보고서 정보
주관연구기관 |
대덕바이오(주) Dbio.CO.LTD |
연구책임자 |
성찬근
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2003-12 |
과제시작연도 |
2002 |
주관부처 |
보건복지부 |
사업 관리 기관 |
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute |
등록번호 |
TRKO200400001348 |
과제고유번호 |
1460000237 |
사업명 |
보건의료기술개발사업 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
조류.항산화.기능성 지방산 (DHA).algae.antioxidant.lipase-catalyzed esterification.DHA.
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초록
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조류(algae. from Schizochytrium sp.)로부터 메가-3 지방산인 dacosahexaenoic acid(DHA. C22:6)가 풍부한 지질을 획득하여 유지의 물리적, 화학적 특성을 연구하고, DHA를 포함한 triacylglycerol(TAG)과 옥수수유를 기질로 이용, 고정화효소인 RM IM(from Rhizomucor miehei)을 촉매로 하여 transesterification 반응에 의해 tri-, di-. mono-acylglycerol을 포함한 고기능성 유지를 생성하였다. 생성된 재구성지질일 새로운
조류(algae. from Schizochytrium sp.)로부터 메가-3 지방산인 dacosahexaenoic acid(DHA. C22:6)가 풍부한 지질을 획득하여 유지의 물리적, 화학적 특성을 연구하고, DHA를 포함한 triacylglycerol(TAG)과 옥수수유를 기질로 이용, 고정화효소인 RM IM(from Rhizomucor miehei)을 촉매로 하여 transesterification 반응에 의해 tri-, di-. mono-acylglycerol을 포함한 고기능성 유지를 생성하였다. 생성된 재구성지질일 새로운 TAG 형태를 분리하기 위하여 test tube(25 mL)에 DHA-enriched algae oil과 옥수수유를 각각 1 g씩 취한 후 전체 기질 무게의 10%에 해당하는 RM IM(0.2 g)을 넣고 55C. 175rpm의 항온교반수조에서 24시간 동안 반응시킨 후 reversed-phase HPLC-ELSD system을 이용하여 분석한 결과, 재구성지질의 경우에는 옥수수유와 DHA-enriched algae oil에 존재하지 않은 새로운 TAG 형태가 3개 이상 생성된 것을 확인할 수 있었다. 확인된 재구성지질의 새로운 TAG 형태의 합성 최적화를 위해 중심합성계획(contrail composite design)에 따라 재구성지질을 합성하였으며, 요인변수는 온도($35∼75^{\circ}C. x_1$), 시간(2∼42시간. $x_2$) 및 효소량(2∼14%, $x_3$)이었다. 최대 재구성지질 함량은 온도($70.28^[\circ}C$), 시간(25.74시간), 효소량(11.30%)에서 6.97%로 나타났으며, 정상점은 안장점의 형태를 나타내었다. 이에 따라 능선분석을 실시하여 능선의 최대반응지점을 찾아보았고, 그 결과를 바탕으로 하여 stirred tank batch reactor에서 대량의 재구성지질 합성 연구를 수행하였다. 생성된 재구성 지질의 지방산 조성물 분석한 결과, DHA 함량은 14.69 mol%를 나타내었으며, oleic, linoleic acid의 함량은 각각 17.20, 31,47 mol%를 나타내었다. Pancreatic lipase에 의한 가수분해 결과, DHA는 sn-2 위치(22.88 mol%)에 주로 함유되어 있었으며, palmitic acid는 sn-1,3 위치(22.41 mol%)에 많이 함유되어 있었다. 효소적 glycerolysis 반응에 의해 di-, mono-acylelycerol을 생성하고 합성된 재구성 지질의 tri-, di-, mono-acylglycerol의 함량을 분석한 결과, 반응 시간 증가에 따라 di-, more-acylglycerol의 함량이 증가하였으며, 최종 48시간 후의 함량은 각각 33.60,18.72%를 나타내었다.
유지의 ${\alpha},{\gamma}$ 및 ${\sigma}$∼tocopherol 함량 측정 결과. DHA-enriched algae oil과 옥수수의 총 tocopherol 함량이 각각 0.136, 0.167%를 가지는 것으로 조사되었으며, TAG로 이루어진 재구성 지질은 0.059%를 나타내었다 산가 측정 결과, 기질과 재구성지질의 산가가 모두 0.56 이하를 나타내어 유지가 신선한 상태인 것을 확인할 수 있었다. 비누화값 측정 결과. DHA oil. 옥수수유는 각각 179.0, 187.2였으며, 재구성지질은 중간 값인 183.8을 나타내었다. 요오드값을 측정한 결과는 일반 식물 유지에 비해 불포화도가 큰 DHA oil의 경우에는 그 값이 309.6을 나타내었고, 옥수수유, 재구성지질은 각각 190.8, 249.6이었다 DHA-enriched algae oil, 옥수수유 TAG로 구성된 재구성지질의 항산화 연구를 수행하기 위해 60C, dry oven에 저장하면서 과산화물가를 측정한 결과, DHA-enriched algae oil과 생성된 재구??하여 시료로부터 휘발성 향기를 headspace에서 획득하여 12개의 MOS가 장착된 전자코를 활용하여 이들 MOS 감응도로 향기패턴에 대한 기여율(proportion)을 구하고 주성분분석을 한 결과, 전체 향 패턴을 총괄하는 정보인 제1주성분 값의 기여율은 99.85%를 나타내었다. 이들의 향기 성분을 GC/MS를 사용하여 동정한 결과, DHA enriched algae oil은 benzene류, p-xylene, stannane, d-limonene, camphor 및 borneol 등이 주요 향기 성분으로 동정되었으며, 재구성지질의 경우에는 옥수수유에 함유된 octane류를 비롯하여 합성 과정 중에 생성된 새로운 ethyl ester류 들이 검출되었으며. p-xylene, d-limonene과 dodecyl acrytate, indane, hexane류 들이 주요 향기 성분인 것으로 나타났다.
Abstract
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Structured lipids(SLs) contained tri-, di-, mono-acylgiycerol were synthesized by transesterification of DHA-enriched algae oil derived from the microalgae. Shizochytrium sp. and corn oil in a stirred-batch type reactor To separate the newly synthesized SLs-TAG. HPLC with evaporating light-scatting
Structured lipids(SLs) contained tri-, di-, mono-acylgiycerol were synthesized by transesterification of DHA-enriched algae oil derived from the microalgae. Shizochytrium sp. and corn oil in a stirred-batch type reactor To separate the newly synthesized SLs-TAG. HPLC with evaporating light-scatting detecter(ELSD) were used and the reaction was performed for 24 h at $55^{\circ}$, 175rpm catalyzed by RM IM(from Rhizomucor miehei) in a shaking water bath. The results of HPLC analysis were separated three SLs-TAG species. Response surface methodology was used for monitoring and optimizing the production condition of newly synthesized SLs-TAG(Y). The conditions of production were optimized by using central composite design with reaction temperature($35∼75^{\circ}C, x_1$). reaction time (2∼42 h. $x_2$) and enzyme amount(2∼14%, $x_3$), as three variables. The production of SLs-TAG were maximized in $55^{\circ}C$(reaction temperature). 22 h(reaction time). B%(enzyme amount) and morphology was saddle point Substrate mixture(500 g) of 1 :1 weight ratio was mixed with 55 g(11%, w/w substrate) of RM IM and incubated at $65^{\circ}C$ in a in a stirred-batch type reactor for 15 h at 390rpm. Results of TAG analysis by GC showed that major fatty acids were palmitic(21.75 mol%), oleic(17.20 mol%), linoleic acid(31.47 mol%), and DHA(14.69 mol%). Results Of hydrolysis by Pancreatic lipase, major DHA was contained at the sn-2 position(22.88 mol%) and major palmitic acid was contained at the sn-1,3 position(22.41 mol%). Structured lipids(SLs) contained tri-, di-, mono-acylglycerol were synthesized by enzymatic glycerolysis reaction and their results showed that 33.60% DAG and 10.72 MAG after 48 h of reaction.
Total tocopherol contents of DHA-enriched algae oil, corn oil and SL-TAG were 0.130, 0.167. 0.059%, respectively. Results of acid value measurementshowed that substrates and SL-TAG were a fresh condition(<0.56). Saponification value of DHA-enriched algae oil, corn oil and SL-TA8 were 175.6, 187.2, 183.8, respectively, and iodine values were 309.6, 190.8, 249.6, respectively.
Results Of the oxidation Study showed that peroxide values Of DHA-enriched algae Oil and SL-TAG were stabilized at heat oxidation. Besides. an electronic nose composed 12 different metal oxide sensor was applied to analyze the aroma pattern of DHA-enriched algae oil, corn oil and SL-TAG. Sensitive of sensors from electronic nose were analyzed by principal component analysis(PCA) and proportion of the first principal component was 99.85%. Volatile compounds identification from DHA-enriched algae oil by GC/MS were p-xylene, stannane, d-limonene, camphor and borneol.
목차 Contents
- Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과...8
- 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...8
- 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...11
- 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...12
- 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...14
- 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...16
- 6. 첨부서류...16
- Ⅲ. 제 1 세부연구개발과제 연구결과...23
- 1. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...23
- 2. 제 1 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...24
- 3. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...26
- 4. 제 1 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...29
- 5. 제 1 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...30
- 6. 제 1 세부연구개발과제의 활용계획...31
- 7. 참고문헌...31
- Ⅳ. 제 2 세부연구개발과제 연구결과...33
- 1. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...34
- 2. 제 2 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...35
- 3. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과...39
- 4. 제 2 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...51
- 5. 제 2 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...55
- 6. 제 2 세부연구개발과제의 활용계획...56
- 7. 참고문헌...56
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