감마선 조사가 비린내 관련 lipase와 lipoxygenase 조효소 활성 및 비린내 억제에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 감마선 조사 기술을 적용하여 lipase 조효소와 lipoxygenase 조효소의 활성과 고등어육에서의 비린내 억제 효과를 조사하고자 하였다. 0일에서 20일로 냉장 보관된 고등어에 감마선을 선량 별(0 kGy, 3 kGy, 7 kGy, 10 kGy 및 20 kGy)로 조사하여 Trimethylamine, Volatile Basic Nitrogen, 색도, pH, fatty acid 및 VOCs를 측정하였고, 숭어에서 추출한 Lipase와 고등어에서 추출한 lipoxygenase를 감마선을 선량 별로 조사하여 활성을 측정하여 확인하였다. Lipase와 lipoxygenase 조효소의 활성은 감마선 조사하여 유의적으로 감소하는 것을 확인하였고 고등어 육에 감마선 조사하여 저장 중 특성 변화를 확인한 결과 TMA는 비처리군의 경우 10일차에서부터 완전 부패한 값이 나타났으며 감마선조사 군은 20일차까지 초기부패 수치 이하로 나타났다. VBN은 10일차에서 감마선 조사 시 비조사군에 비해 유의하게 감소했으며, 20일차에서 비처리군의 경우 부패수치를 나타내는 반면 감마선 조사군은 부패가 유의적으로 억제되는 것을 확인하였다. 색도 측정 결과로는 저장기간 동안 감마선 조사 시 변화하는 색도의 폭을 유의하게 감소하였고, 비조사군 pH가 증가한 반면 감마선 조사군은 그 값이 감소했다. 지방산 함량 측정 결과 비조사군은 EPA, DHA 등의 함량이 감소한 반면 감마선 조사한 결과 그 함량이 증가하였고, VOCs 측정 결과, 비린내를 유발하는 alcohols류인 1-penteon-3-ol, aldehyde류인 hexanal등의 성분들의 검출이 감마선 조사 시 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. TBARS 측정 결과, 감마선의 조사선량에 의존적으로 증가하는 경향을 확인하였다. 본 결과들로 미루어 보았을 때 감마선 조사에 의한 lipase 및 lipoxygenase 효소의 단백질 구조를 파괴시켜 억제하는 경향을 보였으며, 육의 저장성에서 미생물 생육을 억제하여 비린내를 감소시키고 저장성을 증진시키는 것을 확인하였다. 하지만 TBARS 측정 결과 감마선 조사선량에 의존해 산화도가 증가하였는데 이에 어류 지질 산화와 감마선 조사의 비린내 억제 효과 사이의 연관성과 비린내 제어 방안에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 사료된다.

Fish lose their freshness and increase, the content of fishy odor causing substances after a certain period of time of harvesting. Lipase is an enzyme that decomposes and promotes triacylglycerol in fish lipid into free fatty acid, and glycerol and affects the quality degradation after fish, so it is important to suppress lipase activity to maintain the freshness. Lipoxygenase is a structure of cis, cis-1,4-pendadiene an enzyme that is mainly contained in the skin or gills of fish and is involved in lipid oxidation, which promotes the production of hydroxide by engaging in unsaturated fatty acids. And hydroperoxides break the carbon-carbon bonds and act as precursors of hexanal, 4-heptanal and 2,4-heptadienal. In this study, lipase crude enzyme extracted from mullet (Mugil cephalus) and lipoxygenase crude enzyme extracted from mackerel (Scomber japonicus) was treated with 3, 7, 10 and 20 kGy of irradiation to investigate their inhibitory effects. Besides this, while storing irradiation treated mackerel meat in a refrigerator for 20 days, physicochemical changes related to fishy odor were confirmed through analysis of TMA, VBN, pH, color values, fatty acid contents and VOCs. As a result, the lipase crude enzyme activity caused by gamma-irradiation decreased with higher irradiation intensity. The enzyme activity of the lipoxygenase due to gamma-irradiation was significantly reduced during treatment 3 and 7 kGy. In addition, it was confirmed that the production of TMA and VBN, the main components of fishy odor, significantly decreased on the 20th day of storage by gamma-irradiation compared to the negative control group. As a result of VOCs measurement, 1-panten-3-one, trans-hex-2-enal, hexanal, 1-penten-3-ol, and trans-2-pentenal, which are fishy ingredients produced by oxidation of fatty acids, were detected. Among these components, 1-panten-3-one, trans-hex-2-enal, and hexanal were found to be decreased in the irradiation-treated groups compared to the negative control group on 0 and 10th day of storage. On the 20th day of storage, the content of each component was measured higher than that of the negative control group. Also, 1-penten-3-ol decreased at the 10th day of storage in the 3, 7 kGy irradiation-treated groups, and trans-2-pentenal was confirmed to be inhibited by irradiation treatment during storage. Therefore, it is predicted that gamma-irradiation will be useful in delaying the production of fishy ingredients in fish. From the measurement of fatty acids, it was found that the content of fatty acids having 16 or more carbon atoms was higher in the group of gamma-irradiation than the negative control group. In these results, it would be reasonable to assume that gamma-irradiation has the potential to be effectively used to reduce a fishy smell of fish and shellfish.