• 한국해양바이오학회지
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• 제1권4호
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• pp.311-316
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• 2006

Enzymatic ethanolysis of fish oil with immobilized lipase was investigated for reducing the free fatty acid contents and enhancing the function of fish oil. Ethanolysis reactions were carried out in erlenmeyer flask (25ml) containing a mixture of squid viscera oil and 99.9% ethanol using 1% (based on w/w squid viscera oil) immobilized lipase. The reaction mixtures were incubated at $50^{\circ}C$ and shaken at 100rpm. Ethanol was added into the mixture by stepwise addition method of Shinmada[9]. Measurement of free fatty acid molar amounts was studied by Acid Value. Tendency of oil variation during transesterification was studied by TLC method. Enzymatic ethanolysis composed diglyceride, monoglyceride and fatty acid ethyl ester with reducing free fatty acid contents. Also, selective ethanolysis by Lipozyme TL-IM and Lipozyme RM-IM mostly did not react at the sn-2 position of squid viscera oil. Lipozyme RM-IM was more suitable enzyme to reduce the free fatty acid contents by ethanolysis than Lipozyme TL-IM. Squid viscera oil was transformed into suitable properties (5 in Acid Value) for functional fish oil production.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권4호
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• pp.365-370
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• 2009

재구성 지방질의 기질로서 사용될 수 있는 중쇄지방산을 함유한 디글리세리드(DG)를 생산하기 위하여 리파제를 사용하여 중쇄지방산과 모노글리세리드(MG)로부터 DG를 생산하는 유기용매를 사용하지 않는 반응 시스템을 고안하였다. 조사된 리파제 중에 Lipozyme RM IM과 Novozym 435만이 중쇄지방산(carpylic acid, caproic acid, capric acid)과 MG로부터 DG를 효과적으로 생산하였다. 고정화 효소인 Lipozyme RM IM을 사용하여 중쇄지방산인 카프릴산과 MG를 반응시킴으로써 DG 생산을 위하여 molecular sieve 첨가에 의한 반응혼합액 중의 수분 제거, 고정화 효소의 수분함량, 반응온도, MG/카프릴산의 몰비율 등의 생산 조건을 최적화하였다. Molecular sieve를 첨가 하였을 때 약 8%의 DG 함량이 증가되었으며 고정화효소(초기 수분함량: 3.8%(w/w))의 수분을 2.8%(w/w) 이상 감소시킴으로써 44%의 DG를 생산할 수 있었다. 최적의 반응 온도는 $60^{\circ}C$로 확인되었으며 $60^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로의 온도 변화는 FFA의 함량이 증가하여 DG 생산에 적합하지 아니하였다. 조사된 모든 몰비율에서 반응 24시간 후의 DG의 생산량은 40% 전후로 큰 차이를 나타내지 않았으나 화학양론적인 몰비율 1:1(MG/caprylic acid)에서 가장 많은 DG가 생산되었다. 또한 MG와 카프릴산의 몰비율이 0.3에서 1.8로 높아질수록 반응물 중의 FFA의 함량이 34%에서 13%로 감소하였고 MG 함량은 37%에서 50%로 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.546-552
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• 2009

이번 연구에서는 밀배아유의 기능성 향상을 위해 고정화 효소를 이용한 밀배아유의 효소적 에탄올 반응을 수행했고, 효소적 에탄올 반응의 비가압조건과 가압조건을 중점적으로 비교 분석했다. 비가압조건 효소적 에탄올 반응 수행은 밀배아유와 99.9% 에탄올 혼합물에 두 가지 고정화 효소인 Lipozyme TL-IM과 Lipozyme RM-IM를 1~5 w%(밀배아 기준 무게비)로 25 ml 플라스크에 shaking machine 상에서 $40{\sim}70^{\circ}C$, 120 rpm 조건으로 실험을 수행했다. 가압조건상에서의 효소적 에탄올 반응 조건은 고정화 효소 2 w%, 반응 시간 24시간, 반응 온도 $40{\sim}60^{\circ}C$ 및 반응 압력 75, 100, 150, 200 bar으로 수행했다. 실험으로부터 회수된 sample은 트리글리세라이드의 분해 정도를 살펴보기 위해 모노-, 디-, 트리글리세라이드를 HPLC를 이용하여 분석했다. 밀배아유의 전반적인 전환율은 반응온도와 고정화 효소의 농도에 따라 증가했고, 최적 반응 조건은 가압조건 $50^{\circ}C$, 100 bar이었다.

• KSBB Journal
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• 제25권4호
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• pp.337-343
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• 2010

액체 이산화탄소를 반응용매로 사용하여 메탄올에 의한 효소 활성이 저해되는 것을 방지하고 친환경적이며 에너지 절감 효과가 우수한 바이오디젤 생산 방법을 제시하고자 유기용매 (t-butanol, acetone, chloroform, hexane, THF, cyclohexane, toluene)와 액체 이산화탄소 비교실험을 통해 액체 이산화탄소가 기타 유기용매와 같은 메탄올 저해를 방지하는 역할을 함으로써 반응 용매로서의 적합함을 확인하였다. 또한 동일이산화탄소를 이용한 초임계 이산화탄소와 비교 실험을 수행하여 초임계 이산화탄소를 이용한 바이오디젤 생산과 유사한 결과를 나타냄으로써 액체 이산화탄소를 이용한 바이오디젤 생산방법이 에너지절약형 친환경 바이오디젤 생산에 더욱 적합함을 확인할 수 있었다. 그리고 액체 이산화탄소상태에서 바이오디젤 생산의 최적화를 통해 고효율 효소는 novozym 435, lipozyme RM IM 및 lipozyme TL IM 중에서 1,3-위치 선택적 특이성을 가진 lipozyme TL IM이 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 경제적 최적 조건과 고전환율 최적조건을 도출하여 각각 88.3%, 99.7%의 높은 전환율을 얻었다. 본 연구를 통해 액체 이산화탄소가 메탄올에 의한 효소활성 저해를 방지하는 반응 용매로 적합하며, 지구 온난화의 주요요인인 이산화탄소를 이용할 뿐 아니라 비독성 용매로서 친환경적이며 초임계 이산화탄소 상태보다 에너지 절감효과가 우수하여 효소적 바이오디젤 생산 방법에 새로운 방안을 제시 할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권3호
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• pp.231-237
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• 2009

팜유와 아보카도유를 이용하여 효소적 방법을 통해 trans free margarine stock(TFMS)을 제조하였다. 회분식 반응기(stirred batch type reactor)를 통한 본 반응은 sn-1,3 위치 특이성을 가진 lipozyme RM IM(from Rhizomucor miehei)을 사용하였다. 반응기질 대두극도경화유와 아보카도유 및 팜유는 30:150:120(g)의 비율로 230 rpm, $65^{\circ}C$에서 합성하였으며 이를 통해 이화학적 특성을 분석하였다. 재구성 지질의 DSC 분석 결과 TFMS의 solid fat content(SFC)는 $5^{\circ}C$에서 58.6%, $35^{\circ}C$에서의 약 8.5%로 확인 되었으며 7.3, 23.6, $35.3^{\circ}C$의 DSC 상의 melting point 특성을 나타내었다. TFMS는 C16:0(약 29%)과 C18:1(약 45%)이 주요 지방산으로 확인되었고 ${\Sigma}SFA$는 40.7%이었으며 trans 지방산은 검출되지 않았다. Sn-2 위치에는 주요적으로 C16:0(21.6%)과 C18:1(50.2%)의 지방산 조성이 확인되었다. RP-HPLC를 통해 TFMS를 이루고 있는 TAG의 PN을 확인 하였다. 주요적으로 PN=48이 대부분을 차지하였고 PN=46, PN=50으로 분리되었으며 TFMS의 반응 전과 비교 시 차별적인 TAG peak를 확인할 수 있었다. 한편, ${\alpha}-$, ${\gamma}-$ 및 ${\delta}$-tocopherol이 각각 5.7, 2.1, 1.7 mg/100 g을 나타냈으며 산가, 요오드가, 비누화가를 통해 TFMS의 이화학적 특성을 확인 할 수 있었다. TFMS를 통해 마가린 제조 시 물성 변화를 고려하여 마가린의 적합한 물성을 지닐 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권4호
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• pp.584-589
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• 2005

지방산 TAG 분자의 sn-1,3 위치에서 특이적으로 반응하는 Lipozyme RM IM(from Rhizomucor meihei)을 촉매로 이용, 비용매계(solvent-free system)조건에서 glycerolysis를 통하여 조류유(from Schizochytrium sp.)와 대두유로부터 DAG, MAG 함유 기능성 유지를 합성하였다. 합성된 유지는 DHA(16.0mol%)와 linoleic acid(32.4mol%), palmitic acid(18.2 mol%), oleic acid (14.0mol%), EPA(6.7mol%) 및 myristic acid(4.9mol%) 등을 함유하고 있었으며, 유지 내 TAG 분자의 sn-2 위치에는 DHA(21.0 mol%)와 linoleic acid(29.2 mol%)가 높은 분포로 함유되어 있었다. 48시간의 효소 반응 후 DAG의 지방산 조성은 DHA(13.3mol%)와 linoleic acid(34.3 mol%), palmitic acid(20.0 mol%), oleic acid(13.2mol%), myristic acid(5.8mol%) 및 EPA(5.5 mol%) 등으로 조사되었고, MAG의 경우는 DHA(8.6mol%)와 linoleic acid(34.0mol%), palmitic acid(23.9mol%), oleic acid (15.1mol%) 및 EPA(4.1mol%) 등으로 분석되었다. 효소적 glycerolysis 반응 완료(48hr) 후 총 지질 내 약 60%의 DAG 및 MAG 함유하는 기능성 유지는 19.2area%의 1,3-DAG와 22.2 area%의 1,2-DAG, 16.0area%의 MAG 및 TAG(42.3area%), FFA(0.2area%)와 같은 중성 지질로 구성되어 있었다. 이러한 기능성 유지의 요오드가는 208.8, 비누화가는 179.6으로 측정되었으며, 산가(조류유, 대두유; <0.3)는 3.4이하를 나타내어 합성 중 생성, 잔류 가능한 유리 지방산 제거(산가 저하)를 위한 정제 과정이 필요할 것으로 사료된다. 또한, 기능성 유지는 Hunter $L^*(+/-,\;lightness/darkness;\;77.9),\;a^*(+/-,\;redness/greenness;\;15.9)$ 및 $b^*(+/-,\;yellowness/blueness;\;54.6)$와 같은 색도를 나타내었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권7호
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• pp.1052-1058
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• 2005

미세조류(microalgae)인 Schizochytrium sp.로부터 유래된 조류유(250 g)와 식물성 유지인 대두유(250 g)의 혼합 유지를 기질로 하고, sn-1,3 위치에 특이적으로 작용하는 Lipozyme RM IM(Rhizomucor miehei, EC 3.1.1.3)을 이용한 interesterification에 의해 회분식 반응기$(65^{\circ}C,\;300 rpm,\;15hr)$에서 재구성 지질을 합성하였다. 합성 된 재구성 지질의 주요 지방산 조성은 DHA$(15.7\;mol\%)$와 linoleic acid$(31.1\;mol\%)$, palmitic acid$(20.2\;mol\%)$, oleic acid$(13.5\;mol\%)$ 및 $EPA(6.6\;mol\%)$로 분석되었으며, linoleic aicd와 DHA가 sn-2 위치에서 높은 함량을 차지하였다. Normal-phase HPLC 분석결과 재구성지질은 $87.1\;area\%$의 TAG와 $12.1\;area\%$의 DAG 형태와 같은 중성지질로 구성되어 있었다. Reversed-phase HPLC 분석 결과 재구성 지질의 $PN=20\~22(10.3\;area\%),\;PN=24\~32(53.1\;area\%)$ 및 $PN=36\~48(36.6\;area\%)$ peaks내에 각각 PN=20, PN=22, PN=28, PN=30, PN=34, PN=38, PN=42를 가지고 재구성 지 질 함량의 약 $50.5\;area\%$를 차지하며 반응기질과 구별된 새로운 peaks가 합성에 의해 생성되었음을 확인하였다 재구성지질의 요오드가는 고도의 불포화도를 가지는 조류유(274.0)보다 약 $25\%$ 낮아진 206.7을 나타내었으며, 분자량을 설명하는 비누화 값이 183.8, 산가는 반응기질과 같은 0.3 이하의 측정값을 나타내었다. 재구성지질의 Hunter color $L^{\ast}(\pm\;lightness/darkness)$ 값은 13.8로 측정되었으며, $b^{\ast}(\pm,\;yellowness/blueness)$ 값은 13.8로 측정되었으며, $b^{\ast}(\pm,\;yellowness/blueness)$ 값은 반응기질보다 유의적으로 가장 높은 55.1을 나타내었다(p<0.05).

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권6호
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• pp.752-760
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• 2008

One liter stirred-tank batch reactor에서 기질들의 부피 비율을 1:2:7(fully hydrogenated soybean oil : SL-olive+CLA : palm oil)하고 RM IM lipase를 사용하여 CLA를 함유한 재구성 지질을 합성하였다. 합성된 재구성지질은 총 CLA를 7.6 area% 함유하였고, 주요 지방산 조성은 oleic acid (38.1 area%), palmitic acid(33.1 area%), stearic acid(12.2area%) 및 linoleic acid(7.3 area%)로 분석되었으며 트랜스지방산은 분석한계 미만(0.1 area%)으로 검출되었다. Reversed-phase(RP) HPLC 분석 결과, 재구성 지질의 TAG 형태는 PN=44(1.52 area%), PN=46(21.79 area%), PN=48(53.71 area%) 및 PN=50(11.1 area%)의 범위로 나타내었다. 합성된 지질의 토코페롤 함량을 분석한 결과는 ${\alpha}$, ${\gamma}$-토코페롤이 각각 4.7, 1.0 mg/100 g로 반응기질보다 감소하였고, 이의 산가, 비누화가, 요오드가의 측정 결과는 각각 0.4, 173.9, 59.0이었다. 재구성 지질의 융점은 세 개의 피크를 보이며 각각 8.7, 25.3 및 $40.9^{\circ}C$으로 나타났고 결정화점은 각각 0.7, $18.2^{\circ}C$로 분석되었다. 또한 고체지 함량은 31.8%($25^{\circ}C$), 22.3%($30^{\circ}C$), 13.9%($35^{\circ}C$)를 나타내어 상업적인 쇼트닝과 유사한 물성을 보였다. 재구성 지질의 녹는점은 $39.8^{\circ}C$로 측정되었고, hardness value는 63.8 g로 분석되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제32권8호
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• pp.1200-1205
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• 2003

연속식 반응기에서 sn-1,3위치 특이성을 가지는 Rhizomucor miehei lipase(Lipozyme RM IM)를 사용하여 CLA를 함유한 재구성지질을 합성하였다. 옥수수유에 CLA를 transesterification 하기 위한 반응 조건은 연동 펌프의 유속, 반응온도 및 기질의 몰 비율이었다. 연동 펌프의 유속을 변수로 한 실험에서는 유속 1 mL/min, 반응온도 55$^{\circ}C$ 및 1:3 기질몰 비율일 때 재구성지질 중 최대 CLA함량이 10.26 ㏖%을 보였으며, 반응온도를 변수로 한 반응에서는 반응온도가 $65^{\circ}C$일 때 최대 CLA함량 17.33 ㏖%을 나타냈다. 또한 반응 기질의 몰 비율을 변수로 한 재구성지질 합성에서는 1:5몰 비율에서 최대 CLA 함량 17.50 ㏖%을 보였다. Pancreatic lipase analysis 통하여 재구성 지질의 sn-1,3과 sn-2 위치 지방산 조성을 분석하였고 재구성지질의 불포화도를 측정하기 위하여 요오드 값을 측정한 결과 유속 1 mL/min, 반응 온도 55$^{\circ}C$, 몰 비율 1:5 조건에서 120의 실험 조건 내에서 가장 큰 요오드 값을 나타내었다. 한편 각각의 재구성지질 HPLC 분석 결과 99%의 TAG와 1% 이내의 DAG와 MAG가 분석되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권8호
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• pp.1156-1164
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• 2010

미강유(RBO)와 달맞이꽃 종자유(EPO)를 기질로 한 다양한 몰비율(1:3, 1:4, 1:5)을 가지고 효소촉매를 이용한 재구성 지질을 합성하였다. 달맞이꽃 종자유의 주요 지방산은 필수 지방산인 linoleic acid(C18:2)와 $\gamma$-linolenic acid(C18:3n-6)가 각각 74.9%와 8.1%를 차지하였다. 비율별로 합성된 재구성 지질의 주요 지방산을 살펴보면 oleic acid, linoleic acid, $\gamma$-linolenic acid가 전체 지방산 조성의 88% 이상을 차지하였다. 합성한 재구성 지질은 $\gamma$-linolenic acid를 각각 7.2%(1:3)와 7.9%(1:4), 8.3%(1:5)로 함유하였다. 반응에 사용된 기질 및 합성된 재구성 지질의 TAG 조성을 reversed-phase HPLC를 이용하여 분석한 결과, 미강유의 비율이 증가할수록 달맞이꽃 종자유의 주요한 peak인 LLL(trilinolein) peak는 감소하였고, 새로운 peak의 형성은 점차 증가하였다. 재구성 지질 및 반응에 사용된 미강유와 달맞이꽃 종자유의 $\alpha$-, $\gamma$-, $\delta$-tocopherol 함량을 분석한 결과, 미강유는 $\alpha$-tocopherol과 $\gamma$-tocopherol이 각각 7.60, 2.11(mg/100 g) 함량을 나타내었으며, $\delta$-tocopherol은 검출되지 않았다. 달맞이꽃 종자유는 $\alpha$-tocopherol 및 $\gamma$-tocopherol은 각각 13.36과 10.82(mg/100 g)를 나타내었다. Phytosterol 함량은 달맞이꽃 종자유가 744.49 mg/100 g으로 가장 높은 수치를 보였고, 미강유는 606.64 mg/100 g이었다. 한편, scale-up한 재구성 지질의 phytosterol 함량을 분석해 본 결과, 반응하기 전 campesterol, stigmasterol 및 $\beta$-sitosterol 함량이 3시간 반응 후 감소하였다. 이로써 필수지방산인 $\gamma$-linolenic acid를 함유한 재구성지질을 효소를 이용하여 성공적으로 합성하였다.