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꽃게(Ovalipes punctatus) 단백질 유래 항산화 기능성 펩타이드 제조 최적공정 확립 및 이화학적 특성
Process Optimization of Peptides Production from Protein of Crab (Ovalipes punctatus) and Its Antioxidant Capacity Analysis 원문보기

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.35 no.2, 2018년, pp.367 - 377  

하유진 (중부대학교 식품생명과학과) ,  김도현 (중부대학교 식품생명과학과) ,  이병의 (순천향대학교 산학협력단) ,  유선균 (중부대학교 식품생명과학과)

초록
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깨다시 꽃게(Ovalipes punctatus)는 갑각류로서 우리나라에서 잡히는 매끈 꽃겟속, 주름 꽃겟속, 톱날 꽃겟속, 민 꽃겟속, 두갈래 민꽃겟속 들 중에 하나이다. 대부분의 꽃게는 가공되지 않은 상태로 찜 또는 찜육 등 반 가공 형태로 산업화 되었지만 최근에 게로부터 생리활성을 나타내는 펩타이드를 생산하는 연구가 발표되고 있다. 본 연구는 항산화 기능성을 나타내는 펩타이드를 선별하고 생산 최저 공정 확립에 연구를 수행 하였다. 사용된 효소 alcalase, bromelain, flavourzyme, neutrase, papain, protamex들 중에서 bromelain으로 생산된 꽃게육 단백질 가수분해물이 가장 높은 활성을 보여 주었다. 꽃게육 단백질의 bromelain 가수분해물의 펩타이드들의 분자량 분포는 500-3,200 Da로서 7 종류의 이상의 펩타이드들로 구성되었다. 가수분해물의 구성아미노산 분포는 항산화 기능성에 관련된 소수성 아미노산은 전체 42.54%를 차지하였다. 가수분해물의 최적 생산 수율 조건을 확립하기 위하여 공정 조건, 효소 반응 온도 $40-60^{\circ}C$, pH 6-8, 효소의 농도 1-3%(w/v)로 표면반응 분석법을 수행한 결과 효소 반응온도 $55^{\circ}C$, 반응 pH 6.5, 효소의 양은 3%(w/v)에서 결정되었다. 최적 조건에서 단백질 가수분해도는 최대 71.60%에 도달하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Swimming crab(Ovalipes punctatus) is produced in Korea and utilized as semi-processed food at streamed cooked state. Recently, protein hydrolysates have been known as having function such as antioxidant, suppression of hypertension, immunodulatory, alleviation of pain, and antimicrobial activity. Th...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 깨다시 꽃게 단백질을 효소종류에 따른 가수분해물들의 항산화 활성을 평가하고, 최적 생산 공정을 조건 및 기능성 가수분해물의 특성을 연구하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
깨다시 꽃게는 무엇인가? 깨다시 꽃게(Ovalipes punctatus)는 갑각류로서 우리나라에서 잡히는 매끈 꽃겟속, 주름 꽃겟속, 톱날 꽃겟속, 민 꽃겟속, 두갈래 민꽃겟속 들 중에 하나이다. 대부분의 꽃게는 가공되지 않은 상태로 찜 또는 찜육 등 반 가공 형태로 산업화 되었지만 최근에 게로부터 생리활성을 나타내는 펩타이드를 생산하는 연구가 발표되고 있다.
생리 활성 펩타이드가 항산화제로 주목 받게 된 이유는 무엇인가? BHA(butylated hydroxy-anisole) 및 BHT(butylated hydroxytoluene)등 합성 항산화제들이 상업화하여 사용되고 있지만 최근 이들 유도체에 의한 DNA 손상 및 독성에 대하여 밝혀지고 있다[1]. 생리 활성 펩타이드들은 그들이 속해있던 단백질에서는 불활성화 상태로 있지만 가수분해에 의하여 생리 활성을 나타내면 호르몬과 같은 기능을 나타내는 것으로 발표되고 있다[2-4]. 다양한 원료들 중에서 수산물 단백질에서 항산화, 항고혈압, 항암, 엔지오텐신 전환효소억제 기능을 나타내는 펩타이드 형태의 단백질 가수분해물들이 보고되고 있다[5-9].
다양한 게들로부터 어떤 기능성 펩타이드들이 보고되어 왔는가? 하지만 최근에 불루 또는 머드 게 등으로부터 기능성 펩타이드 생산 및 특성을 밝히는 연구가 진행되어 오고 있다. 머드게로부터 두 가지 종류의 항균활성 펩타이드의 분리 및 특성 연구가 발표되었다[10]. 스노우 게의 가수분해물에서는 항암효과가 있는 분자량 228, 241, 291, 536 Da 펩타이드가 발-표되었다[11]. 대서양에서 어획되는 바위게의 효소가수분해물에서 항균작용이 있는 펩타이드들이 분리 동정 되었는데 분자량은 200에서 750 Da이었다[12]. 아미노산들의 구성은 주로 lysine, leucine, arginine, aspartic acid, glutamic acid으로 이루어 졌다고 보고되었다[12]. 블루 게에서도 역시 분자량이 3.7 kDa인 항균 펩타이드의 분리 및 특성에 대한 연구가 발표되었다[13].
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참고문헌 (26)

  1. S. Assaad, B. Ali, "Antioxidant peptides from marine by-products: Isolation, identification and application in food systems. A review", Journal of Functional Foods, Vol.21, pp.10-26, (2016). 

  2. O. O. John, T. G. Abraham, N. Ifeanyi, I. S. Shiva, R. Pema, N. Thomas, E. A. Rotimi, A. Michel, "A metabolomics approach for investigating urinary and plasma changes in spontaneously hypertensive rats (SHR) fed with chicken skin protein hydrolysates diets", Journal of Functional Foods, Vol 22, pp.20-23, (2016). 

  3. D. B. Roberta, H. Pagraigin, B. Declan, K. Joseph, O. Eileen, M. M. Anne, H. Maria, "Antioxidant and antimicrobial peptidic hydrolysates from muscle protein sources and by-products", Food Chemistry, Vol.124, pp.1296-1307, (2011). 

  4. S. Y. Choi, A. Y. Kim, S. K. Yoo, "Optimization of enzymatic hydrolysis of legs proteins of black body fowl(Ogae) to produce peptides using a commercial protease", J. of Korean Oil Chemists' Soc, Vol.33, pp. 176-185, (2016). 

  5. K. H. S. Farvin, L. L. Andersen, H. H. Nielsen, C. Jacobsen, G. Jacobsen, I. Jacobsen, F. Jessen, "Antioxidant activity of Cod (Gadus morhua) protein hydrolysates: In vitro assays and evaluation in 5% fish oil-in-water emulsion", Food Chemistry, Vol.149, pp.326-334, (2014). 

  6. S. K. Kim, E. Mendis, "Bioactive compounds from marine processing byproducts - A review", Food Research International, Vol.39, pp.383-393, (2006). 

  7. J. T. Ryan, R. P. Ross, D. Bolton, G. F. Fitzgerald, C. Stanton, "Bioactive peptides from muscle sources: meat and fish", Nutrients, Vol.3, pp.765-91, (2011). 

  8. H. Wergedah, B. Liaset, o. A. Gudbrandsen, E. Lied, M. Espe, Z. Muna, S. Mork, R. K. Berge, "Fish protein hydrolysate reduces plasma total cholesterol, increases the proportion of HDL cholesterol, and lowers acyl-CoA:cholesterol acyltransferase activity in liver of Zucker rats", J Nutr., Vol.134, pp.1320-1327, (2004). 

  9. Y. J. Ha, S. K. Yoo, "Process Optimization of Peptides Production from Protein of Sea Cucumber and Its Antioxidant Capacity Analysis", J. of Korean Oil Chemists' Soc., Vol.34, No.2 pp. 338-348, (2017). 

  10. C. Imjongjirak, P. Amparyup, A. Tassanakajon, "Two novel antimicrobial peptides, arasin likeSp and GRPSp, from the mud crab Scylla paramamosain, exhibit the activity against some crustacean pathogenic bacteria", Fish Shellfish Immunol, Vol.30, No.2 pp. 706-712, (2011). 

  11. D. Alain, B. Lucie, S. Linda, P. Yves, B. Laurent, "Demonstration of in vitro anticancer properties of peptide fractions from a snow crab by-products hydrolysate after separation by electrodialysis with ultrafiltration membranes", Separation and Purification Technology, Vol.79, pp. 321-329, (2011). 

  12. L. Beaulieu, J. Thibodeau, C. Bonnet, P. Bryl, M. E. Carbonneau, "Detection of antibacterial activity in an enzymatic hydrolysate fraction obtained from processing of Atlantic rock crab (Cancer irroratus) by-products", Pharma Nutrition, Vol.1, pp. 149-157, (2013). 

  13. L. Khoo, D. W. Robinette, E. J. Noga, " Callinectin, an Antibacterial Peptide from Blue Crab, Callinectes sapidus, Hemocytes", Marine Biotechnology, Vol.1, pp. 44-51, (1999). 

  14. Y. J. Ha, A. Y. Kim, S. K. Y, "Optimization of Peptide Production from Leg Meat of Yeonsan Ogae by High Hydrostatic Pressure and Protein Hydrolytic Enzyme and Its Characteristic Analysis", Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, Vol.17, No.7 pp. 182-191, (2016). 

  15. J. Adler-Nissen, "Enzymatid hydrolysis of proteins for increased solubility", J Afric Food Chem., Vol.24, pp. 1090-1093, (1976). 

  16. Z. Liu, K. L. Schey, "Optimization of a MALDI TOF-TOF Mass Spectrometer for Intact Protein Analysis", J. Am. Soc. Mass Spectrom, Vol.16, pp. 482-490, (2005). 

  17. K. Hsu, G. Lu, C. Jao, "Antioxidative properties of peptides prepared fromtuna cooking juice hydrolysates with Orientase (Bacillus subtilis)", Food Research International. Vol.42, pp. 647-665, (2009). 

  18. D. M. Yeum, Y. S. Kim, "Antioxidative action of enzymatic hydrolysates of mackerel muscle protein", Korean J. Food & Nutrition, Vol.7, No.2 pp. 128-136, (1994). 

  19. R. He, A. T. Girgih, S. A. Malomo, X. Ju, R. E. Aluko, "Antioxidant activities of enzymatic rapeseed protein hydrolysates and the membrane ultrafiltration fractions", Journal of Functional Foods, Vol.5, pp. 19-227, (2013). 

  20. A. G. P. Samaranayaka, E. C. Y. L. Chan, "Food-derived peptidic antioxidants: A review of their production, assessment, and potential applications", Journal of Functional Foods, Vol.3, pp. 229-254, (2011). 

  21. C. C. Udenigwe, R. E. Aluko, "Chemometric Analysis of the Amino Acid Requirements of Antioxidant Food Protein Hydrolysates", Int. J. Mol. Sci., Vol.12, No.5 pp. 3148-3161, (2011). 

  22. H. G. Kristinsson, B. A. Rasco, "Fish Protein Hydrolysates: Production, Biochemical, and Functional Properties", Critical Reviews in Food Science and Nutrition, Vol.40, No.1 pp.43-81, (2000). 

  23. W. J. Lahl, S. D. Braun, "Enzymatic production of protein hydrolysates for food use", Food Technol., Vol.58, No.10 pp.68, (1994). 

  24. H. H. Umesh, B. Sumana, K. S. M. S. Raghavarao, "Use of reverse micellar systems for the extraction and purification of bromelain from pineapple wastes", Bioresour Technol, Vol.99, pp. 4896-4902, (2008). 

  25. S. Ketnawa, S. Rawdkuen, P. Chaiwut, "Two phase partitioning and collagen hydrolysis of bromelain from pineapple peel Nang Lae cultivar", Biochem Eng J., Vol.52, pp. 205-211, (2010). 

  26. A. A. V. Sara, R. S. F. Sandra, H. Haiko, "Enzymatic Hydrolysis of Blue Crab (Callinectes Sapidus) Waste Processing to Obtain Chitin, Protein, and Astaxanthin-Enriched Extract", International Journal of Environmental & Agriculture Research, Vol.3, pp. 81-92, (2017). 

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