KR100311903B1 - 해삼 펩타이드 제조방법 - Google Patents
해삼 펩타이드 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 해삼 펩타이드 제조방법에 관한 것으로서, 해삼을 펩타이드화 함으로써 해삼을 다른 단백질원과 함께 섭취하여도 소화흡수율을 높일 수 있도록 함과 아울러 단백질이 가지지 못하는 펩타이드만의 우수한 효능을 확보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 해삼 펩타이드 제조방법은, 건조 해삼분말을 증류수에 현탁한 후 80∼100℃ 온도까지 교반가열하는 단계와; 상기 교반가열단계과정에서 60℃ 이상의 온도에서 현탁액에 가성소오다 용액을 첨가하여 소정의 pH를 만드는 단계와; 상기 현탁액을 소정온도에서 용해시킨 후 감압하여 농축하는 단계와; 상기 농축물에 에탄올 또는 주정을 투입하여 에탄올 불용성물질을 분리하는 단계와; 상기 에탄올 불용성물질을 회수하여 물에 희석하여 소정 온도로 가열하여 용해시키는 단계와; 상기 용액의 온도와 pH를 조절한 후 단백질 분해효소를 넣어 반응시켜 단백질을 분해시키는 단계와; 그리고, 상기 분해액에 가온하여 실활시킨 다음 원심분리하여 불용성물질을 제거한 후 분무건조 또는 동결건조하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 해삼 펩타이드 제조방법에 관한 것으로서, 특히 해삼의 단백질을 효소분해하여 해삼 펩타이드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
해삼은 예로부터 바다에서 나는 인삼으로 일컬어질 만큼 신비스런 효능을 가진 수산건강식품으로서 단백질과 다당류, 그리고 무기질로 이루어진 기능성 식품이다. 해삼은 수산물중에서는 드물게 칼슘과 인의 비율이 이상적으로 함유되어 있으며, 뿐만 아니라 치아와 골격형성, 근육의 정상적인 수축, 혈액의 응고 등 여러 가지 생리작용에 필수적인 칼슘과 조혈성분인 철분도 많이 함유되어 있다.
하지만, 해삼의 성분을 구체적으로 살펴보면 단백질은 21.45%, 지방은 0.27%, 당분은 1.37% 정도이고, 나머지는 대부분 콜라겐 성분으로 이루어져 있어 소화흡수가 어렵다. 그리고, 점질다당체의 주성분으로 동물 등의 세포간조직, 신경조직 및 연골조직에서 발견되는 콘드로이틴황산의 함량은 2.6∼3.2% 정도이다. 또한, 무기질의 경우 칼슘과 나트륨은 어류나 연체동물인 굴, 가리비 등에 비하여 10배 이상 함유되어 있는데 비하여, 칼륨, 아연, 구리와 철은 상대적으로 훨씬 적은 것으로 확인되었다.
해삼에 대한 연구는 다양하게 이루어지고 있는데, 그 중 무라오(Mourao)와 바스토스(Bastos)는 해삼체벽에서 푸코스(fucose)가 풍부한 황산다당체를 분리하였다(European J Biochem. 166, 639페이지, 1987년). 또한, 리(Li)와 리안(Lian)은 해삼에서 혈소판 응집에 주요인이 되는 산성 점액성 다당류를 추출하였다(Thrombosis & Haemostasis 59, 435페이지, 1988년). 또한, 카리야(Kariya) 등은 해삼의 체벽에서 글루코사미노글리칸을 추출하였다(Connective Tissue Research 25, 149 페이지, 1988년). 또한, 비에라(Viera) 등은 해삼의 결합조직에서 프로테오글리칸인 푸코스(fucose)가 분지된 콘드로이틴황산을 추출하였다(Biochemistry 32, 2254페이지, 1992년). 상기한 바와 같이 다양한 연구들이 수행되었지만 이들의 연구결과는 해삼을 기능성 소재로 개발하고자 하는 기술로 이어지지 못했다.
최근 문정혜 등은 해삼에서 추출한 당단백질을 여러 단백질원과 함께 섭취했을 때 4∼11% 정도의 소화율이 저하되는 것을 발표하였다(J. Korean Soc. Food Nutr. 25(2), 240페이지, 1996년).
본 발명자들은 이러한 소화흡수율 저하의 문제점을 해결하기 위하여 연구를 하면서 해삼을 다른 단백질원과 함께 섭취했을 때 소화흡수율이 저하되는 원인이푸코스(fucose)가 분지된 콘드로이틴황산인 것으로 추정하고, 이들의 성분이 단백질 효소활성에 영향을 미쳐 소화율이 떨어지는 것으로 판단하였다.
또한, 매튜(Matthews)의 연구결과(화학과 생물 16(6), 363페이지)에 따르면, 아미노산 보다도 펩타이드가 효율좋게 장관에서 흡수될 뿐만 아니라 특히 아미노산을 흡수하지 못하는 단백질 결핍증 환자들의 경우 펩타이드에 의하여 단백질을 보충했을 때 단백질 결핍증이 해소된다는 것을 보고하고 있다. 또한, 펩타이드는 단백질이 가지고 있지 않은 독특한 특성을 가지고 있는데, 예컨대 항균효과, 항암효과, 콜레스테롤 저하효과와 같은 다양한 기능을 가지고 있음이 판명되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 해삼을 펩타이드화 함으로써 해삼을 다른 단백질원과 함께 섭취하여도 소화흡수율을 높일 수 있도록 함과 아울러 단백질이 가지지 못하는 펩타이드만의 우수한 효능을 확보할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 전기영동방법을 이용하여 단백질 분해 정도를 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 각각 에이치피엘씨 지피씨(HPLC GPC)를 이용하여 분자량 분포를 확인하여 사용된 효소에 따른 분해차이를 나타낸 도면이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 해삼 펩타이드 제조방법은, 건조 해삼분말을 증류수에 현탁한 후 80∼100℃ 온도까지 교반가열하는 단계와; 상기 교반가열단계과정에서 60℃ 이상의 온도에서 현탁액에 가성소오다 용액을 첨가하여 소정의 pH를 만드는 단계와; 상기 현탁액을 소정온도로 가열하여 용해시킨 후 감압하여 농축하는 단계와; 상기 농축물에 에탄올 또는 주정을 투입하여 에탄올 불용성물질을 분리하는 단계와; 상기 에탄올 불용성물질을 회수하여 물에 희석하여소정 온도로 가열하여 용해시키는 단계와; 상기 용액의 온도와 pH를 조절한 후 효소를 넣어 반응시켜 단백질을 분해시키는 단계와; 그리고, 상기 분해액에 가온하여 실활시킨 다음 원심분리하여 불용성물질을 제거한 후 분무건조 또는 동결건조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 해삼을 펩타이드화 하기 위하여 건조해삼분말이 사용된다. 우선 건조해삼분말을 증류수에 대하여 10∼40중량%로 증류수에 현탁시킨 후 80∼100℃의 온도범위까지 교반하면서 가열한다. 이와 같은 교반가열과정에서 온도가 60℃ 이상 상승할 시점에 가성소오다 용액을 현탁액에 천천히 첨가하면서 현탁액의 pH가 10이상(보다 바람직한 pH는 11~13)되도록 한다.
이와 같이 해삼의 용해를 위하여 가성소오다가 사용되면 과량의 염분이 발생하기 때문에 식품의 소재로서 부적절하지만 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 탈염공정에 의하여 염분을 제거함으로써 안전성이 확보된 고품질의 해삼 펩타이드를 제조할 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 조성된 현탁액을 소정온도(대략 100℃ 부근) 가열하여 해삼을 용해시킨 후 용해액을 감압하여 농축한다. 그리고, 일정부피로 농축된 농축물에 에탄올 또는 주정을 농축물에 대하여 2∼10배 정도 넣어 에탄올 불용성물질을 분리한다. 다음에 이와 같이 분리된 불용성물질을 회수하여 일정량의 물에 희석하여 80∼100℃의 온도 범위로 가열하여 용해시킨다.
다음에, 불용성물질이 완전히 용해되면 다시 온도를 조절함과 아울러 염산 등에 의하여 pH를 조정하고 효소를 넣어 반응시킴으로써 단백질을 분해한다. 본 발명에 있어서 사용되는 효소는 파파인, 브로멜라인, 판크레아틴, 트립신 등이 단독으로 또는 두 종류 이상 혼합사용될 수 있다.
다음에, 상기한 바와 같이 분해효소를 넣어 단백질을 분해시킨 분해액을 가열하여 실활시킨 다음 원심분리함으로써 불용성물질을 제거한 후 얻은 펩타이드를 분무건조 또는 동결건조하여 보관한다.
이하에서 실시예들을 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명한다.
<실시예 1>
건조해삼분말 100g을 물 1ℓ에 넣은 후 온도를 100℃로 올리면서 가성소오다를 사용하여 pH를 12로 조절한 후 1시간 이상 동안 해삼을 녹이고, 해삼의 단백질과 뮤코다당이 완전히 녹은 것을 확인한 후 감압하여 농축하였다. 농축후의 부피는 최초 부피에 대하여 30%인 300㎖까지 농축하였다. 이와 같이 농축된 농축물에 에탄올이 2배 부피가 되도록 넣은 후 교반하여 불용성물질과 상등액을 분리하였다. 분리된 불용성물질에 400㎖의 물을 넣어 온도를 100℃로 올리면서 용해시켰다. 염산을 사용하여 온도 37℃, pH 7.5를 유지시키면서 단백질 분해효소로서 파파인 40㎎을 넣음과 아울러 pH 4.5에서 단백질 분해효소로서 브로멜라인 40㎎을 넣어 5시간 이상 단백질을 효소분해시켰다. 다음에 얻어진 분해물을 원심분리하여 불용성 고형분을 제거한 후 맑은 상등액, 즉 펩타이드를 분무건조 또는 동결건조하였다.
<실시예 2>
실시예 1에 있어서, 분리된 불용성물질에 400㎖의 물을 넣어 온도를 100℃로 올리면서 용해시키고, 염산을 사용하여 온도 37℃, pH 7.5를 유지시키면서 단백질 분해효소로서 판크레아틴 20㎎을 넣어 5시간 이상 단백질을 효소분해시켰다는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일하게 행하였다.
<실시예 3>
실시예 1에 있어서, 분리된 불용성물질에 400㎖의 물을 넣어 온도를 100℃로 올리면서 용해시키고, 염산을 사용하여 온도 37℃, pH 7.5를 유지시키면서 단백질 분해효소로서 트립신 10㎎을 넣어 5시간 이상 단백질을 효소분해시켰다는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일하게 행하였다.
<실시예 4>
실시예 1에 있어서, 분리된 불용성물질에 400㎖의 물을 넣어 온도를 100℃로 올리면서 용해시켰다. 염산을 사용하여 온도 37℃, pH 7.5를 유지시키면서 단백질 분해효소로서 판크레아틴 40㎎을 넣어 5시간 이상 단백질을 효소분해시켰다는 것을 제외하고 나머지는 실시예 1과 동일하게 행하였다.
상기한 바와 같이 일반적으로 펩타이드를 만드는데 사용하는 파파인, 브로멜라인, 판크레아틴, 트립신 등과 같은 분해효소를 사용하여 단백질을 분해한 결과 특정의 효소만이 해삼의 단백질을 펩타이드화할 수 있는 것으로 확인되었다. 이들 분해효소의 분해효과를 비교실험한 결과 단백질이 분해되면서 실험군간에 단백질 분해물의 점도에 있어서 다음의 표 1과 같이 현격히 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 본 발명에서는 단백질이 펩타이드화된 정도를 확인하기 위하여 전기영동방법을이용하여 단백질 분해 정도를 확인(도 1 참조)하였다. 도 1에서 1은 대조구, 2는 브로멜라인, 3은 판크레아틴, 4는 트립신, 그리고 5는 파파인을 나타낸다. 또한, 최종적으로는 에이치피엘씨 지피씨(HPLC GPC)를 이용하여 분자량 분포를 확인하여 사용된 효소에 따른 분해차이를 확인(도 2 및 도 3 참조)하였다.
| 사용분해효소 | 점도(cps) | 토크(torque)(%) | 회전수(rpm) |
| 대조구 | 3.15 | 20 | 60 |
| 파파인 | 2.31 | 14.8 | 60 |
| 트립신 | 1.20 | 7.5 | 60 |
| 판크레아틴 | 1.23 | 7.8 | 60 |
| 브로멜라인 | 2.36 | 15.3 | 60 |
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 해삼 펩타이드 제조방법에 있어서는, 해삼을 소화흡수율이 우수한 펩타이드로 만들어 섭취할 수 있도록 함으로써 특히 아미노산을 흡수하지 못하는 단백질 결핍증 환자들의 경우도 단백질을 손쉽게 섭취할 수 있고, 또한 펩타이드의 섭취로 인하여 단백질이 가지고 있지 않은 펩타이드 고유의 우수한 항균효과, 항암효과, 콜레스테롤 저하효과를 도모할 수 있다.
Claims (3)
- 건조 해삼분말을 증류수에 현탁한 후 80∼100℃ 온도까지 교반가열하는 단계와;상기 교반가열단계과정에서 60℃ 이상의 온도에서 현탁액에 가성소오다 용액을 첨가하여 pH를 10이상으로 만드는 단계와;상기 현탁액을 80∼100℃온도 범위에서 가열하여 용해시킨 후 감압하여 농축하는 단계와;상기 농축물에 에탄올 또는 주정을 농축물에 대하여 2∼10배 분량 투입하여 에탄올 불용성물질을 분리하는 단계와;상기 에탄올 불용성물질을 회수하여 물에 희석하여 80∼100℃온도로 가열하여 용해시키는 단계와;상기 용액에 파파인, 브로멜라인, 판크레아틴 및 트립신을 포함하는 군에서 선택된 단백질 분해효소를 넣어 반응시켜 단백질을 분해시키는 단계와; 그리고,상기 분해액을 가온하여 실활시킨 다음 원심분리하여 불용성물질을 제거한 후 분무건조 또는 동결건조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 해삼 펩타이드 제조방법.
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