• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제9권5호
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• pp.405-413
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• 2004

The rheological properties of an exopolysaccharide, EPS-R, produced by the marine bacterium Hahella chejuensis strain 96CJ 10356 were investigated. The $E_{24}$ of $0.5\%$ EPS-R was $89.2\%$, which was higher than that observed in commercial polysaccharides such as xanthan gum ($67.8\%$), gellan gum ($2.01\%$) or sodium alginate ($1.02\%$). Glucose and galactose are the main Sugars in EPS-R, with a molar ratio of ${\~}1:6.8$, xylose and ribose are minor sugar components. The average molecular mass, as determined by gel filtration chromatography, was $2.2{\times}10^3$ KDa, The intrinsic viscosities of EPS-R were calculated to be 16.5 and 15.9 dL/g using the Huggins and Kraemer equations, respectively, with a 2.3 dL/g overlap. In terms of rigidity, the conformation of EPS-R was similar to that of caboxymethyl cellulose ($5.0{\times}10^{-2}$). The rheological behavior of EPS-R dispersion indicated that the formation of a structure intermediate between that of a random-coil polysaccharide and a weak gel. The aqueous dispersion of EPS-R at concentrations ranging from 0.25 to $1.0\%$ (w/w) showed a marked shear-thinning property in accordance with Power-law behavior. In aqueous dispersions of $1.0\%$ EPS-R, the consistency index (K) and flow behavior index (n) were 1,410 and 0.73, respectively. EPS-R was Stable to pH and salts.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1512-1518
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• 2013

말단캡핑제(end capping agent) 6종류에 대해 폴리카보네이트를 용융중합법으로 제조하였다. 합성된 폴리카보네이트의 화학구조는 FT-IR 스펙트럼을 이용하여 확인하였다. 평균분자량 및 분자량분포도, 유리전이 온도 및 열분해 온도는 GPC, DSC와 TGA를 이용하여 측정하였다. 말단캡핑제의 화학구조에 따라 평균분자량이 증가 또는 감소를 나타내었으며, 말단캡핑제로 4-tert-butylphenol (TBP)이 사용되었을 때 최적의 분자량 조절 결과를 나타내었다. 말단캡핑제의 함량이 증가할수록 평균분자량은 감소하였고, 4-tert-butylphenol이 0.05 - 0.1 mol%가 첨가될 때 폴리카보네이트의 대형 사출물 가공에 적합한 20,000 - 30,000 정도의 수평균분자량을 나타내었다. 폴리카보네이트의 용융점도와 유리전이온도는 분자량이 감소할수록 감소하였다. 말단캡핑제의 투입방법 변경은 PC의 분자량분포도에 영향을 주었고, power law index의 감소를 보여주었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제46권5호
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• pp.608-615
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• 2017

본 연구는 국산 신품종 감자인 '고운', '새봉', '진선'의 이화학적, 구조적 및 유변학적 특성을 도입 품종인 '대서'와 비교하여 측정함으로써 신품종 감자의 가공적성 규명과 가공식품 제조를 위한 기초자료를 마련하기 위해 수행되었다. 감자가루의 총전분 함량은 도입 품종인 '대서'에서 73.34%로 유의적으로 가장 높게 나타났다. 품종별 감자가루의 인 함량은 '새봉'에서 2,249.94 ppm으로 가장 높게 나타났다. 신품종 감자가루의 구조분석 결과 전분 입자에 비전분성 물질이 결합 혹은 자유롭게 존재하는 미세구조를 나타내었고, X-선 회절도 분석에서 B형 전분의 결정형 피크를 나타내었다. FT-IR 분석 결과 지문영역에서 품종 간에 차이가 나타나지 않아 '대서'와 신품종 감자의 구조적인 특성에는 차이가 없는 것으로 나타났다. Rapid Visco Analyzer에 의한 페이스팅 특성은 '새봉' 품종의 peak viscosity가 유의적으로 높게 나타났으며, setback viscosity는 신품종 감자(38.67~56.00 cP)가 '대서(72.00 cP)'보다 낮게 나타났다. 정상유동 특성은 '대서'의 점조도 지수와 겉보기 점도가 가장 높게 나타났으며, 동적 점탄 특성에서는 진동수가 증가함에 따라 저장 탄성률(G′)과 손실 탄성률(G″) 값이 증가하는 경향을 나타내었으며, '진선'의 G′, G″과 복소 점도 값이 가장 높게 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권4호
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• pp.844-851
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• 2010

Controlling the dissolved oxygen (DO) in the fed-batch culture of the medicinal mushroom Ganoderma lucidum led to a 2-fold increase of the maximum biomass productivity compared with uncontrolled DO conditions. By contrast, extracellular polysaccharide (EPS) production was two times higher under oxygen limitation (uncontrolled DO) than under increased oxygen availability (controlled DO). Morphologically, dispersed mycelium was predominant under controlled DO conditions, with highly branched hyphae, consistent with the enhanced culture growth noted under these conditions, whereas in the uncontrolled DO process mycelial clumps were the most common morphology throughout the culture. However, in both cultures, clamp connections were found. This is an exciting new finding, which widens the applicability of this basidiomycete in submerged fermentation. In rheological terms, broths demonstrated shear-thinning behavior with a yield stress under both DO conditions. The flow curves were best described by the Herschel-Bulkley model: flow index down to 0.6 and consistency coefficient up to 0.2 and 0.6 Pa $s^n$ in uncontrolled and controlled cultures DO, respectively. The pseudoplastic behavior was entirely due to the fungal biomass, and not to the presence of EPS (rheological analysis of the filtered broth showed Newtonian behavior). It is clear from this study that dissolved oxygen tension is a critical process parameter that distinctly influences G. lucidum morphology and rheology, affecting the overall performance of the process. This study contributes to an improved understanding of the process physiology of submerged fermentation of G. lucidum.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권11호
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• pp.1494-1500
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• 2012

Fermentation with filamentous fungi in a bioreactor is a complex dynamic process that is affected by flow conditions and the evolution of the rheological properties of the medium. These properties are mainly affected by the biomass concentration and the morphology of the fungus. In this work, the rheological properties of a fermentation with the fungus Beauveria bassiana under different hydrodynamic conditions were studied and the rheological behavior of this broth was simulated through a mixture of carboxymethyl cellulose sodium and cellulose fibers (CMCNa-SF). The bioreactor was a 10 L CSTR tank operated at different stir velocities. Rheological results were similar at 100 and 300 rpm for both systems. However, there was a significant increase in the viscosity accompanied by a change in the consistence index, calculated according to the power law model, for both systems at 800 rpm. The systems exhibited shear-thinning behavior at all stir velocities, which was determined with the power law model. The mixing time was observed to increase as the cellulose content in the system increased and, consequently, the efficiency of mixing diminished. These results are thought to be due to the rheological and morphological similarities of the two fungal systems. These results will help in the optimization of scale-up production of these fungi.

• Food Science and Biotechnology
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• 제15권2호
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• pp.207-213
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• 2006

The effects of gellan gum (from S. paucimobilis), EPS-CB (exopolysaccharide from S. chungbukensis), and a series of commercial gums (arabic gum, xanthan gum, guar gum, deacyl gellan gum), on the swelling, rheological, and pasting properties of non-waxy rice flour dispersions were investigated. The swelling properties of rice flours in gellan or guar gum dispersion after heating were found to have increased with increasing gum concentrations, but the swelling properties of rice flour/other gum systems decreased with increasing concentrations. The rice flour/gum mixtures showed high shear-thinning flow behavior (n=0.14-0.32), and consistency index (K) was higher in guar gum than other gum dispersions. The initial pasting temperatures and peak times increased along with increasing gum concentration. The peak viscosity of rice flour increased in guar gum and deacyl gellan dispersions, and the breakdown and setback viscosity of the rice flour paste was lowest in the xanthan gum system, but remained higher than those of the control. The apparent viscosities of the rice flour/gellan gum mixture pastes were the highest among the tested combinations.

• 한국축산식품학회지
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• 제38권3호
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• pp.476-486
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• 2018

In this study, the droplet size distribution, rheological properties, and stability of dairy cream-based emulsions homogenized with different sucrose fatty acid ester (SFAE, a non-ionic small-molecule emulsifier) concentrations (0.08%, 0.16%, and 0.24% w/w) at different homogenization pressures (10 MPa and 20 MPa) were examined. Homogenization at a high pressure resulted in a smaller droplet size and narrower droplet size distribution. The D[4,3] (volume-weighted mean) and D[3,2] (surface-weighted mean) values of the emulsions decreased with an increase in the SFAE concentration. The flow properties of the emulsions homogenized with SFAE showed shear-thinning (n=0.21-0.46) behavior. The apparent viscosity (${\eta}_{a,10}$) and consistency index (K) of the homogenized emulsions were lower than those of the control sample that is non-homogenized and without SFAE, and decreased with an increase in SFAE concentration. The storage modulus (G') and loss modulus (G") of all emulsions homogenized with SFAE were also lower than those of the control sample. The stability of all emulsions with SFAE did not show any significant change for 30 d at $5^{\circ}C$. However, the emulsions stored at $40^{\circ}C$ were unstable over the storage period. Therefore, the addition of SFAE enhanced the stability of dairy cream emulsions during storage at refrigeration temperature ($5^{\circ}C$).

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권4호
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• pp.562-568
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• 2016

유자의 이용성을 높이기 위해 유자펙틴 추출물을 첨가한 요구르트를 제조하여 이화학적 특성을 평가하였다. 본 연구에서 추출된 유자펙틴 추출물의 uronic acid 함량은 53.93%였다. 유자펙틴 추출물 첨가 요구르트의 이화학적 특성 실험에 따르면 실험군의 pH는 4.3으로 나타났으며 실험군의 유산균 수는 식품공전에 명시된 요구르트 제조 기준에 적합하였다. 정상유동 특성의 경우 유자펙틴 추출물 첨가 요구르트의 n값은 1보다 낮은 범위(n=0.33~0.44)에 있어 shearthinning 유체 특성이 있었다. 점조도 지수, 겉보기 점도의 경우 대조군보다 모든 유자펙틴 추출물 첨가 요구르트가 유의적으로 높았다. 동적 점탄성의 경우 저장탄성률(G')과 손실탄성률(G'')은 주파수가 증가함에 따라 유의적으로 증가하였고, G'의 수치가 G''보다 뚜렷하게 높았다. 유자펙틴 추출물 첨가 요구르트의 복소점도 값은 대조군보다 유의적으로 높았으며, 점성적 성질에 비해 탄성적 성질이 더욱 우세하였다. 또한 유자펙틴 추출물 첨가 요구르트는 약한 겔과 같은 구조적 성질을 가지고 있었다. 결과적으로 유자펙틴 추출물 첨가가 요구르트의 점탄성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 소비자검사에서도 실험군의 기호도가 더 높은 것으로 보아 우수한 품질임을 알 수 있었다. 따라서 유자를 이용한 후 버려지는 유자껍질에서 펙틴을 추출하여 요구르트 제조에 첨가함으로써 향후 친환경적이며 고부가가치 요구르트 제조가 가능할 것으로 생각한다.

• 폴리머
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• 제38권5호
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• pp.566-572
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• 2014

이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 폴리프로필렌(polypropylene, PP)의 종류에 따라 말레인산 무수물(maleic anhydride, MAH) 함량과 스티렌(SM)/MAH 몰비를 변화시키며 MAH가 그래프트된 PP(MAH-g-PP)를 제조하였다. PP의 종류로는 이소탁틱(isotactic, iPP), 블록(block, bPP), 랜덤(random, rPP)에 대해 용융지수(melt index, MI)가 10 그리고 25 g/10 min이 사용되었고, 개시제로는 dicumyl peroxide(DCP)가 사용되었다. MAH의 그래프트 정도는 FTIR을 이용하여 $1700cm^{-1}$ 근처에서 나타나는 카르보닐기(C=O) 신축진동 피이크의 존재 여부를 통해 확인하였다. 또한 PP/MAH-g-PP/pulp 복합체의 열적특성을 시차주사열용량분석기(DSC)와 열중량분석기(TGA)를 이용하여 관찰하였다. 복합체의 열적특성에는 큰 차이를 나타내지 않았다. 복합체의 인장특성과 인장시험 후 파단면의 SEM을 측정한 결과, MAH-g-rPP를 상용화제로 적용한 경우 인장특성 개선효과가 가장 우수하였다. MAH 함량 1.0 wt%, SM/MAH 몰비 1.0, MI = 25 g/10 m인 경우가 최적으로 평가되었다. 복합체의 유변학적 특성은 동적유변측정기를 이용하여 측정하였고, 복소 점도와 전단박하 그리고 함수량의 경우 펄프의 함량에 따라 증가하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권9호
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• pp.1407-1413
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• 2015

본 연구는 '고운' 품종으로 제조한 감자가루 분산액의 농도(3, 4, 5, 6, 7%, w/w)에 따른 유변학적 및 페이스팅 특성에 대하여 평가하였다. 감자가루 분산액은 전단담화 거동(n=0.41~0.55)을 나타냈으며, 감자가루 농도가 증가함에 따라 점조도 지수(n), 겉보기 점도(${\eta}_{a,100}$), Casson 항복응력(${\sigma}_{oc}$)값이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 동적 점탄 특성 측정 결과에 의하면 감자가루 분산액은 약한 겔과 같은 거동을 보여주었으며 G'과 G" 값들은 감자가루 농도와 진동수(${\omega}$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. Cox-Merz 중첩원리는 감자가루 분산액에 잘 적용되지 않았다. RVA에 의한 페이스팅 특성은 감자가루 농도가 증가할수록 peak viscosity, trough viscosity, final viscosity, set back viscosity, break down viscosity 값이 유의적으로 증가하였다.