대두는 단백질과 지방질 함량이 높은 식품 또는 가공 식품 원료 중 하나이며, 본 연구에서는 대두의 발효를 통해 이소플라본 aglycone 함량을 높이기 위한 \( \beta \)-glucosidase와 대두에 함유되어 있는 난소화성 oligosaccharides를 분해하기 위한 \( \alpha \)-galactosidase를 생산하는 미생물을 선발 및 동정하였고, 분리, 정제를 통해 이화학적 특성을 확인하고자 하였다.
<h1>서 론</h1> <p>대두는 단백질 및 지방질 함량이 높은 식품 또는 각종 가공식품 원료 중의 하나이다. 대두에는 이소플라본(isoflavone), 식이성 섬유(dietary fiber), 올리고당(oligosaccharide), 레시틴(lecithin), 사포닌(saponin), 식물성 sterol과 phenol 화합물 등과 같은 생리활성 물질이 함유되어 있으며, 대두 이소플라본은 여성 호르몬인 estrogen과 유사한 구조와 작용을 가지고 있어 식물성 에스트로겐(phytoestrogen)이라 부른다. 과거에는 그 특유의 맛으로 인해 대두식품의 불쾌한 맛 성분에 관한 연구가 많았으나, 혈중 콜레스테롤을 낮추고 폐경기 여성의 골다공증을 예방할 뿐만 아니라 항산화 활성에 의한 심혈관질환 억제와 항암효과 등과 같은 이소플라본의 생리적 활성이 활발하게 보고되고 있다. \( \beta \)-glucosidase( \( \beta \)-D-glucoside glucohydrolase, EC 3.2. 1.21)는 하나의 cellulase compound로서 cellulose를 최초에 endo-glucanase가 절 단하며 그 다음 cellobio-hydrase가 작용하고 마지막에 \( \beta \)-glucosidase가 작용하여 최종산물인 glucose를 생성한다고 알려져 있다. 미생물 기원의 \( \beta \)-glucosidase에 관한 연구는 Bifidobacterium sp. Sporotrichum cellulophilum, Aspergillus niger, Aspergillus nidulans 등이 생산한 \( \beta \)-glucosidase가 이소플라본 배당체의 가수분해에 관여한다고 하였다. 대두 중에 존재하는 유해성분으로는 trypsin inhibitor, hemagglutinin, 무기질의 흡수를 억제하는 phytate와 flatulence factor 등이 알려져 있다. 가스발생 인자인 stachyose와 raffinose는 대두에 상당량 함유되어 있으며, 인체 내에서는 소화기관 내에 \( \alpha \)-galactosidase가 결핍되어 있어 이들 oligosaccharides는 완전히 소화, 흡수되지 않고 장내에 있는 Clostridium sp.와 Bacteroides sp.에 의해 발효가 되어 \( \mathrm{H}_{2}, \mathrm{CO}_{2} \), 메탄 등의 가스 형성에 의한 복부 팽만감과 장의 고창, 복통, 복명 등의 원인이 되고 있다. Stachyose, raffinose와 같은 oligosaccharides를 분해하는 효소인 \( \alpha \)-galactosidase( \( \alpha \)-D-galactoside galactohydrolase, EC(3.2.1.22)는 동물, 식물, 미생물 등에 널리 분포되어 있으며, galactose 잔기를 함유한 galactomannan, melibiose, raffi-nose, stachyose와 같은 oligosaccharides에서 \( \alpha-1,6 \) 결합의 \( \alpha \)-galactose 잔기를 가수분해한다. 미생물 기원의 \( \alpha \)-galac-tosidase에 관한 연구는 Aspergillus niger, Saccaromyces cerevisiae, Hansenula polymorpha, Bifidobacterium longum, Bacillus licheniformis, Scopulariopsis bre-vicaulis, Escherichia coli, Streptomyces sp. 등에서 생산하는 \( \alpha \)-galactosidase 효소와 그 유전자의 특성이 밝혀져 보고되었다. 따라서 본 연구에서는 대두의 발효를 통하여 생리활성을 가지고 있는 이소플라본 aglycone 함량을 높이기 위한 \( \beta \)-glucosidase와 대두에 다량 함유되어 있는 stachyose, raffinose와 같은 난소화성 oligosaccharides를 분해하기 위한 \( \alpha \)-galactosidase를 생산하는 미생물을 선발 및 동정하였으며, 선발미생물이 생산하는 효소를 분리, 정제하여 이화학적 특성을 확인하고자 본 연구를 수행하였다.</p>