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문제 정의
- 본 연구에서는 고아미 비열처리 알코올발효 부산물에 a-amylase를 처리하여 올리고당 및 식이섬유소 함량변화를 조사하여 산업적 유용한 결과를 얻은 선행 연구(18)와 연계하여 cellulase처리에 따른 현미 비열처리 알코올발효 부산물(고 아미 박)의 품질특성을 조사하여 식품소재로의 활용 가능성을 조사하였다.
- 현미(고아미) 비 열처리 알코올발효 부산물을 식품소재로 활용하고자 cellul暧처 리조건에 따른 품질특성 변화를 조사하였다. 그 결과, 가수분해 온도에 따른 고아미 부산물의 가용성 고형분 및 총당은 추출온도가 높을수록 함량이 증가하였고 총식이섬유소는 약 0.
제안 방법
- 가용성 고형분 함량은 시료액 1 mL을 항량을 구한 수기에 취하여 105℃에서 증발 건고시켜 그 무게를 측정하였으며, 시료액에 대한 백분율로써 고형분 수율(%)을 구하였다 (21). 총식 이섬유소 함량은 AOAC 법(22)에 준하여 분석하였다.
- 9, 12 . 및 1.5%(v/w)를 각각 첨가하여 적정 가수분해 온도인 80℃에서 100 rpm, 60분간 가수분해하였으며, 가수분해 시간별 조건에서는 적정 cellulase농도 조건인 0.3%(v/w)를 첨가하여 80℃, 100 ipm으로 30, 60, 90, 120, 150 및 180분간 가수분해 한 후 원심 분리 (6, 000 rpm, 15 min)시 켜 상등액 을 분석 시료로 사용하였다.
- 유리 및 말토올리고당은 시료액을 sep-pak C18 catridge (Waters Co., USA)에 통과시켜 색소 및 단백질성분을 제거한 다음 0.45 pm membrane filter로 여 과하여 HPLC(Water 1515, Wateis Co., USA)로 분석하였다. 이때 분석 columne carbohydrate analysis column(4.
- 총식 이섬유소 함량은 AOAC 법(22)에 준하여 분석하였다. 즉, 효소중량법 (enzymatic-gravimetric method) 으로써발효액을 a-amylase solution(heat stable, for total dietary fiber assay) 으로 액화시킨 다음 protease 와 amyloglucosidase 를 차례로 반응시켜 단백질과 전분을 제거하는 효소적 가수분해 과정을 거친 후 가수분해된 용액의 잔사를 ethanol과 acetone으로 세척하여 건조 전·후의 무게차를 구하고 단백질 및 회분을 정량한 다음 총식이섬유소 산출식에 의하여 함량을 산출하였다.
- 현미(고 아미) 부산물 10 g에 증류수 500%(v/w)를 가수 한 다음 가수분해 온도별 조건에서는 0.3%(v/w) cellulase를 첨가하여 진탕배양기(HB 205SWM, Hanbeak Scientific Co., Kotea)에서 40, 50, 60, 70 및 80℃로 100 rpm, 观간 가수분흐]]하였다. 효소농도별 조건에서는 cellulase 0, 0.
대상 데이터
- 본 실험에 사용한 현미(고아미) 부산물은 비열처리 알코올 발효물을 부직포로 여과한 후 강제 순환식 오븐(HB- 502M, Hanbeak Scientific Co., Korea)에서 40℃, 48시간 건조시킨 다음 40 mesh이하로 분쇄하여 제조하였으며, 효소제는 cellulase(80, 000 unit, 신일본화학공업, Japan)를 사용하였다 (19).
이론/모형
- 총식 이섬유소 함량은 AOAC 법(22)에 준하여 분석하였다. 즉, 효소중량법 (enzymatic-gravimetric method) 으로써발효액을 a-amylase solution(heat stable, for total dietary fiber assay) 으로 액화시킨 다음 protease 와 amyloglucosidase 를 차례로 반응시켜 단백질과 전분을 제거하는 효소적 가수분해 과정을 거친 후 가수분해된 용액의 잔사를 ethanol과 acetone으로 세척하여 건조 전·후의 무게차를 구하고 단백질 및 회분을 정량한 다음 총식이섬유소 산출식에 의하여 함량을 산출하였다.
- 환원당은 dmitrosalicylic acid (DNS) 법(20)으로 측정하였다 즉 적당히 희석한 시료액 ImL에 DNS시약 ImL을 가하여 항온수조에서 10분간 가열시킨 후 급냉하고 증류수 3 mL을 첨가하여 UV-visible spectrophotometer(UV-1601, Shitnadzu, Japan)를 이용하여 546 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 당 정량은 glucose를 표준물질로 사용하여 상기의 방법으로 작성한 표준곡선으로부터 환산하였다.
성능/효과
- 말토올리고당은 80℃ 가수분해 하였을 때 가장 많이 검 줄되 었으며 maltotetraose와 maltopentaose도 검출되었다. Cellulase 농도에 따른 가용성 고형분, 총 식이섬유소, 환원당 및 총당은 cellulase 첨가구들이 무 첨가 구에 비해 높은 함량을 나타내었으며 cellulase 첨가구들은 각각 약 6.30 및 0.69%와 3, 600 및 5况0 mg%로 비슷하게 나타났다. 말토올리고당은 cellulase 농도가 높을수록 증가하였으며 cellulase 농도 0.
- 1, 2 및 Table 1과 같다. 가용성 고형 분 및 총당은 가수분해 온도가 높아질수록 함량이 서서히 증가하였으며, 가수분해 온도 80℃에서는 각각 6.26% 및 5, 257.75 mg%로 높게 나타났다. 총식이섬유소는 가수분해온도 70℃까지 는 약 0.
- 3, 4 및 Table 2와 같다. 가용성 고형분, 총식 이섬유소 환원당 및 총당은 ceUulase 첨가구들이 무 첨가 구에 비해 높은 함량을 나타내었으며 cellulase 첨가 구들은 각각 약 6.30 및 0.69%와 3, 600 및 500 哩%로 비슷하게 나타났다. 이는 hemicellulase인 Filtrase BR을 현미 에 처 리한 경우 무처리구에 비해 총식이섬유소 함량이 전반적으로 증가하였다는 Shin 등(25)의 보고와 유사한 결과를 나타내었다.
- 그 결과, 가수분해 온도에 따른 고아미 부산물의 가용성 고형분 및 총당은 추출온도가 높을수록 함량이 증가하였고 총식이섬유소는 약 0.67%로 비슷하게 나타났다. 환원당은 가수분해 온도 70℃에서 가장 높은 함량을 나타내었다.
- 환원당은 가수분해 온도가 높을수록 서서히 증가하여 70℃에서 가수분해 하였을 때 가장 높은 함량을 나타내었고 그 이상의 온도에서는 비슷한 함량을 유지하였다. 당류 분석 결과, 가수분해 온도 40~7此에서는 전분을 분해하여 주로 glucose(G), maltose(G2) 및 maltotriose(G3)를 생산하였고, 80 ℃에서는 maltotetraose(G4) 및 maltopentaose(G5) 도 생산되었다. 또한 G2 ~G5의 말토올리고당 총생산량이 가수분해 온도 40~80℃에서 각각 109.
- 이는 hemicellulase인 Filtrase BR을 현미 에 처 리한 경우 무처리구에 비해 총식이섬유소 함량이 전반적으로 증가하였다는 Shin 등(25)의 보고와 유사한 결과를 나타내었다. 당류 분석 결과, 모든 농도에서 G~G5가 생산되었으며, 말토올리고당은 cellulase농도가 높을수록 꾸준히 증가하였고 0.6%(w/w)이상에서는 약 1,500 mg%로 비슷한 함량을 나타내었다. 따라서 cellulase 첨가 농도는 0.
- 환원당은 가수분해 온도 70℃에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 말토올리고당은 80℃ 가수분해 하였을 때 가장 많이 검 줄되 었으며 maltotetraose와 maltopentaose도 검출되었다. Cellulase 농도에 따른 가용성 고형분, 총 식이섬유소, 환원당 및 총당은 cellulase 첨가구들이 무 첨가 구에 비해 높은 함량을 나타내었으며 cellulase 첨가구들은 각각 약 6.
- 70%로 비슷한 함량을 나타내었다. 환원당, 총당 및 말토올리고당은 가수분해 시간이 경과할수록 증가하였으며 120분 이상에서는 각각 약 3, 800, 5, 680 및 1, 950 i理%로 비슷한 함량을 나타내었다. 이상의 결과, 고아미 부산물은 cellulase 0.
- 70%로 비슷한 함량을 나타내었다. 환원당, 총당 및 말토올리고당은 가수분해 시간이 경과할수록 증가하였으며 120분이 후로는 각각 약 3, 800, 5, 680 및 1, 950 mg%로 비슷한 함량을 유지하였다. 따라서 현미(고아미) 비열처리 알코올발효 부산물의 가수분해 시간은 120분이 적합한 것으로 생각된다.
후속연구
- 따라서 현미(고아미) 비열처리 알코올발효 부산물의 가수분해 시간은 120분이 적합한 것으로 생각된다. 이는 현미(고아미) 부산물을 80℃에서 a-amylase 를 90분 이상 처 리하였을 때 말토올리고당 총 함량이 약 2, 100 mg%였다는 Woo 등(18)의 보고와 비교해 볼 때 cellulase처리에서도 많은 말토올리고당이 생산된 것으로 나타나 a-amylase와 cellulase의 혼합 처리 에 따른 말토올리고당 생산에 대한 보완연구가 요구된다.
- 환원당, 총당 및 말토올리고당은 가수분해 시간이 경과할수록 증가하였으며 120분 이상에서는 각각 약 3, 800, 5, 680 및 1, 950 i理%로 비슷한 함량을 나타내었다. 이상의 결과, 고아미 부산물은 cellulase 0.6%(w/w)를 첨가하여 80℃에서 120분간 가수분해하였을 때 식이섬유소 및 말토올리고당 함량이 가장 높은 것으로 나타나 식품소재로의 다양한 활용이 기대되었다.
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