배, 파인애플 및 키위로부터 추출 분리한 단백질 분해효소의 단일 또는 혼합처리가 Actomyosin 분해에 미치는 영향 Effects of Singular Manner or Mixed Type Treatment of Proteases Isolated from Pear, Pineapple and Kiwifruit on Actomyosin Degradation원문보기
본 연구는 배, 파인애플, 키위로부터 획득한 단일 단백질 분해효소 또는 이들의 혼합 단백질분해효소의 pH 및 처리시간에 따른 계육의 actomyosin분해 능력에 미치는 영향을 조사하였다. 파인애플 단백질분해효소를 처리한 경우, pH 5.3, 7.0과 8.0 모두에서 가장 강한 분해능력을 나타내었으나, 배 및 키위 단백질분해효소의 actomyosin 분해 능력은 비슷한 경향을 보였다. pH에 따른 분해 능력의 조사 결과는 배, 파인애플 및 키위 단백질분해효소 모두pH 5.3에서 강한 분해 활성을 나타내었으나, pH 8.0에서는 파인애플을 제외한 배 및 키위 단백질분해효소는 약한 분해 반응을 보였다. 배 단백질분해효소와 파인애플 단백질분해효소를 1:1 (w/w)로 혼합하였을 때 pH조건에 크게 영향을 받지 않고 강한 분해를 나타낸 반면, 배와 키위 단백질분해효소의 혼합 또는 키위 와 파인애플 단백질분해효소의 혼합의 경우, 배와 파인애플 단백질분해효소의 혼합의 경우에 비해 분해 능력이 낮아지는 것으로 나타나, pH 7.0에서는 키위 효소의 단백질 분해 활성은 배 단백질분해효소와는 영향을 받지 않으나 파인애플로부터 추출한 단백질분해효소와는 경합적으로 작용하는 것으로 관찰되었다. 한편, 배, 파인애플 및 키위 단백질 분해효소의 혼합효소로 처리한 경우pH의 차이에 크게 영향을 받지 않으며 이상적인 분해 능력을 나타내었다. 따라서, 본 연구 결과, 파인애플 및 파파야 등 열대 과일 유래의 단백질분해효소 단일로 처리할 때의 단점인 과잉분해의 문제점이 배 단백질분해효소의 혼합이용을 통해 개선될 수 있는 가능성을 제시하였다.
본 연구는 배, 파인애플, 키위로부터 획득한 단일 단백질 분해효소 또는 이들의 혼합 단백질분해효소의 pH 및 처리시간에 따른 계육의 actomyosin분해 능력에 미치는 영향을 조사하였다. 파인애플 단백질분해효소를 처리한 경우, pH 5.3, 7.0과 8.0 모두에서 가장 강한 분해능력을 나타내었으나, 배 및 키위 단백질분해효소의 actomyosin 분해 능력은 비슷한 경향을 보였다. pH에 따른 분해 능력의 조사 결과는 배, 파인애플 및 키위 단백질분해효소 모두pH 5.3에서 강한 분해 활성을 나타내었으나, pH 8.0에서는 파인애플을 제외한 배 및 키위 단백질분해효소는 약한 분해 반응을 보였다. 배 단백질분해효소와 파인애플 단백질분해효소를 1:1 (w/w)로 혼합하였을 때 pH조건에 크게 영향을 받지 않고 강한 분해를 나타낸 반면, 배와 키위 단백질분해효소의 혼합 또는 키위 와 파인애플 단백질분해효소의 혼합의 경우, 배와 파인애플 단백질분해효소의 혼합의 경우에 비해 분해 능력이 낮아지는 것으로 나타나, pH 7.0에서는 키위 효소의 단백질 분해 활성은 배 단백질분해효소와는 영향을 받지 않으나 파인애플로부터 추출한 단백질분해효소와는 경합적으로 작용하는 것으로 관찰되었다. 한편, 배, 파인애플 및 키위 단백질 분해효소의 혼합효소로 처리한 경우pH의 차이에 크게 영향을 받지 않으며 이상적인 분해 능력을 나타내었다. 따라서, 본 연구 결과, 파인애플 및 파파야 등 열대 과일 유래의 단백질분해효소 단일로 처리할 때의 단점인 과잉분해의 문제점이 배 단백질분해효소의 혼합이용을 통해 개선될 수 있는 가능성을 제시하였다.
In order to investigate the meat tenderizing effects of pear, pineapple and kiwifruit, crude protease was prepared from each fruit and treated with actomyosin in a single manner or mixed type in several combination. Actomyosin was incubated with various proteases for 24 hrs under three different pH ...
In order to investigate the meat tenderizing effects of pear, pineapple and kiwifruit, crude protease was prepared from each fruit and treated with actomyosin in a single manner or mixed type in several combination. Actomyosin was incubated with various proteases for 24 hrs under three different pH condition, and its degrading performance was evaluated by the SDS-PAGE. Pear extract showed an active degrading activity for actomyosin at pH 5.3 and 7.0. But, little actomyosin degradation was observed at pH 8.0. Actomyosin was strongly degraded by the treatment of protease from pineapple at all different pHs(5.3, 7.0 and 8.0). Kiwifruit protease extract has shown actomyosin degradation activity 1hr after treatment at pH 5.3 and pH 7.0. Meanwhile, the mixture of pear and pineapple extracts(l:l, w/w) showed much more degradation than the results of singular manner treatment at pH 5.3 and 7.0. When the pear protease was mixed with kiwifruit protease(l:l, w/w), the performance of actomyosin degradation was similar to the results of each single protease treatment. When the mixture was made of pineapple and kiwifruit extracts, actomyosin degradation was almost the same as the result of treatment of pineapple protease only. When those three proteases were mixed together(l:l:l, w/w/w), actomyosin degrading activities was in time dependent manner at pH 5.3. In summary, pear protease can be used potentially as a meat tenderizer when it was mixed with pineapple or kiwifruit rendering proper tenderization of the meat.
In order to investigate the meat tenderizing effects of pear, pineapple and kiwifruit, crude protease was prepared from each fruit and treated with actomyosin in a single manner or mixed type in several combination. Actomyosin was incubated with various proteases for 24 hrs under three different pH condition, and its degrading performance was evaluated by the SDS-PAGE. Pear extract showed an active degrading activity for actomyosin at pH 5.3 and 7.0. But, little actomyosin degradation was observed at pH 8.0. Actomyosin was strongly degraded by the treatment of protease from pineapple at all different pHs(5.3, 7.0 and 8.0). Kiwifruit protease extract has shown actomyosin degradation activity 1hr after treatment at pH 5.3 and pH 7.0. Meanwhile, the mixture of pear and pineapple extracts(l:l, w/w) showed much more degradation than the results of singular manner treatment at pH 5.3 and 7.0. When the pear protease was mixed with kiwifruit protease(l:l, w/w), the performance of actomyosin degradation was similar to the results of each single protease treatment. When the mixture was made of pineapple and kiwifruit extracts, actomyosin degradation was almost the same as the result of treatment of pineapple protease only. When those three proteases were mixed together(l:l:l, w/w/w), actomyosin degrading activities was in time dependent manner at pH 5.3. In summary, pear protease can be used potentially as a meat tenderizer when it was mixed with pineapple or kiwifruit rendering proper tenderization of the meat.
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문제 정의
또한, 파파인이나 브로멜라인과 같은 기존의 단백질 분해효소는 과다분해로 육류의 상품가치를 오히려 떨어뜨리는 문제점을 내포하고 있어 보다 마일드한 단백질 분해효소로서 한국산 배는 다른 효소들에 비해 이러한 문제점을 해결할 수 있는 것으로 기대된다. 본 연구는 배, 파인애플, 키위로부터 획득한 단일 단백질분해효소 또는 이들의 혼합 단백질분해효소로 pH를 달리하여 24시간 동안 계육의 actomyosin 분해 능력에 미치는 영향을 조사하였다.
본 연구는 배, 파인애플, 키위로부터 획득한 단일 단백질분해효소 또는 이들의 혼합 단백질분해효소의 pH 및 처리 시간에 따른 계육의 actomyosin 분해 능력에 미치는 영향을 조사하였다. 파인애플 단백질분해효소를 처리한 경우, pH 5.
가설 설정
Lane 1: actomyosin, Lane 2: pear protease, Lane 3: 15 minutes, Lane 4: 30 minutes, Lane 5: 60 minutes, Lane 6: 6 hours, Lane 7: 12 hours, Lane 8: 24 hours. H: myosin heavy chain, L: myosin light chain.
Lane 1: actomyosin, Lane 2: pear protease, Lane 3: 15 minutes, Lane 4: 30 minutes, Lane 5: 60 minutes, Lane 6: 6 hours, Lane 7: 12 hours, Lane 8: 24 hours. H: myosin heavy chain, L: myosin light chain.
Lane 1: actomyosin, Lane 2: pear protease, Lane 3: 15 minutes, Lane 4: 30 minutes, Lane 5: 60 minutes, Lane 6: 6 hours, Lane 7: 12 hours, Lane 8: 24 hours. H: myosin heavy chain, L: myosin light chain.
제안 방법
배 과육과 동일량의 0.1 M L-cysteine, ImM EDTA(pH 7.0) 용액을 혼합하여 pH를 5.0으로 조절한 후 4℃에서 2 분간 mixer로 균질화 시킨 후 cheese cloth로 여과한 다음, 6,000 rpm(CP 100 MX, Japan)에서 20 분간 원심 분리한 상등액을 0.01 M L-cysteine, 0.001M EDTA(pH 6.0)를 외액으로 하여 12시간 투석하여 당 성분을 제거한 동결 건조하여 사용하였다. 파인애플은 정(1992)의 방법에 따라 껍질과 줄기를 제거한 과육에 약 5배의 0.
8,000 × g에서 10 분간 원심 분리한 다음 침전물을 모았다. 이 침전물과 동량의 1M KCl 을 가하여 침전된 것을 용해시킨 후, 20,000 × g에서 1시간 원심분리 하여 침전된 것을 제거 하고, 상등액에 약 3배 가량의 증류수를 가한 후 8 000 × g에서 10 분간 원심 분리하여 침전된 것을 다시 1 M의 KCl에 용해하는 일련의 조작을 2회 반복하였다. 마지막 침전물을 1 M의 KCl에 용해시켜 0.
0으로 달리하며 15 min~24 hr 동안 반응시킨 산물을 SDS-PAGE(Laeinmli, 1970) 법을 이용하여 분리하였다. 전기영동 결과는 Image Master VDS 장치를 이용하여 각 밴드의 변화를 densitometer로 측정하여 분석하였다.
대상 데이터
배는 시판 한국산 신고배를 사용하였으며, 파인애플은 필리핀산, 키위는 뉴질랜드산을 구입하여 사용하였다. 단백질분해효소의 분해능을 측정하기 위한 actomyosin은 약 70 주령의 산란용 노폐계를 도살한 즉시 가슴근육 전체의 백색근을 사용하여 조제하였다.
), 키위(Actinidia chinensis)등으로부터 단백질 분해효소를 추출 분리하여 분석에 이용하였다. 배는 시판 한국산 신고배를 사용하였으며, 파인애플은 필리핀산, 키위는 뉴질랜드산을 구입하여 사용하였다. 단백질분해효소의 분해능을 측정하기 위한 actomyosin은 약 70 주령의 산란용 노폐계를 도살한 즉시 가슴근육 전체의 백색근을 사용하여 조제하였다.
본 실험에서는 육연화 기능을 조사하기 위하여 배(Pyrus serotina L.), 파인애플(Ananas comosus. L.), 키위(Actinidia chinensis)등으로부터 단백질 분해효소를 추출 분리하여 분석에 이용하였다. 배는 시판 한국산 신고배를 사용하였으며, 파인애플은 필리핀산, 키위는 뉴질랜드산을 구입하여 사용하였다.
이론/모형
계육 actomyosin과 각 과일 단백질분해효소를 단독 또는 여러 가지 혼합물을 조제하여 pH를 5.3, 7.0 및 8.0으로 달리하며 15 min~24 hr 동안 반응시킨 산물을 SDS-PAGE(Laeinmli, 1970) 법을 이용하여 분리하였다. 전기영동 결과는 Image Master VDS 장치를 이용하여 각 밴드의 변화를 densitometer로 측정하여 분석하였다.
이 침전물과 동량의 1M KCl 을 가하여 침전된 것을 용해시킨 후, 20,000 × g에서 1시간 원심분리 하여 침전된 것을 제거 하고, 상등액에 약 3배 가량의 증류수를 가한 후 8 000 × g에서 10 분간 원심 분리하여 침전된 것을 다시 1 M의 KCl에 용해하는 일련의 조작을 2회 반복하였다. 마지막 침전물을 1 M의 KCl에 용해시켜 0.6 M NaCl에 12시간 투석하여 20,000× g에서 1 시간 원심 분리한 후 상등액을 0℃에서 보존하며 Biuret(1948)법에 의하여 단백질 농도를 측정한 후 분석에 이용하였다.
배 단백질분해효소 추출은 Choe(1996) 등의 방법에 준하여 실시하였다. 배 과육과 동일량의 0.
000 × g, 4℃ 에서 30 분간 원심 분리 하여 침전물을 얻었다. 침전물을 1~2 mL의 동일 완충액에 용해시켜, cellulose dialysis bag에서 4℃에서 하룻밤 투석한 후 동결 건조하여 냉동 보관하며 Bredford (1976) 법에 의하여 단백질농도를 측정한 후 분석에 이용하였다.
0)를 외액으로 하여 12시간 투석하여 당 성분을 제거한 동결 건조하여 사용하였다. 파인애플은 정(1992)의 방법에 따라 껍질과 줄기를 제거한 과육에 약 5배의 0.2 M phosphate buffer(pH 6.0)를 가하여 균질기를 이용하여 균질화한 후 12 시간동안 4℃에서 교반하여 조효소단백질을 용출시킨 후 8.000 × g 에서 30분간 원심 분리하여 상등액을 회수하였다. 상등액에 ammonium sulfate를 넣어 70%포화 용액이 되도록 한후 원심 분리하여 얻은 침전물에 대해 0.
성능/효과
0 모두에서 가장 강한 분해능력을 나타내었으나, 배 및 키위 단백질분해효소의 actomyosin 분해 능력은 비슷한 경향을 보였다. pH에 따른 분해 능력의 조사 결과는 배, 파인애플 및 키위 단백질분해효소 모두 pH 5.3에서 강한 분해 활성을 나타내었으나, pH 8.0에서는 파인애플을 제외한 배 및 키위 단백질분해효소는 약한 분해 반응을 보였다.
3에서는 반응 30분 후부터 분해되기 시작하여 6 시간 후부터는 MHC의 밴드는 거의 중저분자의 단백질로 분해되었다. 그러나 pH 7.0 에서는 반응 1시간 후부터 분해가 진행되었으나 산성 조건에 비해 분해정도가 지연되는 것으로 조사되었으며, 이때의 분해 결과도 산성조건과 다른 분자량의 단백질 패턴을 보이는 것으로 나타났다.
대부분의 효소가 산성과 중성 사이에서 활성이 강하다는 것으로 미루어 보아 배 단백질분해효소 및 파인애플 단백질분해효소의 혼합 (1:1, w/w) 처리도 산성과 중성에서는 짧은 시간 내에 분해가 일어났음을 확인하였다. 그리고 각각의 단백질분해효소 분해 반응보다 더 강한 분해를 나타내는 것으로 보아 혼합으로 인한 효소 활성에 상승효과가 있는 것으로 사료되나 여전히 파인애플로부터 추출된 단백질분해효소의 분해결과가 뚜렷하게 반영되고 있는 것으로 판단되었다.
0의 분해 결과로 파인애플 단백질분해효소와 비슷한 band 경향을 보이며, 분해되었음을 확인할 수 있다. 대부분의 효소가 산성과 중성 사이에서 활성이 강하다는 것으로 미루어 보아 배 단백질분해효소 및 파인애플 단백질분해효소의 혼합 (1:1, w/w) 처리도 산성과 중성에서는 짧은 시간 내에 분해가 일어났음을 확인하였다. 그리고 각각의 단백질분해효소 분해 반응보다 더 강한 분해를 나타내는 것으로 보아 혼합으로 인한 효소 활성에 상승효과가 있는 것으로 사료되나 여전히 파인애플로부터 추출된 단백질분해효소의 분해결과가 뚜렷하게 반영되고 있는 것으로 판단되었다.
0에서는 효소의 분해 활성이 낮아 24 시간 이후에서야 분해가 진행되는 것으로 관찰되었다. 따라서 키위로부터 추출 정제한 단백질분해효소를 단일처리 할 경우, actomyosin 가수분해를 위한 적당한 pH는 중성 이하인 것을 시사하는 결과이다. 이러한 결과는 casein을 기질로 하여 키위 의 단백질 분해활성을 조사한 바, 키위 추출물은 pH 3.
0에서는 근육 단백질의 분해 현상이 관찰되지 않았다. 따라서, 배 단백질분해효소의 근단백질 분해활성은 산성조건에서 중성조건보다 높으며, 알칼리조건에서는 활성이 억제되는 것을 알 수 있었다. 이 결과는 pH 6.
한편, 배, 파인애플 및 키위 단백질분해효소의 혼합효소로 처리한 경우 pH의 차이에 크게 영향을 받지 않으며 이상적인 분해 능력을 나타내었다. 따라서, 본 연구 결과, 파인애플 및 파파야 등 열대 과일 유래의 단백질분해효소 단일로 처리할 때의 단점인 과잉분해의 문제점이 배 단백질분해효소의 혼합이용을 통해 개선될 수 있는 가능성을 제시하였다.
배 단백질분해효소와 파인애플 단백질분해효소를 1:1 (w/w)로 혼합하였을 때 pH 조건에 크게 영향을 받지 않고 강한 분해를 나타낸 반면, 배와 키위 단백질분해효소의 혼합 또는 키위 와 파인애플 단백질분해효소의 혼합의 경우, 배와 파인애플 단백질분해효소의 혼합의 경우에 비해 분해 능력이 낮아지는 것으로 나타나, pH 7.0에서는 키위 효소의 단백질분해 활성은 배 단백질분해효소와는 영향을 받지 않으나 파인애플로부터 추출한 단백질분해효소와는 경합적으로 작용하는 것으로 관찰되었다. 한편, 배, 파인애플 및 키위 단백질분해효소의 혼합효소로 처리한 경우 pH의 차이에 크게 영향을 받지 않으며 이상적인 분해 능력을 나타내었다.
0에서 각각 처리하여 분해 결과를 나타낸 전기영동상이다. 배로부터 추출한 단백질분해효소와는 달리 모든 pH 조건에서 actomyosin에 대한 파인애플 단백질분해효소의 분해반응이 강하게 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
강한 단백질 분해활성을 보인다고 보고하였다. 본 연구에서는 저분자 단백질의 분해패턴은 pH에 따라 각각 조금씩 다른 분해패턴을 보였으나 MHC에 대해서는 pH 조건에 관계없이 pH 5.3의 산성조건에서 뿐만 아니라 pH 8의 알칼리 조건에서도 처리한 후 매우 신속하게 actomyosin을 분해하는 것으로 나타났다.
3에서는 효소 반응 초기부터 강한 분해 반응을 보이고 있다. 시간이 경과하며 분해는 더욱 가속화되어 12 시간 이후에는 MLC (myosin light chain)의 단백질도 거의 작은 펩타이드로 분해되는 것으로 나타났다. 한편, pH 7.
이상에서와 같이, 기존의 파인애플 및 파파야 등 열대 과일 유래의 단백질분해효소의 단점인 과잉분해의 문제점이 국내산 배 단백질분해효소와의 혼합이용을 통해 현저하게 개선될 수 있는 가능성이 확인되었다.
파인애플 단백질분해효소를 처리한 경우, pH 5.3, 7.0과 8.0 모두에서 가장 강한 분해능력을 나타내었으나, 배 및 키위 단백질분해효소의 actomyosin 분해 능력은 비슷한 경향을 보였다. pH에 따른 분해 능력의 조사 결과는 배, 파인애플 및 키위 단백질분해효소 모두 pH 5.
3에서는 파인애플 단백질효소를 단일 처리하였을 때 보다 더욱 분해능이 증가한 것으로 나타났다. 한편, pH 7.0에서는 배와 파인애플 단백질분해효소 혼합처리의 경우와 달리 매우 완화되는 것으로 나타나, 이는 배와 파인애플 단백질분해효소 혼합 처리한 경우 pH가 중성인 조건하에서는 actomyosin 분해에 서로 길항적으로 작용한 것이 아닌가 사료되었다.
시간이 경과하며 분해는 더욱 가속화되어 12 시간 이후에는 MLC (myosin light chain)의 단백질도 거의 작은 펩타이드로 분해되는 것으로 나타났다. 한편, pH 7.0에서는 파인애플로부터 추출한 단백질분해효소를 단일로 처리하였을 때보다 매우 완화되었으며 키위와의 경합적 작용도 뚜렷이 나타나지 않으며 actomyosin 분해가 완만한 속도로 지속적으로 진행된 결과를 나타내었다.
후속연구
, 1996). 또한, 파파인이나 브로멜라인과 같은 기존의 단백질 분해효소는 과다분해로 육류의 상품가치를 오히려 떨어뜨리는 문제점을 내포하고 있어 보다 마일드한 단백질 분해효소로서 한국산 배는 다른 효소들에 비해 이러한 문제점을 해결할 수 있는 것으로 기대된다. 본 연구는 배, 파인애플, 키위로부터 획득한 단일 단백질분해효소 또는 이들의 혼합 단백질분해효소로 pH를 달리하여 24시간 동안 계육의 actomyosin 분해 능력에 미치는 영향을 조사하였다.
참고문헌 (19)
Arcus, A. C. (1959) Proteolytic enzyme of Actinidia chinesis. Biochem. Biophys. Acta. 33, 242-244
Bradford, M. M. (1976) A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal.Biochem. 72, 248-254
Choe, I. S., Park, Y. J., Ishioroshi, M., and Samejima, K. (1996) A new protease in Korean pears as meat tenderizer. AnimaI Science and Technoloey(Jpn) 67, 43-46
Dransfield, E. and Etherrington, D. (1981) Enzymes and food processing. Elsvier Applied Science Pub., London and New York, pp. 177
Elkahalifa, E. A. and Marriott, N. G. (1990) Comparison of the effects of Achromobacter iophagus and splennic pulp on collagen of restructured beef. J. Musde Foods 1, 115-128
Gomall, A. G., Bardawill, J., and David, M. M. (1948): Determination of serum proteins by means of buiret reaction. J. Biol. Chem. 177, 751-758
Kim, H. J. and Taub, I. A. (1991) Specific degradation of myosin in meat by bromelain. Food Chem. 40, 337-343Laemmli, U. K. (1970) Cleavage of structural proteinsduring the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227, 680-685
Macfarlane, J. J. (1985) High pressure technology andmeat quality, In Devetopments in meat science (3),Elsevier Applied Science Pub., London and New York,pp. 155
McDowall, M. A. (1970) Anionic proteinase from Actini-dia chinesis preparation and properties of the crystallineenzyme. Eur. J. Biochem. 14, 214-221
Omar, A. R. and Awang, M. I. (1979) Proteolytic activityof locally prepared pineapple bromeline. Mardi Res. Butt. 165-171
Rampton, J. H., Pearson, A. M., Walker, J. E., and Kapsalis, J. G. (1971) Disc electrophoresis of Weber-Edsall extract and actomyosin from skeletal muscle. J. Agric. Food. Chem. 19, 238-240
Yamaguchi, T., Yamashita, Y., Takeda, I. and Hirashi, K. (1982) Proteolytic enzymes in green asparagus, kiwifruit and miut: Occurrence and partial characterization. Agric. Biol. Chem. 46, 1983-1986
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