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2,2,6,6-Tetramethyl-1-Piperidine Oxoammonium Ion에 의한 다당류내 1차 알코올의 특이적 산화
Oxidation of Primary Alcohol Groups of Polysaccharides with 2,2,6,6-Tetramethyl-1-Piperidine Oxoammonium Ion

장판식   (서울산업대학교 식품공학과UU0000705  ); 조계봉   (서울산업대학교 식품공학과UU0000705  );
  • 초록

    구조와 용해도가 다른 4종류의 다당류(옥수수전분, 쌀전분, 고구마전분 및 셀룰로오스)내의 1차 alcohol group을 $25^{\circ}C$ 에서 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine oxoammunium (TEMPO)을 사용하여 carboxyl group으로 산화, 전환하였다. TEMPO/bromite 촉매를 이용한 산화반응계에서 최적 pH, TEMPO함량 및 NaBr 함량은 각각 $10.5{\sim}11.0$ , 10 mmol/mol of primary alcohol, 0.49 mol/mol primary alcohol이였으며, 반응 최적조건하에서의 산화율은 4종류의 다당류 모두 90%이상이였다. 산화반응은 다당류의 물에 대한 용해도를 매우 증가시켰는 바, 물에 불용성인 셀룰로오스의 경우 산화에 의하여 8.42% (w/v)로 증가되었으며, 옥수수전분, 쌀전분 및 고구마전분과 같이 물에 거의 불용성인(0.10% (w/v) 이하) 다당류들도 약 45% (w/v) 수준으로 물에 대한 용해도가 증가하였다. 또한 본 실험에서의 산화공정에 의하여 제조된 산화물질은 $Ca^{2+}$ 이온과의 겔 형성능을 갖게됨을 확인하였는 바, 각종 gum, gel 및 film의 새로운 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.


    The primary alcohol groups of four kinds of polysaccharides (com starch, rice starch, sweet potato starch, and cellulose), with different structures and water solubilities, were oxidized to carboxyl groups using 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine oxoammonium ion (TEMPO) at $25^{\circ}C$ . The optimum pH, TEMPO content, and NaBr content for the TEMPO/hypobromite-catalyzed oxidation of the polysaccharides were $10.5{\sim}11.0$ , 10 mmol/mol primary alcohol, and 0.49 mmol/mol primary alcohol, respectively. The oxidation degree for the primary alcohol group was more than 90% for all four kinds of the polysaccharides. The oxidation process greatly increased the water solubility of the polysaccharides. Water-insoluble polysaccharide such as cellulose became water-soluble to the extent of 8.42% (w/v). And also, the polysaccharides with very low water solubility (less than 0.10% (w/v)) such as com starch, rice starch, and sweet potato starch had high water solubility of approximately 45%(w/v). The gel-forming abilities with calcium ion were determined. The oxidized polysaccharides are new anionic polymers with unique structures that could have application as gums, gels, and films.


  • 주제어

    primary alcohol oxidation .   water solubility .   gel-forming ability.  

  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Jeong, Suk-Yun ; Kim, Sang-Woo ; Lee, Yong-Hwan ; Lee, Jae-Hwan ; Chang, Pahn-Shick 2008. "Enhancement of ${\beta}$-1,3-Glucan Functionality by Batch and Semi-continuous Typed Specific Carboxylation" 한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, 40(2): 146~151     
    2. 2008. "" Food science and biotechnology, 17(2): 234~240     
    3. Kim, Se Ryung ; Kim, Meera 2012. "Physicochemical Characteristics and Antioxidant activity, Antimutagenicity, and Cytotoxicity of Hot-water Extract of Hericium erinaceus" 한국식품조리과학회지 = Korean Journal of Food & Cookery Science, 28(5): 569~577     

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    1. 1992 "고속액체크로마토그래피에 의한 밀전분 지방질에 함유된 리소레시친의 정량" 분석과학 = Analytical science & technology 5 (3): 339~343    
    2. 1992 "고속액체크로마토그래피를 이용한 유당분해효소의 활성도 측정" 분석과학 = Analytical science & technology 5 (4): 465~469    
    3. 1992 "유당분해효소의 미세캡슐화 수율 측정" 분석과학 = Analytical science & technology 5 (4): 471~475    
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    5. 1994 "W/O형 유화계의 유화안정성 분석에 있어서의 유화안정지수와 HLB값과의 관계 규명" 분석과학 = Analytical science & technology 7 (2): 237~243    
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    10. 1999 "Lipomyces starkeyi와 Leuconostoc mesenteroides의 혼합배양에 의한 올리고당과 Dextran의 생성 및 생성당의 특성 연구" 산업미생물학회지 = Korean journal of applied microbiology and biotechnology 27 (4): 304~310    
  • 조계봉 (2)

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