우유 가열살균으로 인한 단백질 3차 구조의 파괴와 그로 인해 발생하는 영양소의 손실 및 알레르기 유발 문제에 대해 분석하였다. 이를 해결하기 위해 기존 가열살균 우유와 비교하여 초고압 처리된 우유의 단백질 변성도를 조사하였다. 원유를 \( 570,590, 및 600 \mathrm { MPa } \)의 조건에서 각각 3, 5분 동안 초고압 처리 후, 이들을 LTLT, HTST, UHT 처리된 우유와 비교하여 onchip 전기영동법으로 단백질 변성도를 비교 분석하였다. 또한, HPP 처리가 우유 효소 활성에 어떤 영향을 미치는지를 파악하기 위해 lipase, protease, alkaline phosphatase, lactoperoxidase의 활성을 측정하였다.
<h2>HPP 처리에 따른 우유의 단백질 변성도 측정</h2> <p>최근 들어 우유를 가열살균 함에 따라 3 차 단백질 구조가 파괴되어 변성이 일어나게 되고 이로 인해 우유의 영양소 파괴 및 인체에, 특히 신생아에게 알레르기를 유발하는 문제가 보고되어왔다. 본 연구에서는 초고압 처리를 통한 우유의 단백질 변성도를 기존의 가열처리우유와 비교해보았으며, 그 결과는 Fig. \( 2 \)에 나타내었다. HPP 처리 우유와 가열살균 우유의 단백질 변성도를 비교하기 위하여 원유를 \( 570,590 및 600 \mathrm { MPa } \) 의 조건에서 각각 3,5 분 동안 초고압 처리를 하 였으며, 이를 LTLT, HTST 및 UHT 처리 우유와 함께 onchip 전기영동법을 사용하여 우유 단백질의 변성도를 비교·분석하였다. Electropherogram 상에서 \( \alpha \)-la, \( \beta \)-lg, \( \alpha \)-casein, \( \beta \)-casein 및 K-casein은 각각 \( 8.5 \mathrm { kDa } , 11.6 \mathrm { kDa } , 22.8 \mathrm { kDa } \), \( 27.4 \mathrm { kDa } \) 및 \( 34.5 \mathrm { kDa } \) 의 분자량 위치에서 나타남을 확인하였으며, 시판 중인 가열살균 우유는 HPP 처리 우유보다 단백질의 종류가 다양하게 나타났다. 이는 변성된 유단백을 전기영동으로 분석할 때 전형적으로 나타나는 현상으로 가열 살균 처리군에 비해 HPP 처리군에서 단백질 변성이 약하게 일어나는 것을 의미한다.</p> <h2>HPP 처리에 따른 우유의 잔존 효소활성 측정</h2> <p>우유를 가열 살균할 경우 대부분의 효소는 불활성화되거나 효소활성이 급격하게 감소하는데, HPP 처리가 우유 효소 활성에 미치는 영향을 알아보고자 lipase, protease, alkaline phosphatase 및 lactoperoxidase의 활성을 측정하였다. Fig. \( 3 \mathrm { ~A } \)에 나타낸 바와 같이, lipase는 HPP 처리 시 원유에 비하여 효소활성이 급격히 감소하였으며, 3분 보다 5분 처리 시에 활성이 더욱 감소하였다. 더욱이 HPP 처리에 따른 lipase의 활성이 가열살균 우유보다 유의적으로 낮게 관찰되는 것으로 보아, HPP 처리는 가열살균보다도 lipase 를 효율적으로 불활성화 시키는 것을 확인하였다. 또한 protease의 경우 역시 HPP 처리가 가열살균보다 protease 활성을 효율적으로 불활성화시키는 것으로 관찰되었다(Fig. \( 3 \mathrm { ~B } \)). 하지만 UHT 처리 우유에서는 protease 활성이 전혀 검출 되지 않는 것으로 보아 우유에 존재하는 protease는 HTST 살균법 이상의 고온에서 활성이 소실됨을 알 수 있었다. Alkaline phosphatase는 \( 570 \mathrm { MPa } \) 조건에서 5 분, \( 590 및 600 \mathrm { MPa } \) 조건에서 3 또는 5 분 처리 시에 효소 활성이 유의적으로 감소하였으며, LTLT 및 HTST 우유보다 효소 활성이 더욱 감소하였다(Fig. \( 3 \mathrm { ~C } \)). 또한 alkaline phosphatase 도 protease와 마찬가지로 UTH 처리 우유에서는 활성이 검출되지 않았다. Lactoperoxidase는 HPP 처리 시에 효소 활성이 유의적으로 감소되었고, \( 600 \mathrm { MPa } \) 조건에서 5 분간 가압하였을 때는 효소 활성 감소가 가장 크게 나타나 LTLT 우유와 유사한 수준이었으며, HTST 및 UHT 처리 우유의 경우 효소 활성이 가장 낮게 나타났다(Fig. \( 3 \mathrm { ~D } \)). Raynal-Ljutovac 등에 따르면 우유 가열 살균 지표로 사용되는 alkaline phosphatase는 열에 의해 어느 정도 사멸되지만, 원유의 품질에 따라 가열 살균 시에도 protease나 lipase와 마찬가지로 alkaline phosphatase의 불활성화가 완전하게 일어나지 않을 수 있다고 보고하였다. López-Fandiño 등[17]은 원유 를 \( 380 \mathrm { MPa } \) 에서 60 분 처리시 alkaline phosphatase가 완전히 불활성화되며, Rademacher 등은 alkaline phosphatase는 \( 600 \mathrm { MPa } \) 에서 10 분간 처리시에는 \( 50 \%, 800 \mathrm { MPa } \) 에서 8 분 처 리시에는 \( 100 \% \) 불활성화된다고 보고하였다. 이와 유사하게 본 연구에서는 alkaline phosphatase 활성이 원유에 비하여 유의적으로 감소하였다. 우유의 lactoperoxidase는 비교적 높 은 압력조건에도 활성이 소실되지 않는 특성을 나타내는데, 본 연구에서도 HPP 처리 시 lactoperoxidase의 활 성은 원유에 비하여 약하게 감소하나 가열살균보다는 불활 성화 정도가 낮게 검출되었다.</p>