[논문]pH, 전해질의 농도 및 알긴산 분자량이 분리콩단백질의 표면소수성에 미치는 영향

임영선; 유병진

doi:10.3746/jkfn.2016.45.9.1285

pH, 전해질의 농도 및 알긴산 분자량이 분리콩단백질의 표면소수성에 미치는 영향
Effects of pH, Electrolyte Concentrations, and Alginate Molecular Weights on Surface Hydrophobicity of Soy Protein Isolates 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.45 no.9, 2016년, pp.1285 - 1292

임영선 (강릉원주대학교 식품영양학과) , 유병진 (강릉원주대학교 식품영양학과)

초록
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분리콩단백질(SPI, soy protein isolate) 농도, pH, 전해질의 종류와 농도, alginates의 농도와 분자량이 SPI의 표면소수성에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. SPI 농도가 증가할수록 표면소수성은 감소하였다. SPI의 표면소수성이 pH 7.0에서 최대값을 나타내었다가 pH가 7.0을 기준으로 증가 혹은 감소함에 따라 표면소수성이 감소하는 경향을 나타내었다. SPI의 표면소수성은 NaCl의 농도가 100 mM까지 증가함에 따라 급격히 증가하지만 더 이상의 농도에서는 변화가 없었다. $CaCl_2$와 $MgCl_2$의 농도가 각각 50 mM과 30 mM까지 증가할수록 SPI의 표면소수성이 급격히 감소하였지만, 그 이상의 농도에서는 큰 변화가 없었다. Na-alginate의 농도와 분자량의 증가함에 따라 SPI의 표면소수성이 감소한 것으로 나타났다. Na-alginate의 분자량이 증가함에 따라 표면소수성의 증가속도가 감소하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Changes in surface hydrophobicity of soy protein isolate (SPI), which plays an important role in the functional characteristics of protein, were measured according to various SPI concentrations, pH levels, electrolytes concentrations, and alginate molecular weights by using 1-anilino-8-naphthalene sulfonic acid as a fluorescent probe. SPI surface hydrophobicity decreased as SPI concentrations increased. SPI surface hydrophobicity reached a maximum at pH 7.0. SPI surface hydrophobicity rapidly increased as the NaCl concentration of SPI solution increased up to 100 mM, and showed no large increases above 100 mM. However, SPI surface hydrophobicity radically decreased until the $CaCl_2$ concentration reached 50 mM and revealed no large variations above 50 mM. A similar trend was exhibited in the case of $MgCl_2$. As both the concentration and molecular weight of sodium alginate increased, SPI surface hydrophobicity decreased. The increasing rate of SPI surface hydrophobicity decreased as the molecular weight of sodium alginate increased.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 SPI로 즉석 두부 제조 가능성의 기초자료를 얻기 위하여 두부 제조 시 응고제로 사용되는 다가전해질과 겔화에 영향을 미치는 고분자 전해질인 alginates 첨가 및 pH 등이 SPI의 표면소수성에 미치는 영향을 ANS를 탐침물질로 이용하여 측정하였으므로 보고하는 바이다.

제안 방법

강원도 명주군 주문진에서 2014년 8월에 채취하여 건조한 다시마를 40 mesh로 분쇄하여 alginates 추출용으로 사용하였다. Alginates는 Chapman(16)의 방법을 수정한 방법(17)으로 추출하고 투석막(D0655, MW cut off; 13,000, Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA)을 이용하여 투석하여 정제하였다. 정제된 alginates는 진공 동결 건조하였다.

대상 데이터

SPI는 강원도 강릉시 콩(광안콩, 2013년 영월생산)을 17~20°C에서 10시간 물에 불린 후 콩의 4배량의 물을 가하여 마쇄하고 95~97°C에서 교반하면서 10분간 가열하고 광목천으로 여과하여 제조한 두유를 저온(8±2°C) 상태로 운반하여 진공 동결 건조한 다음 20 mesh로 분쇄하였다. 그리고 분쇄된 시료는 n-hexane으로 3회 반복 처리하여 지질성분을 제거한 후 상온에서 풍건하여 시료로 사용하였다.
강원도 명주군 주문진에서 2014년 8월에 채취하여 건조한 다시마를 40 mesh로 분쇄하여 alginates 추출용으로 사용하였다. Alginates는 Chapman(16)의 방법을 수정한 방법(17)으로 추출하고 투석막(D0655, MW cut off; 13,000, Sigma-Aldrich Co.

데이터처리

5회 반복 측정한 모든 실험 결과는 SPSS program 12.0(24)의 one-way ANOVA test를 실시하여 분산분석을 통해 평균±표준오차를 구하였으며, 평균 간의 유의성은 95% 유의수준(P<0.05)에서 Duncan's multiple range test로 검정하였다.

이론/모형

Alginates의 일반성분 함량은 Meloan과 Pomeranz(20)의 방법으로 측정하였다.

성능/효과

7은 일정한 농도의 SPI 용액에 Na-alginate의 농도를 증가시킬 때 Na-alginate의 분자량이 이 용액의 RFI 값의 증가속도에 미치는 영향을 나타낸 그림이다. SPI 용액에 Na-alginate를 첨가하면 이 혼합 용액의 RFI 값의 증가속도는 Na-alginate의 분자량이 증가함에 따라 유의하게(P<0.05) 거의 직선적으로 감소하였으며 RFI의 증가속도와 Naalginate 분자량과의 관계식은 y=-0.016x－21.696(y: RFI 의 증가속도, x: Na-alginate의 평균분자량)으로 나타났다. 고분자 전해질인 alginates는 carboxylic group 사이의 정전기적 상호작용으로 pre-micelle이 생성되며 이러한 pre-micelle은 소수성 영역을 형성하고 alginate 분자 사슬을 따라 형성된 micelle에 탐침물질이 용해되기 때문에 표면소수성이 감소한다(35)고 보고한 것을 고려하면, 본 실험의 결과에서 나타난 Na-alginate의 분자량이 증가함에 따라 표면소수성의 증가속도가 감소하는 현상은 Na-alginate의 분자량이 증가하면 사슬의 길이가 증가하여 더 많은 소수성 micelle 응집물이 생성되어 여기에 ANS가 용해되어 응집물의 내부로 함몰되기 때문으로 생각된다.
이러한 연구를 고려하면 본 실험에서 SPI 농도가 낮은 곳에서부터 15%까지 증가함에 따라 SPI의 RFI 값이 뚜렷하게 감소한 것은 수분의 양이 충분한 환경에서는 SPI 단백질 분자의 용매화가 충분히 일어나 단백질 구조의 유연성이 증가하여 단백질 분자 내부에 존재하는 소수성 영역이 표면으로 나타나기 때문으로 해석할 수 있다. SPI의 농도가 15% 이상에서 RFI 값의 변화가 크게 나타나지 않는 것은 이 농도 이상에서는 SPI의 구조 유연성이 낮아져 소수성 영역이 표면으로 노출되는 정도가 매우 낮다는 것을 알려준다. 이와 같은 결과는 ovalbumin과 lysozyme 등과 같은 단백질의 표면소수성에 관한 연구 결과(12)와 같은 경향을 나타낸다.
2는 pH가 SPI의 표면소수성에 미치는 영향을 나타낸 것이다. pH 2.0일 때 RFI 값이 11.1이었던 것이 pH가 증가할수록 증가하여 pH 7.0에서는 79.0으로 최대값을 나타내었다가 pH가 7.0 이상으로 증가함에 따라 RFI 값이 감소하여 pH 12.0에서는 10.0을 나타내었다. 이처럼 SPI의 표면소수성이 pH 7.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	분리콩단백질의 소수성을 측정하는 것은 어떤 성질을 예측하는데 중요한가?	그러므로 단백질의 소수성을 측정하는 것은 주변 환경에 따른 단백질의 성질을 예측할 수 있는 중요한 요인이다. 단백질의 소수성을 측정하는 방법으로는 단백질을 구성하고 있는 소수성 아미노산의 일종인 트립토판이 주위 환경의 미세한 변화에 형광의 변화를 일으키는 것을 측정하는 방법과 식품 단백질에 외부에서 형광을 내는 물질인 ANS(1-anilino-8-naphthalene sulfonic acid)를 첨가하여 단백질이 주변 환경에 따라 변하는 미세한 구조의 변화에 따라 달라지는 형광의 정도를 측정하는 방법 등이 있으며, 특히 ANS를 형광탐침물질로 사용하면 단백질의 표면소수성의 변화를 측정하는 데 유용한 것으로 보고되었다(15).
	분리콩단백질은 어떤 용도로 사용되고 있는가?	일반적으로 분리콩단백질(SPI, soy protein isolate)은 콩을 조쇄, 탈피하고 지방을 제거한 후 단백질의 함량이 90% 이상 되도록 제조한 것으로 식품 첨가물, 환자용 유동식 및 우유 단백질의 대체품 등으로 사용되고 있다(6). SPI의 성질에 영향을 미치는 요인으로 pH(7), 가열(8) 및 다당류와의 상호반응(5) 등에 관한 연구가 보고되어 있으며, SPI의 용해도와 겔화 성질에 영향을 미치는 인자로는 소수성과 총 전하량 및 탈지방법(9,10) 등이 알려져 SPI의 기능성과 성질에 영향을 미치는 여러 요인 중 SPI 소수성의 중요성이 강조되어왔다.
	분리콩단백질은 무엇인가?	일반적으로 분리콩단백질(SPI, soy protein isolate)은 콩을 조쇄, 탈피하고 지방을 제거한 후 단백질의 함량이 90% 이상 되도록 제조한 것으로 식품 첨가물, 환자용 유동식 및 우유 단백질의 대체품 등으로 사용되고 있다(6). SPI의 성질에 영향을 미치는 요인으로 pH(7), 가열(8) 및 다당류와의 상호반응(5) 등에 관한 연구가 보고되어 있으며, SPI의 용해도와 겔화 성질에 영향을 미치는 인자로는 소수성과 총 전하량 및 탈지방법(9,10) 등이 알려져 SPI의 기능성과 성질에 영향을 미치는 여러 요인 중 SPI 소수성의 중요성이 강조되어왔다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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