본 연구는 국내산 키위에서 추출한 protease의 특성을 규명하고자 실시하였으며 지금까지 연구되어 오지 않은 근원섬유에 대한 단백분해 활성을 측정하였다. 국내산 키위 crude 효소액은 시료를 buffer에 넣고 균질화한 원심분리액과 포화황산암모늄 처리 후 투석한 두 단계의 시료로 나누었다. 각각은 21.23 mM/mL와 11.58 mM/mL의 활성을 나타내었고 이를 처음 사용하였던 키위의 양으로 환산하면 112.28 mM/g kiwifruit과 45.80 mM/g kiwifruit이었다. 국내산 키위 crude 효소액의 기질에 때한 특이성에서는 카제인과 근원섬유에 대해 높은 활성을 보였으며 그 다음으로 bovine serum albumin, egg white, collagen, elastin 순이었다. 국내산 키위의 단백분해 효소는 pH 2-3에서는 실활하였으며 $60^{\circ}C$ 이상의 온도 범위에서는 급격히 실활하였다. 국내산 키위 crude 효소액은 pH 3.0과 pH 7.5 두 곳에서 최적활성을 나타냈고, 최적온도는 카제인을 기질로 한 경우 $40^{\circ}C$에서, 근원섬유 $50^{\circ}C$에서 최적온도를 나타냈다. 키위 단백질 분해 효소의 카제인에 대한 활성은 염도가 0.5M일 때까지 매우 높다가 급격히 떨어졌으나 근원섬유에 대한 활성은 염의 농도가 높아짐에 따라 서서히 떨어졌다. 키위는 조리중에 연육작용을 위하여 주로 쓰여지고 있으며, 위의 결과로써 우리나라 육류조리와 같이 재워두는 육류조리방법에도 키위가 좋은 연육효과를 나타낼 수 있음을 보였다.
본 연구는 국내산 키위에서 추출한 protease의 특성을 규명하고자 실시하였으며 지금까지 연구되어 오지 않은 근원섬유에 대한 단백분해 활성을 측정하였다. 국내산 키위 crude 효소액은 시료를 buffer에 넣고 균질화한 원심분리액과 포화황산암모늄 처리 후 투석한 두 단계의 시료로 나누었다. 각각은 21.23 mM/mL와 11.58 mM/mL의 활성을 나타내었고 이를 처음 사용하였던 키위의 양으로 환산하면 112.28 mM/g kiwifruit과 45.80 mM/g kiwifruit이었다. 국내산 키위 crude 효소액의 기질에 때한 특이성에서는 카제인과 근원섬유에 대해 높은 활성을 보였으며 그 다음으로 bovine serum albumin, egg white, collagen, elastin 순이었다. 국내산 키위의 단백분해 효소는 pH 2-3에서는 실활하였으며 $60^{\circ}C$ 이상의 온도 범위에서는 급격히 실활하였다. 국내산 키위 crude 효소액은 pH 3.0과 pH 7.5 두 곳에서 최적활성을 나타냈고, 최적온도는 카제인을 기질로 한 경우 $40^{\circ}C$에서, 근원섬유 $50^{\circ}C$에서 최적온도를 나타냈다. 키위 단백질 분해 효소의 카제인에 대한 활성은 염도가 0.5M일 때까지 매우 높다가 급격히 떨어졌으나 근원섬유에 대한 활성은 염의 농도가 높아짐에 따라 서서히 떨어졌다. 키위는 조리중에 연육작용을 위하여 주로 쓰여지고 있으며, 위의 결과로써 우리나라 육류조리와 같이 재워두는 육류조리방법에도 키위가 좋은 연육효과를 나타낼 수 있음을 보였다.
In the study, the protease activity of kiwifruit (Actinidia deliciosa Planch) cultivated in Korea was estimated, with specific examination of proteolytic effects on myofibrilar protein. The crude protease extract of kiwifruit was prepared in two ways; one in which the kiwifruit was homogenized with ...
In the study, the protease activity of kiwifruit (Actinidia deliciosa Planch) cultivated in Korea was estimated, with specific examination of proteolytic effects on myofibrilar protein. The crude protease extract of kiwifruit was prepared in two ways; one in which the kiwifruit was homogenized with buffer followed by centrifugation, and the other were the supernatant was precipitated by saturated ammonium sulfate followed by dialysis. The former had 21.23 mM/mL of protease activity, which corresponded to 112.28 mM/g kiwifruit utilized, and the latter had 11.58 mM/mL and 45.80 mM/g of kiwifruit. The crude protease extract of the kiwifruit showed high specificity for casein substrate followed by bovine serum albumin, egg white, collagen, and elastin, in order. The enzyme lost proteolytic activity in acidic conditions such as pH 2-3, and at high temperatures over $60^{\circ}C$. It showed optimal activity in both pH 3.0 and pH 7.5 as well as at $40^{\circ}C$ for casein substrate and at $50^{\circ}C$ for myofibrilar protein substrate. The proteolytic activity toward casein was high with up to 0.5M salt, followed by a sharp decrease beyond this concentration. On the other hand the proteolytic activity for myofibrilar protein decreased steadily with increasing of salt concentration. Kiwifruit has been used as a for meat tenderizer for in home cooking and these results support the its tenderizing effectiveness of kiwifruit especially for Korean style marinating of meat for cooking.
In the study, the protease activity of kiwifruit (Actinidia deliciosa Planch) cultivated in Korea was estimated, with specific examination of proteolytic effects on myofibrilar protein. The crude protease extract of kiwifruit was prepared in two ways; one in which the kiwifruit was homogenized with buffer followed by centrifugation, and the other were the supernatant was precipitated by saturated ammonium sulfate followed by dialysis. The former had 21.23 mM/mL of protease activity, which corresponded to 112.28 mM/g kiwifruit utilized, and the latter had 11.58 mM/mL and 45.80 mM/g of kiwifruit. The crude protease extract of the kiwifruit showed high specificity for casein substrate followed by bovine serum albumin, egg white, collagen, and elastin, in order. The enzyme lost proteolytic activity in acidic conditions such as pH 2-3, and at high temperatures over $60^{\circ}C$. It showed optimal activity in both pH 3.0 and pH 7.5 as well as at $40^{\circ}C$ for casein substrate and at $50^{\circ}C$ for myofibrilar protein substrate. The proteolytic activity toward casein was high with up to 0.5M salt, followed by a sharp decrease beyond this concentration. On the other hand the proteolytic activity for myofibrilar protein decreased steadily with increasing of salt concentration. Kiwifruit has been used as a for meat tenderizer for in home cooking and these results support the its tenderizing effectiveness of kiwifruit especially for Korean style marinating of meat for cooking.
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문제 정의
본 연구는 국내산 키위에서 추출한 protease의 특성을 규명하고자 실시하였으며 지금까지 연구되어 오지 않은 근원섬유에 대한 단백분해 활성을 측정하였다. 국내산 키위 crude 효소액은 시료를 buffer에 넣고 균질화한 원심분리액과 포화황산암모늄 처리 후 투석한 두 단계의 시료로 나누었다.
또한 키위, 배, 파인애플 등의 연육효과(18,19)와 연육제 제조(20-23)에 관한 연구 등이 보고되었다. 본 연구에서는 국내에서 생산되는 키위 단백분해효소의 최적 활성, 안정성 등의 효율성과 특히 근원섬유에 대한 단백분해특성을 규명하고 이러한 효소작용 조절을 통하여 산업적인 연계를 구축하여 국내산을 선호하는 소비자들에게 국내산 키위를 이용한 연육효과를 과학적으로 입증하여 그 사용을 넓히고자 하였다.
Crude 효소액(A)의 기질에 따른 선택성을 비교하고자 다른 종류의 단백질 기질을 이용하여 단백분해활성을 측정하였다. 사용된 카제인, egg white, bovine serum albumin, collagen, elastin, myofibrilar protein 등 여러 가지 단백질은 Simga(St.
본 연구는 국내산 키위에서 추출한 protease의 특성을 규명하고자 실시하였으며 지금까지 연구되어 오지 않은 근원섬유에 대한 단백분해 활성을 측정하였다. 국내산 키위 crude 효소액은 시료를 buffer에 넣고 균질화한 원심분리액과 포화황산암모늄 처리 후 투석한 두 단계의 시료로 나누었다. 각각은 21.
, Waltham, MA, USA)한 후 상등액을 사용하였다(추출물 A). 이 상등액에 70% 포화황산암모늄을 가하여 효소 단백질을 응집, 침전시키고 원심분리한 후 침전물을 모아 0.1 M sodium phosphate buffer(pH 7.0)에 녹인 후 동일한 완충용액에서 18시간 동안 투석하였다(추출물 B).
1 M sodium phosphate buffer로 희석한 후 4℃에서 24시간 방치하고 카제인에 대한 단백분해 활성을 측정하여 효소의pH 안정성을 조사하였다. 즉, 0.1 M sodium phosphate buffer에 희석된 crude 효소액을 20-80℃의 온도에서 각각 20분간 방치 후 신속히 냉각시키고 나서 1% 카제인에 반응시켜 실활된 효소의 단백분해 활성을 측정하였다(19).
키위 crude 효소의 단백질에 따른 기질특이성을 비교하였다. 키위 조효소액 A는 카제인과 근원섬유에 탁월한 단백분해 효능을 가지고 있음을 알 수 있었다.
키위 중의 효소를 추출하고 단백분해 효소의 추출 단계에 따라 활성도를 측정하였다. 키위를 buffer에 균질화한 후 여과하여 원심 분리한 A 단계에서는 21.
효소의 안정성은 키위의 crude 효소액(추출물 A)을 pH 2-9로 맞춰진 0.1 M sodium phosphate buffer로 희석한 후 4℃에서 24시간 방치하고 카제인에 대한 단백분해 활성을 측정하여 효소의pH 안정성을 조사하였다. 즉, 0.
효소의 최적 pH는 1% 카제인 용액 1 mL에 pH 2-9가 되도록 조제한 0.1 M sodium phosphate buffer를 만들어 효소를 각각의buffer에 작용시키고 crude 효소액(추출물 A) 2 mL를 가한 후 40℃에서 20분 반응시켜 효소의 활성을 측정하였다(19,20,25).효소의 최적 온도는 1% 카제인 용액 1 mL에 0.
1 M sodium phosphate buffer를 만들어 효소를 각각의buffer에 작용시키고 crude 효소액(추출물 A) 2 mL를 가한 후 40℃에서 20분 반응시켜 효소의 활성을 측정하였다(19,20,25).효소의 최적 온도는 1% 카제인 용액 1 mL에 0.1 M sodium phosphate buffer로 희석된 효소액 2 mL를 넣고 20-80℃의 온도에서 각각 20분간 반응시킨 후 효소의 활성을 측정하였다.1% 카제인 용액 1 mL에 0, 0.
대상 데이터
근원섬유의 조제를 위한 소고기의 우둔은 가락시장 내 축산물시장에서 도축 후 약 24시간 경과한 한우육을 구입하여 실험에 사용하였다.
본 실험에 사용한 키위 열매(Actinidia chinensis, Planch)는 전남 해남지역에서 생산되는 국내산으로 농수산물 가락시장에서 구입하였으며 냉동보관(−45℃)하여 사용하였다.
Crude 효소액(A)의 기질에 따른 선택성을 비교하고자 다른 종류의 단백질 기질을 이용하여 단백분해활성을 측정하였다. 사용된 카제인, egg white, bovine serum albumin, collagen, elastin, myofibrilar protein 등 여러 가지 단백질은 Simga(St. Louis, MO, USA)사의 제품을 사용하였으며, 이들 단백질은 위와 같은 방법으로 조제하였다.
이론/모형
키위의 단백질 분해효소는 Cho 등(10)의 방법을 참고하여 Fig. 1과 같은 방법으로 추출하였다. 즉, 과일의 껍질을 박피하고 가식부분에 2배의 0.
효소의 활성은 Kunitz(18)법에 따라 측정하였다. 즉, Hammastein 카제인을 0.
성능/효과
과실을 이용한 연육효과는 특히 고기를 재어두는 과정에서 중요하게 사용되고 있으므로 우리나라 전통 조리인 불고기, 갈비찜 등에서 유용하게 쓰여질 수 있다. 30℃에서의 효소활성도를 비교하여보면 근원섬유에 대한 활성도는 최고치에 비해 약60%이고 카제인에 대한 활성은 10% 미만으로 나타나 상온에서 재어두는 요리에서 키위 단백분해효소가 매우 유용하게 쓰여질 수 있을 것임을 알 수 있다.
국내산 키위의 단백분해 효소는 pH 2-3에서는 실활하였으며 60℃이상의 온도 범위에서는 급격히 실활하였다. 국내산 키위 crude효소액은 pH 3.0과 pH 7.5 두 곳에서 최적활성을 나타냈고, 최적온도는 카제인을 기질로 한 경우 40℃에서, 근원섬유 50℃에서 최적온도를 나타냈다. 키위 단백질 분해 효소의 카제인에 대한 활성은 염도가 0.
이는 Kim(19)의40-45℃에서 최적반응온도를 보인 결과와 유사하나 Yoon 등(25)의 실험에서는 최적 온도가 60℃로 보고되어 차이를 보인다. 근원섬유에 대한 분해능력 또한 40-50℃에서 가장 좋은 활성을 나타내었다. 과실을 이용한 연육효과는 특히 고기를 재어두는 과정에서 중요하게 사용되고 있으므로 우리나라 전통 조리인 불고기, 갈비찜 등에서 유용하게 쓰여질 수 있다.
6에서보는 바와 같다. 단백질 기질을 카제인으로 쓰는 경우와 근원섬유를 쓰는 경우 두 가지 모두에서 pH 3.0과 pH 7.5에서 높은 활성을 나타냈다. 특히 카제인의 경우 pH 3.
키위 단백질 분해 효소의 활성에 미치는 온도의 영향을 검토한 결과(Fig. 7), 50℃까지는 역가의 변화가 거의 없으며 그 이상의 온도에서는 급격히 활성이 감소되는 것으로 나타났다. 키위단백질 분해 효소의 활성 최적 온도는 40℃였으며 50℃까지는 완만히 증가하다가 60℃ 부터 급격히 하강하였다.
키위 crude 효소의 단백질에 따른 기질특이성을 비교하였다. 키위 조효소액 A는 카제인과 근원섬유에 탁월한 단백분해 효능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 다른 과실유래 단백분해효소(파인애플, 무화과, 배 등)는 일반적으로 근원섬유보다 카제인에서 단백분해 효능이 월등히 높은 것으로 나타났다(24).
5 M일 때까지 매우 높다가 급격히 떨어졌으나 근원섬유에 대한 활성은 염의 농도가 높아짐에 따라 서서히 떨어졌다. 키위는 조리중에 연육작용을 위하여 주로 쓰여지고 있으며, 위의 결과로써 우리나라 육류조리와 같이 재워두는 육류조리방법에도 키위가 좋은 연육효과를 나타낼 수 있음을 보였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
키위의 정의는?
키위는 참다래 또는 양다래(Kiwifruit, Actinidia deliciosaPlanch)라고도 불리는 다래나무과(Actinidiaceae) 다래나무속(Actinidia)에 속하는 온대성 낙엽과수(1,2)이며 우리나라에서는 전남에서 많이 생산되고 기타 다른 남부지역에서도 재배되는데, 그동안 품질향상을 위한 여러 가지 노력이 행하여져 수입키위보다 맛이 월등하다고 평가되고 있다. 그러나 우리나라에서 생산되는 키위는 그 맛이나 질이 우수함에도 불구하고 외국산에 밀려 재배나 판매에서 애로사항을 겪고 있으며 현재는 생산위기를 맞고 있는 실정이다.
식당과 일반 가정에서 사용되는 과실을 이용한 연육방법에는 어떤 과육이 있는가?
우리나라에서 재배되는 과실의 단백질 분해효소에 대한 연구는 키위(10-12)나 무화과(11,12), 배(13-15), 파인애플(16,17) 등이 있다. 또한 키위, 배, 파인애플 등의 연육효과(18,19)와 연육제 제조(20-23)에 관한 연구 등이 보고되었다.
일 년 중 8개월 정도는 수입 키위의 소비에 의존해야 하는 이유는?
그러나 우리나라에서 생산되는 키위는 그 맛이나 질이 우수함에도 불구하고 외국산에 밀려 재배나 판매에서 애로사항을 겪고 있으며 현재는 생산위기를 맞고 있는 실정이다. 더구나 키위는 저장성이 낮아 저장 중 과육이 쉽게 물러짐에 따라 일정기간이 지나면 기호도가 떨어져, 일년 중 8개월 정도는 수입 키위의 소비에 의존하여야만 하는 실정이다. 키위는 비타민 C와 섬유소의 함량이 높아 영양학적(3)으로도 우수한 식품이라 할 수 있으며 또한 단백질 분해효소인 actinidin이 존재해 육류의 연육 효과(4)도 인정되고 있다.
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