KR20160114748A - 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물, 분말 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
장어의 비식용 부분(주로 머리부분)으로부터 저렴하고 고효율로 제조한 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말을 제조한다. 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물 제조방법은, (1) 장어 머리부분을 제트 수류로 세정하는 공정；(2) 장어 머리부분을 수중에서 가열함과 동시에 분쇄하는 공정；(3) 상기 (2)의 공정의 온도보다 냉각한 후, 효소를 첨가하여 효소 반응시키는 공정；(4) 상기 (3)의 공정의 냉각 온도보다 더 가열해 효소 반응을 정지시키는 공정；(5) 상기 (4)에서 얻어진 반응물을 필터로 여과하여 여액과 고형물을 분리하는 공정；(6) 상기 (5)에서 얻어진 여액을 원심분리기에 넣고서 분리하여, 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물을 회수하는 공정을 포함한다.
Description
본 발명은 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물, 분말 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 식용 생물 중, 하나의 개체로부터 식용으로 만들지 않고 폐기하였던 부분에 포함되어 있는 것으로, 보조제(supplement) 등으로 이용할 수 있는 유용한 화합물을 찾아내, 이를 실용화하려는 시도가 주목을 받고 있다.
그 중에서도, 장어의 머리부분은 먹지 않는 비식용 부분으로서, 식용으로 제공하지 않아 대량의 폐기물이 되고 있었다.
한편, 세라미드는 인간에 있어 피부의 각질층에 존재하며, 적당한 수분을 함유하고 있어 피부에 유연성을 제공하는 보습 기능이나, 체내의 수분을 유지하는 기능, 외부에서 침입되는 이물질을 저지하는 기능 등을 갖고 있는 것으로 알려져 있다.
콜라겐은 보습 효과가 높은 단백질로 알려져 있다. 콜라겐 분자는 3잔기마다 반복되는 글리신 이외의 잔기가 모두 분자 표면에 노출되어 있으며, 주위에 많은 물분자를 유지할 수 있다.
세라미드는, 소에서 유래한 것을 조정해오고 있었지만, 최근 BSE 등의 문제에 의해, 다른 원료로부터 조정하는 연구가 진행되고 있다. 예를 들면, 식물에서 유래한 세라미드 등이 제안되어 있다.
또, 종래에 폐기되고 있던 진주조개 등의 연체부로부터 스핑고지질(sphingolipid)을 좋은 수율로 제조하는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1).
그러나, 식물 유래의 세라미드는 추출 및 생성에 많은 시간과 비용이 든다. 또, 특허 문헌 1에 기재된 스핑고지질의 제조방법은, 복족류, 부족(조개)류, 두족류 중 어느 하나에 속하는 수권 생물인 1종 이상의 연체부를 유기용매로 추출하고, 크로마토그래피 처리한 후, 유기용매에 의해서 분획하여 스핑고지질 분획을 채취하는 방법이므로, 많은 시간이 걸린다.
콜라겐은 종래에 육류나 어류 유래의 것이 알려져 있지만, 콜라겐 자체의 분자량이 큰 점에서, 콜라겐 단독으로 보조제 또는 화장품에 함유시킨 경우, 보습 등의 효과를 의문시하는 목소리도 있다.
본 발명은 장어의 비식용 부분, 즉 주로 머리부분으로부터 저렴하고 고효율로 제조한 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물이나 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 아래와 같은 특징을 갖는다.
[1］장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법에 있어서,
(1) 장어 머리부분을 제트 수류로 세정하는 공정；
(2) 장어 머리부분을 수중에서 가열함과 동시에 분쇄하는 공정；
(3) 상기 (2)의 공정의 온도보다 냉각한 후, 효소를 첨가하여 효소 반응시키는 공정；
(4) 상기 (3)의 공정의 냉각 온도보다 더 가열해 효소 반응을 정지시키는 공정；
(5) 상기 (4)에서 얻어진 반응물을 필터로 여과하여 여액과 고형물을 분리하는 공정； 및
(6) 상기 (5)에서 얻어진 여액을 원심분리기에 넣고서 분리하여, 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물을 회수하는 공정을 포함하는, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법.
[2] 상기 [1］에 있어서, 함유되는 콜라겐 또는 세라미드의 총량 중, 분자량 분포에 있어서 분자량 1000 이상의 물질이 50% 이상인 것을 특징으로 하는, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법.
[3］상기 [1］또는 [2］에 있어서, 상기 조성물에 덱스트린을 첨가함과 동시에, 스프레이 드라이어 장치로 분말화하는 것을 특징으로 하는, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법.
[4］상기 [1] 내지 [3］중 어느 하나의 제조방법을 이용하여 제조된, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 분말.
본 발명에 의하면, 장어의 머리부분으로부터 저렴하고 고효율로 제조한 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물 및 분말을 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말의 제조방법을 나타내는 플로우차트다.
도 2는 세라미드의 화학 구조를 나타낸다(화살표는 텐덤 질량 분석 시의 분리 부위를 나타낸다).
도 3은 시료에서 추출한 세라미드의 질량 분석 결과를 나타내는 그래프다.
도 4는 세라미드의 분자종 조성(조직 그램당 함량)을 나타내는 그래프다.
도 5는 S1, S2 시료 GalCer의 질량 스펙트럼을 나타내는 그래프다.
도 6은 S1, S2 시료에 포함되는 HexCer의 분자종 조성을 나타내는 그래프다.
도 7은 S1, S2 시료에 포함되는 스핑고미엘린의 질량 스펙트럼을 나타내는 그래프다.
도 8은 콜라겐을 포함하는 것을 나타내는 시료 분석 결과다.
도 9는 시료에 포함되는 콜라겐 및 세라미드 중, 분자량이 큰 것(예를 들면 1000 이상)이 50% 이상인 것을 나타내는 시료 분석 결과다.
도 10은 도 9 및 도 11의 시료 분석 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 시료에 포함되는 콜라겐 및 세라미드 중, 분자량이 큰 것(예를 들면 1000 이상)이 50% 이상인 것을 나타내는 시료 분석 결과다.
도 2는 세라미드의 화학 구조를 나타낸다(화살표는 텐덤 질량 분석 시의 분리 부위를 나타낸다).
도 3은 시료에서 추출한 세라미드의 질량 분석 결과를 나타내는 그래프다.
도 4는 세라미드의 분자종 조성(조직 그램당 함량)을 나타내는 그래프다.
도 5는 S1, S2 시료 GalCer의 질량 스펙트럼을 나타내는 그래프다.
도 6은 S1, S2 시료에 포함되는 HexCer의 분자종 조성을 나타내는 그래프다.
도 7은 S1, S2 시료에 포함되는 스핑고미엘린의 질량 스펙트럼을 나타내는 그래프다.
도 8은 콜라겐을 포함하는 것을 나타내는 시료 분석 결과다.
도 9는 시료에 포함되는 콜라겐 및 세라미드 중, 분자량이 큰 것(예를 들면 1000 이상)이 50% 이상인 것을 나타내는 시료 분석 결과다.
도 10은 도 9 및 도 11의 시료 분석 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 시료에 포함되는 콜라겐 및 세라미드 중, 분자량이 큰 것(예를 들면 1000 이상)이 50% 이상인 것을 나타내는 시료 분석 결과다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 공정을 갖는 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물은 아래의 공정을 통해서 제조된다.
(1) 장어 머리부분을 제트 수류로 세정하는 공정；
(2) 장어 머리부분을 수중에서 가열함과 동시에 분쇄하는 공정；
(3) 상기 (2)의 공정의 온도보다 냉각한 후, 효소를 첨가하여 효소 반응시키는 공정；
(4) 상기 (3)의 공정의 냉각 온도보다 더 가열해 효소 반응을 정지시키는 공정；
(5) 상기 (4)에서 얻어진 반응물을 필터로 여과하여 여액과 고형물을 분리하는 공정； 및
(6) 상기 (5)에서 얻어진 여액을 원심분리기에 넣고서 분리하여, 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물을 회수하는 공정.
또, 이 조성물에 덱스트린을 첨가함과 동시에, 스프레이 드라이어 장치로 분말화하여 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말을 제조할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 원료로 하는 장어는 일반적으로 식용으로 제공되는 장어이며, 장어과 Anguillidae는 장어속 Anguilla에 속하는 종류를 사용할 수 있다.
예를 들면, 무태 장어, 유럽 장어, 미국 장어를 사용할 수 있다.
또, 그 밖에 상기 종류에는 속하지 않지만, 일반적으로 장어라고 부르고 있는 종류, 예를 들면, 후센(Fusen)장어, 전기장어, 뱀장어, 칠성장어, 먹장어 등을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명은 상기 장어에서 그 머리부분을 사용한다.
본 발명에서는 지금까지 폐기해오고 있었던 머리부분을 이용하여, 고효율로 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물을 제조한다.
예를 들면, 장어로 장어구이를 조리할 때, 비식용 부분인 머리부분은 통상 폐기 처분한다.
상기 머리부분은, 조리 과정에서 식용으로 제공되는 몸통 부분을 제거한 것이지만, 당연히 뼈부분이나 머리부분에 몸통이 붙어 있는 상태의 것이라도 무방하다.
또, 이것으로 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 내장, 비늘, 지느러미, 껍질, 혈액 등이 포함되어 있어도 상관없다.
＜머리부분의 전처리＞
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법을 설명한다.
또한, 장어 머리부분이 갖는 악취 성분을 제거하기 위해, 미리 제조한 식염수(예를 들면 1~10% 정도의 농도)에 침지 처리하여, 암모니아나 트리메틸아민 등을 식염수 속에 용출시키는 것도 바람직하다.
본 실시예에서는, 이러한 식염수 속에서 침지 처리한 장어 머리부분에 제트 수류를 분사하여, 장어 머리부분의 바깥 표면에 부착되어 있는 먼지나 잡균을 제거한다.
제트 수류란 수류의 압력을 높여서 배출하는 수류 상태를 말하며, 강한 수류를 장어 머리부분에 분출시키는 것을 말한다.
다음에, 세정한 상기 장어 머리부분을 물과 함께 탱크에 투입하여 가열한다. 가해지는 물의 양은, 예를 들면 투입하는 장어 머리부분 질량의 2~4배 정도로 하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 장어의 머리부분 200㎏에, 물 800㎏을 가하여 탱크에 투입한 후, 가열하면서 분쇄한다.
상기 가열 및 분쇄 처리의 목적은, 장어 머리부분을 연화시켜, 다음 공정인 효소 반응공정에서 반응을 용이하게 하도록 하는데 있다.
상기 탱크에 투입하는 단계에 있어서, 장어 머리부분은 살아 있는 상태라도 되지만, 냉동 상태라도 상관은 없다.
장어 머리부분을 수중에서 가열할 때에, 가열 수단으로서는 보일링(boiling)등의 일반적인 가열 수단이면 된다.
본 실시예에서, 장어 머리부분이 냉동되어 있는 경우에는, 증기 가열(스팀 가열)을 실시하면, 급속 해동에 의해 장어 머리부분의 변질을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
장어 머리부분이 냉동 상태인 경우, 이 단계에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은, 장어 머리부분을 해동할 수 있는 한 특히 한정되지 않는다.
예를 들면, 80~100℃에서 30~120분간 가열한 경우, 전체적으로 해동된 상태가 되므로 바람직하다.
장어 머리부분이 냉동 상태가 아닌 경우에도, 마찬가지로 80~100℃에서 30~120분 정도 가열 처리하면 분쇄가 용이하게 되므로 바람직하다.
100℃ 이상, 또는 120분 이상 가열 처리를 실시한 경우, 함유되는 콜라겐 및 세라미드가 변성될 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
다음에, 상기 장어 머리부분은 가열된 온수 속에서 분쇄한다.
분쇄 수단으로서는, 통상 사용하는 수단을 사용할 수 있다. 예를 들면, 볼밀, 에지밀, 제트밀 등을 사용할 수 있다.
이 단계에서 원료를 대략적으로 분쇄해 둠으로써, 다음 공정의 효소 반응에 있어서 반응 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
분쇄는 2 단계로 나누어서 실시해도 된다.
예를 들면, 제1 분쇄처리로서 범용 믹서를 이용하여 거친 분쇄(입경 1~2㎜ 정도)를 실시하고, 이어서 제2 분쇄처리로서 전용 분쇄기(예를 들면, 오리엔트 분쇄기 주식회사제를 이용하여 더욱 미세한 미세 분쇄(입경 200㎛ 이하)를 실시하는 것도 가능하다.
그 후, 분쇄한 장어 머리부분에 효소를 첨가하고, 효소 반응에 의해서 용해한다.
용해에 사용하는 효소로는, 통상적으로 사용하는 단백질 분해용 효소(펩티드 결합 가수분해 효소)이면 특히 한정되지 않으며, 예를 들면 프로테아제를 포함한 효소를 들 수 있다.
본 실시예에서, 프로테아제를 포함한 효소는 동물계 단백질을 분해하는 효소이며, 프로테아제류를 포함한 효소이면 특히 제한은 없다.
프로테아제로서는, 예를 들면 파파인, 브로멜라인, 파이신, 엔드프로테아제, 엔드펩티다아제 등을 들 수 있다.
효소 반응에 있어서는, 분쇄한 장어 머리부분의 온도를 사용할 효소의 종류에 따라 적절한 온도로 조정할 필요가 있다.
예를 들면, 30℃~65℃ 등의 온도 범위에서 사용할 효소에 적절한 온도로 제어한 상태에서, 소정의 시간(예를 들면 30~90분 동안) 유지하여, 장어 머리부분의 용해 반응을 진행시킨다.
이 효소 반응에 있어서는 최적의 PH로 조정되어 있는 것이 바람직하지만, 본 실시예에서는 예를 들면 pH6 전후로 조정하는 것이 바람직하다.
다음에, 효소 반응을 정지시키기 위해서 탱크 내의 용해물을 가열한다. 가열 온도 및 가열 시간은 사용한 효소가 비활성화되는 온도 및 시간에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 가령 90℃ 이상에서 20~40분간(본 실시예에서는 90℃에서 30분간) 유지한다. 이를 통해 효소를 비활성시켜 효소 반응을 정지시킨다.
또, 90℃ 이상에서 20~40분간 유지함으로써, 장어 혈액 속에 들어 있는 살모넬라균을 사멸시킬 수도 있다.
이어서, 효소 반응으로 얻어진 반응물(용해되어 걸쭉한 상태의 액체)을 필터로 여과하고, 상기 효소 반응으로 용해되지 않은 고형물과 여액을 분리한다. 이 공정에서 분리된 고형물은 주로 장어의 뼈부분이다.
용해되지 않은 뼈부분은, 필요에 따라서 이후의 공정에서 건조 분쇄하여 칼슘 원료로 하는 것도 가능하다.
다음에, 여액으로부터 지질을 분리하여 수용액(조성물)을 얻는다.
지질을 분리하는 방법으로는, 예를 들면 원심분리기를 이용할 수 있다.
또는, 여액을 정치하고, 비중차에 의해 상층에 분리된 지질과 하층에 침전된 수용액(조성물)을 분리하여 회수하는 것도 가능하다.
얻어진 수용액(조성물)은, 그대로 저장하거나, 농축하거나, 건조시켜 분말로 만드는 것 등이 가능하다.
다음에, 이 수용액(조성물)을 이용하여, 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말의 제조방법을 설명한다.
얻어진 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 수용액의 점도를 조정해서 분말화하기 위해서, 덱스트린을 첨가한다.
덱스트린은 통상 액체의 분말화 시에 사용하는 양을 첨가하면 된다.
예를 들면, 질량비로 조성물：덱스트린=1：2~3이 되도록 첨가하는 것이 가능하다.
그 후, 스프레이 드라이 장치 등을 사용하여 조성물을 분말화함으로써, 본 실시예의 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말을 얻을 수 있다.
실시예
다음에, 본 발명의 실시예를 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말의 제조방법을 나타내는 플로우차트다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 먼저 탱크 안에 냉동 상태의 장어 머리(200㎏)와 물(800㎏), 총 1000㎏을 투입하고, 90℃에서 40분간, 탱크의 온수 속에서 회전 날개에 의해 장어의 머리를 분쇄했다.
분쇄 시, 처음에는 원주속도 50m/초로 10초간 거칠게 분쇄하고, 그 후 200메시 정도가 될 때까지 계속 분쇄했다.
다음에, 분쇄한 액체 전체를 55℃로 냉각하고, 분해 효소로서 프로테아제를 첨가한 후, 20분간 교반하면서 효소 반응을 진행시켰다.
그 후, 용해물을 90℃로 재가열하고 30분간 유지함으로써, 효소 반응을 정지시켰다.
이 단계에서, 장어 머리부분은 거의 용해되어, 걸쭉한 상태로 되었다.
다음에, 이 걸쭉한 상태의 용해물을 필터로 여과하여, 용해되지 않은 뼈 등의 고형물을 제거했다.
얻어진 여액을 원심분리기에 넣고서 지질을 분리하여 수용액(조성물)을 얻었다.
상기 수용액(조성물)에 덱스트린 20㎏을 첨가하여 혼합했다.
그 후, 스프레이 드라이어 장치로 분말화(SD분말)하여, 장어 머리 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말을 얻었다. 얻어진 분말의 양은 약 28㎏이었다.
다음에, 본 발명에서 얻어진 장어 유래의 콜라겐 및 세라미드 성분의 존재를 아래와 같은 방식으로 검증했다.
얻어진 시료(스프레이 드라이어 장치에 의해서 분말화한 분말)에 포함되어 있는 세라미드 성분(세라미드, 모노헥소실세라미드(monohexosylceramide)을 아래와 같은 방식으로 조사했다.
도 2는 세라미드의 화학 구조를 나타낸다(화살표는 텐덤 질량 분석 시의 분리 부위를 나타낸다).
도 2에 나타낸 바와 같이, 세라미드는 스핑고신(S)과 지방산(N) 또는 α-히드록시 지방산(A)이 축합된 구조를 갖는다.
전자(스핑고신(S))는 인간을 포함한 동물의 조직에서 가장 많은 양을 차지하면서 어느 장기에나 들어 있는 세라미드(Cer)이며, Cer(NS)로 줄여서 나타낸다.
후자(지방산(N) 또는 α-히드록시 지방산(A))도 뇌, 피부, 신장 등에 많이 존재하며, Cer(AS)로 줄여서 나타낸다.
＜시료에서 스핑고지질 추출 처리(전처리)＞
시료를 채취하여 각각 207mg씩 2개로 나누어 유리 시험관에 넣고, 이를 S1, S2로 하였다.
먼저, 추출 효율의 편차 등을 없애 보다 정확하게 정량하기 위해서, 시료 S1, S2에 내부 표준 지질(세라미드 Cer(NS) 18：1, 0.24nmol, 글리코실세라미드 GlcCer(NS) 12：0, 0.12 nmol)을 첨가하고, 그 시료를 지질 추출 처리했다.
스핑고지질을 주요 타깃으로 분석하기 위해, 약알칼리 가수분해 처리를 통해 인지질을 제거했다.
도 3은 시료에서 추출한 세라미드의 질량 분석 결과를 나타내는 그래프다.
*표시의 피크는 미확인 혼입물이나 환경 유래 물질을 나타내며, IS는 내부 표준 물질을 나타낸다.
도 4는 세라미드의 분자종 조성(조직 그램당 함량)을 나타내는 그래프다.
횡축은 세라미드를 구성하는 스핑고신과 지방산의 탄소수의 합을 나타내며, 종축은 측정한 S1과 S2의 평균값을 나타낸다.
도 3에 나타낸 바와 같이, S1과 S2에 있어서 세라미드의 질량 스펙트럼 구조를 질량 분석으로 조사한 결과, 주로 인간형 스핑고신인 Cer(NS) 형이 존재하며, 양적인 측면에서는 길이(탄소수)가 16인 것이 많지만, 인간에게 가장 많은 18인 것도 상당량 존재하고 있었다.
도 2와 같이, 세라미드는 스핑고신과 지방산이 축합된 구조를 갖는다.
MS/MS 분석 결과로부터, C32와 C34의 피크는 지방산의 사슬길이가 16에서 스핑고신의 사슬길이가 각각 16 및 18인 세라미드에 대응하고, C40과 C42의 피크는 사슬길이가 24에서 이중 결합 1개를 갖는 지방산과 스핑고신의 사슬길이가 각각 16 및 18인 세라미드에 대응한다.
장어 세라미드에는 거의 포함되지 않은 0.24nmol의 Cer(NS) 18：1을 시료에 첨가하고(도 3의 IS), 세라미드 조성과 함량을 산출했다(도 4).
이들 결과로부터, 총 탄소수는 동일하지만 스핑고신 골격의 사슬길이가 다른 각 분자종의 이성체의 미량 성분을 무시할 경우, 사슬길이 16 및 18의 스핑고신 골격을 갖는 세라미드의 개략적인 비율은 3：2 정도가 된다.
＜시료 S1, S2의 헥소실세라미드 비교＞
다음에, 헥소실세라미드(HexCer)의 조성과 함량에 대해 조사했다.
HexCer에 결합된 단당은 일반적으로 글루코스나 갈락토스이며, 그의 정상(normal phase) 크로마토그래피의 용출위치로부터 함유된 단당을 추정할 수 있다.
글루코실세라미드(GlcCer) 중에서, GlcCer(NS)은 첨가한 내부 표준 GlcCer(NS) 12：0보다 빨리 용출되고, 갈락토실세라미드 GalCer은 내부 표준 GlcCer(NS) 12：0과 동일하거나 늦게 용출된다.
이것에 따르면, S1, S2시료 HexCer에서는 양자 모두 검출되었지만, GalCer가 압도적으로 많았다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 세라미드에 결합되어 있는 지방산에는, 수산기(-OH)를 함유하지 않은 것(N)과, 그것이 2(α) 위치에 결합되는 것(A)이 있다.
도 5는 S1, S2 시료 GalCer의 질량 스펙트럼을 나타내는 그래프다.
도 5에서 좌측은 GalCer(NS)의 스펙트럼이고, 우측은 GalCer(AS)의 스펙트럼이며, 각각 시료 S1, S2에서 추출한 지질의 데이터를 나타낸다.
또, 피크 상부의 라벨 상단은 GalCer에 포함되어 있는 총 탄소수：스핑고 염기로서 스핑고신을 함유했을 때 지방산에 포함되어 있는 이중 결합수를 나타내고, 라벨 하단은 피크의 m/z값을 나타낸다.
*표시는 GalCer(AS)의 용출위치에 피크 테일링(peak tailing) 때문에 혼재하는 GalCer(NS)의 피크를 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이, S1, S2 시료에는, HexCer(NS)와 HexCer(AS)가 함께 존재하는 것을 알 수 있다.
텐덤 질량 분석을 통해 얻은 프로덕트 이온 스펙트럼에 있어서, HexCer의 특징은, 사슬길이 18의 인간형 스핑고신을 함유하는 C48, C50, C52(각각 지방산의 사슬길이는 24, 26, 28)라고 하는 긴사슬 측의 분자종 조성비가 세라미드보다 높은 데 있다.
도 6은 시료 S1, S2에 포함되는 HexCer의 분자종 조성을 나타내는 그래프다.
횡축은 총 탄소수：스핑고 염기로서 스핑고신을 함유했을 때 지방산에 포함되는 이중 결합수를 나타낸다.
종축은 시료(S1, S2) 1g당 HexCer 분자종에 포함되는 세라미드 부분의 질량(㎍)을 나타낸다.
도 6은 가수분해 전에 첨가한 천연으로는 거의 존재하지 않는 GlcCer(NS) 12：0(m/z=644)를 내부 표준으로 해서, HexCer의 분자종 조성을 검토한 결과를 나타내고 있다.
GalCer(NS)에서는, 세라미드에서 가장 함량이 많은 C40：1(사슬길이 16의 스핑고신 및 지방산 C24：1을 주로 포함한다)에 대응하는 C46(당의 탄소수 6만큼 크다)과, 그것보다 사슬길이가 2만큼 긴 C48：1(사슬길이 18의 스핑고신 및 지방산 C24：1을 주로 포함한다)이 많은 데 특징이 있다(후술하는 도 7(a) 및 도 5).
또, 이 GalCer(NS) C48은, 인간의 GalCer(NS)의 일반적인 주성분과 구조가 동일한 것을 알 수 있었다.
GalCer(AS)은 주로 C44부터 C50의 긴사슬 분자종으로 구성되어 있고, 세라미드 분자종 중에서 가장 함량이 많은 C40을 골격으로서 갖는 C46 분자종의 함량이 가장 높은 것을 알 수 있었다.
이상의 결과로부터, GalCer에서는 긴사슬의 분자종이 많고, 인간형 세라미드로 사슬길이 18인 세라미드는, 세라미드 자체보다도 많이 포함되어 있는 것을 알 수 있었다.
GlcCer는 GalCer에 비해서 미량의 성분이며, 분자종의 분포는 유사한 경향이 있다.
＜시료(S1, S2)에 포함되는 세라미드, HexCer의 함량＞
표 1은 도 4 및 도 6의 데이터로부터, 시료 1g당 포함되는 세라미드의 질량(㎍)을 산출한 결과를 나타낸다.
표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, HexCer는 세라미드보다 약 4배 많은 세라미드를 함유하는 것을 알 수 있었다.
[표 1]
＜고찰＞
이상의 결과로부터, 장어의 머리부분으로 제조한 분말은 시료 1g 당 6㎍ 정도의 세라미드 성분을 함유하는 것을 알 수 있었다.
도 7은 시료에 포함되는 스핑고미엘린의 질량 스펙트럼을 나타내는 그래프이며, 라벨은 총 탄소수(대응하는 세라미드보다 5만큼 크다)：스핑고 염기로서 스핑고신을 함유했을 때 지방산에 포함되는 이중 결합수를 나타낸다.
세라미드 및 HexCer보다 다량의 스핑고미엘린 성분도 시료에 포함되지만, 스핑고미엘린은 이번에 사용한 텐덤 질량분석법으로 분리하기가 힘들었다. 현재는 스핑고미엘린의 세라미드 골격 구조의 정보가 충분히 얻어지지 않았지만, 도 7에 나타낸 바와 같이, 세라미드와 상당히 유사한 피크 강도 분포를 보였으며, C45：1의 이동한 피크는 세라미드의 C40에 대응한다.
스핑고미엘린에서 유래되는 세라미드를 포함하면, 더 많은 양의 세라미드가 시료에 존재하게 된다.
사슬길이가 18 및 16인 스핑고신의 정확한 총 함량 비율은, 스핑고지질을 분해해서 얻은 스핑고신을 정량함으로써 확인 가능하다.
이번 조사에서, 시료 내의 세라미드의 스핑고신 골격에는 사슬길이가 18인 인간형이 약 40% 포함되어 있는 것을 알 수 있었다.
세라미드 등의 스핑고지질은 보조제로서 주목을 받고 있지만, 인간형 세라미드를 포함한 소재는 부족하다.
최근의 연구에서, 비인간형 세라미드는 소화되어 소장 표피에 흡수되지만, 흡수된 비인간형 스핑고이드 염기는, 특이적 트랜스포터에 의해 관강 쪽으로 배설되어 버린다는 보고도 있으며, 인간형 세라미드를 함유하는 소재의 개발은 중요하다.
본 발명의 장어 유래의 세라미드 성분을 포함한 분말은 그러한 의미에서도 공업상 이용 가능성이 매우 높다.
＜시료(스프레이 드라이어 장치에 의해서 분말화한 분말)의 분석＞
또, 스프레이 드라이어 장치에 의해서 분말화한 분말의 분석을 외부 기관에 의뢰하였으며, 그 결과를 아래에 나타낸다.
도 8은 재단법인 하마마츠 약제사회의 검사 결과다.
이 시험 검사 성적서에 의하면, 시료 100g 내에 1960mg의 히드록시프롤린이 포함되어 있다는 결과가 보고되었다.
히드록시프롤린은 콜라겐의 주요 성분으로, 프롤린과 함께 콜라겐의 안정성을 담당하고 있다.
콜라겐은 아미노산이 사슬형상으로 연결되고, 분자량이 약 10만인 폴리펩티드 분자 3개가 모여서 이루어진 나선 구조를 갖고 있으며, 이것이 섬유형상 또는 막형상의 구조체를 형성하는 것이다.
현재의 여건상, 특정 단백질을 정량하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 콜라겐은 그 기원 등에 따라서 구조가 다르기 때문에, 콜라겐 자체를 측정할 수는 없다.
한편, 콜라겐을 구성하는 아미노산의 종류와 수는 상당히 특징적이다. 그중 하나의 특징으로, 일반적인 단백질을 구성하는 20종류의 기본 아미노산에는 포함되지 않는 히드록시프롤린이나 히드록시리신이라고 하는 아미노산을 포함하는 것이 있다.
이들 아미노산은 콜라겐 및 그와 유사한 한정된 단백질 밖에 포함하지 않는 특수한 아미노산이며, 특히 히드록시프롤린은 콜라겐 중에서 전체 아미노산의 약 10%를 차지하고 있다. 이 때문에, 히드록시프롤린이 콜라겐 양의 기준이라고 생각할 수 있다.
본원에 있어서는, 상기 시료의 분석 결과로부터 히드록시프롤린이 포함되어 있다고 하는 결론을 얻었으며, 이 결과로부터 콜라겐의 존재를 확인할 수 있었다.
또, 도 9 내지 도 11은 동일 시료에 대한 일반 재단법인 일본 식품 분석 센터의 검사 결과를 나타낸다.
이 분석 시험 성적서에 의하면, 시료를 분자량 범위로 나눈 다음, 각각의 분자량 분포를 측정한 결과가 보고되었다(도 9).
즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 미리 상정한 6 종류의 표준 용액을 분석 시료에 추가하여, 고속 액체 크로마토그래프에 의한 용출시간을 측정했다(도 11).
이 결과로부터, 시료에는 분자량이 큰 것(예를 들면 1000 이상)이 57% 있고, 분자량이 작은 것(예를 들면 1000 미만)이 43% 있는 것을 알 수 있다.
분자량이 큰 것은 도 8의 결과로부터 콜라겐이라고 추정되고, 분자량이 작은 것은 도 3 내지 도 7의 결과로부터 세라미드라고 추정된다.
따라서, 본 발명의 장어 유래 분말에는 콜라겐 및 인간형 세라미드가 포함되어 있는 것을 알 수 있다.
본 발명의 장어 유래 분말에는, 동일한 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드가 모두 포함되어 있어, 보조제나 화장품에 사용할 수 있다. 본 발명의 장어 유래 분말을 사용한 경우, 콜라겐 및 인간형 세라미드를 동시에 섭취할 수 있어 바람직하다.
장어 머리부분 및 뼈부분의 처리는 폐기물 처리로서도 중요한 수단이며, 본 발명은 미사용 자원을 유효하게 이용할 수 있는 중요한 기술이다. 본 발명은 또, 저렴하고 고효율로 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말을 제조하는 것이며, 얻어진 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 분말을 유효하게 사용하는 방법을 제공하는 것이므로, 산업상 이용 가능성이 높다.
Claims (4)
- (1) 장어 머리부분을 제트 수류로 세정하는 공정；
(2) 장어 머리부분을 수중에서 가열함과 동시에 분쇄하는 공정；
(3) 상기 (2)의 공정의 온도보다 냉각한 후, 효소를 첨가하여 효소 반응시키는 공정；
(4) 상기 (3)의 공정의 냉각 온도보다 더 가열해 효소 반응을 정지시키는 공정；
(5) 상기 (4)에서 얻어진 반응물을 필터로 여과하여 여액과 고형물을 분리하는 공정；
(6) 상기 (5)에서 얻어진 여액을 원심분리기에 넣고서 분리하여, 콜라겐 및 세라미드 성분을 포함한 조성물을 회수하는 공정을 포함하는, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법. - 제 1항에 있어서,
함유되는 콜라겐 또는 세라미드의 총량 중, 분자량 분포에 있어서 분자량 1000 이상의 물질이 50% 이상인 것을 특징으로 하는, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법. - 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 조성물에 덱스트린을 첨가함과 동시에, 스프레이 드라이어 장치로 분말화하는 것을 특징으로 하는, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 조성물의 제조방법. - 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 제조방법을 이용하여 제조된, 장어 유래의 콜라겐 및 인간형 세라미드 성분을 포함한 분말.
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