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트립신 저해제(Trypsin inhibitor)

효소저해제
- 트립신 저해제(Trypsin inhibitor)

콩에 있는 단백질 분해효소의 저해인자는 Kuniz inhibitor와 Bowman-Birk inhibitor 두 종류가 있다. Bowman-Birk형은 trypsin과 chymotrypsin을 억제하는 능력이 있고 열에 안정하며, trypsin만을 억제하며 트립신 저해제로 더 잘 알려진 있는 Kuniz형은 열에 의하여 쉽게 불활성화되는 것이 특징이다.
콩단백질의 소화 억제가 주로 트립신 저해제에 의하여 일어나므로 콩단백질의 소화율은 간단한 열처리에 의한 트립신 저해제의 불활성화로 크게 향상될 수 있다.

식물의 씨앗은 적절한 환경이 갖추어지면 발아할 수 있도록 효소를 많이 가지고 있다. 또한, 씨앗 속에는 함부로 발아하지 않도록 발아를 억제하는 트립신 인히비터(Trypsin Inhibitor)라는 아주 강력한 물질이 함유되어 있다. 곡물이나 콩, 감자류를 익히지 않고 먹을 때 우리 몸에 해가 되는 것은, 트립신 인히비터를 중화하고 소화하기 위해 대량의 소화 효소가 소비되기 때문이다. 그러나 이 트립신 인히비터는 열을 가하면 없어지고 소화하기도 쉬우므로, 곡류는 모두 열을 가한 뒤 먹는 것이 바람직하다

 

 

   

Protease Inhibitors(PIs)
단백질분해효소 저해인자(protease Inhibitors, PIs)는 콩 뿐만 아니라 곡물, 풀, 감자, 과일, 채소, 땅콩, 옥수수 등의 모든 식 물계에서 발견된다. 콩에는 Kunitz형과 Bowman-Birk형이 발견되며 trypsin 뿐만 아니라 chymotrypsin, elastase, serine proteases의 활성을 저해한다. 대두 PIs는 췌장이상비대(pancreatic enlargement) 등의 문제를 야기시키나 생콩가루(row soy flours)를 습열처리로 적절히 가공하면 해가 없는 것으로 알려지고 있다. 췌장이상비대는 섭취동물에 따라 정도가 달라지나, 쥐, 돼지, 원숭이에게 열처리된 콩가루나 콩분리단백을 섭취시켜 얻은 결과는 우유 casein과 비교시 다를 바가 없었다. 열처리 목적 은 PIs를 불활성시키는 것 이외에 콩단백질을 열변형시켜 소화가 잘 되도록 하는 것이다. 열처리가 과하면 lysine이 비효소갈색 화반응으로, 그리고 황함유아미노산 파괴로 영양가가 떨어진다. 이를 막기위해 thiol 함유 cysteine, N-acetyl-cysteine, glutathione이 PIs의 활성을 저온에서 저해하는데 효과가 있는 것으로 알려지고 있으며, sodium sulfite나 sodium metasulfite가 PIs의 disulfide 결합을 분활하여 활성을 저해시킨다. 최대 PER(Protein efficiency ratio)를 갖기 위해서는 적어도 PIs활성에 80%가 파괴되어야 하며 PIs 한계치인 50~60%가 불활성되어야만 췌장이상비대가 더 이상 일어나지 않는다. 콩에 있는 PIs가 trypsin이나 chymotrypsin의 활성을 저해시킨다면 생콩단백은 위액이 적은 사람, 췌장기능에 장해가 있는 사람, 유지를 많이 섭취하는 사람에게는 문제가 심각하다. 더욱이 성인보다는 위액의 pH가 높고, 빨리 고갈되는 생후 1개월이내 젖먹이는 생콩단백섭취로 trypsin 활성이 쉽게 저해된다. 그러나 시판되는 콩단백식품은 열처리되기 때문에 이러한 문제는 없다. 콩분리단백분과 콩농축단백분은 잔존 trypsin저해인자의 활성이 높은 편이다. 이는 콩단백식품이 갖는 기능특성이나 용해도를 높이기 위해 제조공정중에 열처리과정이 생략되었기 때문이다. 콩분리단백분 제조시 trypsin저해인자 일부가 유청으로 제거되거나, 식품사용시 콩분리단백분은 열처리되므로 불활성화된다. 과거 40년간 콩의 PIs는 콩단백질 이용에 있어서 영양저해요소로 역기능만 논하여 왔지만, 이와는 반대로 PIs가 실험적으로 유발 시킨 유방암이나 방광암과 피부암 촉진을 저해시키는 물질의 하나임이 처음으로 밝혀졌다. 그 이후 여러학자에 의해 PIs가 실험실 규모에 있어서 결장암, 폐암, 췌장암, 구강암, 식도암의 발생을 저해하는 것으로 보고되고 있다. 연구 결과에 따르면 생 콩을 섭취시킨 쥐에서 유방암이 현저히 감소하였으며, chymotrypsin 저해가 콩 PIs의 항암 활성에 관여하는 것으로 생각하였다. 따라서 chymotrypsin 저해효과가 있는 Bowman-Birk 형 PI는 결장암, 폐암, 경구암에 효과가 있으며, 더욱이 방사선조사로 유발 된 암유전자 c-myc 발현저해, 체내 산소 레디칼인 과산화수소 생성 감소, 그리고 12-o-tetradecanoylphorbal-13-acetate(TPA)의 종양 pormotor의 기능을 억제시켜 DNA의 나선구조 파괴나 DNA 염기산화를 막는다. 궁극적으로 여러 역학연구 결과 콩섭취로 인해 장암에 걸릴 위험을 감소할 수는 있으나 유방암 감소에서의 콩 PIs만의 효과는 아직 미흡하다. 최근 연구에 의하면 콩의 PIs뿐만 아니라 일부 식물이 갖는 retinoids, garlic acid, (-)epigallocatechin gallate (EGCG), nicotinic acid, tamoxifen(TAM) 등은 서로 다른 구조를 갖지만 phorbolester 종양 promotor인자에 의해 생성되 는 superoxide radical(02-·)나 H2O2 생산을 저해시키는 암 예방제 (Cancer preventive agent)로 보고된 바 있다. 모든 콩가공식품에서 PIs를 제거하는 방향으로 가공되고 있으나, 질적으로 암발생위험을 낮추는데 필요한 PIs의 양은 PIs의 영양 저해요소로의 효과를 나타내는 양보다는 훨씬 낮음이 보고되고 있다. 당뇨병의 발생은 대부분 인슐린의 절대적 또는 상대적인 결 핍과 관련이 있다. 췌장의 베타세포에서는 당을 분해하는 인슐린을 만드는데 당뇨가 있으면 이 기능이 원활하지 못하게 된다. 콩 속의 트립신 저해제는 인슐린 분비를 촉진하여 혈당을 정상화시킨다. 췌장의 기능이 회복되면서 당뇨병이 호전되는 것이다. 즉 콩가공식품의 존재하는 PIs양으로 암발생율을 낮추는데 효과있다고 사료된다.