KR20230174774A - Manufacturing Method of Petides and Amino acids Derived from Cocoon or Insect - Google Patents

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Abstract

본 발명의 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법은, 누에 또는 곤충에 존재하는 고분자 단백질을 가수분해하여 저분자 펩타이드, 액상 아미노산 또는 아미노산 파우더를 생산하기 위한 기술로서, 저분자 펩타이드 및 아미노산의 생성 시간과 생성율을 획기적으로 높일수 있는 고효율, 고순도 펩타이드 및 아미노산 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 펩타이드 및 아미노산의 생성 시간을 기존에 비해 대폭 단축하고, 고순도의 아미노산 생성율을 향상시킬 뿐만 아니라 고순도 아미노산의 생산 원가와 생성율을 개선시켜 고순도 아미노산을 이용하는 식품, 화장품, 의약품 등 다양한 분야에 적용할 수 있다.
The method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects of the present invention is a technology for producing low-molecular-weight peptides, liquid amino acids, or amino acid powders by hydrolyzing high-molecular-weight proteins present in silkworms or insects, and includes the production time of low-molecular-weight peptides and amino acids, This relates to a high-efficiency, high-purity peptide and amino acid production method that can dramatically increase the production rate.
According to the present invention, the production time of peptides and amino acids is significantly shortened compared to the previous one, and the production rate of high-purity amino acids is improved, as well as the production cost and production rate of high-purity amino acids, so that high-purity amino acids can be used in various fields such as food, cosmetics, and pharmaceuticals. It can be applied.

Description

누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법{Manufacturing Method of Petides and Amino acids Derived from Cocoon or Insect}{Manufacturing Method of Petides and Amino acids Derived from Cocoon or Insect}

본 발명은 누에 또는 곤충에 존재하는 고분자 단백질을 가수분해하여 저분자 펩타이드, 액상 아미노산 또는 아미노산 파우더를 생산하기 위한 기술로서, 저분자 펩타이드 및 아미노산의 생성 시간과 생성율을 획기적으로 높일수 있는 고효율/고순도 펩타이드 및 아미노산 제조방법에 관한 것이다. The present invention is a technology for producing low-molecular peptides, liquid amino acids, or amino acid powder by hydrolyzing high-molecular-weight proteins present in silkworms or insects. High-efficiency/high-purity peptides and amino acids can dramatically increase the production time and production rate of low-molecular peptides and amino acids. It is about manufacturing method.

최근 누에와 곤충은 축산/가축 단백질을 대체하는 단백질원으로 부각되면서 단백질 식품으로 상품화되어 시장에 출시되고 있으며 관련 산업이 급성장하고 있는 추세이다. Recently, silkworms and insects have emerged as protein sources that replace livestock/livestock protein, and are being commercialized and released on the market as protein foods, and the related industry is rapidly growing.

특히, 누에고치는 세리신(Serisin)과 피브로인(Fibroin) 단백질로 형성되어 있으며 이러한 단백질을 최근에는 기능성 식음료의 소재 또는 의료용 소재로 이용하기 위한 개발이 활발히 진행되고 있다. In particular, silkworm cocoons are made of sericin and fibroin proteins, and development of these proteins to use them as materials for functional food and beverages or as medical materials has recently been actively underway.

그러나 이제까지의 기술들은 누에고치로 채취되는 견단백질을 별다른 처리공정을 거치지 아니하고 원형 그대로 사용하였거나 용해된 피브로인 수용액을 정제하는데 있어서 거의 투석(Dialysis)에 의해 정제하는 방법을 사용하고 있으므로 대량 양산시 생산의 수율이 저하되는 비경제적인 면이 있었으며 견단백질이 가지고 있는 섬유상의 구조적인 특징 및 아미노산의 배열 등으로 인체 내에서의 분해의 지연이나 분해가 어려워 흡수율이 저하되어 기능성/의료용 소재로서의 가치가 떨어지는 등의 문제점이 있었다. However, the technologies so far have either used the silk protein collected from silkworm cocoons in its original form without undergoing any special processing, or used a method of purifying the dissolved fibroin aqueous solution mostly through dialysis, so the production yield during mass production has been reduced. This was uneconomical, and due to the fibrous structural characteristics of silk protein and the arrangement of amino acids, decomposition in the human body was delayed or difficult to decompose, resulting in a decrease in absorption rate and lower value as a functional/medical material. There was this.

종래기술에 의할 때, 누에고치/곤충 펩타이드 또는 아미노산의 제조 기술은 산가수분해법, 중성염분해법 등의 화학적인 분해법과 생물학적인 효소분해법이 알려져 있다. According to the prior art, techniques for producing cocoon/insect peptides or amino acids include chemical decomposition methods such as acid hydrolysis and neutral salt decomposition and biological enzymatic decomposition methods.

화학적인 분해법은 쉽게 분해되어 수율은 높지만, 제조공정시 수질오염을 유발하고, 가수분해 단계에서 펩타이드가 아닌 아미노산까지 분해가 이루어져 기능성 펩타이드를 생산하지 못하는 문제점이 있었다. 또한, 효소분해법은 공정이 간단한데 비하여 분해율이 낮고, 그로 인한 수율이 저조한 문제점이 있었다. Although the chemical decomposition method is easily decomposed and has a high yield, it causes water pollution during the manufacturing process and has the problem of not being able to produce functional peptides because even amino acids other than peptides are decomposed during the hydrolysis step. In addition, the enzymatic decomposition method had a problem in that although the process was simple, the decomposition rate was low, resulting in low yield.

이로 인해 누에/곤충을 이용한 관련 제품의 품질 수준은 누에 또는 곤충류를 단순 건조, 분쇄하여 파우더 형태로 판매 하거나 성충을 건조한 형태 그대로 판매되고 있어 식용으로서의 불쾌감은 물론 맛이나 식감의 개선이 이루어 지지 않고 있으며, 누에 또는 곤충을 이용한 저분자 펩타이드 또는 아미노산 생산 기술도 효소 반응시간이 24 ~ 72시간까지 매우 길고 아미노산 생성률도 40-50% 로 낮아 비경제적일 뿐만 아니라 가격이 비싸고 사용 용도도 제한적인 단점이 있었다. As a result, the quality level of related products using silkworms/insects is low, as silkworms or insects are sold in powder form by simply drying and pulverizing them, or the adult insects are sold in dried form, which not only causes discomfort as edible but does not improve the taste or texture. , low-molecular-weight peptide or amino acid production technology using silkworms or insects also had the disadvantage of being uneconomical as the enzyme reaction time was very long, up to 24 to 72 hours, and the amino acid production rate was low at 40-50%, as well as being expensive and having limited uses.

한편, 누에의 경우 부위에 따라 누에고치 부분은 분자량이 300,000 Da에 달하고 그외 부위는 100,000 Da 내외의 분자량을 갖는데 이렇게 분자량이 다른 단백질을 분해하기 위해서는 각기 다른 효소와 투입비율과 반응시간, 온도, PH 등을 다르게 적용해야만 하는데 현실적으로 비생산적, 비경제적일 수밖에 없고 종전의 기술은 세분화된 기술을 개시하지 않고 포괄적인 제조방법만을 제시하고 있으며, 특정 효소분해 만으로는 아미노산 생성율이 매우 낮고 생성시간도 상당한 시간이 소요 될 수 밖에 없어 종전의 방법으로는 고효율의 고순도 아미노산 생산을 하기가 거의 불가능 하였다. Meanwhile, in the case of silkworms, depending on the part, the cocoon part has a molecular weight of up to 300,000 Da, and the other parts have a molecular weight of around 100,000 Da. In order to decompose proteins with different molecular weights, different enzymes, input ratios, reaction times, temperature, and pH are required. etc. must be applied differently, but in reality, it is bound to be unproductive and uneconomical, and the existing technology does not disclose detailed technologies but only suggests comprehensive manufacturing methods, and the amino acid production rate is very low and the production time is also considerable through specific enzymatic decomposition alone. It was almost impossible to produce high-efficiency, high-purity amino acids using the previous method.

따라서, 고효율의 아미노산 생산을 위한 단백질 입자의 초미립화와 효소분해의 최상 상태의 환경을 조성하기 위한 온도관리, PH 관리, 효소의 종류, 효소투입 비율, 반응시간 등의 설정을 통해 고효율의 펩타이드 및 아미노산을 생성할 수 있는 제조방법이 요구되고 있다. Therefore, by setting temperature management, PH management, type of enzyme, enzyme input ratio, reaction time, etc. to create the best environment for ultra-fine protein particles and enzymatic decomposition for high-efficiency amino acid production, highly efficient peptides and There is a need for a manufacturing method that can produce amino acids.

위의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대해 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 누에 또는 곤충의 단백질 입자 초미립화와, 효소분해의 최상 상태의 환경을 조성하기 위한 온도관리, PH 관리, 효소의 종류, 효소투입 비율, 반응시간 등의 설정을 통해 누에 또는 곤충의 고분자 단백질을 단시간 이내에 저분자 펩타이드 또는 아미노산을 높은 생성율로 생산해 낼 수 있는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention was devised to solve the problems of the prior art described above, including ultrafine atomization of silkworm or insect protein particles, temperature management to create the best environment for enzymatic decomposition, PH management, type of enzyme, and enzyme injection. The purpose is to provide a manufacturing method that can produce low-molecular-weight peptides or amino acids at a high production rate from high-molecular-weight proteins of silkworms or insects within a short period of time by setting ratios, reaction times, etc.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention. .

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 누에 또는 곤충의 단백질 분말을 분쇄하고 단백질 용액을 생성하는 단계: 상기 단백질 용액을 가열하는 단계; 상기 단백질 용액에 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소를 투입하는 제1차 효소반응단계; 및 상기 단백질 용액에 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소를 재차 투입하는 제2차 효소반응 단계:를 포함하되, 상기 제2차 효소반응 단계의 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소는, 제1차 효소반응 단계의 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소보다 각각 단백질 용액 중량 대비 중량%가 적은 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법을 제공한다.The present invention to solve the problems of the prior art described above includes the steps of pulverizing silkworm or insect protein powder and producing a protein solution: heating the protein solution; A first enzyme reaction step of adding endo type enzyme and exo type enzyme to the protein solution; And a second enzyme reaction step of reintroducing endo type enzyme and exo type enzyme into the protein solution, wherein the endo type enzyme in the second enzyme reaction step And the Exo type enzyme is a silkworm or insect characterized in that the weight percentage relative to the weight of the protein solution is lower than the Endo type enzyme and Exo type enzyme in the first enzyme reaction step, respectively. Provides methods for producing peptides and amino acids.

본 발명에서, 상기 단백질 분쇄 및 단백질 용액 생성 단계는, 누에 또는 곤충의 단백질 분말을 건식 분쇄하는 단계; 상기 건식 분쇄된 단백질 분말과 물을 2:8의 비율의 단백질 용액으로 혼합한 후 습식 분쇄 하는 단계; 및 상기 습식 분쇄된 단백질 용액을 초음파로 분쇄하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the protein grinding and protein solution generation steps include dry grinding silkworm or insect protein powder; Mixing the dry-ground protein powder and water into a protein solution at a ratio of 2:8 and then wet-grinding; and pulverizing the wet-ground protein solution with ultrasonic waves.

본 발명에서 상기 초음파 분쇄단계는, 상기 단백질 용액에 20KH~40KH 범위의 주파수를 가진 초음파를 20분 내지 60분 조사하는 것이 바람직하다. In the present invention, in the ultrasonic pulverization step, it is preferable to irradiate the protein solution with ultrasonic waves having a frequency in the range of 20 KH to 40 KH for 20 to 60 minutes.

본 발명에서 상기 단백질 용액의 가열단계는, 상기 단백질 용액을 반응탱크에 투입하되, 상기 반응탱크는 순간 가열기를 장착하고 이를 통해 순환식으로 단백질 용액이 55℃~60℃로 상승 및 유지하는 것이 바람직하다.In the present invention, in the heating step of the protein solution, the protein solution is introduced into a reaction tank, and the reaction tank is equipped with an instantaneous heater, and through this, the protein solution is preferably raised and maintained at 55°C to 60°C in a circulatory manner. do.

본 발명에서 상기 제1차 효소 반응단계는, 분쇄된 단백질 용액 중량대비 엔도형(Endo Type) 효소 2~3 중량%와 엑소형(Exo type) 효소 0.2~0.5 중량%를 반응 탱크에 투입하고 PH를 6-8 사이를 조정하면서 3시간 이내로 단백질 용액에 효소를 반응시키는 것이 바람직하다.In the present invention, in the first enzyme reaction step, 2 to 3% by weight of Endo type enzyme and 0.2 to 0.5% by weight of Exo type enzyme relative to the weight of the pulverized protein solution are added to the reaction tank and pH It is desirable to react the enzyme with the protein solution within 3 hours while adjusting between 6-8.

본 발명에서 상기 제1차 효소 반응단계는, 효소 투입 후 1시간까지는 PH 8로 유지하고, 1~2시간까지는 PH 6.0~6.5로 유지하며, 2~3시간까지는 PH 7로 유지하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first enzyme reaction step is preferably maintained at pH 8 for up to 1 hour after enzyme addition, pH 6.0 to 6.5 for 1 to 2 hours, and pH 7 for 2 to 3 hours. .

본 발명에서 상기 제2차 효소 반응단계는, 분쇄된 단백질 용액 중량대비 엔도형(Endo Type) 효소 1~2 중량%와 엑소형(Exo type) 효소 0.1~0.2 중량%를 반응 탱크에 투입하고, 1시간 이내로 단백질 용액에 효소를 반응시키되 PH 7로 유지하는 것이 바람직하다. In the present invention, in the second enzyme reaction step, 1 to 2% by weight of Endo type enzyme and 0.1 to 0.2% by weight of Exo type enzyme based on the weight of the pulverized protein solution are added to the reaction tank, It is desirable to react the enzyme with the protein solution within 1 hour and maintain the pH at 7.

본 발명에서 상기 엔도형(Endo Type) 효소는 알카라아제(Alcarase)이고, 상기 엑소형(Exo type) 효소는 플라보자임(Flavourzyme)인 것이 바람직하다. In the present invention, the endo type enzyme is preferably Alcarase, and the exo type enzyme is preferably a flavourzyme.

본 발명에서 상기 반응 탱크 내의 온도는계속 55℃~60℃를 유지하고, 반응 탱크의 측면 내부에 장착되는 교반 프로펠러의 교반속도는 60~100rpm 이며, 교반 프로펠러는 수직 방향으로 회전하도록 교반하는 것이 바람직하다. In the present invention, the temperature in the reaction tank is maintained at 55°C to 60°C, the stirring speed of the stirring propeller mounted inside the side of the reaction tank is 60 to 100 rpm, and the stirring propeller is preferably stirred to rotate in the vertical direction. do.

본 발명에서 상기 제2 효소반응 단계는, 효소 투입 후 1시간 이후에, 투입된 효소의 활성을 정지시키기 위해 20~40kHz의 주파수를 가진 초음파를 15~25분간 조사한 후 아미노산 펩타이드 혼합용액을 도출하는 것이 바람직하다. In the present invention, the second enzyme reaction step is to produce an amino acid peptide mixed solution after irradiating ultrasound with a frequency of 20 to 40 kHz for 15 to 25 minutes to stop the activity of the introduced enzyme 1 hour after the enzyme is added. desirable.

본 발명은 상기 아미노산 펩타이드 혼합용액에, 키토산 1-2%용액 및 구연산 8-10% 용액을 투입하여 미분해 단백질과 불순물을 응집시켜 여과시키고, 상기 미분해 단백질 및 불순물이 여과된 아미노산 펩타이드 혼합용액을 필터프레스를 통해 정제시켜 아미노산 용액 및 유기물 케이크를 도출하는 것이 바람직하다.In the present invention, a 1-2% solution of chitosan and an 8-10% solution of citric acid are added to the amino acid peptide mixed solution to coagulate and filter the undegraded proteins and impurities, and the amino acid peptide mixed solution in which the undegraded proteins and impurities are filtered. It is desirable to purify through a filter press to obtain an amino acid solution and an organic cake.

본 발명은, 상기 유기물 케이크를 마이크로 웨이브 방식으로 건조하여 펩타이드 아미노산 혼합 분말 도출하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable to dry the organic cake using a microwave method to obtain a peptide amino acid mixed powder.

본 발명의 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법은, 펩타이드 및 아미노산의 생성 시간을 기존에 비해 대폭 단축하고, 고순도의 아미노산 생성율을 크게 향상시키는 효과가 있다. The method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects of the present invention has the effect of significantly shortening the production time of peptides and amino acids compared to the existing method and greatly improving the production rate of high-purity amino acids.

또한, 본 발명에 의하면, 고순도 아미노산의 생산 원가와 생성율을 개선시켜 고순도 아미노산을 이용하는 식품, 화장품, 의약품 등 다양한 분야에 용이하게 적용이 될 수 있는 연쇄적 효과가 있다. In addition, according to the present invention, there is a chain effect that can be easily applied to various fields such as food, cosmetics, and pharmaceuticals using high-purity amino acids by improving the production cost and production rate of high-purity amino acids.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법의 순서도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법의 단계별 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반응탱크의 외부 구성도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반응탱크의 내부 구성도.
Figure 1 is a flowchart of a method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a step-by-step flow chart of a method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an external configuration diagram of a reaction tank according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an internal configuration diagram of a reaction tank according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately use the concept of terms to explain his or her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle of definability. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing the present application, various alternatives are available. It should be understood that equivalents and variations may exist.

종래기술의 소개Introduction to prior art

종래기술의 효소분해법에 의하면, 누에 또는 곤충으로부터 유래되는 고분자 단백질 입자를 미세하게 분쇄하는 기술을 개시하지 않고 있다. According to the enzymatic decomposition method of the prior art, the technology for finely pulverizing polymer protein particles derived from silkworms or insects has not been disclosed.

또한, 종래의 효소분해법에 의하면, 단백질을 분해하는 수많은 효소에 대한 실험 부족으로 엔도형(Endo Type) 효소와 엑소형(Exo Typ) 효소의 사용에 구분이 없는 경우가 대부분이며 주로 1가지 효소만 사용하는 경우가 많았다. 또한 이와 같은 방식에 의해 단백질이 분해되더라도 고분자 단백질 상당량이 모두 아미노산으로 전환되지 않는 단점이 있었다. In addition, according to the conventional enzyme decomposition method, due to the lack of experiments on numerous enzymes that decompose proteins, there is no distinction in the use of endo-type enzymes and exo-type enzymes in most cases, and only one enzyme is used. It was often used. In addition, even if the protein is decomposed by this method, there is a disadvantage that a significant amount of the polymer protein is not converted to amino acids.

종래에는 누에 분말 가용액의 온도는 대략 60℃까지 가열하는 데에만 2시간 이상 소요되고, 장시간 60℃를 지속적으로 유지하여야 하는데 가용액을 수용하는 반응 탱크 내부의 중심부와 주변부간 온도의 편차가 발생하여 효소반응의 저해 및 생산성 저하 요인이 되곤 했었다. Conventionally, it takes more than 2 hours just to heat the temperature of the silkworm powder soluble solution to approximately 60℃, and it must be continuously maintained at 60℃ for a long time, but there is a temperature difference between the center and the surrounding area inside the reaction tank containing the soluble solution. As a result, it used to be a factor in inhibiting enzyme reactions and reducing productivity.

더 나아가 종래기술은 효소 종류에 따른 효소반응에 필요한 온도와 PH 및 반응시간에 대하여 구체적이지 못하고 온도 변화와 PH 변화 시에 이를 관리하거나 대응하는 내용이 개시되지 않았다. Furthermore, the prior art is not specific about the temperature, pH, and reaction time required for the enzyme reaction depending on the type of enzyme, and does not disclose management or response to temperature and pH changes.

본 발명의 제조방법Manufacturing method of the present invention

본 발명의 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법은, i) 누에 또는 곤충을 혼합한 단백질 분말을 분쇄하고 단백질 용액을 생성하는 단계, ii) 상기 단백질 용액을 가열하는 단계, iii) 상기 단백질 용액에 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소를 투입하는 제1차 효소반응단계 및 iv) 상기 단백질 용액에 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소를 재차 투입하는 제2차 효소반응 단계를 포함하여 형성될 수 있다. The method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects of the present invention includes the following steps: i) pulverizing protein powder mixed with silkworms or insects and producing a protein solution, ii) heating the protein solution, iii) the protein solution A first enzyme reaction step of adding Endo type enzyme and Exo type enzyme to the protein solution, and iv) Adding Endo type enzyme and Exo type enzyme again to the protein solution. It can be formed including a second enzyme reaction step.

본 발명에서 상기 누에는, 누에고치류 또는 그 분말류, 누에성체건조류 또는 그 분말류, 홍잠성체류 또는 그 분말류 중 어느 하나 이상이 적용될 수 있다. In the present invention, any one or more of the silkworms, silkworm cocoons or their powders, dried silkworms or their powders, and red silkworms or their powders may be applied.

또한, 상기 곤충은, 쌍별귀뚜라미, 메뚜기, 누에 번데기, 백강잠, 밀웜, 흰점박이꽃무지애벌레(굼벵이), 갈색거저리애벌레, 장수풍뎅이유충, 수벌번데기, 풀무치 또는 이들의 분말류가 적용될 수 있을 것이나, 반드시 이에 한정되지 아니하고 단백질 성분이 포함된 곤충류라면 어떠한 곤충도 포함될 수 있을 것이다. In addition, the above insects may be double-star crickets, grasshoppers, silkworm pupae, white snails, mealworms, white-spotted radish caterpillars (slugs), brown mealworm larvae, rhinoceros beetle larvae, drone pupae, grasshoppers, or powders thereof. It is not necessarily limited to this, and any insect species that contains protein components may be included.

먼저, 본 발명은 누에/곤충의 단백질 분말의 분쇄에 있어서, '건식분쇄, 습식분쇄, 초음파 분쇄'의 3단계 분쇄기술을 적용하여 고분자 단백질입자를 초미립화하고 단백질 입자의 비표면적을 크게 넓혀서 효소분해 시간과 효율을 획기적으로 높일 수 있도록 한다. First, in the grinding of silkworm/insect protein powder, the present invention applies a three-stage grinding technology of 'dry grinding, wet grinding, and ultrasonic grinding' to ultrafine the polymer protein particles and greatly expand the specific surface area of the protein particles to enable enzyme It allows to dramatically increase decomposition time and efficiency.

다만, 상기 분쇄 공정에 의해 단백질이 분해된다고 하여 전부 아미노산화되는 것이 아니며, 단백질을 단시간에 잘 분해하는 엔도형(Endo Type) 효소와 아미노산 생성율을 높이는 엑소형(Exo Type) 효소를 모두 적절하게 투입하여 효소 반응을 하도록 한다. However, just because the protein is decomposed by the grinding process does not mean that all of it is amino acidized, and both endo-type enzymes, which decompose proteins well in a short time, and exo-type enzymes, which increase the amino acid production rate, are appropriately added. This causes an enzyme reaction to occur.

본 발명은 실험을 통하여 얻어진 결과에 의해 엔도형(Endo Type) 효소와 엑소형(Exo Type) 효소 중에서 가장 효율이 좋은 알카라아제(Alcarase) 효소와 플라보자임(Flavourzyme) 효소를 각각 특정하고 최적의 투입 비율로 적용하게 된다. The present invention identifies and optimizes the most efficient Alcarase enzyme and Flavozyme enzyme among Endo Type enzymes and Exo Type enzymes based on the results obtained through experiments. It is applied at an input rate of .

그리고, 본 발명에서는 누에/곤충의 단백질 용액(가용액)을 반응탱크(100)에 투입하되, 반응탱크(100)를 히팅(Heating)하면서 단백질 용액을 지속적으로 순간 가열기(70)를 통과시켜 단백질 용액의 온도를 55℃~60℃까지 5~10분내에 상승시킴으로써 종전의 가용액을 가열하는데 소요되는 시간을 수 분이내로 대폭 감소시켜 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있다. In the present invention, the protein solution (soluble solution) of silkworms/insects is introduced into the reaction tank 100, and while heating the reaction tank 100, the protein solution is continuously passed through the instantaneous heater 70 to produce protein. By raising the temperature of the solution to 55℃~60℃ within 5~10 minutes, the time required to heat the existing soluble solution can be drastically reduced to within a few minutes, thereby dramatically improving productivity.

이와 같이 본 발명에서는 순간가열기(70)와 반응탱크(100)의 히팅시스템을 동시에 이용하여 단백질 용액(가용액)의 온도를 편차없이 관리하기 때문에 온도에 의한 효소반응 저해 요인 없이 고효율의 효소반응을 기할 수 있다.In this way, in the present invention, the temperature of the protein solution (soluble solution) is managed without deviation by simultaneously using the heating system of the instantaneous heater (70) and the reaction tank (100), so that a highly efficient enzyme reaction is possible without factors that inhibit the enzyme reaction due to temperature. You can hope.

또한, 본 발명에서는 제1차 효소반응과 제2차 효소반응으로 구분하고 1제 효소인 엔도형(Endo Type) 효소와 2제 효소인 엑소형(Exo Type) 효소를 최적의 배합비로 각각 또는 동시 투입하는 방법을 제시하고, 반응 용액의 온도편차 없이 관리하는 방법과 더불어 반응 용액의 적정 PH와 PH 변화에 따른 관리 방법을 제시하여 고순도 및 고생성율의 펩타이드 및 아미노산을 생성할 수 있도록 한다. In addition, in the present invention, the first enzyme reaction is divided into the first enzyme reaction and the second enzyme reaction, and the first enzyme, Endo Type enzyme, and the second enzyme, Exo Type enzyme, are used separately or simultaneously at the optimal mixing ratio. A method of inputting the solution is presented, and a method of managing the reaction solution without temperature deviation is presented, as well as a management method according to the appropriate pH of the reaction solution and changes in pH, to enable the production of peptides and amino acids with high purity and high productivity.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법의 단계별 흐름도이다. 이하 도 1,2를 참조하여 각 단계별로 자세히 분설하고자 한다. Figure 1 is a flowchart of a method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a step-by-step flowchart of a method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects according to an embodiment of the present invention. Below, each step will be explained in detail with reference to Figures 1 and 2.

분쇄단계 : 건식분쇄, 습식분쇄 및 초음파 분쇄 공정Grinding stage: dry grinding, wet grinding and ultrasonic grinding process

본 발명의 단백질 분쇄 및 단백질 용액 생성 단계는, i) 누에 또는 곤충을 혼합한 단백질 분말을 건식 분쇄하는 단계, ii) 상기 건식 분쇄된 단백질 분말과 물을 2:8의 비율의 단백질 용액으로 혼합한 후 습식 분쇄 하는 단계 및 iii) 상기 습식 분쇄된 단백질 용액을 초음파 분쇄하는 단계를 포함하여 형성된다. The protein grinding and protein solution generation steps of the present invention include i) dry grinding protein powder mixed with silkworms or insects, ii) mixing the dry grinded protein powder and water into a protein solution at a ratio of 2:8. After wet grinding, and iii) ultrasonically grinding the wet grinded protein solution.

본 발명은 누에 또는 곤충의 건조 파우더, 즉 염분과 지방이 제거된 누에 또는 곤충의 단백질 분말을 준비하고, 이를 원재료로 사용하여 3단계에 걸처 분쇄를 실시한다. In the present invention, dried silkworm or insect powder, that is, silkworm or insect protein powder from which salt and fat have been removed, is prepared, and this is used as a raw material and pulverized in three steps.

먼저, 누에 또는 곤충을 혼합한 단백질 분말을 건식 분쇄하는 단계를 거친다(S10). 상기 건식 분쇄는 공지의 건식 분쇄 방식을 이용할 수 있다. First, the protein powder mixed with silkworms or insects is dry-ground (S10). The dry grinding may use a known dry grinding method.

이어서, 상기 건식 분쇄된 단백질 분말과 물을 2:8의 비율의 단백질 용액으로 혼합한 후 습식 분쇄하게 된다(S20). 건식 분쇄에 비해 습식 분쇄는 단백질 입자를 더욱 미세하게 분쇄할 수 있으며, 습식 분쇄 방식도 공지의 습식 분쇄 방식을 채용할 수 있다. Next, the dry-ground protein powder and water are mixed into a protein solution at a ratio of 2:8, and then wet-ground (S20). Compared to dry grinding, wet grinding can grind protein particles more finely, and a known wet grinding method can also be used.

다만, 발명의 필요에 따라, 상기 건식 분쇄된 단백질 분말 15~20 중량%, 물 80~85 중량%의 비율로 조정하여 단백질 용액을 형성할 수도 있을 것이다. However, depending on the needs of the invention, a protein solution may be formed by adjusting the ratio of 15 to 20% by weight of the dry ground protein powder and 80 to 85% by weight of water.

이어서, 상기 습식 분쇄된 단백질 용액을 초음파 분쇄하는 단계를 거친다(S30). Next, the wet-ground protein solution is ultrasonically ground (S30).

이때 초음파 분쇄는 순환방식의 초음파 조사 방식을 이용할 수 있으며(도 4 참조), 단백질 용액에 20KH~40KH 범위의 주파수를 가진 초음파를 20분 내지 60분 조사하면, 고분자 단백질 입자가 펩타이드 수준까지 초미립화되게 된다. At this time, ultrasonic pulverization can be done using a circular ultrasonic irradiation method (see Figure 4). When the protein solution is irradiated with ultrasonic waves with a frequency ranging from 20 KH to 40 KH for 20 to 60 minutes, the polymer protein particles are ultrafine to the peptide level. It will happen.

즉, 누에 또는 곤충이 가진 300,000Da의 고분자 단백질이나 100,000Da의 중/저분자 단백질이 초음파 분쇄 과정을 거치면 모두 펩타이드 수준의 초미세 단백질 입자로 미세화될 수 있으며, 고분자 단백질 및 저분자의 단백질을 각각 별도로 분해하는 비생산적인 방식을 탈피 할 수 있게 된다. In other words, when a 300,000 Da high molecular protein or a 100,000 Da medium/low molecular protein of a silkworm or insect undergoes an ultrasonic pulverization process, they can all be miniaturized into peptide-level ultrafine protein particles, and the high molecular protein and low molecular protein are broken down separately. You can break away from unproductive ways of doing things.

한편, 상기 초음파 분쇄 공정은, 초음파 시간을 계속 늘려도 60분이 경과한 후에는 유의미한 분쇄가 일어나지 않는다. 이는 초음파 조사시간이 20여분이 지나 60분을 경과하면, 단백질의 평균 입자 크기가 균일하져 더 이상 유의미한 분쇄작용이 발생하지 않기 때문이다. Meanwhile, in the ultrasonic pulverization process, no significant pulverization occurs after 60 minutes even if the ultrasonic time is continuously increased. This is because when the ultrasonic irradiation time passes from about 20 minutes to 60 minutes, the average particle size of the protein becomes uniform and significant pulverization action no longer occurs.

이와 같이 본 발명의 초음파 분쇄 처리가 된 단백질 용액은 그 단백질 입자가 초미세화되어 비표면적이 대폭 증가하기 때문에 효소반응 속도와 펩타이드/아미노산 생성효율을 획기적으로 높여줄 수 있다. 즉, 단백질 입자가 초미립화되면 될수록 효소반응 시 단백질의 분해속도와 분해율이 획기적으로 높아지게 되는 것이라 할 수 있다. In this way, the ultrasonic pulverized protein solution of the present invention can dramatically increase the enzyme reaction speed and peptide/amino acid production efficiency because the protein particles are ultrafine and the specific surface area is greatly increased. In other words, it can be said that as protein particles become ultrafine, the rate and speed of protein decomposition during enzymatic reactions increases dramatically.

한편, 초음파를 조사하는 과정에서 초음파는 단백질 용액 내에 함유된 병원균도 멸균 상태로 파괴하여 효소반응시 병원균에 의한 효소반응의 저하를 방지함으로써 효소반응의 효율을 상승시키는 또 다른 주요 인자로 작용할 수 있다. Meanwhile, in the process of irradiating ultrasound, ultrasound destroys pathogens contained in the protein solution in a sterile state, preventing degradation of the enzyme reaction due to pathogens during the enzyme reaction, thereby acting as another major factor in increasing the efficiency of the enzyme reaction. .

종전의 멸균 방식은 단백질 용액을 반응탱크에 투입하여 100℃까지 가열하고 1시간 이상 멸균 과정을 실시한 후 온도를 다시 내리는데 장시간이 소요되어 에너지 및 공정 단계, 공정 시간이 많이 드는 소모적 방식이었다. 그러나 멸균 공정에 있어서 단백질 용액에 초음파를 조사하면 위와 같은 공정의 낭비를 막고 생산성을 크게 증대 시킬 수 있게 된다. The previous sterilization method involved putting a protein solution into a reaction tank, heating it to 100°C, performing a sterilization process for more than an hour, and then lowering the temperature again. This was a wasteful method that required a lot of energy, process steps, and process time. However, in the sterilization process, irradiating the protein solution with ultrasound can prevent waste in the above process and greatly increase productivity.

본 발명에서 상기 초음파 분쇄는 반응 탱크 외부에 위치한 별도의 초음파 발생기 및 조사시스템을 이용하여 초음파 분쇄 처리를 수행할 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 아니하고 발명의 필요에 따라 단백질 용액을 반응 탱크(100)에 투입한 후 반응 탱크(100)에 부착된 초음파 발생기(30)를 통해 지속적으로 순환되는 단백질 용액에 초음파 조사 공정을 수행할 수도 있다(도 4 참조). In the present invention, the ultrasonic pulverization can be performed using a separate ultrasonic generator and irradiation system located outside the reaction tank, but the method is not limited thereto, and the protein solution is placed in the reaction tank 100 according to the needs of the invention. After input, an ultrasonic irradiation process may be performed on the protein solution that is continuously circulated through the ultrasonic generator 30 attached to the reaction tank 100 (see FIG. 4).

도 4의 순환형 초음파방식은 반응탱크 외부에 설치되어 탱크내의 용액을 순환시키면서 초음파를 조사하는 방식으로 반응탱크 내부에 설치하는 배쓰(Bath) 타입의 초음파 방식과는 달리 온도제어가 용이하고 용액을 360도 방향에서 초음파를 조사하여 분쇄 효율이 높고 강력한 캐비테이션(Cavitation) 효과로 미세 분쇄에 유리한 장점이 있기 때문에 순환형 초음파 방식으로 분쇄 효율을 높일 수 있다. The circulating ultrasonic method of Figure 4 is installed outside the reaction tank and irradiates ultrasonic waves while circulating the solution in the tank. Unlike the bath-type ultrasonic method installed inside the reaction tank, temperature control is easy and the solution is The grinding efficiency is high by irradiating ultrasonic waves in a 360-degree direction, and the strong cavitation effect has the advantage of fine grinding, so the grinding efficiency can be increased using the circular ultrasonic method.

단백질 용액 가열 및 순환 공정Protein solution heating and circulation process

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반응탱크의 외부 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 반응탱크의 내부 구성도이다. Figure 3 is an external configuration diagram of a reaction tank according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is an internal configuration diagram of a reaction tank according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 3은 반응탱크의 외부 구성도인데, 탱크 외부에 부착된 콘트롤러(19)의 조정을 통해 단백질 용액의 수위, 온도, PH, 초음파 조사를 조절할 수 있고, 더 나아가 가용액의 단백질 농도, 아미노산 농도의 측정도 가능하다. First, Figure 3 is an external configuration diagram of the reaction tank. By adjusting the controller 19 attached to the outside of the tank, the water level, temperature, pH, and ultrasonic irradiation of the protein solution can be adjusted, and further, the protein concentration of the soluble solution, Amino acid concentration can also be measured.

또한, 단백질 용액의 수위, 온도, PH, 초음파 조사, 단백질 농도, 아미노산 농도는 반응탱크 외부의 각 표시계를 통해 사용자가 확인할 수 있다. In addition, the user can check the water level, temperature, pH, ultrasonic irradiation, protein concentration, and amino acid concentration of the protein solution through each indicator outside the reaction tank.

한편, 도 4를 참조하면, 단백질 입자가 분쇄 처리된 단백질 용액(가용액)은 반응 탱크(100)에 투입된다. Meanwhile, referring to FIG. 4, a protein solution (soluble solution) in which protein particles have been pulverized is introduced into the reaction tank 100.

상기 반응탱크(100)는 측부에 순간 가열기(70)를 장착하고 이를 통해 순환식으로 단백질 용액이 55℃~60℃로 상승 및 유지하도록 제어된다(S40). 물론, 발명의 필요에 따라 반응탱크(100)는 온수 보일러 시스템을 동시에 가동하여 더욱 신속하게 단백질 용액의 온도를 55℃~60℃로 상승시킬 수 있다. The reaction tank 100 is equipped with an instantaneous heater 70 on the side, and through this, the protein solution is controlled to rise and maintain the temperature at 55°C to 60°C in a circulatory manner (S40). Of course, according to the needs of the invention, the reaction tank 100 can operate the hot water boiler system at the same time to more quickly raise the temperature of the protein solution to 55°C to 60°C.

종래 방식은 반응 탱크(100)를 오로지 온수 보일러 시스템을 사용하여 가열하는 방식으로서 60℃까지 가열하는 데에만 반응탱크의 용량에 따라 수 시간 이상의 시간이 소요되고, 가열된 용액도 반응탱크의 심부와 가장자리간 온도 차이가 발생하여 효소반응의 생산성 저해 요인이 되었었다. The conventional method is to heat the reaction tank 100 using only a hot water boiler system. It takes several hours or more depending on the capacity of the reaction tank just to heat it to 60°C, and the heated solution is also heated to the core of the reaction tank. The temperature difference between the edges occurred, which was a factor in inhibiting the productivity of the enzyme reaction.

본 발명에서는 순간 가열 방식을 채택하여 단백질 용액을 5~10분 내에 60℃까지 상승시킴으로써 용액 가열 시간의 대폭적인 단축을 통하여 생산성 향상에 크게 기여하며, 온도가 상승된 단백질 용액을 다시 반응 탱크로 투입하여 순환시키면서 반응탱크 내 단백질 용액간 온도편차 발생을 방지함으로써 온도변화에 따른 효소반응 저해 요인을 없애 효소반응 향상을 기하게 되는 것이다. In the present invention, an instantaneous heating method is adopted to raise the protein solution to 60°C within 5 to 10 minutes, greatly contributing to improved productivity by significantly shortening the solution heating time, and the protein solution with the increased temperature is fed back into the reaction tank. By circulating this and preventing temperature differences between the protein solutions in the reaction tank, factors that inhibit the enzyme reaction due to temperature changes are eliminated, thereby improving the enzyme reaction.

그리고, 후술하겠지만, 제1,2 효소반응 공정 시 반응 탱크 내의 온도는 계속 55℃~60℃를 유지하고, 반응 탱크(100)의 측면 내부에 장착되는 교반 프로펠러(51)의 교반속도는 60~100rpm로 맞추고, 교반 프로펠러(51)는 수직 방향으로 회전하도록 교반하게 되는데, 이와 같은 작용에 의해 반응 탱크(100) 내 가용액의 온도 편차는 더욱 줄어들게 될 것이다. As will be described later, during the first and second enzyme reaction processes, the temperature in the reaction tank is maintained at 55°C to 60°C, and the stirring speed of the stirring propeller 51 mounted on the inside of the side of the reaction tank 100 is 60°C to 60°C. Set to 100 rpm, the stirring propeller 51 is stirred to rotate in the vertical direction. Due to this action, the temperature difference of the soluble solution in the reaction tank 100 will be further reduced.

제1차 효소 반응 공정First enzyme reaction process

본 발명에서 제1차 효소 반응단계는, 분쇄된 단백질 용액 중량대비 엔도형(Endo Type) 효소 2~3 중량%와 엑소형(Exo type) 효소 0.2~0.5 중량%를 반응 탱크에 투입하고 PH를 6-8 사이를 조정하면서 3시간 이내로 단백질 용액에 효소를 반응시키게 된다(S50).In the present invention, in the first enzyme reaction step, 2 to 3% by weight of Endo type enzyme and 0.2 to 0.5% by weight of Exo type enzyme based on the weight of the pulverized protein solution are added to the reaction tank and the pH is adjusted. The enzyme is reacted with the protein solution within 3 hours while adjusting between 6-8 (S50).

가열된 단백질 용액이 효소 반응의 최적화를 기하기 위해서는 먼저 단백질 용액이 함유하고 있는 단백질 양의 측정이 필요하며 반응 탱크가 구비하는 단백질량 측정기를 통하여 단백질 중량을 측정하여 이에 맞는 최적의 효소량을 계산하고 투입하게 된다. In order to optimize the enzyme reaction of the heated protein solution, it is necessary to first measure the amount of protein contained in the protein solution. Measure the weight of the protein using a protein mass meter provided in the reaction tank to calculate the optimal amount of enzyme accordingly. will be invested.

본 발명에서 제1차 효소반응에 투입되는 엔도형(Endo Type) 효소는 알카라아제(Alcarase), 엑소형(Exo type) 효소는 플라보자임(Flavourzyme)을 적용할 수 있다. In the present invention, Alcarase can be used as the endo type enzyme used in the first enzymatic reaction, and Flavozyme can be used as the exo type enzyme.

한편, 가열된 단백질 용액을 효소반응 시키기 위해서는 단백질 용액의 온도를 55℃-60℃로 지속적으로 유지하면서 교반 프로펠라의 교반속도는 60rpm-100rpm으로 하고 교반 프로펠라는 상하 방향으로 교반하게 된다. Meanwhile, in order to perform an enzyme reaction in a heated protein solution, the temperature of the protein solution is continuously maintained at 55°C-60°C, the stirring speed of the stirring propeller is set to 60rpm-100rpm, and the stirring propeller is stirred in the up and down direction.

이는 단백질 용액에 비해 투입되는 효소량이 미량이고 효소 투입시 효소가 용액 상층 표면에 잔류하여 용액 밑 바닥과 전체에 골고루 퍼지는 데 시간이 상당히 소요 되므로 생산성 저해 요인이 되기 때문이다. This is because the amount of enzyme added is very small compared to the protein solution, and when the enzyme is added, the enzyme remains on the upper surface of the solution and takes a considerable amount of time to spread evenly across the bottom and the entire solution, which is a factor in hindering productivity.

전술한 바대로 제1차 효소반응 단계에서, 엔도형(Endo Type) 효소 알카라아제(Alcarase) 2%-3%와 엑소형(Exo type) 효소 플라보자임(Flavourzyme) 0.2%-0.5%를 투입하고 PH를 6-8 사이를 조정하면서 3시간 이내로 효소반응을 실시한다. As mentioned above, in the first enzyme reaction step, 2%-3% of the endo type enzyme Alcarase and 0.2%-0.5% of the Exo type enzyme Flavozyme were added. Add in the enzyme and perform the enzyme reaction within 3 hours while adjusting the pH between 6 and 8.

하기의 표 1은 제1차 효소반응 및 제2차 효소반응 시 PH의 조정 및 유지시간을 나타내고 있다. Table 1 below shows the pH adjustment and maintenance time during the first and second enzyme reactions.

효소 투입 후 반응시간Reaction time after enzyme addition 적정 PH appropriate pH 비고note

1차 효소반응Primary enzyme reaction

0 ~ 1시간

0 to 1 hour

8.0

8.0

단백질 분해 가속화

Accelerated protein breakdown

1~2시간

1~2 hours

6.0~6.5

6.0~6.5

아미노산 생성 가속화

Accelerating amino acid production

2~3시간

2~3 hours

7.0

7.0

휴지기

telogen

2차 효소반응Secondary enzyme reaction

3~4시간

3-4 hours
7.07.0
미분해 잔량의 최종분해

Final decomposition of remaining undecomposed amount

종래의 방식은 대게 PH 7 로 맞춰놓고 효소반응을 진행했었던 바, 단백질 분해를 잘 시키는 PH와 아미노산 생성이 잘되는 PH가 다르기 때문에 효소반응 시 단백질 분해 비율과 아미노산 생성비율을 고려하여 PH 농도를 시간에 따라 조절해 주어야 최상의 생산성과 효율을 기할 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 제1차 효소반응 단계는, 단백질 분해 가속화와 아미노산 생성 가속화를 위해 효소 투입 후 1시간까지는 PH 8로 유지하고, 1~2시간까지는 PH 6.0~6.5로 유지하며, 펩타이드 용액 제품화를 위한 휴지기로 2~3시간까지는 PH 7로 유지하게 된다. In the conventional method, the enzyme reaction was usually carried out at pH 7. Since the pH at which protein decomposition is good and the pH at which amino acid production is good are different, the pH concentration is adjusted according to the time by considering the protein decomposition rate and amino acid production rate during the enzyme reaction. It must be adjusted accordingly to achieve the best productivity and efficiency. Therefore, in the first enzyme reaction step of the present invention, pH is maintained at 8 for 1 hour after enzyme addition to accelerate protein decomposition and amino acid production, and pH is maintained at 6.0 to 6.5 for 1 to 2 hours, and the peptide solution is commercialized. PH is maintained at 7 for 2 to 3 hours as a rest period.

그리고, 후술하겠지만, 제2차 효소반응의 경우에도 단백질의 미분해 잔량의 최종분해를 위해 효소 투입 후 1시간까지 PH 7로 유지하게 된다. And, as will be described later, in the case of the second enzyme reaction, the pH is maintained at 7 until 1 hour after the enzyme is added for final decomposition of the remaining undigested protein.

상기 제1차 효소반응 공정을 모두 마치면, 저순도의 펩타이드 용액을 추출할 수 있으며, 이를 별도로 제품화하는 것도 가능하다. Once the first enzyme reaction process is completed, a low-purity peptide solution can be extracted, and it is also possible to commercialize it separately.

제2차 효소반응 공정Second enzyme reaction process


구 분division
Endo Type 효소Endo Type Enzyme Exo Type 효소Exo Type Enzyme
용 도Usage
단백질 분해

protein breakdown
아미노산 생성Amino acid production
효소명Enzyme name
알카라아제(Alcarase)

Alcarase

플라보자임(Flavourzyme)

Flavorzyme
최적 반응 PHOptimal response pH
8.0

8.0
6.0~6.56.0~6.5

단백질 분해(%)Protein degradation (%)

1시간 경과→85%
2시간 경과→96%

After 1 hour → 85%
2 hours later → 96%
1시간 경과→56%
2시간 경과→75%
1 hour later → 56%
2 hours later → 75%
아미노산 생성(g/L)Amino acid production (g/L)

1시간 경과→7,7 (g/L)
2시간 경과→9.5 (g/L)

After 1 hour →7,7 (g/L)
After 2 hours → 9.5 (g/L)
1시간 경과→33.9 (g/L)
2시간 경과→38.8 (g/L)
After 1 hour → 33.9 (g/L)
After 2 hours → 38.8 (g/L)
특 징characteristic
단백질 분해력은 우수
아미노산 생생력 저조

Excellent protein decomposition power
Low amino acid vitality
단백질분해력 저조
아미노산 생성력 우수
Low protein decomposition ability
Excellent amino acid production ability

위의 표 2의 내용과 같이 본 발명에서 엔도형(Endo Type) 효소는 단백질을 분해하기 위한 것으로 최적 반응을 보이는 PH는 8.0이고, 엑소형(Exo type) 효소는 아미노산을 생성하기 위한 것으로 최적 반응을 보이는 PH는 6.0~6.5이다. 다만, 위의 표 2의 내용과 같이 효소 반응 후 2시간 이상이 경과하면, 각 효소의 활력이 떨어져 이에 따라 효소반응이 저하되는데, 1시간 가량 더 휴지기를 갖은 후, 새롭게 엔도형(Endo Type) 효소 알카라아제(Alcarase) 1%-2%와 엑소형(Exo type) 효소 플라보자임(Flavourzyme) 0.1%-0.2%를 투입하여 효소의 활력을 추가하게 된다(S60).As shown in Table 2 above, in the present invention, the Endo type enzyme is for decomposing proteins and the optimal reaction pH is 8.0, and the Exo type enzyme is for producing amino acids and has an optimal reaction. The PH that shows is 6.0~6.5. However, as shown in Table 2 above, if more than 2 hours have passed since the enzyme reaction, the vitality of each enzyme decreases and the enzyme reaction decreases accordingly. After a rest period of about 1 hour, a new endo type The vitality of the enzyme is added by adding 1%-2% of the enzyme Alcarase and 0.1%-0.2% of the Exo type enzyme Flavorzyme (S60).

이 때, 반응 탱크 내의 온도는 계속 55℃~60℃를 유지하고 교반프로펠러의 교반속도는 60rpm-100rpm으로 하여 1시간 이내로 제2차 효소반응을 진행시키면 종국에는 아미노산 생성율이 90%에 다달을 수 있다. At this time, if the temperature in the reaction tank is maintained at 55℃~60℃ and the stirring speed of the stirring propeller is set at 60rpm-100rpm and the secondary enzyme reaction is carried out within 1 hour, the amino acid production rate can eventually reach 90%. there is.

상기 제2차 효소반응에 있어서 효소 투입 후 1시간 까지 PH 7으로 유지하게 되며, 본 발명에서 제2차 효소반응은 단백질 분해 가속화 또는 아미노산 생성 가속화를 위한 것이 아니라 미분해된 단백질의 잔량을 최종 분해하기 위함이므로 PH 7로 고정하고 효소반응을 진행시키게 되는 것이다. In the second enzyme reaction, the pH is maintained at 7 for up to 1 hour after enzyme addition. In the present invention, the second enzyme reaction is not for accelerating protein decomposition or amino acid production, but for final decomposition of the remaining amount of undigested protein. For this purpose, the pH is set to 7 and the enzyme reaction is carried out.

한편, 상기 제2차 효소 반응단계는, 효소 투입 후 1시간 이후에, 투입된 효소의 활성을 정지시키기 위해 초음파 발생기(30)를 통해 20~40kHz의 주파수를 가진 초음파를 15~25분간 조사하게 된다. Meanwhile, in the second enzyme reaction step, 1 hour after the enzyme is added, ultrasonic waves with a frequency of 20 to 40 kHz are irradiated through the ultrasonic generator 30 for 15 to 25 minutes to stop the activity of the added enzyme. .

이는 제2차 효소반응 공정이 종료 되면 효소 활성을 정지 시켜야 하며, 효소 활성을 정지 시키지 않으면 제품에 잔류하여 영향을 줄 수 있기 때문이다.This is because the enzyme activity must be stopped once the secondary enzyme reaction process is completed, and if the enzyme activity is not stopped, it may remain in the product and affect it.

종래에는 효소활성을 정지 시키기 위하여 단백질 용액의 온도를 100℃까지 가열하여 1시간이상 유지시켜 효소활성을 정지시키는 방식을 채택하고 있었고, 이는 높은 에너지 비용과 생산성 저하로 제조원가를 증가시키는 요인이 되었다. Conventionally, in order to stop enzyme activity, a method was adopted to stop enzyme activity by heating the temperature of the protein solution to 100°C and maintaining it for more than 1 hour, which was a factor in increasing manufacturing costs due to high energy costs and decreased productivity.

이에 본 발명의 초음파를 사용하여 효소의 활성을 정지시킴으로써 에너지 비용과 시간을 대폭 절감시켜 생산성 향상과 원가를 절감을 할 수 있게 된다. Accordingly, by using the ultrasound waves of the present invention to stop enzyme activity, energy costs and time can be significantly reduced, thereby improving productivity and reducing costs.

위와 같은 제2 효소반응 단계의 공정이 끝나면, 저분자 펩타이드와 아미노산 혼합액을 획득하게 되며, 이를 포장하여 제품화할 수 있다. Once the second enzyme reaction step as described above is completed, a mixture of low-molecular-weight peptides and amino acids is obtained, which can be packaged and commercialized.


비교예Comparative example
실시예Example
단백질 입자 protein particles
초미립화 공정Ultra-fine atomization process

X

X
1차 건식분쇄, 2차 습식 분쇄, 3차 초음파 분쇄를 거침 Goes through 1st dry grinding, 2nd wet grinding, and 3rd ultrasonic grinding.
사용효소 Enzyme used
1가지 타입의 효소를 투입

Input 1 type of enzyme
Endo Type 효소와 Exo Type 효소를 동시에 투입Simultaneous injection of Endo Type enzyme and Exo Type enzyme
PH 관리 PH management
PH 7에 고정

Fixed at PH 7
PH 6~8 범위 내에서 조정Adjustable within PH 6~8 range
효소의 활력관리 Enzyme vitality management
X

X
효소 반응 2시간 경과 후 제2 효소 투입Addition of second enzyme after 2 hours of enzyme reaction
효소반응 시간Enzyme reaction time
24 ~ 72 시간

24 to 72 hours
4 ~ 5시간4 to 5 hours
아미노산 생성율Amino acid production rate
40 ~ 50%

40~50%
90% 이상over 90
아미노산 순도(함량)Amino acid purity (content)
32~ 37%

32~37%
63% 이상More than 63%
생성물product
펩타이드/아미노산 혼합물

Peptide/amino acid mixture
1. 펩타이드/아미노산 혼합물
2. 아미노산
1. Peptide/amino acid mixture
2. Amino acids

위의 표 3은 종래방식에 의한 효소반응 실험과, 본 발명에 의한 효소반응 실험을 비교한 내용을 담고 있다. 위 비교예와 실시예에 이용된 누에/곤충의 혼합 분말은 5~10kg의 범위 내에서 동일한 중량의 혼합 분말을 이용하였으며, 비교예의 아미노산 생성률은 40~50%임에 비해 본 발명의 아미노산 생성율은 90% 이상이 측정되었고, 비교예의 아미노산 순도는 32~37%임에 비해 본 발명의 아미노산 순도는 63% 이상으로 측정되었다. Table 3 above contains a comparison between the enzyme reaction experiment according to the conventional method and the enzyme reaction experiment according to the present invention. The silkworm/insect mixed powder used in the above comparative examples and examples was a mixed powder of the same weight within the range of 5 to 10 kg, and the amino acid production rate of the comparative example was 40 to 50%, whereas the amino acid production rate of the present invention was 40 to 50%. More than 90% was measured, and while the amino acid purity of the comparative example was 32-37%, the amino acid purity of the present invention was measured to be more than 63%.

더 나아가 비교예의 생성물은 펩타이드/아미노산 혼합물만 생성됨에 비해, 실시예의 생성물은 펩타이드/아미노산뿐만 아니라 아미노산도 생성되었음을 확인할 수 있었다. Furthermore, it was confirmed that the product of the comparative example produced only a peptide/amino acid mixture, whereas the product of the example produced not only peptide/amino acid but also amino acid.

여과/정제 공정Filtration/purification process

이어서 제2차 효소반응 공정을 통해 생성된 아미노산 펩타이드 혼합용액에, 키토산 1-2%용액 및 구연산 8-10% 용액을 투입하여 미분해 단백질과 불순물을 응집시켜 여과시키고, 상기 미분해 단백질 및 불순물이 여과된 아미노산 펩타이드 혼합용액을 필터프레스를 통해 정제시켜 고순도 아미노산 용액을 도출하게 된다(S70). Next, a 1-2% solution of chitosan and an 8-10% solution of citric acid were added to the amino acid peptide mixed solution produced through the second enzyme reaction process to coagulate and filter the undegraded proteins and impurities. This filtered amino acid peptide mixed solution is purified through a filter press to obtain a high purity amino acid solution (S70).

즉, 제2차 효소반응 공정을 통해 생성된 아미노산 펩타이드 혼합용액에는 미분해된 단백질과 불순물이 남아 있을 수 있는데, 일부 미분해된 단백질과 불순물을 필터프레스를 통과하기 전에 1차적으로 응집하여 여과 하는데 응집제로 키토산이나 활성탄을 사용한다.In other words, undegraded proteins and impurities may remain in the amino acid peptide mixed solution produced through the secondary enzyme reaction process. Some of the undecomposed proteins and impurities are first coagulated and filtered before passing through the filter press. Chitosan or activated carbon is used as a coagulant.

보다 더 구체적으로 본 발명에서는 키토산 1%-2%용액을 구연산 8%-10%용액에 용해시켜 미분해 단백질과 불순물을 응집에 사용한다. 키토산은 아미노기에 의해 항균작용을 하므로, 키토산 사용으로 아미노산 용액의 항균효과도 얻을 수 있다. More specifically, in the present invention, a 1%-2% solution of chitosan is dissolved in an 8%-10% solution of citric acid and used for aggregation of undecomposed proteins and impurities. Since chitosan has an antibacterial effect due to its amino group, the antibacterial effect of amino acid solution can be obtained by using chitosan.

미분해 단백질과 불순물이 응집된 펩타이드/아미노산 용액은 여과시키게 되는데, 여과 방식은 공지의 방식을 채택할 수 있다. The peptide/amino acid solution in which undecomposed proteins and impurities are aggregated is filtered, and a known filtration method may be adopted.

그리고, 미분해 단백질과 불순물이 제거된 펩타이드/아미노산 용액을 필터프레스를 통과 시키면 다시 고순도 아미노산 용액과 유기물 케이크가 형성되는데 최종 아미노산 용액은 최초 투입된 혼합 분말이 함유하는 단백질의 90% 이상이 아미노산으로 생성된 고순도 아미노산 용액이며 이 아미노산 용액을 포장공정으로 이송하여 제품화하게 된다. Then, when the peptide/amino acid solution from which undigested proteins and impurities have been removed is passed through a filter press, a high-purity amino acid solution and an organic cake are formed. In the final amino acid solution, more than 90% of the protein contained in the initially added mixed powder is made up of amino acids. It is a high purity amino acid solution and this amino acid solution is transferred to the packaging process to be commercialized.

또한, 상기 유기물 케이크는 후술할 건조 공정으로 이송되어 건조를 실시하게 된다. In addition, the organic cake is transferred to a drying process to be described later and dried.

마이크로 웨이브 건조 공정Microwave drying process

이어서, 상기 유기물 케이크를 마이크로 웨이브 방식으로 건조하여 펩타이드 아미노산 혼합 분말 도출하게 된다(S80).Next, the organic cake is dried using a microwave method to obtain a peptide amino acid mixed powder (S80).

본 발명에서 유기물 건조 방식은, 건조 속도와 건조 효율 면에서 우수한 마이크로 웨이브 건조방식을 사용하여 건조하는 것이 바람직하다. 다만, 반드시 이에 한정되지 않고 발명의 필요에 따라 열풍건조 또는 스프레이건조 방식을 채택할 수도 있다. 건조된 분말은 건식 분쇄한 후 포장 공정으로 이송하여 제품화될 수 있다. In the present invention, the organic material drying method is preferably dried using a microwave drying method, which is excellent in terms of drying speed and drying efficiency. However, it is not necessarily limited to this, and hot air drying or spray drying methods may be adopted depending on the needs of the invention. The dried powder can be commercialized by dry grinding it and then transferring it to a packaging process.

이와 같이 본 발명은 누에 또는 곤충의 고분자 단백질을 4~5시간 이내에 저분자 펩타이드 또는 아미노산의 각 생성율 90% 이상의 생산기술을 구현하는 획기적인 제조방법으로서 기존의 생산방법 보다 더 효율적인 생산방법을 제공하고 고순도 아미노산을 생산하여 건강에 기여 할 뿐만 아니라 다양한 분야에 적용할 수 있다. As such, the present invention is an innovative manufacturing method that implements production technology of more than 90% production rate of low-molecular peptides or amino acids from high-molecular-weight proteins of silkworms or insects within 4 to 5 hours. It provides a more efficient production method than existing production methods and provides high-purity amino acids. It not only contributes to health by producing , but can also be applied to various fields.

고효율의 아미노산 생산을 위해서는 단백질 입자의 초미립화와 효소분해의 최상 상태의 환경을 조성하기 위한 온도관리, PH 관리, 효소의 종류, 효소투입 비율, 반응시간 등이 특정되어야 하며, 이를 통해 고효율의 아미노산 제조를 구현한다.In order to produce highly efficient amino acids, temperature management, PH management, type of enzyme, enzyme input ratio, reaction time, etc. must be specified to create the best environment for ultra-fine atomization of protein particles and enzymatic decomposition, through which highly efficient amino acids can be produced. Implement manufacturing.

또한, 본 발명에서는 단백질 입자의 미세분쇄, Endo Type의 효소와 Exo Type의 효소를 적절한 비율로 사용하고 효소반응에 민감한 최적의 온도, 최적의 PH, 반응시간을 개시하여 누에/곤충의 고단백질을 높은 효율로 고순도 아미노산으로 전환하는 방식을 제시한다. In addition, the present invention uses fine grinding of protein particles, endo type enzymes and exo type enzymes in an appropriate ratio, and discloses the optimal temperature, optimal pH, and reaction time sensitive to enzyme reaction to produce high protein from silkworms/insects. We present a method for converting amino acids to high purity with high efficiency.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described above in relation to specific embodiments of the present invention, this is only an example and the present invention is not limited thereto. A person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains may change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention, and within the scope of equivalency of the technical idea of the present invention and the scope of the patent claims described below. Various modifications and variations are possible.

11: 수위표시계 12: 온도표시계
14: PH 표시계 15: 단백질 농도 표시계
16: 초음파 표시계 17: 아미노산 농도 표시계
18: ON/OFF 스위치 19: 콘트롤러
20: 효소투입장치 30: 초음파발생기
40: 냉각장치 50: 교반 회전축
51: 교반 프로펠러 60: 순환모터
70: 순간 가열기 80: 온수
90: 덮개 100: 반응탱크
11: water level indicator 12: temperature indicator
14: PH indicator 15: Protein concentration indicator
16: Ultrasonic indicator 17: Amino acid concentration indicator
18: ON/OFF switch 19: Controller
20: Enzyme injection device 30: Ultrasonic generator
40: Cooling device 50: Stirring rotation shaft
51: stirring propeller 60: circulation motor
70: instantaneous heater 80: hot water
90: cover 100: reaction tank

Claims (13)

누에 또는 곤충을 혼합한 단백질 분말을 분쇄하고 단백질 용액을 생성하는 단계:
상기 단백질 용액을 가열하는 단계;
상기 단백질 용액에 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소를 투입하는 제1차 효소반응단계; 및
상기 단백질 용액에 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소를 재차 투입하는 제2차 효소반응 단계:를 포함하되,
상기 제2차 효소반응 단계의 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소는, 제1차 효소반응 단계의 엔도형(Endo Type) 효소 및 엑소형(Exo type) 효소보다 각각 단백질 용액 중량 대비 중량%가 적은 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
Steps of grinding protein powder mixed with silkworms or insects and producing protein solution:
heating the protein solution;
A first enzyme reaction step of adding endo type enzyme and exo type enzyme to the protein solution; and
Including a second enzyme reaction step of re-injecting endo type enzyme and exo type enzyme into the protein solution,
The Endo type enzyme and Exo type enzyme in the second enzyme reaction step are more protein than the Endo type enzyme and Exo type enzyme in the first enzyme reaction step, respectively. A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that the weight percentage relative to the weight of the solution is small.
제1항에 있어서, 상기 단백질 분쇄 및 단백질 용액 생성 단계는,
누에 또는 곤충을 혼합한 단백질 분말을 건식 분쇄하는 단계;
상기 건식 분쇄된 단백질 분말과 물을 2:8의 비율의 단백질 용액으로 혼합한 후 습식 분쇄 하는 단계; 및
상기 습식 분쇄된 단백질 용액을 초음파 분쇄하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
The method of claim 1, wherein the protein pulverization and protein solution generation steps include:
Dry grinding protein powder mixed with silkworms or insects;
Mixing the dry-ground protein powder and water into a protein solution at a ratio of 2:8 and then wet-grinding; and
ultrasonically pulverizing the wet pulverized protein solution;
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, comprising:
제2항에 있어서, 상기 초음파 분쇄단계는,
상기 단백질 용액에 20KH~40KH 범위의 주파수를 가진 초음파를 20분 내지 60분 조사하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
The method of claim 2, wherein the ultrasonic pulverization step,
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that the protein solution is irradiated with ultrasonic waves having a frequency in the range of 20 KH to 40 KH for 20 to 60 minutes.
제1항에 있어서, 상기 단백질 용액의 가열단계는,
상기 단백질 용액을 반응탱크에 투입하되, 상기 반응탱크는 순간 가열기를 장착하고 이를 통해 순환식으로 단백질 용액이 55℃~60℃로 상승 및 유지하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
The method of claim 1, wherein the step of heating the protein solution comprises:
The protein solution is put into a reaction tank, wherein the reaction tank is equipped with an instantaneous heater, and through this, the protein solution is raised and maintained at 55°C to 60°C in a circulatory manner. Peptide and amino acid production using silkworms or insects. method.
제1항에 있어서, 상기 제1차 효소 반응단계는,
분쇄된 단백질 용액 중량대비 엔도형(Endo Type) 효소 2~3 중량%와 엑소형(Exo type) 효소 0.2~0.5 중량%를 반응 탱크에 투입하고 PH를 6-8 사이를 조정하면서 3시간 이내로 단백질 용액에 효소를 반응시키는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
The method of claim 1, wherein the first enzyme reaction step is,
Add 2-3% by weight of Endo type enzyme and 0.2-0.5% by weight of Exo type enzyme into the reaction tank and adjust the pH between 6-8 to dissolve the protein within 3 hours. A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized by reacting enzymes in a solution.
제5항에 있어서,
효소 투입 후 1시간까지는 PH 8로 유지하고, 1~2시간까지는 PH 6.0~6.5로 유지하며, 2~3시간까지는 PH 7로 유지하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
According to clause 5,
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that pH is maintained at 8 for up to 1 hour after enzyme injection, pH is maintained at 6.0 to 6.5 for 1 to 2 hours, and pH is maintained at 7 for 2 to 3 hours.
제1항에 있어서, 상기 제2 효소 반응단계는,
분쇄된 단백질 용액 중량대비 엔도형(Endo Type) 효소 1~2 중량%와 엑소형(Exo type) 효소 0.1~0.2 중량%를 반응 탱크에 투입하고, 1시간 이내로 단백질 용액에 효소를 반응시키는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
The method of claim 1, wherein the second enzyme reaction step is,
1~2% by weight of Endo type enzyme and 0.1~0.2% by weight of Exo type enzyme are added to the reaction tank based on the weight of the pulverized protein solution, and the enzyme is reacted with the protein solution within 1 hour. Method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects.
제7항에 있어서,
효소 투입 후 1시간까지는 PH 7로 유지하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
In clause 7,
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that pH is maintained at 7 for up to 1 hour after enzyme addition.
제5항 또는 제7항에 있어서,
상기 엔도형(Endo Type) 효소는 알카라아제(Alcarase)이고, 상기 엑소형(Exo type) 효소는 플라보자임(Flavourzyme)인 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
According to clause 5 or 7,
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that the endo type enzyme is Alcarase, and the Exo type enzyme is a Flavorzyme.
제5항 또는 제7항에 있어서,
반응 탱크 내의 온도는 계속 55℃~60℃를 유지하고, 반응 탱크의 측면 내부에 장착되는 교반 프로펠러의 교반속도는 60~100rpm 이며, 교반 프로펠러는 수직 방향으로 회전하도록 교반하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
According to clause 5 or 7,
The temperature in the reaction tank is continuously maintained at 55°C to 60°C, the stirring speed of the stirring propeller mounted inside the side of the reaction tank is 60 to 100 rpm, and the stirring propeller is stirred to rotate in the vertical direction. Method for producing peptides and amino acids using insects.
제1항에 있어서, 상기 제2차 효소 반응단계는,
효소 투입 후 1시간 이후에, 투입된 효소의 활성을 정지시키기 위해 20~40kHz의 주파수를 가진 초음파를 15~25분간 조사한 후 아미노산 펩타이드 혼합용액을 도출하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
The method of claim 1, wherein the second enzyme reaction step is,
Peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that 1 hour after the injection of the enzyme, irradiation of ultrasound with a frequency of 20 to 40 kHz for 15 to 25 minutes is performed to stop the activity of the introduced enzyme, and then an amino acid peptide mixed solution is derived. Manufacturing method.
제11항에 있어서,
상기 아미노산 펩타이드 혼합용액에, 키토산 1-2%용액 및 구연산 8-10% 용액을 투입하여 미분해 단백질과 불순물을 응집시켜 여과시키고,
상기 미분해 단백질 및 불순물이 여과된 아미노산 펩타이드 혼합용액을 필터프레스를 통해 정제시켜 아미노산 용액과 유기물 케이크를 도출하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
According to clause 11,
To the amino acid peptide mixed solution, a 1-2% solution of chitosan and an 8-10% solution of citric acid were added to coagulate undiluted proteins and impurities and filter them.
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that the amino acid peptide mixed solution from which the undecomposed protein and impurities have been filtered is purified through a filter press to produce an amino acid solution and an organic cake.
제12항에 있어서,
상기 유기물 케이크를 마이크로 웨이브 방식으로 건조하여 펩타이드 아미노산 혼합 분말 도출하는 것을 특징으로 하는 누에 또는 곤충을 이용한 펩타이드 및 아미노산 제조방법.
According to clause 12,
A method for producing peptides and amino acids using silkworms or insects, characterized in that the organic cake is dried using a microwave method to obtain a peptide amino acid mixed powder.
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JP3027548B2 (en) * 1997-06-09 2000-04-04 大塚化学株式会社 Methods for removing proteins from liquids
KR20170014448A (en) * 2015-07-30 2017-02-08 (주) 에이티바이오 Manufacturing method of feed composition using insects and that of using feed composition
KR101808028B1 (en) * 2016-08-10 2017-12-12 대한민국(농촌진흥청장) Manufacturing method of powder of Tenebrio molitor larva using wet-grinding and spray drying method
KR102211892B1 (en) * 2019-05-20 2021-02-03 농업회사법인 에스에스바이오팜 주식회사 Silkpeptide production method using high pressure and enzyme treatment
KR20220072915A (en) * 2020-11-25 2022-06-03 한국식품연구원 A composition for the prevention or treatment of hypertension containing edible insects hydrolysates and fractions thereof

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