Because collagen is inherently piezoelectric, research is being actively conducted to utilize it to harvest energy. In this study, a collagen solution was prepared using edible low-molecular-weight peptide collagen powder, and collagen films were fabricated using a dip coating method. The collagen films prepared by dip coating showed a smooth surface without defects such as pinholes or cracks. Dehydrothermal treatment of the collagen films was performed to induce a stable molecular structure through cross-linking. The collagen film subjected to dehydrothermal treatment at 110 °C for 24 h showed a thickness reduction rate of 19 %. Analysis of the collagen films showed that the crystallinity of the collagen film improved by about 7.9 % after dehydrothermal treatment. A collagen film-based piezoelectric nanogenerator showed output characteristics of approximately 13.7 V and 1.4 μA in a pressure test of 120 N. The generator showed a maximum power density of about 2.91 mW/m2 and an output voltage of about 8~19 V during various human body movements such as finger tapping. The collagen film-based piezoelectric generator showed improved output performance with improved crystallinity and piezoelectricity after dehydrothermal treatment.

This study investigates the influence of the type of lipid phase (corn oil [CO], palm oil [PO], MCT oil [MO], lemon oil [LO]) on the physical characteristics and bioactive peptide (BP) encapsulation in food-grade water-in-oil-in-water (W/O/W) double emulsions. The stabilities of the double emulsions were analyzed for droplet size characteristics, viscosity, dynamic rheological properties, encapsulation efficiency (EE), and release rate of BP (at different temperatures: 4, 25, 37, and 60oC) for 28 days. The encapsulated BP acts as an active substance in the osmotic balance and destabilization of the double emulsion system. For the effect of the oil phase, double emulsions prepared with PO showed the best droplet stability without phase separation (D50 < 1 m) and high BP retention (EE > 60%). In the release rate at high temperatures (60oC), the BP released from double emulsions was in the order of MO > CO > LO > PO over time. In contrast, the BP release from double emulsions at low temperatures (< 37oC) had no difference depending on the oil type. Therefore, the information obtained from this work is useful for preparing stable, functional food or cosmetic products from double emulsions using a BP.

바이오물질을 포함하는 나노발전기는 무공해 에너지원이며 생분해성 전자폐기물이라는 점에서 친환경적인 전자소자이다. 특히 바이오 물질이 바이오폐기물로부터 추출될 수 있다면 바이오폐기물의 양도 줄어들 것이다. 본 연구에서는 포유동물의 피부에 존재하는 동물성 콜라겐을 이용하여 마찰전기 나노발전 기를 제작하였고 그 특성평가를 진행하였다. 마찰전기 나노발전기의 전기적 양극층은 회전 도포방법을 이 용하여 콜라겐 막을 형성하여 구성하였으며, 주사전자현미경으로 막이 다공성임을 확인하였다. 제작한 마 찰전기 나노발전기는 주기적인 기계적 운동에 의해 3 Hz에서 7 V부터 5 Hz에서 15 V의 개방전압과 5 Hz에서 3.8 μA의 단락전류를 보였다. 결론적으로, 콜라겐 함유 마찰전기 나노발전기는 센서와 같은 저전 력 구동 장치의 전원이 될 수 있으며 전자 폐기물 감소에도 유용할 것으로 기대된다.

국내 유통 중인 콜라겐 제품 120건을 대상으로 중금속 4종(납, 카드뮴, 비소, 수은) 함량에 대해 조사하였다. 수 은은 금아말감화법을 이용한 수은분석기로 분석하였고 납, 카드뮴, 비소는 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 검사 결 과 납의 평균 함량은 0.097±0.055 mg/kg이었고 건강기능 식품, 기타가공품, 음료류, 과·채가공품에서 각각 평균 0.108±0.052mg/kg, 0.084±0.053 mg/kg, 0.131±0.047 mg/ kg, 0.149 mg/kg 농도로 검출되었다. 카드뮴의 평균 함량 은 0.026±0.011 mg/kg이었으며 검출된 제품은 모두 건강 기능식품이었다. 비소의 평균 함량은 0.097±0.048 mg/kg 이었고 건강기능식품, 기타가공품, 과·채가공품에서 각각 평균 0.091±0.055 mg/kg, 0.133 mg/kg, 0.086 mg/kg 농도 로 검출되었다. 수은의 평균 함량은 0.0025±0.0016 mg/kg 으로 건강기능식품, 기타가공품, 과·채가공품, 캔디류에서 각각 평균 0.0012 mg/kg, 0.0028±0.0018 mg/kg, 0.0013 mg/kg, 0.0031 mg/kg 농도로 검출되었다. 중금속 기준·규 격이 있는 음료류(납 0.3 mg/kg, 카드뮴 0.1 mg/kg) 및 캔 디류(납 0.2 mg/kg)는 모두 기준 이하로 검출되어 적합하 였다. 기준·규격이 없는 제품도 국내외 식품의 중금속 기 준과 보고된 식품 중금속 함량과 비교하였을 때 비교적 안전한 수준이라고 판단되었다.

목적 : 각막에서 일어나는 광학적 현상을 분석하기 위하여, 콜라겐과 동일한 광 특성을 갖는 나노물질에 대한 산란, 회절, 간섭에 의한 광 특성을 조사하였다. 방법 : 광 특성 분석 시뮬레이션 소프트웨어를 이용하여 콜라겐섬유와 동일한 물질의 광 특성을 분석하였다. 입사 빛이 콜라겐섬유를 통과할 때 전기장의 세기 분포를 확인하여 산란 현상을 분석하였다. 또한 콜라겐 광 특성을 갖는 슬릿에서의 광세기 분포를 확인하여, 일반적인 회절 및 간섭 현상과 비교하여 분석하고자 하였다. 결과 : 300~900 nm의 파장 분포를 갖는 입사 빛이 콜라겐섬유의 전·후 검출기에서 파장 별 투과율에 변화가 있는 것을 확인하였다. 특히 589 nm에서는 콜라겐 섬유를 통과한 후 광세기가 통과 이전보다 미세하게 높아졌다. 콜라겐 광 특성을 갖는 판에 빛을 입사시키면 입사 빛과 반사 빛이 중첩되어 정상파를 형성하였다. 정상파의 중심 파장은 589 nm이고 배와 마루는 대략 312 nm 간격으로 반복되었다. 단일 슬릿과 이중 슬릿에 빛을 입사시킨 경우 에도 동일하게 정상파가 관측되었으며, 슬릿 간격 및 두께에 따른 광 투과율에 변화가 있는 것을 확인하였다. 결론 : 콜라겐은 광학적으로 투명하기 때문에, 콜라겐의 광학적 특성을 갖는 판에 의한 투과광의 세기 분포는 일반적인 불투명 물체의 간섭 및 회절에 의한 광세기 분포와는 같지 않음을 확인하였다. 불투명 물체 및 금속에 의한 광학적 현상의 비교 분석 필요하며 이 결과는 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

홍어 껍질 유래 콜라겐 펩타이드를 한외여과막을 이용하여 분자량의 크기를 1,000 Da 이하와 1,000 Da 이상으로 분리하고 그 효과를 비교하고자 하였다. 각각의 시료를 비만 유발 실험동물인 db/db mice에 체중당 200 mg의 콜라겐 펩타이드를 8주간 투여하였다. 본 연구의 결과는 콜라겐 펩타이드를 투여한 군에서 비만대조군에 비해 체중 증가량의 감소, 혈액 및 간조직의 활성산소 농도의 감소, 간조직의 산화적 스트레스가 완화된 것으로 나타났다. 또한 콜라겐 투여군에서 염증반응과 관련된 간조직의 핵전사인자(NF-κB) 및 효소(COX2, iNOS), 염증성 사이토카인(IL-6)발현이 비만대조군에 비해 유의적으로 감소하였다. 분자량의 크기에 따라 약간의 차이가 나타났지만, 전반적으로는 유의적이지 않았다. 따라서 홍어 콜라겐 펩타이드의 비만에 의해 유발된 염증반응이 억제되었는데, 이는 콜라겐의 산화적 스트레스 완화작용에 기인한 것으로 사료된다.

목적: 각막실질 내 다발 구조로 이루어진 콜라겐섬유의 크기와 규칙적인 배열은 투명성과 매우 밀접한 상관성을 가지고 있다. 시뮬레이션을 이용하여 배열구조 및 콜라겐섬유층 두께에 따른 광투과율의 변화를 확인하고자 하였다. 방법: 시뮬레이션 소프트웨어인 OptiFDTD로 각막실질 내 콜라겐섬유를 정육각형, 육각형, 사각형 및 자유형으로 각각 배열하였고 이에 따른 광투과율을 분석하였다. 사각형 배열에 대하여 시뮬레이션 공간상에 있는 콜라겐섬유의 개수가 동일할 때 밀도변화에 따른 광투과율을 확인하고 콜라겐섬유의 개수와 밀도가 변화할 때 광투과율을 조사하였다. 결과: 콜라겐섬유의 개수가 동일할 때 사각형, 정육각형, 자유형 및 육각형의 배열구조 순서로 밀도가 작아지고, 섬유층의 두께가 두꺼워진다. 배열구조를 변화시켜 광투과율을 측정한 결과 동일한 위치의 검출기에서 측정된 광투과율은 배열구조에 관계없이 거의 유사하였다. 검출기 D0, D1, D2 및 D3에서 각각 사각형, 육각형과 사각형, 정육각형 및 정육각형 배열구조에서 최대투과율로 나타났으며, 육각형, 자유형, 육각형과 사각형 및 사각형 배열구조에서 최소 투과율로 나타났다. 하지만, 최대 투과율과 최소 투과율의 차이는 1% 이내로 거의 유사하였다. 콜라겐섬유의 개수가 동일할 때 사각형 배열구조에서 밀도변화에 따른 광투과율은 섬유층 두께가 증가할수록 광투과율은 감소하였다. 또한, 두께가 증가하면서 콜라겐섬유의 개수가 감소하였을 때 광투과율이 더 많이 감소하였다. 결론: 콜라겐 배열구조가 변화하여도 광투과율은 배열구조와 관계없이 거의 유사하게 나타났다. 하지만, 배열구조의 변화에 따라 콜라겐섬유층의 두께가 변화하였고, 두께가 증가할수록 광투과율이 감소하였다. 즉, 광투과율은 배열구조보다는 콜라겐섬유층의 두께와 더 밀접한 관계를 가지고 있음을 확인하였다.

카렌듈라 추출물과 혼용되어 불리고 있는 메리골드 추출물을 인간섬유아세포에서 콜라겐 생성과 MMP-1 발현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 HDF세포를 이용하여 세포독성 및 콜라겐 생성과 MMP-1 발현을 측정하였다. 실험 결과, HDF세포에 대한 메리골드와 카렌듈라 추출물의 5 ~ 100 μ g/mL 농도에서 80%이상의 세포 생존율을 나타내어 세포독성이 없었으며, 콜라겐 합성능 측정 결과, 두 추출물 모두 농도 의존적으로 콜라겐 생성능의 증가를 나타냈으며, 메리골드 추출물 100 μg/mL 농도에서 25%, 카렌듈라 추출물 100 μg/mL 농도에서 7% 콜라겐 생성능의 증가를 확인하였다. MMP-1 발현에 미치는 영향 실험 결과, 메리골드와 카렌듈라 추출물 모두 MMP-1 발현을 억제시키는 것을 확 인하였고, MMP-1 발현에 관련 있다고 알려진 p-JNK와 p-ERK의 인산화를 관찰한 결과, 메리골드 추 출물은 p-JNK와 p-ERK 신호전달 경로를 통화여 MMP-1 발현을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였 다. 이와 같은 결과를 통해 메리골드 추출물의 주름 개선 효능을 확인하였고, 나아가 항노화 효능을 가 지는 화장품 원료로 활용 가능성을 확인하였다.

To increase the collagen recovery rate, bromelain (PB) and a microbial enzyme (PM) were used to treat to pork skin with single agent or combinations. The quality of collagen from the pork skin was evaluated by enzymatic treatments. The highest results for the solid contents and pork skin recovery rate obtained with the microbial-enzyme-bromelain mixtue (PMB) were 13.60% and 18.05% respectively. The result also showed that the color was affected by different types of enzyme treatments. Although PM treatment showed the highest result in the protein content of 251.30 mg/100 g, PMB treatment was the highest in the test of collagen content of 37.73 g/100 g among the treatments. However bands of the pork skin were detected widely at 130 kDa and 170 kDa ranges in SDS-PAGE. The band of PB treatment showed at the range of below 17 kDa, changed into a smaller molecular weight. The collagen content test of the pork skin by the treatments, collagen contents with combination treatment of pork skin with PMB (0.5%) resulted the highest in 43.76 g/100 g. Also the fat content at the above treatment was reduced to 11.12% compared to the other treatments. With these results of this experiment, we conclude that the enzymatic treatments were effective for the processing property of pork skin like enhancing the yield of collagen

This experiment was carried out to find the quality characteristics of yanggaeng added antioxidant rich collagen powder in the color, sugar contents, texture, radical scavenging activity and electronic nose detected flavor. L value and a value kept decreased as the more collagen powder was added in the yanggaeng while b value was increased significantly at the same time. Sugar contents was increased significantly from 43 °Brix in the control to 48% in the 10% treatment (p<0.05). Hardness in the 10% treatment of collagen powder increased biggest among the treatments but springiness decreased when hardness increased. And adhesiveness, cohesiveness, gumminess and chewiness were also increased with more the collagen powder in the treatments, therefore 10% treatment showed biggest result significantly. Radical scavenging activity kept increased with higher addition of collagen powder and it resulted 60% of radical scavenging activity in the 10% treatment. In the flavor test under electronic nose experiment, 10% of collagen powder treatment was believed it flavored most for it was found in the furthest from the AIR location. Control was found also in the nearest from the AIR, which meant it has least flavor than any other treatment. Also 2.5% and 5% of collagen powder added treatments showed little differences of flavor from control, which meant 5% of treatment was believed idea condition in the treatments. With the above experimental results, 5% of collagen powder treatment in the yanggaeng manufacturing was chosed as the best mixture ratio in the test.

봉독은 꿀벌의 산란관에서 나오는 독액으로써 멜리틴, 아파민과 같은 여러 펩타 이드 및 효소 등으로 이루어져 있다. 봉독은 신경통, 류마티스, 요통 등에 효과가 좋 다고 알려져 있으며 민간요법으로 사용되어 왔다. 따라서 봉독의 관절염에 대한 효 능을 확인하기 위하여 마우스의 연골세포를 이용하여 연골의 주요성분인 제 2형 콜라겐의 발현을 실험하였다. 연골세포에 TNF-α를 처리하여 제 2형 콜라겐의 감 소를 유도한 다음 봉독을 처리하여 RT-PCR로 확인한 결과 TNF-α에 의해 감소된 제 2형 콜라겐이 봉독에 의해 다시 증가한 것으로 나타났다. 또한 봉독의 주요성분 인 멜리틴과 아파민을 처리하여 확인한 결과 멜리틴이 감소된 제 2형 콜라겐을 다 시 증가 시키는 것으로 나타났다. 이러한 효능이 콜라겐 분해효소인 MMP-1과 MMP-8에 의한 것인지 western blot assay를 수행하였다. 그 결과 봉독과 멜리틴이 MMP-1과 MMP-8을 모두 감소시켰으며 이는 MMP-1과 MMP-2의 전사인자인 NF-kB 및 AP-1의 세포핵으로 이동을 억제함으로써 나타난 것을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통하여 봉독의 제 2형 콜라겐 감소는 MMP 조절에 의한 것이며 멜리틴 의 효과에 기의 한 것임을 알 수 있다. 또한 봉독의 제 2형 콜라겐 재생 효능은 관절 염 치료와 밀접한 관련이 있을 것이라 사료된다.

In this research we extracted water-soluble collagen peptide from flatfish skin and compared it with commercially available collagen peptide extracted from Tilapia scale currently placed on the market in the aspect of physiochemical property. The physical property and nutritional components of FSCP appeared almost similarly to those of TSCP, and also in calorie, FSCP marking 3.82 Kcal showed no differences from TSCP marking 3.84 Kcal. As for forming amino acids, in aspartic acid, serine, histidine, tyrosine, methionine, FSCP had higher content than TSCP, but in OH-proline, proline and alanine FSCP had lower content than TSCP. Especially the content of essential amino acids of FSCP marked 22.74% with a higher content compared with 13.64% of TSCP. In the distribution of molecular weight FSCP with 1,000 Da showed omparatively low compared with TSCP, and in emulsion property and stability FSCP and TSCP showed similar excellent trend.

콜라겐 함유량이 높은 한식메뉴에 대한 미생물학적 위해 평가를 위해 S. aureus와 Salmonella를 삼계탕, 어글탕, 오돌뼈 볶음, 전약, 족발에 접종하여 다양한 저장온도에서 세균수를 관찰하였다. 4oC의 저장온도에서는 5가지 콜라겐 함유식품에서 세균의 성장이 관찰되지 않았고, 10oC의 경우 삼계탕과 족발이 다른 식품에 비해 세균이 생장하는 패턴을 나타냈다. 저장온도 20oC에서는 전약을 제외한 나 머지 식품에서 세균이 생장하였고, 30oC에서도 전약만 세균수가 감소하는 것으로 관찰되었다. 5가지 콜라겐 함유 식품 중 전약만 고온 저장온도에서 위해세균의 활성이 관찰되지 않고 감소하는 경향을 나타냈기 때문에 전약에 첨 가된 정향, 대추, 계피, 생강, 후추에 대한 항균활성을 실험하였다. 그 결과 정향, 계피, 후추, 생강이 S. aureus에 대해 항균성을 보였고, Salmonella에 대해서는 정향과 계피만 항균력이 나타났으며, 대추는 항균능력이 없는 것으로 나타났다.

콜라겐 성분을 최대로 보호하면서 안정하게 체내로 흡수 될 수 있도록 고순도 수첨 포스 파티딜콜린과 용매사출방법을 이용하여 콜라겐 리포좀을 제조하였다. 리포좀 막의 안정성을 높이기 위해 포스파티딜콜린에 콜레스테롤을 혼합하여, 에탄올과 프로필렌글리콜 혼합용매에 용해하였으며, 이온의 안정화를 위하여 PBS Buffer를 사용하였다. 다양한 변수에 의해 제조된 콜라겐 리포좀의 특성은 동적광산란광도계(DLS), 주사현미경(SEM), 편광현미경(POM)로 분석하였다.

This study is manufacturing method and analysis of feasibility about collagen peptide from fish scale. This is processed by enzyme hydrolysis, isolating and refining etc. The results of analysis of nutritional composition showed protein content of collagen peptide. In the analysis of constitutive amino acids, the ratio of contents of hydroxyproline and glycine, the characteristics of collagen peptides appeared similar and the contents of glutamic acid and aspartic acid which are involved in protein metabolism. As a result of measurement of total polyphenol content and total flavonoid, it showed that collagen peptide had more contents generally, and the effect of bioactivity of pig-skin collagen peptide appeared higher although different kinds of scale collagen peptide showed a little DPPH radical scavenging ability, total antioxidant capacity by ABTS, ACE inhibitory.

This research was designed to investigate changes of growth factors and bone matrix proteins during the bone healing processes using immunohistochemistry and in situ hybridization. Especially this study was focused on the changes of bone matrix and growth factors around the titanium implant. Threaded implants were introduced into the long bone of tibia. Time dependent changes of several bone associated protein and and its mRNAs were observed. Proteins investigated in this study are collagen, osteonectin(ON), osteopontin(OPN), osteocalcin(OC). Expression of the proteins were measured using immunohistochemistry. VEGF and ON were measured using in situ hybridization, and northen blot technique. Bone regeneration were observed as early as the third day of experiment. Matrix proteins and growth factors observed around implant were identical to the proteins observed in the control group. The expression of the ON, OC and VEGF were observed mainly in the osteoblast-like cell on the surface of new bone around the implant and the cells lining the margin of bone defect apart from the implant. The observation may not result from direct osteoconducting activities of titanium but by passive adsorption of extracellular factors which has bone inducing capacities. These passive adsorption results in the immobilization of the growth factors and consequent prolongation of the activities.

The Surfactants composed of acylated aterocollagen which is produced by the acylation of the side chain amino radicals of aterocollagen with an aliphatic acid having 12 to 18 carbon atoms will be discussed in this study. This condensation is done at moderate reaction temperature (〈25℃) in aqueous alkaline solution. The products of this reaction were identified by UV/VIS spectroscopy and infrared spectroscopy. For these compounds, surface active properties and physical properties including isoelectric point, Krafft point, surface tension, critical micelle concentration(cmc), foaming power, viscosity behaviour, water holding capacity, skin irritation and emulsifying power were measured respectively. The experimental results received that the products have a good emulsifying power, excellent water holding capacity while having low skin irritation. Thus, these derivatives will be expected to be used as an emulsifying agent for O/W type cosmetic emulsion.