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김비성(Beesung Kim),김지후(Jihoo Kim),이희섭(Heeseob Lee) 한국식품영양과학회 2021 한국식품영양과학회지 Vol.50 No.2
본 연구에서는 상품성이 떨어지는 수박 전체 부분에 효소처리를 실시한 후 반응표면분석법을 통해 에탄올 제조 효율을 확인하고자 하였다. 효소 처리 결과 추출 수율은 Celluclast <SUP>®</SUP> 1.5L과 Viscozyme<SUP>®</SUP> L을 1:1 처리한 군의 추출 수율이 다른 군에 비해 유의적으로 높았으며, 총당, 환원당 함량은 Celluclast<SUP>®</SUP> 1.5L, Viscozyme<SUP>®</SUP> L을 1:1 처리한 군과 Celluclast<SUP>®</SUP> 1.5L, Pextinex<SUP>®</SUP> Ultra Pulp, Viscozyme<SUP>®</SUP> L을 1:1:1 처리한 군에서 환원당 함량이 다른 군에 비해 유의적으로 높음을 확인할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 수박으로부터 에탄올 제조 최적화를 위해 AFY 접종량(X₁: 0~6%), KCCM 12015 접종량(X₂: 0~6%), KCCM 50614 접종량(X₃: 0~6%), 발효 시간(X₄: 0~10 days)을 독립변수로 두어 중심합성계획법(central composite design; CCD)을 실시하였다. 실험 결과는 이차회귀방정식에 적용되었으며, 회귀방정식에 대한 신뢰도는 ANOVA에 의해 분석되었다. 에탄올 생성율의 가장 높은 조건은 AFY 접종량=3.61%, KCCM 12015 접종량=1.5%, KCCM 50614 접종량=1.5%, 발효 시간=7.5 day일 때 예측값은 6.18%, 실제값은 5.9%가 나왔으며, 이 조건은 에탄올 생산을 최적화하는 데 적합한 값임을 확인할 수 있었다. This study was undertaken to evaluate the efficiency of ethanol produced by the response surface methodology using enzyme-treated low-grade watermelons (Citrullus vulgaris Schrad.). Before ethanol production, entire watermelons were treated with different sets of enzymes. The extraction yield with the Celluclast<SUP>®</SUP> 1.5L and Viscozyme<SUP>®</SUP> L (1:1) combination was significantly higher than other treatments. Compared to other conditions, the total sugar and reducing sugar contents were significantly higher with two conditions, viz., Celluclast<SUP>®</SUP> 1.5L and Viscozyme<SUP>®</SUP> L (1:1), and Celluclast<SUP>®</SUP> 1.5L, Pextinex<SUP>®</SUP> Ultra Pulp and Viscozyme L (1:1:1). To optimize the ethanol production from enzyme treated Citrullus vulgaris Schrad., a central composite design (CCD) was introduced, based on the following four variables: amount of Saccharomyces cerevisiae AFY (X₁: 0∼6%), amount of Kluyveromyces marxianus KCCM 12015 (X₂: 0∼6%), amount of Candida kefyr KCCM 50614 (X₃: 0∼6%), and fermentation time (X₄: 0∼10 days). The experimental data were fitted with quadratic regression equations, and the accuracy of the equations was analyzed by ANOVA. The statistical model predicted highest ethanol production of 6.18% under the optimal conditions X₁= 3.61%, X₂=1.5%, X₃=1.5%, and X₄=7.5 days. The optimized conditions were validated by observation of an actual ethanol production, which yielded 5.9% ethanol. These results agree well with the predicted model value.
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