[논문]효소 처리한 돈혈 활용 철분분말제제 특성

김미연; 김민아; 정용진

doi:10.11002/kjfp.2016.23.5.753

효소 처리한 돈혈 활용 철분분말제제 특성
Characteristics of iron powder formulation produced from porcine blood by enzymatic treatment 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.23 no.5, 2016년, pp.753 - 757

김미연 ((주)케이엠에프) , 김민아 ((주)케이엠에프) , 정용진 ((주)케이엠에프)

초록
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본 연구에서는 도축장에서 폐수 처리되는 돈혈을 활용하여 단백질 분해 효소 처리를 하여 철분함량 및 용해도가 높은 철분분말을 제조하고자 하였다. 철분함량을 높이기 위하여 효소처리 및 혈액 분리 정도에 따른 돈혈 분말의 품질특성을 분석하였고, 그 결과 수급 받은 돈혈의 전혈에 Thermoase 0.2%를 첨가한 후 $60^{\circ}C$에서 4시간 처리하여 여과, 열풍건조처리를 하였을 때 철분함량이 110.00 mg/100 g 으로 가장 높은 것으로 확인되었으며, 재수화성 역시 높은 것을 확인하였다. 또 철분 보조제로써 활용 가능 여부를 확인하기 위하여 최종조건에 따라 제조 된 돈혈분말의 생체이용률을 측정하였으며, 대표적인 시중 판매 제품 보다 2.9배 높은 것으로 확인 되었다. 따라서 영양학적 가치가 있는 돈혈을 활용하여 철분분말을 제조한다면, 수입에 의존하고 있는 철분시장에 국내산 천연재료 공급이 가능할 뿐만 아니라 이의 폐기처리로 인한 비용처리 및 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, enzyme (thermoase) hydrolysis was applied to the porcine blood order to increase the iron content and solubility. It was confirmed that content of iron was increase up to 158.11 mg/100 g porcine powders after 0.2% thermoase treatment at $60^{\circ}C$ during 4 hr. The solubility of porcine blood powders was higher than other enzyme (various protease), temperature, reaction time. This optimized conditions were also worked to the in vitro iron bioavailability rate increasement, the bioavailability of hydolyzed porcine powders was 3-fold higher than that of an iron supplement on the market. These results indicate the possibility of porcine blood powder in iron supplements market as natural material. Also utilizing of reduced porcine blood will be possible to improve environmental issues.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

대부분의 연구는 혈액 내 철분, 특히 헴철을 추출하여 분리, 정제하는 등의 방식을 취하고 있다(4). 본 연구에서는 도축 후 폐기되는 돈혈을 활용한 철분분말제제 개발을 위하여 단백질 분해 효소를 이용하여 돈혈 분말을 제조한 뒤 각 분말의 품질특성, 무기질 함량 및 용해도 확인을 위한 색도 측정 등을 통해 철분함량 및 용해도가 높은 철분분말 제제 개발 가능성을 확인하고자 하였다.
본 연구에서는 도축장에서 폐수 처리되는 돈혈을 활용하여 단백질 분해 효소 처리를 하여 철분함량 및 용해도가 높은 철분분말을 제조하고자 하였다. 철분함량을 높이기 위하여 효소처리 및 혈액 분리 정도에 따른 돈혈 분말의 품질특성을 분석하였고, 그 결과 수급 받은 돈혈의 전혈에 Thermoase 0.
덴마크에서는 돈혈의 혈장을 식품첨가물로 가공하여 사용하고 있고(14) 일본에서도 돈혈을 이용한 철분 보충제제가 판매 되고 있는 등 돈혈의 이용이 확대되고 있으며 이로 돈혈로 제조한 철분제의 가능성을 크다는 것을 알 수 있다. 본 연구에서는 돈혈의 철분을 다양하게 활용하기 위하여 단백질 분해효소를 이용하여 생체이용률이 높은 철분제를 제조하고, 그 특성에 관한 연구를 진행하였다.

제안 방법

45 μm, Advantec MFS, Tokyo, Japan)를 이용하여 철분생체이용률을 측정하였다. 돈혈분말로 만들어질 철분 보조제의 우수성을 확인하기 위하여 판매중인 철분 보충용 제품 1제품을 시중에서 구입하여 같은 방법으로 측정하여 비교하였다. In vitro 철분 생체이용률은 아래의 식을 따라 계산하였다.
돈혈의 가수분해를 위한 효소처리는 동일한 혈액의 양에 단일 처리시 0.2%, 복합 처리시 0.1%를 각각 첨가하여 진탕 배양기(Maxturdy 45, Wisd, Wonju, Korea)에서 공통 최적 활성온도인 55℃로 100 rpm으로 진탕하며 4시간 동안 가수분해 한 다음 60℃에서 열풍 건조한 뒤 분쇄하여 1 mm sieve로 거른 돈혈분말 시료를 직사광선을 피한 서늘한 곳에서 보관하며 실험하였다.

대상 데이터

가수분해효소는 현재 시판되는 Alcalase, Protamex, Esperase, Neutrase, Thermoase 및 Flavourzyme의 단백질 가수분해효소를 사용하였다. Alcalase와 Neutrase는 Novo 사(Novo Nordisk, Bagsvared, Denmark)에서 구입하여 사용하였고, 나머지 효소는 Sein Corporation Ltd.(Daegu, Korea)에서 제공받아 사용하였다.
본 실험에 사용된 돈혈은 2015년 2월에서 3월 사이 3차례에 걸쳐 공급받았으며, 공급받은 샘플은 혈액의 응고방지를 위하여 구연산나트륨(DAEJUNG, Siheung, Korea)을 첨가하여 냉암소에서 보관하며 1~2일 내로 사용하였다. 가수분해효소는 현재 시판되는 Alcalase, Protamex, Esperase, Neutrase, Thermoase 및 Flavourzyme의 단백질 가수분해효소를 사용하였다. Alcalase와 Neutrase는 Novo 사(Novo Nordisk, Bagsvared, Denmark)에서 구입하여 사용하였고, 나머지 효소는 Sein Corporation Ltd.
본 실험에 사용된 돈혈은 2015년 2월에서 3월 사이 3차례에 걸쳐 공급받았으며, 공급받은 샘플은 혈액의 응고방지를 위하여 구연산나트륨(DAEJUNG, Siheung, Korea)을 첨가하여 냉암소에서 보관하며 1~2일 내로 사용하였다. 가수분해효소는 현재 시판되는 Alcalase, Protamex, Esperase, Neutrase, Thermoase 및 Flavourzyme의 단백질 가수분해효소를 사용하였다.

이론/모형

돈혈 분말의 무기질 함량은 습식분해법(wet digestion method)(15)으로 분석하였다. 시료 1 g에 65%의 HNO₃6 mL와 30% H₂O₂ 1 mL를 teflon bottle에 담은 후 이를 전처리 시험용액으로 하며, microwave digestion system(Ethos-1600, Milestone, Sorisole, Italy)을 이용하여 최고 600 W로 총 20분간 산분해를 실시한 다음, 전처리 과정을 거친 시료용액을 0.
돈혈분말의 생체 내 이용률을 측정하기 위하여, Miller 등(16)의 방법으로 실험하였다. 실험에 사용된 돈혈 분말의 양은 미리 측정된 분말 내 철분 함유량을 철분의 1일 권장섭취량 기준(최대 14 mg)으로 환산하여 사용하였다.

성능/효과

Thermoase를 이용하여 돈혈의 분리도에 따른 무기질 분석 및 용해도 평가를 진행하였으며 그 결과는 Table 3,4에 나타내었다. 돈혈의 전혈, 응고혈 및 응고혈을 제외한 잔혈을 이용하여 동일한 조건에서 Thermoase를 처리한 결과, 전혈에 Thermoase를 처리한 구에서 158.11 mg/100 g으로 Fe 함량이 가장 높은 것을 확인하였다. 용해도 확인을 위한 1% 용해액의 색차 측정 결과 전혈의 Thermoase 무처리구색차값인 69.
00 mg/100 g 으로 가장 높은 것으로 확인되었으며, 재수화성 역시 높은 것을 확인하였다. 또 철분 보조제로써 활용 가능 여부를 확인하기 위하여 최종조건에 따라 제조 된 돈혈분말의 생체이용률을 측정하였으며, 대표적인 시중 판매 제품 보다 2.9배 높은 것으로 확인 되었다. 따라서 영양학적 가치가 있는 돈혈을 활용하여 철분분말을 제조한다면, 수입에 의존하고 있는 철분시장에 국내산 천연재료 공급이 가능할 뿐만 아니라 이의 폐기처리로 인한 비용처리 및 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
국내 도축장에서 수급 받은 혈액에 6종의 단백질 가수분해 효소를 처리하여 pH, 총 고형분 함량 및 무기질 분석을 실시한 결과를 Table 1, 2에 나타내었다. 분석 결과 6종의 가수분해 효소 처리시 pH는 Thremoase 처리시 pH 6.65로 가장 낮게 측정되었으며, 총 고형분 함량은 6종의 효소처리 구간에서 모두 증가하였고 Thermoase 처리구에서는 2배정도 증가한 것을 확인하였다. Kim 등(17)은 단백질 가수분해 효소 처리과정 중 총 고형분의 함량이 처리하지 않은 구에 비하여 상승하였다고 보고하고 있으며, Noh 등(18) 또한 상업적 효소를 이용한 가수분해 후 총 고형분 함량이 증가하였다고 보고하고 있어, 본 결과와 유사하였다.
2%, 4시간처리 후 열풍건조 조건 하에서 돈혈분말을 제조하여 생체이용률을 확인하였으며 그 결과를 Table 5에 나타내었다. 선정된 시중의 철분 보조제와의 비교한 결과, 돈혈 분말은 22.00%의 체내흡수율로, 시중의 철분 보조제의 체내 생체이용율 7.50%보다, 약 2.9배 높은 것으로 나타났다.
즉, 폐기되는 돈혈의 철분제제로서의 활용 가능성 검토 결과, Thermoase 0.2%, 4시간 처리 후 열풍건조를 거친 돈혈 분말에서 Fe, Zn 등의 무기질 함량 및 용해도가 증가하는 것을 확인하였다. In vitro 생체이용률에서도 판매중인 제품에 비해 약 2.
본 연구에서는 도축장에서 폐수 처리되는 돈혈을 활용하여 단백질 분해 효소 처리를 하여 철분함량 및 용해도가 높은 철분분말을 제조하고자 하였다. 철분함량을 높이기 위하여 효소처리 및 혈액 분리 정도에 따른 돈혈 분말의 품질특성을 분석하였고, 그 결과 수급 받은 돈혈의 전혈에 Thermoase 0.2%를 첨가한 후 60℃에서 4시간 처리하여 여과, 열풍건조처리를 하였을 때 철분함량이 110.00 mg/100 g 으로 가장 높은 것으로 확인되었으며, 재수화성 역시 높은 것을 확인하였다. 또 철분 보조제로써 활용 가능 여부를 확인하기 위하여 최종조건에 따라 제조 된 돈혈분말의 생체이용률을 측정하였으며, 대표적인 시중 판매 제품 보다 2.

후속연구

또한 돈혈 수급에 있어서 구제역 등의 여파로 인해 일정한 공급이 원활하지 않고, 공급 루트 자체가 정형화 되지 않은 점 등의 문제점으로 인하여 철분제의 대량 생산시 어려움이 있을 것으로 예상된다. 2014년 농림축산식품부 및 농림축산검역본부 주체로 도축장 식육부산물 위생관리 매뉴얼이 발간되어 도축장의 위생관리감독 및 유통관리감독의 체계가 구축됨에 따라 추후 추가 연구 및 관리의 병행이 이루어진다면 국내 철분시장에서의 돈혈을 이용한 고부가가치 제품 창출에 도움이 될 것으로 판단된다.
가공처리가 간단하여 도살 직후 폐혈액을 수급하여 가공 처리가 가능한 장점과 열풍건조를 거친 분말형태를 통하여 폐혈액의 활용도를 증가시킬 수 있을 것으로 기대되므로, 혈액 부산물 활용에 대한 제도적인 개선이 이루어져야 하며, 생체이용률이 높으면서도 저렴한 철분제에 대한 연구가 계속적으로 보고되고 있는 만큼(19-22) 현재 시중 판매 중인 제품과의 차별성에 대한 보완 연구가 진행되어야 할 것이다. 특히, 특유의 향 개선에 대한 제제연구가 추가적으로 더 진행되어야 할 것으로 사료된다.
9배 높은 것으로 확인 되었다. 따라서 영양학적 가치가 있는 돈혈을 활용하여 철분분말을 제조한다면, 수입에 의존하고 있는 철분시장에 국내산 천연재료 공급이 가능할 뿐만 아니라 이의 폐기처리로 인한 비용처리 및 환경오염을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
가공처리가 간단하여 도살 직후 폐혈액을 수급하여 가공 처리가 가능한 장점과 열풍건조를 거친 분말형태를 통하여 폐혈액의 활용도를 증가시킬 수 있을 것으로 기대되므로, 혈액 부산물 활용에 대한 제도적인 개선이 이루어져야 하며, 생체이용률이 높으면서도 저렴한 철분제에 대한 연구가 계속적으로 보고되고 있는 만큼(19-22) 현재 시중 판매 중인 제품과의 차별성에 대한 보완 연구가 진행되어야 할 것이다. 특히, 특유의 향 개선에 대한 제제연구가 추가적으로 더 진행되어야 할 것으로 사료된다. 또한 돈혈 수급에 있어서 구제역 등의 여파로 인해 일정한 공급이 원활하지 않고, 공급 루트 자체가 정형화 되지 않은 점 등의 문제점으로 인하여 철분제의 대량 생산시 어려움이 있을 것으로 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	시중 판매 철분 보조제와 돈혈분말의 생체이용률을 비교한 결과는?	2%, 4시간처리 후 열풍건조 조건 하에서 돈혈분말을 제조하여 생체이용률을 확인하였으며 그 결과를 Table 5에 나타내었다. 선정된 시중의 철분 보조제와의 비교한 결과, 돈혈 분말은 22.00%의 체내흡수율로, 시중의 철분 보조제의 체내 생체이용율 7.50%보다, 약 2.9배 높은 것으로 나타났다.
	철분의 인체 내 역할은 무엇인가?	철분은 성인 기준 체중의 약 8% 구성하는 혈액 중에서 헤모글로빈의 구성성분으로 산소 운반에 필수적인 역할을 하며(1) 인체 내 약 3 g 정도를 차지하고 있다고 알려져 있다. 이러한 철분의 결핍은 부적절한 식단 유지, 체내 철분 흡수의 불량, 혈액 손실, 반복되는 임신 등의 이유로 인하여 영·유아 및 가임기 여성에게서 흔하게 발생한다(2).
	철분제에는 보통 어떤 철이 들어가는가?	철분은 생체 내에서 이루어지는 거의 모든 대사에 필수적인 성분이지만(3) 식품을 통한 철분 섭취는 흡수율이 10~30%정도로 낮은 편이며, 그 이용률은 체내 철분 저장량, 식이인자 등에 의해 영향을 받는다(1). 부족한 철분의 보충을 위하여 복용하는 철분제는 대부분 염화 제 2철, 구연산 철, 피로인산 제 2철 등의 철 화합물을 이용한 합성철분제가 차지하고 있다(4). 합성철분제의 경우 무기철 성분으로 철의 함량이 높고 저렴한 장점이 있는 반면, 생체 흡수율이 낮고 과다 복용시 철분 중독 증상 또는 위장 장애를 발생시키는 단점이 있다(5).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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