씨그랜트

3. 어촌과 어민의 복지 증진

연구자

소속/성명

강릉원주대학교 해양식품공학과/

김상무 교수

과제명

동해안 어류 어란 부화효소의 기능성 식품 및 화장품 소재로서의 특성

연구기간

2015. 3. 1 ~ 2016. 2. 28 (4차)

연구배경

(필요성)

∎해양환경 변화에 따라 해양 먹이생태계를 파괴하는 해적생물 증가, 어민들의 피해 속출

∎정부는 해적생물을 자원고갈의 원인으로 판단하고 2001년부터 해적생물 수거사업을 진행 중

∎해양생물을 활용한 신물질·신소재의 개발에 대한 연구와 관심은 세계적으로 집중되는 추세

∎세계 기능성 식품 및 화장품시장의 확대, 그 중 노화 기능성은 더욱 빠르게 성장 할 전망

* 세계 기능성 식품 및 화장품 시장의 규모: 2014년 각$2,215억, $2,679억

해당연도

연구개발 목표

∎해적생물을 활용한 기능성 소재의 개발

∎해양생물 유래 단백분해효소의 분리 정제에 대한 원천기술 확보

∎차별화된 기능성 화장품(주름개선, 각질제거 등) 소재개발로 기존 제품과 경쟁력 확보

세부 연구개발 목표

세부 연구개발 내용

∎해양생물에 함유된 단백분해효소 탐색

∎국내·외 논문 및 특허 검색을 통해 활용가치가 높은 해양생물 종의 선정

∎단백분해효소 분리 및 정제

∎DEAE 및 Gel filtration column을 통한 부화효소의 분리 및 정제

∎효소의 특성 확인 및 Stability 확인

∎효소의 분자량, 최적운도 및 pH, 기질특이성 등 효소의 특성 확인

∎연안전성과 효소의 반감기 및 저장, 기능 안정성 확인

연구내용 및 결과

∎해양생물에 함유된 단백분해효소 탐색: 국내외 논문 및 특허 검색, 활용 가치가 높은 종 선정

∎불가사리 란에서 추출한 부화효소의 특성

⦁불가사리 란에서 추출한 부화효소의 분자량은 73.87kDa 이었으며, PNGnase-F를 이용하여 Deglycosylation 하여 탄수화물을 제거한 불가사리 부화효소의 분자량은 62.02kDa 이었다.

⦁불가사리 부화효소는 11.85 kDa의 탄수화물을 함유하고 있는 당단백효소로 판명

⦁부화효소의 최적 pH 및 온도는 각각 pH 7.0 및 40 ℃ 이었으며, pH 6.0-9.0 및 20-30 ℃에서 활성이 가장 안정적이었다. 효소활성에 대한 저해제 및 금속이온의 실험 결과를 분석하였을 때, 불가사리 부화효소는 serine-zinc protease로 동정

⦁불가사리 란에서 추출한 부화효소의 특성은 콜라겐 분해효소로 Keloid 및 흉터를 완화시키는 기능성 화장품 소재로 활용할 수 있는 요소

연구(학술적)성과

∎특허: 1건 [국내특허 출원]

⦁도루묵 란 유래의 정제된 부화효소, 이의 제조방법, 이의 안정화 방법 및 이의 용도(출원번호: 0-2015-0064257)

∎논문: 3건 [SCI]

⦁α-Glucosidase Inhibitory activities of fatty acids purified from the intermal organ of sea cucumber Stichopus japonicas

⦁Characterization of a novel hatching enzyme purified from starfish Asterina pectinifera

⦁Preparation of squid skin collagen hydrolysate as an antihyaluronidase, antityrosinase, and antioxidant agent

∎학회발표: 4건 [국외]

⦁Biofunctional activities and application of enzymatic Alaska pollock roe hydrolysate as a food ingredient

⦁Traditional Korean Fermented Fish Products

⦁The shelf-life extension of sailfin sandfish hatching enzyme via the activation and stabilization using various effectors

⦁Production and characterization of hyaluronidase and elastase inhibitory protein hydrolysates from Venus clam

연구결과 활용

∎연구결과 활용방안 및 기대성과

⦁해적생물 활용, 부가가치 상승 및 해양생태계 복원

⦁기초자료 축척 및 응용기술 개발에 다양한 활용