• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.484-491
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• 2023

옥수수는 전세계적으로 다양한 형태로 소비되는 3대 식량작물로, 영양성분은 대부분은 전분으로 구성되어 있지만, 다량의 기능성 성분도 포함되어 있다. 옥수수는 형태적으로 찰옥수수, 단옥수수, 종실옥수수로 나뉘는데, 각 품종마다 쓰임이 다르기 때문에, 영양성분에서도 차이가 나타난다. 본 연구는 옥수수의 기능성 성분 함량을 분석하고 환경적 요인을 고려하여 자연변이 데이터를 생산하기 위해 수행하였다. 국내 3개지역(수원, 대구, 홍천)에서 재배한 옥수수 3가지 형태의(찰옥수수, 단옥수수, 종실옥수수) 시료를 수집하고, HPLC 및 GC-TOF-MS를 이용하여 성분을 분석하였다. ANOVA 및 다변량 통계분석, Pearson 상관분석을 통해, 형태별 그룹으로 비교하였을 때, 총 32개의 성분 항목 중 28개의 성분 항목이 유의적 차이를 보였으며(p<0.05), 지역별 그룹으로 비교한 결과, 15개의 성분이 유의적 차이를 보였다. 다변량 분석결과, 지역별보다 형태별로 군집 구분이 뚜렷하게 형성되었는데, 형태별 군집 형성 주요하게 기여한 성분은 α-carotene, lutein과 δ-tocopherol이었다. 본 연구에 따르면, 옥수수 기능성 성분은 환경적 요인보다 유전적 요인에 의해 영향을 더 많이 받는 것으로 사료된다. 자연변이 데이터는 옥수수 기능성 소재 연구분야 및 생명공학작물의 식품학적 안전성 평가시 기초자료로 활용될 수 있다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제27권3호
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• pp.198-203
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• 1984

열에 의한 호화전분을 사용하는 에탄올 발효공정에서 증자과정을 생략하기 위한 방법으로 알칼리호화 및 생전분으로 부터 직접 발효시키는 가능성을 여러가지 전분종류에 따라 검토하였다. 5.4% NaOH를 사용하여 전분을 호화시키고 $H_{2}SO_4$와 $KH_{2}PO_4$용액을 사용하여 중화시켰다. 이어상법에 따라 에탄올 발효를 시킨 결과 $CO_2$발생속도에 있어서는 화학적 호화방법에 비해 약간 떨어지나 최종 에탄올함량은 동일하였다. 한편 생전분에 당화효소와 효모를 첨가하고 동시 당화, 발효시켰을때 쌀의 생전분은 가열호화시킨 전분과 $CO_2$생성속도 및 최종 에탄올함량이 거의 비슷하였다. 옥수수, 보리, 타피오카 및 고구마등의 생전분은 초기의 $CO_2$생성속도가 늦었고 발효종료에 걸리는 시간은 길었으나 최종 에탄올함량은 종류에 따라 비슷하거나 약간 떨어졌다. 감자생전분은 분해, 발효시 초기의 $CO_2$발생속도와 발효율이 현저히 낮았다.

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2008년도 추계학술발표회
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• pp.483-484
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• 2008

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2008년도 추계학술발표회
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• pp.485-486
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• 2008

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2008년도 추계학술발표회
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• pp.487-488
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• 2008

• Applied Biological Chemistry
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• 제27권3호
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• pp.214-216
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• 1984

Alkali gelatinization of rice, corn, arrow root and ginger root starches at various sodium hydroxide concentrations was investigated. Critical concentrations of alkali for starch gelatinization ranged from 2.33 to 3.17 meq NaOH per gram of starch. Ginger root starch was most resistant to alkali gelatinization and arrow root starch was least stable to alkali.

• 한국식품과학회지
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• 제38권5호
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• pp.605-608
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• 2006

2004년 9월부터 12월까지 경인지역으로 수입되는 원료농산물 및 가공식품에 대하여 유전자재조합성분 함유여부 및 유전자재조합식품 표시제 이행실태를 확인하기 위하여 모니터링을 실시하였다. 분석방법은 유전자재조합식품 검사지침에 따랐으며, 콩류가공품(원료콩 포함) 64건, 옥수수 가공품(원료 옥수수 포함) 52건, 콩 및 옥수수 함유식품 4건 등 총 120 건을 분석대상으로 하였다. 분석결과 콩을 원료로 하는 콩류가공품 1건, 콩 및 옥수수 혼합 가공식품 1건 등 총 2건에서 유전자재조합 콩인 round-ready soybean 성분을 확인 할 수 있었다. 그러나 유전자재조합 옥수수 (Bt11, GA21, T25, E176, Mon810)를 포함하는 가공식품은 확인되지 않았다. 그리고 콩 가공품 3건, 옥수수가공품 8건, 콩 및 옥수수가공품 1건 등 총 12건에서는 내재성유전자를 확인할 수 없어 검사불능으로 판정되었다. 유전자재조합성분이 확인된 시료 2건은 구분유통증명서를 구비하고 있었으며, 검사불능 시료의 경우 대부분 옥수수전분을 포함하는 제품으로 확인되었고, 추출된 유전자를 양상을 분석한 결과 크기가 300 bp 이하로 절단되어 PCR법을 이용한 분석 시 주형유전자로 사용하기에는 충분 하지 않은 것으로 판단된다.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권4호
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• pp.370-374
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• 1994

본 실험은 호화 옥수수전분 분말의 저장 중 이의 노화에 미치는 저장온도 및 수분활성도의 영향에 대하여 조사하였다. 저장 중 노화도는 효소적 평가방법을 이용하였으며 이로부터 노화속도상수를 Avrami식을 이용하여 구하였다. 저장 중 일어난 노화도는 수분활성도 0.8을 전후하여 큰 차이를 나타내었다. 수분활성도 0.52 및 0.75에서는 저장온도에 관계없이 거의 차이가 없었으며, 일어난 노화도도 작았다. 그러나 수분활성도 0.83, 0.88, 0.93에서는 저장온도 간의 차이가 컸으며, 노화 또한 크게 일어났다. 이런 현상은 온도가 낮아질수록 뚜렷해졌다. 그리고 수분활성도 0.43에서는 3중의 저장기간 중에 일어난 노화도가 3.9%보다 작게 나타나 노화가 일어날 수 있는 임계수분활성도는 0.43으로 추정된다. 24일간 저장한 호화 옥수수전분의 경우 $4^{\circ}C,\;20^{\circ}C$및$30^{\circ}C$의 세 가지 저장온도에서 공히 수분활성도 0.8에서 0.9사이의 경우 30%, 0.9이상에서의 경우 50% 이상의 노화가 일어났으나 수분활성도 0.8 이하의 경우는 20% 정도의 낮은 노화도를 보였다. 노화속도상수는 $20^{\circ}C$와 $30^{\circ}C$에서는 수분 활성도간의 차이가 작았으나, $4^{\circ}C$에서는 수분활성도간의 차이가 컸다. 또한 온도가 낮아질수록 수분활성도간의 차이에 따른 노화속도상수의 차이가 보다 뚜렷하게 나타났다. Avrami 식에 의해 구한 Avrami 지수는 온도 및 수분활성도데 관계없이 모두 거의 1.0의 값을 나타내었다. 속도상수는 저장온도가 낮을수록, 저장수분활성도가 높을수록 증가하는 경향을 나타내었다.하였다. 이상의 결과에 의하여 저장 25일 경까지는 빙장의 경우가 가장 양호 하였고 , 0.2% $NaHSO_{3}$ 용액에 침지하여 $-35^{\circ}C$에서 저장한 시료가 저장 85일경과 후에도 품질면에서 가장 우수하였다.찹쌀 또는 멥쌀만 사용한 경우보다 두 원료를 혼합했을 경우에 그 효과가 큰 것으로 나타났다. 없다는 것을 보여준다.열속도는 급속히 증가하였다.하였다. 6. 수분(水分) potential 엽수분함량(葉水分含量)이 동일(同一)한 조건(條件)에서 콩보다 인삼(人蔘)이 낮았으며, 수분(水分) potential과 광합성(光合成) 및 기공식도도(氣孔傳導度)와는 고도(高度)의 정(正)의 상관(相關)이있었다. 7. 이상(以上)의 결과(結果)를 종합(綜合)해 볼 때, 인삼(人蔘)의 광합성(光合成)이 타식물(他植物)보다 낮은 것은 기공식도도(氣孔傳導度)와 수분(水分) potential이 낮은 것과도 밀접(密接)한 관계(關係)가 있을 것으로 생각된다.g\;/\;\ell$ 처리(處理)의 대부분(大部分)이 주당(株當) 본수(本數)가 거의 1개체(個體) 정도(程度)이도 발육상태(發育狀態)도 불량(不良)하였으나 NAA $4mg\;/\;\ell\;Kinetin\;2mg\;/\;\ell$ 그리고 활성탄(活性炭) $1g\;/\;\ell$ 첨가처리(添加處理)에서 만이 주당(株當) 본수(本數)가 2.3개이고 개체당(個體當) 발근수(發根數)가 월등(越等)히 많았다. 5. 실험결과(實驗結果) 마 경절편(莖節片) 배양(培養)의 Shoot유가(誘起)에 가장 효과적(效果的)인 배지(培地)는 1/8MS+1AA $2mg\;/\;\ell+Kinetin\;2mg\;/\;\ell$+활성탄(活性炭)

• 한국식품과학회지
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• 제26권3호
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• pp.305-309
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• 1994

이축압출성형기를 사용하여 붉은 통팥과 옥수수전분을 원료로 하여 압축성형하고 이를 건조, 분쇄, 배합하여 즉석팥죽 분말을 제조하였으며 이때의 제조공정과 제품의 품질을 검토하였다. 원료의 수분함량 $24{\sim}26%$, 압출성형온도 $150{\sim}155^{\circ}C$, 스크류의 회전속도 350 rpm 및 원료투입량 60 kg/hr의 압출성형조건으로 제품을 생산하였을 경우 팥죽 고유의 냄새와 색상을 유지하는 제품을 얻을 수 있었다. 압출성형중 분말원료에 가해지는 가수량이 6 kg/hr에서 2 kg/hr로 감소됨에 따라서 압출성형온도는 $150^{\circ}C$에서 $198^{\circ}C$로, 기계적소모에너지는 134 kwh/ton에서 144 kwh/ton으로 증가하였다. 건조분말상태에서 caking이 형성이 되지 않는 수분함량인 4% 이하로 건조되는 열풍건조 조건은 건조온도 $80^{\circ}C$ 에서는 4시간, $100^{\circ}C$ 에서는 1.5시간 이었다. 압출물의 분쇄후 분말의 입도분석은 체목이 0.5 mm인 것을 사용하였을 경우 약 80%가 65 mesh 체를 통과하였고, 1 mm인 체목인 경우는 약 65%가 65 mesh 체를 통과하였다. 최종배합제품의 수분흡수속도는 설탕배합구가 100% RH하에서 13시간이 경과된 후 caking이 형성되었다. 팥압출물분말, 옥수수전분 및 설탕의 배합비를 달리한 제품의 기호도 검사에서 팥의 함량이 줄어듬에 따라 팥죽냄새가 감소하여 기호성이 저하되었다.