해삼 당단백질의 물리화학적 특성과 식이효과

문정혜(Jeung-Hye Moon),류홍수(Hong-Soo Ryu),유병진(Byeong-Jin You),문수경(Soo-Kyung Moon) 한국식품영양과학회 1996 한국식품영양과학회지 Vol.25 No.2

육상생물에 비해 활성물질의 급원으로서 이용율이 낮은 해양생물자원인 해삼(홍삼, 청삼 및 흑삼)에서 당단백질을 추출하여 그 화학성분의 조성을 규명하고 이들의 물리화학적 특성과 식이효과를 실험하였다. 일반 성분의 함량은 종류에 따라 큰 차이가 없으며, 특히 점질다당체의 주성분인 chondrotin sulfate의 함량이 2.6~3.2%를 함유하고 있다. 동결건조해삼분말에서 추출한 당단백질의 유화성과 유화안정성은 동결건조해삼 분말 보다 각각 56~77%, 33~71%로 증가하였다. 당단백질은 보수력을 측정하기에 곤란할 정도로 증류수에서의 용해도가 높았으며, 동결건조해삼분말의 보수력은 913.4%(홍삼), 673.5%(청삼) 및 870.4%(흑삼)로 나타났다. 점도는 홍삼으로부터 분리한 당단백질의 정도가 제일 높았으며 청삼과 흑삼은 유사하였다. 해삼에서 분리한 당단백질의 구성아미노산은 홍삼이 청삼 및 흑삼에 비해서 전체 단백질에 차지하는 구성아미노산의 비율이 높은 편이었으며(홍삼 96%, 청삼 91.6% 및 흑삼 88.2%), 각 당단백질의 Asx와 Glx는 모두 10% 이상을 차지하였고, 특히 histidine이 2% 이하의 낮은 결과를 보였다. 동결건조분말에 비해 당단백질의 valine, phenylalanine 및 lysine의 함량은 모두 약 2배 증가하였는데 비해 glycine은 약 60~70%, Arg은 약 40% 감소하였다. 동결건조해삼분말 중 청삼과 여기서 추출한 당단백질을 몇종의 단백질 식품(casein, 분유, 콩단백추출 및 오징어)에 여러가지 비율로 첨가시켜 소화율의 저해효과를 보았을 때 casein, 분유, 콩단백질추출물의 소화율이 3.5~6%와 4.5~11.4%의 저해효과를 보았으나 오징어 단백질에 대해서는 모두 큰 저해효과가 없었다. To clarify the potentiality of sea cucumbers as dietary food, the effects of those glycoprotein on dietary proteins and physicochemical properties of those proteins were studied. Crude glycoprotein was efficiently extracted using 20mM sodium phosphate buffer(pH 7.0) and by salting out with 80% ammonium sulfate saturation. The fractions obtained through the DEAE-cellulose ion exchange chromatography was identified as glycoprotein by Schiff's reagent and SDS polyacrylamide gel electrophoresis. The yields of each glycoprotein from the three kinds of sea cucumbers were 0.814(red), 0.l84(blue) and 0.232(black) and the molecular weights of the glycoproteins subunits were ranged from 20,000 dalton(blue and black) to 29,000 dalton(red), respectively. The electrophoretic patterns of the glycoprotein isolates were similar to each other and any significant difference in amino acid pattern was observed. Predominant amino acids were Asx(aspartic acid and asparagine) and Glx(glutamic acid and glutamine) ; in contrast, histidine and methionine were below 2% as compared to total amino acids. Water holding capacities of the glycoprotein isolates from red, blue and black cucumbers were equally 100% and emulsion activities ranged from 53% to 64%. In addition the emulsion stabilities were 7.04, 1.37 and 2.44, respectively. In vitro digestibility of some proteins(casein, SPI and squid) was decreased as increasing the level of the freeze dried sea cucumber powder and glycoprotein isolates. But squid protein was not affected.

해산 극피동물 중의 당단백질의 특성과 이용 - Ⅱ. 해삼당단백질과 황산콘드로이친의 항돌연변이 및 항암효과

문정혜(Jeung-Hye Moon),류홍수(Hong-Soo Ryu),양훈석(Hoon-Suk Yang),서재수(Jae-Soo Sub) 한국식품영양과학회 1998 한국식품영양과학회지 Vol.27 No.2

해삼에서 추출한 당단백질과 황산콘드로이친의 간접돌연변이원(AFB₁, DMAB)과 직접돌연변이원(MNNG, 4-NQO)에 대한 돌연변이 유발성 및 human colon carcinoma cell(HT-29)과 human gastric cell(AZ-521)의 성장에 미치는 저해효과를 검토하였다. 추출 황산콘드로이친과 당단백질의 항돌연변이효과는 해삼종류와 분획방법에 관계없이 1~5% 범위내에서 농도의 증가에 따라 강한 항돌연변이효과를 나타내었다. 5% 수준의 당단백질과 황산콘드로이친은 AFB₁과 DMAB에 대하여 84%~98% 및 79~85%의 저해효과를 보였고, 이 중 DEAE-cellulose ion exchange chromatography로 분획한 붉은색 해삼 중의 당단백질의 저해효과가 가장 높았다(98%). 이에 반해 직접돌연변이원인 MNNG와 4-NQO에 대하여서는 같은 5% 수준에서 각각 55~78%와 58~70%의 비교적 낮은 저해율을 보였다. 추출 당단백질의 암세포 성장저해효과에서도 해삼의 종류와 분획방법에 관계없이 5%까지 농도증가에 따라 결장암세포인 HT-29의 성장을 89~95%까지 저해시키는 항암효과를 나타내었고, AZ-521의 위암세포는 82~92%까지 성장을 억제시켰다. The antimutagenic and anticancer activities of glycoprotein(GP) and chondroitin sulfate(CS) from sea cucumbers were studied using Ames mutagenicity test and human cancer cells culture test. The GP's inhibitory effect toward aflatoxin B₁(AFB₁) and 3,2'-dimethyl-4-amino-biphenyl(DMAB) increased with the higher added concentrations up to 5% level(w/w) regardless fractionation methods. The GP from sea cucumbers through DEAE-cellulose column chromatography showed an inhibitory effect ranged from 84 to 98%, and the maximum antimutagenicities resulted in red sea cucumber with 98% (AFB₁) and 95%(DMAB). But 5% level of CS from various sea cucumbers had an inhibitory effect toward those both indirect mutagens ranged from 79% to 85%. However, in case of direct mutagens(N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine, MNNG and 4-nitroquinoline-l-oxide, 4-NQO), the GP's inhibitory effect was 55~78% and the CS had a low inhibitory effect(58~70%) at the added level of 5%. The GP from sea cucumbers exhibited the strong inhibitory effects with 89~95% and 82~92% on the growth of HT-29 human carcinoma cells and AZ-521 human gastric cancer cells(at 5% level).

쇠고기에 첨가한 마늘의 소화효과

문정혜(Jeung-Hye Moon),류홍수(Hong-Soo Ryu),이강호(Kang-Ho Lee) 한국식품영양과학회 1991 한국식품영양과학회지 Vol.20 No.5

쇠고기 단백질 소화에 미치는 마늘의 영향을 검토하기 위해 마늘첨가량, 숙성시간에 따른 효소소화율 및 소화저해물질(Trypsin Inhibitor, TI)의 변화를 실험하였다. 또한 효소 가수분해물의 gel여과 및 가용성부분의 질소량을 정량하여 단백질의 구조 변화를 확인하였으며, 소화율과 아미노산조성 결과를 토대로 예측소화율(Predicted Digestibility, P-dig), 계산단백 효율비(Computed Protein Efficiency Ratio, C-PER) 및 분별계산단백효율비(Discriminant Computed Protein Efficiency Ratio, DC-PER)를 계산하여 단백질 품질을 평가하였다. 쇠고기단백질 소화율은 첨가되는 생마늘량에 약간 영향을 받으나 최적 첨가량은 첨가 후의 가열조건에 의하여 결정된다(96±1℃, 20분 가열시 쇠고기 : 마늘=100g : 12g, 60분 가열시 쇠고기 : 마늘=100g : 3g) 열변성된 쇠고기에 대한 생마늘의 효과는 없고, 날쇠고기육의 소화에는 생마늘의 효과만 인정되며 이미 가열된 쇠고기육의 소화에는 영향을 미치지 못하였다. 날쇠고기를 4~6℃에서 숙성시켰을 때, 최대의 소화율을 나타내는 시간은 마늘 첨가량에 따라 달라 날쇠고기 100g에 마늘 3g을 첨가할 경우에는(A) 8시간, 12g일 경우에는(B) 12시간이었다. 마늘과 함께 숙성시킨 쇠고기육은 (A)의 경우 96±1℃에서 80분, (B)의 경우 20분 정도 가열했을 때 최대소화율을 나타내었다. Four-enzyme으로 가수분해한 숙성시료에는 2,200 dalton 정도의 저분자량의 peptide가 생성되어 소화가 용이함을 확인했으며, 가용성부분도 소화율에 비례하여 증가하였다. 효소소화율에 비례하여 C-PER은 증가하여 C-PER 2.14(날쇠고기)에서 2.50(마늘과 함께 숙성시킨 시료)로 품질이 개선되었다. Chopped garlic was added to beef to determine its effect on the protein digestion during storage and heat treatment. The digestibility of raw beef without garlic was not significantly changed during storage at 4℃, but increased as garlic added and aging time increased. The optimal aging time and amount of garlic added was varied with heating time. Trypsin inhibitor did not change the digestibility of beef due to its thermal inactivation. Gel chromatography revealed that the lower molecular weight peptides(2,200~6,150 dalton) were shown in beef-garlic mixture through aging and heating procedure. When aged beef with garlic was digested with four-enzyme system, the soluble portion was increased significantly in comparison with that from raw beef without garlic. Protein quality of beef, as measured by computed PER(C-PER), was improved from 2.14 of raw beef to 2.50 of aged beef with chopped garlic.

Nutrient Composition and Protein Quality of Giant Snail Products

이미경(Mi-Kyoung Lee),문정혜(Jeung-Hye Moon),류홍수(Hong-Soo Ryu) 한국식품영양과학회 1994 한국식품영양과학회지 Vol.23 No.3

체색이 다른 세종류(백색육, 황색육, 회색육)의 식용 왕달팽이(Giant snail, Achatina fulica)의 일반성분과 무기질을 정량하여 이의 식품학적 가능성을 예측하였으며, 효소를 이용한 단백소화율(in vitro protein digestibility), 단백효율비(C-PER, computed protein efficiency ratio) 및 trypsin inibitor 함량을 측정하여 이의 단백질 품질을 평가하였다. 또한 전처리 및 가공조건을 달리한 달팽이 제품의 단백질 품질을 측정하여 바람직한 처리조건을 찾으려 했으며, 달팽이육 중에 다량 포함되어있는 점액성물질이 다른 단백질의 소화율에 미치는 영향도 아울러 실험하였다. 1. 식용왕달팽이의 가식부는 39% 정도로서 해산패류보다 10%정도 높았으며 가 식부 100g당 11.5~13.7%의 단백질, 0.9~1.3%정도의 지질이 함유되어 있었다. 무기질로서는 칼슘, 칼륨 및 마그네슘이 풍부하였고 특히 칼슐함량은 굴(oyster)에 비교하여 5~10배 높았다. 2. 아미노산의 함량과 그 조성은 백색육, 회색육과 황색육이 모두 비슷하였고, 주요 아미노산은 aspartic acid, glutamic acid, proline과 glycine으로 총아미노산의 52.5%를 차지하였고 특히 필수아미노산 함량이 총아미노산의 45~46%를 차지하여 균형잡힌 단백질로 판별되었다. 3. 생달팽이육의 단백질 소화율은 76.6%(회색육)~81%(황색육과 백색육)였으며 단백효율비는 2.24(백색육)~2.36(황색육) 범위였으나, trypsin inhibitor함량은 체색에 따라 다양하였다(백색육 22.7㎎/g solid, 회색육 28.97㎎/g solid 및 황색육 36.75㎎ / g solid). 4. 10% 식염수에 5분간 침지한 후 10분간 boiling한 달팽이육의 소화율은 생육에 비해 1.7%(백색육)~5.7%(회색육)로 증가하였고, trypsin inhibitor함량은 12.62㎎/g solid (백색육)과 16.40㎎/g solid(회색육)로 크게 감소하였으며, C-PER은 가공조건에 따라 변동이 없었다. 5. 생달팽이육에 다량 함유된 점액성물질은 여러가지 단백질의 소화율을 2%(ANRC casein)~11%(filefish protein)로 감소시켰다. The nutrient content and protein quality of Giant snail(Acchatina) meats(white, yellow, and gray) were determined for fresh and processed products. Fresh snail meats contained 81~82% moisture, 11~14% protein, 0.9~1.3% fat, and 1.2~1.4% ash. Proximate composition of fresh meat varied (p<0.05) with meat colour and gray meat had the lowest protein and highest ash content among samples. The major minerals of fresh snail meats were calcium(318~570㎎%), potassium(170~190㎎%), and magnesium (74~103㎎%). Gray meat showed the higher calcium and lower sodium level than the other snail meats. No differences were found between fresh snail meats on amino acid profile, and total essential amino acid was 46% of total amino acids in all snail meats. In vitro protein digestibility of fresh snail meats were ranged from 76 to 81% which were lower than that of marine mollusks. Processing resulted in some increase(1.7~5.7%) in protein digestibility but no differences were found in C-PER after processing. The 25% saline water extractable mucous materials from fresh snail meat influenced in decreasing digestibility of other protein sources from 2%(casein) to 11%(filefish protein).

해산 극피동물 중의 당단백질의 특성과 이용 - Ⅰ. 해삼 당단백질 및 황산콘드로이친의 화학조성과 특성 -

류홍수(Hong-Soo Ryu),문정혜(Jeung-Hye Moon),서재수(Jae-Soo Suh) 한국식품영양과학회 1997 한국식품영양과학회지 Vol.26 No.1

식용 및 약용으로 이용한 역사가 오래인데도 불구하고 구성성분의 조성에 대하여 충분한 연구가 되어 있지 않은 해삼에서 당단백질과 황산콘드로이친을 추출정량하여 이들의 화학적 조성과 구조적 특성을 GC, MS 및 IR로 검토하였다. 동결건조 해삼분말의 화학적인 조성은 sulfate esters함량이 0.90~121%, 다당류 함량이 23.08~26.97%였고 이를 구성하고 있는 구성단당류는 fucose의 함량이 30%이상을 차지하는 것을 비롯하여 glucose, N-acetylglucosamine, mannuronic acid, ribose의 5종이 거의 88%이상을 차지하고 있었고 그외 mannose, galactose, N-acetylgalactosaminne, D-glucuronic acid도 소량 검출되었다. 추출당단백질의 sulfate esters의 함량은 0.96~1.13%, 다당류의 함량은 58.7%~62.7%로 나타나고 주요 구성당은 fucose가 30%내외로 가장 많았으며 mannose, glucose와 ribose가 86%이상을 차지하며 galactose, N-acetylgalactosamine, D-glucuronic acid, N-acetylglucosamine도 소량 함유하고 있었다. 동결건조 해삼분말에서 추출한 황산콘드로이친의 황산기의 함량은 3.52~3.72%이었다. 이들의 구성성분은 fucose, N-acetylgalactosamine 및 D-glucuronic acid이며 IR spectrum에서 1240㎝-¹의 S=O 신축진동과 850㎝-¹나 820㎝-¹의 C-O-S 신축진동이 나타나 fucose의 C₄의 결합위치를 나타내고 있었다. To elucidate food value and medicinal effect of sea cucumbers, sugar composition of those glycoprotein and chondroitin sulfate was studied. The contents of sulfate esters in sea cucumbers were 1.21%(blue), 0.90%(red) and 1.19%(black). Predominant carbohydrates were identified as fucose, glucose, D-mannuronic acid and N-acetylglucosamine, and those amount was more than 80% to total carbohydrate, while the minor sugar composition was ribose, mannose, galactose, N-acetylgalactosamine and D-glucuronic acid. Also, the major carbohydrate moiety of glycoproteins of sea cucumbers was revealed as fucose, mannose, N-acetylglucosamine, glucose and ribose, and those amount was more than 86% to total carbohydrate. Galactose, N-acetylgalactosamine, D-glucuronic acid and mannuronic acid were minor carbohydrate moiety. The contents of sulfate esters in glycoproteins were 0.96% for blue sea cucumber, 1.15% for red sea cucumber and 1.13% for black sea cucumber, while those in chondroitin sulfates were 3.52%(blue), 3.60%(red) and 3.72%(black). The carbohydrate moiety of chondroitin sulfate was identified as N-acetylgalactosamine(73~87%), fucose(7~15%) and D-glucuronic acid(5~12%). As the base on the IR spectrum of strong absorption appeared in 1240㎝-¹ for stretching vibrations in S=O group and weak absorptions in 850㎝-¹ and 820㎝-¹ for stretching vibrations in C-O-S group, chondroitin sulfates had sulfate group which was bound to C₄ in fucose.

Nutritional Evaluation of Tofu Containing Dried Soymilk Residue(DSR) - 1. Evaluation of Protein Quality

권미나(Mi-Na Kweon),류홍수(Hong-Soo Ryu),문정혜(Jeung-Hye Moon) 한국식품영양과학회 1993 한국식품영양과학회지 Vol.22 No.3

두부 제조공정 중의 부산물인 비지의 효율적인 이용을 위하여, 원료 대두 중량의 10%에 해당 하는 건조비지를 첨가시킨 두부를 제조하여 이의 영양적 품질을 검토하였다. 일반성분은 수분의 경우 건조비지 첨가 두부가 80.6%, 일반 두부가 77.5%로써 비지 첨가 두부가 다소 높았으며 단백질의 함량은 건조비지 첨가 두부와 일반 두부 각각 38.5%, 45.8%였으며, 지질의 함량은 각각 34.3%, 26.9%로써, 단백질과 지질 함량이 낮은 건조비지 첨가로 인해 일반 두부에 비해 건조비지 첨가 두부가 낮은 함량을 보였다. Trypsin inhibitor(TI) 함량은 비지의 경우 잔존량이 6.9(㎎/g시료)정도였고, 건조비지의 경우에도 거의 비슷하였다. 건조비지 첨가 두부에는 원료 대두에 있었던 TI의 12% 정도만 남아 있었다. 단백질의 효소소화율(enzyme digestibility)은 비지, 건조비지 각각 87%, 86% 정도로 높았고 건조비지 첨가 두부도 일반 두부와 거의 동일한 91% 정도였다. 효소소화율은 TI함량이 저하함에 따라 역상관관계를 가지면서 상승하였다. 구성 아미노산 조성은 일반 두부와 건조비지 첨가 두부는 거의 차이가 없었으며, 총아미노산에 대한 필수 아미노산의 비율은 일반 두부가 40.4%, 비지첨가두부가 40.6%였으며, lysine 함량이 높은 건조비지로 인하여 건조비지 첨가 두부는 lysine의 보충 효과가 있었다. 단백품질을 Computed Protein Efficiency Ratio (C-PER)로 계산할 때 일반 두부는 1.95, 비지 첨가 두부는 1.4였으나 Discriminant Computed Protein Efficiency Ratio (DC-PER)로 계산할 때는 오히려 비지 첨가 두부경우가 높았다. 여러 연구자들의 대두가공품에 대한 생체실험 결과와 비교할 때 일반 두부를 제외하고는 두유, 비지 및 비지첨가 두부의 영양평가는 DC-PER 방법이 유리한 것으로 생각되었다. The effect of dried soymilk residue (DSR) on protein quality of tofu was studied. The amount of added DSR into soybean water extract was corresponding 10% (dry basis) of soybean used in tofu manufacturing. Proximate composition and in vitro protein qualities of soybeans at different stages of the conversion into tofu have also been investigated. Partially substituted tofu with DSR (TDSR) had higher moisture content (80.6%) than that of tofu prepared in traditional manner (TT). TDSR contained lower content of protein (38.9%) and total lipid (26.9%) compared to 45.8% of protein and 34.3% of total lipid for TT. A large amount of trypsin inhibitor (TI) in raw soybeans was diminished and extracted through tofu processing, and only 10~13% of TI in raw soybean remained in both tofu products (TDSR and TT). There was not a considerable difference in amino acid profiles between TT and TDSR, but TDSR had a higher content of lysine than that in TT. In vitro studies showed that TDSR and TT were comparable in terms of both in vitro digestibilities (90% over for four-enzyme digestibility and predicted digestibility) and discriminant computed protein efficiency ratio (2.07~2.14, DC-PER). Unlike those in vitro indices for protein quality, computed protein efficiency ratio (C-PER) of TDSR was much lower (1.4) than that of TT (1.95). It was revealed that C-PERs of tofu products were not in agreement with rat-PERs (1.7~1.9) in previous reports except for TT. However, DC-PER assay was more recommendable for protein quality of tofu products than C-PER assay.

해양식량자원의 가공조건별 영양적 품질평가 : 1 . 가열 및 저장조건에 따른 수산연제품의 단백질 품질변화 1 . Effects of Heating and Storage Conditions on Protein Quality of Surimi Products

류홍수,문정혜,박정현 한국수산학회 1994 한국수산과학회지 Vol.27 No.3

영양적으로 우수한 수산연제품 제조를 위한 가공조건을 알아보기 위하여 산업적으로 채택되고 있는 가열 공정에 따른 제품의 단백질 품질을 점검하고, 제품가공에 사용되는 여러 첨가물들이 단백질 품질에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 우리나라 주요 수산가공 회사들이 생산한 연제품의 저장수명을 알아보기 위하여 저장온도에 따른 품질 안정성을 실험하였다. 1. 연육에 대하여 전분첨가량이 5% 이면서 첨가수량이 33% 정도인 어묵의 단백질 품질이 가장 좋았다. 가열처리 전보다 가열처리 후가 소화율은 비슷하지만, 단백효율비는 훨씬 높았으며 소화저해 물질은 어묵 제조과정 중 원료육에 있었던 총량의 90% 이상이 소실되어 단백질 품질에는 큰 영향을 미치지 않았다. 2. 해산물 추출물의 경우 연육에 대해 2% 정도 첨가하여도 소화율은 변화하지 않았지만 효소활성 저해제로서의 역할이 커서 1% 정도가 바람직할 것으로 생각되었다. 3. 40℃에서는 25분으로 가열한뒤 95℃에서 10분간 2단가열을 시도하면 소화율이 높은 어묵제품을 만들 수 있었다. 4. 시판 찐어묵류 및 게맛살류의 단백질 소화율은 86∼88% 및 87∼89% 범위였고 단백효율비는 2.8∼2.9(찐어묵) 및 2.9∼3.2(게맛살)의 범위였으며, 회사별에 따라 차이가 컸었다. 5. 시판 맛살류를 4℃에서 저장할 때 15일 경과 후에는 거의 부패단계에 이르렀고 찐어묵은 4℃에서 20일, 15℃에서는 5일까지 저장성이 있었다. Optimal processing conditions and shelf-life of steamed kamaboko made from Alaska pollock surimi were investigated, including protein digestibility, computed protein efficiency ratio (C-PER), trypsin inhibitor content and protein solubility. Steamed kamaboko containing 5% starch and 33% water in pollock surimi showed the best protein quality in terms of C-PER and protein digestibility. Steaming could not give any significant advantage over kamaboko protein digestibility but a higher C-PER resulted from steamed kamaboko. All kamaboko products had trypsin content of 1.4 to 2.0㎎% which was 10% of total trypsin inhibitor levels in frozen pollock meat. A two stage steaming process, the first at 40℃ for 20min followed by a second 10min steaming period at 95℃, was found to be the most effective way of the most effective heating process for kamaboko protein quality. C-PERs of marketed Korean surimi products ranged from 2.8∼2.9 for steamed kamaboko and 2.9∼3.2 for crab meat analog which were superior to ANRC casein(2.5). Measured protein digestibility of all products were ranged from 86 to 89%. VBN and protein solubility data suggest Korean marketed surimi products could have a shelf-life of 15 days at 4℃ for crab meat analog and 20 days at 4℃ for steamed kamaboko.