KR100694662B1 - 동물의 전혈 또는 응고혈로부터아미노산/올리고펩타이드의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아미노산/올리고펩타이드의 제조방법에 관한 것으로, 동물의 전혈 또는 응고혈에 직접 단백분해효소를 첨가하여 반응시킨 후 아미노산/올리고펩타이드를 분리해 내는 방법으로서, 종래기술에 비해 보다 간단하고, 경제적이며 수율이 높아 의약 및 식품산업상 매우 유용한 발명이다.
동물 혈액, 아미노산/올리고펩타이드, 단백질 분해
Description
도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 생산된 생산물내 아미노산/올리고펩타이드의 질량분석도이다.
본 발명은 천연 아미노산/올리고펩타이드의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동물의 전혈 또는 응고혈로부터 직접 단백분해 효소처리에 의해 체내 흡수율이 높은 천연 아미노산/올리고펩타이드를 분리하는 방법으로서, 종래기술에 비해 보다 간편하고 경제적이며 수율이 높은 우수한 아미노산/올리고펩타이드의 제조방법에 관한 것이다.
아미노산/올리고펩타이드는 소장에서 흡수율이 높기 때문에 위, 간, 췌장 등 소화에 관여하는 장기의 절제 및 장애가 있는 환자를 비롯한 기타 회복기 환자의 경우에서 중요한 단백질 공급원이 될 수 있다. 외과적 절제 수술 후 경구 단백질의 흡수 장애는 영양학적으로는 단백질 결핍을 초래하게 될 뿐만 아니라 면역력의 약 화를 일으키어 수술 부위의 창상치유를 늦게 하거나 이차 감염 등 합병증을 초래케 한다. 따라서 수술 후 각종 영양분의 균형있는 경구적 섭취는 환자의 회복 등 예후에 매우 중요한 요인이 되며, 그 중에서도 특히 단백질은 가장 기본적이고 가장 영향을 미치는 영양성분이 된다.
동물성 식품에 함유된 아미노산은, 하나 이상의 필수 아미노산이 결핍되어 있는 콩과 같은 불완전 단백질 식품과 달리 필수 아미노산을 모두 함유하고 있기 때문에 영양학적으로 매우 우수하다. 따라서 아미노산/올리고펩타이드의 원료로서 식용 가능한 도축 동물의 혈액을 이용하는 것은 경제적인 측면에서 뿐만 아니라 영양학적인 면에서도 매우 바람직하다.
소나 돼지의 도축시 방류되는 혈액이 아미노산/올리고펩타이드의 중요한 자원이 되고 있으나, 아직까지 혈액으로부터 직접 아미노산/올리고펩타이드를 제조할 수 있는 상업적으로 이용 가능한 방법은 개발되어 있지 않은 실정이다. 이 때, 아미노산/올리고펩타이드에 필요한 원료인 동물혈액은 도축장에서 주로 응고혈 형태로 얻을 수 있다.
이에 본 발명에서는 동물의 혈액, 특히 응고혈로부터 직접 간단한 단백분해 효소처리에 의해 신속 간편하고 경제적인 방법으로 높은 순도의 아미노산/올리고펩타이드를 대량 생산할 수 있는 신규한 방법을 개발하였다.
본 발명은 동물 혈액을 응고시켜 분쇄한 후에 지방층을 제거하고 고온에서 변성시킨 다음, 염기성 조건 하에서 효소를 처리하여 단백질을 분해하고, 여과하여 그 여과액을 활성탄 처리한 후 농축하고, 짧은 시간에 건조하여 아미노산/올리고펩타이드를 얻는 것에 그 목적이 있다.
본 발명은 동물의 혈액으로부터 직접 아미노산/올리고펩타이드를 제조하는 신규한 방법을 제공한다.
본 발명은 동물의 응고혈이 단백분해효소와 반응하도록 응고혈을 분쇄기에서 분쇄시켜 세포를 파괴하고, 가열하여 변성시킨 후 가수분해 효소를 처리하여 분해시킨 다음, 응고혈 분쇄액의 단백질 가수분해물을 여과하여 농축하고 순간 분산 건조하여 아미노산/올리고펩타이드를 함유한 갈색 분말을 제조하는 공정으로 구성된다.
본 발명은 좀 더 자세하게 단계별 공정을 보면, 동물의 응고혈이 효소에 의해 가수분해가 잘되도록 응고혈을 분쇄하여 균질화하는 공정; 지방층을 제거하는 공정; 응고혈 분쇄액에 단백분해효소를 처리하여 아미노산/올리고펩타이드의 획득을 간편하고 용이하게 수행되도록 효율적으로 가수분해를 수행하는 공정; 응고혈의 단백질 가수분해물에서 아미노산/올리고펩타이드를 한외여과하여 분리하는 공정; 냄새 및 불순물 제거를 위해 활성탄 여과를 하는 공정; 역삼투압 방식으로 여과액을 농축하는 공정; 및 건조하여 아미노산/올리고펩타이드가 함유된 갈색 분말을 제조하는 공정을 모두 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에서, 동물은 관습적 또는 심미적, 보건적인 이유로 배타되지 않는 모든 가축 또는 동물을 포함하며, 예를 들어 소, 돼지, 말, 염소, 양, 개, 조류, 고래 등을 포함한다.
본 발명에서는, 먼저 아미노산/올리고펩타이드의 수득 함량을 높이기 위하여 동물의 응고혈이 단백분해효소와 잘 접촉하도록, 혈청을 제거한 응고혈 또는 혈청을 제거하지 않은 응고혈에 1-5배의 물을 넣고 분쇄조를 이용하여 1,000-10,000 rpm으로 충분한 분쇄를 통해 균질화 및 세포파괴를 실시하며, 그 후 상기 과정에 의해 얻어진 동물의 응고혈 분쇄액으로부터 분리조를 이용하여 상층의 지방층과 불용성 물질을 분리한다.
상기의 응고혈 균질화 및 세포파괴 공정에 의해 응고혈의 가수분해도를 향상시킬 수 있고, 응고혈 가수 분해물로부터 아미노산/올리고펩타이드를 분리하는 과정에서 폴리펩티드나 분해되지 않은 단백질 부분을 제거하는 것도 매우 용이해진다.
본 발명에서는, 아미노산/올리고펩타이드의 획득이 간편하고 용이하게 수행되도록, 효율적으로 가수분해를 수행하기 위하여, 상기 응고혈 분쇄액을 항온수조로 옮겨 pH 10 - 11로 맞추고 온도를 90 ℃까지 올려 한 시간 동안 단백질을 변성시킨 다음, pH 8.0 - 10.5, 온도 50-60 ℃에서 단백분해효소를 처리한다.
단백분해효소는 1 - 3 ml/kg의 알칼리아제(Alkalase)를 첨가하여 2-24시간 동안 반응시킴을 특징으로 하며, 상기의 알칼리아제는 일반 시중에서 구입할 수 있는 것이면 어느 것을 사용하든 무방하다.
본 발명에서는, 상기 반응액으로부터 아미노산/올리고펩타이드를 효율적으로 분리하기 위해, 반응액 내 가수분해물을 한외여과를 통해 분리한다.
또한 본 발명에서는, 특유의 냄새 및 불순물을 제거하여 품질 향상 및 식용친화적인 아미노산/올리고펩타이드를 생산하기 위해, 상기 한외여과액을 활성탄 여과한다.
본 발명에서는, 활성탄 여과한 아미노산/올리고펩타이드 용액을 물의 함량을 줄이기 위하여 역삼투압 방식으로 농축한다.
본 발명에서, 아미노산/올리고펩타이드 분획은 역삼투압 방식에 의해 얻어진 상기 아미노산/올리고펩타이드의 농축용액을 196-202℃에서 10-40초간 건조함으로써 얻을 수 있다. 이 때, 아미노산/올리고펩타이드 농축용액의 건조는 열풍건조, 분무건조, 진공 동결건조, 진공 열건조, 감압 열건조 등의 방법으로 건조할 수 있으며, 최종 건조물은 연갈색의 분말로, 20.0 ~ 40.0% (w/w)의 아미노산, 그리고 40.0 ~ 50.0% (w/w)의 아미노산/올리고펩타이드를 함유한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하나 본 발명의 권리범위가 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 본 발명의 방법에 의한 아미노산/올리고펩타이드의 제조
1.2 kg의 응고된 돈혈에서 200g 정도의 혈청을 체로 걸러 제거한 다음, 남은 응고혈에 1 kg의 물을 첨가하여 분쇄조에 넣고, 이를 3,000 rpm으로 실온에서 30 분간 분쇄하였다. 상기 분쇄액을 분리 플라스크로 옮겨 하층액을 수거한 다음, 항온 수조로 옮기고 pH를 10 - 11로 맞추고 온도를 90 ℃까지 올려 한 시간 동안 단백질을 변성시켰다. 상기 액에 1 - 3 ml/kg의 알킬리아제(Alkalase)를 가하였다. 이 때 4-6 N의 NaOH를 이용하여 pH를 8 - 10.5가 되도록 유지하고 반응 온도는 50-60 ℃가 되도록 하면서 2 - 24시간동안 반응시켰다. 반응액내 가수분해물을 한외여과(폴리아크릴로나이트릴막, 케미코아, 대전)하여 아미노산/올리고펩타이드를 분리한 다음, 냄새 및 불순물 제거를 위해 활성탄 여과를 시켰다. 역삼투압 방식으로 물을 제거하여 여과액을 농축하고, 상기 농축액을 196-202 ℃에서 분사 건조함으로써 시료 1을 얻었다. 또한 상기와 동일한 방법으로 시료 2 및 시료 3을 각각 얻었다.
[실시예 2] 영양성분 분석
상기 실시예 1에서 분리한 각 생산물(시료 1, 시료 2, 시료 3)의 영양성분을 분석한 결과, 단백질과 탄수화물이 1:1이었고 지방은 거의 검출되지 않았다. 상기 각 아미노산/올리고펩타이드 생산물의 아미노산 함량은 표 1과 같다. 그 중 시료 1의 아미노산 조성은 표 2와 같으며, 상기 생산물(시료 1) 내 아미노산/올리고펩타이드의 질량은 도 1과 같다.
| 전체 단백질중1) 아미노산 함량(%) | 전체 시료중 아미노산 함량(%) | |
| 시료 1 | 40.2 | 20.1 |
| 시료 2 | 60.2 | 30.1 |
| 시료 3 | 83.4 | 41.7 |
1) 단백질 함량은 Mini-Kjeldahl 법에 의해 측정한 값이다.
| 아미노산 | 결과(pmol) | MOL% |
| CYA* | 1500.50 | 1.79 |
| ASX** | 8828.81 | 10.51 |
| GLX*** | 7108.25 | 8.46 |
| SER | 5060.90 | 6.02 |
| HIS | 7170.98 | 8.54 |
| GLY | 4899.65 | 5.83 |
| ARG | 1661.46 | 1.98 |
| THR | 3211.30 | 3.82 |
| ALA | 11082.80 | 13.19 |
| PRO | 3401.30 | 4.05 |
| TYR | 674.42 | 0.80 |
| VAL | 7432.43 | 8.85 |
| MET | 525.29 | 0.63 |
| ILE | 645.77 | 0.77 |
| LEU | 11288.00 | 13.44 |
| PHE | 3575.28 | 4.26 |
| TRP | 816.73 | 0.97 |
| LYS | 5132.83 | 6.11 |
| TOTAL | 84016.76 | 100.00 |
*CYA는 시스테인(cystein) 및 시스틴(cystine)의 합계를 의미한다.
**ASX는 아스파라긴(asparagine) 및 아스파르트산(aspartic acid)의 합계를 의미한다.
***GLX는 글루타민(glutamine) 및 글루탐산(glutamic acid)의 합계를 의미한다.
이상 상기 실시예를 통해 명백히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 동물의 전혈 또는 응고혈에 직접 효소를 처리하여 단백질을 분해하고 여과하여 농축한 것을 짧은 시간 열 건조함으로써 순도가 높은 천연의 아미노산/올리고펩타이드를 얻 을 수 있으며, 아미노산/올리고펩타이드는 소장에서 흡수효율이 높아 환자 대용식으로 사용될 수 있을 뿐 아니라 기타 식품 첨가물로서도 높은 효용성을 가지므로, 본 발명은 의약 및 식품산업상 매우 유용한 발명이다.
Claims (10)
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- 동물의 전혈 또는 응고혈로부터 혈청을 제거하거나 제거하지 않은 채 1-5배의 물을 넣고 분쇄조를 이용하여 1,000-10,000 rpm으로 분쇄하여 균질화하는 공정; 상기 분쇄액으로부터 지방층 및 불용성 물질을 제거하는 공정; 상기 분쇄액을 항온수조로 옮겨 pH 10-11로 맞추고 온도를 90℃까지 올려 한 시간 동안 단백질을 변성시키는 공정; 상기 변성액에 1-3ml/kg의 알칼리아제를 처리하고 pH를 8-10.5가 되도록 유지하고 반응 온도는 50-60℃가 되도록 하면서 2-24시간 동안 반응시켜 단백질 가수분해를 수행하는 공정; 상기 단계의 반응액을 한외여과하여 아미노산/올리고펩타이드를 분리하는 공정; 상기 단계의 여과액을 활성탄 여과하여 냄새 및 불순물을 제거하는 공정; 상기 단계의 여과액을 역삼투압 방식으로 농축하는 공정; 및 상기 단계의 농축액을 196-202℃에서 10-40초 이내에 건조하는 공정을 모두 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 동물의 전혈 또는 응고혈로부터 아미노산/올리고펩타이드를 제조하는 방법.
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