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초록
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콩은 우리나라에서 과민성 알레르기를 일으키는 대표적인 식품 중의 하나로, 식품으로 섭취 시에 가열 및 발효가공을 통한 형태로 섭취한다. 이에 본 연구에서는 콩에 알레르기 반응을 일으키는 7명의 환아 혈청과 1명의 정상인 혈청을 이용하여 열처리 방법에 따른 품종별 콩(대풍, 대원, 태광)의 알레르기성에 미치는 영향을 조사하였다. 단백질을 추출하여 SDS-PAGE, immunoblotting 및 ELISA 방법을 통하여 반응성을 조사한 결과, SDS-PAGE 상에서 열처리하지 않은 세가지 품종의 경우 9-76 kDa 위치에서 다양한 단백질 밴드를 보였는데 특히 9, 21, 34, 52, 72 그리고 76 kDa의 단백질들은 각각 LTP, Kunits trypsin inhibitor, $Gly$ m Bd 30K, ${\beta}$-conglycinin의 ${\beta}$-subunit, ${\alpha}$-subunit와 ${\alpha}$'-subunit로 주요한 콩 알레르겐으로 알려져 있다. 반면에 볶은 콩, 발효한 콩에서는 35 kDa 이하로 완전히 분해되어 열처리 방법을 통해 단백의 항원성이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. IgE immunoblotting 을 통한 세 가지 품종의 볶은 콩과 콩 알레르기 환아 혈청과의 반응에서는 공통적으로 38-40 kDa과 10-15 kDa에서 단백질 밴드를 보였으나 발효한 콩에서는 대부분 반응성이 약하거나 나타나지 않았다. ELISA 결과, immunoblotting 분석과 동일하게 대부분의 환아 혈청과 반응시에 볶은 콩과 발효한 콩에서 비교적 낮은 수치를 보였다. 결론적으로 콩에 존재하는 알레르겐 단백질은 열처리와 발효 미생물이 분비하는 단백질 분해효소에 의해 대부분의 환아에서 콩 단백질과의 반응성이 약화되는 것으로 사료된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Soybean is one of the most common food materials causing food hypersensitivity reactions in Korea. In this study, we have investigated the effect of roasting and fermentation on the allergenicity of soybean. Three kinds of soybean ($Daepung$, $Daewon$, and $Taegwang$...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 5% Skim milk가 포함된 TBST로 1:100으로 희석하여 실온에서 2시간 반응시키고 TBST 용액으로 3회 세척 후, 1:1000으로 희석시킨 peroxidase-conjugated anti-human IgE와 실온에서 1시간 반응시켰다. TBST 용액으로 3회 세척 후, ECL (enhanced chemiluminescense, Amersham Pharmacia Biotech, Buck-inghamshire, UK)를 이용하여 X-ray 필름(Eastman Kodak, Rochester, N.Y., USA)에 감광시켜 발색반응을 관찰하였다.
  • 05%(v/v) tween 20) 용액으로 4℃에서 하룻밤 blocking 하였다. TBST 용액으로 3회 세척 후, 환아 혈청은 2.5% Skim milk가 포함된 TBST로 1:100으로 희석하여 실온에서 2시간 반응시키고 TBST 용액으로 3회 세척 후, 1:1000으로 희석시킨 peroxidase-conjugated anti-human IgE와 실온에서 1시간 반응시켰다. TBST 용액으로 3회 세척 후, ECL (enhanced chemiluminescense, Amersham Pharmacia Biotech, Buck-inghamshire, UK)를 이용하여 X-ray 필름(Eastman Kodak, Rochester, N.
  • 세 가지 품종의 콩의 열처리 방법에 따른 항원성의 변화를 확인하기 위해 볶는 공정은 130-140℃로 가열된 frying pan에서 7분 실행하였으며, 발효 공정은 콩을 콩 무게의 2.2배가 될 때까지 수침하여 1시간 물빼기 한 후 121℃, 25분 가압 증자하여 충분히 냉각 시키고 Bacillus subtilis GSK 3580을 106 CFU/g 농도로 접종하여 37℃, 24 시간 발효시켰다.
  • 열처리하지 않은 콩과 열처리한 콩을 곱게 분쇄하고 시료 내 존재하는 지방성분을 제거하기 위하여 5배의 n-Hexan을 넣고 실온에서 1시간 동안 교반시키는 과정을 두 번 반복하였다. 이렇게 하여 얻은 분말은 30 mM Tris-HCl (pH8.
  • 이에 본 연구에서는 다양한 콩 가공식품의 제조 시 사용되는 열처리 방법에 따라 세 가지 품종의 콩 단백질을 추출하여 구성단백의 변화를 살펴보고, 콩 특이 IgE 항체 수치가 높은 환아 혈청들을 사용하여 immunoblotting과 enzyme linked immunosorbent assay (ELISA)의 방법을 통해 열처리 방법에 따른 품종별 콩 알레르기성 변화를 비교, 분석하였다.
  • 8, 50% glycerol, 10% SDS, 2-mercaptoethanol, 1% bromphenol blue)와 2:1 (w/v)로 섞은 후 끓는 물에서 5분간 가열한 뒤 lane 당 3 μg/ml로 분리하였다. 전기 영동은 100 volt에서 90분 시행하였으며 전기영동 후, gel은 Coomassie staining solution (1.0 g Coomassie Blue R-250, 450 ml methanol, 450ml H2O, 100 ml glacial acetic acid, 800 ml H2O)로 20분간 염색하고 Coomassie destaining solution (100 ml methanol, 100 ml glacial acetic acid, 800 ml H2O)로 적절히 탈색 후 구성단백들의 분포를 비교분석 하였다.
  • 품종별로 열처리하지 않은 생콩, 볶은 콩, 증숙하여 발효시킨 콩의 추출물을 항원으로 사용하였고, 각각의 추출물을 96-well plate (NUNC, Denmark)에 최종 농도가 10 μg/ml 이 되도록 PBS (20 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 2.7 mM KCl, pH 7.4)로 희석하여 각 100 μl씩 분주하고 4℃에서 하룻밤 coating하였다.

대상 데이터

  • 2010 년 3월부터 2010 년 8월까지 삼성서울병원 소아과에 내원하여 Hanifin의 진단기준[11]에 따라 혈청 내 콩에 대한 특이 IgE 수치가 30 kU/l 이상을 보인 환아 7명을 대상으로 하였다(Table 1). 이 중 실제로 대두에 대한 알레르기 증상을 보인 경우는 4명이었고, 나머지는 이전에 대두를 먹은 경험이 없는 환아였다.
  • 본 실험에 사용된 콩은 국립 식량과학원으로부터 제공 받았으며, 장류 제조용으로 적합한 품종으로 국내에서 가장 많이 유통되고 있는 대풍, 대원, 태광 품종을 시료로 사용하였다. 발효 공정에서 사용한 균주는 경상대학교 생물공학실험실에서 분리한 Bacillus subtilis GSK 3580을 사용하였다.
  • 본 실험에 사용된 콩은 국립 식량과학원으로부터 제공 받았으며, 장류 제조용으로 적합한 품종으로 국내에서 가장 많이 유통되고 있는 대풍, 대원, 태광 품종을 시료로 사용하였다. 발효 공정에서 사용한 균주는 경상대학교 생물공학실험실에서 분리한 Bacillus subtilis GSK 3580을 사용하였다.
  • 이 중 실제로 대두에 대한 알레르기 증상을 보인 경우는 4명이었고, 나머지는 이전에 대두를 먹은 경험이 없는 환아였다. 혈청 내 콩 특이 IgE는 CAP-FEIA (Pharmacia, Uppsala, Sweden)으로 측정하였고, 정상 대조군은 콩 특이 IgE가 없으면서 콩 섭취 후 어떠한 증상도 발현되지 않는 건강한 성인으로 하였으며, 혈청은 -80℃에 보관하여 사용하였다.

데이터처리

  • 모든 실험결과는 3회 이상 실험을 반복하여 얻은 자료를 이용하여 평균±표준편차로 나타내었고, 유의성 검증을 위하여 SPSS 12.0 for window를 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA)을 실시하였으며 control과의 유의한 차이를 검증하기 위하여 Tukey’s 사후검정을 실시하였다(p<0.05).

이론/모형

  • ELISA는 Engvall와 Perlmann등의 방법에 준하여 실시하였다[9]. 품종별로 열처리하지 않은 생콩, 볶은 콩, 증숙하여 발효시킨 콩의 추출물을 항원으로 사용하였고, 각각의 추출물을 96-well plate (NUNC, Denmark)에 최종 농도가 10 μg/ml 이 되도록 PBS (20 mM sodium phosphate, 150 mM NaCl, 2.
  • Immunoblotting은 Son, Scheurer 등의 방법에 준하여 실시하였다[25,29]. SDS-PAGE 후 분리된 단백질은 PVDF(polyvinylidene difluoride) membrane (Bio-Rad, USA)에 trasnsfer buffer (tris base 11.
  • 열처리 방법에 따른 품종별 콩 알레르겐 함량의 변화를 추정하기 위하여 Laemmli의 방법[7,17]에 준하여 SDS-PAGE를 실시하였다. Gel은 12% separating gel과 5% stacking gel을 이용하였고, 시료는 3배 농도의 sample buffer (1 M Tris-HCl: pH 6.
  • 이 용액을 4℃, 12,000 rpm에서 10분간 원심 분리한 후, 상징액을 사용 전까지-20℃에서 보관하였다. 추출된 단백질은 Bradford method [5]에 근거한 Bio-Rad의 Protein Assay [3]로 정량하였고, 표준물질로 BSA (bovine serum albumin)을 사용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
알레르기란 무엇인가? 알레르기는 항원성 단백질(allergen)과의 반복되는 접촉으로 발생되는 신체 과민반응(hypersensitivity)으로, 다음과 같은 세 단계를 거쳐 진행된다. 우선, allergen과의 처음 접촉에서 allergen을 인식하는 면역물질(antibody)이 체내에서 생성되고, 이 면역물질이 알레르기에 관여하는 세포에 부착되고, 이후 allergen과의 반복 접촉에서 면역물질과 allergen이 결합함으로써 알레르기 관여세포에서 화학매개체가 세포 밖으로 분비되어 조직에서 여러 가지 알레르기 증상을 일으킨다[27].
서구에서의 식품 알레르기 유병률은? 특히 식품 알레르기는 지난 20년간 전세계적으로 중요한 건강 관련문제 중 하나로 대두되고 있으며 삶의 질에 있어서도 심각한 부정적 효과를 낳고 있는 실정이며[20], 나라마다 그 빈도나 유발하는 원인식품들에 차이가 있는데 이는 그 나라의 유전적 특성, 문화, 식습관 및 조리법 그리고 생후 초기에 노출되는 알레르기 유발 식품의 종류와 깊은 연관이 있는 것으로 알려져 있다[8]. 서구의 경우 3세 미만의 소아에서 약 8%, 성인의 약 2%에서 유병률을 보이며 연령이 증가하면서 면역 관용이 유도된다[24]. 우유의 경우 3-5세에 80-85% 면역 관용이 유도되는 반면[14], 콩 알레르기는 면역 관용이 잘 생기지 않는 식품 알레르기로 알려져 있다.
콩은 식품으로 섭취 시 어떤 형태로 섭취하는가? 콩은 우리나라에서 과민성 알레르기를 일으키는 대표적인 식품 중의 하나로, 식품으로 섭취 시에 가열 및 발효가공을 통한 형태로 섭취한다. 이에 본 연구에서는 콩에 알레르기 반응을 일으키는 7명의 환아 혈청과 1명의 정상인 혈청을 이용하여 열처리 방법에 따른 품종별 콩(대풍, 대원, 태광)의 알레르기성에 미치는 영향을 조사하였다.
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참고문헌 (34)

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  2. Berrens, L. 1996. Neoallergens in heated pecan nut: products of maillard-type degradation? Allergy 51, 277-278. 

  3. Bio-Rad Laboratories. 1998. Bio-Rad protein assay. Bio-Rad Lab., Hercules. CA, USA. 

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  5. Bradford, M. M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 72, 248-254. 

  6. Choi, S. J., Kim, H. M., Hur, G. Y., Shin, S. Y. and Park, H. S. 2008. A case of rice induced food allergy in an adult patient presenting multiple food allergies. J. Asthma Allergy Clin. Immunol. 28, 64-69. 

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  33. Yamanishi, R., Tsuji, H., Bando, N., Yamada, Y., Nadaoka, Y. and Huang, T. 1996. Reduction of the allergenicity of soybean by treatment with proteases. J. Nutr. Sci. Vitaminol (Tokyo). 42, 581-587. 

  34. Yamanishi, R., Huang, T., Tsuji, H., Bando, N., Kimoto, M. and Ogawa, T. 1995. Reduction of the soybean allergenicity by the fermentation with Bacillus natto. Food Sci. Technol. 1, 14-17. 

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