 검토하였으며 이를 바탕으로 FOS의 분해를 최소화할 수 있는 조건을 제시하고자 하였다.
안정성 조사. 제품의 고형분 농도, pH 및 최종 제품에서 과당 농도 등이 FOS의 안정성에 미치는 영향을 다음과 같은 방법으로 조사하였다. 효소 반응액을 70에서 진공 농축하여 제조한 FOS 액상 제품 200 g을 FOS의 분해를 촉진시키기 위하여 유리병에 넣은 후 완전히 밀봉하지 않고 60℃ incubator0!] 보관하면서 경시적으로 시료를 채취하여 FOS 함량을 분석하였다.

제안 방법

FOS 안정성 비교 고형분 농도, pH, 과당의 농도가 FOS의분해에 미치는 영향을 동시에 조사하였다. 효소 반응액의 pH 5.
FOS의함량은 l-kestosRGF?)와 nystose(GF3), 1 F-fructofuranosylnystose (GF, )의 함량의 합으로 나타내었다. FOS 함량의 변화는 초기농도에 대한 상대적인 값으로 계산하였다.
제품의 고형분 농도, pH 및 최종 제품에서 과당 농도 등이 FOS의 안정성에 미치는 영향을 다음과 같은 방법으로 조사하였다. 효소 반응액을 70에서 진공 농축하여 제조한 FOS 액상 제품 200 g을 FOS의 분해를 촉진시키기 위하여 유리병에 넣은 후 완전히 밀봉하지 않고 60℃ incubator0!] 보관하면서 경시적으로 시료를 채취하여 FOS 함량을 분석하였다. 결과는 3회 이상 반복하여 평균값으로 나타내었다.
과당은 ketone group 이 존재하는 반응성이 강한 단당이므로 과당의 함량이 FOS 성분의 분해에 미치는 영향을 조사하였다. pH 5.0의 효소 반응액을 고형분 농도 75%로 농축한 후 과당을 첨가하여 과당의 함량을 1.0~2.1%로 조절한 후 6CTC에 보관하면서 FOS의 함량변화를 측정하였다(Fig. 4).
과당농도의 영향. 과당은 ketone group 이 존재하는 반응성이 강한 단당이므로 과당의 함량이 FOS 성분의 분해에 미치는 영향을 조사하였다. pH 5.
농축하기 직전의 효소 반응액의 pH가 FOS의 안전성에 미치는 영향을 조사하였다. 반응액의 pH를 5.0-6.5로 각각 조절한 후 고형분농도 75%로 농축하여 6UC에 보관하면서 FOS의 함량변화를 측정하였다(Fig. 1).
분석방법. 효소 반응액과 제품의 FOS와 설탕, 포도당, 과당의 함량은 Sugar-Pak 1 column(Waters, Milford, MA)을 사용하여 HPLC(Waters R-401, refractive index detector)로 분석하였다.'3)Ca-EDTA 용액 (50 mg//)을 mobile phase로 사용하였고유속은 0.
미치는 영향을 동시에 조사하였다. 효소 반응액의 pH 5.0, 고형분 농도 75%, 과당농도 1.8%의 FOS 액상 시료와 효소 반응액의 pH 6.0, 고형분 농도 80%, 과당농도 1.1%의 시료를 arc에 보관하면서 fos의 함량변화를 측정하였다(Fig. 5).
농도의 영향. 효소 반응액의 pH를 6.0으로 조절한 후 고형분의 농도를 70, 75, 80%(w/w)로 각각 농축하여 6 CTC에 보관하면서 FOS의 함량변화를 측정하였다(Fig. 3).

대상 데이터

0)을 연속적으로 통과시켜 설탕을 FOSS. 전환시킨 후 농축하였으며, 원료로 사용한 설탕은 식품용 정백당(삼양사, 한국)이었다.

이론/모형

재료. 본 실험에 사용된 액상 FOS는 기존의 방법에 따라 제조하였다. 이 온교환수지 에 고정 화시 킨 Aureobasidium pullulans KFCC 10754 기원의 P-fiuctoforanosidase> 충진한 50℃ packed-bed 반응기에 50%(w/w)의 설탕용액(pH 5.

성능/효과

10일이 경과 후 과당의 농도가 1.0%인 경우 FOS는 약 7% 분해되었으나 과당의 농도가 2.1%로 높아지면 FOS는 14% 분해되어 FOS의 분해는 과당의 농도에 비례하는 것으로 나타났다. 효소 반응액의 pH를 6.
pullulans 기원의 효소는 설탕을 FOS로 전환시키는 반응 과정에서 과당을 생성하지 않는 것으로 알려져 있으며 FOS의 성분(GF》 GF3, GF4)은 설탕과 동일하게 과당의 수용체와 공여체로 작용할 수 있다.2)그러므로 효소 반응에서 GF5 이상의 고분자 성분과 역반응으로 설탕이 생성되지 않으므로 전환반응 과정에서 설탕의 농도가 낮아지고 FOS 함량이 높아지면 GF2, GF3, GF4 가 기질로 작용하여 분해되어 반응액 중 과당의 농도가 증가하게 된다. 따라서 효소반응을 정확하게 조절하여 과당의 생성을 최소화하는 것이 중요하다.
FOS의 분해 요인들의 영향을 최소화한 경우 16일 경과 후 FOS의 잔존율은 75%에서 95%로 크게 향상되었다. 이상의 결과는 액상 제품에서 FOS의 분해를 최소화하여 품질 유지 기간향상에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
고형분 농도 40% 까지에서 oligofiuctose의 가수분해 속도는 고형분 농도에 비례한다는 보고와 상이한 결과이나 이는 본 연구와 고형분 농도의 차이에 기인하는 것으로 사료된다. 고형분의 함량을 기존의 액상 FOS 제품은 75% 이상, 물엿은 80% 이상으로 제조하는 것이일반적이나 FOS의 분해를 최소화하기 위하여는 FOS 액상 제품도 물엿과 유사하게 고형분의 농도를 80% 수준까지 높이는 것이 필요할 것으로 판단된다.
0으로 조절하는 것이 적당할 것으로 판단된다. 반응액의 pH를 조절함에 있어 FOS의 가수분해 속도는 사용하는 산의 종류(염산, 황산, 초산)에 영향을 받지 않는 것으로 보고되어 있으나, 염산과 levulenic acid를 사용하여 pH 4.5로 조절하고 동일하게 FOS의 함량변화를 측정한 결과, 4일 경과 후 FOS의 잔존율이 81%와 69%로 levulenic acid를 사용한 경우 FOS의 분해가 촉진되었다(Fig. 2).
1%로 높아지면 FOS는 14% 분해되어 FOS의 분해는 과당의 농도에 비례하는 것으로 나타났다. 효소 반응액의 pH를 6.0으로 조절한 경우 동일한 조건에서 FOS의 분해는 완화되었으나 과당 농도의 영향은 동일한 경향이었다(데이터 제시는 생략함). 효소 반응액에 과당이 존재하면 FOS의 분해가 촉진되며 GF2, GF3, GF, 에서 과당과 과당의 결합은 포도당과당의 결합 보다 쉽게 분해되므로 과당의 농도가 급속히 증가하게 되고 따라서 FOS의 분해는 촉진된다.

후속연구

잔존율은 75%에서 95%로 크게 향상되었다. 이상의 결과는 액상 제품에서 FOS의 분해를 최소화하여 품질 유지 기간향상에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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