Allergenicity Change of Soybean Proteins by Thermal Treatment Methods

Hui-Gyeong Seol(설희경),Yu-Jin Ko(고유진),Eun-Jung Kim(김은정),Gyeong-Lan Lee(이경란),Do-Gyeong Kim(김도경),Jeong-Ok Lee(이정옥),Kang-Mo Ahn(안강모),Chung-Ho Ryu(류충호) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.4

콩은 우리나라에서 과민성 알레르기를 일으키는 대표적인 식품 중의 하나로, 식품으로 섭취 시에 가열 및 발효가공을 통한 형태로 섭취한다. 이에 본 연구에서는 콩에 알레르기 반응을 일으키는 7명의 환아 혈청과 1명의 정상인 혈청을 이용하여 열처리 방법에 따른 품종별 콩(대풍, 대원, 태광)의 알레르기성에 미치는 영향을 조사하였다. 단백질을 추출하여 SDS-PAGE, immunoblotting 및 ELISA 방법을 통하여 반응성을 조사한 결과, SDS-PAGE상에서 열처리하지 않은 세가지 품종의 경우 9-76 kDa 위치에서 다양한 단백질 밴드를 보였는데 특히 9, 21, 34,52, 72 그리고 76 kDa의 단백질들은 각각 LTP, Kunits trypsin inhibitor, Gly m Bd 30K, β-conglycinin의 β-subunit, α-subunit와 α’-subunit로 주요한 콩 알레르겐으로 알려져 있다. 반면에 볶은 콩, 발효한 콩에서는 35kDa 이하로 완전히 분해되어 열처리 방법을 통해 단백의 항원성이 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. IgE immunoblotting 을 통한 세 가지 품종의 볶은 콩과 콩 알레르기 환아 혈청과의 반응에서는 공통적으로 38-40kDa과 10-15 kDa에서 단백질 밴드를 보였으나 발효한 콩에서는 대부분 반응성이 약하거나 나타나지 않았다. ELISA 결과, immunoblotting 분석과 동일하게 대부분의 환아 혈청과 반응시에 볶은 콩과 발효한 콩에서 비교적 낮은 수치를 보였다. 결론적으로 콩에 존재하는 알레르겐 단백질은 열처리와 발효 미생물이 분비하는 단백질 분해효소에 의해 대부분의 환아에서 콩 단백질과의 반응성이 약화되는 것으로 사료된다. Soybean is one of the most common food materials causing food hypersensitivity reactions in Korea. In this study, we have investigated the effect of roasting and fermentation on the allergenicity of soybean. Three kinds of soybean (Daepung, Daewon, and Taegwang) were prepared as raw, roasted, and fermented by Bacillus subtilis GSK 3580, and then their proteins were extracted. The proteins were separated using SDS-PAGE, and the detection of IgE specific to soybean proteins was performed by immunoblotting using 7 sera of soybean allergy patients and non-allergic control individuals. Serum specific IgE to soybean was measured by ELISA. The SDS-PAGE of raw soybean proteins showed various-sized bands ranging from 9 to 76 kDa, which are known as major allergens. In particular, 9, 21, 34, 52, 72, and 76 kDa proteins are known as LTP, Kunits trypsin inhibitor, Gly m Bd 30K, β-subunit, α-subunit, and α’-subunit of β-conglycinin, respectively; these are major allergens in soybean. In contrast, only peptides of less than 35 kDa were found in roasted and fermented soybeans. IgE immunoblot analysis of three roasted species of soybeans commonly detected at 38-40 kDa and 10-15 kDa. The protein bands in fermented soybean showed very weak signals or were not detected. In addition, the reactivity of most patients’ sera to soybean was decreased after roasting and fermentation. With these results, it may be concluded that the allergenicity of soybeans is reduced by the roasting and fermentation processes. It is supposed that allergenic proteins in soybean were degraded by heat treatment methods and proteolytic enzymes were secreted from fermenting microorganisms.

지역 농산물의 조단백질과 아미노산 조성 비교

설희경 ( Hui-gyeong Seol ),고희숙 ( Hui-suk Ko ),제희정 ( Hui-jeong Je ),김낙구 ( Nak-ku Kim ),최달연 ( Dal-yeon Choi ),하기정 ( Gi-jeong Ha ) 한국식품영양학회 2017 韓國食品營養學會誌 Vol.30 No.4

This study investigated the crude protein and amino acid contents of local agricultural products widely and specifically grown in Korea, including 25 vegetables and 13 fruits. The crude protein content of vegetables and fruits ranged from 0.46 to 6.53% and 0.29 to 2.23%, respectively. Totally, 17 types of amino acids were found in most samples. The total amino acid content of vegetables and fruits ranged from 457.38 to 9,303.18 mg% and 368.82 to 3,118.75 mg%, respectively. The total amino acid contents of garlic and passion fruit was higher compared to other vagetables and fruits. The calibration curves of the standard components showed good linearity (r2>0.99), except Met (r2=0.989). The limits of LOD and LOQ were in the range 0.034 to 0.991 μg/mL and 0.009 to 0.474 μg/mL, respectively. The results of the study can serve as a fundamental source of information regarding crude protein and amino acids contents in food, for diet planning.

최소 가공용 사과의 품종별 갈변정도

홍정진,설희경,정은호,김영봉,홍광표,Hong, Jeong Jin,Seol, Hui Gyeong,Jeong, Eun Ho,Kim, Yeong Bong,Hong, Kwang Pyo 한국식품영양학회 2018 韓國食品營養學會誌 Vol.31 No.5

This study was carried out to select apple cultivars suited for the fresh cutting or minimal processing as investigating correlation between total phenol and ascorbic acid as browning factors and the enzymatic browning degree. In soluble solid-acid ratio, 'Gamhong' and 'Arisoo' were highest value of 71.69 and 71.52 compared with other cultivars. And the change of lightness (${\Delta}L$) and color (${\Delta}E$) in 'Gamhong' and 'Arisoo' showed lower than other cultivars while 'Arkansas black' was highest change of lightness and color as ${\Delta}L$ 8.27, ${\Delta}E$ 13.86 respectively. Total phenol and ascorbic acid contents in 'Arkansas black' were highest such as 334.3 mg GAE/100 g and 9.22 mg/100 g, respectively. And polyphenol oxidase (PPO) activity also was the highest such as 14.43unit in 'Arkansas black'. The correlation test showed browning of apple was significantly dependent on ${\Delta}L$, ${\Delta}E$, total phenol, ascorbic acid contents and PPO activity (p<0.01). On the contrary, no significant correlation had been determined between the browning and ascorbic acid oxidase (AAO) activity. Thus, it seemed that the browning of apple was not only due to oxidation of ascorbic acid but also total phenol. It was suggested that 'Gamhong' and 'Arisoo' were suitable for fresh cutting or minimal processing.

사과 품종별 성숙에 따른 유용성분 함량 변화

홍정진,설희경,김윤숙,정은호,김영봉,홍광표,Hong, Jeong Jin,Seol, Hui Gyeong,Kim, Yoon Suk,Jeong, Eun Ho,Kim, Yeong Bong,Hong, Kwang Pyo 한국식품영양학회 2019 韓國食品營養學會誌 Vol.32 No.4

This study was conducted to select cultivars and determine the harvest period suited for the availability of biological activities in unripen apple. To analyze effective the components in the apple (Malus domestica), three cultivars, 'Summerking', 'Hongro', 'Fuji' were harvested from 40~50 days after full bloom to harvest time. Soluble solid content increased gradually by ripening but titratable acidity decreased with ripening regardless of the cultivars. The total phenol content significantly reduced with ripening from May 30 to July 30 (p<0.05). Substantially, the total phenol content of 'Hongro' in May 30 was four times higher than that of 'Summerking' in the same period and ten times higher than that of 'Hongro' in August 30. The total flavonoid content reduced with ripening regardless of cultivars (p<0.05) and that of 'Hongro' in May 30 was significantly highest (p<0.05). The ascorbic acid content was the highest in 'Hongro' in May 30 (p<0.05). The contents of tannin and ursolic acid significantly reduced with ripening from May 30 to July 30 (p<0.05), while no significant difference was observed between Hogro and Fuji after July 30. Therefore, 'Hongro' harvested in May 30 was considered to be best in the utilization of the effective components of immature apple.

밀의 도정 및 발효 균주에 따른 우리밀 메주의 품질특성

이경란 ( Gyeong Ran Lee ),고유진 ( Yu Jin Ko ),김은정 ( Eun Jung Kim ),설희경 ( Hui Gyeong Seol ),김은자 ( Eun Ja Kim ),김일훈 ( Il Hun Kim ),심기환 ( Ki Hwan Shim ),김영기 ( Young Gi Kim ),유충호 ( Chung Ho Ryu ) 한국식품저장유통학회(구 한국농산물저장유통학회) 2012 한국식품저장유통학회지 Vol.19 No.6

본 연구는 표준화된 밀 메주를 제조하기 위해 원료밀의 도정에 따른 수침 및 증숙조건과 품질특성을 조사하였다 수침시간에 따른 2분도 밀, 5분도 밀, 통밀, 밀가루의 물리적 특성변화를 조사하기 위해 무게 부피, 수분 함량, 수분 흡수 량을 살펴 본 결과, 대부분의 밀에서 수침4시간 이후에는 평형상태에 도달하였다. 원료밀 종류에 따른 증숙시간을 조사한 결과, 통밀을 제외한 밀원료의 증숙시간은 100℃에서 10분이 적합하였다. 최적 수침 및 증숙조건으로, 가공한 2분도 밀과 5분도 밀을 각각 A. oryzae와 B. subtilis Ml으로 발효하여 우리밀 메주를 제조한 후 일반 성분 및 효소역가를 비교한 결과, 황국균을 사용한 경우 발효 효율이 더 우수하게 나타났다. 또한 2분도 밀도다 5분도 밀에서 총당, 환원당 및 a-amylase 역가가 높게 나타나, 우수한 밀 메주의 제조를 위해 5분도 밀을 A. oryzae로 발효하는 것이 효율적이라 사료된다. In this research, the soaking and steaming conditions of Korean wheat meju according to the degree of milling were investigated, and the quality characteristic was analyzed, for the manufacture of the standardized Korean wheat meju. As a result of the changes in weight, volume, moisture content, and moisture absorption amount, which indicate the physical properties of Korean wheat meju using 20% polished wheat, 50% polished wheat, whole wheat, and whole wheat flour, most of the wheat materials reached the equilibrium state after 4 hours of soaking. Also, the appropriate steaming time to complete the cooking of the wheat materials was found to be 10 min at 100℃, except for whole wheat. The 20 and 50% polished wheat materials were selected for Korean wheat meju based on the soaking and steaming results. The selected wheat materials were fermented using Aspergillus oryzae and Bacillus subtilis M1, respectively, and the quality properties and enzyme activities showed that A. oryzae would be effective for the manufacture of Korean wheat meju. Also, the 50% polished wheat showed higher total sugar content, reducing sugar content, and α-amylase activity than the 20% polished wheat. Therefore, it is supposed that the fermentation of 50% polished wheat by A. oryzae would be appropriate for manufacturing superior Korean wheat meju.

추출방법에 따른 미숙사과 추출물의 유용성분 함량 및 항산화 활성

홍정진,설희경,오주열,정은호,장영호,Hong, Jeong Jin,Seol, Hui Gyeong,Oh, Ju Youl,Jeong, Eun Ho,Chang, Young Ho 한국식품영양학회 2021 韓國食品營養學會誌 Vol.34 No.2

The purpose of this study was to determine the optimum extraction method suitable for the availability of biological activities in unripe apples known to be rich in functional components. Unripe apples 'Hongro' picked on May 28th, 2019 were extracted by various extraction methods (hot water, ethanol, enzymatic pre-treatment, ultrasonic wave, and subcritical water) and their extracts were investigated yield, effective component contents, and antioxidant activities. Overall, the yields by the extraction solvent were higher in water than in organic solvent(ethanol) because water-soluble compounds were eluted from a polar solvent. Total phenol contents of the ultrasonic wave (ethanol) extracts were significantly higher in 6 times than hot water extract. Contents of flavonoid were highest in the ethanol extract at 29.14 mg QE/g. Contents of tannin and ursolic acid were also significantly higher in the ultrasonic wave (ethanol) extract. The DPPH radical and ABTS radical scavenging activities were the strongest in the ultrasonic wave (ethanol) extract. Correlation between effective components and antioxidant activities was high in the total phenol content with ABTS and the ursolic acid content with DPPH (p<0.01). The above results suggested that ultrasonic wave (ethanol) extract of unripe apples has the potential to act as a functional material.

사과 품종별 과피 및 과육의 이질감 요인 특성 조사

구소희(So Hui Gu),홍정진(Jeong Jin Hong),김현수(Hyun Soo Kim),정은호(Eun Ho Jeong),김석우(Seok Woo Kim),설희경(Hui Gyeong Seol) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10

대부분의 사람들은 사과를 깎아 먹는 과일로 인식한다. 소비자들은 사과껍질에 영양성분이 많다는 것을 인식하는 반면, 거친 식감의 이유로 먹지 않는 경우가 더 많다. 그래서 사과 껍질까지 먹을 수 있는 적합 품종 선발에 필요한 사과 품종별 과피 및 과육의 이질감 요인에 대해 특성을 조사하고 관련 요인들을 상관관계 분석하였다. 본 연구의 시험재료는 국내외 사과 품종 5종(루비에스, 산사, 아리수, 홍로, 후지)으로 경상남도농업기술원 사과이용연구소 시험포장에서 적기에 수확하여 사용하였다. 사과 품종별 과피 두께와 관련 요인들의 상관관계분석을 위해 과피 두께, 당도, 산도, 경도, 식이섬유 총 함량, 왁스지방산(Oleic acid, Linoleic acid) 함량, TPA분석 및 관능검사를 실시하였다. 과피두께는 40μm기준으로 루비에스가 4.6μm로 가장 두꺼웠고, 그 다음으로 홍로, 아리수, 산사 순이었으며, 후지가 1.6μm로 가장 얇았다. 당도는 후지가 14.3°Brix로 가장 높았고, 산사, 홍로, 아리수 순이었으며, 루비에스가 12.7°Brix로 가장 낮았다. 산도는 루비에스가 0.39%로 가장 높았고 홍로, 후지가 0.26%로 가장 낮았다. 경도는 아리수가 43.3N로 가장 단단하였고 산사는 27.8N로 가장 약했다. 식이섬유 총 함량은 생체중으로 분석하였으며, 루비에스가 3.04g/100g으로 가장 높았으며, 홍로가 1.45g/100g으로 가장 낮았다. 왁스지방산인 Oleic acid(C₁8:1), Linoleic acid(C₁8:2)의 함량은 생체중으로 분석하였으며, 홍로가 0.032g/100g, 0.041g/100g으로 가장 높았고, 산사가 0.014g/100g, 0.021g/100g으로 가장 낮았다. TPA분석에서 Chewiness 측정 결과 루비에스가 2,970으로 가장 높았고, 산사가 913으로 가장 낮았다. 관능검사(5점 척도법)는 맛, 향 및 씹힘성을 기준으로 실시하였으며 산사가 4.7로 가장 높았고, 루비에스가 2.2로 가장 낮았다. 위의 결과를 종합해 볼 때 과피두께가 가장 두꺼운 루비에스의 지방산 함량, TPA의 Chewiness, 총 식이섬유 함량이 가장 높았다. 사과 품종별 상관관계 분석 결과 과피 두께, 왁스지방산 함량 및 TPA Chewiness값은 0.01수준에서 유의하였고, 총 식이섬유 함량은 0.05수준에서 유의하였다. 또한 루비에스의 관능평가가 가장 낮은 것은 위의 결과가 어느 정도 유의성이 있다고 판단된다. 이 결과를 바탕으로 껍질째 먹을 수 있는 적합 품종 선발 시 과학적 근거의 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

Anti-inflammatory Effect and Antioxidative Activities of Ingredients used in Bibimbab

Yu-Jin Ko(고유진),Hui-Gyeong Seol(설희경),Gyeong-Ran Lee(이경란),Gye-Im Jeong(정계임),Chung-Ho Ryu(류충호) 한국생명과학회 2013 생명과학회지 Vol.23 No.2

본 연구에서는 우리나라 전통 음식인 비빔밥의 우수성을 검증하고자 비빔밥에 들어가는 재료인 애호박, 도라지, 숙주, 속대기, 부추, 고사리의 조리 전과 후의 항염증 및 항산화 효과를 조사하였다. 인간유래 비만세포인 HMC-1 (human mast cell)에 70% ethanol로 추출한 조리 전, 후의 다양한 비빔밥 재료의 추출물을 1.0 mg/ml의 농도로 처리한 후, PMA와 A23187로 자극하여 염증반응을 유도하였다. MTT 분석에 의한 세포 생존율 결과, 모든 구에서 82% 이상의 세포 생존율을 보여 조리 전, 후의 비빔밥 재료 추출물에 의한 세포 독성은 나타나지 않았다. HMC-1 비빔밥 재료의 추출물을 0.01, 0.1, 1.0 mg/ml의 농도로 처리한 후, 자극제로 염증반응을 유도하였을 때 그 효과를 TNF-α, IL-6, IL-8의 분비량으로 알아보았다. 전체적으로 cytokine의 분비가 감소하였는데, 특히 1.0mg/ml 농도에서 조리 후의 부추 추출물이 TNF-α, IL-6 분비량을 각각 90%, 93% 저해하였고, 무 추출물은 IL-8 분비량을 85% 저해하여 다양한 비빔밥 재료 중 가장 높은 저해율을 나타냈다. DPPH 분석에 의한 항산화 활성 결과, 조리 전, 후의 부추 추출물에서 각각 67.50%, 73.65%로 재료 중 가장 높았으며 전반적으로, 조리함으로써 항산화 활성이 향상되었다. 결론적으로 조리 전보다 조리 후의 재료에서 세 가지의 cytokine을 유의성 있게 억제하였고, 항산화 활성 또한 높게 나타나 비빔밥의 우수성을 검증하는 기초자료로 활용이 가능하다고 사료된다. Bibimbab (mixed rice) is a traditional Korean one-dish meal. This study was carried out to investigate the anti-inflammatory and antioxidative effects of raw and seasoned ingredients used in Bibimbab (Cucurbita moschata P., Platycodon grandiflorum A., Vigna radiata L., Porphyra yezonensis udea, Allium ampeloprasum L., Pterdium aguilinum, Raphanus sativus). Human mast cells (HMC-1) were pretreated with 70% ethanol extracts of Bibimbab and further cultured for an appropriate time after the addition of phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) and calcium ionophore A23187. Cell viability was determined by an MTT assay. None of the ingredients showed cytotoxic effects at a concentration of 1.0 μg/ml. Anti-inflammatory effects were analyzed at 0.01, 0.1, and 1.0 mg/ml concentrations of the raw, seasoned ingredients of PMA. A23187 stimulated HMC-1. Among the various ingredients, seasoned A. ampeloprasum L. extract showed the highest inhibition of TNF-α and IL-6 secretion (90% and 93%, respectively) at a concentration of 1.0 mg/ml. The R. sativus extract showed the highest inhibition (85%) of IL-8 secretion. DPPH analysis of the antioxidation properties of the ingredients showed that raw and seasoned A. ampeloprasum extracts exhibited the highest DPPH free radical scavenging activity (67.50 and 73.65%, respectively). These results suggest that seasoned ingredients used in Bibimbab have lower anti-inflammatory effects in relation to TNF-α and IL-6 secretion than raw ingredients in PMA- and A23187-treated HMC-1. In addition, the seasoned ingredients showed a tendency to increase antioxidative activity. Therefore, the ingredients used in Bibimbab have potential as anti-inflammatory and antioxidation agents.

사과 품종별 성숙에 따른 유용성분 함량 변화

홍정진(Jeong Jin Hong),설희경(Hui Gyeong Seol),김윤숙(Yoon Suk Kim),정은호(Eun Ho Jeong),김영봉(Yeong Bong Kim),홍광표(Kwang Pyo Hong) 한국원예학회 2019 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2019 No.5

Cross-Reactivity and Digestive Enzyme Stability of Peach, Korean Cherry, and Hot Pepper

Eun-Jung Kim(김은정),Yu-Jin Ko(고유진),Gyeong-Ran Lee(이경란),Hui-Gyeong Seol(설희경),Chang-Min Kang(강창민),Chung-Ho Ryu(류충호) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.11

복숭아는 오래 전부터 알레르기를 일으키는 식품으로 알려져 있으나 특정 식품과의 교차반응에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 한국에서 재배되고 있는 복숭아, 앵두, 고추의 단백질을 추출하여 복숭아 알레르기를 가진 환자가 앵두와 고추에 대해 교차반응성을 일으키는지 확인하고 이 단백질들의 소화효소처리에 따른 안정성을 조사하였다. 복숭아, 앵두 및 고추 단백질 추출물은 Tricine-SDS-PAGE상에서 3 kDa부터 26 kDa 이상까지 넓은 범위의 단백질 분포를 보였으나 각기 다른 패턴을 가지는 것을 확인하였다. 복숭아 단백질의 항원성을 확인하기 위해 복숭아 민감성 환자의 혈청과의 IgE반응성을 확인한 결과, 환자 혈청은 모두 복숭아의 주요 항원성 단백질 lipid transfer protein로 예상되는 9 kDa 부근에서 강한 IgE결합력을 보였으며 또한 9 kDa 단백질이 anti-LTP1 polyclonal antibody에 의해 검출되는 것을 확인하였다. 앵두와 고추 단백질 추출물은 23 kDa 부근에서의 IgE결합력이 9 kDa과의 반응성보다 크게 나타났다. 복숭아, 앵두 및 고추의 소화효소에 대한 안정성을 SDS-PAGE 상에서 확인한 결과, 복숭아, 앵두 및 고추의 항원성 단백질은 인공 위액 및 장액에 의해 완전히 분해되지 않아 알레르기를 유발할 잠재성이 있는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과를 바탕으로, 복숭아, 앵두 및 고추 단백질 추출물이 소화효소처리에 안정성을 가지는 특성을 가지며 복숭아 알레르기 증상을 가지는 사람에게 앵두 및 고추는 교차반응성을 일으킬 가능성이 크다는 것을 확인할 수 있었다. Peach (Prunus persica) has been recognized as a food allergen for over 20 years. However, there is little information about cross-reactivity with other foods. The aim of this study was to research cross-reactivity of Korean cherry and hot pepper on patients allergic to peach and its stability by digestive enzyme treatment. Peach, Korean cherry, and hot pepper proteins were extracted and separated by Tricine-SDS-PAGE analysis. The protein extracts had a wide range of molecular weight, from 3 kDa to more than 26 kDa, and displayed different patterns of protein bands on Tricine-SDS-PAGE. Peach allergic patients’ sera were used to detect the allergenic protein in three samples. Three peach allergic patients’ sera reacted strongly with 9 kDa protein of peach, which was the expected lipid transfer protein (LTP) as the major allergen of peach and was detected with anti-LTP1 polyclonal antibody. However, the reactivity of the 23 kDa protein in Korean cherry and hot pepper protein was stronger than that of the 9 kDa protein. The stability of protein extracts on digestive enzyme treatment was examined using simulated gastric fluids (SGF) and simulated intestinal fluids (SIF), in which digestive enzyme stability is one of the characteristics of allergen potentially causing food allergy. Findings confirmed that allergenic proteins in peach, Korean cherry, and hot pepper were not completely digested by SGF and SIF treatments from results of SDS-PAGE analysis. These results confirmed that Korean cherry and hot pepper might cause cross-reactivity in peach allergic patients, and its allergenic proteins have stability against digestive enzymes.