This study investigated the impact of hydrolyzed plant proteins on the physical, thermal, and rheological properties of rice flour (RF) for protein fortification for the elderly and general food systems. Faba bean protein concentrate and chickpea flour were first treated with polysaccharide hydrolyzed enzymes (control; CTFP and CTCF, respectively) and subsequentially with protease hydrolyzed enzymes (hydrolyzed protein material; HZFP and HZCF, respectively). The addition of CTFP and HZFP enhanced the swelling power of RF, whereas the CTCF and HZCF exhibited the opposite trends. Adding all controls and hydrolyzed protein materials to RF increased the solubility and gelatinization temperature and decreased the gelatinization enthalpy. The HZFP addition successfully developed the pasting viscosity of RF, whereas the others did not. The RF-HZFP mixture had a higher peak viscosity than RF but lower trough, breakdown, final, and setback viscosities. These findings suggest that the controls and hydrolyzed protein materials studied here could be used as sources for protein fortification of foods, particularly for the elderly, with minimal changes in textural and rheological characteristics, thereby contributing to the development of nutritious and palatable food products.

This study investigated the physicochemical properties of protein-fortified rice flour by mixing rice flour (RF) with untreated and fermented plant proteins. Fermented faba bean protein concentrate (FMFP) and chickpea flour (FMCF) were prepared by solid-state fermentation of faba bean protein concentrate (UTFP) and chickpea flour (UTCF) using Bacillus subtilis. FMFP and FMCF exhibited higher crude protein, reducing sugar and starch contents more than their counterparts. The increased rate of essential and branched-chain amino acids in FMFP and FMCF exceeded that of crude protein. Adding plant proteins to RF decreased swelling power (SP) and increased solubility in RF-UTFP and RF-FMFP mixtures, while SP and solubility increased in RF-UTCF and RF-FMCF mixtures. All RF-plant protein mixtures showed higher gelatinization temperature and lower gelatinization enthalpy than RF. Thermal gelation was found in all RF-plant protein mixtures, but the RF-FMCF mixture may form weak and unstable gel structures. The increase in pasting viscosity was minimal for the RF-UTFP and RF-FMFP mixtures but more pronounced for the RF-UTCF and RF-FMCF mixtures. Overall, FMFP may be a potential protein source to supplement the protein deficiency in RF with minimal changes in RF-based foods’ rheological and textural properties.

To understand the role of small heat shock protein (sHSPs) in rice plant response to various stresses such as the heat and oxidative stresses, a cDNA encoding a 24.1 kDa mitochondrial small HSP (Oshsp24.1) was isolated from rice by rapid amplification of cDNA ends (RACE) PCR. The deduced amino acid sequence shows very high similarity with other plant small HSPs. DNA gel blot analysis suggests that the rice genome contains more than one copy of Oshsp24.1. High level of expression of Oshsp24.1 transcript was observed in rice seedlings in response to heat, methyl viologen, hydrogen peroxide, ozone, salt and heavy metal stresses. Recombinant OsHSP24.1 protein was produced in E. coli cells for biochemical assay. The protein formed oligomeric complex when incubated with Sulfo-EGS (ethylene glycol bis (succinimidyl succinate)). Our results shows that Oshsp24.1 has an important role in abiotic stress response and have potential for developing stress-tolerant plants.

The purpose of this study is to optimize the rice starch and rice protein content ratio for the replacement of fish paste in eomuk using a response surface methodology. The experiment was designed based on the independent variables. The rice starch content (X1: 10, 20, 30%) and rice protein content (X2: 1, 3, 5%) were examined, along with the viscosity (Y1), color (Y2: L, Y3: a, Y4: b), and sensory evaluation of the dough (Y5: Color, Y6: Flavor, Y7: Off flavor, Y8: Taste, Y9: Hardness, Y10: Cohesiveness, Y11: Springiness, Y12: Chewiness, Y13: Overall acceptance), with the results being set as dependent variables. The p value of Y1, Y2, Y5, Y7, Y9, Y10, Y11, Y12, and Y13 showed a level of <0.05 excluding Y6 and Y8. R2 value was high at 0.80-0.95 so that these rice starch and rice protein contents were significantly affected in terms of the quality and sensory preference of eomuk; therefore, the optimal conditions of X1 and X2 were 19.99% and 2.91%, respectively. Under these optimal conditions, the predicted values of acceptance were Y5 (5.44), Y7 (5.36), Y9 (5.22), Y10 (5.46), and Y13 (6.11). These results will be the basis for building a method for obtaining a rice material. Also, they are expected to promote rice consumption through the development of processed foods using rice material.

The purpose of this study was to optimize the rice protein extracted using a response surface methodology. The experiment was designed based on a CCD (Central Composite Design), and the independent variables were the high pressure (X1, 0-400 MPa) and processing time (X2, 0-10 minutes). The results of the extraction content (Y1), residue content (Y2), and recovery yield (Y3) were fitted to a response surface methodology model (R2= 0.92, 0.92, and 0.93, respectively). Increasing the pressure and processing time has a positive effect on the extraction content (Y1), residue content (Y2), and recovery yield (Y3). Therefore, these high-pressure conditions (independent variables) can significantly affect the improvement in rice protein extraction efficiency. Thus, the optimal conditions of X1 and X2 were 400 MPa and 10 min., respectively. Under these optimal conditions, the predicted values of Y1, Y2, and Y3 were 62.93, 57.53 mg/g, and 91.76%, respectively.

The purpose of this study is to investigate the effects of arabinoxylan rice bran and endurance exercise training on TLR4 mediated protein expression in LPS-treated rats. The results showed that TLR4 as an important protein in the inflammatory response against lipopolysaccharide was shown to be significantly lower in both arabinoxylan supplement with exercise group and exercise group, thus the arabinoxylan rice bran had a higher inhibitory activity than arabinoxylan supplement group. However, NF-κB and MyD88 protein expression was not changed in arabinoxylan supplement with exercise training group, whereas NF-κB significantly decreased in 4 weeks of exercise training group. These results suggest that the supplement of arabinoxylan rice bran with exercise is likely to contribute to inflammation response and the arabinoxylan rice bran can be used as a possible safe alternative to the immunotherapeutic intervention.

The taste properties of enzyme hydrolysates of rice protein residue were investigated, and then their taste enhancingeffects were evaluated by examining the changes in total taste pattern after their addition to a yeast extract. Whileenzyme hydrolysates of rice protein residue showed different taste properties according to the enzyme that was usedfor hydrolysis, the Flavourzyme treated sample expressed the strongest umami and bitter taste among the enzymetreated samples. On the other hand, the Protamax treated sample showed considerable umami with a slight bittertaste so that it is expected to be suitable as a taste enhancing ingredient. Furthermore, by LC-MS/MS analysis, theeffective fraction isolated from the Protamax treated sample was found to contain peptide fractions such as Ile-Gly-Tyr-Pro-Thr-Tyr-Pro-Leu-Pro-Arg (Mw: 1175); therefore, it is expected that the peptide fractions contained in Prot-amax hydrolysates of rice protein residue could be applied for preparing a natural taste enhancing ingredient.

We have previously investigated the proteome changes of rice leaves under heat stress (Lee et al. in Proteomics 2007a, 7:3369- 3383), wherein a group of antioxidant proteins and heat shock proteins (HSPs) were found to be regulated differently. The present study focuses on the biochemical changes and gene expression profiles of heat shock protein and antioxidant genes in rice leaves in response to heat stress (42°C) during a wide range of exposure times. The results show that hydrogen peroxide and proline contents increased significantly, suggesting an oxidative burst and osmotic imbalance under heat stress. The mRNA levels of chaperone 60, HSP70, HSP100, chloroplastic HSP26, and mitochondrial small HSP responded rapidly and showed maximum expression after 0.5 or 2 h under heat stress. Transcript levels of ascorbate peroxidase (APX), dehydroascorbate reductase (DHAR) and Cu-Zn superoxide dismutase (Cu-Zn SOD) showed a rapid and marked accumulation upon heat stress. While prolonged exposure to heat stress resulted in increased transcript levels of monodehydroascorbate reductase, peroxidase, glyoxalase 1, glutathione reductase, thioredoxin peroxidase, 2-Cysteine peroxiredoxin, and nucleoside diphosphate kinase 1, while the transcription of catalase was suppressed. Consistent with their changes in gene expression, the enzyme activities of APX and DHAR also increased significantly following exposure to heat stress. These results suggest that oxidative stress is usually caused by heat stress, and plants apply complex HSP- and antioxidant-mediated defense mechanisms to cope with heat stress.

본 실험에서는 한외여과법(막 분획분자량: 50 kDa, 100 kDa)을 이용하여 미강단백질 농축물을 제조함에 있어서 한외여과의 공정변수(압력, 시간, 부피농축비) 변화에 따른 농축물의 이화학적 조성 및 투과플럭스의 변화를 조사하였다. 이화학적 조성 변화에 있어서 미강 단백질 농축물은 탈지미강과 비교하여 단백질 함량은 약 4배 증가하였으며, 반면 회분 및 피틴산 함량은 다소 감소한 것으로 나타났다. 한외여과 공정에 있어서 공정압력이 증가할수록 투과플럭스는 거의 직선적으로 증가하였고, 공정시간이 증가하고 단백질 농축이 진행됨에 따라 농도분극 현상에 의해 투과플럭스는 감소하였다. 또한, 막의 분획분자량이 클수록 투과플럭스는 상대적으로 높았으며, 분획분자량 100 kDa, 공정압력 2 kgf/cm2에서 최대의 투과플럭스(32 L/m2·h)를 나타내었다. 농축물 중의 단백질 함량은 부피농축비(VCR)가 증가할수록, 막의 분획분자량이 작을수록 높았다. 미강 단백질 추출물을 부피농축비 8(VCR : 8)로 농축할 경우(공정 압력 2.0 kgf/cm2) 한외여과막의 분획분자량이 2배 증가하였을 때(50 kDa→100 kDa) 공정시간은 40% 감소하였으며, 평균 투과플럭스는 약 2배 정도 증가하였다.

본 리뷰의 목적은 벼 종자 저장단백질 구조분석 및 발현특성분석 결과 종합화를 통하여 종자형질 개선 등의 실용화연구를 위한 기반구축을 모색하는데 있다. 최근 벼 염색체염기서열완전해독 연구 결과를 이용한 유용형질 유전자 분리 및 실용화 연구가 많이 진행되고 있다. 특히 벼 종자 저장단백질은 인류에게는 주요 영양원으로 사용되어지며 종자 발아시에는 식물체 성장을 위한 질소원으로 사용되어진다. 벼 종자 저장단백질의 분류는 용매에서의 용해도에 따라 약산성 및 알카리 용해성의 glutelin, 알코올 용해성의 prolamin, 염 용해성의 globulin으로 나눈다. 벼 염색체 상에는 11개의 glutelin 유전자와 33개의 prolamin 유전자가 존재하며 prolamin 유전자의 경우 5번 염색체 15 Mb 부위에 15개의 유전자가 위치하였다. 이와 같이 종자저장단백질 유전자들이 동일 염색체 부위에 위치하고 있는 것은 진화학적으로 동일 염색체에서 유래하였거나 유사한 유전자발현 조절영역을 가지고 있음을 의미한다. Globulin 유전자는 5번 염색체에 단일 유전자로 존재하였다. 마이크로어레이를 이용한 종자저장 단백질 관련 유전자의 조직 특이 발현 양상을 분석한 결과 glutelin과 대다수의 prolamin 합성 유전자는 종자배유에서만 발현을 하였으며 소수의 prolamin과 globulin 합성 유전자는 종자배유와 발아종자에서도 발현을 나타내었다. 종자 저장단백질의 프로모터부위를 분리한 후 종자에서의 발현 양상을 분석한 결과 glutelin type C1 프로모터가 종자의 전체 부위에서 발현을 나타내었으며 glutelin type B5와 α-globulin 프로모터가 많은 양의 발현을 나타내었다. 본 리뷰를 통하여 벼 종자 저장단백질의 구조및 발현특성 연구 진행사항을 살펴보았다. 이러한 연구 동향분석은 종자형질 개선 및 물질생산 등의 실용화 연구를 수행하는 연구자들에게 최근의 연구 현황을 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

쌀 가공식품 부산물의 효소 처리로 인한 단백질과 식이섬유, 색도의 차이는 시료에 따라 각각 다르게 나타났다. Gravimetric method와 Kjeldahl method 간에 단백질 함량의 차이가 조금씩 있는 것으로 확인 되었지만, 전체적으로 두 값의 패턴이 같은 것으로 보아 이 두 가지 단백질 측정 방법간에 유의성이 존재한다고 판단하였고, 두 값의 비교를 통해 단백질 함량의 변화를 더욱 자세히 비교 할 수 있었다. 주박의 경우 다른 효소보다 Termamyl이 단백질 함량을 높이는데 영향이 큰 것으로 나타났고, 효소를 혼합하였을 때 그 시너지 효과가 두드러졌다. 특히 세가지 효소를 모두 혼합하였을 경우 가장 좋은 시너지 효과를 나타냈다. 그러나 식이섬유의 경우 Termamyl 단일효소를 처리했을 경우가 식이섬유 함량을 높이는 데 가장 효과적인 것을 확인 할 수 있었으며, 탈지미강의 경우 역시 Termamyl이 가장 효율 적으로 나타났고 주박과 비슷한 패턴을 보여, 역시 혼합효소로 시너지 효과를 확인 할 수 있었다. 그러나 식이섬유 함량의 경우, Termamyl 처리를 했을 때 약한 증가 경향을 보인 반면, 다른 효소 처리로 인한 식이섬유 함량은 감소하는 경향을 나타냈다. 시럽박의 경우 초기 단백질 함량이 높아서 단백질 함량이 크게 증가하지 않았다. 최적의 효소라고 평가할 만한 효소를 찾을 수 없었고, 시너지 효과 역시 나타나지 않았다. 그러나 식이섬유의 경우 효소 처리로 인해 상당량이 증가하는 것으로 나타났다. 특히 Viscozyme 처리로 인한 식이섬유 함량은 큰 증가를 보였으나, 시너지 효과는 크게 나타나지 않았다.

쌀단백질을 이용한 고부가가치 천연 조미소재를 개발하기 위하여 쌀단백질을 프로테아제로 효소분해한 배지에서 Saccharomyces cerevisiae를 배양하여 제조한 효모 추출물(Yx)에, 효소분해 후 남은 쌀단백질 잔사를 Bacillus licheniformis 혹은 Bacillus subtilis로 발효하여 얻은 발효물(Rfl, Rfs)을 각각 첨가하였다. 쌀단백질 잔사의 발효물이 첨가된 효모추출물(YxRfl, YxRfs)의 전체적 선호도는 첨가전의 효모추출물(Yx)에 비하여 높았으며, 특히 쌀단백질 발효물의 보충에 의해서 감칠맛과 같은 풍미가 증가함을 미각센서 분석 및 관능검사에 의해서 확인할 수 있었다. 쌀단백질 잔사발효물에 의한 감칠맛의 상승은 감칠맛을 내는 아미노산 이 외에도 쌀단백질의 발효에 따라 유리된 다양한 펩타이드 분획의 영향이 있었을 것으로 예상된다. 이와 같이 감칠맛 아미노산 및 펩타이드가 함유된 쌀단백질 발효물이 보충된 효모추출물은 감칠맛과 풍미의 상승작용으로 전체적인 기호도가 높아짐에 따라 고부가가치 천연조미소재의 제조에 응용될 수 있을 것으로 기대되었다.

쌀단백질을 효소분해하여 제조한 배양액으로 천연조미소재로 사용할 효모추출물을 제조하기 위한 최적 공정조건을 조사하였다. 쌀단백질(5%, w/w)을 단백분해효소인 Delvolase®로 효소분해한 상등분획에 3%(w/w) 수준으로 포도당을 첨가한 배지 조건이 가장 적절하였으며 이 조건에서 2.3 g/L의 효모를 회수하였다. 회수한 효모에는 RNA가 188.1 mg/g수준으로 함유되어 있었으며 GMP 및 IMP는 각각 650.33±48 μg/g, 69±21 μg/g 함유되어 있었다. 이와 같은 효모추출물에 효모배양액의 제조 후 남은 쌀단백질 잔사의 효소분해물(Rrh)을 혼합하면 감칠맛이 상승하였는데 미각센서 분석기로 측정한 결과 효모추출물의 감칠맛이 4.88에서 Rrh의 첨가 후에는 9.25로 증가하였으며 관능검사에서도 감칠맛의 증가를 확인할 수 있었다. 이와 같이 효모추출물에 쌀단백질 잔사의 효소분해물이 추가되면 효소분해 과정 중 생성된 다양한 맛 성분으로 인해 감칠맛이 상승되어 전체적인 기호도가 높아지므로 천연조미소재로서의 활용이 가능함을 알 수 있었다.

알칼리를 이용하여 탈지미강에서 단백질을 추출하기 위해 용출 pH(8, 9, 10, 11, 12) 5개 구간과 등전점 침전 pH(2, 4, 6) 3개 구간을 설정하고 각 pH 구간에서의 회수된 단백질 함량과 갈변, 전기영동 패턴 및 최종 수용성 단백질의 회수율을 비교 확인하였다. 용출 pH가 증가할수록 수용성 단백질의 회수율은 증가하였으나 동시에 갈변현상도 증가하였다. 등전점 침전 pH는 4에서 가장 많은 단백질을 회수할 수 있었다. SDS-PAGE 결과, 사용한 pH에 따라 추출된 단백질의 주요 패턴은 뚜렷한 차이가 없었으나, 높은 알칼리조건이 35 kDa 이하의 단백질 추출에 좀 더 용이하였다. 각 pH 구간별 용출 대비 수용성 단백질 회수율은 평균 31.5% 이었다. 용출 pH 11 및 침전 pH 4 구간에서 46.95%의 가장 높은 회수율을 나타냈으나 갈변이 급격히 증가하였다. 따라서 37.65%의 회수율을 나타낸 용출 pH 10 과 침전 pH 4 구간이 미강 단백질의 최적 추출조건임을 확인하였다.

The effects of substituting whey protein isolate (WPI) powder for rice flour during the preparation of paeksulgi (Korean rice cake) were evaluated by objective and subjective tests. Milk whey is drained from milk curd as a by-product of the cheese manufacturing process. Whey protein is known as a good nutritional source and a functional material for many processed foods. WPI contains more than 90% whey protein. The moisture content decreased gradually during storage and the decrease was less in control than WPI powder-substituted groups. The color lightness (L) decreased significantly with increasing WPI powder, wherease the redness (a) and yellowness (b) both increased. Texture analyses revealed that the hardness, chewiness, gumminess, adhesiveness and fracturability of paeksulgitended to increase in proportion to the amount of WPI powder added. Evaluation of the gelatinization of paeksulgi by amylographing revealed that the initial pasting temperature, peak viscosity, hot pasting viscosity and breakdown was lower in samples that contained WPI powder. However, the lowest setback value was observed in the control. The results of the sensory evaluation indicated that paeksulgi prepared with 2% WPI powder had the highest overall acceptability. Taken together, these results suggest that WPI paeksulgi containing 2% WPI powder has the best quality.