KR19990040941A

KR19990040941A - 고순도 분지올리고당을 유효성분으로 하는 단백질 냉동변성방지제

Info

Publication number: KR19990040941A
Application number: KR1019970061455A
Authority: KR
Inventors: 윤형식; 지청일; 이현규; 박관화; 김정원; 어중혁
Original assignee: 강병원; 동원산업 주식회사
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1999-06-15
Also published as: JPH11196762A; KR100247163B1

Abstract

본 발명은 고순도 분지올리고당을 유효성분으로 하는 단백질 냉동변성방지제에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고순도 분지올리고당 단백질 냉동변성방지제는 감미도를 낮추면서도 종래의 당류 냉동변성방지제와 필적할만한 냉동변성 방지효과를 발휘하므로 생선 단백질, 특히 수리미와 같은 냉동저장 식품에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

고순도 분지올리고당을 유효성분으로 하는 단백질 냉동변성방지제

본 발명은 고순도 분지올리고당 (Highly Concentrated Branched Oligosaccharides: HBOS)을 유효성분으로 하는 단백질 냉동변성방지제에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는, 본 발명은 고순도 분지올리고당을 유효성분으로서 함유하는 생선 단백질, 특히 수리미 (surimi)의 냉동변성방지제에 관한 것이다.

오늘날 대부분의 수산식품은 냉동상태로 운반되고 있는데, 냉동 및 냉장은 식품을 유해 미생물들의 침입 및 생육을 억제하면서 소비자에게 유통시킬 수 있는 안전하고 편리한 방법 중의 하나이다. 그러나 생선 단백질은 다른 근육 단백질보다 냉동상태에서 변성이 비교적 쉽게 되기 때문에, 냉동 저장시의 품질저하가 문제가 되고 있다. 이러한 품질 저하는 대부분 단백질의 변성에 의한 것으로, 해동시 drip의 생성으로 조직이 거칠어지게 된다.

어묵 및 맛살 등의 원료인 수리미의 경우, 이러한 단백질의 변성을 방지하기 위해 냉동변성방지제(cryoprotectant)를 첨가하여 저장기간을 연장시키고 있다.

단백질 냉동변성방지제로는 여러 종류의 탄수화물, 단백질, 지질과 무기질 등이 알려져 있으며, 이들은 식품에서 널리 쓰이고 있는 첨가물들로서 오래 전부터 안전성이 인정되고 있다. 이들 냉동변성방지제의 변성방지 기작은 크게 냉동보호(cryoprotection)과 냉동안정(cryostabilization)의 두가지로 나눌 수 있다. 냉동보호 기작은 비교적 분자량이 작은 당류들과 폴리올의 경우에 해당되는 것으로, 냉동시 용질이 단백질 분자들의 표면에서부터 격리되어 물분자가 단백질 주위에 있어 안정된 용질을 형성하게 되는 것이다. 이에 비해 냉동안정은 큰 분자량의 폴리머의 경우에 해당되는 것으로, 유리전이(glass transition(Tg)) 온도를 저장온도 이상으로 높여 단백질을 유리질(glassy) 상태로 만들어 기하학적으로 고립시켜 변성을 방지하는 것으로 설명된다. 즉, 냉동변성방지 기작은 저분자량의 물질인 경우(당류와 폴리올 등)는 단백질의 원래 상태를 유지하도록 유도하는 열역학적인 작용에 의하고, 고분자 물질의 경우는 반응성이 낮은 상태인 유리질 상태로 만드는 작용이라 할 수 있다.

수리미 제조에 일반적으로 사용되고 있는 단백질 냉동변성방지제는 저분자의 당들과 당알콜들로, 일반적으로 설탕 4%와 솔비톨 4%를 함께 사용하고 있다. 이들은 상대적으로 값이 싸고 이용이 쉬우며, 갈변화 반응을 적게 일으키며, 또한 우수한 물성을 보여 조리시의 손실과 해동시의 손실을 감소시킬 수 있고 경도를 증가시키는 장점도 가지고 있어 상업적으로 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 냉동변성방지제는 다량으로 첨가하면 감미도가 높아지는 단점이 있으므로, 이들과 동일한 효과를 가지면서 감미도가 낮은 새로운 소재 개발의 필요성이 대두되고 있다.

근래에 비발효성의 기능성 분지올리고당은 높은 보습성, 낮은 감미도, 저칼로리, 전분의 노화방지효과, 충치 예방 효과가 있고, 또한 장내 유효 세균인 비피더스(Bifidus)균의 생육인자인 점 등의 장점들로 인해 새로운 식품 소재로 각광 받고 있다.

이러한 기능성 분지올리고당은 여러 가지 종류가 있으며, 그에 관하여 활발한 연구가 진행되고 있으나, 그의 단백질 냉동변성방지제로서의 용도는 이제까지 알려진 바 없다.

종래, 단백질 냉동변성방지제로서 주로 이용되어 왔던 저분자의 당들과 당알콜들은 다량으로 첨가할 경우 높은 감미도로 인해 식품 본래의 맛에 바람직하지 못한 영향을 주는 단점을 갖고 있었다. 본 발명자들은 감미도가 낮으면서도 종래기술의 단백질 냉동변성방지제에 필적할만한 우수한 냉동변성방지 효과를 갖는 새로운 대체물질을 찾기 위해 집중적으로 연구한 결과, 고순도 분지올리고당이 이러한 목적을 만족시킬 수 있음을 발견하였다.

따라서 본 발명의 목적은 고순도 분지올리고당을 유효성분으로 하는 단백질 냉동변성방지제를 제공하는 데 있다.

더욱 구체적으로는 본 발명은 고순도 분지올리고당을 유효성분으로 하는 생선 단백질의 냉동변성방지제를 제공하는 데 그 목적이 있다.

특히 본 발명의 목적은 고순도 분지올리고당을 유효성분으로 하는 수리미의 냉동변성방지제를 제공하는 것이다.

본 발명은 또한 고순도 분지올리고당을 사용한 수리미의 냉동변성방지방법을 제공하는 것이다.

도 1은 액화 옥수수 전분에 BLMA을 작용시켜 얻은 분지올리고당의 고성능 이온 크로마토그래피 그래프이다.

도 2은 고순도 분지올리고당의 고성능 이온 크로마토그래피 그래프이다.

도 3은 액토마이오신의 냉동-해동 안정성에 미치는 고순도 분지올리고당의 농도에 따른 효과를 나타내는 그래프이다.

도 4는 -18℃에서 3주간 냉동 저장시 여러 가지 단백질 냉동변성방지제가 첨가된 액토마이오신에 있어서의 경시적인 단백질 용해도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 5는 -18℃에서 3주간 냉동 저장시 여러 가지 단백질 냉동변성방지제가 첨가된 액토마이오신에 있어서의 경시적인 잔류 Ca⁺⁺-ATPase 역가 변화를 나타낸 그래프이다.

도 6은 여러 가지 단백질 냉동변성방지제를 첨가하고 -18℃에서 3개월 저장한 수리미로 제조한 젤의 외관 사진이다.

도 7은 여러 가지 단백질 냉동변성방지제를 첨가하고 -18℃에서 3개월 저장한 한 수리미로 제조한 젤의 투과전자현미경 사진이다.

현재 공업적으로 생산되고 있는 분지올리고당은 2종류의 효소에 의하여 공정을 두 단계에 걸쳐 생산되고 있다. 즉, 전분을 α-아밀라제로 액화시킨 후 β-아밀라제로 1차 당화하여 맥아당을 만들고 다시 트랜스글루코시다제로 2차 당화하여 분지올리고당을 생산한다.

본 발명에서는 바실러스 리케니포미스 (Bacillus licheniformis)로부터 얻은 말토오스생성 아밀라제 (이하 "BLMA"라 약칭함)를 이용할 경우 전분 기질을 말토올리고당으로 가수분해함과 동시에 당전이 작용을 수행함으로써 당화 공정을 한 번으로 완료할 수 있을 뿐 아니라, α-1,6 결합에는 작용하지 못하므로 분지올리고당의 생산에 매우 적합하다는 데 착안하여 BLMA를 이용함으로써 기존의 방법보다 간단하게 분지올리고당을 제조할 수 있었다 (Yoo, S.H., 등, J. Food Sci. 60:516.6 (1995)).

BLMA를 이용하여 분지올리고당을 제조하기 위한 기질로는 일반적인 전분이 사용될 수 있으며, 예를 들어 액화된 옥수수 전분 등이 사용될 수 있다.

BLMA로 생산된 분지올리고당액에는 분지올리고당 약 52∼58%뿐 아니라, 글루코오스나 말토오스와 같은 발효성 당 약 35∼40%이 존재하므로, 고정화 효모를 이용하여 이들 발효성 당을 발효시켜 제거함으로써 분지올리고당 함량이 90% 이상인 고순도의 분지올리고당을 얻을 수 있다.

본 발명에서는 BLMA에 의한 전분분해 과정과 효모 발효 과정을 통해 고순도 분지올리고당을 생산할 있으며, 효모 발효 과정 중에 대부분의 발효성 당들 (특히, 글루코오스와 말토오스)이 제거되었기 때문에, 본 발명의 제조방법에 따라 얻어진 고순도 분지올리고당은 감미도가 설탕의 11%에 불과하므로 설탕을 대체하여 저감미도의 단백질 냉동변성방지제, 특히 생선 단백질의 냉동변성 방지제, 더욱 구체적으로는 수리미의 냉동변성방지제로 사용할 수 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따른 고순도 분지올리고당을 이용함으로써, 감미도는 낮으며 품질이 우수한 기능성 수리미를 제조할 수 있다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 자세히 설명할 것이나, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.

실시예 1. 효소 생산

BLMA 생산

분지올리고당 생산 효소인 BLMA는, 플라즈미드 pIJ 322를 갖고 있는 E. coli HB101 (기탁번호 KCTC 8461P)를 배양, 정제하여 사용하였다. 배양액을 원심분리한 후 초음파 분쇄기로 파괴하고 다시 원심분리하여 상등액을 얻고, 이것을 40 - 70% (w/v) 황산 암모늄으로 분획한 후 pH 7.5 50 mM Tris 완충액으로 투석하여 조효소액을 얻었다. 이 효소액을 음이온 교환수지인 Q-세파로스 (Sigma Chemical Co.)로 부분 정제하여 분지올리고당의 생산에 사용하였다.

고정화 효모 생산

사카로마이세스 세레비지에 (Saccharomyces cerevisiae var. ellipsodeus)를500mL 배플 플라스크에 YPD배 지 100mL로 27℃ 진탕 배양기에서 18시간동안 배양한 후 원심분리하여 상등액을 모았다. 2.5%(w/v) 소디움 알지네이트에 100mL의 증류수를 첨가하고 서서히 가열해주면서 녹인 후 여기에 효모 배양 상등액 100mL을 혼합하였다. 혼합액을 24호 주사바늘을 이용하여 0.5M 칼슘 클로라이드 용액에 떨어뜨려 지름이 2∼3mm되는 비드를 만들었다. 고정화된 효모 비드를 증류수로 여러번 세척한 후 고순도 분지올리고당 제조에 사용하였다.

균체 배양에 사용한 배지의 조성은 아래와 같다.

LB 배지 : 박토크립톤 (Difco) 1 % (w/v)

효모추출물 (Difco) 0.5% (w/v)

염화나트륨 (Tedia Co.) 0.5% (w/v)

YPD 배지 : 효모추출물 (Difco) 1 % (w/v)

박토펩톤 (Difco) 2 % (w/v)

덱스트로오스 (Junsei Chem. Co.) 2 % (w/v)

BLMA의 효소 역가 측정

DNS방법(Miller, G.L. 1959. Use of dinitrosalicylic acid reagent for determination of reducing sugar, Anal. Chem. 31: 426-428)에 따라 BLMA의 역가를 측정하였다. pH6.8 50mM ME 완충액 460μL와, pH6.8 50mM ME 완충액에 1% (w/v)로 녹인 β-CD 기질 500μL을 시험관에 넣고 50℃에서 10분간 예열시킨 후 40μL의 희석된 효소액을 첨가하여 30분간 반응시키고 3mL DNS시약을 넣어주어 반응을 중지시켰다. 이것을 끓는 물로 5분간 가열하여 발색시킨 후 찬물에 식히고 나서 575nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. β-CD 가수분해 역가인 1 CU(CD unit)는 위의 조건과 같이 효소를 작용시켰을 때 β-CD로부터 흡광도 차이가 1 unit 되는 환원당이 생성되게 하는 효소의 양으로 정의하였다.

실시예 2. 분지올리고당의 생산

분지올리고당을 제조하기 위한 기질로는 액화된 옥수수 전분(DE22,선일포도당)을 5mM의 EDTA가 포함된 pH6.8 50mM Maleate-NaOH 완충액 (ME 완충액)로 30%가 되도록 희석하여 사용하였다.

기질 1g당 실시예 1에서 얻은 BLMA 400 CU를 첨가하여 45℃ 항온수조에서 15시간 반응시켰다. 반응이 끝난 후 반응액을 끓는 물에서 5분간 가열하여 효소를 불활성화시켰다.

고성능 이온 크로마토그래피 (HPIC, 펌프: BioLCgradient 펌프(Dionex Co.), 컬럼: CarboPac PA1 컬럼(Dionex Co.), 디텍터: 금전극이 장착된 pulsed amperometric detector (PAD, Dionex), E1 = 0.05V, E2 = 0.6V, E3 = -0.8V)를 이용하여 분지올리고당을 분석하였다. 용매는 150mM NaOH 용액을 사용하였고 600mM 소디움 아세테이트로 30분동안 30%까지 농도구배를 걸어주었으며 유속은 1mL/hr로 하였다. 시료는 같은 부피의 아세토니트릴을 첨가하고 10,000 rpm에서 5분간 원심분리한 후 상징액을 0.45μL 멤브레인 필터로 여과한 후, 10∼20μL를 취하여 1.5mL 에펜도르프 튜브에 넣고 끓는 물로 2분간 가열하여 아세토니트릴을 제거한 후 탈이온 증류수로 희석하여 1mL로 만들고 이를 다시 0.45μL 멤브레인 필터로 여과하여 사용하였다. 시료 주입량은 20μL로 하여 분석하였다. 당 표준시약으로 덱스트로오스, 말토오스, 아이소말토오스, 팬노오스, 말토트리오스, 말토테트라오스, 말토팬타오스를 사용하였다.

말토오스와, 아이소말토오스, 팬노오스, 아이소팬노오스, 각각의 말토올리고당과 분지된 당들을 명확히 구분할 수 있었고 BDP5와 BDP6의 피크도 두개로 분리되었다(도 1). 분지올리고당액 중의 분지된 당의 함량은 52.3%로 나타났다. 분석결과를 표 1에 나타낸다.

고순도 분지올리고당의 생산

고순도의 분지올리고당 (HBOS)을 생산하기 위하여 다음 과정을 수행하였다.

500mL 삼각플라스크에, 위에서 제조된 100mL의 분지올리고당과 약 200mL의 고정화된 효모 비드를 넣고, 혐기적인 조건의 27℃ 진탕 배양기에서 2일 동안 발효시켰다. 발효가 끝난 후 발효액을 회전 진공증류기로 증류하여 에탄올을 제거한 후 활성탄 및/또는 이온교환 글래스 비드를 이용하여 탈색, 탈취하였다. 도 2에서 보는 바와 같이 글루코오스는 완전히 제거되었고 말토오스는 흔적만 남아있으며 그 외의 비발효성 당들의 조성은 거의 변화가 없었다. 분석결과를 표 1에 나타낸다.

당	분지올리고당(%)	고순도분지올리고당(%)
글루코오스	26.3	-
말토오스	17.6	1.4
아이소말토오스	8.4	10.5
말토트리오스	3.9	5.9
팬노오스	16.1	22.6
아이소팬노오스	5.9	14.3
말토테트라오스	소량	소량
분지 테트라오스	16.9	30.8
분지 펜타오스	5.0	14.5
>분지 펜타오스	소량	소량
총 분지올리고당	52.3	92.7

실시예 3. 액토마이오신의 제조

Jiang 등의 방법(Jiang, S.T., B.S. Hwang and C.Y. Tsao, 1987, J. Agric. Food. Chem. 35:22-27)을 사용하여 액토마이오신을 제조하였다.

알래스카산 명태 (Alaska pollock) 어육 10g을 100 mL의 차가운 0.6M KCl (pH 7.0)에 넣고 호모게나이저로 추출하였다. 이 과정은, 단백질의 변성을 방지하기 위해 용기를 얼음물에 넣고, 6000 rpm으로 20초 마쇄 후 20초간 방치하는 과정을 반복하여 총시간 2분 동안 실시하였다. 추출물을 5000 g에서 30분간 (4℃) 원심분리한 후, 상등액에 3배 부피에 해당하는 차가운 증류수를 가하여 희석하고, 다시 5000 g에서 30분간 원심분리하였다. 얻어진 침전물에, 같은 부피의 차가운 1.2M KCl (pH 7.0)을 가하여 천천히 녹인 후, 이 용액을 다시 원심분리하고, 이 때의 상등액을 액토마이오신으로 사용하였다.

소혈청 알부민(Sigma Co., USA)을 표준물질로 하여, Biorad DC protein assay kit (Biorad, USA)를 사용하여 단백질의 농도를 측정하였다.

실시예 4. 액토마이오신의 냉동-해동 안정성에 대한 고순도 분지올리고당의 영향 평가

고순도 분지올리고당의 단백질 냉동변성방지제로서의 최적 농도를 알아보기 위해, 냉동-해동 후 액토마이오신 용액의 변성 정도를 Ca⁺⁺-ATPase 역가를 측정하여 알아보았다.

액토마이오신 용액 (2.5 mg/mL, pH 7.0)에 실시예 2에서 얻은 고순도 분지올리고당을 여러 농도로 처리한 후, 액체 질소 (-196℃)에서 3분간 얼리고, -5℃ 수조에 60분간 방치한 후, 25℃ 수조에서 5분간 해동시켰다. 냉동-해동 과정을 거친 시료와 얼리지 않은 시료를 4℃에 보관하면서 Ca⁺⁺-ATPase의 역가를 측정하였다.

Ca⁺⁺-ATPase 효소 역가는 Arai 등의 방법(Arai, K. 1974, Evaluation of fish quality from muscle protein studies. In "Sakanano Hinshitsu (Quality of fish)." Ed. Koseidha, Tokyo, Japan.)을 사용하여 측정하였다. 즉, 1 mL의 액토마이오신 용액 (1.5-3 mg/mL, 0.6M KCl, pH 7.0)에 0.5 mL의 0.5M Tris-maleate 완충액 (pH 7.0), 0.5 mL의 0.1M CaCl_2,7.5 mL의 증류수와 0.5 mL의 20mM ATP 용액 (pH 7.0)를 가한 후, 25℃에서 5분간 반응시키고, 차가운 15% 트리클로로아세트산 5 mL을 가하여 반응을 중지시켰다. 중지시킨 반응액 1 mL에 Elon 시약 0.5 mL, 암모니움 몰리브데이트 용액 1 mL과 증류수 2.5 mL을 가한 후, 25℃에서 45분간 반응시킨 후 640nm에서 흡광도를 측정하여 반응중 생성된 무기 포스페이트의 양을 측정하였다. 이때 KH₂PO₄(FW=136.09)를 표준물질로 사용하였다.

효소의 상대적 역가는 1분 동안에 단백질 1mg에 의해 생성된 무기 포스페이트의 μmol로 표시하였다 (μmol Pi/mg 단백질/분).

이러한 Ca⁺⁺-ATPase의 역가 측정 결과를 도 3에 나타내었다. 냉동-해동 과정을 거치지 않은 시료들의 경우, 처리 농도가 높아질수록 역가가 낮아지는 경향을 보였으나 이것은 실질적인 효소 역가의 감소를 의미하는 것이 아니고, 분지올리고당의 첨가에 의한 구조적인 효과때문이다.

즉, 분지올리고당을 첨가하면 단백질을 싸고 있는 수분의 유동성을 감소시켜 ATP 분해 속도를 느리게 하는 것으로 생각된다. 또한 단백질 유연성 (flexibility)의 감소에 의한 반응속도의 감소로도 설명될 수 있으며, 이것은 아래와 같은 식으로 표현될 수 있었다.

Activity (%) = 100.8 - 0.675 [% 고순도 분지올리고당]

R²= 0.679

시료들은 2번의 냉동-해동 과정을 거치며 효소의 역가를 측정하였는데 전체적인 경향은 비슷한 모습을 보였으며 6 - 10% 부근에서 가장 좋은 역가를 보였다. 고순도 분지올리고당의 농도에 따른 효소의 역가는 아래와 같은 식으로 표현될 수 있다.

1 사이클

Activity (%) = 54.2 - 11.3 [% 고순도 분지올리고당] - 0.848 [% 고순도 분지올리고당]²

R²= 0.953

2 사이클

Activity (%) = 10.9 + 9.9 [% 고순도 분지올리고당] - 0.609 [% 고순도 분지올리고당]²

R²= 0.955

이상의 결과로부터 고순도 분지올리고당의 농도가 8% 정도일 때, 가장 좋은 변성방지효과를 보이는 것을 확인할 수 있었으며, 이후 저장실험에서 이 농도를 사용하여 실험을 수행하였다.

실시예 5. 냉동저장 중 액토마이오신의 변성에 대한 고순도 분지올리고당의 영향 평가

액토마이오신 용액에 실시예 2에서 얻은 고순도 분지올리고당, 설탕, 설탕+솔비톨을 각각 8% 처리하고 -18℃에서 3주간 저장하면서, 단백질의 용해도와 Ca⁺⁺-ATPase의 역가를 측정하여 단백질의 변성 정도를 알아보았다. 그 결과를 각각 도 4와 도 5에 나타내었다.

무첨가구의 경우는 1주 저장하였을 때부터 단백질 용액에 응고물이 관찰되었으나, 나머지 당들을 처리한 시료들의 경우는 3주까지도 응고물이 형성되지 않았다. 용해도는, 무첨가구는 1주째부터 급격하게 감소하기 시작하여 3주째에는 저장 전의 27%까지 감소하였다. 냉동변성방지제로 설탕을 사용한 경우는 1주까지는 가장 좋은 용해도를 나타내었고, 이후에 조금 빨리 감소하여 3주째에는 53%로 감소하였다. 설탕+솔비톨을 사용한 경우는 1주째에는 첨가구들 중에서 가장 낮은 값을 보였으나, 이후에 감소폭이 줄어들어 3주 후에는 58%의 용해도를 나타내었다. 분지올리고당을 사용한 경우는 1-2주 사이에 큰 감소를 보였으나, 이후에 거의 감소되지 않고 3주 후에 61%의 용해도를 보여, 가장 좋은 용해도를 보였다. (도 4 참조)

한편, Ca⁺⁺-ATPase의 역가는 어육의 품질 평가에 있어서 단백질 용해도보다 훨씬 민감한 방법으로 일반적으로 사용되고 있는 방법이다. 저장 중 Ca⁺⁺-ATPase의역가 감소는 용해도의 감소보다 빠르게 일어났다 (도 5 참조). 즉, 무첨가구의 경우, 1주째부터 급격하게 감소하기 시작하여 3주 후에는 저장 전에 비하여 불과 1.57%의 역가를 보였다. 당을 처리한 시료들의 경우에는, 모두 1주 저장 후에는 많은 감소를 보였으나 이후에 감소의 폭이 매우 작았다. 3주 후의 효소 역가는 냉동변성방지제로 설탕을 사용한 경우에는 45.1%, 설탕+솔비톨을 사용한 경우에는 51.6%, 그리고 고순도 분지올리고당을 사용한 경우에는 46.3%였다. 이 결과로부터 본 발명의 고순도 분지올리고당이 종래의 설탕, 설탕+솔비톨과 필적할만한 우수한 단백질 변성방지효과를 가짐을 알 수 있다.

실시예 6. 수리미의 제조

신선한 알래스카산 명태 (Alaska pollock)를 수세한 후 어육만을 채취하고, 다시 3회 깨끗이 수세하였다. 이것을 원심분리하여 탈수하고 냉동변성방지제로서 실시예 2에서 얻은 고순도 분지올리고당, 설탕, 설탕+솔비톨을 각각 8% (w/w)씩 첨가하여 사일런트 커터 (silent cutter)에서 잘 섞은 후, 포장하여 -18℃에서 냉동 저장하였다.

위와 같이 -18℃에서 3개월 저장한 냉동상태의 수리미를 해동시켜 2% (w/w)의 소금을 가하고 온도가 올라가지 않도록 주의하면서 5분간 곱게 다졌다. 잘 다져진 페이스트를 실험실 규모의 소세지 스터퍼에 넣고, 스테인레스 스틸 튜브(길이, 20 cm; 내경, 1.8 cm)에 충진시키고 밀봉한 후, 90℃에서 15분간 가열하였다. 각 시료 간에는 외관상 차이를 발견할 수 없었다 (도 6).

가열 후 튜브를 얼음물에서 냉각시키고, 성형된 젤을 일정한 크기(길이, 2 cm; 내경, 1.8 cm)로 잘라서 실험에 사용하였다.

(1) 조직감 측정

위에서와 같이 제조된 젤의 부서짐성 (fracturability)을 상온에서 TPA test를 통하여 알아보았다. 사용된 기기는 Texture Analyser (TA-XT2, Stable Micro System, England)였고, Bourne의 방법(Bourne, M.C., 1978, Texture profile analysis. Food Technol. 32(7):62-66, 72)을 사용하여 다음과 같이 측정하였다.

길이 2 cm, 내경 1.8 cm의 크기로 성형된 시료를, 5 kg의 head, 75% deformation, 1 mm/min의 속도로 하여 부서짐성을 측정하였다. 이때 모든 실험구들의 결과는 7-9번 반복한 결과의 평균값으로 사용하였다. 결과를 표 2에 정리한다.

(2) 수리미 젤의 수분 보유능

Kocher 등의 방법(Kocher, P.N. and E.A. Foegeding, 1993, J. Food Sci. 58(5):1040-1046)을 사용하여 수분 보유능을 측정하였다. 포어 크기 0.45μm의 필터가 장착되어 있는 1.5 mL의 마이크로센트리퓨즈 튜브에 시료를, 높이 1 cm, 직경 0.48 cm의 크기로 잘라서 넣은 후, 2575 g에서 15분간 원심분리하였다. 분리된 수분의 양으로부터 아래와 같은 계산식에 의해 수분 보유능을 구하였다. 이 때 시료의 수분 함량은 AOAC (1984) 법에 의해 78℃에서 건조하여 구하였고, 모든 실험은 3번씩 반복하였다.

시료중의 총 수분량(g) - 해리된 수분량(g)

수분 보유능 = -----------------------------------------

시료중의 총 수분량(g)

결과를 표 2에 정리하였다.

	설탕	설탕-솔비톨	분지올리고당
부서짐성(g)	464.2(±20.053)	446.6^*(±17.036)	476.5(±27.177)
수분 보유능 (%)	32.6(±1.922)	39.2^*(±1.631)	32.3(±3.226)

* : 유의수준 5% (p > 0.05)

(3) 젤의 미세구조

투과전자현미경 (TEM)을 사용하여 젤의 미세구조를 관찰하였다. 미세구조 관찰을 위한 시료는 Sato 등의 방법(Sato, S., N. Nakagawa, T. Tsuchiya and J.J. Matsumoto, 1987, Nippon Suisan Gakkaishi 53(4):649-658)에 따라, 다음과 같은 방법으로 준비하였다.

잘게 자른 시료를 2.5% 글루타알데하이드(pH 7.0 포스페이트 완충액에 녹인 것)에 최소한 2시간 이상 침지시킨 후 포스페이트 완충액으로 30분씩 2번 세척하였다. 시료를 1% OsO₄용액 (포스페이트 완충액)에 2 시간 이상 침지시킨 후 포스페이트 완충액으로 15분씩 2번 세척하였다. 얻어진 시료를 30%, 50%, 75%, 90%, 95%, 100%, 100%, 100% 농도의 에탄올에 각각 15분씩 침지시켜 탈수시키고, 프로필렌 옥사이드에 15분씩 2번 침지시켰다. 얻어진 시료를 프로필렌 옥사이드 : Spurr (1:1) 용액에 2-3시간 침지시키고, 프로필렌 옥사이드 : Spurr (1:2) 용액에 2-3시간 침지킨 후 Spurr 용액에 하룻밤 침지시키고, 모울드에 넣고 70℃에서 8시간 가열하였다. 위와 같이 준비된 시료를 마이크로톰으로 얇게 자른 후 2% 우라닐 아세테이트와 리드 사이트레이트로 염색하고, 투과전자현미경 (TEM)으로 관찰하였다. 결과는 도 7과 같았다.

수리미 젤 구조의 전체적인 면에서 분지올리고당의 경우가 가장 치밀하고 균일한 모습을 보였는데, 이 결과는 앞의 부서짐성이 가장 높았던 것을 다시 확인할 수 있는 것이라 할 수 있었다.

본 발명의 고순도 분지올리고당 단백질 냉동변성방지제는 종래의 당류 냉동변성방지제와 필적할 만한 우수한 단백질 냉동변성 효과를 발휘하는 한편, 감미도가 낮기 때문에, 식품 고유의 맛을 유지할 수 있어 수리미와 같은 냉동저장 식품에 이용될 수 있다.

Claims

분지올리고당 함량이 90 중량% 이상인 고순도 분지올리고당을 유효성분으로서 함유하는 단백질 냉동변성방지제.
제 1항에 있어서, 단백질이 생선 단백질인 냉동변성방지제.
제 2항에 있어서, 단백질이 수리미인 냉동변성방지제.
제 1항에 있어서, 고순도 분지올리고당이 말토오스 1.4%, 아이소말토오스 10.5%, 말토트리오스 5.9%, 팬노오스 22.6%, 아이소팬노오스 14.3%, 분지 테트라오스 30.8%, 분지 펜타오스 14.5% 및 흔적 성분의 조성을 갖는 것이 특징인 단백질 냉동변성 방지제.
제 1항에 있어서, 전분을 바실러스 리케니포미스 (Bacillus licheniformis)의 말토오스생성 아밀라제 (BLMA) 고정화 효소를 이용하여 분해시킨 다음 효모 발효시켜 발효성 당들을 제거시킴으로써 얻어진 고순도 분지올리고당으로 된 단백질 냉동변성방지제.
제 1항에 따른 단백질 냉동변성방지제 6 내지 10 중량%를 수리미에 첨가하는 것으로 되는 수리미의 냉동변성방지방법.
제 6항에 있어서, 단백질 냉동변성방지제를 8 중량%로 사용하는 방법.