전량여과(dead-end filtration)를 사용하여 계란 난백용액으로부터 라이소자임 효소의 분리정제에 대한 연구를 수행하였다. 전량여과 시 사용된 한외여과 막의 분획분자량과 난백용액의 pH 변화에 따른 라이소자임의 난백에 존재하는 다른 종류의 단백질인 오발부민과 콘알부민에 대한 막을 통한 투과선택도(permselectivity)를 측정하여 투과선택도가 가장 큰 값을 나타내는 전량여과의 최적 운전조건을 결정하였다. 이 결과 난백용액으로 라이소자임을 효과적으로 투과 분리시키기 위한 최적 운전조건은 한외여과 막의 분획분자량 30 kDa, 난백용액의 pH 11이었다. 최적 운전조건에서 난백 내 총 단백질에 대한 라이소자임의 투과선택도가 약 83의 가장 큰 값을 나타내었다.
본 연구에서는 우유에 탈지분유 또는 난백분말을 각각 첨가하고 젖산균(Lactobacillus 3종)으로 발효하여 호상의 요구르트를 만든 후, 난백분말의 첨가가 젖산균의 생육과 산생성 및 요구르트의 품질(점도, 관능성, 휘발성 향기 성분)에 미치는 영향을 조사하였다. 난백분말의 첨가로 젖산균의 산생성이 대조군(우유로만 만든 요구르트)보다 현저하게 촉진되었으며, 산생성 촉진 효과는 난백분말 첨가량에 비례하여 증가하였다. 난백분말이 첨가된 호상요구르트의 점도는 대조군보다 대체로 높았으며, L. acidophilus로 발효시켜 만든 호상요구르트는 thixotropic flow의 특성을 나타냈다. 관능검사의 결과를 보면 표준 시료보다 난백분말 첨가 시료가 우수하였고, 난백분말 첨가 시료 중에서는 2% 첨가 시료가 가장 우수하였다. GC에 의한 휘발 성분 분석에서는 호상요구르트로부터 acetone, ethanol, diacetyl, butanol 및 acetoin의 5가지 성분이 확인되었다.
본 연구는 알레르기 저감화 식품을 개발하기 위한 실용화 방법의 일환으로 실시되었다. 계란으로부터 난백을 분리하여 감마선을 10 및 20 kGy로 조사한 후 케이크를 만들어 알러지원성을 측정하였다. 감마선 조사된 난백으로 만든 케이크에서 추출된 단백질은 전기영동을 통해 확인하였으며 각 시료에 대한 알러지원성은 계란 알레르기가 있는 환자의 혈청을 사용하여 측정한 결과, 난백에 대한 조사 선량이 증가할수록 알러지원성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과로 볼 때, 감마선 조사된 난백으로 만든 케이크는 대조구에 비해 알러지원성을 감소시킬 수 있었으며 방사선 조사를 통해 알레르기가 저감화된 식품을 개발할 수 있을 것으로 보인다.
본 연구에서는 난백의 거품형성능력 및 안정성을 간편하게 평가하기 위한 표준방법을 제시하고자 시료의 양, whipping 속도 및 시간이 거품형성에 미치는 영향을 조사하고 적합한 거품형성조건을 선정하였다. 선정된 조건(시료량 70g, 1,200rpm, 2분)으로 난백의 거품형성능력 및 안정성을 20회 반복 측정하여 평가한 결과 높은 재현성을 나타내었으며 시료의 변화(신선한 난백, 동결건조 난백분말, 상업용 난백분말) 및 계란의 저장기간에 따른 거품형성능력 및 안정성의 유의적 차이를 효과적으로 구별할 수 있었다.
난백단백질의 농도와 당류의 첨가 수준이 난백의 열감수성에 미치는 영향을 검토하기 위하며 가열처리.($60^{\circ}C$, 5분간) 전후 난백의 기능성을 측정하였으며 그 결과는 다음과 같다. 난백단백질의 농도 8.3%까지는 가열처리 전후 난백의 탁도가 감소하였으나 희석됨에 따라 증가하다가 3.32% 이하에서는 다시 감소하였다. 가열처리 전후 난백의 기포력은 단백질 농도 8.3%에서 가장 높았으며 희석됨에 따라 점차 감소하였고 기포안정성은 단백질 농도가 희석됨에 따라 점차 저하하였다. 난백에 sucrose를 첨가할 경우 탁도의 변화가 없었으나 가열처리의 경우에는 sucrose의 첨가량에 따라 점차 감소하였다. 기포력은 sucrose 5%이상 첨가 시 감소하였으며 가열처리의 경우에는 sucrose 2.5%이상 첨가 시 점차 감소하였다. 기포안정성은 sucrose를 5%이상 진가할 경우 점차 증가하였으나 가열처리한 경우에는 sucrose의 첨가량에 따라 증가하였다. Glucose의 첨가량에 따라서는 탁도가 높아졌으며 가열처리 시에는 변화가 없었다. 기포력은 Glucose의 첨가량에 따라 점차 감소하였으며 가열처리의 경우에는 5%이상 첨가 시 다소 감소하였다. 기포안정성은 가열처리 전후 glucose의 첨가량에 따라 증가되었으며 sucrose의 첨가시 보다 크게 증가되었다.
난백의 열광수성을 순화시키기 위하여 각종금속염(Fe$^{2+}$, Fe$^{3+}$ , $Al^{3+}$ , Cu$^{2+}$)을 첨가하고 가훈처리($60^{\circ}C$, 5분간) 전후 난백의 기능성을 검토하였으며 알루미늄염(Al$^{3+}$ )이 첨가된 난백의 pH에 대한효과도 검토하였다. 금속염의 첨가에 의해 가열처리 전후 난백의 탁도는 대체로 증가하였으나 알루미늄염의부가시 탁도의 변화가 가장 작았다. 난백의 기포력은 금속염의 첨가에 의해 전반적으로 증가하였으며 Fe$^{3+}$ 의 첨가효과가 가장 컸다. 특히 가열처리 후 난백의 기포력은Fe$^{3+}$ , Al/ sup 3+/ 및 Cu$^{2+}$의 첨가에 의해 크게 증가되었다. 기포안정성의 경우 열처리 전에는 Fe$^{3+}$ , Al/ sup 3+/의 첨가효과가 있었으나 열처리 후에는 Fe$^{3+}$ 와 Al/ sup 3+/의 첨가가 효과적이었다. 한편 알루미늄염을 첨가한 난백을 pH 7 -10의 범위에서 가열처리한 결과 pH 7-8.5 범위에서는 탁도 및 기포성의 변화가 크지 않았고 pH 9이상에서는 탁도와 기포성은 낮아졌으나 기포안정성은 향상되었다. 난백액에 Salmonella typhimurium을 $10^{6}$ cells/$m\ell$수준으로 접종 후 $60^{\circ}C$, 5분간의 가열처리 결과 pH에 상관없이 모두 사멸되었다.
거품성능과 겔형성능이 우수한 것으로 확인된 난백분말(pH 6.34, 72.5$^{\circ}C$; pH 6.74, 66.5$^{\circ}C$; pH 7.72, 76$^{\circ}C$)과 상업용 난백분말로 각각 엔젤 푸드 케이크를 제조하여 일반적인 특성을 조사하였다. pH 6.74, 66.5$^{\circ}C$와 pH 7.72, 76$^{\circ}C$의 조건으로 제조된 난백분말로 만든 엔젤 푸드 케이크의 거품과 반죽의 비중, 케이크의 부피 및 물성 등을 측정한 결과는 난백을 사용하여 만든 대조구와 차이가 없는 것으로 나타나고 있으나 상업용 난백분말로 제조한 케이크는 모든 면에서 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 종합적 기호도 면에서는 처리 조건 pH 6.74, 66.5$^{\circ}C$의 난백분말로 만든 엔젤 푸드 케이크만이 대조구와 유사하게 평가되고 나머지는 다소 낮았으며, 상업용 난백분말로 만든 엔젤 푸드 케이크는 아주 낮았다. 따라서 난백의 pH를 6.74로 조정한 후 건조온도 66.5$^{\circ}C$에서 제조한 난백분말은 엔젤 푸드 케이크를 만드는데 적합한 조건으로 나타났다.
난백에 NaOH, 열, 및 효소를 처리하였을 때, 난백 중의 ovomucoid(OM) 및 ovalbumin(OA)의 항원성 변화를 항OM 및 항OA 항체를 이용하여 간접경합 ELISA로 조사하였다. 효소처리는 OM의 항원성을 효과적으로 감소시키지 못한 반면 OA의 항원성은 식물성, 미생물성 protease를 사용하였을 때 약 1/5,000-1/100,000로 감소되었다. 열처리를 한 난백 중 OM은 $100^{\circ}C$까지 거의 변화하지 않으나 $121^{\circ}C$ 처리에서는 난백의 항원성이 OM은 1/250으로 감소되었다. OA의 항원성은 열처리에 의해 오히려 증가되었으며 최고 100배까지 증가되는 것으로 나타났다. NaOH를 농도별로 처리한 난백 중 OM의 항원성 변화는 0.3%부터 감소하기 시작하여 1%이상에서 항원성이 거의 제거되었다. 반면 OA의 경우는 모든 NaOH 처리농도에서 항원성이 증가하였다. NaOH 처리에 추가적인 열처리($70^{\circ}C$, 15분)를 실시한 것은 난백중 OM과 OA의 항원성 감소에 다소 효과적인 것으로 나타났다.
감마선 조사기술을 이용하여 계란의 알러지성을 감소시키기 위한 실증 연구의 일환으로 감마선 조사된 난백을 함유한 cake의 물성 학적, 관능적 품질을 평가하였다. 전란에서 난백을 분리한 후 10과 20 kGy의 흡수선량을 받도록 감마선을 조사하였다. 감마선 조사된 난백을 첨가한 white layer cake, poundcake와 sponge cake를 제조하여 시험하였다. 10과 20 kGy로조사한 난백을 첨가하여 제조한 모든 제품에서 경도가 높은 것이 관찰되었다. 저 장 중 감마선 조사된 난백을 함유한 pound cake와 sponge cake의 노화가 지연되어 물성 학적 저 장성 측면에서 더 우수한 것으로 나타났다. 감마선 조사된 난백이 cake의 관능적 품질에 미치는 영향은 제품의 특성에 따라 다르게 나타났고, 모든 처리구에서 방사선 불쾌취(off-odor)가 관찰되어서 제품 제조시 관능적인 품질을 유지하기 위한 적절한 방법이 이용되어야 할 것이다.
가열온도와 시간, pH 및 NaCl 농도가 난백겔의 열안정성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 가열처리 후 난백겔의 특성을 검토하였으며 그 결과는 다음과 같다. 난백을 90~$170^{\circ}C$까지 온도와 시간별 가열처리 한 결과. 110~$130^{\circ}C$ 영역에서 경도가 떨어졌으나 온도가 높아짐에 따라서 급격히 증가하였다. 응집성의 경우는 12$0^{\circ}C$까지 감소한 후 $130^{\circ}C$에서 급격히 증가하였다. 명도는 온도가 높아질수록 시간이 길어질수록 낮아졌으며 황색도는 높아졌다. 난백의 경도는 pH 7을 중심으로 산성영역에서는 고온처리가 높았으며 알카리영역에서 밝았다. 고온처리의 경우가 저온처리에 비해 산성영역에서는 보다 밝았으며 알카리 영역에서는 보다 어두웠다. 염의 첨가에 의해 난백의 경도는 저온처리 시에는 큰 변화가 없었으나 고온처리시 다소 증가하였고 응고집성은 저온처리시 서서히 증가하였으며 고온처리시 0.5%까지 급격히 증가하였다. 색택은 고온고리시 명도가 증가하였고 황색도는 감소하였으며 농도별 차이는 크지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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