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난백 처리물의 식품알레르기 유발성 평가

Title
난백 처리물의 식품알레르기 유발성 평가
Authors
류주현
Issue Date
2001
Department/Major
대학원 식품영양학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Master
Abstract
계란은 식품알레르기를 일으키는 가장 대표적인 식품으로, 그 주요 원인물질은 계란 중 난백(egg white; EW)으로 알려져 있다. 이에 본 연구는 이러한 난백의 알레르기성을 효과적으로 감소시키기 위한 기초자료를 얻고자 수행되었다. 이를 위해서 먼저 난백에 여러 가지 처리를 실시하였다. 즉, 12종의 효소(식물성: bromelain, papain, ficin; 동물성: trypsin, pancreatin, pepsin; 미생물성-I: Aspergillus oryzae 유래의 protease, Streptomyces caespitosus 유래의 protease, Bacillus polymyxa 유래의 protease; 미생물성-II: Protease NP^??, Protamex^??, Flavourzyme^??)를 이용하여 가수분해하였고, 물리적 처리로는 열처리와 방사선 조사를 수행하였으며, NaOH, succinic anhydride(SA), trifluoromethanesulfonic acid(TFMS)로 화학적 처리를 실시하였다. 그 다음, 이들 처리물의 항원성과 알레르기성 변화를 enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA), western blotting, passive cutaneous anaphylaxis(PCA) test, 그리고 동물 모델 시험(murine model test)으로 검토하여 이들 처리의 유효성을 평가하였다. 세 종류의 토끼 특이항체(항EW항체, 항ovalbumin(OA)항체, 항ovomucoid(OM)항체; IgG형 항체)로 항원성을 조사하였으며, 계란 알레르기 환자혈청(IgE형 항체)으로 알레르기성을 조사하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 계란을 구성하는 난황과 난백, 그리고 난백을 구성하는 주요 단백질인 OA, OM, conalbumin(CA), lysozyme(LZ) 등이 계란 알레르기 환자혈청(IgE형 항체)과 결합하는 정도를 ELISA로 조사한 결과, 난백이 난황보다 상대적으로 강한 알레르기성을 나타내었으며, 난백 중에서도 OM이 가장 강력한 알레르겐으로 밝혀졌다. ELISA로 조사한 결과, 12종의 효소를 사용하여 가수분해하면 난백의 항원성은 1/100정도, 알레르기성은 1/50 정도만 감소되었다. 방사선 조사도 난백의 항원성과 알레르기성에 영향을 주지 않는 것으로 나타났으며, 방사선 조사 후 효소분해를 추가하여도 항원성과 알레르기성이 각각 1/10, 1/50 정도밖에 감소되지 못했다. SA의 단독 또는 복합 처리는 실질적인 항원성과 알레르기성 감소에 영향을 주지 못하는 것으로 확인되었다. TFMS로 처리한 난백의 항원성은 대부분 제거되었지만, 알레르기성은 1/20 정도만 감소되는 것으로 나타났다. 100℃이하의 열처리는 항원성과 알레르기성 감소에 효과가 없었고, 121℃ 열처리에서 난백의 항원성은 효과적으로 감소되었지만, 난백의 알레르기성은 1/100 정도로만 감소되어 항원성 변화와 일치하지 않았다. OA의 항원성과 알레르기성은 열처리에 의해 증가하는 현상을 나타내었다. NaOH로 50℃에서 2시간 동안 처리하면, 난백의 항원성은 NaOH 1%(w/v)부터, 알레르기성은 NaOH 3%(w/v)에서 대부분 소실된 것으로 나타났다. NaOH 처리에 추가적인 열처리(70℃, 15분)를 실시하면, NaOH 0.3%(w/v) 이상에서 항원성과 알레르기성이 대부분 사라진 것으로 나타났다. Western blotting 결과에서, 열처리는 121℃에서만 항원성과 알레르기성을 감소시키는 것으로 나타났고, NaOH와 열의 복합처리는 NaOH 0.3%(w/v)부터 난백 내 여러 단백질 band들이 대부분 사라지는 것으로 나타났다. PCA test 결과, SA와 TFMS 처리는 알레르기성에 변화를 주지 못하는 것으로 나타난 반면, 효소처리와 방사선 조사는 1/4 정도로 알레르기성이 감소된 것으로 나타났다. 121℃의 열처리 또는 NaOH 1%(w/v)처리는 난백의 알레르기성을 1/8 정도로 감소시켰다. NaOH 처리 후 열처리를 추가해준 난백의 경우, NaOH 0.3%(w/v)에서는 1/8 정도로, 1%(w/v)에서는 1/32 정도로 알레르기성이 감소되는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 종합해보면, 이들 처리물에서 난백의 알레르기성 변화와 OM의 알레르기성 변화는 유사한 양상을 보여주었다. 또한, 여러 가지 처리 중 NaOH와 열의 복합처리가 난백의 알레르기성 감소에 가장 효과적인 것으로 ELISA, western blotting, PCA test, 그리고 동물 모델 시험(murine model test)에서 확인되었다. ; Egg white(EW) is one of the most common food ingredients inducing hypersensitivity in infants and children. The purpose of this study was to reduce the allergenicity of EW by various means including enzymatic hydrolysis, physical treatment(γ-irradiation, heating), and chemical modification(using succinic anhydride(SA), trufluoromethanesulfonic acid(TFMS), and NaOH). The allergenicity and antigenicity of the treated EW were examined by competitive indirect enzyme-linked immunosorbent assay(ciELISA), western blotting, passive cutaneous anaphylaxis(PCA) test, and murine model of egg white anaphylaxis. Rabbit anti-EW, anti-ovalbumin(OA), and anti-ovomucoid(OM) antibody were prepared to determine their antigenicity, while sera of egg allergenic patients were used to determine the allergenicity. Based on the results of ciELISA, enzymatic hydrolysis did not show any positive effect on the reduction of the allergenicity and antigenicity of EW. Irradiation or SA treatment did not influence the allergenicity and antigenicity. When EW was treated with TFMS, the antigenicity was disappeared, but its allergenicity decreased only by 1/20 of the native EW. Heating of EW(at 121℃ for 30 min) reduced the allergenicity of EW by 1/100 of its native EW. However, the antigenicity and allergenicity of OA of the heated EW increased. NaOH 3%(w/v) treatment almost completely eliminated the allergenicity and antigenicity of EW. The combined treatment of NaOH(0.3%, 1%, and 3%(w/v)) and heating(70℃, 15 min) reduced the allergenicity of EW most effectively. The results of ciELISA indicated that OM was the major allergen including the allergenicity of EW. Based on the results of western blotting, heat treatment(121℃, 30 min) or the combined treatment of NaOH(0.3%, 1%, and 3%(w/v)) and heating, reduced the allergenicity and antigenicity of EW. In PCA test, Hydrolysis of EW with ficin, pancreatin, and microbial protease(streptomyces caespotosus) slightly decreased the allergenicity. The allergenicity of EW decreased in the order of the combined treatment of NaOH and heating(1/32 of the native EW), heating or NaOH 1%(w/v) treatment(1/8), and γ-irradiation or 0.3%(w/v) NaOH treatment(1/4). Neither did the treatement of TFMS nor SA change the allergenicity of EW. In the murine model of egg white anaphylaxis, the concentration of EW-specific IgE in C3H/HeJ mice orally sensitized by the native EW, was higher than that in mice without sensitization. When mice were challenged with the native EW, the mean scores of anaphylactic symptom in mice sensitized with 10 mg(low dose) and 50 mg(high dose) EW were 2.0 and 1.7 respectively. When challenged by the EW treated with 1% or 3%(w/v) NaOH, followed by heating(70℃, 15 min), the mean scores of anaphylactic symptom in mice sensitized with low or high dose was lowered to 0.13~0.25. The results of murine model were in good correspondence with those of ciELISA, western blotting, and PCA test. Therefore, we suggest that the allergenicity of egg white can be reduced effectively by the combined treatment of NaOH and heating.
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