• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권3호
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• pp.207-213
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• 2009

Starch serves not only as an energy source for plants, animals, and humans but also as an environmentally friendly alternative for fossil fuels. Progress in understanding of starch biosynthesis, and the isolation of many genes involved in this process have enabled the genetic modification of crops in a rational manner to produce novel starches with improved functionality. Starch is composed of two glucose polymers, amylose and amylopectin. The amylose and amylopectin ratio in starch affects its physical and physicochemical properties. Alteration in starch structure can be achieved by modifying genes encoding the enzymes responsible for starch biosynthesis and starch hydrolysis. Here, we describe recent findings concerning the starch modification in sweetpotato. Sweetpotato [Ipomoea batatas (L.) Lam] ranks seventh in annual production among food crops in the world as an important starch source. To develop transgenic sweetpotato plants with modifying starch composition, we constructed transformation vectors overexpressing granule bound starch synthase I and inhibiting amylopectin synthesis genes such as starch branching enzyme and isoamylase under the control of 35S promoter, respectively. Transformation of sweetpotato (cv. Yulmi) is in progress.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.220-220
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• 2022

Disproportionating Enzyme 1 (DPE1) is an a-1,4-D-glucanotransferase that cleavages the a-1,4-glucosidic bonds and transfers glucosyl groups. In rice endosperm, it participates in starch synthesis by transferring maltooligosyl groups from amylose and amylopectin to amylopectin. Here, we investigated the haplotype variations and evolutionary indices (e.g., genetic diversity and population structure) for the DPE1 gene in 374 rice accessions representing seven subgroups (wild, indica, temperate japonica, tropical japonica, aus, aromatic, and admixture). Variant calling analysis of DPE1 coding regions leads to the identification of six functional haplotypes representing/occupying 8 nonsynonymous SNPs. Nucleotide diversity analysis revealed the highest pi-value in wild group (0.0556) compared to other cultivated groups, of which temperate japonica showed the most reduction of genetic diversity value (0.003). A significant positive Tajima's D value (1.6330) of admixture highlights sudden population contraction under balancing selection, while temperate japonica with the lowest Tajima's D value (-1.3523) showed a selection signature of DPE1 domestication which might be the cause of excess of rare alleles. Moreover, these two subpopulations exhibits a greater differentiation (F_ST=0.0148), indicating a higher genetic diversity. Our findings on functional DPE1 haplotypes will be useful in future breeding programs, and the evolutionary indices can also be applicable in functional studies of the DPE1 gene.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2005년도 춘계학술발표회 요지
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• pp.180-181
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• 2005

• 한국식품영양과학회지
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• 제24권5호
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• pp.684-689
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• 1995

The molecular structure of rice starch was investigated using Korean rice[3 varieties of Japonica type and 3 varieties of Tongi type(Japonica-Indica breeding type)]. The λmax of iodine complex and inherent viscosity of Japonica type were higher than those of Tongil type. $\beta$-Amylolysis limit of the starches was not different between the two rice types. In the distribution of molecular weight of rice starch, the molecular size of amylose and amylopectin for Japonica type were smaller than those for Tongil type. The chain of rice starch distributed F1 of above DP 55, F2 of DP 40~50 and F3 of DP 15~20, and the ratio of F3 against F2 for Japonica type was higher than that of Tongil type. The results suggest that rice of Japonica and Tongil type was different molecular structure of starch.

• 한국식품과학회지
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• 제46권6호
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• pp.682-688
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• 2014

국내에서 육종된 아밀로오스 함량이 다른 3가지 쌀 품종의 전분 특성을 살펴봄으로써 새로운 식품 소재의 개발을 위한 기초자료로 활용하고자 전분의 분자 및 결정 구조적 특성과 소화 특성을 조사하였다. 새고아미 전분은 다산1호나 새일미에 비해 아밀로오스 함량, 아밀로펙틴의 짧은 사슬(DP 6-12) 함량, 페이스팅 온도, RS 함량이 유의적으로 높았으며 반대로 아밀로오스의 중합도, 아밀로오스와 아밀로펙틴의 분자량, 아밀로펙틴의 B1사슬(DP 13-24), 상대적 결정성, 입자표면 결정성(1047/1022), 팽윤력, 호화 온도($T_o$, $T_p$, $T_c$), 호화 엔탈피, 페이스팅 점도(최고점도, 최종점도, 강하점도, 치반점도), RDS 함량, eGI값이 유의적으로 낮았다. 다산1호는 새일미에 비해 낮은 RDS 함량과 높은 SDS 함량을 보였다. 두 쌀 전분의 소화율의 차이는 분자 구조적 특성(아밀로오스 함량, 아밀로오스 중합도, 분자량, 아밀로펙틴 분자의 가지사슬 길이 분포)과 결정 구조적 특성(상대적 결정성, 1047/1022, 호화 온도와 엔탈피)의 차이에 근거하였다. 결과적으로 3가지 국내산 쌀 품종들의 전분 분자 및 결정 구조적 특성과 소화율 결과는 다양한 유형의 쌀을 이용한 가공제품 개발의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 폴리머
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• 제30권4호
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• pp.338-349
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• 2006

셀룰로오스, 아밀로오스, 키토산, 키틴, 알긴산, 풀루란 또는 아밀로펙틴을 (8-콜레스테릴옥시카보닐)헵타 노일 클로라이드 (CH8C)와 반응시켜 전치환 또는 거의 전치환 (8-콜레스테릴옥시카보닐) 헵타노화 다당류 유도체들을 합성함과 동시에 이들의 열방성 액정의 거동들을 검토하였다. CH8C 의 경우와 같이, 아밀로펙틴 유도체를 제외한 모든 다당류 유도체들은 좌측방향의 나선구조를 지니며 온도상승에 의해 광학피치들 $({\lambda_m}'s)$이 감소하는 단방성 콜레스테릴 상들을 형성하였다. 아밀로펙틴 유도체도 좌측방향의 나선구조를 지닌 단방성 콜레스테릴 상을 형성하나 다른 다당류 유도체들과 달리 콜레스테릴 상의 전 범위에서 반사색깔들을 나타내지 않았다. 이러한 사실은 콜레스테릴 그룹에 의한 나선의 비틀림력은 아밀로펙틴 중의 분기구조에 민감하게 의존함을 시사한다. 다당류 유도체들에서 관찰되는 액정 상의 열적 안정성과 질서도, 동일한 온도에서의 ${\lambda}_m$ 의 크기 그리고 ${\lambda}_m$의 온도 의존성은 콜레스테릴 그룹들을 유연한 스페이서들을 통하여 유연한 흑은 반강직한 골격들에 도입시켜 얻은 고분자들에 대해 보고된 결과와 전혀 다르다. 이들의 결과를 주사슬과 곁사슬의 화학구조 그리고 주사슬의 유연성의 차이와 관련하에서 검토하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제46권2호
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• pp.117-122
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• 2003

화청찰벼, 화청벼, 그리고 이들의 거대배아미 품종인 화청찰거대배아미, 화청거대배아미 등 4품종의 쌀로부터 전분을 분리하여 몇몇 이화학적 특성을 비교하였다. 거대배아 품종으로 유기되면서 아밀로오스의 함량은 감소하고 있었으며, 아밀로오스 분획의 포도당 사슬의 길이도 짧아지고 있었다. 아밀로펙틴의 미세구조는 거대배아 품종으로 유기됨에 따라 B chain의 사슬길이가 약간씩 증가하는 경향이 있고, A chain의 양은 감소하고 있었으며, 아밀로펙틴을 구성하는 포도당의 평균 사슬길이는 약간씩 증가하고 있었다. X선 회절도상에서는 4품종 모두 전형적인 A type이었으며, glucoamylase에 의한 가수분해도는 찰품종의 경우에는 거대배아미로 유기되면서 가수분해도가 낮아지는데 비해서 메품종의 경우에는 반대의 결과를 얻었다. 호화종료온도는 거대배아미 품종으로 유기됨에 따라 낮아지고 있었고, 호화 엔탈피는 거대배아미 품종으로 유기됨에 따라 증가하고 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권3호
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• pp.521-527
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• 1996

세 품종의 강낭콩 전분에 대하여 분자구조적 측면에서 그 특성을 조사하였다. 전분의 아밀로오스 함량과 ${\beta}$-아밀라아제 분해한도는 Pink종이 다른 종에 비하여 다소 높았다. 그리고 아밀로펙틴의 사슬분포는 ${\overline{DP}$60 이상의 초장사슬, ${\overline{DP}}45{\sim}60$인 B 사슬, 그리고 ${\overline{DP}}10{\sim}20$인 A 사슬로 분포하였으며, 그 분포도는 품종별로 차이를 보였는데, Pink종은 B사슬, Red종은 초장사슬, 그리고 White종은 A 사슬이 다른 종에 비하여 더 많이 분포하였다. 전분의 딴 가수분해(2.2N HCI는 3 단계로 일어났으며, 각 품종간에는 가수분해 속도와 요오드 반응에서 다소 차이를 보였다. 전분은 산처리에 따라 아밀로오스와 무정형인 아밀로펙틴의 ${\alpha}$-1.6 결합이 점차 분해되어, 결국은 결정성을 가진 ${\overline{DP}}$ 20 정도의 사슬로 남았다. 이러한 결과로부터 강낭콩은 품종에 따라 전분의 분자구조가 다름을 알 수 있었다.

• 한국작물학회지
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• 제57권3호
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• pp.226-232
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• 2012

Through the sampling four rice cultivars with differing amylose contents, the relationship between the structural and gelatinization properties of endosperm starches was analyzed. These rice varieties exhibited different chain length distribution ratio within the amylopectin cluster as well as varing amylose levels. The proportion of amylopectin short chains of in Goami cutlivars was higher than the other varieties, whereas the Goami 2 which shows amylose extender mutant properties in the endosperm showed the highest proportion of long chains. In X-ray diffraction analysis of rice starches, the Goami 2 variety displayed a B-type pattern whereas the other varieties were all A-type. Among the cultivars with high and normal rice starch levels, those with the higher amylose contents showed distinctly lower swelling. Goami 2 rice was found to have the highest onset and peak gelatinization temperature from the differential scanning calorimetry results. The four rice cultivars under analysis also showed different rates of hydrolysis by amyloglucosidase. These findings suggest that the composition and chemical structure of the starch content is a major determinant of both the gelatinization and functional properties of rice.

• 분석과학
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• 제30권1호
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• pp.1-9
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• 2017

Starch is a mixture of amylose (AMY) and amylopectin (AMP) which are different in physical properties such as molar mass (M), rms radius ($R_g$) and hydrodynamic diameter ($d_H$). The rheological and functional properties of starch are influenced by various factors including the molecular size, molar mass distribution (MD) and the concentration ratio of AMY and AMP. It is also important to analyze proteinaceous material in starch as they affect the flavor and texture of food to which starch is added. In this study, asymmetrical flow field-flow fractionation (AF4) was employed for separation and quantitation of AMY and AMP in starches (Amaranth, potato, taros and quinoa). AF4 was coupled with a multi-angle light scattering (MALS) and a refractive index (RI) detector for determination of the absolute M, MD and molecular structure. It was found that AMP has the M and $R_g$ ranging $3.7{\times}10^7{\sim}6.5{\times}10^8g/mol$ and 84 ~ 250 nm, respectively. Also the existence of branch was confirmed in higher M. In addition, proteinaceous material in starch was analyzed by AF4 coupled with a fluorescence detector (FS) after fluorescence-labeling. AF4-FS with fluorescence-labelling showed a potential for investigation on existence of proteinaceous material and the interaction between proteinaceous material and polysaccharide in starch.