눈다랑어 껍질로부터 콜라겐의 분리 및 물리화학적 특성
Isolation and the Physicochemical Characterization of Collagen from Skin of Bigeye Tuna(Thunnus obesus)
- 발행기관 江陵大學校 大學院
- 지도교수 趙舜榮
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 食品科學科
- 원문페이지 vii, 41 p.
- 본문언어 한국어
초록/요약
콜라겐은 식품, 의약품의 기능성 소재로 이용되고 있을 뿐만 아니라 피부의 보습성을 높이는 기능이 있어 화장품의 기초 재료 등 다양한 분야에 널리 이용되고 있다. 따라서 콜라겐의 수요 증가 및 그 응용분야가 크게 확대될 것으로 예상 되고 있다. 그러나 현재까지 이용되고 있는 콜라겐은 주로 소, 돼지 등 육상동물의 껍질, 뼈 등으로부터 공급되었으나 최근 광우병이나 구제역 등으로 인한 유해성 문제가 사회적으로 대두되어 안전성이 확보된 천연의 대체 자원에 대한 연구가 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 눈다랑어의 가공 부산물인 껍질을 이용하여 콜라겐을 추출하였다. 눈다랑어 껍질로부터 화장품 및 의약품 등의 소재로의 효율적인 이용을 위하여 acid soluble 및pepsin-solubilized collagen의 최적 추출 조건을 밝히고, 추출한 콜라겐의 물리화학적 특성에 대해 알아보고자 한다. 콜라겐 특성을 알아보고 위해 SDS - polyacrylamide gel electrophoresis, 아미노산을 분석하여 육상동물 유래의 calf skin collagen과 비교하였으며 용해도, 유화성 및 유화안정성, 보수력 및 지방흡수력 그리고 변성온도 (Td)를 측정하였다. 1. 눈다랑어 껍질로부터 콜라겐의 최적 추출 조건은 1.5% NaOH 용액으로 24시간 처리 후 2.0 N acetic acid 용액을 이용하여 30시간 추출하여 acid soluble collagen을 추출하고 그 잔사에 대한 건조중량당 3% pepsin으로 36시간 가수분해하여 pepsin-solubilized collagen을 추출하는 것으로 나타났다. 이와 같은 최적 추출에 따른 acid soluble collagen 및 pepsin-solubilized collagen의 함량은 각각 건조중량당 15.0%, 35.0%로 나타났다. 2. 눈다랑어 껍질로부터 추출한 acid soluble 및 pepsin-solubilized collagen의 전기영동 pattern은 동일한 결과를 보였다. 또한 calf skin과도 동일한 pattern으로 2개의 α chains (α1과 α2)와 β chain로 나타났다. 3. 아미노산 조성을 분석한 결과 calf skin collagen과 눈다랑어 껍질로부터 추출한 acid soluble 및 pepsin-solubilized collagen은 유사한 경향을 보였고 imino acids (Pro+Hyp) 함량은 각각 21.8, 19.3% 그리고 20.0%로 육상동물 유래 콜라겐보다 낮게 나타났으나 glycine의 함량은 각각 23.0, 23.8% 그리고 23.6%로 눈다랑어 껍질로부터 추출한 콜라겐이 높게 나타났다. 4. Acid soluble 및 pepsin-solubilized collagen의 유화성은 각각 69.0% 및 76.0%이었고 유화안정성은 각각 43.8% 및 56.7%로 나타나, pepsin-solubilized 콜라겐이 유화성 및 유화안정성이 높게 나타났다. 5. Acid soluble 및 pepsin-solubilized collagen의 보수력은 각각 1,028% 및 1,200%이었고 유지흡수력은 각각 1,552% 및 2,151%로 나타나, pepsin-solubilized 콜라겐이 보수력 및 지방흡수력이 높게 나타났다. 6. pH에 따른 acid soluble 및 pepsin-solubilized collagen의 용해도는 pH 4 이상에서 급격하게 감소하였고 acid soluble collagen은 pH 7에서 11까지는 거의 용해되지 않았으며 pepsin-solubilized collagen은 pH 9에서 11까지 18.0%의 낮은 용해도를 일정하게 나타내었다. 또한 두 콜라겐은 pH 11이상에서 재차용해도가 증가하는 경향을 보였다. 7. 눈다랑어 껍질 콜라겐의 변성온도 (Td)는 acid soluble collagen과 pepsin-solubilized collagen이 각각 23.3, 24.0℃로 육상동물 유래 calf skin collagen (35℃)과 porcine skin collagen (37℃)보다 10℃ 이상 낮게 나타났으나, 일반적인 해양생물 유래 콜라겐과는 비슷하게 나타났다.
more초록/요약
To develop a functional material from by-product during bigeye tuna processing, two kinds of collagen (acid soluble collagen and pepsin-solubilized collagen) were isolated from the skin of bigeye tuna (Thunnus obesus) and their physicochemical properties were also determined. Bigeye tuna collagens were isolated by treatments of acetic acid or pepsin. Acid soluble collagen was isolated by 2.0 N acetic acid solution for 30 hours after 1.5% NaOH pretreatment at 5℃ for 24 hours, while pepsin-solubilized collagen was isolated hydrolyzing with 0.15% pepsin for 36 hours. The yields of two kinds of collagen were 15.0% and 35.0% on dry basis, respectively. The isolated collagens contained two alpha chains (α1 and α2) and β chain. The amino acid compositions of both acid soluble collagen and pepsin soluble collagen were similar to calf skin collagen. They had 19.3% and 20.0% imino acids, respectively. Emulsifying activity and stability of pepsin-solubilized collagen were 76.0% and 56.7%, respectively. While the acid soluble collagen were 69.0% and 43.8%. Hydration capacity and oil adsorption capacity of pepsin-solubilized collagen were 1,200% and 2,151%, respectively. While the acid soluble collagen were 1,028% and 1,552%. Solubilities of two collagens on pH change were high in the range of pH 3.0~4.0 then sharply decreased up to pH 7 and were not changed a lot up to pH 11. The denaturation temperature for collagens from bigeye tuna skin were determined to be 23.3℃ and 24.0℃, respectively. Therefore, physicochemical properties of both collagens from bigeye tuna skin were lower than those of mammalian collagens.
more목차
Ⅰ. 서 론 = 1
Ⅱ. 재료 및 방법 = 3
1. 실험재료 = 3
2. 실험방법 = 3
1) 눈다랑어 껍질로부터 콜라겐의 제조 = 3
(1) Acid soluble collagen의 제조 = 3
(2) Pepsin-solubilized collagen의 제조 = 5
2) 일반성분 및 휘발성염기질소의 측정 = 5
3) 콜라겐 함량 측정 = 5
4) SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) = 7
5) 아미노산 조성 분석 = 7
6) 유화성 및 유화안정성 = 7
7) 보수력 및 지방흡수력 = 8
8) 용해도 측정 = 8
9) 변성온도 측정 = 8
Ⅲ. 결과 및 고찰 = 9
1. 눈다랑어 껍질의 일반성분 조성 = 9
2. 눈다랑어 껍질로부터 콜라겐의 제조 = 11
1) 콜라겐의 최적 추출을 위한 알칼리 처리조건 = 11
(1) 알칼리 처리 농도 = 11
(2) 알칼리 처리 시간 = 11
2) Acid soluble collagen의 제조 = 11
(1) Acid soluble collagen의 추출 = 11
(2) Acid soluble collagen의 분리 = 12
3) Pepsin-solubilized collagen의 제조 = 12
(1) Pepsin-solubilized collagen의 추출 = 12
(2) Pepsin-solubilized collagen의 분리 = 12
3. SDS-PAGE 특성 = 20
4. 아미노산 조성 분석 = 22
5. 유화성 및 유화안정성 = 24
6. 보수력 및 지방흡수력 = 26
7. 용해도 = 29
8. 변성온도 = 31
Ⅳ. 요 약 = 33
Ⅴ. 참고문헌 = 35
