• 제목/요약/키워드: enzymatic and acid hydrolysis

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흰점박이꽃무지 유충 단백가수분해물의 제조 및 항산화 활성 (Enzymatic Preparation and Antioxidant Activities of Protein Hydrolysates from Protaetia brevitarsis Larvae)

  • 이효선;류희정;송현지;이승욱
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제46권10호
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    • pp.1164-1170
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    • 2017
  • 흰점박이꽃무지 유충 분말을 4%(w/v)의 기질용액으로 제조한 후, 기질 대비 단백질 가수분해효소(alcalase, bromelain, flavourzyme, neutrase, bromelain, papain)를 각각 1%(w/w) 첨가하여 24시간 가수분해시킨 단백가수분해물을 제조하였으며, 각 효소별 가수분해물의 특성과 가수분해도를 알아보기 위해 24시간째의 가수분해물을 이용하여 SPS-PAGE를 진행하였고, 시간에 따른 가수분해도를 알아보기 위해 TNBS assay를 실시하였다. SDS-PAGE 결과 alcalase 단백 가수분해물이 10 kDa 이상의 대부분의 단백질을 분해시켰으며, flavourzyme 효소는 10 kDa 이하의 펩타이드를 분해시켜 available amino group 함량이 9.99 mg/mL로 가장 높게 나타났다. Available amino group의 농도가 높게 나타난 alcalase(9.35 mg/mL), flavourzyme(9.99 mg/mL), neutrase(7.60 mg/mL) 단백가수분해물을 한외여과막을 통해 분자량이 3 kDa 이하로 분리한 후 동결건조하였으며, 동결 건조물을 이용하여 항산화 실험을 수행하였다. 각 효소별 단백가수분해물의 DPPH 라디칼 소거활성 $RC_{50}$값은 neutrase $131.43{\mu}g/mL$, flavourzyme $149.28{\mu}g/mL$, alcalase $151.99{\mu}g/mL$로 neutrase 단백가수분해물의 항산화 활성이 가장 우수하였으며(P<0.05), ABTS 라디칼 소거활성은 alcalase $34.59{\mu}g/mL$, neutrase $42.49{\mu}g/mL$, flavourzyme $44.34{\mu}g/mL$ 순으로 alcalase가 우수한 항산화 활성을 나타냈다(P<0.05). Hydrogen peroxide 소거활성은 alcalase 단백가수분해물의 $RC_{50}$값이 $46.31{\mu}g/mL$, neutrase $58.16{\mu}g/mL$, flavourzyme $59.30{\mu}g/mL$로 alcalase 가수분해물이 우수한 항산화 활성을 나타냈다(P<0.05). 상기 3가지 항산화 실험에서 우수한 항산화 활성을 보였으며 저분자 펩타이드 생산 효율이 52.91%로 가장 높았던 alcalase 단백가수분해물(3 kDa 이하)을 이용해 linoleic acid에 대한 지질과산화 억제 활성을 측정한 결과, 6일 동안 $100{\sim}800{\mu}g/mL$의 농도에서 처리 농도에 의존적으로 유의적인 항산화능을 보였다. 최종적으로 본 연구에서는 고단백질 소재인 흰점박이꽃무지 유충을 이용하여 단백가수분해물의 제조 특성 및 우수한 항산화 활성을 확인하였으며, 이 결과들은 향후 식용곤충을 활용한 새로운 기능성 식품 및 소재 개발 등에 활용될 수 있을 것이라 예상된다.

점성물질 제거가 다시마 추출액의 휘발성 향미성분에 미치는 영향 (Effect of Viscous Materials Removal from Sea Tangle Extracts on Volatile Flavor Constituents)

  • 이정근;윤석권;김우정;최희숙
    • 한국식품과학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.384-388
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    • 1996
  • 다시마 추출액의 향미성분을 분석하기 위하여 steam distillation방법으로 추출한 뒤 GC/MS를 이용하여 분석하였다. 다시마 분말과 100에서 2시간 추출한 대조구 그리고 효소분해와 NaCl용액에서 추출한 뒤 ultrafiltration으로 점성 물질을 제거한 추출액을 비교하였다. 그 결과 다시마 분말의 주요 향미성분은 2-nonen-1-ol, myristic acid, palmitic acid와 oleic acid이었고 $100^{\circ}C$에서 열수추출한 대조구에서는 pentadecane, 1,4-cyclooctadiene과 myristic acid로 나타났으며, 점성물질을 제거한 시료에서는 cyclohexanone, (E,Z)-octa-1,5-dien-3-ol, acetic acid, ethanone, benzaldehyde, 2,6-nonadienal 등으로 나타났다. 또한, 점성물질제거 과정중 분자량이 비교적 큰 지방산들과 3,5-nonadien-2-ol, 1-penton-3-ol 등이 현저히 감소하였다.

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점질물 제거가 다시마 추출액의 물리화학적 특성에 미치는 영향 (Effect of Removal of Viscous Materials on Physicochemical Properties of Sea Tangle Extract)

  • 이정근;이승렬;김우정
    • 한국식품과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.127-132
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    • 1994
  • 알긴산 제거시 전반적으로 고형분 및 단백질 수율이 감소하였고 UF처리가 $CaCl_2$ 첨가시 보다 더 뚜렸한 감소를 보였으며 점도는 알긴산 제거전 $84{\sim}94\;cps$이었던 것이 10cps로 감소하였고 탁도 또한 현저히 감소하였다. 아미노태 질소의 회수량은 $CaCl_2$ 첨가보다 UF처리한 것이 적었고 특히 NaCl을 첨가시 가장 적게 나타났으며 mannitol은 추출방법에 따른 변화가 없었다. 유기산은 oxalic acid의 함량이 높았으며 효소처리 후 NaCl 1.5%를 첨가하여 추출한 시료가 전반적으로 함량이 높게 나타났으며 핵산 조성은 분말과 2시간 열수추출의 경우 4가지 핵산이 비교적 균등한 분포를 보였으나 알긴산 제거시 일부 핵산이 함께 제거되어 핵산조성비율에 영향을 주었다. 특히 $CaCl_2$에 의한 침전제거는 IMP가 전부 그리고 UMP가 많이 손실되었으며 UF처리가 $CaCl_2$ 방법보다 핵산손실이 훨씬 적었다. 추출액의 아미노산 조성은 전체함량 중 aspartic acid와 glutamic acid가 80% 이상을 차지하고 있고 그 밖의 아미노산 함량은 대단히 적게 나타났으며 tryptophan, proline등 일부 아미노산은 검출되지 않았다.

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강원지역 폐옥수수대로부터 바이오에탄올 생산을 위한 전처리 방법 개발 (Pretreatment of Wasted Corn Stalk from Gangwon Province for Bioethanol Production)

  • 최재민;강세영;염승호
    • 유기물자원화
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    • 제19권3호
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    • pp.79-89
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    • 2011
  • 강원도에서 확보한 폐옥수수대는 글루칸 44.6 %, 자일란 23.8 %, 리그닌 23.8 %, 회분 4.5 %, 기타 8.1 %로 이루어져 있다. 묽은 황산을 이용한 전처리 공정을 통계적 방법인 완전요인배치으로 분석한 결과 온도가 가장 중요한 변수로 나타났으며 자일로스 수율 기준으로 처리 시간과 농도에 비해 각각 3.5배와 3.2배 큰 영향력을 보여주었다. 포도당 수율에 대해서도 온도의 영향력이 가장 큰 것으로 나타났지만 포도당 수율은 전체적으로 5 % 이내의 낮은 값을 나타내었다. 마이크로웨이브와 초음파 각각을 이용한 전처리 공정은 그 효과가 크지 않거나 미미하였으나 묽은 황산처리와 복합적으로 적용했을 때는 그 효과는 상당히 큰 것으로 나타났다. 특히 마이크로웨이브와 묽은 황산처리를 순차적으로 적용했을 때 자일로스 수율은 2배 넘게 향상되었다. 향후에는, 다양한 복합 전처리 공정에 대한 심도있는 연구와 더불어 전처리와 효소당화 공정의 최적화에 대한 연구를 수행할 계획이다.

Cellulase에 의(依)한 목재당화(木材糖化)에 관(關)한 연구(硏究) - (I) 기질(基質) 처리(處理)의 효과(効果) - (Studies on the Hydrolysis of Holocellulose with Trichoderma viride Cellulase - (I) Effect of the treated substrate -)

  • 정대성;민두식
    • 한국산림과학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.13-18
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    • 1978
  • Trichoderma viride 16374호(號) Cellulase에 의(依)한 목재가수분해(木材加水分解)에 관(關)한 연구(硏究)로서 재료(材料)는 산오리나무재(材)를 사용(使用)하였다. 효소생산(酵素生産)은 액체(液體) 진탕배양법(振盪培養法)에 의(依)하였다. 즉(即) 밀기울 추출액(抽出液)에 Pulp분말(粉末)(Toyo여지(濾紙) 60 mesh) 10, $KH_2PO_410$, $(NH_4)_2$ $SO_4$ 3, $NaNO_3$ 3, $MgSO_4$ $7H_2O$ 0.5g/1을 가(加)하였다. 이와 같이 하여 진탕배양(振盪培養)한 후(後) 배양액(培養液)을 취(取)하여 유안포화도(硫安飽和度)에 의(依)한 염석조효소액(鹽析粗酵素液)을 만들었다. 환원당정량(還元糖定量)은 DNS법(法)에 의(依)하였다. (1) 탈(脫)리그닌은 외산(外山)(1970)의 과초산법(過醋酸法)에 의(依)하였다. 여기서 과초산(過醋酸)의 농도(濃度)가 높을수록 단기간(短期間)에 Pulp수율(收率)은 감소(減少)하였다. 즉(即) 20% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 48시간(時間)에, 40% 및 6% 과초산액(過醋酸液)으로 처리(處理)한 시료(試料)는 24시간(時間)이면 충분(充分)한 탈(脫)리그닌이되었다. (2) 기질(基質)은 징세(徵細)할수록 효소(酵素)에 의(依)한 가수분해(加水分解)가 용이(容易)하였으며 환원당생성(還元糖生成)에 적합(適合)한 기질(基質)의 크기는 60-100mesh로 나타났다. (3) 기질(基質)의 건조온도(乾燥溫度)는 높을수록 환원당생성량(還元糖生成量)이 증가(增加)하였으며, 여기서는 건조온도(乾燥溫度)가 $190{\pm}5^{\circ}C$에서 가장 많은 당생성(糖生成)이 나타났다. (4) 기질(基質)의 열처리시간(熱處理時間)이 가장 적당한 것은 45분(分)으로 나타났다. 그리고 45분(分)과 60분간(分間) 열처리(熱處理)한 기질(基質)의 환원당(還元糖) 생성량(生成量)에는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다.

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Characterization of Polysaccharides Obtained from Purslane (Portulaca olerace L.) Using Different Solvents and Enzymes

  • Choi, Ae-Jin;Kim, Chul-Jin;Cho, Yong-Jin;Kim, Yang-Ha;Cha, Jae-Yoon;Hwang, Jae-Kwan;Kim, In-Hwan;Kim, Chong-Tai
    • Food Science and Biotechnology
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    • 제16권6호
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    • pp.928-934
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    • 2007
  • Physiochemical properties, such as yield and molecular weight distribution of polysaccharide fractions, of polysaccharides in the enzymatic hydrolysates of purslane were investigated and characterized. A higher amount of micro nutrients, such as potassium (9,413 mg/100 g), phosphorus acid (539 mg/100 g), leucine, alanine, lysine, valine, glycine, and isoleucine, was present in whole purslane. The yield of water soluble polysaccharides (WSP) was 0.29, 7.01, and 7.94% when extracted using room temperature water (RTW), hot-water (HW), and hot temperature/high pressure-water (HTPW), respectively, indicating that HW or HTPW extraction may be effective to obtain WSP from purslane. The average ratio of L-arabinose:D-galactose in the WSP was 37:49, 34:37, and 27:29, when extracted using RTW, HW, and HTPW, respectively. These results indicate that water was a suitable extraction solvent for preparation of the arabinogalactan component of whole purslane. A higher yield and total carbohydrate content was obtained by using Viscozyme L instead of Pectinex 5XL during extraction of the WSP, which indicates that enzymatic treatment of purslane may be an effective method to control the Mw of polysaccharides. Finally, it was confirmed that Viscozyme L is a suitable enzyme for the hydrolysis and separation of polysaccharides obtained from purslane.

건조 방법에 따른 홍해삼(Stipchopus japonicus) 효소 가수분해물의 지방 축적 억제 효과 (Inhibition of Lipid Accumulation in 3T3-L1 Adipocytes by Different Enzymatic Hydrolysates of Dried Red Sea Cucumber Stichopus japonicus)

  • 김서영;오재영;김은아;허수진;김길남;전유진
    • 한국수산과학회지
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    • 제53권5호
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    • pp.707-716
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    • 2020
  • Red sea cucumber Stichopus japonicus, was dried using three methods-far-infrared ray, vacuum, and freeze drying and then enzymatically hydrolyzed using nine proteases: Alcalase, Flavourzyme, Kojizyme, Neutrase, Protamex, trypsin, α-chymotrypsin, and papain. In addition, the potential ability of hydrolysates to inhibit lipid accumulation in 3T3-L1 adipocytes was evaluated. The yield of hydrolysates from red sea cucumbers dried using each method was higher than that of the distilled water extract, and protein contents were either similar or higher. The hydrolysates that exhibited inhibitory effects on lipid accumulation, as demonstrated via Oil red O staining, were those obtained by far-infrared ray drying coupled with Alcalase, Flavourzyme, Kojizyme, or Neutrase treatment. In addition to the advantages of far-infrared drying and the characteristics of Flavourzyme, the Flavourzyme hydrolysate of far-infrared-dried red sea cucumber showed the highest inhibitory effect on lipid accumulation. In addition, this hydrolysate significantly decreased the expression of the protein factor fatty acid-binding protein 4, which is related to the late differentiation of 3T3-L1 adipocytes. Taken together, these results suggest that Flavourzyme hydrolysates from farinfrared-dried red sea cucumber may be used as a functional food and/or a pharmaceutical ingredient for the inhibition of lipid accumulation.

탄수화물 가수분해효소 처리가 옥수수 가루의 페놀산과 항산화활성에 미치는 영향 (Effect of carbohydrase treatments on phenolics content and antioxidant activity of maize flour)

  • 조동화;김미정;심은영;전용희;이춘기;우관식
    • 한국식품과학회지
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    • 제50권2호
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    • pp.132-137
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    • 2018
  • 본 연구에서는 탄수화물 가수분해효소가 옥수수 가루의 페놀 화합물 및 항산화성에 미치는 영향을 조사하였다. 옥수수 가루는 빵, 과자 등 다양한 가공 식품 뿐만 아니라 가축용 사료로도 이용되고 있으며, 이에 대한 기능성의 증가는 국민 및 반려동물의 건강성 증진에 기여할 수 있을 것이다. 본 실험에서 탄수화물 가수분해효소 처리는 옥수수 가루의 유리 페놀산 및 총 페놀 화합물 함량을 유의적으로 증가시켰으며, 이는 효소 처리가 세포벽 구성성분과 강하게 결합하고 있는 불용성 페놀산을 유리화하기 때문이다. 또한 옥수수 가루의 항산화활성 또한 효소처리에 의해 유의적으로 증가하였는데, 이는 강한 항산화활성을 가진 유리 페놀산이 탄수화물 가수분해효소에 의해 증가하였기 때문이다. 상용 탄수화물 가수분해효소 처리는 친환경적일 뿐만 아니라 공정이 단순하여 상업적으로 이용하기 쉬울 것이라 생각된다. 하지만 아직 탄수화물 가수분해효소 처리가 옥수수 가루의 가공 적성에 미치는 영향 및 생산법 최적화에 대한 연구가 이루어져 있지 않으며 이에 대한 추가적인 연구가 필요할 것이다.

Effects of microbial enzymes on starch and hemicellulose degradation in total mixed ration silages

  • Ning, Tingting;Wang, Huili;Zheng, Mingli;Niu, Dongze;Zuo, Sasa;Xu, Chuncheng
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권2호
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    • pp.171-180
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    • 2017
  • Objective: This study investigated the association of enzyme-producing microbes and their enzymes with starch and hemicellulose degradation during fermentation of total mixed ration (TMR) silage. Methods: The TMRs were prepared with soybean curd residue, alfalfa hay (ATMR) or Leymus chinensis hay (LTMR), corn meal, soybean meal, vitamin-mineral supplements, and salt at a ratio of 25:40:30:4:0.5:0.5 on a dry matter basis. Laboratory-scale bag silos were randomly opened after 1, 3, 7, 14, 28, and 56 days of ensiling and subjected to analyses of fermentation quality, carbohydrates loss, microbial amylase and hemicellulase activities, succession of dominant amylolytic or hemicellulolytic microbes, and their microbial and enzymatic properties. Results: Both ATMR and LTMR silages were well preserved, with low pH and high lactic acid concentrations. In addition to the substantial loss of water soluble carbohydrates, loss of starch and hemicellulose was also observed in both TMR silages with prolonged ensiling. The microbial amylase activity remained detectable throughout the ensiling in both TMR silages, whereas the microbial hemicellulase activity progressively decreased until it was inactive at day 14 post-ensiling in both TMR silages. During the early stage of fermentation, the main amylase-producing microbes were Bacillus amyloliquefaciens (B. amyloliquefaciens), B. cereus, B. licheniformis, and B. subtilis in ATMR silage and B. flexus, B. licheniformis, and Paenibacillus xylanexedens (P. xylanexedens) in LTMR silage, whereas Enterococcus faecium was closely associated with starch hydrolysis at the later stage of fermentation in both TMR silages. B. amyloliquefaciens, B. licheniformis, and B. subtilis and B. licheniformis, B. pumilus, and P. xylanexedens were the main source of microbial hemicellulase during the early stage of fermentation in ATMR and LTMR silages, respectively. Conclusion: The microbial amylase contributes to starch hydrolysis during the ensiling process in both TMR silages, whereas the microbial hemicellulase participates in the hemicellulose degradation only at the early stage of ensiling.

Cloning of Agarase Gene from Non-Marine Agarolytic Bacterium Cellvibrio sp.

  • Ariga, Osamu;Inoue, Takayoshi;Kubo, Hajime;Minami, Kimi;Nakamura, Mitsuteru;Iwai, Michi;Moriyama, Hironori;Yanagisawa, Mitsunori;Nakasaki, Kiyohiko
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권9호
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    • pp.1237-1244
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    • 2012
  • Agarase genes of non-marine agarolytic bacterium Cellvibrio sp. were cloned into Escherichia coli and one of the genes obtained using HindIII was sequenced. From nucleotide and putative amino acid sequences (713 aa, molecular mass; 78,771 Da) of the gene, designated as agarase AgaA, the gene was found to have closest homology to the Saccharophagus degradans (formerly, Microbulbifer degradans) 2-40 aga86 gene, belonging to glycoside hydrolase family 86 (GH86). The putative protein appears to be a non-secreted protein because of the absence of a signal sequence. The recombinant protein was purified with anion exchange and gel filtration columns after ammonium sulfate precipitation and the molecular mass (79 kDa) determined by SDS-PAGE and subsequent enzymography agreed with the estimated value, suggesting that the enzyme is monomeric. The optimal pH and temperature for enzymatic hydrolysis of agarose were 6.5 and $42.5^{\circ}C$, and the enzyme was stable under $40^{\circ}C$. LC-MS and NMR analyses revealed production of a neoagarobiose and a neoagarotetraose with a small amount of a neoagarohexaose during hydrolysis of agarose, indicating that the enzyme is a ${\beta}$-agarase.