KR20130051358A - 식품 또는 전분 혼합물로부터 전분 출처 구별 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식품 또는 전분 혼합물 중에서 전분을 구별하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 단일 전분 및 단일 전분이 사용된 식품에서의 전분 종(種)의 확인 방법과 혼합 전분 및 혼합 전분이 사용된 식품에서의 혼합여부와 혼합 전분 종의 확인 방법에 관한 것이다.
전분은 포도당(glucose)이 α-1,4 결합, 혹은 α-1,6 결합으로 이루어진 고분자 화합물이다. 또한 이들은 식물이 광합성으로 얻은 에너지를 저장하기 위해 사용하고 있으며, 사람 및 동물 또한 살아가는데 필요한 대부분의 에너지를 전분 및 탄수화물을 통하여 얻는다.
오늘날 전분은 식품, 제지, 의약분야에 다양하게 이용되고 있으며, 특히 가공 식품에서는 전분이 조금이라도 들어가지 않은 식품은 찾아보기 힘들 정도로 많이 사용되고 있다.
자연에 존재하는 전분들은 보통 식물의 뿌리 및 열매에 주로 많이 존재하기 때문에, 상업적으로 사용되는 전분은 식물의 뿌리 및 열매에서 추출 및 가공된다. 전분의 추출에 사용되는 식물은 옥수수, 수수, 밀, 감자, 고구마, 쌀, 타피오카(tapioca), 보리, 오트(oat) 및 호밀 등이 있다. 과거에는 이들의 이용이 지역적 조건에 의하여 결정되었지만 운송, 보관, 가공기술이 발달함에 따라 현재에는 이들의 이용이 각 전분의 특성과 경제성(가격)에 따라 결정되는 경향이 있다.
경제성(가격)이 가공식품에 이용되는 전분 종류 결정에 큰 요인으로 부각되면서 각 전분의 출처를 확인하는 방법 또한 부각되고 있다. 전분의 출처(특성)를 확인하는 방법은 현미경을 이용한 전분입자의 관찰, 시차열량주사계(D.S.C.)를 이용한 열적특성 관찰, 전분사슬(chain)의 중합도 관찰, FT-IR 분광특성 및 호화(gelatinization)특성과 같은 다양한 방법이 이용되고 있다.
하지만 동일한 식물에서 추출되는 전분이라도 추출에 사용되는 식물의 재배환경(온도, 습도, 토양 등), 전분 추출방법에 따라서 위와 같은 물리적 특성이 달라진다. 따라서 물리적 처리를 이용한 방법은 대략적인 전분 출처를 확인할 수 있지만 정확한 전분의 출처를 확인할 수단으로 이용되지 못하는 단점이 있다. 또한 대부분의 가공식품들은 전분의 호화과정을 거치기 때문에 위에 서술한 것과 같은 방법을 이용한 확인은 더욱 더 힘들다.
과거 국내 가공식품들은 대부분 국내에서 생산되었다. 하지만 1990년대 후반~2000년 초반 인건비 상승과 같은 이유로 상당 수의 식품가공공장이 해외로 이전되었고, 또 많은 양의 가공식품이 수입되고 있다. 이와 같은 상황에서 가장 큰 문제로 대두되고 있는 것은 부정-불량 식품의 증가이다.
면류의 주성분은 전분, 혹은 곡류의 가루를 이용한다. 이용되는 면의 종류에 따라서 기타 첨가물을 함유하는 경우가 많이 있지만 95%이상은 곡류의 가루, 전분을 이용하여 만들게 된다. 특히 당면은 명반과 같은 기타 첨가물을 포함하는 경우도 있지만 대부분의 경우에는 100% 고구마 전분을 이용하여 만든다고 알려진다. 하지만 고구마 전분의 가격은 타피오카 혹은 옥수수 전분 등에 비해서 상대적으로 높기 때문에, 당면의 제조과정에서 타피오카나 옥수수 전분을 혼입하여 재조하는 경우가 존재하는 것으로 알려진다.
따라서 고구마 전분 및 당면에 대한 타피오카, 옥수수 전분의 혼입을 관찰할 수 있는 분석법의 개발될 필요성이 있으며, 이와 같은 분석법의 개발이 전분 및 당면의 상업적 품질 관리에 중요한 역할을 하게 될 것이라 생각된다.
상업적으로 이용되는 전분은 정제과정을 거치더라도 미량의 지질, 단백질, 인산화합물을 함유하고 있다. 지질과 인산화합물의 경우, 그 종류와 함량의 차이가 전분의 출처에 따른 차이가 있을 수 있지만 이는 재배환경에 따른 차이 또한 발생하기 때문에 특정 전분의 출처 확인 및 전분 혼입 확인에 이용하기는 힘들다. 하지만 단백질의 경우에는 각 전분의 출처에 따라서 분자량, 아미노산 서열에 차이가 있다. 이는 센트럴 도그마(central dogma)에 의해서 각 식물의 DNA 염기 서열이 다르며, 이에 의해 형성된 단백질의 아미노선 서열이 다르기 때문이다. 특히 전분의 생합성 과정에는 전분 생합성 효소(Granule Bound Starch Synthase, GBSS)가 관여하며, 이들은 전분과 강하게 결합되어있기 때문에 전분의 분리-정제과정, 호화과정에서도 완전히 제거되지 않으며 남아있게 된다.
관련 선행특허로 대한민국특허공개번호 제 1020090033840호는 '형질전환 계통 ＭＯＮ８９０３４에 해당하는 옥수수 식물 및 종자와 이의 검출 방법 및 사용'에 관한 것으로, 형질전환 옥수수 계통 MON89034, 및 상기 옥수수 계통에 대하여 진단성인 DNA를 포함하는 세포, 종자, 및 식물을 제공한다. 또한, 본 발명은 샘플에서 옥수수 계통에 대하여 진단성인 뉴클레오티드를 포함하는 조성물, 샘플에서 옥수수 계통 뉴클레오티드 서열의 존재를 검출하는 방법, 샘플에서 옥수수 계통의 존재에 대하여 진단성인 뉴클레오티드 서열을 검출하는데 사용되는 프로브 및 프라이머 등이 기재되어 있으며,
다른 관련 선행특허로 대한민국 특허공개번호 제1020080093053 호는 '전분에서 타전분의 혼입 확인 방법'에 관한 것으로, SDS-PAGE를 이용하여 단백질 크기별로 분류하고 이들 단백질 패턴에 따른 전분 종(種) 및 전분 혼입 확인 방법을 제공하는 것을 과제로 하며. 소량의 시료에서 단백질을 추출하며 신속하게 단백질을 분리하는 방법, 단백질 크기에 따른 각 단백질의 종류 구분법 등이 기재되어 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하고 상기의 필요성에 의하여 안출된 것으로서 전분 및 식품으로부터 전분 내 존재하는 단백질을 분리, 농축하고 이를 MALDI-TOF 질량 분석법(Matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectroscopy)을 이용하여, 전분 종(種) 및 전분 혼입 여부를 정확하게 확인하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 고구마 전분, 타피오카 전분 및 옥수수 전분을 포함하는 식품 또는 전분 혼합물로부터 단백질을 추출하여 SDS-PAGE를 수행하여, 상기 SDS-PAGE를 수행한 결과, 단백질 밴드의 갯수가 다수인 경우에는 옥수수 전분이고, 단일 밴드인 경우에는 고구마 전분 혹은 타피오카 전분이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 단백질 추출은 식품 또는 전분 혼합물을 용액에 분산시킨 후 가열하고, 원심분리하여 수행되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 상기 식품은 당면인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
또 본 발명은 고구마 전분, 타피오카 전분 및 옥수수 전분을 포함하는 식품 또는 전분 혼합물로부터 단백질을 추출하여 단백질 분해효소를 처리하고, 상기 분해 효소에 의하여 생성되는 펩타이드들의 질량 분석법을 통하여 얻어진 고유한 이온 피크(ion peak) m/z 값의 차이를 통하여 전분을 구별하는 단계를 포함하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 상기 고유한 이온 피크(ion peak) m/z 값은 가장 강도(intensity)가 높은 것으로, 고구마 전분의 경우에 1634.8 m/z 피크, 옥수수 전분의 경우에 1697.8 m/z 피크와 1981.0 m/z 피크, 타피오카 전분의 경우에는 1085.5 m/z 피크인 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.
이하 본 발명을 설명한다.
본 발명은 전분 및 당면에 존재하는 단백질을 추출-정제-분리하고 분리된 단백질의 특성을 관찰함으로써 각 전분의 출처 및 타전분 혼입 관찰 가능성을 조사하였다.
이를 위하여 고구마, 옥수수, 타피오카 전분 및 당면에 존재하는 단백질 추출 및 농축법을 확립하는 하였고,
SDS-PAGE를 이용하여 각 전분 내 존재하는 단백질을 관찰하였으며,
또 MALDI-TOF MS를 이용하여 SDS-PAGE에 의해 분리된 단백질의 peptide mass fingerprinting(PMF)을 확인하였고,
Peptide mass fingerprinting(PMF)와 MASCOT database를 이용하여 특정 전분 내 타전분의 혼입을 확인하였다.
본 발명은 특정 전분 혹은 당면의 전분 혼입을 관찰하기 위하여 이루어졌다.
본 발명의 주된 특징은 전분 및 면류 제품에 존재하는 단백질을 분석함으로써 면류에 사용된 전분 및 전분의 출처와 혼합 유무를 밝히는 것이다.
전분 및 당면 내 존재하는 단백질을 이용한 전분의 혼입 관찰에는 고구마전분, 옥수수전분, 타피오카전분, 이들 전분의 혼합물, 시중에 시판중인 당면이 사용되었다.
전분 및 전분 혼합물에서 추출된 단백질에 대한 MALDO-TOF 분석 결과는 표 3에 간략하게 나타내었다.
각 당면에 사용된 고구마전분에 대한 옥수수전분, 타피오카전분의 혼입 가능성은 표 4에 간략하게 나타내었다.
본 발명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 순수 전분의 출처 및 10% 혼입 비율을 가진 전분 혼합물에서 타전분의 혼입을 관찰 가능하다.
또한 시판중인 당면에 대한 고구마 전분외의 타전분 유입을 관찰한 결과, H당면을 제외한 모든 당면에서 옥수수 또는 타피오카 전분이 혼입되어 있는 것을 관찰하였다.
본 발명의 실험에 사용된 모든 당면들은 식품 성분표 상에서 100% 고구마 전분을 사용했다는 것과는 대조적으로 본 발명의 방법을 이용한 결과, 대부분의 당면에서 혼입이 관찰되었다. 하지만 현재까지 전분의 정확한 출처를 확인할 수 없었기 때문에 이와 같은 혼입을 보고되지 않았다.
이는 본 발명의 방법이 연구 및 산업적 측면에서 즉각 이용될 필요성과 함께 전분 및 면류의 품질 관리 및 평가에 유용하게 이용될 수 있음을 시사한다.
기존의 실험방법들이 물리적 특정을 이용하여 대략적인 전분의 출처를 확인할 수 있었던 것과는 대조적으로 본 발명의 방법은 전분 내 존재하는 단백질을 분석함으로써 전분의 절대적인 출처와 더불어 특정 전분의 혼입 유무까지 확인할 수 있는 장점을 가진다.
또 본 발명의 방법은 전분 및 면류 제품의 출처 확인에만 한정되는 것은 아니며, 구성성분의 종류 및 출처가 일정하며, 일정량 이상의 단백질을 함유한 식품이라면 본 발명의 방법을 응용할 수 있을 것이라 판단된다.
도 1은 전분 및 당면에 존재하는 단백질 분리, 농축, 확인 방법을 간략하게 도식화한 것.
도 2는 고구마, 타피오카, 옥수수전분 및 이들의 혼합물에 대한 전기영동 결과를 나타낸 그림(lane1 : 고구마, lane2 : 타피오카, lane3 : 옥수수, lane4 : 고구마, 타피오카 혼합물, lane5 : 옥수수, 고구마 혼합물, lane6 : 옥수수, 타피오카 혼합물).
도 3은 각 전분에서 추출된 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting 결과를 나타낸 그림(a : 고구마전분, b : 옥수수전분 1band, c : 옥수수전분 2band, d : 타피오카전분)
도 4는 각 전분 혼합물에서 추출된 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting 결과를 나타낸 그림(a : 고구마전분 과 타피오카 전분 9:1 혼합물, b : 옥수수전분과 타피오카 전분 9:1 혼합물, c : 옥수수전분과 타피오카 전분 9:1 혼합물)
도 5는 시중에 판매중인 당면에 대한 전기영동 결과를 나타낸 그림(lane1 : G당면, lane2 : Y당면, lane3 : O당면, lane4 : J당면, lane5 : C당면, lane6 : Y당면, lane7 : X당면)
도 6은 각 당면에서 추출된 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting 결과를 나타낸 그림(a : Y당면, b : G당면, c : J당면, d : C당면, e : O당면, f : H당면, g : X당면)
도 2는 고구마, 타피오카, 옥수수전분 및 이들의 혼합물에 대한 전기영동 결과를 나타낸 그림(lane1 : 고구마, lane2 : 타피오카, lane3 : 옥수수, lane4 : 고구마, 타피오카 혼합물, lane5 : 옥수수, 고구마 혼합물, lane6 : 옥수수, 타피오카 혼합물).
도 3은 각 전분에서 추출된 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting 결과를 나타낸 그림(a : 고구마전분, b : 옥수수전분 1band, c : 옥수수전분 2band, d : 타피오카전분)
도 4는 각 전분 혼합물에서 추출된 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting 결과를 나타낸 그림(a : 고구마전분 과 타피오카 전분 9:1 혼합물, b : 옥수수전분과 타피오카 전분 9:1 혼합물, c : 옥수수전분과 타피오카 전분 9:1 혼합물)
도 5는 시중에 판매중인 당면에 대한 전기영동 결과를 나타낸 그림(lane1 : G당면, lane2 : Y당면, lane3 : O당면, lane4 : J당면, lane5 : C당면, lane6 : Y당면, lane7 : X당면)
도 6은 각 당면에서 추출된 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting 결과를 나타낸 그림(a : Y당면, b : G당면, c : J당면, d : C당면, e : O당면, f : H당면, g : X당면)
이하, 본 발명을 비한정적인 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 단 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 의도로 기재된 것으로 본 발명의 범위는 하기 실시예에 의하여 한정되는 것으로 해석되지 아니한다.
실시예
1:전분 및 당면 내 존재하는 단백질의 추출, 농축 및 분리법
본 발명의 추출방법에 대한 설명은 도 1에 나타내었다.
본 발명에서 사용된 단백질 추출 용액은 10% SDS, 2% 2-mercaptoethanol, 10% glycerol, 66mM Tris-HCl로 이루어진 pH 6.8 용액이며,
시료(전분 혹은 당면 가루)를 단백질 추출 용액 200mL에 분산시킨 후, 90℃에서 20분 동안 가열하였다. 본 발명의 과정은 전분 제조 및 정제과정에서 제거되지 않았던 일부 단백질을 전분과 분리시키기 위한 과정이다.
다음으로 원심 분리를 이용하여 완충용액에 존재하는 전분질을 분리, 제거하였다. 전분질은 원심분리에 의해 대부분 침전되었다.
분리된 단백질 추출용액은 과량의 황산 암모늄(ammonium sulfate)을 첨가하여 용액에 유리되어있는 단백질을 침전시킨 후. 원심분리를 통하여 단백질을 용액과 분리하였다.
침전물로 얻어진 단백질은 Sodium dodecyl sulfate-polyacylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), 쿠마시 브릴리언트 블루(coomassie brilliant blue)에 의해 단일의 단백질로 분리 및 시각화되어졌다.
분리된 단일의 단백질은 MALDI-TOF MS를 이용하여 해당 단백질에 대한 정보를 확인할 수 있었다.
실시예
2:고구마, 옥수수,
타피오카
전분에 대한 단백질 분리 및 동정 결과
본 발명의 실험에 사용된 시료는 다음과 같다:
고구마 전분, 타피오카 전분, 옥수수 전분, SDS-PAGE를 이용한 시각화 결과는 도 2에 나타내었다.
고구마 전분(lane 1)과 타피오카 전분(lane2)은 10% SDS-PAGE에서 비슷한 위치의 단일의 밴드로 나타났다(도 2).
이는 고구마전분과 타피오카 전분에는 각각 단일의 단백질만이 존재함을 의미하며, 이들의 분자량 및 구조는 비슷할 것이라 예상된다. 또한 고구마전분에 대한 타피오카 전분의 혼입을 SDS-PAGE만을 이용해서는 확인할 수 없음을 나타낸다.
이와는 대조적으로 옥수수 전분(lane 3)에서 추출한 단백질은 10% SDS-PAGE에서 약 10개의 밴드로 나타남.(도 2) 이는 옥수수 전분에는 약 10여 개의 단백질이 존재하는 것을 증명한다.
고구마전분 혹은 타피오카 전분에 미량의 옥수수 전분이 혼입된다면 SDS-PAGE 결과, 고구마전분 혹은 타피오카 전분에서 관찰된 단일의 밴드가 아닌 옥수수 전분 내 단백질에 의한 여러 개의 단백질 밴드를 확인할 수 있다. 따라서 고구마전분 혹은 타피오카 전분에 대한 옥수수전분의 혼입은 SDS-PAGE만으로 확인이 가능하다.
또한 옥수수 전분은 약 10개의 밴드를 가지고 있기 때문에 옥수수전분에 고구마전분 혹은 타피오카전분의 혼입은 정확히 확인이 힘들다. 따라서 SDS-PAGE를 통해서 시각화된 밴드의 단백질을 MALDI-TOF MS를 이용한 분석이 필요하다.(MALDI-TOF MS를 통하여 얻어진 peptide mass fingerprinting(PMF)와 MASCOT(protein identification tool)을 이용하여 해당 단백질에 대한 정보를 얻을 수 있음)
얻어진 밴드의 단백질에 대한 peptide mass fingerprinting(PMF), MASCOT (protein identification tool) 결과는 각각 도 3과 표 1에 나타내었다. (옥수수전분은 여러 개의 밴드들 중에서 40~60kDa사이의 두 개의 밴드에 대해서 MALDI-TOF MS 분석을 함)
단백질 밴드는 트립신을 이용하여 펩타이드의 작은 단편으로 효소(modified porcine trypsin)분해되고 이를 MALDI-TOF MS를 이용하여서 분해되어진 펩타이드들의 분자량을 확인하였다. 이때, 트립신에 의해 분해되어 생성되는 펩타이드들의 ion peak m/z 값은 단백질에 따라 독특하기 때문에 이를 peptide mass fingerprinting(PMF)라고 부른다.(도 3)
또한 MASCOT program은 각 단백질의 독특한 peptide mass fingerprinting (PMF)의 database 검색 및 실험에서 얻어진 단백질의 ion peak m/z와의 대조가 가능하며, 더 나아가 실험에서 얻어진 단백질에 대한 정보를 얻을 수 있는 대표적인 tool중 하나이다. (표 1)
표 1에는 고구마전분에서 추출된 단백질(a), 타피오카전분에서 추출된 단백질(b), 옥수수전분에서 추출된 단백질(c)에 대한 MASCOT matching 결과를 표시한다.
표 1(a)에서 밑줄 처리된 Ipomoea batatas는 고구마의 학술명이며, 실험에서 얻어진 고구마 전분 추출 단백질 밴드와 기존 고구마에 존재하는 GBSS(Granule bound starch synthase)의 matching 점수는 175점으로 두 단백질이 동일할 가능성이 매우 높다.
표 1(b)에서 밑줄 처리된 Manihot esculenta는 타피오카(카사바)의 학술명이며, 실험에서 얻어진 타피오카 전분 추출 단백질 밴드와 기존 카사바에 존재하는 GBSS(Granule bound starch synthase)의 matching 점수는 110점으로 두 단백질이 동일할 가능성이 매우 높다.
표 1(c)에서 밑줄 처리된 Zea mays는 옥수수의 학술명이며, 실험에서 얻어진 옥수수 전분 추출 단백질 밴드와 기존 옥수수에 존재하는 GBSS(Granule bound starch synthase)의 matching 점수는 86점으로 두 단백질이 동일할 가능성이 매우 높다.
GBSS(Granule bound starch synthase)는 전분의 생합성에 관여하는 단백질로 전분의 생성과정 동안 이용되며, 전분 입자 내에 강하게 결합되어 있기 때문에 전분 추출 및 정제과정에서 제거되지 않고 잔존된다.
고구마전분에서 분리된 GBSS는 여러 가지 peak를 가지고 있지만 옥수수전분에서도 동시에 관찰된 1099.6m/z peak를 제외하면 1634.8m/z peak가 가장 intensity가 높은 것을 관찰할 수 있다.(도 3(a))
옥수수전분에서 분리된 GBSS는 여러 가지 peak를 가지고 있지만 고구마전분에서도 관찰된 1099.6m/z peak를 제외하면 1697.8m/z peak과 1981.0m/z peak가 가장 intensity가 높은 것을 관찰할 수 있다.(도 3(b),(c))
타피오카 전분에서 분리된 GBSS 또한 여러 가지의 peak를 가지고 있지만 이들 중에서 1085.5m/z peak의 intensity가 가장 높음을 관찰할 수 있다.(도 3(d))
이들 네 개의 피크(peak)들이 각 단백질의 MALDI-TOF MS 스펙트럼에서 가장 선명하기 때문에, 혼입물의 MALDI-TOF MS 스펙트럼 결과에서도 관찰하기 쉬울 것으로 예상된다. 따라서 세 전분의 혼입을 관찰하기 위한 reference peak로 1634.8(고구마), 1981.0(옥수수 1st), 1697.8(옥수수 2nd), 1085.5(타피오카)m/z로 설정하였다.
실시예
3:고구마, 옥수수,
타피오카
전분
혼입물에
대한 단백질 분리 및 동정 결과
본 실시예에 사용된 시료는 다음과 같다:
고구마전분과 타피오카전분이 9:1로 혼입된 전분 혼합물;옥수수전분과 고구마전분이 9:1로 혼입된 전분 혼합물;옥수수전분과 타피오카전분이 9:1로 혼입된 전분 혼합물.
SDS-PAGE를 이용한 각 전분혼입물의 단백질 분리결과는 도 2에 나타낸다.
고구마전분과 타피오카전분에서 분리된 각각의 단백질은 SDS-PAGE에서 동일한 위치에서 관찰되었기 때문에(도 1), 이들의 혼합전분 또한 단일의 밴드로 관찰된다.(도 2 lane4)
하지만 약 10여개의 단백질을 가지고 있는 옥수수전분이 타전분과 혼입된 전분에서 추출된 단백질의 SDS-PAGE에서는 4~5개의 단백질 밴드를 관찰할 수 있다.(도 2 lane 5,6.)
다음 3가지 경우 모두 SDS_PAGE에 의한 시각화만으로는 단백질의 혼입을 관찰하기 힘들기 때문에 MALDI-TOF를 이용하여 각 단백질의 peptide mass fingerprinting(PMF)을 확인하였다.
고구마전분과 타피오카전분이 함께 혼합된 전분 혼합물의 MALDI-TOF MS 스펙트럼(도 4(a))에서는 고구마전분 GBSS의 독특한 피크(1634.8m/z peak)와 타피오카전분 GBSS의 독특한 피크(1085.5m/z peak)가 모두 관찰되었다. (단, 타피오카전분의 혼입비율이 고구마전분의 혼입비율에 비해서 작기 때문에 1085.5m/z peak의 크기가 1634.8m/z peak에 비해서 작음)
옥수수전분과 고구마전분이 9:1로 혼합되어 있는 전분 혼합물의 MALDI-TOF MS 스펙트럼(도 4(b))에서는 옥수수전분 GBSS의 독특한 피크(1697.8m/z peak, 1981.0m/z peak)와 타피오카전분의 독특한 피크(1085.5m/z peak)가 모두 관찰되었다.
옥수수전분과 타피오카전분이 함께 혼합된 전분 혼합물의 MALDI-TOF MS 스펙트럼(도 4(c))에서는 옥수수전분 GBSS의 독특한 피크(1697.8m/z peak, 1981.0m/z peak)와 타피오카전분 GBSS의 독특한 피크(1085.5m/z peak)가 모두 관찰되었다.
전분 혼합물에서 추출된 단백질(GBSS)의 MALDI-TOF MS 스펙트럼에서 각 전분에서 추출된 GBSS의 reference peak(고구마 : 1634.8m/z, 타피오카 : 1085.5m/z, 옥수수 : 1697.8, 1981.0m/z)의 존재 유무를 확인함으로써 간단하게 타전분의 혼입 가능성을 평가할 수 있었다.
실시예
4:시중에 판매중인
당연에
대한 단백질 분리 및 동정 결과
상기의 실시예의 방법 및 결과를 토대로 시중에 판매중인 당면에 대한 전분혼입을 관찰하였다.
본 실시예에 사용된 당면에 대한 정보는 표 2에 간략하게 표기하였다.
각 당면에서 추출된 단백질의 SDS-PAGE 결과와 MALDI-TOF 질량 스펙트럼 결과는 각각 도 5와 도 6에 나타내었다.
시중에 판매중인 당면의 SDS-PAGE 결과는 전분이나 실험실에서 제조된 당면과는 다르게 여러 개의 밴드가 나타나는 것을 관찰할 수 있다.
SDS-PAGE에 의해서 분리된 단백질 밴드는 MALDI-TOF MS를 이용하여 peptide mass fingerprinting(PMF)을 확임하였다.
Y당면 : 고구마전분 GBSS의 독특한 피크(1634.9m/z)와 옥수수의 독특한 피크(1697.8m/z peak, 1981.0m/z peak)가 동시에 관찰되었다. 이는 Y당면에 사용된 전분이 고구마전분과 옥수수전분의 혼합물임을 의미한다.
G당면 : 고구마전분 GBSS의 독특한 피크(1634.9m/z)와 옥수수의 독특한 피크(1697.8m/z peak, 1981.0m/z peak)가 동시에 관찰된다. 이는 G당면에 사용된 전분이 고구마전분과 옥수수전분의 혼합물임을 의미한다.
J당면 : 고구마전분(1634.9m/z), 옥수수전분(1697.8m/z peak, 1981.0m/), 타피오카전분(1085.5m/z)의 독특한 피크가 모두 관찰된다. 이는 J당면의 경우, 고구마전분, 옥수수전분, 타피오카전분이 모두 혼입되어있음을 의미한다.
C당면 : 고구마전분(1634.9m/z), 옥수수전분(1697.8, 1981.0m/z), 타피오카전분(1085.5m/z)의 독특한 피크가 모두 관찰된다. 이는 C당면에 사용된 전분이 고구마전분, 옥수수전분, 타피오카전분의 혼합물임을 의미한다.
O당면 : 고구마전분(1634.9m/z), 옥수수전분(1697.8, 1981.0m/z), 타피오카전분(1085.5m/z)의 독특한 피크가 모두 관찰된다. 이는 O당면에 사용된 전분이 고구마전분, 옥수수전분, 타피오카전분의 혼합물임을 의미한다.
H당면 : MALDI-TOF 질량 스펙트럼에서는 옥수수전분의 독특한 피크(1697.8m/z peak, 1981.0m/z)와 타피오카의 독특한 피크(1085.5m/z)가 모두 관찰되지 않았다. 본 발명에서 조사한 7종류의 당면 중에서 유일하게 타피오카전분 혹은 옥수수전분이 혼입되지 않은 당면임을 알 수 있었다.
X당면 : 면류협동조합으로부터 제공받은 X당면에서는 고구마전분의 독특한 피크(1634.9m/z)와 타피오카전분의 독특한 피크(1085.5m/z)가 관찰된다. 이는 X당면에 사용된 전분이 고구마전분, 타피오카전분의 혼합물임을 의미한다.
표 1은 MASCOT 프로그램을 이용한 전분 추출 단백질 조회 결과 표이다.
표 2는 분석에 사용된 시판 당면에 대한 정보이다.
표 3은 각 전분 및 전분 혼합물에서 추출된 단백질의 MALDI-TOF의 독특한 피크(unique peak를 나타낸 표이다.)
표 4는 시판 당면 고구마전분에서 타전분 혼입가능성을 나타낸 표이다.
Claims (7)
- 고구마 전분, 타피오카 전분 및 옥수수 전분을 포함하는 식품 또는 전분 혼합물로부터 단백질을 추출하여 SDS-PAGE를 수행하여, 상기 SDS-PAGE를 수행한 결과, 단백질 밴드의 갯수가 다수인 경우에는 옥수수 전분이고, 단일 밴드인 경우에는 고구마 전분 혹은 타피오카 전분이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 단백질 추출은 식품 또는 전분 혼합물을 용액에 분산시킨 후 가열하고, 원심분리하여 수행되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 식품은 전분을 함유하는 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
- 고구마 전분, 타피오카 전분 및 옥수수 전분을 포함하는 식품 또는 전분 혼합물로부터 단백질을 추출하여 단백질 분해효소를 처리하고, 상기 분해 효소에 의하여 생성되는 펩타이드들의 질량 분석법을 통하여 얻어진 고유한 이온 피크(ion peak) m/z 값의 차이를 통하여 전분을 구별하는 단계를 포함하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 고유한 이온 피크(ion peak) m/z 값은 가장 강도(intensity)가 높은 것으로, 고구마 전분의 경우에 1634.8 m/z 피크, 옥수수 전분의 경우에 1697.8 m/z 피크와 1981.0 m/z 피크, 타피오카 전분의 경우에는 1085.5 m/z 피크인 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 단백질 추출은 식품 또는 전분 혼합물을 용액에 분산시킨 후 가열하고, 원심분리하여 수행되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
- 제 4항에 있어서, 상기 식품은 전분을 함유하는 것을 특징으로 하는 식품 또는 전분 혼합물에 존재하는 고구마, 타피오카 및 옥수수 전분의 구별방법.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108387530A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-08-10 | 江南大学 | 一种基于高光谱图像技术进行淀粉中顺丁烯二酸的无损检测方法 |
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2011
- 2011-11-09 KR KR1020110116652A patent/KR101343981B1/ko active IP Right Grant
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| CN108387530A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-08-10 | 江南大学 | 一种基于高光谱图像技术进行淀粉中顺丁烯二酸的无损检测方法 |
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| KR101343981B1 (ko) | 2013-12-24 |
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