Alcalase, protamex 및 neutrase효소처리가 청국장의 펩타이드 및 항산화 활성 증가에 미치는 영향을 동일한 조건으로 효소 처리한 대두분말과 비교하였다. 효소 20, 100 및 500 mAU를 $50^{\circ}C$에서 120분간 처리한 결과 청국장과 대두분말 모두에서 alcalase 및 protamex에 의한 펩타이드 생성이 neutrase보다 높게 나타났다. 항산화 활성은 청국장의 경우 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 효소처리를 하지 않은 대조구와 비교하여 시료량에 따라 각각 37~57%, 59~106% 및 67~83%, protamex 처리에 의해 35~50%, 56~74% 및 52~75% 통계적으로 유의하게 증가하였다. 대두분말을 효소 처리한 시료에서도 유사한 결과를 보여 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 각각 37~55%, 51~99% 및 67~83%, protamex 처리에 의해 36~44%, 44~66% 및 51~65% 증가하였다. 그러나 두 시료 모두에서 neutrase 처리에 의한 항산화 활성의 유의적 증가는 없었다. 이상의 결과는 alcalase와 protamex가 청국장에 특이적이지는 않으나 펩타이드 생성 및 항산화 활성 증가에 효율적임을 보여주고 있다.
Alcalase, protamex 및 neutrase 효소처리가 청국장의 펩타이드 및 항산화 활성 증가에 미치는 영향을 동일한 조건으로 효소 처리한 대두분말과 비교하였다. 효소 20, 100 및 500 mAU를 $50^{\circ}C$에서 120분간 처리한 결과 청국장과 대두분말 모두에서 alcalase 및 protamex에 의한 펩타이드 생성이 neutrase보다 높게 나타났다. 항산화 활성은 청국장의 경우 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 효소처리를 하지 않은 대조구와 비교하여 시료량에 따라 각각 37~57%, 59~106% 및 67~83%, protamex 처리에 의해 35~50%, 56~74% 및 52~75% 통계적으로 유의하게 증가하였다. 대두분말을 효소 처리한 시료에서도 유사한 결과를 보여 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 각각 37~55%, 51~99% 및 67~83%, protamex 처리에 의해 36~44%, 44~66% 및 51~65% 증가하였다. 그러나 두 시료 모두에서 neutrase 처리에 의한 항산화 활성의 유의적 증가는 없었다. 이상의 결과는 alcalase와 protamex가 청국장에 특이적이지는 않으나 펩타이드 생성 및 항산화 활성 증가에 효율적임을 보여주고 있다.
Chungkukjang and soybean powder were enzymatically hydrolyzed with 20, 100 and 500 mAU of 3 commercially available proteases (alcalase 2.4L, protamex and neutrase 0.8L) at $50^{\circ}C$ for 120 min. The degree of hydrolysis and antioxidant activities of hydrolysates were comparably evalua...
Chungkukjang and soybean powder were enzymatically hydrolyzed with 20, 100 and 500 mAU of 3 commercially available proteases (alcalase 2.4L, protamex and neutrase 0.8L) at $50^{\circ}C$ for 120 min. The degree of hydrolysis and antioxidant activities of hydrolysates were comparably evaluated. Alcalase and protamex yielded higher content of peptide compared to neutrase in both Chungkukjang and soybean powder hydrolyzed samples. Both Chungkukjang and soybean hydrolysates showed also greater increases of antioxidant activities compared to those prepared with neutrase. The rates of increment of DPPH, ABTS and hydroxyl radical scavenging activities were similar between Chungkukjang and soybean powder hydrolyzates. These results show that alcalase and protamex are not specific for Chungkukjang but enhance its antioxidant activity.
Chungkukjang and soybean powder were enzymatically hydrolyzed with 20, 100 and 500 mAU of 3 commercially available proteases (alcalase 2.4L, protamex and neutrase 0.8L) at $50^{\circ}C$ for 120 min. The degree of hydrolysis and antioxidant activities of hydrolysates were comparably evaluated. Alcalase and protamex yielded higher content of peptide compared to neutrase in both Chungkukjang and soybean powder hydrolyzed samples. Both Chungkukjang and soybean hydrolysates showed also greater increases of antioxidant activities compared to those prepared with neutrase. The rates of increment of DPPH, ABTS and hydroxyl radical scavenging activities were similar between Chungkukjang and soybean powder hydrolyzates. These results show that alcalase and protamex are not specific for Chungkukjang but enhance its antioxidant activity.
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문제 정의
대두 단백의 효소 가수분해율은 동일 효소에 의해서도 전처리 조건에 의해 달라질 수 있는데(24) 발효로 인한 대두 단백질의 변화 또한 단백 분해효소 활성에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 청국장을 alcalase, protamex 및 neutrase 등 상업용 단백분해효소로 가수분해하고 펩타이드 생성 및 항산화 활성을 측정한 후 대두분말과 비교하여 차이가 있는지 알아보았다.
제안 방법
5초 후 1 mM FeSO4 50 μL를 자동주입 하고 30초간 화학발광 정도를 측정하였다.
ABTS radical 소거활성은 Arnao 등(27)과 Obon 등(28)의 방법을 응용하여 측정하였다. 즉, 2 mM ABTS, 0.
Alcalase, protamex 및 neutrase 효소처리가 청국장의 펩타이드 및 항산화 활성 증가에 미치는 영향을 동일한 조건으로 효소 처리한 대두분말과 비교하였다. 효소 20, 100 및 500 mAU를 50℃에서 120분간 처리한 결과 청국장과 대두분말 모두에서 alcalase 및 protamex에 의한 펩타이드 생성이 neutrase보다 높게 나타났다.
DPPH radical 소거활성은 건조 고형분 함유량이 0.6～9 mg/mL이 되도록 희석한 시료액 0.5 mL을 0.2 mM DPPH 에탄올 용액 1 mL와 혼합하고 30분간 상온에서 방치한 후 분광광도계를 이용하여 515 nm에서 흡광도를 측정하여 알아보았다(26).
상온에서 30분 냉각한 후 반응액 200 μL를 취하고 분광광도계(Microplate reader, VERSAmax, Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 340 nm에서 흡광도를 측정하였다. L-Leucine을 표준물질로 사용하여 펩타이드 생성정도를 계산하였다.
반응이 끝나면 끓는 물에 10분 가열하여 효소를 불활성화하고 원심분리기(Union 32R, Hanil, Seoul, Korea)를 이용하여 2,322×g로 20분 원심분리한 후 상등액을 취하여 펩타이드 생성정도 및 항산화 활성 측정의 시료로 사용하였다. 대조구는 효소를 첨가하지 않고 살균 후 120분간 동일한 진탕과정을 진행한 시료로 하였다.
청국장 및 대두분말 5% 수용액을 95℃에서 20분간 살균한 후 상온에서 냉각하고 반응액으로 사용하였다. 반응액의 pH는 6.8～7.0 사이로 실험에 사용한 세 효소의 적정 pH 범위에 해당되므로 pH 보정 없이 alcalase, protamex 및 neutrase를 각각 20 mAU, 100 mAU 및 500 mAU가 되도록 첨가하고 진탕배양기(SJ808H, Sejong, Seoul, Korea)를 이용하여 온도 50℃, 회전속도 80 rpm의 조건에서 10분, 20분, 30분, 60분 및 120분간 반응시켰다. 반응이 끝나면 끓는 물에 10분 가열하여 효소를 불활성화하고 원심분리기(Union 32R, Hanil, Seoul, Korea)를 이용하여 2,322×g로 20분 원심분리한 후 상등액을 취하여 펩타이드 생성정도 및 항산화 활성 측정의 시료로 사용하였다.
ABTS radical 소거활성은 Arnao 등(27)과 Obon 등(28)의 방법을 응용하여 측정하였다. 즉, 2 mM ABTS, 0.2 mM MP-8 및 0.1 mM H2O2를 함유한 1 mL의 PBS(potassium phosphate-buffered saline, 0.1 M, pH 7.4)와 건조 고형분 함유량이 1～5 mg/mL 되도록 희석한 시료액 0.1 mL을 혼합하고 상온에서 6분간 방치한 후 735 nm에서 흡광도를 측정하였다.
즉, 건조 고형분 함유량이 0.4～2 mg/mL 되도록 희석한 시료액 50 μL와 1 mM H2O2 100 μL를 96-well microplate에 넣고 화학발광기(Microtiterplate Luminometer, EG&G Berthold LB96P, Bad Wildbad, Germany)에 장착한 후 자동주입기를 통해 10 mM luminol 100 μL를 자동주입 하였다.
즉, 효소처리가 끝나면 원심분리하고 상등액 1 mL에 1%(w/v) SDS 용액 9 mL를 혼합한 후 125 μL를 취하여 1 mL의 phosphate buffer(0.2125 M, pH 8.2)와 1 mL의 0.1% TNBS(w/v) 수용액을 첨가하였다.
대상 데이터
청국장 시료는 발효 후 열풍건조하여 분쇄한 분말을 맛가마식품(충남 논산)에서 구입하여 사용하였다. 대두분말은 대두[Glycine max(L.) Merrill]를 분쇄기(GFM-S401, LG, Seoul, Korea)를 이용하여 분쇄한 것으로 하였으며 두 시료 모두 체(140 mesh)로 친 후 실험에 사용하였다.
청국장 및 대두분말 5% 수용액을 95℃에서 20분간 살균한 후 상온에서 냉각하고 반응액으로 사용하였다. 반응액의 pH는 6.
청국장 시료는 발효 후 열풍건조하여 분쇄한 분말을 맛가마식품(충남 논산)에서 구입하여 사용하였다. 대두분말은 대두[Glycine max(L.
데이터처리
결과는 평균±SD로 표시하였으며, 통계적 유의성은 Student's t-test 및 ANOVA 실시 후 Tukey's test로 검증하였다.
청국장 및 대두분말 효소분해물의 항산화 활성은 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성 정도를 통해 알아보았으며 통계적 유의성은 효소처리를 하지 않은 대조구와 비교하여 95% 유의수준에서 Tukey's test로 검정하였다.
이론/모형
Hydroxyl radical(OH · ) 소거활성은 Fenton 반응에 의해 OH · 을 생성하고 luminol을 발광증폭제로 사용하여 화학발광법(Chemiluminescence)으로 측정하였다(29,30).
펩다이드의 측정은 TNBS 법으로 측정하였다(25). 즉, 효소처리가 끝나면 원심분리하고 상등액 1 mL에 1%(w/v) SDS 용액 9 mL를 혼합한 후 125 μL를 취하여 1 mL의 phosphate buffer(0.
성능/효과
대두분말은 20 mAU에서 7.97±0.66, 9.82±0.79, 10.69±0.89, 10.98±1.11, 11.25±0.95 mM, 100 mAU에서는 9.61±0.97, 15.33±1.23, 17.62±1.57, 17.73±1.79, 17.82±2.02 mM 및 500 mAU의 처리에 의해서는 10.14±1.05, 18.11±2.07, 20.99±2.18, 21.49±2.05, 22.43±2.19 mM로 효소 첨가량이 증가함에 따라 펩타이드의 생성량이 증가하였으나 alcalase 및 protamex 처리와 비교하여 청국장 및 대두분말 모두에서 펩타이드 생성량이 낮은 것으로 나타났다(Fig. 1).
항산화 활성은 청국장의 경우 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 효소처리를 하지 않은 대조구와 비교하여 시료량에 따라 각각 37～57%, 59～106% 및 67～83%, protamex 처리에 의해 35～50%, 56～74% 및 52～75% 통계적으로 유의하게 증가하였다. 대두분말을 효소 처리한 시료에서도 유사한 결과를 보여 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 각각 37～55%, 51～99% 및 67～83%, protamex 처리에 의해 36～44%, 44～66% 및 51～65% 증가하였다. 그러나 두 시료 모두에서 neutrase 처리에 의한 항산화 활성의 유의적 증가는 없었다.
본 연구의 결과에서도 alcalase 및 protamex가 neutrase와 비교하여 펩타이드 생성량이 높아 효소에 의한 차이가 있음을 보여주고 있다. 반면 청국장과 대두분말 두 시료 모두에서 효소처리하지 않은 대조구(0 min) 대비 펩타이드 증가율이 유사한 것으로 미루어 본 연구조건에서는 가열 및 발효 등 청국장 제조공정에 의한 시료의 변화가 효소 분해에 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
또한 시료의 가열 전처리가 효소 가수분해율에 영향을 주어 alcalase의 경우 분해율이 낮아지는 반면 protamex는 증가하는 등 동일효소의 작용이 전처리 조건에 의해 달라질 수 있는 것으로 보고되었다(24). 본 연구의 결과에서도 alcalase 및 protamex가 neutrase와 비교하여 펩타이드 생성량이 높아 효소에 의한 차이가 있음을 보여주고 있다. 반면 청국장과 대두분말 두 시료 모두에서 효소처리하지 않은 대조구(0 min) 대비 펩타이드 증가율이 유사한 것으로 미루어 본 연구조건에서는 가열 및 발효 등 청국장 제조공정에 의한 시료의 변화가 효소 분해에 유의한 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.
그러나 두 시료 모두에서 neutrase 처리에 의한 항산화 활성의 유의적 증가는 없었다. 이상의 결과는 alcalase와 protamex가 청국장에 특이적이지는 않으나 펩타이드 생성 및 항산화 활성 증가에 효율적임을 보여주고 있다.
이상의 결과는 펩타이드 생성이 상대적으로 높은 alcalase와 protamex 처리 시료가 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 대조구와 비교하여 유의적으로 증가하는 반면 펩타이드 생성이 적은 neutrase 처리 시료는 유의적 효과가 없으며 항산화 활성의 증가 정도(%)는 대두분말과 청국장두 시료에서 유사함을 보여주고 있다. 그러나 청국장이 대두 분말에 비해 항산화 활성이 높은 것은(p<0.
Alcalase, protamex 및 neutrase 효소처리가 청국장의 펩타이드 및 항산화 활성 증가에 미치는 영향을 동일한 조건으로 효소 처리한 대두분말과 비교하였다. 효소 20, 100 및 500 mAU를 50℃에서 120분간 처리한 결과 청국장과 대두분말 모두에서 alcalase 및 protamex에 의한 펩타이드 생성이 neutrase보다 높게 나타났다. 항산화 활성은 청국장의 경우 alcalase 처리에 의해 DPPH, ABTS 및 hydroxyl radical 소거활성이 효소처리를 하지 않은 대조구와 비교하여 시료량에 따라 각각 37～57%, 59～106% 및 67～83%, protamex 처리에 의해 35～50%, 56～74% 및 52～75% 통계적으로 유의하게 증가하였다.
효소첨가를 제외한 나머지 실험조건을 동일하게 하여 추출한 청국장 건조분말과 대두분말의 펩타이드 평균함량은 각각 7.02±0.72 및 5.64±0.68 mM로(0 min) 청국장이 유의적으로 높았다(p<0.05, Student's t-test).
후속연구
본 연구의 결과는 alcalase와 protamex가 대두분말과 비교하여 청국장에 특이적이지는 않으나 펩타이드 생성을 높여 청국장의 항산화 활성을 더욱 증대시킬 수 있음을 보여주고 있으며 이는 청국장을 이용한 새로운 기능성 가공식품의 개발 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
참고문헌 (35)
Berthou J, Migliore-Samour D, Lifchitz A, Delettre J, Floc'h F, Jolles P. 1987. Immunostimulating properties and three-dimensional structure of two tripeptides from human and cow caseins. FEBS Lett 218: 55-58.
Kim SH, Lee YJ, Kwon DY. 1999. isolation of angiotensin converting enzyme inhibitor from Doenjang. Korean J Food Sci Technol 31: 848-854.
Shin JI, Yu R, Park SA, Chung DK, Ahn CW, Nam HS, Kim KS, Lee HJ. 2001. His-His-Leu, an angiotensin I converting enzyme inhibitory peptide derived from Korean soybean paste, exerts antihypertensive activity in vivo. J Agric Food Chem 49: 3004-3009.
Rho SJ, Lee JS, Chung YI, Kim YW, Lee HG. 2009. Purification and identification of an angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptide from fermented soybean extract. Process Biochem 44: 490-493.
Cho YJ, Cha WS, Bok SK, Kim MU, Chun SS, Choi UK. 2000. Production and separation of anti-hypertensive peptides during Chunggugjang fermentation with Bacillus subtilis CH-1023. J Korean Soc Agric Chem Biotechnol 43: 247-252.
Matsui T, Yoo HJ, Hwang JS, Lee DS, Kim HB. 2004. Isolation of angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptide from Chungkookjang. Korean J Microbiol 40: 355-358.
Kinoshita E, Yamakoshi J, Kikuchi M. 1993. Purification and identification of an angiotensin I-converting enzyme inhibitor from soy sauce. Biosci Biotechnol Biochem 57: 1107-1110.
Zhong F, Liu J, Ma J, Shoemaker CF. 2007. Preparation of hypocholesterol peptides from soy protein and their hypocholesterolemic effect in mice. Food Res Int 40: 661-667.
Zhong F, Zhang X, Ma J, Shoemaker CF. 2007. Fractionation and identification of a novel hypocholesterolemic peptide derived from soy protein alcalase hydrolysates. Food Res Int 40: 756-762.
Wu J, Ding X. 2002. Characterization of inhibition and stability of soy protein-derived angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptides. Food Res Int 35: 367-375.
Chiang WD, Tsou MJ, Tsai ZY, Tsai TC. 2006. Angiotensin I-converting enzyme inhibitor derived from soy protein hydrolysate and produced by using membrane reactor. Food Chem 98: 725-732.
Ringseis R, Matthes B, Lehmann V, Becker K, Schops R, Ulbrich-Hofmann R, Eder K. 2005. Peptides and hydrolysates from casein and soy protein modulate the realease of vasoactive substances from human aortic endothelial cells. Biochimica Biophysica Acta 1721: 89-97.
Var A, Yildirim Y, Onur E, Kuscu NK, Uyanik BS, Goktalay K, Guvenc Y. 2003. Endothelial dysfunction in preeclampsia. Increased homocysteine and decreased nitric oxide levels. Gynecol Obstet Investig 56: 214-221.
Haperen R, Waard M, Deel E, Mees B, Kutryk T, Aken T, Hamming J, Grosveld A, Dunckre DJ, Crom R. 2002. Reduction of blood pressure, plasma cholesterol, and atherosclerosis by elevated endothelial nitric oxide. J Biol Chem 277: 48803-48807.
Hernandez-Ledesma B, Davalos A, Bartolom B, Amigo L. 2005. Preparation of antioxidant enzymatic hydrolysates from alpha-lactalbumin and beta-lactoglobulin identification of active peptides by HPLC-MS/MS. J Agric Food Chem 53: 588-593.
Davalos A, Miguel M, Bartolom B, Lopez-Fandino R. 2004. Antioxidant activity of peptides derived from egg white proteins by enzymatic hydrolysis. J Food Prot 67: 1939-1944.
Chen HM, Muramoto K, Yamauchi F, Nokihara K. 1996. Antioxidant activity of designed peptides based on the antioxidative peptide isolated from digests of a soybean protein. J Agric Food Chem 44: 2619-2623.
Takenaka A, Annaka H, Kimura Y, Aoki H, Igarashi K. 2003. Reduction of paraquat-induced oxidative stress in rats by dietary soy peptide. Biosci Biotehnol Biochem 67: 278-283.
Gibbs BF, Zougman A, Masse R, Mulligan C. 2004. Production and characterization of bioactive peptides from soy hydrolysate and soy-fermented food. Food Res Int 37: 123-131.
Pena-Ramos EA, Xiong YL. 2002. Antioxidant activity of soy protein hydrolysates in a liposomal system. Food Chem Toxicol 67: 2952-2956.
Adler-Nissen J. 1979a. Determination of the degree of hydrolysis of food protein hydrolysates by trinitrobenzenesulfonic acid. J Agric Food Chem 27: 1256-1262.
Obon JM, Castellar MR, Cascales JA, Fernandez-Lopez JA. 2005. Assessment of TEAC method for determining the antioxidant capacity of synthetic red food colorants. Food Res Int 38: 843-845.
Kong XZ, Guo MM, Hua YF, Cao D, Zhang C. 2008. Enzymatic preparation of immunomodulating hydrolysates from soy proteins. Bioresource Technol 99: 8873-8879.
Berghofer E, Grzeskowiad B, Mundigler N, Sentall WB, Walcak J. 1998. Antioxidative properties of faba bean-, soybean-, and oat tempeh. Int J Food Nutr 49: 45-54.
Esaki H, Onozaki H, Osawa T. 1994. Antioxidative activity of fermented soybean products. In Food Chemicals for Cancer Prevention I: Fruits and Vegetables. Huang MT, ed. American Chemical Society, Washington, DC, USA. p 353-360.
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