KR102211892B1 - Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment - Google Patents

Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment Download PDF

Info

Publication number
KR102211892B1
KR102211892B1 KR1020190058546A KR20190058546A KR102211892B1 KR 102211892 B1 KR102211892 B1 KR 102211892B1 KR 1020190058546 A KR1020190058546 A KR 1020190058546A KR 20190058546 A KR20190058546 A KR 20190058546A KR 102211892 B1 KR102211892 B1 KR 102211892B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silk fibroin
enzyme
high pressure
silk
molecular weight
Prior art date
Application number
KR1020190058546A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200133422A (en
Inventor
최준호
정지안
박미나
송봉준
김옥희
이강우
Original Assignee
농업회사법인 에스에스바이오팜 주식회사
원광대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 농업회사법인 에스에스바이오팜 주식회사, 원광대학교산학협력단 filed Critical 농업회사법인 에스에스바이오팜 주식회사
Priority to KR1020190058546A priority Critical patent/KR102211892B1/en
Publication of KR20200133422A publication Critical patent/KR20200133422A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102211892B1 publication Critical patent/KR102211892B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/43504Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates
    • C07K14/43563Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates from insects
    • C07K14/43586Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates from insects from silkworms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins

Abstract

본 발명은 단백질분해효소를 이용하여 50~100 MPa의 고압상태에서 실크피브로인을 가수분해하는 것을 특징으로 하는 고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법을 제공하며, 상기 본 발명에 의하면 실크피브로인에 대한 단백질 분해력이 약한 단일 단백질분해효소 혹은 복합효소도 이용이 가능하며, 이에 의해 실크피브로인으로부터 분자량이 4~10 kD인 저분자 펩타이드/단백질과 1~2.5 kD인 펩타이드, 그리고 실크아미노산을 생산할 수 있고, 단백질 가수분해 효율을 10~40% 증가시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.The present invention provides a method for producing silk peptides by a high pressure enzyme method, characterized in that the silk fibroin is hydrolyzed under a high pressure of 50 to 100 MPa using a protease, and according to the present invention, a protein for silk fibroin Single proteolytic enzymes or complex enzymes with weak decomposition power can also be used, thereby producing low-molecular peptides/proteins with a molecular weight of 4-10 kD, peptides with 1 to 2.5 kD, and silk amino acids from silk fibroin. It can provide an effect that can increase the decomposition efficiency by 10 to 40%.

Description

고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법{SILKPEPTIDE PRODUCTION METHOD USING HIGH PRESSURE AND ENZYME TREATMENT}Production method of silk peptide by high pressure enzyme method {SILKPEPTIDE PRODUCTION METHOD USING HIGH PRESSURE AND ENZYME TREATMENT}

본 발명은 실크펩타이드의 생산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압에서 단일 또는 복합효소를 이용한 간단한 공정에 의해, 실크피브로인에 대한 단백질 분해력이 약한 단일 단백질분해효소 혹은 복합효소도 이용이 가능하며, 이에 의해 실크피브로인으로부터 분자량이 4~10 kD인 저분자 펩타이드/단백질과 1~2.5 kD인 펩타이드, 그리고 실크아미노산을 생산할 수 있고, 단백질 가수분해 효율을 10~40% 증가시킬 수 있는 효과를 제공하는 고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing silk peptides, and more particularly, by a simple process using a single or complex enzyme at high pressure, a single proteolytic enzyme or a complex enzyme having weak proteolytic power for silk fibroin can be used, This allows the production of low molecular weight peptides/proteins with a molecular weight of 4 to 10 kD, peptides of 1 to 2.5 kD, and silk amino acids from silk fibroin, and provides the effect of increasing protein hydrolysis efficiency by 10 to 40%. It relates to a method for producing silk peptides by an enzyme method.

실크(Cocoon)는 피브로인(75%)과 세리신(25%)로 이루어져 있으며, 정련과정을 거쳐 세리신을 제거한 피브로인(실크단백질)을 이용한 실크펩타이드 또는 실크아미노산을 제조하여 식품소재 및 기능성 화장품 소재로 활용하고 있으며, 실크단백질 자체는 생체적합성을 지닌 생체재료(Biomaterial)로도 많은 연구가 진행되고 있다.Silk (Cocoon) is composed of fibroin (75%) and sericin (25%), and is used as a food material and functional cosmetic material by manufacturing silk peptide or silk amino acid using fibroin (silk protein) from which sericin has been removed through a refining process. In addition, many studies are being conducted on silk proteins themselves as biomaterials with biocompatibility.

실크단백질(피브로인)은 셀룰로스와 같은 β-시트 형태로 인하여 불용성이면서 일정한 강도를 유지하는 단백질로서 실크펩타이드·아미노산은 전량 산-처리 가수분해방법에 의한 사용화가 이루어지고 있는 실정이다.Silk protein (fibroin) is a protein that is insoluble and maintains a certain strength due to β-sheet form such as cellulose, and all silk peptides and amino acids are being used by acid-treated hydrolysis.

하지만 산-처리 가수분해 방법은 고온·강산에서 실크단백질을 분해한 이후 7일 이상의 중화·탈색·탈취·탈염·농축·건조의 복잡한 단계를 거쳐 실크펩타이드와 실크아미노산을 제조하기 때문에 환경오염, 화학약품 및 고온처리에 의한 단백질 변성 및 불규칙적인 분자량, 낮은 생산수율 등의 문제점을 지니고 있다.However, the acid-treated hydrolysis method produces silk peptides and silk amino acids through complex steps of neutralization, decolorization, deodorization, desalting, concentration, and drying for 7 days or more after decomposing silk proteins at high temperature and strong acid. It has problems such as protein denaturation by chemicals and high-temperature treatment, irregular molecular weight, and low production yield.

이에 실크단백질로부터 저분자량인 실크펩타이드 및 실크아미노산을 환경 친화적인 이면서 고효율 및 고품질의 제품을 생산할 수 있는 기술의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a technology capable of producing eco-friendly, high-efficiency, and high-quality products from silk proteins with low molecular weight silk peptides and silk amino acids.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 고압에서 단일 또는 복합효소를 이용한 간단한 공정에 의해, 실크피브로인에 대한 단백질 분해력이 약한 단일 단백질분해효소 혹은 복합효소도 이용이 가능하며, 이에 의해 실크피브로인으로부터 분자량이 4~10 kD인 저분자 펩타이드/단백질과 1~2.5 kD인 펩타이드, 그리고 실크아미노산을 생산할 수 있고, 단백질 가수분해 효율을 10~40% 증가시킬 수 있는 효과를 제공하는 고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법을 제공함에 있다.The present invention was conceived to solve the problems of the prior art as described above, and its object is a single proteolytic enzyme or complex with weak proteolytic power to silk fibroin by a simple process using a single or complex enzyme at high pressure. Enzymes can also be used, thereby producing low molecular weight peptides/proteins with a molecular weight of 4-10 kD, peptides of 1 to 2.5 kD, and silk amino acids from silk fibroin, and increasing the protein hydrolysis efficiency by 10 to 40%. It is to provide a method for producing silk peptides by a high-pressure enzyme method that provides a possible effect.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.

(1) 단백질분해효소를 이용하여 50~100 MPa의 고압상태에서 실크피브로인을 가수분해하는 것을 특징으로 하는 고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법.(1) A method for producing silk peptides by a high-pressure enzyme method, characterized in that silk fibroin is hydrolyzed at a high pressure of 50 to 100 MPa using a protease.

(2) 상기 (1)에 있어서, 단백질분해효소는 알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스, 플라보자임, 펩신, 브로멜라인, 콜루푸린의 군에서 선택된 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법.(2) In the above (1), the protease is at least one selected from the group of alcalase, alpalase, food pro, protamex, flavozyme, pepsin, bromelain, and cholupurin. Silk peptide production method by the high-pressure enzyme method.

(3) 상기 (1)에 있어서, 단백질분해효소는 복합효소로써 플라보자임을 포함하는 것을 특징으로 하는 실크펩타이드의 생산방법.(3) The method for producing a silk peptide according to the above (1), wherein the proteolytic enzyme contains flavozyme as a complex enzyme.

(4) 상기 (1)에 있어서, 단백질분해효소는 상압에서 실크피브로인의 분해활성이 낮은 펩신, 브로멜라인, 및 콜루푸린에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 실크펩타이드의 생산방법.(4) The method for producing a silk peptide according to the above (1), wherein the proteolytic enzyme contains any one selected from pepsin, bromelain, and cholupurine, which has a low degrading activity of silk fibroin at normal pressure.

(5) 상기 (3)에 있어서, 단백질분해효소는 상압에서 실크피브로인의 분해활성이 낮은 펩신, 브로멜라인, 및 콜루푸린에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 실크펩타이드의 생산방법.(5) The method for producing a silk peptide according to (3) above, wherein the proteolytic enzyme contains any one selected from pepsin, bromelain, and cholupurine, which has a low degrading activity of silk fibroin at normal pressure.

(6) 상기 (1)에 있어서, 반응에 구연산, 글루콘산, 및 타르타르산에서 선택되는 적어도 1종이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 산-처리 가수분해를 이용한 실크펩타이드의 생산방법.(6) The method for producing silk peptides using acid-treated hydrolysis according to the above (1), wherein at least one selected from citric acid, gluconic acid, and tartaric acid is further included in the reaction.

(7) 상기 (1)에 있어서, 반응에 구연산, 글루콘산, 및 타르타르산이 포함되는 것을 특징으로 하는 산-처리 가수분해를 이용한 실크펩타이드의 생산방법.(7) The method for producing silk peptides using acid-treated hydrolysis according to (1) above, wherein citric acid, gluconic acid, and tartaric acid are included in the reaction.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 고압에서 단일 또는 복합효소를 이용한 간단한 공정에 의해, 실크피브로인에 대한 단백질 분해력이 약한 단일 단백질분해효소 혹은 복합효소도 이용이 가능하며, 이에 의해 실크피브로인으로부터 분자량이 4~10 kD인 저분자 펩타이드/단백질과 1~2.5 kD인 펩타이드, 그리고 실크아미노산을 생산할 수 있고, 단백질 가수분해 효율을 10~40% 증가시킬 수 있는 효과를 제공한다.According to the configuration of the present invention as described above, by a simple process using a single or complex enzyme at high pressure, it is possible to use a single protease or a complex enzyme having a weak proteolytic power to silk fibroin, whereby the molecular weight from silk fibroin It can produce low molecular weight peptides/proteins of 4 to 10 kD, peptides of 1 to 2.5 kD, and silk amino acids, and provides the effect of increasing protein hydrolysis efficiency by 10 to 40%.

도 1은 가용화시킨 실크피브로인 용액을 이용한 SEC(분자배제크로마토그래피)로부터 실크피브로인 단백질의 분자량 측정결과.
도 2는 가용화시킨 실크피브로인의 SDS-PAGE.
도 3은 단일효소를 이용한 실크피브로인의 효소 가수분해결과.
도 4는 상압에서 단일효소(알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스, 플라보자임)를 이용한 SEC(분자배제크로마토그래피)로부터 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 5는 상압에서 단일효소(브로멜라인, 펩신, 콜루푸린, 프로모드 278, 플라보자임)를 이용한 SEC(분자배제크로마토그래피)로부터 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 6은 상압 대비 고압에서 SEC(분자배제크로마토그래피)로부터 가용화시킨 실크피브로인 용액의 분자량 측정결과.
도 7은 고압에서 단일효소(플라보자임)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 8은 고압에서 단일효소(푸드프로)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 9는 고압에서 단일효소(알팔라아제)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 10은 고압에서 단일효소(프로타멕스)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 11은 고압에서 단일효소(콜루푸린)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 12는 고압에서 단일효소(브로멜라인)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 13은 고압에서 단일효소(펩신)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 14는 상압 대비 고압에서 복합효소를 이용한 실크피브로인의 가수분해 측정결과.
도 15는 상압/고압에서 복합효소(푸드프로+플라보자임)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 16은 상압/고압에서 복합효소(콜루푸린+플라보자임)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 17은 고압에서 단일 효소(푸드프로)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 18은 고압에서 단일 효소(플라보자임)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
도 19는 고압에서 복합 효소(푸드프로+플라보자임)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량 측정결과.
1 is a molecular weight measurement result of silk fibroin protein from SEC (molecular exclusion chromatography) using a solubilized silk fibroin solution.
2 is an SDS-PAGE of solubilized silk fibroin.
3 is a result of enzymatic hydrolysis of silk fibroin using a single enzyme.
Figure 4 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate from SEC (molecular exclusion chromatography) using a single enzyme (alcalase, alpalase, food pro, protamex, flavozyme) at atmospheric pressure.
5 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate from SEC (molecular exclusion chromatography) using a single enzyme (bromelain, pepsin, cholupurin, promod 278, flavozyme) at atmospheric pressure.
6 is a molecular weight measurement result of a silk fibroin solution solubilized from SEC (molecular exclusion chromatography) at high pressure compared to atmospheric pressure.
7 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (flavozyme) at high pressure.
Figure 8 is the molecular weight measurement results of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (Food Pro) at high pressure.
9 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (alfalase) at high pressure.
Figure 10 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (Protamex) at high pressure.
11 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (cholupurin) at high pressure.
12 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (bromelain) at high pressure.
13 is a result of molecular weight measurement of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (pepsin) at high pressure.
14 is a measurement result of hydrolysis of silk fibroin using a complex enzyme at high pressure compared to atmospheric pressure.
15 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a complex enzyme (food pro + flavozyme) at atmospheric pressure/high pressure.
Figure 16 is the molecular weight measurement results of silk fibroin hydrolyzate using a complex enzyme (cholupurin + flavozyme) at atmospheric pressure / high pressure.
17 is a result of molecular weight measurement of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (Food Pro) at high pressure.
18 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme (flavozyme) at high pressure.
19 is a molecular weight measurement result of silk fibroin hydrolyzate using a complex enzyme (food pro + flavozyme) at high pressure.

본 발명은 실크피브로인으로부터 단백질분해효소 및 초고압을 이용하여 실크펩타이드 및 실크아미노산을 단순한 공정에 의해 제조할 수 있는 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing silk peptides and silk amino acids from silk fibroin by a simple process using protease and ultra-high pressure.

본 발명에서는 난용성 실크피브로인을 가용화시킬 수 있는 용매조성을 선정하여 실크피브로인의 β-시트 형태를 최대한 무정형 상태로 전환하여 단백질분해효소의 가수분해를 극대화한다. 이를 위해 본 발명에서는 초고압, 바람직하게는 50~100 MPa의 처리로 인하여 β-시트 형태의 단백질 구조를 이완시켜 단백질분해효소의 분해효율을 극대화하여 저분자량의 실크 펩타이드 및 실크아미노산을 제조한다.In the present invention, by selecting a solvent composition capable of solubilizing poorly soluble silk fibroin, the β-sheet form of silk fibroin is converted to an amorphous state as much as possible to maximize hydrolysis of protease. To this end, in the present invention, a low molecular weight silk peptide and a silk amino acid are prepared by maximizing the decomposition efficiency of the protease by relaxing the protein structure in the form of a β-sheet due to the treatment of ultra-high pressure, preferably 50 to 100 MPa.

상기 본 발명에서 단백질분해효소는 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 실크피브로인에 대한 단백질분해효율이 높은 효소 뿐만 아니라, 낮은 효소(예로, 펩신, 브로멜라인, 콜루푸린 등)도 사용할 수 있는 것이 특징이다. 예로, 알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스, 플라보자임, 펩신, 브로멜라인, 콜루푸린 등의 효소의 단독 혹은 2종 이상의 복합효소를 사용할 수 있다.In the present invention, the proteolytic enzyme does not require special limitation, and not only enzymes having high proteolytic efficiency for silk fibroin, but also low enzymes (eg, pepsin, bromelain, cholupurin, etc.) can be used. to be. For example, alcalase, alpalase, foodpro, protamex, flavozyme, pepsin, bromelain, cholupurin, or other enzymes alone or two or more complex enzymes may be used.

상기 본 발명에서 단백질분해효소는 바람직하게는 복합효소로써 플라보자임을 포함한다. In the present invention, the protease preferably includes flavozyme as a complex enzyme.

상기 본 발명에서 단백질분해효소는 0.1~10중량% 첨가될 수 있으며, 0.1중량% 미만으로 첨가될 경우 분해효율이 낮게 나올 우려가 있고, 10중량%를 초과하면 비용상승뿐만 아니라 추가적인 효율의 개선이 충분하지 않아 상기 범위가 바람직하다.In the present invention, the proteolytic enzyme may be added in an amount of 0.1 to 10% by weight, and if it is added in an amount of less than 0.1% by weight, there is a concern that the decomposition efficiency will be low. It is not enough and the above range is preferable.

본 발명에서는 바람직하게는 상기 가수분해 반응을 촉진하기 위해 구연산, 글루콘산, 및 타르타르산에서 선택되는 적어도 1종이 포함된다. 보다 바람직하게는 구연산, 글루콘산, 및 타르타르산이 중량비로 0.5:1:0.5로 조성된 것을 사용하며, 이들은 각각 혹은 혼합된 상태로 0.1~0.2중량%의 범위내에서 사용된다.In the present invention, preferably, at least one selected from citric acid, gluconic acid, and tartaric acid is included in order to accelerate the hydrolysis reaction. More preferably, citric acid, gluconic acid, and tartaric acid are used in a weight ratio of 0.5:1:0.5, and these are used in the range of 0.1 to 0.2% by weight, either individually or in a mixed state.

이하, 본 발명을 하기의 실험예로써 더욱 상세히 설명하고자 한다. 하지만 이는 본 발명의 보다 쉬운 이해를 돕기 위한 것이지, 이들을 통하여 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with the following experimental examples. However, this is to help easier understanding of the present invention, but is not intended to limit the present invention through these.

[실험방법][Experiment method]

1. 실크피브로인 및 가수분해산물에 대한 분석방법1. Analysis method for silk fibroin and hydrolyzed products

(1) 실크피브로인 및 가수분해산물의 단백질 분석(1) Protein analysis of silk fibroin and hydrolysates

- 효소반응에 의한 단백질 분해를 정량적으로 확인하기 위하여 Lowry 방법(J. Biol. Chem. 1951. 193:265-275)을 사용하였다. -Lowry method (J. Biol. Chem. 1951. 193:265-275) was used to quantitatively confirm protein degradation by enzymatic reaction.

- 효소반응이 이루어진 반응액, 0.2 mL에 2% Na2CO3(0.1M NaOH)과 1% CuSO₄, 2% Potassium Sodium tartrate tetrahydrate를 98:1:1로 혼합한 용액을 1 mL 첨가하여 상온에서 15분간 방치한 후 Folin-Ciocalteu's Reagent (Sigma-Aldrich, USA)와 증류수를 1:1로 혼합한 용액을 0.1 mL 첨가하여 상온에서 30분 후 595 nm에서 흡광도를 측정하였다. 단백질의 농도측정을 위한 표준물질은 BSA(Bovine serum albumin) Protein Standard(Sigma-Aldrich, USA)를 이용하였다.-Add 1 mL of a mixture of 2% Na 2 CO 3 (0.1M NaOH), 1% CuSO₄, and 2% Potassium Sodium tartrate tetrahydrate in a ratio of 98:1:1 to 0.2 mL of the reaction solution that has undergone enzymatic reaction. After allowing to stand for 15 minutes, 0.1 mL of a 1:1 mixture of Folin-Ciocalteu's Reagent (Sigma-Aldrich, USA) and distilled water was added, and absorbance was measured at 595 nm after 30 minutes at room temperature. The standard material for measuring the protein concentration was BSA (Bovine serum albumin) Protein Standard (Sigma-Aldrich, USA).

(2) 실크피브로인 및 가수분해산물의 유리 아미노 그룹 분석(2) Analysis of free amino groups of silk fibroin and hydrolysates

- 효소반응에 의한 분해산물인 유리 아미노 그룹은 Ninhydrin 방법(J. Biol. Chem. 1915. 20:217-230)을 사용하여 정량하였다.-The free amino group, which is a decomposition product by enzymatic reaction, was quantified using the Ninhydrin method (J. Biol. Chem. 1915. 20:217-230).

- 효소 반응액, 0.2 mL에 Ninhydrin Reagent(Sigma-Aldrich USA)를 0.1 mL 혼합하여 10분 동안 가열한 이후 실온 냉각시키고 95% 에탄올을 0.5 mL 첨가하여 혼합한 이후 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 유리 아미노 그룹의 정량을 위한 표준물질은 0.05% Acetic acid에 용해시킨 Glycine (Samchun, Korea)을 이용하였다.-0.1 mL of Ninhydrin Reagent (Sigma-Aldrich USA) was mixed with 0.2 mL of the enzyme reaction solution, heated for 10 minutes, cooled to room temperature, and mixed with 0.5 mL of 95% ethanol, and the absorbance was measured at 570 nm. Glycine (Samchun, Korea) dissolved in 0.05% Acetic acid was used as a standard material for quantification of the free amino group.

(3) 실크피브로인 및 효소분해산물의 아미노산 조성 분석(3) Analysis of amino acid composition of silk fibroin and enzyme degradation products

- 식품공전의 방법을 적용하여 한국건강기능식품연구소에서 분석하였다.-The method of food code was applied and analyzed by Korea Health Functional Food Research Institute.

- 유리 아미노산 조성 분석-Analysis of free amino acid composition

ㅇ HPLC 시스템 (1200 Series, Agilent Technologies)ㅇ HPLC system (1200 Series, Agilent Technologies)

ㅇ Column: ZORBOX Eclipse XDB C18 column (Agilent Technologies, 4.6 mm ㅧ 150 mm, 5 μm) at 40℃ㅇ Column: ZORBOX Eclipse XDB C18 column (Agilent Technologies, 4.6 mm ㅧ 150 mm, 5 μm) at 40℃

ㅇ Fluorescence Detector (Excitation 340nm / Emission 435 nm)ㅇ Fluorescence Detector (Excitation 340nm / Emission 435 nm)

ㅇ Mobile: A (40 mM Phosphate buffer, pH 7.8), B (ACN/MeOH/DW, 45/45/10, v/v)ㅇ Mobile: A (40 mM Phosphate buffer, pH 7.8), B (ACN/MeOH/DW, 45/45/10, v/v)

ㅇ Gradient: An initial 1.90 min gradient from 100%→50% A (1.9 min), 50%→14.0 min from 50% A, 18.0 min from 0% A, and a final 22.0 min at 100% A at 2 mL/minㅇ Gradient: An initial 1.90 min gradient from 100%→50% A (1.9 min), 50%→14.0 min from 50% A, 18.0 min from 0% A, and a final 22.0 min at 100% A at 2 mL/ min

- 구성 아미노산 조성 분석-Analysis of constituent amino acid composition

ㅇ 샘플 전처리(시료 0.2 g에 6N HCl 40 mL 가한 뒤 N2 gas를 충진·밀봉하여110℃에서 24시간 가수분해한 뒤, 감압농축기(EYELA N-1100, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 농축 후 0.2M Sodium citrate buffer로 50 mL 정용하여 0.45 μm syringe filter로 여과ㅇ Sample pretreatment (0.2 g of sample was added with 40 mL of 6N HCl, filled and sealed with N 2 gas, hydrolyzed at 110°C for 24 hours, and then vacuum concentrator (EYELA N-1100, Tokyo Rikakikai Co., Ltd., Tokyo, Japan), dilute 50 mL with 0.2M sodium citrate buffer and filter with a 0.45 μm syringe filter

ㅇ 아미노산 자동분석기 (Amino acid analyser L-8900, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan)ㅇ Automatic amino acid analyzer (Amino acid analyzer L-8900, Hitachi Co., Ltd., Tokyo, Japan)

(4) SEC(Size exclusion chromatography)를 이용한 실크피브로인 및 가수분해물의 분자량 분석(4) Molecular weight analysis of silk fibroin and hydrolysates using size exclusion chromatography (SEC)

- HPLC 시스템 (Atlus™, PerkinElmer)-HPLC system (Atlus™, PerkinElmer)

- Column : 5Diol-300-II size exclusion column (COSMOSIL, 7.5 mm×300 mm, 300Å Pore size) at 30℃-Column: 5Diol-300-II size exclusion column (COSMOSIL, 7.5 mm×300 mm, 300Å Pore size) at 30℃

- Photoarray Detector (A 280 nm)-Photoarray Detector (A 280 nm)

- Mobile: 0.25M Citrate-Phosphate buffer (pH 6.0) at 1 mL/min-Mobile: 0.25M Citrate-Phosphate buffer (pH 6.0) at 1 mL/min

- Molecular weight standards: β-Amylase (200 kD), Alchohol dehydrogenase (150 kD), Albumin (66 kD), Carbonic anhydrase (29 kD), Cytochrome (12.4 kD)-Molecular weight standards: β-Amylase (200 kD), Alchohol dehydrogenase (150 kD), Albumin (66 kD), Carbonic anhydrase (29 kD), Cytochrome (12.4 kD)

(5) SDS-PAGE를 이용한 실크피브로인 및 가수분해물의 분자량 분석(5) Molecular weight analysis of silk fibroin and hydrolyzate using SDS-PAGE

- 4~20% Gradient Mini-PROTEAN TGX™ Precast protein gel (BIO-RAD)-4~20% Gradient Mini-PROTEAN TGX™ Precast protein gel (BIO-RAD)

- Precision Plus Protein Standards (MW: 10 kD, 15 kD, 20 kD, 25 kD, 37 kD, 50 kD, 75 kD, 100 kD, 150 kD, 250 kD)-Precision Plus Protein Standards (MW: 10 kD, 15 kD, 20 kD, 25 kD, 37 kD, 50 kD, 75 kD, 100 kD, 150 kD, 250 kD)

- Stain: Silver Staining Plus Kit (BIO-RAD)-Stain: Silver Staining Plus Kit (BIO-RAD)

(6) MALDI-TOF/TOF 이용한 실크피브로인 및 가수분해물의 분자량 분석(6) Molecular weight analysis of silk fibroin and hydrolyzate using MALDI-TOF/TOF

- 저분자량의 펩타이드/단백질 및 아미노산의 분자량 확인을 위하여 포항테크노파크의 MALDI-TOF/TOF를 이용하여 분석-Analysis using Pohang Technopark's MALDI-TOF/TOF to confirm the molecular weight of low molecular weight peptides/proteins and amino acids

- MALDI-TOF 시스템 (Autoflex speed MALDI-TOF/TOF, Bruker)-MALDI-TOF system (Autoflex speed MALDI-TOF/TOF, Bruker)

- 샘플 전처리 (Mixed with sinapinic acid in 80% ACN : 0.1% TFA)-Sample pretreatment (Mixed with sinapinic acid in 80% ACN: 0.1% TFA)

- Autoflex speed MALDI-TOF Pro linear mode-Autoflex speed MALDI-TOF Pro linear mode

- Laser (355 nm, 2 kHz, 200 shots)-Laser (355 nm, 2 kHz, 200 shots)

- Molecular weight scope : 800 ~ 60,000 Da-Molecular weight scope: 800 ~ 60,000 Da

2. 효소가수분해 및 고압처리2. Enzymatic hydrolysis and high pressure treatment

(1) 식품용 단백질분해 효소의 선발 및 효소가수분해 반응조건(1) Selection of proteolytic enzymes for food and conditions of enzyme hydrolysis

- 반응 pH(akaline, neutral, acidic protease) 및 분해방법(Endo/Exo)에 따라 10종 선발하였다.-10 types were selected according to reaction pH (akaline, neutral, acidic protease) and decomposition method (Endo/Exo).

- 효소반응을 위한 pH는 0.25M Citrate-phosphate buffer를 이용하여 제공하였다.-The pH for the enzyme reaction was provided using 0.25M Citrate-phosphate buffer.

- 반응 온도는 water-bath를 이용하여 조절하였다.-The reaction temperature was controlled using a water-bath.

- 단백질분해 효소의 효소활성도를 결정하여 12.5 U-효소/g-실크피브로인의 비율로 적용하였다.-The enzyme activity of the proteolytic enzyme was determined and applied at a ratio of 12.5 U-enzyme/g-silkfibroin.

(2) 50~100 MPa 고압처리 방법(2) 50~100 MPa high pressure treatment method

- 50~100 MPa의 고압처리는 HHP machine (TFS-2L, Toyo-Koatsu Innoway Co. Ltd., Hiroshima, Japan)을 이용하여 진행하였다.-High pressure treatment of 50~100 MPa was performed using HHP machine (TFS-2L, Toyo-Koatsu Innoway Co. Ltd., Hiroshima, Japan).

- 고압상태에서의 온도는 50℃를 선택하여 적용하였다.-The temperature at high pressure was applied by selecting 50℃.

[실험예][Experimental Example]

[실험예 1] 실크피브로인 Fiber 및 가용화시킨 실크피브로인 용액[Experimental Example 1] Silk Fibroin Fiber and Solubilized Silk Fibroin Solution

1. 정제된 실크피브로인의 가용화1. Solubilization of purified silk fibroin

- 정련된 실크피브로인(Degummed silk fibroin)은 불용성이기 때문에 식용을 전제로 CaCl2 함유한 용액과 열처리를 거쳐 가용화 시키는 방법을 이용하였고 과량의 염은 투석방법을 이용하여 제거하였다.-Since degummed silk fibroin is insoluble, a solution containing CaCl 2 and a heat treatment method were used as a prerequisite for food consumption, and the excess salt was removed using a dialysis method.

2. 실크피브로인 Fiber 및 가용화 실크피브로인 용액의 아미노산 조성 (표 1)2. Amino Acid Composition of Silk Fibroin Fiber and Solubilized Silk Fibroin Solution (Table 1)

- 실크피브로인 Fiber 및 가용화시킨 실크피브로인 용액의 아미노산 조성은 유사한 것으로 나타났다.-The amino acid composition of silk fibroin fiber and solubilized silk fibroin solution was found to be similar.

- 실크피브로인 용액에 유리 아미노산은 불검출되었고, 모든 아미노산은 단백질 형태로 존재하는 것으로 확인되었다.-Free amino acids were not detected in the silk fibroin solution, and all amino acids were found to exist in the form of proteins.

Figure 112019051034423-pat00001
Figure 112019051034423-pat00001

ND : Not detectedND: Not detected

3. 실크피브로인의 분자량3. Molecular weight of silk fibroin

- 가용화시킨 실크피브로인 용액을 이용한 SEC으로부터 실크피브로인 단백질의 분자량은 광범위하게 분포되어 있으며, retention time이 7~11분대에 걸쳐 있으며 분자량은 약 10 kD ~ 500 kD의 분포를 가지고 있어 분자량을 특정하기 어려웠다.(도 1)-Molecular weight of silk fibroin protein from SEC using solubilized silk fibroin solution is widely distributed, retention time spans 7 to 11 minutes, and molecular weight is approximately 10 kD to 500 kD, making it difficult to determine the molecular weight. .(Figure 1)

- 4~20% Gradient Gel을 이용한 SDS- PAGE 에서도 가용화시킨 실크피브로인의 분자량은 고분자부터 저분자량까지 전 범위의 분자량을 보이고 있어 분자량을 특정할 수 없었다.(도 2)-The molecular weight of silk fibroin solubilized in SDS-PAGE using 4-20% Gradient Gel showed a full range of molecular weight from high molecular weight to low molecular weight, so the molecular weight could not be specified (Fig. 2).

- SEC와 SDS-PAGE 결과, 가용화시킨 실크피브로인은 대부분 단백질이 단독 형태로 존재하지 않고 서로 간에 물리화학적으로 엉겨있는 상태로 대부분 20 kD 이상인 것으로 판단되었다.-As a result of SEC and SDS-PAGE, most of the solubilized silk fibroin were found to be more than 20 kD in a state in which most of the proteins do not exist in a single form but are physicochemically entangled with each other.

4. 식품용 단백질분해 효소의 특징 4. Characteristics of proteolytic enzymes for food

(1) 단백질분해 효소의 분류 (표 2)(1) Classification of proteolytic enzymes (Table 2)

- 기원별 세균, 곰팡이, 식물, 동물 및 혼합형 효소를 확보하였다.-Bacteria, fungi, plants, animals and mixed enzymes by origin were secured.

- 반응 pH에 따른 알칼리성, 중성, 산성 효소를 확보하였다.-Alkaline, neutral and acidic enzymes were obtained according to the reaction pH.

- 반응기작에 따른 endo-type 및 endo/exo 혼합형 효소를 확보하였다.-The endo-type and endo/exo mixed enzyme were secured according to the reaction.

(2) 단백질분해 효소의 효소활성 (표 2)(2) Enzymatic activity of proteolytic enzymes (Table 2)

- 최적 반응조건(온도 및 pH)에서 카제인을 기질로 이용하여 효소활성을 결정하였다.-Enzyme activity was determined using casein as a substrate under optimal reaction conditions (temperature and pH).

Figure 112019051034423-pat00002
Figure 112019051034423-pat00002

NA: Specific enzyme activities were not available because the substrate was precipitated at pH 4.0.NA: Specific enzyme activities were not available because the substrate was precipitated at pH 4.0.

[실험예 2] 단일효소 처리에 의한 실크피브로인의 효소 가수분해[Experimental Example 2] Enzymatic hydrolysis of silk fibroin by single enzyme treatment

1. 단일효소를 이용한 실크피브로인의 효소 가수분해 (표 3)(도 3)1. Enzymatic hydrolysis of silk fibroin using a single enzyme (Table 3) (Fig. 3)

- 상압과 고압(50/75/100 MPa)에서 pH 7.0, 50℃에서 5시간 반응시킨 결과, 고압처리에 의하여 대부분의 효소가수분해가 증가하는 경향을 확인하였다.-As a result of reacting for 5 hours at pH 7.0 and 50℃ at normal pressure and high pressure (50/75/100 MPa), most of the enzyme hydrolysis tended to increase due to the high pressure treatment.

- 10종의 단백질 분해효소 중에서 endo/exo-type이 혼합된 플라보자임의 경우, 고압처리에 의하여 최소 30%(100 MPa)에서 44%(75 MPa)의 유리 아미노그룹이 증가하여 exo-type의 단백질분해효소에 비하여 효과적이었다.-In the case of flavozyme in which endo/exo-type is mixed among 10 kinds of proteolytic enzymes, the free amino group of at least 30% (100 MPa) to 44% (75 MPa) increased by high pressure treatment, resulting in the increase of exo-type. It was more effective than protease.

- 고압처리 없는 상압에서 실크피브로인에 대한 분해효율이 높았던 알칼리성 단백질분해 효소인 푸드프로(75 MPa), 알칼라아제(50 MPa), 프로타멕스(75 MPa)에서 고압처리 조건에 따라 최대 9%, 14%, 12%의 유리 아미노 그룹의 생성이 증가하여 고압에 의한 효과가 가장 낮았다.-Alkaline proteolytic enzymes FoodPro (75 MPa), Alcalase (50 MPa), and Protamex (75 MPa), which have high decomposition efficiency for silk fibroin at normal pressure without high pressure treatment, up to 9% depending on the conditions of high pressure treatment , 14%, 12% of free amino groups were increased, and the effect of high pressure was the lowest.

- 고압처리 없는 상압에서 실크피브로인에 대한 분해효율이 낮았던 브로멜라인(100 MPa)과 콜루푸린(75 MPa)의 경우 고압처리 조건에 따라 최대 42%의 유리 아미노 그룹의 생성이 증가하여 고압에 의한 효과가 가장 좋았다.-In the case of bromelain (100 MPa) and cholupurin (75 MPa), which had low decomposition efficiency for silk fibroin at normal pressure without high pressure treatment, the formation of free amino groups of up to 42% increased depending on the high pressure treatment conditions The effect was the best.

- 상압 대비 고압(50~100 MPa)처리에 의하여 효소가수분해에 의한 유리 아미노 그룹의 생성은 대부분 증가하는 경향이었다.-The production of free amino groups by enzymatic hydrolysis tended to increase mostly by high pressure (50~100 MPa) treatment compared to normal pressure.

Figure 112019051034423-pat00003
Figure 112019051034423-pat00003

2. 단일효소(FoodPro/Flavourzyme)를 이용한 실크피브로인의 효소 가수분해물의 아미노산 조성2. Amino Acid Composition of Enzymatic Hydrolyzate of Silk Fibroin Using Single Enzyme (FoodPro/Flavourzyme)

- 상압과 고압(50/75/100 MPa)에서 pH 7.0, 50℃에서 5시간 반응시킨 결과, 고압처리에 의하여 효소가수분해가 효율적인 푸드프로와 플라보자임, 단일효소를 이용한 가수분해산물의 아미노산 조성을 확인하였다.-As a result of reacting for 5 hours at pH 7.0 and 50℃ at normal pressure and high pressure (50/75/100 MPa), food pro and flavozyme, which are efficient in enzymatic hydrolysis by high pressure treatment, amino acids of hydrolyzed products using a single enzyme The composition was confirmed.

- 상압에서 단일효소, 푸드프로를 이용한 가수분해결과, 가수분해물에 존재하는 유리(Free) 아미노산은 0.38 mg/g으로 대부분이 저분자량의 펩타이드/단백질 형태로 존재하고 있으며, 효소가수분해에 의하여 전체 아미노산 중 2.4%만이 유리 아미노산 형태로 분해되었다. (표 4)-As a result of hydrolysis using a single enzyme and Food Pro at normal pressure, the free amino acids present in the hydrolyzate are 0.38 mg/g, mostly in the form of low molecular weight peptides/proteins. Only 2.4% of the amino acids were broken down into the free amino acid form. (Table 4)

- 고압(100 MPa)에서 단일효소, 푸드프로를 이용한 가수분해결과, 유리(Free) 아미노산은 0.45 mg/g으로 전체 아미노산 중 2.4%만이 유리 아미노산 형태로 분해되었다. (표 4)-As a result of hydrolysis using a single enzyme and Food Pro at high pressure (100 MPa), free amino acids were 0.45 mg/g, and only 2.4% of all amino acids were degraded into free amino acids. (Table 4)

Figure 112019051034423-pat00004
Figure 112019051034423-pat00004

- 상압에서 단일효소, 플라보자임을 이용한 가수분해결과, 가수분해물에 존재하는 유리(Free) 아미노산은 2.90 mg/g으로 endo-type인 푸드프로에 비하여 높은 수준으로 확인되었으며 효소반응이 진행됨에 따라 침전물이 생성되어 유리 아미노산의 비중은 의미가 없었다. (표 5)-As a result of hydrolysis using a single enzyme and flavozyme at atmospheric pressure, the free amino acid present in the hydrolyzate was 2.90 mg/g, which was found to be higher than that of the endo-type Food Pro. As the enzyme reaction proceeded, the precipitate This was produced, and the specific gravity of free amino acids was meaningless. (Table 5)

- 고압(100 MPa)에서 단일효소, 플라보자임을 이용한 가수분해결과, 유리(Free) 아미노산은 4.0 mg/g으로 고압처리에 의하여 유리 아미노산이 38% 증가하였다. (표 5)-As a result of hydrolysis using a single enzyme and flavozyme at high pressure (100 MPa), the free amino acid was 4.0 mg/g, and the free amino acid was increased by 38% by high pressure treatment. (Table 5)

- 고압처리에 의한 실크피브로인의 가수분해는 endo-type인 푸드프로에 비하여 endo/exo 혼합형인 플라보자임에서 효과적이었다.-Hydrolysis of silk fibroin by high pressure treatment was more effective in the endo/exo blended flavozyme compared to the endo-type Food Pro.

Figure 112019051034423-pat00005
Figure 112019051034423-pat00005

3. 상압에서 단일효소를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량3. Molecular weight of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme at normal pressure

- 실크피브로인에 대한 효소 가수분해가 효율적으로 이루어진 endo-type의 단백질분해 효소(알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스, 플라보자임)에 의한 가수분해물에서 브로드한 실크피브로인의 피크는 사라지고, 11분대의 메인 피크와 더불어 11.5~13분대 사이의 마이너 피크들이 생성되었다. (도 4)-The peak of silk fibroin broadened in hydrolysates by endo-type proteolytic enzymes (alcalase, alpalase, foodpro, protamex, flavozyme) in which enzymatic hydrolysis of silk fibroin is efficiently performed Disappeared, and the main peak in the 11th minute and minor peaks in the 11.5~13th minute were created. (Fig. 4)

- 플라보자임에 의한 효소 가수분해물에서 메인 피크는 11.1분대에 확인되지만 이는 10.3분대의 브로드 피크에 해당하는 단백질 존재로 인하여 리텐션타임이 변화된 것으로 사료되고 exo-type에 의한 유리(Free) 아미노산은 13분대에 나오는 것으로 예측되었다.-In the enzyme hydrolyzate by flavozyme, the main peak is confirmed at 11.1 minute, but this is thought to have changed the retention time due to the presence of the protein corresponding to the broad peak at 10.3 minute, and the free amino acid by exo-type is It was predicted to appear in Squad 13.

- 상압에서 단일 효소를 이용한 가수분해 결과, 실크피브로인의 브로드한 피크는 사라지고, 저분자량의 단백질/펩타이드가 11분대에, 저분자량의 펩타이드가 12~13분대에, 그리고 유리 아미노산이 13분 이후의 peak에 해당하는 것으로 판단되었다.-As a result of hydrolysis using a single enzyme at atmospheric pressure, the broad peak of silk fibroin disappeared, low molecular weight protein/peptide at 11 minutes, low molecular weight peptides at 12 to 13 minutes, and free amino acids after 13 minutes. It was determined to correspond to the peak.

- 실크피브로인에 대한 효소 가수분해가 상대적으로 저조한 endo-type의 단백질분해 효소(브로멜라인, 펩신, 콜루푸린, 프로모드 278, 플라보자임)에 의한 가수분해물에서 브로드한 실크피브로인의 피크는 사라지지만, 10.3분대의 브로드 피크가 상당량 잔존한 상태에서 10.8분대의 메인 피크와 더불어 11.5~13분대 사이의 브로드한 마이너 피크들이 생성되었다. (도 5) -The peak of broad silk fibroin disappeared in the hydrolyzate of endo-type proteolytic enzymes (bromelain, pepsin, cholupurin, promod 278, flavozyme) with relatively poor enzymatic hydrolysis to silk fibroin. However, with a considerable amount of broad peaks at 10.3 minute remaining, broad minor peaks between 11.5 and 13 minutes were generated along with the main peak at 10.8 minute. (Fig. 5)

- 상압에서 단일 효소를 이용한 가수분해 결과, 실크피브로인의 복잡하게 연관되어 있는 β-시트를 분해시켜야 정상적인 효소가수분해가 이루어지는 것으로 판단한다. 효소가수분해가 효율적인 경우, 광범위하게 분포하던 실크피브로인의 피크가 완전하게 해체되고 일정 분자량의 피크가 확인되었다.-As a result of hydrolysis using a single enzyme at normal pressure, it is judged that normal enzymatic hydrolysis is performed only when the β-sheet, which is complexly related to silk fibroin, is decomposed. When enzymatic hydrolysis was efficient, the peak of silk fibroin, which had been widely distributed, was completely dissolved and a peak of a certain molecular weight was confirmed.

4. 고압에서 단일효소를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량4. Molecular weight of silk fibroin hydrolyzate using single enzyme at high pressure

- 실크피브로인을 상압(No Pressure), 50, 75, 100 MPa으로 50℃에서 5시간 처리한 결과, 11분대에 있던 피크가 사라지는 점과 미세하게 리텐션이 짧아져 분자량이 높아지는 경향을 확인하였다. (도 6)-As a result of treating silk fibroin at 50°C for 5 hours at 50, 75, and 100 MPa at normal pressure, it was confirmed that the peak in the 11th minute disappeared and the retention was finely shortened and the molecular weight increased. (Fig. 6)

- Exo-type 활성이 활발한 플라보자임을 단독으로 이용한 실크피브로인에 대한 효소 가수분해의 경우, 상압 효소가수분해에서 존재하던 10.3분대와 12.3분대의 피크가 고압 효소가수분해에서 사라지는 것이 확인되었으며, 13분대의 유리 아미노산에 해당하는 피크가 적용 압력이 증가함에 따라 증가하는 경향을 확인하였다. (도 7)-In the case of enzymatic hydrolysis of silk fibroin using flavozyme with active Exo-type activity alone, it was confirmed that the peaks of the 10.3 and 12.3 minutes that existed in the atmospheric pressure enzyme hydrolysis disappear from the high-pressure enzyme hydrolysis, and the 13th minute It was confirmed that the peak corresponding to the free amino acid of was increased as the applied pressure increased. (Fig. 7)

- 단일 단백질분해 효소로 푸드프로를 이용한 실크피브로인 가수분해의 경우, 12분대의 피크가 고압 효소가수분해에서 급격하게 감소하고, 12.5분대의 피크가 적용 압력이 증가함에 따라 증가하는 경향을 확인하였다. (도 8)-In the case of silk fibroin hydrolysis using FoodPro as a single proteolytic enzyme, the peak at 12 minutes decreased sharply in high pressure enzyme hydrolysis, and the peak at 12.5 minutes increased as the applied pressure increased. (Fig. 8)

- 단일 단백질분해 효소로 알팔라아제(도 9), 프로타멕스(도 10), 알팔라아제를 단독으로 사용하는 실크피브로인에 대한 효소 가수분해의 경우, 푸드프로와 유사한 경향을 확인하였다. -In the case of enzymatic hydrolysis of silk fibroin using alpalase (FIG. 9), Protamex (FIG. 10), and alpalase alone as a single proteolytic enzyme, a similar tendency to that of Food Pro was confirmed.

- 콜루푸린을 단독으로 사용하는 실크피브로인에 대한 효소 가수분해의 경우, 상압 효소가수분해에서 존재하던 10.3분대의 피크는 고압 효소가수분해에서 유지된 반면, 상압에서 확인된 11.5분대의 피크가 고압처리에 의하여 사라지고 12.6분과 13.5분에 새로운 피크가 생성되었다. (도 11)-In the case of enzymatic hydrolysis of silk fibroin using cholupurin alone, the peak at 10.3 minute, which was present at atmospheric pressure enzymatic hydrolysis, was maintained at high pressure enzymatic hydrolysis, while the peak at 11.5 minute confirmed at normal pressure was subjected to high pressure treatment. It disappeared by and new peaks were generated at 12.6 and 13.5 minutes. (Fig. 11)

- 브로멜라인을 단독으로 사용하는 실크피브로인에 대한 효소 가수분해의 경우, 상압 효소가수분해에서 존재하던 10.3분대의 피크가 고압 효소가수분해에서 적용 압력이 증가함에 따라 점진적으로 감소하고 있으며, 고압처리에 의하여 11.5~12.5분대의 피크가 사라진 대신 12.9분대 피크가 증가하였다. (도 12)-In the case of enzymatic hydrolysis of silk fibroin using bromelain alone, the peak at 10.3 min, which was present in atmospheric pressure enzymatic hydrolysis, gradually decreases as the applied pressure increases in high pressure enzymatic hydrolysis, and high pressure treatment As a result, the peak at 11.5 to 12.5 min disappeared, but the peak at 12.9 min increased. (Fig. 12)

- 펩신을 단독으로 사용하는 실크피브로인에 대한 효소 가수분해의 경우, 상압 효소가수분해에서 존재하던 10.3분대의 피크가 고압 효소가수분해에서 적용 압력이 증가함에 따라 점진적으로 감소하고 있으며, 고압처리에 의하여 11.5~12.5분대의 피크가 사라졌다. (도 13)-In the case of enzymatic hydrolysis of silk fibroin using pepsin alone, the peak at 10.3 minute, which was present in atmospheric pressure enzymatic hydrolysis, gradually decreases as the applied pressure increases in high pressure enzyme hydrolysis. The peak in the 11.5-12.5 minute period disappeared. (Fig. 13)

5. 실크피브로인의 효소가수분해 과정에서 단백질분해효소에 의한 자체 분해여부5. Whether silk fibroin is self-degraded by protease during enzymatic hydrolysis

- 주어진 효소반응조건에서 실크단백질을 효율적으로 가수분해하는 5종의 단백질 분해효소에 대한 자체 분해 여부를 실크단백질의 존재 여부에 따라 확인하였다.-In the given enzymatic reaction conditions, the self-degradation of 5 kinds of proteolytic enzymes that efficiently hydrolyze silk proteins was confirmed according to the presence of silk proteins.

- 실크단백질 분해효율이 높은 5종의 단백질 분해효소는 주어진 반응조건에서 실크단백질을 분해하는 반면 효소자체를 분해하는 자체 분해는 무시할 수준으로 확인되었다. (표 6)-Five kinds of proteolytic enzymes with high silk protein decomposition efficiency degrade silk protein under the given reaction conditions, whereas self-decomposition that degrades the enzyme itself was found to be negligible. (Table 6)

Figure 112019051034423-pat00006
Figure 112019051034423-pat00006

[실험예 3] 복합효소 처리에 의한 실크피브로인의 효소 가수분해[Experimental Example 3] Enzymatic hydrolysis of silk fibroin by complex enzyme treatment

1. 상압에서 실크피브로인의 가수분해 효율을 향상시키기 위한 복합효소를 이용한 반응 공정1. Reaction process using complex enzymes to improve the hydrolysis efficiency of silk fibroin at normal pressure

- 상압에서 실크피브로인의 가수분해 효율을 위하여 1단계: 푸드프로(pH 8, 60℃) → 2단계: 플라보자임(pH 7, 50℃)으로 2단계 효소반응을 추진한 결과, 실크피브로인으로부터 유리 아미노 그룹이 단계별로 증가하였다.-For the hydrolysis efficiency of silk fibroin at normal pressure, Step 1: Food Pro (pH 8, 60°C) → Step 2: Plavozyme (pH 7, 50°C) promoted the second-stage enzymatic reaction. Free amino groups increased step by step.

- 복합효소를 이용한 실크피브로인의 가수분해는 endo-type과 exo-type의 단백질분해효소 활성을 활용하기 위해 플라보자임을 기반으로 다른 효소와 1:1 혼합을 이용하여 상압, pH 7.0, 50℃에서 5시간 효소가수분해를 진행하였다. (표 7)-Hydrolysis of silk fibroin using a complex enzyme is performed at normal pressure, pH 7.0, 50℃ using a 1:1 mixture with other enzymes based on flavozyme in order to utilize the endo-type and exo-type protease activity. Enzymatic hydrolysis was performed for 5 hours. (Table 7)

Figure 112019051034423-pat00007
Figure 112019051034423-pat00007

- 상압에서 실크피브로인에 대한 분해효율이 높았던 알칼리성 단백질분해 효소인 푸드프로, 알팔라아제, 프로타멕스와 플라보자임을 혼합한 복합효소 가수분해에서 모두 6,400 mg/L 수준의 유리 아미노 그룹이 생성되어 복합효소 가수분해에서도 좋은 결과를 확인하였다.-6,400 mg/L of free amino groups were produced in all of the hydrolysis of the complex enzymes food pro, alpalase, protamex and flavozyme, which are alkaline proteolytic enzymes with high decomposition efficiency for silk fibroin at normal pressure. Good results were also confirmed in complex enzyme hydrolysis.

- 상압에서 실크피브로인에 대한 중성 단백질분해 효소인 알팔라아제와 플라보자임의 복합효소에서만 알칼라인 단백질분해 효소와 유사한 수준으로 가수분해가 이루어졌다.-Only the complex enzymes of alpalase and flavozyme, which are neutral proteolytic enzymes for silk fibroin, were hydrolyzed at a level similar to that of alkaline protease.

- 상압에서 실크피브로인에 대한 중성 단백질분해 효소인 브로멜라인과 플라보자임의 복합효소는 알칼라인 단백질분해 효소를 이용한 가수분해 결과의 66% 수준으로 낮은 분해효율을 보이고 있지만 개별 효소에 의한 단백질 분해효율 대비 복합효소를 사용함으로서 단백질 분해효율은 증가하였다.-The complex enzyme of bromelain and flavozyme, which are neutral proteolytic enzymes for silk fibroin at normal pressure, shows a low decomposition efficiency at 66% of the result of hydrolysis using alkaline protease, but compared to the proteolytic efficiency of individual enzymes. By using the complex enzyme, the protein degradation efficiency was increased.

2. 실크피브로인의 가수분해 효율 향상을 위한 고압에서 복합효소를 이용한 반응 공정2. Reaction process using complex enzyme at high pressure to improve the hydrolysis efficiency of silk fibroin

- 상압 대비 고압에서 복합효소를 이용한 실크피브로인의 가수분해는 모두 증가 (표 7)(도 14)-Hydrolysis of silk fibroin using a complex enzyme at high pressure compared to normal pressure all increased (Table 7) (Fig. 14)

- 상압에서 플라보자임과 혼합하여 사용한 복합효소에 의한 실크피브로인의 가수분해 결과가 우수한 알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스의 경우, 고압처리에 의하여 최대 12~16%의 증가한 유리 아미노 그룹이 생성되었다.-In the case of alcalase, alfalase, foodpro, and protamex, which have excellent hydrolysis results of silk fibroin by a complex enzyme used in combination with flavozyme at normal pressure, an increase of up to 12~16% by high pressure treatment Free amino groups were created.

- 상대적으로 상압에서 플라보자임과 혼합하여 사용한 복합효소에 의한 실크피브로인의 가수분해 결과가 낮았던 펩신, 브로멜라인, 콜루푸린의 경우, 고압처리에 의하여 31~40% 증가한 유리 아미노 그룹이 생성되었다.-In the case of pepsin, bromelain, and cholupurine whose hydrolysis result of silk fibroin by a complex enzyme mixed with flavozyme at normal pressure was low, free amino groups increased by 31-40% by high pressure treatment were produced. .

- 실크피브로인의 효소가수분해를 위하여 50~100 MPa의 고압처리는 β-시트 구조를 이루고 있는 분자구조를 느슨하게 하여 단백질분해 효소의 접근이 가능하도록 한 결과라고 해석하였다.-It was interpreted that the high-pressure treatment of 50~100 MPa for enzymatic hydrolysis of silk fibroin loosened the molecular structure constituting the β-sheet structure so that the proteolytic enzyme could be accessed.

3. 복합효소(푸드프로/플라보자임)를 이용한 실크피브로인의 효소 가수분해물의 아미노산 조성3. Amino acid composition of enzyme hydrolyzate of silk fibroin using complex enzyme (Food Pro/Flavozyme)

- 상압 대비 고압(100 MPa)에서 복합효소를 이용한 실크피브로인의 분해산물에 존재하는 유리 아미노산은 4.30 mg/g에서 4.84 mg/g으로 13% 증가하였다. (표 8)-At high pressure (100 MPa) compared to normal pressure, the free amino acid present in the decomposition product of silk fibroin using a complex enzyme increased by 13% from 4.30 mg/g to 4.84 mg/g. (Table 8)

- 상압 대비 고압에서 가수분해산물에 존재하는 유리아미노산의 비중은 25%로 효소가수분해에 의하여 유리 아미노산보다 저분자량의 펩타이드/단백질 형태가 75% 존재하는 것으로 확인되었다.-The proportion of free amino acids present in the hydrolyzed product at high pressure compared to normal pressure was 25%, and it was confirmed that 75% of the peptide/protein forms of lower molecular weight than the free amino acids were present by enzymatic hydrolysis.

Figure 112019051034423-pat00008
Figure 112019051034423-pat00008

4. 상압/고압에서 복합효소를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량4. Molecular weight of silk fibroin hydrolyzate using complex enzyme at normal/high pressure

- 플라보자임과 혼합한 복합효소를 이용한 고압 효소가수분해에 따른 효소 가수분해산물의 분자량 변화를 SEC로 이용하여 확인하였다.-The molecular weight change of the enzyme hydrolyzate due to high-pressure enzymatic hydrolysis using a complex enzyme mixed with flavozyme was confirmed using SEC.

- 푸드프로 + 플라보자임 복합효소에 의한 실크피브로인의 효소가수분해 결과, 상압/복합효소 가수분해에서 존재하던 12.3분대의 브로드 피크가 고압/복합효소 가수분해에서 적용 압력이 증가함에 따라 감소하고, 고압처리에 따라 13분대의 피크가 증가하였다. (도 15)-As a result of enzymatic hydrolysis of silk fibroin by FoodPro + flavozyme complex enzyme, the broad peak of 12.3 min, which was present in normal pressure/complex enzyme hydrolysis, decreases with increasing applied pressure in high pressure/complex enzyme hydrolysis, The peak at 13 minutes increased with the high pressure treatment. (Fig. 15)

- 알팔라아제+플라보자임, 프로타멕스+플라보자임, 알칼라아제+플라보자임, 복합효소에 의한 실크피브로인의 효소가수분해는 푸드프로+플라보자임과 유사한 경향을 보였다.-Enzymatic hydrolysis of silk fibroin by alpalase+flavozyme, protamex+flavozyme, alcalase+flavozyme, and complex enzymes showed similar tendency to foodpro+flavozyme.

- 콜루푸린+플라보자임(도 16), 브로멜라인+플라보자임, 펩신+플라보자임, 복합효소에 의한 실크피브로인의 효소 가수분해 결과, 상압/복합효소 가수분해에서 존재하던 10.3분대 및 12.3분대의 피크가 고압/효소가수분해에서 감소하고, 고압처리에 따라 13분대의 피크가 증가한 것으로 나타났다.-As a result of enzymatic hydrolysis of silk fibroin by cholupurin + flavozyme (Fig. 16), bromelain + flavozyme, pepsin + flavozyme, and complex enzymes, the 10.3 component present in normal pressure/complex enzyme hydrolysis and It was found that the peak at 12.3 min decreased in high pressure/enzymatic hydrolysis, and the peak at 13 min increased according to the high pressure treatment.

[실험예 4] MALDI-TOF/TOF를 이용한 효소 가수분해산물의 분자량 결정[Experimental Example 4] Determination of molecular weight of enzyme hydrolyzate using MALDI-TOF/TOF

1. 고압에서 단일 효소를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량1. Molecular weight of silk fibroin hydrolyzate using a single enzyme at high pressure

- 실크피브로인을 고압(100 Mpa)/단일효소(푸드프로) 가수분해물의 분자량을 MALDI??TOF/TOF를 이용하여 분석한 결과, 실크피브로인의 푸드프로에 의한 가수분해물의 분자량은 3.8~10 kD에 해당하는 저분자량의 펩타이드/단백질과 0.85~2.5 kD에 해당하는 다량의 펩타이드로 구성되어 있었다. (도 17)-As a result of analyzing the molecular weight of silk fibroin hydrolyzate at high pressure (100 Mpa)/single enzyme (Food Pro) using MALDI??TOF/TOF, the molecular weight of the hydrolyzate of silk fibroin by Food Pro is 3.8 to 10 kD It was composed of a low molecular weight peptide/protein corresponding to and a large amount of peptides corresponding to 0.85 to 2.5 kD. (Fig. 17)

- 저분자량 펩타이드(0.85~2.5 kD)의 분자량과 분포로 보아 endo-type 효소분해로 인하여 다양한 아미노산을 구성하는 펩타이드가 생성된 것으로 판단되었다.-From the molecular weight and distribution of the low molecular weight peptide (0.85 ~ 2.5 kD), it was determined that peptides constituting various amino acids were produced due to endo-type enzyme decomposition.

- 실크피브로인을 고압(100 Mpa)/단일효소(플라보자임) 가수분해물의 분자량을 MALDI??TOF/ TOF를 이용하여 결정한 결과, 푸드프로에 의한 결과와 유사한 것으로 나타났다. (도 18)-As a result of determining the molecular weight of silk fibroin high pressure (100 Mpa)/single enzyme (flavozyme) hydrolyzate using MALDI??TOF/TOF, it was found to be similar to the results obtained by FoodPro. (Fig. 18)

- 플라보자임 단일 효소를 이용한 실크피브로인 가수분해물에 존재하는 저분자량 펩타이드/단백질(3.8~10 kD)과 펩타이드(0.85~2.5 kD)의 함량은 푸드프로에 의한 가수분해물의 대비 각각 80% 및 40% 수준을 보였다.-The content of low molecular weight peptides/proteins (3.8-10 kD) and peptides (0.85-2.5 kD) in silk fibroin hydrolyzate using a single flavozyme enzyme was 80% and 40, respectively, compared to the hydrolyzate produced by Food Pro. % Level.

- 플라보자임 효소의 exo-type으로 인하여 저분자량인 펩타이드는 이미 0.8 kD이하의 아미노산으로 분해되어 상대적으로 저분자량의 펩타이드/단백질의 량이 낮은 것으로 판단되었다.-Due to the exo-type of flavozyme enzyme, low molecular weight peptides were already decomposed into amino acids of 0.8 kD or less, and it was determined that the amount of low molecular weight peptides/proteins was relatively low.

2. 고압에서 복합효소(푸드프로/플라보자임)를 이용한 실크피브로인 가수분해산물의 분자량2. Molecular weight of silk fibroin hydrolyzate using complex enzyme (Food Pro/Flavozyme) at high pressure

- 실크피브로인을 고압(100 Mpa)/복합효소 가수분해물의 분자량을 MALDI-TOF/TOF를 이용하여 분석한 결과, 실크피브로인 가수분해물의 분자량은 3.8~10 kD에 해당하는 저분자량의 펩타이드/단백질과 0.85~2.5 kD에 해당하는 펩타이드로 단일 효소에 의한 가수분해물의 분자량과 유사한 경향을 보였다. (도 19)-As a result of analyzing the molecular weight of silk fibroin at high pressure (100 Mpa)/complex enzyme hydrolyzate using MALDI-TOF/TOF, the molecular weight of silk fibroin hydrolyzate is low molecular weight peptide/protein corresponding to 3.8 to 10 kD. Peptides corresponding to 0.85~2.5 kD showed a similar tendency to the molecular weight of the hydrolyzate by a single enzyme. (Fig. 19)

- 복합효소에 의한 실크피브로인 가수분해물에 존재하는 저분자량 펩타이드/단백질(3.8~10 kD)과 펩타이드(0.85~2.5 kD)의 함량은 푸드프로에 의한 가수분해물의 대비 각각 50% 및 40% 수준으로 나타났다.-The content of low molecular weight peptides/proteins (3.8~10 kD) and peptides (0.85~2.5 kD) in silk fibroin hydrolysates by complex enzymes is 50% and 40%, respectively, compared to hydrolysates produced by Food Pro. appear.

- 복합효소에 의한 실크피브로인 가수분해물에 존재하는 저분자량 펩타이드/단백질(3.8~10 kD)과 펩타이드(0.85~2.5 kD)의 함량은 플라보자임에 의한 가수분해물의 대비 각각 60% 및 80% 수준을 보였다.-The content of low molecular weight peptide/protein (3.8~10 kD) and peptide (0.85~2.5 kD) in silk fibroin hydrolyzate by complex enzyme is 60% and 80%, respectively, compared to hydrolyzate by flavozyme. Showed.

- 복합효소에 의하여 실크피브로인이 가수분해되어 3.8~10 kD에 해당하는 저분자량의 펩타이드/단백질의 량은 감소하고 플라보자임의 exo-type 활성으로 0.85~2.5 kD에 해당하는 저분자량 펩타이드는 최저 수준으로 감소하였다.-As silk fibroin is hydrolyzed by complex enzymes, the amount of low molecular weight peptides/proteins corresponding to 3.8 to 10 kD is reduced, and low molecular weight peptides corresponding to 0.85 to 2.5 kD due to the exo-type activity of flavozyme are the lowest level. Decreased to.

[실험예 5][Experimental Example 5]

구연산, 글루콘산, 및 타르타르산이 중량비로 0.5:1:0.5로 조성된 것을 0.1 중량%가 되도록 첨가한 것을 제외하고는 실험예 3의 3에서와 동일한 방법에 의해 효소 반응을 수행하면, 유리아미노산의 함량이 4.976 mg/g으로 증가하는 것이 확인된다[Glycine:1.41, Alanine: 1.20, Serine: 0.532, Tyrosine: 0.574, Valine: 0.324, Aspartic acid: 0.038, Glutamic acid: 0.108, Phenylalanine: 0.176, Threonine: 0.122, Arginine: 0.131, Isoleucine: 0.138, Tryptophan: 0.053, Leucine: 0.067, Lysine: 0.037, Histidine: 0.031, Methionine: 0.035, Proline: 0.033, Cystine: 0.000)] When the enzymatic reaction was carried out in the same manner as in Experimental Example 3 3, except that citric acid, gluconic acid, and tartaric acid were added in a weight ratio of 0.5:1:0.5 to 0.1% by weight, the free amino acid It was confirmed that the content increased to 4.976 mg/g [Glycine:1.41, Alanine: 1.20, Serine: 0.532, Tyrosine: 0.574, Valine: 0.324, Aspartic acid: 0.038, Glutamic acid: 0.108, Phenylalanine: 0.176, Threonine: 0.122. , Arginine: 0.131, Isoleucine: 0.138, Tryptophan: 0.053, Leucine: 0.067, Lysine: 0.037, Histidine: 0.031, Methionine: 0.035, Proline: 0.033, Cystine: 0.000)]

[실험결과][Experiment result]

1. 산-처리 가수분해를 대체하는 효소가수분해방법을 이용한 실크펩타이드 제조방법1. Silk peptide manufacturing method using an enzyme hydrolysis method that replaces acid-treated hydrolysis

(1) 산-처리 가수분해를 통한 실크아미노산 제조방법의 대체(1) Substitution of silk amino acid production method through acid-treated hydrolysis

- 전통적인 산-처리 가수분해는 3M HCl을 이용하여 100℃ 이상에서 장시간(1~2일) 처리함으로서 실크피브로인을 가수분해한 이후 중화 → 탈색 → 탈염 → 농축 → 건조 과정을 거쳐 실크아미노산을 생산하는 것으로, 산-처리 가수분해에 의해 가수분해산물의 70% 이상이 유리 아미노산으로 분해되고, 최종적으로 건조시킨 제품의 경우 유리형태의 아미노산 함량이 90% 수준을 보인다.-Traditional acid-treatment hydrolysis uses 3M HCl for a long time (1~2 days) at 100℃ or higher. After hydrolysis of silk fibroin, neutralization → decolorization → desalting → concentration → drying to produce silk amino acids. As a result, more than 70% of the hydrolyzed product is decomposed into free amino acids by acid-treated hydrolysis, and the content of free amino acids in the final dried product is 90%.

(2) 효소가수분해를 통한 실크펩타이드/아미노산 제조방법(2) Silk peptide/amino acid manufacturing method through enzymatic hydrolysis

- 가용화시킨 실크피브로인 용액을 다양한 단백질 분해효소를 이용하여 50℃, pH 7.0(중성)에서 5시간 가수분해한 이후 추가적인 작업 없이 농축 → 건조 과정을 거쳐 분자량이 4~10 kD인 저분자 펩타이드/단백질과 1~2.5 kD인 펩타이드, 그리고 실크아미노산을 생산하다.-After hydrolyzing the solubilized silk fibroin solution at 50°C, pH 7.0 (neutral) for 5 hours using various proteolytic enzymes, it is concentrated without additional work → After drying, a low molecular weight peptide/protein having a molecular weight of 4-10 kD and Produces peptides of 1 to 2.5 kD and silk amino acids.

- 알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스 등의 단백질 분해효소를 단일 또는 플라보자임과 혼합한 복합효소를 이용한 효소가수분해 방법을 이용하여 효소 가수분해산물에 존재하는 실크아미노산의 함량을 2~30%로 조절하고, 다양한 기능성을 지닌 저분자량의 실크펩타이드/단백질을 70~98% 함유한 가수분해물을 제조하는 기술을 확보하였다.-Using the enzyme hydrolysis method using a single or complex enzyme mixed with a flavozyme of proteolytic enzymes such as alcalase, alpalase, food pro, and protamex, silk amino acids present in the enzyme hydrolyzate The content was adjusted to 2 to 30%, and a technology for producing a hydrolyzate containing 70 to 98% of a low molecular weight silk peptide/protein having various functions was secured.

- 산-처리 가수분해방법에 비하여 제조공정의 단축과 공정 단계를 최소화한 경쟁력 확보할 수 있다.-Compared to the acid-treated hydrolysis method, it is possible to secure competitiveness by shortening the manufacturing process and minimizing process steps.

2. 고압/효소 가수분해방법을 이용한 실크펩타이드 제조방법2. Silk peptide manufacturing method using high pressure/enzymatic hydrolysis method

(1) 실크피브로인에 대한 단백질 분해력이 약한 콜루푸린, 브로멜라인, 펩신 등의 단백질분해 효소를 단일 또는 플라보자임과 혼합한 복합효소를 이용하여 50~100 MPa의 고압상태에서 실크피브로인을 가수분해하여 분자량이 4~10 kD인 저분자 펩타이드/단백질과 1~2.5 kD인 펩타이드, 그리고 실크아미노산을 생산하는 기술을 확보하였다.(1) Silk fibroin is hydrolyzed at a high pressure of 50 to 100 MPa using a single or a complex enzyme mixed with flavozyme of proteolytic enzymes such as cholupurine, bromelain, and pepsin, which have weak proteolytic power to silk fibroin. By decomposition, the technology to produce low molecular weight peptides/proteins with a molecular weight of 4 to 10 kD, peptides with 1 to 2.5 kD, and silk amino acids was secured.

(2) 고압(50~75 MPa)에서 실크피브로인을 단일 또는 복합효소를 이용하여 단백질 가수분해 효율을 10~40% 증가시키는 기술을 확보하였다.(2) A technology to increase protein hydrolysis efficiency by 10-40% by using single or complex enzymes of silk fibroin at high pressure (50-75 MPa) was secured.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.

Claims (7)

알칼라아제, 알팔라아제, 푸드프로, 프로타멕스, 펩신, 브로멜라인, 콜루푸린의 군에서 선택된 적어도 1종과 플라보자임으로 이루어지는 복합효소를 이용하여 50~100 MPa의 고압상태에서 실크피브로인을 가수분해하는 것을 특징으로 하는 고압효소법에 의한 실크펩타이드의 생산방법.Silk fibroin at a high pressure of 50 to 100 MPa using a complex enzyme consisting of at least one selected from the group of alcalase, alpalase, food pro, protamex, pepsin, bromelain, and cholupurin and flavozyme The production method of silk peptide by the high-pressure enzyme method, characterized in that hydrolyzed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 반응에 구연산, 글루콘산, 및 타르타르산에서 선택되는 적어도 1종이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 실크펩타이드의 생산방법.The method of claim 1, wherein the reaction further comprises at least one selected from citric acid, gluconic acid, and tartaric acid. 제 1항에 있어서, 반응에 구연산, 글루콘산, 및 타르타르산이 포함되는 것을 특징으로 하는 실크펩타이드의 생산방법.
The method of claim 1, wherein the reaction comprises citric acid, gluconic acid, and tartaric acid.
KR1020190058546A 2019-05-20 2019-05-20 Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment KR102211892B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190058546A KR102211892B1 (en) 2019-05-20 2019-05-20 Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190058546A KR102211892B1 (en) 2019-05-20 2019-05-20 Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200133422A KR20200133422A (en) 2020-11-30
KR102211892B1 true KR102211892B1 (en) 2021-02-03

Family

ID=73642069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190058546A KR102211892B1 (en) 2019-05-20 2019-05-20 Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102211892B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114098037A (en) * 2021-11-25 2022-03-01 山西椒肽生物科技有限公司 Pepper flavor peptide essence and preparation method thereof
KR20230174774A (en) * 2022-06-21 2023-12-29 주식회사 파미르바이오 Manufacturing Method of Petides and Amino acids Derived from Cocoon or Insect

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100955075B1 (en) * 2007-10-10 2010-04-30 대한민국(농촌진흥청장) Composition for prevention and treatment of osteoporosis comprising silk peptide as an active ingredient

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010105931A (en) * 2000-05-19 2001-11-29 권혁윤 A manufacturing method of silk peptide

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100955075B1 (en) * 2007-10-10 2010-04-30 대한민국(농촌진흥청장) Composition for prevention and treatment of osteoporosis comprising silk peptide as an active ingredient

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
In Y-W., et al, Food Eng. Prog. 20(2):pp.89~97 (2016. 5)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200133422A (en) 2020-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101020312B1 (en) Preparation method of collagen peptides from fish scale
KR101966892B1 (en) Hydrolysis Method of Silk Fibroin by Enzymatic Hydrolysis
Dehm et al. The Cleavage of Prolyl Peptides by Kidney Peptidases: Partial Purification of a “X‐Prolyl‐Aminopeptidase” from Swine Kidney Microsomes
Shapira et al. Encephalitogenic fragment of myelin basic protein: amino acid sequence of bovine, rabbit, guinea pig, monkey, and human fragments
KR102211892B1 (en) Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment
Maynard et al. Effect of high-pressure treatment on the tryptic hydrolysis of bovine β-lactoglobulin AB
CN107630060B (en) Self-assembled collagen and preparation method thereof
Bornstein Comparative sequence studies of rat skin and tendon collagen. II. Absence of a short sequence at the amino terminus of the skin α1 chain
Titani et al. Bovine factor X1a (activated Stuart factor). Evidence of homology with mammalian serine proteases
He et al. Characterization of biocompatible pig skin collagen and application of collagen-based films for enzyme immobilization
Hofmann The purification and properties of fragments of trypsinogen obtained by cyanogen bromide cleavage
Ren et al. Isolation and identification of a novel anticoagulant peptide from enzymatic hydrolysates of scorpion (Buthus martensii Karsch) protein
Ren et al. Identification and characterization of novel anticoagulant peptide with thrombolytic effect and nutrient oligopeptides with high branched chain amino acid from Whitmania pigra protein
Yakul et al. Enzymatic valorization process of yellow cocoon waste for production of antioxidative sericin and fibroin film
Li et al. Protease-catalyzed co-oligomerizations of L-leucine ethyl ester with L-glutamic acid diethyl ester: Sequence and chain length distributions
CN107630059B (en) Novel self-assembled collagen and preparation method thereof
Weare et al. Purification of human kidney angiotensin I converting enzyme using reverse-immunoadsorption chromatography
JPH02219571A (en) Modified protease and production thereof
Joung et al. Application of food-grade proteolytic enzyme for the hydrolysis of regenerated silk fibroin from Bombyx mori
CN107630058B (en) Novel self-assembled collagen and preparation method thereof
US9593158B2 (en) Process for the preparation of gelatin
KR20190130714A (en) Extraction method of silk peptide by enzymatic hydrolysis under ultra high pressure
Sugeno et al. The amino acid sequence of cytochrome c from Debaryomyces kloeckeri
Steven et al. The isolation of chemically pure elastins in a form suitable for mechanical testing
CN114032269B (en) Collagen small molecular peptide rich in dipeptide Hyp-Gly and preparation method and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant