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버섯의 부동 단백질 분자 구조와 부동 기능 메커니즘

전문가 제언: 얼음은 수용액 중에 생긴 작은 빙 결정에 물 분자가 차차 부착하는 것에 따라 성장한다. 빙 결정은 성장하면서 집합하고, 곧 얼음 덩어리가 된다. 이 동결 과정에서 물 이외의 용질은 얼음에서 배제된 비 결정 부분이 농축되어가는 현상을 동결농축이라 부르며, 이는 동결에 의하여 물을 함유한 물질의 구조가 불가역적으로 파괴되는 원인의 하나이다. 또 빙괴 내의 빙 결정 입자는 시간의 경과와 같이 서서히 커져 이것을 빙의 재결정화라 하고 동결 농축과 같이 동결 물의 열화를 일으키게 된다.

부동단백질은 한랭지에 생식하는 어류나 곤충, 식물, 세균 등에서 발견되는 빙결정의 표면에 특이적으로 결합하는 단백질이다. 부동단백질이 빙 결정에 결합하여 물 분자가 빙 결정에 부착하는 것을 억제한다. 따라서 빙 결정의 자유로운 성장이 저해되고 비정상적인 형상으로 성장한다. 또 얼음 성장이 시작하는 온도(응고점)가 저하되고 얼음이 녹기 시작하는 온도(융점)와의 사이에 온도 차가 발생하게 되는데, 이것은 열 히스테리시스(heat hysteresis) 현상이라 하고 염류 등을 물에 첨가할 때 일어나는 응고점 강하와는 다른 현상이다. 또 부동단백질의 존재 하에서는 빙결정의 입경이 보통보다 작아 동결 농축이나 재결정화가 억제된다. 이러한 부동단백질의 성질은 체액이나 조직의 동결에 의한 손상을 줄임으로써 생물의 내동성을 향상하는 것으로 생각된다. 또한, 산업분야에서도 일반적인 방법으로 냉동보존이 곤란한 식품 등을 고품질로 냉동 보존할 수 있는 새로운 기술로 응용할 수 있다고 생각된다. 미국에서 어류 유래 부동 단백질을 첨가한 아이스크림이 시판되고 일본은 부동 단백질을 함유한 Kaiwaredaikon 추출액을 냉동식품에 첨가 사용하는 방안이 개발되었다.

저자: Hidemasa KONDO, Sakae TSUDA
자료유형: 연구단신