Functional properties of specific peptides derived from whey protein fermented with lactic acid bacteria isolated from dog feces

저자: Ha-Neul Kim; Ji-Won Lee; Sang-Jae Lee; Jeong-Nam Kim; H. Kim; Cheol-Hyun Kim
출처: - (2025)
DOI/링크: https://doi.org/10.5187/jast.2500035
연구 계열: Topics/Animal Feed
정리일: 2026-09-15

TL;DR

개 배변에서 분리한 유산균 3종을 이용하여 유청 단백질을 발효시킨 결과, Lactiplantibacillus plantarum D7이 가장 높은 단백질 분해율을 보였으며, 특히 Fraction 2는 항산화 및 항염증 활성을 나타냈다. 이는 반려견의 퇴행성 관절질환 예방을 위한 기능성 식품 소재로서의 잠재력을 시사한다.

1. 연구 배경 및 동기

다루는 문제: 반려동물의 인간화 현상으로 반려견의 건강 관리에 대한 관심이 증가하고 있으며, 반려견의 수명 연장으로 퇴행성 관절염 등 노화 관련 질환이 증가하고 있다. 칼슘 흡수를 증진하는 발효 유청 펩타이드의 개발이 이러한 질환 예방에 필수적이다.
기존의 공백 / 왜 필요한가: 개 배변에서 분리한 유산균을 이용한 유청 단백질 발효 및 그 기능성 펩타이드의 특성에 대한 연구가 부족하다.

2. 관련 연구

기존 연구 흐름: 유산균의 프로바이오틱 특성과 발효 단백질의 생리활성에 관한 연구가 진행되어 왔다.
이 논문의 위치: 본 연구는 개 배변 유래 유산균을 선별하여 유청 단백질 발효에 적용하고, 생성된 펩타이드의 항산화, 항염증, 칼슘 용해성 등 다양한 기능성을 종합적으로 평가한 점에서 차별화된다.

3. 핵심 기여

개 배변에서 Lactobacillus acidophilus D5, D6, Lactiplantibacillus plantarum D7 등 3종의 유산균 분리 및 특성화
L. plantarum D7이 유청 단백질에 대해 가장 높은 단백질 분해율 달성
발효 유청 펩타이드의 항산화, 항염증 활성 및 칼슘 용해성 평가
Fraction 2에서 류신을 포함한 17종 아미노산 동정

4. 제안 방법론

전체 접근 논리: 개 배변에서 유산균을 분리하여 생리적 특성(산성 및 담즙 내성, 단백질 분해 활성, β-갈락토시다제 활성)을 평가한 후, 선별된 균주로 유청 단백질을 발효시켜 생성된 펩타이드의 기능성(항산화, 항염증, 칼슘 용해성)을 분석했다.
단계:
개 배변에서 유산균 분리 및 16S-rRNA 유전자 염기서열 분석을 통한 동정
선별된 유산균의 생리적 특성 평가(산성/담즙 내성, 단백질 분해 활성, β-갈락토시다제 활성)
유청 단백질 농축액(WPC) 발효 및 TNBS 방법으로 단백질 분해도 측정
SDS-PAGE 및 FPLC를 이용한 펩타이드 분획 분리
ABTS, DPPH, FRAP 방법으로 항산화 활성 평가
염증성 사이토카인 억제 활성 및 칼슘 용해성 평가

5. 실험 설정

항목	내용
대상/재료	개 배변(Border Collie, 2년령, 수컷, 정상 영양 상태)에서 분리한 유산균 3종(L. acidophilus D5, D6, L. plantarum D7) 및 유청 단백질 농축액(Hilmar™ WPC 80%, 단백질 81.88%)
처리 조건	유산균: 37℃, 48시간 배양(MRS 배지); 유청 단백질 발효: 7% WPC + 3% 포도당, 최적 pH 조정, 65℃ 30분 열처리 후 4℃ 보관
대조군	표준물질(L-류신, 아스코르브산, Trolox 등) 사용
측정 방법	단백질 분해도(TNBS 방법), 항산화 활성(ABTS, DPPH, FRAP), 항염증 활성(염증성 사이토카인 억제), 칼슘 용해성, 아미노산 조성

6. 실험 결과 분석

지표	변화(Δ)	조건 · 유의성
단백질 분해도(Degree of Hydrolysis)	L. plantarum D7이 가장 높은 분해율 달성	발효 후 4시간 간격 6회 측정
항산화 활성	Fraction 2(F2)가 유의한 항산화 활성 표시	ABTS, DPPH, FRAP 방법으로 평가
항염증 활성	F2가 염증성 사이토카인 효과적으로 억제	프로염증성 사이토카인 측정
아미노산 조성	류신을 포함한 17종 아미노산 동정	발효 펩타이드 분획에서

제안 기전(인과 사슬): L. plantarum D7의 단백질 분해 활성 → 유청 단백질 가수분해 → 생리활성 펩타이드 생성 → 항산화 및 항염증 활성 발현 → 칼슘 흡수 증진 → 반려견 퇴행성 관절질환 예방

7. 비판적 평가

강점

반려견 배변 유래 유산균을 이용하여 개의 장내 미생물 환경에 적응된 균주 선별
단백질 분해도, 항산화, 항염증, 칼슘 용해성 등 다양한 기능성을 종합적으로 평가
FPLC를 통한 펩타이드 분획 분리로 특정 활성 성분 규명

한계 · 의문

단일 개체(Border Collie 1마리)의 배변에서만 유산균 분리하여 개 품종 및 개체 간 다양성 미반영
본문 발췌에서 염증성 사이토카인 억제 활성의 구체적 수치 및 칼슘 용해성 결과 미제시
동물 실험을 통한 in vivo 효능 검증 부재

8. 향후 연구 방향

다양한 개 품종 및 건강 상태의 배변에서 유산균 분리하여 균주 다양성 확대
L. plantarum D7 발효 유청 펩타이드의 반려견 대상 임상 시험을 통한 효능 검증
활성 펩타이드의 구조 규명 및 작용 기전 심화 연구

9. 결론

개 배변 유래 L. plantarum D7은 유청 단백질의 효율적인 분해를 통해 항산화, 항염증 활성을 가진 기능성 펩타이드를 생성한다. 이러한 발효 유청 펩타이드는 반려견의 퇴행성 관절질환 예방 및 건강 증진을 위한 기능성 식품 소재로서의 활용 가능성을 보여준다.

Keywords

whey protein, bioactive peptide, lactic acid bacteria, calcium solubilization, antioxidant activity, anti-inflammatory activity, companion dog, fermentation