초록 ▼

Ⅳ.연구개발 결과
남극크릴은 남극 생태자원의 90%를 차지하는 대표적인 청정 단백질 자원이며,각종 기능성물질을 다량 함유한 미래의 식량자원이다.그러나 크릴에는 불소 함량이 높아 안전성 문제로 식량화에 걸림돌이 되고 있다.따라서 본 연구에서는 크릴의 식량화를 위하여 크릴 영양성분의 해석,유용물질 회수를 위한 친환경 분리 기술 개발,기능성 천연소재 개발,고부가가치 제품개발 및 불소의 안전성에 초점을 맞추어 해석하였다.
1.남극 크릴의 영양성분의 해석
남극 크릴은 연중 어획되는 것이 아니고 3월-8월에 주로 어획되고 있다

Ⅳ.연구개발 결과
남극크릴은 남극 생태자원의 90%를 차지하는 대표적인 청정 단백질 자원이며,각종 기능성물질을 다량 함유한 미래의 식량자원이다.그러나 크릴에는 불소 함량이 높아 안전성 문제로 식량화에 걸림돌이 되고 있다.따라서 본 연구에서는 크릴의 식량화를 위하여 크릴 영양성분의 해석,유용물질 회수를 위한 친환경 분리 기술 개발,기능성 천연소재 개발,고부가가치 제품개발 및 불소의 안전성에 초점을 맞추어 해석하였다.
1.남극 크릴의 영양성분의 해석
남극 크릴은 연중 어획되는 것이 아니고 3월-8월에 주로 어획되고 있다.어획 시기에 따라 크릴에 함유되어 있는 영양성분 즉 단백질,지방,아미노산,지방산,비타민,베타인,콜레스테롤, 아스타잔틴,nucleotide,미네랄,중금속 및 불소 함량을 체계적으로 해석하였다.남극 크릴의 영양성분 분석결과 단백질,아미노산,불포화 지방산(EPA,DHA),수용성비타민,지용성 비타민은 3월에 가장 높게 나타났다.Betaine과 콜레스테롤 함량은 4월에 높게 나타났고,아스타잔틴 함량은 5월,미네랄과 중금속 함량은 6월,nucleotide는 7월에 높은 함량을 나타났으며,불소는 8월에 높게 나타났다.
계절별 남극 크릴의 식품 영양성분 함량의 변화를 알아본 결과 남극 크릴에는 아미노산,불포화지방산,비타민,아스타잔틴 및 미네랄 함량이 높게 나타나 영양학적 가치가 높은 것으로 생각되어지며,월별 분석 결과 3월이 영양학적으로 가치가 있을 것으로 생각되어 진다.
2.남극크릴로부터 유용물질 회수를 위한 친환경 분리기술 개발
남극 크릴로부터 유용물질의 분리는 아임계 및 초임계 유체 공정을 적용하였는데,크릴 오일은 전통적인 유기용매 공정과 환경 친화적인 초임계 이산화탄소를 사용하여 반회분식공정으로 추출되었다.추출된 크릴 오일의 품질을 평가하였고 초임계 추출의 경제성과 기능성을 향상시키고자 크릴오일을 알코올 전환반응 공정과 크릴 추잔물에서 아임계 수 가수분해 공정을 수행하였다.
추출된 크릴 오일의 EPA와 DHA 함량은 초임계 이산화탄소로 추출된 오일 속에 다소 높은 함량을 나타냈다.초임계 이산화탄소 추출로 얻은 오일이 유기용매추출에서 얻은 오일에 비해 더 안정적이었다.크릴에는 약 150.6mg/100g의 astaxanthin을 함유하고 있었다.크릴 오일 속 휘발성물질은 초임계 이산화탄소 추출 압력 400bar,온도 40℃ 및 55℃에 얻은 오일에서 이취성분의 함유가 낮았다.크릴의 불소 함량은 유기용매와 초임계 이산화탄소 추출 후 줄었고,초임계 이산화탄소 55℃에서 추출된 오일에서 가장 낮았다.
지질과 오일의 상업적 가치는 triglyceride의 fatty acid구성요소들뿐만 아니라 glycerol에 분배되는 fatty acids에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다.고정화 효소인 1,3-regiospecific lipase를 이용하여 크릴 오일의 알코올 전환반응에 의해 생산된 monoglyceride와 diglyceride는 가압 및 비가압 system에서 측정되었다.효소 알코올 전환반응을 통해 얻은 크릴 오일의 특성은 유리지방산 조성,산가,과산화물가,DPPH와 ABTS scavengingeffect의 측정을 통해 파악 하였다.다양한 조건들 중,40℃ 조건은 가장 높은 오일 안정성을 나타냈다.비가압 시스템에서의 알코올 전환반응 물의 DPPH andABTS 라디칼 소거능이 가압 시스템에서의 것보다 더 높은 것으로 관찰되었다.효소적 알코올 전환반응 후,불소의 양은 압력이 200bar에 고정되었을때 온도 상승과 함께 줄어들었다.최저양은 200bar,55℃때 나타났다.
아임계 수 가수분해반응에서는 초임계 이산화탄소에 의해 추출된 크릴 추잔물로부터 유용물질들을 생산하고 크릴 생 원료에서 얻은 결과들과 비교하였다.크릴 생 원료와 오일 제거된 크릴 육에 대한 아임계 수 가수분해 효율은 온도 170℃-250℃의 온도,가수분해 대산 원료와 물의 비율 1:25,반응시간 3분 그리고 150rpm 조건에서 수행되었다.두 샘플 속의 환원당이 분석되었고,결과는 오일이 제거 된 크릴 육 가수분해물의 환원당 생산량이 크릴 생 원료의 것보다 높았다.또한 크릴 육 가수분해물의 불소 함량은 급격하게 줄어들었고 이는 210℃때 26.7mg/kg로 나타났다.따라서 본 연구의 크릴에서 분리 회수한 유용물질 함유 크릴 소재는 식품및 바이오산업에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.
3.남극크릴을 이용한 기능성 천연소재 개발
남극크릴에서 주요 기능성 성분으로 필수아미노산을 다량 함유한 고단백질원과 DHA,EPA와 같은 고도불포화지방산을 이용하여 기능성천연소재를 개발하고자 한다.
남극크릴의 고단백질을 이용해 기능성 천연 효소 가수분해물을 제조하였고,산업화를 위한 효소반응공정을 최적화하였고,천연분말소재의 품질평가를 하였다.개발된 천연 효소 가수분해물을 이용하여 반응향 풍미소재를 개발하였다.반응향 풍미소재의 제품적용으로는 데리야끼 소스,라면스프 그리고 해산물소스였다.크릴오일은 캡슐화공정과,고추씨기름에 적용실험을 행하였다.그리고 기능성 천연소재 개발 시 문제되는 악취의 제거를 위한 실험과 저장성 중의 이들성분의 변화에 대한 연구를 수행하였다.
크릴육에서 기능성 천연 효소 가수분해물 소재를 개발하고자 산업적 효소인 Alcalase, Protamex,Neutrase,Flavozyme의 최적조건과 이들에 의해 개발된 천연소재를 관능검사를 통해 품질평가를 수행하였다.크릴육의 효소 가수분해에는 Alcalase가 좋았고,최적 가수분해 온도는 60-67℃,pH는 9.1-9.3인 것으로 나타났다.
크릴 가수분해물을 이용한 반응풍미소재 개발을 위한 공정화에서 크릴 가수분해물과 당,아미노산의 최적배합비를 알아보기 위해 Plackett-Burman design을 이용하였다.관능평가를 통해 xylose,fructose,ribose,tryptophan,glucosamine및 krillpowder반응계에서 높은 선호도를 보인다는 것을 알았다.제조된 시료들의 갈변반응은 pH가 높을수록,반응온도와 시간이 길수록 빨리 일어났으며,휘발성성분도 여러 종류로 많이 나타났다.수산물풍미에 매우 중요한 전구체인 glucosamine을 첨가하여 반응공정을 극대화하였다.이에 대한 기작의 연구도 수행하였다.
크릴반응풍미소재를 이용한 제품을 개발하기 위해서 먼저 크릴 반응액과 그의 대조군으로 장어뼈를 데리야끼 소스에 적용시켜 관능검사를 실시한 결과,크릴반응풍미소재를 첨가한 것이 더 높은 선호도를 나타내었다.데리야끼소스 적용실험에서 boiledtype과 grilledtype의 반응향을 제조하여 수행하였는데 관능평가에서 grilledtype에서 더 좋은 선호도를 보였다.
크릴반응풍미소재를 라면스프로 적용하기 위해 크릴농축액과 크릴농축과립분말소재에서 그의 대조군으로는 새우풍미를 가진 라면스프로 정하였다.이를 관능평가를 하고 난 후,크릴농축과립분말을 적용시킨 라면스프가 더 선호도가 높다는 것을 알 수 있었다.
해물향을 가진 소스를 선별하여 최적반응풍미로 선정된 반응계(xylose,fructose,ribose, tryptophan,glucosamine및 krillpowder)를 적용시켰다.관능검사를 통해 해물풍미 소스와 5:5 비율로 혼합한 것이 좋은 선호도를 나타내었고,이는 해물향 스프만으로 만들어진 대조군보다 조금 더 높은 선호도를 보였다.
크릴 오일을 제품화를 위해 크릴오일 캡슐화를 수행하였다.크릴 오일의 색소소재를 이용하기 위해 기존의 고추씨기름에 적용하여 관능검사를 통해 적합한 혼합비를 찾아낸 후 고추씨기름을 이용하는 기존의 제품군에 적용시켜 관능검사를 실시한 결과,고추참치와 참치 볶음장이 전체기호도에서 기존의 제품보다 높은 점수를 얻었다. 또한,크릴 오일의 안정성 실험과 저장중 향기성분의 변화를 분석하여 공정화와 상업화를 위한 기초자료를 제공하였다.
마지막으로,크릴제품의 문제점인 좋지 않은 냄새 저감화를 위한 크릴육과 건조크릴분말의 휘발성 성분을 분석하였다.크릴육의 저장 중에는 지방산화분해물로 알려진 알콜류,케톤류,및 알데히드류는 저장기간이 오래될수록 증가하는 경향을 보였다.이에 크릴의 반응소재개발에서 는 glucosamine등의 전구체에 의한 masking효과로 인해 나쁜 냄새에 의한 품질저하를 방지할 수 있었다.
4.남극크릴을 이용한 고부가가치 제품 개발
남극 크릴을 이용하여 고부가가치 제품을 개발하기 위해서는 크릴에 다량 함유되어 있는 불소 함량을 낮추어야 하고,또한 불소 함량이 낮은 제품을 생산해야 한다.본 연구에서는 불소함량이 낮은 크릴 패티,크릴 죽,크릴 연육,크릴 간장 및 크릴 오일을 개발하였다.
크릴의 불소 저감화 연구는 다양한 화학적 처리를 통하여 실시하였다.크릴의 불소 함량은 껍질에 가장 많고,근육에도 기준량 이상 함유되어 있다.Wholebody 상태로는 화학적 처리에 의하여 저감효과가 없는 것으로 나타났다.껍질을 제거한 탈각크릴육에 화학적 처리를 하여 불소 저감화한 결과 유기산,무기산,아미노산류 및 베타인류에서 저감 효과가 있었다.특히 betaine을 처리에서 가장 불소 저감 효과가 좋았고 그 다음으로 carnitine,acetic acid, phosphoricacid,hydrochloricacid순이었다.화학적 처리에 의한 불소 함량은 FDA의 권고기준에 적합한 수준이었다.그리고 헥산으로 추출한 크릴 오일에도 기준량 이상의 불소가 함유되어 화학적 처리로 기준치 이하로 줄일 수 있어 고부가 크릴 오일 제조가 가능하였다.
크릴 패티는 지방과 불소 함량이 낮은 제품을 제조하였고,품질 특성은 일반성분을 비롯하여, 아스타잔틴,콜레스테롤,칼로리,색도 측정,총 아미노산,지방산,질감,불소 함량과 관능 평가를 통하여 조사하였다.영양학적 및 관능적 특성이 좋고,또한 불소 함량이 낮은 크릴 패티 제조가 가능하였다.
인스턴트 크릴 죽은 크릴 육을 이용하여 찹쌀 등의 식품성분을 첨가하여 제조 하여 품질 특성을 조사하였다,크릴 죽의 식품 가치를 알아보기 위하여 일반성분,콜레스테롤,열량,색도, 총 아미노산,지방산,astaxanthin,불소,점탄성과 관능평가 등을 실험하였다.크릴 죽은 51kcal/100 g이며,지방과 콜레스테롤 함량이 낮았다.크릴 죽은 불포화 지방산의 함량이 높고, 필수 아미노산은 전체 아미노산 함량의 30% 이상을 차지했다.그리고 크릴 죽은 불소 함량이 낮고,기호성이 높았다.
크릴 연육은 크릴 육에 탄력보강제를 첨가하여 제조하였다.크릴 육 단독으로는 겔을 형성하지 못해 연육의 제조가 불가능하다.따라서 크릴 육을 이용하여 크릴 연육을 제조하기 위해 여러 가지 식품첨가물을 첨가함으로서 크릴 연육의 겔 형성과 겔 강도 증가에 적합한 첨가제를 확인하였다.크릴 연육에 분리대두단백을 첨가하였을 때,다른 첨가물들과는 다르게 크릴 연육이 겔을 형성하였으며 첨가량이 증가함에 따라 겔강도 역시 증가하였다.분리대두단백이 크릴연육의 겔 형성,겔강도 증강,물성변경에 좋은 영향을 미치는 것을 확인하였고 크릴 연육을 겔화시킴으로서 크릴 육을 이용한 다양한 제품 개발로 식품산업에 응용 가능하리라 기대된다. 또한,크릴 연육의 불소함량을 줄임으로서 문제시되고 있는 위생적 안정성을 확보하였다.
크릴 간장은 Alcalase를 첨가하여 크릴육을 가수분해 시킨 뒤,Koji및 식염을 첨가하여 발효시켜 제조하였다.크릴 간장은 총질소가 높고 불소 함량은 0.23mg/kg으로 FDA 권고 기준에 적합하였다. 휘발성 향기 성분은 장류 특유의 향기성분으로 알려져 있는 aldehyde류와 sulfur-contaningcompounds및 butanoicacids성분이 주요성분들로 나타났으며,가열시 향기 성분으로 두드러지는 pyrazine과 furan화합물도 동정되었다.구성아미노산 및 유리아미노산 함량은 간장의 주요 아미노산인glutamicacid,leucine,valine,lysine,methionine등의 함량이 높았다.핵산관련물질은 hypoxanthine함량이 높았다.크릴 간장은 풍부한 아미노산,낮은 불소함량,간장 특유의 향기 및 색택을 가지고 있었으며 식품으로 남극크릴을 이용하는데 가치가 있을 것으로 판단된다.
5.크릴의 불소성분에 대한 안전성 연구
크릴은 불소함량이 높으므로 불소에 동물실험 등 안전성 평가가 중요하다.안전성 실험은 평균 체중이 200±10g인 7주령 된 SpragueDawley계 수컷 흰쥐에 AIN-93G 등의 정제사료 조제법에 따라 조성된 식이를 5주간 실험 사육한 실험결과,krillmeal의 식이 조성이 10%,20%,30%로 첨가량이 많을수록 체중 증가량,식이섭취량 및 식이 효율(FER)이 감소되는 것으로 나타났지만,별다른 차이는 없었다.Krillmeal을 함량(10%,20%,30%)및 NaF 10mg+ krillmeal10 %,20 %,30 % 추가시켜 5주간 실험 사육한 흰쥐의 혈청 중 지질성분(T-CHO,LDL-CHO,Free-CHO,TG 및 PL)및 혈당 농도는 krillmeal함유비율이 높을수록 감소되었으며,HDL-CHO은 증가되는 경향을 나타내었다.총 단백질,알부민,글로불린 및 A/G 비는 krillmeal투여량에 따른 유의적인 차이는 관찰되지 않았다.NaF 10mg경구 투여후,krillmeal함유 비율(10,20,30%)에 따른 총 단백질의 변화는 거의 없는 것으로 나타났으나,A/G비에서 krillmeal의 함유 비율이 높은 NaF 10+KM 30 급여군에서 증가되는 것으로 관찰되었다.
유리지방산(NEFA)농도는 대조군에 비하여 krillmeal의 함유비율이 많을수록 감소되는 경향을 보였으며,NaF 10mg과 krillmeal의 함유 비율을 달리한 군에서도 비슷한 변화를 나타내었다.BUN,creatinine및 uricacid농도는 krillmeal함유비율이 많을수록 감소되었으며,NaF경구 투여 용량이 높을수록 증가되는 것으로 나타났다.ALP,AST,ALT 및 LDH 활성은 대조군에 비해 krillmeal을 섭취시킴으로서 효소활성이 감소되어졌으며,NaF 용량이 높은 경구투여 급여군일수록 증가되는 것으로 나타났다.Krillmeal과 NaF 경구투여 후 krillmeal급여군 및 NaF의 용량을 달리한 실험동물(S.D.계 흰쥐)실험군에서의 불소(F)함량 측정에 있어서는 혈청 및 각 조직 중 뇌의 F 함량이 가장 높았으며,폐장,신장에 높은 F 함량이 관찰되었다. Krillmeal섭취로 인한 혈청 지질 성분,혈당 및 간기능 효소 활성 등은 감소하였으며, HDL-CHO 농도가 증가되는 것으로 나타났다.크릴의 불소 추출물과 함께 NaF를 추출물과 동일한 농도로 녹여 세포에 대한 독성을 측정해 보았다. 그 결과 NaF는 시료 농도 300ug/ml이상의 농도에서 세포 생존율이 저하하여 독성을 보여주었다.그러나 크릴 추출물 모두에서는 500ug/ml의 고농도에서도 세포 독성은 나타나지 않았으며,wholebody 및 크릴 껍질에서는 간세포의 증식을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼

Ⅳ.Results
Antarctic krill is known as a representative green resource because of 90% contents among allthe resources.Also,itis recognized as future food resources forseveral bioactive components.However,high fluorine content in krillis one of the major obstacletodevelopmentoffoodresources.Forfutu

Ⅳ.Results
Antarctic krill is known as a representative green resource because of 90% contents among allthe resources.Also,itis recognized as future food resources forseveral bioactive components.However,high fluorine content in krillis one of the major obstacletodevelopmentoffoodresources.Forfuturefoodresourcesofkrill,thisstudy was focussed on the interpretation of nutritional values of krill, development of eco-friendly separation process for isolating bioactive components, development of natural bioactive ingredients, development of food products of high value and establishment of guide line on safety decision against krill fluorine.
1.Interpretation of Nutritional Values of Antarctic krill
Antractic krillis not harvested in every month,but March to August.According to harvested months,nutritional values of protein,lipid,amino acid,fatty acid,vitamin, betaine,cholesterol,astaxanthin,nucleotide,minerals and fluorine were measured and analyzed.
Their contents of crude protein,total amino acid,free amino acid,unsaturated fatty acid(EPA,DHA),water- and fat-soluble vitamins were higherin March.Betaine and cholesterol were high in April. Astaxanthin showed the highest amount in May. Mineral and other heavy metals were high in June. Nucleotide was high in July. Based on these results, krill harvested in March is thought to be the best nutritional quality.
2.Development of Eco-friendly Separation Processes for Improving Food Ingredients from Antarctic Krill
The sub and supercritical fluid processes were applied for recovering bioactive components from Antarctic krill. Krill oil was extracted using an environmental friendly solvent, supercritical carbon dioxide (SC-CO₂ with semi batch flow extraction process and traditional organic solvent extraction. The qualities of the extracted krill oils were compared. Krill oil ethanolysis process was tried to improve economic feasibility and functionality of supercritical extraction. Also, suberitical water hydrolysis process from krill mussel residues were conducted.
SC-CO₂ extracted oil contained slightly higher amounts of EPA and DHA than solvent-extractedoil.The oil obtained by SC-CO₂ extraction was more stable than the one extracted by organic solvent. Krill oil from small size krill contained large astaxanthin content of 150.62mg/100g. Amounts of most volatile compounds were low in oil using SC-CO₂ extraction at different temperatures (40°C,55°C)and a constant pressure of 400 bar.Fluoride contents of krill oils were decreased in both solvent and SC-CO₂ extraction. Krill oile xtracted using SC-CO₂ extraction at 400 bar and 55°C showed the lowest fluoride content.
Krill oil ethanolysis is expected to improve the bioactive functionalities from krill oil. The commercial value of oils depends not only on fatty acid compositions of triglyceride but also on the distribution of fatty acids on the glycerol,so production of rich monoglyceride and diglyceride from krill oil ethanolysis with immobilized 1, 3-regiospecific lipases was studied in pressurized and non-pressurized system. Krill oils obtained by enzymatic ethanolysis were characterized by measuring the FFA content, acidvalue,peroxidevalue,DPPH andABTS scavenging effects.Thecondition of 40°C showed the highest oil stability among the various other conditions.Comparing the reacted oil with non-reacted one, it has been observed that DPPH and ABTS radical-scavenging activity of ethanolysis product in non-pressurized system was higher than those in pressurized system. After enzymatic reaction, fluoride amount was reduced with increasing temperature at thefixed pressure of 200 bar. The lowest amount was found at 55℃.
Subcritical water hydrolysis was used to produce valued materials from krillmuscle residues left from SC-CO₂ extraction, and its product was compared with that obtained from raw krill.Subcritical water hydrolysis efficiency from raw and deoiled krill was examined over1 70℃ to250℃ hydrolysis temperature,1:25 ratio of material to water,3 min reaction time and 150rpm. Reducing sugar content was analyzed in both samples. The results showed that the yield of reducing sugarin deoiled krill hydrolysate was higher than thatofraw krillhydrolysate. Also,in krill muscle hydroly sat e,fluoride content was drastically decreased and the lowest amount of 26.7mg/kg was found at 210℃. Therefore,these final products can be used as food additives in food and bio-industries.
3.Development of Natural Seasonings and Bioactive Ingredients from Antarctic Krill
Main bioactive components of Antarctic krill are recognized to be high protein content of lots of essential amino acids and such polyunsaturated fatty acids as DHA and EPA. The components were used to be successfully proceeded as natural bioactive ingredients.
Krill hydrolysate ingredient was produced by enzymatic hydrolysis of krill meat.The hydrolysis processes was optimized by using several commercial proteases in optimum reaction condition. The dried hydrolysate was evaluated by measuring headspace volatiles and sensory evaluation. Then, reaction flavor of krill hydrolysate was developed by optimizing precursors,and reaction condition.The reaction flavor was applied to teriyaki, ramen and seafood sauces. Also,krill oil was applied to capsulation and red pepper seed oil. One of the main problems for high quality in krill productsis bad smell of krill which should be removed or reduced. The changes of these volatiles during processing and storage in krill and krill products were analyzed.
To develop bioactive and natural hydrolysate from krill meat,the optimum conditions of Alcalase, Protamex, Neutrase and Flavozyme were studied by sensory evaluation. Alcalase was best for hydrolysis of krill meat. Its optimum hydrolysis condition was 60-67℃ reaction temperature and pH 9.1~9.3.
Plackett-Burman design was used to investigate the optimum mixing ratio of krill hydrolysate, sugars and amino acids in process to develop reaction flavor using krill hydrolysate. Its high preference was shown in the reaction system of xylose, fructose, ribose, tryptophan, glucosamine and krill powder by the sensory test. The Maillard reaction of manufactured samples was appeared to hiogher pH and reaction temperature and longer tilme, quickly. Various kind of volatile compounds were shown. The reaction proces was maximized by addition of glucosamine that is vert important precursor in sea food flavor and study of its mechanism was conducted.
Krill reaction flavor was applied to two types of sauces for ter4iyaki and ramen. In teriyaki sauce, the sauce added krill reaction flavor showed better preference than those of other treatments. In sensory evaluuation, grilled-type of teriyaki sauces showed higher preference than boiled-type one. Krill extract and krill flavor powder were applied to ramen sauce and shrimp flavor sauce was selected as control group. After sensory evaluation, ramen sauce with krill powder had better preference. Seafood flavor sauce was selected and applied to reaction solution containing xylose, fructose, ribose, tryptophan, glucosamine and krill powder. Mixture of 5:5 ratio showed better preference than control group made with only seafood flavor sauce.
Krill oil was successfully encapsulated with soft gels. Also, krill oil was applied to red pepper seed oil as light red color ingredient. The proper ratio of krill oil to the pepper oil was determined by sensory evaluation. The final products applied the mixed oil to pepper tuna and tuna+pepper sauce-fried product were chosen an high quality products by sensory evaluation. Also, stability and headspace volatiles accelerated during storage of krill oil were evaluated in order to provide the basic data for industrialization and commercialization.
Finally, reduction of bad smell in krill meat, powder and other products was studied by measuring headspace volatiles which should be removed or reduced. The lipid oxidation products of alcohols, ketones and aldehydes during refrigerated storage in krill meat were significantly increased with the increasing storage. In development of reaction flavors, such masking effect as glucosamine addition and mixing optimization in reaction condition can reduce the bad smell of drill products.
4. development of High Value-added Food Products from Antarctic Krill
In order to develop food product of high value from Antractic drill, the most important thing is to reduce high fluorine content in krill. Also, to produce the final krill product of low fluorine content, the studies on the technologies of reducing fluorine amount are required. In the development of food products, drill oil, patty, soup, surimi, sauce of low fluorine contents were tried.
Reducing methods of fluorine content were studied by using several chemical treatments. Fluorine was found a lot in krill shell and krill meat contained more than the standard. In the whole state of krill, chemical treatment had no effect on fluorine reduction. Deshelled krill meat showed fluorine reduction by using organic acids, inorganic acids, amino acids and betaines. The order of fluorine reduction effect was betaine, carnitine, acetic acid, phosphoric acid and hydrochloric acid, showing that these chemical treatments reduced fluorine contents lower than the standard. Fluoride content of krill oil extracted by using hexane coule be reduced by these chemical treatments, So it was possible to make krill oil of low fluorine content.
Krill patties of low fluorine and fat contents were made and their proximate composition, astaxanthin, cholesterol, calorie, Hunter color value, total amino acids, fatty acids, texture, fluoride content and sensory evaluation were investigated. The krill patties of low fluorine content were nutritionally good and they showed special sensory properties.
Instant krill gruel was produced by using krill meat with food ingredients in order to improve its quality. The food quality of krill gruel was examined by measuring proximate composition, cholesterol, calorie, Hunter color value, total amino acids, fatty acids, astaxanthin, fluoride, viscoelastic properties and sensory evaluation. The krill gruel had about 51 kcal/100 g. Its fatty acid composition exhibited high levels of unsaturated fatty acids. The essential amino acids were over 30% of total amino acids. Krill gruel had low fluorine and showed better preference.
Krill surimi was prepared by adding a reinforcing agent into krill meat. Krill meat only cannot make enough gel strength to proceed krill surimi, so various food additives were tried to form gel, and to increase gel strength . When isolated soy protein(ISP) was added, krill surimi formed gel, compared with other additives. Its gel strength was increased with the increased amounts of ISP. Addition of ISP showed good effects on increased with the increased amounts of ISP. Addition of ISP showed good effects on increase of gel strength, and the favorable changes in other physical properties as well as gel formation of krill surimi. Krill surimi successfully proceeded in this study may be expected to be applied to other high valued food ingredients. Also, safety of krill surimi was obtained by reducing its fluorine content.
Krill meat was hydrolyzed with commercial Alcalase to proceed krill sauce. Koji and salt were added to the hydrolysate and fermented. Total nitrogen amount of the krill sauce was high and Its fluorine amount was 0.23 mg/kg which was lower than the recommended value of less than 100 mg/kg from FDA. In the results of headspace volatile compounds of the ssauce, the main groups were aldehydes and sulfur-containing compounds. One of major compound was butanoic acid. Pyrazines and furans were identified, which are thought to be formed by heating during the process. The main amino acids in total and free amino acids of the sauce were glutamic acid, leucine, valine, lysine and methionine. The major component was hyopxznthine among the separated nucleic acid-related compounds. The krill sauce is expected to be a good food product which has plentiful amino acids, low content of fluoride, and its special falvor.
5. Clinical Test on Safety of Krill Fluorine
Clinical test against krill fluorine is recognized as an important factor for food safety because krill contains lots of fluorine. White male 7 week rats of Sprague Dawley(average weight of 200±10g) were fed with the controlled feed of AIN-93G for 5 weeks. As the amount of krill meal was increased from 10% to 30%, there were no significant differences for body weight, feeding amounts, and feeding efficiency ratio, showing a little reduction. In the krill meal of 10%, 20% and 30%, 10mg NaF and additional krill meal of 10%, 20% 30% were fed. T-CHO, LDL-CHO, Free-CHO, TG and PL in lipid of blood serum and blood glucose were reduced with the increased amount of krill meal, but HDL-CHO was increased. Total protein, albumin, globulin and the ratio of A/G were not significantly changed with the increased amount of krill meal(KM). After oral administration of 10 mg NaF, total protein was not significantly changed with the increased amount of krill meal, but the ratio of A/G was increased in the group of NaF 10+KM 30. Contents of non-esterified fatty acids were decreased, as KM increased. Also, the group of 10 mg NaF and drill meal showed the similar results. Concentrations of BUN, creatinine and uric acid were decreased as KM was increased. But, they were increased with the increased amount of NaF oral administration. Activities of ALP, AST, ALT and LDH were reduced with the increased KM. But, they were increased with the increased amount of NaF oral administration. Fluorine amounts in tissue of rats fed with KM and NaF 10+KM were measured. Brain contained the highest content, and lung and liver showed high amounts.
Toxicity of krill fluorine in liver cell was compared with that of NaF. The amount of more than 300 ug/ml NaF showed its toxicity by reducing cell survival rate, but krill extract of 500 ug/ml did not showed any toxicity. In krill whole body and shell, multiplication of liver cell was detected.