[논문자료] 초고압 처리 메밀가루와 메밀반죽의 파파인 가수분해 특성 분석

출처 : 픽사베이

 

초고압 처리 메밀가루와 메밀반죽의 파파인 가수분해 특성 분석

Analysis of hydrolysis characteristics of papine of ultra-high pressure treated buckwheat powder and buckwheat dough

 

메밀은 단백질 함량이 12~15%로 다른 곡류에 비해 높고, 라이신, 아르기닌 등의 필수아미노산 및 각종 무기물과 비타민 B₁, B₂가 풍부하여 영양균형이 좋은 식품으로 최근 건강식품으로 각광받고 있다. 하지만, 메밀은 알레르기성이 매우 강해서 소량을 섭취 혹은 흡입하여도 아나필락시스 쇼크를 유발할 수 있어 섭취가 제한적이다.

본 실험에서는 초고압 처리 메밀가루와 메밀반죽에 파파인 처리한 가수분해물을 이용하여 메밀 단백질의 특성을 분석하였다. 메밀가루와 메밀반죽에 각각 100MPa, 300MPa, 600MPa의 초고압을 처리한 후, 파파인으로 0, 30, 60, 360분, overnight 가수분해하였다. SDS-PAGE에서 초고압 처리 후 메밀가루와 메밀반죽 단백질에 변화는 나타나지 않았으며, 30-50, 24, 19, 16, 9-10kDa의 단백질 밴드가 확인되었다. 메밀 토끼 항혈청을 이용한 ELISA 결과, 메밀가루는 600MPa 초고압 처리 후 immunogenicity에 큰 변화를 보이지 않았으며, 메밀반죽은 초고압 처리 전에 비하여 600MPa 초고압 처리 후 37% immunogenicity 감소를 보였다.

파파인 처리한 메밀가루와 메밀반죽, 초고압 처리 메밀가루와 메밀반죽을 파파인 가수분해 후 SDS-PAGE에서 반응 30분 이내에 24kDa 단백질 밴드가 사라졌으며, 16kDa 단백질은 희미하게 남아있었다. 파파인 overnight 처리 후에는 16kDa 단백질도 사라지고, 10kDa보다 작은 smeared 밴드가 나타나 파파인에 의해 메밀가루와 메밀반죽의 단백질이 대부분 가수분해된 것으로 확인되었다. 메밀 토끼 항혈청으로 immunogenicity를 분석한 결과, 파파인 처리한 메밀가루와 메밀반죽, 초고압 처리 메밀가루와 메밀반죽에 파파인 처리한 sample 모두 파파인 처리 60분 후 immunogenicity가 control 수준으로 줄어들었다.

 

파파인 처리한 메밀반죽과 초고압 처리 후 파파인 처리한 메밀반죽 sample을 환자 혈청으로 allergenicity 분석한 결과, 8명의 혈청 중 7명의 혈청이 파파인 처리 60분 후 allergenicity가 60% 이상 감소하여 정상 혈청의 수준으로 줄어들었다. 1명 혈청의 경우, 메밀에 대한 특이성이 매우 높았으며(CAP 수치: 55kUA/L), 파파인 처리한 메밀반죽에서 파파인 overnight 처리 후 allergenicity가 80% 감소하였으나, 정상 혈청과 비교하여 allergenicity가 약간 남아있었으며, 파파인 60분 처리 가수분해물보다 allergenicity가 약간 증가하였다. 600MPa의 초고압 처리 후 파파인을 처리하였을 경우에도 allergenicity가 70% 감소하였으나, 정상혈청(ELISA 값: 0.13)보다 약간 높은 수치를 보였다. 또한, 파파인 60분 처리 가수분해물(ELISA 값: 0.28)보다 overnight 처리(ELISA 값: 0.35)하였을 때, allergenicity가 약간 증가하였다. 하지만, 초고압과 파파인을 처리하지 않은 sample과 비교한다면, 초고압과 파파인 처리 후, 90% allergenicity가 감소하여 매우 높은 감소효과를 보여주었다.

메밀가루와 메밀반죽에 초고압 처리 후, 파파인 처리를 하여 메밀 단백질의 특성 변화를 분석한 결과, 초고압 처리와 파파인 처리를 하였을 때, 메밀 주요 알레르겐 단백질의 저감화를 확인하였다. 따라서 메밀에 초고압 기술 적용 및 파파인 처리는 메밀 저알레르기 식품을 생산하는데 새로운 기술이 될 가능성을 보여주었다.

 

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Buckwheat has a protein content of 12 ~ 15%, which is higher than other cereals. It is a food with good nutritional balance due to its essential amino acids such as lysine, arginine, various minerals and vitamins B1 and B2. However, buckwheat is very allergic, so it can cause anaphylaxis shock even if it is consumed or inhaled in small amounts.

In this study, the characteristics of buckwheat protein were analyzed using hydrolysate treated with waveine in ultra-high pressure buckwheat flour and buckwheat dough. After 100MPa, 300MPa, and 600MPa of ultra-high pressure were treated with buckwheat flour and buckwheat dough, it was hydrolyzed by papain 0, 30, 60, 360 minutes and overnight. After ultra-high pressure treatment, there was no change in buckwheat flour and buckwheat dough protein, and protein bands of 30-50, 24, 19, 16, and 9-10kDa were confirmed. As a result of ELISA using buckwheat rabbit antiserum, buckwheat flour did not show significant changes in immunogenicity after 600MPa ultra-high pressure treatment, and buckwheat dough showed a 37% decrease in immunogenicity after 600MPa ultra-high pressure treatment compared to before ultra-high pressure treatment. After hydrolysis of porridge Papain, the 24kDa protein band disappeared within 30 minutes of reaction in SDS-PAGE, and the 16kDa protein remained faint.  After Papain overnight treatment, 16kDa proteins disappeared, and a small smeared band appeared smaller than 10kDa, indicating that most of the buckwheat flour and buckwheat dough proteins were hydrolyzed by Papain. As a result of analyzing the immunogenicity with buckwheat rabbit antiserum, the level of immunogenicity was reduced to the control level after 60 minutes of waveine treatment for both waveine-treated buckwheat flour, buckwheat dough, ultra-high pressure-treated buckwheat flour and buckwheat dough. As a result of allergicity analysis of sample into the patient serum, 7 serums of 8 serums decreased by 60% after 60 minutes of Papain treatment, and decreased to the level of normal serum. In the case of one serum, the specificity of buckwheat was very high (CAP level: 55kUA/L), and the allergicity decreased by 80% after the overnight treatment of the buckwheat dough treated with the papain, but the allergicity remained slightly higher than the normal serum, and the allergicity increased slightly compared to the hydrolysate treated with the 60-minute papain treatment. The allergicity of the treatment was reduced by 70% after the treatment of 600MPa with ultra-high pressure, but it was slightly higher than that of normal serum (ELISA: 0.13). Also, when overnight treatment (ELISA value: 0.35) was performed, the allergicity was slightly increased compared to the Papain 60 min treatment hydrolysate (ELISA value: 0.28). However, compared to the sample without ultra-high voltage and Papain treatment, 90% allergicity decreased after ultra-high voltage and Papain treatment, which showed a very high reduction effect. After ultra-high pressure treatment on buckwheat flour and buckwheat dough, the characteristics of buckwheat protein were analyzed by using the wavein treatment. Reduction was confirmed. Therefore, the application of ultra-high voltage technology and treatment of wavepain to buckwheat showed the possibility of being a new technology for producing buckwheat low allergy foods.

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출처 : http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=2b71826303c8c7c7ffe0bdc3ef48d419

 

 

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