Enzymatically Hydrolyzed Porcine Blood Meal as a Potential Iron Source in Canine Diets: Effects on Digestibility and Antioxidant Properties

저자: Na YJ; Hwang J; Son WY; Jeong EJ; Shin EC; Kim KS; Park KI; Chun JL; Sringarm K; Arjin C; Srinual O; Kim HW
출처: Animals (Basel), 2026
DOI/링크: https://doi.org/10.3390/ani16121837
분야 태그: #반려동물사료 #돈혈분 #효소가수분해
투고일: 2026-03-09

TL;DR

돈혈분(PBM)을 alcalase로 효소가수분해하면 pepsin 처리나 무처리 대비 개 소화관 모사 in vitro 소화율과 비효소적 항산화능이 가장 크게 향상되고 헴철 함량도 증가해, 개 사료용 철 공급원으로서의 가능성을 시사한다.

1. 연구 배경 및 동기

다루는 문제: 개 사료에서 철은 산소운반·면역·에너지대사에 필수적이지만, 상업 사료에 흔히 쓰이는 황산제일철 등 무기철은 생체이용률이 낮고 지질산화를 촉진할 수 있다. 돈혈분(PBM)은 헤모글로빈 유래 단백질과 헴철이 풍부한 축산 부산물이지만, 산업적 열처리(증숙·건조) 과정에서 용해도와 소화율이 크게 저하되어 사료 원료로 활용하기 어렵다.
기존의 공백 / 왜 필요한가: 효소가수분해가 PBM의 이화학적 특성, 소화율, 철 관련 특성, 항산화능을 동시에 개선할 수 있는지를 개 소화관 조건을 모사해 체계적으로 검증한 연구는 부족했다.

2. 관련 연구

기존 연구 흐름: 효소가수분해가 동물성 부산물 단백질의 용해도와 기능적 특성을 개선한다는 선행 연구들이 있으나, 개 사료용 PBM에 alcalase·pepsin을 적용해 소화율·철 분획·항산화능을 통합평가한 사례는 드물었다.
이 논문의 위치: 이 연구는 alcalase와 pepsin으로 가수분해한 PBM을 비교해 소화율 개선 효과, 철 형태 변화, 항산화 기전을 함께 규명했다.

3. 핵심 기여

Alcalase가 pepsin보다 더 높은 가수분해도와 광범위한 펩타이드 분절화를 유도함을 전기영동으로 확인
개 위장관 모사 2단계 in vitro 소화모델에서 alcalase 가수분해물의 표관소화율이 가장 높음을 입증(무처리 약 87% → pepsin 약 91% → alcalase 약 97%)
가수분해가 헴철 증가·비헴철 감소 및 비효소적 항산화능(DPPH, 환원력) 향상과 연관되나, SOD유사활성은 오히려 감소함을 규명

4. 제안 방법론

전체 접근 논리: 상업용 PBM(LYD 삼원교잡돈 유래)을 alcalase 또는 pepsin으로 가수분해한 뒤, 가수분해도·펩타이드 프로필·기능적 특성·개 소화관 모사 in vitro 소화율·헴/비헴철 함량·항산화 활성을 무처리 대조군과 비교평가.
단계:
- 상업용 PBM을 증류수에 5%(w/v) 분산
- alcalase(pH8, 50°C) 또는 pepsin(pH2, 37°C)으로 효소:기질 1:100(w/w), 125 rpm 교반하며 2시간 가수분해(독립 3배치, n=3) 후 85°C 20분 효소불활성화, 동결건조
- TCA-BCA법 및 OPA법으로 가수분해도(DH) 측정, SDS-PAGE·Tricine SDS-PAGE로 펩타이드 분해 프로필 분석
- 펩신-HCl(39°C, 4시간) → 판크레아틴(pH7.5, 39°C, 4시간)의 2단계 in vitro 모델로 개 소화율 모사, 잔사 중량으로 표관소화율 산출
- 산성아세톤 추출-흡광법(640nm)으로 헴철, 구연산-인산완충액 추출 후 ferrozine 발색법(562nm)으로 비헴철 정량
- 수분흡수력(WHC), 유지흡수력(OAC), 유화활성지수(EAI), 유화안정성지수(ESI) 측정
- DPPH·ABTS·hydroxyl radical 소거능, 환원력(700nm), SOD유사활성(WST법, 450nm) 측정
- 일원배치 분산분석(ANOVA) 및 Duncan’s multiple range test로 통계처리(p<0.05)

5. 실험 설정

항목	내용
대상/재료	LYD 삼원교잡돈 유래 상업용 돈혈분(PBM), 독립 3배치(n=3)
처리 조건	alcalase(pH8, 50°C) 또는 pepsin(pH2, 37°C), 효소:기질 1:100(w/w), 125rpm, 2시간 가수분해 후 85°C 20분 불활성화
대조군	무처리(비가수분해) PBM
측정 방법	가수분해도(TCA-BCA, OPA), SDS-PAGE/Tricine-PAGE, 2단계 in vitro(펩신→판크레아틴) 소화율, 헴철·비헴철 함량, WHC/OAC/EAI/ESI, DPPH·ABTS·hydroxyl 라디칼소거능, 환원력, SOD유사활성

6. 실험 결과 분석

지표	변화(Δ)	조건 · 유의성
in vitro 표관소화율	무처리 약 87% → pepsin 약 91% → alcalase 약 97%	alcalase 최고 (p<0.05)
수분흡수력(WHC)	무처리 1.59±0.78 g/g → pepsin 0.99±0.75 g/g → alcalase 0.28±0.12 g/g	가수분해 후 유의하게 감소
유지흡수력(OAC)	무처리 1.65±0.17 g/g → alcalase 1.77±0.18 g/g → pepsin 2.32±0.05 g/g	pepsin에서 가장 크게 증가
유화활성지수(EAI)	무처리 0.01±0.00 → pepsin 0.07±0.01 → alcalase 0.11±0.00 m²/g	가수분해 후 유의하게 증가
유화안정성지수(ESI)	무처리 159.22±23.58분 → pepsin 63.34±0.77분 → alcalase 48.18±2.65분	가수분해 후 급격히 감소
헴철 함량	alcalase 처리에서 특히 유의하게 증가	p<0.05
ferrozine-반응성 비헴철	두 가수분해물 모두 무처리 대비 감소	-
DPPH 소거능·환원력	alcalase에서 최고치, DH와 양의 상관	p<0.05
ABTS 소거능	pepsin이 alcalase보다 근소하게 높음, 둘 다 무처리보다 높음	p<0.05
SOD유사활성	가수분해 후 감소, 무처리군이 가장 높음	p<0.05

제안 기전(인과 사슬): 열처리로 용해도·소화율이 낮아진 PBM → 효소가수분해(특히 alcalase)로 광범위한 단백질 분절화 → 소화효소 접근성 증가로 in vitro 소화율 향상 및 헴철·비헴철 분포 변화 → 전자공여성 펩타이드 생성으로 비효소적 항산화능(DPPH·환원력) 증가, 반면 천연 효소구조 파괴로 SOD유사활성은 감소