상업용 메디컬푸드 및 탄수화물 급원의 발효성 당류 함량에 관한 연구

신희창(Hee-Chang Shin),강남희(Nam-Hee Kang),이장운(Jang-Woon Lee),이윤복(Yoon-Bok Lee),이균희(Kyun-Hee Lee),오승현(Seung-Hyun Oh) 한국식품영양과학회 2015 한국식품영양과학회지 Vol.44 No.8

본 연구에서는 최근 연구 결과들에 기초하여 발효성 당류인 FODMAP(fermentable oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides, and polyols)이 설사와 높은 상관성을 가지고 있을 것이라 판단하였다. 따라서 상업용 메디컬푸드와 탄수화물 급원으로부터 FODMAP 함량을 측정하였다. 상업용 메디컬푸드의 단당류(fructose)와 이당류(lactose)의 함량 범위는 각각 ND~0.158, ND~0.304 g/200 mL였다. 삼당류(raffinose)와 사당류(stachyose)의 함량 범위는 각각 0.051~0.738, ND~0.579 g/200 mL였다. 또한 프럭토올리고당의 함량 범위는 1-kestose ND~0.413 g/200 mL, nystose ND~1.239 g/200 mL, 1-fructofuranosylnystose 0.205~0.458 g/200 mL였다. 탄수화물 급원 중단당류(fructose)는 치커리 식이섬유(18.877±4.320 g/kg)에서만 검출되었으며, 이당류(lactose)는 모든 급원에서 검출되지 않았다. 삼당류(raffinose)의 함량은 치커리 식이섬유 61.523±3.014 g/kg, 대두 식이섬유 3.273±0.499 g/kg, 난소화성 말토덱스트린 5.430±0.671 g/kg, 말토덱스트린(DE10~15, DE15~20)에서는 검출되지 않았다. 사당류(stachyose)의 함량은 치커리 식이섬유 78.817±5.483 g/kg, 대두 식이섬유 5.547±0.822 g/kg, 난소화성 말토덱스트린 13.180±1.165 g/kg, 말토덱스트린(DE10~15) 16.440±0.370 g/kg, 말토덱스트린(DE15~20) 22.553±1.491 g/kg이었다. 프럭토올리고당(1-kestose, nystose, 1-fructofuranosylnystose)의 함량은 치커리 식이섬유 29.369±2.553, 39.430±6.740, 50.407±2.642 g/kg, 대두 식이섬유 ND, ND, 18.647±0.397 g/kg, 난소화성 말토덱스트린 ND, 16.667±1.719, 17.107±1.814 g/kg, 말토덱스트린(DE10~15) ND, ND, 16.533±2.083 g/kg, 말토덱스트린(DE15~20) ND, ND, 27.490±1.783 g/kg이었다. FODMAP은 탄수화물의 일종으로 메디컬푸드 제품의 탄수화물과 FODMAP 함량 간에 양의 상관관계를 가질 것으로 예상하였으나 r=0.55로 밀접한 상관성을 나타내지는 않았다. 국내외 메디컬푸드는 모두 유사한 원재료와 영양설계로 구성되어 있으나 사용되는 원재료의 종류에 따라 유래되는 FODMAP 함량이 다르기 때문에 제품 간의 함량 차이가 있는 것으로 생각된다. 본 연구에서 측정된 상업용 메디컬푸드 제품 및 탄수화물 급원의 FODMAP 함량 분석은 상대적으로 부족한 FODMAP 정량 분석 연구에 활용될 것으로 생각되며, 나아가 경관급식의 주요 부적응증인 설사를 최소화하는 메디컬푸드의 제품개발 및 원재료 선정에 기초 자료로 활용될 것이다. Medical foods are enteral nutrition for patients, but they cause maladaptation symptoms like diarrhea. Although the cause of diarrhea remains unknown, some studies have indicated that the cause of diarrhea is fermentable oligosaccharides, disaccharides, monosaccharides, and polyols (FODMAP). This is a consideration for medical foods since they are easily fermented by intestinal bacterial. In this study, we estimated the FODMAP contents of commercial medical foods and carbohydrate ingredients. We measured the concentrations of FODMAP in 13 types of different medical foods and five types of carbohydrate ingredients by using high performance liquid chromatography with an evaporative light scattering detector (HPLC-ELSD). The limits of detection of FODMAP were fructose, 0.002; lactose, 0.010; raffinose, 0.003; stachyose, 0.032; 1-kestose, 0.005; nystose, 0.012; and 1-fructofuranosylnystose, 0.003 mg/kg. Limits of quantitation of FODMAP were fructose, 0.008; lactose, 0.033; raffinose, 0.009; stachyose, 0.107; 1-kestose, 0.015; nystose, 0.042; and 1-fructofuranosylnystose, 0.011 mg/kg, respectively. Concentration of FODMAP ranged from 0.428∼2.968 g/200 mL. Concentrations of carbohydrate ingredients in FODMAP were chicory fiber, 278.423; soy fiber, 27.467; indigestible maltodextrin, 52.384; maltodextrin (DE10∼15), 32.973; and maltodextrin (DE15∼20), 50.043 g/kg. Contents of carbohydrates were 19.0∼41.0 g/200 mL in commercial medical foods. We expected a correlation between contents of carbohydrates and FODMAP, as carbohydrates included FODMAP. However, we detected a low correlation (r=0.55). Since most commercial medical foods have a similar carbohydrate ingredients and nutritional values, the difference between products was determined by FODMAP contents of carbohydrate ingredients. In this study, we analyzed FODMAP contents of commercial medical foods and carbohydrate ingredients. These results are expected to be utilized as basic data for product development and minimizing maladaptation of medical foods.

Studies on Thermophilic Flat-sour Bacteria in Soymilk

Je-Bong Chung(정제봉),Kyun-Hee Lee(이균희),Heon-Soo Sohn(손헌수),Suk Min Kim(김석민) 한국식품과학회 1988 한국식품과학회지 Vol.20 No.2

대두피로부터 분리한 식이섬유가 설사개선에 미치는 영향

임지혁(Ji-Hyuck Yim),정일환(Il-Hwan Cheong),박태화(Tae-Hwa Park),이윤복(Yoon-Bok Lee),한재흠(Jae-Heum Han),박점선(Jeom-Seon Park),이균희(Kyun-Hee Lee),이상화(Sang-Hwa Lee),안준배(Jun-Bae Ahn),김광엽(Kwang-Yup Kim),이근하(Keun-Ha Lee) 한국식품과학회 2007 한국식품과학회지 Vol.39 No.5

대두 가공 부산 폐기물로부터 발생되는 대두피에서 식이섬유를 분리하여 대두 자엽 및 타 식물 유래 식이섬유와 설사개선에 미치는 효능을 비교 평가하였다. 설사를 유발시킨 Sprague Dawley 수컷 흰쥐를 불용성 식이섬유인 셀룰로오스(CON), 불용성과 수용성 식이섬유가 혼합된 대두 자엽 유래 식이섬유(S-COTL), 불용성 대두피 추출 식이섬유(S-HULL) 및 수용성인 치커리 식이섬유(CHI)가 각각 동량 함유된 식이의 네 군으로 나누어 24시간 동안 실험 식이를 공급한 결과 CON과 S-HULL에서 S-COTL과 CHI보다 약 10-20% 가량 높은 변수분 감소 효과를 나타내었다. 그리고 탈수 증상의 척도인 혈청 삼투압 변화 측정 결과 역시 네군 중 CON과 S-HULL에서 가장 높은 감소율을 보였다. 이 결과를 통해 대두피에서 추출한 식이섬유의 설사 개선 효과가 기존의 타 식이섬유에 비해 우월하다는 사실을 생화학적으로 해석할 수 있었다. 나아가 현재 경관급식 환자식에 대두 자엽 유래 식이섬유 및 기타 수용성 식이섬유 등이 사용되고 있음에도 자주 발생하는 잠재적이고도 심각한 위협이 되는 설사증상을 본 연구 결과에서 제시한 대두피 추출 식이섬유원으로 대체하는 것에 의해 해결할 수 있을 것으로 기대해 볼 수 있다. In this study, we evaluated the recovery effects of dietary fiber extracted from soybean hulls on diarrhea in rats. Diarrhea-induced Sprague-Dawley male rats were divided randomly into 4 groups and fed experimental diets for 24 hours. The diets, based on the AIN93G diet, were as follows: CON (control diet), S-COTL (67.2 g/kg soybean cotyledon fiber diet), S-HULL (59.6 g/kg soybean hull fiber diet), CHI (55.6 g/kg chicory fiber diet). The results showed significant (10-20%) reductions of fecal water content in the CON and S-HULL groups, as compared to the S-COTL and CHI groups. The change in serum osmolality, a measure of dehydration symptoms, was significantly reduced in CON and S-HULL as compared to the S-COTL and CHI groups. Based on the results, it is suggested that soybean hull fiber functions well for diarrhea recovery in rats. Consequently, soybean hull fiber is an important food source that could be used as a medical food in patients suffering from diarrhea.

대두 식이섬유를 이용한 특수 영양식품의 유효성 평가

한재흠,이균희,손현수,이윤복,박점선,오만진 충남대학교 농업과학연구소 2008 농업과학연구 Vol.35 No.1

In the development of enteral foods for the patients with diarrhea, soybean hull, by-products of soybean processing, was used to prepare crude dietary fiber extracts (soybean hull fiber, SHF). Total dietary fiber content of SHF is 85% and their composition are 86.1% cellulose, 8.1% hemi-cellulose, and 4.7% lignin. The effects of SHF on the prevention of diarrhea were studied in animal. Spraque-Dawley (SD) rats were fed AIN93G diets containing 5% dietary fiber for 3days simultaneously inducing diarrhea with the phenolphthalein Mg citrate solution. On day 4, feces were collected at different time point. Dietary fibers used for the animal study were SHF, soybean cotyledon fiber (SCF), psyllium husk fiber (PHF), and chicory fiber (CF). α-cellulose was used as a control. Body weight gain, calorie consumed and food efficiency ratio among the experimental groups were not different. However, water content in the feces of SHF group was significantly lower by 10%, compared with other groups at 24hrs. time point. This effect was even greater in the feces collected later than 24 hrs. time point. SHF seems to have a greater effects on slow the symptom of diarrhea. Based on the previous results, enteral food enriched with SHF were prepared and its effect was compared with other commercially available products from domestic or imported ones. Weight changes among experimental groups were not different, but the moisture content of feces consumed SHF enriched products were lower than that of other products. Approximately 10% decrease in water content was observed from feces collected at 24 hr time point. According to the sensory evaluation, overall acceptability of the enteral food enriched with SHF was 3.24 out of 5 indicating that taste of this product is acceptable. 대두가공에 부산물로부터 얻어지는 대두 식이섬유를 이용하여 설사환자를 위한 경장 영양 식이를 개발하기 위하여 쥐에게 투여한 후 체중증가율, 변의 수분감소, 사료효율 등을 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 대두피 중의 식이섬유함량은 85% 이었고 cellulose 가장 높았으며 hemi-cellulose, lignin의 순 이었다. 대두 식이섬유가 대조구에 비하여 체중 감소율은 약간 낮았고 사료효율은 약간 높았다. 대두 식이섬유를 섭취시킨 쥐가 치커리 식이섬유, 차전자 피에 비하여 24시간 후의 변의 수분함량은 10% 낮았다. 대두 식이섬유를 첨가한 경장영양식이로 사육한 쥐의 체중변화와 사료효율은 3제품 간에 차이가 없었으나 다른 하나의제품은 대조군에 비하여 낮았다. 대두 식이섬유를 이용하여 가공한 경장영양식이 다른 상업용 제품에 비하여 실험쥐의 변 수분함량은 10% 이상 낮았다.

고체배양에 의한 Aspergillus niger CF-34 의 콩 세포벽 분해효소의 생산

최연배,손헌수,이균희,김강성 한국콩연구회 1994 韓國콩硏究會誌 Vol.11 No.2

콩의 세포벽 분해효소를 배양기질로 비지를 기본으로 한 고체배양법을 이용하여 생산하였다. 측정한 효소는 carbohydrase로써 pectinase, polygalacturonase, xylanase, CMCase 및 콩 세포벽 분해활성이었으며, 배양기질로는 비지가 적합한 것으로 나타났다. 비지와 팩틴을 사용하였을 때 이들의 혼합비율에 따라 효소의 생산량이 변하였으며 이때 85:15로 혼합 한 것이 효소의 생산에 최적이었고, 팩틴 대신에 건조 밀감파괴를 사용하여도 동일한 정도의 효소생산이 가능함을 알 수가 있었다. 기질중의 수분함량에 따라 효소의 생산량 및 효소의 조성이 변하였고, 특히 xylanase의 생산이 크게 영향을 받았으며 최적의 수분함량은 50%이었다. 액체 배양과 비교하여 볼 때 충고형분당 효소의 생산량은 상호 유사하였으나 효소의 생산속도가 빨라, 정상기에 도달하는 기간이 단축이 되었으며, xylanase생산이 액체 배양에 비해 60% 수준에 머물렀다. 효소의 종류에 따라 pH와 온도가 활성 및 안정성에 미치는 영향은 약간씩 차이가 있었으며, 최적 pH는 약 3.5∼4.5, 최적온도는 약 50℃이었고, 안정성은 pH는 4∼6, 온도는 약 40℃ 정도에서 유지가 되었다. 이 효소를 이용하여 비지웅의 콩단백질추출의 추출 효율을 높일 수 있었다. 또한 이 효소액 중에서 pectinase가 세포벽 분해에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 사료되었다. Soybean cell wall degrading enzyme complex(macerating enzyme) was produced by solid state fermentation from Aspergillus niger CF-34. The activities of carbohydrase enzymes such as pectinase. polygalacturonase. CMCase, xylanase were determined. Among several substrates tested, soymilk residue and pectin were selected as substrates for the enzyme production. Their ratio was found to affect the composition of enzymes and productivity. The maximum production of enzyme was achieved when the ratio of soymilk residue to pectin was 85 : 15. Substitution of pectin with orange peel was possible without any loss of enzyme activity. Both the composition and production of each enzyme were affected by water content in substrate and 50% of water content was turned out to be optimum. Compared to liquid submerged culture, production rate was faster and production period was reduced however the content of enzyme per total solid was similar. The optimum reaction condition and stability for pH and temperature were found to be slightly different according to the enzyme composition : that for pH being 3.5∼4.5 and temperature 50℃. The enzyme showed maximum storage stability at pH 4∼6 and temperature below 40℃. Using this enzyme, the extraction yield of protein from soymilk residue could be increased. And it was discovered that pectinase in the enzyme complex has a key role in the degradation of soybean cell wall.

콩 올리고당의 개발

최연배,손헌수,이균희,김강성 한국콩연구회 1995 韓國콩硏究會誌 Vol.12 No.1

콩에 함유되어 있는 콩 올리고당은 저 칼로리 감미료로서 장내 미생물의 생육을 촉진시키는 기능을 가지고 있다. 효소적으로 생산하는 올리고당에 비해 복잡한 제조 공정이 필요하여 따라서 생산단가가 높아 여러 가지 방법으로 공정개선을 시도하고 있다. 특히 생산 원료로서 콩 가공시 발생하는 다양한 부산물을 이용할 수 있는 신규의 생산방법이 필요하며, 두부나 두유 등을 생산할 때 발생하는 콩 침지액에서 이를 경제적으로 분리 회수할 수 있는 방법으로 활성탄에 흡착시켜 분리하거나 분말 산화칼슘을 이용하는 방법이 가능하다. 다른 한편으로는 콩 올리고당의 기능성을 개선하려는 시도를 들 수 있는데, 그 대표적인 방법으로 효소를 이용하여 설탕을 다른 당으로 전환시키거나 제거하는 방법을 들 수 있다. 이러한 연구 결과로 인해 품질이 우수하고, 다양한 조성을 갖는 콩 올리고당의 제조가 가능하다.