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[공학]키틴, 키토산 평가A+최고예요

키틴?키토산◎ 키틴?키토산 연구 개발의 역사적 배경◎ 정의 및 특징◎ 생리적 특징1) 장내 환경의 개선, 숙변 제거, 장의 연동운동 촉진2) 간기능 강화 및 개선 (비만, 지방간, 고지혈증의 개선)3) 혈압 조절작용4) 면역력 강화 작용5) 항암작용과 항암치료의 부작용 개선6) 혈중 콜레스테롤 농도 제어7) 다이어트와 비만 예방8) 중금속, 다이옥신등 오염물질 배설9) 숙취해소10) 식물세포 활성화◎ 키틴?키토산 제조1) 키틴의 제조2) 키토산 제조3) 키토산 올리고당의 제조◎키틴?키토산에 대한 연구, 생산 현황◎ 응용분야1) 식품분야2) 농업분야3) 의약분야4) 섬유분야5) 기능성 막분야6) 화장품분야7) Biotechnology◎ 키틴?키토산 관련사업의 시장성◎ 참고문헌◎ 키틴?키토산 연구 개발의 역사적 배경키틴?키토산 관련 연구는 1960년 중반 이태리의 Muzzarelli에 의하여 개시되었고 그레 의하여 1980년대 중반에 이르러 이론적인 체계가 확립되었다고 볼 수 있다. 키틴?키토산은 이미 19세기 초에 그 물질이 발견되었으나 최근의 20~30년 전까지도 체계적인 연구는 생물화학, 유기화학 분야에서도 도외시되어 왔다. 키틴?키토산이라는 천연고분자 화합물은 Muzzarelli에 의해서 결정구조, 분자량, 물질에 대한 흡착성, 몇 종류의 유도체 등이 개발되었으나 산업화되어 실제 인간생활에 도움을 주기에는 아직도 많은 시간을 요구하고 있는 상태이다. 키틴?키토산과 화학적 구조가 거의 유사한 셀룰로오스에서도 체계적인 연구가 1930년대에 이르러서야 개시되었고 지금까지도 cellulose chemistry에서 큰 발전이 없었던 것처럼 키틴?키토산에서도 현대적인 연구가 1960년대 중반에 개시되기는 했지만 극히 일부의 사실만이 밝혀져 있고 산업화의 가능성들만 타진되고 있는 상태이며 진정한 산업화는 아직 이루어지지 않고 있는 실정이다. 키틴?키토산 관련 응용 및 산업화가 지연되고 있는 원인 온 여러 이유가 제시될 수 있겠지만 가장 큰 원인은 셀룰로오스에서 적용될 산의 유도체와 분해물이 생산되고 있다. 동물 실험 결과 체내에서 항원으로 작용할 확률이 매우 낮기 때문에 경구투여와 조직 내 축적되어도 독성이 거의 없는 안전한 식품소재이다. 분말, 섬유, 막, 겔, 스펀지 등의 여러 가지 형태로 가공할 수 있어 다양한 형태의 식품에 사용할 수 있다. 구조적으로 아미노기(-NH2)와 수산기(-OH)를 화학적으로 변경이 가능하므로 다양한 물성을 갖는 여러 종류의 기능성 소재를 만들 수 있다. 새우, 게 등 생물의 생합성에 의해 연간 1,000억톤 정도 생산되는 천연 고분자물질로서 자연계에서 고갈 가능성이 없기 때문에 안정적으로 사용할 수 있는 소재이다. 지구상의 생물권에 존재하는 동물의 소화관 또는 토양권, 수권(해수, 담수)에서 쉽게 생분해되므로 환경친화적인 소재이다. 키틴 및 키토산을 동물과 식물의 상처에 바르면 치유가 촉진되며, 경구 투여시 혈청 콜레스테롤 값을 낮추는 등의 생리활성을 가지고 있으므로 기능성 식품소재로 적합하다.◎ 생리적 특징1) 장내 환경의 개선, 숙변 제거, 장의 연동운동 촉진키토산은 식물의 몸체 구성 주성분인 셀룰로스와 동일한 beta-1,4 결합 양식을 가지고 있기 때문에 사 람의 장내에서는 분해되지 않아 키토산은 장내에서 대부분의 양이 흡수되지 않으며 배설되어진다. 이런 이유로 키토산은 장내의 독성물질과 이물질이 흡수된 음식물들을 흡착하여 배설한다. 그리고 장내 유효 균총의 밸런스를 맞추어 준다. 또한 키토산은 장의 연동운동을 촉진시키며 수분을 유지하여 변 비를 예방하고 개선시켜준다. 키토산의 또 다른 기능으로서 장내 염증, 궤양, 상처등을 잘 아물게하여 주는데 이것은 우리가 옛날부터 오징어뼈를 갈아서 상처를 치료하는 것과 같은 원리다.2) 간기능 강화 및 개선 (비만, 지방간, 고지혈증의 개선)식품중의 지방은 Iipase에 의해서 β-Monoglyceride와 지방산으로 분해되어 소장에서 지방산과 그 분해산물을 흡수한다. 키토산은 Iipase 의 지방 분해를 저해하고 지방산을 흡착해서 배설한다. 토산과 함께 몸밖으로 배출된 지방이 그 동물이 먹은 지방이 아니라 체내 어딘가에 축적되어 있던 지방이 밀려나온 것이라는 결론을 얻 었다. 최근 미국에서는 키토산이 다이어트 제품으로 사용되고 있는데, 키토산은 체내로 흡수되지 않기 때문에 간이나 신장등에 전혀 영향을 주지 않고 다이어트를 할 수 있다.8) 중금속, 다이옥신등 오염물질 배설키토산이 소화기관에서 아미노기(NH2)에 중금속, 키토산의 입체구조(3차구조) 독성물질 을 흡착시켜 체외로 배출되는 것이다. 또한 키토산으로 우라늄이나 플루토늄을 흡착처리 할 수 있다고 한다. 따라서 고분자수용성 키토산은 신부전증환자에게 '경구흡착제'로 주목을 받고 있다. 키토산은 소화기관에서 혈액으로 이행되는 물질을 흡착하여 배설함으로써 인공투석 시간을 단축시키고 투석주기를 길어지게 하고 있다. 키토산은 꼬인 구조속에도 소수성이고 물을 싫어하는 부분이다. 그래서 다이옥신이 체내에 들어오면 물이 없는(소수성)물질과 잘 결합되어진다. 이 원리에 의하여 키토산의 내부에 다이옥신이 흡착되어진다. 이렇게 흡착 및 결합된 중금속과 다이옥신은 변을 통하여 배설되어 진다.9) 숙취해소숙취 제거가 되는 이유는 키토산을 복용하면 소화기관내에 유입된 알콜 을 흡착하여 배설하는 기능이 있고, 이로 인해 술이 혈관으로 들어가는 량이 조절되어진다. 그래서 갑자기 혈중 알콜농도가 높아지는 것을 막아준다. 또한 키토산으로 체내 모든 장기세포가 활성화된다.10) 식물세포 활성화키틴, 키토산 및 6～7량체 올리고당은 식물 병원균 세포벽의 특이한 부위에 결합하여 병원균의 생육을 저해하는 동시에 식물세포의 특이 부위를 인식하여 식물세포 DNA를 활성화하고 가수분해 효소 및 phytoalexin의 생합성 효소, protease 저해물질, 항균 단백질 등 일반 단백질의 생합성을 높이는 등 식물의 자기방어 기구의 발현을 촉발시키는 기능을 하는 것으로 보여지고 있다. 키틴 및 키토산은 식물세포의 활성화를 통하여 인위적으로 식물 생산성의 향상에 이용되고 있다.◎ 키틴?키토토산의 당쇄의 글라이코시드 결합이 분해되면서 다양한 분 자량의 키토산이 제조된다.◎ 키틴?키토산에 대한 연구, 생산 현황키틴 및 키토산은 그 생리적 기능시 우수하지만 용해도 및 점도 등 물리적 성질이 제약되고 있어 수용성이고 생리기능성이 우수한 6~7량체 범위으 키틴 및 키토산 올리고당의 폭넚은 응용이 기대되고 있다. 이와 같은 올리고당은 산 또는 효소적인 가수분해 그리고 당전이반응에 의한 합성법에 의하여 생산될 수 있는 것으로 알려지고 있느나 수율개선, 경제성 높은 효소의 발굴, 효율적인 합성 등 문제가 남아 있다.키틴,키토산 올리고당의 생성은Rupley 및 Horowiz가 보고한 염산분해법이 주로 이용되고 있다. 즉, 수종의 조건에서 키틴, 키토산을 염산가수분해하고 활성탄에 의한 분리정제를 행하는 방법으로 이 방법은 일반적 제조법으로 이용되고 있다. 최근 Sakai등은 일련의 중합도를 가지는 키틴, 키토산 올리고당을 생산키 위하여 진한 염산을 이용하여 일정시간 가수분해하여 생성된 올리고당을 활성탄 colume 흡착 에탄올 용출 혹은 Dowex 수지흡착 염산용출법으로 분리하여 생성수율을 조사한 결과 6량체 키틴 올리고당의 수율은 최대 4.9%였고 6량체 키토산 올리고당의 수율은 최대 2.3%였으며 이시점에서의 단당에서 5당에 이르는 중합도의 올리고당 생성율은 키틴의 경우 30%, 키토산의 경우 45% 수준으로 키틴, 키토산의 염산 분해방법은 수율이나 반응의 효율적 조절측면에서 6량체 키틴, 키토산 올리고당의 생산방법으로서는 적합지 않다. 한편, 키토산 올리고당의 경우에는 비교적 일정화 분포의 올리고당을 얻을 수 있고 6당체 키토산 올리고다당의 생성수율도 산분해법보다 높은 것으로 알려지고 있느나 관련 효소 가격이 너무 높아 경제성 있는 효소의 개발이 요구되고 있다.◎ 응용분야1) 식품 분야▶ 음료수, 주스, 주류의 청정 및 연화제음료수나 주스, 주류 속에 부유된 오탁물을 제거하는데 수용성 키토산을 첨가하면 맑게 된다. 동시에 세균번식을 억제할 뿐만 아니라 생리산기가 극성이 높은 친수성기이고 화학잔기단위당 전하, 극성기밀도가 크기 때문에 높은 수분보습작용을 나타낸다. 그 보습능력은 중화염자체에서 최고 35%정도로 Glycerine과 Propyrene glycol의 중간정도의 보습성을 가지고 있다.▶ 항 곰팡이, 항균성탈아세탈화도가 높을수록 항 곰팡이성이 높으며 탈아세탈화도 99%의 Chitosan은 곰팡이에 대하여 0.15%의 낮은 농도에서도 효과가 좋다고 알려져 있다. 대장균군의 증식에 미치는 Chitosan농도의 영향은 Chitosan농도가 높을수록 효과가 크며 0.015% Chitosan에서 배향시간 4일간 경과하여도 세균의 증식은 보이지 않았다. Chitosan의 항균 Mechanism은 Chitosan이 Amino기를 가진 높은 양이온성 고분자이고, 미생물 세포벽을 구성하는 인지질등의 음이온을 끌어당겨 미생물의 자유도를 구속하여 증식을 억제하는 것으로 보고되고 있다.▶ Chitosan 섬유의 거시구조수요자의 요구에 부흥하기 위하여 원형은 물론 이형단면의 Chitosan섬유를 Nozzle단면모양을 달리하여 제조하고 있다.▶ 전기적 성질Chitosan 섬유의 고유저항(ρ)는 상대습도65%, 온도23℃에서 1.24×105～2.8×107(Ω?㎝)로 다른 유사 천연고분자인 Cellulose 및 rayon과 유사하거나 낮은 값을 나타내므로 섬유로 사용하였을 경우 정전기 방지에도 크게 기여할 것이다.▶ 열적인 성질Chitosan섬유 역시 다를 천연고분자와 마찬가지로 강한 수소결합에 때문에 융점이 나타나지 않으며 300～350℃에서 발열반응의 산화분해가 일어난다.▶ 수분율 및 팽윤표준상태에서 Chitosan섬유의 수분율은 12.5～13.6%, 수팽윤은 60～65%이다▶ Chitosan 섬유의 염색적 성질Chitosan 섬유의 경우 반응성 염료가 가장 친화력이 좋으며 다음으로 직접염료이다. 모두 좋은 염료 친화력을 보여 우수한 염색성이 기대된다.5) 화장품 분야모발의 유연성이나 탄력성을 위해서는 어느정도 수분이 필요하다.

공학/기술| 2006.04.24| 15페이지| 1,000원| 조회(1,520)

키토산, 키틴, 키틴, 키토산, 키틴 키토산 제조

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[농산가공]우유의 신선도 측정 평가C아쉬워요

우유의 신선도측정과목명:학번:이름:1. 실험원리 및 목적1)Boiling test우유의 열안정성을 알아보는 실험으로 응고여부로 열안정성을 판단할 수 있다. 유단백질인 casein의 성질을 이용하여 실험한다.2)비중우유의 비중은 15℃에서 1.027∼1.034로 평균 1.032이며, 탈지유의 비중은 1.032∼1.036으로 평균 1.034이다. 우유의 비중은 유지방이 증가하면 적어지고 무지고형분이 증가하면 커진다. 정상유(normal milk)에서 크림을 분리하여 비중을 높인 후 물을 가해 비중을 조절하거나 또는 소금 등으로 비중을 높인 후 물로 비중을 낮추는 일이 종종 있었는데, 이와 같은 부정우유(adulteration milk)는 비중검사를 병행함으로써 적발할 수 있다3)산도일정량의 우유를 중화시키는 데 필요한 alkali의 양을 측정하여 이 알칼리와 결합한 산성물질 전량을 lactic acid로 가정하고, 그것을 중량비율로 표시한 것을 적정산도라고 한다.우유의 산도는 casein, 인산염 등의 성분에서 유래된 본래의 산도와 착유 후 유산발효에 의해 생긴 developed acidity을 합한 것으로 극히 복잡하다. 그러므로 우유의 산도를 측정하면 신선도를 알수 있다. 보통 양호한 환경에서 착유되어 냉각된 우유의 적정산도 0.08∼0.18%이며 변질된 것일수록 높아지기 때문에 이 산도는 우유의 신선도를 반영해 주는 것으로 해석할 수 있다.4)PH 측정우유의 가공특성,이상유,신선도 측정에 이용된다. 간단한 측정법인 ph paper, ph meter를 이용한다.5)알콜중성 에틸알코올의 탈수작용에 대한 우유단백질(casein)의 熱安全性test의 목적으로 이용된 방법이다. 우유속에 들어 있는 단백질(CASEIN등)은 신선한 정도에 따라 등전점이 달라진다. 이 원리를 이용하여 우유의 신선도를 측정하는 것이 이 실험의 목적이다. 우유의 신선도 및 산패 여부 판정을 조사하기 위해 시행한다. alcohol test결과 신선하고 산패되지 않은 것은 음성(무침전)으로 나타나며, 양성이 되는 조건은 원료유의 종류 온도 등에 따라 다르지만, 일반적으로 세균에 의해 산이 생성된 우유, 또한 칼슘, 마그네슘, 인산, 구연산의 비율이 정상이 아닌 우유, 초유, 말기유, 유방염유, 환원유(분유를 물에 풀어서 만든 액상우유), 젖소의 신진대사 장애로 인한 우유인 경우 양성(침전)으로 나타나므로 불합격 처리한다.(불합격 우유는 식용적색 색소를 풀어서 시중에 판매되지 않게 한다.)6)유지방측정측정 원리는 어느 것이나 모두 유지측정기에 넣은 일정량의 우유 속의 지방을 진한황산으로 분리하고, 그 부피를 구하여 지방의 비중에서부터 간접적으로 지방의 무게를 알아내어 그 비율을 구하는 것이다. 예를 들면, 전유용 배브콕유지측정기에 의하면 검유(檢乳) 17.6mℓ,황산 17.5mℓ를 넣고 진탕하여 원심분리기로 지방을 모으고 뜨거운 물을 가하여 내용액(內容液)의 표면이 눈금부에 이르게 한 다음 65℃로 유지하여 지방층을 판독하면 그것이 곧 함유율이 된다. 예를 들어 17.6mℓ의 우유의 무게는 비중을 1.03으로 하면 18g이 되고, 지방의 비중이 0.9이므로 한 눈금이 0.02mℓ가 되는 최소눈금은 1/10％이다.2.실험과정1)Boiling test① 물을 냄비의 2/3을 넣고 100℃ 이상으로 끓인다② 시험관에 넣은 우유 1.2를 호일로 입구를 막는다③ 냄비속 끓는 물에 시험관을 30분정도 넣어 둔다④ 시험관 속 우유를 관찰한다.2)비중* Quevennes lactometer를 사용하여 측정값을 우유온도 15℃에서의 수치로 환산한다.① mess cylinder에 적당량을 취하여 거품이 일지 않도록 기벽을 통하여 옮긴다.② 우유의 정확한 온도를 측정한다. (15℃기준)③ 부유식 비중계가 바닥이나 벽에 충돌하지 않도록 중앙에 넣은 후 1∼3분간 방치한다. (비중계는 시료와 친화성을 주기위해 물속에 담구거나 팽이돌리듯이한다.)④ 상판(上端)의 눈금을 읽는다.* 시료의 온도가 15℃일 때는 reading된 숫자 앞에 1.0을 더(加)하여 비중 값으로 하지만 온도보정은 보정표에 의한다. 비중 보정표가 없을 경우 시료의 온도가 기준 온도인 15℃와 다른 경우 1℃가 높을 때마다 lactometer 눈금 수에 0.2를 가산하여 보정시키고, 낮을 경우는 반대로 감산하여 비중 값으로 한다2)산도① pipet을 이용하여 우유 10ml를 beaker에 취하고 여기에 증류수 10ml를 첨가한다.② phenolphthalein을 1∼2방울 첨가한 후 burette의 NaOH 용액으로 적정한다.③ 30초동안 엷은 분홍색이 없어지지 않는 점을 당량점(end point)으로하여 젖산의 %를 계산하여 우유의 산도를 구한다.(3회 반복측정 해서 평균값으로 계산할 것)신선한 우유 : 0.14~0.16%초기 부패 : 0.19~0.2%부패된 우유 : 0.25% 이상f(Factor) : 1.012우유의 비중 : 1.032* 0.009 : 젖산계수, f : 0.1 N-NaOH ml에 상당하는 젖산의 양(1ml가 중화시킬 수 있는 젖산의 양), 시료의 중량 : 시료의 부피(ml) × 비중, 비중 : 우유의 평균 비중 1.0323)PH1) PH meter을 알콜로 소독한뒤 우유를 넣어 살짝 흔들어준다.①시험 착수전 pH 6 buffer solution을 100m1시약병에 약 50m1정도 넣고, pH meter끝의 플라스틱 튜브를 뺀 후 증류수로 깨끗이 씻는다.② 손잡이를 잡고, 전극과 pH meter끝을 pH 6 용액에 잠기도록 담근 후, 스위치를 돌려 눈금을 확인한다. 눈금이 pH 6을 넘거나 좌측에 위치한 스위치를 좌우로 움직여 영점을 pH 6에 맞춘다.③ 검사시 눈금이 6.4이하에 올 때 불합격 처분하나 다시 주정검사를 하여 확인해 보는 것이 바람직하다.④ 작업 후 증류수로 pH meter전극을 깨끗이 씻고, Kcl용액 3∼5ml 정도 플라스틱 마개에 주입 후 pH전극에 씌워 보관한다.2) PH지를 이용하는 방법으로 우유에 종이를 담궈서 색깔을 관찰한다.4)알콜① 페트리디쉬에 우유를 2ml씩 넣는다.② 70% 의 에탄올을 2ml씩 넣는다.③ 우유와 에탄올이 서로 혼합될수 있도록 페트리디쉬를 기울여 섞어 준다.④ 알갱이 생성여부를 확인한다.5)지방*주로 Gerber법, Babocock법 또는 Rose-gorllieb법으로 실시한다① 지방계에 황산원액을 10ml 넣는다.② 시료 11ml 을 시험관을 기울여 조용히 벽을 따라 흘러 들어가도록 혼입한다.③ 아밀 알코올 1ml를 첨가한다. (비중차를 두기위해)④ 눈금 내에 들어가도록 증류수를 첨가한다.⑤ 고무마개로 단단히 밀봉한뒤 고형물이 없도록 혼합한다.⑥ 60~65℃ 의 수조에 15분간 방치해 둔다.⑦ 1000rpm에서 5분간 원심분리한다.⑧ 냉각시키지 않고 눈금을 즉시 측정한다.* 지방층의 최하단에서 meniscus의 최상단까지 읽으면(전유와 지방유는 상단 cream과 ice cream은 하단을 읽는다) 지방율을 알 수 있다.3.실험결과1조2조3조4조PH ①6.716.746.696.73PH ②6.536.586.506.59산도①0.1660.179960.17460.1660산도②0.1830.192120.20120.2008비중①1.03051.02881.02861.0304비중②1.03061.03061.03081.0309유지방측정 : 모든조가 제대로 층이 나눠지지 않았았다.1)BOILING TEST①덩어리가 없다②덩어리가 없다* 육안상 별다른 차이가 없다. 시료로 쓰인 2가지 우유 모두 상태가 그다지 나쁘지 않은 것 같다.2)알콜 TEST①미세한 알갱이가 적다②미세한 알갱이가 조금 보인다.*1번우유가 더 신선한 것으로 판단된다.3)PH① 연두색 ② 진한연두색* 1.2번 모두 색에 큰차이가 없다. 녹색을 띄는 것으로 6~7 정도이다.4)산도중화적정법 : 0.1N NaOH로서 적정하여 중화한 유산 %를 산출.(유산(%) = 0.1N NaOH 적정량(ml)×f×0.009/시료의 채취량(g)×100①1.9 x 1 x 0.009 x 1/ (10 x 1.0304) x 100 = 0.1660②2.3 x 1 x 0.009 x 1/ (10 x 1.0309) x 100 = 0.2008* 1번의 색이 더 진하게 나왔는데 실험시 NaOH가 한 두방울 정도 더 들어간 것 같다.

농/수산학| 2005.10.20| 7페이지| 1,000원| 조회(1,625)

식품, 측정, 농산가공

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