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문제 정의
- 미색류 껍질을 이용한 황산다당류의 연구가발생생 물학6, 면 역화학7 분야에서 활발히 진행 되고 있으나, 미 더 덕 껍 질을 이용한 황산 다당류에 관한 연구는 거의 없다8. 따라서 본 연구는 미더덕 껍 질로부터 황산 다당류의 추출 및 정제를 위한 기초 자료를 얻어 산업적으로 이용 가능한 원료를 생산하는데 기여하고자 한다.
제안 방법
- 56으로 하였다. GAGs의 추출은 buffer 농도별, 추출 용매별, 추출 횟수별, 가열시간 및 가열온도에 따른 열수 추출과 효소 처리를 통해 추출 효율을 확인하였다. 황산기 정량은 건조 시료 0.
- , Sunnyvale, USA)로 검출하였다. 무기질 함량은 습식 분해한 시료를 적정량 정용후 하룻밤 방치한 것을 유도결합플라즈마방출분광기 (ICP Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer, TJA, USA) 를 사용하여 정량 분석하였다 아미노산 분석은 시료를 6 N HCl 로 24시간 가수분해 후 citric buffer(pH 2.2)로 25 mL 정용하여 아미노산 자동분석기(AmEno Acid Analyger 415 a, LKB Co, , England)로 정량 분석하였다. 건조된 시료 10 mg을 0.
- 3%로 같은 추출효율을 보이고 있어 갈변과 에너지 손실을 고려할 때 105℃에서 추출하는 것이 적합한 것으로 보인다. 열수추출과 효소추출에 따른 효율을 비교하기 위해 Papain(EC 3.4.22.2, P, pH 5.5), 산성 단백질 분해효소(pH 3.0), 중성 단백질 분해효소(NE, pH 7.2)로 분해 시켰다. 각각의 효율은 5.
- 5 g 취하여 KClO3 5 g을 가한 후 Nitric acid으로 농축 후 다시 HCl 로 농축한 것을 탈이온수로 100 mL로 정용하여 1 N BaCl2 - 2H2O 용액 5 mL를 첨가 후 끊는 물에서 2시간 동안 반응 후 방냉한 것을 BazSQ법으로 정량하였다”. 조성당 분석은 건조 시료(~1 mg)를 2 M trifluoro acetic acid(TFA, Sigma Co., St. Louis, USA) 400 uL에 용해하여 KXTC에서 4시간 가수분해된 시료를 100uL D丄W에 용해하여 CarboPac PAl(0.45x25cm, Dionex Co., Titan, USA) 컬럼에서 흘리면서 PED2(Pulsed Amperometric Detector, Dionex Co., Sunnyvale, USA)로 검출하였다. 무기질 함량은 습식 분해한 시료를 적정량 정용후 하룻밤 방치한 것을 유도결합플라즈마방출분광기 (ICP Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer, TJA, USA) 를 사용하여 정량 분석하였다 아미노산 분석은 시료를 6 N HCl 로 24시간 가수분해 후 citric buffer(pH 2.
- 5) 25 mL에 용해 후 HPLC 시험용액으로 사용하였다. 칼럼은 300x7.8 mm 의 BIOSEP-SEC-S 2000(Phenomenex, CA, USA)을 사용하였고, 흡광도는 UV-Vis detector(Shimadzu SPD-10AVP, Tokyo, Japan)로 210 run에서 측정하였다. 화장품 규격에 적합한 원료를 생산하고자 trichloroacetic acid(TCA) 농도별(w/v), HCl 농도별(v/v), Ultra filteration(UF, -10, 000) 및 UF처리 이후 용매에 따른 제단백을 실시하였다.
- 8 mm 의 BIOSEP-SEC-S 2000(Phenomenex, CA, USA)을 사용하였고, 흡광도는 UV-Vis detector(Shimadzu SPD-10AVP, Tokyo, Japan)로 210 run에서 측정하였다. 화장품 규격에 적합한 원료를 생산하고자 trichloroacetic acid(TCA) 농도별(w/v), HCl 농도별(v/v), Ultra filteration(UF, -10, 000) 및 UF처리 이후 용매에 따른 제단백을 실시하였다.
대상 데이터
- 미더덕(Sz*/a clava) 껍질은 경남 마산시 진동면 소재 영농조합법인에서 채취하였다. 일반성분 분석은 미더덕 껍질과 GAGs를 AOAC법씨] 따라 실시하였고, 조단백질의 질소계수를 5.
이론/모형
- 일반성분 분석은 미더덕 껍질과 GAGs를 AOAC법씨] 따라 실시하였고, 조단백질의 질소계수를 5.56으로 하였다. GAGs의 추출은 buffer 농도별, 추출 용매별, 추출 횟수별, 가열시간 및 가열온도에 따른 열수 추출과 효소 처리를 통해 추출 효율을 확인하였다.
- GAGs의 추출은 buffer 농도별, 추출 용매별, 추출 횟수별, 가열시간 및 가열온도에 따른 열수 추출과 효소 처리를 통해 추출 효율을 확인하였다. 황산기 정량은 건조 시료 0.5 g 취하여 KClO3 5 g을 가한 후 Nitric acid으로 농축 후 다시 HCl 로 농축한 것을 탈이온수로 100 mL로 정용하여 1 N BaCl2 - 2H2O 용액 5 mL를 첨가 후 끊는 물에서 2시간 동안 반응 후 방냉한 것을 BazSQ법으로 정량하였다”. 조성당 분석은 건조 시료(~1 mg)를 2 M trifluoro acetic acid(TFA, Sigma Co.
성능/효과
- 하지만, 효소의 사용에 따른 생산단가의 상승과 단백질 함량의 증가에 따른 화장품 규격을 만족시킬 수 없음으로 1/60 M sodium phosphate buffers. 105℃로 열수 추출 하는 것이 가장 경제적이다 이렇게 얻은 GAGs의 일반 성분의 조성은 수분 2.8%, 지방 1.5%, 회분 22.2%, 조단백질 31.8%, 탄수화물 44.5%이며, SQ의 함량은 31.2%이다. 껍질의 조성과 비교시 회분 함량의 상승과 이에 따라 탄수화물의 상대적인 감소를 나타내었다.
- 미더덕 껍질은 단백질 다량 함유하고 있는 당질이 존재한다는 것을 나타낸다. GAGs의 추출효율 확인결과, Buffer 농도별 추출효율은 무첨가, sodium phosphate buffer와 potassium phosphate buffer의 경우 각각 1/60 M, 1/100 M, 1/150 M, 1/200 M 농도로 사용하였으며, Buffer 무첨가의 경우 3.2%, sodium phosphate bu任er의 경우 농도별 각각 5.3%, 5.0%, 4.6%, 4.5% 이고, potassium phosphate buffer의 경우 5.1%, 4.8%, 4.5%, 4.2%로 buffer 무첨가 하였을 때 보다 높았으며, sodium phosphate buffer가 potassium phosphate buffer보다 0.15—0.23% 높았다. 주줄 용매별 주줄효율은 수돗물, 이온수, 증류수를 사용하였으며 각각의 효율은 4.
- 2)로 분해 시켰다. 각각의 효율은 5.3%, 9.9%, 3.7%, 10.0%로 약산성에서 중성사이에서 가장 높은 추출효율을 나타내었으며, 이것을 다시 추출 횟수에 따른 추출효율을 측정하였을 때 열수 추출은 1차에서 3차까지, 효소추출은 1차, 2차로 추출하였다. 열수추출 횟수에 따른 각각의 효율은 5.
- 9%로 glucosamine과 galacturonic acid로 이루어진 구조를 하고 있다는 것을 알 수 있다. 검출된 무기질은 Na, K, P, Ca, Mg로 각각 3.0mg%, 1.6mg%, 1.2mg%, 0.4mg%, 0.2mg%이며, 총 무기질 중 Na 함유량이 47.6%로 높은 것은 GAGs 추출시 sodium phosphate buffer의 사용으로 생성된 것으로 추정된다. 이것은 미더덕 껍질의 회분과 큰 차이를 보이는 것을 뒷받침해주고 있다.
- 6%이다. 그리고 농축액을 W 처리후 10.0% TCA(w/v), 20.0% S-SAS(w/v), 25.0% HCl(v/v) 처리하였을 때 SO4 함량은 각각 31.5%, 43.0%, 44.1%, 51.4%, 55.2%이며, 단백질 함량은 32.5%, 20.2%, 15.3%, 14.7%, 11.5%로 나타내고 있다. 따라서 화장품 규격에 적합한 제 단백은 5.
- 4min)이 같아 chondroitin sulfate를 함유할 수 있다는 것을 나타내고 있다. 당 조성 분석결과 galactosamine(GalNAc) 5.1%, glucosamine(GlcNAc) 33.2%, galactose(Gal) 44.8%, 이ucose(Glc) 10.1%, mannose(Man) 6.9%로 glucosamine과 galacturonic acid로 이루어진 구조를 하고 있다는 것을 알 수 있다. 검출된 무기질은 Na, K, P, Ca, Mg로 각각 3.
- 5%로 나타내고 있다. 따라서 화장품 규격에 적합한 제 단백은 5.0%, 10.0%, 20.0% TCA 처리와 10%, 20%, 40% HCl 처리 UF+10.0% TCA(w/v), UF+20.0% S-SAS(w/v), UF+25.0% HCl(v/v) 처리로 나타났다.
- 미더덕 껍질의 일반성분은 수분 74.0%, 지질 1.4%, 회분 3.1%, 단백질 31.1%, 당질 64.2%이고 SO4 함량은 14.9%이었다. 미더덕 껍질은 단백질 다량 함유하고 있는 당질이 존재한다는 것을 나타낸다.
- 이것은 미더덕 껍질의 회분과 큰 차이를 보이는 것을 뒷받침해주고 있다. 아미노산 분석 확인 결과 phenylalanine, threonine, glutamic acid, aspartic acid가 총 아미노산의 약 45.2%를 차지하고 있다. 다당류 사슬을 연결하는 serine과 threonine중 threonine으로 연결된 당단백질이라는 것을 알 수 있다.
- 6%를 차지하고 있다는 것으로 뒷받침한다. 일반 성분, HPLC 분석, 당 분석, 아미노산 분석의 결과로 GAGs의 주된 구조는 glucosamine과 galacturonic acid로 결합되어 있으며, 당과 단백질은 threonine으로 연결되어 있다는 것을 알 수 있다. 화장품 원료 규격에 적합한 제단백은 5.
- 23% 높았다. 주줄 용매별 주줄효율은 수돗물, 이온수, 증류수를 사용하였으며 각각의 효율은 4.7%, 5.3%, 4.5%로 이온수의 경우 다른 용매에 비해 추출효율이 0.6~0.8% 높았다. 추출온도별 효율은 105℃, 120℃에서 2시간 추출하였을 때 두 조건 모두 5.
- 8% 높았다. 추출온도별 효율은 105℃, 120℃에서 2시간 추출하였을 때 두 조건 모두 5.3%로 같은 추출효율을 보이고 있어 갈변과 에너지 손실을 고려할 때 105℃에서 추출하는 것이 적합한 것으로 보인다. 열수추출과 효소추출에 따른 효율을 비교하기 위해 Papain(EC 3.
- 껍질의 조성과 비교시 회분 함량의 상승과 이에 따라 탄수화물의 상대적인 감소를 나타내었다. 표준품 chondroitin sulfate A와 C와 미더덕에서 추출한 GAGs를 HPLC 로 분석한 결과 머무름 시간(7.4min)이 같아 chondroitin sulfate를 함유할 수 있다는 것을 나타내고 있다. 당 조성 분석결과 galactosamine(GalNAc) 5.
- 0%로 유지해야한다. 하지만 미더덕 껍질에서 추출한 GAGs의 단백질 함량이 31.8% 로 제단백의 필요성을 가지며, 그 결과로 TCA 농도(w/v)별 제단백 시험은 공시험, 2.5%, 5.0%, 10.0%, 20.0% 처리하였을 때 SO4 함량은 각각 32.5%, 34.5%, 35.1%, 35.7%, 36.2%이며, 단백질 함량은 35.0%, 22.3%, 22.0%, 21.4%, 20.8%이며, HCl 농도 (v/v)별 제단백 시험은 공시험, 10.0%, 20.0%, 40.0% 처리하였을 때 SO4 함량은 각각 34.7%, 35.4%, 38.7%, 37.1%이며, 단백질 함량은 34.1%, 18.5%, 16.3%, 14.6%이다. 그리고 농축액을 W 처리후 10.
- 일반 성분, HPLC 분석, 당 분석, 아미노산 분석의 결과로 GAGs의 주된 구조는 glucosamine과 galacturonic acid로 결합되어 있으며, 당과 단백질은 threonine으로 연결되어 있다는 것을 알 수 있다. 화장품 원료 규격에 적합한 제단백은 5.0%, 10.0%, 20.0% TCA(w/v) 처리, 10.0%, 20.0%, 40.0% HCl(v/v) 처리, UF(ultra Alteration)를 포함한 10.0% TCA(w/v), 20.0% S-SAS(w/v), 25.0% HCl(v/v) 처리가 가능하며, 이 중 5.0% TCA(w/v) 및 10.0% HCl(v/v)의 처리가 가장 경제적이며 효율적이라는 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 이런 GAGs 의 원료로 상어연골I, 포유동물의 각막2, 관절3, 대동맥4, 부신피질5 등이 이용되어지고 있었으나, 상어는 멸종위기로 인한 포획금지, 포유동물은 광우병 확산에 따른 자원확보가 어려운 실정을 해결하기위해 새로운 원료탐색및 GAGs의 추출 및 정제기술의 개발이 뒤따라야 한다. 미더덕은 80년대 중반 이후 본격적인 양식으로 어민들의 소득 증대에 기여하고 있어 2001년에는 약 15,000 ton이 생산되었다.
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