본 연구는 감태 물 추출물의 일반특성과 trypsin 저해활성을 알아보고 산업적으로 이용가능성을 확인하기 위하여 열 및 pH에 대한 안정성을 실시하였다. 감태 물 추출물의 색도 및 pH를 측정한 결과, 색도는 명도가 86.21로 높고 적색도 및 황색도가 각각 0.38 및 15.49로 낮게 나타났으며 pH는 6.17로 약산성으로 나타났다. 감태 물 추출물의 trypsin 저해활성은 5, 2.5 및 1 mg/mL 농도에서 각각 76.21%, 62.41% 및 60.41%를 나타냈으며 $IC_{50}$값은 0.83 mg/mL이었다. 열 및 pH에 대한 안정성을 측정한 결과, $80^{\circ}C$까지 열처리에 안정하였고 pH 2~8 범위에서 안정하였으나 $100^{\circ}C$와 $121^{\circ}C$ 열처리와 pH 10에서 활성이 약간 감소하였으나 전체적으로 높은 활성을 유지하여 열 및 pH에 안정한 것을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 감태 물 추출물이 지니는 trypsin 저해활성이 열 및 pH에 대해 안정성을 지녀 식품산업에 응용 가능할 것으로 사료된다.
본 연구는 감태 물 추출물의 일반특성과 trypsin 저해활성을 알아보고 산업적으로 이용가능성을 확인하기 위하여 열 및 pH에 대한 안정성을 실시하였다. 감태 물 추출물의 색도 및 pH를 측정한 결과, 색도는 명도가 86.21로 높고 적색도 및 황색도가 각각 0.38 및 15.49로 낮게 나타났으며 pH는 6.17로 약산성으로 나타났다. 감태 물 추출물의 trypsin 저해활성은 5, 2.5 및 1 mg/mL 농도에서 각각 76.21%, 62.41% 및 60.41%를 나타냈으며 $IC_{50}$값은 0.83 mg/mL이었다. 열 및 pH에 대한 안정성을 측정한 결과, $80^{\circ}C$까지 열처리에 안정하였고 pH 2~8 범위에서 안정하였으나 $100^{\circ}C$와 $121^{\circ}C$ 열처리와 pH 10에서 활성이 약간 감소하였으나 전체적으로 높은 활성을 유지하여 열 및 pH에 안정한 것을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 감태 물 추출물이 지니는 trypsin 저해활성이 열 및 pH에 대해 안정성을 지녀 식품산업에 응용 가능할 것으로 사료된다.
This research was done to verify the inhibitory activity of water extracts from Ecklonia cava (WE-EC) against trypsin and the effects on various temperature and pH conditions. The WE-EC showed high trypsin inhibitory activity of 76, 62 and 60% at concentrations of 5, 2.5 and 1 mg/mL, respectively. I...
This research was done to verify the inhibitory activity of water extracts from Ecklonia cava (WE-EC) against trypsin and the effects on various temperature and pH conditions. The WE-EC showed high trypsin inhibitory activity of 76, 62 and 60% at concentrations of 5, 2.5 and 1 mg/mL, respectively. In all heat treatments excepted for two conditions, such as $100^{\circ}C$ for 20 min and $121^{\circ}C$ for 15 min, the inhibitory activity was stable compared with the untreated group. With regard to pH stability, the WE-EC showed no significant changes at pH 2~8, but somewhat decreased inhibitory activity was revealed at pH 10. Therefore, the WE-EC could be used in the food industry as a natural trypsin inhibitor.
This research was done to verify the inhibitory activity of water extracts from Ecklonia cava (WE-EC) against trypsin and the effects on various temperature and pH conditions. The WE-EC showed high trypsin inhibitory activity of 76, 62 and 60% at concentrations of 5, 2.5 and 1 mg/mL, respectively. In all heat treatments excepted for two conditions, such as $100^{\circ}C$ for 20 min and $121^{\circ}C$ for 15 min, the inhibitory activity was stable compared with the untreated group. With regard to pH stability, the WE-EC showed no significant changes at pH 2~8, but somewhat decreased inhibitory activity was revealed at pH 10. Therefore, the WE-EC could be used in the food industry as a natural trypsin inhibitor.
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문제 정의
본 연구는 감태 물 추출물의 일반특성과 trypsin 저해활성을 알아보고 산업적으로 이용가능성을 확인하기 위하여 열및 pH에 대한 안정성을 실시하였다. 감태 물 추출물의 색도및 pH를 측정한 결과, 색도는 명도가 86.
본 연구에서는 감태 물 추출물이 가지는 일반특성, trypsin 저해활성 측정 및 이를 식품에 적용 시 수반되는 열 및 pH에 대한 안정성을 확인하여 식품 산업에 천연 기능성 소재로서의 응용 가능성에 대해 살펴보았다.
제안 방법
기질과 반응시켜 남은 trypsin의 활성을 UV/visible spectrophotometer로 247 nm에서 흡광도를 측정하였다. 대표적인 trypsin inhibitor인 soybean(Sigma Chemical Co., St Louis, MO, USA)를 positive control로사용하였으며 trypsin 저해효과(%)는 다음과 같이 계산하였다.
분말상태의 시료에 10배량(v/w)의 물을 가하여 실온에서 24시간 동안 진탕 추출하였다. 추출물은 원심분리기(UNION 32R, Hanil Co.
열 및 pH 처리한 시료를 trypsin 저해활성의 방법으로 측정하여 안정성을 평가하였으며 trypsin 저해효과(%)는 다음과 같이 계산하였다.
열 안정성은 추출물의 농도를 5 mg/mL로 하여 water bath(PCWB-22)를 이용하여 60℃에서 10, 30 및 60분, 80℃ 와 100℃에서 각각 10분과 20분, 가압멸균기(DW-AC 920, D.W. Industries, Busan, Korea)에서 온도 121℃, 게이지압 1 kg/cm 2에서 15분간 열처리한 후 급냉하였다. 이를 4℃에서 보관하여 실험에 사용하였다.
식품에 있어서 열처리 공정은 식품의 기호성 및 저장성 향상의 목적으로 식품 부패와 식중독 원인 미생물을 제어하는 살균처리 공정이 수반되므로 식품에 첨가하는 기능성 성분은 열에 안정해야 한다. 이에 감태 물 추출물의 열 안정성을 확인하기 위하여 감태 물 추출물을 60℃에서 10분, 30분및 60분, 80 ℃와 100℃에서 10분과 20분, 121℃에서 15분간열처리 하고 급냉한 후 trypsin 저해활성을 측정한 결과는 Fig. 2와 같다. 감태 물 추출물을 60～80 ℃에서 열처리한 것은 5 mg/mL의 농도에서 75～77%의 값을 보여 무처리구의 76%와 거의 변화 없이 안정하게 유지되었고 유의적으로도큰 차이를 보이지 않았다.
감태는 2009년 동해안 울진 앞바다에서 채취하여 담수로 깨끗이 세척한 후 동결건조 하여 분쇄기로(DA282-2, Deasung atron, Seoul, Korea) 잘게 분쇄시킨 뒤 -20℃에서 저장하면서 실험에 사용하였다.
기질로서 Tos-Arg-OMeㆍHCl(TAME, Peptide institute, Inc., Osaka, Japan) 1.5 mL에 10 mM Tris-HCl 1.5 mL을 혼합하여 준비하였다. Enzyme buffer 10 μL와 시료 20 μL를첨가한 것과 기질을 30℃ water bath(PCWB-22, Lab Partner Co.
데이터처리
1) Means in the same column bearing different superscripts in sample are significantly different by Duncan's multiple range test (p<0.05).
각 실험에 대한 유의차 검정은 SAS software(ver. 9.0, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)에서 프로그램 된 general linear procedures, least square 평균값을 분산분석 한 후 p<0.05 수준에서 Duncan's multiple range test법에 따라분석하였다.
이론/모형
Trypsin 저해활성은 Hummel(33)의 방법을 사용하여 측정하였다. Porcine pancreatic trypsin(EC 3.
감태 물 추출물을 60～80 ℃에서 열처리한 것은 5 mg/mL의 농도에서 75～77%의 값을 보여 무처리구의 76%와 거의 변화 없이 안정하게 유지되었고 유의적으로도큰 차이를 보이지 않았다. 100, 121 ℃에서는 70～72%로 무처리구에 비해 약 4～6% 정도로 약간 감소하여 유의적으로 감소하는 경향을 보였으나 전체적으로 열에 안정하여 높은활성을 유지하였다. Adzuki bean seed와 thai mung bean seed에 존재하는 trypsin 저해제는 90 ℃까지 열처리 시 저해 활성이 증가하였으며 100 ℃에서는 90 ℃보다 저해활성이 약간 감소하여 본 연구 결과와 유사한 경향을 보였다(16,17).
2와 같다. 감태 물 추출물을 60～80 ℃에서 열처리한 것은 5 mg/mL의 농도에서 75～77%의 값을 보여 무처리구의 76%와 거의 변화 없이 안정하게 유지되었고 유의적으로도큰 차이를 보이지 않았다. 100, 121 ℃에서는 70～72%로 무처리구에 비해 약 4～6% 정도로 약간 감소하여 유의적으로 감소하는 경향을 보였으나 전체적으로 열에 안정하여 높은활성을 유지하였다.
17로 약산성으로 나타났다. 감태 물 추출물의 trypsin 저해 활성은 5, 2.5 및 1 mg/mL 농도에서 각각 76.21%, 62.41% 및 60.41%를 나타냈으며 IC 50 값은 0.83 mg/mL이었다. 열및 pH에 대한 안정성을 측정한 결과, 80 ℃까지 열처리에 안정하였고 pH 2～8 범위에서 안정하였으나 100 ℃와 121 ℃ 열처리와 pH 10에서 활성이 약간 감소하였으나 전체적으로 높은 활성을 유지하여 열 및 pH에 안정한 것을 확인하였다.
본 연구는 감태 물 추출물의 일반특성과 trypsin 저해활성을 알아보고 산업적으로 이용가능성을 확인하기 위하여 열및 pH에 대한 안정성을 실시하였다. 감태 물 추출물의 색도및 pH를 측정한 결과, 색도는 명도가 86.21로 높고 적색도및 황색도가 각각 0.38 및 15.49로 낮게 나타났으며 pH는 6.17로 약산성으로 나타났다. 감태 물 추출물의 trypsin 저해 활성은 5, 2.
3과 같다. 감태 물추출물의 pH(pH 2, 4, 6 및 8)에 따른 trypsin 저해활성은 무처리구와 비교 시 약간 증가하거나 큰 차이를 보이지 않았고 pH 10 이상의 경우 약 3% 정도 감소하였으나 전체적으로 다양한 pH 영역에서 안정하였다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 감태 물 추출물의 trypsin 저해활성을 나타내는 물질은 다양한 pH 영역에서 안정한 것을 확인할 수 있었다.
감태는 탄수화물이 62.54%로 가장 높은 함량을 나타내었고 회분, 수분, 조단백 및 조지방이 각각 12.69%, 11.78%, 10.66% 및 2.33% 함유되어 있었다.
Jung 등(26)은 감태 에탄올 추출물이 다양한 pH 영역에서 lipase 저해활성이 안정하 다고 보고하여 본 연구 결과와 유사한 경향을 보였다. 그러나 Plathymenia foliosa seed에 존재하는 trypsin inhibitor는 pH 6～8에서 안정한 활성을 보였으나 산성, 알칼리 영역에 서는 불안정한 활성을 보여 본 연구와 다른 결과를 보여(37) 감태 물 추출물에 존재하는 trypsin 저해활성을 나타내는 물질이 다양한 pH 영역에 대한 안정성이 우수함을 확인하였다. 따라서 감태 물 추출물 유래의 trypsin 저해물질은 화학적으로 구조가 안정하여 pH에 영향을 받는 식품 가공공정 중에도 활성이 유지되어 효과적으로 이용 가능할 것으로 사 료된다.
따라서 감태 물 추출물의 색도 및 pH를 측정한 결과를 Table 1에 나타내었다. 색도는 명도, 적색도 및 황색도가 각각 86.21, 0.38 및 15.49로 명도가 높고 적색도와 황색도가낮은 것으로 나타났다. 감태 물 추출물의 pH는 6.
83 mg/mL이었다. 열및 pH에 대한 안정성을 측정한 결과, 80 ℃까지 열처리에 안정하였고 pH 2～8 범위에서 안정하였으나 100 ℃와 121 ℃ 열처리와 pH 10에서 활성이 약간 감소하였으나 전체적으로 높은 활성을 유지하여 열 및 pH에 안정한 것을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 감태 물 추출물이 지니는 trypsin 저해 활성이 열 및 pH에 대해 안정성을 지녀 식품산업에 응용 가능할 것으로 사료된다.
감태 물추출물의 pH(pH 2, 4, 6 및 8)에 따른 trypsin 저해활성은 무처리구와 비교 시 약간 증가하거나 큰 차이를 보이지 않았고 pH 10 이상의 경우 약 3% 정도 감소하였으나 전체적으로 다양한 pH 영역에서 안정하였다. 이와 같은 결과로 미루어 보아 감태 물 추출물의 trypsin 저해활성을 나타내는 물질은 다양한 pH 영역에서 안정한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 P utranjiva roxburghii seed와 adzuki bean에 존재하는 trypsin inhibitor가 다양한 영역의 pH에서 안정한 저해활 성을 보인 결과와 유사하다(15,16).
후속연구
그러나 Plathymenia foliosa seed에 존재하는 trypsin inhibitor는 pH 6～8에서 안정한 활성을 보였으나 산성, 알칼리 영역에 서는 불안정한 활성을 보여 본 연구와 다른 결과를 보여(37) 감태 물 추출물에 존재하는 trypsin 저해활성을 나타내는 물질이 다양한 pH 영역에 대한 안정성이 우수함을 확인하였다. 따라서 감태 물 추출물 유래의 trypsin 저해물질은 화학적으로 구조가 안정하여 pH에 영향을 받는 식품 가공공정 중에도 활성이 유지되어 효과적으로 이용 가능할 것으로 사 료된다.
이를통해 감태 물 추출물이 나타내는 trypsin 저해물질은 polyphenol 화합물이나 물에 용출이 잘 되는 수용성 물질일 것으로 사료된다. 물 추출물은 유기용매 추출물에 비해 안정성이높아 식품소재로 활용하는데 있어 그 가치가 높을 것으로 판단된다.
반면 P utranjiva roxburghii seed에 존재하는 trypsin 저해 제의 경우 70 ℃까지 열처리에 안정함을 보였으며 80 ℃ 이상 에서는 80% 이상으로 활성이 급격히 감소하는 경향을 보여 감태 물 추출물에 존재하는 trypsin 저해활성을 나타내는 물질이 열 안정성에 우수함을 확인하였다(15). 이러한 결과는 감태 물 추출물을 식품가공 시 수반되는 열처리 공정에 효과적으로 적용가능 할 것으로 사료되어진다.
열및 pH에 대한 안정성을 측정한 결과, 80 ℃까지 열처리에 안정하였고 pH 2～8 범위에서 안정하였으나 100 ℃와 121 ℃ 열처리와 pH 10에서 활성이 약간 감소하였으나 전체적으로 높은 활성을 유지하여 열 및 pH에 안정한 것을 확인하였다. 이상의 결과를 통해 감태 물 추출물이 지니는 trypsin 저해 활성이 열 및 pH에 대해 안정성을 지녀 식품산업에 응용 가능할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
trypsin inhibitor는 어떤 효능을 지니고 있는가?
Serine proteinase inhibitor는 동․식물계 및 미생물계에 널리 존재하며 serine 분해효소의 기능을 제어하는 단백질 또는 펩타이드로서 생체 내 중요한 생리학적 기능을 가지고 있다(1). 그 중 trypsin inhibitor가 광범위하게 연구되어 왔으며(2), trypsin inhibitor는 식물체에서는 곤충 및 해충의 공격에 대응하는 방어체로서 중요한 역할을 하고(3-6), 혈액 응고, 혈소판응집, 항발암성(7,8) 및 혈당감소에 의한 당뇨병 치료(9) 등 다양한 효능을 지니는 것으로 알려져 있다. 단백질 분해효소는 이와 같은 다양한 기능성 이외에도 식품에서 단백질 성분을 아미노산으로 분해하여 발효에 필수적인 젖산균의 균체증식을 촉진시켜 김치 등과 같은 발효 식품의 숙성에 큰 영향을 주는데(10), trypsin inhibitor가 이 작용을 조절 및 억제함으로써 발효식품의 숙성기간 조절 등 식품산 업에 응용이 가능하다.
해조류는 어떤 물질을 함유하고 있는가?
해양식물인 해조류는 오랜 기간 식용으로 사용되어 그 안전성이 입증되었을 뿐만 아니라 각종 미네랄과 비타민 및섬유소, 단백질이 풍부하게 함유되어 있다. 특히, alginic acid, fucan-sulfate, laminaran 등 수용성 다당류가 풍부하며 이는 고지혈증 예방(20), 면역조절작용(21), 항염증(22), 항암(23), 항균 및 항산화(24) 등의 다양한 생리활성을 갖는 물질들을 함유하고 있는 것으로 알려져 새로운 생리활성물 질로서 주목받고 있다. 감태(Ecklonia cava)는 다시마목 (Laminariales) 미역과의 식물로서 우리나라에서는 주로 제주 연안에서 널리 서식하고 있다.
Serine proteinase inhibitor이란 무엇인가?
Serine proteinase inhibitor는 동․식물계 및 미생물계에 널리 존재하며 serine 분해효소의 기능을 제어하는 단백질 또는 펩타이드로서 생체 내 중요한 생리학적 기능을 가지고 있다(1). 그 중 trypsin inhibitor가 광범위하게 연구되어 왔으며(2), trypsin inhibitor는 식물체에서는 곤충 및 해충의 공격에 대응하는 방어체로서 중요한 역할을 하고(3-6), 혈액 응고, 혈소판응집, 항발암성(7,8) 및 혈당감소에 의한 당뇨병 치료(9) 등 다양한 효능을 지니는 것으로 알려져 있다.
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