[논문]막분리 기술에 의한 해양바이오 신소재 개발

김세권

문제 정의

21세기 바이오산업은 해양바이오산업이 차세대 신소재 개발 및 국가발전의 새로운 동력산업으로서 고부가가치를 창출할 수 있는 핵심산업으로 주목을 받고 있다. 따라서 필자는 해양생물자원 유래의 생리기능성 소재개발에 관한 연구 및 해양바이오산업의 발전을 위한 막분리기술 및 막효소반응기의 응용에 대해 살펴보고자 한다.
필자는 이러한 문제를 해결하기 위하여 수산가공공장에서 얻을 수 있는 어뼈가 인체의 뼈성분과 매우 유사하여 어뼈를 이용한 칼슘소재를 개발하게 되었다. 어뼈에는 다량의 칼슘이외에 콜라겐 단백질과 미네랄 성분들이 함유되어 있다.

성능/효과

일반적으로 리 파제는 다중불포화지방산에 작용하는데 어려움이 있는데 이것은 DHA가 카르복실기 부근에 이중결합을 가지고 있어 분자형태상의 입체장해에 의한 것으로 보고되어 있다 [56]. 리파제의 기질특이성의 연구에서 Candida rugosa 유래의 리파제는 지질을 가수분해시킴으로써 미분해 글리세리드 획분에 2배 이상의 다중 불포화지방산을 농축시키는 것으로 확인되었다. 따라서(D-3 다중 불포화지방산을 함유한 어유 지방산을 얻는 것도 중요할 뿐만 아니라 DHA에 잘 작용하는 효소의 선택도 필요하다.
이러한 경향은 반응온도 40°C에서 행하여도 마찬가지이기 때 문에 글리세린과 지방산의 혼합비를 변화시켜 디글리세리드의 생성을 억제할 수 있다. 반응후의 조성은 글리세린의 첨가량을 5〜10%로 적게 하였을 때 중합도가 증가하지 않고 디글리세리드의 생성량도 감소하여 트리글리세리드의 수율을 향 상시킬 수 있다. 합성된 트리글리세리드는 염기성 알루미나로 불순물을 흡착하여 제거한 후, HPLC에서 겔여과크로마토그래피 칼럼으로 트리글리세리드를 분석하고, 모세관 기체크로마토그래피에 의해 구성지방산이 DHA인 것을 확인할 수 있 다.
반응후의 조성은 글리세린의 첨가량을 5〜10%로 적게 하였을 때 중합도가 증가하지 않고 디글리세리드의 생성량도 감소하여 트리글리세리드의 수율을 향 상시킬 수 있다. 합성된 트리글리세리드는 염기성 알루미나로 불순물을 흡착하여 제거한 후, HPLC에서 겔여과크로마토그래피 칼럼으로 트리글리세리드를 분석하고, 모세관 기체크로마토그래피에 의해 구성지방산이 DHA인 것을 확인할 수 있 다.

후속연구

최근 국내에서도 다양한 분야에서 막의 산업적 응용이 점차 확대되고 있으며, 이에 따라 막의 공급 및 새로운 막의 연구개발이 활발하게 이루어지고 있다. 따라서 정밀여과막, 한외여과막, 역삼투막, 나노여과막 및 전기투석막 등과 같은 막분리 기술이 해양바이오산업 분야에 적용되어 유용한 생리기능성 물질의 생산이 가능하여 수해양 분야를 고부가가치의 산업으로 전환시킬 수 있을 것으로 기 대된다. 해양바이오산업에서 해양생물자원으로부터 새로운 건강기능성 식품 소재의 개발은 국민건강을 위해 지속적으로 연구가 수행되어야 하며, 대량 생산을 위해서는 다양한 기능성 막을 이용한 막분리 및 막효소반응기를 사용함으로서 생리기능성 소재의 산업화를 효과적으로 달성할 수 있을 것이다.
또한 제조된 가수분해물의 기능성을 검토한 결과[第], 등온흡습도는 3차 가수분해물이 가장 높았고, 점도, 포말성 및 포말안정성, 유화성 및 유화안정성은 각 단계별 차이가 거의 없었으며, 완충능은 산성pH 영역에서 높다고 하였다. 한편, 이들 각 단계별 가수분해물의 항산화성 [44] 및 항고혈압성 [45] 은 각각 2차 및 3차 가수분해물에서 가장 높게 나타났으며, 분리정제 과정을 통하여 아미노산 서열을 확인한 결과, 2차 가수분해물 유래의 항산화성 펩타이드의 아미노산 서열은 Gly-Pro-Hyp-Gly-Pro-Hyp-Gly-Pro-Hyp-Gly, 3차 가수분해물 유래의 항고혈압 펩타이드는 Gly-Leu-Pro 및 Gly-Leu-Met 으로 고부가가치의 의약제제로서의 이용 가능성을 제시한 바 있다.
따라서 정밀여과막, 한외여과막, 역삼투막, 나노여과막 및 전기투석막 등과 같은 막분리 기술이 해양바이오산업 분야에 적용되어 유용한 생리기능성 물질의 생산이 가능하여 수해양 분야를 고부가가치의 산업으로 전환시킬 수 있을 것으로 기 대된다. 해양바이오산업에서 해양생물자원으로부터 새로운 건강기능성 식품 소재의 개발은 국민건강을 위해 지속적으로 연구가 수행되어야 하며, 대량 생산을 위해서는 다양한 기능성 막을 이용한 막분리 및 막효소반응기를 사용함으로서 생리기능성 소재의 산업화를 효과적으로 달성할 수 있을 것이다.

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