초록 ▼

○ 연구결과
○ 100 리터 유청을 50℃에서 한외여과를 통해 80-85리터의 permeate을 제거한 후 얻어지는 retentate 15-20리터를 농축 후 분무 건조하여 단백질 함량 35%의 WPC를 생산했다.
○ 100 리터 유청을 50℃에서 한외여과를 통해 95-97.5%의 permeate을 제거한 후 얻어지는 5-2.5 리터의 retentate에 5-2.5 리터 물을 첨가하여 한외여과 하여 단백질 함량 70%의 WPC를 생산했다.
○ 가수분해물(WPC-70H와 WPC-80H)의 시료는 가수분해되지 않은 시료

○ 연구결과
○ 100 리터 유청을 50℃에서 한외여과를 통해 80-85리터의 permeate을 제거한 후 얻어지는 retentate 15-20리터를 농축 후 분무 건조하여 단백질 함량 35%의 WPC를 생산했다.
○ 100 리터 유청을 50℃에서 한외여과를 통해 95-97.5%의 permeate을 제거한 후 얻어지는 5-2.5 리터의 retentate에 5-2.5 리터 물을 첨가하여 한외여과 하여 단백질 함량 70%의 WPC를 생산했다.
○ 가수분해물(WPC-70H와 WPC-80H)의 시료는 가수분해되지 않은 시료에 비해 낮은 pH를 보인다.
○ 분무건조된 가수분해 시료인 WPC-70H와 WPC-80H의 bulk density는 0.42와 0.44g/ml로서 WPC-70, WPC-80의 0.35와 0.37 g/ml 보다 유의하게 높게 나타났으나 불용성지수는 감소했다.
○ Maillard 반응은 WPC-70 과 WPC-70H에서 WPC-80과 WPC-80H와 비교할 때 훨씬 높게 관찰되었다.
○ 단백질의 용해도는 5.51에서 5.62 단위가 개선되었고 기포 생성능은 4.2단위, 유화능은 5.7에서 6.3단위가 개선된 사실에서 효소적 가수분해의 긍정적 효과를 관찰할 수 있다.
○ 가수분해시의 점도 감소의 정도는 1.54-1.65 단위를 나타냈다.
○ 거품 생성능은 WPC 가수분해물에서 모든 pH에서 현저히 증가하였다.
○ 가수분해된 WPC는 유화능에서 가수분해 되지 않은 단백질과 비교 시 EAI 단위 차이는 5.7에서 6.3 m2/g 으로 높게 나타났다.
○ WPC는 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 placebo의 배합비(%)는 각각 20.8, 77.50, 1.15, 0.28, 0.28로 재조합하였다. 그리고 가수분해 된 WPC와 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 sample 1의 배합비(%)는 각각 20.8, 77.50, 1.15, 0.28, 0.28로 재조합하였고 가수분해 된 WPC와 설탕, 구연산, 향료, 색소에 probiotics를 첨가한 sample 2의 배합비(%)는 각각 20.8, 77.50, 1.15, 0.28, 0.28, 0.1로 나타내었다.
○ 재조합된 시료의 단백질 함량이 증가함에 따라 pH는 감소하였고 산도와 bulk density, 비중은 증가하였다.
○ 대체적으로 냉장보관 보다는 Incubator 보관에서 pH 값의 변화가 큰 것으로 보였다. 그리고 sample 1보다 probiotics를 첨가한 sample 2에서 가장 큰 폭으로 감소한 것으로 보아 첨가된 probiotics가 pH를 감소시키는 영향을 끼친 것으로 사료된다.
○ 대체적으로 비중의 값과 bulk density의 값에 큰 차이가 없었다.
○ pH 2.5와 pH 4.0으로 조정된 인공위액에서의 실험결과, 2시간 경과 후 각각 77.76와 87.57%의 생존률을 나타내었다. 또한 인공담즙산에 대하여 내성을 보임에 따라 목적 부위인 장에 도달하여 생균제로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 것으로 판단되어진다.
○ 예비적 발암물질을 발암물질로 변환시키는 β-glucosidase의 활성, 역시 없는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 프로바이오틱 생균으로 인해 발생할 수 있는 발암 유발의 위험성이 없다는 사실을 뒷받침한다.
○ 배양 상등액을 희석한 희석액에 존재하는 항산화물질로 80% 이상의 활성을 나타내었기 때문에 천연 항산화제로서의 가능성을 보여주고 있다.
○ WPC를 효소적으로 가수분해 시켰을 때, alcalase를 이용하여 가수분해시킨 가수분해물에서 폐암세포에 특이적으로 활성을 나타내었다.
○ WPC를 기본 배지로하여 Bacillus polyfermenticus SCD균을 배양하였을 때 기존에 사용하는 TSB보다 생육속도는 늦었지만 이 균이 생성하는 물질의 항산화효과는 더 높게 나타났다.
○ 생산된 건강 음료제품들에 첨가된 두 종류의 프로바이오틱 혼합균주는 균체의 수를 측정한 결과 4개월 이후에도 식품공전에서 말하고 있는 혼합 유산균 이용식품의 유산균 총균수인 107이상을 유지하고 있으므로 유통기한이 최소 4개월 이상인 것으로 나타났다.

Abstract ▼

Ⅳ. Result and Suggestion for Application
1. Results of this research
○ 100 L whey protein by ultrafilteration(at 50℃) was removed 80-85 L permeates. Obtained 15-20 L retentate was concentrated. Spray dryed retentates was produced WPC of protein content 35%.
○ 100 L whey protein by ultrafilt

Ⅳ. Result and Suggestion for Application
1. Results of this research
○ 100 L whey protein by ultrafilteration(at 50℃) was removed 80-85 L permeates. Obtained 15-20 L retentate was concentrated. Spray dryed retentates was produced WPC of protein content 35%.
○ 100 L whey protein by ultrafilteration(at 50℃) was removed 95-97.5% permeate. Obtained 15-20 L retentate was added water. It was produced WPC of protein content 70% by ultrafilteration.
○ The pH of hydrolysates(WPC-70H and WPC-80H) was lower than WPC.
○ The bulk density of hydrolysates(WPC-70H , WPC-80H: 0.42, 0.44 g/ml) was higher than non-hydrolysates(WPC-70, WPC-80: 0.35, 0.37 g/ml) but insolubility index was decreased.
○ Maillard reaction of WPC-70 and WPC-70H was higher than WPC-80 and WPC-80H.
○ The protein solubility and foam capacity and emultion capacity of hydrolysates was higher WPC.
○ The viscosity of hydrolysates was lower WPC.
○ Mix rate of WPC was WPC(20.8%), sugar(77.5%), citric acid(1.15%), spices(0.28%), coloring matter(0.28%). And maximum rate of hydrolysates sample 1 hydrolysates(20.8%), sugar(77.5%), citric acid(1.15%), spices(0.28%), coloring matter(0.28%). Maximum rate of hydrolysates sample 2 was hydrolysates(20.8%), sugar(77.5%), citric acid(1.15%), spices(0.28%), coloring matter(0.28%), probiotics(0.1%).
○ The more protein content of sample 1 and 2 were increased, the more was decreased pH value, but acidity, bulk density and specific gravity value was increased.
○ First and last, it was visible with the fact that change of pH value is bigger from Incubator custodies than refrigeration custody substitutionally. From sample 2 adds probiotics, it diminished at the biggest width. Consequently, it have effect that added probiotics diminishes pH.
○ There was not a big difference to value of specific gravity and bulk density value.
○ L. lactis NK34 was highly resistant to artificial gastric juice(pH 2.5) and artificial bile acid.
we believe that it is likely that L. lactis NK 34 could be used as a probiotic strain.
○ β-Glucuronidase was not produced by L. lactis NK34 and thus its use as a probiotic would not carry any risk of carcinogenesis.
○ Antioxidative activity of the culture supernatant was determined by measuring the scavenging activity with regard to the DPPH radical. L. lactis NK34 was shown to 80.8% DPPH radical scavenging activity.
○ Particularly whey protein hydrolysates(WPHs) made with alcalase showed the growth inhibition against lung carcinoma cell(A-549 and SK-MES-1).
○ Antioxidant activity of culture supernatant of B. polyfermenticus in WPC-based medium is more effective than TSB medium.
○ three type of whey protein supplementation decreased plasma lipid profiles and lymphocytic DNA damages significantly. However, only whey protein(WPC) could increase the level of plasma-lipid vitamins.
2. Suggestion for application of result
○ It gets from the research which it sees and it provides healthy beverage development technique to the domestic beverage enterprise. Also it uses the new healthy functional characteristic beverage in development. So the domestic existing beverage Industries applies in diversification and upgrade of the product.
○ Currently, the decrease cause of milk consuming decrease is a serious competition between the beverage other than the milk and the milk. Our research result will be able to contribute the development of milk beverages that competes with a carbonated drink and a soft drink. Consequently there is a possibility becoming the contribution in income of the livestock raising farmhouse. Supply of functional milk beverages of a higher value will be able to contribute public health.
○ WPC income which is variously used from the many kinds foodstuffs will be able to substitute many part from our researches.
○ The concentration of the materials by using ultrafiltration gets the space-saving effect and easy management. As a result the cheese of quality that is important in domestic dairy farming industry will be able to develop with economic method.
○ The whey protein hydrolysates which is developed from our researches will be used with the materials of the soybean curd, the noodles, the instant noodle, the ham and the sports beverage etc. Also the whey protein hydrolysates which is competitive will use from the foodstuffs industry. So, it will increase a productivity.
○ In turn, it uses the product development which hits to all age groups from the healthy functional beverage and the material of the foodstuffs.
○ The purification and characterization of antitumor substance in whey protein hydrolysates (WPHs) against lung carcinoma cell (A-549 and SK-MES-1) is necessary.
○ Because antioxidant activity of culture supernatant of B. polyfermenticus in WPC-based medium is more effective than TSB medium, it is necessary for more study
○ These results demonstrate whey protein supplementation could ameliorate lipid profiles and the antioxidative and antigenotoxic capacity in male smokers, although there was no synergic effect of hydrolysis of whey protein or probiotics.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 19
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 23
• 1. 기술적 측면 ... 23
• 2. 경제.산업적 측면 ... 26
• 3. 사회.문화적 측면 ... 28
• 제2절 연구개발의 목표 및 내용 ... 29
• 1. 연구개발 목표와 내용 ... 29
• 2. 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 30
• 3. 연구개발 추진체계 ... 32
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 33
• 제1절 국내.외 관련기술의 현황과 문제점 ... 33
• 제2절 앞으로의 전망 ... 34
• 제3절 기술도입의 타당성 ... 34
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 35
• 제1절 WPC 및 WPC 가수분해물의 생산 및 기능성 조사 ... 35
• 1. 서 론 ... 35
• 2. 연구내용 및 방법 ... 35
• 가. WPC의 생산 및 특성 ... 35
• 나. WPC 가수분해물의 생산 및 특성 ... 36
• 3. 연구결과 ... 37
• 가. 농축액(retentate)과 투과액(permeate)의 조성 ... 37
• 나. 수율(Rate of retention) ... 39
• 다. WPC-35의 생산 ... 39
• 라. WPC-70의 생산 ... 40
• 마. WPC의 가수분해 ... 42
• 제2절 생리활성 펩타이드와 프로바이오틱스를 함유하는 인스턴트 건강음료의 개발 ... 48
• 1. 서 론 ... 48
• 2. 연구내용 및 방법 ... 48
• 가. WPC-40 음료의 제조합 ... 48
• 나. 제조합한 음료의 이화학적 성질 ... 48
• 다. Probiotic 스타터의 생존에 대한 저장온도의 효과 측정 ... 49
• 3. 연구결과 ... 49
• 가. 음료의 배합비 ... 49
• 나. 재조합된 WPC의 화학적 조성 ... 49
• 다. 재조합된 WPC음료의 이화학적 성질 ... 50
• 제3절 유용 프로바이오틱 유산균의 특성 및 건강 기능성 조사 ... 67
• 1. 서 론 ... 67
• 2. 연구내용 및 방법 ... 68
• 가. 균주 및 배지 ... 68
• 나. 배양조건 및 방법 ... 68
• 다. 균수의 측정 ... 68
• 라. 인공위액에 대한 내성 ... 68
• 마. 인공담즙산에 대한 내성 ... 68
• 바. 효소 생산성 ... 69
• 사. 항생물질에 대한 내성 ... 69
• 아. 항종양 활성 ... 69
• 자. DPPH법에 의한 항산화 활성 측정 ... 69
• 3. 결과 및 고찰 ... 70
• 가. 인공위액에 대한 내성 ... 70
• 나. 인공담즙산에 대한 내성 ... 70
• 다. 효소 생산성 ... 71
• 라. 항생물질에 대한 내성 ... 72
• 마. 항종양 활성 ... 74
• 바. DPPH법에 의한 항산화 활성 측정 ... 74
• 제4절 효소를 이용한 유청 단백질 가수분해물의 종양세포 억제효과 ... 75
• 1. 서 론 ... 75
• 2. 연구내용 및 방법 ... 75
• 가. Whey protein concentrates and Enzymes ... 75
• 나. Hydrolysis conditions ... 75
• 다. Cell lines and culture conditions ... 76
• 라. Cell cytotoxicity test ... 76
• 3. 결과 및 고찰 ... 76
• 제5절 파일로트 규모에서의 유산균 대량생산 및 건강음료제품의 유통기한 설정 ... 79
• 1. 연구내용 및 방법 ... 79
• 가. 사용균주 ... 79
• 나. WPC를 기본으로 한 배지의 제조 ... 79
• 다. 배양조건 및 방법 ... 79
• 라. 생산성 극대화를 위한 회분식 배양 ... 79
• 마. 균수의 측정 ... 79
• 바. DPPH법에 의한 항산화 활성 측정 ... 80
• 사. 생산된 건강 음료제품들의 미생물학적 검사를 통한 유통기한 설정 ... 80
• 2. 결과 및 고찰 ... 80
• 가. WPC를 기본으로 한 배지에서의 생균수 측정 ... 80
• 나. 5 L 발효조를 이용한 대량 배양 ... 81
• 다. 생산된 건강 음료제품들의 미생물학적 검사를 통한 유통기한 설정 ... 82
• 제6절 In vitro 및 In vivo 동물실험을 통한 항산화 활성 검증 ... 83
• 1. 연구내용 및 범위 ... 83
• 2. 연구방법 ... 83
• 가. 임파구 분리 ... 83
• 나. 치즈유청 단백질 가수분해물의 처리 ... 83
• 다. DNA 손상 억제능 평가 (Comet assay) ... 83
• 3. 실험결과 ... 84
• 제7절 동물실험을 통한 치즈유청 단백질 (WPC), 치즈유청 단백질 가수분해물(WPH)의 항산화 활성 평가 ... 87
• 1. 연구내용 및 범위 ... 87
• 2. 연구방법 ... 87
• 가. 실험동물 및 실험식이 ... 87
• 나. 혈액 및 각종장기의 채취 ... 89
• 다. 백혈구 및 대장 조직 내 DNA 손상의 측정을 위한 comet assay ... 89
• 라. 혈장 지용성 비타민의 분석 ... 90
• 마. 혈장 TRAP 측정 ... 90
• 바. 과산화지질 (Baseline Diene Corrjugation in LDL lipids) 측정 ... 90
• 사. 적혈구 내 항산화 효소활성 측정 ... 90
• 아. 자료의 처리 ... 91
• 3. 연구결과 ... 91
• 가. 체중증가량, 식이섭취량, 식이효율에 미치는 영향 ... 91
• 나.장기무게에 미치는 영향 ... 92
• 다. 혈장 항산화 비타민에 미치는 영향 ... 92
• 라. 적혈구 항산화 효소 활성에 미치는 영향 ... 93
• 마 백혈구 및 대장세포의 DNA 손상정도에 미치는 영향 ... 94
• 제8절 건강음료의 임상실험을 통한 항산화 개선 효과 검증 ... 96
• 1. 연구내용 및 범위 ... 96
• 2. 연구방법 ... 96
• 가. 대상자 선정 및 질문지, 식이섭취 조사, 혈압 측정 ... 96
• 나. 유청 보충 투여 ... 96
• 다. 혈액 및 소변 채취 ... 97
• 라. 혈장 지질 수준 분석 ... 97
• 마. 혈장 Conjugated diene (CD) 분석 ... 97
• 바. 혈장 항산화 비타민 측정 ... 97
• 사. 혈장 총 유리기 포집 항산화능 측정 ... 97
• 아. 적혈구 항산화 효소활성도 측정 ... 98
• 자. Alkaline Comet assay을 이용한 임파구 oxidative DNA damage 측정 ... 98
• 차. 자료의 통계처리 및 각 요인과의 상관관계 분석 ... 98
• 3. 실험결과 ... 99
• 가. 인체계측치 변화 ... 99
• 나. 혈중 지질 및 간기능 수치의 변화 ... 99
• 다. 혈장 지질과산화, 총항산화력 및 항산화 비타민 수준의 변화 ... 99
• 라. 임파구 DNA 손상도의 변화 ... 99
• 마. 요약 및 결론 ... 99
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 103
• 제1절 연도별 연구개발목표 및 달성도 ... 103
• 제2절 연구개발 실적 및 기술발전에의 기여도 ... 107
• 1. 연구개발 실적 ... 107
• 가. 연구 결과에 대한 학술논문 발표 ... 107
• 나. 연구 결과에 대한 특허 출원 ... 107
• 다. 연구 결과에 대한 학술대회 발표 ... 107
• 라. 교육 및 지도 활용 ... 107
• 2. 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 107
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 109
• 제1절 기대 성과 ... 109
• 1. 기술적 측면 ... 109
• 2. 경제.산업적 측면 ... 109
• 제2절. 타 연구에의 응용 및 산업체 활용 방안 ... 109
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 111
• 1. 국외 논문 ... 111
• 제7장 참고문헌 ... 113
• 끝페이지 ... 121