Comparison of Hydrolysis from In Vitro Digestion Using Symmetric and Asymmetric Triacylglycerol Compounds by Enzymatic Interesterification

효소적으로 합성된 대칭형과 비대칭형 Triacylglycerol 혼합물의 In Vitro Digestion에서의 소화율 비교

For developing indigestible lipids, symmetric triacylglycerol (ST) and asymmetric triacylglycerol (AT) were produced by enzymatic interesterification using high oleic sunflower oil, palmitic ethyl ester, and stearic ethyl ester in a shaking water bath. Used enzymes were Lipozyme RMIM for ST and Lipozyme TLIM for AT. To remove ethyl ester from reactants, methanol fractionation (reactant : methanol=1:5, w/v, $25^{\circ}C$) and florisil separation (reactant : florisil=1:8, w/w) were applied. Acetone fractionation (reactant : acetone=1:9, w/v) was implemented to separate triacylglcerol (TAG) species into ST and AT. Fractions I (before fractionation), II (after fractionation, liquid phase) and III (after fractionation, solid phase) were separated from ST, whereas fractions IV (after 1st fractionation, liquid phase) and V (after 2nd fractionation, solid phase) were from AT. From sn-2 fatty acid composition analysis, the sum of palmitic acid (C16:0) and stearic acid (C18:0) was 4.9~6.5 area% in ST (I, II, III), and 41.9~43.9 area% in AT (IV, V). In vitro digestion was performed for 0, 15, 30, 60, and 120 minutes at $37^{\circ}C$ in a shaking water bath. For the digestion results, hydrolysis of V was only 40% compared to others (I, II, III, IV) at 120 minutes due to its melting point ($49^{\circ}C$). However, initially (15 minutes), hydrolysis (%) was as follows: V$32.5^{\circ}C$, $31.8^{\circ}C$) and different slip melting points ($31.3^{\circ}C$, $19.5^{\circ}C$). Even though IV has a lower TAG content composed of two saturated fatty acids than III, it had a similar melting point.

본 연구는 고올레산 해바라기유(high oleic sunflower oil, HOSO), palmitic ethyl ester 및 stearic ethyl ester를 이용하여 대칭형 유지와 비대칭형 유지를 합성하였으며, 이를 이용하여 in vitro digestion에서의 소화율(%)을 비교하고자 하였다. 생성된 대칭형 유지와 비대칭형 유지는 acetone을 이용하여 분별함으로써 대칭형 유지는 I, II, III으로, 비대칭형 유지는 IV, V로 분별되었다. 그 후 분별물들을 이용하여 in vitro digestion을 진행함으로써 소화율(%)과 농도변화량(mg/mL/min)을 비교하였으며, 분별물들의 위치별 지방산 및 TAG 조성 분석, DSC를 통한 흡열 및 발열곡선 분석, solid fat index와 융점 측정을 통해 특성을 알아보고자 하였다. 위치별 지방산 조성 분석 결과 I, II, III은 sn-2 위치에 palmitic acid와 stearic acid의 합이 4.9~6.5 area%로 나타나 주로 대칭형 TAG로 이루어졌고, IV와 V는 41.9~43.9 area%로 나타나 주로 비대칭형 TAG로 구성되어 있는 것으로 확인되었다. 한편 in vitro digestion을 진행하여 분별물간의 가수분해율(%)을 비교한 결과, 반응시간 120분에서는 V만 다른 분별물에 비해 약 40% 정도 소화가 되지 않았으며, V의 융점이 $49^{\circ}C$로 반응온도($37^{\circ}C$)보다 높았다. 초기 반응시간(15분)에서는 I,II>IV>III>V 순으로 소화가 되지 않았으며, 각 분별물에서 ${\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}$와 POS/PSO의 가수분해율(%)을 비교해 본 결과 TAG 간의 가수분해율 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편 III과 IV를 비교해 보았을 때, IV가 III에 비해 두 개의 포화지방산으로 구성된 TAG 함량이 약 40 area% 적지만 complete melting point가 III과 유사한 것으로 나타나 비대칭형 TAG가 대칭형 TAG에 비해 융점이 높다는 것을 알 수 있었다. 따라서 slip melting point가 in vitro digestion 결과에 가장 큰 영향을 미치며, 융점은 총지방산 조성에서의 포화지방산 함량이 높을수록, 두 개의 포화지방산으로 구성된 TAG의 함량이 높을수록, 비대칭형 TAG로 이루어질수록 높아짐을 알 수 있었다.