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Properties of Calcium Lactate Prepared from Calcined Littleneck Clam Ruditapes philippinarum Shell Powder

Authors:
  • Gyeongsang National University, Tongyenog, South Korea

Abstract and Figures

Clamshells, which comprise more than 50% of a clam’s weight, are a major byproduct of the clam industry and are mainly composed of insoluble calcium carbonate. This study investigates the use of clamshells as a natural calcium resource. Highly soluble powdered calcium lactate (LCCL) was prepared from the calcined powdered shells of littleneck clams (LCCP) using response surface methodology (RSM) to predict optimum conditions. These conditions, as derived from pH, solubility, and yield of 11 LCCLs manufactured according to the RSM model, were 1.80 M lactic acid and 1.13 M LCCP. The actual values of pH (6.98), solubility (93.99%), and yield 351.23%) under the optimized conditions were as predicted. The derived LCCL exhibited a strong buffering capacity in the range of pH 2.78-3.90 when combined with less than 2 mL of 1 N HCl. The ranges of calcium content and solubility of LCCL were 7.7-17.5 g/100 g and 96.6-98.9%, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) of the LCCL identified it as calcium lactate pentahydrate, and field emission scanning electron microscopy (FESEM) revealed an irregular and rod-like microstructure. These results confirm the potential use of clamshells, converted to highly soluble organic acid calcium, as an additive to enhance calcium content in food ingredients.
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한수지 49(4), 436-444, 2016
436
Copyright © 2016 The Korean Society of Fisheries and Aquatic Science pISSN:0374-8111, eISSN:2287-8815
Korean J Fish Aquat Sci 49(4),436-444,2016
Original Article
바지락
(Littleneck clam,
Ruditapes philippinarum
)
백합목
(Veneroida),
백합과
(Veneridae)
속하며
,
분포는
한국과
,
중국뿐만
아니라
스페인
,
미국
북서부
연안에서도
다량
식하고
있는
것으로
알려져
있다
(Anderson, 1982).
우리나라
에서
,
전복
다음으로
생산
소비가
많은
패류로서
,
바지락
생산량은
1990
74,581
톤을
정점으로
점차
감소되어
, 2013
에는
18,145
톤으로
급격히
감소
하였으나
,
이런
추세
속에
바지
수입량은
2000
2,092
톤을
시작으로
2014
35,621
톤을
수입하는
수입량이
매년
증가하고
있다
(Ministry of Ocean
and Fisheries, 2015).
수산물
소비
증가에
따라
가공
조리
중에
다양한
가공부산
물이
발생하고
있으며
,
특히
패류의
경우
, 2014
년에
419,000
정도가
생산
수입되어
,
육질을
채취하고
버려지는
패각은
산량의
50%
정도인
연간
209,500
정도
발생하는
것으로
추정
된다
(Ministry of Ocean and Fisheries, 2015).
지금까지
패각은
토양개량
,
비료첨가제
,
사료첨가제
(Seco et al., 2014; Oliveira
et al., 2013),
폐수정화
,
수질정화
(Kwon et al., 2009)
한정된
분야에서
국한적으로
이용되었다
.
바지락(
Ruditapes philippinarum
) 패각 소성분말로 제조한
젖산칼슘의 특성
이균우·윤인성·이현지·이정석
1
·김진수
1
·허민수*
경상대학교 식품영양학과/해양산업연구소,
1
경상대학교 해양식품공학과/해양산업연구소
Properties of Calcium Lactate Prepared from Calcined Littleneck Clam
Ruditapes philippinarum
Shell Powder
Gyoon-Woo Lee, In Seong Yoon, Hyun Ji Lee, Jung Suck Lee
1
, Jin-Soo Kim
1
and
Min Soo Heu*
Department of Food and Nutrition/Institute of Marine Industry, Gyeongsang National University, Jinju 52828, Korea
1
Department of Seafood Science and Technology/Institute of Marine Industry, Gyeongsang National University, Tongyeong 53064,
Korea
Clamshells, which comprise more than 50% of a clam’s weight, are a major byproduct of the clam industry and are
mainly composed of insoluble calcium carbonate. This study investigates the use of clamshells as a natural calcium
resource. Highly soluble powdered calcium lactate (LCCL) was prepared from the calcined powdered shells of little-
neck clams (LCCP) using response surface methodology (RSM) to predict optimum conditions. These conditions, as
derived from pH, solubility, and yield of 11 LCCLs manufactured according to the RSM model, were 1.80 M lactic
acid and 1.13 M LCCP. The actual values of pH (6.98), solubility (93.99%), and yield (351.23%) under the optimized
conditions were as predicted. The derived LCCL exhibited a strong buffering capacity in the range of pH 2.78-3.90
when combined with less than 2 mL of 1 N HCl. The ranges of calcium content and solubility of LCCL were 7.7-17.5
g/100 g and 96.6-98.9%, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) of the LCCL identied it as
calcium lactate pentahydrate, and eld emission scanning electron microscopy (FESEM) revealed an irregular and
rod-like microstructure. These results conrm the potential use of clamshells, converted to highly soluble organic
acid calcium, as an additive to enhance calcium content in food ingredients.
Key words: Littleneck clam, Calcined powder, Calcium lactate, FT-IR, FESEM
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provided the original work is properly cited.
http://dx.doi.org/10.5657/KFAS.2016.0436 Korean J Fish Aquat Sci 49(4) 436-444, August 2016
Received 28 April 2016; Accepted 20 June 2016
*Corresponding author: Tel: +82. 55. 772. 1440 Fax: +82. 55. 772. 1430
E-m ail add ress: heu1837@dreamwiz.com
바지락 패각 젖산칼슘의 특성
437
한편
,
한국인의
평균
칼슘
섭취량은
76.3% (05
)
에서
68.7%
(14
)
10
년간
7%
감소하였으며
,
연령과
상관없이
3
모든
군에서
평균필요량
미만
섭취자의
비율이
60%
이상
었다
(Korea Health Statistics, 2014).
칼슘
섭취는
식품을
통하
것이
가장
바람직하나
(Miller et al., 2001),
식품을
통해
충분
섭취가
어려울
경우에는
칼슘
보충제
칼슘
강화제가
이용
있다
.
최근
비만
,
골다공증
,
고혈압
,
고지혈증
만성질환
대한
칼슘의
역할이
강조되면서
무기질보충제
또는
건강기
능식품을
위한
다양한
유형의
칼슘급원의
시장규모가
증가하고
있다
(Chang, 2003).
현재
우리나라의
식품첨가물공전에서
허용되고
있는
칼슘강
화용
화학합성품으로
구연산
칼슘
, L-
글리세로인산칼슘
,
글루
콘산
칼슘
,
제일
(
,
)
인산칼슘
,
젖산칼슘
등이
있다
.
특히
산칼슘은
무독성의
수용성
(Maekawa et al., 1991)
으로
제빵
(Ranhotra et al., 1997),
두유
(Prabharaksa et al., 1989),
오렌지
쥬스
(Sharma et al., 2001),
요구르트
(Pirkul et al., 1997)
보충제
(Lee et al., 1988)
로써
·
의약
산업
다양한
농작
물과
절임식품들에도
조직
강화제
(Wang et al., 1999)
로서
업분야에도
사용되고
있다
.
또한
젖산칼슘의
기능으로는
항균
작용
(Shelef, 1994),
골밀도
증진
(Mizunuma et al., 1996),
항충
치능
(Shrestha et al., 1982),
항발암
물질
(Reshef et al., 1990;
Wargovich et al., 1990)
로의
사용
등이
보고되었다
.
패각의
주성분으로서
불용성의
탄산칼슘
(CaCO3)
이의
성분말인
산화칼슘
(CaO)
유기산과
반응하여
산성에서
해도가
높아질
뿐만
아니라
,
흡수율
또한
개선이
된다
(Gurthrie,
1971; Park et al., 2015; Yoon et al., 2016).
유기산
중에서
산은
식품
,
섬유
,
화장품
제약
산업에
적용
가능하여
(Xu and
Xu, 2014),
가용성과
흡수율이
개선된
유기산
칼슘을
제조하는
이용이
가능하다
.
이를
이용한
젖산칼슘의
제조는
일정
농도
젖산용액에
탄산칼슘
또는
산화칼슘을
첨가한
반응시키
무색
결정의
5
수화염
(calcium lactate pentahydrated salt)
생성된다
(Lee and Kim, 2003).
앞서의
연구
(Kim et al., 2015)
에서
패각
소성분말의
특성
,
그리고
반응표면
분석법을
통한
최적
초산칼슘
(Lee et al., 2015; Park et al., 2015)
제조
성에
대하여
보고한
있다
.
연구에서는
바지락
패각을
부가가치가
높은
칼슘자원으로
활용하고자
,
산업적으로
유용하게
사용
되는
유기산인
젖산을
이용하여
가용성을
높인
젖산칼슘을
효과적으로
제조할
최적
조건을
반응표면분석법을
이용하여
검토하고
,
이의
성에
대해
살펴보았다
.
재료 방법
바지락 패각분말(shell powder, SP) 소성분말
(calcined powder, CP)의 제조
바지락
(littleneck clam, LC)SP
CP
Kim et al. (2015)
방법에
따라
제조하였다
.
먼저
바지락
패각에
부착된
이물질
거를
위한
수세
건조
(45, 26
시간
)
과정을
거친
다음
,
이를
분쇄
(HMF-1000A, Hanil Electric, Seoul, Korea)
체가름
(256 mesh)
통하여
패각분말
(SP)
제조하였다
. CP
SP(
패각분말
)
800
에서
8
시간
동안
회화로
(FH-08, Wisetherm
digital mufe furnace, Daihan Scientic Co. Ltd, Seoul, Ko-
rea)
에서
소성
처리하여
제조하였다
.
중심합성계획에 따른 가용성 개선 젖산칼슘 제조
바지락
CP
로부터
가용성
젖산칼슘
(littleneck clam calcium
lactate, LCCL)
제조는
Yoon et al. (2016)
개조개
젖산칼
제조를
위해
설정한
조건을
적용하여
반응표면분석법
(RSM,
response surface methodology)
통해
최적의
제조조건을
명하고자
하였다
.
,
중심합성계획
(central composite design)
따른
독립변수
(Xi)
젖산의
농도
(X1)
바지락
CP (CaO,
M.W.=56.08)
농도
(X2)
5
단계로
부호화한
다음
(Table 1),
factorial design (4
), star point (4
)
central point (3
)
구성한
11
개의
실험구로
설정하여
제조하였다
. Table 1
건의
따라
제조한
11
개의
액상
젖산칼슘은
감압여과장치
(WJ-
15, circulating aspirator, Sibata Scientic Technology Ltd.,
Tokyo, Japan)
여과지를
이용해
불순물을
제거하고
,
과액을
건조기
(SWOF-105, Daihan Scientic, Seoul, Korea)
105
에서
24
시간
동안
건조하여
시제
분말
LCCLs
제조
하였다
.
또한
종속변수
(Yn)
pH (Y1),
용해도
(Y2)
수율
(Y3)
하였으며
,
이를
3
반복
측정하여
평균값을
회귀분석에
사용하였다
.
회귀분석에
의한
예측
확인은
MINITAB
프로
그램
(Minitab version 14 Korean, Minitab Inc., State College,
PA, USA)
,
독립변수와
종속변수간의
상관관계는
Maple
로그램
(Maple software version 12 Korean, Waterloo Maple
Inc., Ontario, Canada)
이용하였다
.
Table 1. Experimental range and values of the independent vari-
ables in the central composite design for preparation of calcium
lactate from littleneck clam
Ruditapes philippinarum
calcined
powder
Independent
variable Symbol Range levels
-1.414 -1 0+1 +1.414
Lactic acid (M) X
1
0.86 1.00 1.33 1.67 1.80
CaO (M) X
2
0.29 0.50 1.00 1.50 1.70
pH, 용해도 및 수율
Table 1
제시한
반응
조건에
따라
제조한
11
실험구의
pH
pH meter (744, Metrohm, Herisau, Switzerland)
사용
하여
측정하였으며
,
용해도
(solubility, %)
실험구를
감압
여과
,
불용성의
잔사를
건조
(105, 5
시간
)
하여
중량을
정하여
,
다음의
식으로
구하였다
.
이균우
윤인성
이현지
이정석
김진수
허민수
438
Solubility (%) = (Sample, g - Residue, g) / Sample, g×100
수율
(Yield, %)
조건별
실험구를
감압여과
,
여과액을
건조하여
(105, 5
시간
)
얻어진
가용성
분말의
무게를
측정한
,
시료
중량의
백분율로
구하였다
.
Yield (%) = (Dried ltrates, g / Sample, g)×100
색차(Hunter's color value) 및 White index
시제
LCCLs
색차는
명도
(L , lightness),
적색도
(a, redness;
-a, greenness),
갈색도
(b, brownness; -b, blueness)
대해
시색차계
(ZE-2000, Nippon Denshoku Indusries Co., Tokyo,
Japan)
사용하여
측정하였으며
,
사용
calibration plate
(L=96.92, a=-0.38, b=0.64)
이용하여
보정하였다
.
또한
백색
도는
다음
식으로부터
구하였다
.
White index = 100 - (100 -
L
)2 +
a
2 +
b
2
완충능
완충능은
Cho et al. (2001a)
방법을
다소
수정한
Lee et al.
(2015)
방법에
따라
측정하였다
. 20 mL
탈이온수에
1 g
LCCLs
용해시키고
, 2,000
g
15
분간
원심분리한
,
상층
(10 mL)
대해
1 N HCl
0.1 mL
첨가하면서
pH
화를
측정하였다
.
무기질 분석
5 mL
6 N HCl
0.1 g
LCCLs
가하여
습식분해를
2
반복한
, 0.1 N HCl
사용하여
10 mL
정용하고
, ICP
(inductively coupled plasma spectrophotometer, Optima 4300
DV, PerkinElmer, Inc., Waltham, MA, USA)
분석하였다
.
칼슘 용해도
칼슘의
용해도
(calcium solubility, %)
Lee et al. (2015)
방법에
따라
, 20 mL
탈이온수에
각각
5 g
시판
CaO
지락
LCCLs
가하여
상온에서
3
시간동안
진탕하면서
용해한
,
원심분리
(2,000
g
, 15 min)
다음
,
불용성의
잔사를
건조
(105, 5
시간
)
하여
중량을
측정하여
,
다음의
식으로
구하였다
.
Calcium solubility, % =
(Sample, g - Residue, g) / Sample, g×100
FT-IR, 미세구조 분석
시제
LCCL
구조
분석은
(Yoon et al., 2016) FT-IR (Fou-
rier transform infrared spectrometer, Smart-APEX II Ultra,
Buruker Optics Inc., Billerica, MA, USA)
사용하여
4,000-
400 cm-1
영역에서
측정하였으며
,
미세구조의
분석은
시료를
코팅
(gold coating)
처리한
다음
, 15 KV, 2,000
비율로
계방출형
주사전자
현미경
(FESEM, Field Emission Scanning
Electron Microscope, Philps XL-30S FEG, Eindhoven, Neth-
erlands)
으로
분석하였다
.
결과 고찰
중심합성계획에 의한 젖산칼슘의 제조
Table 2
반응표면분석법의
중심합성계획에
따라
독립변수
젖산농도
(X1, M)
및바지락
CP
농도
(X2, M)
하고
, 11
실험구로
설정하여
각각의
시료
(factorial design, 4
; star
Table 2. Central composite design and responses of dependent variables for preparation of calcium lactate from littleneck clam
Ruditapes
philippinarum
calcined powder to independent variables
Run
no.
Coded levels of variable Response Coefcients
Assessed by
X
1
Lactic acid (M) X
2
CaO (M) Y
1
pH Y
2
Solubility (%) Y
3
Yield (%)
1-1 (1.00) -1 (0.50) 4.03 97.86 396.07
Factorial design
(4 points)
21 (1.67) -1 (0.50) 3.24 97.14 714.11
3-1 (1.00) 1 (1.50) 11.45 31.85 166.96
41 (1.67) 1 (1.50) 11.10 73.21 260.06
5-1.414 (0.86) 0 (1.00) 11.43 50.18 213.04
Star points
(4 points)
61.414 (1.80) 0 (1.00) 4.84 98.30 417.68
70 (1.33) -1.414 (0.29) 2.99 92.19 869.69
80 (1.33) 1.414 (1.70) 11.35 40.26 193.32
90 (1.33) 0 (1.00) 11.08 74.55 302.14
Central points
(3 points)
10 0 (1.33) 0 (1.00) 11.14 83.48 338.39
11 0 (1.33) 0 (1.00) 11.11 82.23 332.41
바지락 패각 젖산칼슘의 특성
439
point, 4
; central point, 3
)
제조한
다음
,
종속변수인
pH,
용해도
(%)
수율
(%)
대한
결과이다
. 4
개의
factorial design
실험구
(code 1-4)
경우
, CP
첨가비율이
높은
code 3
pH
11.45,
용해도는
31.85%
그리고
수율
166.96%
CP
첨가비
율이
낮은
다른
3
개의
실험구
(Code 1, 2
4)
비해
용해도
(73.21-97.86%)
수율
(260.06-714.11)
현저히
낮았다
. Star
point
실험구
(code 5-8)
경우에는
,
젖산첨가비율이
CP
첨가
비율에
비해
높은
실험구
(code 6
7)
용해도
(
각각
98.30
92.19%)
수율
(
각각
417.68
869.69%)
code 5
8
높은
경향을
나타냈다
.
이어서
3
개의
central point
실험구는
모두
동일한
code level
제조된
결과로서
pH
11.11
부근
,
용해도는
74.55-83.48%
범위였으며
,
수율은
302.14-338.39%
이었다
.
Lee et al. (2015)
개조개
소성분말로부터
반응표면분석법
이용하여
제조한
조건별
11
개의
시제
초산칼슘의
용해도
25.36-84.55%
범위라고
하였으며
,
바지락
경우
(Park et
al., 2015), 46.61-99.46%
범위로
동일
제조조건에서
바지락이
개조개에
비하여
용해도가
높은
경향이었다
.
또한
,
개조개의
산칼슘
(Yoon et al., 2016)
용해도는
23.10-97.68%
범위로
,
실험의
바지락
젖산칼슘
(31.85-98.30%)
다소
높은
향을
나타내었으며
,
이상의
보고와
실험결과에서
초산에
비하
젖산으로
제조한
유기산
칼슘의
용해도가
높은
경향을
보였
.
한편
,
타조알
껍질분말
,
소성분말
젖산칼슘의
용해도가
0.58%, 3.43%
97.7%
,
소성처리
젖산처리
과정을
6
168
배가량의
용해도가
개선되었으며
(Ko and No,
2002a), Cho et al. (2001b)
유기산
처리가
칼슘제로서의
이용률을
높일
있다고
하였다
. Kang et al. (2005)
꼬막
패각
소성분말로부터
제조한
젖산칼슘의
수율은
373-393%
하였으며
,
젖산농도와
꼬막
패각
소성분말의
비율에
따른
차이를
나타내지는
않는다고
보고하였다
.
이상의
실험
결과와
관련한
연구들에서
폐기되는
칼슘자원으로부터
칼슘원으로
용하기
위해서는
유기물
제거를
위해
소성처리
과정이
필요하
,
불용성
탄산칼슘이나
산화칼슘의
가용성
개선을
위해서는
적정
유기산
처리
조건의
최적화가
필요할
것으로
판단되었다
.
11
실험구의
시제
LCCLs
pH,
용해도
수율의
결과
(Table 2)
대하여
MINITAB software
RSREG (response
surface analysis by least-squares regression)
실시한
, 1
(linear; X1, X2),
이차항
(quadratic; X1
2, X2
2)
교차항
(cross-
product; X1X2)
같은
회귀방정식의
계수들의
유의성은
5%
수준
(
P
<0.05)
에서
유의한
것으로
확인되어
(
데이터
미제시
),
정리하여
작성한
pH,
용해도
수율에
대한
반응모형
정식은
Table 3
같다
. pH (Y1),
용해도
(Y2)
수율
(Y3)
속변수
(Yn)
대한
반응
모형방정식의
결정계수는
각각
0.862,
0.922
0.938
로서
모두
1
가까워
적합한
모델이라고
판단되
었다
(
P
<0.01).
한편
,
반응모델의
적합성
여부를
나타내는
적합
결여검증
(lack of t test)
P
-value
0.001-0.006
범위로서
합성은
결여된
것으로
나타났으나
,
유의성은
인정됨
(
P
<0.05)
로서
pH,
용해도
수율에
대한
반응모형
방정식은
완전하지
않지만
,
적합한
것으로
판단되었다
(
데이터
미제시
).
바지락
CP
로부터
젖산칼슘
제조
최적조건을
구명하기
위한
종속
변수인
pH,
용해도
,
수율에
대한
반응
모형
방정식의
(Table 3)
로부터
MINITAB
통계
프로그램을
구동하여
이들
종속변수를
동시에
최적화하는
독립변수
조건과
이의
조건에
예상되는
종속변수들의
예측치를
Table 4
나타내었다
.
예상
pH
7.00
충족하는
pH (Y1)
대한
젖산의
농도
(X1)
CP
농도
(X2)
부호화된
(coded value)
경우
각각
0.8834
–0.4075
이었으며
,
이를
실제
(uncoded value)
으로
환산하면
각각
1.63 M
0.80 M
이었다
.
용해도
(solubility, Y2)
대한
산의
농도
(X1)
CP
농도
(X2)
부호화된
값은
각각
–0.1230
–1.0637
이었고
,
이의
실제
값은
1.29 M
0.47 M
이었다
.
건에서
예상
용해도는
95.00%
이었다
.
예상
수율이
350%
수율
(yield, Y3)
대한
젖산의
농도
(X1)
CP
농도
(X2)
호화된
값의
경우
각각
1.1261
0.2216
이었으며
,
이를
실제
으로
환산하면
각각
1.71 M
1.11 M
이었다
.
한편
, LCCL
pH,
용해도
수율을
모두
충족하는
최적
젖산의
농도
(X1)
CP
농도
(X2)
조건의
부호화된
값은
각각
1.4142
0.2633
이었
,
이를
실제
값으로
환산하면
각각
1.80 M
1.13 M
이었다
.
이들
최적
조건을
적용하여
LCCL
제조하여
pH,
용해
,
수율을
측정한
결과
(Table 5)
각각
pH 6.98, 93.99%
351.23%
,
이들의
예측치인
pH 7.00,
용해도
97.80%,
수율
338.56%
비해
4.1%
이내의
오차범위를
나타내었다
.
이렇게
제시된
반응표면
모델은
바지락
패각분말을
이용한
젖산칼슘
제조를
위한
최적의
모델이라
판단되었다
.
색차(Hunter's color value) 및 white index
11
개의
시제
바지락
LCCLs
색차에
대한
결과는
Table 6
나타내었다
.
먼저
명도를
나타내는
L
값을
중심으로
살펴보
,
시제
LCCLs
L
값은
87.46-92.17
범위이었으며
,
젖산칼슘
Table 3. Response surface model for preparation of calcium lactate from littleneck clam
Ruditapes philippinarum
calcined powder
Response Quadratic polynomial model R
2
P
-value
Y
1
11.1100-1.3075X
1
+3.3879X
2
-1.5369X
1
2
-2.0194X
2
2
0.862 0.006
Y
2
80.087+13.586X
1
-20.423X
2
+10.520X
1
X
2
0.922 0.002
Y
3
324.31+87.57X
1
-204.96X
2
+93.81X
2
2
0.938 0.001
Y1 = pH, Y2= solubility (%), Y3= yield (%)
이균우
윤인성
이현지
이정석
김진수
허민수
440
제조를
위한
재료인
LCSP (75.52)
LCCP (79.29)
비해
개선되었다
(Kim et al., 2015).
적색도를
나타내는
a
값의
경우
,
code 2 (–0.88), code 3 (-0.35)
code 6 (-2.75)
(-)
으로
나타난
반면
,
나머지
실험구는
(+)
값을
나타냄으로써
CP
첨가비율에
비해
상대적으로
젖산의
첨가비율이
높은
것이
기인한
것으로
판단되었다
.
갈색도
(b, brownness; -b, blueness)
경우
,
시제
LCCLs
CP
농도에
대하여
상대적으로
젖산농
도의
첨가비율이
높은
code 1, 6
경우
, LCSP (7.22)
LCCP
(6.05)
비하여
높은
수치를
보인
반면
code 1, 6
제외한
머지
9
시제
LCCLs
갈색도는
2.0-5.2
범위로
LCSP
LCCP
비하여
개선이
되었다
.
패각분말
(LCSP)
소성분말
(LCCP)
백색도는
각각
71.55
78.42
이었으나
,
시제
LCCLs
백색도는
84.57-90.55
범위
,
소성처리
유기산
처리과정을
통하여
백색도가
개선됨을
있었다
.
이는
개조개
시제
젖산칼슘
(Yoon et al., 2016)
백색도
86.70-90.86
거의
차이가
없는
것으로
확인되었다
.
한편
,
소성처리를
통한
백색도
개선은
가다랑어
(Kim et
al., 2000a),
갑오징어
(Cho et al., 2001b),
타조알
껍질
(Ko
and No, 2002b)
등의
보고에서도
확인되었으며
,
초산처리과
정을
통하여
갑오징어
(Kim et al., 2003),
개조개
(Lee et al.,
2015),
바지락
초산칼슘
(Park et al., 2015)
젖산처리에
개조개
(Yoon et al., 2016)
꼬막
젖산칼슘
구연산칼슘
(Kang et al., 2005)
연구결과에서도
칼슘제의
백색도가
개선
됨을
확인되었다
.
완충능
Fig. 1
시판
산화칼슘
(CaO)
중심합성계획에
따라
제조한
11
시제
LCCLs
완충능에
대해
나타낸
것이다
.
시판
CaO
용액
(5%, w/v)
pH
12.75
이었으며
, 11
개의
시제
LCCLs
(5%, w/v)
pH
젖산농도
/CP
첨가비율에
따라
pH 3.24-
12.32
범위였다
.
젖산농도에
비하여
LCCP
첨가비율이
상대
적으로
높을수록
pH
높아지는
경향이었다
.
이들
용액에
Table 4. Optimal conditions of multiple responses for preparation of calcium lactate from littleneck clam
Ruditapes philippinarum
calcined
powder using MINITAB program
Dependent
variables
Independent
variables
Critical value Predicted value
Coded Uncoded
Y
1
pH
X
1
0.8834 1.63 7.00
X
2
-0.4075 0.80
Y
2
Solubility(%)
X
1
-0.1230 1.29 95.00
X
2
-1.0637 0.47
Y
3
Yield(%)
X
1
1.1261 1.71 350.00
X
2
0.2216 1.11
Mutiple response
optimization
X
1
1.4142 1.80 Y
1
: 6.98
Y
2
: 93.99
Y
3
: 351.23
X
2
0.2633 1.13
Table 5. Experimental and predicted results of verication in prep-
aration of calcium lactate from littleneck clam
Ruditapes philip-
pinarum
calcined powder under optimized conditions
Dependent
variables
Predicted
values
Experimental
values
Y
1
pH 6.98 7.00±0.00
Y
2
Solubility, (%) 93.99 97.80±0.22
Y
3
Yield, (%) 351.23 338.56±7.88
Experimental values are mean of three determinations.
Table 6. Hunter's color values and white index of calcium lactate
prepared from littleneck clam
Ruditapes philippinarum
calcined
powder
Code L a b white
index
1
LCSP 75.52±0.01 1.53±0.01 7.22±0.01 71.55
1
LCCP 79.29±0.01 0.17±0.01 6.05±0.01 78.42
187.46±0.02
k
0.60±0.02
f
8.97±0.01
b
84.57
292.17±0.02
a
-0.88±0.03
h
5.21±0.01
d
90.55
389.22±0.04
f
-0.35±0.01
g
2.86±0.01
f
88.84
488.89±0.02
h
2.18±0.01
b
2.72±0.01
h
88.36
589.40±0.02
e
1.24±0.01
d
1.96±0.01
k
89.15
690.72±0.01
b
-2.75±0.02
i
10.88±0.01
a
85.44
789.71±0.01
c
2.67±0.01
a
5.58±0.05
c
87.99
889.61±0.02
d
0.81±0.01
e
3.11±0.00
e
89.12
988.50±0.03
i
0.61±0.01
f
2.82±0.00
g
88.14
10 88.93±0.02
g
1.32±0.01
c
2.38±0.01
j
88.60
11 88.09±0.02
j
0.62±0.01
f
2.55±0.01
i
87.81
1Date were quoted for our previous paper (Kim et al., 2015). LCSP,
Littleneck clam shell powder. LCCP, Littleneck clam calcined
powder. Values represent the mean±SD of n=3. Means with differ-
ent letters within the sample column are signicantly different at
P
<0.05 by Duncan's multiple range tests.
바지락 패각 젖산칼슘의 특성
441
대하여
1 N HCl
0.1 mL
단위로
첨가하면서
pH
변화를
토한
완충능은
0.1 mL
첨가에서
pH 3.22-12.7
범위를
나타
내었으나
, 2.0 mL
첨가로
시제
LCCLs
모두
pH 2.78-3.90
위에서
완충능을
나타내었다
. 11
개의
시제
LCCLs
약산성
역의
pH
에서
강한
완충능을
나타내는
것으로
보아
칼슘강화소
재로서
이용
가능성이
높다고
판단되었다
.
개조개
초산칼슘
(Lee et al., 2015)
경우
0.1 mL
첨가
pH
6.16-6.37, 2.0 mL
첨가
pH 4.88-4.92
였으며
,
바지락
초산칼
(Park et al., 2015)
경우
, 0.1 mL
첨가
pH 6.15-6.44
, 2.0 mL
첨가
pH 4.89-4.92
범위로
시제
LCCLs
보다
강한
완충능을
나타내었다
.
한편
,
젖산으로
처리한
개조개
젖산
칼슘
(Yoon et al., 2016)
경우
0.1 mL
첨가
pH 3.24-12.10
범위
, 2.0 mL
첨가
pH 2.82-3.80
범위로
시제
LCCLs
유사
하였다
. Cho et al. (2001a)
Kim et al. (2003)
갑오징어
소성분말은
용해도가
낮고
, pH 12.9
부근으로
알칼리성이어서
식용으로
이용하기에는
제약이
많으나
,
유기산
(
초산
젖산
)
처리를
통해
pH
낮추게
되면
가용성은
개선된다고
하였다
.
이상의
보고와
결과로
미루어
유기산
처리를
통해
가용성이
선되었으며
,
초산으로
처리하는
경우가
젖산으로
처리한
것에
비하여
중성
부근의
유지에
조금
용이한
것으로
확인되었다
.
무기질
시제
LCCLs
무기질
함량에
대해
분석한
결과는
Table 7
같다
.
먼저
, LCCLs
칼륨
(K)
함량의
범위는
22.88-89.67
mg/100 g
이었으며
,
code 5 (89.67 mg/100 g)
값이
가장
높은
것으로
확인되었으며
, code 3 (49.38 mg/100 g)
8 (46.78 mg/100 g)
같이
LCCP
첨가비율이
높은
시제
LCCL
칼륨함량이
높은
경향이었다
.
개조개
젖산칼슘
(Yoon
et al., 2016)
경우에서도
code 5 (81.98 mg/100 g)
가장
것으로
나타나
,
실험결과와
유사하였다
.
칼슘
(Ca)
경우
LCCP
첨가비율이
상대적으로
아주
낮은
code 2 (7,651.89
mg/100 g)
code 7 (9,736.06 mg/100 g)
제외한
9
개의
시제
LCCLs
칼슘함량은
11,442.20-17,480.14 mg/100 g
범위
나타내었으며
,
개조개
젖산칼슘
(Yoon et al., 2016)
경우에
서도
일치하는
결과를
나타내어
,
칼슘원이
되는
LCCP
첨가비
율이
최종
시제품의
칼슘함량에
영향을
주는
것으로
판단되었
.
시제
LCCLs
마그네슘
(Mg)
함량은
0.25-14.67 mg/100
g
범위로
,
젖산과
LCCP
간의
첨가비가
1.8
이상인
code 1
(14.67 mg/100 g), code 2 (7.27 mg/100 g), code 6 (13.30
mg/100 g)
code 7 (9.26 mg/100 g)
에서
높은
마그네슘
함량
나타내었고
, Yoon et al. (2016)
개조개
젖산칼슘
제조에
연구에서도
실험결과와
일치하였다
.
나트륨
(Na)
함량은
82.69-320.00 mg/100 g
범위였고
, code 3 (320.00 mg/100 g),
code 5 (230.91 mg/100 g)
code 8 (262.46 mg/100 g)
외하면
200 mg/100 g
이하의
수준이었으며
,
개조개
젖산칼슘
Table 7. Minerals content of calcium lactate prepared from littleneck clam calcined
Ruditapes philippinarum
powder (mg/100 g)
Code KCa Mg Na
130.30 ±0.51
f
14,023.90 ±67.23
g
14.67 ±0.18
a
150.65 ±1.58
h
226.94 ±0.28
g
7,651.89 ±39.09
j
7.27 ±0.07
d
82.69 ±0.66
k
349.38 ±1.91
b
16,957.50 ±69.75
b
0.25 ±0.01
ef
320.00 ±1.20
a
430.82 ±0.19
f
15,896.93 ±84.99
c
0.37 ±0.01
e
199.23 ±1.61
d
589.67 ±1.22
a
17,480.14 ±61.57
a
0.32 ±0.00
ef
230.91 ±0.39
c
631.59 ±0.99
f
14,548.40 ±118.26
f
13.30 ±0.14
b
153.57 ±1.58
g
731.05 ±0.91
f
9,736.06 ±29.38
i
9.26 ±0.13
c
102.94 ±1.17
j
846.78 ±0.85
c
15,899.80 ±68.54
c
0.20 ±0.00
f
262.46 ±1.87
b
933.75 ±0.30
e
11,422.20±90.19
h
-121.88 ±0.54
i
10 36.96 ±0.75
d
15,665.50 ±114.16
d
0.02 ±0.01
g
184.40 ±1.28
e
11 22.88 ±1.15
h
15,212.08±141.47
e
-169.16 ±1.14
f
- Not detected. Values represent the mean±SD of n=3. Means with different letters within the sample column are signicantly different at
P
<0.05 by Duncan's multiple range tests.
0
3
6
9
12
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
pH
1 N HCl, mL
CaO 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10 11
4.5
98.0 98.7 97.2 97.0 97.6 96.6 98.6 98.9 98.3 97.1 97.0
0
40
80
120
CaO 12345678910 11
Solubility, %
Sample
Fig. 1. Buffering capacity of calcium lactate prepared from little-
neck clam
Ruditapes philippinarum
calcined powder.
이균우
윤인성
이현지
이정석
김진수
허민수
442
(Yoon et al., 2016)
에서도
마찬가지로
code 3 (444.03 mg/100
g), code 5 (358.75 mg/100 g)
code 8 (325.07 mg/100 g)
제외하면
300 mg/100 g
이하의
나트륨
함량을
나타내었다
.
실험구들은
LCCP
첨가비율보다
상대적으로
높은
경우에
해당
하는
것으로
보아
,
칼슘원인
소성분말
(LCCP)
존재하는
나트
륨에서
유래한
것이라
판단된다
.
가다랑어
소성분말
(Kim et al., 2000b)
칼슘은
36,300
mg/100 g,
갑오징어
소성분말
(Cho et al., 2001b)
칼슘이
70,518 mg/100 g,
타조알
껍질
소성분말
(Ko and No, 2002b)
경우는
49,980 mg/ 100 g,
개조개
바지락
소성분말
(Kim
et al., 2015)
칼슘
함량은
각각
51,140
44,890 mg/100 g
시료의
종류에
따라
칼슘함량에
차이가
있었다
.
이상의
결과
연구보고에서
소성분말의
경우
,
칼슘함량이
다양한
것은
화칼슘에서
공기
중의
이산화탄소나
수분이
흡착하여
탄산칼슘
이나
수산화칼슘으로
일부
전환됨으로써
상대적인
칼슘함량에
차이가
생기기
때문이며
,
이는
앞서의
연구
(Kim et al., 2015)
서도
시판
산화칼슘은
탄산칼슘인
calcite
수산화칼슘
형태인
portlandite
혼재되어있는
것으로
,
개조개
바지락의
소성분
말은
수산화칼슘으로
XRD
분석
결과
확인되었다
.
한편
,
다슬기
소성
분말을
이용하여
제조한
초산칼슘
(Lee et al., 2004)
슘함량은
사용한
식초의
종류
따라
16,310-27,150 mg/100 g
범위였으며
,
개조개
초산칼슘
(Lee et al., 2015)
경우
, 20,671-
22,769 mg/100 g
범위
,
바지락
초산칼슘
(Park et al., 2015)
경우는
18,997.5-23,003.5 mg/100 g
범위
, Kim et al. (2003)
갑오징어
소성분말로
제조한
초산
젖산칼슘의
칼슘함
량은
각각
21,320-25,700 mg/100 g
12,060-12,650 mg/100
g
범위
,
타조알
젖산칼슘
(Ko and No, 2002a)
칼슘함량은
39,700 mg/100 g,
그리고
개조개
젖산칼슘
(Yoon et al., 2016)
칼슘함량은
6,200.10-16,659 mg/100 g
이라고
보고하였다
.
소성분말의
유기산
처리를
통해
제조한
유기산
칼슘은
유기산
소성분말간의
농도비에
따른
화학반응
일정
칼슘함량
준의
유기산
칼슘이
생성되었으며
(Yoon et al., 2016),
초산칼슘
젖산
칼슘에
비하여
칼슘의
함량이
높은
것으로
실험결과
연구보고를
통해
확인되었다
.
이는
소성분말과
반응하는
산의
분자량
(M.W. 60.05)
젖산의
분자량
(M.W. 90.08)
보다
작아
,
반응
,
생성되는
초산칼슘
중의
칼슘함량이
상대적으로
젖산칼슘에
비해
24%
정도
높기
때문이다
.
칼슘 용해도
시판
CaO
시제
LCCLs
20% (w/w)
용액에
대한
칼슘
해도는
Fig. 2
같다
.
시판
CaO
경우
, 4.5%
용해도를
,
LCCLs
경우에는
96.61-98.92%
범위의
칼슘
용해도를
타내었다
.
실험에서는
100 mL
탈이온수에
시판
CaO
0.9 g
그리고
시제
LCCLs
19.3-19.8 g
용해되었다
.
따라
불용성의
산화칼슘에
비하여
,
유기산
처리과정을
통한
젖산
칼슘의
용해도는
22
개선되었다
.
한편
,
산화칼슘
젖산
칼슘의
분자량을
고려한
칼슘용해도
(net calcium solubility,
%)
시판
CaO
0.63%
그리고
시제
LCCLs
2.51-2.57%
환산됨으로써
,
칼슘용해도는
4
개선된
것으로
나타났
. Yoon et al. (2016)
개조개
20% (w/w)
젖산칼슘의
칼슘용
해도는
93.6-98.5%
이었으며
,
분자량을
고려한
칼슘
용해도
2.43-2.56%
환산되어
실험결과와
거의
일치하였다
.
,
앞서의
연구
(Lee et al., 2015)
에서
개조개
20% (w/w)
초산
칼슘의
칼슘용해도는
97.0-99.6%
이었고
,
분자량을
고려한
칼슘
용해도는
4.27-4.38%
라고
하여
,
젖산칼슘은
초산칼슘에
비하여
단순
용해도는
비슷한
수준이었으나
,
칼슘용해도에
서는
56-58%
수준으로
초산칼슘에
비해
상대적으로
칼슘의
가용성이
낮은
것으로
나타났다
.
이는
갑오징어
소성분말로
제조한
초산
젖산칼슘의
칼슘
용해도가
각각
5.27-5.30%
1.35-1.38% (w/v)
나타내어
초산칼슘의
용해도가
젖산칼
용해도
보다
높다고
보고와
유사하였다
(Kim et al., 2003).
이상의
결과와
연구보고에서
소성분말로부터
유기산처리는
기적으로
칼슘의
가용성을
높였으며
,
사용
유기산의
분자량이
작을수록
칼슘
용해도가
높다는
것이
확인
되었다
(Yoon et
al., 2016).
FT-IR 및 SEM 분석
중심합성계획에
따라
최적조건에서
제조한
LCCL
결정구
분석
결과는
Fig. 3
같다
.
먼저
, FT-IR
의한
분석결과
(Fig. 3, Left)
에서
,
시제
젖산칼슘
(LCCL)
spectrum
C-X
흡수밴드인
546 cm-1, C-H
흡수밴드인
687, 765, 859
2,984
cm-1, C-O
흡수밴드인
1,031, 1,093, 1,125, 1,265
1,296
cm-1, C=C
흡수밴드인
1,421
1,468 cm-1, C=O
흡수밴드인
1,578 cm-1,
그리고
O-H
흡수밴드인
3,359 cm-1
검출되었으
,
젖산칼슘
5
수화물
(calcium lactate pentahydrate)
동정되
었다
.
이상의
결과는
개조개
젖산칼슘의
FT-IR
흡수
spectrum
젖산칼슘
5
수화물이라고
동정된
것과
일치하였다
(Yoon et
0
3
6
9
12
0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0
pH
1 N HCl, mL
CaO 1
2 3
45
6 7
89
10 11
4.5
98.0 98.7 97.2 97.0 97.6 96.6 98.6 98.9 98.3 97.1 97.0
0
40
80
120
CaO 12345678910 11
Solubility, %
Sample
Fig. 2. Comparison of calcium solubility of calcium lactate pre-
pared from littleneck clam
Ruditapes philippinarum
calcined pow-
der.
바지락 패각 젖산칼슘의 특성
443
al., 2016). Park et al. (2008)
탄산칼슘의
polymorphs
로서
calcite
aragonite
이용한
젖산칼슘의
FT-IR
스펙트럼
특징
O-H
흡수밴드인
3,000-3,500 cm-1
범위에서와
1,500-1,750
cm-1
범위에서의
카르보닐
결합이라고
하였으며
, Lee and Kim
(2003)
다슬기
분말
젖산칼슘의
FT-IR
분석에서도
젖산칼슘
전형적인
특징인
O-H
결합
, C=O
결합
, C-H
결합이
각각
3,000-3,500 cm-1, 1,500-1,750 cm-1, 1,300-1,400 cm-1
파장범
위에서
나타난다고
하여
,
연구결과와
일치하는
경향이었다
.
주사
전자
현미경
(FESEM)
의한
LCCP
미세구조
(Kim
et al., 2015)
다공성이
없는
1-10 μm
비정형의
결정
구조
확인되었으며
, LCCP
제조한
LCCL
미세구조
(Fig. 3,
Right)
에서도
마찬가지로
비정형
결정
(irregular crystal)
으로
관찰되었다
.
한편
,
개조개
젖산의
미세구조도
비정형의
결정으
실험의
결과와
유사하였으나
(Yoon et al., 2016),
침강성
탄산칼슘으로
제조한
젖산칼슘의
SEM
관찰을
통해
판상형의
결정이라고
보고
(Park et al., 2008)
와는
형태상에서
차이를
나타내었다
.
이러한
차이는
젖산칼슘의
제조에
있어
,
칼슘원의
차이
(
산화칼슘과
침강성
탄산칼슘
)
기인하는
것으로
판단되
었다
.
이상의
실험결과와
연구보고에
미루어
보아
칼슘원의
(
소성분말
)
다르지만
,
같은
유기산으로
제조한
유기산칼슘
구조적으로나
형태적으로는
거의
동일한
것이
결정구조
미세구조
분석을
통해
확인되었다
.
패류의
대표적인
가공부산
물인
패각은
칼슘소재뿐만
아니라
,
칼슘
용해도를
높인
유기산
칼슘의
제조를
통한
칼슘강화
식품소재로의
이용
가능성이
다고
판단되었다
.
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Full-text available
To facilitate the effective use of butter clam shell as a natural calcium resource, we determined the optimal conditions for calcium lactate (BCCL) preparation with high solubility using response surface methodology (RSM). The polynomial models developed by RSM for pH, solubility and yield were highly effective in describing the relationships between factors (P<0.05). Increased molar ratios of calcined powder (BCCP) from butter clam shell led to reduced solubility, yield, color values and overall quality. The critical values of multiple response optimization to independent variables were 1.75 M and 0.94 M for lactic acid and BCCP, respectively. The actual values (pH 7.23, 97.42% for solubility and 423.22% for yield) under optimization conditions were similar to the predicted values. White indices of BCCLs were in the range of 86.70–90.86. Therefore, organic acid treatment improved color value. The buffer-ing capacity of BCCLs was strong, at pH 2.82 to 3.80, upon the addition of less than 2 mL of 1 N HCl. The calcium content and solubility of BCCLs were 6.2–16.7 g/100 g and 93.6-98.5%, respectively. Fourier transform analysis of infrared spectroscopy data identified BCCL as calcium lactate pentahydrate, and the analysis of microstructure by field emission scanning electron microscopy revealed an irregular form.
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For effective utilization of butter clam shell as a natural calcium resource, the optimal conditions for preparation of calcium acetate (BCCA) with high solubility were determined using response surface methodology (RSM). The polynomial models developed by RSM for pH, solubility, and yield were highly effective in describing the relationships between factors (P<0.05). Increased molar ratio of calcined powder (BCCP) from butter clam shell led to reduction of solubility, yield, color values, and overall quality. Critical values of multiple response optimization to independent variables were 2.70 M and 1.05 M for acetic acid and BCCP, respectively. The actual values (pH 7.04, 93.0% for solubility and 267.5% for yield) under optimization conditions were similar to predicted values. White indices of BCCAs were in the range of 89.7∼93.3. Therefore, color value was improved by calcination and organic acid treatment. Buffering capacity of BCCAs was strong at pH 4.88 to 4.92 upon addition of ∼2 mL of 1 N HCl. Calcium content and solubility of BCCAs were 20.7∼22.8 g/100 g and 97.2∼99.6%, respectively. The patterns of fourier transform infrared spectrometer and X-ray diffractometer analyses from BCCA were identified as calcium acetate monohydrate, and microstructure by field emission scanning electron microscope showed an irregular form.
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The optimal condition for preparation of powdered calcium acetate (LCCA) which has high solubility, from calcined powder (LCCP) of the littleneck clam shell by response surface methodology (RSM) was examined. Increased molar ratio of LCCP led to reduced solubility, yield, color values, and overall quality. The critical values of multiple response optimization of independent variables were 2.57 M of acetic acid and 1.57 M of LCCP. The actual values (pH 7.0, 96.1% for solubility, and 220.9% for yield) under the optimized condition were similar to the predicted values. LCCA showed strong buffering capacity between pH 4.89 and 4.92 on addition of ~2 mL of 1 N HCl. The calcium content and solubility of LCCA were 21.9-23.0 g/100 g and 96.1-100.1%, respectively. The FT-IR and XRD patterns of LCCA were identified as calcium acetate monohydrate, and FESEM images revealed an irregular and rod-like microstructure.
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Shell waste from the butter clam Saxidomus purpuratus and littleneck clam Ruditapes philippinarum is a large by-product of shellfish aquaculture, and it is desirable to convert it into value-added products for industrial applications. In this study, calcium carbonate (CaC) polymorphs from butter clam (BCSP) and littleneck clam (LCSP) shell powders and commercial CaC were characterized using Fourier transmission infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the optimal calcination conditions to eliminate organic substances and improve solubility for both BCSP and LCSP were 800°C for 8 h in an electrical furnace. Calcination improved the white index of the butter clam (BCCP) and littleneck clam (LCCP) calcined powder compared with shell powders. The calcium content in BCCP (51.1%) was higher than that of LCCP (44.9%) or commercial calcium oxide (CaO, 44.7%). The XRD patterns of BCCP and LCCP were similar to that of CaO. Cubic-like crystals of CaC and irregular crystals of BCCP and LCCP were observed by SEM. The FT-IR and XRD analyses revealed the presence of calcite and aragonite in the BCSP and aragonite in the LCSP, whereas the CaC contained calcite. These results indicate that butter and littleneck clam shells are potential biomass resources for calcium carbonate and calcium oxide.
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As a pan of a study on effective use of seafood processing by-products, such as cuttle bone as a calcium source, we examined on the kind of organic acid (acetic acid and lactic acid), reaction concentration (mole ratio of calcium to mole of organic acid), reaction temperature and reaction time (624 hours) as reaction conditions for the solubility improvement of cuttle bone powder. The high soluble cuttle bone powder was also prepared from the optimal reaction conditions and partially characterized. From the results on examination of reaction conditions, the high soluble cuttle bone powder was prepared with 0.4 in mole ratio of a calcium to mole of a acetic acid at room temperature for 12 hours, Judging from the patterns of IR and X-ray diffraction, the main component of the high soluble cuttle bone powder was presented as a form of calcium acetate, and a scanning electron micrograph showed an irregular form. The soluble calcium content in the high soluble cuttle bone powder was and it was improved about 1,380 times compared to a raw cuttle bone powder. For the effective use of the high soluble cuttle bone powder as a material for a functional improvement in processing, it should be used after the calcium treatment at room temperature for about 1 hour in tap water or distilled water. from these results, we concluded that it is possible to use the high soluble cut시e bone powder as a material for a functional improvement in processing.
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This study has investigated the bioavailability of calcium in eggshell powder (ESP) fortified ramen. Wean-ling SD rats were maintained for 2 weeks on 0.05\% low calcium diet then assigned randomly to one of 5 groups. Animals were provided for 4 weeks one of 3 different experimental diets containing 0.15\% calcium as CaCo_{3}, NFDM, or ESP fortified ramen. Two control groups were fed either 0.05\% calcium or general ramen containing 0.08\% calcium. The body weight, diet intake, food efficiency ratio (FER), bone growth, calcium contents of bones, and apparent absorption were measured. Experimental results show that regardless of calcium sources 0.15\% calcium groups increased body weight, weight and length, calcium content, and the strength of two bones (tibia and femur) significantly compared to 0.05\% calcium group. The apparent absorption rate of calcium also showed similar results supporting the bioavailability of ESP fortified ramen is not inferior to either NFDM or CaCO_{3}cdot The results indicate that ESP fortified ramen is a proper mediate for calcium fortification in Korea.
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Calcium lactate (CL) prepared from powdered black snail (PBS) or its ashed powder (ABS), was investigated for ideal manufacturing conditions to optimize color, solubility and sensory quality. Based on the amount of PBS and 100 mL lactic acid (LA), the yields of PBS-CL were 300% and 15 g in 10% LA and 260% and 20 g in 20% LA. Yields of ABS-CL based on the amount ABS and 100 mL LA were 400% and 60 g in 10% LA and 329% and 66 g in 20% LA. Both of the yields were decreased with an increase of the LA concentration on the basis of PBS and ABS amounts, but proportionally increased with the increment in the LA concentration on the basis of LA volume. Optimal preparation times of the dehydrated PBS-CL and ABS-CL were, respectively, 4 hr and 5 hr at 100^{\circ}C, 3 hr and 4 hr at 120^{\circ}C, and 1 hr and 2 hr at 150^{\circ}C, which showed shorter time in preparing the dehydrated ABS-CL. PBS-CL and ABS-CL were confirmed to be Ca(CH_3CHOHCO_2)_2 by the analysis results of IR and ^1H-NMR. Calcium contents of the anhydrous PBS-CL and ABS-CL were individually 15.4% (w/w) and 17.3% (w/w) representing 84.2% and 94.5% or each theoretical value. Colors or PBS-CL and ABS-CL were light yellow and light-greenish white each. Solubilities of PBS- CL and ABS-CL in distilled water at pH 3~8 were 5.43 and 6.11 g/100 mL, respectively, which demonstrated higher mean solubilities rather than the 4.74 g/100 mL of standard CL. Solubilities of PBS-CL (3.14~5.03 g/100 mL) and ABS-CL (4.69~6.05 g/100 mL) against soup soy sauce, 3% brine, Soju (Korean distilled liquor), thick soy sauce, grape juice and orange juice were higher than those of standard CL (2.94~5.84 g/100 mL). ABS-CL was believed to have a wide use range due to its low sourness while different applications of PBS-CL in food are expected due to its mild astringent taste and strong savory taste despite its strong bitter taste as estimated by sensory evaluation.