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문제 정의
- 토란의 효소적 갈변의 원인이 되는 PPO에 관한 연구로 토란과 감자 PPO의 비교 연구(18)가 수행되 었으나, 토란의 갈변을 저해하는 천연 식품에 관한 연구는 매우 적은 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 여러가지 조건을 달리하여 제조한 MRPs가 토란의 PPO에 미치는 저 해 효과를 밝히고자 한다.
제안 방법
- 1.5 M glycine과 L5 M glucose를 90℃에서 시 간별로 반응 시켜 생성된 MRPs의 토란 PPO에 대한 저해 효과를 검토하였으며, 반응 시간에 따른 MRPs의 색깔 변화는 420 nm에서 홉 광도를 측정하였다.
- 0 mL를 첨가하여 반응을 시작하였으며, 420 nm에서 흡광도 (Pharmacia Biotech사의 Ultrospec 3000)의 변화를 이용하여 효소 활성을 측정하였다(12). Catechol 이외의 기질은 기질의 종류에 따라서, 410 nm(4-methylcatechol), 334 nm (pyrogallol), 475 nm((+)-catechin, L-DOPAJ에서 효소 활성을 측정하였다. MRPs에 의한 효소활성의 저 해실험은 50 mM potassium phosphate buffer(0.
- 1 mL를 첨가하여 25℃에서 5분간 보관하였다. 그리고 0.2 M catechol 1.0 mL를 첨가하여 반응을 시작하였으며, 420 nm에서 흡광도 (Pharmacia Biotech사의 Ultrospec 3000)의 변화를 이용하여 효소 활성을 측정하였다(12). Catechol 이외의 기질은 기질의 종류에 따라서, 410 nm(4-methylcatechol), 334 nm (pyrogallol), 475 nm((+)-catechin, L-DOPAJ에서 효소 활성을 측정하였다.
- 당은 glucose, lactose, sucrose, fructose, maltose를 사용하였으며, 생성된 각 MRPs에 대한 토란 PPO 의 저 해 효과를 비교하였다. 그리고 glycine과 glucose의 농도를 0.05 M, 0.1 M, 0.5 M, 1.0 M, 1.5 M로 변화시 켜 생성된 각각의 MRPs에 대한 토란 PPO의 저해 효과를 검토하였다.
- 5 M의 다양한 종류의 당을 90℃에서 7시간 반응시 켜 각각의 MRPs를 생성하였다(12). 당은 glucose, lactose, sucrose, fructose, maltose를 사용하였으며, 생성된 각 MRPs에 대한 토란 PPO 의 저 해 효과를 비교하였다. 그리고 glycine과 glucose의 농도를 0.
- 5 M glycine을 90℃에서 7시간 반응시켜 생성하였다. 이를 표준으로 하여 1.5 M glucose에 이ycine의 농도를 달리 하여 , 또는 1.5 M glycine에 glucose의 농도를 달리하여 90℃에서 반응시간을 달리하여 MRPs를 생성하였다.
- 토란으로부터 polyphenol oxidase를 추출하여 Maillard reation products(MRPs)가 토란 PPO에 미 치 는 영향을 조사하였다. 토란 PPO에 대한 MRPs의 저 해 효과는 사용한 기 질이 (+)-catechin, catechol인 경우에 높게 나타났다.
성능/효과
- 1은 L5 M glycine 용액 에 여러 가지 당 용액을 첨가하여 제조한 MRPs가 효소 활성 에 미 치 는 영향을 검 토한 결과이다. Fructose와 glycine을 사용하여 생성한 MRPs가 토란 PPO에 대하여 가장 높은 저해 효과를 보였으며(상대활성도: 9.8%), 다음으로 glucose(상대활성도: 21.0%)였다. 그러나, 비환원당인 sucrose를 사용한 경우에는 MRPs에 의한 효소의 저 해정도가 낮았다(상대 활성 도: 52.
- 5 M glycine 용액에 다양한 농도의 glucose 용액 을 첨가하여 제조한 MRPs가 효소 활성에 미치는 영향을 조사한 결과이다. 고농도의 glycine, glucose를 사용하여 제조한 MRPs는 토란 PPO에 대한 저 해 효과가 높았으나, 낮은 glucose의 농도에서 제조한 MRPs는토란 PPO에 대한 저해효과가 상대적으로 낮았다. Tan과 Harris(12)는 0.
- 0%)였다. 그러나, 비환원당인 sucrose를 사용한 경우에는 MRPs에 의한 효소의 저 해정도가 낮았다(상대 활성 도: 52.3%). Billaud 등(15)의 연구에서는 glucose/cysteine, fructose/cysteine 용액을 사용하여 생성한 MRPs의 사과 PPO 저해 효과를 조사한 결과 fructose에 비하여 glucose를 사용한 MRPs의 저해 효과가 더 높게 나타났다.
- 토란 PPO에 대한 MRPs의 저 해 효과는 사용한 기 질이 (+)-catechin, catechol인 경우에 높게 나타났다. 그리고 MRPs의 토란 PPO 저 해 효과는 당의 종류를 달리 하여 생성한 MRPs 중에서 fructose와 glucose로 제조한 MRPs의 첨가 시 가장 높았으며 , glycine과 glucose의 농도가 높아질수록 저 해 효과가 증가하였다. 반응 시간에 따른 MRPs의 저 해 효과를 조사한 결과, 반응 시간이 길어질수록 MRPs의 변색 정도가 높아졌으며, 이에 따라서 토란 PPO에 대한 저해 효과도 증가하였다.
- 장시간 반응시 켜 생성된 MRPs 가 토란 PPO의 효소 활성을 크게 저 해하였다. 그리고 각각의 MRPs는 반응 시간이 길어질수록 변색의 정도가 높았다. Billaud 등(14)의 연구에서 는 fructose/glutathione, glucose/glutathione 용액을 사용하여 제조한 MRPs를 90℃에서 39시간 반응시킨 결과, 반응 시간이 길어짐에 따라 MRPs의 사과 PPO 저 해 효과가 증가하였다.
- 그리고 MRPs의 토란 PPO 저 해 효과는 당의 종류를 달리 하여 생성한 MRPs 중에서 fructose와 glucose로 제조한 MRPs의 첨가 시 가장 높았으며 , glycine과 glucose의 농도가 높아질수록 저 해 효과가 증가하였다. 반응 시간에 따른 MRPs의 저 해 효과를 조사한 결과, 반응 시간이 길어질수록 MRPs의 변색 정도가 높아졌으며, 이에 따라서 토란 PPO에 대한 저해 효과도 증가하였다.
- 그러나 이물질들은 독특한 냄새와 영양소의 파괴, 인체에 대한 유해성 등이 문제시되어 과실과 채소에 대하여 사용이 금지되었으며, 이에 따라 갈변을 효과적으로 억제할 수 있는 천연의 갈변 억제제의 개발이 요구되고 있다. 천연물질인 꿀(9), natural aliphatic alcohol(lO), cysteine(ll), Maillard reaction prod- ucts(12-17)에서 PPO를 억 제하는 활성이 확인되었다. 토란의 효소적 갈변의 원인이 되는 PPO에 관한 연구로 토란과 감자 PPO의 비교 연구(18)가 수행되 었으나, 토란의 갈변을 저해하는 천연 식품에 관한 연구는 매우 적은 실정이다.
- 토란 PPO에 대한 MRPs의 저 해 효과는 사용한 기 질이 (+)-catechin, catechol인 경우에 높게 나타났다. 그리고 MRPs의 토란 PPO 저 해 효과는 당의 종류를 달리 하여 생성한 MRPs 중에서 fructose와 glucose로 제조한 MRPs의 첨가 시 가장 높았으며 , glycine과 glucose의 농도가 높아질수록 저 해 효과가 증가하였다.
- 활성 저해 효과를 조사한 결과이다. 토란 PPO에 대한 MRPs의 저해활성은 사용한 기질에 따라 상이하였으며, 사용한 기질이 (+)-catechin(12.7%), catechol(20.0%), 4-me- thylcatechol(44.2%), L-DOPA(53.7%), pyrogallol(73.8%) 순으로 저해 활성이 높았다. 한편, Tan과 Harris(12)는 4- methylcatechol, catechol 및 L-DOPA가 기 질로 사용되 었을때 사과 PPO에 대한 MRPs의 저 해효과가 높았다고 보고하였다.
- 2는 L5 M glucose 용액 에 다양한 농도의 glycine 용액을 첨가하여 생성한 MRPs가 토란에서 추출한 PPO에 미치는 저해정도를 나타낸 것이다. 토란의 PPO는 glucose와 glycine을 각각 1.5 M씩 첨가하여 생성한 MRPs에 의하여 높은 저 해 :상대 활성 도 23.0%)를 받았으나, 1.5 M glucose에 1.0M 이ycine을 첨가하여 생성한 MRPs에 의하여 상대 활성도가 38.5%로 감소하였다. Fig.
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