초록 ▼

◆ 연구배경 및 필요성
본 연구는 그간 환자식에 처방되어지고 있는 고가의 MCT와 식품에 광범위하게 이용되고 있는 식품유화제를 접목시켜 새로운 기능성 소재를 개발하고 또한 특이적인 효소를 이용한 Bioreactor를 활용하여 생명공학적 유화제 생산기술을 확립함으로써 선진국 의존도가 높은 고기능성 식품소재를 낮은 단가에 생산함으로서 신규 시장 창출과 국민건강 향상에 기여할 뿐만 아니라 해외식품소재시장 진출하여 국가 경쟁력 향상이 예상되는 바 이 연구의 시급성이 있다.
◆ 최종연구목표
(제1세부과제)
○ Biore

◆ 연구배경 및 필요성
본 연구는 그간 환자식에 처방되어지고 있는 고가의 MCT와 식품에 광범위하게 이용되고 있는 식품유화제를 접목시켜 새로운 기능성 소재를 개발하고 또한 특이적인 효소를 이용한 Bioreactor를 활용하여 생명공학적 유화제 생산기술을 확립함으로써 선진국 의존도가 높은 고기능성 식품소재를 낮은 단가에 생산함으로서 신규 시장 창출과 국민건강 향상에 기여할 뿐만 아니라 해외식품소재시장 진출하여 국가 경쟁력 향상이 예상되는 바 이 연구의 시급성이 있다.
◆ 최종연구목표
(제1세부과제)
○ Bioreactor를 활용한 생물세포의 식품소재를 개발하여 식품 및 생물산업에 적용
○ 기능성 식품소재가 가능한 유용물질의 대량 생산이 가능한 Bioreactor 공정 개발
(제2세부과제)
○ 기능성 식품유화제 생산을 위한 효소생물반응기의 개발
○ 미세캡슐화 기술에 의한 재조합 유지 활용 식품소재의 개발
◆ 연구내용 및 방법
(제1세부과제)
1) Calotropis procera R. Br.에서 추출한 esterase의 분리 및 정제/ 열안정성 및 pH 특성 규명.
2) 야자유나 팜핵유등 중쇄지방산이 많이 존재하는 원료물질의 선정.
3) 선정된 MCFA 함유 원료 물질(생물소재)로부터 중쇄지방산의 추출 및 정제 공정 개발
4) 분리ㆍ정제된 중쇄지방산 및 esterase 효소를 위한 최적 효소반응 종류의 선정.
5) 선정된 최적의 효소반응을 위한 고효율 bioreactor system의 개발.
6) 제조된 기능성 MCT의 체내 활용성과 안전성 확보 및 저장안정성 증대방안의 모색.
7) 제조된 기능성 유화제의 적용성 규명.
(제2세부과제)
1) Esterase 반응기 최적화
- 효소 반응 시스템 최적화 (two phase, emulsion, water free, microaqueous, reversed micelles 등)
- 최적 bioreactor의 선정 및 변형
2) Bioreactor 운전 최적화 및 scale-up
- Bioreactor performance test 및 생물반응기 생산성 산출 실험
- Scale up factor 규명 및 산출
- Pilot plant scale에서 모노글리세리드 생산
3) 유화제의 활용성과 안정성 증대
- 유화제의 체내 활용성 검토
- 유화제의 이미 및 이취 제거
- 저장안정성 향상을 위한 미세캡슐화 기술 확립
- 모델식품에서 미세캡슐 유화제 안정성 검토
◆ 기대효과 (응용분야 및 활용방안)
○ 가공식품 및 건강식품의 소재로서 활용
○ 고부가가치 식품소재로서 해외식품시장 진출
○ 특수식품 및 의료용 소재로서의 활용
○ 자체 기술개발에 의한 기술보호장벽의 극복과 국내식품소재산업의 기술자립화 달성
○ 국내 전문연구인력 양성과 식품화학, 효소공학 기반기술 확립
○ 한국형 식품소제 및 건강식품의 개발에 의한 해외시장 진출

Abstract ▼

For the type of fat, the unsaturated/saturated fatty acids ratio is an important quality criterion. Esterase and emulsifier was studied for high quality of oil. Esterase was extracted from Calotropis procera R. BR. Crude esterase was gained by precipitation of 80% ammonium sulfate, lyophilization. T

For the type of fat, the unsaturated/saturated fatty acids ratio is an important quality criterion. Esterase and emulsifier was studied for high quality of oil. Esterase was extracted from Calotropis procera R. BR. Crude esterase was gained by precipitation of 80% ammonium sulfate, lyophilization. This enzyme was characterized and purified by anion exchange and gel chromatography. The molecular weight of each E61 and E62 was 27.1 and 18.3 kDa by SDS-PAGE. The reaction of esterification was high activity in alkali, while was low activity in acidic and neutral pH. Also, the reaction was high activity at 60℃. Vmax and Kmin Michaelis-Menten equation were 0.661nmol/mg protein/min, 0.0024 nmol, respectively. Substrate was selected coconut and palm kernel oil including a lot of middle chain fatty acid. A coconut oil was composed of 8.4 % of caprylic acid (C8) and 6.1% of capric acid (C10). Palm kernel oil was 3.3 % of caprylic acid (C8) and 3.4% of capric acid (C10). Also, an emulsifier for 1-monocaprin was studied, the optimized conditions were 65˚C, 60 seconds, and 10,000 rpm. The results in margarine and butter were shown possibility of food application. Optimization of esterase in the reactor was selected as reversed miscellar system. In this system, the activity of esterase was high as C6> C8> C10.
1-Monoglyceride was a main product in glyceride synthesis. In glycerolysis, the ratio of substrate (triglyceride: glycerol) was 1:3.77~1:7.70, and 80% of yield was added water (R=0.65). 1-monocaprin, produced by these methods, was negative in mutagenesis by Ames test. As a result, the emulsifier and esterase were anticipated as materials as processed and functional food, and pharmaceuticals.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• 총괄연구개발과제 연구결과 ... 8
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 8
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 13
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 19
• 4. 사업화 목표 달성도 및 계획(개발과제만 해당함) ... 20
• 5. 총괄연구개발과제의 연구성과 ... 21
• 6. 연구개발결과의 파급효과 ... 37
• 7. 첨부서류 ... 38
• 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 39
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 40
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 45
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 49
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 56
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 ... 56
• 6. 참고문헌 ... 58
• 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 60
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 61
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 65
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 70
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 77
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 ... 77
• 6. 참고문헌 ... 81