• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.399-405
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• 1986

무증자 전분의 효소당화시 분쇄마찰매체를 첨가하여 분쇄마찰 효과를 주어 당화를 촉진시키는 새로운 무증자 전분 당화법을 이용하여 HFCS의 제조에 적합한 포도당 함량이 높은 고농도 당액을 얻기 위해 연구하였다. 생전분을 고농도 당화를 위해 22.5, 39, 그리고 45%(w/v)와 같이 농도를 고농도까지 증가시켜 가면서 당화시킨 결과, 분쇄마찰 반응계를 활용할 경우 39%(w/v)와 같은 높은 전분 농도에서도 효율적인 당화가 가능하였으며, 8시간 후 75%, 24시간 후에는 92% 이상이 분해되었고 이때 당 농도는 425g/L 수준에 이르렀다. 초 고농도로 전분을 투입한 경우에도 전분을 batch식으로 투입하지 않고 분할 투입하는 fed-batch식으로 분할 투입한 결과 45%(w/v)와 같은 초 고농도에서도 우수한 결과를 얻었다. 또한 고농도에서는bead size가 큰 것이 당화촉진 효과가 컸다. 생성된 당조성을 HPLC로 분석한 결과 증자법의 당조성과 거의 유사한 glucose 95%, maltose 0.7%, 그리고 higher saccharide 4.5%로써 HFCS 제조에 적합한 특성을 갖추었다. 분쇄매체의 shearing에 의한 효소실활을 검토한 바 본 실험과 같은 교반하에서는 효소가 비교적 안정하였고. 특히 $Ca^{++}$은 효소 안정화에 매우 중요한 역할을 수행하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권5호
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• pp.407-413
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• 1986

분쇄마찰매체에 의한 무증자 생전분의 효소당화촉진 mechanism을 전분의 구조적 측면을 중심으로 규명하였다. 당화촉진 효과를 줄 수 있는 수준의 분쇄마찰매체의 기계적 교반운동은 생전분의 미세결정구조(microcrystalline structure) 파괴는 물론 전분입자를 붕괴 (fragmentation) 시키는 효과도 없었다. 생전분 입자구조 변화의 중요한 특징은 입자구조의 팽윤(swelling) 현상으로써 팽윤된 전분은 보수능력이 2.5배 정도까지 증가되었다. 이와 같은 기계적 충격에 의한 전분입자의 팽윤현상은 가열호화에 의한 $\alpha$-전분화에 따른 팽윤현상가는 상이하였다. 생전분을 장시간 bead-milling하여 전처리하며 팽윤시킨 생전분은 당화가 촉진되었으나 bead와 효소를 동시에 첨가시킨 경우의 당화속도와 수율에는 미치지 못하였다. 분쇄마찰 반응계에서 효소를 첨가 무증자 전분을 당화시킬 경우에는 생전분입자 2시간 전후하여 수많은 입자로 fragmentation되었다. 생전분의 당화촉진 mechanism은 분쇄마찰매체에 의하여 전분입자가 균열팽윤되고 이 팽윤된 생전분은 보다 쉽게 효소작용을 받아 침식되며 이 침식된 전분입자는 분쇄마찰매체에 의하여 더욱 가속적으로 fragmentation되어 효소작용이 촉진된다고 판단된다. 옥수수, 감자, 고구마 등 각종 생전분은 그 종류에 따라 분쇄마찰 반응계를 활용한 무증자 당화에 많은 차이가 있었으며 이를 전분입자의 구조와 연결시켜 고찰하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권4호
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• pp.349-357
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• 1989

전분질을 당화시킬 때 유리구와 같은 분쇄마찰매체 (attrition-milling media)를 첨가하여 교반함으로써 생전분질 -효소 현탄액에 분쇄마찰효과를 주어 전분입자를 구조적으로 변화시켜 당화를 현저히 촉진시키는 적절한 무증자 당화법을 연구해오고 있다. 본 연구는 전분질의 무증자 당화에 적합한 고효율 및 저에너지 소모형 분쇄마찰매체 함유 효소반응기의 개발을 목포로, impeller를 갖춘 agitated bead type bloattritor를 설계 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 무증자 옥수수전분을 기질로 당화에 적합한 bioattritor의 최적 조작조건을 검토하였고, 일정한 탄성계수를 지닌 spiral spring coil을 내장한 torque 측정장치를 개발하여 부하되는 torque 및 분쇄마찰 매체의 교반에 소요되는 energy를 측정하였고 중요 변수의 영향을 검토하였다. 또한 energy 소모와 생 전분의 효소당화 촉진효과와의 상관관계를 규명하였으며, bioattritor의 경제성을 전망하였다. 전분질의 최적 당화조건에서 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 동력은 1.53watt/ι로서 매우 적었다. 분쇄마찰매체 함유 효소반응계는 에너지 절약형 공정으로 사료되며, 이를 이용한 무증자 전분 효소당화공정의 산업적 활용 전망이 예상된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권5호
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• pp.506-510
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• 1990

쌀 전분을 이용하여 무증자 당화 발효법으로 쌀 탁주를 제조하였으며 증자 당화 발효법에 의한 종래적인 방법과 비교하였다. Rhizopus속 균주를 증자하지 않은 생쌀에 접종하여 통상적인 방법에 따라 koji를 제조하여 사용하였으며 원료미를 분쇄해여 증자하지 않은 상태로 발효하였다. 무증자 당화 발효의 경우 종래적 방법에 의한 발효의 경우보다는 최종 alcohol 함량이 pH 1.8 높았고 유기산 생성이 급격히 이루어져 별도의 pH 조정이 필요없었다. 효모의 숫자는 차이가 없었고 세균은 무증자의 경우 2단 사입 후 24시간 까지는 증자의 경우보다 많다가 발효가 종료될 시점에서는 비슷하였다. 발효가 끝난후 제성주로 하였을 때 무증자의 경우는 fusel oil 함량은 증자의 경우보다 적었고 아미노산 함량은 약 2배로 높았으며 원료미에서 유래된 생취(raw flavor)가 유지되었다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제17권1호
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• pp.180-183
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• 2008

Digestion properties of 3 types of cereals, white rice, brown rice, and barley, were measured after cooking or grinding. Regardless of the processing methods, white rice showed the highest rate and the greatest extent of digestion, whereas barley showed the lowest values. During the early digestion period, cooked white rice kernels had a larger k (kinetic constant) value than uncooked white rice flour, indicating that cooking induced faster digestion than grinding. In the case of brown rice and barley, the cell wall in cooked kernels remained intact and resulted in a lower k values than those of uncooked flour. However, after 3 hr of digestion, the total digestion extent was greater for the cooked brown rice and barley than that for uncooked flours. The high content of slowly digestible starch (SDS) in cooked brown rice and barley might be due to the starch fraction which was protected by the cell wall. The resistant starch (RS) content, however, was greater for the uncooked flours than that for cooked kernels. The cooked kernels of 3 cereal samples tested showed higher glycemic index (GI) values than the uncooked flours.

• 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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1161-1168
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• 2009

Ethanol production by the simultaneous saccharification and fermentation (SSF) of low-value rice wine cake (RWC) without cooking was investigated. RWC is the filtered solid waste of fermented rice wine mash and contains 53% raw starch. For the SSF, the RWC slurry was mixed with the raw-starch-digesting enzyme of Rhizopus sp. and yeast, where the yeast strain was selected from 300 strains and identified as Saccharomyces cerevisiae KV25. The highest efficiency (94%) of ethanol production was achieved when the uncooked RWC slurry contained 23.03% starch. The optimal SSF conditions were determined as 1.125 units of the raw-starch-digesting enzyme per gram of RWC, a fermentation temperature of $30^{\circ}C$, slurry pH of 4.5, 36-h-old seeding culture, initial yeast cell number of $2{\times}10^7$ per ml of slurry, 17 mM of urea as the nitrogen additive, 0.25 mM of $Cu^{2+}$ as the metal ion additive, and a fermentation time of 90 h. Under these optimal conditions, the ethanol production resulting from the SSF of the uncooked RWC slurry was improved to 16.8% (v/v) from 15.1% (v/v) of pre-optimization.

• 한국식품과학회지
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• 제16권4호
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• pp.463-471
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• 1984

본 연구는 전분을 증자하지 않고 직접 효소제를 작용시켜 효율적인 당화를 시키고자 하였다. 원료 전분의 산침지와 macerating enzyme, ${\alpha}-amylase$, glucoamylase 를 처리하여 증자 전분의 당화율보다 더 높은 당화율을 얻었다. 실험에 사용한 전분질의 전당은 시료 g당 쌀 4.53, 고구마 4.26, 타피오카 3.92 mmole 이었다. 현재 주정공업에서 사용하는 알코홀 발효 조건을 기준으로 하여 당화시킨 결과는 전당의 $70{\pm}10%$가 당화되었다. 무증자 전분의 당화시 전분질 입자의 크기에 따른 당화율은 입자가 적을수록 효율적이었다. 산 전처리에 있어서 산의 농도와 온도 및 처리 시간은 시료 : 처리 용적 - 1 : 2 일때 5 % $H_2SO_4$, $60^{\circ}C$, 12시간에서 좋은 결과를 나타내었다. 전분질의 무증자 당화에 사용하는 효소의 최적 조건은 pectin depolymerase는 pH 4. 5, $45^{\circ}C$, 2시간이 우수 하였으며, ${\alpha}-amylase$ 는 pH 6.0, $60^{\circ}C$, 1시간, 그리고 glucoamylase는 pH 3.5, $60^{\circ}C$, 1시간의 조건이 유리하였다. 효소의 처리방법은 동시 처리가 단계별 처리보다 효과가 좋았고 jar fermenter 를 사용하여 행한 것이 삼각 후라스크에서 행한 것보다 효과가 좋았다. 각 처리 결과에서 얻은 최적 조건으로 무증자 전분을 당화시킨 결과 전당을 기준으로 타피오카는 82%, 쌀은 90.5%, 그리고 고구마는 84.5%가 당화 되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제17권4호
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• pp.258-264
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• 1985

부채전분원에서 분리, 동정한 Aspergillus niger를 사용하여 koji를 조제하고 생전분 당화와 에탄을 발호의 조건을 검토한 결과는 다음과 같다. (1) Koji(효소제)는 4일간 배양한 경우에 가장 높은 활성을 가졌고 생전분 당화의 최적pH는 3.3. 최적온도는 $40{\sim}50^{\circ}C$ 이었다. (2) 전분별에 따른 당화는 옥수수전분. 고구마전분. 감자전분의 순위였다. (3) 알코올 발효시 전분의 최초 담금농도는 $20{\sim}30%$이었다. (4) 전분원료중 쌀, 고구마, 옥수수에서 무증자전분의 알코올 발효가 가능함을 보였으나, 증자한 전분들 보다 발효종료일은 약 $1{\sim}2$일 지체되었다. (5) 무증자에 의한 전분의 당파와 동시 알코올 발효에서 $30^{\circ}C$. pH3.3, 100rpm 왕복진탕 발효시 최적발효일은 5일, 쌀, 고구마, 옥수수전분에서 최종 에탄올수율은 약95%이었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제9권2호
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• pp.179-183
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• 2002

본 연구에서는 옥수수의 무증자 알콜발효조건을 설정하고자 반응표면분석으로 알콜 발효조건을 모니터링하였다. 그 결과 무증자 발효에 가장 적합한 효모는 S. cerevisiae GRJ이었으며, alcohol content, brix, pH 및 총산에 대하여 회귀 분석한 결과, R2는 각각 0.8852, 0.9202, 0.8806 및 0.9940이였다. 최적 알콜발효 조건은 효소제 함량 0.18%, 가수량 180%(v/w)로 예측되었으며 최적 알콜발효조건에서의 예측값은 실제 값과 유사한 경향으로 나타나 실증이 검증되었다.