• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.251.1-251.1
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• 2010

바이오디젤은 동식물성 기름과 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의해 생산되는 지방산메틸에스테르(FAME, fatty acid methyl esters)로서, 트랜스에스테르화 공정에는 KOH, NaOH, $NaOCH_3$등의 균질계 화학촉매를 이용한 방법, 무촉매 공정인 초임계 메탄올 이용 방법, 그리고 효소촉매를 이용한 방법이 있다. 초임계 공정은 에너지 소비와 장치비가 커서 경제성이 떨어지는 것으로 보고되며 화학촉매 공정은 반응 효율이 높다는 장점을 가지고 있지만, 반응 및 정제단계가 복잡하고 정제과정에 폐수를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 고정화 효소를 사용하는 효소 공정은 에너지 비용의 절감, 후 처리 공정의 단순화, 고 순도의 글리세롤을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 반응 속도가 느리고 효소 가격이 비싸다는 단점이 있어 현재까지 상업화되지 못하고 있다. 반응속도가 높고 재사용이 가능한 효소 촉매 공정 개발을 위해 본 연구에서는 Candida rugosa, Rizhopus oryzae 2종을 실리카에 동시 고정화하였다. 고정화 Lipase의 제조는 실리카겔을 과산화수소를 이용하여 전처리를 하고 Acetone과 3-APTES의 혼합용액을 첨가한 후 실리카겔과 (silanization)을 진행 하였다. 그리고 glutaraldehyde를 첨가 하여 공유 결합을 형성 한 후에 증류수를 사용하여 실리카겔을 회수하여 lipase(Rizhopus oryzae, Candida rugosa 10% 용액)를 고정화 하였다. 고정화 효소의 효소 활성을 측정한 결과 3000-3500 Unit(${\mu}mol/g{\cdot}min$)으로 측정되었다. 제조된 고정화 효소를 이용하여 Canola Oil을 바이오디젤로 전환하는 실험을 진행하였으며 생성물로부터 고정화 효소를 분리한 후에 상층의 에스테르층을 취하여 수세한 뒤 원심분리하여 FAME 함량을 측정한 결과 83%의 바이오디젤을 얻을 수 있었다. 그리고 효소 촉매 트랜스에스테르화 반응의 Enzyme, Water, Methanol 투입량의 반응 변수들에 대하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 적용하여 최적 반응조건을 도출하는 연구를 수행하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권5호
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• pp.52-59
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• 2008

본 연구에서 적용한 솔-젤 공정은 반응 초기에 금속 이온들과 구연산의 킬레이트화 반응에 의하여 진행되었다. 솔젤과 열처리 과정을 거쳐 얻은 젤 분말의 열분석 결과, YAG를 얻기 위한 젤 분말의 소성온도는 $900^{\circ}C$ 이상 되어야 하며 소성온도가 증가함에 따라 생성되는 YAG의 결정도가 향상되었다. 솔-젤 반응 시 구연산을 사용하여 얻은 젤 분말을 소성시켜 얻은 YAG는 불규칙한 다공성 구조를 가진 조각들로 구성되었으며, YAG 입자크기 조절을 위하여 유기첨가물의 영향을 고찰하였다. 유기산 보조제인 에틸렌 글리콜은 솔-젤 반응 초기에 구연산과 중합반응을 통하여 그물 망상구조를 형성하여 용액 내 금속이온들의 반응영역을 효과적으로 분리시켜 YAG를 미세화 시켰으며, 계면활성제인 Igepal 630은 에멀젼에 의한 용액 내 방울(droplet)을 형성하여 YAG 응집체를 구성하는 입자들의 크기를 증가시켰다. 그러나 YAG형태는 크게 개선되지 않았기 때문에 젤 분말로부터 균일한 YAG를 제조하기 위하여, 응집체 크기 감소와 균질 크기를 갖도록 젤 분말을 건식분쇄 하였다. 이러한 결과로부터 솔-젤 반응을 거쳐 얻은 젤 분말을 소성 전에 분쇄하는 것은 최종 YAG산화물의 입도제어에 아주 중요한 공정임을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권4호
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• pp.642-652
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• 2014

The synthesis of octenyl succinyl ${\beta}$-gucan (OSA-${\beta}$-glucan) was carried out and its interfacial properties at the oil-water interface and in emulsion systems were investigated. An aqueous ethanol system as a reaction media was used to facilitate the synthesis process; 10% (w/w) ethanol found to be the best as it showed a maximum degree of substitution (DS: 0.0132). FT-IR showed a characteristic absorption spectrum at $1736cm^{-1}$, indicating the esterification of octenyl succinyl groups to ${\beta}$-glucan backbone. As for interfacial tension measurements, it was decreased with increasing concentration of OSA-${\beta}$-glucan in the aqueous phase and when NaCl was added to aqueous OSA-${\beta}$-glucan solution in the range of 0.01 M to 0.1 M and also when pH was raised (pH 3 ~ pH 9). In systems of emulsion stabilized with OSA-${\beta}$-glucan, fat globule size found to decrease with increasing concentration of OSA-${\beta}$-glucan, showing a critical value of about $0.32{\mu}m$ at 0.5 wt%. When the OSA-${\beta}$-glucan emulsions were stored, it was found that fat globule size was increased with storage time and particularly pronounced increase was observed in emulsion with 1% OSA-${\beta}$-glucan, possibly due to depletion flocculation. Results of creaming stability evaluated by light scattering technique showed that it was more stable in emulsions containing smaller fat globule size. Surface load of OSA-${\beta}$-glucan in emulsions increased with increasing concentration of OSA-${\beta}$-glucan, suggesting a multilayer adsorption.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제18권5호
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• pp.721-728
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• 2011

Camellia oil과 palmitic, 그리고 stearic ethyl ester를 기질로 하고 Lipozyme TLIM을 촉매로 이용하여 interesterification을 통한 POS를 많이 함유한 반응물을 합성하고자 하였다. 반응 조건(반응효소비율, 반응시간, 기질의 비율)을 독립변수로 하여 중심 합성 계획에 의한 반응 표면 분석을 통하여 POS의 함량은 높이고, sn-2 position의 acyl migration을 낮추어 합성하는 최적화 조건을 얻었다. POS를 많이 함유한 반응물의 합성 최적화 조건은 반응 효소양($X_1$)= 5.9%, 반응시간($X_2$)= 60 min, 그리고 기질비율($X_3$)= 1:3(1 mole의 camellia oil: 3 mole의 palmitic ethyl ester + 3 mole의 stearic ethyl ester)이었다. 이와 같은 조건으로 획득된 실재 효소반응 합성물의 TAG-P/O/S(palmitic, stearic과 oleic 지방산을 각각 1 분자씩 어느 위치이던지 함유한 TAG, 즉 POS 및 PSO/OSP/OPS/SPO)의 합성율($Y_1$)은 20.19%이었고, 이때 acyl migration 등에 의하여 sn-2 위치에 결합(이동)한 palmitic과 stearic acid의 양(P/S-sn-2)인 $Y_2$는 12.71% 이었다.

• 한국식품과학회지
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• 제40권5호
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• pp.491-496
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• 2008

상품성이 낮은 배의 부가가치 증대와 배 펙틴의 산업적 이용을 위한 목적으로 생장시기에 따라 배 과육에서 펙틴을 추출하여 그 특성을 조사하였다. 산처리법에 의한 펙틴의 추출수율은 배 과실이 성숙됨에 따라 감소하였고 유과로부터 추출한 펙틴의 $L^*$값은 미숙과나 성숙과에서 추출한 펙틴의 $L^*$값에 비하여 낮았고 $a^*$값과 $b^*$값은 더 높았다. 순도는 22.77-43.07%로 비교적 낮았고 메톡실함량은 3.44-6.73%, DE값은 21.08-41.25%로 저메톡실펙틴이었으며 품종내 성숙과에서 추출한 펙틴의 메톡실함량이 가장 높았다. 고유점도는 1.90-3.81 dL/g이었고 포도당 흡수 지연효과는 약 30% 혹은 그 이상으로 비교적 높은 효과를 보였다. 메톡실함량과 DE값은 고유점도와 5% 수준에서, 포도당 흡수 지연효과와는 1% 수준에서 높은 상관을 보였고 고유점도는 포도당 흡수 지연효과에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로 배과육에서 산처리법으로 추출한 펙틴은 저칼로리 식품 생산에 그리고 기능성 식품 개발에서 좋은 수용성 식이섬유로 이용 가능할 것으로 생각되며 펙틴 추출 시 순도를 높이기 위한 연구가 더 어루어져야 할 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.252-257
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• 2023

본 연구에서는 내분비계 교란 물질로 알려진 프탈레이트계 가소제를 대체하기 위하여 동·식물성 오일로부터 추출되는 지방산과 고리를 포함하는 알코올을 이용하여 가소제 후보물질을 합성하고, 가소화 효율을 포함한 가소제로서의 특성을 평가하였다. 지방산 3종(caprylic acid, capric acid, lauric acid)과 알코올 3종(solketal, benzyl alcohol, cyclohexanol)의 에스터화 반응으로 합성한 9종의 화합물의 구조는 ¹H-NMR을 이용하여 확인하였다. 합성한 9종의 가소제 후보물질은 PVC 수지에 첨가하여 가소 특성을 평가하였고, 상용 가소제인 di-2-ethylhexyl phthalate (DEHP), di(isononyl)cyclohexane-1,2-dicarboxylates (DINCH), epoxidized soybean oil (ESO)과 비교·분석하여 대체 가소제로서의 가능성을 평가하였다. 결과에 따르면 가소화 효율은 DEHP 대비 0.96~1.02 배, ESO 대비 0.94~0.98 배로 비슷한 결과를 얻었으며, DINCH의 경우보다는 1.05~1.10 배 우수한 결과를 보였다. 열적 안정성은 DEHP, DINCH보다 다소 떨어지나 ESO의 경우보다는 우수한 결과를 나타내었다. 용출성 시험 결과, 수성용매인 물과 유성용매인 노말 헥세인에서 DEHP, DINCH보다 다소 높은 결과를 보였으나 ESO 대비 유사하거나 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.739-746
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• 2008

반응증류 공정은 전형적인 반응공정과 증류공정을 통합하여 증류탑에서 반응과 동시에 분리를 수행하는 공정이다. 반응증류 공정의 가장 큰 장점은 반응 전환율의 제약과 공비점으로 인한 제약을 효율적으로 극복할 수 있다는 데 있다. 본 연구에서는 에스테르화반응으로 얻어지는 대표적인 물질인 메틸 아세테이트를 합성, 생산하는 연속 반응증류 공정의 상세한 수학적 모델을 구성하여 동적 모사 및 동적 최적화를 수행하였다. 상평형을 가정한 평형단 모델에 반응속도 식을 적용하여 분리와 반응이 함께 일어나는 증류탑과 재비기 및 응축기를 수학적 모델로 구성하여 동적모사를 수행하여 실제 공정이 운전되는 시나리오대로 공정전체를 모사함으로써 공정 개시부터의 공정의 동적 특성을 살펴보았다. 이 동적 모델과 연계되어, 반응증류 공정으로 얻어지는 메틸 아세테이트의 순도를 목적함수로 하는 최적화 문제를 구성하여 그 결과로 최적의 원료주입 분율 및 재비기의 열량 및 환류비 등을 구할 수 있었다. 또한 여기서 얻어진 운전 변수의 값을 변화시킬 때 반응 전환율의 변화를 살펴봄으로써, 최적화 문제의 해로 구해진 운전 변수의 값의 타당성을 증명하였다.

• 분석과학
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• 제7권1호
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• pp.53-64
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• 1994

아미노산의 광학 이성질체를 분리하는 방법을 확립하고 식품이나 생체에 있는 광학이성질체를 분리 정량하여 영양학이나 생화학적 관계를 연구한다. 필수아미노산 20종을 포함하여 총 38종의 d, l-from 아미노산을 검색 대상으로 삼았다. 단백질은 한국산 콩, 된장, 고추장, 간장, 분유 및 환자의 백내장을 시료로 하여 산 가수분해 후 esterification과 acylation으로 TFA-IPA 유도체를 만들어 chirasil val GLC column을 사용하여 분리하였다. 이성질화가 일어나는 아미노산은 alanine, aspartic acid, glutamic acid, phenyl alanine으로 식물성 시료인 된장에서는 d-alanine이 검출되었으나 동물성 시료인 백내장과 분유에서는 검출되지 않았다. 연령추정 등 생리적으로 이용이 가장 적적한 것은 분리능과 함량을 비교했을 때 aspartic acid였다. d-from 아미노산의 분율은 가정용 된장이 3~6, 시판용 된장이 약 3%, 간장이 2~4%, 콩이 약 1%, 백내장 시료에서 1~2%, 분유에서 1.0~1.5%로 검출되었으며, 숙성 발효시 광학이성질체의 변환이 현저함을 알 수 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제25권4호
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• pp.659-664
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• 1996

밀감 가공부산물에서 추출한 펙틴의 특성을 조사한 결과 알콜불용성 고형물(ASS)의 함량은 albedo층이 18.1%로 가장 높고, pulp가 5.7%로 가장 낮았다. AIS 구성 다당류 중 펙틴은 pulp와 albedo층이 각각 40.5% 및 35.2%로 구성되어 있어 펙틴 추출용으로서 좋은 소재인 것으로 나타났다. 총 펙틴 함량은 부위에 따른 큰 차이를 보이지 않아 대체로 AIS에 대해 30% 내외 이었으나, 가용성 펙틴 중 염산 가용성 펙틴의 경우에는 flavedo층이 14.0%로 가장 높고, pulp가 4.4%로 가장 낮았으며, 염류 가용성 펙틴의 경우에는 pulp부위가 15%임 에 비해 과피는 7% 정도로서 부위에 따른 차이가 나타났다. 0.05N-HCI을 사용하여 $85^{\circ}C의$ 열탕에서 펙틴을 추출한 결과 60분의 가열처리로 90%이상의 펙틴이 용출되었으며, microwave의 경우 5분간 2회 조사시킴에 의해 90% 정도 추출되었으나 부위별에 따른 차이는 크지 않았고, 이들 펙틴의 에스테르화도에 있어서는 microwave 처리구의 것이 다소 높은 값을 나타내었다. 추출 펙틴의 중성 당 조성을 조사한 결과 rhamnose, arabinose, galactose, glucose 및 xylose로 구성되고 있고, 이중 galactose가 60~78% 정도를 차지한 반면 xylose는 5% 이하이었다. 펙틴의 분자량 분포를 Sepharose CL-4B를 이용, gel permeation chromatography로 조사한 결과 부위별에 따른 큰 차이는 보이지 않았으나 pulp의 경우 분리 피크가 2개로 나타나 pulp를 구성하는 펙틴은 분자량이 높은 것과 이보다 낮은 두 group으로 구성되어져 있음을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권8호
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• pp.1062-1068
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• 2009

DAG 합성율이 가장 높은 몰비율을 선정하기 위하여 GMO와 CLA의 몰비율을 1:1, 2:1 그리고 3:1로 하고 Lipozyme TLIM은 기질 질량의 20%를 사용하여 반응하였다. 그 결과 총 DAG의 함량은 1 hr일 때 높게 나타나 몰비율이 1:1, 2:1, 3:1(GMO:CLA)일 경우 각각 42.6, 54.4 그리고 54.6 area%로 나타났고, DAG 함량이 높은 2:1과 3:1의 기질몰비율 조건 중 MAG와 TAG의 함량이 낮았던 2:1 비율을 가장 적합한 비율로 선정하였다. 적합한 몰비율로 선정된 GMO와 CLA의 몰비율 2:1에 효소량을 2%, 5%, 10% 그리고 20%를 사용하여 효소량에 따른 DAG 합성율을 살펴 본 결과, 효소량을 10% 사용하였을 경우, 반응 6 hr에서 56.2 area%의 가장 높은 DAG 함량을 나타내었다. 이어 Lipozyme TLIM을 10% 사용하여 GMO와 CLA의 몰비율 2:1에 molecular sieves를 전체 기질 질량의 10% 사용하여 molecular sieves 첨가의 유, 무에 따른 DAG 합성율을 알아보았다. 그 결과 효소량을 5%를 사용하여 반응하였을 경우 molecular sieves를 첨가하지 않았을 때보다 총 DAG 함량이 약 30%의 증가율을 보였고, 효소량을 10% 사용하였을 경우 23%의 증가율을 보였다. 이상에서 DAG가 가장 많이 합성된 반응조건은 몰비율이 GMO와 CLA가 2:1이고, Lipozyme TLIM과 molecular sieves의 양이 각각 기질 질량의 10%씩 사용되었을 때이었다. 이 반응 조건으로 6 hr 반응하였을 때 최대의 DAG량이 생성되어 그 함량은 69 area%로 나타났으며, 1,3-DAG과 1,2-DAG의 지방산 조성변화를 살펴 본 결과 1,2-DAG의 지방산 조성 중 CLA의 함량은 반응 시간이 지날수록 증가한 반면, 1,3-DAG의 CLA 함량은 1 hr에서 24 hr까지 증가하였다가 72 hr에서 감소함을 보였다.