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문제 정의
- 이처럼 WPI는 우수한 단백질 보충제로서 이용될 수 있을 뿐만 아니라 식품첨가물 중 항산화제로도 이용한다면 가공식품의 안전성 문제를 해결하는 데에도 도움이 될 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 WPI의 이화학적 특성을 조사하고 유지에 대한 항산화성을 측정하여 WPI의 항산화제로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.
- 알려져 있다. 본 실험에서는 WPI의 이화학적 특성과 항산화성을 조사하여 항산화제로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다. WPI의 pH는 6.
제안 방법
- WPI의 항산화효과 측정은 항산화제 무첨가 옥배유를 100 mL 비이커에 각각 50 g씩을 담고 BHT 0.02%, a- dl-tocopherol(Toc) 0.02% 및 0.1%, ascorbic acid(AsA) 0.02% 및 0.1%, WPI 0.02% 및 0.1%를 각각 첨가하여 60±2t3의 항온기 (Daeyang Scientic Instrument, Korea)에서 30일간 저장하면서 3일 간격으로 각 시료를 채취하여 과산화물가(peroxide value, POV)와 공액이중산가(conjugated dienoic acid value, CDV)를 측정하였다. 과산화물가는 AOCS방법(1990)에 따라 측정하여 유지 1 kg당 밀리당량 milliequivalent weight:meq/kg oil)으로 나타내었다.
- 2)로 여과시켰다. 여과시킨 추줄액을 0.45 |xm PDF syringe filter로 다시 여과하여 활성화시킨 Sep-pak C18 cartridge로 정제한 후 BioLiquid Chromatograph(Dionex, DX-2500, USA)를 이용하여 분석하였다. 이때의 분석조건은 <Table 1>과 같았다.
- 유당 함량은 Cal.,o 등(1986)의 방법을 수정하여 분석하였다. WPI 2 g에 3차 증류수를 첨가하여 40 mL로 정용한 다음 homogenizer로 균질화하였다.
- 과산화물가는 AOCS방법(1990)에 따라 측정하여 유지 1 kg당 밀리당량 milliequivalent weight:meq/kg oil)으로 나타내었다. 유도기간 (induction period, IP)은 각 시료의 과산화물가가 100 meq/kg oil에 도달하는 시간을 임의적으로 설정하였고 (Ahn 2004) 항산화효과의 상대적 크기를 보여주는 RAE(relative antioxidant effectiveness)는 control 의 유도기간에 대한 각 항산화제를 첨가한 시료들의 유도 기간의 백분율로 산출하였다. 공액이중산가(conjugated dienoic acid value)는 AOCS방법 (1990)에 따라 UV- VIS Spectrophotometer(Phamarcia Biotech Ultraspec.
- 즉 WPI와 항산화제들은 각각 30% ethanol 용액에 녹인 후 span 20을 용해시킨 옥배유에 서서히 첨가하면서 hot plate magnetic stirrer로 교반 하였다. 이때 hot plate의 온도는 60℃였으며 용액과 유화제는 각각 l%(w/v)와 0.1%(w/v)씩 옥배유에 첨가하였다. 그리고 옥배유에 30% ethanol 용액과 span 20만을 첨가하여 control로 사용하였다.
- 이때 WPI와 항산화제들은 microemulsion방법(Yi 등 1990)을 이용하여 옥배유에 첨가하였다. 즉 WPI와 항산화제들은 각각 30% ethanol 용액에 녹인 후 span 20을 용해시킨 옥배유에 서서히 첨가하면서 hot plate magnetic stirrer로 교반 하였다. 이때 hot plate의 온도는 60℃였으며 용액과 유화제는 각각 l%(w/v)와 0.
대상 데이터
- WPKProliantine, Wisconsin, USA)는 분말 형태로 된 것을 2005년 10월 구입하였다. 그 외 시약은 Sigma사 (St.
- 것을 2005년 10월 구입하였다. 그 외 시약은 Sigma사 (St. Louis, USA)의 제품을 사용하였고 항산화효과 측정 시 이용한 기질유지는 항산화제가 전혀 들어있지 않은 옥배유(corn germ oil)를 (주)롯데삼강에서 공급받아 시료로 이용하였다.
데이터처리
- 통계처리는 Window용 SAS 6.2 version을 이용하여 분산분석(analysis of variance, ANOVA)을 실시하였으며 Duncan의 다중범 위 검 정 법 (Duncan's multiple range test)으로 유의성을 검증하였고 p<0.05에서 평균 값 간의 유의적 차이를 구하였다(Lee 등 1998).
이론/모형
- WPI 1 g을 멸균된 식염수로 균질화한 후 1 mL를 취한 다음 10배 희석법으로 연속적으로 희석하고 표준평판 한천배지(Plate Count Agar, Difco, USA)를 이용하여 평판 도말법에 의해 세균수를 측정하였다. 37℃에서 48시간 배양 후 colony 수를 측정하였고 세균수는 CFU(colony forming unit)/g log값으로 나타내었다.
- WPI의 일반성분, 즉 수분, 조지방, 조단백, 조회분의 함량은 각각 AOAC방법(1990)에 설명된 상압가열건조법, Soxhlet 추출법, Kieldahl법, 건식회화법으로 측정하였다.
- pH 및 적정산도는 한국식품공업협회 식품공전(1990)의 방법에 따라 실시하였다. 즉 pH는 WPI를 10% 용액으로 만들어 pH meter(Orion, model 420A, USA)를 사용하여 25℃ 에서 측정하였으며 적정산도는 시료 10 g에 증류수 100 mL를 가하고 1% 페놀프탈레인 지시약 0.
- 유도기간 (induction period, IP)은 각 시료의 과산화물가가 100 meq/kg oil에 도달하는 시간을 임의적으로 설정하였고 (Ahn 2004) 항산화효과의 상대적 크기를 보여주는 RAE(relative antioxidant effectiveness)는 control 의 유도기간에 대한 각 항산화제를 첨가한 시료들의 유도 기간의 백분율로 산출하였다. 공액이중산가(conjugated dienoic acid value)는 AOCS방법 (1990)에 따라 UV- VIS Spectrophotometer(Phamarcia Biotech Ultraspec. 2000, Cambridge, England)를 사용하여 233 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 WPI와 항산화제들은 microemulsion방법(Yi 등 1990)을 이용하여 옥배유에 첨가하였다.
- 1%를 각각 첨가하여 60±2t3의 항온기 (Daeyang Scientic Instrument, Korea)에서 30일간 저장하면서 3일 간격으로 각 시료를 채취하여 과산화물가(peroxide value, POV)와 공액이중산가(conjugated dienoic acid value, CDV)를 측정하였다. 과산화물가는 AOCS방법(1990)에 따라 측정하여 유지 1 kg당 밀리당량 milliequivalent weight:meq/kg oil)으로 나타내었다. 유도기간 (induction period, IP)은 각 시료의 과산화물가가 100 meq/kg oil에 도달하는 시간을 임의적으로 설정하였고 (Ahn 2004) 항산화효과의 상대적 크기를 보여주는 RAE(relative antioxidant effectiveness)는 control 의 유도기간에 대한 각 항산화제를 첨가한 시료들의 유도 기간의 백분율로 산출하였다.
- 2000, Cambridge, England)를 사용하여 233 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 WPI와 항산화제들은 microemulsion방법(Yi 등 1990)을 이용하여 옥배유에 첨가하였다. 즉 WPI와 항산화제들은 각각 30% ethanol 용액에 녹인 후 span 20을 용해시킨 옥배유에 서서히 첨가하면서 hot plate magnetic stirrer로 교반 하였다.
- 전기영동은 Laemmli의 방법(1970)에 따라 slab type(50 x 80 x 1mm : Hoefer Scientific사)의 SDS- PAGE(Sodium Dodecyl Sulfate-Polyacrylamide Gel Electrophoresis)로 행하였다. 전기영동시 gel의 농도는 15%로 하였으며 40 mA 전압에서 90분간 실온에서 실시하였다.
- 활성 sulfuhydryl(SH)기 groupe Hardham 등 (1986)의 방법에 따라 정량하였다. WPI 2% 수용액을 준비하고 Tris-glycine 완충용액 (pH 8, 0.
성능/효과
- WPI와 기존의 항산화제를 첨가한 각 기질의 유도 기간도 (Table 4>에 나타내었다. Control의 유도 기간이 10.9일로 나타난 것에 비하여 BHT 0.02% 첨가 기질의 경우는 31.5일로 가장 긴 유도기간을 나타내었고 WPI 0.02, 0.1% 첨가기질의 경우에는 각각 17.6일, 18.1 일로 나타나 산패가 확실히 지연됨을 알 수 있었다. 항산화효과의 상대적인 크기를 RAE (relative antioxidant effectiveness) 로 산줄한 결과에서는 dl-a-tocopherol이 79로 나타나 오히려 산화촉진의 결과를 보였는데 그 이유 중의 하나는 항산화제 의 첨 가방법 때문이 라고 생각된다.
- 6배의 유도기간 연장 효과를 보였다. RAE에 의한 각 항산화물질의 항산화효과 크기는 (Figure 2> 에서보는 것과 같이 BHT 0.02%>ascorbic acid 0.1%)WPI 0.1%>WPI 0.02%>ascorbic acid 0.02%>control> tocopherol 0.02%>tocopherol 0.1%의 순으로 나타나 WPI의 항산화성을 분명히 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 WPI가 천연물질로 고단백질 식품이면서 많은 양을 섭취하여도 문제가 생기 지 않으므로 천연 항산화제인 ascorbic acid나 첨가량에 제한을 두는 합성 항산화제 BHT보다는 사용이 훨씬 용이하면서 그 범위가 확대될 것으로 사료된다.
- 본 실험에서는 WPI의 이화학적 특성과 항산화성을 조사하여 항산화제로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다. WPI의 pH는 6.26, 적정산도는 0.18% 이었으며 수분, 지방, 단백질, 회분, 유당의 함량은 각각 5.2, 0.6, 90.7, 2.7, 0.8%, 활성 SH group 함량은 9 nM/g , 세균수는 5.9X103 CFU/g이었다. 전기영동에 의한 WPI의 단백질 양상은 a-lactalbumin, p- lactoglobulin, BSA(bovine serum albumin)의 band 가 뚜렷하였으며 |3Tactoglobulin의 band가 가장 넓게 분포하였다.
- 전기영동에 의한 WPI의 단백질 양상은 a-lactalbumin, p- lactoglobulin, BSA(bovine serum albumin)의 band 가 뚜렷하였으며 |3Tactoglobulin의 band가 가장 넓게 분포하였다. 옥배유에 WPI와 기존의 항산화제 (BHT, dl~ a-tocopherol, ascorbic acid)를 첨가하여 60℃에서 저장하면서 과산화물가(POV)와 공액이중산가(CDV)를 측정한 결과 tocopherol 첨가군을 제외한 모든 첨가기질이 control보다 높은 항산화력을 나타내었다. 항산화 효과의 상대적인 크기를 보여주는 RAE(relative antioxidant effectiveness)도 contrcd을 100%로 정했을 때 WPI는 166%를 나타내어 확실한 항산화효과를 보였다.
- 1 을 나타내어 항산화효과를 보였다. 저장 12일 째의 CDA는 control의 경우 1.94, WPI 0.02% 의 경우 0.71, WPI 0.1%의 경우 0.7을 나타내어 저장 초기에는 WPI의 항산화효과가 유의적 (p<0.05)으로 큰 것을 알 수 있었다. 즉 WPI는 산화 초기에 형성되는 공액이중산 함량을 감소시키는 능력이 우수하였다.
- 즉 WPI는 산화 초기에 형성되는 공액이중산 함량을 감소시키는 능력이 우수하였다. 저장 15일 째 CDA로 본 항산화효과의 순서는 BHT 0.02%>ascorbic acid 0.1%>WPI 0.1%>WPI 0.02%>ascorbic acid 0.02%>tocopherol 0.02%>control)tocopherol 0.1% 이었고 저장 30일 째까지 지속적으로 유사한 경향을 보였다. 이러한 결과는 POV와 일치한 경향을 보여 WPI의 항산화성을 확인할 수 있었다.
- 항산화제 로서 dl-a-tocopherol이 불안정한 사실은 이미 논문에 보고된바 있다(Cillard 등 1980). 한편 WPI 0.02%와 0.1% 첨가 기질의 경우 RAE가 각각 161, 166으로 나타나 control보다도 약 1.6배의 유도기간 연장 효과를 보였다. RAE에 의한 각 항산화물질의 항산화효과 크기는 (Figure 2> 에서보는 것과 같이 BHT 0.
- 옥배유에 WPI와 기존의 항산화제 (BHT, dl~ a-tocopherol, ascorbic acid)를 첨가하여 60℃에서 저장하면서 과산화물가(POV)와 공액이중산가(CDV)를 측정한 결과 tocopherol 첨가군을 제외한 모든 첨가기질이 control보다 높은 항산화력을 나타내었다. 항산화 효과의 상대적인 크기를 보여주는 RAE(relative antioxidant effectiveness)도 contrcd을 100%로 정했을 때 WPI는 166%를 나타내어 확실한 항산화효과를 보였다. 따라서 분명한 항산화효과를 나타내는 WPI를 식품 가공시 이용한다면 활용도가 높을 것으로 사료된다.
후속연구
- 또한 요쿠르트 제조시에 변형 형태의 gTactoglobulin을 첨가하면 요쿠르트의 gel화가 6-L0배 정도 빠르게 형성되었고 이액현상(syneresis)도 83%나 감소하는 효과를 보였다고 알려져 있다(Anon 1994). 따라서 WPI를 콜로이드 식품에 이용한다면 식품의 물성 및 조직감이 향상될 것이라고 사료된다.
- 항산화 효과의 상대적인 크기를 보여주는 RAE(relative antioxidant effectiveness)도 contrcd을 100%로 정했을 때 WPI는 166%를 나타내어 확실한 항산화효과를 보였다. 따라서 분명한 항산화효과를 나타내는 WPI를 식품 가공시 이용한다면 활용도가 높을 것으로 사료된다.
- 또 일반적으로 식품에 첨가될 때 지용성 용매나 운반체를 필요로 하는 지용성 비타민과의 결합능력이 우수하다고 알려져 있다(Lagarange 1998). 이런 측면에서 WPI를 이용한다면 무지방 식품의 경우에 지용성 비타민을 용이하게 적용시킬 수 있을 것이라고 생각된다. a- Lactalbumine 분자량이 14, 200 Da으로 주로 유아의 소화촉진제로 사용되고 있다.
- 또 Youling(2003)은 돼지고기 튀김 시 WPI와 SPI(soy protein isolate)를 2% 농도로 첨가하여 냉장 저장하면서 TBA가(thiobarbituric acid value)와 공액이 중산가(conjugated dienoic acid value)를 측정한 결과 WPI 및 SPI 첨가군이 control보다 과산화물 생성이 분명하게 억제되었다고 보고하였다. 이처럼 WPI는 우수한 단백질 보충제로서 이용될 수 있을 뿐만 아니라 식품첨가물 중 항산화제로도 이용한다면 가공식품의 안전성 문제를 해결하는 데에도 도움이 될 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 WPI의 이화학적 특성을 조사하고 유지에 대한 항산화성을 측정하여 WPI의 항산화제로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.
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