감마선 및 가압가열 처리에 의한 돈육 햄과 베이컨의 알레르겐성 저감화 효과

Abstract

돈육 햄과 베이컨의 알레르겐성을 감소시킬 수 있는 최적의 물리적 조건을 찾기 위하여 먼저 돼지고기에 다양한 물리적 처리를 한 후 돼지고기의 PSA에 대한 알레르겐성 변화를 살펴보았다. 또한, 감마선과 가압가열을 실제 판매중인 돈육 햄과 베이컨에 처리한 후 PSA의 알레르겐성 변화를 살펴보았다. 1. 물리적 처리에 의한 돼지고기의 알레르겐성 저감화 효과 1-1. 돼지고기를 60℃에서 60분, 75℃에서 25분, 80 및 100℃에서 각각 20분 동안 가열처리한 후 돼지고기의 알레르겐성 변화를 살펴보았다. 그 결과, 60℃와 75℃에서 가열한 처리구는 p-IgG와 약 110% 이상의 높은 결합력을 유지하였지만, 80 및 100℃ 처리 시에는 돼지고기의 PSA와 p-IgG의 결합력이 각각 12% 및 9% 정도로 크게 감소되었다. 또한 immunoblotting 결과에서도 60℃와 75℃ 처리구의 PSA band는 항체와 반응하였지만 80℃와 100℃ 처리구는 항체와 반응하지 않았다. 1-2. 가압가열 처리(121℃, 5, 10 및 30분)에 의한 돼지고기의 알레르겐성 변화를 알아본 결과, 가압가열 처리구 모두 p-IgG와의 결합력이 각각 9, 8 및 3% 정도로 크게 감소하였다. Immunoblotting 결과에서도 모든 가압가열 처리구의 PSA band가 p-IgG와 반응하지 않았다. 1-3. 돼지고기를 1, 5 및 10분간 microwave 처리한 후 알레르겐성 변화를 살펴본 결과, 1분 처리 시에는 약 80%의 높은 결합력을 유지하였지만 5분과 10분 처리 시에는 결합력이 각각 12% 및 10% 정도로 크게 감소되었다. Microwave 처리에 의해 발생한 열을 배제하기 위해 낮은 온도에서 1, 5, 10 및 20분간 microwave 처리한 결과, 처리구 모두 80% 이상의 높은 결합력을 유지하였다. 1-4. 초음파(5, 10, 30 및 60분) 및 감마선 처리(1, 3, 10 및 20 kGy)에 의한 돼지고기의 알레르겐성 변화를 알아본 결과, 초음파 처리의 경우 30분과 60분 처리 시 약 60%로 결합력이 다소 감소하였지만 비교적 높은 결합력을 유지하였다. 감마선 조사한 돼지고기의 경우 PSA와 p-IgG와의 결합력이 무처리구보다 증가하였다. 2. 감마선 및 가압가열 처리에 의한 돈육 햄 및 베이컨의 알레르겐성 저감화 효과 2-1. 돈육 햄 및 베이컨에 감마선을 조사한 결과, 돈육 햄은 무처리구보다 감마선 처리구가 10% 정도 낮은 결합력을 나타내었지만 감마선 조사한 베이컨은 무처리구와 유사하거나 다소 높은 결합력을 나타내었다. 2-2. 가압가열 처리에 의한 돈육 햄 및 베이컨의 알레르겐성 변화를 살펴본 결과, 돈육 햄은 30분 가압가열 처리구의 경우 p-IgG와의 결합력이 조금 감소하였으며 환자혈청을 사용하였을 때는 10분과 30분 처리구 모두 결합력이 조금 감소하였다. 베이컨은 두 제품 모두 가압가열 처리에 의해 p-IgG와의 결합력이 16% 이하로 크게 감소하였으며, 환자혈청을 사용한 경우에도 sample C와 D의 결합력은 가압가열 처리에 의하여 각각 22% 및 34% 이하로 크게 감소하였다. Immunoblotting 결과에서도 sample D의 PSA band는 가압가열 5분 처리에 의해 p-IgG 뿐만 아니라 환자혈청과도 반응하지 않았다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 돼지고기, 돈육 햄 및 베이컨의 알레르겐성은 감마선 처리에 의해 크게 변화되지 않았지만 가압가열 처리에 의해서는 알레르겐성이 효과적으로 감소하였다. 따라서 이러한 가압가열 처리 조건을 돼지고기 민감성 환자들을 위한 저 알레르기 식품 개발에 적용할 경우 긍정적인 결과를 얻을 것으로 기대된다.

Pork is an excellent source of high quality protein, although pork causes allergic reactions to people who is sensitive to pork. Pork allergy is usually caused by PSA(porcine serum albumin) well-known as a main pork allergen. Oligoantigenic diet or anti-histamine was used for treatment and prevention of food allergy, but these methods are caused with side effects. For that reason, the researchers have tried to modify the food proteins by using the physical treatments recently. In this study experiments were conducted to search the optimum physical condition to be applied to hypoallergenic pork. The allergenicity of pork, ham and bacon extracts by physical treatments was evaluated using competitive indirect enzyme-linked immunosorbent assay (Ci-ELISA), sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and immunoblotting. The binding ability of p-IgG to pork extracts treated with heat (80℃ and 100℃ for 20 min) and microwave(5 and 10 min) significantly decreased to about 15%, while heat at 60℃ and 75℃ and microwave at 1 min treatments were not able to decrease the binding ability of PSA in pork extracts. The autoclave treatment on pork was able to markedly reduce the binding ability to p-IgG less than 10 %, and especially the autoclave treatment at 30 min was the most effective. Also, these ci-ELISA results corresponded well with the SDS-PAGE and immunoblotting results. On the other hand, sonication and gamma-irradiation treatments did not affect the allergenicity of pork extracts. The autoclave treatment which was the most effective method on reduction of allergenicity of pork was applied to pork hams and bacons for development of hypoallergenic pork. Although the gamma irradiation could not reduce the allergenicity of pork, other study has observed the reduction of allergenicity of PSA by gamma irradiation treatment. Thus, The pork hams and bacons were treated with gamma irradiation and autoclave to investigate changes in allergenicity of processed pork. The gamma irradiation treatment on pork hams slightly decreased the binding ability to p-IgG irrespective of irradiation dose and ham types. But in case of bacons, there was no significant difference between the gamma irradiation samples and control. The results of ci-ELISA on pork hams treated with autoclave, the binding ability of p-IgG to PSA from samples by autoclave treatment at 10 and 30 min was decreased each 15% and 7%. The binding ability of pork hams used pig-allergic patient serum, too, was reduced less than 15%. These autoclave treatment was also effective on bacons. The binding ability to p-IgG of bacons treated with autoclave was declined to below 16%. The ELISA results were used to pig-allergenic patients serum on bacon, autoclave treatment decreased the binding ability of C and D samples to below 11% and 16%. A result of immunoblotting on bacon suggested that p-IgG as well as pig patients serums did not well recognize PSA by autoclave treatment. The results obtained from this work indicated that autoclave treatment was effective for a reduction of allergenicity of pork and processed pork, therefore the autoclave treatment may be applied to hypoallergenic pork products.