렌넷 효소 - lennes hyoso

​ 우유응고 효소 렌넷 

보편적으로 치즈만들기에 필요한 우유응고 효소로는 렌넷이 사용됩니다.

렌넷은 송아지 제 4위에서 엄마젖을 먹은 송아지가 소화를 하는데 필요하지요. 송아지시기를 벗어나 성장하게되면 점차로 렌넷은 줄어들고 펩신이 많아집니다. 자연의 섭리를 여기서도 엿볼 수 있지요.

우유단백질을 분해하여 응고되게하는 효소로는 식물성 효소와 미생물이 생성한 효소, 그리고 가장 널리 사용되는 렌넷이 있어요. 미생물이나, 식물의 단백질 분해효소는 치즈를 만들기에 적합하지않기에 사용되고있지 않지요.

효소의 특징은 특정한 영양소의 특정부위에만 분해작용을 한다는 것이지요.

우유 단백질의 모양은 테니스공을 연상하면 됩니다. 공모양이면서 표면은 카파카제인의 잔털로 구성되어있지요.

카파카제인은 전기적으로 음전하를 띄고 있어서 우유가 응고되지않게하는 역할도 합니다.

렌넷효소는 이 카파카제인을 분해하는 역할을 하지요.

1단계로 렌넷이 카파카제인을 분해하면 2단계로 칼슘이 카제인 분자들을 결합하여 우유가 응고되게 되지요.

카제인은 아미노산으로 구성되어있는데 카파 카제인은 169개의 아미노산으로 이루어져 있어요.

신기하게도 그 복잡함속에도 질서가 있다는 것 입니다.

169개의 아미노산 서열중 105번째 페닐 알라닌과 106번째 메치오닌 사이를 렌넷이 비집고 들어와 사이들 절단합니다.

극히 미량의 효소가 하는 일은 참 대단한것 같아요!

집에서 치즈만들기를 하려면 이 렌넷이 필요하지요.

그래서 필요로하신 분들에게 공급할려고 합니다. 마이크로캡슐 한개면 20리터의 우유를 치즈만들기에 사용할 수 있지요.

http://blog.naver.com/ksangcheol/220371046472

금창면옥

우유과학 이야기

렌넷(rennet)_우유 응고 효소, 응유 효소

금창리 2020. 6. 10. 22:11

치즈 생산과 카제인 단백질 을 주제로 응유효소 렌넷(rennet)에 대해 알아보도록 한다.

카파카제인과 응유효소의 작용

 k-casein(카파 카제인) 분자는 카제인 micelle(미셸) 외부에 친수성 말단 단백질 중합체가 구성되게 하여 입체 안정화를 제공한다. 보통 카제인 단백질은 소수성을 띄고 있어 우유 속에서 분리된 상태로 존재하게 된다. 하지만 카파 카제인이 형성하는 카제인 미셸 외부에 친수성 말단을 형성을 통해 수용성 용매인 우유 속에서 균일하게 입자기 용해되어 있는 콜로이드 상태로 존재할 수 있다.

 한편 치즈를 제조하는 공정 중 응고, 즉 젤 형성은 친수성 말단을 제공하는 카파 카제인의 분해에 의해 시작된다. 카파 카제인의 친수성이 아닌 말단은 para-k-casein (파라 카파 카제인)으로 불리며 카제인 미셸에 결합된 체로 카파 카제인 분해 이후에 존재하게 된다. 이러한 카파 카제인의 친수성 말단의 감소로 카제인 미셸은 전위가 저하되고 안정성을 잃어 서로 응집하고 이는 젤화, 즉 응고를 일으킨다.

 카파 카제인의 분해를 시작할 수 있는 단백질 분해효소는 아스파르트 단백질 분해제 효소 코드(EC 3.4.23)이다. 이 효소를 비롯하여 카이 모신(Chymosin)과 같은 여러 효소들은 렌넷(Rennet)으로 불리며 송아지의 위에서 많이 발견된다. 성체의 소에서도 발견되기도 하며 펩신의 함량이 송아지에서 얻은 것보다 높다. 렌넷은 자연상 에서 우유를 응고하는 반응에 사용되었으며 송아지가 우유를 섭취할 때 응고를 야기해 소화를 보다 용이하게 만든다. 이러한 특징으로 인간은 송아지의 위에서부터 렌넷을 얻어 치즈를 만들었다. 그러나 송아지로부터 얻는 렌넷의 양이 증가하는 치즈 수요를 감당하기엔 비용과 생산성의 문제로 렌넷의 균체 생산이 연구되었으며, 1960년대에 개발되었다.

렌넷의 균체생산, 렌넷의 산업화

 처음 개발된 것은 Rhizomucor michei, Rhizomucor pusillus, Cryphonectria parasitica 균을 이용하여 아스파르트 단백질을 생산하였으며 비록 카파 카제인 친수성 분리에 가장 핵심적인 카이 모신(Chymosin) 보다 여타 단백질 가수분해 정도가 높았지만, 렌넷을 대안할 제품으로서는 성공적으로 시장에 출시되었다. 이후 1980년대 들어서 카이 모신(Chymosin) 생산을 위해 플라스미드를 이용한 DNA 재조합 기술을 사용하였다. 생산 균주로는 E.coli, Aspergillus niger, Kluveromyces lactics 가 이용되었고, 카이 모신(Chymosin) 생산 DNA를 플라스미드에 이식하여 균주에 주입하여 성공적으로 생산하였다. 렌넷 더욱 정확히는 카이 모신(Chymosin) 사용하여 우유 응고에 의한 치즈 생성에 미치는 영향 중에는 카파 카제인의 변이체가 있다.

카제인 단백질의 종류

 카파 카제인은 우유 속에서 총 6가지 변이체로 존재하며 종류로는 AA, AB, BB, AC, BC, AE 가 있다. 카파 카제인 변이체 중 AB, BB, BC를 보유하는 카제인 미셸은 직경이 200nm으로 형성되어 있다. 반면 AA, AC, AE 변이체를 포함하는 카제인 미셸은 200nm 보다 크기가 크다. 이때 BB 변이체 카파 카제인을 포함한 우유는 다른 변이체 보다 더욱 빠르고 튼튼한 응고 능력으로 치즈 제조에 산업적으로 탁월함이 확인되었다. 한 논문에 따르면 카파 카제인의 BB 변이체를 가지고 있는 우유는 카파 카제인의 AA 변이체를 가지고 있는 우유보다 응고 시간이 10% 에서 40% 까지도 단축시키며, 응고의 단단함 정도는 20% 에서 많게는 무려 140% 까지도 향상되었다. 변종 BB 카파 카제인이 이런 우수한 특성을 응용하여 렌넷에 의한 우유 응고 속도와 경도 개선은 고농도의 카파 카제인에 의한 것으로 표면에 보다 많은 카파 카제인을 가지고 있을 수 있는, 즉 표면적이 큰 미셸이 될 가능성이 있으며 이는 곧 작은 크기의 카제인 미셸을 의미한다. 따라서 카파 카제인 과 이외의 카제인의 비율 중 카파 카제인의 비율이 높을수록 칼슘에 의한 단백질 가교 결합 형성이 더욱 용이하며 그 결과 렌넷 즉 카이 모신(Chymosin)에 의한 우유 응고 반응이 더욱 빠르고 단단하게 이루어질 수 있다. 또한 카파 카제인 BB 변이체를 포함한 우유로 제조한 치즈에서는 AA 변이체 카파 카제인을 다량 함유한 우유에 비해 지방 회수량이 높고 생산성 즉 수율이 더욱 높은 것으로 알려져 있다. 이 단백질의 형태는 미셸 사이즈에 관한 장점이 있기 때문에 카파 카제인 BB 변이체를 포함한 우유를 생산하는 소는 치즈 제조 산업에 있어 생산량이나 품질에 영향을 미치기 때문에 경제적 관점에서 매우 중요하게 판단되고 있다.

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렌넷(rennet, 레닛)은 우유에서 치즈를 만들 때 굳히는 효소제.

우유를 저어 굳히는 데 시간이 많이 걸리기 때문에, 

이 시간을 단축시키는 촉매 역할을 하는 것이 렌넷(rennet, 레닛)이라는 효소제입니다. 

<레닛의 발견>

젖이 유산균으로 자연적으로 산성화 되어 응고되어졌던 원시적인 치즈에서

레닛(rennet)을 사용하게 된 것은 치즈의 역사에서 엄청난 발전이 아닐 수 없었습니다.

다양한 치즈 제조기술이 발전하는 밑걸음이 되었죠.

약 4천년 전, 고대 아라비아 행상이 양 위로 만든 주머니에 염소젖을 넣어 사막을 횡단하였는데,

하루 여행을 마치고 주머니를 열어보니, 젖이 끈적이는 흰덩어리로 변화되어 있었다고 해요.

이렇게 전해지는 이야기가 레닛(rennet)의 발견에 대한 유래라고 하네요.

<잠깐, 용어 정리>

응유효소, 즉 단백질 분해 효소를 레닌(rennin)이라 하구요,

레닌이나 펩신(pepsin) 같은 단백질 분해효소를 다량 함유하고 있는 효소제를 레닛(rennet, 렌넷, 레넷)이라고 부르네요.

치즈를 만드는 과정에서, 우유량의 0.02%정도의 단백질 분해 효소제인 '레닛(rennet, 렌넷)'을 넣는데,

이 레닛의 첨가량은 극히 적은 양이지만, 액체 상태 우유를 푸딩같은 고체상태로 변하게 하는

촉매작용은 참 신기하기만 합니다.

레닛의 역할이 두부만드는 과정에서 응고제로 간수를 쓰는 것과 비슷하기도 하네요.

레닌(rennin)은 우유 속 단백질인 카제인을 응고하는 역할을 하는데요,

일반적인 '레닌(rennin)'은 되새김질 하는 아기동물 송아지의 네번째 위벽에서 추출되는 효소라고 합니다..

젖을 먹었을 때, 단백질(카제인)를 분해 응고해, 소화를 도와주는 단백질 분해효소 '레닌(rennin)'은 

비단 송아지뿐만 아니라, 염소, 양, 사람 등 젖을 먹는 동물의 위 점막에도 있다고 해요.

이런 이유로, 우유를 섭취하는 채식주의자, 락토 베지테리안 (Lacto-begetarian)은

우유 단백질 응고제로 렌넷(rennet)을 사용한 치즈는 먹지 않는다고 하네요.

지방함량이 낮은 우유를 순수하게 집에서 끓여 만드는

프레쉬 치즈(숙성되지 않은 치즈)인 '코티지 치즈(Cottage Cheese)'는 일반적인 치즈들과 달리, 

우유응고 효소제인 렌넷(rennet, 레닛)을 넣지 않는데요,

대신 레몬즙이나 식초 등과 같은 산을 첨가하여, 우유를 응고시키는 방법을 쓴다고 합니다.

하지만 일반적으로 렌넷(rennet)을 넣어 만든 치즈가 산을 넣어 만든 치즈보다는 좀더 단단하고, 칼슘도 더 많이 들어 있다고 하죠.

<잠깐, 토막상식>

우유를 응고시키는 방법에는 크게 '산 응고법'과 '렌넷 응고법'이 있다고 해요.

산 응고법 - 프레쉬 치즈나 크림 치즈 만들 때 사용.

그 외 대부분의 치즈는 렌넷 응고법 사용.

고대 로마인들도 양젖 응고제로 무화과즙을 사용했다고 하고,

또 엉겅퀴같은 식물에서도 우유를 덩어리 지게하는 효소제를 얻을 순 있지만,

동물성 효소제인 렌넷보다는 일반적으로 식물성 효소제는 응집력이 다소 떨어진다고 해요.

하지만 기술 발달로 인해, 현재의 렌넷은 동물성 렌넷 외에, 

고농도의 식물성 렌넷(rennet), 균으로부터 만드는 Microbial 레닛, 발효 카이모신 등 다양한 재료로 만들어지고 있다고 합니다.

렌넷(rennet), 렌닛, 레닛, 레넷, 이들은 모두 같은 말

렌넷(rennet)에 대해서 알아보기 전에 간단한 치즈 용어부터 살펴볼까요? - 치즈 용어 커드(curd) 뜻 우유에 송아지 위에서 추출한 응고효소인 렌넷(rennet)을 첨가하면 우유는 순두부처럼 굳어지는데

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