KR101444876B1 - 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물의 아밀로오스 용출 억제제 및 이를 이용한 곡물 가공 식품의 제조방법 - Google Patents
사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물의 아밀로오스 용출 억제제 및 이를 이용한 곡물 가공 식품의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈(Cyclodextrin glucanotransferase)를 이용한 곡물 가공 식품의 제조방법, 상기 방법에 의해 제조된 곡물 가공 식품 및 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물 가공 식품의 아밀로오스 용출 억제제에 관한 것이다. 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 곡물 가공 식품의 제조 시 곡물끼리의 응집현상을 최소화하는 효과가 있어 곡물 가공 식품 산업에 유용하게 응용될 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈(Cyclodextrin glucanotransferase)를 함유하는 아밀로오스 용출 억제제, 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용한 곡물 가공 식품의 제조방법, 및 상기 방법에 의해 제조된 곡물 가공 식품에 관한 것이다. 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 곡물 가공 식품의 제조시 곡물표면으로 아밀로오스가 용출되는 것을 억제하여, 곡물끼리의 응집현상을 최소화하는 효과가 있어 곡물 가공 식품 산업에 유용하게 응용될 것으로 기대된다.
사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈는 전분에 단독으로 작용하여 α-1,4 결합을 분해 및 생성하여 말토올리고당과 포도당 6-8개로 이루어진 환상의 덱스트린(cyclodextrin)을 생성하는 효소로, α-아밀레이즈와 유사한 작용기작(전분의점도 저하 및 요오드반응의 감소)과 전달효소의 역할을 포함하고 있다. 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈는 전분 이외에 적당한 수용체가 존재하면 분자간 전달반응으로 사이클로덱스트린을 개열하여 그 분해생성물을 수용체의 4번 탄소 -OH기에 전달시킴으로써 α-1,4 결합을 생성한다(커플링 반응). 상기 효소를 이용하여 생산된 사이클로덱스트린의 분자 내부에는 소수성을, 외부에는 친수성을 나타내는 분자구조를 가져 소수성 유기화합물을 분자내의 동공에 취하여 포접할 수 있으며, 이러한 특성을 통해서 휘발성 물질의 불활성화, 산화 및 광분해성 물질의 안정화, 반응성의 변화 등의 기능을 나타낼 수 있다. 또한 커플링 반응에 의해서 생성된 물질은, 특유의 보습성으로 인하여 전분의 노화를 방지함으로써, 빵 등의 식품에 유용하게 이용되고 있다.
본 발명은 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여, 아밀로오스 용출억제로 곡물의 끈적임을 방지하여 곡물끼리 또는 곡물 가공식품의 응집현상을 최소화하여 장기간 저장하더라도 곡물 가공 식품의 덩어리 생성을 방지하고 혼합 조작을 용이하게 하며 미생물에 의한 오염을 방지할 수 있는 곡물 가공 식품 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물의 아밀로오스 용출 억제제를 제공하고자 한다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 국한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 곡물 및 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 혼합하는 단계 및 상기 곡물을 호화시키는 단계를 포함하며, 상기 호화된 곡물 표면의 아밀로오스 함량이 0.0005 내지 0.01 mg/grain인 곡물 가공 식품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하며, 호화된 곡물 표면의 아밀로오스의 함량이 0.0005 내지 0.01 mg/grain인 곡물 가공 식품을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 아밀로오스 용출 억제제를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 아밀로오스 용출 억제제, 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하며, 호화된 곡물 표면의 아밀로오스의 함량이 0.0005 내지 0.01 mg/grain인 곡물 가공 식품 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서에서 곡물 가공식품이란 곡물의 호화단계를 포함하는 각종 가공방법으로 제조된 곡물 가공식품으로서, 구체적으로 곡물을 호화하여 제조된 가공식품, 곡물을 먼저 분말화 등으로 전처리한 후에 호화한 가공식품, 및 곡물을 호화한 후에 2차로 가공한 식품 등을 포함한다. 또한 상기 곡물 가공식품은 제조 후에 추가로 다른 재료와 혼합, 멸균, 냉동, 건조 등의 방법으로 추가 처리를 수행할 수 있다.
본 명세서에서 곡물이란 쌀, 밀, 옥수수, 수수 및 보리 등을 포함한다. 본 명세서에서, 곡물 가공식품은 상기 곡물을 단독 또는 2종 이상 혼합하거나 다양한 잡곡, 부재료 등을 추가로 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 곡물 가공식품의 예는, 국수류, 미반식품, 떡류 등을 포함한다. 상기 미반식품이란 쌀을 이용하여 제조한 식품으로서, 상기 미반식품의 예는 쌀만으로 제조된 취반미(흰밥, 흑미밥, 찰밥 등) 및 각종 잡곡이 첨가된 취반미(예, 팥밥) 등을 포함하는 곡물을 호화하여 제조된 가공식품; 상기 취반미를 2차적으로 조리 또는 가공한 제품, 예를 들면, 비빔밥, 초밥, 필래프(pilaf), 볶음밥, 영양밥, 리조또, 주먹밥, 도시락 등을 들 수 있으며 또한, 이들의 냉동품, 무균포장품, 레토르트품, 건조품, 통조림품 등을 포함한다. 상기 떡류로는 송편, 절편 또는 가래떡 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 또 다른 일례에서, 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물의 아밀로오스 용출 억제제가 제공된다.
상기 아밀로오스 용출 억제제는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈의 함량을 적절히 조절함으로써 호화된 곡물 표면의 아밀로오스 함량을 적절히 조절할 수 있다. 예를 들면, 곡물 1 g 당 0.01 내지 0.1 unit 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 포함할 수 있다.
밥알 표면의 아밀로오스 함량이 과다할 경우 밥알끼리의 응집현상이 심하기 때문에, 상기 아밀로오스의 함량은 바람직하게는 0.0005 내지 0.01 mg/grain일 수 있으며, 곡물 낟알끼리의 응집현상을 최소화하기 위해 가장 바람직하게는 0.0005 내지 0.005 mg/grain일 수 있다.
쌀을 이용한 비빔밥 등의 미반 식품 제조 시 제조된 밥알의 부착성이 강하여 밥알끼리 응집하여 덩어리를 형성하여 부재료를 혼합할 때 잘 섞이지 않고, 미반 식품의 품질을 저하시키는 문제점이 있어, 밥알의 부착성을 저하시켜 밥알끼리 응집을 방지하는 기술 개발을 요구하게 되었다. 이에, 본 발명자들은 종래 알려진 전분의 노화 방지효과에 따라 빵 등의 식품에 유용하게 이용되는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈의 새로운 용도로 밥알의 표면에서 아밀로오스의 용출을 억제하는 것을 밝혔다.
따라서 본 발명은 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용한 곡물 가공 식품의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 곡물 가공 식품 및 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물 가공 식품의 아밀로오스 용출 억제제에 관한 것으로, 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 곡물 가공 식품을 제조 시 아밀로오스 용출이 억제되어 곡물끼리의 응집현상을 최소화하며, 일례로 비빔밥 제조 시 밥의 덩어리 생성을 방지하고 혼합 조작을 용이하게 하며 미생물에 의한 오염을 방지할 수 있는 미반을 제조할 수 있다.
구체적으로 상기 첨가된 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈에 의하여 쌀알의 내부에 존재하는 아밀로오스의 당 분자가 연속적으로 아밀로펙틴의 측쇄로 당전이 되며, 대부분의 아밀로오스 분자는 아밀로펙틴 측쇄로 전이됨에 따라, 밥알의 표면으로 아밀로오스의 용출을 방지한다.
일례로 상기 아밀로오스 용출 억제제에 의하여 쌀알의 내부에 존재하는 아밀로오스의 당 분자가 연속적으로 아밀로펙틴의 측쇄로 당전이 되며, 대부분의 아밀로오스 분자는 아밀로펙틴 측쇄로 전이됨에 따라, 밥알의 표면으로 아밀로오스의 용출을 방지한다. 따라서 상기 아밀로오스 용출 억제제를 미반 식품의 제조 시 처리하는 경우, 밥알끼리의 응집현상을 최소화할 수 있다. 바람직한 일례로 비빔밥 제조 시 상기 아밀로오스 용출 억제제를 처리하는 경우, 밥의 덩어리 생성을 방지하고 혼합 조작을 용이하게 하며 미생물에 의한 오염을 방지할 수 있는 편리하고 안전성 있는 비빔밥을 제조할 수 있다. 다른 바람직한 일례로 죽 제조 시 상기 아밀로오스 용출 억제제를 처리하는 경우, 밥알이 본래의 형태를 유지하게 한다.
사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 온도 70 내지 105℃에서 효소 활성을 갖는 내열성 효소이며, 바람직하게는 파이로코커스 퓨리오서스(Pyrococcus furiosus)에서 유래된 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함할 수 있다. 따라서 다른 효소에 비해서 내열성이 우수하고 고온에서 사용 가능하다는 장점이 있어, 고온 조작이 요구되는 식품산업에 용이하게 활용될 수 있다.
상기 서열번호 1의 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 Escherichia coli MC1061/PFCGT(KCTC 10711BP)에서 제공될 수 있으며(한국 공개 특허 제 10-2006-0041546), 약 80874.55 Da의 분자량을 가지며, pH 5.0 내지 9.0 및 온도 70 내지 105℃에서 효소 활성을 가지며, 바람직하기로는 pH 5.8 내지 5.5이고 온도는 85 내지 95 ℃이다. 다만, 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈는 유전공학적인 방법으로 원핵생물, 진핵생물 또는 진핵생물에서 유래된 진핵세포로부터 용이하게 생산할 수 있으므로, 특별히 상기 균주에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 곡물 가공식품의 제조방법은 (a) 곡물 및 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 혼합하는 단계 및 (b) 상기 곡물을 호화시키는 단계를 포함하며, 상기 방법으로 제조된 가공식품은 상기 호화된 곡물 표면의 아밀로오스 함량이 0.0005 내지 0.01 mg/grain이다.
상기 (a) 혼합하는 단계에 있어서, 곡물 가공 식품의 맛, 향 및 씹는 맛을 극대화시키기 위하여 곡물 및 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 곡물 1g 당 0.01 내지 0.1 unit 효소를 혼합할 수 있다.
또한 상기 (a)단계 후에, 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈가 충분히 전분 내로 침투할 수 있게 혼합단계 후 10 내지 60분 동안 방치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (a) 혼합하는 단계 전에, 곡물을 전처리하여 가공하는 단계를 수행할 수 있으며, 예를 들면 곡물을 분말화하는 단계를 추가할 수 있다.
상기 (b) 호화시키는 단계는 예를 들면 50~100℃에서 5~20분, 바람직하게는 98~100℃에서 8~15분간 가열하며, 이러한 호화조건은 곡물 가공 식품의 종류 및 사용하는 곡물의 종류에 따라 적절히 조절하여 수행할 수 있다.
상기 (b) 호환단계 이후에, 추가로 다른 재료와 혼합하는 추가 가공으로 곡물 가공식품을 제조하거나, 건조, 레토르트 제조, 진공포장 또는 냉동 등의 추가 공정을 수행하여 가공할 수 있다.
본 발명에 따른 곡물 가공 식품이 미반식품인 경우에, 구체적으로는 제조시의 물의 양은 쌀의 종류 및 또는 햅쌀인 지 묵은 쌀인지 여부에 따라서 다르기 때문에 똑같이 규정할 수 없지만, 쌀의 종류에 가장 적합한, 양호한 식미를 나타내는 물의 양으로 제조하는 것이 보통이다. 밥솥을 사용하는 경우는, 쌀을 통상적으로 하는 대로 물로 씻고, 불리고, 물을 따라 내어 취반하며, 바람직하게는 쌀을 물에 침지할 때 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 첨가하여 쌀 및 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 혼합하여 효소가 충분히 쌀알의 내부로 침투되도록 담금 시간을 조절할 수 있다. 그 후 쿠커나 일반적인 밥솥에서 가열이 되어 실온에서 100℃까지 점진적으로 상승하는 동안에 효소가 쌀알 내부의 전분에 작용하게 된다. 더욱 자세하게는, 쌀에 물을 가한 후 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈와 혼합하여, 실온에서 1시간 침지하며, 그 후 쿠커 또는 전기밥솥 등을 이용하여 밥을 제조할 수 있다. 구체적으로 도 1에 나타난 제조방법과 같이 비빔밥을 제조할 수 있다. 상기 미반 식품의 제조방법의 다른 예로, 도 2에 나타난 제조방법과 같이 죽을 제조할 수 있다.
상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 및 곡물 가공식품은 앞서 설명한 바와 동일하다.
본 발명에 따른 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는 곡물의 아밀로오스 용출 억제제 및 이를 이용한 곡물 가공식품의 제조방법에 의하여, 곡물끼리의 응집현상을 최소화하여 덩어리 생성을 방지하고 혼합 조작을 용이하게 하며 미생물에 의한 오염을 방지할 수 있는 편리하고 안전성 있는 곡물 가공 식품을 제조할 수 있음과 동시에, 곡물 낟알이 본래의 형태를 유지하는 효과가 있어, 곡물 가공 식품 산업분야에서 유용하게 응용될 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 비빔밥을 제조하는 공정도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 죽을 제조하는 공정도를 나타낸 것이다.
도 3은 정제된 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 SDS-PAGE 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 최적 작용 온도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 최적 작용 pH를 나타낸 그래프이다.
도 6은 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈에 대한 열안정성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 제조된 밥알의 상호 응집성을 확인하기 위해 texture analyzer로 측정하는 것을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라, 밥알의 노화도를 나타내는 시차 주사 열량측정법 (DSC) 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 밥알 응집화 방지 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 6에 따른 죽의 밥알 형태 관찰 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 죽을 제조하는 공정도를 나타낸 것이다.
도 3은 정제된 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 SDS-PAGE 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 최적 작용 온도를 나타낸 그래프이다.
도 5는 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 최적 작용 pH를 나타낸 그래프이다.
도 6은 초내열성 파이로코커스 퓨리오서스 유래 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈에 대한 열안정성을 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라, 제조된 밥알의 상호 응집성을 확인하기 위해 texture analyzer로 측정하는 것을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라, 밥알의 노화도를 나타내는 시차 주사 열량측정법 (DSC) 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 밥알 응집화 방지 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 10은 실시예 6에 따른 죽의 밥알 형태 관찰 결과를 나타낸 것이다.
이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예
1.
싸이클로덱스트린
글루카노
트랜스퍼레이즈의
정제 및 확인
내열성 파이로코커스 퓨리오서스(Pyrococcus furiosus) 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈 생산균주(Escherichia coli MC1061/PFCGT, 한국 공개 특허 제 10-2006-0041546)를 3% 에탄올이 첨가된 LBK 배지 (1% Bacto-Tryptone, 0.5% Yeast extract, 0.5% NaCl, 최종농도 10 ㎍/ml의 가나마이신) 에 접종하여 30℃에서 72시간 배양하고, 원심분리하여 균체를 얻었다. 회수한 균체를 pH 7.5의 50mM 트리스 완충용액으로 현탁시킨 다음 초음파로 파괴한 뒤 원심 분리하여 상등액을 취하였다. 발현된 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈를 이온교환수지를 이용한 크로마토그라피를 이용하여 정제하였다. 크로마토그래피는 Q-세파로즈, DEAE-toyopearl 및 GPC(gel permeation chromatography)순으로 실시하였다.
SDS-PAGE를 이용하여 상기에서 제조된 내열성 파이로코커스 퓨리오서스 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 발현율 및 정제도를 확인하였다. 도 3은 Escherichia coli MC1061/PFCGT로부터 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈 정제단계별 시료의 전기영동 사진으로, M은 사이즈 마커이고, C는 초음파 처리한 것이고, H는 열처리한 것이고, Q는 Q-세파로즈로 정제한 것이고, D는 DEAE-toyopearl로 정제한 것이고, G는 GPC로 정제한 것이다. 도 3에서 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈가 정제과정을 거치면서 높은 수율로 정제됨을 확인할 수 있다.
실시예
2.
싸이클로덱스트린
글루카노
트랜스퍼레이즈의
효소적
특성
2.1
효소역가
측정
가수분해 역가는 효소액 0.05 ml에 pH5.0의 50mM 소디움 아세테이트 완충용액 0.1 ml와 1%(w/v)의 가용성전분 용액 0.15ml를 넣은 후 90℃에서 10분간 반응시키고, NaOH(30 mmol) 350μl를 가하여 반응을 정지시킨 후 페놀프탈레인 용액 40 μl을 가한 후 15분 동안 실온에서 방치한 후 550 nm에서 흡광도를 측정하였다. 1분당 1μmoldml 베타 사이클로 덱스트린을 생산하는 효소량을 1 Unit(단위)로 정하였다.
2.2 온도 특성
효소의 작용 최적온도를 알아보기 위해, 1% 가용성 전분을 기질로 함유하는 pH 5.0의 50 mM 소디움 아세테이트 완충용액 0.15ml에, 기질을 함유하지 않는 동일한 완충용액 0.10ml을 섞어 각 반응온도에서 예열시킨 후, 실시예 1에서 얻은 효소액 0.05ml 넣고 효소역가를 측정하였다.
도 4는 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 반응온도에 따른 활성을 도시한 것으로, 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈는 약 90 ℃에서 100%의 활성을 나타내었으며, 70 내지 100 ℃에서 약 50% 이상의 활성을 유지하였다.
2.3
pH
특성
사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈 활성에 대한 pH의 영향을 알아보기 위하여, pH를 달리한 완충용액 0.10 ml와 1% 가용성 전분을 포함하는 동일한 완충용액 0.15ml을 섞어 90℃에서 예열시킨 후, 실시예 1에서 얻은 효소액을 각각 0.05ml을 첨가하여 10분간 반응시켜 상기 실시예 2.1에 기재된 방법으로 효소활성을 측정하였다.
도 5는 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 pH에 따른 활성을 나타낸 것으로, 최적 pH는 약 5이며, 50% 이상의 활성을 유지하는 pH는 5.7 내지 6.5인 것으로 관찰되었다.
2.4 효소활성에 대한 열처리의 효과
효소 활성에 대한 열처리의 효과를 알아보기 위하여, 실시예 1에서 얻은 효소액을 각각의 온도에서 시간별로 열처리한 후, 원심분리하여 상등액을 취하였다. 1% 가용성 전분을 기질로 함유하는 pH 5.0의 50 mM 소디움 아세테이트 완충용액 0.15ml과 기질을 함유하지 않는 동일한 완충용액 0.10ml을 섞어 90℃에서 예열시킨 후, 상기 열처리한 효소액 0.05ml을 넣어 반응시켜 효소역가를 측정하였다.
온도(℃) | 85 | 90 | 95 |
t1 /2(분) | 142 | 85 | 46 |
도 6 및 상기 표 1은 열처리한 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 효소활성을 나타낸 것이다. 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈가 열처리에 의하여 효소 역가가 절반으로 줄어드는데 걸리는 시간(t1 /2)이 85℃에서 142분, 90℃에서 85분, 95℃에서 46분으로, 사이클로덱스트린 글루카노트렌스퍼레이즈의 내열성이 매우 우수함을 알 수 있다.
실시예
3.
사이클로덱스트린
글루카노트랜스퍼레이즈를
이용한 밥 제조
쌀 100g에 물을 120ml를 넣은 후 상기 실시예 1에서 얻어진 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 효소액 2ml을 첨가하고 25℃에서 한시간 침지한 후, 쿠커(카이젤 제빵기, KBM-5100)를 이용하여 밥을 제조하였다.
비교예
1.
사이클로덱스트린
글루카노트랜스퍼레이즈를
첨가하지 않은 밥 제조
실시예 1에서 얻어진 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 효소액을 첨가하지 않은 것 이외에는 상기 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 밥을 제조하였다.
비교예
2. 알파-
글루카노트랜스퍼레이즈(α-GTase)를
이용한 밥 제조
실시예 1에서 얻어진 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 효소액 대신 Thermus aquaticus 알파-글루카노트랜스퍼레이즈(α-GTase)를 첨가한 것 이외에는 상기 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 밥을 제조하였다.
비교예
3.
노바밀(Novamyl)를
이용한 밥 제조
실시예 1에서 얻어진 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 효소액 대신 노바밀(Novamyl)(Novozyme 회사, 덴마크)를 첨가한 것 이외에는 상기 실시예 3과 동일한 방법을 이용하여 밥을 제조하였다.
실시예
4.
싸이클로덱스트린
글루카노
트랜스퍼레이즈를
이용한 죽 제조
쌀 1컵(200g)에 물 6컵(1500ml) 및 상기 실시예 1에서 얻어진 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 효소액 2ml을 첨가하고 25℃에서 한시간 침지한 후, 쿠커(카이젤 제빵기, KBM-5100)에서 죽 제조 메뉴에 따라 죽을 제조 하였다.
비교예
4
실시예 1에서 얻어진 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈 효소액을 첨가하지 않은 것 이외에는 상기 실시예 4과 동일한 방법을 이용하여 죽을 제조하였다.
실시예
5. 밥의 물성측정
5.1.
응집성
(
부착성
측정)
상기 실시예 3 및 비교예 1, 2, 3에서 제조한 밥알의 응집성을 텍스쳐 analyzer를 사용하여 측정하였다.
도 7에서와 같이 평면체 프로브의 하단에 양면 테이프를 부착시킨 후 adhesive 모드로 측정하였다(test speed 1mm/s, distance 10.0mm, force 200g, time 2.00s). 프로브를 이용하여 샘플을 누른 후 들어올릴 때 테이프에 부착된 밥알의 수를 측정하였다. 밥알의 수는 밥알의 응집성과 역비례하며, 계기에 나타난 면적으로부터 부착성(adhesiveness)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
샘플 | 밥알 수 |
실시예 3 | 29 |
비교예 1 | 5 |
비교예 2 | 20 |
비교예 3 | 3 |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 3에서 제조된 샘플에서의 밥알의 수가 다른 비교예보다 많음을 확인하였다. 이는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈에 의해 제조된 밥알이 응집성이 낮음을 의미한다.
5.2. 노화도 측정
상기 실시예 3 및 비교예 1에서 밥을 4℃에서 10시간 내지 2일간 저장한 후 시차 주사 열량측정법(DSC)을 이용하여 흡열 엔탈피(ΔH)를 측정하였고, 보다 구체적으로는 Seiko, 모델 SSC/5200(일본) 시차주사열량계(Differential scanning calorimetry (DSC))를 이용하여 측정하였다. 미반 20 mg을 취하여 팬에 넣고 20℃에서 100℃까지 가열 속도 10℃/min로 측정하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었다.
도 8에 나타난 바와 같이, 실시예 3에서 제조된 밥의 ΔH가 비교예 1에서 제조된 밥의 ΔH보다 작음을 확인하였다. 이는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 처리한 밥에서 노화가 지연됨을 의미한다.
5.3. 밥알 표면에 용출된 아밀로오스 함량 측정
상기 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 밥알 2g을 DMSO 10ml에 넣고 가볍게 교반하여 밥알 표면으로부터 아밀로오스를 추출한 후 요오드법을 이용하여 아밀로오스 함량을 정량하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
샘플 | 용출된 아밀로오스(mg/grain) |
비교예 1 | 0.013 |
실시예 3 | 0.001 |
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 비교예 1에 비하여 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 제조된 밥알 표면으로부터 추출된 아밀로오스 함량은 매운 낮은 것을 확인하였다. 이 결과로부터 도 9에 나타난 바와 같은 메카니즘으로 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 처리한 경우 밥알의 부착성이 크게 감소됨을 확인하였다.
실시예
6: 밥알 형태 관찰
상기 실시예 4 및 비교예 4에서 제조된 죽의 밥알 형태를 관찰하였고, 그 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타난 바와 같이, 비교예 4에서 제조된 죽에서는 밥알의 형태를 찾아볼 수 없었으나 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 제조된 죽(실시예 4)에서는 쌀알의 형태가 유지됨을 확인할 수 있었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
<110> Industry Academic Cooperation Foundation, SangMyung University
<120> ANTI-LEACHING AGENT COMPRISING CYCLODEXTRIN GLUCANOTRANSFERASE
AND METHOD FOR PRODUCING GRAIN PROCESSED FOOD USING CYCLODEXTRIN
GLUCANOTRANSFERASE
<130> DPP20126221KR
<160> 1
<170> KopatentIn 2.0
<210> 1
<211> 704
<212> PRT
<213> PYROCOCCUS FURIOSIS
<400> 1
Met Gly Tyr Tyr Val Pro Glu Arg Ser Val Ile Tyr Gln Ile Met Val
1 5 10 15
Asp Arg Phe Tyr Asp Arg Asn Pro Thr Asn Asn Glu Pro Phe Tyr Asp
20 25 30
Pro Glu Lys Lys Asn Tyr Arg Leu Tyr Trp Gly Gly Asp Ile Glu Gly
35 40 45
Ile Ile Glu Arg Leu Asp Tyr Ile Glu Ser Leu Gly Val Ser Met Ile
50 55 60
Trp Leu Ser Pro Leu Asn Asp Asn Ile Asn Arg Met Ala Gly Gly Ser
65 70 75 80
Ala Pro Tyr His Gly Tyr Trp Pro Arg Asp Phe Lys Arg Ile Asp Glu
85 90 95
His Phe Gly Thr Trp Glu Asp Phe Arg Arg Leu Val Glu Glu Ala Lys
100 105 110
Lys Arg Gly Ile Cys Ile Ile Val Asp Tyr Val Pro Asn His Ser Asn
115 120 125
Pro Ala Thr Asp Gly Glu Phe Gly Ala Leu Tyr Asp Asn Gly Thr Leu
130 135 140
Val Thr Asn Tyr Tyr Glu Asp Arg Lys Asn Ala Thr Arg Asn Pro Tyr
145 150 155 160
Thr Ala Ser Leu Glu Asn Ile Tyr His His Asn Gly Asn Ile Asn Asp
165 170 175
Trp Phe Gly Phe Gln Leu Lys Tyr Ala Asn Leu Phe Gly Leu Ala Asp
180 185 190
Phe Asn Gln Met Asn Asp Phe Val Asp Asn Tyr Leu Lys Glu Gly Ala
195 200 205
Ala Leu Phe Val Lys Asn Gly Ala Cys Gly Phe Arg Ile Asp Ala Val
210 215 220
Lys His Ile Glu Leu Gly Trp Leu Glu Thr Phe Tyr Leu Tyr Leu Tyr
225 230 235 240
Gln Ile Ser Asp Glu Pro Leu Phe Ile Tyr Gly Glu Tyr Phe Ala Asn
245 250 255
Thr Pro Asp Lys Thr Phe Asp Leu Tyr Glu Phe Tyr Arg Tyr Ser Asn
260 265 270
Val Ser Ser Leu Leu Asn Ile Pro Ile Arg Glu Ser Ile Ala Arg Thr
275 280 285
Phe Ala Tyr Gly Gly Ser Phe Glu Gln Leu Ala Lys Met Leu Glu Glu
290 295 300
Tyr Tyr Ser Leu Phe Val Tyr Pro Asn Lys Gln Leu Asn Phe Leu Asp
305 310 315 320
Ser His Asp Leu Val Arg Phe Leu Asn Met Asn Pro Asn Lys Asp Arg
325 330 335
Tyr His Met Ala Leu Gly Leu Val Met Thr Leu Pro Gly Ile Pro Val
340 345 350
Ile Tyr Tyr Gly Asp Glu Ser Tyr Leu Val Ser Lys Glu Gly Lys Gly
355 360 365
Asp Pro Tyr Asn Arg Pro Met Met Val Phe Asp Asn Ser Thr Lys Ala
370 375 380
Ala Glu Ile Ile Arg Lys Leu Ser Leu Leu Arg Lys Val Asn Asp Ala
385 390 395 400
Leu Ala Tyr Ser Asp Phe Arg Thr Val Tyr Val Asp Tyr Asn Thr Trp
405 410 415
Ile Phe Glu Arg Lys Phe Gly Ser His Lys Ile Leu Val Ala Leu Asn
420 425 430
Lys Gly Pro Asp Lys Asn Ile Thr Ile Ser Leu Asn Trp Thr Asp Gly
435 440 445
Thr Tyr Ile Asp Ile Ile Glu Gly Ala Ile Leu Lys Val Lys Glu Gly
450 455 460
Gln Gly Glu Ile Lys Leu Pro Arg Tyr Ser Phe Tyr Val Phe His Val
465 470 475 480
Glu Glu Glu Gln Lys Thr Pro Leu Ile Gly Ser Ile Thr Pro Tyr Ile
485 490 495
Ala Gln Pro Gly Gln Lys Ile Leu Ile Ala Gly Ala Gly Leu Asn Gly
500 505 510
Asn Ile Lys Val Tyr Ile Gly Gly Arg Arg Ala Arg Ile Ile Glu Lys
515 520 525
Glu Glu Asn Ser Ile Leu Val Glu Val Pro Glu Ile Lys Thr Met Asn
530 535 540
Ala Trp Ile Pro Val Trp Val Val Val Asn Gly Thr Arg Ser Asn Glu
545 550 555 560
Val Lys Leu Arg Tyr Tyr Ser Ser Asn Asp Ile Pro Ala Leu Ile Val
565 570 575
Leu Gln Gly Asn Tyr Thr Gly Tyr Leu Trp Val Lys Gly Asn Ile Pro
580 585 590
Glu Leu Ser Glu Pro Arg Pro Leu Leu Lys Ser Pro Thr Gly His Tyr
595 600 605
Phe Ala Val Val Pro Leu Pro Arg Asn Lys Thr Phe Thr Val Gln Leu
610 615 620
Tyr Lys Gly Leu Pro Trp Glu Pro Leu Gln Pro Thr Asn Val Thr Leu
625 630 635 640
Tyr Gly Ile Gly Asn Lys Thr Val Ile Leu Asn Glu Ala Ala Pro Glu
645 650 655
Thr Pro Val Cys Gly Pro Gly Ile Val Ala Val Phe Ala Leu Leu Pro
660 665 670
Leu Leu Lys Arg Lys Lys Lys Lys Ser Pro Asn Thr Thr Ile Thr Pro
675 680 685
Tyr Gly Val Pro Ile Val Ala Val Ser Trp Ile Val Arg Trp Cys Leu
690 695 700
Claims (15)
- 서열번호 1의 아미노산 서열로 구성되는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하는, 곡물의 아밀로오스 용출 억제제.
- 삭제
- 삭제
- 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈와 곡물을 혼합하는 단계 및 상기 곡물을 호화시키는 단계를 포함하며,
상기 호화된 곡물 표면의 아밀로오스 함량이 0.0005 내지 0.01 mg/grain인 곡물 가공 식품의 제조방법. - 제 4 항에 있어서, 상기 혼합하는 단계에서 곡물 1 g 당 0.01 내지 0.1 unit 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 혼합하는 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 곡물은 쌀, 밀, 옥수수, 수수 및 보리로 이루어지는 군에서 선택되는 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 혼합하는 단계 후에 10 내지 60분 동안 방치시키는 단계를 더 포함하는 제조방법.
- 제 4 항에 있어서, 상기 곡물 가공 식품은 비빔밥, 팥밥, 볶음밥, 영양밥, 찰밥, 죽, 리조또, 주먹밥, 초밥, 떡 및 국수류로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 제조방법.
- 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 함유하며, 곡물 표면의 아밀로오스의 함량이 0.0005 내지 0.01 mg/grain인 곡물 가공 식품.
- 제 9 항에 있어서, 상기 곡물 가공식품은 상기 곡물 1 g 당 0.01 내지 0.1 unit 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 곡물과 혼합하는 단계 및 상기 곡물을 호화시키는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조되는 것인 곡물 가공 식품.
- 제 9 항에 있어서, 상기 곡물 가공 식품은 비빔밥, 팥밥, 볶음밥, 영양밥, 찰밥, 죽, 리조또, 주먹밥, 초밥, 떡 및 국수류로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 곡물 가공 식품.
- 제 4 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 파이로코커스 퓨리오서스(Pyrococcus furiosus)에서 유래된 것인, 제조 방법.
- 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 서열번호 1의 아미노산 서열로 구성된 것인, 제조 방법.
- 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 파이로코커스 퓨리오서스(Pyrococcus furiosus)에서 유래된 것인, 곡물 가공 식품.
- 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 서열번호 1의 아미노산 서열로 구성된 것인, 곡물 가공 식품.
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