일반기술

효소를 이용한 고기능 친수성 식품 유화제의 생산기술

특이적 활성이 우수한 에스테라제를 이용하여 고기능 친수성 유화제인 중쇄지방산을 함유한 모노아실글리세롤을 생산하는 생물반응기 기술과 식품에의 적용기술을 개발하고자 그간 환자식에 처방되어지고 있는 고가의 중쇄지방산 함유 유지(medium chain fatty acid triglycerides, MCT)와 식품에 광범위하게 이용되고 있는 식품유화제를 접목시켜 새로운 기능성 소재를 개발하고 또한 특이적인 효소를 이용한 bioreactor를 활용하여 생명공학적 친수성 유화제 생산기술을 확립함으로써 선진국 의존도가 높은 고기능성 식품소재를 낮은 단가에 생산함으로서 신규 시장 창출과 국민건강 향상에 기여할 뿐만 아니라 해외식품소재시장 진출하여 국가 경쟁력을 향상시키고자 하였다. 따라서, 특이 활성이 우수한 esterase를 이용하여 고기능 친수성 유화제인 중쇄지방산을 함유한 모노아실글리세롤을 생산하는 효소생물반응기 기술과 식품에의 적용기술을 개발하였다.본 기술은 esterase의 분리 및 정제, esterase의 열안정성 및 pH 특성 규명, 분리·정제된 중쇄지방산 및 esterase 효소를 위한 최적 효소반응 종류의 선정, 선정된 최적의 효소반응을 위한 고효율 bioreactor system을 개발하였다. 특히 최근에는 영양생리적인 이유로 유지보다는 수분이 다량 함유된 친수성 유화 식품에 관심이 쏠리고 있으며, 이에 따라 효과적인 식품용 친수성 유화제의 개발의 필요성이 대두되어 왔다. 효소를 이용한 친수성 식품 유화제 생산기술 개발을 위해 유화제 (중쇄지방산 함유 sn-1 혹은 sn-3 모노아실글리세롤)의 분리 및 정제 즉, 유화제 분리를 위한 separation system (증류, 용매 추출 등) 확립, 글리세리드 분석을 위한 분석 system 구축, 중쇄지방산 함유 가능 원료물질을 선정하였다. 기능성 유화제의 체내 이용성 측정 시에는 제조된 기능성 유화제의 체내 활용성과 안정성 확보, 제조된 기능성 식품유화제의 체내활용성 확인을 위하여 체내 소화 효소를 사용하는 in vitro 실험, 제조된 기능성 식품유화제의 안전성 확인을 위한 돌연변이원성 시험을 하였으며, 유화제의 산화안정성 향상 및 미세캡슐화 기술을 활용한 저장·유통 안정성 확보에서는 모델식품 내에서 기능성 유화제의 산화 안정성 검토 및 산화방지 시스템 확립, 제조된 기능성 식품유화제를 함유하는 미세캡슐을 제조하여 모델식품에 적용하며, 이미·이취의 제거 및 저장·유통안정성이 확보됨을 최종목표로 하였다. 제조된 기능성 유화제의 생물가(Biological Value) 측정에 의한 체내 활용성 검토, 제조된 유화제의 이미·이취 제거 및 저장안정성 향상을 위한 미세 캡슐화 기술, 체내에서의 활용성, 안전성, 저장 안정성이 증대된 중쇄지방산 함유 모노글리세리드 함유 미세캡슐의 제조 및 최종 제품 완성에 중점을 둔다. 마지막으로 유화액 제조 조건의 최적화 및 유화제의 산화안정성 향상에 있어서는 유화력 검증을 위한 유화안정성지수 산출법 결정과 기능성 유화제를 첨가할 수 있는 최적의 모델식품 선정 및 유화조건 최적화 및 유화액의 유화 안정성 향상을 위한 주변 조건을 확립하였다.