• 한국식품영양과학회지
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• 제39권9호
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• pp.1320-1327
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• 2010

카놀라유, 대두극도경화유를 기질로 이용하여 저트랜스 고체지방을 회분식 반응기(batch type reactor)에 의해 합성하였다. Sn-1,3 위치 특이성을 가진 TLIM을 이용한 효소적 에스테르 교환 반응을 통하여 생성된 저트랜스 고체지방의 이화학적 특성을 살펴보았다. DSC 분석을 통하여 저트랜스 고체지방의 고체지방 함량(SFC)과 융점 곡선 및 결정화 곡선을 알아보았다. 다양한 혼합비율의 저트랜스 고체지방들은 각 기질이 가진 지방산의 비율에 따라 차별적으로 넓은 범위의 온도를 나타내었다. 즉, 카놀라유의 함량이 높아질수록 각 온도에 해당하는 SFC는 감소하는 경향을 나타낸 반면, 대두극도경화유의 함량이 높아질수록 SFC가 증가하는 경향을 보였다. DSC를 이용한 흡열 및 발열 피크 분석결과, 카놀라유의 함량이 증가할수록 피크가 낮은 온도 쪽으로 이동하는 경향을 보여주었다. 저트랜스 고체지방들의 지방산 조성은 C18:0와 C18:1, C18:2가 전체 지방산 조성의 80% 이상 구성되어 있으며, 총 트랜스 지방산(${\Sigma}TFA$)의 함량은 0.3 wt% 이하의 낮은 함량을 나타내었다. Sn-2 position의 주요 지방산 또한 C18:0와 C18:1, C18:2가 대부분을 차지하였으며 특히 불포화지방산의 함량이 높게 나타났다. 역상 HPLC를 이용하여 TAG 조성을 분석한 결과, 주요 TAG 조성은 LOO, OOO, POO/SOL, SOO, SOS로 구성되어 있었다. 그중 카놀라유의 함량이 증가할수록 저트랜스 고체지방의 TAG 조성은 LOO, OOO, POO/SOL, SOO의 수치가 증가하였고, 대두극도경화유의 함량이 감소할수록 POS/PSP, SOS, SSS의 수치는 줄어드는 것을 확인할 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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• 제43권6호
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• pp.689-695
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• 2011

모유대체지를 합성하기 위하여 palm stearin을 acetone fractionation으로 획득한 PPP rich fraction과 oleic ethyl ester를 기질로 사용하고, sn-1,3 위치 선택성을 가진 Lipozyme TLIM을 이용하여 에스테르 교환반응을 수행하였다. 반응 조건(반응 온도, 반응 시간, 기질의 비율)을 요인 변수로 하여 중심 합성 계획에 의한 반응표면분석을 이용하였고, 비 용매 계에서의 반응을 통해 sn-2 위치에 팔미트산의 함량이 높고, sn-1,3에 올레산의 함량이 높은 1,3-dioleoyl-2-palmitoyl glycerol(OPO) 합성 조건을 최적화 하였다. 모델에 의하여 구해진 최적화 조건은 반응온도=$55^{\circ}C$, 반응시간 =3시간, 기질비율=1:6이었고 이때 sn-2 위치의 팔미트산($Y_1$, %)의 함량은 70.70%이었고 sn-1,3 위치의 올레산($Y_2$, %) 함량은 69.58% 이었다. 최적조건에서 합성된 모유대체지를 silver ion HPLC분석 결과 SSS(5.22%), SSU(36.28%), SUU(12.94%), USU(31.24%), UUU(11.04%)로 나타났다. 한편, TAG(90.35 g/100 g), 1,3-DAG (5.66 g/100 g)와 1,2-DAG(4.00 g/100 g)로 구성되어 있었고, 1,3-DAG 가 1,2-DAG 보다 많이 생성되는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제41권2호
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• pp.173-178
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• 2009

연속식 효소적 에스테르 교환반응을 이용하여 무-트랜스 유지를 제조하기 위한 체계적이고 입체적인 최적조건을 확립하기 위하여 3가지 독립변수($X_1$: 원료유지 중 FHCO 함량(%), $X_2$: 반응온도($^{\circ}C$), $X_3$: 기질의 흐름속도(mL/min))를 선정하여 RSM을 통해 각각의 독립변수에 대한 종속변수인 TS 전환율(Y)을 표현한 회귀방정식은 Y = 93.1146$(X_3)^2$+ 3.2387($X_1$) ($X_3$) + 2.6038($X_2$) ($X_3$)으로 나타났다. 이 방정식을 이용하여 정준분석을 이행한 결과 35%(w/w)의 FHCO를 함유한 원료유지를 사용하고 PBEB 내에서 68.67$^{\circ}C$의 온도 하에서 원료유지와 효소가 충분히 접촉할 수 있도록 0.63 mL/min의 흐름속도로 연속식 공정을 수행하면 TS 전환율이 극대화 되는 것으로 나타났다. 한편, 트랜스 지방의 함량이 높은 유지를 대체하되 실제 산업체 현장에서 생산되는 기존의 유지를 대체하기 위해서는 TS 전환율 뿐만 아니라 효소적으로 생산된 에스테르 교환 유지의 SFC 경향을 기존 유지의 결과와 비교하는 작업이 필요한데, 이때 비교대상의 기존 유지로는 트랜스 지방 함량 및 이화학적 물성 측면에서의 예비실험 결과 대체 가능성이 가장 높은 크림용 마가린(margarine)을 선정하였으며, 이러한 기존의 유지를 대체할 수 있는 무-트랜스 유지를 제조하기 위하여 SFC 경향 및 TS 전환율을 동시에 고려한 연속식 효소적 에스테르 교환반응의 최적조건을 확립하였으며, 최적조건은 42.83%(w/w)의 FHCO와 57.17%(w/w)의 SO가 혼합된 원료유지를 기질로 사용하며 PBEB 내에서의 반응온도는 64.72$^{\circ}C$이고, 효소와 원료유지가 극대로 접촉하여 효소적 에스테르 교환이 이루어질 수 있도록 기질의 흐름속도를 0.40 mL/min으로 각각 유지하는 것으로 판명되었다. 이상의 최적조건 하에서 연속식 효소적 에스테르 교환반응에 의해 제조된 유지의 SFC 경향을 분석하되 기존의 크림용 마가린의 경우와 비교한 결과 유의적으로 유사함을 확인하였으며, 이로써 본 논문에 의해 생산된 유지는 크림용 마가린을 성공적으로 대체할 수 있는 것으로 판단하였다. 또한, 반응온도를 60$^{\circ}C$ 및 55$^{\circ}C$로 각각 설정하여 2 단계로 분리한 PBEB에서의 TS전환율 변화를 측정한 결과, 반응 30일 경과시점까지 66%이상의 TS전환율을 유지하였으며(효소활성 반감기=약 30일 이상), 단일단계의 반응온도 실험(효소활성 반감기=약 15일)과 비교 시 반감기를 두 배 이상 연장할 수 있음을 확인하였다.

• 농업과학연구
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• 제40권4호
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• pp.367-375
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• 2013

The enzymatic interesterification was performed to produce structured lipids (SLs) with palm mid fraction (PMF) and stearic ethyl ester (STEE) for 1, 3, 6, 9, 12 and 15 hr at $80^{\circ}C$. The reaction was catalyzed by Lipozyme TLIM (immobilized lipase from Thermomyces lanuginosus, amount of 20% by weight of total substrates) in a shaking water bath set at 180 rpm. The optimum condition for synthesis of asymmetric SLs were: substrate molar ratio 1:0.5 (PMF:STEE, by weight), reaction time 6 hr, enzyme 20% (wt%, water activity=0.085) of total substrate and reaction temperature $80^{\circ}C$. After reaction at optimized condition, triacylglycerols (symmetrical and asymmetrical TAGs) from reactants were isolated. POP/PPO (1,3-palmitoyl-2-oleoyl glycerol or 1,2-palmitoyl-3-oleoyl glycerol), POS/PSO (palmitoyl-oleoyl-stearoyl glycerol or palmitoyl-stearoyl-oleoyl glycerol), SOS/SSO (1,3-stearoyl-2-oleoyl glycerol or 1,2-stearoyl-3-oleoyl glycerol) were obtained by solvent fractionation. Finally, refined SLs contained stearic acid of 16.91%. Solid fat index and thermogram of the refined SLs were obtained using differential scanning calorimetry. The degree of asymmetric triacylglycerol in the refined SLs was analyzed by Ag-HPLC equipped with evaporated light scattering detector (ELSD). The refined SLs consisted of symmetric TAG of 41.15 area% and asymmetric TAG of 58.85 area%.

• 한국식품과학회지
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• 제36권4호
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• pp.531-536
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• 2004

Omega-3 지방산인 DHA가 풍부하고 이취가 적은 조류(microalgae, Schizochytrum sp.)로부터 지질을 획득하여 이를 옥수수유와 기질로 이용, 고정화효소인 RM IM(from Rhizomucormiehei)을 촉매로 하여 interesterification 반응에 의해 고기능성 유지를 효과적으로 생성하기 위하여 합성조건을 반응표면분석에 의해 최적화하였다. 항온교반수조에서 소량 합성된 재구성 지질의 TG 지방산 조성 분석 결과, 재구성지질에 함유된 DHA의 함량은 15.06mol%를 나타내었고, DHA-enriched algae oil에 과량 함유된 palmitic acid(30.67mo1%), myristic acid(11.64mol%)의 함량은 각각 30, 60% 감소하여 21.70, 4.96 mol%를 보였으며, oleic과 linoleic acid의 함량은 급격히 증가하여 각각 20.20, 27.34 mo1%를 나타내었다. RP HPLC-ELSD system을 이용하여 재구성지질의 TG 형태를 분리한 결과, 두 기질에 존재하지 않은 다수의 새로운 TG peak를 확인한 수 있었으며, 이중 쉽게 식별이 가능한 3개의 peak를 선택, 이들 peak area% 총합을 반응변수로 하고 온도$(35-75^{\circ}C,\;X_1)$, 시간(2-42시간, $X_2$) 및 효소농도(2-14%, $X_3$)를 요인변수로 하여 중심합성계획에 의해 반응조건을 최적화하였다. 그 결과, 온도$(70.28^{\circ}C)$, 시간(28.74시간), 효소농도(11.30%)의 최적합성조건에서 최대값 6.97 area%로 예측되었다.

• 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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• 제40권10호
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• pp.1430-1437
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• 2011

본 연구에서는 카놀라유(canola oil)를 이용하여 코코아버터 유사 재구성지질 합성의 최적조건을 연구하였다. 반응기질로는 카놀라유와 palmitic ethyl ester와 stearic ethyl ester를 이용하였으며, 효소는 Lipozyme TLIM을 사용하여 반응기질의 몰비율과 반응효소의 양, 반응시간을 독립변수로 하고, D-optimal 계획에 의한 반응표면분석에 따라 합성을 실시하였다. 반응을 통해 acyl-migration은 최소로 일어나며, POS 및 SOS, POP의 함량은 최대로 합성되는 조건을 최적화 조건으로 결정하였다. D-optimal 계획에 의한 반응표면분석을 실행한 결과, sn-2 위치 지방산 조성의 변화를 일으키는 acyl-migration($Y_1$)은 최소로 일어나고 POS($Y_2$)와 SOS($Y_3$), POP($Y_4$)는 최대로 일어나는 조건은 기질의 몰비율은 canola oil : palmitic ethyl ester : stearic ethyl ester=1:3:9이며, 반응효소의 양은 6%이고, 반응시간은 40 min이었다. 이와 같은 반응조건으로 합성된 재구성지질의 acylmigration(% of palmitic acid+stearic acid, $Y_1$)은 10.43%, POS($Y_2$)의 함량은 25.31%, SOS($Y_3$)는 19.79%, 그리고 POP($Y_4$)는 11.22%로 측정되었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제38권3호
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• pp.338-345
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• 2009

미강유(RBO), 팜스테아린(PS), 고올레인산 해바라기씨유(HO)를 기질로 사용하여 24 hr, $65^{\circ}C$의 조건하에 회분식 반응기(batch type reactor)에서 TLIM을 이용한 interesterification을 통해 생성된 저트랜스 쇼트닝의 이화학적 특성을 살펴보았다. DSC 분석결과를 살펴보면, SFC 함량 변화는 commercial shortening과 low-trans shortening(LTS) 간에 거의 유사하게 측정되었고, slip melting point는 각각 35.5, $34.8^{\circ}C$로 나타났다. 지방산 조성 분석 결과, LTS는 전체 지방산 조성의 90% 이상이 C16:0(33.7 wt%), C18:1(45.7 wt%), C18:2(13.4 wt%)로 구성되어 있으며 이 중 트랜스지방산은 시중 유통 쇼트닝보다 3배 이상 적은 0.5 wt%로 미량 검출되었다. Sn-2 position에 위치한 지방산 조성은 C16:0이 36.6 wt%, C18:1이 43.5 wt%로 나타났다. LTS의 주요 TAG 조성으로는 POO, POP, PLO 등으로 나타났고, 반응 전과 반응 후의 TAG 조성을 비교해 보면, OOO와 PPP의 area%는 각각 27.65에서 6.97 area%로, 11.97에서 3.36 area%로 감소한 반면 POO는 15.94에서 29.05 area%로, PLO는 6.44에서 13.05 area%로 증가되었다. ${\alpha},\;{\gamma}\;{\delta}$-Tocopherol 분석 결과 LTS의 total tocopherol은 12.37 mg/100 g, ${\gamma}$-oryzanol 함량은 0.43 mg/100 g을 나타냈으며, total phytosterol 함량은 251.38 mg/100 g으로 나타났다. Commercial shortening과 LTS의 texture analyzer를 통한 hardness 측정 결과, commercial shortening은 157.41 g, LTS는 157.00 g으로 두 시료의 hardness가 비슷하게 측정되었다. LTS의 polymorphic form을 측정하기 위해 x-ray duffraction을 사용하였다. 일반적으로 쇼트닝이나 마가린은 ${\beta}'$형 결정일 때 바람직하다고 여겨지는데, LTS의 분석 결과 ${\beta}$형이 함께 공존하고 있지만, ${\beta}'$형이 우세하게 나타났다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제39권9호
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• pp.1328-1334
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• 2010

카놀라유와 대두극도경화유를 기질로 이용하여 저트랜스 스프레드 제조 시에 사용할 수 있는 LTSF을 효소적 interesterification 반응을 이용하여 합성하였고, 제조된 LTSF의 온도별 SFC 함량, 반응 후 TAG 조성의 변화 및 결정형을 살펴보았다. DSC를 이용한 SFC 분석결과, LTSF와 시중에서 유통되는 스프레드로부터 획득한 고체지간에 약 $20{\sim}35^{\circ}C$의 범위에서 유사한 고체지 함량을 보임에 따라 합성된 LTSF는 적합한 물성을 가지는 스프레드 제조 시에 사용할 수 있을 것으로 사료된다. LTSF의 지방산 조성은 C18:0 (29.2 wt%), C18:1(41.8 wt%), C18:2(13.3 wt%)가 전체 지방산 조성의 80% 이상 구성되어 있으며, 총 트랜스 지방산(${\Sigma}TFA$)의 함량은 시중 유통 스프레드 고체지보다 훨씬 적은 0.2 wt%로 미량 검출되었다. Sn-2 position에 분포된 지방산 조성은 C18:0(31.5 wt%), C18:1(41.4 wt%), C18:2(12.1 wt%)로 구성되었고, sn-1,3 position에 위치한 지방산 조성도 C18:0(28.1 wt%), C18:1(42.1 wt%), C18:2(13.9 wt%)로 구성되었다. Reversed-phase HPLC 분석결과, 카놀라유는 LOO와 OOO로 구성되어 있었으며, 대두극도경화유는 PSS와 SSS의 주된 TAG 조성을 나타내었다. 두 기질을 사용하여 대량 합성된 LTSF의 반응 전후 TAG 조성을 비교해 보면, LOO와 OOO, SSS는 반응 후 그 수치가 줄어든 반면, SOL과 SOO는 각각 2.3에서 19.4 area%로, 0.5에서 26.4 area%로 증가하였으며, 새로운 TAG로서 POS/PSP와 SOS가 각각 12.6 area%와 16.5 area% 정도 생성되었다. LTSF의 결정형태를 알아보기 위하여 polarized light microscopy와 x-ray diffraction 분석을 수행한 결과, 결정크기는 작고 조밀하여 부드러운 조직감을 나타낼 것으로 생각되며 일반적으로 마가린이 $\beta$'형일 때 바람직하다고 보고 된 바와 같이, 합성한 LTSF은 $\beta$형도 공존하지만 $\beta$'형이 우세하게 나타내어 스프레드의 물성에 적합할 것으로 사료된다.