Kim, Myung-Chan;Oh, Jung-Hwan;Kim, Bong-Yeon;Cho, Sueng-Mock;Lee, Da-Sun;Nam, Min-Hee;Lee, Yang-Bong;Kim, Seon-Bong
Preventive Nutrition and Food Science
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제15권4호
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pp.304-308
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2010
Boiled-type shrimp flavor was developed using Maillard reaction to reduce or mask fish odor or off-flavor in seafood. Model systems were created using enzymatic hydrolysate of shrimp and adding precursor compounds to increase flavor quality and stability. Amino acid precursors of cysteine and methionine and sugar precursors such as glucose, xylose, ribose and sucrose were tried and their flavor qualities were tested by sensory evaluation. After the optimal precursors were determined, the optimum reaction condition was investigated using pHs of 5, 6, 7, and 8 and reaction times of 1, 2 and 3 hours. The best precursors for boiled-type shrimp flavor were methionine and sucrose. The optimum reaction condition was pH 8.0 and a one hour reaction time.
The present study compared the Maillard reaction products (MRPs) derived from aqueous and ethanolic fructoseglycine and its oligomer (dimer and trimer) solutions. The pH was lower in glycine (G) than in diglycine (DG) and triglycine (TG) in both aqueous and ethanolic solutions, but the pH difference between the DG and TG was not significant. MRPs derived from the DG had a greater absorbance at 294 and 420 nm in ethanolic solution than in an aqueous solution. In particular, the loss of sugar was higher in ethanolic solution than in aqueous solution. Enolization of fructose was observed in both aqueous and ethanolic MRP solutions; however, enolization was not observed for the G in aqueous MRP solutions. The glycine oligomer content in ethanolic MRP solutions remained higher than that in aqueous MRP solutions. Furthermore, neither diglycine nor triglycine were detected in the G aqueous or ethanolic MRP solutions, while triglycine was detected in both the DG aqueous and ethanolic MRP solutions. Absorption in the ultraviolet-visible (UV-Vis) spectra was higher with MRPs derived from the ethanolic solution than with those derived from the aqueous solution. MRPs derived from the DG in an ethanolic solution showed the highest absorption intensity.
The purpose of the current study was to determine the effects of the introduction of polysaccharide chains onto the molecular surface of buckwheat proteins on buckwheat protein surface functionality. The whole buckwheat protein fraction (WBP) was prepared using 50 mM phosphate buffer (pH 7.5) containing 0.5 M NaCl and covalently linked with 6 kDa, 17.5 kDa, 40 kDa, 70 kDa, or 200 kDa dextran by Maillard-type glycation through controlled dry-heating at $60^{\circ}C$ and 79% relative humidity for two weeks. Conjugation with 40 kDa dextran improved the water solubility and emulsifying properties of WBP without causing a serious loss of available lysine; 84.9% of the free amino groups were conserved. In addition, we found that the introduction of dextran chains onto the molecular surfaces of WBP attenuated the antigenicity of WBP.
The mutagenicity after heating of different sugars (glucose, fructose, galactose, and tagatose) on the non-enzymatic browning reaction in different sugars and glycine model system was investigated. The model system containing 0.2 M glycine and 0.2 M of different sugars in 10 mL water was heated at $150{\pm}5^{\circ}C$ for 30 min. After heating, degree of non-browning reaction intensity and mutagenicity using Salmonella typhimurium TA 98 were examined. Heated glycine model systems containing different sugars increased their mutgenicity ranged from 30 to 372 revertant colonies. After heating for 40 min, mutagenicity was achieved with glycine model systems containing 4 different sugars with by 145, 356, 206, and 369 revertants per plate, respectively. The glycine model systems containing fructose or tagatose were significantly (p<0.05) higher mutagenic activity than glycine model systems containing glucose or galactose after 40 min of heating. The linear regression between Maillard reaction intensity and mutagenic activities (slope=32.38, $R^2=0.93$) indicates that mutagenicity could be fully ascribed to Maillard reaction products.
Maillard reaction products like melanoidins present in industrial fermentation wastewaters are complex compounds with various functional properties. In this work, novel ultrafiltration (UF) mixed matrix membrane (MMM) composed of polysulfone (PSF) and nanocomposites was prepared through a phase inversion process for the recovery of melanoidins. Nanocomposites were prepared with acid functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) as the reinforcing filler for chitosan-thermoplastic starch blend. Higher nanocomposites content in the PSF matrix reduced the membrane permeability and melanoidins retention indicating tighter membrane with surface defects. The membrane surface defects could be sealed with dilute polyvinyl alcohol (PVA) solution. The best performing membrane (1% nanocomposites in 18% PSF membrane sealed with 0.25% PVA coating) resulted in uniform melanoidins retention of 98% and permeability of 3.6 L/m2 h bar over a period of 8h. This demonstrates a low fouling PSF membrane for high melanoidins recovery.
Maillard 반응의 기본이 되는 당과 아미노산을 결정하기 위하여 미더덕 체액, 6탄당인 glucose와 5탄당인 ribose를 기본으로 하여, thiamine, 아미노산으로는 methionine, taurine, glycine, alanine, threonine, cystine 등을 사용하였고, 실용적인 방안을 강구하기 위하여 식용하는 양파, 마늘, 감귤, 생강, 녹차, 파 등을 첨가하여 반응액을 만들었다. Ribose와 thiamine 구가 패널로부터 가장 높은 평가를 받았고, 이어서 glucose와 thiamine 구가, ribose와 methionine 구는 아주 나쁜 풍미를 형성하는 것으로 나타났다. 함황화합물인 taurine을 첨가한 glucose 및 ribose 구는 보통의 평가로 나타났고, 체액에 당과 아미노산을 첨가한 경우도 thiamine 구만 보통으로 평가되었으나 나머지 아미노산의 경우 싫어 하는 것으로 나타났다. 기본의 액즙-당 반응구에서는 장쇄지방산의 함량이 31.32-62.71%로 가장 높은 함량을 보였고, A, B, C구에서는 1,2-bezenedicarboxylic acid dibutyl ester의 함량도 20%를 상회하는 것으로 나타나 이들 화합물이 전체 향기성분의 50% 이상으로 이들이 체액-당 반응계의 주된 화합물로 생성되어, 체액을 활용한 조미료의 생산을 저렴한 비용으로 할 수 있는 것으로 나타났다.
탈지분유(脫脂粉乳)에서 마이야르 반응(反應)(Maillard reaction)의 속도(速度)를 간단히, 그리고 효과적으로 측정(測定)하기 위(爲)한 지표(指標)로서 포장상위공간내(包裝上位空間內)의 $CO_2$함량(含量)을 이용(利用)하였고,$CO_2$량(量 )과 갈변색소형성(褐變色素形成) 사이의 상관관계(相關關係)를 조사(調査)하였다. 갈변색소(褐變色素)와 $CO_2$함량(含量)사이에는 높은 상관관계(相關關係)를 나타냈으며, 시료(試料)의 상위공간내(上位空間內)의 $CO_2$량(量)을 측정(測定)함으로 마이야르 반응(反應)을 예측(豫測)할 수 있는 빠르고 간단한 방법(方法)이 될 수 있었다. 휘발성분(揮發成分)은 저장기간(貯藏期間)이 증가(增加)할수록 증가(增加)하였고, 산소함량(酸素含量)과는 반비례(反比例)하였다. 리신(lysine)은 반응(反應)의 촉매(觸媒)로 글루코스보다 더 효과적이었으며, 시료(試料)를 $55^{\circ}C$와 $65^{\circ}C$에 넣어 저장(貯藏)할 때 반응(反應)을 촉진(促進)시켜 시험기간(試驗期間)을 단축(短縮)시켰으며 $75^{\circ}C$에서는 빨리 변질(變質)되었다.
단백질의 Maillard 반응의 최종산물의 하나인 $N^{\varepsilon}$-car-boxy methyl lysine(CML)의 형성에 미치는 reactive oxygen species(ROS)의 영향을 살펴보았다. Glucose와 fructose는 자동산화과정을 통하여 CML 형성의 주된 propagator인 $\alpha$-dicarbonyl 화합물은 물론 glyoxal을 생성시키는 것이 확인되었다. 또한 이 과정은 ROS를 형성하는 천이금속이온에 의해 촉진되는 산화과정임을 알 수 있었다. 반응성이 높은 fructose에 비해 glucose의 경우가 ROS의 영향이 더욱 현저하게 나타났다. 불포화 지방산도 glyoxal을 형성하고 있었으며, 불포화도가 클수록 glyoxal 생성량이 빠르게 나타났으나 ROS의 영향은 비교적 작게 나타났다. Ascorbic acid 역시 ROS와는 무관하게 glyoxal을 생성하였다. 이는 ROS의 영향이전에 이들 물질들의 반응성이 매우 높다는 것을 의미하고 있다. Hippury lysine을 이용한 model system에서도 glucose로부터의 $N^{\varepsilon}$-carboxymethyl hipuryllysine(CMHL) 형성에서는 ROS의 영향이 높게 나타났으나, 반응성이 매우 높은 glyoxal에 의한 CMHL 생성에는 ROS의 영향이 거의 나타나지 않았다. CML에 특이적으로 결합하는 monoclonal antibody(6D12)를 이용한 antigen coated noncompetitive indirect ELISA 분석을 통해서 CML생성에 미치는 ROS의 영향을 살펴본 결과 대체로 위의 결과와 비슷한 경향을 나타내었다. 따라서 반응성이 높은 물질일수록 CML 형성에 ROS의 영향이 작게 나타남을 알 수 있었다.
본 연구는 tagatose와 glycine을 혼합한 모델용액을 대상으로 반응표면분석을 응용하여 pH, 온도, 시간이 Maillard 갈변반응에 미치는 영향을 알아보고, 적정한 갈색이 발현될 수 있는 최적조건을 찾고자 수행되었다. 반응pH, 반응온도, 반응시간을 독립변수로 하고 흡광도, 황색도, 색차, 및 관능평점을 종속변수로 하여 pH 3, 5, 7, 온도 70, 85, $100^{\circ}C$, 시간 60, 180, 300분의 범위에서 반응표면분석을 행하였다. 회귀식의 결정계수는 $0.91{\sim}0.98$의 높은 범위를 보였고, 적합결여검정 결과 모형들이 적합한 것으로 나타났다. 흡광도, 황색도, 색차, 및 관능평점 모두 종속변수들이 안장점을 보여 능선분석을 하였는데, 흡광도. 황색도, 색차의 경우 최소점을 기준으로 최적점을 찾았으나 관능평점의 경우 최대점을 기준으로 최적점을 찾을 수 있었다.
본 연구는 meat flavor 생성에 관계가 있는 아미노산과 당으로 구성된 model system하에서 Maillard 반응을 시키면서 각각의 기질을 단독 또는 혼합하여 반응시켜 끓인 혹은 구운 고기 향미에 가장 근접한 반응기질과 반응 조건을 찾고자 하였다. 반응 중 반응액의 특성은 관능적 특성과 흡광도 및 휘발성 성분을 비교하였고, 검토한 당과 아미노산은 각각 xylose, ribose, glucose, fructose, lactose, maltose, sucrose와 cystine, cysteine HCl, methionine, lysine HCl, glycine이었다. 반응 20시간동안 278 nm와 420 nm의 흡광도 변화로 얻은 반응 속도 상수를 비교한 결과, cysteine HCl을 제외한 4가지 아미노산과 혼합한 5탄당 혼합물이 6탄당이나 이당류와의 혼합물보다 높은 반응 속도 상수를 나타내었다. 또한 반응액의 pH는 반응 8시간 까지 감소하다가 거의 일정한 값을 유지하였고, 반응 속도가 빨랐던 아미노산과 당 혼합물이 더욱 낮은 pH를 나타내었다. 끓인 고기와 구운 고기 향미에 근접하였던 단독 기질로는 $100^{\circ}C$에서 0.2 M cystine에 0.2 M lactose를 20시간, 0.2 M cystine에 0.2 M xylose를 16시간 가열한 반응액이었다. 혼합 기질의 경우는 0.1 M lactose와 0.1 M maltose 또는 0.1 M xylose를 혼합한 혼합당액에 0.2 M cystine을 첨가하여 $100^{\circ}C$에서 20시간 반응한 액이었다. 선정된 4가지 반응액의 GC/MS에 의한 휘발성 향기 성분은 관능적 결과와 유사하였으며, hydrocarbon류 8종, aldehyde류 10종, ketone류 6종, alcohol류 7종, aromatics (benzene)류 2종, ester류 1종, furan류 4종, base류 1종, sulfur compound류 5종을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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