Purification of bioactive peptides from digestive enzyme hydrolysates of cutlass fish muscle

Abstract

갈치는 농어목 갈치과의 바닷물고기다. 칼처럼 긴 몸을 가지고 있다는 이유로 도어 또는 갈치, 칼치로 불린다. 몸길이 1m 정도로 몸은 가늘고 길며 납작하다. 꼬리의 끝부분이 길어서 끈과 같은 모양이며, 눈사이 간격은 평평하다. 입은 크며 아랫부분이 돌출해 있고, 양턱 앞부분의 이빨 끝은 갈고리 모양이다. 배지느러미, 꼬리지느러미, 허리뼈는 없으며, 등지느러미는 길어서 등표면을 모두 덮고 있다. 뒷지느러미는 작으며, 등지느러미는 길어서 등표면을 모두 덮고 있다. 뒷지느러미는 작은 돌기 모양이다. 비늘이 없으며 옆선은 가슴지느머리 위쪽으로 기울어져 있고, 몸빛깔은 은백색이다. 대륙붕의 모래진흙 바닥에 서식하며, 주로 밤에 활동하고 산란기는 봄이다. 갈치는 급한 경우를 제외하고는 머리를 세운 상태로 헤엄치며 가끔 머리를 아래위로 움직여 'W' 자 모양을 그린다. 산란기는 8-9월경이며 육식성으로 플랑크톤 및 정어리, 전어, 오징어 등을 먹는다. 갈치 조림, 갈치구이, 갈치배추국으로 요리되어 자주 섭취하는 어류 중 하나이다. 제주도는 사면이 바다라는 지리적인 조건과 무공해 청정해역, 어류의 회유로 및 월동장으로 좋은 어장을 형성하며, 지하해수 개발로 육상양식을 하기에는 최적의 조건을 갖추고 있다. 제주도의 중요한 산업요소 중 하나인 갈치는 넙치 다음으로 제주도에서 생산량이 높은 어종이며 매출액도 높은 어종이다. 갈치 외에 참치, 고등어, 명태, 대구, 넙치,hoki, capelin 및 chum salmon 등으로부터 얻어진 가수분해물이 항산화 및 항고혈압 활성이 탁월하다는 효능이 밝혀져 있지만, 아직 갈치에 대한 연구는 진행 되어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 갈치를 우리가 섭취하였을 때, 인체 내 소화효소들의 가수분해 후 생리활성을 검정하기 위해 소화효소인 Pepsin 과 Trypsin을 사용한 가수분해물에 대한 생리활성을 평가하였다. 첫 번째 파트에서는 소화효소인 Pepsin과 Trypsin을 이용하여 갈치 근육으로부터 시간별 (5분, 15분, 30분, 1시간, 3시간, 6시간), 기질 대 효소비 (100:1)를 처리하여 얻은 가수분해물의 항산화 및 ACE 소거 활성을 측정하였다. 갈치 근육의 Pepsin, Trypsin 가수분해물의 활성은 시간별 큰 차이가 없이 모두 좋은 활성을 나타내었다. 따라서 인체 내에서 소화효소에 의해 소화되는 시간은 짧기 때문에 시간별 가수분해물의 수율, 단백질 함량, 가수분해 정도, 전기영동 결과의 비교를 통해 가수분해가 충분히 진행되고 수율도 높았던 Pepsin 3시간, Trypsin 1시간 가수분해물을 최적의 조건으로 선택하였다. 두 번째는, 최적의 조건으로 선택된 Pepsin 3시간, Trypsin 1시간 가수분해물을 통해 저분자 펩타이드를 얻어내기 위한 공정을 진행하였다. 처음으로 FPLC를 사용하여 이온교환크로마토그래피를 통해 Pepsin 3시간 가수분해물에서 5개의 프랙션을 얻었고 Trypsin 1시간 가수분해물에서는 4개의 프랙션을 얻을 수 있었다. Pepsin 3시간 가수분해물에서 얻어진 프랙션 5개의 항산화 활성을 각각 비교하였을 때 프랙션 3번에서 아주 우수한 항산화 활성을 확인할 수 있었고, 프랙션 3번의 양을 충분히 수집하여 두번째 공정인 HPLC를 통하여 프랙션 3번의 물질확인을 하였을 때 2개의 물질을 확인 할 수 있었으며, 이 2개의 물질을 각각 분취하여 활성을 다시 비교하였을 때 FPLC 프랙션 3번의 2번째 분취물에서 아주 우수한 활성이 있는 것을 확인하였다. ESR을 이용해 DPPH 및 Alkyl 라디칼 소거 효과를 측정하여 아주 강한 라디칼 소거 효과를 확인 하였기 때문에 정제된 프랙션으로 일반 세포인 Vero 세포를 이용하여 in vitro 실험을 진행하여 AAPH 유도 산화 데미지 실험과 세포독성 실험을 통하여서도 산화를 억제하고 독성이 없는 좋은 결과를 얻을수 있었다. 위의 결과들을 종합하여 봤을때, Pepsin 과 Trypsin 에 의한 갈치 가수분해물로부터 저분자 물질은 우수한 항산화 효과와 항고혈압에 대한 기능성을 보여주었고, Pepsin과 Trypsin은 장내 효소이기 때문에 우리가 갈치를 섭취하였을 때, 신체 내에서 펩신과 트립신의 소화 작용 후 이와 같은 효능을 기대할 수 있을 것으로 사료 되어진다.