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분리대두단백 제조 (isolated soybean protein production)

Isolated Soybean Protein ProductionPurpose탈지대두분으로 분리 대두 단백(ISP)을 제조하고 그 원리를 이해한다.Introduction* 분리 대두 단백의 시작과 정의분리 대두 단백은 일찍이 1903년경 Soy "casein"으로 불리워진 것으로 종이에 피막을 입힐 때 우유 casein 대신 색소와 결합시키는데 처음으로 사용되었던 것이 최근 분리 대두 단백을 식품공학적으로 대량 생산이 가능해지면서 세계 그 이용과 생산량이 급격히 증가되고 있다. 분리 대두 단백의 정의는 깨끗하고 껍질이 제거된 좋은 품질의 콩으로부터 단백질이 아닌 대부분의 성분을 제거하여 단백질의 함량이 건물량으로 90%이상(N×6.25)이 되도록 제조한 분말 대두 제품을 말한다. 분리 대두 단백의 일반 성분은 건물량 기준으로 단백질이 90% 이상 되며 제조회사에 따라 어떤 제품은 거의 100%에 가까운 것도 있다. 제품의 품질은 지방질이 전혀 없어야 좋은 것이며 섬유질의 함량이 극히 적은 것이 특징이다.* 제조 원리탈지대두분으로부터 단백질만을 침전시키기 위해 염침전법을 사용한다. Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=292944" 단백질의 pH 7 이상에서의 높은 Hyperlink "http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=295801" 용해도와 pH 4.5에서의 낮은 용해 특성을 이용한 것이다. 즉, 콩의 단백질은 pH 4.2~4.5에서 등전점을 가지므로 염산을 처리해 단백질을 침전시킬 수 있다.구체적으로는 탈지대두분을 약알칼리 용액(pH 8~9)에 분산시켜 단백질을 용해시킨 다음, 여과 또는 원심분리 방법으로 셀룰로오스(cellulose)나 헤미셀룰로오스(hemicellulose) 등 불용성 탄수화물을 제거한 뒤, 여과액 또는 상징액의 pH를 4.5로 조절하여 단백질을 커드(curd) 상태로 침전시킨다. 여기서 침전되지 않고 남아 있는 수용성 물질(주로 소당류)을 원심 분리시켜 제거하면 거의 순수한 단백질을 얻게 된다. 이 때 회수된 단백질 침전물을 몇 번 반복하여 pH 4.5의 물로 세척하면 더 순수한 분리 콩단백 제품을 얻을 수 있다. 분리한 콩단백질을 건조하기 전에 KOH 또는 NaOH로 중화시킨 것을 중성 분리 콩단백이라 하며, 중화시키지 않은 것은 산성 분리 콩단백이라 한다. 일반적으로 중화시킨 것이 중화시키지 않은 것보다 물에 잘 용해되며 수분이 많이 있는 식품과 잘 결합하기 때문에 대부분의 분리 콩단백은 중성 분리 콩단백으로 제조한다. 이러한 과정으로 제조한 분리 콩단백의 수율은 탈지대두분의 약 1/3이다.* 아미노산과 등전점등전점이란 양쪽성 전해질이나 콜로이드입자 등의 전하의 대수 합이 0이 될 때의 상태를 용액의 수소 이온지수 pH로 나타낸 것으로 아미노산의 종류에 따라 달라진다. 보통 단백질의 전하의 대수 합은 전체 아미노산보다는 단백질 표면의 아미노산이 더 중요한 영향을 준다. 콩은 산성 아미노산이 더 많으므로 등전점이 pH 7보다 낮은데 이 등전점에서는 인접한 단백질 분자 간에 전기적 반발작용이 없어 서로 결합하여 용해도가 최저 즉, 침전되는 것이다. 등전점 이하나 이상에서는 전하가 발생하여 분자 간 전기적 반발 작용이 생기므로 용해도가 증가한다.* 분리 대두 단백의 이용분리 대두 단백은 동물성 단백질에 비하여 비만, 고혈압, 동맥경화, 고지혈증 등을 개선하는데 탁월한 효과가 있으며 섭취할 경우 혈중 고밀도 콜레스테롤의 함량은 증가하나 저밀도 콜레스테롤 함량이 감소 한다고 많은 연구자들에 의해 보고 되고 있다. 분리 대두 단백은 탄수화물 및 지방이 대부분 제거되어 영양학적으로 완벽한 식물성 단백질원이며, 식품 제조 시 사용 및 응용범위가 매우 넓다. 주로 단백질 함량 강화 원료로써 단백질 보충제, 분유, 두유, 콩고기 등에 이용되고 있다.Materials탈지대두분 20g, 교반기, 마그네틱바, 소포제, 1N NaOH, 1N HCl, 비커, 호일, 원심 분리기, 원심분리관, 건조기, 스푼, 저울, pH meter, 증류수, 거즈, 마이크로피펫MethodISP를 만드는 단계는 크게 6단계로 나뉜다.Extraction-Separation-Curd침전-Separation-Neutralizing-Separation1. 비커에 탈지대두분 20g과 그의 10배만큼의 부피인 10% 에탄올 200ml을 넣고 교반기로 섞는다. - 10% 농도의 에탄올은 증류수 180ml과 20ml 에탄올을 섞어서 만든다.2. (증류수 100ml, NaOH 4g을 섞어서 1N의 NaOH 100ml를 제조해두었다.) 1N의 NaOH를 첨가하여 pH meter를 이용하여 pH9 정도로 맞춰준다.3. 1시간 가량 놔 두면서 pH 변화를 살핀다. (탈지대두분의 성분으로 인해 pH가 조금 낮아지므로)4. 용액을 거즈를 통해서 Filtration을 한다.5. 걸러진 용액을 4000rpm에서 10분동안 Centrifugation을 실시하여 상등액과 침전물을 separation한다.6. (증류수 91.5ml, HCl 8.5ml을 섞어서 1N의 HCl 100ml를 제조해두었다.) 상등액을 분리하여 상등액에 1N HCl를 첨가해서 pH를 4.2 정도로 맞춰 단백질을 침전시킨다. 교반기를 이용하여 잘 저어주면서 pH변화를 조절한다.7. 거품이 많이 나면 소포제를 2방울 가량 첨가한다.8. 상등액을 5000rpm에서 10분동안 Centrifugation를 실시하여 상등액과 침전물을 separation한다. 상등액은 버린다.(9. 1N NaOH를 이용하여 pH 7~8로 중화시켜준다.) 실험과정 중 생략10. 고상 침전물을 잘 긁어내 호일판에 펴 발라 동결 건조나 열 건조를 시킨다.Result수율(%)=건조된 ISP 질량/실험 전 탈지대두분 질량 * 100Discussion & Conclusion단백질 수율에 영향을 주는 요소로는 원료의 단백질 함량, 단백질의 변성 정도, 추출 조건, 공정의 효율 등이 있다. 그리하여 수율에 차이가 나는 것이다.또한 처음 단계인 추출 시 영향을 주는 요소로는 입자의 크기, 액상/고체의 비율, pH, 교반의 유무, 온도, 시간이 있다. 만약 너무 높은 pH나 70℃ 이상의 고온이라면 향, 영양가, 기능성의 저하를 초래한다.여기서 탈지대두분에 증류수를 넣어주지 않고 에탄올을 넣는 이유는 대부분 단백질이 hydrophilic하기 때문에 용해도를 높이기 위해서이다. 그 후 가열을 시켜주는데 뭉쳐있는 단백질을 약간 denaturation시켜줘서 단백질 수율을 높이기 위함이다. 그 후 NaOH를 넣어주는데 그 이유는 단백질의 용해도를 높이기 위해서이다. 건조 시 온도는 용해도, 흡수력, 색상, 영양가에 영향을 줄 수 있다. 동결 건조시 영양 성분 파괴를 최소한으로 줄일 수 있다.Referenceshttp://www.soyworld.org/kboard/kboard.php?board=paper04&act=view&no=15.http://biotechnology.tistory.com/21http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=359&docId=294018&categoryId=359http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=2694&docId=777194&categoryId=2699

자연과학| 2013.05.02| 3페이지| 1,000원| 조회(1,080)

예비, 결과, 생명공학실험, 분리대두단백

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