식물 소재 식품인 우엉을 코팅 및 비코팅 헤미셀룰라아제 효소액으로 침지한 후 시간에 따른 식품의 이화학적 특성 변화를 관찰한 결과, 색도에서는 모든 처리구에서 명도가 감소하는 경향을 나타냈지만, 적색도와 황색도는 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 비코팅 효소와 코팅 효소 침지한 우엉 시료에서 공통적으로 본연의 색을 잃어가는 경향을 나타냈다. 경도는 시간에 따라 모든 처리구에서 감소하였고 증류수 침지 처리 시료에 비해 비코팅 효소와 코팅 효소 침지 처리한 시료의 경도 값이 유의적으로 낮았지만 코팅/비코팅 효소 처리한 시료간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 효소 활성은 우엉을 침지했던 함침액에 있는 생성물인 포도당의 함량 측정을 통해 진행한 결과 초반에는 비코팅 효소의 활성이 코팅 효소보다 높게 나타났지만 이후 시간의 경과에 따라 코팅 효소의 활성이 증가하며 비코팅 효소액 처리구의 활성보다 높은 함량을 나타냈다. 즉, 코팅막을 이용하여 효소를 포집하면 비코팅 효소에 비해 상대적으로 꾸준하게 효소의 활성을 유지 및 증가시킬 수 있으므로 식품의 연화 효과 및 효소의 활성을 장기간 적용할 수 있었다. 또한 리포좀 코팅은 수용성 및 지용성 성분의 포집이 가능하다. 즉, 본 실험을 통해 코팅된 가수분해효소의 고정화로 음식 재료의 연화 작용을 기대할 수 있으면서 효소 외에 다른 수용성 및 지용성의 영양 성분 및 기능성 성분 등을 함께 포집하여 비파괴 노인식 개발에 응용할 수 있으리라 사료된다.
식물 소재 식품인 우엉을 코팅 및 비코팅 헤미셀룰라아제 효소액으로 침지한 후 시간에 따른 식품의 이화학적 특성 변화를 관찰한 결과, 색도에서는 모든 처리구에서 명도가 감소하는 경향을 나타냈지만, 적색도와 황색도는 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 비코팅 효소와 코팅 효소 침지한 우엉 시료에서 공통적으로 본연의 색을 잃어가는 경향을 나타냈다. 경도는 시간에 따라 모든 처리구에서 감소하였고 증류수 침지 처리 시료에 비해 비코팅 효소와 코팅 효소 침지 처리한 시료의 경도 값이 유의적으로 낮았지만 코팅/비코팅 효소 처리한 시료간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 효소 활성은 우엉을 침지했던 함침액에 있는 생성물인 포도당의 함량 측정을 통해 진행한 결과 초반에는 비코팅 효소의 활성이 코팅 효소보다 높게 나타났지만 이후 시간의 경과에 따라 코팅 효소의 활성이 증가하며 비코팅 효소액 처리구의 활성보다 높은 함량을 나타냈다. 즉, 코팅막을 이용하여 효소를 포집하면 비코팅 효소에 비해 상대적으로 꾸준하게 효소의 활성을 유지 및 증가시킬 수 있으므로 식품의 연화 효과 및 효소의 활성을 장기간 적용할 수 있었다. 또한 리포좀 코팅은 수용성 및 지용성 성분의 포집이 가능하다. 즉, 본 실험을 통해 코팅된 가수분해효소의 고정화로 음식 재료의 연화 작용을 기대할 수 있으면서 효소 외에 다른 수용성 및 지용성의 영양 성분 및 기능성 성분 등을 함께 포집하여 비파괴 노인식 개발에 응용할 수 있으리라 사료된다.
The elderly or patients with masticatory disturbance and deglutition dysfunctions, may have difficulty in chewing or biting foods with a hard texture. Thus, softening of the texture of foods using hemicellulase immobilized by the nanoencapsulation technique was examined in this study. Burdock was cu...
The elderly or patients with masticatory disturbance and deglutition dysfunctions, may have difficulty in chewing or biting foods with a hard texture. Thus, softening of the texture of foods using hemicellulase immobilized by the nanoencapsulation technique was examined in this study. Burdock was cut into cylindrical-shaped samples, which were immersed in distilled water and non-coated or coated enzymes for 48 h at $4^{\circ}C$. The hardness of the treated samples decreased compared to the control. Microstructural observations revealed that the cells in the non-coated burdock were destroyed after 24 h. From the point of view of enzyme activity, the initial activity of the non-coated enzymes was higher than that of the coated enzymes. However, the enzyme activity was not significantly affected by the immersion time. Therefore, it appears that the encapsulation technique for enzymes may be useful for softening the texture of foods.
The elderly or patients with masticatory disturbance and deglutition dysfunctions, may have difficulty in chewing or biting foods with a hard texture. Thus, softening of the texture of foods using hemicellulase immobilized by the nanoencapsulation technique was examined in this study. Burdock was cut into cylindrical-shaped samples, which were immersed in distilled water and non-coated or coated enzymes for 48 h at $4^{\circ}C$. The hardness of the treated samples decreased compared to the control. Microstructural observations revealed that the cells in the non-coated burdock were destroyed after 24 h. From the point of view of enzyme activity, the initial activity of the non-coated enzymes was higher than that of the coated enzymes. However, the enzyme activity was not significantly affected by the immersion time. Therefore, it appears that the encapsulation technique for enzymes may be useful for softening the texture of foods.
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문제 정의
효소를 리포좀으로 코팅한 이유는 효소의 고정화를 통한 연화 조절 속도 가능성을 살펴보고, 후속 실험으로 실버층이 부족할 영양소를 포함시키기 위한 운반체의 역할을 해주기 위해 제조하였다. 따라서 본 연구에서는 비코팅 가수분해효소인 헤미셀룰라아제와 리포좀으로 코팅한 효소를 통해 노인식을 위한 우엉의 연화정도와 이화학적 분석을 통한 품질 변화를 알아보기 위하여 수행하였다.
본 실험의 관능검사는 가수분해효소 및 리포좀으로 코팅된 효소가 시료의 연화 작용 효과가 있는지 알아보기 위해 실행하였다. 관능요원은 건국대학교 대학원생 20명을 패널로 선정하여 본 실험에 관련하여 선호도, 색의 강도 및 연화정도에 대한 관능검사 설문지에 대한 사전 교육을 실시한 후 관능검사를 진행하였다.
본 연구에서는 리포좀으로 코팅한 헤미셀룰로오스와 코팅하지 않은 헤미셀룰로오스가 있는 함침액에 48시간 동안 우엉을 침지시켜 연화(tenderization)되는 정도를 살펴보았다. 리포좀은 계면활성제가 물에 용해되면 일반적으로 구상 형태의 미셀(micelle)을 형성하는데, 소수성 부분이 물과 접촉하지 않기 위한 한 층 혹은 여러 층의 지질 이중막을 의미한다(14).
Kim 등(23)은 다양한 당분해효소인 펙틴가수분해효소(pectinase), 셀룰로오스가수분해효소 (cellulase), 자일란가수분해효소(xylanase) 및 본 실험과 같은 헤미 셀룰라아제로 무, 시금치, 도라지 및 고사리의 경도를 측정한 결과, 대조구에 비해서 효소처리한 모든 시료에서 감소한 결과를 나타내며 당 분해효소의 실제 식용 식물에서의 연화효과에 관한 연구를 발표하였으며, Sakamoto 등(24)의 연구에서도 우엉을 다양한 효소로 처리하여 경도를 비교했을 때, 생시료에 비해 헤미셀룰라아제 처리 시료에서 감소하는 경향을 나타내어 본 연구와 비슷한 경향을 보였다. 본 연구에서는 헤미셀룰라아제가 우엉의 세포벽에 존재하는 헤미셀룰로오스를 가수분해하여 세포벽이 손상되고 파괴된 것에 기인하여 경도가 감소한 것으로 보인다.
게다가 리포좀의 장점은 인지질이라는 생체 구성성분으로 이루어져 생체 내에서 분해가 가능하고 독성이 없으며(16) 수용성, 지용성 비타민, 향, 색, 약물 등 여러 가지 물질들을 코팅 가능하며 코팅된 물질들은 시간이 지남에 따라 방출이 가능하다(17). 효소를 리포좀으로 코팅한 이유는 효소의 고정화를 통한 연화 조절 속도 가능성을 살펴보고, 후속 실험으로 실버층이 부족할 영양소를 포함시키기 위한 운반체의 역할을 해주기 위해 제조하였다. 따라서 본 연구에서는 비코팅 가수분해효소인 헤미셀룰라아제와 리포좀으로 코팅한 효소를 통해 노인식을 위한 우엉의 연화정도와 이화학적 분석을 통한 품질 변화를 알아보기 위하여 수행하였다.
가설 설정
1)DW means distilled water.
2)NE means non-coated hemicellulase.
제안 방법
2% (w/v) 헤미셀룰라아제 용액에 2% 레시틴 용액을 혼합 후 고속균질기(high speed homogenizer, IKA T25 digital ULTRATURRAX®, IKA, Staufen, Germany)를 이용하여 12,000 rpm으로 3분 동안 균질하였다. 1차 균질하여 만든 리포좀을 2차 균질 처리를 위해 3분 동안 초음파 처리(200 W)하여 1% 헤미셀룰라아제를 self-assembly된 인지질이 이중막으로 코팅하여 나노 크기의 리포좀을 제조하였다. 구입한 우엉을 깨끗이 세척 한 후 거즈로 물기를 제거한 다음, 지름 3 cm, 높이 1 cm 크기의 원통형 모양으로 일정하게 준비하였다.
각각의 시료들의 입자 크기 및 제타 전위 값을 측정하기 위해 큐벳(DTS1070, Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, UK)에 희석하지 않은 0% 헤미셀룰라아제(증류수), 1% 헤미셀룰라아제(non-coated hemicellulase, NE)와 1% 헤미셀룰라아제 리포좀(coated hemicellulase, CE)용액을 각각 1 mL씩 취하여 입도분석기(Nano-ZS90, Malvern Instrument, Worcestershire, UK)를 사용하여 입자 크기와 제타 전위를 각각 3회 반복 측정하였다. 이때 mean count rate은 200-400 cps로 나타낼 수 있는 농도로 맞추었다.
본 실험의 관능검사는 가수분해효소 및 리포좀으로 코팅된 효소가 시료의 연화 작용 효과가 있는지 알아보기 위해 실행하였다. 관능요원은 건국대학교 대학원생 20명을 패널로 선정하여 본 실험에 관련하여 선호도, 색의 강도 및 연화정도에 대한 관능검사 설문지에 대한 사전 교육을 실시한 후 관능검사를 진행하였다. 시료는 증류수, 비코팅 효소 및 코팅 효소액 25 mL에 우엉을 침지한 후 0, 12, 24 및 48시간동안 침지시킨 후 꺼내어 진행하였다.
98)으로 보정한 후 사용하였으며, L*(명도, lightness), a* (적색도, redness)와 b* (황색도, yellowness) 값으로 나타내었다. 동시에 색차(∆E) 비교를 위해 효소 처리한 우엉의 색도 변화 값을 생시료에 대비하여 아래의 공식에 대입하여 색차 값을 산출하였다.
색도는 색도계(CR-400, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 효소 처리 된 우엉 시료의 색 변화를 관찰하였다. 원통형 우엉의 측면을 9회 반복 측정하였다.
구입한 우엉을 깨끗이 세척 한 후 거즈로 물기를 제거한 다음, 지름 3 cm, 높이 1 cm 크기의 원통형 모양으로 일정하게 준비하였다. 세절된 우엉을 각각 증류수, 비코팅 효소(non-coating hemicellulase), 코팅 효소(coating hemicellulase) 용액에 물관 및 체관면을 제외하고 침지하여 4oC에서 48시간동안 보관하며, 침지된 우엉을 12시간마다 꺼내 거즈를 이용하여 효소액과 물기를 제거한 후 이화학적 특성을 분석하였다.
, Stoughton, MA, USA)를 사용하여 측정하였다. 시간에 따라 효소가 우엉 내부로 확산되어 침투되는 정도에 따른 시료의 경도 변화를 측정하기 위해 1 cm 높이의 시료를 세 부분으로 절단한 다음 중심과 외곽 부위를 나누어 측정하였다. 측정 조건은 텍스처 프로필 분석(Texture Profile Analysis)으로 진행하였으며, 시료는 block type으로 진행했고, load cell 10 kg, distance는 5.
관능요원은 건국대학교 대학원생 20명을 패널로 선정하여 본 실험에 관련하여 선호도, 색의 강도 및 연화정도에 대한 관능검사 설문지에 대한 사전 교육을 실시한 후 관능검사를 진행하였다. 시료는 증류수, 비코팅 효소 및 코팅 효소액 25 mL에 우엉을 침지한 후 0, 12, 24 및 48시간동안 침지시킨 후 꺼내어 진행하였다. 시료의 크기는 지름 2.
시료는 증류수, 비코팅 효소 및 코팅 효소액 25 mL에 우엉을 침지한 후 0, 12, 24 및 48시간동안 침지시킨 후 꺼내어 진행하였다. 시료의 크기는 지름 2.5 cm, 높이 1 cm로 규격화 하였고, 백색의 동일한 접시에 담아 진행하였고 다음 시료에 영향을 미치지 않게 하기 위해 한 개의 시료가 끝나면 반드시 물로 입안을 헹구고 진행하였다. 외관의 선호도 및 색의 강도는 선호하거나 색의 강도가 진한 시료를 높은 숫자를 두어 진행하였고(1번 대단히 싫다-9점 대단히 좋다), 경도는 시료의 단단함이 가장 연화된 시료를 높은 점수로 하고 단단한 것을 낮은 숫자로 하여(1점 굉장히 단단하다-9점 굉장히 부드럽다) 각 항목에 대해 느낌 점을 1-9점까지 기입한 후 평균값으로 산정한 9점 기호 척도법을 사용하였다.
5 cm, 높이 1 cm로 규격화 하였고, 백색의 동일한 접시에 담아 진행하였고 다음 시료에 영향을 미치지 않게 하기 위해 한 개의 시료가 끝나면 반드시 물로 입안을 헹구고 진행하였다. 외관의 선호도 및 색의 강도는 선호하거나 색의 강도가 진한 시료를 높은 숫자를 두어 진행하였고(1번 대단히 싫다-9점 대단히 좋다), 경도는 시료의 단단함이 가장 연화된 시료를 높은 점수로 하고 단단한 것을 낮은 숫자로 하여(1점 굉장히 단단하다-9점 굉장히 부드럽다) 각 항목에 대해 느낌 점을 1-9점까지 기입한 후 평균값으로 산정한 9점 기호 척도법을 사용하였다.
우엉 시료를 얇게 편을 떠서(5×5×1 mm) 약 10 µL의 증류수를 받침유리(slide glass)에 떨어뜨린 후 덮개유리(cover glass)를 덮어 관찰하였다.
우엉의 미세 조직을 CCD 카메라(3.0M, Olympus, Shinjuku, Japan)가 연결된 광학현미경(Olympus CX31, Olympus, Tokyo, Japan)으로 관찰하였다. 우엉 시료를 얇게 편을 떠서(5×5×1 mm) 약 10 µL의 증류수를 받침유리(slide glass)에 떨어뜨린 후 덮개유리(cover glass)를 덮어 관찰하였다.
색도는 색도계(CR-400, Konica Minolta, Tokyo, Japan)를 이용하여 효소 처리 된 우엉 시료의 색 변화를 관찰하였다. 원통형 우엉의 측면을 9회 반복 측정하였다. 측정 전 표준 백색판 (L*=97.
TA3/100 probe와 TA-SBA fixture를 사용하였고, 각 시료의 측정치는 5회 이상 반복 실험하여 평균값과 표준편차로 표시하였다. 측정 시 첫 번째 압착(first force)에 의한 곡선의 최고점 높이를 경도 값으로 측정하였다.
시간에 따라 효소가 우엉 내부로 확산되어 침투되는 정도에 따른 시료의 경도 변화를 측정하기 위해 1 cm 높이의 시료를 세 부분으로 절단한 다음 중심과 외곽 부위를 나누어 측정하였다. 측정 조건은 텍스처 프로필 분석(Texture Profile Analysis)으로 진행하였으며, 시료는 block type으로 진행했고, load cell 10 kg, distance는 5.0 mm, trigger load 70 g, test speed는 2.5 mm/s의 속도로 측정하였다. TA3/100 probe와 TA-SBA fixture를 사용하였고, 각 시료의 측정치는 5회 이상 반복 실험하여 평균값과 표준편차로 표시하였다.
대상 데이터
1차 균질하여 만든 리포좀을 2차 균질 처리를 위해 3분 동안 초음파 처리(200 W)하여 1% 헤미셀룰라아제를 self-assembly된 인지질이 이중막으로 코팅하여 나노 크기의 리포좀을 제조하였다. 구입한 우엉을 깨끗이 세척 한 후 거즈로 물기를 제거한 다음, 지름 3 cm, 높이 1 cm 크기의 원통형 모양으로 일정하게 준비하였다. 세절된 우엉을 각각 증류수, 비코팅 효소(non-coating hemicellulase), 코팅 효소(coating hemicellulase) 용액에 물관 및 체관면을 제외하고 침지하여 4oC에서 48시간동안 보관하며, 침지된 우엉을 12시간마다 꺼내 거즈를 이용하여 효소액과 물기를 제거한 후 이화학적 특성을 분석하였다.
본 연구에서 사용한 우엉은 E사 대형 유통마트(Seoul, Korea)에서 각각 크기와 색깔이 유사하고 신선한 것을 구입하였다. 효소의 함침 실험을 위해 효소 헤미셀룰라아제는 Sigma-Aldrich (St.
본 연구에서 사용한 우엉은 E사 대형 유통마트(Seoul, Korea)에서 각각 크기와 색깔이 유사하고 신선한 것을 구입하였다. 효소의 함침 실험을 위해 효소 헤미셀룰라아제는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였고, 코팅제인 레시틴(lecithin)은 Lipoids GmbH (Ludwigshafen, Switzerland)에서 구입하여 사용하였다.
데이터처리
5 mm/s의 속도로 측정하였다. TA3/100 probe와 TA-SBA fixture를 사용하였고, 각 시료의 측정치는 5회 이상 반복 실험하여 평균값과 표준편차로 표시하였다. 측정 시 첫 번째 압착(first force)에 의한 곡선의 최고점 높이를 경도 값으로 측정하였다.
통계분석은 SPSS 통계프로그램(Statistical Package for the Social Science, Ver. 12.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 통하여 평균±표준편차를 산출하였으며, 분산분석을 이용하여 p<0.05수준에서 던컨시험을 실시하여 각 시료간의 유의적인 차이를 검증하였다.
이론/모형
각 시료 별로 시간에 따른 헤미셀룰라아제의 활성 변화를 측정하고자 Jeong(18)의 방법을 참조하여 진행하였다. 0.
성능/효과
또한 비코팅 효소와 코팅 효소 침지한 우엉 시료에서 공통적으로 본연의 색을 잃어가는 경향을 나타냈다. 경도는 시간에 따라 모든 처리구에서 감소하였고 증류수 침지 처리 시료에 비해 비코팅 효소와 코팅 효소 침지 처리한 시료의 경도 값이 유의적으로 낮았지만 코팅/비코팅 효소 처리한 시료간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 효소 활성은 우엉을 침지했던 함침액에 있는 생성물인 포도당의 함량 측정을 통해 진행한 결과 초반에는 비코팅 효소의 활성이 코팅 효소보다 높게 나타났지만 이후 시간의 경과에 따라 코팅 효소의 활성이 증가하며 비코팅 효소액 처리구의 활성보다 높은 함량을 나타냈다.
4점으로 다른 시료에 비해서 월등히 높은 선호도를 받았다. 단단한 시료인 우엉의 연화정도를 알 수 있는 경도 부분에서는 가장 연화가 된것으로 판단되는 시료에 높은 점수를 부여하는 방식으로 진행하였는데, 생시료가 가장 낮은 점수를 받아 가장 단단한 것으로 나타났다. 반면에 전반적으로 함침액에 가장 오랫동안 침지시켰던 48시간 시료들이 공통적으로 제일 높은 점수를 받아 가장 연화되었다고 답변하였으며, 특히 48시간동안 비코팅 처리 우엉이 7.
식물 소재 식품인 우엉을 코팅 및 비코팅 헤미셀룰라아제 효소액으로 침지한 후 시간에 따른 식품의 이화학적 특성 변화를 관찰한 결과, 색도에서는 모든 처리구에서 명도가 감소하는 경향을 나타냈지만, 적색도와 황색도는 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 비코팅 효소와 코팅 효소 침지한 우엉 시료에서 공통적으로 본연의 색을 잃어가는 경향을 나타냈다. 경도는 시간에 따라 모든 처리구에서 감소하였고 증류수 침지 처리 시료에 비해 비코팅 효소와 코팅 효소 침지 처리한 시료의 경도 값이 유의적으로 낮았지만 코팅/비코팅 효소 처리한 시료간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
2에 나타내었다. 모든 처리구는 시간에 따라 경도값이 감소하였고, 특히 효소가 첨가되지 않은 증류수 처리는 27.4 N으로 측정되었고, 효소가 첨가된 코팅 및 비코팅 시료에 비해 경도가 유지되는 결과를 나타냈다(p<0.05). 증류수 침지 시료는 48시간까지 함침 시켰을 때 14%의 연화가 되는 결과를 나타낸 반면, 1% NE 및 CE의 침지 시료는 12시간 경과만으로, 54 N의 범위의 경도를 나타내며 대조구 시료에 비해 25% 정도의 연화된 결과를 나타냈다.
단단한 시료인 우엉의 연화정도를 알 수 있는 경도 부분에서는 가장 연화가 된것으로 판단되는 시료에 높은 점수를 부여하는 방식으로 진행하였는데, 생시료가 가장 낮은 점수를 받아 가장 단단한 것으로 나타났다. 반면에 전반적으로 함침액에 가장 오랫동안 침지시켰던 48시간 시료들이 공통적으로 제일 높은 점수를 받아 가장 연화되었다고 답변하였으며, 특히 48시간동안 비코팅 처리 우엉이 7.1점으로 가장 식감이 부드러워졌다고 나타났다. 특히 각 시간대 별로 증류수, 비코팅 효소 및 코팅 효소액에 침지한 시료를 비교했을 때에도 비코팅 효소에서 가장 식감이 부드럽다고 관능대상자들의 선호도를 나타냈다.
본 연구에서는 모든 시료에서 12 이상의 색차 값을 나타냈으며, 시간의 경과에 따라 색차 값은 증가하는 경향을 나타냈다(p<0.05).
외관 선호도는 좋은 것을 높은 점수로 하여 진행하였고, 12시간 및 24시간동안 침지시킨 비코팅 효소 침지액 시료에서 7점 이상으로 가장 높은 선호도를 나타냈다. 색의 진한 정도를 나타내는 색의 강도는 48시간동안 비코팅 효소액으로 침지시킨 우엉 시료에서 8.4점으로 다른 시료에 비해서 월등히 높은 선호도를 받았다. 단단한 시료인 우엉의 연화정도를 알 수 있는 경도 부분에서는 가장 연화가 된것으로 판단되는 시료에 높은 점수를 부여하는 방식으로 진행하였는데, 생시료가 가장 낮은 점수를 받아 가장 단단한 것으로 나타났다.
증류수, 1% NE, 1% CE로 침지한 시료의 시간에 따른 색도 결과는 Table 1에 나타냈다. 시료의 명도(lightness)값은 모든 처리구에서 침지 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 0시간에서 12시간 사이인 초반 12시간에서 명도값의 변화가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 적색도(redness) 값도 함침 직후 바로 꺼낸 0시간 시료에 비해 모든 시료의 적색도 값이 증가했으며 명도와 마찬가지로 초반 12시간에서 색의 변화가 뚜렷하게 나타났다.
식물 소재 식품인 우엉을 코팅 및 비코팅 헤미셀룰라아제 효소액으로 침지한 후 시간에 따른 식품의 이화학적 특성 변화를 관찰한 결과, 색도에서는 모든 처리구에서 명도가 감소하는 경향을 나타냈지만, 적색도와 황색도는 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 비코팅 효소와 코팅 효소 침지한 우엉 시료에서 공통적으로 본연의 색을 잃어가는 경향을 나타냈다.
5에 나타내었다. 외관 선호도는 좋은 것을 높은 점수로 하여 진행하였고, 12시간 및 24시간동안 침지시킨 비코팅 효소 침지액 시료에서 7점 이상으로 가장 높은 선호도를 나타냈다. 색의 진한 정도를 나타내는 색의 강도는 48시간동안 비코팅 효소액으로 침지시킨 우엉 시료에서 8.
제타 전위 값은 입자 사이의 반발력이나 인력의 크기에 대한 단위로, 전하끼리의 입자를 저장 시 안정적인 분산도를 나타내는 수치인데 부호는 전하의 종류를 나타내고 절대값으로 그에 대한 강도를 나타내는 것으로 일반적으로 절대값이 30 mV 이상일수록 서로 밀쳐내는 정전기적 척력이 발생하여 분산 안정성이 크다는 것을 의미한다(19). 이를 통해 단순 비코팅 효소와 빈 리포좀보다 효소를 코팅한 시약의 입자가 분산도가 좋고 가장 안정적인 형태를 얻은 것을 알 수 있었다.
비코팅 효소의 경우 포도당 함량이 초반에 높은 값을 나타냈지만 이후 시간에 따른 증가율은 미비하였다. 이에 반해 코팅한 효소로 처리한 시료는 초반에 낮은 효소 활성도를 나타냈지만, 시간에 따른 포도당 함량 변화가 높았고, 24시간부터는 비코팅 효소보다 포도당 함량이 높았다. 하지만 0시간을 제외한 비코팅과 코팅 시료들은 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.
시료의 명도(lightness)값은 모든 처리구에서 침지 시간이 길어질수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 0시간에서 12시간 사이인 초반 12시간에서 명도값의 변화가 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 적색도(redness) 값도 함침 직후 바로 꺼낸 0시간 시료에 비해 모든 시료의 적색도 값이 증가했으며 명도와 마찬가지로 초반 12시간에서 색의 변화가 뚜렷하게 나타났다. 적색도 값과 마찬가지로 황색도(yellowness) 값에서도 12시간 시료에서 유의적으로 색의 값이 증가했지만 그 이후의 시간에 따른 시료들에서는 유의적인 차이를 나타내지 않았다(p>0.
제타 전위 값은 코팅하지 않은 효소는 −13 mV, 효소를 코팅하지 않은 리포좀은 −34 mV, 헤미셀룰라아제를 코팅한 리포좀의 경우 절대값이 40 mV로 다소 증가하였다.
효소 활성은 우엉을 침지했던 함침액에 있는 생성물인 포도당의 함량 측정을 통해 진행한 결과 초반에는 비코팅 효소의 활성이 코팅 효소보다 높게 나타났지만 이후 시간의 경과에 따라 코팅 효소의 활성이 증가하며 비코팅 효소액 처리구의 활성보다 높은 함량을 나타냈다. 즉, 코팅막을 이용하여 효소를 포집하면 비코팅 효소에 비해 상대적으로 꾸준하게 효소의 활성을 유지 및 증가시킬 수 있으므로 식품의 연화 효과 및 효소의 활성을 장기간 적용할 수 있었다. 또한 리포좀 코팅은 수용성 및 지용성 성분의 포집이 가능하다.
헤미셀룰라아제 입자 크기는 100 nm의 크기를 나타냈고, 효소를 코팅하지 않은 빈 리포좀(blank liposome)의 입자 크기는 약 180 nm를 나타냈다. 헤미셀룰라아제를 코팅한 리포좀(hemicellulase liposome)의 입자크기는 비코팅 효소 및 빈 리포좀보다 큰 약 200 nm 크기를 나타냈다. 제타 전위 값은 코팅하지 않은 효소는 −13 mV, 효소를 코팅하지 않은 리포좀은 −34 mV, 헤미셀룰라아제를 코팅한 리포좀의 경우 절대값이 40 mV로 다소 증가하였다.
경도는 시간에 따라 모든 처리구에서 감소하였고 증류수 침지 처리 시료에 비해 비코팅 효소와 코팅 효소 침지 처리한 시료의 경도 값이 유의적으로 낮았지만 코팅/비코팅 효소 처리한 시료간에는 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 효소 활성은 우엉을 침지했던 함침액에 있는 생성물인 포도당의 함량 측정을 통해 진행한 결과 초반에는 비코팅 효소의 활성이 코팅 효소보다 높게 나타났지만 이후 시간의 경과에 따라 코팅 효소의 활성이 증가하며 비코팅 효소액 처리구의 활성보다 높은 함량을 나타냈다. 즉, 코팅막을 이용하여 효소를 포집하면 비코팅 효소에 비해 상대적으로 꾸준하게 효소의 활성을 유지 및 증가시킬 수 있으므로 식품의 연화 효과 및 효소의 활성을 장기간 적용할 수 있었다.
후속연구
또한 리포좀 코팅은 수용성 및 지용성 성분의 포집이 가능하다. 즉, 본 실험을 통해 코팅된 가수분해효소의 고정화로 음식 재료의 연화 작용을 기대할 수 있으면서 효소 외에 다른 수용성 및 지용성의 영양 성분 및 기능성 성분 등을 함께 포집하여 비파괴 노인식 개발에 응용할 수 있으리라 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
리포좀의 장점은?
리포좀은 일반적으로 생체막과 유사한 모형 물질로 약물, 효소, 호르몬 등 다른 생물화학적으로 중요한 물질들의 운반체로 사용될 수 있다(15). 게다가 리포좀의 장점은 인지질이라는 생체 구성성분으로 이루어져 생체 내에서 분해가 가능하고 독성이 없으며(16) 수용성, 지용성 비타민, 향, 색, 약물 등 여러 가지 물질들을 코팅 가능하며 코팅된 물질들은 시간이 지남에 따라 방출이 가능하다(17). 효소를 리포좀으로 코팅한 이유는 효소의 고정화를 통한 연화 조절 속도 가능성을 살펴보고, 후속 실험으로 실버층이 부족할 영양소를 포함시키기 위한 운반체의 역할을 해주기 위해 제조하였다.
리포좀이란?
본 연구에서는 리포좀으로 코팅한 헤미셀룰로오스와 코팅하지 않은 헤미셀룰로오스가 있는 함침액에 48시간 동안 우엉을 침지시켜 연화(tenderization)되는 정도를 살펴보았다. 리포좀은 계면활성제가 물에 용해되면 일반적으로 구상 형태의 미셀(micelle)을 형성하는데, 소수성 부분이 물과 접촉하지 않기 위한 한 층 혹은 여러 층의 지질 이중막을 의미한다(14). 리포좀은 일반적으로 생체막과 유사한 모형 물질로 약물, 효소, 호르몬 등 다른 생물화학적으로 중요한 물질들의 운반체로 사용될 수 있다(15).
저작과 연하 기능의 저하가 야기시키는 문제는?
특히 나이가 들어가며 노화됨에 따라 타액 분비 기능의 저하, 인후와 입 주변의 근력 저하, 연하 반사 기능의 저하, 뇌혈관 질환 등에 의해 저작과 연하 기능이 저하된다(7-8). 저작 기능의 저하는 음식물의 저작에 영향을 미쳐 영양 불량이나 편식을 초래할 수 있으며(9) 구강 · 인두 · 식도 등의 연하 기능의 저하는 식도로 연하 되어야 할 식품이나 타액이 기관이나 폐로 들어갈 위험성을 증가시킨다(10).
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