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한외여과 공정을 이용한 고순도 향균 Lysozyme 의 분리 및 막 침착 특성
이은영,우건조,Lee, Eun-Young,Woo, Gun-Jo 한국식품과학회 1999 한국식품과학회지 Vol.31 No.2
난백 lysozyme은 박테리아 세포벽을 선택적으로 분해하므로 식품 가공 및 저장용 천연 식품보존제로서의 이용 가치가 높다. 농도(0.25, 0.5, 1.0%, w/v)를 달리한 난백 용액을 예비여과하여 얻은 여액(PFS)과 PFS를 $35^{\circ}C$에서 한외여과하여 얻은 여액(PMS)의 단백질 농도와 lysozyme 농도를 측정하고 비활성도와 purification factor를 계산하여 최적 분리 농도를 결정하였다. 난백 용액의 각 단계별 lysozyme의 분리 정제도를 겔 크로마토그래피와 전기영동으로 확인하였으며, PM30 막에 대한 난백 단백질의 막 침착도는 SEM으로 관찰하였다. 예비여과와 한외여과 단계를 거치면서 lysozyme 이외의 비효소성 단백질은 99% 이상이 제거되었다. 비활성도는 0.25% PMS>0.50% PMS>1.0% PMS 순이었으며 PFS에 비해 PMS의 비활성도는 한외여과 단계를 거치면서 최저 18배에서 최고 31배까지 증가하였으므로, 비활성도와 purification factor가 가장 높은 0.25% 난백 용액을 최적 농도로 결정하였다. 난백 용액(0.25%, w/v)의 겔투과 크로마토그래피 결과 비효소 획분은 대부분 ovalbumin으로 판명되었으며, 전기영동 결과 PMS내에는 고순도의 lysozyme이 존재하였다. 분자량이 큰 단백질들이 $0.9{\mu}m$의 두께로 한외여과 막 표면에 침착되었으나, SEM 관찰 결과 이들 침착 단백질의 대부분은 0.1 N NaOH로 세척시 제거되는 것으로 나타났다. 따라서, polysulfone계의 PM30 막을 사용한 한외여과 공정이 고순도의 lysozyme만을 선택적으로 분리하는데 매우 효과적이었다. The value of lysozyme as a natural food preservative is continuously increased due to its unique antimicrobial activity. To determine the optimum separation concentration among the various hen egg white protein (HEWP) concentrations (0.25, 0.5, 1.0, w/v), protein concentrations, lysozyme concentrations, specific activities (SA), and purification factors of prefiltered solution (PFS) and PM30 permeate solution (PMS) were compared. The purity of lysozyme separated at each step was analyzed and confirmed by gel permeation chromatography and electrophoresis. The fouling deposits on membrane were observed by SEM. The non-enzymatic proteins were removed over 99% by ultrafiltration (UF). The increased feed concentration did not contribute to the increase of SA. SA of PMS was 18 to 31 times higher than that of PFS. The optimum feed concentration was decided as 0.25% based on SA and purification factor. The non-enzymatic region of gel chromatogram was proved to be ovalbumin. The thickness of deposit on the UF membrane was approximately $0.9{\mu}m$ and removed by cleaning with 0.1 N NaOH. Therefore, UF using PM30 membrane was very effective to separate the antimicrobial lysozyme from various HEWPs.
이은영,우건조,Lee, Eun-Young,Woo, Gun-Jo 한국식품과학회 1999 한국식품과학회지 Vol.31 No.2
Citrus류 과실은 독특한 풍미와 영양적 가치로 인하여 전 세계적으로 널리 섭취되고 있다. 막을 이용한 과육 주스 가공시 혼탁 유발 물질을 제거하는 동시에 유기산, 당, ascorbic acid와 같은 주요 성분의 손실을 최소화하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 감귤 주스 청징화에 가장 적합한 미세여과 막을 선정하기 위하여 surface filter인 Whatman No.4와 다섯 종류의 미세여과 막(GF/A, GF/D, GF/F, Gelman, SM)을 사용하였다. 과육에 3배의 물을 혼합한 감귤 주스를 170 mesh로 거른 후 미세여과 막이 장착된 Samduck 여과 시스템에서 막 분리하였다. 시간에 따른 flux와 HPLC로 분석한 여액내 유용성분 함량을 SAS 프로그램으로 통계처리하여 최적막을 선정하였으며 막 표면에 침착된 물질은 SEM으로 관찰하였다. 유의수준 0.10에서 시간 경과에 따라 GF/A와 GF/F 막의 flux는 감소하였으며 Gelman, SM, GF/D 막은 안정한 flux를 유지하였다. Citrate, malate 및 ascorbic acid의 농도로 대변되는 영약적 지표와 brix와 색도로 대변되는 구매 지표를 합한 종합적인 점수는 Gelman 막이 가장 높았다. 따라서, 미세여과법이 청징화시 매우 효과적인 공정이었으며 세공의 크기와 막 재질이 다양한 미세여과 막중 Gelman 막이 감귤 주스 청징화에 가장 적합한 막으로 판명되었다. Citrus fruits are consumed worldwide due to their unique flavor and nutrition value. It is necessary to remove the haze material as well as to minimize the loss of major compounds such as organic acids, sugars, and ascorbic acid in membrane processes for clarification of juice. The objective of our research was to select the best membrane among one surface filter (Whatman No.4) and five microfiltration filters (GF/A, GF/D, GF/F, Gelman, and SM). Tangerine fresh blended with three times of water was partially clarified with 170 mesh followed by prefiltration in a Samduck filtration system. The best membrane was selected by measuring the amounts of major compounds in the permeates as well as the flux which were statistically analyzed with SAS program. The foulants on the membrane surface were observed by SEM. The flux of GF/A and GF/F decreased with time at probability 0.10. Gelman, SM, and GF/D maintained the stable flux. Gelman showed the highest total scores including nutritive value (the amounts of citrate, malate, and ascorbic acid) and purchasing need (brix and color). Therefore, the microfiltration membrane process was a very effective method in tangerine juice clarification and Gelman type A/E was proved to be the best membrane among the five microfiltration membranes.