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2단계 막반응기에서 연속적으로 생산된 어피젤라틴 가수분해물의 기능성
김세권(Se Kwon Kim),변희국(Hee Guk Byun),전유진(You Jin Jeon),조덕제(Duck Jae Cho) 한국응용생명화학회 1994 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.37 No.2
The fish skin gelatin hydrolysates were produced using a continuous two-stage membrane (MWCO 10,000, MWCO 5,000) reactor, and molecular weights. amino acids and functional properties of the hydrolysates were investigated. The major molecular weights distribution of the major fractions were 8∼10 KDa and 4.5∼6.5 KDa in the 1st-step hydrolysates, 2∼6 KDa and 0.5∼2 KDa in the 2nd-step hydrolysates. Among the amino acids in the hydrolysates, glycine, proline, serine, alanine, hydroxyproline, glutamic acid and aspartic acid having sweet taste were responsible for 68∼72% of the total amino acids. But valine, methionine, isoleucine, leucine, phenylalanine and histidine having a bitter taste were only 23∼25%. Taste evaluations show that the gelatin hydrolysates have a brothy and sweet taste, 2nd-step hydrolysate have more a favorable taste than 1st-step hydrolysate. The hydrolysates were completely soluble and clear over the entire pH range. Moisture sorption at intermediate water activities of the 2nd-step hydrolysate was much higher than the unmodified fish skin gelatin, but foaming and emulsification properties were poor. Buffer capacity of the 2nd-step hydrolysate was higher thin the fish skin gelatin and 1st-step hydrolysate, while viscosities of the hydrolysates were lower than the fish skin gelatin.
2단계 막반응기를 이용한 어피젤라틴 가수분해물의 연속적 생산
김세권(Se Kwon Kim),변희국(Hee Guk Byun),전유진(You Jin Jeon),양현필(Hyun Phil Yang),조덕제(Duk Je Jou) 한국응용생명화학회 1994 Applied Biological Chemistry (Appl Biol Chem) Vol.37 No.2
A continuous two-stage membrane (1st-SCMR, MWCO 10,000; 2nd-SCMR, MWCO 5,000) reactor was developed and optimized for the production of fish skin gelatin hydrolysate with different molecular size distribution profiles using trypsin and pronase E. The optimum operating conditions in the 1st-step membrane reactor using trypsin were: temperature, 55℃ ; pH 9.0; enzyme concentration, 0.1 ㎎/㎖; flux, 6.14 ㎖/min; reaction volume, 600 ㎖; and the ratio of substrate to trypsin, 100 (w/w). After operating for 1 hr under the above conditions, 79% of total amount of initial gelatin was hydrolysed. In the 2nd-step using pronase E under optimum operating conditions[temperature, 50℃ ; pH 8.0; enzyme concentration, 0.3 ㎎/㎖; flux, 6.14 ㎖/min; reaction volume, 600 ㎖; and the ratio of substrate to pronase E, 33 (w/w)], the 1st-step hydrolysate was hydrolysed above 80%. Total enzyme leakages in the 1st-step and 2nd-step membrane reactors were about 11.5% at 55℃ for 5 hrs and 9.0% at 50℃ for 4 hrs, respectively. However, there was no apparent correlation between enzyme leakage and substrate hydrolysis. The membrane has a significant effect on activity lose of trypsin and pronase E activity for 1 hr of the membrane reactors operation. The loss of initial activity of enzymes were 34% and 18% in the 1st-step and 2nd-step membrane reactor, whereas were 23% and 10% after operating time 3 hr in the 1st-step and 2nd-step membrane reactor lacking the membrane, respectively. The productivities of 1st-step and 2nd-step membrane reactor for 8 times of volume replacement were 334 ㎎ and 250 ㎎ per ㎎ enzyme, respectively.
Tetraselmis suecica 유래의 항산화성 물질의 정제 및 구조
김세권(Se Kwon Kim),변희국(Hee Guk Byun),박표잠(Pyo Jam Park),(Kyoko Adachi) 한국수산과학회 2002 한국수산과학회지 Vol.35 No.2
해양 미세조류는 해양생물의 영양원으로서 대부분 소비되고 있으며, 그 종류도 매우 다양하다. 이들 미세조류로부터 유용물질의 회수 및 이용은 미이용 수산자원의 효율적 이용과 아울러 생물 및 식량자원으로서 그리고 새로운 기능성 소재로서 활용될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이러한 해양 미세조류의 효율적인 이용을 위하여 비교적 성장이 빠르고 배양이 용이한 담녹조류인 T. suecica 중의 항산화성 물질을 분리정제하여 구조를 결정하였다. 미세조류 T. suecica의 유기용매 추출물 중의 항산화성은 chloroform 획분이 가장 좋았으며, 이 획분을 silica gel column chromatography, PTLC 및 HPLC를 사용하여 항산화성 물질을 분리·정제하였다. Silica gel column을 사용하여 분리된 획분의 항산화성은 hexane:ethylacetate (1:5)로 용출시킨 획분에서 가장 높았다. 이 획분은 PTLC에 전개하여 8개의 획분을 얻었으며, 그 중에서 Rf값 0.40인 획분에서 활성이 높게 나타났다. HPLC에서 단일 획분으로 정제된 물질의 항산화성은 IC_50값으로 10.2μg/mL였으며, 화학적으로 합성된 항산화제인 BHT 및 BHA보다는 낮았지만 천연 항산화제인 α-tocopherol과 비교될 수 있었다. 이 물질의 화학적 구조는 chlorophyll을 전구체로 하는 pheophorbide-a로 동정되었으며, 항산화 활성은 α-tocopherol과 비교될 수 있어 식품 및 관련분야에서 항산화제로서 이용할 수 있을 것으로 기대된다. Tetraselmis suecica (T. suecica} of Prasinophyta was selected because the growth rate is comparatively higher and the culturing is also easy. In order to investigate antioxidative activity, the soluble elements of T. suecica were fractionated using water and organic solvents such as methanol, hexane, chloroform, ethylacetate and butanol. The chloroform fraction of T. suedca showed strong antioxidative activity. The potential antioxidative activity was detected in hexane: ethylacetate (1:5) once used the fractions by different mixtures of organic solvents. This fraction was further purified by preparative thin layer chromatography (PTLC) and repeated reverse-phase HPLC. On the basis of chemical and spectroscopic evidences obtained by UV, FT-IR, FAB-MS and NMR, the compound purified from T. suecica was identified as pheophorbide-a. The antioxidative activity of the compound was comparable to that of a-tocopherol and could be act as an antioxidant in foods.
김세권(Se Kwon Kim),백호철(Ho Chul Baek),변희국(Hee Guk Byun),강옥주(Ok Ju Kang),김종배(Jong Bae Kim) 한국수산과학회 2001 한국수산과학회지 Vol.34 No.3
해양 미세조류는 해양의 기초생산은 물론 1차 대사산물인 단백질, 지질 및 당질 뿐만 아니라 2차 대사산물인 생리활성물질을 생산하고 있으며, 또한 그 종류도 매우 다양하다. 이러한 해양 미세조류의 효율적인 이용을 목적으로 비교적 성장이 빠르고 배양이 쉬운 녹조식물문 중 녹조강에 속하는 N. oculata와 황갈편조식물문 중 규조강에 속하는 P. tricornutum을 선정하여 생화학적 성분 및 항산화성을 검토하였다. N. oculata와 P. tricornutum의 단백질, 지방, 탄수화물의 함량은 각각 54.91% , 11.29% , 10.15%와 38.07% , 13.19%, 7.13%이었다. N. oculata의 무기질 함량은 칼륨, 마그네슘 및 칼슘이 각각 12,906.86, 1,039.15 및 882.57㎎/100g 이었으며, P. tricornutum의 경우는 각각 11,718.65, 1,570.84 및 2,003.32㎎/100g이었다. 두 종 모두 필수 무기질 원소인 철분의 함량도 500㎎/g 이상 함유되어 있었다. 이 들 두 종의 주요 구성아미노산 조성은 glutamic acid proline 및 aspartic acid이었으며, 필수아미노산의 함량은 모두 45% 이상이었다. 그리고 N. oculata 및 P. tricornutum의 주요 유리아미노산 조성은 각각 proline (35.54%) 및 glutamic acid (24.86%)이었다. 특히 P. tricornutum는 성인병에 유효한 생리기능성 아미노산으로 밝혀진 taurine이 2.78% 함유되어 있었다. N. oculata의 당 조성은 galactose, fucose 및 glucose이 전체 당의 73.81%이었으며, P. tricornutum의 경우는 glucose 및 mannose가 86.07%를 차지하였다. N. oculata는 핵산관련물질 중에서 ADP의 함량이 4.77 μ㏖/g으로 가장 높았으며, P. tricornutum의 경우는 hypoxanthine이 11.74 μ㏖/g으로 가장 높았다. 특히 N. oculata의 경우는 맛 성분으로 알려진 IMP의 함량이 2.71μ㏖/g으로 비교적 많이 함유되어 있었다. N. oculata의 포화, 단일불포화 및 다가불포화 지방산의 함량은 각각 66.41%, 12.56% 및 21.02%이었으며, P. tricornutum는 각각 45.52%, 37.35% 및 17.13%이었다. N. oculata의 필수지방산 함량은 17.10%로 P. tricornutum의 0.91%보다 훨씬 높았으나 EPA 및 DHA 함량은 각각 3.29% 및 0.48%로 P. tricornutum의 12.91% 및 1.70% 보다 낮았다. 두 종의 미세조류 추출물의 DPPH radical 소거능으로 측정된 항산화성은 P. tricornutum의 chloroform 획분에서 가장 높게 나타났다. The biochemical composition and antioxidative activity of marine microalgae were investigated for the effective utilization of marine resources. Two species of marine microalgae, Nannochloris oculata (N. oculata) of Chlorophyceae and Phaeodactylum tricornutum (P. tricornutum) of Bacillariophyceae, were selected. Because these species showed the high growth rate and easy to continuous culture. The contents of crude protein, lipid, and carbohydrate were 54.91%, 11.29%, and 10.15%, for N. oculata and 38.07%, 13.19%, and 7.13%, for P. tricornutum, respectively. Glutamic acid was the highest concentration for both species. Galactose (3,712.02㎎/100g), fucose (1,966.03㎎/100g), and glucose (1,814.25㎎/100g) were the major carbohydrates for N. oculatae, and glucose (5,295.45㎎/100g) and mannose (841.34㎎/100g) were for P. tricornutum. K (12,906.86㎎/100g), Mg (1,039.15㎎/100g), Ca (882.57㎎/100g) and Fe (747.20㎎/100g) were the major minerals for N. oculata, and K (11,718.65㎎/100g), Ca (2,003.32 mg/100g), Mg (1,570.84㎎/100g) and Fe(552.58㎎/100g) were for P. tricornutum. In the composition of nucleotides, ADP (4.77μ㏖/g) was the highest in N. oculata and hypoxanthine (11.74 μ㏖/g) in P. tricornutum. Large amount of linoleic acid (18:2, ω-6) was contained in N. oculata. In contrast 16:1 (ω-7) and 20:5 (ω-3) were major fatty acid in P. tricornutum. The antioxidative activities of organic solvent extracts of two microalgae were measured by the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) assay method. The chloroform extract obtained from P. tricornutum was identified to be the most effective in DPPH radical scavenging activity.