L-arginine과 GABA 함량 증가를 위한 황칠나무 잎의 적정 효소가수분해 조건
Optimal enzymatic hydrolysis conditions for increased production of L-arginine and GABA in Dendropanax morbifera Lev. leaves
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초록
본 연구에서는 황칠나무로부터 다양한 약리작용 및 생리활성을 더욱 향상시킨 새로운 기능성식품소재로서의 개발과 동시에 황칠나무 잎 유래 L-arginine과 GABA의 증가 추출 조건을 최적화하였다. 선 추출 후 단백질 분해 효소 처리 조건과 선 단백질 분해 효소 처리 후 추출 조건으로 나누어 진행하였으며, 효소 종류, 가수분해 시간, 효소 농도 및 효소처리방법 등을 달리하였다. 각 조건별 L-arginine과 GABA의 함량을 비교 분석하여 최적 추출 조건을 최종 확인하였다. 물과 함께 원료 중량의 0.2% 함량의 protease, trypsin을 처리하고 45℃에서 8시간동안 침지 및 1차 가수분해를 동시에 실시한 후 동량의 bromelain, papain을 별도의 물과 함께 55℃에서 16시간동안 2차 가수분해를 실시하고 최종적으로 100℃에서 4시간동안 추출 및 효소불활성화를 수행하는 조건을 최적 추출 조건으로 확립하였다. 황칠나무 유래 L-arginine은 기존 2.61±1.02 mg/g에서 17.77±1.36 mg/g으로, GABA의 함량은 15.53±3.10 mg/g에서 27.81± 3.73 mg/g으로 가장 효율적으로 증가하였으며 83.872%의 가수분해율을 얻을 수 있었다.
Abstract
Dendropanax morbifera Lev. (DP) leaves have the potential for use as a functional food ingredient. In this study, D. morbifera Lev. leaves were subjected to enzymatic hydrolysis by proteinase, peptidase, trypsin, bromelain, and papain to increase L-arginine and γ-aminobutyric acid (GABA) levels. Hydrolysis time, temperature, pH, vacuum conditions, enzyme type, enzyme concentration, and the order of enzyme administration were optimized to increase L-arginine and GABA concentrations. L-arginine and GABA recoveries were higher when enzymatic treatment was performed prior to the extraction process. No significant changes in L-arginine and GABA production were observed with changes in pH, vacuum conditions, or enzyme concentration. The optimized procedure for obtaining the highest L-arginine and GABA concentrations was to inactivate the enzymes after 8 h of hydrolysis, extract the leaves, and to perform a second hydrolysis step at 16 h with proteinase, trypsin, bromelain, and papain. By increasing L-arginine and GABA levels simultaneously, high-quality hydrolyzed D. morbifera Lev. extract (Hy-DP) was produced efficiently in large quantities at a low cost. With this enzymatic treatment and extraction process, Hy-DP has the potential for use as a functional food ingredient. Further evaluation of Hy-DP as a functional food additive may allow it to be used in foods.
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