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문제 정의
- 따라서 본 연구는 두유 및 전두유의 기능성 강화를 위하여 효소적 가수분해에 따른 특성변화를 조사하여 다양한 식품 소재로의 활용 가능성을 조사하였다.
- 본 연구는 두유의 기능성을 향상시키고자 효소가수분해 방법으로 저분자화에 따른 기능적 특성변화를 조사하였다. 두유액 (SM), 두유액 가수분해물(HSM), 전두유액(WSM) 및 전두유 가수분해물(HWSM)의 일반성분은 비지 제거의 유무에 따라 성분함량 차이를 보였으나 저분자화 효소처리에 따른 변화는 거의 없었다.
제안 방법
- Cushman과 Cheung의 방법(19)을 변형하여 측정하였다. 반응구는 시료액 50 μL에 ACE 조효소액 50 μL 및 50 mM sodium borate buffer (pH 8.
- Isoflavone은 Wang 등의 방법(17)을 변형하여 분석하였다.분말 시료 2g에 acetonitrile 10 mL, 0.
- 대두 마쇄액의 가용성 고형분 함량을 10%(w/v)로 조정한 것을 전두유액 (whole soy milk, WSM)으로 사용하였고, 전두유액을 부직포로 여과하여 비지를 제거한 것을 두유액 (soy milk, SM)으로 사용하였다. 두유액과 전두유액에 KMF-G 0.2%(w/w)를 각각 첨가하여 50℃에서 1시간 동안 가수분해한 후 불활성화를 하여 두유액 가수분해물 (hydrolysates of soy milk, HSM)과 전두유액 가수분해물 (hydrolysates of whole soy milk, HWSM)을 제조하였으며, 시료들은 동결건조 (Vacuum freeze dryer, SFD SM24L, Samwon, Korea)하여 100 mesh로 분쇄하여 사용하였다.
- 0이 되도록 희석하여 사용하였다. 시료 1 mL에 DPPH용액 4 mL를 혼합하여 정확히 30초 동안 반응시킨 후, UV-visible spectrophotometer (UV-1601, Shimadzu, Japan)로 517 mm에서 흡광도의 변화를 측정해 아래의 식으로부터 DPPH 라디칼 소거활성을 계산하였다.
- 시료를 diethyl ether로 탈지 한 후, 탈지 시료 10 g에 75% ethanol 200 mL를 가한 다음 80℃ 수욕조에서 1시간 환류 냉각시키면서 유리당과 올리고당을 추출하였다. 추출액을 50℃에서 감압농축한 후 100 mL로 정용하고 sep-pack C18 cartridge와 0.
- 22 pm, Waters Co, Milfbrd, MA, USA) 로 여과한 것을 HPLC (Wateis 2690, Japan) 로 25 ℃에서 분석하였다. 이때 column은 phenomenex(Gemini 5 pm Cis 105x2.00 mm), 이동상은 0.1% phosphoric acid(용매 A)와 acetonitrile(용매B)을 사용하였으며 용매A: 용매B의 비율을 90:10으로 시작하여 40분에 65:35, 45분에 90:10의 비율로 단계적인 gradient system 을 사용하였다. flow rate는 0.
- 1 N HC1 2 mL, H2O 7 mL을 넣고 진탕수욕조에서 100 rpm에서 2시간동안 추출하였다. 추출 액을 고속원심분리기 (MCRO-12, Hanil centrifuge Co., Inchon, Korea)로 3,000 rpm에서 30분간 원심분리한 후 상등액을 취하여 syringe filter (0.22 pm, Waters Co, Milfbrd, MA, USA) 로 여과한 것을 HPLC (Wateis 2690, Japan) 로 25 ℃에서 분석하였다. 이때 column은 phenomenex(Gemini 5 pm Cis 105x2.
- 추출액을 50℃에서 감압농축한 후 100 mL로 정용하고 sep-pack C18 cartridge와 0.45㎛ membrane filter로 처리하여 high performance liquid chromatograph (HPLC, Water 1515, Waters Co., USA)를 이용하여 분석하였다. Column은 carbohydrate analysis column (4.
대상 데이터
- 대두 마쇄액의 가용성 고형분 함량을 10%(w/v)로 조정한 것을 전두유액 (whole soy milk, WSM)으로 사용하였고, 전두유액을 부직포로 여과하여 비지를 제거한 것을 두유액 (soy milk, SM)으로 사용하였다. 두유액과 전두유액에 KMF-G 0.
- 본 실험에 사용한 대두는 2007년도 경북 상주지방에서 재배한 메주콩을 구입하여 사용하였으며, 저분자화 효소는 (주)계명푸덱스에서 KMF-G (70,000 PU/g)를 제공받아 사용하였다.
이론/모형
- Superoxide radical (O2'-1) 소거 활성은 xanthine-xanthine oxidase cytochrome C 환원법 (20) 으 로 측정하였다. 가수분해물 0.
- 대두 100 g을 Jang 등(15)의 방법에 준하여 3회 수세한 후 수돗물에 7~8시간 침지하여 100℃에서 20분간 가열하였다 가열한 대두를 탈피한 후 700mL를 가수하여 homogenizer(HF-93, SMT company, Japan)로 15,000 rpm에서 10분간 마쇄하였다. 대두 마쇄액의 가용성 고형분 함량을 10%(w/v)로 조정한 것을 전두유액 (whole soy milk, WSM)으로 사용하였고, 전두유액을 부직포로 여과하여 비지를 제거한 것을 두유액 (soy milk, SM)으로 사용하였다.
- 시료의 일반성분 분석은 AOAC(16)의 방법에 따라 정량하였고, 색도는 colorimeter (Color Reader, CR-10, Minolta, Osaka, Japan)를 이용하여 L (lightness), a (redness), b (yellowness) 값으로 나타내었다.
성능/효과
- ACE 저해활성을 분석한 결과 Fig. 1과 같이 SM과 WSM 은 각각 37.07%, 36.84%로 비교적 낮은 활성을 보였으나 HSM과 HWSM은 각각 61.75%, 60.33%로 SM과 WSM에 비해 약 1.6배 높게 나타났다. Han 등(30)은 대두의 용매별 추출물의 ACE 저해능은 열수 추출물에서 26.
- DPPH를 이용한 전자공여능을 분석한 결과, SM은 35.38%로 낮은 활성을 보였으나 HSM은 49.26%로 높은 활성을 나타내었다(Fig. 1). HWSM은 45.
- 중요한 의의를 가진다(33). Fig. 2와 같이 SM과 WSM 의 SOD 활성은 각각 18.28%, 18.20%로 콩의 비지 제거에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다. HSM의 SOD 활성은 22.
- 53 mg%로 효소 가수분해 처리 후 감소하였다. HSM과 HWSM 의 DPPH free radical 소거 활성은 각각 49.26%, 45.34%로 SM과 WSM에 비해 높은 활성을 보였으며, ACE 저해활성도 약 1.6배 높게 나타났다. Superoxide radical 소거활성은 HSM과 HWSM에서 높은 활성을 보였고, 원료 콩에서 비지 제거에 따른 차이는 없었다.
- 20%로 콩의 비지 제거에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다. HSM의 SOD 활성은 22.45%, HWSM은 21.62%로 SM과 WSM보다 높은 활성을 나타내어 효소적 가수분해 처리과정이 SOD 활성을 나타내는 peptide 생성에 직접 또는 간접적으로 관여하였을 것으로 추정되며, SOD 유사물질의 섭취로 인체 내의 superoxide를 제거함으로써 노화억제 효과가 기대된다.
- 1). HWSM은 45.34%로 WSM 33.75%보다 높은 활성을 보였다. 이상의 결과 효소적 가수분해 처리한 HSM HWSM이 SM, WSM 보다 전자공여능이 높게 나타났으며 전자공여능이 클수록 강한 항산화 활성을 나타내므로 항산화 효과와 밀접한 관계가 있음을 보여 주고 있다.
- Isoflavone 분석 결과 Table 4와 같이 대두의 주요 isoflavone인 genistein 함량은 SM, WSM에 비해 효소적 가수분해 처리한 HSM과 HWSM에서 약 4배정도 높은 함량을 나타내었다. Genistein은 혈중 LDL-콜레스테롤의 산화 방지 효과(21, 22)와 심혈관계 질환의 위험을 낮추고(23, 24), 항산화성(25, 26)이 높아 효소적 가수분해에 의해 두유의 기능성을 높이는데 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다.
- 5%로 SM에 비해 sucrose의 함량이 감소하였고 fructose의 함량이 증가하였다(Table 3). SM의 총 유리당 함량은 1,389.88 mg%이고 SM을 효소 가수분해 한 HSM의 총 유리당 함량은 1, 013.51 mg%로 효소 가수분해 처리에 의해 총 유리당 함량이 감소한 것으로 사료된다. WSM과 HWSM의 총 유리당 함량은 각각 1, 539.
- 6배 높게 나타났다. Superoxide radical 소거활성은 HSM과 HWSM에서 높은 활성을 보였고, 원료 콩에서 비지 제거에 따른 차이는 없었다. 이상의 결과 두유액 가수분해물(HSM) 및 전두유 가수분해물(HWSM)은 영양성분이나 기능적 특성이 두유액(SM)과 전두유액(WSM)에 비하여 우수한 것으로 나타나 향후 다양한 기능성 강화 소재로 활용이 기대된다.
- 51 mg%로 효소 가수분해 처리에 의해 총 유리당 함량이 감소한 것으로 사료된다. WSM과 HWSM의 총 유리당 함량은 각각 1, 539.51 mg%, 1,331.53 mg%로 전두유분말 시료군에서도 효소 가수분해 처리 후 총 유리당 함량이 감소하였으며 두 시료 모두 maltose는 존재하지 않았고 주로 sucrose, raffinose, stachyose를 많이 함유하였다. 이와 같은 결과는 두유와 전두유의 당 함량에서 전두유가 다소 높았으며 대부분 sucrose와 stachyose 함량이 높았다는 Kim 등(2)의 보고와 유사하였다.
- 07로 전두유분말 시료군이 두유분말 시료 군에 비해 조금 높게 나타났다. b값은 SM과 HSM은 각각 29.33, 31.60이며, WSM과 HWSM은 각각 2753, 26.50로 두유분말 시료군이 전두유분말 시료군에 비해 더 높게 나타났으나 가수분해 처리에 따른 차이는 없었다 L, a, b값 모두 가수분해 처리에 의한 차이는 크지 않아 효소적 가수분해 과정이 대두 시료의 색상에 영향을 크게 미치지 않는 것으로 나타났다.
- 각 시료의 유리당 함량을 분석 비교한 결과, SM의 주요 당은 sucrose가 43.5%, stachyose가 37.6%로 나타났고 HSM 의 주요 당은 stachyose가 54.3%, fructose의 13.5%로 SM에 비해 sucrose의 함량이 감소하였고 fructose의 함량이 증가하였다(Table 3). SM의 총 유리당 함량은 1,389.
- 조사하였다. 두유액 (SM), 두유액 가수분해물(HSM), 전두유액(WSM) 및 전두유 가수분해물(HWSM)의 일반성분은 비지 제거의 유무에 따라 성분함량 차이를 보였으나 저분자화 효소처리에 따른 변화는 거의 없었다. 색도는 대두의 비지 제거 유무에 차이를 나타내었으나 가수분해 처리에 의한 차이는 없었다.
- 일반적으로 대두의 isoflavone은 glycosides 형태로 존재하는데 수침, 열처리, 산가수분해, 발효 등의 가공처리를 하면 β-glucosidase의 작용에 의해 aglycone 형태로 전환되는 것으로 알려져 있다 (27). 본 연구에서도 두유액 및 전두유액을 효소적 가수분해 처리함으로써 glycosides 형태인 daidzin과 genistin의 함량은 감소하고 aglycone 형태인 genistein의 함량은 증가된것으로 추정된다. 또한 현재까지 대두의 isoflavone은 12종이 존재하는 것으로 보고되었으므로(28) 본 실험에서 사용되지 않은 isoflavone류가 있을 것으로 추정되어 이에 따른 보완연구가 요구되었다.
- 이는 동일한 지역, 시기에 재배된 같은 품종의 원료 대두를 사용하였기에 전처리 과정 중 비지 제거의 유무에 따라 상대적인 성분 함량의 차이를 보인 것으로 생각된다. 식품의 외형적인 품질평가에 중요한 인자가 되는 색의 변화를 측정 한 결과(Table 2), SM과 HSM의 명도 L값은 각각 85.47, 84.00이며, WSM과 HWSM은 82.17, 82.62로 효소 가수분해 처리에 따른 차이는 없었으나 두유분말 실험군이 전두유분말 실험군에 비해 L값이 조금 높게 나타났다. a 값은 SM과 HSM은 각각 -0.
- 색도는 대두의 비지 제거 유무에 차이를 나타내었으나 가수분해 처리에 의한 차이는 없었다. 유리당과 올리고당의 총함량은 SM이 1,389.88 mg%, HSM 1,013.51 mg%, WSM 1,539.51 mg%, HWSM 1,331.53 mg%로 효소 가수분해 처리 후 감소하였다. HSM과 HWSM 의 DPPH free radical 소거 활성은 각각 49.
- 75%보다 높은 활성을 보였다. 이상의 결과 효소적 가수분해 처리한 HSM HWSM이 SM, WSM 보다 전자공여능이 높게 나타났으며 전자공여능이 클수록 강한 항산화 활성을 나타내므로 항산화 효과와 밀접한 관계가 있음을 보여 주고 있다. 이러한 결과는 Yee 등(29)은 대두단백질을 효소로 가수분해시킨 가수분해물의 항산화 활성이 대조구에 비해 활성이 높다는 결과와 유사하였다.
- 조단백 함량은 SM과 HSM이 각각 41.44%, 44.54%, WSM과 HWSM은 각각 37.48%, 38.10%로 가수분해 에 따른 차이는 크게 나타나지 않았으나 비지를 제거한 두유분말 실험군에서 더 높게 나타났다. 탄수화물 함량은 전두유 분말 실험군(WSM, HWSM)의 함량이 두유분말 실험군(SM, HSM)보다 높았으며 가수분해 처리에 따른 차이는 거의 없었다.
- 10%로 가수분해 에 따른 차이는 크게 나타나지 않았으나 비지를 제거한 두유분말 실험군에서 더 높게 나타났다. 탄수화물 함량은 전두유 분말 실험군(WSM, HWSM)의 함량이 두유분말 실험군(SM, HSM)보다 높았으며 가수분해 처리에 따른 차이는 거의 없었다. 이는 동일한 지역, 시기에 재배된 같은 품종의 원료 대두를 사용하였기에 전처리 과정 중 비지 제거의 유무에 따라 상대적인 성분 함량의 차이를 보인 것으로 생각된다.
후속연구
- 본 연구에서도 두유액 및 전두유액을 효소적 가수분해 처리함으로써 glycosides 형태인 daidzin과 genistin의 함량은 감소하고 aglycone 형태인 genistein의 함량은 증가된것으로 추정된다. 또한 현재까지 대두의 isoflavone은 12종이 존재하는 것으로 보고되었으므로(28) 본 실험에서 사용되지 않은 isoflavone류가 있을 것으로 추정되어 이에 따른 보완연구가 요구되었다.
- Superoxide radical 소거활성은 HSM과 HWSM에서 높은 활성을 보였고, 원료 콩에서 비지 제거에 따른 차이는 없었다. 이상의 결과 두유액 가수분해물(HSM) 및 전두유 가수분해물(HWSM)은 영양성분이나 기능적 특성이 두유액(SM)과 전두유액(WSM)에 비하여 우수한 것으로 나타나 향후 다양한 기능성 강화 소재로 활용이 기대된다.
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