KR20090095902A - Whey protein hydrolysates having anti-oxidative activity, process for preparing the same and use for food of the same - Google Patents

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KR20090095902A
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Abstract

A whey protein hydrolysate having antioxidative effect is provided to have antioxidation, DNA damage suppression, and anti-tumor effect and develop various functional health beverage. A whey protein hydrolysate having antioxidative effect is obtained by hydrolyzing whey protein concentrate with protease. The protease is neutrase, trypsin, flavorzyme, alcalase, and protamax. A method for producing the whey protein hyrolysate comprises: a step of treating the protease in whey protein; and a step of separating the reacted supernatant by spraying. A functional food comprises whey protein hydrolysate as an active ingredient.

Description

항산화 활성을 가지는 유청 단백질 가수분해물, 그의 제조방법 및 그의 식품에 사용하는 용도 {Whey protein hydrolysates having anti-oxidative activity, process for preparing the same and use for food of the same} Whey protein hydrolysates having anti-oxidative activity, process for preparing the same and use for food of the same}

본 발명은 항산화 효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물, 그의 제조방법 및그의 식품에 첨가하는 용도에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 우유로부터 치즈의 제조 시 형성되는 부산물인 유청 단백질을 가수분해한 고품질의 단백질을 함유하는 유청 단백질 가수분해물, (1) 유청 단백질 농축액에 프로테아제 효소를 처리하고; 및 (2) 반응 상층액만을 분무건조하는; 과정으로 상기 유청 단백질 가수분해물을 제조하는 방법 그리고 상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 건강식품에 관한 것이다. The present invention relates to a whey protein hydrolyzate having an antioxidant effect, a method for preparing the same, and a use thereof in a food thereof, and more particularly, to a high-quality protein obtained by hydrolyzing whey protein, a by-product formed in the manufacture of cheese from milk. Containing whey protein hydrolysate, (1) treating whey protein concentrate with protease enzyme; And (2) spray drying only the reaction supernatant; The present invention relates to a method for preparing the whey protein hydrolyzate and an antioxidant health food containing the whey protein hydrolyzate as an active ingredient.

유청은 우유로부터 치즈의 제조 시에 형성되는 커드를 수확하고 남는 액체를 지칭한다. 이러한 유청이 제대로 처리되지 못하는 경우 식품 자원의 손실과 환경 및 경제적 부담을 초래할 수 있다. 또한 현재 웰빙 추세와 함께 치즈의 소비가 증가하고 있고, 이와 더불어 농가형 치즈를 제조하려는 움직임도 활발하다. 이와 같이 치즈 생산이 증가하면서 유청은 공해 요인으로 크게 작용할 수도 있으나, 이를 이용하여 식품 등을 개발하면 다양한 산업에서 가치 있는 소재로 이용될 수 있다. Whey refers to the liquid that leaves and harvests the curd formed in the manufacture of cheese from milk. If not properly processed, these whey can result in loss of food resources and environmental and economic burdens. In addition, the consumption of cheese is increasing along with the current well-being trend, and the movement to manufacture farm-type cheese is also active. As the cheese production increases, whey may act as a pollution factor, but when it is used to develop foods, it can be used as a valuable material in various industries.

이러한 유청은 다양한 화학적, 물리적 및 기능적 특성을 가진 여러 단백질의 혼합체이다. 따라서, 인체 영양 면에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 많은 경우 생체 내에서 특수한 생리적인 작용도 담당한다. 구체적으로, 여러 종류의 유청 단백질들이 신생아에게 면역성을 제공하고 특히 작게 소화된 단백질들은 생리적인 활성을 부여하는 생리활성 펩타이드의 일부분으로 작용하기도 한다. Such whey is a mixture of several proteins with various chemical, physical and functional properties. Therefore, in addition to playing an important role in human nutrition, in many cases also plays a special physiological action in vivo. Specifically, different types of whey proteins provide immunity to newborns, and in particular, small digested proteins may act as part of a bioactive peptide that confers physiological activity.

또한, 유청 단백질은 용해성, 점성, 보수성, 기포 생성, 유화 그리고 젤 생성 등을 포함하는 넓은 범위의 기능성도 제공한다. 유청 단백질로 된 제품은 pH 변화에 안정되어 광범위한 pH 에서 용해성을 보유할 수 있다. 이와 같은 특성으로 인해 유청 단백질은 넓은 범위의 식품에서 응용되는 기능성 소재로 널리 개발될 수 있다. 이외에도, 유청 단백질의 가수분해는 영양적 특성과 조직을 개선시키고 품질 저하를 억제하며 조직을 개선시키는 효과가 있다. 천연 상태의 단백질이라면 그 기능성이 제한적이더라도, 프로테아제 (protease) 등에 의해 가수분해되어 얻어지는 생리활성 펩타이드는 부가적인 영양학 및 기능적 특성을 소지하게 됨으로써, 부가가치 높은 건강식품 및 의약품을 제조하는데 유용하게 사용할 수 있다. Whey proteins also provide a wide range of functionality, including solubility, viscosity, water retention, foam generation, emulsification, and gel formation. Whey protein products are stable to pH changes and can retain solubility over a wide range of pH. Due to these characteristics, whey protein can be widely developed as a functional material applied to a wide range of foods. In addition, hydrolysis of whey protein has the effect of improving nutritional properties and tissues, inhibiting degradation and improving tissues. If the protein in the natural state is limited in its functionality, the biologically active peptide obtained by hydrolysis by protease and the like possesses additional nutritional and functional properties, so that it can be usefully used for the manufacture of high value-added health foods and medicines. .

실제로 유청 단백질에서 가수분해된 펩타이드는 다양한 세포화학적 (cytochemical) 연구를 통하여 암세포의 증식을 억제하는데 관여할 수 있다는 것이 입증되어 있다. 또한, 프로바이오틱 유산균를 함유하는 가수분해된 유청단백질은 각종 식품들에 첨가되어 칼슘 흡수를 촉진하고 성장을 유도하는 등의 기능으로 아동과 노인을 비롯한 소비자에게 중요한 역할을 하는 것으로 보고되어 있다. 유청 단백질에 필요한 효소들과 프로바이오틱 유산균을 첨가하여 반응시키면 생리활성 펩타이드로서 ACE (Angiotensin Converting Enzyme) 저해효과를 나타내는 알파-락토핀 (α-lactorphin)과 베타-락토핀 (β-lactorphin)가 생성되고, 더 나아가 알파-락토알부민 (α-lactalbumin)에서 유래하는 가수분해물인 활성 펩타이드도 생산된다. 또한, 베타-락토글로불린 (β-lactoglobulin)에서 유래되는 가수분해 펩타이드도 역시 ACE 저해효과를 나타내는 것으로 알려져 있다. 특히 알파-락토알부민으로부터 유래한 알파-락토핀은 인체의 말초혈액 임파구 (peripheral blood lymphocytes, PBL)를 증식시켜 면역력을 강화시키는 작용을 하므로 이에 관한 많은 연구들이 이루어지고 있다. 이 때 가수분해된 활성 펩타이드를 생성하기 위해서는 반응 조건이 최적화되고 적합한 기능성을 보유해야 한다.Indeed, peptides hydrolyzed from whey proteins have been shown to be involved in inhibiting the proliferation of cancer cells through various cytochemical studies. In addition, hydrolyzed whey protein containing probiotic lactic acid bacteria has been reported to play an important role in consumers and children, including children and the elderly by adding to various foods to promote calcium absorption and induce growth. When enzymes and probiotic lactic acid bacteria are added to the whey protein and reacted, alpha-lactophine (α-lactorphin) and beta-lactophine (β-lactorphin), which show ACE (Angiotensin Converting Enzyme) inhibitory effects, are bioactive peptides. Active peptides are also produced which are hydrolysates derived from alpha-lactalbumin. In addition, hydrolyzed peptides derived from beta-lactoglobulin (β-lactoglobulin) are also known to exhibit an ACE inhibitory effect. In particular, alpha-lactopine derived from alpha-lactoalbumin has been studied to increase the immune power by the proliferation of human peripheral blood lymphocytes (PBL). At this time, in order to generate the hydrolyzed active peptide, the reaction conditions must be optimized and have appropriate functionality.

이에 본 발명자들은 유청 단백질을 이용한 기능성 건강식품을 개발하기 위하여 노력을 계속한 결과, 치즈 유청을 열처리하여 농축시킨 유청 단백질을 제조하고 다시 각종 프로테아제들을 첨가하여 가수분해한 다음 반응 상층액만을 분무 건조하는 과정으로 다양한 단백질 함량을 가지는 유청 단백질의 가수분해물들을 제조하였다. 또한, 상기 유청 단백질 가수분해물이 항산화, DNA 손상 억제 및 항종양 효능을 가지는 점을 확인하고 이들 가수분해물을 첨가한 기능성 건강음료를 제공함으로써 본 발명을 성공적으로 완성하였다.Therefore, the present inventors continued efforts to develop functional health foods using whey protein. As a result, the whey protein was prepared by heat treating cheese whey, hydrolyzed by adding various proteases, and then spray drying only the reaction supernatant. As a result, hydrolyzates of whey protein having various protein contents were prepared. In addition, it was confirmed that the whey protein hydrolyzate has antioxidant, DNA damage inhibition and anti-tumor efficacy, and successfully completed the present invention by providing a functional health beverage to which the hydrolyzate was added.

본 발명은 항산화 효능이 우수한 유청 단백질, 유청 단백질 가수분해물 및 그들의 제조방법 그리고 그들의 식품에 첨가하는 용도를 제공하는 데 그 목적이 있다. It is an object of the present invention to provide whey protein, whey protein hydrolyzate, and a method of preparing them, and their use in addition to food having excellent antioxidant efficacy.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 항산화 효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a whey protein hydrolyzate having an antioxidant effect.

또한, 본 발명은 (1) 유청 단백질에 프로테아제 효소를 처리하고; 및 (2) 반응 상층액만을 분리하여 분무건조하는; 과정으로 이루어진 상기 유청 단백질 가수분해물의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention (1) Whey protein treatment with the protease enzyme; And (2) separating and spray drying only the reaction supernatant; It provides a process for producing the whey protein hydrolyzate made of a process.

또한, 본 발명은 상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 하는 기능성 식품을 제공한다.The present invention also provides a functional food comprising the whey protein hydrolyzate as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 하는 기능성 음료를 제공한다.In addition, the present invention provides a functional beverage comprising the whey protein hydrolyzate as an active ingredient.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 항산화 효과가 우수한 유청 단백질 및 유청 단백질 가수분해물을 제공한다. 본 발명의 유청 단백질 및 유청 단백질 가수분해물은 상기 항산화 효과에 더하여, DNA 손상 억제 및 항종양 효과를 가진다. The present invention provides a whey protein and whey protein hydrolyzate having excellent antioxidant effects. Whey protein and whey protein hydrolyzate of the present invention, in addition to the antioxidant effect, has a DNA damage suppression and antitumor effect.

구체적으로, 본 발명은 유청 단백질 농축액을 프로테아제 효소로 가수분해한 유청 단백질 가수분해물을 제공한다. 상기 유청 단백질 농축액은 (1) 치즈 유청을 열처리하고; 및 (2) 여과하여 농축시키는; 과정으로 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 상기 과정에 더하여, (3) 1회 이상 반여과 (diafiltration)시키는; 과정을 추가하여 제조된 것을 사용하는 것도 바람직하다. Specifically, the present invention provides a whey protein hydrolyzate obtained by hydrolyzing whey protein concentrate with a protease enzyme. The whey protein concentrate is (1) heat treated with cheese whey; And (2) filtered to concentrate; Preference is given to using those produced by the process. Also in addition to the above procedure, (3) at least one diafiltration (diafiltration); It is also preferable to use those prepared by adding the procedure.

또한, 상기 유청 단백질 농축액은 단백질 함량이 65 내지 85% 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 단백질 함량이 70 내지 80%인 것을 사용하는 것은 더욱 바람직하다. 또한 단백질 함량이 30 내지 40% 범위인 것을 사용하는 것도 바람직하며, 단백질 함량이 35% 내외인 것을 사용하는 것은 더욱 바람직하다. 또한, 상기 유청 단백질 농축액은 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin), 플라보자임 (flavorzyme), 알칼라제 (alcalase) 및 프로타맥스 (protamax) 중에서 선택된 하나 이상의 프로테아제를 처리하여 가수분해하는 것이 바람직하다. In addition, the whey protein concentrate is preferably used in the range of 65 to 85% protein content, more preferably in the 70 to 80% protein content. It is also preferable to use a protein content in the range of 30 to 40%, and more preferably use a protein content of about 35%. In addition, the whey protein concentrate is hydrolyzed by treatment of at least one protease selected from neutrase, trypsin, flavozyme, alcalase and protamax. desirable.

본 발명은 (1) 치즈 유청을 열처리하고; 및 (2) 여과하여 농축시키는; 과정으로 이루어진 유청 단백질의 제조방법을 제공한다. The present invention (1) the cheese whey is heat-treated; And (2) filtered to concentrate; It provides a process for producing whey protein consisting of a process.

또한, 본 발명은 상기 과정에 더하여, (3) 1회 이상 반여과시키는; 과정을 추가하여 이루어진 유청 단백질의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is in addition to the above process, (3) semi-filtered one or more times; It provides a process for producing whey protein by adding a process.

상기 (1) 과정에서 치즈 유청은 pH 중성으로 조정하여 열처리하는 것이 바람직하고, 온도 70℃ 내외에서 5분 내외로 열처리하는 것은 더욱 바람직하다. 또한, 상기 (2) 과정에서 유청은 온도 50℃ 내외로 냉각시킨 다음 한외여과하는 것이 바람직하며, 상기 한외여과 과정은 종래의 방법을 사용하는 것도 바람직하다. 또한, 상기 (3) 과정에서 유청의 농축 정도에 따라 1회 이상 반여과하는 것이 바람직하고, 이후 보관을 위해 분무건조하는 것이 바람직하며, 상기 반여과 과정 및 분무건조 과정은 종래의 방법을 사용하는 것도 바람직하다. In the step (1), the cheese whey is preferably heat-treated by adjusting to pH neutral, and more preferably heat-treated for about 5 minutes at about 70 ° C. In addition, in the process (2), the whey is preferably cooled to about 50 ° C. and then ultrafiltered, and the ultrafiltration may be performed using a conventional method. In addition, it is preferable to semi-filter at least once according to the concentration of whey in the above (3) process, it is preferable to spray-dry for later storage, and the semi-filtration process and the spray-drying process may also use a conventional method. Do.

또한, 본 발명은 (1) 유청 단백질에 프로테아제 효소를 처리하고; 및 (2) 반응 상층액만을 분리하여 분무건조하는; 과정으로 이루어진 상기 유청 단백질 가수분해물의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention (1) Whey protein treatment with the protease enzyme; And (2) separating and spray drying only the reaction supernatant; It provides a process for producing the whey protein hydrolyzate made of a process.

상기 (1) 과정에서 상기 유청 단백질은 (a) 유청으로부터 80 내지 85% 투과액을 제거하고; 및 (b) 농축액을 분무건조하는; 과정으로 생산한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 유청 단백질은 단백질 함량이 30 내지 40%인 것이 바람직하고 단백질 함량 35% 내외인 것은 더욱 바람직하다. In the step (1), the whey protein (a) removes 80 to 85% permeate from the whey; And (b) spray drying the concentrate; It is preferable to use those produced by the process. In addition, the whey protein preferably has a protein content of 30 to 40%, more preferably about 35% protein content.

또한, 상기 (1) 과정에서 상기 유청 단백질은 (a) 유청으로부터 95 내지 97.5% 투과액을 제거하고; (b) 농축액과 동량의 물을 첨가하고; 및 (c) 반여과 (diafiltration)하여 상기 동량의 투과액을 제거하는; 과정으로 생산하는 것을 사용하는 것도 바람직하다. 또한, 상기 과정에 더하여, (d) 다시 농축액과 동량의 물을 첨가한 다음 2차로 반여과하여 상기 동량의 투과액을 제거하는; 과정으로 생산한 것을 사용하는 것도 바람직하다. In addition, in the step (1), the whey protein (a) removes 95 to 97.5% permeate from the whey; (b) adding the concentrate and the same amount of water; And (c) diafiltration to remove the same permeate; It is also preferable to use what is produced by the process. Further, in addition to the above process, (d) again adding the same amount of concentrated solution and the same amount of water and then semifiltered to remove the same amount of permeate; It is also preferable to use those produced by the process.

또한, 상기 유청 단백질은 단백질 함량이 65 내지 75% 범위인 것이 바람직하고, 단백질 함량이 70% 내외 범위인 것은 더욱 바람직하다. 또한, 상기 유청 단백질은 단백질 함량이 75 내지 85% 범위인 것이 바람직하고, 단백질 함량이 80% 내외 범위인 것은 더욱 바람직하다.In addition, the whey protein preferably has a protein content in the range of 65 to 75%, and more preferably has a protein content in the range of about 70%. In addition, the whey protein preferably has a protein content of 75 to 85%, more preferably a protein content of about 80%.

또한, 상기 (1) 과정에서 상기 프로테아제로는 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin), 플라보자임 (flavorzyme), 알칼라제 (alcalase) 및 프로타맥스 (protamax) 중에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 프로테아제는 온도 35 내지 45℃ 범위에서 3시간 이상 처리하는 것이 바람직하고, 가수분해 반응 후에는 고온에서 가열하여 반응을 불활성화시키는 것이 바람직하다. In addition, the protease in the process (1) using at least one selected from neutrase, trypsin, flavozyme, alcalase and protamax It is preferable. In addition, the protease is preferably treated at a temperature of 35 to 45 ° C. for at least 3 hours, and after the hydrolysis reaction, it is preferable to inactivate the reaction by heating at a high temperature.

또한, 본 발명은 상기 유청 단백질 및/또는 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 하는 기능성 식품을 제공한다. 상기 기능성 식품은 항산화, DNA 손상 억제 및/또는 항종양 효능을 가진다. The present invention also provides a functional food comprising the whey protein and / or whey protein hydrolysate as an active ingredient. The functional food has antioxidant, DNA damage inhibition and / or antitumor efficacy.

또한, 본 발명은 상기 유청 단백질 및/또는 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 하는 기능성 음료를 제공한다. 상기 기능성 음료는 항산화, DNA 손상 억제 및/또는 항종양 효능을 가진다. The present invention also provides a functional beverage comprising the whey protein and / or whey protein hydrolysate as an active ingredient. The functional beverage has antioxidant, DNA damage inhibition and / or antitumor efficacy.

상기 기능성 식품 및 기능성 음료는 상기 유청 단백질 및/또는 그의 가수분해물에 더하여 프로바이오틱 유산균 그리고 설탕, 구연산, 향료 및/또는 색소를 첨가하여 조성되는 것도 바람직하다. 이 때 상기 유청 단백질 및 그의 가수분해물은 최종 단백질 함량이 1.0% 이하 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 상기 유청 단백질 가수분해물은 5% 이하로 가수분해 된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 3 내지 4% 범위로 가수분해된 것을 사용하는 것은 더욱 바람직하다. The functional food and the functional beverage are preferably formulated by adding probiotic lactic acid bacteria and sugars, citric acid, flavoring and / or pigments in addition to the whey protein and / or its hydrolyzate. In this case, the whey protein and its hydrolyzate are preferably those having a final protein content of 1.0% or less, and the whey protein hydrolyzate is preferably hydrolyzed to 5% or less, 3 to 4% It is more preferable to use those hydrolyzed in the range.

상기에서 살펴본 바와 같이, 우유로부터 치즈의 제조 시 형성되는 부산물인 유청 단백질을 가수분해한 고품질의 단백질을 함유하는 유청 단백질 가수분해물, (1) 유청 단백질 농축액에 프로테아제 효소를 처리하고; 및 (2) 반응 상층액만을 분무 건조하는; 과정으로 상기 유청 단백질 가수분해물을 제조하는 방법 그리고 상기 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 함유하는 항산화용 건강식품에 관한 것이다. As described above, whey protein hydrolysate containing high quality protein hydrolyzed whey protein, which is a by-product formed in the manufacture of cheese from milk, (1) treating the whey protein concentrate with a protease enzyme; And (2) spray drying only the reaction supernatant; The present invention relates to a method for preparing the whey protein hydrolyzate and an antioxidant health food containing the whey protein hydrolyzate as an active ingredient.

본 발명에서 제조한 유청 단백질 및/또는 그의 가수분해물은 탁월한 항산화, DNA 손상 억제 및 항종양 효능을 나타내고 더 나아가 프로바이오틱 유산균이 첨가되면 다양한 생리활성 펩타이드들을 효과적으로 생성할 수 있을 뿐만 아니라 버리기 쉬운 우유 부산물을 재활용하는 경제적인 장점도 가진다. 따라서 아동, 운동가, 체중 조절자, 노인을 위한 식품들에서 폭넓게 응용될 수 있다. The whey protein and / or hydrolyzate thereof prepared in the present invention exhibits excellent antioxidant, DNA damage suppression and antitumor efficacy and furthermore, probiotic lactic acid bacteria can be added to effectively produce various bioactive peptides as well as easy to discard milk. It also has the economic advantage of recycling by-products. Therefore, it can be widely applied in foods for children, sportsmen, weight adjusters and the elderly.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1. 유청 단백질의 제조Example 1 Preparation of Whey Protein

서울우유 신갈공장에서 공급된 신선한 모짜렐라 치즈 유청을 pH 7.0으로 조정하고 70℃에서 5분 동안 열처리한 다음 50℃로 냉각하였다. 열처리된 유청은 한외여과 과정을 거쳐 다음과 같이 유청 단백질 (WPC)로 제조되었다. 이 때 폴리설폰으로 된 분자량 범위 (cut off rate) 20,000 달톤인 막을 장착한 회전형 (spiral wound type) 한외여과기를 사용하였다. 상기 유청은 한외여과기의 밸런스 탱크 (balance tank)에 넣고 다양한 방식으로 부피를 줄이도록 가공되었다. 이 때 압력은 유입압력 1.5 bar와 유출압력 5 bar이 적용되었고, 온도는 50℃로 하여 세균의 증식을 억제하였다. 상기 여과 과정을 통해 투과액의 제거하여 유청을 각각 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97.5%까지 농축시킨 다음 각 요구되는 투과액의 양에서 공정은 중지되었다 (diafiltraltion). 상기에서 얻은 유청 단백질 (WPC)은 그의 종류에 따라 상기 한외여과 과정을 1단계 또는 2단계로 실시한 후 유입온도 175℃와 유출온도 70℃ 조건 하에서 분무건조기 (Buechi; 스위스)를 사용하여 분무건조시켰다. Fresh mozzarella cheese whey supplied from Seoul Milk Singal Plant was adjusted to pH 7.0 and heat-treated at 70 ° C. for 5 minutes and then cooled to 50 ° C. The heat-treated whey was made of whey protein (WPC) by ultrafiltration. At this time, a spiral wound type ultrafilter equipped with a membrane having a molecular weight range of 20,000 Daltons of polysulfone was used. The whey was processed into a balance tank of the ultrafilter to reduce the volume in various ways. At this time, the pressure was applied to the inlet pressure 1.5 bar and the outlet pressure 5 bar, the temperature was 50 ℃ to inhibit the growth of bacteria. The filtration process removes the permeate and concentrates the whey to 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95 and 97.5%, respectively, and then stops the process at the required amount of permeate. (Diafiltraltion). The whey protein (WPC) obtained above was spray dried using a spray dryer (Buechi, Switzerland) under the conditions of inlet temperature of 175 ° C and outlet temperature of 70 ° C after performing the ultrafiltration process in one or two stages according to its type. .

(1) 유청 단백질-35 (WPC-35)의 제조(1) Preparation of Whey Protein-35 (WPC-35)

단백질 함량 35%인 유청 단백질 (WPC-35)은 100ℓ 유청을 50℃에서 한외여과하여 80 내지 85ℓ의 투과액 (permeate)을 제거한 다음 이로부터 얻어진 농축액 (retentate)을 15 내지 20ℓ 분리하여 분무건조시켰다. 이 한외여과 과정에서는 우유로부터 유당과 수용성 염류의 대부분 그리고 수분이 유출되고 유청 단백질을 포함한 단백질 및 유지방이 농축액에 남게 된다. 전체 과정은 최종 제품의 종류에 따라 달라지는 데 상기 WPC-35 생산에는 총 6시간이 소요되었다.Whey protein (WPC-35) with 35% protein content was ultrafiltration of 100 L whey at 50 ° C. to remove 80-85 L permeate, and then 15-20 L of retentate was separated and spray dried. . This ultrafiltration process results in the release of most of the lactose and water-soluble salts and water from the milk, leaving proteins and milk fats, including whey protein, in the concentrate. The whole process depends on the type of final product, which took a total of six hours to produce the WPC-35.

(2) 유청 단백질-70 (WPC-70)의 제조(2) Preparation of Whey Protein-70 (WPC-70)

단백질 함량 70%인 유청 단백질 (WPC-70)은 100ℓ 유청을 50℃에서 한외여과하여 95 내지 97.5%로 투과액을 제거한 다음 이로부터 얻어진 농축액을 5 내지 2.5ℓ 분리하고 다시 동일한 부피의 물을 첨가하였다. 상기 농축액으로부터 물을 첨가하여 빼내는 한외여과 공정 (diafiltration)을 1차 실시하여 동량의 여과 물을 제거하고 그 결과 70% 단백질을 함유한 WPC-70을 제조하였다. Whey protein (WPC-70) with 70% protein content was ultrafiltration of 100 L whey at 50 ° C. to remove permeate from 95 to 97.5%, and then 5 to 2.5 L of the concentrate obtained therefrom and the same volume of water was added again. It was. Ultrafiltration process (diafiltration) was added to remove the water from the concentrate to remove the same amount of filtrate, and as a result, WPC-70 containing 70% protein was prepared.

(3) 유청 단백질-80 (WPC-80)의 제조(3) Preparation of Whey Protein-80 (WPC-80)

단백질 함량 80%인 유청 단백질 (WPC-80)은 상기 (2) 과정과 동일한 방법으로 농축액을 얻은 다음 여기에 다시 상기 농축액의 양만큼 50℃ 증류수를 추가로 첨가하여 첨가된 증류수에 상응하는 양의 투과액을 제거하는 2차 한외여과 과정을 실시하였다. 그 결과 80% 단백질을 함유한 WPC-80을 제조하였다. Whey protein (WPC-80) having a protein content of 80% was obtained in the same manner as in (2) above, and then added to the distilled water by adding 50 ° C. of distilled water as much as the concentrate. A second ultrafiltration process was performed to remove the permeate. As a result, WPC-80 containing 80% protein was prepared.

실시예 2. 유청 단백질 가수분해물의 제조Example 2. Preparation of Whey Protein Hydrolyzate

상기 실시예 1에서 제조한 유청 단백질 (WPC)과 상업적으로 판매되는 유청 단백질 분말을 사용하여 유청 단백질 가수분해물을 다음과 같이 제조하였다. 먼저 단백질분해효소로서 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin), 플라보자임 (flavorzyme), 알칼라제 (alcalase) 및 프로타맥스 (protamax)를 사용하고 가수분해 반응은 쇼바의 방법 (Shobba, K.P.: Diss. Univ. Agric. Sci. Bangalore, India, 2002)에 따라 실시하였다. 각 단백질분해효소 1 ㎖에 유청 단백질 25 g의 비율로 첨가하여 온도 40℃에서 배양시간 3시간으로 반응을 실시하였다. 그 다음 가수분해 반응을 종료시키고 가수분해물은 원심분리한 후 상층액만을 분리하였다. 이로부터 얻은 WPC 가수분해물은 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 분무건조시키고 분무건조된 가수분해물은 바로 포장하여 보존하였다. Whey protein hydrolysates were prepared using the whey protein (WPC) prepared in Example 1 and commercially available whey protein powder as follows. First, we use neutrase, trypsin, flavozyme, alcalase and protamax as proteases, and the hydrolysis reaction is performed by Shoba's method (Shobba, KP). : Diss. Univ. Agric. Sci. Bangalore, India, 2002). 1 ml of each protease was added at a rate of 25 g of whey protein, and the reaction was performed at a temperature of 40 ° C. for 3 hours. Then, the hydrolysis reaction was terminated, the hydrolyzate was centrifuged and only the supernatant was separated. The WPC hydrolyzate obtained therefrom was spray dried in the same manner as in Example 1, and the spray dried hydrolyzate was immediately packaged and stored.

실시예 3. 유청 단백질의 이화학적 성질 조사Example 3. Investigation of Physicochemical Properties of Whey Protein

상기 실시예 1에서 제조한 유청 단백질의 이화학적 성질을 다음과 같이 조사하였다. 유청과 분무건조된 WPC의 총고형분, 단백질, 지방, 유당, 회분은 AOAC법(1980)에 따라 측정하고, 유당은 로렌스의 방법으로, NPN (비단백태 질소화합물, nonprotein nitrogen compound)은 로우랜드의 방법에 따라 측정하였다 (Lawrence, A.J., The determination of lactose in milk products, J. Dairy Technol., 23: 103, 1963; Rowland, S. J., The determination of nitrogen distribution in milk, J. Dairy Res., 9: 42, 1938). 또한, 유청과 분무건조된 WPC의 pH 는 pH 측정기 (Orion 420A, U.S.A)를 사용하여 측정하였고, 비중 (bulk density)은 표준방법에 따라 조사하였으며, 5-하이드록시-메틸-2-퍼퓨랄 (HMF; 5-hydroxy-methyl-2-furfural) 함량은 키니 및 바세트 (Keeney and Bassette, J. Dairy Sci., 42: 945-960, 1959) 방법에 의해 측정하였다. .The physicochemical properties of the whey protein prepared in Example 1 were investigated as follows. Total solids, protein, fat, lactose and ash of whey and spray-dried WPC were measured according to AOAC method (1980), lactose method by Lawrence method, NPN (nonprotein nitrogen compound) by Lowland method (Lawrence, AJ, The determination of lactose in milk products, J. Dairy Technol., 23: 103, 1963; Rowland, SJ, The determination of nitrogen distribution in milk, J. Dairy Res., 9: 42 , 1938). In addition, the pH of whey and spray-dried WPC was measured using a pH meter (Orion 420A, USA), the bulk density was investigated according to standard methods, and 5-hydroxy-methyl-2-perfural ( HMF; 5-hydroxy-methyl-2-furfural content was determined by Keeney and Bassette, J. Dairy Sci., 42: 945-960, 1959. .

이외에도 분무건조된 제품의 유청 단백질의 질소지수 (whey protein nitrogen index, WPNI)는 ㎎질소/g파우더를 사용하여 마흐무드법 (Mahmoud, R., Brown, B.J., Ernstrom, C.A., J. Dairy Sci., 73: 1694-1699, 1990)에 의거하여 측정하였으며, 분무건조된 WPC의 용해도는 모르와 포게딩의 방법 (Morr and Foegeding, Food Technol., 44: 110-112, 1990)에 따라 분석하였다. 또한, 점도는 분말이 10%의 총고형분을 갖도록 환원시킨 후 점도계 (Brookfield, Mode LVDV-E)를 사용하여 측정하였으며, 기포 생성능 (foaming capacity)는 필립스법 (Phillips 등, J. Food Sci., 52: 1074-1078, 1987)을 약간 수정하여 포화 (overrun)%로 표시하였다. 이외에도 유화능은 피어스와 킨셀라 (Pearce and Kinsella, J. Agric. Food Chem., 26: 716-720, 1987)의 혼탁도 측정법 (turbidometric method)에 따라 조사하고 유화도 지수 (emulsifying activity index, EAI)로 표시하였다. 그 결과는 하기 실시예들에서 각각에 대하여 상세하게 설명한다.In addition, the whey protein nitrogen index (WPNI) of spray-dried products was determined by the Mahmoud method (Mahmoud, R., Brown, BJ, Ernstrom, CA, J. Dairy Sci., 73: 1694-1699, 1990), and the solubility of the spray dried WPC was analyzed according to Mor and Foegeding, Food Technol., 44: 110-112, 1990. In addition, the viscosity was measured by using a viscometer (Brookfield, Mode LVDV-E) after reducing the powder to have a total solid content of 10%, foaming capacity (Phillips et al., J. Food Sci., 52: 1074-1078, 1987), with minor modifications, expressed as% overrun. In addition, the emulsifying ability was investigated according to the turbidometric method of Pierce and Kinsella, J. Agric. Food Chem., 26: 716-720, 1987 and the emulsifying activity index (EAI). ). The results are explained in detail for each in the following examples.

실시예 4. 유청 단백질의 농축액과 투과액의 조성 조사Example 4 Compositional Concentration of Whey Protein Concentrate and Permeate

본 발명에서는 유청 단백질의 제조과정을 최적화하기 위하여, 농축액과 투과액의 조성을 다음과 같이 조사하였다. 여러 단계로 용량을 축소하여 얻은 농축액의 화학적 분석결과는 표 1 에 나타내고, 투과액의 조성은 표 2 및 표 3에 나타내었다. NPN 함량은 한외여과 시 NPN의 보유 정도 (retention)이 매우 낮으므로 단백질 함량이 중요하다는 것을 나타낸다. 표 4 는 여러 단계의 한외여과 과정에서 조사된 유청의 물리적 성질을 나타내는 데, 농축이 진행되면서 pH, 비중 및 점도가 증가하고 pH 증가는 무기질의 일부가 투과액으로 빠져 나가기 때문인 것으로 판단되었다. In the present invention, in order to optimize the manufacturing process of whey protein, the composition of the concentrate and the permeate was investigated as follows. The results of chemical analysis of the concentrate obtained by reducing the capacity in several steps are shown in Table 1, and the composition of the permeate is shown in Tables 2 and 3. NPN content indicates that protein content is important because the retention of NPN during ultrafiltration is very low. Table 4 shows the physical properties of the whey investigated during the various stages of ultrafiltration, which were determined to be due to the increase in pH, specific gravity and viscosity as the concentration progressed, and the increase in pH due to the release of some of the minerals into the permeate.

유청 한외여과 (ultrafiltration) 시 농축액의 조성Composition of Concentrates in Whey Ultrafiltration Volume reduction (%)Volume reduction (%) Constituents (%)Constituents (%) Total solidsTotal solids ProteinProtein NPNNPN FatFat LactoseLactose AshAsh 00 6.286.28 0.780.78 0.050.05 0.050.05 4.904.90 0.550.55 1010 6.756.75 1.011.01 0.050.05 0.100.10 5.065.06 0.580.58 2020 7.267.26 1.241.24 0.050.05 0.200.20 5.205.20 0.620.62 3030 7.807.80 1.471.47 0.060.06 0.300.30 5.325.32 0.660.66 4040 8.258.25 1.791.79 0.060.06 0.400.40 5.445.44 0.710.71 5050 8.748.74 1.961.96 0.060.06 0.500.50 5.545.54 0.760.76 6060 9.209.20 2.162.16 0.070.07 0.600.60 5.635.63 0.810.81 7070 9.62 9.62 2.272.27 0.070.07 0.700.70 5.695.69 0.860.86 8080 10.62 10.62 3.203.20 0.080.08 0.800.80 5.745.74 0.880.88 9090 14.36 14.36 6.786.78 0.080.08 0.900.90 5.785.78 0.900.90 9595 21.3021.30 12.5812.58 0.080.08 1.001.00 5.805.80 0.920.92 97.597.5 22.2922.29 14.3014.30 0.080.08 1.201.20 5.855.85 0.940.94

유청 한외여과 시 투과액의 조성Composition of Permeate in Whey Ultrafiltration Volume Reduction (%)Volume Reduction (%) Total solids protein lactoseTotal solids protein lactose ProteinProtein LactoseLactose Instantaneous PermeateInstantaneous Permeate Pooled permeatePooled permeate Instantaneous permeateInstantaneous permeate Pooled permeatePooled permeate Instantaneous permeateInstantaneous permeate Pooled permeatePooled permeate WheyWhey -- -- -- -- -- -- 00 4.554.55 -- 0.170.17 -- 3.983.98 3.983.98 5050 4.604.60 4.504.50 0.180.18 0.160.16 4.124.12 3.963.96 6060 4.614.61 4.514.51 0.180.18 0.160.16 4.144.14 3.973.97 7070 4.774.77 4.534.53 0.190.19 0.160.16 4.234.23 3.983.98 8080 4.904.90 4.544.54 0.190.19 0.160.16 4.324.32 3.993.99 9090 5.055.05 4.604.60 0.240.24 0.170.17 4.394.39 4.044.04 9595 5.285.28 4.654.65 0.290.29 0.170.17 4.554.55 4.094.09 97.597.5 5.415.41 4.734.73 0.330.33 0.170.17 4.624.62 4.154.15

유청 한외여과 시 투과액의 조성Composition of Permeate in Whey Ultrafiltration AshAsh NPNNPN Instantaneous PermeateInstantaneous Permeate Pooled permeatePooled permeate Instantaneous PermeateInstantaneous Permeate Pooled permeatePooled permeate WheyWhey -- -- -- -- 00 0.400.40 0.400.40 0.020.02 -- 5050 0.300.30 0.280.28 0.020.02 0.020.02 6060 0.290.29 0.280.28 0.020.02 0.020.02 7070 0.360.36 0.300.30 0.030.03 0.020.02 8080 0.400.40 0.340.34 0.030.03 0.020.02 9090 0.420.42 0.360.36 0.030.03 0.020.02 9595 0.430.43 0.380.38 0.030.03 0.020.02 97.597.5 0.460.46 0.410.41 0.030.03 0.010.01

유청 한외여과 시 농축액의 물리적 특성Physical Properties of Concentrates in Whey Ultrafiltration Volume reduction (%)Volume reduction (%) Physical propertiesPhysical properties pHpH Specific gravitySpecific gravity Viscosity (cP)Viscosity (cP) 00 6.406.40 1.031.03 1.161.16 2020 6.456.45 1.041.04 1.381.38 3030 6.456.45 1.041.04 1.631.63 4040 6.466.46 1.041.04 1.901.90 5050 6.466.46 1.051.05 2.532.53 6060 6.476.47 1.051.05 2.802.80 7070 6.476.47 1.061.06 3.963.96 8080 6.526.52 1.061.06 4.254.25 9595 6.586.58 1.071.07 10.9810.98 97.597.5 6.746.74 1.071.07 12.2012.20

실시예 5. 유청 단백질의 제조시 수율 조사 Example 5 Investigation of Yield in Preparation of Whey Protein

본 발명에서는 유청 단백질의 제조 시 생산수율을 조사하기 위하여, 유청의 용량이 한외여과 과정에서 농축되어 WPC로 제조되는 과정에서 조성 분석을 한 후 최초 유청의 성분과 비교하여 다음과 같이 각 성분의 수율을 계산하였다: y(성분의 수율) = C1/f C0; 이 때 C0 특정성분의 최초 농도, C1 특정성분의 최종 농도, f 농축인자. 그 결과, 분무건조된 WPC 수율은 최초 단백질에 영향을 받고 원료 유청의 단백질 함량이 낮으면 WPC를 생산하는 데 유청의 소비량이 큰 것을 확인할 수 있었다. 특히 WPC-35는 WPC 50, 70, 80의 고단백질 제품과 비교하여 높은 수율을 나타내는 데, 이러한 결과는 투과액의 제거 정도와 유당의 제거가 낮아서 유당과 회분이 높게 농축되는 것을 알 수 있었다. In the present invention, in order to investigate the production yield during the production of whey protein, the composition of the whey is concentrated in the ultrafiltration process and the composition is analyzed in the process of manufacturing the WPC and compared with the components of the first whey as follows: Was calculated: y (yield of component) = C1 / f C 0 ; Where the initial concentration of the C 0 specific component, the final concentration of the C 1 specific component, and the f concentration factor. As a result, the spray-dried WPC yield was affected by the initial protein, and if the protein content of the raw whey was low, it was confirmed that the consumption of whey was high in producing WPC. In particular, WPC-35 showed higher yields compared to WPC 50, 70, and 80 high protein products. These results showed that lactose and ash were highly concentrated due to the low permeate removal rate and the low level of lactose removal.

분무건조된 유청 단백질 농축액의 조성Composition of Spray Dried Whey Protein Concentrate Component (%)Component (%) 한외여과 및 한외여과 단계Ultrafiltration and Ultrafiltration Steps UF 농축액 (부피 80% 감소)UF concentrate (80% volume reduction) UF 농축액 (97.5% 감소)UF concentrate (97.5% reduction) 1단계 한외여과 (97.5% 감소)Stage 1 Ultrafiltration (97.5% decrease) 2단계 한외여과 (97.5% 감소)Stage 2 Ultrafiltration (97.5% decrease) MoistureMoisture 3.803.80 3.753.75 3.403.40 4.104.10 ProteinProtein 33.5033.50 62.2062.20 70.5070.50 80.2080.20 LactoseLactose 53.8053.80 24.2524.25 16.3016.30 6.306.30 FatFat 1.451.45 4.404.40 5.205.20 5.805.80 Ash (minerals)Ash (minerals) 7.587.58 5.405.40 4.604.60 3.603.60

분무건조된 유청 단백질 농축액의 화학적 조성 Chemical Composition of Spray Dried Whey Protein Concentrate ProductsProducts Components (%)Components (%) MoistureMoisture ProteinProtein LactoseLactose FatFat AshAsh WPC-35WPC-35 3.803.80 33.5033.50 53.6753.67 1.451.45 7.587.58 WPC-70WPC-70 3.403.40 70.5070.50 16.3016.30 5.205.20 4.604.60 WPC-80WPC-80 4.104.10 80.3080.30 6.306.30 5.805.80 3.603.60

분무건조된 유청 단백질 농축액의 단백질 품질Protein Quality of Spray Dried Whey Protein Concentrate 산물product ComponentsComponents 전체 질소 (%)Total nitrogen (%) 비단백질 질소 (% 전체 질소)Nonprotein Nitrogen (% Total Nitrogen) 프로테아제 펩톤 (%)Protease peptone (%) 유청단백질 질소 (%)Whey Protein Nitrogen (%) 라이신 (g/100g 단백질)Lysine (g / 100g Protein) 변성 정도 (%)Denaturation degree (%) WPC-35WPC-35 5.405.40 8.90 8.90 11.4011.40 79.7079.70 8.408.40 23.023.0 WPC-70WPC-70 11.1511.15 7.10 7.10 9.959.95 82.9582.95 9.339.33 27.027.0 WPC-80WPC-80 12.6312.63 6.25 6.25 9.209.20 84.5584.55 10.7510.75 32.032.0

실시예 6. 유청 단백질 가수분해물의 이화학적 특성 조사Example 6 Investigation of Physicochemical Properties of Whey Protein Hydrolysates

본 발명에서는 유청 단백질 가수분해물의 이화학적 특성을 조사하기 위하여, 먼저 분무건조된 WPC 가수분해물의 총고형분, 단백질, 지방, 회분, 유당함량, 점도, pH, 비중, HMF, 유청 단백질 질소지수 (WPNI), 용해도, 거품생성능, 유화능은 상기 실시예 3에서 기술한 동일한 방법으로 분석되었다. 또한, 가수분해도는 알더-닐슨법 (Alder-Nissen, J. Agri. Food Chem.. 24: 24-26, 1979)을 변형하여 트리니트로벤젠 설폰산 (Trinitrobenzen sulfonic acid, TNBS)을 측정하여 조사하였다. In the present invention, in order to investigate the physicochemical properties of whey protein hydrolyzate, total solids, protein, fat, ash, lactose content, viscosity, pH, specific gravity, HMF, whey protein nitrogen index (WPNI) ), Solubility, foaming ability, emulsifying ability was analyzed by the same method described in Example 3. In addition, the degree of hydrolysis was determined by Alder-Nissen, J. Agri. 24: 24-26, 1979) was examined by measuring the Trinitro benzene sulfonic acid (TNBS).

그 결과 하기 표 9 및 표 10에 나타난 바와 같이, 효소적 가수분해는 WPC-70H, WPC-80H의 조성에 전혀 영향을 미치지 않았다. 단백질, 유당, 지방, 회분함량은 가수분해된 시료 및 비가수분해 된 WPC-70, WPC-80 에서 유의적으로 변화하지 않았고 (p<0.05), 가수분해가 단백질의 펩타이드 결합을 분해하여 질소화합물의 형태에만 변화를 주고 총 질소함량에는 변화가 없는 것을 확인하였다.As a result, as shown in Table 9 and Table 10, enzymatic hydrolysis had no effect on the composition of WPC-70H, WPC-80H. Protein, lactose, fat and ash contents were not significantly changed in hydrolyzed samples and non-hydrolyzed WPC-70 and WPC-80 (p <0.05). It was confirmed that only the form of was changed and the total nitrogen content was not changed.

또한, 유청 단백질 (WPC) 및 그의 가수분해물의 pH, 밀도 (bulk density), 불용성지수 (insolubility index)를 측정하여 그 결과들을 표 8에 나타내었다. In addition, the pH, bulk density, and insolubility index of whey protein (WPC) and its hydrolysates were measured and the results are shown in Table 8.

분무건조된 유청 단백질 농축액의 물리적 특성Physical Properties of Spray Dried Whey Protein Concentrate PropertiesProperties ProductProduct WPC-35WPC-35 WPC-70WPC-70 WPC-80WPC-80 pHpH 6.586.58 6.746.74 6.786.78 Bulk density (g/㎖)Bulk density (g / ml) 0.520.52 0.450.45 0.400.40 Dispersability (%)Dispersability (%) 95.4095.40 97.0097.00 98.3098.30 Wettability (sec)Wettability (sec) 3535 6565 8080 Insolubility index (㎖)Insolubility index (ml) 0.450.45 0.550.55 0.600.60 Sinkability (% transmission)Sinkability (% transmission) 4848 5858 6262

분무건조된 유청 단백질 및 그의 가수분해물의 화학적 조성 Chemical Composition of Spray Dried Whey Protein and Hydrolysates thereof ProductsProducts Components (%)Components (%) MoistureMoisture ProteinProtein LactoseLactose FatFat AshAsh WPC-70WPC-70 4.414.41 70.4070.40 14.7014.70 6.406.40 4.054.05 WPC-70HWPC-70H 4.504.50 70.2570.25 14.5514.55 6.386.38 4.084.08 WPC-80WPC-80 4.554.55 80.6080.60 4.904.90 7.207.20 2.802.80 WPC-80HWPC-80H 4.624.62 80.4080.40 4.884.88 7.227.22 2.822.82

분무건조된 유청 단백질 및 그의 가수분해물의 이화학적 특성 Physicochemical Properties of Spray Dried Whey Protein and Hydrolysates thereof ProductsProducts AttributesAttributes pHpH Bulk density (g/㎖)Bulk density (g / ml) Insolubility index (㎖)Insolubility index (ml) HMF (nmol/100g)HMF (nmol / 100g) WPNI (㎎ N/g)WPNI (mg N / g) WPC-70WPC-70 6.686.68 0.350.35 0.850.85 1.301.30 59.4559.45 WPC-70HWPC-70H 6.556.55 0.420.42 0.620.62 3.203.20 71.7571.75 WPC-80WPC-80 6.726.72 0.370.37 0.750.75 0.600.60 74.5974.59 WPC-80HWPC-80H 6.606.60 0.440.44 0.530.53 1.801.80 87.6187.61

(1) 유청 단백질 가수분해물의 pH 특성(1) pH Characteristics of Whey Protein Hydrolyzate

유청 단백질 WPC-70 및 WPC-80의 가수분해물 WPC-70H 및 WPC-80H 는 가수분해되지 않은 유청 단백질 WPC-70 및 WPC-80 시료에 비해 pH가 낮은 것으로 조사되었다. 그 이유는 가수분해된 시료가 가수분해에 의해 펩타이드 상에서 -COOH기가 많이 노출되기 때문으로 판단되었다. 이와 같이 가수분해 시 발생하는 pH 감소는 여러 종류의 단백질분해효소를 사용한 효소처리 실험에서 이미 유사하게 보고된 바가 있었다 (Adler-Nissen 1981, Mahmoud 1984). 그러나, 이러한 pH 저하는 식품에 이용할 수 없을 정도로 낮은 것은 아니라고 판단되었다.Hydrolysates of Whey Proteins WPC-70 and WPC-80 WPC-70H and WPC-80H were found to have lower pH than unhydrolyzed Whey Protein WPC-70 and WPC-80 samples. The reason was determined that the hydrolyzed sample is exposed to a lot of -COOH groups on the peptide by hydrolysis. This decrease in pH during hydrolysis has already been reported similarly in enzyme treatment experiments with various proteases (Adler-Nissen 1981, Mahmoud 1984). However, it was judged that such a decrease in pH was not so low that it cannot be used for food.

(2) 유청 단백질 가수분해물의 밀도(2) density of whey protein hydrolyzate

유청 단백질 WPC-70 및 WPC-80의 가수분해물 WPC-70H 및 WPC-80H 는 각 밀도 (bulk density)가 0.42 및 0.44 g/㎖인 것으로 측정되어 가수분해되지 않은 유청 단백질 WPC-70 및 WPC-80 시료가 밀도 0.35와 0.37 g/㎖ 인 점과 비교하여 유의하게 높게 나타났다. 따라서, 가수분해로 인해 입자 크기가 축소된 유리 아미노산과 작은 분자량의 펩타이드가 생성되어 밀도가 높아진 것으로 판단되었다(Adler-Nissen 1981, Mahmoud 1984). 특히, 뉴트라제 (neutrase)로 가수분해 된 시료는 밀도가 더 높아서 가수분해 되지 않은 시료에 비해 건조제품의 포장 시 큰 장점을 가지게 된다. Hydrolysates of Whey Proteins WPC-70 and WPC-80 WPC-70H and WPC-80H were measured to have a bulk density of 0.42 and 0.44 g / ml, resulting in unhydrolyzed whey proteins WPC-70 and WPC-80 The samples were significantly higher compared to the density of 0.35 and 0.37 g / mL. Therefore, it was determined that hydrolysis produced free amino acids with reduced particle size and peptides of small molecular weight, resulting in high density (Adler-Nissen 1981, Mahmoud 1984). In particular, the samples hydrolyzed with neutrase have a higher density and thus have a greater advantage in the packaging of dry products than samples without hydrolysis.

(3) 유청 단백질 가수분해물의 불용성지수(3) Insoluble Index of Whey Protein Hydrolysates

유청단백질 WPC-70과 WPC-80의 불용성지수는 0.85 및 0.75를 나타낸데 비해, 유청 단백질 가수분해물 WPC-70H 및 WPC-80H는 불용성지수 0.62 및 0.53으로 측정되어 감소하는 것을 확인하였다 (표 11 참조). 이러한 현상은 단백질 가수분해는 단백질의 열 안정성을 증가시키는 것으로 사료되며, 개선된 열안정성이 유청 단백질의 변성화를 감소시켰기 때문인 것으로 판단되었다. 따라서 가수분해 된 WPC 농축물 (retentate)과 가수분해 되지 않은 WPC의 농축물 모두에서 분무건조 전후 열처리 정도는 비슷하지만, 가수분해된 WPC-70H 와 WPC-80H는 가수분해되지 않은 WPC-70과 WPC-80 보다 WPNI가 높게 측정되었다. 이러한 결과는 가수분해 과정이 유청 단백질의 변성화도를 감소시키는 것으로 판단되었다. The insoluble indices of whey proteins WPC-70 and WPC-80 showed 0.85 and 0.75, while the whey protein hydrolysates WPC-70H and WPC-80H were measured to decrease insoluble indices of 0.62 and 0.53 (see Table 11). ). This phenomenon is thought to be due to protein hydrolysis increasing the thermal stability of the protein, because the improved thermal stability reduced the degeneration of whey protein. Thus, the degree of heat treatment before and after spray drying was similar in both hydrolyzed and non-hydrolyzed WPC concentrates, while hydrolyzed WPC-70H and WPC-80H were not hydrolyzed WPC-70 and WPC. WPNI was measured higher than -80. These results indicate that the hydrolysis process reduces the degree of denaturation of whey protein.

분무건조된 유청 단백질 및 그의 가수분해물의 용해도 Solubility of Spray Dried Whey Protein and Hydrolysates thereof pHpH SolubilitySolubility WPC-70WPC-70 WPC-70HWPC-70H WPC-80WPC-80 WPC-80HWPC-80H 22 92.492.4 97.597.5 90.290.2 96.096.0 33 89.089.0 94.594.5 87.087.0 93.093.0 44 83.083.0 90.090.0 81.081.0 88.088.0 55 80.080.0 89.089.0 78.078.0 86.086.0 66 92.092.0 96.096.0 90.090.0 94.594.5 77 94.594.5 98.098.0 92.092.0 96.596.5 88 94.094.0 98.598.5 92.592.5 96.096.0

실시예 7. 유청 단백질 가수분해물의 메일라드 반응 조사Example 7 Investigation of Maillard Reactions of Whey Protein Hydrolysates

분무건조된 WPC 제품에서 발생하는 메일라드 (Maillard) 반응은 HMF 함량으로 나타내었다. HMF 함량은 WPC-70과 WPC-70H에서 WPC-80과 WPC-80H와 비교할 때 훨씬 높게 관찰되었다 (표 11 참조). 이러한 결과는 WPC-70의 최초 유당 함량이 높기 때문에 나타난 것으로 판단되었다. 그러나 두 시료의 분무건조된 WPC 가수분해물은 HMF 함량이 그들의 WPC에 비교할 때 높게 나타나므로, 가수분해가 HMF 함량에 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.Maillard reactions occurring in spray dried WPC products are expressed as HMF content. HMF content was much higher in WPC-70 and WPC-70H compared to WPC-80 and WPC-80H (see Table 11). These results were thought to be due to the high lactose content of WPC-70. However, the spray-dried WPC hydrolysates of the two samples showed high HMF content compared to their WPC, so hydrolysis affected the HMF content.

메일라드 반응은 라이신과 유당의 반응의 결과로 발생하는 데, 가수분해된 제품에 유리 상태의 라이신 함량이 높으므로 반응이 촉진되어 HMF 함량이 높은 것으로 판단되었다. 가수분해된 분말에서 HMF 함량이 높게 측정되고 갈변화 정도가 높은 것은 유리 아미노산과 펩타이드의 비율이 높으므로 반응 성향이 큰 것에 기인한다고 판단되었다. 비변성화된 단백질로서 측정된 변성화의 정도는 효소적 가수분해의 효과를 보여주는 것이고, 가수분해된 WPC 시료는 가수분해되지 않은 WPC보다 비변성화단백질(WPNI) 함량이 높게 나타났다. 이러한 가수분해에 의한 긍정적 효과는 불용성지수, WPNI 및 밀도 (bulk density)에 대해서도 관찰되었다.The Maillard reaction occurs as a result of the reaction between lysine and lactose, and since the hydrolyzed product has a high content of free lysine, the reaction was promoted to determine that the HMF content was high. The high HMF content and the high degree of browning change in the hydrolyzed powder were attributed to the high reaction propensity due to the high ratio of free amino acids and peptides. The degree of denaturation measured as an undenatured protein shows the effect of enzymatic hydrolysis, and the hydrolyzed WPC samples showed higher undenatured protein (WPNI) content than unhydrolyzed WPC. The positive effects of this hydrolysis were also observed for insoluble index, WPNI and bulk density.

실시예 8. 유청 단백질 가수분해물의 점도 조사Example 8 Viscosity Investigation of Whey Protein Hydrolyzate

분무건조된 WPC(WPC-70과 WPC-80)와 그 가수분해물의 재조합된 시료의 점도는 pH 2 내지 8 사이에서 측정되었다. 가수분해된 시료인 WPC-70H와 WPC-80H는 가수분해 되지 않은 WPC와 비교할 때 점도가 유의하게 감소하고, 효소처리 되지 않은 WPC 시료의 점도는 pH 4-5 범위에서 매우 높게 나타났다. 가수분해는 점도의 감소를 현저히 초래하나 가수분해 되지 않은 WPC는 여러 범위의 pH에서 점도가 매우 높은 것을 알 수 있었다. 반면에 가수분해된 시료의 경우 pH에 따른 점도변화의 정도는 그들의 가수분해 되지 않은 시료에 비교할 때 그리 크지 않았다. 가수분해시의 점도 감소의 정도는 1.54-1.65 단위를 나타냈다. 이러한 점도 감소는 단백질 가수분해물을 음료에 이용하는데 있어 중요하다. 이러한 점도 변화의 원인으로는 몇몇 펩타이드 결합이 분해되어 단백질 가수분해물을 생성하는데 기인하는 것을 들 수 있다 (Adler-Nissen, J. Enzymatic hydrolysis of food proteins, Elsevier Applied Sci. Publ., New York, 1986)The viscosity of the recombinant sample of spray dried WPC (WPC-70 and WPC-80) and its hydrolyzate was measured between pH 2-8. The hydrolyzed samples WPC-70H and WPC-80H showed a significant decrease in viscosity compared to the non-hydrolyzed WPC, and the viscosity of the non-enzymatic WPC samples was very high in the pH range of 4-5. Hydrolysis caused a significant decrease in viscosity, but WPC was found to have a very high viscosity at various pH ranges. On the other hand, in the case of hydrolyzed samples, the degree of viscosity change with pH was not so great compared to their non-hydrolyzed samples. The degree of viscosity reduction at the time of hydrolysis showed 1.54-1.65 units. This viscosity reduction is important for the use of protein hydrolysates in beverages. The change in viscosity may be due to the breakdown of some peptide bonds to produce protein hydrolysates (Adler-Nissen, J. Enzymatic hydrolysis of food proteins, Elsevier Applied Sci. Publ., New York, 1986).

즉, 가수분해 중 사슬이 길고 분자량이 큰 단백질은 사슬이 짧고 낮은 분자량의 펩타이드로 분해되어 점도는 감소한다.  That is, during hydrolysis, long chains and large molecular weight proteins are broken down into shorter chains and lower molecular weight peptides, thereby reducing the viscosity.

실시예 9. 유청 단백질 가수분해물의 거품 생성능 조사Example 9 Investigation of Foam Formation of Whey Protein Hydrolyzate

WPC 효소적 가수분해가 pH의 작용과 관련하여 거품 생성능에 미치는 효과는 하기 표 12에 나타내었다. 오버런으로 표현되는 거품 생성능은 WPC 가수분해물에서 모든 pH에서 현저히 증가한데서 볼 수 있듯이, 가수분해가 거품생성능에 긍정적으로 작용하는 것을 알 수 있었다. 개선의 정도는 특히 등전점 pH에서 확실하게 나타났는데, WPC에 대한 효소적 가수분해의 거품생성능의 개선은 다른 연구에서도 관찰된 바 있었다 (Vkjayakumar 등 2000). 거품생성능이 개선된 현상은 가수분해로 인해 작은 분자인 펩타이드와 아미노산이 방출되는데서 설명할 수 있다. 이들 작은 펩타이드와 아미노산은 물에 잘 용해되고 기포가 잘 생성되는 경향이 있어 수분의 경계면에 단백질의 신속히 확산되어 표면의 장력을 감소시킨다. 이로 인해 기포의 캡슐화 초래가 용이하게 된다. 이러한 거품 생성능은 특정 음료에서 중요한 역할을 한다.The effect of WPC enzymatic hydrolysis on foaming ability in relation to the action of pH is shown in Table 12 below. As can be seen from the fact that the foaming ability expressed by overrun was markedly increased at all pH in the WPC hydrolyzate, the hydrolysis positively affected the foaming performance. The degree of improvement was particularly evident at the isoelectric point pH. Improvements in the foaming performance of enzymatic hydrolysis on WPC have been observed in other studies (Vkjayakumar et al. 2000). The phenomenon of improved foaming can be explained by the release of small molecules, peptides and amino acids, due to hydrolysis. These small peptides and amino acids tend to dissolve well in water and form bubbles well, which quickly diffuses proteins at the water interface, reducing the surface tension. This facilitates the encapsulation of bubbles. This foaming ability plays an important role in certain beverages.

실시예 10. 유청 단백질 가수분해물의 유화능 조사Example 10 Investigation of Emulsification Capacity of Whey Protein Hydrolysate

분무건조된 WPC와 WPC 가수분해물의 유화능은 pH 범위 2에서 8까지 유화지수 (Emulsifying activity index; EAI)로 측정하였다. 가수분해된 시료인 WPC-70H와 WPC-80H에서 가수분해되지 않은 시료와 비교할 때 높은 EAI가 모든 pH에서 관찰되었다. 가수분해된 WPC는 유화능에서 가수분해되지 않은 단백질과 비교 시 EAI 단위 차이는 5.7에서 6.3 ㎡/g 으로 높게 나타났다 (표 14 참조). 유화능의 개선은 여러 종류의 단백질과 효소를 이용한 많은 가수분해 실험에서 관찰된 바 있었다 (Turgeon 등, J. Food Sci., 57: 601-604, 1992). 이러한 현상은 가수분해에 의한 단백질 분자구조의 변경으로 인하여 숨겨진 소수성 내부를 물의 환경으로 노출되게 하여 유화능에 변화를 초래한다고 사료된다 (Phillips와 Beuchat, 1981). 오일과 소수성 잔기는 물과 상호반응을 원활하게 하여 소수성 잔기와 점액의(cohesive) 표면막을 생성한다는 데서 유화능의 개선을 설명할 수 있다 (Turgeon 등, J. Food Sci., 57: 601-604, 1992).The emulsification capacity of the spray dried WPC and WPC hydrolyzate was measured by Emulsifying activity index (EAI) from pH range 2 to 8. Higher EAI was observed at all pHs compared to the non-hydrolyzed samples in the hydrolyzed samples WPC-70H and WPC-80H. Hydrolyzed WPC showed higher EAI unit difference from 5.7 to 6.3 m 2 / g compared to unhydrolyzed protein in emulsification capacity (see Table 14). An improvement in emulsifying capacity has been observed in many hydrolysis experiments with different proteins and enzymes (Turgeon et al., J. Food Sci., 57: 601-604, 1992). These phenomena are thought to cause changes in the emulsification capacity by exposing the hidden hydrophobic interior to the water environment due to the alteration of protein molecular structure by hydrolysis (Phillips and Beuchat, 1981). Oil and hydrophobic moieties may explain the improvement in emulsification in the smooth interaction with water to produce hydrophobic moieties and cohesive surface membranes (Turgeon et al., J. Food Sci., 57: 601-604). , 1992).

분무건조된 유청 단백질 및 그의 가수분해물의 점도 Viscosity of Spray Dried Whey Protein and Hydrolysates thereof pHpH WPC-70WPC-70 WPC-70HWPC-70H WPC-80WPC-80 WPC-80HWPC-80H 22 7.57.5 6.46.4 8.28.2 6.96.9 33 8.08.0 6.56.5 8.78.7 7.17.1 44 8.88.8 7.07.0 9.59.5 7.57.5 55 9.19.1 7.27.2 9.99.9 7.97.9 66 8.48.4 6.86.8 9.19.1 7.47.4 77 8.08.0 6.46.4 8.78.7 7.17.1 88 7.67.6 6.36.3 8.38.3 6.96.9

분무건조된 유청 단백질 및 그의 가수분해물의 거품생성능 Foaming Performance of Spray Dried Whey Protein and Its Hydrolysates pHpH Foaming (%)Foaming (%) WPC-70WPC-70 WPC-70HWPC-70H WPC-80WPC-80 WPC-80HWPC-80H 22 420420 450450 460460 495495 33 440440 475475 485485 525525 44 480480 530530 520520 570570 55 530530 595595 570570 630630 66 470470 520520 505505 550550 77 400400 440440 445445 480480 88 340340 370370 390390 420420

분무건조된 유청 단백질 및 그의 가수분해물의 유화도 Emulsification degree of spray dried whey protein and its hydrolyzate pHpH Emulsion activity index (EAI ㎡/g)Emulsion activity index (EAI ㎡ / g) WPC-70WPC-70 WPC-70HWPC-70H WPC-80WPC-80 WPC-80HWPC-80H 22 34.234.2 39.439.4 36.436.4 42.042.0 33 33.033.0 38.038.0 35.435.4 41.041.0 44 25.225.2 31.731.7 27.827.8 34.534.5 55 22.422.4 29.429.4 24.224.2 31.731.7 66 36.136.1 40.540.5 38.238.2 43.743.7 77 38.238.2 43.743.7 40.540.5 46.646.6 88 41.041.0 47.547.5 43.543.5 50.550.5

실시예 11. 유청 단백질 가수분해물의 DNA 손상 억제능 조사 Example 11 Investigation of DNA Damage Inhibition of Whey Protein Hydrolysate

본 발명의 유청 단백질 가수분해물 (whey protein hydrolysate)의 DNA 손상 억제능을 임파구를 사용하여 다음과 같이 조사하였다. 먼저, 건강한 성인남성 2명으로부터 채혈하고, 신선한 전혈 5 ㎖을 히스토파크 (Histopaque 1077)을 이용해 임파구만을 분리하였다. 네 종류의 효소 (alcalase, flavozyme, neutrase, protamex)로 가수분해된 유청 단백질을 반응시간 (1 내지 4시간)을 달리하여 총 16개의 시료를 50 ㎍/㎖ 농도로 임파구에 처리하였다. 또한, 이 임파구를 37℃에서 30분간 전반응시킨 다음 200 μM 과산화수소 (hydrogen peroxide)를 4℃에서 5분간 처리하여 임파구에 산화적 손상을 주었다. The inhibition of DNA damage of the whey protein hydrolysate of the present invention was investigated using lymphocytes as follows. First, blood was collected from two healthy adult males, and only 5 ml of fresh whole blood was isolated using histopark (Histopaque 1077). Whey proteins hydrolyzed with four types of enzymes (alcalase, flavozyme, neutrase, protamex) were treated with lymphocytes at a concentration of 50 μg / ml in total 16 samples at different reaction times (1 to 4 hours). In addition, the lymphocytes were pre-reacted at 37 ° C. for 30 minutes and then treated with 200 μM hydrogen peroxide at 4 ° C. for 5 minutes to cause oxidative damage to the lymphocytes.

그 다음 DNA 손상 억제능을 코밋 분석 (Comet assay)을 실시하여, 임파구를 75 ㎕의 0.5% 아가로스 젤 (low melting agarose gel; LMA)과 혼합하고 1.0% 일반 아가로스 (NMA)가 전처리 (precoating)된 슬라이드 위로 세포 현탁액과 LMA의 현탁액이 골고루 분산되게 하였다. 여기에 커버글라스를 덮어 4℃ 냉장고에 보관하였으며, 젤이 굳으면 커버글라스를 벗기고 그 위에 다시 0.7% LMA 용액 75 ㎕를 한 겹 더 덮어씌웠다. 차가운 알칼리 파쇄완충용액 (alkali lysis buffer; 2.5 M NaCl, 100 mM Na2EDTA, 10 mM 트리스)에 사용 직전 1% 트리톤 X-100을 첨가한 다음 후 슬라이드를 담가 저온 암실에서 1시간 동안 침지시켰다. 세포 파쇄가 끝난 슬라이드 전기영동 탱크에 배열하고 전기영동 완충용액 (300 mM NaOH, 10 mM Na2EDTA, pH>13)을 4℃로 채워 40분 동안 DNA를 풀어 알칼리 취약 부위가 드러나도록 처리하였다. 25V/300±3 mA의 전압을 걸어 20분간 전기영동을 실시하였고, 빛에 의해 DNA가 부가적으로 손상되는 것은 전기영동 탱크를 어두운 천으로 덮어 방지하였다. 전기영동이 끝난 후 슬라이드는 0.4 M 트리스 완충용액 (pH 7.4)에 10분씩 담가 세척하는 과정을 3회 반복하여 건조시켰다. 20 ㎕/㎖ 농도의 에티디움 브로마이드로 핵을 염색하여 커버슬라이드로 덮은 뒤 형광현미경(Leica, Germany) 상에서 관찰하였다. CCD 카메라(Nikon, Japan) 상의 각각의 세포핵 이미지는 이미지 분석시스템 (Komet 4.0 comet image analyzing system; Kinetic Imaging, UK)이 설치된 컴퓨터 상에서 분석하였다. The DNA damage inhibition activity was then subjected to a Comet assay, where lymphocytes were mixed with 75 μl of 0.5% agarose gel (LMA) and 1.0% normal agarose (NMA) precoated. The suspension of cell and LMA were evenly distributed over the slide. The cover glass was covered there and stored in a 4 ° C. refrigerator. When the gel was hardened, the cover glass was removed, and then 75 μl of a 0.7% LMA solution was covered thereon. 1% Triton X-100 was added immediately prior to use in cold alkali lysis buffer (2.5 M NaCl, 100 mM Na 2 EDTA, 10 mM Tris), and then the slides were immersed in a cold dark for 1 hour. Cell crushed slides were placed in a slide electrophoresis tank and filled with electrophoresis buffer (300 mM NaOH, 10 mM Na 2 EDTA, pH> 13) at 4 ° C. to release the DNA for 40 minutes and treated to reveal alkali-vulnerable sites. Electrophoresis was performed for 20 minutes under a voltage of 25V / 300 ± 3 mA, and additional damage to DNA by light was prevented by covering the electrophoretic tank with a dark cloth. After the electrophoresis, the slides were dried three times by washing in a 0.4 M Tris buffer solution (pH 7.4) for 10 minutes. The nuclei were stained with ethidium bromide at a concentration of 20 μl / ml, covered with a cover slide, and observed on a fluorescence microscope (Leica, Germany). Each nucleus image on a CCD camera (Nikon, Japan) was analyzed on a computer equipped with a Komet 4.0 comet image analyzing system (Kinetic Imaging, UK).

구체적으로, 임파구에서 과산화수소에 의해 생긴 DNA 손상 및 유청 단백질 가수분해물에 의한 손상억제 정도는 핵으로부터 꼬리부분으로 떨어져 나간 꼬리 부분내 DNA %함량 (% Tail DNA), 핵 머리부분의 DNA %함량, 핵으로부터 나온 DNA 파편의 거리(tail length, TL) 또는 꼬리 길이에 꼬리 내 함유된 DNA%를 곱해준 꼬리 모멘트 (TM) 값을 측정하여 나타내었다. 각각의 처리구에서 2개의 슬라이드를 만들고 각각 100개 세포의 DNA 손상 정도를 측정하며 각 처리구는 최소 3회 반복 실험하였다. 모든 자료의 처리는 SPSS-PC+ 통계패키지를 사용하여 처리하고, 각 항목에 따라 백분율과 평균치±표준오차(SE)를 구했으며, ANOVA 분산분석을 실시하여 각 물질의 DNA 손상 억제 정도를 비교하였다. F값을 구하고 던컨 다중범위 테스트 (Duncan's multiple range test)를 이용하여 각 구간의 유의성 차이를 검증하였으며 모든 통계적 유의성은 5% 수준에서 평가하였다.Specifically, the degree of inhibition of DNA damage caused by hydrogen peroxide and damage by whey protein hydrolyzate in lymphocytes is shown in the% tail DNA in the tail portion separated from the nucleus to the tail portion, the DNA content in the nucleus head, and nucleus. The tail moment (TM) value of the distance (tail length, TL) or tail length of DNA fragments from the product multiplied by the percentage of DNA contained in the tail is measured and expressed. Two slides were made in each treatment group, and the DNA damage of each 100 cells was measured, and each treatment group was tested at least three times. All data were processed using the SPSS-PC + statistical package, the percentage and mean ± standard error (SE) were calculated according to each item, and ANOVA analysis was performed to compare the degree of DNA damage inhibition. F value was calculated and the difference of significance was verified by Duncan's multiple range test. All statistical significance was evaluated at 5% level.

그 결과는 도 3 및 표 15에 나타낸 바와 같다. 산화적 스트레스 유발물질인 과산화수소를 200 μM의 농도로 임파구에 처리했을 때 핵으로부터 떨어져 나간 손상된 DNA의 상대적 양을 나타내는 % 꼬리 DNA는 43.%로 PBS 완충용액을 처리한 음성대조구의 8.2%에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타나 DNA 손상을 확인하였다. 여기에 다시 다양한 효소로 가수분해 시킨 유청 단백질 가수분해물을 50 ㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우 DNA 손상 정도가 유의적으로 감소하였으며 그 수준이 PBS 완충용액만을 처리한 음성 대조구와 비슷한 것으로 나타났다. 또한, 유청 단백질 가수분해물은 가수분해효소의 종류나 가수분해 반응시간과는 크게 상관없이 모두 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상을 억제시키는 효과는 우수한 것을 알 수 있었다. The results are as shown in Fig. 3 and Table 15. When oxidative stress induced hydrogen peroxide in lymphocytes at a concentration of 200 μM, the% tail DNA, which represents the relative amount of damaged DNA released from the nucleus, was 43.% compared to 8.2% of the negative control treated with PBS buffer. Significantly higher, confirming DNA damage. Whey protein hydrolyzate hydrolyzed by various enzymes at 50 ㎍ / ㎖ concentration significantly reduced the DNA damage was similar to the negative control treated with PBS buffer only. In addition, it was found that whey protein hydrolyzate was excellent in inhibiting DNA damage due to oxidative stress regardless of the type of hydrolase or hydrolysis reaction time.

유청 단백질 가수분해물이 DNA 손상에 미치는 효과 Effect of Whey Protein Hydrolyzate on DNA Damage Head DNA (%)Head DNA (%) Tail momentTail moment Tail length (㎛)Tail length (㎛) Negative controlNegative control 91.8±0.5 91.8 ± 0.5 3.1±0.7 3.1 ± 0.7 33.3±6.7 33.3 ± 6.7 Positive controlPositive control 57.0±2.857.0 ± 2.8 137.7±13.1137.7 ± 13.1 250.9±13.6 250.9 ± 13.6 AlcalseAlcalse 1 hr1 hr 89.5±2.5 89.5 ± 2.5 7.4±3.2 7.4 ± 3.2 48.1±13.448.1 ± 13.4 2 hr2 hr 93.2±0.693.2 ± 0.6 3.3±0.5 3.3 ± 0.5 37.3±6.337.3 ± 6.3 3 hr3 hr 91.0±0.5 91.0 ± 0.5 3.6±0.83.6 ± 0.8 36.8±4.236.8 ± 4.2 4 hr4 hr 89.3±0.389.3 ± 0.3 5.4±0.4 5.4 ± 0.4 39.5±3.7 39.5 ± 3.7 FlavozymeFlavozyme 1 hr1 hr 91.9±1.391.9 ± 1.3 4.9±2.14.9 ± 2.1 32.9±0.532.9 ± 0.5 2 hr2 hr 91.5±0.891.5 ± 0.8 3.8±0.33.8 ± 0.3 33.1±3.233.1 ± 3.2 3 hr3 hr 91.6±0.1 91.6 ± 0.1 2.8±0.42.8 ± 0.4 26.5±0.826.5 ± 0.8 4 hr4 hr 91.7±0.5 91.7 ± 0.5 3.3±0.7 3.3 ± 0.7 32.3±3.3 32.3 ± 3.3 NeutraseNeutrase 1 hr1 hr 90.0±0.1 90.0 ± 0.1 3.9±0.83.9 ± 0.8 26.0±3.226.0 ± 3.2 2 hr2 hr 91.3±0.1 91.3 ± 0.1 3.8±0.43.8 ± 0.4 31.8±1.431.8 ± 1.4 3 hr3 hr 91.0±0.891.0 ± 0.8 4.3±0.84.3 ± 0.8 33.9±6.5 33.9 ± 6.5 4 hr4 hr 91.2±0.0 91.2 ± 0.0 3.0±0.23.0 ± 0.2 24.3±0.624.3 ± 0.6 ProtamexProtamex 1 hr1 hr 91.7±0.191.7 ± 0.1 3.7±0.3 3.7 ± 0.3 37.4±2.6 37.4 ± 2.6 2 hr2 hr 90.8±0.2 90.8 ± 0.2 6.0±1.06.0 ± 1.0 49.1±3.449.1 ± 3.4 3 hr3 hr 89.2±0.7 89.2 ± 0.7 5.6±1.0 5.6 ± 1.0 37.0±0.8 37.0 ± 0.8 4 hr4 hr 90.2±0.690.2 ± 0.6 4.1±0.2 4.1 ± 0.2 29.2±2.129.2 ± 2.1

실시예 12. 유청 단백질 가수분해물의 항산화 활성 조사Example 12. Antioxidant Activity of Whey Protein Hydrolyzate

본 발명에서는 유청 단백질 가수분해물의 항산화 활성을 조사하기 위하여, 과량의 철이 과산화수소 (OH·) 생산을 증가시키는 산화적 스트레스 상태를 유발시키는 점을 이용하였다 (도 5 참조). 실험동물에게 과량을 철을 투여하여 산화적 스트레스를 유발시킨 후 치즈유청 단백질(WPC), 치즈 유청 단백질 가수분해물(WPH) 및 프로바이오틱이 포함된 실험식이를 제조하여 6주간 공급하였다. 각 시료의 항산화 활성을 in vivo 수준에서 평가하고, 백혈구 및 대장조직 내 DNA 손상정도, 혈장 내 총항산화능 (TRAP), 지질과산화 (conjugated dienes), 항산화 비타민 (retinol, α-, γ-tocopherols), 적혈구 내 항산화효소 (SOD, GSH-Px, Catalase) 등을 측정한 다음 데이터들을 분석하고 통계 처리하여 유효성을 검정하였다.In the present invention, in order to investigate the antioxidant activity of whey protein hydrolyzate, it was used that the excess iron causes an oxidative stress state that increases hydrogen peroxide (OH ·) production (see FIG. 5). Excessive iron was administered to experimental animals to induce oxidative stress An experimental diet containing cheese whey protein (WPC), cheese whey protein hydrolysate (WPH) and probiotics was prepared and fed for 6 weeks. Antioxidant activity of each sample was evaluated at in vivo levels, and the degree of DNA damage in leukocytes and colon tissue, total antioxidant activity in plasma (TRAP), conjugated dienes, and antioxidant vitamins (retinol, α-, and γ-tocopherols) Antioxidant enzymes (SOD, GSH-Px, Catalase) in erythrocytes were measured, and the data were analyzed and statistically analyzed for validity.

(1) 체중증가량, 식이섭취량 및 식이효율에 미치는 효과(1) Effects on weight gain, dietary intake and dietary efficiency

실험기간 중 평균 식이섭취량은 NFe와 HFe군에 비해 WPC군과 WPH+Pro 군이 유의적으로 높은 것으로 나타났으나 체중증가량은 NFe군이나 HFe군에 비해 Pro군이나 WPH+Pro군이 유의적으로 낮은 것으로 나타나 WPH와 프로바이오틱 (probiotics)의 섭취가 체중감소의 효과가 있는 것으로 판단되었다. The mean dietary intake was significantly higher in the WPC and WPH + Pro groups than in the NFe and HFe groups, but the weight gain was significantly higher in the Pro and WPH + Pro groups than in the NFe and HFe groups. Low levels of WPH and probiotics were found to be beneficial in weight loss.

Food intake (g/d)Food intake (g / d) Weight gain (g/d)Weight gain (g / d) FERFER NFe1 ) NFe 1 ) 18.4±0.42) a4 ) 18.4 ± 0.4 2) a4 ) 3.7±0.1c 3.7 ± 0.1 c 19.4±0.5b 19.4 ± 0.5 b HFeHFe 18.6±0.4a 18.6 ± 0.4 a 3.5±0.2bc 3.5 ± 0.2 bc 18.5±1.2b 18.5 ± 1.2 b WPCWPC 18.8±0.3ab 18.8 ± 0.3 ab 3.4±0.1abc 3.4 ± 0.1 abc 17.7±0.8b 17.7 ± 0.8 b WPHWPH 19.7±0.2b 19.7 ± 0.2 b 3.0±0.2ab 3.0 ± 0.2 ab 14.8±0.9a 14.8 ± 0.9 a ProPro 19.4±0.3ab 19.4 ± 0.3 ab 2.9±0.2a 2.9 ± 0.2 a 14.7±1.0a 14.7 ± 1.0 a WPH+ProWPH + Pro 19.6±0.2b 19.6 ± 0.2 b 3.0±0.2a 3.0 ± 0.2 a 14.8±1.2a 14.8 ± 1.2 a 1)NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe+whey protein concentrates, WPH: High Fe+whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3×108) and L. lactics (3×108), WPH+Pro: High Fe+whey protein hydrolysates+B. polyfermenticus SCD (3×108) and Lactobacillus (3×108) 2)Mean±SE. 3)FER : Food efficiency rate. 4)Values with different superscript within a column are significantly different at p<0.05. 1) NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe + whey protein concentrates, WPH: High Fe + whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and L. lactics (3 × 10 8 ), WPH + Pro: High Fe + whey protein hydrolysates + B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and Lactobacillus (3 × 10 8 ) 2) Mean ± SE. 3) FER: Food efficiency rate. 4) Values with different superscript within a column are significantly different at p <0.05.

(2) 장기무게에 미치는 효과(2) Effect on organ weight

실험식이가 쥐의 100 g당 장기무게에 미치는 효과를 다음과 같이 살펴보았다. 간의 무게는 NFe 군에 비해 WPH, Pro 및 WPH+Pro 군에서 유의적으로 낮았다. 심장의 무게는 HFe군이 다른 군들에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났다. 비장의 경우 HFe군이 WPH, Pro 및 WPH+Pro 군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났으며, 신장의 무게는 각 군간의 별다른 차이가 없었다.The effect of the experimental diet on organ weight per 100 g of rats was examined as follows. Liver weight was significantly lower in the WPH, Pro and WPH + Pro groups than in the NFe group. Heart weight was significantly higher in the HFe group than in the other groups. In the spleen, the HFe group was significantly higher than the WPH, Pro and WPH + Pro groups, and the weight of the kidneys was not significantly different between the groups.

(g/100 g B.W)(g / 100 g B.W) LiverLiver HeartHeart KidneyKidney SpleenSpleen NFe1 ) NFe 1 ) 4.18±0.112) c3 ) 4.18 ± 0.11 2) c3 ) 0.54±0.02a 0.54 ± 0.02 a 0.96±0.02ns4 ) 0.96 ± 0.02 ns4 ) 0.30±0.01bc 0.30 ± 0.01 bc HFeHFe 4.09±0.08bc 4.09 ± 0.08 bc 0.59±0.01b 0.59 ± 0.01 b 0.97±0.02 0.97 ± 0.02 0.33±0.02c 0.33 ± 0.02 c WPCWPC 3.96±0.11abc 3.96 ± 0.11 abc 0.53±0.02a 0.53 ± 0.02 a 0.94±0.01 0.94 ± 0.01 0.30±0.01abc 0.30 ± 0.01 abc WPHWPH 3.83±0.13ab 3.83 ± 0.13 ab 0.52±0.01a 0.52 ± 0.01 a 0.95±0.02 0.95 ± 0.02 0.28±0.01ab 0.28 ± 0.01 ab ProPro 3.68±0.09a 3.68 ± 0.09 a 0.50±0.01a 0.50 ± 0.01 a 0.93±0.02 0.93 ± 0.02 0.26±0.01a 0.26 ± 0.01 a WPH+ProWPH + Pro 3.88±0.12ab 3.88 ± 0.12 ab 0.51±0.01a 0.51 ± 0.01 a 0.95±0.010.95 ± 0.01 0.29±0.01ab 0.29 ± 0.01 ab 1)NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe+whey protein concentrates, WPH: High Fe+whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3×108)와 L. lactics (3×108), WPH+Pro: High Fe+whey protein hydrolysates+B. polyfermenticus SCD (3×108)와 Lactobacillus (3×108) 2)Mean±SE. 3)Values with different superscript within a column are significantly different at p<0.05. 4)ns: not significant 1) NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe + whey protein concentrates, WPH: High Fe + whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and L. lactics (3 × 10 8 ), WPH + Pro: High Fe + whey protein hydrolysates + B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and Lactobacillus (3 × 10 8) ) 2) Mean ± SE. 3) Values with different superscript within a column are significantly different at p <0.05. 4) ns: not significant

(3) 혈장 항산화 비타민에 미치는 효과(3) Effects on Plasma Antioxidant Vitamins

각 식이의 혈장 항산화 비타민 농도에 미치는 효과를 다음과 같이 조사하였다. 혈장 레티놀의 경우 WPH+Pro 군에서 과량의 철 투여군(HFe)에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났다. γ-토코페롤은 WPH+Pro 군이 NFe군에 비해 유의적으로 높았으며, α-토코페롤은 WPC, Pro 및 WPH+Pro 군이 HFe군에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났다.The effects on the plasma antioxidant vitamin concentration of each diet were investigated as follows. Plasma retinol was significantly higher in the WPH + Pro group than in the iron-administered group (HFe). In the γ-tocopherol group, the WPH + Pro group was significantly higher than the NFe group, and the α-tocopherol group was significantly higher in the WPC, Pro and WPH + Pro groups than the HFe group.

Retinol* Retinol * γ-Tocopherol* γ-Tocopherol * α-Tocopherol* α-Tocopherol * NFe1 ) NFe 1 ) 0.43±0.042) ab3 ) 0.43 ± 0.04 2) ab3 ) 0.15±0.02a 0.15 ± 0.02 a 14.08±1.74ab 14.08 ± 1.74 ab HFeHFe 0.38±0.02a 0.38 ± 0.02 a 0.16±0.01ab 0.16 ± 0.01 ab 12.80±0.59a 12.80 ± 0.59 a WPCWPC 0.44±0.02ab 0.44 ± 0.02 ab 0.19±0.02ab 0.19 ± 0.02 ab 17.12±1.64b 17.12 ± 1.64 b WPHWPH 0.41±0.03ab 0.41 ± 0.03 ab 0.17±0.02ab 0.17 ± 0.02 ab 15.45±1.68ab 15.45 ± 1.68 ab ProPro 0.44±0.04ab 0.44 ± 0.04 ab 0.20±0.02ab 0.20 ± 0.02 ab 21.37±1.35a 21.37 ± 1.35 a WPH+ProWPH + Pro 0.50±0.02b 0.50 ± 0.02 b 0.33±0.02b 0.33 ± 0.02 b 25.49±0.91a 25.49 ± 0.91 a 1)NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe+whey protein concentrates, WPH: High Fe+whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3×108)와 Lactobacillus (3×108), WPH+Pro: High Fe+whey protein hydrolysates+B. polyfermenticus SCD (3×108)와 Lactobacillus (3×108) 2)Mean±SE. 3)Values with different superscript within a column are significantly different at p<0.05. * Corrected by plasma triglycerides 1) NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe + whey protein concentrates, WPH: High Fe + whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and Lactobacillus (3 × 10 8 ), WPH + Pro: High Fe + whey protein hydrolysates + B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and Lactobacillus (3 × 10 8 ) 2 ) Mean ± SE. 3) Values with different superscript within a column are significantly different at p <0.05. * Corrected by plasma triglycerides

(4) 적혈구 항산화 효소 활성에 미치는 효과(4) effect on erythrocyte antioxidant enzyme activity

각 식이의 적혈구 항산화 효소 활성에 미치는 효과는 다음과 같이 나타내었다. 적혈구 카탈라제 (catalase) 활성은 WPH+Pro 군에서 WPC를 제외한 다른 군들에 비해 유의적으로 높은 것으로 나타났으며, GSH-Px는 WPH군이 Pro 군에 비해 유의적으로 증가한 것으로 나타났다.The effect on the erythroid antioxidant enzyme activity of each diet is shown as follows. Erythrocyte catalase activity was significantly higher in the WPH + Pro group than in the other groups except WPC. GSH-Px was significantly increased in the WPH group compared to the Pro group.

Catalase(K/gHb)Catalase (K / gHb) GSH-Px(U/gHb)GSH-Px (U / gHb) NFe1 ) NFe 1 ) 170.6±24.62) a3 ) 170.6 ± 24.6 2) a3 ) 286.1±21.8ab 286.1 ± 21.8 ab HFeHFe 182.3±16.7a 182.3 ± 16.7 a 268.0±19.3ab 268.0 ± 19.3 ab WPCWPC 212.9±26.3ab 212.9 ± 26.3 ab 282.3±33.0ab 282.3 ± 33.0 ab WPHWPH 163.7±21.4a 163.7 ± 21.4 a 318.1±23.0b 318.1 ± 23.0 b ProPro 166.7±14.8a 166.7 ± 14.8 a 238.5±29.2a 238.5 ± 29.2 a WPH+ProWPH + Pro 247.0±21.3b 247.0 ± 21.3 b 280.0±12.5ab 280.0 ± 12.5 ab 1)NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe+whey protein concentrates, WPH: High Fe+whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3×108)와 Lactobacillus (3×108), WPH+Pro: High Fe+whey protein hydrolysates+B. polyfermenticus SCD (3×108)와 Lactobacillus (3×108) 2)Mean±SE. 3)Values with different superscript within a column are significantly different at p<0.05. 1) NFe: Normal control group, HFe: High Fe supplemented group, WPC: High Fe + whey protein concentrates, WPH: High Fe + whey protein hydrolysates. Pro: B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and Lactobacillus (3 × 10 8 ), WPH + Pro: High Fe + whey protein hydrolysates + B. polyfermenticus SCD (3 × 10 8 ) and Lactobacillus (3 × 10 8 ) 2 ) Mean ± SE. 3) Values with different superscript within a column are significantly different at p <0.05.

(5) 백혈구 및 대장세포의 DNA 손상정도에 미치는 효과(5) Effect on DNA damage of white blood cells and colon cells

과량의 철 투여로 유발된 산화적 스트레스에 의해 백혈구 및 대장 조직의 DNA 손상에 미치는 영향을 살펴보기 위해 백혈구와 대장세포를 이용해 코밋 분석을 실시하였다. 그 결과, 과량의 철 투여시 백혈구와 대장세포의 DNA 손상정도가 정상대조군에 비해 유의적으로 증가한 것을 관찰할 수 있었다. 백혈구의 경우 모든 실험식이군에서 HFe군에 비해 유의적으로 DNA 손상정도가 감소하였으며, 특히 WPH+Pro 군에서는 정상대조군 (NFe)과 비슷한 수준으로 감소하였다. 대장세포의 경우도 마찬가지로 모든 실험식이군에서 HFe군에 비해 유의적으로 DNA 손상정도가 감소하였으며, CS와 MeCS 투여군에서 HFe군에 비해 DNA 손상이 유의적으로 감소하였으며 WPC, WPH 및 WPH+Pro군에서는 정상대조군에 비해서도 유의적으로 감소한 것으로 나타났다.To investigate the effect of oxidative stress induced by excessive iron administration on the DNA damage of leukocytes and colon tissues, we analyzed the comit using leukocytes and colon cells. As a result, it was observed that the DNA damage of leukocytes and colon cells was significantly increased compared to the normal control group when excessive iron was administered. Leukocytes showed a significant decrease in DNA damage in all experimental diets compared to HFe, especially in WPH + Pro group, similar to normal control (NFe). In the case of colon cells, DNA damage was significantly decreased in all experimental diet groups compared to HFe group, and DNA damage was significantly decreased in CS and MeCS groups compared to HFe group, and in WPC, WPH and WPH + Pro groups. It was also significantly decreased compared to the normal control group.

실시예Example 13.  13. 유청Whey 단백질의 효소 가수분해 Enzymatic Hydrolysis of Proteins

본 발명에서는 WPC의 효소가수분해 공정을 최적화하기 위하여, 여러 종류의 단백질 함량으로 재조합된 분무 건조된 WPC를 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin) 및 키모트립신 (chymotrypsin) 효소를 사용하여 가수분해하였고 가장 적합한 가수분해 조건을 다음과 같이 조사하였다. 효소의 종류, 효소와 기질의 비율이 가수분해도에 미치는 효과와 관련된 결과는 표 20 및 표 21에 나타내었다. In the present invention, in order to optimize the enzymatic hydrolysis process of WPC, spray-dried WPC recombined with various protein contents was hydrolyzed using neutrase, trypsin and chymotrypsin enzymes. The most suitable hydrolysis conditions were investigated as follows. Results related to the effect of the type of enzyme, the ratio of enzyme and substrate on the degree of hydrolysis are shown in Table 20 and Table 21.

각종 효소를 사용한 효소 가수분해Enzymatic Hydrolysis Using Various Enzymes 시간 (분)Time (min) 효소enzyme 뉴트라제Neutraze 트립신Trypsin 카모트립신Chamotrypsin 가수분해도 (%)Degree of hydrolysis (%) 2020 4.174.17 2.792.79 3.433.43 4040 4.584.58 3.223.22 4.214.21 6060 5.035.03 3.873.87 4.594.59 9090 5.825.82 4.294.29 4.974.97 120120 6.026.02 4.684.68 5.335.33 150150 6.196.19 4.844.84 5.595.59 180180 6.316.31 5.015.01 5.755.75 CDCD 0.140.14

WPC 가수분해에서 뉴트라제 효소의 E : S 비율 E: S Ratio of Neutrase Enzyme in WPC Hydrolysis 시간 (분)Time (min) E : S 비율 CDE: S ratio CD CDCD 1 : 251: 25 1 : 501: 50 1 : 1001: 100 2020 4.144.14 3.873.87 3.393.39 0.2310.231 4040 4.554.55 4.294.29 2.812.81 6060 5.015.01 4.534.53 4.074.07 9090 5.835.83 4.804.80 4.394.39 120120 6.086.08 5.045.04 4.664.66 150150 6.346.34 5.295.29 4.904.90 180180 6.576.57 5.505.50 5.125.12 240240 6.696.69 5.595.59 5.185.18 CDCD 0.2430.243

또한 효소의 가수분해도의 성능을 비교하기 위하여, 가수분해도를 측정한 결과 얻어진 여러 종류 효소의 성능은 표 22에 나타내었다. 각각 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin) 및 키모트립신 (chymotrypsin)을 사용하여 가수분해를 실시했을 때 3시간 배양 후 가수분해도는 각각 6.31, 5.01 및 5.75를 나타내었다. 뉴트라제는 키모트립신 (5.75%) 및 트립신 (5.01%)의 성능과 비교할 때 6.31%의 높은 가수분해도를 나타냈다. 통계분석을 한 결과, 효소의 종류는 가수분해도에 유의한 영향을 미치는 것을 입증되었다. WPC의 가수분해에는 뉴트라제가 가장 효과가 좋았고 그 다음으로는 키모트립신과 트립신의 순서이었다. 표 22에서 나타난 바와 같이, 뉴트라제 효소를 사용할 때 효소의 이용가능성, 효율성 및 가격에 대하여 검토하였다.In addition, in order to compare the performance of the degree of hydrolysis of the enzyme, the performance of various enzymes obtained as a result of measuring the degree of hydrolysis is shown in Table 22. When hydrolysis was performed using neutrase, trypsin, and chymotrypsin, respectively, the degree of hydrolysis after incubation for 3 hours was 6.31, 5.01, and 5.75, respectively. Neutrase showed a high degree of hydrolysis of 6.31% compared to the performance of chymotrypsin (5.75%) and trypsin (5.01%). Statistical analysis showed that the type of enzyme had a significant effect on the degree of hydrolysis. Neutrase was the most effective for hydrolysis of WPC, followed by chymotrypsin and trypsin. As shown in Table 22, the availability, efficiency, and price of the enzyme when using the Neutrase enzyme was examined.

단백질 분해효소를 이용한 효소가수분해Enzymatic Hydrolysis Using Proteolytic Enzymes 시간 (분)Time (min) 효소enzyme 뉴트라제Neutraze 트립신Trypsin 키모트립신Chymotrypsin 가수분해도 (%)Degree of hydrolysis (%) 2020 4.174.17 2.792.79 3.433.43 4040 4.584.58 3.223.22 4.214.21 6060 5.035.03 3.873.87 4.594.59 9090 5.825.82 4.294.29 4.974.97 120120 6.026.02 4.684.68 5.335.33 150150 6.196.19 4.844.84 5.595.59 180180 6.316.31 5.015.01 5.755.75 CDCD 0.140.14

실시예 14. 기능성 음료의 제조Example 14. Preparation of Functional Beverages

본 발명의 유청 단백질 가수분해물을 첨가한 기능성 건강음료를 제조하기 위하여, 유청 단백질에 더하여 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가하여 재조합한 혼합음료를 제조하였다. 이 때 위약 (placebo)은 배합비(%) 각각 20.8, 77.50, 1.15, 0.28 및 0.28로 재조합하였고, 가수분해 된 WPC와 설탕, 구연산, 향료, 색소를 첨가한 시료 1는 배합비(%) 각각 20.8, 77.50, 1.15, 0.28 및 0.28로 재조합하였고 가수분해 된 WPC와 설탕, 구연산, 향료, 색소에 프로바이오틱(probiotics)를 첨가한 시료 2는 배합비(%) 각각 20.8, 77.50, 1.15, 0.28, 0.28 및 0.1로 재조합하였다. In order to prepare a functional health beverage to which the whey protein hydrolyzate of the present invention was added, a mixed beverage was prepared by adding sugar, citric acid, flavoring, and coloring matter to the whey protein. Placebo was recombined with 20.8, 77.50, 1.15, 0.28, and 0.28, respectively, in the combination ratio (%). Recombinant 77.50, 1.15, 0.28 and 0.28, and sample 2 with probiotics added to the hydrolyzed WPC and sugar, citric acid, flavoring, and pigment were 20.8, 77.50, 1.15, 0.28, 0.28 and Recombinant to 0.1.

음료의 배합비(%)Compounding ratio of drink (%) 위약Placebo 시료 1Sample 1 시료 2Sample 2 WPCWPC 20.8020.80 0.000.00 0.000.00 H-WPCH-WPC 0.000.00 20.8020.80 20.8020.80 설탕Sugar 77.5077.50 77.5077.50 77.4077.40 구연산Citric acid 1.151.15 1.151.15 1.151.15 향료Spices 0.280.28 0.280.28 0.280.28 색소Pigment 0.280.28 0.280.28 0.280.28 프로바이오틱Probiotic 0.000.00 0.000.00 0.100.10 합계Sum 100.00100.00 100.00100.00 100.00100.00

도 1은 본 발명의 유청 단백질 WPC-35의 제조 공정을 모식적으로 나타낸 것이다.Figure 1 schematically shows the manufacturing process of the whey protein WPC-35 of the present invention.

도 2는 유청 단백질 WPC-70의 제조 공정을 모식적으로 나타낸 것이다.Figure 2 schematically shows the manufacturing process of whey protein WPC-70.

도 3은 본 발명의 유청 단백질 가수분해물이 인간 임파구에서 DNA 손상 억제에 미치는 효과를 나타낸 것이다.Figure 3 shows the effect of whey protein hydrolyzate of the present invention on the inhibition of DNA damage in human lymphocytes.

도 4는 본 발명의 유청 단백질 가수분해물을 이용한 코밋 분석 이미지를 나타낸 것이다(NC는 음성 대조구이고, PC는 양성 대조구이다).Figure 4 shows the image of the comit analysis using the whey protein hydrolyzate of the present invention (NC is negative control, PC is positive control).

도 5는 과량의 철에 의해 산화적 스트레스가 유발되는 양상을 나타낸 것이다.5 shows a pattern in which oxidative stress is caused by excess iron.

Claims (16)

항산화 효과를 가지는 유청 단백질 가수분해물. Whey protein hydrolyzate with antioxidant effect. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 유청 단백질 가수분해물은 유청 단백질 농축액을 프로테아제 효소로 가수분해하여 얻은 것을 특징으로 하는 유청 단백질 가수분해물. The whey protein hydrolyzate is whey protein hydrolyzate, characterized in that obtained by hydrolyzing the whey protein concentrate with a protease enzyme. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 유청 단백질 농축액은 단백질 함량 65 내지 85% 범위인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 유청 단백질 가수분해물. The whey protein hydrolyzate is characterized in that the protein content of 65 to 85% range that is used. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 유청 단백질 농축액은 단백질 함량 30 내지 40% 범위인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 유청 단백질 가수분해물. The whey protein concentrate is whey protein hydrolyzate, characterized in that using a protein content of 30 to 40% range. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 프로테아제는 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin), 플라보자임 (flavorzyme), 알칼라제 (alcalase) 및 프로타맥스 (protamax) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유청 단백질 가수분해물. The protease is whey protein hydrolyzate, characterized in that at least one selected from neutrase, trypsin, flavozyme, alkalase and protamax. (1) 유청 단백질에 프로테아제 효소를 처리하고; 및 (2) 반응 상층액만을 분리하여 분무건조하는; 과정으로 이루어진 제 1항의 유청 단백질 가수분해물의 제조방법. (1) treating the whey protein with a protease enzyme; And (2) separating and spray drying only the reaction supernatant; Process for producing whey protein hydrolyzate of claim 1 consisting of a process. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (1) 과정에서 상기 유청 단백질은 (a) 유청으로부터 80 내지 85% 투과액을 제거하고; 및 (b) 농축액을 분무건조하는; 과정으로 생산한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법. In the step (1), the whey protein (a) removes 80 to 85% permeate from the whey; And (b) spray drying the concentrate; Manufacturing method characterized by using the one produced by the process. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 유청 단백질은 단백질 함량 30 내지 40% 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법. The whey protein is characterized in that the protein content of 30 to 40% range. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (1) 과정에서 상기 유청 단백질은 (a) 유청으로부터 95 내지 97.5% 투과액을 제거하고; (b) 농축액과 동량의 물을 첨가하고; 및 (c) 반여과 (diafiltration)하여 상기 동량의 투과액을 제거하는; 과정으로 생산한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법. In the step (1), the whey protein (a) removes 95 to 97.5% permeate from the whey; (b) adding the concentrate and the same amount of water; And (c) diafiltration to remove the same permeate; Manufacturing method characterized by using the one produced by the process. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 과정에 더하여, (d) 다시 농축액과 동량의 물을 첨가한 다음 2차로 반여과하여 상기 동량의 투과액을 제거하는; 과정으로 생산하는 것을 특징으로 하는 제조방법.In addition to the above process, (d) again adding the same amount of concentrate and water and then semi-filtering to remove the same amount of permeate; Manufacturing method characterized in that the production by the process. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 유청 단백질은 단백질 함량 65 내지 75% 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법. The whey protein is characterized in that the protein content of 65 to 75% range. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,The method according to claim 9 or 10, 상기 유청 단백질은 단백질 함량 75 내지 85% 범위인 것을 특징으로 하는 제조방법.The whey protein is a manufacturing method, characterized in that the protein content of 75 to 85% range. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 (1) 과정에서 상기 프로테아제는 뉴트라제 (neutrase), 트립신 (trypsin), 플라보자임 (flavorzyme), 알칼라제 (alcalase) 및 프로타맥스 (protamax) 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법. In the process (1), the protease is at least one selected from neutrase, trypsin, flavozyme, flavorase, alcalase, and protamax. . 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 프로테아제는 온도 35 내지 45℃ 범위에서 3시간 이상 처리하는 것을 특징으로 하는 제조방법. The protease is characterized in that the treatment for at least 3 hours in the temperature range 35 to 45 ℃. 제 1항의 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 하는 기능성 식품. A functional food comprising the whey protein hydrolyzate of claim 1 as an active ingredient. 제 1항의 유청 단백질 가수분해물을 유효성분으로 하는 기능성 음료.A functional beverage comprising the whey protein hydrolyzate of claim 1 as an active ingredient.
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