KR20090017691A - Milk product and method for its preparation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 구조가 개선된 유제품에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 유제품의 구조를 변형시키기 위해 특정 효소를 사용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 요구르트와 같은 산성화된 유제품의 제조에 관한 것이다. 본 발명은 보다 심하게 열처리된 우유 대신에 생우유 또는 저온살균된(pasteurized) 우유를 사용할 수 있도록 한다.The present invention relates to dairy products with improved structure. More specifically, the present invention relates to the use of certain enzymes to modify the structure of dairy products. The invention relates in particular to the production of acidified dairy products such as yogurt. The present invention allows the use of fresh or pasteurized milk in place of more severely heat-treated milk.
유제품은 사람 식이에서 필수적인 영양원을 구성한다. 우유는 뛰어난 단백질 공급원이며, 또한 이는 일반적으로 칼슘과 같은 무기물 및 비타민을 함유한다. 락트산 세균 발효에 의해 통상적으로 제조되는 산성화된 유제품은 또한 건강을 증진시키는 락트산 세균을 포함할 수 있다. 유제품은 또한 제품의 식감에 중요한 기여를 하는 동물성 지방을 함유한다.Dairy products constitute an essential nutrient in the human diet. Milk is an excellent source of protein, which also generally contains vitamins and minerals such as calcium. Acidified dairy products typically prepared by lactic acid bacterial fermentation may also include lactic acid bacteria that promote health. Dairy products also contain animal fats, which make an important contribution to the texture of the product.
유제품의 화학적 및 생물학적 성분외에, 점도, 후도(厚度: thickness), 견고도(firmness) 및 수분보유능과 같은 물리적 특성은 제품의 품질, 및 특히 텍스쳐(texture)에 큰 영향을 미친다. 텍스쳐는 감각지각에만 관련되는 것이 아니라 수분보유능, 겔화, 유화 특성 및 안정성과도 관련되어 있다. 제품으로부터의 수분의 분리는 시네레시스(syneresis)라 불리는 현상이며, 이는 산성화된 유제품의 제조와 관련될 수 있다. 시네레시스는 바람직하지 않으며 피하거나 적어도 최소화되어야 한다. 식품의 물리적 특성을 개선시키는 다수의 방법이 기술되어 있다.In addition to the chemical and biological components of dairy products, physical properties such as viscosity, thickness, firmness and moisture retention have a great impact on the quality of the product, and in particular on the texture. Texture is not only related to sensory perception but also to moisture retention, gelation, emulsification properties and stability. The separation of moisture from the product is a phenomenon called syneresis, which may involve the production of acidified dairy products. Syneresis is undesirable and should be avoided or at least minimized. A number of methods have been described for improving the physical properties of foods.
우유 겔은 카제인 겔화로 인한 산성화 동안에 형성된다. 산성화 전 열처리는 산성 유제품의 텍스쳐를 위한 중요한 단계로 고려되어 왔다(참조: Pereira et al., 2003). 우유가 가열되지 않은 경우, 겔 형성에는 카제인만이 기여한다. 열-유도된 변성 후 유장 당백질은 카제인 마이셀(micelle)과 부분적으로 관련되고 연속적인 카제인 네트워크에 분산된 유장 단백질 응집체를 형성함에 의해 산성 우유 겔의 텍스쳐 형성에 기여한다(참조: van Vliet et al., 2004).Milk gels are formed during acidification due to casein gelation. Heat treatment prior to acidification has been considered as an important step for the texture of acidic dairy products (Pereira et al., 2003). If the milk is not heated, only casein contributes to gel formation. After heat-induced denaturation, whey glycoproteins contribute to the texture formation of acidic milk gels by forming whey protein aggregates that are partially related to casein micelles and dispersed in a continuous casein network (van Vliet et al. , 2004).
요구르트 및 기타 유제품의 구조를 개선시키기 위한 다른 시도는 단백질 함량을 상승시키거나, 다당류, 펙틴, 젤라틴 및 다른 하이드로콜로이드와 같은 증점제, 및 전분을 가하는 것이다. 증점제는 요구르트의 점도를 증가시키지만, 불행하게도 끈적끈적한 식감으로 인하여 식미가 감소될 수 있다. 추가의 단점은 일반적으로 식품 첨가물에 대한 소비자의 부정적인 인식이다.Another attempt to improve the structure of yogurt and other dairy products is to raise the protein content or add thickeners such as polysaccharides, pectin, gelatin and other hydrocolloids, and starch. Thickeners increase the viscosity of yogurt, but unfortunately can be reduced due to sticky texture. A further disadvantage is generally the consumer's negative perception of food additives.
유제품의 특성을 개선시키는 보다 천연적인 방법은 이들을 효소적으로 변형시키는 것이다. 효소들은 예를 들면, 단백질 중 아미노산 잔기 사이의 공유 가교결합을 생성시키거나 또는 특정의 아미노산 잔기를 산화시키는 효소에 의해 식품의 기술적 특성을 변형시키는데 사용될 수 있다. 아미노산 잔기의 산화는 결국 또한 가교결합의 형성을 초래할 수 있다. 가교결합에 의한 단백질성 물질의 변형은 식 품 가공에서 흔히 사용된다.A more natural way of improving the properties of dairy products is to enzymatically modify them. Enzymes can be used to modify the technical properties of foods, for example, by enzymes that produce covalent crosslinks between amino acid residues in a protein or oxidize certain amino acid residues. Oxidation of amino acid residues may in turn also lead to the formation of crosslinks. Modification of proteinaceous materials by crosslinking is commonly used in food processing.
식품 적용을 위해 제안된 효소는 트랜스글루타미나제, 리폭시게나제, 폴리페놀 옥시다제(티로시나제), 퍼옥시다제, 리실 옥시다제, 단백질 디설파이드 이소머라제 및 설프하이드릴 옥시다제를 포함한다(참조: Matheis and Whitaker, 1987). 추가의 제안된 효소는 라카제, 빌리루빈 옥시다제, 아스코르브산 옥시다제 및 세룰로플라스민이며, 이들은 예를 들면, 곡물 단백질, 카제인, β-락토글로불린 및 계란 단백질과 같은 식물 및 동물 단백질을 가교결합시키기 위해 제안되어 왔다(참조: 제US2002/000970호). 특정 용도를 위한 특정 가교결합 효소의 적용은 기질의 이용가능성 및 접근성, 가능한 간섭 화합물, 외부 기질의 첨가, pH, 온도, 억제제 등과 같은 다수의 요인에 의존한다.Enzymes proposed for food applications include transglutaminase, lipoxygenase, polyphenol oxidase (tyrosinase), peroxidase, lysyl oxidase, protein disulfide isomerase and sulfhydryl oxidase (see Matheis and Whitaker, 1987). Further proposed enzymes are laccases, bilirubin oxidases, ascorbic acid oxidases and ceruloplasmin, which cross-link plant and animal proteins such as, for example, grain proteins, casein, β-lactoglobulin and egg proteins. Has been proposed to make (see US2002 / 000970). Application of a specific crosslinking enzyme for a particular use depends on a number of factors such as the availability and accessibility of the substrate, possible interference compounds, the addition of external substrates, pH, temperature, inhibitors and the like.
현재, 트랜스글루타미나제(TG, 글루타미닐펩타이드:아민 γ-글루타밀트랜스퍼라제, EC 2.3.2.13)만이 집중적으로 연구되고 있으며 우유 단백질의 가교결합을 위해 시판되는 효소이다. 트랜스글루타미나제의 반응성은 단백질 기질에서 표적 아미노산 글루타민 및 리신의 이용가능성 및 접근성에 의존적이다.Currently, only transglutaminase (TG, glutaminylpeptide: amine γ-glutamyltransferase, EC 2.3.2.13) has been intensively studied and is a commercially available enzyme for crosslinking milk proteins. The reactivity of the transglutaminase depends on the availability and accessibility of the target amino acids glutamine and lysine in the protein substrate.
젖소 우유의 주요 단백질은 as1-, as2-, β- 및 κ-카제인, 및 구형의 유장 단백질 a-락트알부민(a-La), β-락토글로불린(β-Lg)으로 이루어진다. 카제인은 트랜스글루타미나제의 매우 우수한 기질로 고려되는 반면, 구형의 유장 단백질, 즉 a-La 및 β-Lg은 불량한 기질인 것으로 밝혀졌다. 환원제를 사용한 화학적 변형에 의한, 또는 열처리에 의한 구형 단백질의 부분적인 언폴딩(unfolding)은 트랜스글루타미나제에 의한 가교결합에 대한 이들의 감수성을 개선시켜 왔다.The major proteins of cow's milk consist of a s1- , a s2- , β- and κ-casein, and the spherical whey proteins a-lactalbumin (a-La) and β-lactoglobulin (β-Lg). Casein is considered a very good substrate of transglutaminase, while the spherical whey proteins, a-La and β-Lg, have been found to be poor substrates. Partial unfolding of globular proteins by chemical modification with a reducing agent or by heat treatment has improved their susceptibility to crosslinking by transglutaminase.
노나카(Nonaka) 등(참조: Nonaka et al., 1992)은 탈지분유에서 카제인에 대한 트랜스글루타미나제의 반응성을 연구하여 왔고, 이를 카제인염에 대한 반응성과 비교하였다. 이들은, 우유에서 카제인에 대한 트랜스글루타미나제의 반응성이 카제인염에 대한 반응성에 비해 불량하며, 이는 우유 속 카제인이 카제인염과 동일한 방식으로 효소적 가교결합에 대해 감수적이지 않음을 나타낸다.Nonaka et al. (1992) have studied the reactivity of transglutaminase to casein in skim milk powder and compared it to the casein salt. These indicate that the reactivity of transglutaminase to casein in milk is poor compared to that for casein salts, indicating that casein in milk is not susceptible to enzymatic crosslinking in the same way as casein salts.
트랜스글루타미나제와의 가교결합 전에 우유를 가열하는 것은 우유 단백질의 반응성을 극적으로 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 85℃에서 15분 동안의 예비가열은 가교결합에 대한 우유 단백질의 감수성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다(참조: Sharma et al. 2001). 또한, 저온(63℃, 30분)에서 열처리된 젖소 우유는 130℃(2 내지 3초)에서 멸균된 젖소 우유보다 트랜스글루타미나제에 대해 낮은 감수성을 가진다는 것이 밝혀졌다. 전자를 90℃에서 추가로 열처리한 경우, 트랜스글루타미나제에 대한 반응성이 현저히 개선되었다. 글루타미나제와 반응시키기 전에 생우유를 95℃에서 2초 동안 예비가열하는 것은 요구르트 제조에 효과적임이 보고되었다.(참조: 제US2002/0061358호).Heating milk prior to crosslinking with transglutaminase has been found to dramatically increase the reactivity of the milk protein. Preheating at 85 ° C. for 15 minutes has been found to improve the susceptibility of milk proteins to crosslinking (Shama et al. 2001). It has also been found that cow's milk heat-treated at low temperatures (63 ° C., 30 minutes) has a lower sensitivity to transglutaminase than cow's milk sterilized at 130 ° C. (2-3 seconds). When the former was further heat treated at 90 ° C., reactivity to the transglutaminase was significantly improved. It has been reported that preheating fresh milk at 95 ° C. for 2 seconds prior to reacting with glutaminase is effective for yogurt preparation (see US2002 / 0061358).
그러나, 산성화 및/또는 효소 처리 전에 너무 심한 열처리는 또한 단점과 관련된다. 우선, 열처리는 유제품의 제조를 복잡하게 하는 추가의 단계이며, 물론 요구되는 시간 및 에너지는 제조 비용을 증가시킨다. 또한, 열처리는 우유 단백질을 변성시켜, 풍미 상실, 쓴 맛 및 식감에 있어서의 역효과를 초래한다.However, too much heat treatment before acidification and / or enzyme treatment is also associated with disadvantages. First, heat treatment is an additional step that complicates the manufacture of dairy products, of course the time and energy required increases the manufacturing cost. In addition, heat treatment denatures milk protein, resulting in adverse effects in loss of flavor, bitter taste and texture.
열처리는 티올 화합물과 같은 환원제를 우유에 가함으로써 트랜스글루타미나제와 관련하여 피할 수 있음이 보고되어 있다. 환원제는 예비가열시킬 필요없이 생우유에서 트랜스글루타미나제를 사용할 수 있도록 한다. 적합한 환원제는 예를 들면, 글루타티온, 시스테인, γ-글루타밀시스테인, 아황산, 아스코르브산 및 에리토르브산이다. 환원제의 존재하에서 트랜스글루타미나제로 처리한 우유는 텍스쳐 및 식감을 개선시키기 위해, 요구르트, 치즈 및 분유의 제조시 용도를 위해 제안되어 왔다(참조: 제US2002/0061358호). 그러나, 환원제의 첨가는, 식품 첨가물을 가능한 한 피해야 하므로 문제가 있을 수 있다. 또한, 환원제는 맛 또는 풍미와 같은 최종 제품의 다른 특성에 영향을 미칠 수 있다.It has been reported that heat treatment can be avoided in connection with transglutaminase by adding reducing agents such as thiol compounds to milk. Reducing agents allow the use of transglutaminase in fresh milk without the need for preheating. Suitable reducing agents are, for example, glutathione, cysteine, γ-glutamylcysteine, sulfurous acid, ascorbic acid and erythorbic acid. Milk treated with transglutaminase in the presence of a reducing agent has been proposed for use in the manufacture of yogurt, cheese and milk powder to improve texture and texture (see US2002 / 0061358). However, the addition of reducing agents can be problematic because food additives should be avoided as much as possible. Reducing agents may also affect other properties of the final product, such as taste or flavor.
본 발명은 유해한 예비가열, 또는 트랜스글루타미나제와 관련된 환원제의 첨가없이 구조 변형된 유제품을 제조하는 신규 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel process for preparing structurally modified dairy products without the addition of harmful preheating or reducing agents associated with transglutaminase.
티로시나제는 식품 적용에 제안되어 온 다른 가교결합 효소이다. 티로시나제는 예를 들면, 밀 단백질에 영향을 미치는 것으로 보고되어 있다(참조: Takasaki and Kawakishi, 1997; Takasaki et al., 2001). 란토 등(출판중)은 균질화된 돼지 고기의 구조 및 겔 형성에 미치는 트랜스글루타미나제, 티로시나제 및 동결건조된 사과 찌꺼기 분말의 효과를 연구하였다. 티로시나제는 수행한 시험에서 겔 형성에 영향을 미칠 수 없었으나, 이는 가열되지 않은 고기 균질물의 겔 경도를 특정 정도까지 개선시켰다.Tyrosinase is another crosslinking enzyme that has been proposed in food applications. Tyrosinase, for example, has been reported to affect wheat proteins (Takasaki and Kawakishi, 1997; Takasaki et al., 2001). Lanto et al. (Published) studied the effects of transglutaminase, tyrosinase and lyophilized apple ground powder on the structure and gel formation of homogenized pork. Tyrosinase could not affect gel formation in the tests performed, but this improved the gel hardness of unheated meat homogenates to a certain degree.
티로시나제는 또한 카페인산의 존재하에서 밀 단백질 a-La 및 β-Lg과 가교결합하는 것으로 보고되었다. β-Lg과는 대조적으로 a-La는 심지어 카페인산의 첨가없이 티로시나제에 의해 직접 가교결합할 수 있었다(참조: Thalmann and Loetzbeyer, 2002). 또한, 가교결합제로서 L-티로신 및 L-DOPA의 존재 또는 부재 하에서 카제인에 대한 티로시나제의 효과가 연구되었다. 가교결합제의 존재는 카제인의 가교결합에 필수적인 것으로 밝혀졌다(참조: Halaouli et al., 2005).Tyrosinase has also been reported to crosslink with wheat proteins a-La and β-Lg in the presence of caffeic acid. In contrast to β-Lg, a-La could even be directly crosslinked by tyrosinase without the addition of caffeic acid (Thalmann and Loetzbeyer, 2002). In addition, the effects of tyrosinase on casein in the presence or absence of L-tyrosine and L-DOPA as crosslinkers have been studied. The presence of the crosslinker was found to be essential for the crosslinking of casein (Halaouli et al., 2005).
상기 참고문헌 모두는 우유 속 단백질을 가교결합시키는데 있어서 티로시나제의 용도를 기술하고 있지 않다. 출원인은 이를 수행하려 노력하였으나, 결과가 좋지 않았다. 트랜스글루타미나제를 사용하여 관측될 수 있는 바와 같이, 분리된 우유 단백질은 이들이 우유에서 반응하는 것과 동일한 방식으로 반응하지 않는다. 티로시나제는 전체 젖소 우유 속에서 현저한 가교결합 활성을 나타내지 않았다. 우유를 예비가열하는 것은 가교결합을 현저히 향상시키지 않았다. 그러나, 놀랍게도, 우유속 지방 함량의 감소는 티로시나제를 사용하는 경우 제품의 텍스쳐의 바람직한 변형을 초래함이 밝혀졌다. 지방 감소는 일반적으로 제품의 텍스쳐 및 수분 보유에 있어 역효과를 지니므로, 이는 특히 놀라운 것이었다.All of these references do not describe the use of tyrosinase in crosslinking proteins in milk. Applicants tried to do this, but the results were not good. As can be observed using transglutaminase, isolated milk proteins do not react in the same way they react in milk. Tyrosinase did not show significant crosslinking activity in whole cow's milk. Preheating the milk did not significantly improve crosslinking. Surprisingly, however, it has been found that the reduction in milk fat content results in a desirable modification of the texture of the product when tyrosinase is used. This was particularly surprising because fat loss generally has an adverse effect on the texture and moisture retention of the product.
본 발명은 유제품을 변형시키는 방법에 관한 것이며, 이는 생우유, 또는 적당히 열처리된, 저지방 우유에 적합하고, 트랜스글루타미나제와 비교하여 우수한 텍스쳐 변형 및 시네레시스 방지 효과를 가진다. 당해 방법은 저온살균되고 통상적으로 재가열된 우유를 사용하는 대신 저온살균된 우유의 사용과, 증점제와 같은 기타 첨가제를 가할 필요없이 감소된 지방 및 단백질 함량을 가진 유제품의 제조를 가능케 한다.The present invention relates to a method for modifying dairy products, which is suitable for raw milk or low heat milk, which is moderately heat treated, and has an excellent texture deformation and anti-syneresis effect compared to transglutaminase. The method allows the use of pasteurized milk instead of using pasteurized and typically reheated milk and the production of dairy products with reduced fat and protein content without the need to add other additives such as thickeners.
가공된 유제품에서 지방 및 첨가된 단백질, 전분 및 다당류는 기술적 및 감각적 특성에 큰 영향을 미친다. 본 발명은 이제 예를 들면, 건강에 더 좋고, 첨가제를 덜 함유하는, 체중 조절에 적합한 저에너지 유제품에 기여한다.Fats and added proteins, starches and polysaccharides in processed dairy products have a great impact on technical and sensory properties. The present invention now contributes to low energy dairy products suitable for weight control, for example, which are better for health and contain less additives.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명은 생우유 또는 저온살균된 저지방 우유에 티로시나제를 가하는 단계 및 이를 항온처리하여 변형된 구조를 갖는 유제품을 형성시키는 단계를 포함하는, 유제품의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing dairy products, comprising adding tyrosinase to raw milk or pasteurized low-fat milk and incubating the same to form a dairy product having a modified structure.
본 발명은 또한 생우유 또는 저온살균된 저지방 우유의 구조를 변형시키는데 있어서 티로시나제의 용도를 제공한다.The present invention also provides the use of tyrosinase in modifying the structure of fresh or pasteurized low fat milk.
본 발명은 또한 생우유 또는 저온살균된 저지방 우유 및 티로시나제를 포함하고, 티로신나제 변형된 구조를 갖는 유제품을 제공한다.The present invention also provides dairy products comprising fresh milk or pasteurized low fat milk and tyrosinase, and having a tyrosinase modified structure.
본 발명의 특정 양태는 청구의 범위의 종속항에 제시된다.Certain embodiments of the invention are set forth in the dependent claims of the claims.
본 발명의 다른 목적, 상세한 설명 및 장점은 하기 도면, 상세한 설명 및 실시예로부터 명백해질 것이다.Other objects, details and advantages of the invention will be apparent from the following drawings, description and examples.
도 1은 티로시나제 처리없이 또는 500nkat 티로시나제/단백질 g의 존재하에 가열되지 않은 탈지유 및 예비가열(90℃)된 탈지유의 SDS-PAGE 겔을 나타낸다.FIG. 1 shows SDS-PAGE gels of skim milk and preheated skim milk unheated without tyrosinase treatment or in the presence of 500 nkat tyrosinase / protein g.
도 2는 2.7% Na-카제인염 겔의 견고도에 미치는 티로시나제의 효과를 나타낸다.2 shows the effect of tyrosinase on the firmness of 2.7% Na-casein salt gel.
도 3은 저온살균된 전유 또는 탈지유로부터 제조된 산성화된 우유 겔의 견고도에 미치는 티로시나제(TYR)의 효과를 나타낸다.3 shows the effect of tyrosinase (TYR) on the firmness of acidified milk gels prepared from pasteurized whole or skim milk.
도 4는 저온살균된 탈지유로부터 제조된 산성화된 우유 겔의 견고도에 미치는 티로시나제(TYR)의 효과를 나타낸다.4 shows the effect of tyrosinase (TYR) on the firmness of acidified milk gels prepared from pasteurized skim milk.
도 5a는 저온살균된 탈지유로부터 제조된 산성화된 우유 겔의 견고도에 미치는 티로시나제(TYR) 및 트랜스글루타미나제(TG)의 효과를 나타낸다.5A shows the effects of tyrosinase (TYR) and transglutaminase (TG) on the firmness of acidified milk gels prepared from pasteurized skim milk.
도 5b는 저온살균된 탈지유로부터 제조된 산성화된 우유 겔로부터 방출된 액체에 미치는 티로시나제(TYR) 및 트랜스글루타미나제(TG)의 효과를 나타낸다.5B shows the effects of tyrosinase (TYR) and transglutaminase (TG) on liquids released from acidified milk gels prepared from pasteurized skim milk.
도 6은 2개의 트리코데르마 레에세이(Trichoderma reesei) 티로시나제 TYRI 및 TYRII의 아미노산 서열 정렬을 나타낸다. 당해 서열은 TYRII의 C-말단 절단 부위까지 나타나 있다. 시그날 서열은 첫번째 열에 있다. TYRI의 추정되는 프로펩타이드 절단 부위는 화살표로 나타낸다. 활성 부위내 2개의 Cu 원자의 배위에 포함된 아미노산 잔기는 어둡게 처리하였다. 티로시나제의 활성화 부위내 포함된 시스테인 및 히스티딘 사이의 티오에테르 결합은 서열 위의 수직선으로 나타낸다.FIG. 6 shows two Trichoderma reesei ) shows amino acid sequence alignment of tyrosinase TYRI and TYRII. The sequence is shown up to the C-terminal cleavage site of TYRII. The signal sequence is in the first column. The putative propeptide cleavage site of TYRI is indicated by the arrow. Amino acid residues contained in the coordination of two Cu atoms in the active site were darkened. The thioether bond between cysteine and histidine contained in the activation site of tyrosinase is shown by the vertical lines above the sequence.
티로시나제는 전자 수용체로서 산소를 사용하는 페놀 옥시다제 그룹에 속한다. 통상적으로 티로시나제는 기질 특이성 및 억제제에 대한 민감성을 기준으로 다른 페놀 옥시다제, 즉 라카제와 구별될 수 있다. 그러나, 현재는 구조적 특징을 기준으로 구별한다. 구조적으로 티로시나제와 락카제 사이의 주요 차이점은 티로시나제는 이의 활성 부위에서 2개의 제III형 구리를 갖는 이핵 구리 부위를 갖는 반면, 라카제는 이의 활성 부위에서 총 4개의 구리 원자(제I형 및 제II형 구리, 및 한쌍의 제III형 구리들)를 갖는다는 것이다.Tyrosinase belongs to the group of phenol oxidases that use oxygen as the electron acceptor. Typically tyrosinase can be distinguished from other phenol oxidases, ie laccases, based on substrate specificity and sensitivity to inhibitors. However, at present it is distinguished based on structural features. Structurally, the main difference between tyrosinase and laccase is that tyrosinase has a binuclear copper moiety with two type III copper at its active site, while laccase has a total of four copper atoms (type I and zero) at its active site. Copper type II, and a pair of type III coppers).
티로시나제는 각종 페놀성 화합물을 상응하는 퀴논으로 산화시킨다. 퀴논은 고도로 반응성이며 또한 비-효소적으로 반응할 수 있다. 티로시나제의 대표적인 기질은 우선 DOPA(디하이드록시페닐알라닌 또는 단백질내 DOPA 잔기)로 하이드록실화된 후, 효소에 의해 도파퀴논(또는 단백질내 도파퀴논 잔기)으로 추가로 산화되는 티로신(또는 단백질내 티로신 잔기)이다. 도파퀴논은 다른 도파퀴논, 티올 및 아미노 그룹과 같은 다수의 화학적 구조와 비-효소적으로 반응할 수 있다. 따라서, 티로시나제는 하나 및 동일한 단백질내 2개의 효소 활성, 즉, 하기 나타낸 바와 같은 모노페놀 모노옥시게나제 활성(EC 1.14.18.1) 및 카테콜 옥시다제 활성(EC 1.10.3.1)을 갖는다.Tyrosinase oxidizes various phenolic compounds to the corresponding quinones. Quinones are highly reactive and can also react non-enzymatically. Representative substrates of tyrosinase are first tyrosine (or tyrosine residues in protein) which are first hydroxylated with DOPA (dihydroxyphenylalanine or DOPA residues in protein) and then further oxidized by enzymes to dopaquinones (or dopaquinone residues in proteins). )to be. Dopaquinones can react non-enzymatically with many chemical structures such as other dopaquinones, thiols and amino groups. Thus, tyrosinase has one and two enzymatic activities in the same protein, namely monophenol monooxygenase activity (EC 1.14.18.1) and catechol oxidase activity (EC 1.10.3.1) as shown below.
티로시나제의 기질 특이성은 상대적으로 광범위하며, 효소는 다수의 폴리페놀 및 방향족 아민을 산화시킬 수 있다. 그러나, 락카제(EC 1.10.3.2)와는 대조적으로, 티로시나제는 시린갈다진을 산화시키지 않는다. 단백질내 적어도 티로신, 리신 및 시스테인 잔기는 티로시나제에 의해 형성된 도파퀴논과 공유 결합을 형성한다.The substrate specificity of tyrosinase is relatively broad, and enzymes can oxidize many polyphenols and aromatic amines. However, in contrast to laccase (EC 1.10.3.2), tyrosinase does not oxidize cyringalazine. At least tyrosine, lysine and cysteine residues in the protein form a covalent bond with the dopaquinone formed by tyrosinase.
티로시나제 활성은 당해 분야에 일반적으로 공지된 기술로 측정할 수 있다. L-DOPA 또는 L-티로신은 기질로서 사용될 수 있으며, 이후, 도파크롬 형성은 분광광도법으로 모니터할 수 있거나, 또는 대안으로, 기질 소모는 후속되는 산소 소모로 모니터할 수 있다.Tyrosinase activity can be measured by techniques generally known in the art. L-DOPA or L-tyrosine can be used as the substrate, after which dopachrome formation can be monitored spectrophotometrically, or alternatively, substrate consumption can be monitored with subsequent oxygen consumption.
티로시나제는 자연에서 광범위하게 분포하며, 동물, 식물, 진균(버섯 포함) 및 세균에서 발견된다. 현재 유일하게 시판되는 티로시나제는 버섯 아가리쿠스 비스포루스(Agaricus bisporus)로부터 기원한다. 본 발명에 사용되는 티로시나제는 티로시나제를 생산할 수 있는 임의의 동물, 식물, 진균 또는 세균으로부터 기원할 수 있다. 본 발명의 하나의 양태에 따라서, 티로시나제는 미생물 기원이다. 티로시나제는 예를 들면, 뉴로스포라 크라싸(Neurospora crassa), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 바실루스(Bacillus), 마이로테이움(Myrotheium), 무코르(Mucor), 미리오코쿰(Miriococcum), 아스퍼길루스(Aspergillus), 카에토토마스티아(Chaetotomastia), 아스코바기노스포라(Ascovaginospora), 카에토미움(Chaetomium), 트라메테스(Trametes), 세르풀라 라크리만스(Serpula lacrymans), 코니디오포라 푸테아나(Conidiophora puteana), 피크노포루스(Pycnoporus), 스키탈리움(Scytalium) 및 트리코데르마(Trichoderma)에서 발견될 수 있다. 본 발명의 특정 양태에 따라서, 티로시나제는 사상 진균으로부터 기원한다. 적합한 티로시나제는 제PCT/FI2006/050055호에 기술되어 있다. 티로시나제는 예를 들면, 트리코데르마 레에세이로부터 수득가능한 세포외 티로시나제, 또는 이의 티로시나제 변이체일 수 있다. 본 발명의 특정 양태에 따라서, 티로시나제는 도 6에 나타난 바와 같은 TYR1 또는 TYR2의 아미노산 서열 또는 티로시나제 활성을 갖는 이의 단편과 70, 80, 90, 95, 98 또는 99% 이상 동일한 아미노산 서열을 포함한다.Tyrosinase is widely distributed in nature and is found in animals, plants, fungi (including mushrooms) and bacteria. The only commercially available tyrosinase originates from the mushroom Agaricus bisporus . Tyrosinase used in the present invention may be derived from any animal, plant, fungus or bacterium capable of producing tyrosinase. According to one aspect of the invention, tyrosinase is of microbial origin. Tyrosinase, for example, Neurospora crassa), Streptomyces (Streptomyces), Bacillus (Bacillus), Mai in table Titanium (Myrotheium), non-cor (Mucor), pre OKO glutamicum (Miriococcum), Aspergillus peogil Ruth (Aspergillus), a car sat Thomas thiazole (Chaetotomastia ), Ascovaginospora , Chaetomium , Trametes , Serpula Serpula lacrymans ), Conidiophora puteana ), Pycnoporus , Scytalium and Trichoderma . According to certain embodiments of the invention, tyrosinase originates from filamentous fungi. Suitable tyrosinase is described in PCT / FI2006 / 050055. Tyrosinase can be, for example, extracellular tyrosinase, or a tyrosinase variant thereof, obtainable from Trichoderma reesei. According to certain embodiments of the invention, tyrosinase comprises an amino acid sequence of at least 70, 80, 90, 95, 98 or 99% identical to the amino acid sequence of TYR1 or TYR2 or fragments thereof having tyrosinase activity as shown in FIG. 6.
유효량의 티로시나제는 생우유 또는 저온살균된 저지방 우유에 수득된 유제품의 구조를 변형시키기에 충분한 조건하에서 가해진다. 유제품의 구조는 이의 화학적 및 물리적 특성 둘다를 말한다. 구조는 제품의 감각지각, 즉 텍스쳐에 영향을 미친다. 구조와 수분보유능 사이의 관계는 복잡하며 적접적이지 않지만, 본원에 사용되는 "구조"는 텍스쳐 및 수분보유 특성 둘다를 포함한다.An effective amount of tyrosinase is added under conditions sufficient to modify the structure of the dairy product obtained in fresh or pasteurized low fat milk. The structure of a dairy product refers to both its chemical and physical properties. The structure affects the sensory perception of the product, the texture. The relationship between structure and water retention is complex and not inadequate, but as used herein, "structure" includes both texture and water retention properties.
티로시나제로 처리될 우유는 우유를 짤 수 있는 동물, 바람직하게는 젖소 또는 염소로부터 수득된다. 효소 처리 전에 지방 및 오일을 제거하여 저지방 우유를 수득한다. 우유는 약 10% 이하의 지방을 함유할 수 있으나, 일반적으로 전유는, 지방 함량이 3.5 내지 3.6 중량%이다. 이와 관련하여, "저지방 우유"는 최대 지방 함량이 2.0 중량%인 우유를 말한다. 바람직하게는, 이는, 지방 함량이 1.5, 1.0 또는 0.5 중량% 이하이다. 본 발명의 특정 양태에 따라서, 모든 지방을 제거하여 지방 함량이 0 중량%인 "탈지유"를 수득한다. 탈지유를 포함하는 저지방 우유의 제조는 일반적인 지식이다.Milk to be treated with tyrosinase is obtained from milk-squeezable animals, preferably cows or goats. Fat and oil are removed before the enzyme treatment to yield low fat milk. Milk may contain up to about 10% fat, but generally whole milk has a fat content of 3.5 to 3.6% by weight. In this regard, "low fat milk" refers to milk having a maximum fat content of 2.0% by weight. Preferably, it has a fat content of 1.5, 1.0 or 0.5% by weight or less. According to certain embodiments of the present invention, all fat is removed to obtain a "fat skim" having a fat content of 0% by weight. The manufacture of low fat milk, including skim milk, is a common knowledge.
본원에서 사용되는 "생우유"는 이의 생물학적 유해물질을 감소시키기 위해 열처리되지 않은 우유를 말한다.As used herein, "fresh milk" refers to milk that has not been heat treated to reduce its biohazard.
"저온살균된" 우유는 병원체, 바람직하지 않은 효소 및 우유 부패 세균을 파괴시키기 위해 적당히 열처리한 우유를 말한다. 저온살균은 낙농업에서 일반적으로 사용되는 용어이며, 저장 수명이 연장된 미생물학적으로 안전한 제품을 수득하기 위해 요구된 열처리를 최소화시킴을 말한다. 미생물 및 효소 불활성화 정도는 온도 및 시간의 조합에 의존한다. 62 내지 65℃에서의 약 30초 동안의 열처리는 일부 국가에서 사용되는 반면, 다른 국가에서는 70 내지 75℃의 온도에서 훨씬 짧은 시간 동안 열처리를 한다. 우유는 일반적으로 72℃에서 15초 동안 저온살균된다. 우유는, 포스파타제에 대해 음성으로 시험되나 퍼옥시다제에 대해 양성으로 시험되는 경우 저온살균된 것으로 판단된다."Cold pasteurized" milk refers to milk that has been adequately heat treated to destroy pathogens, undesirable enzymes and milk rot bacteria. Pasteurization is a term commonly used in dairy farming and refers to minimizing the heat treatment required to obtain microbiologically safe products with extended shelf life. The degree of microbe and enzyme inactivation depends on the combination of temperature and time. Heat treatment for about 30 seconds at 62-65 ° C. is used in some countries, while in other countries heat treatment is carried out for much shorter time at temperatures of 70-75 ° C. Milk is generally pasteurized at 72 ° C. for 15 seconds. Milk is judged to be pasteurized when tested negative for phosphatase but positive for peroxidase.
생우유 및 저온살균된 우유 둘다는 저온살균 및/또는 티로시나제 처리 전에 원심분리, 여과 또는 균질화와 같은 다른 가공을 거칠 수 있다. 통상의 식품 첨가물이 경우에 따라 가해질 수 있다.Both raw and pasteurized milk may undergo other processing such as centrifugation, filtration or homogenization prior to pasteurization and / or tyrosinase treatment. Conventional food additives may be added if desired.
티로시나제 변형된 저지방 우유는, 예를 들면 분무 건조로 분유를 제조하는 경우 사용될 수 있다. 본 발명의 특정 양태에 따라서, 티로시나제 변형된 저지방 우유는 요구르트, 클래버 밀크(clabber milk), 디저트, 크렘 프레슈(creme fraiche), 발효 크림(ripened cream) 등과 같은 산성화된 유제품의 제조시 사용된다. 이들 제품의 제조는 렌넷(rennet) 또는 기타 단백질분해 효소의 부재하에 수행된다. 따라서, 본 발명의 방법에 의해 형성된 "유제품"은 예를 들면, 우유 농축액 또는 분유, 요구르트, 산성화된 우유, 크렘 프레슈, 발효 크림, 저지방 크림, 유제품 디저트 등일 수 있다.Tyrosinase modified low fat milk can be used, for example, when preparing milk powder by spray drying. According to certain embodiments of the invention, tyrosinase modified low fat milk is used in the production of acidified dairy products such as yogurt, clabber milk, desserts, creme fraiche, fermented cream, and the like. . The preparation of these products is carried out in the absence of rennets or other proteolytic enzymes. Thus, the "dairy product" formed by the method of the present invention may be, for example, milk concentrate or milk powder, yoghurt, acidified milk, krem fresh, fermented cream, low fat cream, dairy desserts and the like.
위에서 제시된 바와 같이, 산성화전 열처리는 산 유제품의 텍스쳐에 필수적인 것으로 고려된다. 트랜스글루타미나제가 사용되는 경우, 열처리는 또한 우유 단백질의 가교결합에 대한 민감성을 향상시키는데 필요하다. 이와 관련하여 "열처리" 또는 "예비가열"은 저온살균보다 강한 것이며 퍼옥시다제 불활성화를 가져온다. 상이한 과정들을 위한 통상의 예비가열 온도는 85 내지 140℃이며, 처리 시간은 30분 내지 수초로 변할 수 있으며, 일반적으로 30 내지 10분 동안 85 내지 95℃가 사용된다. 탈지유는 일반적으로 약 85 내지 95℃에서 약 5 내지 15분 동안 예비가열되며, 보다 높은 온도에서는 시간이 보다 짧다.As suggested above, pre-acidification heat treatment is considered to be essential for the texture of acid dairy products. If transglutaminase is used, heat treatment is also necessary to improve the susceptibility to crosslinking of milk proteins. In this regard, "heat treatment" or "preheating" is stronger than pasteurization and results in peroxidase inactivation. Typical preheating temperatures for different processes are 85 to 140 ° C., treatment times can vary from 30 minutes to several seconds, and typically 85 to 95 ° C. is used for 30 to 10 minutes. Skim milk is generally preheated at about 85 to 95 ° C. for about 5 to 15 minutes, and at higher temperatures the time is shorter.
우유는 자연적으로 약 3.2%의 단백질을 함유한다. 요구르트는, 바람직한 텍스쳐를 수득하기 위해 하이드로콜로이드 및 전분과 같은 사용된 다른 첨가제의 양에 따라 3 내지 5 중량% 이상의 단백질 함량을 갖는 우유로부터 통상적으로 제조된다. 첨가제를 사용하지 않는 경우, 단백질 함량은 예를 들면, 증발에 의해 또는 외부 단백질을 첨가함에 의해 약 5%까지 증가된다. 임의로 단백질 함량이 증가된 저온살균된 우유는 약 90 내지 95℃에서 약 5 내지 10분 동안 열처리되며, 당, 과일, 잼 또는 기타 감미제가 가해질 수 있다. 이후에, 혼합물을 냉각시키고 스타터(starter), 즉, 산성화 및 감미 둘다에 기여하는 락트산 세균과 같은 산 생성 미생물을 접종한다. 발효는 일반적으로 40 내지 45℃에서 3 내지 6시간 동안 수행한다. 가능한 효소를 스타터 전에 또는 스타터와 동시에 가한다. 발효 후, 요구르트를 임의로 1회 더 열처리하여 이의 저장 시간을 연장할 수 있다. 그러나, 이의 후가열은 또한 건강증진 특성을 가질 수 있는 최종 제품의 발효 유기체를 파괴시키지 않기 위하여 피할 수 있다. 실험적 산성화를 위해, D-글루콘산 락톤(GDL)을 발효 유기체 대신에 사용할 수 있다.Milk naturally contains about 3.2% protein. Yogurt is commonly prepared from milk having a protein content of 3 to 5% by weight or more, depending on the amount of other additives used, such as hydrocolloids and starches, to obtain the desired texture. When no additives are used, the protein content is increased by about 5%, for example by evaporation or by adding an external protein. The pasteurized milk, optionally with increased protein content, is heat treated at about 90-95 ° C. for about 5 to 10 minutes and sugar, fruit, jam or other sweeteners may be added. The mixture is then cooled and seeded with starter, i.e., acid producing microorganisms such as lactic acid bacteria that contribute to both acidification and sweetness. Fermentation is generally carried out at 40 to 45 ° C. for 3 to 6 hours. Possible enzymes are added before or simultaneously with the starter. After fermentation, the yoghurt may be optionally further heat treated to extend its storage time. However, its post-heating can also be avoided in order not to destroy the fermenting organisms of the final product, which may have health promoting properties. For experimental acidification, D-gluconate lactone (GDL) can be used in place of fermenting organisms.
본 발명에 따라 산화된 유제품을 위에서 기술한 바와 동일한 방식으로 티로시나제를 사용하여 제조할 수 있는데, 단, 80℃를 초과하는 열처리는 산성화 전에 수행하지 않는다. 우유가 농장에서 이미 저온살균된 경우, 이는 임의로 효소 처리하기 전에 80℃를 초과하지 않는 온도에서 착유장에서 재저온살균될 수 있다. 티로시나제는 스타터를 첨가하기 전 또는 후에 가할 수 있다. 편리하게는 티로시나제는 스타터와 동시에 가해지며 락트산 발효 동안 반응하도록 한다. 반응 혼합물에 추가로 산소를 공급하여 효소의 효과를 향상시킬 수 있다. 티로시나제는, 요구르트 제조를 위해 단백질 함량이 5중량% 미만, 및 특히 4 중량% 미만, 예를 들면, 천연 단백질 함량이 약 3.2%인 우유의 사용이 가능하도록 한다.Dairy products oxidized according to the present invention can be prepared using tyrosinase in the same manner as described above, except that heat treatment above 80 ° C. is not performed prior to acidification. If the milk is already pasteurized on the farm, it can optionally be re-pasteurized in the milking parlor at a temperature not exceeding 80 ° C. prior to enzymatic treatment. Tyrosinase can be added before or after adding the starter. Conveniently tyrosinase is added simultaneously with the starter and allows it to react during lactic acid fermentation. Additional oxygen can be supplied to the reaction mixture to enhance the effect of the enzyme. Tyrosinase enables the use of milk having a protein content of less than 5% by weight, and in particular less than 4% by weight, for example about 3.2% natural protein, for the production of yogurt.
티로시나제는 수용액 속에 용해된다. 우유 단백질 g당 10, 20, 40, 80, 120, 160, 320 또는 640nkat 이상의 양이 일반적으로 유제품의 텍스쳐 및/또는 수분결합 특성을 변형시키기에 충분하다. 티로시나제는 일반적으로 약 4 내지 40℃의 온도에서 10분 이상 내지 24시간 동안 반응하도록 한다. 천연적으로 저온에서의 항온처리는 보다 긴 항온처리 시간을 필요로 하며, 고온에서는 반대이다. 1시간 이상 내지 18시간의 항온처리 시간이 4℃에서 통상적인 반면, 40℃에서는 10분 이상 내지 4시간의 반응 시간이 효율적이다. pH는 공정 동안 3 내지 8, 바람직하게는 3 내지 5의 범위일 수 있다. 경우에 따라, 항온처리는 후가열로 종결하나, 이것이 필수적이지는 않다.Tyrosinase is dissolved in aqueous solution. An amount of at least 10, 20, 40, 80, 120, 160, 320 or 640 nkat per gram of milk protein is generally sufficient to modify the texture and / or water binding properties of the dairy product. Tyrosinase is generally allowed to react for at least 10 minutes to 24 hours at a temperature of about 4 to 40 ° C. Naturally incubation at low temperatures requires longer incubation times and vice versa at high temperatures. Incubation times of at least 1 hour and 18 hours are typical at 4 ° C., while at 40 ° C., reaction times of 10 minutes to 4 hours are effective. The pH may range from 3 to 8, preferably 3 to 5, during the process. In some cases, the incubation is terminated by post heating, but this is not necessary.
티로시나제는 특히 유제품의 텍스쳐 및 수분보유능을 변형시킨다. 저지방 우유 중의 단백질에 미치는 티로시나제의 효과는 예를 들면, 우유 단백질의 증가된 분자량, 최대 압착력 또는 압착면적으로 측정되는 증가된 견고도, 및/또는 개선된 수분보유능으로서 관측될 수 있다. 수분보유능은 예를 들면, 가교결합된 겔로부터 방출된 액체로서 측정될 수 있다.Tyrosinase in particular alters the texture and moisture retention of dairy products. The effect of tyrosinase on protein in low fat milk can be observed, for example, as increased molecular weight, maximum compaction force or compressive area as measured by milk protein, and / or improved water retention. Moisture retention capacity can be measured, for example, as a liquid released from the crosslinked gel.
본 발명의 특정 양태에 따라서, 생우유 또는 저온살균된 탈지유에 락트산을 형성시킬 수 있는 미생물을 접종하여 발효 혼합물을 수득하고, 당해 혼합물을 유제품을 산성화시키고 이의 텍스쳐 및 수분보유능을 변경시키기에 충분한 조건하에 티로시나제의 존재하에서 항온처리한다.According to certain embodiments of the invention, live milk or pasteurized skim milk is inoculated with a microorganism capable of forming lactic acid to obtain a fermentation mixture, which is subjected to conditions sufficient to acidify the dairy product and alter its texture and water retention. Incubate in the presence of tyrosinase.
본 발명은 다음의 비제한적 실시예에 의해 예시된다. 그러나, 상기 상세한 설명 및 실시예에서 제공된 양태는 단지 예시의 목적이며, 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 영역내에서 가능함을 이해하여야 한다.The invention is illustrated by the following non-limiting examples. However, it is to be understood that the aspects provided in the above description and examples are for illustrative purposes only and that various changes and modifications are possible within the scope of the invention.
실시예Example 1. 가열된 및 가열되지 않은 유제품의 티로신 1. Tyrosine in heated and unheated dairy products 촉매된Catalyzed 가교결합 Crosslinking
도 6에 나타낸 바와 같은 TYR2의 서열을 포함하는 단백질을 암호화하는 티로시나제 유전자를 트리코데르마 레에세이의 게놈 DNA로부터 PCR에 의해 증폭시키고, 분리된 유전자를 CBHI 프로모터하에 티.레에세이 내에서 과발현시키고 성장 배지내로 배출시켰다.A tyrosinase gene encoding a protein comprising the sequence of TYR2 as shown in FIG. 6 was amplified by PCR from the genomic DNA of Trichoderma reesei, and the isolated gene was overexpressed and grown in T. reesei under the CBHI promoter. Drained into the medium.
티로시나제 활성은 pH 7 및 실온에서 로브(Robb, 1984)에 따라 15mM L-DOPA[제조원: 시그마(Sigma), 미국 소재]를 기질로서 사용하여 검정하였다. 효소 활성은 나노카탈(nkat)로 나타낸다. 1 nkat은 검정 조건에서 사용된 기질을 초당 1 nmol을 전환시키는 효소 활성의 양으로 정의된다. 단백질 g당 효소 용량 nkat은 우유 단백질 1g당 활성으로 계산되고 투여된 효소의 양을 의미한다.Tyrosinase activity was assayed using 15 mM L-DOPA (Sigma, USA) as substrate as per Robb (1984) at
티.레에세이 티로시나제에 의해 유발된 우유 단백질의 분자량 및 이동도에 있어서의 변화는 나트륨 도데실설페이트-폴리아크릴아미드 겔 전기영동(SDS-PAGE)으로 분석하였다. 티로시나제를 생우유 또는 가열된(90℃, 5분) 탈지유에 500 nkat/단백질 g의 용량으로 개방된 관(산소 이용가능) 속에 가하고 관을 밀봉하였다(이용가능한 산소가 더 적음). 항온처리를 30℃에서 2시간 동안 수행하였다.Changes in the molecular weight and mobility of milk proteins caused by T. reese tyrosinase were analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Tyrosinase was added to fresh milk or heated (90 ° C., 5 min) skim milk in an open tube (oxygen available) at a capacity of 500 nkat / protein g and the tube was sealed (less oxygen available). Incubation was performed at 30 ° C. for 2 hours.
결과를 도 1에 나타낸다. 샘플은 다음과 같았다: 레인 1 및 10: 분자량 표준, 레인 2: 밀봉된 관내 가열되지 않은 우유, 레인 3: 밀봉된 관내 가열되지 않은 우유 + 티로시나제, 레인 4: 개방된 관내 가열되지 않은 우유, 레인 5: 개방된 관내 가열되지 않은 우유 + 티로시나제, 레인 6: 밀봉된 관내 가열된 우유, 레인 7: 밀봉된 관내 가열된 우유 + 티로시나제, 레인 8: 개방된 관내 가열된 우유, 레인 9: 개방된 관내 가열된 우유 + 티로시나제, 레인 10: 분자량 표준.The results are shown in FIG. Samples were as follows:
티로시나제는 다음의 검출가능한 전기영동적 변화를 유발하였다: 1) 웰 아래에 약 198KDa의 고분자량 화합물의 출현, 2) 카제인(특히 개방된 관 속에서)의 소실. 당해 결과는, 티로시나제가 가열되지 않은 우유 및 가열된 우유 둘다의 가교결합 형성을 촉매할 수 있으며, 이러한 효과는 산소의 존재하에서 더 크다는 것을 나타낸다.Tyrosinase caused the following detectable electrophoretic changes: 1) the appearance of a high molecular weight compound of about 198 KDa under the well, and 2) the loss of casein (especially in an open tube). The results indicate that tyrosinase can catalyze the formation of crosslinks in both unheated milk and heated milk, with this effect being greater in the presence of oxygen.
실시예Example 2. 티로시나제 2. Tyrosinase 에on 의한 by NaNa -카제인염 단백질의 Caseinate of protein 견고도의Firm 개선 Improving
겔을 실온에서 밤새 수돗물 속에 용해된 Na-카제인염으로부터 제조하였다. 카제인염 용액을 GDL(D-글루콘산 락톤; 2.7%(w/w) 카제인염 중 0.4% GDL, 최종 pH 4.6 내지 4.7)로 효소 처리 동안 화학적으로 산성화시켰다. 티.레에세이 티로시나 제(0, 10 및 50 nkat/g 카제인염) 및 GDL을 13 ml의 카제인염 용액에 혼합시키고 2.35 ml의 용액의 분취량을 원통형의 알루미늄 용기(직경 16mm)에 피펫팅하였다. 샘플을 유리 페트리 디쉬로 덮고 이들을 30℃에서 4시간 동안 항온처리하였다. 1일 경과된 겔의 견고도를 실온에서 겔 5 mm(0.5 mm/s, 4개의 반복된 샘플)를 압착시키는데 요구되는 최대 압착력을 측정함(Texture Analyzer TA-HDi, Stable Micro Systems)으로써 측정하였다. 견고도를 비교하기 위해 효소 처리없이 4.5% 카제인염 겔을 측정하였다. 당해 결과를 도 2에 나타낸다.Gels were prepared from Na-casein salt dissolved in tap water overnight at room temperature. The casein salt solution was chemically acidified during enzyme treatment with GDL (D-gluconate lactone; 0.4% GDL in 2.7% (w / w) casein salt, final pH 4.6 to 4.7). T. Reese tyrosinase (0, 10 and 50 nkat / g casein salt) and GDL are mixed in 13 ml of casein salt solution and an aliquot of 2.35 ml of solution is pipetted into a cylindrical aluminum container (16 mm diameter) It was. Samples were covered with glass petri dishes and they were incubated at 30 ° C. for 4 hours. The firmness of the gel after one day was determined by measuring the maximum compressive force required to compress the 5 mm gel (0.5 mm / s, 4 repeated samples) at room temperature (Texture Analyzer TA-HDi, Stable Micro Systems). . 4.5% casein salt gel was measured without enzyme treatment to compare the firmness. The result is shown in FIG.
티로시나제는 두 용량 모두에서 겔 견고도를 증가시켰다. 또한, 티로시나제-처리된 2.7% 카제인염 겔의 견고도는 티로시나제가 없는 4.5% 카제인염 겔의 것과 거의 동일하였으며; 두 샘플에 대한 최대 압착력은 약 100g이었고, 이러한 사실은, 겔의 단백질 함량이 티로시나제를 사용함에 의해 감소될 수 있음을 나타낸다.Tyrosinase increased gel firmness at both doses. In addition, the firmness of the tyrosinase-treated 2.7% casein salt gel was about the same as that of the 4.5% casein salt gel without tyrosinase; The maximum compressive force for both samples was about 100 g, which indicates that the protein content of the gel can be reduced by using tyrosinase.
실시예Example 3. 전유 및 탈지유의 티로시나제 3. Tyrosinase from whole milk and skim milk 촉매된Catalyzed 가교결합 Crosslinking
티.레에세이로부터의 티로시나제를 저온살균된 전유(3.5% 지방) 및 탈지유(0% 지방)에 50 nkat 티로시나제/단백질 g의 용량으로 40℃의 우유 온도에서 가하고, 우유를 40℃에서 1시간 동안 항온처리하였다. 항온처리 동안에, 샘플에 계속해서 산소를 공급하였다. 또한 효소가 없는 대조군 용액을 제조하였다. 다음에, 우유 샘플을 1.2% GDL을 사용하여 40℃에서 4시간 동안 산성화시켰다 (최종 pH 4.6). 4℃에서 밤새 저장한 후, 최대 압착력을 텍스쳐 분석기(Texture Analyzer)(TA-HDi, Stable Micro Systems)로 측정하였다. 결과를 도 3에 나타낸 다. 티로시나제는 산성화된 우유 겔의 견고도를 크게 증가시켰다. 당해 효과는 전유보다 탈지유를 사용하는 경우 현저하게 더 컸다.Tyrosinase from T. reesei is added to pasteurized whole milk (3.5% fat) and skim milk (0% fat) at a milk temperature of 40 ° C. at a dose of 50 nkat tyrosinase / g of protein and milk at 40 ° C. for 1 hour. Incubated. During incubation, the sample was continuously supplied with oxygen. In addition, a control solution without enzyme was prepared. The milk sample was then acidified at 40 ° C. for 4 hours using 1.2% GDL (final pH 4.6). After overnight storage at 4 ° C., the maximum compressive force was measured with a Texture Analyzer (TA-HDi, Stable Micro Systems). The results are shown in FIG. Tyrosinase significantly increased the firmness of the acidified milk gel. This effect was significantly greater when using skim milk than whole milk.
실시예Example 4. 저온살균된 탈지유의 티로시나제-유도된 가교결합 4. Tyrosinase-induced crosslinking of pasteurized skim milk
버섯 티로시나제[제조원: 플루카(Fluka), 스위스 소재]를 가하여(50 nkat 티로시나제/단백질 g) 저온살균된 탈지유를 가온(40℃)시키고 우유를 40℃에서 1시간 동안 항온처리하였다. 항온처리 동안, 샘플에 계속 산소를 공급하였다. 또한 효소가 없는 대조군 용액을 제조하였다. 이후에, 우유 샘플을 1.2% GDL을 사용하여 40℃에서 4시간 동안 산성화시켰다 (최종 pH 4.6). 밤새 4℃에서 저장한 후, 최대 압착력을 텍스쳐 분석기(TA-HDi, Stable Micro Systems)로 측정하였다. 결과를 도 4에 나타낸다. 버섯 티로시나제는 산성화된 탈지유 겔의 경도를 증가시켰다.Mushroom tyrosinase (Fluka, Switzerland) was added (50 nkat tyrosinase / protein g) to warm the pasteurized skim milk (40 ° C.) and the milk was incubated at 40 ° C. for 1 hour. During incubation, the sample was continuously oxygenated. In addition, a control solution without enzyme was prepared. Thereafter, the milk sample was acidified at 40 ° C. for 4 hours using 1.2% GDL (final pH 4.6). After overnight storage at 4 ° C., the maximum compressive force was measured with a texture analyzer (TA-HDi, Stable Micro Systems). The results are shown in FIG. Mushroom tyrosinase increased the hardness of the acidified skim milk gel.
실시예Example 5. 티로시나제 5. Tyrosinase 와Wow 트랜스글루타미나제의Transglutaminase 비교 compare
티.레에세이로부터의 티로시나제, 또는 트랜스글루타미나제[Activa MP, 제조원: 아지노모토(Ajinomoto)]를 50 nkat 효소/단백질 g의 용량으로 가하여, 저온살균된 탈지유를 가온(40℃)시키고 우유를 40℃에서 1시간 동안 항온처리하였다. 티로시나제 활성을 실시예 1에 기술된 바와 같이 측정하고, 트랜스글루타미나제 활성을 0.2 M N-카르보벤즈옥시(CBZ)-L-글루타미닐글리신[제조원: 시그마(Sigma), 미국 소재]을 기질로서 사용하여 pH 6에서 측정하였다(참조: Folk, 1970). 1 nkat은 검정 조건에서 사용된 기질을 초당 1 nmol을 전환시키는 효소 활성의 양으로 정의한 다. 효소 용량 nkat/단백질 g은 우유 단백질 1g당 활성으로 계산되고 투여된 효소의 양을 의미한다.Tyrosinase, or transglutaminase (Activa MP, manufactured by Ajinomoto) from T. Reesei was added at a dose of 50 nkat enzyme / protein, warming the pasteurized skim milk (40 ° C.) and milk Incubated at 40 ° C. for 1 hour. Tyrosinase activity was measured as described in Example 1, and transglutaminase activity was determined using 0.2 M N-carbobenzoxy (CBZ) -L-glutaminylglycine (Sigma, USA). Was measured at
항온처리 동안, 티로시나제를 함유하는 샘플에 계속 산소를 공급하였다. 또한, 효소가 없는 대조군 용액을 제조하였다. 이후에, 우유 샘플을 1.2% GDL을 사용하여 4O℃에서 4시간 동안 산성화시켰다 (최종 pH 4.6). 4℃에서 밤새 저장한 후, 겔로부터 방출된 액체를 서서히 샘플 컵으로부터 붓고 칭량하였다. 이후에, 최대 압착력을 텍스쳐 분석기(TA-HDi, Stable Micro Systems)로 측정하였다.During incubation, the sample containing tyrosinase was continuously oxygenated. In addition, a control solution without enzymes was prepared. The milk sample was then acidified for 4 hours at 40 ° C. using 1.2% GDL (final pH 4.6). After overnight storage at 4 ° C., the liquid released from the gel was slowly poured from the sample cup and weighed. Thereafter, the maximum compressive force was measured by a texture analyzer (TA-HDi, Stable Micro Systems).
티로시나제 및 트랜스글루타미나제의 효소 활성은 반응 기전과 모델 기질에 있어서의 차이로 인하여 직접적으로 비교가능하지 않기는 하지만, 티로시나제는 트랜스글루타미나제보다 우수함을 알 수 있었다.Although the enzymatic activity of tyrosinase and transglutaminase is not directly comparable due to differences in reaction mechanism and model substrate, tyrosinase was found to be superior to transglutaminase.
압착 시험의 결과는 도 5a에 나타낸다. 산 우유 겔의 견고도는 티로시나제의 사용에 의해 크게 증가한 반면, 트랜스글루타미나제를 함유하는 겔은 효소가 없는 대조군 겔보다 단지 약간 더 견고하였다.The results of the compression test are shown in FIG. 5A. The firmness of the acid milk gel was greatly increased by the use of tyrosinase, whereas the gel containing transglutaminase was only slightly harder than the control gel without enzyme.
4℃에서 밤새 저장하는 동안 겔로부터 방출된 액체의 양은 도 5b에 나타낸다. 산 우유 겔의 수분 결합은 티로시나제의 사용에 의해 0으로 감소하였다. 트랜스글루타미나제는 효소 부재 대조군과 비교하여 액체 방출을 방지하지 않았다.The amount of liquid released from the gel during overnight storage at 4 ° C. is shown in FIG. 5B. Water binding of the acid milk gel was reduced to zero by the use of tyrosinase. Transglutaminase did not prevent liquid release compared to the enzyme free control.
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