• 한국식품과학회지
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• 제48권2호
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• pp.133-141
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• 2016

토란은 풍부한 영양 성분과 다양한 효능을 가지고 있으나 활용도가 높지 않고, 옥살산 등의 독성 성분과 높은 수분 함량을 가지며 갈변 현상이 쉽게 일어나기 때문에 상품화를 위해서는 새로운 가공 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 토란을 증자, 숙성, 건조하는 과정을 통해 차로 음용할 뿐만 아니라 다양한 식품 재료로 활용할 수 있는 새로운 가공 방법을 개발하고자 하였으며, 이를 흑토란이라 명명하였다. 흑토란을 제조하기 위하여 증자($95{\pm}3^{\circ}C-1\;h$) 후 다양한 조건(85, 90, $95^{\circ}C-20$, 40, 60 h)에서 숙성시켰으며, 이를 건조($60^{\circ}C-24h$)하여 분말화하였다. 그 후, 이화학적 특성, 산화방지 활성을 분석하였으며, 반응표면분석을 이용하여 관능적 최적점을 탐색하였다. 토란의 일반성분 분석 결과, 생토란은 87.69%의 수분 함량을 보였고 증자 시 90.70%으로 증가하였다가 흑토란에서 4.87-8.56%로 감소하였다. 흑토란은 생토란과 증자 토란에 비해 탄수화물, 조단백, 조지방, 조회분 함량이 모두 증가하였으며, 조섬유는 생토란에서 0.45%, 흑토란에서 5.23-7.86%의 함량을 나타내었다. 무기질 성분 분석 결과, 모든 시료에서 포타슘 함량이 가장 높았다. 토란의 총당과 함량 결과, 생토란은 112.53 mg/g, 증자 토란은 70.51 mg/g을 나타냈으며, 흑토란은 숙성 시간에 따라 유의적으로 증가하였고 54.94-120.03 mg/g의 함량을 보였다. 환원당은 42.48 mg/g에서 증자 후 12.29 mg/g로 감소하였으며, 흑토란에서 12.73-24.14 mg/g의 함량을 나타내었다. 분말색도는 생토란을 열처리함에 따라 L값이 84.57에서 증자 토란의 71.05, 그리고 흑토란에서 47.91-55.28으로 감소하였으며, a값은 증가하고 b값은 감소하는 경향을 나타내었다. 갈색도는 생토란에서 0.08의 값을 나타냈고, 증자 후 0.02로 감소하였다가 흑토란에서 급격하게 증가하였으며 $90^{\circ}C$에서 40시간 숙성한 토란에서 0.88의 가장 높은 값을 보였다. 옥살산칼슘 함량 측정 결과, 생토란에서 59.07 mg/100 g의 함량을 보였으며, 증자 후 37.20 mg/100 g으로 감소하였고, 숙성 과정을 거치며 시간에 따라 유의적으로 감소하여 $90^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 토란에서 11.46mg/100 g의 가장 낮은 값을 보였다. 흑토란의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, 20.61-28.30 mg GAE/g의 값을 나타냈으며, 숙성 온도에 따라서 폴리페놀 함량이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 흑토란의 산화방지 활성을 DPPH, ABTS 자유라디칼 소거능 및 FRAP 활성으로 측정하였다. DPPH와 ABTS 라디칼 소거능 모두 숙성 온도가 높아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다. DPPH 라디칼 소거능은 3.67-7.52 mg VCE/g의 값을, ABTS 라디칼 소거능은 9.63-20.32 VCE/g의 값을 나타냈으며, 두 소거능 모두 $95^{\circ}C$에서 60시간 숙성시킨 시료에서 가장 높았다. FRAP 활성 또한 유사한 경향을 보였고, 3.43-6.79 mg VCE/g의 값을 나타내었다. 흑토란의 관능 최적 숙성 조건을 탐색하기 위하여 색, 맛, 향, 전체적인 기호도에 대하여 반응표면분석을 실시하였다. 색($R^2=0.8471$), 맛($R^2=0.8244$), 전반적인 기호도($R^2=0.7480$)에 대하여 유의한 반응 표면을 이끌어낼 수 있었으며, 맛과 전반적인 기호도 항목에서 실험 범위 내의 최적점을 이끌어낼 수 있었다(맛: $88.73^{\circ}C$, 39.50시간, 전반적인 기호도: $88.82^{\circ}C$, 42.60시간). 관능 특성간의 상관 분석 결과, 전반적인 기호도에는 색, 맛, 향 모두 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 맛(r=0.884)의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 토란의 숙성 조건에 따른 이화학적 특성 및 산화방지 활성의 차이를 확인하였으며, 관능적으로 최적이 되는 토란의 숙성 조건을 확인하였다. 실험 결과를 종합해 보았을 때, 생토란에 비해 흑토란에서 섬유소 함량의 증가, 옥살산칼슘의 유의적인 감소, 그리고 갈변 반응으로 인한 생리활성 성분의 증가 효과를 기대할 수 있다. 높은 산화방지 효과를 위해서는 높은 온도에서 오랜 시간 숙성이 필요하며, $88.73-88.82^{\circ}C$의 온도에서 39.50-42.60시간 동안 숙성시켰을 시 관능적으로 우수한 흑토란을 생산할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구는 토란의 이용성을 증대시키며 흑토란 분말의 다양한 식품재료로서의 활용 가능성을 탐색하기 위한 기초 자료가 될 것으로 기대된다.

• 산업식품공학
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• 제21권3호
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• pp.225-232
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• 2017

본 연구에서는 홍삼분말 입자크기 $10.00{\mu}m$ 이하의 홍삼분말과 $100.00{\mu}m$ 이상의 홍삼분말 간의 이화학적 특성 및 추출 효율성분 함량을 비교분석하였으며, 분산안정성을 기반으로 가공공정에서 적합한 홍삼분말 입자크기를 조사하였다. 본 연구에 사용된 홍삼분말은 $158.00{\mu}m$, $8.45{\mu}m$, $6.33{\mu}m$ 의 입도크기를 가졌으며, 각각 RG A, RG B, RG C로 표현하였다. 본 연구에서는 홍삼분말(2.6%, w/v)을 증류수에 분산시킨 홍삼용액을 4주 동안 저장 온도 $4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $40^{\circ}C$에 각각 보관하였으며, 이에 따른 갈색도 및 지방산패도 변화를 확인하였다. 갈색도는 홍삼분말 입자크기와 관계없이 저장온도 및 시간에 따라 갈색도 값이 감소하였으며, 지방산패도(TBA)의 값은 저장온도에 상관없이 4주 동안 유의적으로 증가하였으나 홍삼분말의 지방함량이 낮아 지방산패도 값은 0.1 미만의 낮은 값을 보였다. 분산 안정성을 나타내는 backscatterting 값은 홍삼분말을 이용한 제품 가공시 적합한 입자크기를 알아보기 위하여 측정하였으며, RG A는 RG B 및 RG C와 다르게 분산직후 바로 침전이 되어 용기의 바닥부분에서 높은 backscattering 값을 보였다. RG B는 분산 10시간 이전까지 RG C보다 낮은 TSI 값을 보였으며, 10시간 이후 RG C와 같은 분산안정성을 보였다. RG A, RG B, RG C의 DPPH 및 ABTS 자유 라디칼 소거능의 $IC_{50}$ 값들은 각각 2.74-3.34 mg/mL, 2.77-2.95 mg/mL으로 홍삼분말 입자크기에 따른 유의적인 차이를 보이지 않았다. 일반적으로 홍삼분말의 입자크기 감소는 표면적 증가로 이어져 유효성분 추출 효율성이 증가하지만, 본 실험에서 RG A, RG B, RG C 간의 유효성분 추출에 큰 차이를 보이지 않은 것은 미세한 입자가 열수추출 과정 중 입자간 뭉침현상이 발생하여 표면적 증가와 관련있는 것으로 고려된다. 홍삼분말의 ginsenoside 총 함량은 24.28 mg/g 및 24.53 mg/g로 입자크기에 따른 유의적 차이를 보이지 않았으나, ginsenoside $Rg_1$, Re, $Rh_2$ 함량은 RG C가 RG A보다 유의적으로 높은 값을 가졌다. 따라서 홍삼분말 입자크기는 갈색도, 지방산패도, 항산화 효과에 큰 영향을 미치지 않지만 미세한 입자크기를 가진 홍삼분말이 분산안정성이 좋아 홍삼분말을 이용한 홍삼제품 가공공정에 보다 적합할 것으로 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제10권2호
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• pp.132-140
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• 2007

백금족/수용액 계면에서 Langmuir, Frumkin, Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$)을 결정하기 위해 최적중간주파수 일 때 위상이동($0^{\circ}{\leq}-{\varphi}{\leq}90^{\circ}$) 거동($-{\varphi}\;vs.\;E$)과 표면피복율($1{\geq}{\theta}{\geq}0$) 거동(${\theta}\;vs.\;E$) 사이의 선형 관계식 연구에 관한 위상이동 방법 및 상관계수를 제안하고 증명하였다. Ir/0.1 M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$ 발생 반응에 관한 수소의 Langmuir 및 Temkin 흡착등온식(${\theta}\;vs.\;E$), 평형상수(Langmuir 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$, Temkin 흡착등온식: $K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$), 상호작용 파라미터(Temkin 흡착등온식: g=4.6), 표준자유에너지($K=3.3{\times}10^{-4}mol^{-1}$ 일 때 ${\Delta}G_{ads}^0=19.9kJ\;mol^{-1},\;K=3.3{\times}10^{-3}{\exp}(-4.6{\theta})\;mol^{-1}$ 및 $0.2<{\theta}<0.8$일 때 $16.5<{\Delta}G_{\theta}^0<23.3kJ\;mol^{-1}$)를 결정한다. 수소 흡착부위의 비균일 및 측 방향 상호작용 효과는 무시할 수 있다. ${\theta}$의 중간값 즉, $0.2<{\theta}<0.8$일 때 Langmuir 또는 Frumkin 흡착등온식과 상관관계에 있는 Temkin 흡착등온식은 상관계수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있다. 위상이동 방법 및 상관계수는 흡착동온식(${\theta}\;vs.\;E$) 및 연관된 전극속도론과 열역학 파라미터(K, g, ${\Delta}G_{ads}^0, {\Delta}G_{\theta}^0$)를 결정하기 위한 정확하고 확실한 기술 및 방법이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제35권4호
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• pp.435-444
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• 2022

황근(Hibiscus hamabo Sieb. et Zucc., 노랑무궁화)은 주로 제주도 전역과 전남 남부지역에 자생하는 우리나라 유일의 야생 무궁화속의 낙엽성 반관목식물이다. 최근 무분별한 자생지 파괴에 따른 개체수 감소로 환경부 지정 한국적색목록 내 멸종위기야생생물 2급으로 지정되어 있다. 선행연구에서는 황근의 종자발아, 생태 및 유전적 특성, 내염성 등이 보고되었다. 따라서 본 연구에서는 생물반응기를 이용하여 황근 부정근의 대량증식, 항산화 및 미백효과를 조사하여 기능성 원료 활용 평가를 실시하였다. 황근 종자 및 식물체는 사전 환경부 채취 허가를 받은 제주시 구좌읍 관내지역에서 채집하였으며, 표면살균 후 MS 등 배지 조성을 조절하여 기내 세포주로 도입하였다. 그 결과, 종자의 전반적인 반응율이 지상부 신초 발생 및 지하부 뿌리 발근 측면에서 51.17~51.83%로 가장 효율적인 것으로 나타났다. 5,000 mL 생물반응기에서 황근 부정근의 증식에 유리한 배지 조건의 경우, 1/2 MS (Murashige and Skoog, 1962), 30 g/L 자당(sucrose), 2 mg/L IBA (indole-3-butyric acid)에서 8주 동안 배양한 것임을 확인하였다. 또한 총페놀 화합물 함량, 총플라보노이드 함량, DPPH 자유 라디칼 소거능 및 멜라닌 함량 분석을 통해 바이오매스 및 2차대사산물 축적의 연관관계를 비교하였다. 본 연구를 통해 황근 부정근의 대량증식, 항산화 및 미백 효능은 고부가가치 향장품 산업의 고품질 소재개발과 연계하여 추가적인 생리활성물질 연구의 가능성을 시사한다.