[논문]도루묵 가수분해물 유래 항염증 펩타이드 제조를 위한 효소 가수분해 최적 조건

장혜림; 윤경영

doi:10.9721/kjfst.2018.50.2.203

도루묵 가수분해물 유래 항염증 펩타이드 제조를 위한 효소 가수분해 최적 조건
Optimal conditions of enzymatic hydrolysis for producing anti-inflammatory peptides from sandfish (Arctoscopus japonicus) hydrolysate 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.50 no.2, 2018년, pp.203 - 208

초록
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본 연구에서는 항염증 펩타이드를 생산하기 위해 도루묵(Arctoscopus japonicus)의 어육과 알로부터 가수분해물을 제조하였으며, 단백분해효소, pH, 온도, 효소 농도 및 가수분해 시간에 따른 NO 소거활성을 측정함으로써 최적 가수분해 조건을 설정하였다. 어육 가수분해물의 최적 조건은 pH 5.0, 온도 $30^{\circ}C$, 효소 농도 1%, 가수분해 시간 4시간으로 확인되었으며, 알 가수분해물의 최적 조건은 pH 5.0, 온도 $70^{\circ}C$, 효소 농도 3%, 가수분해 시간 3시간으로 확인되었다. 이러한 최적의 가수분해 조건에서 어육 및 알 가수분해물의 NO 소거활성은 각각 18.94 및 19.81%로 측정되었다. 이는 도루묵 단백질 가수분해물 유래 항염증 펩타이드를 생산하기 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the hydrolysis conditions for the production of anti-inflammatory peptides from meat and roe hydrolysates of sandfish (Arctoscopus japonicus) were determined by measuring the nitric oxide (NO) scavenging enzymatic activity, experimental pH, temperature, enzyme concentration, and hydrolysis time. The optimal conditions determined when using meat hydrolysate were a pH value of 5.0, at a temperature of $30^{\circ}C$, 1% enzyme concentration, and 4 h hydrolysis time. The optimal conditions when using roe hydrolysate were a pH of 5.0, a temperature of $70^{\circ}C$, enzyme concentration of 3%, and hydrolysis time of 3 h. The NO scavenging activities of meat and roe hydrolysate were determined to be 18.94 and 19.81%, respectively. In summary, this study determined the optimum enzymatic hydrolysis conditions for the production of anti-inflammatory peptides from sandfish.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 따라 최근 연구에서는 도루묵 유래 가수분해물을 생리활성 펩타이드의 소재로 사용하여 항산화 및 항염증 효과를 입증하였으나(Jang 등, 2017a; Jang 등, 2017b), 항염증 펩타이드를 생산하기 위한 가수분해 조건에 대한 연구는 보고된 바가 없다. 이에 따라 본 연구에서는 도루묵의 어육과 알을 항염증 펩타이드를 생산하기 위한 천연 소재로 사용하였으며, 효소적 가수분해에 대한 최적 조건을 설정하여 도루묵 단백질 가수분해물 유래 항염증 펩타이드 생산을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

제안 방법

최적의 효소 농도를 설정하기 위해 지질이 제거된 어육과 알은 이전 실험결과에서 얻은 최적의 pH 및 온도에서 수행되었다. 시료의 1-5%에 해당되는 각기 다른 효소 농도(Alcalase: 0.12,0.24, 0.36, 0.48, 0.60, Collupulin: 0.23, 0.46, 0.69, 0.92, 1.15unit)를 처리하여 1시간 동안 가수분해하였으며, 가수분해물을1,600×g로 원심분리하여 얻은 상층액의 NO 소거활성을 측정하였다.

대상 데이터

본 연구에서 사용된 도루묵(A. japonicus)은 무게 95.0±5.0 g, 길이 20.0±2.0 cm로 2012년 12월 대구에 위치한 수산물도매시장에서 구입하였다. 구입 즉시 얼음과 함께 실험실로 옮겨 차가운 물로 씻은 후 어육과 알을 분리하고, 각각 믹서(M-1211, Starion,Busan, Korea)를 사용하여 갈았으며, −40℃의 초저온냉동고(MDF435, Sanyo, Tokyo, Japan)에 저장하였다.

데이터처리

각 가수분해 조건에서 측정된 NO 소거활성은 3회 이상의 반복 실험으로 측정된 값에 대한 평균과 표준편차로 나타내었다. 실험군의 유의적 차이를 SPSS 프로그램(Ver. 21.0, SPSS Inc,Chicago, IL, USA)을 사용하여 분석하였으며, 사후검증으로 던컨의 다중검정(Duncan’s multiple range test)을 실시하여 실험군 내유의적 차이를 확인하였다(p<0.05). 통계분석을 통해 나타난 유의적 차이는 서로 다른 문자열을 표기하여 나타내었다.

이론/모형

가수분해는 Souissi 등(2007)의 방법에 따라 진탕배양기(KMC8480SF, Vision Scientific Co., Deajeon, Korea)를 사용하여 실시하였다. 지질이 제거된 어육과 알을 증류수와 함께 1:10 (w/v)의비율로 혼합하여 내인성 효소를 불활성화하기 위해 90℃에서 20분간 끓였으며, 혼합물의 pH와 온도는 각 효소의 최적 pH와 온도로 조정하였다.

성능/효과

이상의 결과로 본 연구에서는 도루묵 어육과 알 가수분해물의최적 가수분해 조건이 설정되었다(Table 2). 어육 가수분해물은5.0의 pH 및 30℃의 온도에서 1% 농도의 효소를 첨가하여 4시간 동안 가수분해한 가수분해물이 가장 높은 항염증 활성을 나타내었으며, 알 가수분해물은 5.0의 pH 및 70℃의 온도에서 3% 농도의 효소를 첨가하여 3시간 동안 가수분해한 가수분해물이 가장 강한 항염증 활성을 보였다. 이러한 최적의 가수분해 조건에서 어육 및 알 가수분해물의 단백질 함량은 각각 2.

후속연구

이는 면역기능에 있어 pH가 영향을 미치며, 산성의 pH가 알칼리성 pH보다 백혈구에 대한 항체결합을 증가시켜 체액성 및 세포성 면역이 산성 pH에서 더 우수하게 나타난다는 Lardner(2001)의 연구결과와 일치하였다. 그러나 이러한 연구결과는 인체 내 세포성 면역에 미치는 영향이므로 pH에 의한 효소활성의 변화가 항염증 활성에 미치는 영향은 추후 연구가 더 필요할 것으로 생각된다.
또한 틸라피아 껍질로부터 제조된 펩타이드(1 mg/mL)의 NO 소거활성은 약 30%를 보여, 본 연구결과에서 확인된 도루묵 펩타이드의 활성이 다른 천연 항염증 소재에 비해 활성이 다소 낮은 것을 확인하였다(Zhuang과 Sun,2011). 이에 따라 분리정제를 통한 증가된 항염증 효과뿐만 아니라 항염증 활성을 가지는 아미노산의 조성 및 서열에 대한 추후연구가 필요할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	도루묵이란 무엇인가?	도루묵(Arctoscopus japonicus)은 농어목에 속하는 한류성 어종으로 일본의 중부 이북, 사할린, 알래스카를 비롯하여 한국의 동쪽 해안에 널리 분포되어 있다(An 등, 2011). 다른 어류와 달리옆줄이 없는 것이 특징이며, 100-200 m의 수심에서 서식하고 새우나 해초 등을 먹고 산다(Jang 등, 2016).
	도루묵의 특징은?	도루묵(Arctoscopus japonicus)은 농어목에 속하는 한류성 어종으로 일본의 중부 이북, 사할린, 알래스카를 비롯하여 한국의 동쪽 해안에 널리 분포되어 있다(An 등, 2011). 다른 어류와 달리옆줄이 없는 것이 특징이며, 100-200 m의 수심에서 서식하고 새우나 해초 등을 먹고 산다(Jang 등, 2016). 도루묵은 한국의 겨울철 별미 중 하나로 산란기인 겨울철에 어획량이 급증하며, 어육및 알을 비롯한 가식부위의 단백질 함량이 약 72%로 매우 풍부하다(Jun 등, 2016).
	염증반응을 일으키는 매개인자는?	염증반응은 산화질소(II)(nitric oxide, NO), 활성산소종(reactiveoxygen species, ROS), 프로스타글란딘(prostaglandin, PG), cytokine 등 다양한 염증매개인자에 의해 일어난다(Jang 등, 2017a). 그중에서도 NO는 인체 내에서 혈관 확장 및 신경 전달을 비롯한 여러 생리화학적·병리학적 과정의 조절에 중요한 역할을 하는 세포 신호분자이다(Choi 등, 2013).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

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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