미생물에 의한 단세포유지의 생산과 이용

김용노(Yong-Ro Kim),윤석후(Suk Hoo Yoon) 한국식품과학회 2015 한국식품과학회지 Vol.47 No.6

단세포유지 생산에 이용되는 미생물은 효모, 곰팡이, 미세조류 등이다. 단세포유지의 생산 효율은 배지의 조성을 조절하여 영양공급을 최적화하거나, 배양 조건을 조절하거나, 최신의 생명공학 기술을 활용하여 균주를 개량함으로써 증가시킬 수 있다. 단세포 유지를 상업적으로 대량 생산하기 위해서는 값이 싼 탄소원을 확보하는 것이 무엇보다 중요하므로 지구 상에 풍부한 섬유질 자원을 활용하는 방법이 주목을 끌고 있다. 미세조류는 대기 중의 탄산가스를 탄소원으로 이용하므로 탄소원의 비용이 들지 않는다는 장점이 있다. 단세포유지 생산 미생물의 유전자를 조작하거나 대사공학기술을 이용하는 방법은 균주의 생산성을 획기적으로 높이기도 한다. 단세포유지는 그 동안 식품, 사료, 의약품 등으로 사용되어 왔으나 최근에는 바이오디젤(biodiesel)의 원료로도 사용될 수 있어 또 다른 관심을 끌고 있다. With the shortage of edible fats and oils and depletion of fossil fuels in many countries, microbial lipids is emerging as one of the most promising sources of fats and oils in the global market. Oleaginous microorganisms, also called single cell oils (SCOs), can accumulate lipids more than 25% in the cell volume. Triacylglycerols are the major storage lipids. SCOs offer several advantages for lipid production as follows: SCOs have short life span which would shorten production time, cultivation conditions are not affected by climate and place; the production process is easy to control. There are a number of oleaginous yeasts, molds, and microalgae. Furthermore, the lipid productivity of SCOs can be enhanced through strain improvement and the optimization of cultivation conditions. The new strains developed using recent advanced biotechnical methods showed greatly improved oleaginicity. Further, hydrolysates of lignocellulosic materials can be used as carbon sources for economic production of SCO.

베타-카로텐 탑재 하이드로 젤 농도와 저작에 따른 지방소화율과 생체접근율의 변화

문세훈,김용노,Mun, Saehun,Kim, Yong-Ro 한국식품조리과학회 2017 한국식품조리과학회지 Vol.33 No.2

Purpose: This study was conducted to examine the effects of the starch concentration of filled hydrogel and the addition of ${\alpha}-amylase$ and simulated mastication processing in an oral phase on lipid digestion and ${\beta}-carotene$ bioaccessibility of filled hydrogels. Methods: Lipid digestion and ${\beta}-carotene$ bioaccessibility of the filled hydrogels were measured after the samples were passed through an in vitro gastrointestinal tract model consisting of oral, gastric, and small intestinal phases. Results: The initial rate and final extent of lipid digestion were higher in the filled hydrogels than in the emulsion when the filled hydrogels were treated in an oral phase without simulated mastication processing and addition of ${\alpha}-amylase$, regardless of starch concentration. However, when the filled hydrogels were minced using mortar and pestle for 2 min and were exposed to ${\alpha}-amylase$, the filled hydrogel fabricated with 5% starch showed the lowest lipid digestion rate and extent compared to the emulsion and other filled hydrogels. Bioaccessibility of ${\beta}-carotene$ was higher in the filled hydrogels than in the emulsion, regardless of the digestion method performed in an oral phase and starch concentration. However, there were appreciable differences in bioaccessibility of the filled hydrogels depending on whether or not simulated mastication and addition of ${\alpha}-amylase$ were employed. Conclusion: These results suggested that the rheological properties of initial filled hydrogels and simulated mastication processing in an oral phase plays an important role in determining the lipid digestion and ${\beta}-carotene$ bioacccessibility entrapped within filled hydrogels.

복분자의 품질변화에 관한 기초연구

김기석 ( Ghiseok Kim ),김용노 ( Yong Ro Kim ) 한국농업기계학회 2015 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.20 No.2

쌀가루 기반 필드하이드로젤이 레티놀의 UV 안정성 및 모방소화관 내 보유율에 미치는 효과

김의황(Uihwang Kim),노신정(Shin-Joung Rho),김채영(Chaeyoung Kim),성세정(Sejeong Sung),김용노(Yong-Ro Kim) 한국식품과학회 2022 한국식품과학회지 Vol.54 No.5

레티놀은 기능성 식품의 구성성분이며 식품 및 제약, 화장품 제제로 사용되고 있다. 하지만 주위환경(특히 빛, 열, 온도, 수분, 산화제 등)에 의해 쉽게 파괴될 수 있으므로 보호하여 최종제품의 저장수명을 개선하는 것이 중요하다. 따라서, 본 연구에서는 레티놀의 안정성과 생체접근율을 개선하고 제어방출을 가능하게 하는 전략으로 쌀가루 기반 필드하이드로젤(RF-FH) 시스템을 사용하였다. 아밀로스 함량이 다른 한국쌀 품종인 4가지 쌀가루(도담쌀, 새미면, 새일미, 미르찰)를 이용하여 제조된 FH 내 탑재된 레티놀의 UV 안정성 및 in vitro 소화 후 레티놀의 보유율(%)은 수중유적형 에멀션(EM)과 비교하여 유의적으로 향상되었다. UV 안정성에서 쌀가루 품종간 유의적인 차이는 없었지만 생체접근율은 SI-FH가 유의적으로 높게 나타났다. 안정성 및 생체접근율이 EM시스템보다 유의적으로 향상된다는 점을 고려할 때 RF-FH시스템은 다양한 소수성 물질의 새로운 전달시스템으로 활용 가능할 것이며 쌀을 기반으로 한 식품가공 산업에서 유망한 기능성 소재로 사용될 수 있을 것으로 생각된다. Retinol (vitamin A) is an essential nutrient with biological functions in growth, development, vision, and immunological activity. However, retinol has limitations in various food applications due to its low water solubility, stability, and bioavailability. To overcome these limitations, we prepared a retinol-loaded rice flour (RF)-based filled hydrogel (FH) delivery system. RF-FH was prepared using the Korean RF varieties, Dodamssal (DD), Smyeon (SM), Sailmi (SI), and Mirchal (MR) with different amylose contents. The UV stability of retinol in RF-FH was significantly improved compared to that in the O/W emulsion (EM), although there was no significant difference among the RF varieties. The retention rate (%) of retinol in RF-FH after in vitro digestion was significantly improved compared to that in EM, with SI-FH showing the most effective results. Therefore, RF-FH can be used as an effective delivery system for bioactive compounds as it can increase the stability and bioaccessibility of functional substances after digestion.

VIS/NIR 분광분석법을 이용한 미부화란의 조기 검출

김학성 ( Hak Sung Kim ),김기석 ( Ghi Seok Kim ),김용노 ( Yong Ro Kim ),강석원 ( Seok Won Kang ),노상하 ( Sang Ha Noh ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1

정상적인 부화 여부를 판별하기 위한 1차 검란은 일반적으로 5일~7일 이후에 시행된다. 미부화란을 이보다 더 빠른 시간 안에 검출할 경우 부화에 소요되는 에너지의 감소 효과 및 미부화란을 다른 용도로 활용하는 것을 기대할 수 있다. 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 산란계인 하이라인 브라운 품종의 유정란 29개와 인위적인 미부화란을 만들기 위한 동일 품종의 무정란 11개를 사용하였으며 38℃, 70% 조건의 항온항습기에서 96시간 동안 부화하였다. 스펙트럼 획득 장치의 광원은 녹색영역을 발광하는 LED램프와 일반 할로겐 광원을 별도로 사용하였으며 스펙트로미터는 VIS/NIR 영역인 520~1,180nm영역과 NIR영역인 900~1,700nm영역의 것을 사용하였다. 부화 시작 전과 부화 시작 후 1일 간격으로 각각 1개의 샘플에 대한 1개의 스펙트럼을 측정하였다. 측정 영역은 LED광원을 이용한 경우는 520~1,1800nm, 할로겐광원을 이용한 경우에는 520~1,180nm와 900~1,700nm이었다. 정상 부화여부는 4일차에서 할란하여 확인하였고, 측정 일자별로 PLS-DA분석법을 이용한 판별 모델을 개발하였다. 4일차에서 유정란 29개 중 11개가 정상 부화하였고, 18개는 미부화하였다. 3일차에서 판별 모델의 정확도는 LED광원의 VIS/NIR 영역 스펙트럼을 이용한 경우는 100%, 할로겐 광원의 VIS/NIR 영역 스펙트럼을 이용한 경우는 70%, 할로겐 광원의 NIR영역 스펙트럼을 이용한 경우는 70%였다. 4일차에서 판별모델의 정확도는 LED광원의 VIS/NIR 영역 스펙트럼을 이용한 경우는 100%, 할로겐 광원의 VIS/NIR 영역 스펙트럼을 이용한 경우는 90%, 할로겐 광원의 NIR영역 스펙트럼을 이용한 경우는 100%였다. 부화 3일차는 정상 부화할 경우 피가 생성되는 시기이다. 피가 형성된 이후의 부화 여부를 판단하는 광원으로는 할로겐램프보다 LED램프를 사용하는 것이 더 적합한 것으로 나타났다.

건조가열이 전분과 콩단백질 혼합물의 호화 및 노화특성과 조직감에 미치는 영향

이기정(Ki-Jung Lee),이수용(Su-Yong Lee),김용노(Yong-Ro Kim),박장우(Jang-Woo Park),심재용(Jaeyong Shim) 한국식품과학회 2004 한국식품과학회지 Vol.36 No.4

통밀가루 첨가량에 따른 설기떡의 품질 특성

이은숙 ( Eun Suk Lee ),심재용 ( Jae Yong Shim ),김용노 ( Yong Ro Kim ),두화진 ( Hwa Jin Doo ) 한국산업식품공학회 2010 산업 식품공학 Vol.14 No.2

식이섬유가 풍부한 WWF를 우리 전통 음식인 설기떡에 첨가하여 수분함량, 색, 기계적 조직감 특성, 노화도, 관능적 특성 등 품질 특성을 규명하였으며, 품질과 영양적 가치를 고려한 적절한 첨가 수준을 찾고자 하였다. 시료들 간 유의적인 수분 함량의 차이는 없었으며, 색도중 L(명도)값은 WWF의 첨가량이 증가할수록 감소하는 값을 나타내었다. TPA 검사에서 hardness는 제조 직후 시료들 간 유의적인 차이가 없었으나, 저장 후에는 WWF의 함량이 많아질수록 그 값이 유의적으로 감소하여, WWF의 첨가가 설기떡의 노화 지연에 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 저장 기간 중 WWF 첨가량이 증가할수록 springiness와 chewiness가 대조군에 비해 낮은 값을 나타내었다. 그밖의 조직감 특성은 시료 간 유의적인 차이를 보이지 않았다. Avrami 방정식의 시간상수(1/k)값은 WWF 함량이 증가할수록 증가하여 WWF의 노화지연 효과를 확인하였다. 관능적 품질특성은 맛과 향, 조직감에서 5% 대체군이 전반적으로 높게 평가되었으며 전반적인 기호도까지 고려하면 5% WWF 대체가 맛과 향 및 조직감에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 알 수 있었다. A Korean traditional food, sulgidduk, was prepared with the supplementation of whole wheat flour (WWF) high in dietary fiber, and its quality characteristics were investigated depending on the WWF content (3, 5, and 7%). There was no significant difference found in moisture content of final products. Colorimetric analysis revealed that L-value representing brightness decreased with increasing WWF content. In texture profile analysis, freshly-made samples did not show measurable difference in hardness depending on WWF content. However, stored samples at 25oC for up to 3 days exhibited a decrease in hardness with increasing WWF content, indicating retardation of retrogradation related to WWF addition. Springiness and chewiness values showed decreasing trend with WWF content especially for stored samples. Retardation of retrogradation with WWF addition was also evidenced by observing the increment of time constant calculated from Avrami equation. Analysis of sensory evaluation demonstrated that considering flavor, taste, texture, and overall acceptability, 5% substitution of rice flour with WWF could be a promising formulation for quality product with high nutritional value.

호정화에 의한 백설기의 품질특성

두화진 ( Hwa Jin Doo ),이은숙 ( Eun Suk Lee ),김용노 ( Yong Ro Kim ),심재용 ( Jae Yong Shim ) 한국산업식품공학회 2009 산업 식품공학 Vol.13 No.4

본 연구에서는 호정화 방법을 달리하여 만든 호정화 쌀을 이용 멥쌀가루를 대체하여 첨가비율을 달리한 백설기를 제조하고 품질특성을 살펴보았다. 수분함량은 호정화 방법과는 상관없이 호정화 쌀의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 보였으며 저장동안에 큰 변화는 없었다. 백설기의 명도를 나타내는 L값은 대조구와 10-50% 첨가군간의 유의적인 차이는 없었으나 100% 첨가구만 다소 낮은 값을 보였다. a값과 b값은 호정화 쌀의 첨가량이 증가함에 따라 높아졌는데 특히 dry oven으로 제조한 호정화 쌀의 첨가군에서 증가폭이 컸다. 이는 dry oven 방법으로 만든 호정화 쌀의 갈변화 현상이 roaster 방법보다 큼을 알 수 있었다. Texture analyzer를 사용한 기계적 물성 측정 결과 경도(hardness), 응집성(cohesiveness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness)은 호정화 방법에 상관없이 첨가량이 증가 할수록 감소하는 경향을 나타내었고 경도가 대조구보다 낮은 값을 보여 단단함이 적었지만 씹힘성은 감소하였다. 전체적으로 dry oven 방법에 의한 호정화 쌀의 첨가가 노화로 인한 경도 증가를 감소시키는데 좀더 효과적임을 알 수 있었다. Avrami 방정식에 의한 노화특성의 시간상수(1/k) 값은 호정화 쌀의 첨가량이 증가할수록 증가하여 노화 억제에 호정화 쌀의 첨가가 효과가 있음을 보여주었다. 관능검사 결과는 제조직후에는 대조구와 첨가군간의 유의적인 기호도 차이는 적었으나 저장 1일 후에는 호정화 쌀의 첨가로 인해 전체적인 품질 기호도가 증가하고 경도도 감소하는 등의 긍정적인 효과를 나타내었다. 이상의 연구를 통해 호정화시킨 쌀의 첨가는 저장 시 떡의 노화를 억제하는 효과가 있음을 알 수 있었으며 호정화 방법으로는 쌀의 갈변현상을 최소화한 roaster 방법이 좀더 우수한 것으로 판명되었고 호정화 쌀의 첨가량은 30% 정도가 효과적인 비율임을 알 수 있었다. The purpose of this study was to investigate the effect of dextrinization methods (dry oven and roaster) and the ratio of dextrinized rice on the quality of Backsulgi during storage. The moisture content significantly increased with increasing the amount of dextrinized rice regardless of dextrinization methods. As the ratio of dextrinized rice increased, the L value of the Backsulgi decreased, but the a and b values increased. The a and b values of dry oven method were higher than those of roaster method due to their thermal denaturalization. However, there were no significant pattern`s change in sample`s colors during storage. In the texture profiles, the hardness, cohesiveness, gumminess and chewiness significantly decreased with increasing the amount of dextrinized rice depending on the dextrinization methods and the ratios. The time constant (1/k) of the Backsulgi with dextrinized rice comparatively higher than that of control and appeared to be the highest in the Backsulgi formulated by 100% of dextrinized rice. In the sensory evaluation, Backsulgi with dextrinized rice over 30% after 1day storage showed higher value in overall quality and lower value in hardness than control. The addition of 30% dextrinized rice made by roaster showed the most effective on the quality and retrogradation of Backsulgi.

아밀로스 함량이 다른 쌀전분으로부터 사이클로덱스트린의 생산

주경선(Kyeong Seon Joo),노신정(Shin-Joung Rho),김용노(Yong-Ro Kim) 한국식품과학회 2023 한국식품과학회지 Vol.55 No.5

효소처리와 트레할로스를 첨가한 백설기의 품질 특성 변화 연구

이은숙 ( Eun Suk Lee ),두화진 ( Hwa Jin Doo ),김용노 ( Yong Ro Kim ),심재용 ( Jae Yong Shim ) 한국산업식품공학회 2010 산업 식품공학 Vol.14 No.3

본 연구는 백설기의 노화를 억제 및 저장 중 품질 향상을 위한 Novamyl의 최적 첨가량을 0.1%로 선정하고 트레할로스를 5%, 10%, 15% 첨가하여 백설기를 제조한 후 상온(25℃)에서 0, 1, 2, 3일간 저장하면서 기계적 및 관능적 특성과 노화 속도 변화를 살펴보았으며 그 결과는 다음과 같다. 수분활성도는 트레할로스의 첨가량이 증가할수록 유의적으로 감소하였으며 저장 일수에 따른 차이는 없었다. 색도는 트레할로스를 첨가한 백설기의 명도(L값)가 유의적으로 낮게 나타났으며 적색도를 나타내는 a값은 첨가군이 대조구에 비해 낮게 나타났고 황색도(b값)는 첨가군이 다소 낮은 값을 보였으며 저장 일수가 증가함에 따라 황색도가 감소하는 경향을 보였다. 기계적 조직감에 대해서는 트레할로스의 첨가량이 증가할수록 경도가 감소하였고 저장 중 씹힘성의 감소폭이 감소하였다. Avrami 방정식으로 노화 속도를 측정하였으며, Avrami exponent(n) 값과 시간상수 (1/k) 값을 계산한 결과 트레할로스 첨가군이 대조구에 비해 노화속도가 감소하였음을 알 수 있었다. 관능검사 결과에서 15% 첨가구가 대부분의 항목에서 우수한 결과를 보였고 특히 전반적인 기호도 및 씹힘성 항목에서 높은 선호도 값을 보였으나 10% 첨가구와의 유의적인 차이는 보이지 않았다. 이와 같은 실험결과를 통해 백설기 제조 시 Novamyl 0.1%를 처리하고 트레할로스를 첨가할 경우 노화 억제와 품질 향상의 효과가 있었으며, 특히 기계적 측정 결과와 관능검사 결과를 종합했을 때, 트레할로스를 10% 첨가가 15%의 첨가에 비해 유의적인 차이가 적어 가장 적절한 것으로 나타났다. 효소의 첨가는 백설기의 노화를 억제하는 효과가 있지만 물성적인 측면에서 조직이 과도하게 물러지는 등의 문제를 보이는데 이에 트레할로스를 적당량 첨가 함으로써 노화 억제를 향상시키고 물성적인 측면과 기호도를 향상시켜 저장성이 우수하고 소비자의 입맛에 적합한 백설기의 제조가 가능하다고 사료된다. This study was to investigate the combined effect of enzyme and trehalose addition on the retrogradation rate and quality changes in a Korean traditional rice cake, Backsulgi. As for the enzyme, a commercial maltogenic amylase, Novamyl, was used. From texture profile analysis and sensory tests, the optimum enzyme content for the preparation of Backsulgi was determined to be 0.1%. Backsulgi was prepared with the fixed content of Novamyl (0.1%) and different ratios (5, 10, 15%) of trehalose, and physicochemical and sensory properties were examined for 3 days of storage at 25℃. As trehalose content increased, the water activity of Backsulgi decreased. In Hunter`s color value, L- and a-values of trehalose-added samples were significantly lower than those of control. In texture profile analysis, hardness of Backsulgi decreased with trehalose content. During storage, a increase in hardness and a decrease in cohesiveness were typically observed for all samples. However, those changes were significantly reduced with trehalose content. The retardation of retrogradation with the enzyme and trehalose addition was confirmed using calculated Avrami rate and time constants. These results revealed that combined treatments of 0.1% Novamyl and 10% trehalose could produce Backsulgi of better sensory quality with retarded retrogradation compared to separated treatment.