KR0155401B1 - 냉수가용성 알긴산소다의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉수에서도 17%까지 용해되고 점성이 매우 낮으며 상온에서 응고되지 않는 알긴산소다의 제조방법에 관한 것으로, 가수분해반응이 용이하도록 알긴산소다를 분쇄하는 공정, 분쇄한 분말 알긴산소다를 산으로 가수분해시키는 산가수분해공정, 가수분해가 완료된 알지네이트 분해액을 중화시키는 중화공정, 알콜을 이용하여 부분절단된 고분자 알긴산소다를 침전시키는 알콜침전공정, 침전된 알긴산소다를 회수하는 여과공정 및 회수된 알긴산소다를 건조시키는 건조공정으로 구성된다.

Description

냉수가용성 알긴산소다의 제조방법

제1도는 본 발명의 냉수가용성 알긴산소다의 제조공정도이다.

본 발명은 냉수가용성 알긴산소다의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 냉수에서도 17%까지 용해되고 점성이 매우 낮으며 상온에서 응고되지 않는 알긴산소다의 제조방법에 관한 것이다.

알긴산(Alginic acid)은 해조류중 미역, 다시마, 감태, 모자반과 같은 갈조류의 주요한 구성성분으로 하기식과 같이 β-1, 4-D-만누론산(mannuronic acid)과 α-1, 4-L-글루론산(guluronic acid)으로 된 헤테로폴리사카라이드(hetero-polysaccharide)이며, 식품가공용, 직물공업의 호료용, 치과인상제 및 대용혈장등의 의약용, 제지공업용, 용수 및 폐수처리제 등에 널리 사용되고 있다.

식품첨가물로 주로 사용되는 알긴산소다는 물에 불용인 알긴산을 Na⁺, K⁺등의 염들과 반응시켜 수용화되게 한 것으로 수용액은 높은 점도를 나타내므로 겔형성제, 점증제 또는 결착제의 용도로 이용되고 있다. 지금까지 보고된 알긴산에 관한 연구를 살펴보면, 알긴산 원조의 산지 및 계절에 따라 함량이 다르며, 알지네이트의 수율 및 물성은 추출방법 및 전처리방법에 따라 영향을 받는 것으로 밝혀져 있다.

그리고 알지네이트의 물성을 바꾸어 용도를 다양화 하고자하는 연구가 이루어져 소듐 알지네이트(sodium alginate), 프로필렌글리콜 알지네이트(propylene glycol alginate), 칼슘 알지네이트(calcium alginate), 암모니옴 알지네이트(ammonium alginate), 포타슘 알지네이트(potassium alginate)등 다양한 형태의 알지네이트가 생산되고 있다.

그러나, 일반적으로 식품에 사용되는 알긴산소다는 상온에서는 거의 용해되지 않고 고온에서 용해되어 1%의 용액에서 고점성의 용액으로 되며 3%이상에서는 더 이상 수용화되지 않는다. 최근에는 알긴산소다를 부분 가수분해함으로서 용도를 다양화 하고자 하는 연구의 일환으로 알긴산 분해효소를 이용한 연구가 많으며 특히, 노르웨이 해조연구소에서 수산(oxalic acid)을 사용한 알긴산의 분해시 구조의 변화없이 부분 가수분해가 일어났다는 연구결과가 보고되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 식이섬유 및 식품가공용 소재로서의 용도등으로 광범위하게 사용될 수 있는 냉수가용성 알긴산소다의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적 뿐만 아니라 용이하게 표출될 수 있는 또다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 알긴산소다에 산을 처리하여 부분가수분해시킴으로서 알긴산소다의 용해온도를 저하시키고 고농도에서도 점성이 낮은 알긴산소다를 얻을 수 있었다.

본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 냉수가용성 알긴산소다 제조방법은 가수분해반응이 용이하도록 알긴산소다를 분쇄하는 공정, 분쇄한 분말 알긴산소다를 산으로 가수분해시키는 산가수분해공정, 가수분해가 완료된 알지네이트 분해액을 중화시키는 중화공정, 알콜을 이용하여 부분절단된 고분자 알긴산소다를 침전시키는 알콜침전공정, 침전된 알긴산소다를 회수하는 여과공정 및 회수된 알긴산소다를 건조시키는 건조공정으로 구성된다.

본 발명의 냉수가용성 알긴산소다 제조방법을 제조공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

(1) 분쇄공정

시료로 사용한 알긴산소다를 가수분해 반응이 용이하도록 분쇄기를 이용하여 입자를 10~100메쉬로 분쇄한다.

분쇄된 시료의 입자 입경이 100메쉬를 초과할 경우에는 경제적이지 못한 단점이 있고, 10메쉬 미만일 경우에는 산가수분해공정에서 산가수분해가 덜 일어나 제조되는 최종제품의 용해도가 낮고 용해액의 점도도 높아 사용이 곤란한 문제가 있다.

(2) 산 가수분해공정

분쇄한 분말 알긴산소다 10그램중량에 0.01~2노르말(N)의 산용액 0.1~1리터를 넣고 25~90℃로 유지된 수조에서 1~48시간 교반하면서 가수분해 시킨다.

산가수분해시 사용될 수 있는 산은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 모든 산을 다 사용할 수 있지만, 염산, 황산 또는 수산이 효과적이다. 사용되는 산의 농도와 양은 반비례하고, 처리온도와 처리시간 역시 반비례하며, 산의 농도가 낮거나 산의 사용량이 적을 경우에는 처리효과가 미약하고 반대의 경우에는 경제적이지 못하며, 처리온도가 낮거나 처리시간이 적을 경우도 처리효과가 미약하고 반대의 경우는 경제적이지 못하다.

(3) 중화공정

가수분해가 완료된 알지네이트 분해액은 상층액을 경사법으로 제거하고 나트륨염으로 최종용액의 수소이온농도를 중성이 되도록 한다.

(4) 알콜 침전공정

알콜의 최종농도가 50~80%가 되도록 알콜을 첨가하여 부분 절단된 고분자 알긴산소다를 침전시킨다. 사용될 수 있는 알콜은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 알콜이 모두 사용될 수 있다.

(5) 여과공정

감압조건하에서 여과기를 사용하여 침전된 알긴산소다를 회수한다.

(6) 건조공정

회수한 알긴산소다의 용해특성을 좋게하기 위하여 감압건조 또는 진공동결건조기로 건조하여 냉수 가용성 알긴산소다를 제조한다.

다음의 실시예는 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

[실시예 1]

10그람중량의 분말알긴산소다에 1.0노르말 (N) 염산을 100밀리리터 넣고 5시간동안 90℃에서 가수분해를 시킨 후, 상층액을 경사법으로 제거하고, 탄산나트륨으로 중화시키고, 에탄올을 가하여 알긴산소다를 침전시킨 후, 유리여과기로 여과하여 모은 잔사를 50℃에서 감압건조기로 건조하여 냉수가용성 알긴산소다를 제조하였다. 제조된 알긴산소다의 용해도는 25℃에서 17.1중량%, 수율은 72.6중량%였다.

[실시예 2-10]

산가수분해에 사용되는 산의 종류 및 농도를 표 1에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 행하고 수율, 용해도 및 점도를 측정하여 표 1에 기재하였다.

[실시예 11]

100그람중량의 알긴산소다에 0.2노르말(N) 염산을 1리터 첨가하여 70℃에서 5시간 산가수분해를 시킨 후 상층액을 경사법으로 제거하고, 탄산나트륨으로 중화시키고, 에탄올로 알긴산소다를 침전시킨 후, 유리여과기로 여과하여 모은 잔사를 50℃에서 감압건조기로 건조하여 냉수 가용성 알긴산소다를 제조하였으며, 25℃에서 알긴산소다의 용해도는 14.6중량%로 나타났고, 수율은 84중량%였다.

Claims (1)

1. 가수분해반응이 용이하도록 알긴산소다를 10-100메쉬로 분쇄하는 공정, 분쇄한 분말 알긴산소다 10g중량당 0.01-2N의 산용액 0.1-1리터를 가하고 25-90℃로 유지된 수조속에서 1-48시간 교반하면서 가수분해시키는 산가수분해공정, 가수분해가 완료된 알지네이트분해액을 나트륨염으로 중화시키는 중화공정, 알콜을 이용하여 부분절단된 고분자 알긴산소다를 침전시키는 알콜침전공정, 침전된 알긴산소다를 회수하는 여과공정 및 용해도를 증진시키기 위하여 회수된 알긴산소다를 감압건조 또는 진공동결건조시키는 건조공정으로 구성됨을 특징으로 하는 냉수가용성 알긴산소다의 제조방법.