• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제22권1호
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• pp.68-76
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• 2001

We have employed chemical modification to identify amino acids essential for the catalytic activity of alliinase (EC 4.4.1.4) from garlic (Allium sativum). Alliinase degrades S-alkyl-L cysteine sulfoxides, causing the characteristic odor of garlic. The activity of alliinase was rapidly and completely inactivated by N-bromosuccinimide(NBS) and slightly decreased by succinic anhydride and N-acetylimidazole. These results indicate that tryptophanyl, lysyl, and tyrosyl residues play an important role in enzyme catalysis. The reaction of alliinase with NBA yielded a characteristic decrease in both the absorbance at 280 nm and the intrinsic fluorescence at 332 nm with increasing reagent concentration of NBS, consistent with the oxidation of tryptophan residues. Kinetic analysis, fluorometric titration of tryptophans and correlation to residual alliinase activity showed that modification of only one residue present on alliinase led to complete inhibition of alliinase activity. To identify this essential tryptophan residue, we employed chemical modification by NBS in the presence and absence of the protecting substrate analogue, S-ethyl-L-cysteine (SEC) and N-terminal sequence analysis of peptide fragment isolated by reverse phase-HPLC. A fragment containing residues 179-188 was isolated. We conclude that Trp182 is essential for alliinase activity.

• 한국식품과학회지
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• 제28권3호
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• pp.593-599
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• 1996

고압처리에 의한 효소반응의 조절을 연구하기 위하여 마늘에 압을 적용하여 alliinase의 압력에 의한 활성변화를 해석하였다. 마늘을 $25^{\circ}C$에서 10분간 고압 처리한 결과 alliinase 활성은 150 MPa 및 300 MPa에서 변화가 없었고, 500MPa에서는 완전히 불활성화되었다. 한편 정제된 alliinase는 150MPa에서 30%, 300 MPa에서 80%, 500MPa에서 100% 불활성화되어, 효소의 상태에 따라 압력에 의한 불활성화 정도가 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 또한 고압처리에 의한 alliinase의 불활성화는 상온보다는 고온 또는 저온에서 효과적인 것으로 나타났다. $50^{\circ}C$에서 500MPa로 고압처리한 마늘은 allicin이 거의 생성되지 않아 매운 맛을 느낄 수 없었고, 휘발성 화합물의 50%이상이 제거되어, 마늘의 무취화에 고압처리를 적용할 수 있음을 확인하였다.

• 한국식품영양학회지
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• 제12권1호
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• pp.55-62
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• 1999

Changes in the alliinase activity during the aging of pickled garlic samples prepared by the several methods were investigated. The activity of alliinase in raw garlic was 8,37 units/mg protein. The ac-tivity in the garlic pickled with swoy sauce was reduced to 4.57 units/mg with 52% remaining by 1st week of pickling and to 1.05 units/mg protein with 12% remaining by 2nd week of pickling. The ac-tivity of alliinase in the garlic pickled with vinegar was 2.79 units/mg protein with 32% remaining by 1st week of pickling and was 0.26 units/mg protein only with 3% remaining by 2nd week of pickling. The activity of alliinase in the garlic pickled with 10% salt solution was 5.06 units/mg protein with 58% remaining by 1st week of pickling. After one week pickling the juice of pickled garlic was removed. Then garlics were pickled again with vinegar. The allinase acting in was reduced to 0.85 units/mg pro-tein with 10% remaining by 2nd week of pickling. The activity of alliinase in the garlic pickled with vin-egar was 2.79 units/mg protein with 32% remaining by 1st week of pickling. The juice of pickled garlic was removed after one week. Then the galics were again pickled with saysauce. The allinase activity in the garlic the garlic pickled again with soy sauce was reduced to 0.43 units/mg protein with 5% remain-ing by 2 week of pickling.

• 한국식품과학회지
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• 제39권6호
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• pp.600-607
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• 2007

마늘의 주요 향기성분 및 생리활성을 나타내는 것으로 알려진 함황 화합물의 생성을 조절하기 위한 방법을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 열처리에 의하여 마늘 중의 효소를 완전히 실활 시킨 마늘펄프에 마늘로부터 추출한 alliinase를 첨가하여 첨가량 및 반응시간에 따른 thiosulfinates 및 휘발성 향기성분의 함량 변화를 측정하였다. HPLC 및 LC/MS/MS를 이용하여 생마늘 중의 thiosulfinates를 분리, 확인한 결과 8종의 thiosulfinates를 확인하였다. Allicin은 전체 thiosulfinates함량의 약 60%를 차지하는 것으로 나타났다. 마늘로부터 추출한 alliinase를 열처리 마늘펄프에 각각 100, 200, 300 및 400 unit를 첨가하여 5, 10 및 15분씩 각각 반응시킨 결과 효소첨가량 및 반응시간의 증가와 함께 thiosulfinates 함량도 증가하였다. 100, 200, 300 및 400 unit의 alliinase를 첨가하여 15분간 반응시킨 결과 총 thiosulfinates는 생마늘(대조구)에 비하여 각각 37, 68, 77 및 80%가 생성되는 것으로 나타났다. GC/MSD를 이용하여 대조구 및 효소를 첨가하여 반응시킨 시료의 휘발성 향기성분을 분석한 결과 36개의 피크를 분리하였고, 이중 28개 피크에 대하여 확인 할 수 있었다. 확인된 28개의 피크 중 23개 피크가 함황 화합물이었다. Alliinase를 100, 200, 300 및 400 unit씩 첨가하여 15분간 반응시킨 시료에 대하여 휘발성 향기성분을 분석한 결과 대조구에 비하여 각각 25, 36, 66 및 76%가 생성되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 열처리한 마늘에 alliinase를 첨가하여 반응시키면 반응조건에 따라 마늘 중의 주요생리활성 물질 및 휘발성 향기성분인 thiosulfinates와 휘발성 함황 화합물의 생성을 30-80%까지 조절할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국조리학회지
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• 제14권1호
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• pp.144-151
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• 2008

양파를 원형 그대로, 절편으로 하여 그리고 마쇄한 것을 진공 동결 건조 처리하여 각각 건조 과정 중 allicin 및 diallyl disulfide의 함량과 alliinase 활성 변화를 측정하였다. 생양파의 allicin 및 dia-llyl disulfide의 함량은 각각 26.40 ppm, 2.78 ppm이었다. 양파를 원형 그대로, 절편으로 하여 그리고 마쇄한 시료의 allicin 및 diallyl disulfide의 함량은 진공 동결 건조가 진행함에 따라 증가되었으며, 증가 정도는 시료의 형태에 따라 차이를 나타내었다(p<0.05). 생양파의 alliinase 비활성은 7.536 units/mg protein이었으며, 양파를 원형 그대로, 절편으로 하여 그리고 마쇄한 시료의 alliinase 활성은 진공 동결 건조가 진행함에 따라 감소되었다. 양파를 원형 그대로 8시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 5.516 units/mg pro-tein로 감소되었으며 73.2%의 잔존율을 나타내었고, 36시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 3.304 units/mg protein로 감소되었으며 43.8%의 잔존율을 나타내었다. 양파를 절편으로 하여 36시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 2.366 units/mg protein로 감소되었으며 31.4%의 잔존율을 나타내었고, 양파를 마쇄하여 36시간 동안 진공 동결 건조하였을 때 효소의 비활성은 2.232 units/mg protein로 감소되었으며 29.6%의 잔존율을 나타내었다. 양파를 원형 그대로 진공 동결 건조하였을 때 alliinase 활성에 있어서 가장 높은 잔존율을 나타내었다.

• 환경위생공학
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• 제22권1호
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• pp.57-66
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• 2007

Changes in the alliinase activity during the hot air drying and vacuum freeze drying of garlic samples treated as the whole, sliced and crushed state were investigated. The specific activity of alliinase in raw garlic was 8.52 units/mg protein. The activity in the whole garlic prepared by the hot air drying for 8 hrs was reduced remarkably to 5.22 units/mg protein with 61% remaining and to 4.25 units/mg protein with 50% remaining for 36 hrs. The activity in the sliced garlic prepared by the hot air drying for 36 hrs was reduced to 3.55 units/mg protein with 42% remaining and the activity in the crushed garlic prepared by the hot air drying for 36 hrs was reduced to 3.12 units/mg protein with 37% remaining. The garlic sample sliced or crushed was higher than the whole state in the efficiency of drying but was lower in the remaining activity of alliinase. The activity in the whole garlic prepared by the vacuum freeze drying for 8 hrs was reduced to 7.21 units/mg protein with 85% remaining and to 5.53 units/mg protein with 65% remaining for 36 hrs. The activity in the sliced garlic prepared by the vacuum freeze drying for 36 hrs was reduced to 4.55 units/mg protein with 53% remaining and the activity in the crushed garlic prepared by the vacuum freeze drying for 36 hrs was reduced to 4.16 units/mg protein with 49% remaining. The remaining activity of alliinase in the garlic samples prepared by the vacuum freeze drying was higher than the remaining activity in the garlic samples prepared by the hot air drying.

• 한국식품조리과학회지
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• 제10권4호
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• pp.376-380
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• 1994

마늘의 alliinase를 ammonium sulfate 분획과 hydroxylapatite chromatography, concanavalin A-Sepharose affinity chromatography에 의해 정제하여, 23% 의 회수율과 7.6배 정제도를 나타내었다(specific activity 116.6 units/mg). SDS-polyacrylamide gel electrophoresis에서 단일 band를 나타내므로 순수한 aliinase 로 추측되며 이 효소의 분자량은 42K 로 추정된다. 기질로서 S-ethyl-L-cysteine sulfoxide를 사용한 이 효소의 $V_max$값은 2.27${\mu}$monl/mg.min이고 $K_m$은 1O mM이다 . 정제효소의 optimum pH는 6.5 phosphate buffer이며, 40$^{\circ}C$에서 최대활성을 나타내었다. Activation energy value($E^*$)는 4.6Kcal/mole로 추정된다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제15권6호
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• pp.838-843
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• 2006

The chemical processes involved in the formation of green pigment in crushed garlic cloves were investigated based on the principle of pink pigmentation in macerated onions. Intact greening and non-greening garlic cloves were either left untreated or heated at $90^{\circ}C$ for 3 min to inactivate enzyme activities. First, a colorless ether soluble compound referred to as color developer reacted with glycine (among all free amino acids) in garlic to form a second compound insoluble in ether. The latter compound then reacted with formaldehyde to yield the green colored pigment. Alliinase activity was necessary for the production of color developer and for the development of green pigment. In greening garlic that had been heat treated, green pigmentation did not proceed due to the heat-inactivation of alliinase, but the addition of alliinase solution into the garlic homogenates restored the pigmentation. However, this phenomenon was not observed in non-greening garlic with or without heat treatment. Finally, the mechanism of green pigment formation in crushed garlicis similar to that of pink pigment formation in macerated onions.

• Journal of Crop Science and Biotechnology
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• 제10권1호
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• pp.19-26
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• 2007

Glutathione S-transferases(GSTs, EC 2.5.1.18), glyoxalase-I(EC 4.4.1.5) and alliin lyase(alliinase, EC 4.4.1.4) are important enzyme systems in plant bodies. The first two are mainly detoxifying enzymes that utilize glutathione(GSH) in the defense mechanism, and the last one is mainly involved in secondary metabolism and relevant to sulfur compounds derived from GSH. The activities of the three enzymes have been investigated in soluble extracts of vegetable crops, including pumpkin, cabbage, broccoli, radish, carrot, potato, sweet potato, mungbean, and onion. GST activities were detected in all of the vegetables, and the extract of onion bulb exhibited the highest specific activity(648 nmol/min/mgP). The putative GSTs of most of the vegetables were found to be induced by ethanol. The activities of GSTs in onion bulb were found to be markedly inhibited by S-hexyl glutathione and were also inhibited by S-butyl glutathione and S-propyl glutathione. The anti-CmGSTF1 antiserum recognized a thick band for putative onion GST. The estimated glyoxalase-I activity level was also high in onion bulb(4540 nmol/min/mgP), indicating that the thick band detected by Western blot analysis might result from partial recognition of glyoxalase-I by the antiserum. The specific activities for glyoxalase-I were moderate in radish and carrot, and the extracts of other vegetables had rather low levels of activities. The extract of onion also showed the highest specific activity level for alliinase(2069nmol pyruvate/mgP). The extracts of other vegetables also had alliinase activities, although the estimated values were much lower than that of onion.

• 식품저장과 가공산업
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• 제7권1호
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• pp.33-44
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• 2008

마늘의 저장 중 생리활성과 향미에 중요한 영향을 미치는 성분의 변화를 발표된 논문을 중심으로 정리하여 살펴보았다. 또한 마늘의 냄새를 최소화하고 생리활성을 극대화할 수 있는 기능성식품의 소재개발 타당성을 살펴보기 위하여 열처리(blanching)로 마늘 중의 효소를 모두 불활성화 시킨 후, 이에 마늘로부터 추출한 alliinase를 가하여 반응조건에 따른 alk(en)yl thiosulfinates 생성 및 이들의 분해산물인 휘발성 황함유화합물의 함량변화를 측정하였다. 수확한 마늘의 최종 저장물질로 알려진 -glutamyl-S-alk(en)yl-L-cysteines는 마늘중에 존재하는 -glutamyl-transpeptidase 및 oxidase의 작용에 의하여 감소한 반면 S-alk(en)yl cysteine sulfoxide는 감소한 만큼 증가하였으며, 이는 $-3^{\circ}C$ 및 실온($23^{\circ}C$)에서 보다도 냉장온도($4^{\circ}C$)에서 가장 많이 변화하는 것으로 나타났다. 이러한 감소 및 증가현상은 -glutamyl-S-(2-popenyl)-L-cysteine이 -glutamyl-S-(trans-1-propenyl)-L- cysteine이나 -glutamyl-S-methyl-L-cysteine보다 더 컸다. -glutamyl-S-(2-propen yl)-L-cysteine은 $4^{\circ}C$에서 저장 60일 만에 66%가 감소한 반면 이로부터 생성된 S-(2- popenyl)-L-cysteine sulfoxide는 그 만큼 증가하였다. -glutamyl-S-(trans-1-propenyl)-L-cysteine 및 -glutamyl-S-methyl-L-cysteine도 $4^{\circ}C$에서 150일간 저장한 경우 각각 81% 및 39%가 감소하고, 이들로부터 각각 생성된 S-(trans-1- propenyl)-L-cysteine sulfoxides 및 S-methyl-L-cysteine sulfoxide는 증가하였다. 한편 열처리 마늘에 alliinase를 가하여 함황화합물을 재생성 시킨 결과 8종의 S-alk(en)yl cysteine sulfoxides를 확인할 수 있었다. S-(2-propenyl)-L-cysteine sulfoxide은 전체 thiosulfinates함량의 약 60%를 차지하는 것으로 나타났다. 100, 200, 300 및 400 unit의 alliinase를 첨가하여 15분간 반응시킨 결과 총 thiosulfinates는 생마늘(대조구)에 비하여 각각 37, 68, 77 및 80%가 생성되는 것으로 나타났다. GC/MSD를 이용하여 대조구 및 효소를 첨가하여 반응시킨 시료의 휘발성 향기성분을 분석한 결과 alliinase를 100, 200, 300 및 400 unit 첨가하여 15분간 반응시키면 각각 마늘의 휘발성 향기성분이 25, 36, 66및 76% 씩 재 생성되는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 마늘을 이용한 제품개발이나 연구를 할 경우 마늘의 저장조건에 따른 생리활성물질의 분석결과를 근거로 하여 이루어져야 하며, 또한 효소를 이용하여 적절히 반응시키면 마늘 냄새를 $30{\sim}80%$ 범위 내에서 조절이 가능한 것으로 나타났다.