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Carboxymethylchitin 을 이용한 에멀젼의 제조 및 특성
변희국(Hee Guk Byun),박표잠(Pyo Jam Park),김세권(Se Kwon Kim) 한국키틴키토산학회 2001 한국키틴키토산학회지 Vol.6 No.3
본 연구에서는 키틴의 기능성을 개선하고자 화학적 합성법에 의해 카르복시메틸키틴을 합성하였으며, 카르복시메틸키틴으로 에멀젼을 제조할 때의 농도, 물과 대두유의 혼합비, pH 및 온도의 최적조건을 유화성으로서 측정하였다. 카르복시메틸키틴의 유화성은 젤라틴, 알부인 및 Tween-80보다 약 20%유화성이 높았다. 카르복시메틸키틴을 이용한 에멀젼의 최적제조조건은 농도 1%(w/v), 물과 대두유의 혼합비 50%, pH 8.0 및 온도 20℃ 였으며 , 이들 조건하에서 유화성은 86%였다. 또한 카르복시메릴키틴의 유화안정성은 젤라틴, 알부민 및 Tween-80보다 높게 나타났다. 이것은 각 유화액의 현미경 관찰에서 카르복시메틸키린으로 만든 유화입자의 크기가 ~10 ym 이하로 가장 작고 조밀성이 높은 것으로도 알 수 있었다. To improve the functional properties of chitin, carboxymethylchitin (CM-chitin) was synthesized by chemical modifications. Emulsifying activity of the CM-chitin was investigated in various conditions such as concentration, water-oil ratios, pH and temperature. The emulsifying activity of CM-chitin was 20% higher than that of gelatin, bovine serum albumin, and Tween-80 as commercial emulsifier. The emulsifying activity of CM-chitin solution was the highest at 1%, and was decreased with increasing concentration at above 1 % of CM-chitin. The optimum conditions of water-oil ratios, pH and temperature were 50% (w/v), pH 8.0 and 20℃, respectively. In these conditions, the emulsifying activity of CM-chitin solution was 86%. The emulsion stability of CM-chitin was higher than that of other commercial emulsifier. The emulsifier structure was observed with the characters of high density and small particles size (~ 10 ym).
재순환 3단계 막반응기에서 연속적으로 생산된 어피 젤라틴 가수분해물의 가능성
김세권,변희국,전유진,안창범,조덕제,이응호 ( Se Kwon Kim,Hee Guk Byun,You Jin Jeon,Chang Bum Ahn,Duck Jae Cho,Eung Ho Lee ) 한국공업화학회 1995 공업화학 Vol.6 No.6
재순환 연속식 3단계 막(MWCO 10,000, MWCO 5,000 및 MWCO 1,000)반응기를 사용하여 제조된 각 단계별 명태피 젤라틴 가수분해물의 분자랑, 아미노산조성 및 기능성에 대하여 검토하였다. 3단계 막반응기에서 사용한 효소는 Alcalase(1단계), pronase E(2단계) 및 collagenase(3단계)였다. 1단계, 2단계 및 3단계 가수분해물의 분자량은 각각 4.8∼9.5 KDa, 3.4∼6.6 KDa 및 0.9∼1.9 KDa범위였다. 명태피 젤라틴 및 각 단계별 가수분해물의 아미노산 조성중 단맛과 관련이 있는 아미노산의 함량이 전체의 69∼71%에 달한 반면, 쓴맛을 내는 아미노산 함량은 21∼23%에 지나지 않았다. 3단계 가수분해물이 1단계 및 2단계 가수분해 물에 비해 단맛과 감칠맛이 더 좋았다. 1단계, 2단계 및 3단계 가수분해 물의 용해도는 모든 pH영역에서 100%였으며, 명태피 젤라틴은 유화성 및 포말성이 나타났지만, 각 단계별 가수분해물에서는 나타나지 않았다. 전기전도도와 완충능은 1단계 및 2단계 가수분해물에 비해 저분자 펩티드의 함량이 많은 3단계 가수분해물이 가장 높았으며, 각 단계별 가수분해물의 점도는 모든 pH영역에서 차이가 없었을 뿐만 아니라 각 가수분해물 상호간에도 거의 차이가 없었다. 등온흡습도는 1단계 및 2단계 가수분해물에 비해 3단계 가수분해물이 가장 높아 수분활성 저하제로서 이용이 가능할 것으로 생각된다. The molecular weight, the composition of amino acids and the functional properties of hydrolysates of Alaska pollack skin gelatin which were produced from a continuous three-step membrane reactor were investigated. The enzymes used were Alcalase in the first-step, pronase E in the second-step, and collagenase in the third-step. The molecular weights of the first-step enzyme hydrolysate(FSEH), the second-step enzyme hydrolysates(SSEH), and the third-step enzyme hydrolysates(TSEH) were in the range of 4.8∼9.5KDa, 3.4∼6.6KDa, and 0.9∼1.9KDa, respectively. 69∼71% of amino acids in the hydrolysates of Alaska pollack skin gelatin were responsible for the sweet taste, while 21∼23% of them were responsible for the bitter taste. Taste of the TSEH is sweeter and more favarable than those of the FSEH and SSEH. All of the hydrolysates were freely soluble in water regardless of the pH range. The foaming and emulsifying capacity did not occur in all hydrolysates(FSEH, SSEH, and TSEH), while the unmodified skin gelatin showed them. TSEH, which has higher composition in the low molecular weight peptide, has higher electrical conductivity and buffer capacity than FSEH and SSEH have. The viscosities of all hydrolysates did not depend on the pH but were similar. TSEH also shows the highest activity in the isothermal moisture absorption among other hydrolysates. It can be used to depress the water activity in moisture food.
김세권,변희국,이응호 ( Se Kwon Kim,Hee Guk Byun,Eung Ho Lee ) 한국공업화학회 1994 공업화학 Vol.5 No.3
수산물 가공공장에서 대량으로 폐기되고 있는 어피를 유용하게 산업적으로 이용하기 위하여 어피로부터 젤라틴 제조를 위한 추출조건에 대하여 검토하였다. 아울러 최적 조건하에서 제조한 어피젤라틴의 물리적 특성, 분자량 및 아미노산 조성 등을 시판 젤라틴의 그것들과 비교 검토하였다. 어피젤라틴의 추출조건은 침지용액인 수산화칼슘농도 1.0∼1.5%(w/v), 첨가수량 6∼7배, 온도 40∼50℃ 및 추출시간 5시간이었으며, 이 조건하에서 명태피로부터 추출된 젤라틴의 수율이 대구피 및 각시가자미피로부터 추출한 젤라틴의 수율보다 높았다. 어피젤라틴의 중금속 함량은 시판 젤라틴의 중금속 함량보다 적었으며, 어피젤라틴의 물성면에서 젤리강도, 전기전도도는 시판 젤라틴보다 낮았지만, 점도 및 등전점은 시판 젤라틴보다 높았다. 어피젤라틴의 아미노산 조성 중 glutamic acid, serine, threonine, methione 및 cysteine의 함량은 돈피 및 우피의 아미노산 함량에 비해 높았지만, proline 및 hydroxyproline의 함량은 낮았고, 그외의 아미노산 함량은 거의 비슷하였다. To effectively utilize fish skin wastes from marine manufactory, the optimal extraction conditions to prepare gelatin from fish skins of Alaska pollack, cod and yellowfin sole were investigated. In addition, the physical properties of the fish skin gelatins prepared under the optimal extraction conditions were compared with the commercial animal skin gelatin. The conditions for extraction of gelatins from fish skins were as follows ; The skins were limed with 1.0∼1.5%(w/v) calcium hydroxide solution. The fish skin gelatins were extracted with 6∼7 volumes of water(pH 6.0∼7.0) for 5hrs at 40∼50℃, and the yield of Alaska pollack skin gelatin extracted under the above conditions was higher than those of cod and yellowfin sole skins. The heavy metal contents, jelly strength and electric conductivities of fish skin gelatins were lower than those of a commercial gelatin(bovine skin), but the viscosity and isoelectric point were higher. The amount of amino acid in fish skin, such as gelatin, glutamic acid, serine, threonine, methionine and cysteine, were higher than those in pig and ox skin. However, the contents of hydroxyproline and proline were lower.
재순환 3단계 막반응기를 이용한 어피젤라틴의 연속적 가수분해 최적화 공정 개발
김세권,변희국 ( Se Kwon Kim,Hee Guk Byun ) 한국공업화학회 1994 공업화학 Vol.5 No.4
어피로부터 추출한 젤라틴을 효소로 가수분해시킨 가수분해물을 분자량 크기에 따라 분획하여 이를 기능성 소재로서 이용할 목적으로 연속식 3단계 막(1st-SMR, MWCO 10,000; 2nd-SMR, MWCO 5,000; 3rd-SMR, MWCO 1,000)반응기 장치를 이용하여 젤라틴 가수분해 최적조건이 구명되었고, 또한 막반응기 장치를 장시간 작동하였을 때, 기계적인 응력과 막에 의한 효소활성 및 안정성에 미치는 인자, 그리고 분자량이 서로 다른 가수분해물 획분의 생산량을 높이기 위한 최적화 공정에 대하여 검토하였다. 재순환 3단계 막반응기 장치에서 pH-drop법으로 선정하여 사용한 효소는 Alcalase(1단계), pronase E(2단계)였으며, 3단계에서는 collagenase(3단계)를 사용하였다. 최적 가수분해조건은 1단계의 경우, 효소농도 0.2㎎/㎖, 기질대 효소비 50(w/w), 온도 50℃, pH 8.0, 반응부피 600㎖ 및 유출속도 6.14㎖/min였으며, 2단계는 효소농도 0.3㎎/㎖, 기질대 효소비 33(w/w), 그외의 조건은 1단계와 동일하였다. 그리고 3단계의 경우는 효소농도 0.1㎎/㎖ 기질대 효소비 100(w/w) 및 유출속도는 10㎖/min이였다. 1단계 막반응기를 1시간 작동하였을 때의 기계적인 전단응력 및 막에 의한 효소활성 저하는 30% 및 15%였으며, 2단계 및 3단계는 각각 14%, 5% 및 18%, 8%였다. 1단계, 2단계 및 3단계 막반응기의 최적 가수분해조건하에서 가수분해도는 각각 3.5%(Kjeldahl방법, 87%), 3.1%(77%) 및 2.7%(70%)였으며, 연속식 3단계 막반응기에서 가수분해물의 최종생산량은 부피대체율 10배에서 효소 ㎎당 430㎎이었다. The enzymatic hydrolysate of gelatin extracted from fish skin was fractionated and recycled through the membrane reactor according to the molecular weight for the purpose of using as functional material. In addition, the enzymatic hydrolysis conditions of gelatin, enzyme stability by membrane and mechanical shear, and effect on the long-term operational stability of the recycle membrane reactor were investigated. Using the pH-drop technique, Alcalase, pronase E and collagenase were identified as the most suitable enzymes for the hydrolysis of fish skin gelatin. The optimum hydrolysis conditions in the 1st-step membrane reactor(1st-SMR) by Alcalase were enzyme concentration 0.2㎎/㎖, substrate-to-enzyme ratio(S/E) 50(w/w), 50℃, pH 8.0, reaction volume 600㎖ and flow rate 6.14㎖/min. In the 2nd-SMR by pronase E were enzyme concentration 0.3㎎/㎖, S/E 33(w/w), 50℃, pH 8.0, reaction volume 600㎖ and flow rate 6.14㎖/min. In the case of 3rd-SMR, enzyme concentration 0.1㎎/㎖, S/E 100(w/w), 37℃, pH 7.5, reaction volume 600㎖ and flow rate 10㎖/min. Decreased enzyme activities by mechanical shear and membrane were 30% and 15% in the 1st-SMR, were 14% and 5% in the 2nd-SMR, and 18% and 8% in the 3rd-SMR, respectively. Under the optimum conditions, the degree of hydrolysis in the 1st, 2nd and 3rd-SMR were 3.5%(Kjeldahl method, 87%), 3.1%(77%) and 2.7%(70%), respectively. The productivity of hydrolysate in the continuous three-step membrane reactor was 430㎎ per enzyme(㎎)for 10 times of volume replacements.
우렁쉥이 육으로부터 Carotenoprotein 의 분리 정제 및 특성
김세권,강옥주,변희국,전유진,김종배 ( Se Kwon Kim,Ok Ju Kang,Hee Guk Byun,You Jin Jeon,Jong Bae Kim ) 한국응용생명화학회 1998 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.41 No.1
A carotenoprotein from the muscle of Ascidian (Halocynihia roretzi) was purified by ion exchange chromatography and gel filtration chromatography, and analyzed molecular weight, stability of pH and heat, effect of denaturing agents, amino acids and fatty acids composition. The purified carotenopotein had absorption maxima of 463 ㎚ and 439 ㎚. The carotenoprotein had an approxmimate molecular weight of 64.4 kDa in polyacryl-amide gel electrophoresis. The amino acid compositions of carotenoprotein were mainly Gly(15.39%), Asn(11.31%), Gln(10.62%) and Ser(13.35%). The major fatty acids composition of carotenoprotein were C◎(15.4%), C◎(14.5%) and C_(20:1(n-11))(11.4%). The monounsaturated fatty acids(45.2%) contained abundant content compared to other saturated(38.1%) and polyunsaturated(11.7%) fatty acids.