KR101361060B1 - 닭 부산물 콜라겐의 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 닭 부산물 중 활용도가 낮은 껍질로부터 유용 콜라겐을 추출하는 방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 닭 껍질을 산과 알칼리에 팽윤하여 추출수율을 극대화하고 중화과정을 통하여 가식이 가능한 pH범위로 유도된 팽윤물을 다시 열수추출하여 잡내와 기타 성분을 제거한 후 동결건조를 실시하여 활용이 용이한 분말상의 콜라겐을 제조하는 방법을 제공함으로써, 현재 활용이 거의 되고 있지 않은 닭 껍질을 사용하여 유용 콜라겐을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 폐기자원을 활용하는 부가가치 창출 및 양질의 식품을 생산할 수 있는 기능성 소재를 제공할 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

닭 부산물 콜라겐의 추출방법{EXTRACTION METHOD OF COLLAGEN 　FROM CHICKEN BY-PRODUCT}

본 발명은 닭 부산물 중 활용도가 낮은 껍질로부터 유용 콜라겐을 추출하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 닭 껍질을 산과 알칼리에 팽윤하여 추출수율을 극대화하고 중화과정을 통하여 가식이 가능한 pH범위로 유도된 팽윤물을 다시 열수추출하여 잡내와 기타 성분을 제거하는 하는 것이다. 이후 동결건조를 실시하여 활용이 용이한 분말상의 콜라겐을 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근 건강한 삶을 추구하는 소비자들의 인식은 많은 사회적 변화를 야기하고 있다. 건강과 관련된 다양한 산업에서 소비자들의 욕구를 충족하기 위한 연구개발 및 상품화가 이루어지고 있으며, 특히 이러한 소비추세와 연관성이 큰 식품산업은 더욱 민감하게 대응하고 있다. 건강을 추구하는 소비자들은 육류를 소비함에 있어서도 그 양상이 변화되고 있어, 최근에는 지방함량이 적은 가금육 및 저지방 육제품을 선호하고 있는 추세이다. 더욱이 선진국에서는 건강을 중요시하는 의식수준이 크게 보편화되어, 소와 돼지와 같은 적색육에 비하여 가금류의 백색육을 크게 선호하고 있는 실정이다. 이러한 의식수준을 반영하듯 닭고기 소비량은 지속적으로 증가하고 있다. 닭고기는 인체의 대사활동에 필요한 양질의 필수 아미노산을 모두 함유하고 있어 다른 축산식품과 비교하여 더욱 우수한 단백질 공급원으로 평가되고 있다. 또한 식육의 섭취에 있어 가장 문제시 되는 지방함량이 낮으면서도 인체에 필요한 리놀레산(linoleic acid)와 리놀렌산(linolenic acid) 및 에이코사펜타에노산(eicosa pentaenoic acid, EPA)와 도코사헥사엔산(docosa hexaenoic acid, DHA) 등의 다가 불포화 지방산을 함유하고 있어 그 가치가 더욱 우수하다고 할 수 있다. 닭고기의 주요 지방산으로는 팔미트산(palmitic acid), 스테아르산(stearic acid), 올레산(oleic acid), 리놀레산(linoleic acid) 등이다(Cortinas et al., 2004, Fatty acid content in chicken thigh and breast as affected by dietary polyunsaturation level, Poult. Sci., 83, 1155-1164).

앞서 언급된 바와 같이 계육의 소비는 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 소비형태에 있어서도 주로 통닭 위주의 전체육을 이용하던 형태에서 가슴살, 다리, 윙(날개) 등의 특정 부위만을 소비하는 형태로 변화하고 있다. 부분육을 얻기 위하여 도살 이후 계육의 해체는 필수적이며, 해체된 계육에서는 껍질, 내장, 발 등의 부산물이 발생된다. 대부분의 부산물은 동물성 사료원료 또는 일부 식용 부산물로 사용되고 있으나 근육에 비하여 경제적 가치는 크게 적은 편이다. 따라서 동물자원의 효과적 활용과 양계산업의 부가가치 창출을 위하여 닭 부산물의 효율적 활용방안 모색이 요구된다.

콜라겐은 동물성 소재에서 유래된 섬유상의 구조단백질로서 동물의 피부, 뼈, 연골, 힘줄, 인대, 혈관 기타 결체조직에 풍부하다. 콜라겐은 트로포콜라겐(tropocollagen)을 기본단위로한 3중 나선구조의 형태로 존재하며, 구성 아미노산의 조성의 경우 형태에 따라 다소 차이가 있으나, 일반적으로 글리신(glycine), 프롤린(proline) 및 히드록시프롤린(hydroxyproline)이 주를 이룬다고 알려져 있다(Kim et al., 2010, Extraction and bleaching of acid- and pepsin-soluble collagens from shark skin and muscle, Korean J. Food Preserv., 17, 91-99). 최근 콜라겐의 항 피부노화, 관절염 예방, 항고혈압 및 항암작용 등의 효능이 입증됨에 따라 의약품 및 화장품을 비롯한 다양한 분야에서 활용되고 있는 실정이다. 더욱이 콜라겐은 겔 형성, 보수성 및 유화안정성 등의 기능적 특성을 지니고 있어 기능성 식품소재로서의 가치가 중요하게 인식되고 있다(Gomez-Guillen et al., 2011, Functional and bioactive properties of collagen and gelatin from alternative sources: A review, Food Hydrocolloids, 25, 1813-1827).

현재 생산되고 있는 콜라겐은 주로 소나 돼지 등의 육상동물 피부 또는 각종 어류의 비늘에서 얻어지고 있다(Kim et al., 2010, Extraction and bleaching of acid- and pepsin-soluble collagens from shark skin and muscle, Korean J. Food Preserv., 17, 91-99; Shon and Eun, 2010, Korean J. Food Preserv., 17, 435-443). 그러나 Kim 등(2010, Extraction and bleaching of acid- and pepsin-soluble collagens from shark skin and muscle, Korean J. Food Preserv., 17, 91-99)의 보고에 따르면 소나 돼지에서 추출된 콜라겐의 경우 원인불명의 광우병 또는 구제역의 전이가 문제점으로 제기되는 등 새로운 콜라겐 추출 소재 및 적절한 추출방법 확립이 필요이다. 계육 부산물은 이러한 문제점의 개선과 효과적인 동물자원의 활용을 위한 콜라겐 추출 소재로 주목받고 있다. 특히 닭발을 소재로 한 다양한 추출조건의 확립 및 최적화에 대한 연구가 활발히 이루어져 있다. 계육자원의 효과적인 활용 및 부가가치 창출을 위하여 콜라겐을 함유하는 또 다른 계육 부산물로서 닭 껍질에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 일반적으로 닭 껍질에는 약 3%의 콜라겐이 함유되어 있으며, 약 75%의 타입(type) Ⅰ 콜라겐과 15%의 타입(type) Ⅲ 콜라겐이 주된 형태이다(Bonifer and Froning, 1996, Chicken skin composition as affected by aqueous washings. J. Food Sci., 61, 895-898; Cliche et al., 2003, Extraction and characterization of collagen with or without telopeptides from chicken skin. Poult. Sci., 82, 503-509). 그러나 계육 껍질로부터의 콜라겐을 추출하는 방법에 대한 연구는 닭발 또는 타 축종에 비하여 미비한 실정이며, 50% 이상의 지방을 함유하는 닭 껍질에서 양질의 콜라겐을 얻기 위하여 최적화된 추출공정의 확립은 필수적이다.

동물성 소재로부터 콜라겐의 추출방법에 대한 특허로는 대한민국 특허등록 제0487994호 어류 젤라틴의 제조방법으로 건조된 어류 비늘을 알칼리 처리 후 다시 산처리하여 중화 한 이후 추출된 젤라틴 용액을 여과 농축 건조하여 젤라틴을 제조하는 것이 특징이며, 폐기자원인 어류 비늘을 활용하는 것을 특징으로 한다. 또한 대한민국 특허등록 제0841206호 돈피를 이용한 콜라겐 식품 제조 방법은 돈피로부터 고온, 고압하에서 젤라틴을 추출하는 것이 특징이며, 돈피와 콜라겐을 이용하여 다이어트에 효과가 있는 식품을 제조할 수 있다. 특히 닭 부산물을 활용하여 유용 콜라겐의 추출에 대한 특허로는 대한민국 공개특허 특2003-0095131호 젤라틴을 이용한 셀러드 드레싱 및 그 제조방법으로 닭발 껍질을 산침용액에 침지시키고, 이로부터 가열 이후 동결건조를 통한 젤라틴의 분말화를 특징으로 한다. 대한민국 공개특허 10-2005-0057770호 젤라틴으로부터 상온에서 액상의 콜라겐 또는 분말상의 콜라겐을 제조하는 방법에서는 고형의 젤라틴을 가온하고 단백질 분해효소를 처리하여 상온에서 액상형 콜라겐을 제조한 이후 건조하여 콜라겐 분말을 제조하는 것을 특징으로 한다. 그러나 이렇게 제안된 콜라겐 제조방법에는 기본적으로 닭 껍질로부터 유용 콜라겐을 획득할 수 있는 최적화 공정이 확립되어 있지 않으며, 산과 알칼리에 팽윤되는 콜라겐의 특성을 활용하여 추출수율을 극대화 할 수 있는 장점이 포함되어 있지 않다. 따라서 추출수율이 저조하고 가열처리를 하지 않음으로 닭 특유의 이취를 함유하고 있어 활용도가 떨어지는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 닭 부산물 중 활용도가 가장 낮은 껍질로부터 유용 콜라겐을 추출하는 방법 및 콜라겐 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 닭 껍질을 산과 알칼리에 팽윤하여 추출수율을 극대화 하고 중화과정을 통하여 가식이 가능한 pH범위로 유도된 팽윤물을 다시 열수추출하여 잡내와 기타성분을 제거하는 것이다. 이후 동결건조를 실시하여 활용이 용이한 분말상의 콜라겐을 제조하는 방법 또한 본 발명의 특징이다. 더욱이 현재 활용도가 전무한 닭 껍질을 사용하여 유용 콜라겐을 생산할 수 있는 본 발명은 폐기자원을 활용하는 부가가치 창출 및 양질의 식품 소재를 제공함에 있어 국민건강 향상에 크게 기여할 것이라고 기대한다. 또한 이를 활용하는 식품산업 전체에 있어 더욱 우수한 양질의 식품을 생산할 수 있는 기능성 소재를 제공함에 더 큰 의미가 있다.

본 발명의 목적은, 닭 부산물 중 활용도가 가장 낮은 껍질로부터 유용한 콜라겐을 추출하는 방법을 제공함으로써, 현재 활용도가 전무한 닭 껍질을 사용하여 유용 콜라겐을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 폐기자원을 활용하는 부가가치 창출 및 양질의 식품을 생산할 수 있는 기능성 소재를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (1) 닭 껍질을 세척한 후 세절하는 단계;와 (2) 상기 (1)단계에 의해 세절된 닭 껍질을 상기 닭 껍질의 중량대비 10배(w/v)에 해당되는 pH 1 내지 13의 침지용액에 침지하여, 상온에서 팽윤시키는 단계;와 (3) 상기 (2)단계에 의해 팽윤된 닭 껍질을 유수에서 수세하여 pH 5 내지 7로 중화시키는 단계;와 (4) 상기 (3)단계에 의해 중화된 닭 껍질을 75 내지 100℃로 설정된 항온수조에 침탕하여 열수추출하는 단계;와 (5) 상기 (4)단계에 의해 추출된 용출액을 여과하여 젤라틴 졸(sol)을 수집하는 단계;와 (6) 상기 (5)단계에 의해 수집된 젤라틴 졸(sol)을 3 내지 5℃의 냉장고에서 4 내지 8시간 동안 보관하여 겔(gel)화 시키는 단계; 및 (7) 상기 (6)단계에 의한 젤라틴 겔(gel)을 -60 내지 -80℃에서 동결건조하는 단계;를 포함하는 닭 부산물 콜라겐의 추출방법을 제공한다.

상기 침지용액은 염산(HCl)과 수산화나트륨(NaOH)를 이용하여 pH 1 내지 13의 범위를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 (2)단계에서 24 내지 48시간 동안 팽윤시키는 것을 특징으로 한다.

상기 (3)단계에서 유수에 24 내지 48시간 동안 수세하는 것을 특징으로 한다.

상기 (4)단계에서 60 내지 90분간 열수추출하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 닭 껍질을 산과 알칼리에 팽윤하여 추출수율을 극대화하고 중화과정을 통하여 가식이 가능한 pH범위로 유도된 팽윤물을 다시 열수추출하여 잡내와 기타 성분을 제거하는 닭 껍질의 콜라겐 추출방법을 제공함으로써, 현재 활용이 거의 되고 있지 않은 닭 껍질을 사용하여 유용 콜라겐을 생산할 수 있을 뿐만 아니라 폐기자원을 활용하는 부가가치 창출 및 양질의 식품을 생산할 수 있는 기능성 소재를 제공할 수 있는 방법을 제공하는 효과가 있다.

도 1 은 닭 껍질로부터 콜라겐의 추출 및 콜라겐 분말의 제조공정도.
도 2 는 팽윤용액의 pH와 팽윤시간에 따른 닭 껍질의 무게증가율을 나타낸 그래프.
도 3 은 추출온도(75℃, 100℃)에 따른 pH 2, 7, 13에서 팽윤된 닭 껍질의 추출수율(^A-D서로 다른 문자열에서 유의적인 차이가 인정됨(p<0.05)).
도 4 는 추출조건에 따른 닭 껍질 콜라겐 단백질의 저기영동도를 비교한 것(SM, standard protein marker; pH 2 and pH 13, 팽윤pH; 75ㅀC and 100ㅀC, 열수추출 온도).

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

(1) 닭 껍질을 세척한 후 세절하는 단계;와 (2) 상기 (1)단계에 의해 세절된 닭 껍질을 상기 닭 껍질의 중량대비 10배(w/v)에 해당되는 pH 1 내지 13의 침지용액에 침지하여, 상온에서 팽윤시키는 단계;와 (3) 상기 (2)단계에 의해 팽윤된 닭 껍질을 유수에서 수세하여 pH 5 내지 7로 중화시키는 단계;와 (4) 상기 (3)단계에 의해 중화된 닭 껍질을 75 내지 100℃로 설정된 항온수조에 침탕하여 열수추출하는 단계;와 (5) 상기 (4)단계에 의해 추출된 용출액을 여과하여 젤라틴 졸(sol)을 수집하는 단계;와 (6) 상기 (5)단계에 의해 수집된 젤라틴 졸(sol)을 3 내지 5℃의 냉장고에서 4 내지 8시간 동안 보관하여 겔(gel)화 시키는 단계; 및(7) 상기 (6)단계에 의한 젤라틴 겔(gel)을 -60 내지 -80℃에서 동결건조하는 단계;를 포함하는 닭 부산물 콜라겐의 추출방법을 제공한다.

상기 (2)단계에서 침지용액에 따라 팽윤시키는 시간이 상이할 수 있으나 24 내지 48시간 동안 팽윤시키는 것이 바람직하며, 상기 (3)단계에서 유수에 24 내지 48시간 동안 수세하는 것이 바람직하다. 중화공정의 경우 콜라겐 분말의 활용에 필수적으로 pH 5 내지 7 사이의 범위에 도달함을 목적으로 하는데, 산 팽윤의 경우 유수에 의한 수세가 24시간 미만일 경우 상기 필수적으로 요구되는 pH의 범위에 도달하지 못하는 문제가 있고, 반면에 과도한 시간동안 수세하는 것은 불필요한 중화공정에 따른 경제적 손실이 발생되는 문제가 있다. 한편, 알칼리 팽윤의 경우에는 최소 48시간을 실시하여야 상기 pH의 범주에 도달하게 된다.

또한, 상기 (4)단계에서 60 내지 90분간 열수추출하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1. 닭 껍질 콜라겐의 추출 및 콜라겐 분말의 제조

닭 껍질은 시중의 정육점으로부터 공급받았으며, 증류수를 이용하여 3회 수세한 이후 과도한 지방과 결체조직을 제거하였다.

손질된 닭 껍질은 증류수를 이용하여 1회 세척이후 추출을 용이하게 하기 위하여 3×3 cm의 균일한 크기의 조각으로 준비하였다. 닭 껍질로부터 콜라겐을 추출하는 방법은 도 1과 같으며, 그 상세한 방법은 다음과 같다.

수세 및 손질된 닭 껍질의 무게를 측정한 뒤, pH 1부터 13까지의 침지용액을 준비하여 닭 껍질 중량대비 10배(v/w)에 침지하여 상온에서 24시 동안 팽윤하였다. 이때 제조된 침지용액의 pH는 염화수소(HCl)과 수산화나트륨(NaOH)를 이용하여 각각 1-13의 pH범위를 형성하였고, 산침지의 경우 젖산(lactic acid), 아세트산(acetic acid), 시트르산(citric acid) 등도 닭 껍질의 팽윤은 가능함을 확인하였다. 이후 유수에서 약 48시간 동안 수세하여 팽윤물을 pH 5-7로 중화하였다. 수세를 통한 중화에 필요한 시간은 산팽윤의 경우 최소 24시간이 필요하였고, 알칼리팽윤의 경우 최소 48시간이 소요되었다. 중화된 닭 껍질 팽윤물은 각각 폴리에틸렌(polyethylene)포장지에 담아, 각각 75℃와 100℃로 설정된 항온수조에 침탕하여 1시간 동안 열수추출을 수행하였다. 열수추출 이후 포장지 내의 용출액을 치즈클로스[cheesecloth(nylon filter)]에 걸러 수집하였다. 수집된 젤라틴 졸은 겔화를 위하여 4±1℃의 냉장고에서 6시간 동안 보관한 이후 상층부의 지방층을 제거한 이후 다시 -70±1℃의 초저온 냉장고(deep-freezer)에서 동결하였다. 동결된 시료는 -40℃ 및 80×10-3 torr의 조건하에서 동결건조기(freeze-dryer, PVTFD20R, Ilshinlab, Yangju, Korea)를 이용하여 최종 수분함량이 3% 미만이 되도록 동결건조를 실시하였다.

실험예 1. 닭 껍질의 팽윤시 무게증가율 측정

팽윤정도를 파악하기 위하여 침지용액의 pH에 따른 닭 발(chicken feet) 및 닭 껍질(chicken skin)의 무게증가율을 침지 이후 6, 12 및 24시간 팽윤이후 48시간의 중화공정을 거쳐 측정하였다. 무게증가율은 팽윤 이전의 무게 대비 팽윤 이후의 무게를 백분율로 계산하여 산출하였다. 무게증가율을 이용하여 팽윤정도를 측정한 결과 총 3구간의 유의적인 차이를 보이는 영역(pH 2, 7 및 13)을 설정하였다.

그 결과 도 2에 나타낸 바와 같이, 닭 껍질의 팽윤 시 무게증가율은 pH 1-2범위와 pH 12-13범위에서 가장 높은 무게증가율을 보였으며, 팽윤시간 및 수세공정을 거치며 높은 무게증가율을 나타내었다. 가장 높은 무게증가율은 pH 2의 팽윤용액에서 24시간 팽윤 이후 48시간 수세조건에서 나타났다.

실험예 2. 닭 껍질 팽윤물의 겔 추출수율 측정

열수추출을 위하여 각각 시료의 무게를 측정한 이후 폴리에틸렌(polyethylene) 포장지에 진공포장하였다. 이후 75와 100℃로 설정된 항온수조에 1시간 동안 열수추출을 실시하였다. 추출된 용출액을 나일론 필터(nylon filter)를 이용하여 여과한 이후 겔(gel)화를 위하여 4℃ 냉장고에서 6시간 동안 보관하였다. 겔화된 시료의 상층부에 있는 지방층을 제거한 이후 무게를 측정한 뒤 열수추출 이전 시료의 중량 대비 겔화된 시료의 무게를 백분율로 계산하여 겔 추출수율을 산출하였다.

그 결과 도 3에 나타낸 바와 같이, 닭 껍질 팽윤물의 겔 추출수율은 pH 2에서 팽윤 이후 100℃ 열수추출과 pH 13에서 팽윤 이후 100℃ 열수추출에서 가장 높은 수치를 나타내었다.

실험예 3. 이화학적 특성 평가

상기 실험예 2에서 겔 추출수율 측정에 사용된 시료를 -70±1℃의 초저온 냉장고에서 동결한 이후, 앞서 언급된 콜라겐 분말의 제조공정을 이용하여 콜라겐분말을 제조하였다. 이후 최종수율은 팽윤 이전의 원재료 중량대비 콜라겐 분말의 무게를 백분율로 계산하여 산출하였다. 추출된 콜라겐을 7% 수용액에 용해한 이후 콜라겐 겔의 이화학적 특성 비교를 위한 실험은 다음과 같은 방법으로 수행하였다.

(1) 조단백질 함량 측정

조단백질 함량은 AOAC법(1995, Official methods of analysis of AOAC. 16th ed. Association of analytical chemists, Washington, DC)에 따라 Micro kjeldahl방법으로 측정하였다.

그 결과 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 분말화된 콜라겐의 최종수율과 단백질 농도는 pH 13에서 팽윤 이후 100℃에서 열수추출조건이 가장 높은 수치를 나타내어 경제적으로 가장 우수하다고 평가되었다.

(2) pH 및 색도 측정

pH는 시료 5 g을 채취하여 증류수 20mL과 혼합하여 균질기(homogenizer; Nissei, Model AM-7, Japan)를 사용하여 8,000 rpm에서 균질화한 후 유리전극 pH 미터(340, Mettler toledo, Switzerland)로 측정하였다. 색도 측정은 시료표면의 6곳을 칼라미터(colorimeter; Chromameter, CR-210, Minolta, Japan)를 사용하여 명도(Lightness)를 나타내는 L*-값, 적색도(redness)를 나타내는 a*-값과 황색도(yellowness)를 나타내는 b*-값을 각각 3회 측정하였다. 이때의 표준색은 L*-값이 97.83, a*-값이 -0.43, b*-값이 +1.98인 캘리브레이션 플레이트(calibration plate)를 표준으로 사용하였다.

그 결과 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 7% 콜라겐 겔의 pH는 알칼리 조건(pH 13)에서 추출된 처리구가 높은 pH를 보였고, 백색도와 황색도는 산팽윤의 경우 적색도는 알칼리 팽윤이 유의적으로 높은 수치를 나타내었다.

(3) 융점 및 겔 강도 측정

융점을 측정하기 위하여 융점측정기(Melting point apparatus analyzer, ATM-01, AS ONE, Japan)를 이용하여 온도를 상승시켜 시료의 1/2정도가 용해되는 온도는 융점으로 측정하였다. 겔 강도의 측정을 위하여 시료를 조직감 측정기(Texture Analyzer; TA-XT2i, Stable Micro System, England)를 이용하여 gel 강도를 분석하였다. 이때의 조건은 2 cm의 프로브(probe)를 이용하여 2.0 mm/s의 침입속도로 최고값을 각 시료의 겔(gel) 강도로 사용하였다.

그 결과 상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 융점은 산팽윤 처리구가 알칼리 팽윤에 비하여 낮은 융점을 나타내었고, 팽윤pH에 관계없이 추출온도가 증가함에 따라 낮은 수치를 나타내었다. 겔 강도 또한 이와 유사한 경향을 보여 알칼리 팽윤 이후 75℃ 열수추출 조건에서 가장 우수한 겔 강도를 나타내었다. Lim 등(2002, Optimizing extraction conditions for chicken feet gelatin. Korean J. Food Sci. Technol. 34, 824-829)은 추출온도 및 시간의 증가에 따른 경도의 감소한다고 하여 본 연구와 유사한 결과를 보고하였고, 이러한 현상은 추출온도 및 시간의 증가에 따른 젤라틴의 겔 형성능이 감소하기 때문이라고 하였다.

(4) 추출된 콜라겐의 분자량 확인

각각의 조건에서 추출된 콜라겐(collagen)의 분자량 확인은 Laemmli (1970, Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature, 227, 680-685)의 방법을 이용하여 실시하였다. 분자량 마커(Molecular weight marker)는 BIO-RAD(Bio-Rad Laboratories, CA, USA)의 미오신(myosin, 200 kDa), 베타 갈락토시데이즈(β-galatosidase, 116.25 kDa), 포스포릴라아제 b(phosphorylase b, 97.4 kDa), 혈청 알부민(serum albumin, 66.2 kDa), 오브알부민(ovalbumin, 45 kDa), 탄화무수화효소(carbonic anhydrase, 31 kDa), 트립신 억제제(typsin inhibitor, 21.5 kDa), 라이소자임(lysozyme, 14.4 kDa), 아프로티닌(aprotinin, 6.5 kDa)을 표준시약을 사용하였다. 콜라겐(collagen) 시료는 순도를 높이기 위하여 10배(v/w)의 추출버퍼(extraction buffer; 40 mM Tris, 10 mM EDTA, 10 mM 2-mercaptoethanol, 0.2% Triton X-100, pH 7.5, 4℃ 보관)를 이용하여 균질하였다. 균질액을 4℃에서 10분간 10,000 g로 원심분리 한뒤, 상등액과 샘플버퍼(sample buffer, 2차증류수 3.8 mL, 0.5 M Tris-HCl(pH 6.8) 1.0 mL, glycerol 8.0 mL, 10%(w/v) SDS 1.6 mL, 2-메르캅토에탄올(2-mercaptoethanol) 0.4 mL, 1%(w/w) 브로모페놀 블루(bromophenol blue) 0.4 mL를 1:1로 혼합한 후 100℃의 항온수조에서 5분간 반응시켰다. 혼합액 10 μL를 10% 에디에스 폴리아크릴아마이드 겔(SDS-polyacrylamide gel)의 웰(well)에 주입한 후 전기영동 완충용액(0.025 M Tris-HCl, 0.192 M glycine, 0.1% SDS, pH 8.3)으로 전기영동 한 후 겔(gel) 염색액(0.25% Coomassie brilliant blue)으로 염색하였다. 이후 탈색액(ethanol:acetic acid:water=25:8:65)으로 탈색하여 콜라겐 단백질의 분자량 패턴을 확인하였다.

그 결과 도 4에 나타낸 바와 같이, 전기영동 결과 닭 껍질을 구성하는 주된 콜라겐은 분자량 120 kDa과 130 kDa 사이에서 존재하는 타입(tpye)-Ⅰ콜라겐에서 유래된 α1과 α2 체인(chain) 및 다이머(dimer)형태로 존재하는 분자량 200 kDa정도의 β 체인(chain)으로 판단된다. 알칼리 팽윤에서 추출된 콜라겐은 산팽윤 조건에서 추출된 콜라겐과 비교하여 뚜렷한 저분자의 단백질 패턴이 확인되었다. 이는 알칼리 조건에서 추출 시 추출수율과 단백질 농도가 높았던 결과와 연관된 결과라 사료된다.

한편, 본 실험의 결과들은 에스에이에스 프로그램(SAS program; 1999, SAS/STAT Software. Release 8.1, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)의 GLM(General Linear Model) procedure를 통하여 통계처리를 실시하였으며, 처리구간의 평균간 비교는 Duncan의 다중검정을 통하여 유의성 검정(p<0.05)을 실시하였다.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (5)

1. (1) 닭 껍질을 세척한 후 세절하는 단계;
   (2) 상기 (1)단계에 의해 세절된 닭 껍질을 상기 닭 껍질의 중량대비 10배(v/w)에 해당되고, 염산(HCl)과 수산화나트륨(NaOH)을 이용하여 pH 2 또는 13을 형성하는 침지용액에 침지하여 상온에서 24시간 동안 팽윤시키는 단계;
   (3) 상기 (2)단계에 의해 팽윤된 닭 껍질을 유수에서 수세하여 pH 5 내지 7로 중화시키는 단계;
   (4) 상기 (3)단계에 의해 중화된 닭 껍질을 75 또는 100℃로 설정된 항온수조에 침탕하여 1시간 동안 열수추출하는 단계;
   (5) 상기 (4)단계에 의해 추출된 용출액을 여과하여 젤라틴 졸(sol)을 수집하는 단계;
   (6) 상기 (5)단계에 의해 수집된 젤라틴 졸(sol)을 3 내지 5℃의 냉장고에서 4 내지 8시간 동안 보관하여 겔(gel)화 시키는 단계; 및
   (7) 상기 (6)단계에 의한 젤라틴 겔(gel)을 -60 내지 -80℃에서 동결건조하는 단계;를 포함하는 닭 부산물 콜라겐의 추출방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 (3)단계에서 유수에 24 내지 48시간 동안 수세하는 것을 특징으로 하는 닭 부산물 콜라겐의 추출방법.
   
   
   
   
   
   
5. 삭제

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