KR20090037085A - Method of preparing whey protein hydrolysates using protease and its usage - Google Patents

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Abstract

A method for preparing whey protein hydrolysates by using protease is provided to obtain whey protein hydrolysates by hydrolyzing whey protein which is the by-products of cheese, and to prepare iron bond-reinforcing protein by using the hydrolysates. A method for preparing whey protein hydrolysates by using protease comprises the steps of: (i) preparing whey protein solution of pH 7-9 by using concentrated whey protein and (ii) adding an alcalase enzyme (Bacillus licheniformi) in the whey protein solution and hydrolyzing the solution at 45-55°C. The Alcalase enzyme is used in the amount of 0.1-5 parts by weight based on the whey protein solution 100 parts by weight.

Description

단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물의 제조방법 및 이로써 제조된 가수 분해물의 용도{METHOD OF PREPARING WHEY PROTEIN HYDROLYSATES USING PROTEASE AND ITS USAGE}Method for preparing whey protein hydrolyzate using proteolytic enzyme and use of hydrolyzate prepared thereby {METHOD OF PREPARING WHEY PROTEIN HYDROLYSATES USING PROTEASE AND ITS USAGE}

본 발명은 단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물의 제조방법 및 이로써 제조된 가수 분해물의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 철분 결합 능력이 우수하고 가격이 저렴한 효소 가수 분해물을 이용하여 각종 우유, 유제품 및 기능성 음료에 적용할 수 있는 단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물의 제조방법 및 이로써 제조된 가수 분해물의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing whey protein hydrolyzate using proteolytic enzymes and to the use of the hydrolyzate prepared thereby, more specifically, various milks using enzyme hydrolyzate having excellent iron binding ability and low cost. The present invention relates to a method for preparing whey protein hydrolysates using proteolytic enzymes applicable to dairy products and functional drinks, and to the use of the hydrolyzates prepared thereby.

국내는 WTO 및 FTA 체결에 따른 축산물 수입개방으로 낙농업과 유가공 산업이 매우 어려운 상황이어 이를 타계하기 위한 가장 효율적인 방안으로 대두되는 것이 우유소비의 촉진이다. 또한 국내 유제품 소비량은 지속적으로 증가추세에 있으며 특히 치즈 소비량은 급속히 증대되고 있는 실정이다[출처: 한국유가공협회, 치즈 소비량: 6.7천톤(’90) → 12.4천톤(’95) → 44.9천톤(’00) → 68.9천톤(’04)].In Korea, the dairy industry and the dairy processing industry are very difficult due to the opening of livestock imports following the WTO and FTA, and milk consumption is emerging as the most efficient way to get rid of them. In addition, domestic consumption of dairy products continues to increase, especially cheese consumption is rapidly increasing [Source: Korea Dairy Association, cheese consumption: 6.7 thousand tons ('90) → 12.4 thousand tons ('95) → 44.9 thousand tons ('00) ) → 68.9 thousand tons ('04)].

치즈는 그 양의 약 10배의 우유를 소비할 수 있는 있어 우유소비를 촉진하기 위한 가장 적합한 유제품이라 할 수 있다. Cheese can consume about ten times the amount of milk, making it the most suitable dairy product to promote milk consumption.

그러나 치즈 제조시 생성되는 부산물인 유청은 같은 우유 단백질인 케이신(casein)보다 5-6배 저렴하고, 그 기능적, 영양적 및 생리활성이 뛰어남에도 불구하고 분리 및 처리공정의 경제적 문제로 인해 대부분 사료용 또는 폐기되는 현실에서 부산물의 활용 방안이 절실하다.However, whey, a by-product of cheese production, is 5-6 times cheaper than casein, the same milk protein, and despite its excellent functional, nutritional and physiological activities, it is mostly due to economic problems in the separation and processing processes. The use of by-products is urgently needed for feed or disposal.

또한 최근 고품질, 고기능성 식품에 대한 소비자의 관심이 증대됨에 따라 다양한 고부가가치의 음료 및 식품의 개발이 절실하게 되었다. 또한 우유소비 감소에 대응할 새로운 고부가 기능을 가진 기능 강화우유 및 유제품의 개발 필요성이 대두되기에 이르렀다.In addition, as consumers' interest in high quality and high functional foods has recently increased, the development of various high value added beverages and foods is urgently needed. In addition, the necessity of developing new high value-added enhanced milk and dairy products to cope with reduced milk consumption has emerged.

국내 철분 결핍 환자는 성인병의 약 25%를 차지하는 것으로 보고되고 있으며, 매년 급증하고 있는 실정이라 철분 결핍성 빈혈 환자들의 예방식, 강화 음료 및 치료식 개발이 필요하다. Domestic iron deficiency patients are reported to account for about 25% of the adult disease, and is increasing rapidly every year, it is necessary to develop preventive, fortified drinks and treatment of patients with iron deficiency anemia.

철분은 필수적 영양소로서 대부분 단백질과 결합되어 소장하부의 십이지장에서 흡수되는데, 철분 결핍은 가장 흔한 영양 결핍 중 하나로 음식에서 체내로의 아주 낮은 흡수율로 인해 철분 결핍성 빈혈이 많다. Iron is an essential nutrient, most of which is combined with protein and absorbed in the duodenum of the small intestine. Iron deficiency is one of the most common nutritional deficiencies. Iron deficiency anemia is caused by very low absorption rate from food to the body.

철분의 체내 흡수를 용이하게 하기 위해서는 철분이 가용화 상태가 되어야 하는데, 특히 단백질이나 펩타이드 등이 철분의 가용화를 돕는다고 보고되고 있다. 효소 가수 분해물과 킬레이트된 철분은 약 80∼90%의 흡수율을 나타내데 반해 기존의 철분제들은 약 7∼20%에 불과한 흡수율을 나타낸다.In order to facilitate the absorption of iron in the body, iron must be in a solubilized state. In particular, proteins and peptides have been reported to help solubilize iron. Enzyme hydrolysates and chelated iron show absorption rates of about 80-90%, while conventional iron powders show absorption rates of only 7-20%.

한편, 치즈 제조시 생성되는 부산물인 유청은 단백질, 유당, 비타민 및 무기질 등의 유용한 성분들을 함유하고 있어 이의 이용을 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있으나 헌재까지 유청을 이용한 철분결합 강화 효소 가수 분해물에 관한 연구는 전무한 실정이다. On the other hand, whey, a by-product produced during cheese production, contains useful ingredients such as proteins, lactose, vitamins, and minerals. Therefore, various studies have been conducted for its use. There is no research.

또한 현재 낙농산업에서 유청이 대부분 폐기되고 있고, 이에 따른 환경문제가 대두되고 있는 현실에서 이를 이용한 기능성 물질이 개발된다면 산업적으로는 물론 환경적인 부분에서도 기여할 것으로 생각된다.In addition, whey is mostly disposed of in the dairy industry, and environmental problems are contributing to the development of functional materials using them.

최근 고품질, 고기능성 식품에 대한 소비자의 관심이 증대됨에 따라 다양한 고부가가치 유제품의 개발이 절실하게 되었으며, 우유소비 감소에 대응할 새로운 고부가 기능 강화우유 및 유제품의 개발 필요성이 대두됨에 따라, 본 발명자들은 치즈 제조시 생성되는 부산물인 유청을 이용하여 천연 철분결합 단백질 분리, 개발하여 우유, 유제품 및 기타 기능성 음료에 활용함으로써 국내 낙농업과 유가공산업의 생산성 증대 및 나아가 국민 건강에 기여하고자 실시하였다.Recently, as consumers' interest in high-quality and high-functional foods has increased, the development of various high value-added dairy products is urgently needed, and as the necessity of developing new high value-added enhanced milk and dairy products to cope with reduced milk consumption has emerged, the present inventors have By using whey, a by-product produced during manufacturing, to isolate and develop natural iron-binding proteins, it was applied to milk, dairy products and other functional beverages to increase the productivity of domestic dairy and dairy industries and contribute to the health of the people.

본 발명은 상기와 같은 우수한 유청 자원의 활용과 종래 빈혈제의 흡수율 저하 등의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 치즈제조시 생성되는 부산물인 유청의 단백질로부터 철분결합 능력이 우수하고 가격이 저렴한 효소 가수 분해물에서 철분결합 단백질을 개발하여 향후 우유, 유제품 및 기타 기능성 음료에 활용할 수 있을 것으로 생각되어, 본 발명을 완성하게 되었다.The present invention has been made to solve the problems such as utilization of the excellent whey resources and lowering the absorption rate of conventional anemia, the object of the present invention is excellent iron binding ability from the protein of whey which is a by-product produced during cheese manufacturing In addition, it is thought that the iron-binding protein can be developed from an inexpensive enzyme hydrolyzate to be used in milk, dairy products and other functional beverages in the future, thereby completing the present invention.

본 발명의 목적은 치즈 제조시 생성되는 부산물인 유청 단백질을 우유, 유제품 및 음료에 적용하기 위한 가수 분해물의 제조방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for preparing hydrolyzate for applying whey protein, a by-product produced in cheese production, to milk, dairy products and beverages.

본 발명의 다름 목적은 상기 가수 분해물을 이용하여 철분 결합 능력이 우수한 철분 결합 강화 단백질 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an iron binding protein having excellent iron binding ability and a method for producing the same using the hydrolyzate.

본 발명은 농축유청 단백질을 이용하여 pH 7∼9의 유청 단백질 용액을 제조하고,The present invention is to prepare a whey protein solution of pH 7-9 using concentrated whey protein,

상기 유청 단백질 용액에 알칼라제 효소(바실러스 리체니포미, Bacillus licheniformi)를 첨가하여 45∼55℃에서 가수 분해하는 단계를 포함하는 Adding an alkalase enzyme ( Bacillus licheniformi ) to the whey protein solution to hydrolyze at 45-55 ° C.

단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물의 제조방법을 제공한다.Provided are methods for preparing whey protein hydrolysates using proteolytic enzymes.

또한 본 발명은 상기 방법으로 얻어진 유청 단백질 가수 분해물을 pH 4∼6으 로 조절하고, In addition, the present invention is to adjust the whey protein hydrolyzate obtained by the above method to pH 4-6,

상기 유청 단백질 가수 분해물에 철분 화합물을 반응시키고,Reacting the iron compound with the whey protein hydrolyzate,

반응 후 얻어진 생성물을 이온 크로마토그래피를 수행하여 분획물을 수득하는 단계를 포함하는 철분 결합 강화 단백질의 제조방법을 제공한다.The product obtained after the reaction is subjected to ion chromatography to provide a method for producing an iron binding enhancing protein comprising the step of obtaining a fraction.

또한 본 발명은 상기 방법으로 얻어진 철분 결합 강화 단백질을 제공한다.The present invention also provides an iron binding enhancing protein obtained by the above method.

또한 본 발명은 상기 철분 결합 강화 단백질을 포함하는 우유, 유제품 또는 음료를 제공한다.The present invention also provides milk, dairy products or beverages comprising the iron binding fortification protein.

본 발명에 의해 종래 폐기되던 유청 단백질을 이용하여 철분 결합 능력이 우수하고 가격이 저렴한 효수 가수 분해물에서 철분 결합 강화 단백질을 얻고, 이를 이용하여 우유, 유제품 및 각종 음료 등의 첨가물로 효과적으로 적용할 수 있다.By using the whey protein discarded by the present invention, iron-binding enhanced protein is obtained from the hydrolyzate having high iron binding ability and low cost, and can be effectively applied to additives such as milk, dairy products and various beverages. .

본 발명에 따라 단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물은 Whey protein hydrolysates using proteolytic enzymes according to the invention

농축유청 단백질(whey protein concentrate; WPC)을 이용하여 pH 7∼9의 유청 단백질 용액을 제조하고,Using whey protein concentrate (WPC) to prepare a whey protein solution of pH 7-9,

상기 유청 단백질 용액에 알칼라제 효소(바실러스 리체니포미, Bacillus licheniformi)를 첨가하여 45∼55℃에서 가수 분해하는 단계를 거쳐 제조된다.Alcalase enzyme ( Bacillus licheniformi , Bacillus licheniformi ) is added to the whey protein solution and is prepared through a step of hydrolysis at 45-55 ° C.

먼저, 농축유청 단백질을 물과 혼합하여 pH 7∼9의 유청 단백질 용액을 제조 한다.First, whey protein concentrate is mixed with water to prepare a whey protein solution of pH 7-9.

상기 농축유청 단백질은 시판되거나 치즈 제조시 생성되는 부산물을 수집하여 사용할 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다.The whey protein concentrate may be used to collect by-products that are commercially available or produced during cheese production, and are not particularly limited in the present invention.

이때 유청 단백질 용액의 pH를 조절하여 후속의 알칼라제 효소의 활성을 최적화한다.The pH of the whey protein solution is then adjusted to optimize the activity of subsequent alcalase enzymes.

다음으로, 상기 유청 단백질 용액에 알칼라제 효소를 첨가하여 가수 분해를 수행하여 가수 분해물을 제조한다.Next, the hydrolyzate is prepared by adding an alkalase enzyme to the whey protein solution to perform hydrolysis.

상기 알칼라제 효소는 미생물 유래 바실러스 리체니포미(Bacillus licheniformi)의 가수 분해 효소로, 유청 단백질 용액 100 중량부에 대해 알칼라제 효소 0.1∼5 중량부로 사용한다.The alkalase enzyme is a hydrolytic enzyme of Bacillus licheniformi derived from microorganisms, and is used in an amount of 0.1 to 5 parts by weight of an alkalase enzyme based on 100 parts by weight of a whey protein solution.

본 발명의 바람직한 실험예 1을 참조하면, 가수 분해 효소로 알칼라제, 에스파라제, 프라보자임, 뉴트라제, 판크레아틴, 파파인, 펩신, 프로타제, 및 트립신 등을 사용한 결과 가수 분해율(degree of hydrolysis)이 알칼라제가 13.60%로 매우 우수하였다(도 1 참조).Referring to the preferred Experimental Example 1 of the present invention, the hydrolysis rate as a result of using alkalase, esparase, prabozyme, neutrase, pancreatin, papain, pepsin, protase, trypsin, etc. of hydrolysis) was very good (13.60% alkalase) (see Figure 1).

또한 전기영동 결과 알칼라제를 이용하여 얻어진 유청 단백질 가수 분해물이 가장 효율적으로 가수 분해가 이루어졌음을 확인하였다(도 2 참조). In addition, the results of electrophoresis confirmed that the whey protein hydrolyzate obtained using the alkalase was most efficiently hydrolyzed (see FIG. 2).

특히 본 발명에서는 상기한 방법으로 얻어진 유청 단백질 가수 분해물을 이용하여 철분 결합 강화 단백질을 제조한다.In particular, the present invention uses a whey protein hydrolyzate obtained by the above method to produce an iron binding enhancing protein.

구체적으로, 상기 방법으로 얻어진 유청 단백질 가수 분해물을 pH 4∼6으로 조절한다.Specifically, the whey protein hydrolyzate obtained by the above method is adjusted to pH 4-6.

다음으로, 상기 가수 분해물과 철분 화합물을 30∼45℃에서 30분∼2시간 동안 반응시킨다.Next, the hydrolyzate and the iron compound are reacted at 30 to 45 ° C. for 30 minutes to 2 hours.

상기 철분 화합물은 FeSO4·7H2O으로, 가수 분해물과 반응한다.The iron compound is FeSO 4 · 7H 2 O, and reacts with the hydrolyzate.

다음으로, 상기 반응 후 얻어진 생성물을 이온 크로마토그래피를 수행하여 철분 결합 강화 단백질을 포함하는 분획물을 수득한다.Next, the product obtained after the reaction is subjected to ion chromatography to obtain a fraction containing an iron binding enhancing protein.

본 발명의 바람직한 실험예 2를 참조하면, 유청 단백질 가수 분해물의 철분 용해도를 조사한 결과 알칼라제 가수 분해물이 철분에 대해 높은 용해력을 나타냄을 확인하였다.Referring to Experimental Example 2 of the present invention, the iron solubility of the whey protein hydrolyzate was examined and it was confirmed that the alkalase hydrolyzate exhibited high solubility for iron.

또한 실험예 3를 통해 이온 크로마토그래피를 통해 얻어진 분획물의 철분함량을 측정한 결과 분획 1에서 0.21 ppm의 철분결합 단백질을 확인하였다.In addition, the iron content of the fraction obtained through ion chromatography through Experiment 3 confirmed the iron binding protein of 0.21 ppm in fraction 1.

이렇게 얻어진 철분 결합 강화 단백질은 각종 아미노산을 포함하고 있으며, Lys, Ala, Phe 등이 높게 함유되어 있고, Pro, Gly, Tyr 등을 포함하지 않음을 확인하였다(실험예 4).The iron binding enhancer protein thus obtained contained various amino acids, contained high Lys, Ala, Phe, etc., and did not contain Pro, Gly, Tyr, etc. (Experimental Example 4).

이와 같은 본 발명에 따른 철분 결합 강화 단백질은 이를 포함하는 우유, 유제품 또는 음료의 제조에 다양하게 적용할 수 있다.Such iron binding fortification protein according to the present invention can be variously applied to the production of milk, dairy products or beverages comprising the same.

원료로 사용되는 유청 단백질은 현재 일부분 사료 등으로 사용되고 나머지는 폐기되어 환경문제를 야기시키고 있어, 본 발명에서와 같이 유청 단백질을 이용한 효소 가수 분해물로 철분 흡수 촉진을 위해 우유 및 유제품의 첨가물로 첨가가 가능하므로 낙농업과 유가공산업의 경쟁력 강화와 국민 건강 증진에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.Whey protein, which is used as a raw material, is currently used as a part of feed, and the rest is discarded, causing environmental problems. As the present invention, an enzyme hydrolyzate using whey protein is added as an additive of milk and dairy products to promote iron absorption. As such, it is expected to contribute to strengthening the competitiveness of the dairy and dairy industries and to improving public health.

특히 본 발명에 따른 철분 결합 강화 단백질은 기존의 우유 및 유제품에 철분강화의 목적으로 첨가되어오던 락토페린(lactoferrin)과 락토페리신(lactoferricin)과의 가격 및 효능면에서 경쟁 가능성이 우수하다.In particular, the iron-binding protein according to the present invention has excellent competition potential in terms of price and efficacy between lactoferrin and lactoferricin, which have been added to conventional milk and dairy products for the purpose of iron fortification.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid in understanding the present invention. However, the following examples are merely provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

실험예Experimental Example 1:  One: 유청Whey 단백질 가수  Protein singer 분해물의Decomposition 가수 분해 특성 분석 Hydrolysis Characterization

시판중인 농축유청단백질(단백질 80% 함유)을 pH 8.0으로 조절하여 유청 단백질 용액을 조제하였다. A commercial whey protein concentrate (containing 80% protein) was adjusted to pH 8.0 to prepare a whey protein solution.

상기 유청 단백질 용액에 트립신 및 뉴트라제(제조원: 노보자임사), 프로타아제 및 파파인(제조원: 아마노사), 알카라아제, 에스파라아제, 프라보자임, 판크레아틴 및 펩신(제조원: 시그마사, 펩신 농축유청단백질 용액은 pH 2로 조정)을 단백질 100 중량부에 대해 함량 대비 1 중량부를 첨가하고 50℃에서 4시간동안 가수 분해하여 원심분리 후 상등액인 가수 분해물을 수득하였다.Trypsin and neutrases (manufactured by Novozyme), protase and papain (manufactured by Amanosa), alkalase, esparase, prabozyme, pancreatin and pepsin (manufactured by Sigma) , Pepsin concentrated whey protein solution adjusted to pH 2) was added to 100 parts by weight of protein to 1 part by weight and hydrolyzed at 50 ℃ for 4 hours to obtain a hydrolyzate as a supernatant after centrifugation.

A: 트리니트로벤젠 술폰산법A: trinitrobenzene sulfonic acid method

상기에서 수득한 각종 가수 분해물의 가수 분해율을 알아보기 위해 트리니트로벤젠 술폰산(trinitrobenzene sulfonic acid) 법을 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.In order to determine the hydrolysis rate of the various hydrolyzates obtained above, trinitrobenzene sulfonic acid was measured using the method, and the results are shown in FIG. 1.

도 1은 각종 가수 분해 효소에 의해 제조된 가수 분해물의 시간에 따른 가수 분해율의 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the change of hydrolysis rate with time of hydrolyzate produced by various hydrolytic enzymes.

도 1을 참조하면, 최종(240분) 가수 분해율은 도 1에서와 같이 알카라아제, 프라보자임, 판크레아틴이 13.60%, 12.80%, 13.91%로 높게 나타났다.Referring to FIG. 1, the final (240 minutes) hydrolysis rate was as high as 13.60%, 12.80%, and 13.91% of alkalase, prabozyme, and pancreatin, as shown in FIG. 1.

B: 전기영동B: electrophoresis

상기에서 수득한 각종 가수 분해물의 가수 분해 패턴의 변화를 알아보기 위해 전기영동을 수행하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다.Electrophoresis was performed to investigate the change in the hydrolysis pattern of the various hydrolyzates obtained above, and the results are shown in FIG. 2.

도 2는 각종 가수 분해 효소에 의해 제조된 가수 분해물의 시간에 따른 가수 분해 패턴을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the hydrolysis pattern over time of the hydrolyzate produced by various hydrolytic enzymes.

도 2에서와 같이 알칼라제(3번 랜) 가수 분해물이 대부분의 주 성분들을 가장 효율적으로 가수 분해 한 것으로 확인되었다. As shown in Figure 2, the alkalase (LAN 3) hydrolyzate was found to hydrolyze most of the main components most efficiently.

이상의 결과로 보아 가장 이상적으로 가수 분해가 이루어진 알칼라제 가수 분해물을 수득하였다.From the above results, the alkalase hydrolyzate which had been most ideally hydrolyzed was obtained.

실험예 2: 유청 단백질 가수 분해물의 철분 용해력 분석Experimental Example 2: Analysis of iron solubility of whey protein hydrolysate

상기 실험예 1에서 얻어진 각각의 가수 분해물을 1%의 증류수에 용해하고 pH 5.0으로 조정한 다음 0.1%(w/v) FeSO47H2O(시그마사)를 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. Each hydrolyzate obtained in Experimental Example 1 was dissolved in 1% distilled water, adjusted to pH 5.0, and 0.1% (w / v) FeSO 4 7H 2 O (Sigma) was reacted at 37 ° C for 1 hour.

이어 철분과 반응한 가수 분해물의 철분 용해도를 확인함으로써 철분 결합 능력을 간접적으로 조사하여 도 3 및 하기 표 1에 나타내었다. 이때 철분 용해력 조사는 총 철분 이온의 함량에서 상등액의 이온함량을 백분율로 표시하여 나타내었으며, 철분 이온의 측정은 유도결합플라즈마분광계(ICP)를 이용하였다. Subsequently, iron binding ability was indirectly investigated by confirming iron solubility of the hydrolyzate reacted with iron, and is shown in FIG. 3 and Table 1 below. At this time, the iron dissolving power was investigated by expressing the ion content of the supernatant as a percentage of the total iron ion content, and the iron ion was measured using an inductively coupled plasma spectrometer (ICP).

라인line 단백질 또는 가수 분해물Protein or hydrolysate 철분용해력Iron melting ability 1One 농축유청단백질Whey Protein Concentrate 72.40%72.40% 22 알칼라제 가수 분해물Alcalase Hydrolyzate 97.56%97.56% 33 에스파라제 가수 분해물Esparase hydrolyzate 85.3%85.3% 44 프라보자임 가수 분해물Prabozyme hydrolyzate 84.12%84.12% 55 뉴트라제 가수 분해물Neutrase Hydrolyzate 82.33%82.33% 66 판크레아틴 가수 분해물Pancreatin Hydrolyzate 80.02%80.02% 77 파파인 가수 분해물Papain Hydrolysate 80.04%80.04% 88 펩신 가수 분해물Pepsin hydrolysate 83.30%83.30% 99 프로타제 가수 분해물Protease hydrolyzate 82.20%82.20% 1010 트립신 가수 분해물Trypsin hydrolyzate 88.30%88.30%

도 3은 각종 가수 분해 효소에 의해 제조된 가수 분해물의 철분 용해력을 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the iron dissolving ability of the hydrolyzate produced by various hydrolase enzymes.

상기 표 1 및 도 3을 참조하면, 알칼라제(2번 라인) 효소를 이용한 가수 분해물에서 97.56%로 가장 높은 철분 결합 능력을 보였다. 이상의 결과로 보아 알칼라제 가수 분해물이 철분에 가장 높은 용해력을 나타냄으로써 일반적으로 사용되어지는 다양한 유래의 가수 분해 효소 중 가장 적합하고 저렴한 효소라 할 수 있다.Referring to Table 1 and FIG. 3, the highest iron binding ability was 97.56% in the hydrolyzate using an alcalase (line 2) enzyme. As a result, alkalase hydrolyzate exhibits the highest solubility in iron, which is the most suitable and inexpensive enzyme among hydrolysates derived from a variety of commonly used.

실험예 3: 철분 결합 강화 단백질 분리 Experimental Example 3: Isolation of Iron Binding Enhancing Proteins

상기 실험예 2에서 얻어진 철분결합 능력이 우수한 알칼라제 가수 분해물에서 철분결합된 단백질을 이온크로마토그래피(Ion exchange chromatography)를 이용하여 2개의 분획을 획득하였고, 각 분획물의 철분 함량을 측정하였다.The iron-bonded protein in the alkalase hydrolyzate having excellent iron binding ability obtained in Experimental Example 2 was obtained by ion chromatography (Ion exchange chromatography), and the iron content of each fraction was measured.

도 4는 알칼라제 가수 분해물로부터의 철분 결합 강화 단백질을 분리하기 위해 이온크로마토그래피를 수행하여 얻어진 스펙트럼이다.4 is a spectrum obtained by performing ion chromatography to separate iron binding enhancing protein from alkalase hydrolyzate.

도 4를 참조하면, 이온크로마토그래피를 수행한 결과 2개의 분획이 얻어짐을 알 수 있다. Referring to FIG. 4, it can be seen that two fractions are obtained as a result of ion chromatography.

도 5는 이온크로마토그래피 수행 후 얻어진 각 분획의 철분 함량을 보여주는 그래프이다. 5 is a graph showing the iron content of each fraction obtained after performing ion chromatography.

도 5를 참조하면, 각 분획물의 분획물의 철분 함량을 측정한 결과 분획 1(F-1)에서 0.21 ppm을, 분획 2(F-2)에서는 0.03 ppm을 얻었다.Referring to FIG. 5, the iron content of the fractions of each fraction was measured to obtain 0.21 ppm in fraction 1 (F-1) and 0.03 ppm in fraction 2 (F-2).

실험예Experimental Example 4: 철분 결합 강화 단백질 내 아미노산 조성 분석 4: Analysis of Amino Acid Composition in Iron Binding Proteins

상기 실험에 3에서 회수한 분획 1의 철분결합 단백질을 아마노산 분석하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때 비교를 위해 농축유청 단백질의 아미노산 조성을 나타내었다.The iron-binding protein of fraction 1 recovered in 3 in the experiment was analyzed for amanoic acid, and the results are shown in Table 2 below. At this time, the amino acid composition of the whey protein is shown for comparison.

아미노산amino acid 농축유청 단백질 (%)Whey Protein Concentrate (%) 알칼라제 분획물의 철분결합 단백질 (%)Iron binding protein of alcalase fractions (%) Asp Thr Ser Glu Pro Gly Ala Val Cys Met Ile Leu Tyr Phe Lys His ArgAsp Thr Ser Glu Pro Gly Ala Val Cys Met Ile Leu Tyr Phe Lys His Arg 7.55 7.49 6.56 16.34 8.27 3.87 9.07 4.90 0.41 1.66 4.83 11.57 1.70 2.90 9.75 1.69 1.44 7.55 7.49 6.56 16.34 8.27 3.87 9.07 4.90 0.41 1.66 4.83 11.57 1.70 2.90 9.75 1.69 1.44 4.13 2.27 2.45 6.81 ND ND 17.24 3.19 7.02 2.56 3.23 8.20 ND 16.58 18.09 5.88 2.35 4.13 2.27 2.45 6.81 ND ND 17.24 3.19 7.02 2.56 3.23 8.20 ND 16.58 18.09 5.88 2.35 총 합total 100.00100.00 100.00100.00

상기 표 2를 참조하면, 농축유청 단백질은 Glu가 16.34%로 가장 높은 농도를 가지고 있었으나, 알칼라제 분획물(철분결합 단백질)에서는 이가 양이온인 철분 결합 부위로 알려진 Lys(18.09%), Ala(17.24%), Phe(16.58%)가 비교적 높게 함유되어 있었고, Pro, Gly, Tyr은 검출되지 않았다.Referring to Table 2, the concentrated whey protein had the highest concentration of Glu of 16.34%, but in the alcalase fraction (iron binding protein), Lys (18.09%) and Ala (17.24), known as iron binding sites, are bivalent cations. %), Phe (16.58%) was relatively high, Pro, Gly, Tyr was not detected.

도 1은 각종 가수 분해 효소에 의해 제조된 가수 분해물의 시간에 따른 가수 분해율의 변화를 보여주는 그래프이다.1 is a graph showing the change of hydrolysis rate with time of hydrolyzate produced by various hydrolytic enzymes.

도 2는 각종 가수 분해 효소에 의해 제조된 가수 분해물의 시간에 따른 가수 분해 패턴을 보여주는 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the hydrolysis pattern over time of the hydrolyzate produced by various hydrolytic enzymes.

도 3은 각종 가수 분해 효소에 의해 제조된 가수 분해물의 철분 용해력을 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing the iron dissolving ability of the hydrolyzate produced by various hydrolase enzymes.

도 4는 알칼라제 가수 분해물로부터의 철분 결합 강화 단백질을 분리하기 위해 이온크로마토그래피를 수행하여 얻어진 스펙트럼이다.4 is a spectrum obtained by performing ion chromatography to separate iron binding enhancing protein from alkalase hydrolyzate.

도 5는 이온크로마토그래피 수행후 얻어진 각 분획의 철분 함량을 보여주는 그래프이다. 5 is a graph showing the iron content of each fraction obtained after performing ion chromatography.

Claims (7)

농축유청 단백질을 이용하여 pH 7∼9의 유청 단백질 용액을 제조하고,Using whey protein concentrate to prepare a whey protein solution of pH 7-9, 상기 유청 단백질 용액에 알칼라제 효소(바실러스 리체니포미, Bacillus licheniformi)를 첨가하여 45∼55℃에서 가수 분해하는 단계를 포함하는 Adding an alkalase enzyme ( Bacillus licheniformi ) to the whey protein solution to hydrolyze at 45-55 ° C. 단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물의 제조방법.Method for preparing whey protein hydrolyzate using proteolytic enzyme. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유청 단백질 용액 100 중량부에 대해 알칼라제 효소 0.1∼5 중량부로 사용하는 것인 단백질 가수 분해 효소를 이용한 유청 단백질 가수 분해물의 제조방법.A method for producing whey protein hydrolyzate using proteolytic enzyme, which is used at 0.1 to 5 parts by weight of an alkalase enzyme based on 100 parts by weight of the whey protein solution. 제1항의 방법으로 얻어진 유청 단백질 가수 분해물을 pH 4∼6으로 조절하고, Whey protein hydrolysate obtained by the method of claim 1 is adjusted to pH 4-6, 상기 유청 단백질 가수 분해물에 철분 화합물을 반응시키고,Reacting the iron compound with the whey protein hydrolyzate, 반응 후 얻어진 생성물을 이온 크로마토그래피를 수행하여 분획물을 수득하는 단계를 포함하는Performing ion chromatography on the product obtained after the reaction to obtain a fraction. 철분 결합 강화 단백질의 제조방법.Method for preparing iron binding fortification protein. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 철분 화합물은 FeSO4·7H2O인 것인 철분 결합 강화 단백질의 제조방법.The iron compound is FeSO 4 · 7H 2 O It is a method for producing iron binding fortification protein. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 가수 분해물과 철분 화합물의 반응은 30∼45℃에서 30분∼2시간 동안 수행하는 것인 철분 결합 강화 단백질의 제조방법.The reaction of the hydrolyzate with the iron compound is carried out for 30 minutes to 2 hours at 30 ~ 45 ℃ manufacturing method of iron binding enhancing protein. 제3항의 방법으로 얻어진 철분 결합 강화 단백질.Iron binding fortification protein obtained by the method of claim 3. 제6항의 철분 결합 강화 단백질을 포함하는 우유, 유제품 또는 음료.Milk, dairy products or beverages comprising the iron binding fortified protein of claim 6.
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