Gelation of Rapeseed Protein Induced with Microbial Transglutaminase

미생물성 Transglutaminase에 의한 유채단백질의 겔화

Optimum reaction conditions for gel formation of rapeseed, Brassica napus, protein catalyzed by microbial TGase(transglutaminase) were evaluated by measuring breaking strength and deformation of gel. The polymerization of the protein gel was ascertained by SDS-PAGE and content of GL crosslinking$[{\varepsilon}-({\gamma}-glutamyl)lysine]$. In the reaction between rapeseed protein and TGase at $45^{\circ}C$ for 60 min, the breaking strength and deformation of the gel was the maximum at the ratio of 1 : 40 of enzyme to substrate. 10%(w/v) of rapeseed protein concentrate was optimum for gel production. The maximum breaking strength and deformation was shown at $45^{\circ}C$ The breaking strength increased linearly up to 90 min of the reaction time and remained unchanged. The breaking strength and deformation by TGase treatment was pH dependent and pH 7 was optimum for 10% rapeseed protein solution. SDS-PAGE analysis indicated that new band of highmolecular polymers were formed by the enzyme reaction, with disappearing the original bands of rapeseed protein. According to HPLC analysis. the content of GL crosslinking was increased from 0 to $7.14\;{\mu}mol/g$ gel for 90 min of the reaction time.

겔 형성이 어려운 유채단백질의 겔화를 위하여 미생물성 TGase의 촉매작용에 의하여 최적 겔화 반응조건을 겔강도(g)와 겔변형(mm)을 조사하여 검토하였다. 또한 형성된 겔의 고분자화를 SDS-PAGE 및 GL교차결합 함량 측정에 의하여 확인하였다. 단백질-TGase반응에서 효소 첨가량은 $45^{\circ}C$에서 60분 동안 반응 시 단백질농도가 10%에서 효소가 1 : 40([E] : [S])의 비로 첨가되었을 때 겔강도와 변형 값이 가장 높았다. 또한 이 조건에서 기질단백질 농도가 $4{\sim}l2%$로 증가함에 따라 겔강도는 비례적으로 증가함을 보였으나 겔의 변형을 고려할 때 10% 농도가 유채단백질 겔 제조에 적당한 농도로 조사되었다. 최적 활성을 나타내는 반응온도는 $45^{\circ}C$로 관찰되었고, 반응시간은 90분이면 적당한 것으로 조사되었다. 겔강도와 변형은 다른 pH와 비교할 때 pH 7에서 상당히 높은 값을 보여 pH 7이 최적조건이었다. SDS-PAGE분석에서 효소반응 에 따라 유채단백질의 본래 밴드들이 소별되거나 희미해지면서 고분자 밴드들이 형성되고 있음을 보여주었다. 또만 HPLC 분석 결과 GL교차결합 함량이 반응시간에 따라 $0\;{\mu}mol/g$에서 최고 $7.14\;{\mu}mol/g$ gel(반응 90분)까지 증가되고 있어 유채단백질의 겔화가 TGase에 의해 이루어지고 있다는 것을 확인할 수 있었다.