KR20080097887A - 누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법 - Google Patents

누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080097887A
KR20080097887A KR1020070043300A KR20070043300A KR20080097887A KR 20080097887 A KR20080097887 A KR 20080097887A KR 1020070043300 A KR1020070043300 A KR 1020070043300A KR 20070043300 A KR20070043300 A KR 20070043300A KR 20080097887 A KR20080097887 A KR 20080097887A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
food
protein
collagen
pupa
silkworm
Prior art date
Application number
KR1020070043300A
Other languages
English (en)
Inventor
정헌상
이재욱
Original Assignee
(주)케이피티
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 (주)케이피티 filed Critical (주)케이피티
Priority to KR1020070043300A priority Critical patent/KR20080097887A/ko
Publication of KR20080097887A publication Critical patent/KR20080097887A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17—Amino acids, peptides or proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/96—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing materials, or derivatives thereof of undetermined constitution
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/54—Proteins

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

본 발명은 누에번데기로부터 콜라겐 단백질을 분리 및 정제하여 이를 식품 또는 화장품등에 응용할 수 있는 소재의 개발 및 이에 대한 제조방법 등이 개시 되어 있다. 누에 번데기단백질의 식품으로서의 활용방안을 모색하고자 4종의 단백질 가수분해효소를 이용하여 누에 번데기 단백질을 가수분해 시킨 후 생성된 가수분해물의 생리활성변화를 확인하였으며 이를 바탕으로 번데기 단백질의 식품 단백질원으로서 번데기의 이용 가능성 및 아울러 식품의 소재로서의 활용성을 높이기 위한 제제방법 그리고 화장품소재로의 응용까지 확대하여 탈취에 대한 부분을 확실히 개선 시킨 소재를 제공할 수 있다.
누에 번데기, 콜라겐 단백질 , ACE저해효과 , 유동층 코팅

Description

누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에 의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의 응용방법 {A collagen separation method from Silkworm pupa and applying method containing collagen prepared by the same into food and cosmetic ingredients}
도 1은 누에번데기의 탈지분말 공정도 이다.
도 2는 탈지번데기분말로부터 콜라겐 추출공정 을 나타낸다.
도 3은 액상의dry powder후 펠렛화시킨 사진을 나타낸다.
도 4는 유동층 코팅기의 메인장비와 실험용장비를 예시한다.
도 5는 DPPH assay에 의한 항산화 효과를 나타낸다.
도 6은 ABTS assay에의한 가수분해물의 총 항산화효과를 나타낸다.
본 발명은 누에 번데기를 분리 및 정제하여 얻어진 콜라겐 단백질의 뛰어난 ACE저해효과 및 항산화 활성이 나타나는 것을 활용하여 식품 및 화장품 소재로의 사용방법을 제시하고 자 함이 목적이다. 특히 분리, 정제된 콜라겐 단백질의 물성을 개선시키고 소재로의 활용도를 높이기 위한 제제기술의 제공을 포함한다. 누에(Bombyx mori.)는 나비목 누에나방과(Lepidoptera, Bombycidae)에 속하는 완전변태를 하는 곤충으로서 알의 상태로 월동한다. 원산지인 중국으로부터 인위적 또는 자연적으로 세계 각국의 여러 지방으로 점차 분산되어 기후 또는 지리적 특성에 따라 일본종, 중국종, 유럽종, 열대종 및 한국종등 지리적 품종으로 분화된 것으로 알려져 있다(1). 누에품종은 사육시기에 따라 춘잠, 춘추잠 및 하추잠으로 분류되며 국내에 사육되는 누에품종으로는 칠보잠, 영산잠, 장춘잠 등의 춘잠과 경연잠, 사성잠, 양추잠 및 대성잠 등의 하추잠 있으며, 춘추잠으로서 백옥잠이 사육되고 있다(2).
우리나라의 잠업은 삼한시대 이전부터 시작되었으며, 조선시대에는 국가적 산업으로 적극 장려하였다. 1906년경부터 일본을 통하여 일본종계통과 중국종계통의 품종이 들어옴에 따라 우리나라의 잠종제조 기술도 향상되기 시작하였고, 1919년부터는 기업적인 생산이 가능해졌으나 이후 정치, 사회적 혼란 및 실크 대체 섬유의 등장으로 1975년 이후 현재까지 잠업은 쇠퇴하고 있는 실정이나 최근 누에 및 누에를 이용한 동충하초 등 누에부산물의 효능이 알려지면서 새롭게 주목을 받고 있다(3).
번데기의 일반적인 화학적 조성은 발육시기 및 암수에 따라 다소 차이가 있지만 대체로 78∼79%의 수분과 21∼22%의 건물로 되어 있으며, 누에에 비하여 번데기의 건물 중 조단백질의 비율이 낮고 조지방의 비율이 높은 것이 특징이다. 그리고 누에번데기의 암수간 화학적 조성의 차이를 보면 수누에번데기에 있어서 조지방의 비율은 암누에번데기보다 높다. 그러나 조단백질, 글리코겐의 비율은 암누에번데기가 높다. 누에분말에는 타이로신(tyrosine), 글루탐산(glutamic acid) 및 알라닌(alanine)의 함량이 많다고 보고 되었다(4).
예로부터 동의보감을 비롯한 동양의약서에는 누에와 관련된 여러 가지 산물들이 소갈증, 고혈압 및 불면증에 효과가 있다고 기록하고 있으며(5), 실크단백질이 체중감소 및 체지방 감소, 항산화 활성, 뇌기능 활성 및 항종양 효과가 있는 것으로 보고하였다(6).
누에 및 부산물은 산 또는 알칼리 가수분해, 중화, 분말화 과정을 거쳐 실크 분말로 제조되어 로션, 핸드크림, 영양크림, 입욕제, 마사지 크림 등의 화장품재료 그리고 음료수, 국수, 과자, 식품첨가제, 질병치료제 등의 식품분야에 이용되며, 그리고 수술용 봉합사, 인공피부, 연질 콘택트렌즈 등의 의료용 재료 또는 분해성 포장재료 등으로 응용하는 연구가 시도되고 있다(7). 우리나라에서는 식용화 기술과 건강 증진 효과, 식용 실크 분말의 제조방법이 소개되었으며(8), 엿, 과자, 국수, 두부 및 실크 김치, 누에 분말제품 등이 시판되고 있다.
잠사부산물인 번데기는 단백질 함량이 높으며 필수 아미노산의 조성이 우수함에도 불구하고 특이한 이취로 인하여 이용가치가 낮아 사료나 비료로 사용되며 극히 소량만이 증자상태로 시판되고 있다. 일본에서는 번데기기름을 정제하여 salad oil로 활용하려는 연구(9)가 시도 되었으며, 국내에서는 번데기의 식품용도 개발에 관한 연구로서 이취 발생으로 인한 식품자원으로서의 제약을 해결하고자 alkali처리 및 탈지처리에 의한 번데기의 변화 및 탈지 후의 조성에 관한 연구(10)가 있으며, Park(9)은 번데기 농축단백질의 기능성을 대두 농축단백질과 비교 연구한 결과, 유화성, 지방흡수성 및 점도는 대두단백질보다 높고 또한 아세틸화와 숙시닐화에 의한 화학적 변형 결과 기능성이 향상되었다고 보고하였다. 또한, 미성숙 흰쥐에서 누에번데기 및 한약재 혼합물의 여성호르몬 대체효과에 관한 연구가 보고(11) 되었으며, 국내외의 식품 단백질 기능성에 관한 연구로는 대두(12)를 비롯하여 타조(13), 참깨박(14), 참치 가공부산물(15), 홍게(16) 및 어분(17) 등에 관한 연구가 보고 되는 등 가공부산물의 단백질을 활용하려는 연구가 다양하게 진행되고 있으나, 식품으로써 번데기 단백질 이용에 기초가 되는 연구는 미미한 실정이다.
일반적으로 단백질의 낮은 기능성을 향상시키기 위해서는 물리, 화학적 방법 및 효소에 의한 방법이 이용되고 있다. 이중 산에 의한 가수분해는 질소용해도와 풍미를 향상시키나 중화처리 결과 염의 농도가 증가하는 단점이 있으며, 알칼리에 의한 가수분해는 유해물질을 파괴시키지만 과다한 알칼리 처리시 lysinoalanine과 같은 독성물질이 생산되고 소화를 저해하는 단점이 있으며, 더욱이 이러한 화학적 방법은 기능성은 향상 시키지만 아미노산의 파괴와 단백효율의 저하도 보고되고 있다(18). 또한, 효소적 가수분해가 단백질의 기능성을 향상시키는데 있어서 더욱 효과적이므로 화학적 변형 방법에 대한 유용한 대체방법이 될 것이라는 보고가 있다(19). 단백질의 기능성 중 대표적인 것으로 ACE (Angiotesin converting enzyme: ACE) 저해활성이 알려져 있다. 안지오텐신 전환효소(ACE)는 1970년경에 뱀독에서 처음으로 발견되었으며, zinc protease의 일종으로, 활성화되기 위해서는 아연과 염소가 필요하다(20).
ACE는 혈압강하작용을 가지고 bradykinin을 분해하여 불활성화 시키는 한편, 불활성상태의 angiotesin-Ⅰ을 절단하여 강한 혈압상승작용을 나타내는 angiotensin-Ⅱ로 활성화시킴으로써 고혈압의 원인이 된다고 알려져 있다(21).
식품 내의 ACE 활성을 억제하는 인자들은 저분자 물질로, 열에 안정하며 체내에서 흡수가 용이하다고 알려져 있다(22). 이들의 활성 저해효과는 기존의 혈압강하제에 비해 낮은 활성을 가지고 있지만 섭취량이 많은 식품이라는 측면에서 그 유용성이 기대된다(23). 이러한 식품 내의 ACE 활성 억제인자는 다양한 동물, 식물 및 어류의 단백질 가수분해물에 존재한다고 알려져 있으며, 이들 성분은 천연성분이므로 안정성은 높지만 ACE 저해역가는 인공적으로 합성된 captopril 보다 낮다. 이러한 이유로 강력한 ACE 저해능력을 가지는 천연물에 대한 탐색이 지속적으로 이루어지고 있다(24∼27).
최근 치즈(28), casein(29), corn gluten(30), 참치(31) 및 소고기 부산물(32)등에서 ACE 활성억제 펩타이드의 분리 및 정제에 관한 연구가 보고 되었으나, 누에 번데기 가수분해물의 ACE 저해활성 및 특성에 관한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다.
이에, 본 발명자들은 지금까지는 방치되고 버려지는 누에번데기 건물에서의 ACE 저해 활성을 갖고 있는 콜라겐 단백질을 분리, 정제 할 수 있음을 발견하고 이렇게 확보된 콜라겐 단백질의 산업적 이용하고자 함이다. 즉 식품소재로는 ACE저해활성이 있는 천연물의 대안소재로의 활용방법을 적시하고자 하며, 항산화 효과 및 피부탄력에 좋은 누에 콜라겐의 화장품의 응용소재로의 방법을 제시하는 본 발명을 환성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 본 발명은 누에 번데기를 분리 및 정제하여 얻어진 콜라겐 단백질의 뛰어난 ACE저해효과 및 항산화 활성이 나타나는 것을 활용하여 식품 및 화장품 소재로의 사용방법을 제시하는데 있다.
본 발명의 구성은 1) 누에번데기의 탈지번데기 분말의 제조 단계, 2)탈지번데기분말로부터 콜라겐 추출단계 3) 탈취 및 수용성 콜라겐액을 건조분말화 4) 최종 제품의 적용의 구성을 갖는다고 할 수 있다.
이하, 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.
본 발명에서 누에번데기의 탈지번데기의 분말의 제조공정은 [도1]과 같이 진행한다. 즉, 누에 번데기를 식품 및 화장품의 소재로 제조하기 위해서는 지바으이 제거가 필요한데 이들 지방을 제거하기 위해 n-Hexane을 이용해 탈지를하였다. 탈지 번데기 분말을 Jeon(34)의 방법을 참고하여 Fig. 1과 같이 냉동 번데기를 -50℃에서 48∼72 hr 동결 건조한 다음 5배량의 hexane을 넣고 grinder(HM-180, Hi-bell, Korea)로 5분간 마쇄한 후 6시간 동안 실온에서 교반하면서 탈지 시킨 다음 여과하고 이 과정을 5회 반복하여 완전하게 탈지를 시켰다. 탈지된 번데기 박을 40℃ 감압건조기(Townson & Mercer, UK)에서 24시간 진공 건조하여 번데기 박에 남아있는 hexane을 완전히 제거하였다. 감압 건조한 탈지 번데기분말을 분쇄기로 마쇄한 다음 60 mesh체를 통과시킨 후 탈지건조번데기분말을 제조하였다. 위와 같은 방법으로 제조한 탈지건조번데기분말을 -20℃의 냉동고에 보관하면서 실험에 이용하였다. 탈지건조번데기의 제조 수율은 약 34%였다.
본 발명에서 탈지번데기분말로부터 콜라겐 추출단계 즉, 번데기단백질의 가수분해를 위한 효소처리는 Lee(35) 등의 방법을 참고하여 [도2]와 같은 조건으로 처리하였다. Pepsin처리는 0.1M HCl 완충액(pH 2.0)을 사용하였으며, neutrase처리는 0.1 M 인산칼륨 완충액(pH 7.0)을 사용하였고, trypsin과 alcalase 처리는 0.1 M 인산칼륨 완충액(pH 8.0)을 사용하였다. 탈지번데기 분말(단백질함량 70%)을 삼각플라스크에 취한 다음 완충용액을 첨가 하여 10% 탈지번데기분말 분산농도를 만든 다음 효소처리를 하였다. 처리한 효소의 양은 시료 중의 단백질함량 대비 1:100 (효소 : 시료의 단백질함량, w/w) 하였으며. 가수분해는 37℃에서 250 rpm으로 교반하면서 실시하였다. 정해진 효소반응시간에 도달한 후 끓는 물에 5분간 담가 반응을 정지시켰다. 이 가수분해물을 3,000 g에서 20분간 원심분리 하여 얻은 상층액을 추출율과 특성 측정에 사용하였다.
Table 1. Hydrolysis conditions of silkworm larvae protein
Enzyme Optimum pH Substrate / Enzyme Unit/mg Time ( hr) Buffer
Pepsin 2.0 100:1 1360 6, 12, 18, 24, 30 0.1 M HCl
Trypsin 8.0 100:1 21,000 " 0.1 M Phosphate
Alcalase 8.0 100:1 2.4 " 0.1 M Phosphate
Neutrase 7.0 100:1 0.8 " 0.1 M Phosphate
※ All enzymes were reacted with silkworm larvae at 37℃
추출된 콜라겐의 탈취공정은 1차로 여과과정에서 탄소흡착법을 사용하였으며, 그래도 약하게 나는 번데기 콜라겐의 특이취는 액상의 분말화 과정에서 유동층코팅기를 이용하여 추가코팅 하고 이후 펠렛화 하였다. 이에 대한 레이어링 상태를 SEM사진으로 살펴보면 [도3]과 같다. 유동층 코팅기를 이용한 펠렛화는 [도4]에서 설명되어진 바와 같이 핵제(SEED)를 와류(유동)시켜고 이어서 핵제 표면에 원하는 코팅물을 분무와 건조 과정을 거쳐 코팅하는기술이다. 이때 사용 가능한 핵제는 외부자극에 대하여 쉽게 와해가 가능한 콜로이드류로써, 구체적으로는 설탕, 소금, 히아루로닉산, 알지닉산, 콘드로이친설페이트, 키토산, 키틴, 폴리라이신,콜라겐,젤라틴, 스테아린산, 세틸알콜, 스테아릴알콜 등을 포함한다. 사용량은 전체 베지클의 중량 대비 1 -99%가 적절하다. 1 중량% 미만의 농도에서는핵제에 비해 코팅량이 많아 와류 중 임계 분무량에서부터 응집현상이 발생할 수 있고, 99중량%을 초과하는 농도에서는베지클 표면 코팅율이 낮아 최종 제조된 입자의 구조 안정성이 저하되어 본 공정의 목적인 번데기 콜라겐 단백질의 취의 마스킹 효과가 떨어질 수 있다. 추출된 콜라겐 단백직(수용액)의 건조 분말화 제형을 만들기 위해 농축 가수분해물의 제조는 7.14 Kg을 alcalase로 18 hr동안 가수분해한 다음, 상층액을 대용량 감압농축기(Rotary vacuum evaporator)를 이용하여 고형분 함량이 49.5 Brix˚ 될 때까지 농축하여 농축 번데기 가수분해물을 제조하였다. 가수분해물의 제제화를 위해 부형제로 corn starch(N-Lok, National starch)와 silica(Zeosil155, Rodia)를 사용하였다. 농축 가수분해물과 부형제의 비는 starch의 경우 3:10, silica의 경우 2:3으로 하였다. 적량의 부형제에 번데기 농축 가수분해물을 흡착시킨 다음 흡착물을 유동층 건조기를 사용하여 건조하였다. 흡착과 건조 과정을 3회 반복하여 분말제품을 만들었다.
이렇게 제조된 분말제품은 아래의 실시예 에서와 같은 조성으로 정제제품으로 타정시험을 진행하였으며, 펠렛화 제품은 자체의 스틱충전 및 화장품 소재로 활용할 수 있다.
실시예 : 번데기 콜라겐분말화 제품의 취어블 식품 정제 제품
원료명 성분비(%) 비고
번데기콜라겐 분말 10.0
자색고구마농축분말 8.0
덱스프레스 32.1
자일리톨 10.0
유당 18.0
말티톨 20.0
밀크향 1.0
무수구연산 0.4
스테아린산마그네슘 0.5
합계 100.0
본 발명에 의하여 제조된 번데기콜라겐 가수분해물의 생리활성 효과를 확인해 본 결과 다음과 같았다.
가수분해물의 DPPH assay에 의한 항산화활성(IC 50 )
번데기 단백질 가수분해물의 항산화활성을 알아보기 위하여 4종의 효소로 18 hr동안 가수분해하여 얻은 가수분해물의 DPPH assay에 의한 항산화활성(IC50)을 측정한 결과는 [도5]와 같다. 사용된 효소에 의한 번데기 단백질 가수분해물의 항산화활성은 매우 큰 것으로 나타났는데 특히, 정제효소인 pepsin과 trypsin의 경우 IC50값이 각각 626.09 및 677.44 ㎍/ mL이었으며 상업용 효소인 neutrase와 alcalase의 경우 각각 352.75 및 396.09 ㎍/ mL 이었다. 효소의 종류에 따라 항산화활성에 커다란 차이를 보이는데 특히 정제효소인 pepsin과 trypsin의 경우 항산화활성이 비효소 처리구인 대조구에 비해 1/2로 작았지만 netrase와 alcalase 효소처리구와는 유사한 값을 나타내었다. 그러나 탈지번데기 단백질 가수분해수율이 비효소처리구에 비해 효소처리구가 약 2∼4배 높은 점을 감안할 때 항산화 활성을 가지는 펩타이드의 함량은 효소처리구가 높을 것으로 생각되어지며 경제성 측면에서 보다 효율적일 것으로 생각되어진다. Yeum(43)등은 고등어 근육단백질 효소 가수분해물의 항산화 작용 연구에서 단백질 가수분해물의 항산화활성은 구성 peptide의 성상에 따라 다소 차이가 나며, 이는 말단 잔기에 어떤 아미노산이 존재하는가에 따라 peptide의 입체배위가 달라지기 때문이라고 추정하고 있으며, 분자량과도 관련이 있다고 보고한 바 있어 이로 미루어 항산화활성은 서로 다른 효소에 의해 생성된 분해산물 즉, 가수분해 단백질을 구성하고 있는 아미노산의 조성 및 분자량에 기인하는 것으로 생각되어진다.
가수분해물의 ABTS ·+ decolorization assay에 의한 항산화력(AEAC)
같이 번데기 단백질 가수분해물의 총 항산화활성을 알아보기 위하여 18 hr동안 가수분해하여 얻은 가수분해물의 ABTS·+ decolorization assay에 의한 의한 총 항산화활성을 측정한 결과는 [도6]와 같다. 정제효소인 pepsin과 trypsin의 경우 8.65 및 7.05 ㎎ AA/g, 상업용 효소인 neutrase와 alcalase의 경우 11.95 및 10.28 ㎎ AA/g 이었다. 효소에 따라 총 항산화활성은 DPPH에 의한 항산화활성과 마찬가지로 커다란 차이를 보였으며 neutrase 처리 가수분해물의 총항산화력이 다른 효소처리 가수분해물보다 높았다. 총항산화력의 경우 비효소처리구가 가장 높았으나 탈지번데기 단백질 가수분해 수율이 비효소처리구에 비해 효소처리구가 약 2∼4배 높은 점을 감안할 때 항산화 활성을 가지는 펩타이드의 함량은 효소처리구가 높을 것으로 생각되어지며 경제성 측면에서 보다 효율적일 것으로 생각되어진다. 특히, 추출율의 경우 trypsin 처리구가 가장 높았으나 항산화활성은 가장 낮게 관찰되었다. Kim(44)등은 대구고니 단백질의 효소적 가수분해물로부터 항산화성 펩타이드의 분리·정제 및 특성에 관한 연구에서 가수분해물의 항산화활성의 차이는 기질의 차이뿐만 아니라 각 효소가 기질에 작용하는 절단 부위가 다르기 때문에 N말단 및 C말단에 위치하는 아미노산의 종류가 달라지므로 항산화활성이 다르게 나타나는 것으로 보고한 바 있으며 이로 미루어 가수분해물의 항산화 활성은 가수분해물을 구성하는 아미노산의 함량보다는 N말단 및 C말단에 위치하는 아미노산의 종류에 의해 영향을 받는 것으로 생각되어진다.
분말화 제형에 대한 DPPH에 의한 항산화활성
Alcalase, 18 hr 처리 가수분해물을 일정농도로 농축한 다음 2종의 부형제(starch: A, silica: B)를 이용하여 제형화 한 분말의 항산화활성(IC50)을 측정한 결과는 Fig. 16과 같다. 농축 가수분해물의 항산화활성은 656.86 ㎍/ mL, 부형제로 starch를 사용한 분말 A의 항산화활성은 813.75 ㎍/ mL, silica를 사용한 분말 B의 항산화활성은 614.59 ㎍/ mL 이었다. 농축가수분해물의 경우 농축하기 전의 가수분해물에 비해 약 20%의 활성이 감소하였으며 이는 농축과정 중 단백질의 변성 때문이라 생각되어진다. 또한 분말 A의 경우 농축가수분해물과 분말 B에 비해 낮은 활성을 보였으며 이는 제형화 과정 중 부형제에 따라 항산화 활성이 영향을 받는 것으로 생각되어진다.
분말화 제형에 대한 ABTS ·+ decolorization assay에 의한 항산화력(AEAC)
Alcalase, 18 hr 처리 가수분해물을 일정농도로 농축한 다음 2종의 부형제(starch: A, silica: B)를 이용하여 제형화 한 분말의 총 항산화활성을 측정한 결과는 Fig. 17과 같다. 농축 가수분해물의 총 항산화활성은 8.7 AA ㎎ eq/g, 부형제로 starch를 사용한 분말 A의 총 항산화활성은 4.5 AA ㎎ eq/g, silica를 사용한 분말 B의 총 항산화활성은 9.1 AA ㎎ eq/g 이었다. 농축가수분해물의 경우 농축하기 전의 가수분해물에 비해 약 20%의 활성이 감소하였으며 이는 농축과정 중 단백질의 변성 때문이라 생각되어진다. 또한 분말 A의 경우 농축가수분해물과 분말 B에 비해 낮은 활성을 보였으며 이는 제형화 과정 중 부형제에 따라 항산화 활성이 영향을 받는 것으로 생각되어진다. Heo(51) 등 해조류의 효소적 가수분해물에 의한 항산화 효과와 세포손상 억제 활성연구에서 가수분해물의 항산화 활성은 단백질량 뿐만 아니라 기타물질, 다시 말해 당류 및 지방산에 의해 항산화 활성이 영향을 받는다고 보고한 바 있는데 본 실험결과에서도 첨가되는 부형제에 의해 나타난 결과라 생각된다.
분말화제형의 ACE 저해활성
Alcalase, 18 hr 처리 가수분해물을 일정농도로 농축한 다음 2종의 부형제(starch: A, silica: B)를 이용하여 제형화 한 분말의 ACE 저해활성을 측정한 결과는 Fig. 18과 같다. 농축 가수분해물의 ACE 저해활성은 71.21%, 부형제로 starch를 사용한 분말 A의 ACE 저해활성은 55.57%, silica를 사용한 분말 B의 ACE 저해활성은 62.22% 이었다. 농축가수분해물의 경우 농축하기 전의 가수분해물에 비해 약 10%의 활성이 감소하였으며 이는 농축과정 중 단백질의 변성 때문이라 생각되어진다. 또한 분말 A의 경우 농축가수분해물과 분말 B에 비해 낮은 활성을 보였으며 이는 제형화 과정 중 부형제와의 상호작용에 의해 ACE 저해 활성을 가지는 펩타이드의 변성에 기인하는 것으로 생각되어진다.
이상의 결과를 종합하여 볼 때 번데기 콜라겐 단백질의 최적가수분해 조건은 효소(Neutrase, Alcalase), 가수분해시간 (18 hr), 분산 농도(5∼10%)였으며, 항산화활성 및 ACE 저해활성은 분자량 5 kDa 이하, 열풍 및 감압건조에서 우수하였으며, silica 계열의 부형제가 효과적인 활성효과를 갖는다. 이러한 활성을 갖는 콜라겐 단백질의 분말을 [도3]에서 보는 바와 같이 펠렛화 하는 경우는 식품에서의 스틱제형 및 화장품에서의 비쥬얼효과(visual효과)를 주면서 효능을 주는 소재로의 활용이 가능하다.
참고문헌
1. Kang PD, Ryu KS, Kim KM, Sohn BH. General characteristics and life span of silkworm moth according varieties, Bombyx mori. Korean J. Seric. Sci. 41(3):154-166 (1999)
2. 박선규, 조선열. 최신잠종학. 형설출판사. (1992)
3. 김현성. 최신 종합 양잠학. 선진문화사. (2002)
4. 류강선, 정성현., 누에와 당뇨. 신일상사. (1998)
5. Ryu KS, Lee HS, Kim YS. Pharmacodynamic study of power in mice administered to maltose, sucrose and lactose. Korean J. Seric. Sci. 41(1):9-13 (1999)
6. Choi JH, Kim D I. Effects of silkworm powder on oxygen radicals and their scavenger enzyme in serum of rats. Korean J. Seric. Sci. 41(3):141-146 (1999)
7. Lee YW. Method and preparation of silk powder. Korean J. Monthly Seric. 16:16(1991)
8. 이성갑. 기능성 식품으로서 누에고치의 식용화 이용기술. 식품식품공업지. 137:7-13 (1996)
9. Park JR, Lee KH. Amino acid composition and nutritional value of silkworm larve protein. Korean J. Food & Nutr. 12:4 (1983)
10. Park GS, Park JR. Functional properties of silkworm larvae protein concentrate. Korean J. Food Sci. Technol. 18:3 (1986)
11. Yang JW, Choi EM, Kwon MG, Koo SJ. Sex-hormone replacement effect of silkworm pupa and mixture with herbs. Korean J. Food Cookery Sci. 21:769-775 (2005)
12. Yoon HH, Jeon EJ. Functinal properties of soy protein isolate from heat treated soybean. Korean J. Food Sci. Technol. 36:38-43 (2004)
13. Chin KB, Keeton JT. Evalution of diet frozen storage on protein functional of ostrich muscle. Korean J. Food Sci. Ani. Resour. 20:320-325 (2000)
14. Cho YJ, Kim JK. Change of physical properties and extraction of sesame meal protein by gamma irradiation. Korean J. Food Sci. Technol.. 31:924-930 (1999)
15. Cha YJ, Kim EJ, Kim H. Development of functional seasoning agents from skipjack processing by-product with commercial proteases. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 25:627-631(1996)
16. Kim YJ, Shin TS, Oh HI. Solubility, emulsion capacity and emulsion stability of protein recovered from red crab processing water. Korean J. Food & Nutr. 9:319-324 (1996)
17. You BJ, Lee KH. Improving functional properties of fish meal protein. Bull. Korean Fish. Soc. 23:401-405(1990)
18. Rahama EH, Narasinga Rao MS. Effect of acetylation and succinylation cottonseed flour on its functional properties. J. Agric. Food Chem. 31:352 (1983)
19. Richardson T. Functionality changes in protein following action of enzyme. In "Food proteins. Improvement t hrough chemicaal and enzymatic modification" Feeney RE, Whitaker JR. Am. Chem. Soc. 185 (1977)
20. Jang SH, Kim KJ, Jang A, Cheon YH. Purification and isolation for antihypertensive Peptides from beef heart and spleen. J. Anim. Sci. & Technol. 45:319-326 (2003)
21. Cushman DW, Cheung HS. Spectrophotometric assay and properties of the angiotensin converting enzyme of rabbit lung. Biochemical pharmacology. 20: 1637-1638 (1971)
22. Lee KJ, Ryu JS, Kim SB. Separation and purification of angiotensin converting enzyme inhibitory peptides derived from goat's milk whey hydrolysates. J. Anim. Sc is. & Technol. 47(1):83-90 (2005)
23. Simizu M. Bioactive peptides from bovine milk protein. Paperat Animal Secetions in 24th International Dairy Congress. Melbourne Sept. 18 (1994)
24. Miyoshi S, Ishikawa H, Tanaka H. Angiotensin converting wnzyme inhibitors derived from ficus carica. Agric. Biol. Chem. 53:276 (1989)
25. Kohmura M, Nio N, Ariyoshi Y. inhibitory of angiotensin converting enzyme by synthetic peptide fragment of human k-casein. Agric. Biol. Chem. 54:835 (1990)
26. Miyoshi S, Ishikawa H, Kaneko T, Fukui F. Structure and activity of angiotensin converting enzyme inhibitors in an alpha-zein hydrolysates. Agric. Biol. Chem. 55:1313 (1991)
27. Maruyama S, Nakagomi K, Tomizuka N, Suzuki H. Angiotensin converting enzyme inhibitor derived from an enzymatic of casein. Agric. Biol. Chem. 49:1405 (1985)
28. Abubakar A, Saito T, Kitazawa H, Kawai Y. Structural analysis of new antihypertensive peptides derived from cheese whey protein by proteinase K digestion. Journal of Dairy Sci. 81:3131-3138 (1998)
29. Maeno M, Yamamoto N, Takano T. Identification of an antihypertensive peptide from casein hydrolysate produced by a proteinase from Lactobacillus helveticus CP790. Journal of Dairy Sci. 79: 1316-1321 (1996)
30. Suh HJ, Whang JH. A peptide from corn gluten hydrolysate that is inhibitory toward angiotensin converting enzyme. Biotechnology Letters. 21:1055-1058 (1999)
31. Kohama Y, Matsumoto S, Oka H. Isolation of angiotensin converting enzyme inhibitory from tuna muscle. Biochemical and Biophysical Research Communications. 155:332-337 (1988)
32. Jang SH, Jang A, Kim KJ, Cheon YH. Purification and isolation for antihypertensive peptides from beef heart and spleen. J. Anim. Sci. & Technol. 45(2):319-326 (2003)
33. AOAC:Association of Official analytical chemists. 32th ed. Washington D.C. (2002)
34. Jeon JR, Park JR. Functional properties of silkworm larvae protein concentrate after enzyme treatment. J. Korean. Soc. Food Nutr. 21(6):706-711 (1992)
35. Lee YC, Kim DS, Kim YD, Kim YM. Preparation of oyster (Crassostrea gigas) and sea mussel (Mytilus coruscus) hydrolyzates using commercial protease. Korean J. Food Sci. Technol. 22(3): 234-240 (1990)
36. Bektas T, Munevver S, Akpulat HA, Atalay S. Screening of the antioxidant potentials of six Salvia species from Turkey. Food Chem. 95: 200-204 (2006)
37. Roberta R, Nicoletta P, Anna P, Ananth P, Min Y, Catherine RE. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology & Medicine 26: 1231-1237 (1999)
38. Leong LP, Shiui G. An investigation of antioxidant capacity of fruits Singapore makets. Food Chem. 76: 69-75 (2002)
39. Do JR, Heo IS, Jo JH. Effect of antihypertensive peptides originated from various marine protein on ACE inhibitory activity and systolic blood pressure in sponaneously hypertensive rats. Korean J. Food Sci. Technol. 38(4):567-570 (2006)
40. Han JS, Hwang IK. Effects of functional properties of soy protein isolate and qualities of soybean curd upon proteolytic hydrolysis. Korean J. Food Sci. Technol. (1992)
41. Montecavalvo J, Constantinides S. Enzymatic modification of fish frame protein isolates. J. Food Sci. 49:1305 (1994)
42. Sekul A, Vinnett C. Some functional properties of peanut protein partially hydrolyzed with papain. J. Agric. Food. Chem. 26:855 (1978)
43. Yeum DM, Kim YS. Antioxidative action of enzymatic hydrolysates of mackerel muscle protein. Korean J. Food & Nutr. 7(2):128-136 (1994)
44. Kim SK, Choi YR, Park PJ. Purification and characterization of antioxidative peptides from hydrolysate of cod teiset protein. J. Korean Fish. Soc. 33(3):198-204 (2000)
45. Zhang JH, Tatsumi E, Ding CH. Angiotensin converting enzyme inhibitory peptides in douchi, a chinese traditional fermented soybean product. Food Chemistry. 98:551-557 (2006)
46. Yamaguchi N, Naito S, Yokoo Y, Fujimaki M. Antioxidant effects of soy protein hydrolysates on copper-catalyzed methyl linoleate oxidation. J. Food Sci. 45:1082-1083 (1979)
47. Bishove SJ, Henick AS. Antioxidant effect of protein hydrolyzates in freeze-dried model system. J. Food Sci. 37:873-875 (1972)
48. Deeslie WD, Cheryan M. Fractionation of soy protein hydrolysates using ultrafiltration membranes. J. Food Sci. 57:411-413 (1991)
49. Suetsuna K. Isolation and characterization of angiotensin converting enzyme inhibitor depeptides derived from allium sativum L. Journal of Nutrition Biochemistry. 9:415-419 (1998)
50. Krogull MK, Fennema O. Oxidation of tryptophan in the presence of oxidizing methyl linoleate. J. Agric. Food Chem. 35:66-70 (1987)
51. Heo SJ, Jeon YJ. Antioxidant effect and protecting effect against cell damage by enzymatic hydrolysates from marine algae. Food industry and Nutrition. 10(1):31-41 (2005)

Claims (5)

  1. 누에 번데기로부터 콜라겐 단백질을 분리 및 정제방법 및 이를 이용하여 제조된 콜라겐 단백질을 식품 및 화장품 소재로 사용하는 조성물
  2. 제 1항에서 누에 번데기로부터 콜라겐 단백질을 분리 및 정제방법에 있어서 펩신, 트립신 ,neutrase, alcalase의 효소 등을 사용하여 가수분해하여 분리정제 시키는 제조방법
  3. 제 1항에 있어서 식품 및 화장품 소재의 적용을 위해서 추출된 누에 콜라겐 단백질을 스타치(Starch) 및 실리카(Silica), 덱스트린, 락토오스 등의 부형제를 사용하여 드라이 파우더화 시켜서 식품 및 화장품에 적용한 조성물
  4. 제 3항에 있어서 분말화된 식품 및 화장품 소재를 다시 유동층 탄젠셜시스템 또는 이와 유사한 프로세스에 의하여 펠렛화 시키는 제조방법 및 이렇게 제조된 원료를 적용한 조성물
  5. 제 1항에 있어서 콜라겐 단백질의 활용을 항산화 효과 및 ACE저해효과를 목적으로 하는 식품 및 화장품 조성물
KR1020070043300A 2007-05-03 2007-05-03 누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법 KR20080097887A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070043300A KR20080097887A (ko) 2007-05-03 2007-05-03 누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070043300A KR20080097887A (ko) 2007-05-03 2007-05-03 누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080097887A true KR20080097887A (ko) 2008-11-06

Family

ID=40285617

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070043300A KR20080097887A (ko) 2007-05-03 2007-05-03 누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080097887A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101115510B1 (ko) * 2009-07-27 2012-03-13 정철헌 저온에서 액상으로 효소 추출하는 누에 등의 효소 분해 추출물의 추출방법
KR101373940B1 (ko) * 2012-10-17 2014-03-12 이성권 생리활성물질의 양이 증가된 누에고치 발효·효소 가수분해물의 제조 방법, 이로부터 얻어진 가수분해물 및 이러한 가수분해물의 항염 활성 용도
KR101457372B1 (ko) * 2012-11-28 2014-11-03 (주)에이씨티 황금누에고치 추출물을 함유한 모발 및 두피상태 개선용 화장료조성물
CN108902940A (zh) * 2018-06-28 2018-11-30 燕生（福建）生物工程有限公司 一种速溶燕窝胶原蛋白肽粉及其制备方法
KR20190086178A (ko) * 2018-01-12 2019-07-22 주식회사 바이오프로후즈 가바 및 루틴 증진 활성, 항산화 활성 또는 아세틸콜린에스테라제 저해 활성이 증대된, 꾸지뽕잎으로 사육한 누에 가수분해물, 및 이의 제조방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101115510B1 (ko) * 2009-07-27 2012-03-13 정철헌 저온에서 액상으로 효소 추출하는 누에 등의 효소 분해 추출물의 추출방법
KR101373940B1 (ko) * 2012-10-17 2014-03-12 이성권 생리활성물질의 양이 증가된 누에고치 발효·효소 가수분해물의 제조 방법, 이로부터 얻어진 가수분해물 및 이러한 가수분해물의 항염 활성 용도
KR101457372B1 (ko) * 2012-11-28 2014-11-03 (주)에이씨티 황금누에고치 추출물을 함유한 모발 및 두피상태 개선용 화장료조성물
KR20190086178A (ko) * 2018-01-12 2019-07-22 주식회사 바이오프로후즈 가바 및 루틴 증진 활성, 항산화 활성 또는 아세틸콜린에스테라제 저해 활성이 증대된, 꾸지뽕잎으로 사육한 누에 가수분해물, 및 이의 제조방법
CN108902940A (zh) * 2018-06-28 2018-11-30 燕生（福建）生物工程有限公司 一种速溶燕窝胶原蛋白肽粉及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sánchez et al. Bioactive peptides: A review
Etemadian et al. Development of animal/plant-based protein hydrolysate and its application in food, feed and nutraceutical industries: State of the art
González et al. Edible mushrooms as a novel protein source for functional foods
Hajfathalian et al. Peptides: Production, bioactivity, functionality, and applications
Nongonierma et al. Unlocking the biological potential of proteins from edible insects through enzymatic hydrolysis: A review
Errico et al. Tenebrio molitor as a source of interesting natural compounds, their recovery processes, biological effects, and safety aspects
Benjakul et al. Fish protein hydrolysates: production, bioactivities, and applications
Chalamaiah et al. Fish protein hydrolysates: Proximate composition, amino acid composition, antioxidant activities and applications: A review
Chatterjee et al. Enzymatic modification of sesame seed protein, sourced from waste resource for nutraceutical application
Lee et al. Biological activity and processing technologies of edible insects: a review
KR102560013B1 (ko) 키틴, 가수분해물, 및 효소 가수분해에 의해 곤충으로부터 하나 이상의 관심 생성물을 생산하는 방법
KR100734721B1 (ko) 혈관 확장성 약제학적 제조물 및 건강식품 조성물
KR20100057630A (ko) 아미노산 및 펩티드 제품
Nag et al. Seafood discards: a potent source of enzymes and biomacromolecules with nutritional and nutraceutical significance
KR20080097887A (ko) 누에 번데기에서의 콜라겐 단백질 분리 방법 및 이 방법에의해서 제조된 번데기 콜라겐의 식품 및 화장품 소재의응용방법
Lafarga Potential applications of plant‐derived proteins in the food industry
Özyurt et al. Advances in discard and by-product processing
KR102399971B1 (ko) 누에콜라겐 건강식품 조성물과 이의 제조방법
US7297512B2 (en) Method for producing amino acid components by enzymatic hydrolysis of fish egg skin
Muhammad et al. Antioxidative activities of hydrolysates from edible birds nest using enzymatic hydrolysis
Rabiei et al. Marine-Derived Bioactive Peptides with Pharmacological Activities-A Review.
KR102333548B1 (ko) 배스 추출물을 포함하는 동물용 사료 조성물 및 이의 제조방법
Mustafa et al. Bioactive peptides and their natural sources
CN112825997A (zh) 一种小麦胚芽复合肽固体饮料及制备方法
Kristinsson 23 The Production, Properties, and Utilization of Fish Protein Hydrolysates

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination