초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
닭의 부산물인 껍질, 날개 및 연골의 일반성분을 분석한 것은 다음과 같다. 껍질의 일반성분은 수분이 약 50.3%, 조단백 22.1%, 조지방 27%, 회분 0.32%, 기타 0.28% 이었으며 날개는 수분 58.7%, 조단백 18.4%, 조지방 16.2%, 회분 6.47%, 기타 0.27%를 나타내었으며 연골의 경우 수분 68.3%, 조단백 21.8%, 조지방 1.6%, 회분 7.86%, 기타 0.44%를 나타내었다.
콜라겐을 제조하기 위하여 시료를 -60℃에 동결시킨후 동결분

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
닭의 부산물인 껍질, 날개 및 연골의 일반성분을 분석한 것은 다음과 같다. 껍질의 일반성분은 수분이 약 50.3%, 조단백 22.1%, 조지방 27%, 회분 0.32%, 기타 0.28% 이었으며 날개는 수분 58.7%, 조단백 18.4%, 조지방 16.2%, 회분 6.47%, 기타 0.27%를 나타내었으며 연골의 경우 수분 68.3%, 조단백 21.8%, 조지방 1.6%, 회분 7.86%, 기타 0.44%를 나타내었다.
콜라겐을 제조하기 위하여 시료를 -60℃에 동결시킨후 동결분쇄기(햄머밀)를 이용하여 분쇄하였다. 각각의 분쇄된 시료를 0.5M NaCl과 0.5M Citrate buffer에 추출한 후 동결건조하여 이를 염가용성콜라겐과 산가용성콜라겐이라 하였다.
콜라겐의 수율을 측정하기 위하여 총 단백질 함량에 대한 콜라겐 함량비율을 비교하였다.
껍질의 경우 조단백 함량이 22.32%에 대하여 콜라겐 함량이 20.29%로 조단백질에 대한 콜라겐의 비율이 약 91%로 조단백질 대부분의 성분은 콜라겐인 것으로 사료된다. 날개끝 부분의 조단백질 함량은 19.4%에 대하여 콜라겐 함량은 13.52%로 조단백질 함량의 약 70%룰 차지하여 껍질과 비교시 낮은 콜라겐 비율을 나타내었다. 연골의 경우 조단백질 함량이 19.6%에 대하여 콜라겐 함량 16.79%로 조단백질 함량의 86%로 비교적 높게 나타났다. 이는 경제적 측면으로 볼 때 연골이 가장 효율적이라 사료된다. 각각의 콜라겐을 염가용성 및 산가용성으로 나누어 함량을 조사하였다. 껍질의 염가용성 및 산가용성 콜라겐의 함량은 12.79%, 7.5%이고 조단백질 대비 각 타입의 콜라겐 함량은 염가용성콜라겐이 57.3%, 산가용성콜라겐이 33.6%로 염가용성이 높게 측정되었다. 날개에서의 각 콜라겐 함량은 염가용성 콜라겐이 8.56%, 산가용성 콜라겐이 4.96%로 조단백질 대비 염가용성 콜라겐이 44.1%, 산가용성콜라겐이 25.6%로 산가용성에 비해 염가용성콜라겐이 높게 측정되었다. 연골의 각 염가용성 콜라겐과 산가용성 콜라겐은 11.65%, 5.23%의 콜라겐 함량을 나타내었고 조단백질 대비 각 콜라겐 함량은 연가용성 콜라겐이 59.4%, 산가용성 콜라겐이 26.7%로 닭의 3종 부산물중 연골의 염가용성 콜라겐 함량이 조단백질 함량 대비 가장 높게 측정되었다. 타입별 콜라겐 subunit 조성을 보면 껍질 및 날개의 경우 분자량 약 20만과 겔 최상단 부분에서 검출되는 거대분자로 사료되는 성분이 검출이 되었으며 연골의 경우 분자량 약 20만, 120만, 6.6만 및 2.9만에 상당하는 성분들이 관찰되었다. 콜라겐의 음료화 가능성을 검토하기 위하여 색차계에 의해서 분석한 결과는 연골로부터 추출한 콜라겐이 밝게 나타났으며 상대적으로 적색도와 황색도는 낮게 나타나 음료수 제조시 색택에 크게 영향을 미치지 않을것이라 사료된다.
콜라겐의 가공적성을 위하여 콜라겐 첨가농도에 따른 점도, 용해도 및 탁도를 측정하였다. 부위에 관계없이 콜라겐 첨가 비율이 높아질수록 점도는 상승하는 경향을 나타내었다. 이는 콜라겐 자체가 고분자로서 첨가량이 많아질수록 그 속도가 빠르게 나타나 고분자 성분의 양에 비례적 상승을 하는것으로 사료된다. 콜라겐 첨가에 의한 용해도는 첨가비율이 0.3%까지는 서서히 저하하다 콜라겐 첨가량이 증가할수록 급격히 용해도가 저하하는 것을 볼 수 있다. 콜라겐 첨가에 의한 탁도의 변화는 콜라겐의 첨가비율 0.3% 이상에서 증가하기 시작하였으며, 그 후 콜라겐 첨가량이 많아질수록 급격히 탁도가 증가하는 경향을 나타내었다. 이는 산가용성 및 염가용성의 콜라겐이 추출시에는 원활히 추출되었는데 반하여 추출 후 냉동 건조에 의하여 분말화된 각각의 콜라겐이 같은 용액에서 용해를 시켰음에도 불구하고 용해도가 급격히 떨어지며, 탁도 및 점도가 급격히 상승하는 것은 분말화 과정에 있어서 콜라겐의 구조적인 변화가 추측되었다.
콜라겐 음료제품으로 개발하기 위해서 고분자의 물질을 peptide화 하기 위해 효소첨가를 하였다. 모든 처리구에서 papain 농도와 처리시간에 다른 SDS-PAGE patten을 보면 papain 농도 0.01% 첨가시 처리시간 10분부터 고분자 콜라겐이 가수분해되어 14200이하의 저분자로 나타남을 볼 수 있었다. 처리시간 30분째에는 분자량이 2000∼6000사이로 peptide화 되었다 이와 같은 저분자 peptide는 ACE저해능과 항산화억제능의 생리기능적 특성이 있는것으로 알려져 있으므로 본 연구에서 개발한 peptide의 ACE 저해능과 항산화 억제능에 대하여 검토하였다. 염가용성 펩타이드의 ACE 저해는 껍질이 60%, 날개 52%, 연골이 58%로 껍질이 가장 높게 나타났다. 산가용성 펩타이드의 ACE 저해는 염가용성 보다 다소 낮게 측정된 52∼58%로 나타났다. 따라서 부산물의 종류와 관계없이 염가용성 저분자 peptide는 1mg/mL의 농도로 50%이상의 ACE 저해효과를 나타내어, 이를 음료로 적용시 높은 부가가치 창출의 가능성을 나타낼 것으로 사료된다.
항산화능은 염가용성 펩타이드 중 껍질 33%, 날개끝 29%, 연골 31%로 껍질이 가장 높게 나타났으며 산가용성 펩타이드는 껍질 31%, 날개끝 34%, 연골 40%로 연골이 가장 높게 측정되었다. 콜라겐 음료 적성 검토를 위해 각 펩타이드의 용해도를 측정하였다. 타입별 펩타이드의 농도별 첨가에 따른 용해도는 껍질과 연골의 2% 농도에서도 90% 이상의 용해도를 나타내어 물에 쉽게 용해되어 산업적으로 충분히 이용가능 할 것으로 사료되었다.
한편, 실질적으로 0.1%의 peptide를 첨가하여 음료수를 개발한 결과 색택, 맛, 향 등에 거의 영향을 미치지 않았으며 또한 가용화능이 뛰어나 침전등이 전혀 형성되지 않아 기능성 음료로서의 제품개발이 가능하였다.

Abstract ▼

IV. Results and Recommendation
Approximate composition of by-product of chicken such as skin, tip and cartilage was determined. The data showed that water content 50.3%, crude protein 22.1%, lipid 27%, ash 0.32% in chicken skin and water content 58.7%, crude protein 18.4%, lipid 16.2%, ash 6.47%

IV. Results and Recommendation
Approximate composition of by-product of chicken such as skin, tip and cartilage was determined. The data showed that water content 50.3%, crude protein 22.1%, lipid 27%, ash 0.32% in chicken skin and water content 58.7%, crude protein 18.4%, lipid 16.2%, ash 6.47% in chicken wing while water content 68.3%, crude protein 21.8%, lipid 1.6% and ash 7.86% in chicken cartilage. The sample was reduced to powder with frozen grinder after frozen at -60℃ for preparation of collagen. Each sample was extracted by 0.5NaCl and 0.5M citrate buffer solution and frozen dried called salt-soluble collagen and acid-soluble collagen. The content of collagen was 20.29% among crude protein content(22.32%) and the ratio of collagen content was 91% in total crude protein content that means the protein abounds in collagen in chicken skin. In the end part of wing, content of crude protein was 19.4% with 16.79% collagen content and collagen content was 70% in total crude protein content which mean lower collagen content relatively. The content of collagen was 16.79% among crude protein content(19.6%) and the ratio of collagen content was 86% in total crude protein content, thus one can conclude that chicken cartilage result in very effective one in economic view. A content of salt-soluble collagen type and acid-soluble one in chicken skin were 12,79% and 7.5% respectively and the ratio of salt-soluble collagen content and acid one were 57.3% and 33.6% in total crude protein content. In chicken tip, a content of salt-soluble collagen type and acid-soluble one in chicken skin were 8,56% and 4.96% respectively and the ratio of salt-soluble collagen content and acid one were 44.1% and 25.6% in total crude protein content. Also, A content of alkali soluble collagen type and acid soluble one in chicken cartilage were 11,65% and 5.23% respectively and the ratio of salt-soluble collagen content and acid one were 59.4% and 26.7% in total crude protein content, thus one can conclude that salt-soluble collagen content among by-product of chicken was the highest value. 200,000 molecular weight and huge one were observed in chicken skin and tip by using gel chromatography while 200,000, 1,200,000, 66,000, 29,000 molecular weight were also observed in chicken cartilage. Examination data for manufacturing of collagen drink showed that the highest L value in collagen extracted chicken cartilage while lower a and b values that means color values did not effect a manufacturing of collagen drink. Effect of collagen concentration was studied on viscosity, solubility and turbidity. Viscosity was increased as collagen concentration increased while solubility was decreased dramatically.
Turbidity was increased slowly up to 0.3% adding of collagen and increased dramatically as collagen concentration increased. Thus, one can conclude that the change of structure was happened during preparation of powder. Effect of enzyme treatment for collagen drink was also studied. Lower molecular weight(14200) was observed in SDS-PAGE pattern with adding 0.01% concentration of papain and 10 min treatment and divide into between 8,000 and 4,000 molecular weight after 30 min treatment. Inhibitory activity of peptide ACE and antioxidattive activity were studied. Inhibitory activities of peptide ACE were 60%, 52% and 58% in chicken skin, tip and cartilage respectively. ACE inhibitory activity of peptide from acid-soluble was lower than salt one. Therefore, peptide from salt-soluble collagen of lower molecular weight can be used for manufacturing of collagen drink. Antioxidattive activity in peptide of salt-soluble collagen were 33%, 29% and 31% in chicken skin, tip and cartilage respectively while 31%, 34% and 40% in peptide of acid-soluble collagen. Solubility index of peptide were 90% in 2% concentration. Color, taste and flavor did not effect by 0.1% addition of peptide and also precipitation was not observed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 13
• 제1장 서론 ... 15
• 제2장 재료 및 방법 ... 16
• 제1절 시료 ... 16
• 제2절 실험방법 ... 16
• 1. 원료의 전처리 ... 16
• 2. 일반성분 분석 ... 16
• 3. 염가용성 및 산가용성 콜라겐의 조제 ... 16
• 4. 단백질 농도의 측정 ... 17
• 5. Hydroxyproline 및 Collagen 함량 측정 ... 17
• 6. SDS-PAGE (SDS-polyacrylamide gel electrophoresis) 분석 ... 17
• 7 효소처리 ... 18
• 8. 콜라겐의 점도 측정 ... 19
• 9. 콜라겐의 용해도 측정 ... 19
• 10. 탁도 측정 ... 19
• 11. HPLC 분석 ... 20
• 12. ACE 저해도의 측정 ... 20
• 13. 항산화능의 측정 ... 21
• 15. 미생물의 측정 ... 21
• 제3장 결과 및 고찰 ... 22
• 제1절 도계 부산물로부터 콜라겐의 적정 제조조건 확립 ... 22
• 1. 도계 부산물의 일반성분 ... 22
• 2. 콜라겐의 제조 ... 23
• 3. 콜라겐의 수율 ... 28
• 4. 타입별 콜라겐의 subunit 조성 ... 36
• 5. 콜라겐의 가공적성(기능성) 분석 및 음료화 가능성 검토 ... 39
• 제2절 콜라겐으로부터의 기능성 peptide의 제조기술 및 가용화 기술 개발 ... 48
• 1. 콜라겐의 효소를 이용한 peptide 정제 ... 48
• 2. 콜라겐 peptide의 기능성 검토 ... 68
• 3. 음료수 제조를 위한 peptide의 가용화 ... 74
• 4. 실험실 규모의 시제품 가공 및 제조 공정도 개발 ... 77
• 제3절 콜라겐 peptide의 제조 및 음료개발의 산업화 연구 ... 80
• 1. 공장규모의 시제품 제조공정도 ... 80
• 2. 저장성 및 관능 검사 ... 86
• 참고문헌 ... 93
• 끝페이지 ... 98