Bacillus amyloliquefaciens 유래 조효소로 제조된 BCAA 고함유 대두분말 가수분해물과 이를 활용한 기능성 단백질 보조제의 품질특성

• Published in: Han'guk Sikp'um Yŏngyang Kwahakhoe chi Vol. 52; no. 4; pp. 383 - 393
• Main Authors: 진효민(Hyo Min Jin), 임애은(Ae Eun Im), 조정용(Jeong-Yong Cho), 남승희(Seung-Hee Nam)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국식품영양과학회 2023
• Subjects: 식품과학; protein formulas; branched-chain amino acid; soybean powder; product stability
• ISSN: 1226-3311; 2288-5978
• DOI: 10.3746/jkfn.2023.52.4.383

본 연구는 대두분말(SP)의 단백질을 분해하여 BCAA를 다량 함유한 대두분말을 얻기 위하여, 대두분말에 단백질 분해능이 높은 B. amyloliquefaciens(NY124)에서 얻은 조효소를 처리하여 BCAA 함량이 증가한 대두분말 가수분해물(SPH)을 제조하였다. 대두분말의 효소적 가수분해에 따른 유리 아미노산 조성과 단백질의 특성 변화를 알기 위해 HPLC, SDS-PAGE, SEM, FTIR과 전자혀 분석을 조사하였다. SPH의 SDS-PAGE 결과 43 kDa 이하의 크기에서만 단백질 밴드가 남아 SP에 비해 단백질이 분해됨을 확인하였으며, 유리 아미노산 및 BCAA 함량 또한 SP보다 10배 증가하였다. SEM을 통해 구조를 본 결과 SPH는 다공성 구조를 보였으며 조직이 부풀어 표면적이 커짐과 동시에 FTIR 결과 OH기가 생성되어 물에 잘 용해되기 쉬운 구조를 이루고 있었다. 전자혀 분석은 BCAA를 control로 하여 SP와 SPH를 분석한 결과, BCAA는 함량이 증가함에 따라 쓴맛이 증가하였고 SPH는 SP에 비해 단맛이 형성되었다. 이를 통하여 SP보다 BCAA 함량이 증가하고 용해성이 높아진 SPH를 가지고 단백질 보조제를 제조하였고, 단백질 원료에 따른 보조제의 특성을 비교하기 위해 SP와 유청단백질(WPI)로도 제조하여 유리 아미노산 함량과 물리적 특성 및 제형 안정성을 조사하였다. 그 결과 SPH로 제조한 단백질 보조제 C는 SP로 제조한 단백질 보조제 B보다 BCAA가 3.1배 높았으며 이는 상업용 제품보다 BCAA 함량이 높은 양이었다. WPI로 제조한 단백질 보조제 A는 BCAA 함유량이 높았지만 산도가 높아 신맛이 강한 것을 고려하여 WPI 함량 33%를 기준으로 SPH의 함량에 따른 보조제의 품질특성을 알아보고자 SP와 SPH의 배합비를 달리하여 제조하였다. 그 결과 SPH 첨가량이 많을수록 유리 아미노산과 BCAA 함량이 증가하였으며 팽윤력과 용해도 또한 증가하였다. 최종적으로 유리 아미노산 함량과 물리적 특성, 제형 안정성을 고려하여 단백질 보조제에 첨가할 SPH 함량을 25%로 선택하였다. 본 연구 결과를 통하여 SPH를 첨가하여 물리적 특성과 제형 안정성이 우수한 단백질 보조제를 제조함으로써 대두분말 가수분해물이 BCAA 강화 단백질 보조제 소재로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Branched-chain amino acids (BCAA) are essential nutrients and include leucine, isoleucine, and valine, found in meat, dairy, and legumes. BCAA stimulate the building of protein in muscles and possibly reduce muscle breakdown. We prepared BCAA-fortified soybean powder hydrolysate (SPH) by treatment with crude enzyme from Bacillus amyloliquefaciens NY124. We compared the soybean powder and SPH in terms of protein distribution and physical or taste properties using high-performance liquid chromatography, sodium dodecyl-sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, scanning electron microscopy, fourier transform infrared spectroscopy, or electron tongue analysis. The protein formulas were produced with 33% whey protein and SPH (0%, 9%, 17%, 25%, and 34% addition) and then evaluated for their BCAA contents, physical properties, and product stabilities. Compared to soybean powder, SPH showed 10 times higher BCAA and free amino acid content, smaller protein distribution with less than 43 kDa weight, and a stronger taste spectrum with respect of sweetness and saltiness. Protein formulas with 25% SPH showed higher BCAA content, and optimum physical and product stability with quality values similar to commercial products. Therefore, these results indicate that SPH or SPH protein formulas could have potential applications as food products or protein supplements with enriched BCAA content. KCI Citation Count: 0