KR20210073184A - 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법 - Google Patents

로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생로열젤리를 가공하여 로열젤리 펩타이드 조성물을 제조하는 방법 및 상기 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 로열젤리 펩타이드 조성물은 점도와 탁도가 낮아 가공이 용이하고, 식품 분야에서의 활용 가능성이 높다.

Description

로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물 및 상기 조성물의 제조 방법 {Food composition comprising royal jelly peptides and manufacturing method thereof}
본 발명은 로열젤리의 가공 방법 및 상기 방법으로 제조된 식품 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생로열젤리에 효소를 첨가하여 점도와 탁도가 낮고, 투명도가 높으며 침전이 발생하지 않아 활용도가 우수한 로열젤리 펩타이드 조성물의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
로열젤리(Royal jelly)는 일벌들이 꿀과 화분을 소화 흡수한 뒤 인두선에서 분비하는 유백색의 불투명한 크림상의 물질로서 봉군내의 어린 유충과 여왕벌만이 먹이로 섭취할 수 있다. 여왕벌이 산란한 유충은 초기 3일 간만 로열젤리를 먹이고 4일 째 부터는 여왕벌로 키울 유충에게만 로열젤리를 먹게 한다. 이 작은 차이로 몸집이 작고 45일 밖에 살지 못하는 일벌이 되기도 하고 일벌에 비해 30배이상 살며 몸집도 2배 이상 크고 200만개의 산란능력을 갖는 경이적인 여왕벌이 되기도 한다.
로열젤리는 채취된 직후에는 유백색으로 약간의 단맛과 신맛을 가지고 있으나 시간이 지나면서 황색으로 변한다. 로열젤리의 성분 조성을 보면 분석 연구자나 산지에 따라서 약간의 차이를 보이기는 하나 대체적으로는 수분(50 내지 60%), 단백질(20%), 탄수화물(15%), 지질(3 내지 6%), 무기염(1.5%) 그리고 비타민과 10-HAD(10-Hydroxy-2-decenoic acid)와 같은 생리활성 물질과 펩타이드로 이루어져 있다. 로열젤리는 자율신경계의 활성화 작용, 혈압 조절 작용, 당뇨병 예방과 치료 효과, 만성간염의 증상완화, 암 예방 및 항암 효과, 노화 방지 및 정력 증강, 항고지혈증 효과 등 여러가지 약학적 효과를 나타낸다고 보고되었다, 또한 피부질환의 회복기간 단축, 아토피 병변의 증가 억제 효과, 광노화 방지와 콜라겐 합성 증가 등 피부학적 효과들이 밝혀진 바 있다. 이로 인해 로열젤리는 건강기능식품, 의약품 및 화장품에 많이 이용되고 있다.
그러나 로열젤리는 부패되기 쉽기 때문에 생 로열젤리를 냉장 및 냉동 보관하면서 섭취하거나 동결건조된 것을 이용해야 하는 제한이 있으며, 끈적하면서 특유의 냄새와 맛이 있어 그대로 섭취하기가 용이하지 못한 한계가 있다.
이에 로열젤리를 다른 형태로 가공하여 섭취 편의성을 주는 다양한 로열젤리 제품들이 상품화되고 있으나, 생로열젤리는 가공 편의성이 거의 없다고 볼 수 있다. 예를 들어, 냉동 원료에 끈적하면서 오염이 쉽게 일어나고 가공 중에 침전, 백탁, 석출등이 발생하여 일정한 품질 기준을 만족하기 어렵다.
또한 생로열젤리를 동결 건조한 동결건조 로열젤리는 보관이나 분말 제품 제조에는 편의성이 있지만 음료 등의 액상 제품 제조시에는 사용 중 덩어리짐, 벽면에 달라붙음, 균질의 어려움 등 제조 공정상 많은 어려움을 주어 가공비 상승 및 생산수율 저하 등을 초래하고 있다.
이에 프로테아제 등을 사용하여 어느 정도 투명한 로열젤리 용액을 제조하기도 하지만 이 또한 pH 조정 등 복잡한 원료 제조 공정과 그 원료를 사용한 완제품의 탁도, 품질 안정성(일반적으로 음료제품은 미생물 안정을 위해 약산성으로 제조 한다.)이 음료의 유통기한(일반적으로 1년 이상 또는 2년) 동안 유지되지 못하는 불안한 요소를 가지고 있다.
더욱이 로열젤리의 단백질은 일반적인 식품 단백질에 비하여 프로테아제에 분해되기 어려운 성질이 있어, 로열젤리를 희석한 후 다량의 효소를 사용하거나 보통은 수산화나트륨 및 구연산으로 pH를 조정하여 2종류의 프로테아제를 처리하여 사용한다. 그 다음 열을 가하여 효소의 변성을 하고 원심분리, 복잡한 여과를 하고 있으나 완전치 못하여 실제 원료로서 사용되지 못하고 있다.
따라서 로열젤리의 섭취 편의성 증진을 위해, 유효성분인 10-HDA의 함량은 유지하면서도 용해도가 높아 탁도가 낮고 층분리가 일어나지 않는 로열젤리 원료를 제조하기 위한 단순한 공정의 로열젤리 가공 방법의 개발이 요구되는 실정이다.
본 발명의 목적은 로열젤리의 단백질이 분해된, 로열젤리 펩타이드를 포함하는, 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 로열젤리 펩타이드의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 로열젤리의 가공 방법 및 상기 방법으로 제조된 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 명세서에서 "생로열젤리"란 벌집으로부터 분리된 후 별도의 가공을 거치지 않은 로열젤리를 의미하며, 간단히 "로열젤리"로 표기할 수 있다.
본 명세서에서 "로열젤리 펩타이드"란 생로열젤리를 가공하여 상기 생로열젤리 내의 단백질을 분해한 산물을 의미하며, 10-HDA, 탄수화물, 지질 및 무기염으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상, 2종 이상, 3종 이상, 또는 4종 모두를 더 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 로열젤리 펩타이드는 10-HAD, 및 탄수화물, 지질 및 무기염으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물을 제공하며, 상기 로열젤리 펩타이드는, 로열젤리를 (1) 엔도펩티다아제 및 엑소펩티다아제; 및 (2) 프로테아제, 셀룰라아제 및 펙티나아제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상, 2종 이상, 또는 3종의 효소로 처리하여 제조되는 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 (2) 프로테아제, 셀룰라아제 및 펙티나아제는, 프로테아제 및 셀룰라아제, 프로테아제 및 펙티나아제 또는 프로테아제, 셀룰라아제 및 펙티나아제의 조합으로 처리되는 것일 수 있다.
상기 효소의 처리 온도는 침전물 형성을 억제하기 위한 목적 범위에서 제한 없이 선택될 수 있으며, 일 예에서 상온일 수 있고, 예를 들어 15 내지 40℃, 20 내지 30℃, 또는 22 내지 27℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 효소 처리가 상기한 온도 범위, 예컨대, 상온에서 이루어짐으로써 투명하고 침전물이 없는 로열젤리 펩타이드(액상)를 제조할 수 있다. 상기 효소 처리 온도가 40℃보다 높은 경우, 열로 인해 로열젤리 펩타이드 (액상) 또는 상기 로열젤리 펩타이드 수용액의 탁도(불투명도)가 높아져 침전물이 형성될 수 있으며, 상기 침전물의 제거를 위한 비용과 공정이 더 들어가 경제적으로 불리하다.
상기 효소 처리 단계에서, (1)의 효소 및 (2)의 효소는 동시에 또는 시간 간격을 두고 처리될 수 있다. 일 예에서 상기 프로테아제는 (1)의 효소와 동시에 처리되는 것일 수 있으며, 상기 셀룰라아제 및/또는 펙티나아제는 (1)의 효소 처리 이전에 먼저 처리되거나, (1)의 효소와 동시에 처리될 수 있다. 상기 셀룰라아제 및/또는 펙티나아제가 (1)의 효소보다 먼저 처리되는 경우, 상기 셀룰라아제 및/또는 펙티나아제 처리 후 반응 시간은 1 내지 24시간, 3 내지 18시간, 5 내지 12시간, 또는 5 내지 8시간일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 효소 처리 단계는 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 8 내지 24시간, 8 내지 20시간 또는 9 내지 12시간 동안 처리되는 것일 수 있다. 효소 처리 시간이 상기 하한보다 낮은 경우 단백질 분해가 충분히 이루어지지 않을 수 있으며, 효소 처리 시간이 상기 상한보다 높은 경우, 공정이 복잡화되고, 변질의 위험이 높아질 수 있어 비경제적이다.
상기 엔도펩티다아제는, 생로열젤리 내 단백질 분해 목적 범위에서 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 트립신, 파파인, 및 브로멜라인으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 효소일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 트립신은 동물(예를 들어, 돼지)에서 유래한 것일 수 있고, 상기 파파인은 파파야 줄기를 포함하는, 식물 유래의 것일 수 있으며, 상기 브로멜라인은 파인애플과 같은 식물 유래일 수 있다.
상기 엑소펩티다아제는, 생로열젤리 내 단백질 분해 목적 범위에서 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 디펩티다아제, 아미노펩티다아제, 및 카르복시펩티다아제로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 효소일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 프로테아제는 생로열젤리 내 단백질 분해 목적 범위에서 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 돼지 췌장 유래의 판크레아틴, 바실러스 균 유래의 프로테아제, 및 곰팡이 유래의 프로테아제일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 곰팡이는 일 예에서 누룩곰팡이 속(Aspergillus sp.) 곰팡이일 수 있다. 상기 셀룰라아제는, 생로열젤리 내 탄수화물 분해 목적 범위에서 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 곰팡이, 세균류 및/또는 동물류 유래의 셀룰라아제일 수 있으며, 상기 동물류는 반추동물 또는 연체동물일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 펙티나아제는, 생로열젤리 내 다당류 분해 목적 범위에서 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 곰팡이 및/또는 세균류 유래의 펙티나아제일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 예에서 상기 곰팡이는 아스페르길루스 니제르(Aspergillus niger)일 수 있다.
상기 생로열젤리에 처리된 효소는 알코올을 이용해 불활성화 될 수 있다. 상기 알코올은 탄소수 1 내지 3의 알코올일 수 있으며, 예를 들어 에탄올일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 알코올의 농도는 효소를 불활성화하기 위한 목적 범위 내에서 제한 없이 사용 가능하며, 예를 들어, 40%(v/v) 이상, 45%(v/v) 이상, 50%(v/v) 이상, 70%(v/v) 이상, 90%(v/v) 이상 또는 95%(v/v) 이상의 농도로 처리될 수 있다.
상기 효소의 "불활성화"는 상기 효소가 원인에 관계 없이 본래의 활성을 모두 잃거나, 활성이 저하되는 경우를 모두 포함하며, 상기 활성의 저하는 본래의 활성 대비 70% 이하, 50% 이하, 30% 이하 또는 10% 이하의 활성을 갖는 경우를 의미하는 것일 수 있다.
상기 알코올을 처리하는 단계에서, 상기 알코올은 효소 처리된 생로열젤리의 전체 부피 대비 알코올의 부피가 0.5 내지 10배, 0.5 내지 5배, 0.5 내지 3배, 1 내지 10배, 1 내지 5배, 1 내지 3배, 또는 1.5 내지 2.5배로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알코올을 처리 온도는 효소의 불활성화 목적 범위에서 제한 없이 선택될 수 있으며, 일 예에서 상온일 수 있고, 예를 들어 15 내지 40℃, 20 내지 30℃, 또는 22 내지 27℃의 온도 조건에서 수행되는 것일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 알코올 처리 시간은 효소의 불활성화 목적 범위 내에서 제한 없이 선택될 수 있으며, 예를 들어, 3 내지 24시간, 3 내지 20시간, 3 내지 18시간, 3 내지 15시간, 6 내지 24시간, 6 내지 20시간, 6 내지 18시간, 6 내지 15시간, 9 내지 24시간, 9 내지 20시간, 9 내지 18시간, 9 내지 15시간, 12 내지 24시간, 12 내지 20시간, 12 내지 18시간, 또는 12 내지 15시간일 수 있다. 상기 알코올 처리 시간이 3시간 미만인 경우 효소의 불활성화가 충분히 이루어지지 않을 수 있다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드는, 상기 효소의 불활성화 단계에서 사용된 알코올이 제거된 것일 수 있다. 상기 알코올의 제거 단계를 수행함으로써, 로열젤리 펩타이드 내에서 물과 알코올에 대해 각각 다른 용해도를 가지는 불순물을 추가로 제거할 수 있다.
상기 알코올의 제거 방법은 알코올 제거 목적 범위에서 제한 없이 선택될 수 있으며, 예를 들어, 증류, 보다 구체적으로는 감압 증류, 및/또는 상압증류 방법으로 제거될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 예에서, 온도상승을 억제하는 감압증류 방식과 대기압에서 실시하는 상압증류 방식으로 알코올을 제거 할 수 있다.
본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드는, 10-하이드록시-2-데센산(10-hydroxy-2-decenoic acid, 10-HDA) 함량이 생로열젤리 내 10-HDA 함량의 0.9 내지 2배, 0.9 내지 1.5배, 0.9 내지 1.2배, 1 내지 2배, 1 내지 1.5배 또는 1 내지 1.2배일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드는 생로열젤리와 동등 또는 그 이상의 10-HDA를 포함함으로써, 생로열젤리와 유사한 생리활성 효과를 얻을 수 있는 장점을 가진다.
본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드는 혼탁입자들에 의한 산란도를 측정하는 네펠로법 (Nephelometry)으로 측정된 탁도가 5NTU(Nephelometry turbidity unit) 이하, 3NTU 이하, 또는 2.5NTU 이하일 수 있다. 이러한 우수한 투명도로 인해, 가공 용이성이 우수하며 침전이 발생하지 않고, 식품 가공에서의 활용도가 높다. 탁도가 상기 범위 이상인 경우, 육안으로 불투명하여 활용도가 낮아지는 문제가 있다.
본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드는 가공시 용해도가 높으며, 식품의 점도와 탁도에 영향을 주지 않아, 미관상 우수하다. 일 예에서, 본 발명이 제공하는 펩타이드를 첨가한 음료수는 탁도가 낮고 투명도가 높아 음료 가공성이 뛰어나다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드는 액상 또는 분말 형태로 제공될 수 있으며, 상기 분말은 액상의 로열젤리 펩타이드를 동결건조, 및/또는 열풍건조 방법으로 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드는 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 및 바로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 제형으로 제공될 수 있으며, 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 캔디, 차, 비타민 복합제, 및/또는 기능성 식품에 대한 식품 첨가물로 활용될 수 있다.
일 예에서, 상기 식품은 특수영양식품(예를 들어, 조제유류, 영아식, 유아식), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예를 들어, 라면류, 국수류 등), 건강보조식품, 조미식품(예를 들어, 간장, 된장, 고추장, 혼합장), 소스류, 과자류 (예를 들어, 스낵류), 유가공품(예를 들어, 발효유, 치즈, 요구르트), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(예를 들어, 장아찌), 음료(예를 들어, 과실음료, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류), 아이스크림류, 천연조미료, 비타민 복합제, 알코올 음료, 주류 및 기타 건강보조식품류를 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않으며, 상기 식품, 음료 및/또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드는 식품에 사용하기에 적절한 것으로 알려져 있는 첨가제, 예를 들어 부형제, 안정제, 보존제, 및/또는 완충제를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 부형제는 전분, 유당, 포도당, 과당, 만니톨, 덱스트린, 알긴산나트륨, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 카올린, 요소, 콜로이드성실리카겔, 히드록시프로필스타치, 히드록시프로필메칠셀룰로옷, 프로필렌글리콜, 카제인, 젖산칼슘, 프리모젤, 정제 라놀린, 탄산수소낱륨, 염화나트륨, 황산칼슘, 인산일수소칼슘, 합성규산알루미늄, 및 침강탄산칼슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 또한, 생로열젤리에 (1) 엔도펩티다아제 및 엑소펩티다아제; 및 (2) 프로테아제, 셀룰라아제 및 펙티나아제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상, 2종 이상, 또는 3종의 효소를 처리하는 단계를 포함하는, 로열젤리 펩타이드 조성물의 제조 방법을 제공한다. 상기 각 효소에 대한 정보는 상술한 바와 같다.
상기 각 효소는 모두 동시 또는 시간 간격을 두고 처리될 수 있으며, 시간 간격을 두고 처리되는 경우에 대해서는 상기 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물에서와 같다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드 제조 방법은, 상기 효소 처리 단계 이후, 상기 효소 처리된 로열젤리에 알코올을 첨가하여 상기 효소를 불활성화시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 알코올의 종류, 농도, 처리 시간은 상술한 바와 같다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드 제조 방법은, 상기 효소를 불활성화시키는 단계 이후, 상기 알코올을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것일 수 있다. 상기 알코올을 제거하는 방법은 상술한 바와 같다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드 제조 방법은, 상기 효소 처리 단계, 효소의 불활성화 단계 및 알코올 제거 단계로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상, 둘 이상, 모든 단계, 또는 마지막 수행된 단계 이후 각 단계에서 제조된 조성물을 여과하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드 제조 방법은, 상기 제조된 로열젤리 펩타이드를 동결건조하여 분말화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 로열젤리 펩타이드의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물은 로열젤리 내 단백질이 분해되어 탁도가 낮아 투명도가 높고, 가공이 용이하며 식품에서의 활용도가 높다.
또한 본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물은 생로열젤리와 비슷하거나 더 높은 10-HDA 함량을 가져 로열젤리의 효능을 유지하면서도, 가혹 조건에서도 투명도가 유지되며 침전물이 발생하지 않아, 유통 안정성이 확보되어 가공 및 유통이 용이하다.
도 1은 생로열젤리의 5%(w/v) 수용액과 본 발명에서 제공되는 로열젤리 펩타이드의 5%(w/v) 수용액의 투명도를 육안으로 비교한 결과이다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
준비예 1. 로열젤리 시료의 준비
로열젤리는 냉동된 생로열젤리(H&L FM, 한국)를 구입하여 이용하였다. 상기 생로열젤리는 엔도펩티다아제, 및 엑소펩티다아제, 또는 상기 2종의 펩티다아제 및 알칼리 프로테아제, 펙티나아제 및 셀룰라아제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종, 2종 또는 3종을 동시에 또는 시간차를 두고 처리하여 준비되었다. 하기 표 1에 각 시료에 처리된 효소의 종류 및 생로열젤리 100중량부에 대한 첨가량을 정리하여 나타내었으며, 이하 각 시료의 제조 방법에 대해 상술한다.
엔도펩티다아제는 돼지 췌장 유래의 트립신, 엑소펩티다아제는 아스퍼질러스 오라이제(Aspergillus oryze) 유래의 펩티다아제로 비전바이오켐에서 구입하여 실헙하였다. 알칼리 프로테아제는 바실러스(Bacillus)속 유래의 프로테아제를 비전바이오켐에서 구입하였다. 펙티나아제는 아스퍼질러스 나이거 (Aspergillus niger)유래이며, 셀룰라아제도 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)유래로 비전바이오켐에서 구입하였다.
시료 엔도펩티다아제 (중량부) 엑소펩티다아제 (중량부) 알칼리 프로테아제 (중량부) 펙티나아제 (중량부) 셀룰라아제 (중량부)
비교 1 0.07 0.05 - - -
비교 2 0.07 0.05 0.05 - -
비교 3 0.15 0.1 0.1 - -
실시 1 0.07 0.05 0.05 0.5 -
실시 2 0.07 0.05 0.05 0.05 -
실시 3 0.07 0.05 0.05 - 0.05
실시 4 0.07 0.05 0.05 - 0.05
실시 5 0.07 0.05 0.05 0.05 0.05
1-1. 비교 1의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 엔도펩티다아제 0.07 중량부 및 엑소펩티다아제 0.05 중량부를 동시에 첨가하고 상온에서 9시간 반응하였다.
1-2. 비교 2의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 엔도펩티다아제 0.07 중량부, 엑소펩티다아제 0.05 중량부, 및 알칼리 프로테아제 0.05 중량부를 동시에 첨가하고, 상온에서 9시간 반응하였다.
1-3. 비교 3의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 엔도펩티다아제 0.15 중량부, 엑소펩티다아제 0.1 중량부, 및 알칼리 프로테아제 0.1 중량부를 동시에 첨가하고, 상온에서 9시간 반응하였다.
1-4. 실시 1의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 엔도펩티다아제 0.07 중량부, 엑소펩티다아제 0.05 중량부, 알칼리 프로테아제 0.05 중량부 및 펙티나아제 0.5 중량부를 동시에 첨가하고, 상온에서 상온에서 9시간 반응하였다.
1-5. 실시 2의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 펙티나아제 0.05 중량부를 먼저 생로열젤리에 첨가하여 상온에서 6시간 동안 반응을 수행한 후, 엔도펩티다아제 0.07 중량부, 엑소펩티다아제 0.05 중량부 및 알칼리 프로테아제 0.05 중량부를 첨가하고, 상온에서 9시간 (총 반응시간 15시간)간 반응하였다.
1-6. 실시 3의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 엔도펩티다아제 0.07 중량부, 엑소펩티다아제 0.05 중량부, 알칼리 프로테아제 0.05 중량부, 및 셀룰라아제 0.05 중량부를 동시에 첨가하고, 상온에서 9시간 반응하였다.
1-7. 실시 4의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 셀룰라아제 0.05 중량부를 먼저 생로열젤리에 첨가하여 상온에서 6시간 동안 반응을 수행한 후, 엔도펩티다아제 0.07 중량부, 엑소펩티다아제 0.05 중량부 및 알칼리 프로테아제 0.05 중량부를 첨가하고, 상온에서 9시간 (총 반응시간 15시간)간 반응하였다.
1-8. 실시 5의 제조
생로열젤리 100 중량부를 기준으로, 엔도펩티다아제 0.07 중량부, 엑소펩티다아제 0.05 중량부, 알칼리 프로테아제 0.05 중량부, 펙티나아제 0.05 중량부, 및 셀룰라아제 0.05 중량부를 동시에 첨가하고, 상온에서 9시간 반응하였다.
실시예 1. 단백질 분해율 및 점도 확인
상기 준비예 1에서 제조된 각 시료 (비교 1 내지 3 및 실시 1 내지 5)에 대해, 분해로 인한 고분자의 저분자화 정도를 확인하기 위해 단백질 분해율과 점도를 측정하여 물성의 변화 정도를 확인하였다.
구체적으로, 단백질의 점도는 상기 준비예 1에서 제조된 각 시료를 1ml씩을 취해 5%(w/v) TCA 1ml와 CCl4 100㎕를 가하여 vortex 후 원심분리(3000rpm,10분)하여 상층액을 닌히드린(ninhydrin)법으로 측정 하였다. 각 시료 1ml에 염산1ml 를 넣고 질소 충전 시킨 뒤, 진공상태로 밀봉하여 bath(100℃)에서 24시간 분해 시킨 후, 여과(whatman No.1 여과지)하여 6N NaOH로 중화 시킨 다음 100ml로 정용하고 ninhydrin반응으로 총 아미노산 량을 구하고, 이를 각 시료와 비교하여 하기 수학식 1에 따라 단백질분해율을 구하였다. 수학식 1에서 각 기호의 의미는 다음과 같다: 효소처리 샘플의 TCA 가용성분의 아미노산 량(De), 로열젤리의 효소반응 전의 TCA가용성분의 아미노산 량(D0), 로열젤리의 총 아미노산 량(Dt).
[수학식 1]
단백질 분해율(%) = 〔(De - D0)/(Dt - D0)〕＊100
각 단백질의 점도는 잘 혼합 한 후 회전점도측정 방식의 점도계(BROOKFIELD사, LVF모델, 미국)로 측정 하였다.
하기 표 2에 상기 준비예 1에서 제조된 시료 (비교 1 내지 3, 실시 1 내지 5)의 분해율 및 점도 측정 결과를 나타내었다.
구분 분해율 (%) 점도 (Pa.s)
비교 1 56 452
비교 2 65 438
비교 3 66 439
실시 1 78 380
실시 2 83 362
실시 3 82 356
실시 4 88 348
실시 5 96 315
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 펩티다아제 및 프로테아제의 양을 두 배로 늘린 비교 2와 비교 3을 비교하였을 때, 단백질 분해 효소의 양을 증가시켜도 단백질 분해율 및 점도에 유의미한 차이가 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서, 실시 1 내지 실시 5에서의 단백질 분해율 증가 및 점도의 감소가 단순 엔도펩티다아제, 엑소펩티다아제 및 알칼리 프로테아제의 작용만으로 이루어지는 것이 아님을 알 수 있다.
한편, 상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 펙티나아제와 셀룰라아제를 모두 혼합하여 생로열젤리에 처리한 경우의 단백질 분해율이 가장 우수했으며 (실시 5), 이후 실험에서는 실시 5 시료를 이용하여 실험을 수행하였다.
또한 펙티나아제와 셀룰라아제의 경우 다른 효소보다 6시간 전에 처리된 시료 (실시 2 및 실시 4)에서 보다 우수한 분해율을 나타내었으나, 이러한 제조 방법은 작업의 공정 시간이 길어지므로, 경제적인 면을 고려하여, 이후 실험에서는 모든 효소를 동시에 처리하였다.
실시예 2. 효소 변성 방법에 따른 층분리 양상
샘플의 효소 반응 이후에는 일반적으로 열을 가해 효소를 불활성화 시킨다. 그러나 로열젤리는 가열되면 성상이 죽처럼 변하여 로열젤리 펩타이드 제조에 부적절하게 된다. 죽처럼 변한 로열젤리는 펩타이드화 하더라도 제조 공정이 복잡하게 되고 시간이 오래 걸리며 수율이 매우 낮은 문제점이 있다. 따라서 본 발명자들은 알코올을 이용한 효소 변성 방법을 테스트하였다.
상기 실시예 1에서 제조된 실시 5 시료에 대해, 상기 시료 제조시 이용된 효소의 불활성화 처리 방법에 따른 로열젤리 시료의 층분리 양상을 확인하여, 층분리가 일어나지 않아 가공 안정성이 우수한 효소 변성 방법을 확인하였다.
2-1. 시료 내 효소의 변성
효소 변성 방법으로는 알코올 (50%(v/v), 70%(v/v), 및 95%(v/v) 에탄올 이용, 이하 동일) 변성, 및 열 (70℃ 및 85℃) 변성 방법을 이용하였다. 상기 알코올 변성은 각 농도의 알코올을 실시 5 시료와 2 : 1 부피비 (알코올 : 실시 5)로 혼합하여 3시간 동안 상온에서 반응시켜 수행하였다. 상기 열 변성 방법은 상기 실시 5 시료를 각 온도로 30분간 가열한 후 상온에서 냉각하여 수행하였다. 하기 표 3에 각 변성 방법의 구체적인 내용을 정리하여 나타내었다.
변성 방법 구체적인 내용
알코올 변성 1 50%(v/v) 알코올 첨가 후 180분 간 변성
알코올 변성 2 70%(v/v) 알코올 첨가 후 180분 간 변성
알코올 변성 3 95%(v/v) 알코올 첨가 후 180분 간 변성
열변성 1 시료를 70℃에서 30분간 가열
열변성 2 시료를 85℃에서 30분간 가열
2-2. 효소 변성 후 시료의 탁도 및 층분리 테스트
상기 각 변성 방법을 이용하여 효소 변성을 마친 실시 5 시료의 탁도와 층분리 정도를 확인하였다. 또한 효소 처리 및 효소의 변성 과정을 거친 후 로열젤리의 유효성분 중 하나인 10-HDA의 함량을 확인하였다.
구체적으로, 상기 실시예 2-1에서 변성을 마친 5종의 시료에 대해, 8000rpm으로 20분간 원심분리 후 상등액의 탁도를 확인하고, 층분리 정도를 확인하였다. 층분리 정도는 확연히 분리된 경우 +++로, 분리의 경계가 없는 경우 -로 표기하였으며, 10-HDA 함량은 식품공전의 식품별 규격확인 시험법(6.12.2.1 10-히드록시-2-데센산(10-HDA))에 따라 시험되었다.
하기 표 4에 상등액의 탁도, 층분리 정도 및 10-HDA 함량을 나타내었다. 10-HDA 함량은 효소 처리 전 생로열젤리 내 10-HDA 함량을 100으로 하여 계산되었다.
효소 변성 방법 상등액 탁도 (NTU) 층분리 정도 10-HAD 함량 (%)
알코올 변성 1 2.2 ++ 101
알코올 변성 2 1.6 +++ 102
알코올 변성 3 1.2 +++ 102
열변성 1 20 0 98
열변성 2 80 - 96
열변성을 수행한 샘플에서는 분리 여과가 어려울 정도의 죽과 같은 제형이 되었으나, 알코올 변성을 수행한 샘플의 경우 모두 3 이하의 낮은 탁도를 보였으며, 원심분리 이후 층분리가 매우 잘 이루어졌다. 상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 알코올의 농도가 높아질수록 탁도가 낮아지고 층분리가 잘 되는 것을 확인하였으며, 10-hda 함량은 생로열젤리 내의 함량과 비슷하거나 더 높았다.
따라서 기존의 열변성 방식이 아닌, 알코올을 이용한 효소의 변성 방식이 로열젤리 펩타이드의 제조에 적절함을 확인하였다. 이후 실험에는 탁도가 가장 낮게 나타난, 알코올 변성 3을 수행한 실시 5 시료를 이용하였다.
실시예 3. 시료 내 알코올의 제거 여부에 따른 청징 안정성
3-1. 알코올 제거 방법
상기 실시예 1에서 제조된 실시 5 시료를 상기 실시예 2의 알코올 변성 3번 방법으로 변성시킨 시료에서 물을 시료의 부피 대비 7배 첨가하여 균일화하였다. 상기 물을 첨가한 후 균일화한 시료를 여과기(Millipore Filter, 미국)를 사용하여 여과 (1um, 여과지 Advantec NA100, 일본)한 후, 감압증류기로 -660mmHg(100torr)감압에서 알코올을 증류하여 제거하였다.
상기 감압 증류를 수행한 시료에서, 알코올이 제거된 부피만큼 물을 다시 첨가하여 상기 여과 단계와 동일한 방법으로 여과를 수행하였다 (이하 "실시 5'"라 한다).
대조군으로는 감압 증류를 수행하지 않은, 물을 첨가하여 균일화한 후 여과한 시료를 사용하였다 (대조 시료).
3-2. 가혹 실험을 통한 청징 안정성 테스트
상기 실시 5' 시료와 대조 시료를 가혹 조건에서 장기간 보관 후 침전물 발생 여부 및 탁도 측정을 수행하였다. 상기 가혹 조건은 각 시료를 0℃에서 2일간 보관한 후, 다시 30℃에서 1일간 보관하는 과정을 총 30일간 반복 수행한 후, 다시 0℃에서 3일 보관하고 상온에서 2시간 동안 각 시료를 방치하여 각 시료 내에서 침전물의 발생 여부와 탁도를 측정하였다.
탁도 측정은 탁도 측정기 (HACH사 2100AN, 미국)로 측정하였다.
하기 표 5에 육안으로 식별 가능한 침전물의 발생 여부 및 탁도 측정 결과를 나타내었다.
구분 가혹 조건 전 탁도 (NTU) 가혹 조건 후 탁도 (NTU) 침전 발생 여부
실시 5' 1.2 1.3 -
대조 시료 1.3 1.8 -
상기 표 5에서, 침전 발생 여부에서 '+'는 육안으로 확인 가능한 침전물이 발생하였다는 의미이고, '-' 기호는 육안으로 확인 가능한 침전물이 발생하지 않았다는 의미이다.
상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 가혹 조건 실험 수행 전 각 시료의 탁도는 실시 5' 시료에서 미세하게 낮은 탁도를 보일 뿐 유사한 탁도 수치를 나타내었으나, 가혹 조건에 노출된 이후에는 실시 5' 시료는 1.3 정도의 탁도를 보여 탁도가 약 8% 증가함에 그쳤으나, 대조 시료에서는 탁도가 약 38% 증가하였으며, 실시 5' 시료에 비해서는 약 1.4배 높은 탁도를 나타내었다.
따라서 알코올을 이용한 변성 이후 알코올을 제거하는 경우, 알코올을 제거하지 않은 대조군에 비해 30℃ 를 넘는 온도차에 노출된 가혹한 조건에 불구하고 탁도가 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 이러한 결과는 알코올을 제거하고 여과 과정을 거침으로써 알코올과 물에서 용해도 차이를 보이는 성분이 일부 제거되어 나타난 것으로 추측된다.
실시예 4. 로열젤리 펩타이드 동결건조물의 안정성
상기 제조된 실시 5' 시료는 액체 상태로서 부피와 중량이 커 취급이 용이하지 못한 한계가 있으며, 냉장 보관이 필요하다. 따라서 사용 편의성을 극대화하기 위해 동결건조물을 제조하여, 동결건조물의 경우에도 탁도가 유지되는 지 여부를 확인하였다.
실시 5' 시료 및 상기 실시 5' 시료의 동결건조물의 5%(w/v) 농도 수용액에 대한 탁도는 상기 실시예 3-2에서와 실질적으로 동일한 방법으로 측정되었다. 하기 표 6에 각 시료의 탁도 측정 결과를 나타내었다.
구분 탁도 (NTU)
실시 5' (액상) 1.2
실시 5' 동결건조물 수용액 (5% (w/v)) 0.6
상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 로열젤리 펩타이드의 동결건조 수용액의 경우에도 액상 로열젤리 펩타이드와 유사하거나 더 낮은 탁도를 나타냄을 확인하였다. 따라서 본 발명이 제공하는 로열젤리 펩타이드는 동결건조 상태로 유통되는 경우에도 가공 편의성을 유지함을 확인하였다.

Claims (10)

  1. 로열젤리 펩타이드를 포함하는 식품 조성물로서, 상기 로열젤리 펩타이드는 생로열젤리에
    (1) 엔도펩티다아제 및 엑소펩티다아제; 및
    (2) 프로테아제, 셀룰라아제 및 펙티나아제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 효소를 처리하여 제조되며,
    상기 로열젤리 펩타이드 내 10-하이드록시-2-데센산(10-hydroxy-2-decenoic acid, 10-HDA) 함량은 상기 생로열젤리 내 10-HDA 함량의 0.9 내지 2배인 것인, 식품 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 효소는 동시에 처리되는 것인, 식품 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 효소는 알코올에 의해 불활성화 된 것인, 식품 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 알코올은 상압증류 및 감압증류로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법으로 제거된 것인, 식품 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 로열젤리 펩타이드는 탁도가 5NTU 이하인 것인, 식품 조성물.
  6. 생로열젤리에 (1) 엔도펩티다아제 및 엑소펩티다아제; 및
    (2) 프로테아제, 셀룰라아제 및 펙티나아제로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 효소를 처리하는 단계를 포함하는, 로열젤리 펩타이드 조성물의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 효소는 모두 동시에 처리되는 것인, 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 효소 처리 단계 이후
    상기 효소 처리된 로열젤리에 알코올을 첨가하여 상기 효소를 불활성화시키는 단계를 추가로 포함하는, 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 효소를 불활성화시키는 단계 이후, 상기 알코올이 첨가된 시료로부터 알코올을 제거하는 단계를 추가로 포함하며,
    상기 알코올을 제거하는 단계는, 감압 증류, 및 상압증류로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 방법으로 수행되는 것인, 제조 방법.
  10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조된 로열젤리 펩타이드 조성물을 여과하는 단계; 및
    상기 제조된 로열젤리 펩타이드를 동결건조하여 분말화하는 단계로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 단계를 더 포함하는, 제조 방법.
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