초록 ▼

생물고분자(Biopolymers)는 각종 동식물 원료 및 미생물 배양으로부터 생산되는 고분자의 생 물소재로서 주로 다당류(polysaccharides)가 산업적으로 많이 이용되고 있다. 산업용 생물고분자의 주종을 이루는 다당류 소재는 원료에 따라 식물에서 추출되는 셀룰로오스, 펙틴, 한천, 알긴산, 카 라기난, 갈락토만난, 아카시아검 등과 동물성 원료에서 생산되는 chitin, chitosan이 있으며, 또한 미생물의 배양을 통해 생산되는 xanthan, curdlan, gellan, pullulan 등 매우 다양한 종류가 상업적

생물고분자(Biopolymers)는 각종 동식물 원료 및 미생물 배양으로부터 생산되는 고분자의 생 물소재로서 주로 다당류(polysaccharides)가 산업적으로 많이 이용되고 있다. 산업용 생물고분자의 주종을 이루는 다당류 소재는 원료에 따라 식물에서 추출되는 셀룰로오스, 펙틴, 한천, 알긴산, 카 라기난, 갈락토만난, 아카시아검 등과 동물성 원료에서 생산되는 chitin, chitosan이 있으며, 또한 미생물의 배양을 통해 생산되는 xanthan, curdlan, gellan, pullulan 등 매우 다양한 종류가 상업적 으로 생산되고 있다. 생물고분자는 식품(증점제, 안정제, 겔화제, 지방대체제, 유화제 등), 생물공학(고정화제제, 일반 미생물 배지, 고온균 배지, encapsulation 제제, 항균제 등), 의약 & 화장품(의약품 coating제, capsule제, 항암 및 면역활성제, bulking & suspending agents, 안정제, 보습제, lotion 등), 농업(씨 앗 coating제, 식물발아촉진제, 토양보수 및 개량제, herbicide & insecticide, fertilizer 제제 등) 및 기타 산업분야(제지산업, ceramics, explosives, 석유시추산업, 고흡수성 고분자, 생분해성 포장재 등)에서 광범위하게 사용되고 있다. 생물고분자는 화학적인 특성으로서 전하(charge)의 분포정도, 치환기(substituent group)의 종류 와 분포, 측쇄(sidechain)의 존재 등과 분자량 및 분자량 분포, 열특성, rheology 등 물성적 요인에 의해 그 기능에 커다란 변화를 나타낸다.이러한 다양한 구조적 특성으로 인해pH나 염에 대한 민감성, 약한 내열성, 다당류의 낮은 표면활성, 분자간 incompatibility에 의한 기능성 저하 등 많 은 취약점을 내포하게 된다. 이러한 생물고분자의 기능적 한계를 극복하기 위하여 생물고분자의 분자구조를 변형시키기 위 한 방법으로서 화학적, 효소적인 방법, 혹은 이들을 병행한 방법들이 사용되고 있다. 그러나 이들 공정은 제조가 용이하지 않으며,제조원가가 비싸고,불필요한 유도체가 많이 발생하여 분리정제 비용이 과다하게 발생하고,생물고분자의 기능성이 최대한 발현되지 않으며,산업적 적용성이 떨 어지는 등 실제적으로는 산업적 적용에 많은 문제점이 있다.

Abstract ▼

Biopolymers are biological materials which are produced from various animals, plants and microbial cultures and have high molecular weight. Biopolymers include proteins and polysaccharides. Polysaccharides are used mainly in industry and are classified into three classes by raw materials. Cellulose,

Biopolymers are biological materials which are produced from various animals, plants and microbial cultures and have high molecular weight. Biopolymers include proteins and polysaccharides. Polysaccharides are used mainly in industry and are classified into three classes by raw materials. Cellulose, pectin, alginic acid, carrageenan, galactomannan, gum acacia and glucan are extracted from plants; chitin and chitosan are produced from animals; and xanthan, curdlan, gellan and pullulan are produced through microbial cultures. Biopolymers are used in many areas as follows. Foods : thickener, stabilizer, emulsifier, fat substitute, ? gelling agent, etc. ?Biological engineering : immobilization agent, microbial culture, encapsulation agent, antimicrobials, etc. ?Medicine and cosmetics : medicine coating, capsule, anticancer medicine, immunostimulating agent, bulking and suspending agent, stabilizer, humectant, lotion, etc. ?Agriculture : seed coating, germination initiator, soil improvement, herbicide & insecticide, fertilizer, etc. ?Other industries : paper industry, ceramics, explosives, oil drilling, high absorptive biopolymer, biodegradable wrapping paper, etc. Biopolymers have numerous functionalities which are varied by chemical characteristics such as charge distribution, kind and distribution of substituent group, existence of sidechain, etc. and by physical properties such as molecular weight, molecular weight distribution, thermal characteristics, rheology, etc. Since biopolymers have various structural characteristics, they are sensitive to pH, salt and heat. In addition, functionality of biopolymers can be lowered due to molecular incompatibility of biopolymers and surface activity of polysaccharides is low.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...52
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...54
• 1. 국외의 기술동향 및 수준...54
• 2. 국내의 기술동향 및 수준...55
• 3. 국내외 기술의 종합평가...55
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...56
• 제 1 절. 곡류 유래의 생물활성 다당류 Arabinoxylan 생산기술 개발...56
• 1-1. 미강 arabinoxylan의 생산기술 및 면역증강활성...56
• 제 2 절. 인삼박 다당체와 올리고당의 생산기술 및 생물활성...112
• 1. 서 론...112
• 2. 실험 재료 및 방법...115
• 3. 결과 및 고찰...122
• 4. 결 론...140
• 제 3 절. 압출공정 기술을 이용한 불용성 식물세포벽의 수용화 기술...141
• 3-1. 압출공정을 이용한 인삼박 다당류의 생산기술...141
• 3-2. 사과박으로부터 압출공정을 이용한 펙틴 다당류의 생산기술...148
• 제 4 절. 신규 생리활성 다당류 소재 개발...155
• 4-1. Curcuma xanthorrhiza 유래 면역증강 다당류...155
• 4-2. Yam(Dioscorea batatas) 유래 면역증강 다당류...173
• 제 5 절. 생물활성 다당류 복합물 제조기술 개발...191
• 5-1. 면역세포 활성화 다당류 복합물 제조기술...191
• 5-2. Arabinogalactan과 fucoidan을 이용한 신규 면역증가 다당류 복합물 제조...212
• 제 6 절. 생물고분자 압출공정 설계 및 물성변환 기술 개발...222
• 6-1. 생물고분자 압출공정 장치 설계...222
• 6-2. 압출공정에 의한 κ-Carrageenan/Agar 혼합젤의 물성 변화...231
• 6-3. κ-Carrageenan/Agar 혼합젤 유형의 유변학적 분석...241
• 6-4. κ-Carrageenan/전분 복합젤 제조를 위한 압출공정 변수 분석...250
• 6-5. 압출성형된 κ-Carrageenan/전분 복합젤의 물성...258
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...268
• 1. 목표달성도...268
• 2. 관련분야에의 기여도...270
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...272
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...274
• 제 7 장 참고문헌...276