KR20200051955A - 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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KR20200051955A KR1020180134913A KR20180134913A KR20200051955A KR 20200051955 A KR20200051955 A KR 20200051955A KR 1020180134913 A KR1020180134913 A KR 1020180134913A KR 20180134913 A KR20180134913 A KR 20180134913A KR 20200051955 A KR20200051955 A KR 20200051955A
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송대길
이정욱
한금철
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김성웅
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조경훈
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Abstract

갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법에 있어서, 물에 갈색거저리 분말을 용해하여 원료를 준비하는 단계; 상기 원료에 Flavourzyme(플라보르자임) 과 Alcalase(알카레이즈)를 혼합한 혼합액을 첨가하고, pH6.0 내지 7.0로 보정하여 효소를 활성화 시키는 단계; 상기 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계; 압착기를 이용해 갈색거저리 분말을 여과하는 단계; 원심분리 하는 단계; 진동막분리기를 이용해 여과하는 단계; 한외여과 하는 단계; 한외여과가 완료되어 가수분해된 액과 0.5:1 내지 1.5:1 비율로 말토덱스트린을 혼합하는 단계; 4 내지 5일동안 동결건조 하는 단계 및 분획하는 단계를 포함하는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법{Gal-saek-geo-jeo-li Companion animal feed composition prepared by hydrolyzing a larval larva and method for producing the same}
본 발명의 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반려동물 알러지 저감, 간기능 개선 또는 비만예방 등의 기능성 효과를 도출할 수 있는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
반려동물 사료 구매 소비자가 가장 중점적으로 고려하는 부분은 영양적인 면으로 다원화된 성분의 사료가 시장에서 성공 가능성이 높다.
반려동물 주인의 경제력이 높아지면서 동물 사료의 영양, 맛, 향 등에 대한 요구사항이 다양해짐 2015~2017년도 중국에서 반려동물을 기르는 가정이 10%에서 17%로 증가, 그중 반려동물을 가족으로 생각하는 가정은 80% 이상, 이중 친자녀로 생각하는 주인은 55%로 나타난다.
곤충은 뛰어난 환경 적응력으로 인해 전세계에 광범위하게 서식하고 있으며 그 종 다양성 또한 매우 풍부하다. 따라서, 반려동물을 위한 사료 제조에 사용되기도 한다.
과거에는 곤충을 해충이라고 인식하여 기피하였으나, 최근 곤충을 유용한 생물자원으로 인식하고 활용하기 위한 많은 노력이 증가 추세에 있다. 이에 따라 세계 각국에서 곤충 자원의 탐색, 보전을 통한 생물자원 확보 경쟁이 날로 치열해지고 있다.
우리나라의 경우에도, 농림수산식품부는 2011년 1월 11일 곤충을 새로운 미래 농산업으로 육성하기 위해 곤충조사, 유용 곤충 발굴, R&D 및 곤충농가육성지원 등을 내용으로 한 제1차 곤충산업육성 5개년 종합계획을 발표하였다.
1920년대부터 곤충병리학적인 관점에서 생체 방어기작에 대한 기초연구가 시작되었고, 1980년대에 접어들면서 다양한 곤충 유래 생체 방어 물질들이 분리되고 새로운 항생제로 개발 이용할 수 있는 가능성이 대두되었다.
현재 항생물질, 항암물질, 소염제 및 순환기질환 치료제 개발 등과 관련된 소재로서의 활용도가 크게 기대되고 있고, 효능 및 유효성분 분석 연구는 최근 들어 더욱 각광을 받고 있다.
일 예로, 누에, 동충하초, 반모, 백강잠, 굼벵이, 지렁이, 거머리, 지네, 전갈, 거미 등 많은 곤충자원이 산업전반과 인류의 질병치료에 이용되고 있는 상황이다.
한편, 최근에는 곤충으로부터 유용물질을 탐색하고 자원화하려는 노력들이 진행되고 있는데, 특히 곤충은 세대가 짧고 개체가 작은 특징으로 인해 자원이용 면에서 매우 효율적이고 경제적인 장점이 있다.
또한 곤충이 고생대부터 지금까지 타 생물에 비해 압도적으로 번성할 수 있었던 이유는 수분 손실이 적고 단단하고 가벼운 몸 구조를 가지고 있어 활동에너지 효율이 높을 뿐만 아니라 유충과 성충 간에 섭식요구 먹이가 달라 서로 경쟁이 없고 휴면, 변태 등을 통해 저온, 고온, 건조 등 외부환경 및 물리적 장애나 외부 침입병원에 대해 강한 자체방어 능력을 지니고 있어 타 생물에 비해 유용물질의 탐색에 많은 장점을 가지고 있다.
이러한 곤충은 단백질 함유량이 많고, 무기질, 필수 및 미필수 아미노산, 비타민 둥이 풍부하고, 지방의 대부분이 수용성 지방으로 이루어져 있어 가축 사료에 이용이 증가하고 있고, 현재 가축 사료에는 곤충 중 갈색거저리가 주로 사용되고 있다.
그러나, 갈색거저리를 사료로 적용할 경우에는 갈색거저리로 인한 알러지반응을 초래할 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 반려동물에게 적합한 사료를 제조하는 기술이 필요한 실정이다.
상기 문제를 해결하고자 고안된 본 발명은 반려동물 알러지 저감, 간기능 개선 또는 비만예방 등의 기능성 효과를 도출할 수 있는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법에 있어서, 물에 갈색거저리 분말을 용해하여 원료를 준비하는 단계; 상기 원료에 Flavourzyme(플라보르자임) 과 Alcalase(알카레이즈)를 혼합한 혼합액을 첨가하고, pH6.0 내지 7.0로 보정하여 효소를 활성화 시키는 단계; 상기 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계; 압착기를 이용해 갈색거저리 분말을 여과하는 단계; 원심분리 하는 단계; 진동막분리기를 이용해 여과하는 단계; 한외여과 하는 단계; 한외여과가 완료되어 가수분해된 액과 0.5:1 내지 1.5:1 비율로 말토덱스트린을 혼합하는 단계; 4 내지 5일동안 동결건조 하는 단계 및 분획하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 효소를 활성화 시키는 단계는, 상기 혼합액을 원료 전체에 0.005 내지 0.015중량% 첨가하고, 45 내지 55℃의 온도에서 30 내지 50rpm 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계는, 상기 활성된 효소를 75 내지 85℃의 온도에서 30 내지 50rpm 속도로 0.25 내지 0.5시간동안 교반하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 원심분리 하는 단계는, 유량 120 내지 140L/hr, 8000 내지 10000rpm의 조건으로 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 한외여과 하는 단계는, 90 내지 110kDa 세공크기를 갖는 한외여과기를 이용해 1차 한외여과하는 단계 및 20 내지 40kDa 세공크기를 갖는 한외여과기를 이용해 2차 한외여과하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조방법에 의해 제조되는 반려동물 사료조성물이다.
본 발명의 실시예에 따른 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법은 반려동물이 균에 의해 감염되지 않도록 하는 항균효과가 있다.
또한, 반려동물이 균에 의해 감염되지 않도록 하는 항 알러지 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 상기 도 1의 제조방법 공정을 이미지로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 고형분을 측정하여 얻은 결과의 SDS-PAGE 이미지이다.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법은 물에 갈색거저리 분말을 용해하여 원료를 준비하는 단계(S10), 원료에 Flavourzyme(단백질분해효소:플라보르자임) 과 Alcalase(알카레이즈)를 혼합한 혼합액을 첨가하고, pH6.0 내지 7.0로 보정하여 효소를 활성화 시키는 단계(S20), 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계(S30), 압착기를 이용해 갈색거저리 분말을 여과하는 단계(S40), 원심분리 하는 단계(S50), 진동막분리기를 이용해 여과하는 단계(S60), 한외여과 하는 단계(S70), 당도 대비 0.5:1 내지 1.5:1 비율로 말토덱스트린을 혼합하는 단계(S80), 4 내지 5일동안 동결건조 하는 단계(S90), 분획하는 단계(S100)를 포함할 수 있다.
구체적으로, S10단계는 물에 갈색거저리 분말을 용해하여 원료를 준비하는 단계로써, 물 360L에 갈색거저리 분말 40Kg을 용해(9:1비율)하여 준비될 수 있다.
S20단계는 S10단계에서 용해되어 준비된 원료에 Flavourzyme(플라보르자임) 과 Alcalase(알카레이즈)를 혼합한 혼합액을 첨가하고, pH6.0 내지 7.0로 보정하여 효소를 활성화 시키는 단계로써, 상기 혼합액은 Flavourzyme(플라보르자임)과 Alcalase(알카레이즈)를 0.5:1 내지 1.5:1 비율로 혼합하여 제조되는 것이 바람직하며, 상기 혼합액을 원료 전체에 0.005 내지 0.015중량% 첨가할 수 있으나, 이하, 실험예의 결과와 같이 0.01중량% 적용 시 단백질 획득에서 가장 효율이 좋게 나타나는 것을 알 수 있다.
이때, Flavourzyme과 Alcalase는 단백질분해효소이며, 이외에 Neutrase, Protamex가 있을 수 있다.
따라서, 갈색거저리 유충의 단백질을 추출한 후, 추출된 단백질을 Flavourzyme과 Alcalase로 가수분해 하는 단계이다.
이와 관련해서는 이하 효소농도 및 혼합비 설정 실험예 1에서 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 혼합액을 첨가한 원료를 45 내지 55℃의 온도에서 30 내지 50rpm 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반하여 pH6.0 내지 7.0로 보정시켜 효소를 활성화 시킬 수 있다.
상기 과정은 가수분해 탱크를 이용해 진행되며, 55℃의 온도를 초과할 경우 단백질변성의 문제가 있고, 45℃ 미만의 온도에서는 활성화 시키는 것이 어려우므로 효소를 활성화 시키는 온도로는 50℃의 온도가 가장 적합하다.
또한, 30 내지 50rpm 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반하는 데, 가장 적합하게는 40rpm 속도로 3시간동안 교반하는 것이 가수분해 반응시간별 단백질 정량 분석결과 가장 적합하였다.
이와 관련해서는 이하 단백질정량 실험예에서 구체적으로 설명하도록 한다.
pH농도를 NaOH 95 내지 99중량%분말 및 1 N NaOH 1 내지 5중량%를 이용해 보정하는 데, 이는 pH농도가 안정적인 상태에서 단백질을 추출하는 것이 효소를 활성화 시키는 단계에서 중요하게 작용 하기 때문이며, pH 6.5가 가장 안정적인 상태일 수 있다.
S30단계는 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계로써, 상기 S20단계에서 활성된 효소를 75 내지 85℃의 온도에서 30 내지 50rpm 속도로 0.25 내지 0.5시간동안 교반하여 활성을 멈추게 하는 단계일 수 있다.
이때, 75℃ 미만의 온도에서 진행될 경우 활성화를 멈추게 하는 것이 어려울 수 있어 80℃에서 진행하는 것이 가장 적합할 수 있다.
또한, 30 내지 50rpm 속도로 0.25 내지 0.5시간동안 교반하는데, 가장 적합하게는 40rpm 속도로 30분동안 교반하는 것이 효소 활성화를 멈추는데 가장 적합한 조건이다.
효소 활성화를 멈추는 것은 추후, 완성된 상품에 균일성을 주기 위함으로써, 활성화를 멈추지 않고 계속 분해되면 추후 상품의 품질이 균일하지 않아 상품성이 떨어질 수 있는 것을 방지할 수 있다.
S40단계는 압착기를 이용해 갈색거저리 분말을 여과하는 단계로써, 원심분리 이전 단계에서 이루어지는 단계로 추출보와 압착기를 이용해 짜내어 액체와 고체로 분리될 수 있도록 여과하는 것이다.
즉, 1차 적으로 원심분리하기 전에 한번 큰 부산물을 가수분해된 액에서 제거하는 것일 수 있다.
S50단계는 원심분리 하는 단계로써, 유량 120 내지 140L/hr, 8000 내지 10000rpm의 조건으로 진행될 수 있다.
가수분해된 액의 양과 대비되어 적용되는 원심분리기의 최적화된 조건일 수 있으나, 130L/hr, 9000rpm의 조건이 원심분리 시 가장 바람직한 조건일 수 있다.
S60단계는 진동막분리기를 이용해 여과하는 단계로써, 가수분해된 액상에 남아있는 갈색거저리 분말을 분리 후, 액상에 존재하는 미생물까지 제거를 위해 진행되는 단계이다.
S70단계는 한외여과 하는 단계로써, 90 내지 110kDa 세공크기를 갖는 한외여과기를 이용해 1차 한외여과하는 단계 및 20 내지 40kDa 세공크기를 갖는 한외여과기를 이용해 2차 한외여과하는 단계를 포함할 수 있다.
90 내지 110kDa는 한외여과기에 구성되는 필터의 세공크기로 1차로 90 내지 110kDa 세공크기를 갖는 필터로 1차 한외여과하며, 20 내지 40kDa는 한외여과기에 구성되는 필터의 세공크기로 2차로 20 내지 40kDa 세공크기를 갖는 필터로 2차 한외여과한다.
상기와 같이 두번 나눠 한외여과 하는 이유는 큰 것부터 거르고, 작은 것을 걸러야 필터가 막히지 않으므로 작업시간이 단축될 수 있고, S60단계에서 여과되지 않았을 찌거기를 완벽하게 제거하기 위해 세공 크기를 달리하여 1차 2차로 진행하는 것이다.
그리고, 바람직한 세공 크기로는 1차에서는 100kDa고, 2차에서는 30kDa일 수 있다.
S80단계는 S40 내지 70단계를 거쳐 여과된 가수분해된 액은 갈색거저리 분말과 효소가 사라진 액에 당도 대비 0.5:1 내지 1.5:1 비율로 말토덱스트린을 혼합하는 단계로써, 이후 단계인 동결건조 시 가수분해된 액의 짙은 농도에 의해 뭉침현상을 방지하기 위해 가수분해된 액과 1:1 비율로 말토덱스트린을 혼합하여 추후 분말화에 적합하도록 하는 것이다.
또한, 반려동물이 섭취하기 좋은 맛을 낼 수 있다.
S90단계는 4 내지 5일동안 동결건조 하는 단계로써, 상기 S80단계에서 말토덱스트린을 혼합한 액을 수분을 증발시켜 고체화하는 단계이다.
S100단계는 분획하는 단계로써, 상기 S90단계에서 동결건조된 고체를 분획하여 사료화하는 단계이다.
상기 본 발명의 실시예에 따른 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법은 반려동물이 균에 의해 감염되지 않도록 하는 항균효과가 있다.
또한, 반려동물이 균에 의해 감염되지 않도록 하는 항 알러지 효과가 있다.
이하, 하기의 다수의 실험 예를 통하여 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
또한, 실시되는 실험 예들은 이해를 돕기 위하여 제시되는 것으로서, 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실험 예들에 한정되는 것은 아니다.
[ 실험예 1] 갈색거저리 유충 가수분해(효소) 공정 조건 추출
갈색거저리 유충에 다량 함유된 단백질을 추출하기 위해 갈색거저리 전처리 공정, 효소 선정 및 효소량, 효소 혼합비, pH, 시간의 기준을 선정하기 위한 실험을 진행하였다.
실험재료는 표 1과 같다.
Figure pat00001
갈색거저리 유충 가수분해
갈색거저리 유충 5 g + 증류수 45 mL, 1 hr 교반 후 효소 4종 (Alcalase 2.4L, Neutrase 0.8L, Flavourzyme 500MG, Protamex) 각 0.5% 주입하고, Water bath 50℃, shaker(100 rpm)에서 3 시간 동안 가수분해한다. 이후 80℃의 온도에서, 30분동안 효소 불활성화 시킨후, 30분 동안 3,000 rpm 원심분리하여 상등액만 회수 하였다.
갈색거저리 유충 균질화 후 가수분해
갈색거저리 유충의 성분을 균질화를 통해 미세한 입자상 혹은 분자상으로까지 분산시켜 전체를 균질하게 하여 다량의 단백질 추출 실시 한다. 갈색거저리 유충 20 g + 증류수150 mL 교반 후 균질기로 3,000 rpm, 5분동안, 3회 반복으로 균질화하여 단백질 추출을 진행한다. 이후 효소 4종 (Alcalase 2.4L, Neutrase 0.8L, Flavourzyme 500MG, Protamex) 각 0.01중량%주입하고, Water bath 50℃, shaker(100 rpm)에서 3 시간 동안 가수분해한다. 80℃, 30분 동안 효소 불활성화시킨 후 30 분 동안 3,000 rpm의 조건에서 원심분리하여 상등액만 회수 하였다.
갈색거저리 유충 키틴분해 후 가수분해
갈색거저리 유충에 함유된 키틴을 제거함으로써 단백질 추출을 원활하게 하는 것으로, 갈색거저리유충 5 g + 1N HCl 75 mL 용액 실온에 30 분동안 교반한다. Whatman No.4 여과지를 사용하여 진공여과한 후, 잔사를 증류수로 세척 후 진공여과로 과잉수분 제거한다.
이어서 5% NaOH 75 mL 용액에 65℃에서 1 시간 동안 교반한다. Whatman No.4 여과지를 사용하여 진공여과한 후, 잔사를 증류수로 세척 후 진공여과로 과잉수분 제거한다. 이후 효소 4종 (Alcalase 2.4L, Neutrase 0.8L, Flavourzyme 500 MG, Protamex) 각 0.01중량% 주입하고, Water bath 50℃, shaker(100 rpm)에서 3 시간 동안 가수분해한다. 이후 80℃, 30분 동안 효소 불활성화 시킨 후 30분 동안 3,000 rpm의 조건에서 원심분리하여 상등액만 회수 하였다.
완충액으로 갈색거저리 단백질 추출 후 가수분해
PBS(Phosphate Buffer Solution)을 사용하여 pH가 안정적인 상태에서 단백질 추출하는 것으로, 갈색저리 5 g + PBS Buffer 45 mL, 24 시간 동안 교반하고, 이후 효소 4종(Alcalase 2.4L, Neutrase0.8L, Flavourzyme 500MG, Protamex) 각 0.01중량% 주입시켜 Water bath 50℃, shaker(100 rpm)에서 3 시간 동안 가수분해 후 80℃, 30분 동안 효소 불활성화 시킨 후 30분 동안 3,000 rpm의 조건에서 원심분리하여 상등액만 회수 하였다.
단백질 정량실험
BCA 단백질 assay방법은 샘플 내에 있는 단백질 양을 측정하고자 할 때 쓰이는 것으로서, 단백질이 구리 이온(Cu2 +, Cu+)을 환원 (Reduction) 시킬 수 있는 성질을 이용한다. 단백질에 의해 환원된 구리 이온은 BCA용액과 반응을 해서, 보라색화합물을 생성하고, 이 화합물은 빛의 특정 영역(562 nm)에서 구리 이온이 담긴 용액과 BCA용액 각각 보다 빛의 흡수율이 높기에, spectrophotometer를 사용해서 측정하면 흡수율 차이를 측정한다. 단백질의 양이 많으면 보다 많은 보라빛 화합물이 생성되고, 그 화합물은 빛을 더 많이 흡수하니까 흡수율이 증가하고, 그것에 비례해서 샘플안에 있는 단백질량을 확인하였다.
전처리 및 효소처리별 단백질 질량 결과는 이하, 표 2 및 표 3와 같다.
Figure pat00002
Figure pat00003
따라서, 갈색거저리 가수분해에서 효소 Alcalase 2.4L을 사용하였을 때 가장 높은 단백질량이 검출됨을 확인할 수 있다.
효소농도 및 혼합비 설정 실험
이하, 표 4 및 표 5와 같이 효소 혼합비를 설정하여 실험을 진행하였고, 그에 대한 결과가 도출되었다.
Figure pat00004
Figure pat00005
갈색거저리 가수분해에서 효소 Alcalase 2.4L와 Flavourzyme 500MG을 사용하였을때 가장 높은 단백질량이 검출됨을 확인할 수 있다.
단일 효소 반응과 효소 혼합시 높은 값을 보인 Alcalase 2.4L와 Flavourzyme 500MG+Alcalase 2.4L 농도차이 실험
Figure pat00006
Figure pat00007
결과는 상기 표 6 및 표 7과 같으며, 효소의 농도가 높을수록 단백질 정량값이 높게 나타났지만. 효소의 양과 가격을 비교하여 단백질 획득량에서 Flavourzyme 500MG + Alcalase 2.4L(1:1비율로 혼합) 0.01중량% 가 가장 효율이 좋음을 확인할 수 있다.
공정별 가수분해물의 pH측정 값은 이하, 표 8과 같다.
Figure pat00008
공정별 가수분해물의 Brix측정 값은 이하, 표 9와 같다.
Figure pat00009
공정별 가수분해물의 고형분은 이하, 표 10과 같다.
조건은 수분측정기로 측정한 값=(X)라하고, 100-X = 고형분을 나타낸다.
Figure pat00010
SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate- polyacrylamide gel electrophoresis)는 단백질을 크기(분자량)에 따라 분리하는데 사용되는 일종의 gel전기영동 기술이다.
결과는 이하, 표 11 및 도 3과 같으며, 전체적으로 20 내지 25kDa에서 밴드를 확인할 수 있고, 20kDa이하에서 다량의 저분자 사이즈의 단백질을 확인할 수 있다.
Figure pat00011
[ 실험예 2] 갈색거저리 유충 유래 기능물질의 기능성 검증
DPPH Radical 소거능
이하의 실험 재료 및 조건으로 진행하였다.
2.2-Diphenyl-1-picrylhdrazy,
0.15 mM = DPPH 3 mg + EtOH 50 mL
Sample 10 mg/mL, 5 mg/mL, 2.5 mg/mL, 1.25 mg/mL, 0.625 mg/mL, 0.313 mg/mL, 0.156 mg/mL
Ascorbic acid 10 mg/mL, 5 mg/mL, 2.5 mg/mL, 1.25 mg/mL, 0.625 mg/mL, 0.313 mg/mL, 0.156 mg/mL
sample 1 : 갈색거저리 유충가수분해 후 필터 30 kDa 동결건조한 분획물
sample 2 : 갈색거저리 유충가수분해 후 필터 100 kDa 동결건조한 분획물
control : ethanol 40 ㎕ + DPPH 160 ㎕
96 well plate sample 40 ㎕ + DPPH 160 ㎕ 주입 후 Vortex함. incubation 37℃에서 30분 동안 반응 후 518 nm에서 흡광도 측정하였다.
계산식 : (1-sample/control) × 100
흡광도 측정 결과값은 이하, 표 12와 같다.
Figure pat00012
DPPH 측정 결과값은 이하, 표 13과 같다.
Figure pat00013
실험결과 sample들의 농도가 높을수록 항산화가 높음을 알 수 있고 산출결과 전체적으로 sample 1 (30 kDa 동결건조 분획물)이, sample 2 (100 kDa 동결건조 분획물)보다 항산화가 높다는 것을 확인할 수 있다.
환원력
0.2M Sodium phosphate buffer (pH 6.6)만들기
NaH2PO4 (Sodium phosphate monobasic)
1M NaH2PO4 = 138 g NaH2PO4 + 증류수 최종 Volume : 1 L
Na2HPO4 : Sodium phosphate dibasic 1M Na2HPO4 = 142 g Na2HPO4 + 증류수 최종 Volume: 1 L Sodium phosphate monobasic 3520μl + Sodium phosphate dibasic 6480 μl = 10mL 에 40 mL 증류수 넣어서 최종 volume 50 mL로 맞추기 (냉장보관)
Sample 1 : 곤충 가수분해물 30 kDa 필터 후 동결건조 분획물
Sample 2 : 곤충 가수분해물 100 kDa 필터 후 동결건조 분획물
Sample 250 μl + 0.2M Sodium phosphate buffer (pH 6.6) 250 μl 씩 주입 후 + 1 %potassium ferricyanide 250 μl 주입 후 50℃, 20분 동안 반응 + 1 % trichloroacetic acid 250 μl 주입 후 10,000 rpm에서 10 분 동안 원심분리한다. 상등액 500 μl + 증류수 500 μl 희석 후0.1 % ferric chloride (= Iron chloride) 100 μl 주입 후 700nm에서 흡광도를 측정한다.
계산식은 상기에 기재되었으므로, 생략한다.
환원력 흡광도 측정 결과값은 이하, 표 14와 같다.
Figure pat00014
환원력의 흡광도 수치는 시료의 환원력을 의미하며 흡광도 수치가 높을수록 항산화 활성이 높은 것을 알 수 있다. 결과적으로 Sample 1 (30 kDa)와 Sample 2 (100 kDa) 비교시 0.625 mg/mL 이상의 농도에서는 비슷하였으나 0.313 mg/mL이하의 낮은 농도에서는 Sample 2 (100kDa)가 높은 항산화 활성을 나타내는 것을 알 수 있다.
가수분해(효소법) 갈색거저리 유충 섭취에 의한 prebiotic 효과
식이섭취량 변화 및 체중 변화 실험군 분류는 이하, 표 15와 같다.
Figure pat00015
식이제조는 이하의, 표 16과 같이 제작하였다.
Figure pat00016
식이섭취량 변화 결과는 이하, 표 17과 같으며, 식이 섭취량은 그룹간의 큰 변화가 없는 것을 확인할 수 있었다.
Figure pat00017
체중 변화 결과는 이하, 표 18과 같으며, 가수분행 갈색거저리 섭취 그룹에서 control그룹에 비하여 체중이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
Figure pat00018
가수분해(효소법) 갈색거저리 ( 30kDa , 100kDa ) 유충 섭취에 의한 장내 미생물 변화
장내 미생물 변화 실험 결과는 이하, 표 19와 같다.
Figure pat00019
유산균수에서 P, 30, 100 시료는 유의적 차이가 나타나지 않았고, C, P 시료도 유의적인 차이가 나타나지 않았으며, C, 100kD, 30kD 시료는 유의적 차이가 나타났음. 100kD, 30kD시료는 C시료에 비해 유의적으로 높았다.
총균수에서 전체 시료는 유의적 차이가 없었다.
대장균수에서 전체 시료는 유의적 차이가 없었다.
대장균군수에서 전체 시료는 유의적 차이가 없었다.
가수분해(효소법) 갈색거저리 ( 30kDa , 100kDa ) 유충 섭취에 의한 혈액내 사이토카인 변화
혈액내 사이토카인 변화 실험 결과는 이하, 표 20과 같다.
Figure pat00020
알러지 반응에 의해 증가될 수 있는 사이토카인들을 확인한 결과 8주간의 가수분해 거저리 섭취에 의해서는 IL-10, IL-13, IL-23의 경우에는 Contrrol그룹에 비해 유의적으로 사이토카인 수준이 감소하는 것으로 보아 알러지 반응이 일어나지 않는 것을 확인할 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

Claims (6)

  1. 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법에 있어서,
    물에 갈색거저리 분말을 용해하여 원료를 준비하는 단계;
    상기 원료에 Flavourzyme(플라보르자임) 과 Alcalase(알카레이즈)를 혼합한 혼합액을 첨가하고, pH6.0 내지 7.0로 보정하여 효소를 활성화 시키는 단계;
    상기 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계;
    압착기를 이용해 갈색거저리 분말을 여과하는 단계;
    원심분리 하는 단계;
    진동막분리기를 이용해 여과하는 단계;
    한외여과 하는 단계;
    한외여과가 완료되어 가수분해된 액과 0.5:1 내지 1.5:1 비율로 말토덱스트린을 혼합하는 단계;
    4 내지 5일동안 동결건조 하는 단계 및
    분획하는 단계를 포함하는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 효소를 활성화 시키는 단계는,
    상기 혼합액을 원료 전체에 0.005 내지 0.015중량% 첨가하고, 45 내지 55℃의 온도에서 30 내지 50rpm 속도로 2.5 내지 3.5시간동안 교반하는 것을 특징으로 하는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성된 효소를 불활성화 시키는 단계는,
    상기 활성된 효소를 75 내지 85℃의 온도에서 30 내지 50rpm 속도로 0.25 내지 0.5시간동안 교반하는 것을 특징으로 하는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 원심분리 하는 단계는
    유량 120 내지 140L/hr, 8000 내지 10000rpm의 조건으로 진행되는 것을 특징으로 하는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 한외여과 하는 단계는
    90 내지 110kDa 세공크기를 갖는 한외여과기를 이용해 1차 한외여과하는 단계 및
    20 내지 40kDa 세공크기를 갖는 한외여과기를 이용해 2차 한외여과하는 단계를 포함하는 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 제조방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 반려동물 사료조성물.
KR1020180134913A 2018-11-06 2018-11-06 갈색거저리 유충을 가수분해하여 제조되는 반려동물 사료조성물 및 이의 제조방법 KR20200051955A (ko)

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