Mucor pusillus var. Lindt가 생산하는 Mucor rennet와 Crystalline Mucor rennin에 대한 응유효소로서의 일반적 성질을 Hansen's calf rennet 및 Mucor rennet와 비교하여 검토한 결과 $63^{\circ}C$에서 30분 가열한 후 $CaCl_2$를 0.01M 첨가한 우유에 대하여 $30^{\circ}C$에 측정된 응유력은 HR: MR: CMR=1:2.43:12.09된다는 것을 알 수 있었으며 건조 curd의 최대 수율이 비슷하였고 산도증가에 따른 curd 수율의 감소, 산도증가에 따른 응유활성의 강화, $CaCl_2$ 첨가량의 증가에 따른 응유활성의 증가, 등의 제 성질이 유사하였다. 응유온도에서는 HR이 $45^{\circ}C$ 정도에서 응유활성이 가장 높았고 MR과 CMR의 경우에는 $30^{\circ}C$부터$50^{\circ}C$사이에서 온도상승과 더불어 응유활성이 증가되었다. 치즈착색에 사용한 치자추출활색소는 착색이 잘되며 식용황색 5호와 비교할 때 이보다 색상이 좋은 결과를 보였다. 그러나 과량을 가하게 되면 치즈에서 치자냄새가 풍기므로 우유 10kg에 대하여 치자 3g이하에서 추출한 색소로 착색하는 것이 이상적이라는 것을 알수 있었다. 또한 CMR을 이용하여 Gouda형 치즈를 제조한 결과 HR, MR을 사용하여 제조한 대조 치즈에 비하여 curd의 수율이 비슷하였고 치자추출액에 의해 착색하지 않은 경우에도 착색한 경우와 차이가 없는 것으로 보아 curd 생산에 치자추출액이 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었고 숙성도는 MR Cheese, CMR Cheese, UMR Cheese가 HR Cheese 보다 높았으며 맛과 냄새에 있어서는 HR Cheese와 완전히 일치하지는 않지만 소비자의 미각으로 구별하기 어려운 정도로 비슷하였다. 이와 같이 Crystalline Mucor renin에 의해서 제조할 수 있는 방법이 확립되므로 송아지 Rennet를 이용했을 때보다 염가의 치즈생산이 가능함은 물론 Mucor rennet를 이용했을 때 때로는 응유효소에 오염된 미생물들로 인하여 치즈에서 쓴 맛이 나는 경우가 있었는 데 이러한 문제가 해결됨을 알 수 있었다.
서해의 겨울철 우점종인 흰베도라치(Enedrias (Pholis) fangi) 치자어는 베도라치(Enedrias nebulosus), 베도라치류(Enedrias spp.), 황줄베도라치(Pholis taczanowskii), 뱅어류(Protosalanginae) 등으로 분류되었다. 이 종들의 치자어의 대부분은 흰베도라치 (Enedrias fangi)로 밝혀졌다. 이 종의 치자어는 서해 전해역에 분포하는데, 3월경에는 전남북 근해, 4월에는 충남 연근해, 5,6월에는 경기 연근해에 주로 분포한다. 이 종의 주 산란기는 겨울철인 11~1월, 산란은 서해 전역에서 이루어지는 것으로 추정된다. 치자어의 평균 성장률은 0.33/일, 전자어기에서 치어기 중기까지는 부유생활을 하며 체장이 40mm이상이 되는 치어 후기부터 저층에서 서식하기 시작하는 것으로 보이며 체장이 60~70mm정도로 성장한 후 황해 저층냉수역으로 회유하는 것으로 추정된다. 서해 연근해에서 1985~1991년에 어획된 흰베도라치 치어자원의 어획량은 연평균 5,000M/T으로 우리 나라 전체 흰베도라치 치자어 어획량의 99% 이상이며, 주 어획시기는 충남이 5월, 경기 연근해에서는 6월로 나타났다.
본 연구에서는, 치자 열매를 항염증 소재로 선택하여, 치자 추출물(GFE)에 ${\beta}$-glucosidase를 처리함으로써 항염증 활성을 증진하고자 하였다. 항염증 활성의 비교를 위해 추출물과 LPS를 함께 처리하여 RAW264.7 세포가 생산하는 NO의 양을 측정하였다. Lactic acid bacteria, 식물 그리고 곰팡이 유래 ${\beta}$-glucosidase를 처리한 결과, 곰팡이(A. niger, A. fumigatus)에서 유래된 효소를 처리하는 것이 GFE의 NO생산 억제활성 증진에 가장 효과적이었다. 그리고 GFE에 대한 A. niger 유래 ${\beta}$-glucosidase의 최적 처리조건은 pH 4.6, $45^{\circ}C$ 그리고 20 U/mL의 효소 농도로 24 h 반응시키는 것이었다. 이와 같은 조건으로 GFE에 효소를 처리한 GFAN은 GFE와 유사한 세포 생존율을 나타냈고, 세포독성은 나타나지 않았다. 또한 GFAN의 처리에 의하여 RAW264.7 세포의염증성 cytokine생산, COX-2생산 그리고 NF-${\kappa}B$활성이 현저히 줄어들었다. 본 연구에서 GFAN의 항염증 활성 증진은 치자의 성분 중 주로 geniposide가 ${\beta}$-glucosidase처리에 의하여 genipin으로 전환되었기 때문이라 생각된다. 이상의 결과는 ${\beta}$-glucosidase를 처리한 치자 추출물(GFE)을 이용하여 안전하고 효과적인 항염증 기능성 식품 소재 개발이 가능함을 제시하였다.
우리 나라에서 오랫동안 식용 및 황색 색소원으로 이용되어 온 치자(Gardenia jasminoides)열매로부터 iridoid glycoside인 geniposide를 분리, 정제한 후 ${\beta}-glucosidase$로 가수분해하여 얻은 genipin을 glycine, alanine, histidine, lysine, phenylalanine, glutamate 등 여섯 종류의 아미노산과 반응시켜 수용성 치자청색소로 전환되는 과정을 규명하였다. Genipin이 아미노산과 반응하여 청색소가 되는 과정에서 pH의 영향을 알아보기 위하여 여러 pH에서 반응을 시켜본 결과 청색소 생성의 최적조건은 pH 7.0 이었고, pH 3.0 조건에서는 청색소가 전혀 생성되지 않았으며, pH 12.0 조건에서는 미량의 청색소만 생성되었다. 아미노산의 종류에 따라서도 청색소 생성량 및 색감에 차이가 있었는데 $Iysine({\lambda}_{max}=573\;nm),\;glycine({\lambda}_{max}=595 \;nm),\;phenylalanine({\lambda}_{max}=602\;nm),\;alanine({\lambda}_{max}=595\;nm)$에 비해 $histidine({\lambda}_{max}=601\;nm)$과 $glutamate({\lambda}_{max}=601\;nm)$의 경우에는 비교적 적은 양의 청색소가 생성되었다. 청색소 생성 속도상수를 여러 온도$(60,\;70,\;80,\;90^{\circ}C,\;pH\;7.0\;phosphate$ 완충용액)에서 구하였는데, 염기성 아미노산이 중성 및 산성 아미노산에 비해 생성속도가 빨랐다. 이들 값으로부터 Arrhenius 활성화에너지를 계산한 결과 $glycine(E_A=9.8\;kcal/mol)$이 다른 아미노산$(E_A=13.3{\sim}15.4\;kcal/mol)$에 비해 특히 작은 값의 활성화에너지를 나타내었다.
치자 껍질의 phytic acid 함량과 CM (chloroform:methanol, 2:1, v/v), n-부탄올 및 70% 에탄올을 사용한 추출물의 용매(3가지) 별 총 페놀 함량 및 항산화 활성 능력 등을 통하여 치자 껍질의 효용 가치를 검토한 결과, phytic acid 함량은 $4.966{\pm}0.996mg\;PAE/g\;DW$ (dry weight)로 나타났으며, 용매 별 생리 활성은 농도(0.2, 0.4, 0.6 mg/mL)가 높아질수록 유의적으로 증가하였으며(p<0.05), 양성대조군으로 사용된 ascorbic acid, BHA, trolox 보다는 각 농도에서 낮은 활성이 관찰되었다. 치자 껍질의 총 페놀 함량은 CM, n-부탄올, 70% 에탄올 추출물 순으로 CM 추출물에서 $39.74{\pm}0.15mg\;CAE/g$으로 가장 높았으며, nitric oxide (NO) 라디칼 소거능과 지질과산화 저해능은 용매 별로 CM > 70% 에탄올 > n-부탄올, nitrite ($NO_2$) 소거능은 n-부탄올 > CM > 70% 에탄올, ${\beta}-carotene$ 탈색 저해능과 환원력은 CM > n-부탄올 > 70% 에탄올 순의 활성이 나타났다. 이상의 결과, 치자 껍질의 용매 별 총 페놀 함량 순과 항산화력, 환원력은 일치 하였으며, 질소산화물 소거능과 지질과산화 저해능 분석에서는 일치하지 않은 것으로 확인되었다. 이는 질소산화물 소거능과 지질과산화 저해능은 페놀 성분 보다 다른 생리활성물질이 더 큰 영향을 주는 것으로 추정된다. 이에, 치자 껍질은 질소산화물 소거능, 항산화능 및 지질과산화 저해능 등이 우수한 것으로 나타나 기능성 식품 소재로서의 가치가 있는 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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