KR100319784B1 - 시클로덱스트린의회수방법 - Google Patents

Abstract

시클로덱스트린과 콜레스테롤, 기타의 지질등의 게스트화합물과의 포접화합물로부터 시클로덱스트린을 효율적으로 고순도로 경제적으로 회수하는 방법을 제공한다.

시클로덱스트린과 콜레스테롤, 기타의 지질등의 게스트화합물과의 포접화합물이 실질적으로 해리되어 가용화되어 있는 조건하에서, 스티렌을 기본 골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 상기 포접화합물을 함유하는 수용액을 통액하여, 게스트 화합물을 우선적으로 흡착시켜 얻어지는 통과액으로 부터, 시클로덱스트린을 회수한다.

Description

시클로덱스트린의 회수방법

(발명의 분야)

본발명은 시클로덱스트린(이하, CD라고 약칭함)과 게스트화합물(본 발명에 있어서, 게스트 화합물이라는 것은 콜레스테롤 외에 카프롤레산, 라우롤레산 등의 각종 지방산과 그것들의 글리세리드를 말한다.)과의 포접화합물로 부터 CD를 회수하는 방법에 관한 것이다. 더 자세히 말하면, 동물성 유지나 난황으로부터 CD를 사용하여 콜레스테롤 및/ 또는 기타의 지질을 제거하고, 저콜레스테롤의 유지나 액란을 제조하는 공정에 있어서 부생하는, CD와 콜레스테롤 및/ 또는 기타의 지질과의 포접화합물로 부터 CD를 회수하는 방법에 관한 것이다.

(발명의 배경)

최근에 고콜레스테롤 식품의 섭취량이 증가하여, 혈중 콜레스테롤 과다에 의한 동맥경화증이나 고혈압증등의 성인병이 현저히 증가하고 있다. 이 때문에 저콜레스테롤 식품의 개발이 강하게 요망되고 있다. 특히, 고콜레스테롤 식품으로서 지적되고 있는 버터등의 동물유지나 계란에 대하여 그들에 함유된 콜레스테롤을 제거하는 것이 요망되고 있다.

이 방법으로서 최근에 각종의 CD, 특히 글루코스 7분자로 구성되어 있는 β-CD 를 사용하여 콜레스테롤과의 포접화합물을 형성시켜 그 식품으로 부터 제거하는 방법이 제안되고, 또한 이미 실용화되어 있다 (일본국 특개소 63-41595호, 특개평 3-14896호, 특개평 3-49647호, 특개평 3-130039호, 특개평 4-93399호, 특개평 4-229158호, W091-16824호, USP 5,063,077호 참조).

이들 방법에 의하여 저콜레스테롤 식품의 제조가 용이하게 되었으나, 부생물로서 얻어지는, CD와 콜레스테롤이나 기타의 지질과의 포접화합물로부터, CD를 효율적으로 회수하는 방법에 대해서는 거의 보고가 없다.

이 때문에 종래에는 이들 포접화합물의 수현탁액을 가열하여 CD와 콜레스테롤이나 기타의 지질로 해리시킨후, 원심분리조작으로 각각을 회수하는 방법이 편의적으로 행하여지고 있다 (일본국 특개평 3-14896호).

또, CD를 보다 고순도로 회수하기 위하여, CD와 콜레스테롤이나 기타의 지질과의 포접화합물의 혼합물을 알코올이나 헥산등의 유기용매로 처리하여 콜레스테롤이나 기타의 지질을 가용화해서 회수하는 방법도 제안되어 있다 (일본국 특개평 4-229158호, W091-16824호).

그러나, 포접화합물의 수현탁액을 가열후 원심분리하는 방법에서는 각각을분별하여 회수하는 것은 곤란하고, 회수한 CD중에는 5∼10% (W/W) 정도의 콜레스테롤이나 지질이 잔류하고 있다. 이 때문에 회수한 CD를 탈콜레스테롤 용도에 재이용할 수 없을 뿐만아니라, 다른 일반적인 용도에의 전용도 불가능하였다.

또,유기용매로 처리하는 방법은 다량의 유기용매와 방폭형의 반응설비 및 대규모적인 용매회수장치를 필요로하므로, 경제적인 방법이라고는 할수 없었다.

(발명의 개요)

본발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 CD를 사용하여 저콜레스테롤의 유지나 액란을 제조할 때에 부생하는 포접화합물로 부터 고품질의 CD를 용이하게, 그리고 경제적으로 효율좋게 회수하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 연구한 결과, CD와 콜레스테롤 및 기타의 지질과의 포접화합물이 실질적으로 해리되어 이들 포접화합물의 침전이 생기지 않는 조건하에서, 특정의 흡착수지에 콜레스테롤 및 기타의 지질을 우선적으로 흡착시켜 얻어지는 통과액으로부터 CD를 효율적으로 회수할 수 있는 것을 알아내어 본발명을 완성시키기에 이르렀다.

즉, 본발명의 CD회수방법은 시클로덱스트린과 게스트화합물과의 포접화합물 수용액을, 스티렌을 기본 골격으로 하여 그것을 디비닐벤젠으로 가교한 공중합물로 된 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 통액하여, 상기 게스트화합물을 상기 흡착수지에 우선적으로 흡착시켜 제거하는 것을 특징으로 한다.

본발명에 있어서는 CD와 콜레스테롤, 기타의 지질등의 게스트화합물과의 포접화합물을 함유하는 수용액을, 이들의 포접화합물이 실질적으로 해리되어 포접화합물의 침전을 형성하지 않는 조건하에서, 스티렌을 기본 골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 통액함으로써, 게스트화합물을 우선적으로 흡착시킬 수 있으므로 통과액중에서 CD를 고품질, 고수율로 회수할 수 있다.

이들 수지는 게스트화합물 뿐만아니라 CD도 흡착할 수 있다는 것이 알려져 있으나 ( 일본특허 제 1286959호 참조 ), CD의 수지에의 흡착강도는 콜레스테롤이나 기타의 지질등의 게스트화합물 보다도 작고, 게스트화합물 쪽이 우선적으로 흡착하기 때문에, CD가 수지에 흡착되는 것에 의한 회수효율에의 영향은 거의 없다.

따라서 본발명에 의하면, 종래 분별회수가 기술적으로 곤란하였던 CD와, 콜레스테롤, 기타의 지질등의 게스트화합물과의 포접화합물로부터 CD를 용이하게, 그리고 경제적으로 회수하는 것이 가능하게 된다. 그리고 본발명에 있어서, 콜레스테롤 이외의 지질로서는 카프롤레산, 라우롤레산등의 각종 지방산이나 그들의 글리세리드 등을 들수 있다.

(발명의 바람직한 태양)

본발명은 시클로덱스트린과 게스트화합물과의 포접화합물로부터 게스트화합물을 선택적으로 제거하여 시클로덱스트린을 회수하는 방법에 관한 것으로, 특히 게스트화합물이 콜레스테롤 및/또는 기타의 지질인 경우에 효과적인 방법이다. 본발명에 있어서, 출발원료가 되는 시클로덱스트린과 콜레스테롤이나 기타의 지질로 된 게스트화합물과의 포접화합물은 전술한 특개소 63-41595호, 특개평 3-14896호, 특개평 3-49647호, 특개평 3-130039호, 특개평 4-93399호, 특개평 4-229158호,W091-16824호, USP. 5,063,077호 등에 개시된 방법에 의하여 용이하게 조제할 수 있다. 이 경우, CD로서는 β-CD뿐만아니라 각종의 CD 또는 그들의 혼합물을 사용할 수 있다.

본발명에 사용하는 흡착수지는 스티렌을 기본 골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 수지이면 되고, 수지의 비표면적이나 평균세공지름 또는 입경등에 특히 제한은 없다. 상기 특성을 가진 시판수지로서는 예컨대 「듀오라이트 S-866」 , 동 「S-872」, 동 「S-874」, 동 「S-876」 (모두 상품명, 다이아몬드·샴록사제), 「아반라이트 XAD-2」, 동 「XAD-4」, 동 「XAD-2000」 (모두 상품명, 롬·앤드·하스사제), 「다이아이온 HP-10」, 동 「HP-20」, 동 「HP-30」, 동 「HP-40」, 동 「HP-50」 (모두 상품명, 미쓰비시 가세이 고오교오 가부시키가이샤 제) 등을 들수 있다.

본발명에서는 상기의 흡착수지에 CD와 게스트화합물과의 포접화합물을 함유하는 수용액을, 포접화합물이 실질적으로 해리되어 포접화합물의 침전을 형성하지 않는 조건하에서 통액함으로써, 게스트화합물이 우선적으로 흡착되어 CD의 분별회수가 가능해진다. 여기서, 포접화합물이 실질적으로 해리된 상태란 CD와 게스트화합물의 대부분, 바람직하기는 85% 이상이 해리된 상태를 의미한다.

포접화합물 수용액의 통액방법에 특히 제한은 없으나, 일반적으로 행하여지고 있는 바와같이, 컬럼내에 충전된 수지에 컬럼 상부 또는 하부로부터 정량적으로 통액하는 것이 좋다.

포접화합물 수용액의 농도는 경제성 및/ 또는 조작성을 고려하면, 5 ∼ 10%(W/V) 정도가 좋다.

또, 포접화합물 수용액을 상기 흡착수지에 통액할 때의 온도는 포접화합물 수용액의 비점이하이고, 또한 포접하합물이 실질적으로 해리되어 포접화합물의 침전을 형성하지 않을 정도의 온도, 바람직하기는 50℃ 이상이면 된다.

통액하는 포접화합물 수용액의 pH는 극단적인 산성 또는 알칼리성에서는 CD가 분해될 가능성이 있으므로 pH 2∼12가 좋고, pH 3∼10이 더욱 좋다. 또, 알칼리 조건하에서의 CD와 콜레스테롤 및/또는 기타의 지질과의 포접화합물의 해리도는 산성조건하 보다도 높으므로, pH 7∼10 정도의 중성에서 약알칼리성으로 통액하는 것이 가장 좋다.

또한, 통액속도는 빠른 쪽이 경제적이나, 일반적으로 SV = 1∼10 정도가 좋다.

흡착수지 통과액으로부터의 CD의 회수는 공지의 방법에 의하여 행할 수 있다. 예컨대, CD를 포함한 통과액을 활성탄을 사용하여 탈색하고, 이온교환수지에 의한 탈염처리, 농축처리를 행하여 CD를 포함한 농축액을 얻을 수 있고, 또한 이 농축액을 분무건조에 의하여 건조시켜 CD분말을 얻을 수도 있다. 또한, 결정화 공정을 거쳐 용이하게 결정 CD를 회수할 수도 있다.

한편, 흡착수지 통과액을 예컨대 탈콜레스테롤 용도에 재이용하는 경우에는 상기 정제조작은 불필요하고, 통과액을 그대로 재이용할 수 있을 뿐만아니라, 통과액을 분무건조등의 방법으로 분말화하거나, 또는 농축결정화한 것을 실질적으로 지장없이 재이용할 수 있다.

한편, 수지에 흡착된 콜레스테롤, 기타의 지질등의 게스트화합물은 공지의 방법에 의하여 회수할 수 있다. 예컨대, 수지체적의 3 ∼ 5배량의 메탄올, 에탄올 등의 알코올류를 수지에 통액함으로써 수지로부터 용이하게 용리되므로, 용출액중의 용매를 유거함으로써 용이하게 회수할 수 있다. 또한, 게스트화합물의 회수가 불필요한 경우에는 가성소다 용액으로 수지를 세정함으로써 수지를 반복 재사용할 수 있다.

(실시예 1)

각종의 흡착수지에 대하여 유지방의 탈콜레스테롤에 사용한 CD와 콜레스테롤 및 지질과의 포접화합물로 부터의 콜레스테롤 및 지질의 제거효과를 검토하였다.

β-CD 인 「셀덱스-N」 (상품명, 니혼 쇼쿠힌 가코 가부시키가이샤 제; 수분 10%) 1.1㎏과 20㎏의 무수유지방을 실온에서 10분간 예비혼련한 후, 20L의 온수( 50℃ )를 첨가하고, 질소기류중에서 20분간 심하게 교반하여, β-CD 와 콜레스테롤 및 지질과의 포접화합물을 형성시켰다. 20분간 방치후, 원심분리하여 유층과 포접화합물을 함유한 수층으로 분별하고, 얻어진 수층 분획에 가성소다를 가하여 pH 9.5로 조정한 후, 30분간 가열하여 끓여서 대부분의 포접화합물을 해리시켰다. 이어서 고온시에 원심분리하여 해리되어 있는 대부분의 콜레스테롤 및 지질을 회수하였다. 잔여 β-CD 를 함유한 수현탁액을 분무 건조시켜 수분 9.6%를 함유한 조 β-CD 분말을 얻었다.

이 조 β-CD 분말중에는 전고형물 중량에 대하여 0.1%의 단백질, 0.7%의 콜레스테롤, 5.9%의 지질, 0.6%의 무기염류 및 92.7% 의 β-CD를 함유한 탄수화물이포함되어 있었다. 그리고, 콜레스테롤은 시료로부터 클로로포름을 사용하는 환류추출법에 의하여 추출시킨후, 니혼 쇼쿠힌 고교 가쿠가이편저 「식품분석」 571면, 고오린 발행, 1982년에 기재된 가스크로마토그래프법에 의하여 측정하였다. 또, 용매추출후의 시료중의 지질 양은 특개평 3-14896호 중에 기재되어 있는 방법으로 측정하였다.

이어서, 약 10% (W/V)의 조 β-CD 현탁액에 염산을 가하여 pH 7로 조정하고 30분간 가열하여 끓인후, 규조토를 여과제로 하여 열시 여과해서 콜레스테롤, 지질 및 기타의 불용물을 더 제거하여, 약 9.6% (W/V) 의 초발원료용액을 조제하였다. 이 용액을 초발원료 A 용액으로 하였다.

이어서, 90㎖의 상기 초발원료 A 용액에 6㎖ (습윤시)의 각종 흡착수지를 첨가하여 80℃에서 교반하면서 20분간 유지하였다. 상기 수지를 열시여별하여 얻어지는 수용액의 고형물 농도를 순수를 가해 브릭스(Brix)도 1.5 ( 28℃ )로 조정한 후, 20℃에서 3일간 방치하여 생성되는 포접화합물의 유무를 물을 대조로 하여 720nm로 측정해서 탁도로서 표시하였다.

그리고, 비교를 위하여 미포접의 β-CD 「셀덱스-N」 (상품명, 니혼 쇼쿠힌 가코 가부시키가이샤 제; 순도 98.8%), 및 수지에 의한 흡착처리전의 초발원료 A 용액을 똑같이 처리하여 그들의 탁도도 측정하였다. 또, 초발원료 A 용액의 탁도와 흡착수지처리후의 탁도로부터 콜레스테롤 및 지질의 외관상의 제거율을 산출하였다. 그 결과를 표 1에 표시하였다.

[표 1]

표 1의 결과에서, 스티렌을 기본 골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지이면, 수지의 비표면적이나 평균세공지름의 차이에 관계없이, β-CD와 포접화합물을 형성하여 침전을 형성하는 게스트화합물(콜레스테롤이나 지질류)을 약간의 능력차는 관찰되나 우선적으로 흡착할 수 있는 것이 명백해졌다. 한편, 아크릴산에스테르를 기본골격으로 하여 수지표면이 중간적 극성을 가진 하이폴라스형 흡착수지는 약간 콜레스테롤이나 지질등을 흡착할 수 있지만, 본발명의 스티렌을 기본골격으로 하여 그것을 디비닐벤젠으로 가교한 공중합물로 된 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 비교하여 흡착성능은 매우 낮았다. 또, 수지표면이 친수성인 흡착수지는 본 조건하에서는 콜레스테롤 및 지질을 거의 흡착하지 않았다.

또, 컬럼에 통액시키지 않는 초발원료 A용액의 열시 여과직후의 용상(溶狀)은 투명하나, 콜레스테롤이나 지질등의 게스트화합물이 제거되어 있지 않으므로, 액온도가 저하하면 즉시 β-CD 와의 포접화합물의 침전이 생성되었다.

(시험예)

본발명을 실시할 때의 흡착수지에의 통액온도와 pH의 검토를 행하였다.

실시예 1에서 조제한 초발원료 A 용액에 가성소다 또는 염산을 가하여 pH 9.2, 7.0 및 4.0 으로 조정한후, 순수를 가하여 약 7.5% (W/V) 농도로 하였다. 이어서, 본 용액을 각 온도에서 30분간 가온하고, 즉시 그 탁도를 720nm로 측정하였다. 그 결과를 제 1도에 표시하였다.

제 1도에서 명백한 바와같이, 동일 농도의 초발원료 A 용액의 탁도는 용액의 pH가 높을 수록 낮아졌다. 즉, pH가 높을 수록 포접화합물이 해리되고 있는 것이도시되어 있다.

또, 일정한 pH이면, 온도가 높을 수록 탁도는 낮아졌다. 한편, 온도 50℃ 이하에서는 β-CD 와 콜레스테롤이나 지질과의 포접화합물의 침전이 생성되고, 통액처리를 한 경우, 콜레스테롤이나 지질의 수지에의 우선적인 흡착이 불충분하게 될 뿐만아니라 컬럼내에 막힘이 생겨, 본발명을 실시할 수 없었다.

이것 때문에, 일반적으로 조제가 용이한 5 ∼ 10% (W/V) 정도의 초발원료용액을 사용하는 경우, 그 원료용액중의 β-CD 가 안정되는 pH 3∼10 정도의 온화한 조건하에서는 그 원료용액의 통액온도는 50℃이상, 그리고 비점( 약 100℃ ) 이하에서 행하는 것이 좋은 것을 알았다.

(실시예 2)

본발명의 방법에 의하여 회수된 CD의 품질을 종래의 방법에 의하여 회수된 CD의 품질과 비교하여 검토하였다.

실시예 1에서 조제한 약 9.6% (W/V) 의 초발원료 A 용액 1200㎖ (고형물 116g) 를 컬럼에 충전한 약 200㎖ (습윤시) 의 「듀오라이트 S-876」 (상품명, 다이아몬드·샴록사제) 수지에 85℃, 유속 640㎖/h (SV = 3.2) 로 통액한 후, 약 600㎖의 순수 (85℃) 로 수지를 세정하였다. 통과액 및 세정액을 합친후 2등분하여, 한쪽을 감압하에서 농축건고시켜 결정상 분말을 얻었다. 이것을 시료 1로 하였다.

또, 상기 2등분한 용액의 다른 쪽은 감압하에서 약 40% (W/V)까지 농축하여 결정을 석출시킨 후, 다시 4℃에서 3일간 방치하여 β-CD 의 결정을 충분히 석출시켰다. 이어서, 석출된 결정을 여별하여 소량의 순수(4℃) 로 세정한 후, 65℃의 온풍건조중에서 3일간 건조시켜 β-CD 의 결정을 얻었다. 이것을 시료 2로 하였다.

그리고, 비교를 위하여 초발원료 A 용액 600㎖를 시료 1과 똑같은 조건으로 농축건고시켜 시료 3으로 하였다. 또, 초발원료 A 용액 600㎖를 시료 2와 똑같은 조건으로 결정화하여 시료 4로 하였다.

다음에 각 시료에 대하여 얻어진 고형물 중량, 수분( 건조감량 ), 원료에 대한 고형물의 회수율, 고형물중의 β-CD 함유율, 콜레스테롤이나 지질등의 용매추출 분획의 비율, 물을 가하여 1.5% (W/V)로 희석하여 20℃에서 가끔 교반하면서 3일간 방치한 후의 포접화합물의 생성량을 720nm로 측정한 탁도, 및 눈으로 본 용상을 측정하였다.

그 결과를 표 2에 표시하였다. 그리고, 대조로서 β-CD 인 「셀덱스-N」 (상품명, 니혼쇼쿠힌 가코 가부시키가이샤 제)에 대하여도 똑같이하여 상기 성상을 측정하였다.

[표 2]

표 2에 표시된 바와같이, 본발명에 의하면 초발원료 A중에 함유되는 콜레스테롤이나 지질등이 스티렌을 기본 골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 우선적으로 흡착됨으로써, 포접화합물의 호스트분자인 β-CD를 통과액중에서 효율적으로 회수하는 것이 가능할 뿐만아니라, 얻어진 β-CD는 미포접의 β-CD 와 거의 똑같은 품질을 가지고 있었다. 또한,수지에의 β-CD의 흡착량도 매우 적어, 초발원료중의 β-CD의 약 2.5%가 흡착되었을 뿐이었다.

한편, 통액처리를 행하지 않은 것에서는 다량의 콜레스테롤이나 지질등이 잔류하여 포접화합물을 형성하고 있으므로, 용상은 백탁하여 탈콜레스테롤 용도에의 재이용은 불가능하다고 생각되었다.

(실시예 3)

본발명에 있어서 사용하는 흡착수지의 흡착능력을 측정하였다.

실시예 1에서 조제한 초발원료 A 용액에 물을 가하여 약 7% (W/V) 로 하고, 컬럼에 충전한 약 70㎖ (습윤시) 의 「다이아이온 HP-2O」 (상품명, 미쓰비시 가세이 고오교오가부시키가이샤 제) 수지에 70℃에서 유속 350㎖/h (SV = 5) 로 통액하여, 얻어진 통과액을 경시적으로 샘플링하였다. 이어서, 즉시 염산을 가하여, pH 4.0으로 조정한 후, 순수를 가하여 브릭스(Brix)도 1.5로 희석하고, 20℃에서 3일간 방치하였다.

본 조작에 의하여 석출한 포접화합물의 침전을 720nm로 측정하고, 똑같이 처리한 초발원료 A 용액을 1OO 으로 하여, 물을 대조로 하는 상대 탁도로서 표시하였다. 그 결과를 제 2도에 도시하였다.

제 2도에서 명백한 바와같이, 본발명에 의하면, 「다이아이온 HP-20」수지를 사용한 경우 1 배치당 수지체적 (습윤시) 의 약 1.6∼ 2배량 (고형물로서) 의 초발원료 A가 처리가능 하였다.

또한, 통과액중의 고형물이 0∼110g, 111∼160g,및 161∼190g까지인 3구분을 각각 모은후, 약 40% (W/V) 까지 감압농축하여 β-CD 의 결정을 석출시키고, 다시 4℃에서 3일간 방치하여 β-CD 의 결정을 충분히 석출시켰다. 얻어진 결정을 여별후, 소량의 순수(4℃)로 세정하여, 65℃에서 3일간 각각 통풍건조 시켰다. 이렇게하여 얻어진 시료를 각각 시료 5, 시료 6, 시료 7로 하였다.

이들 시료를 사용하여 실시예 2와 똑같이 성상, 중량, 수분, 대원료 (고형물) 회수율, β-CD 함유율, 용매추출분획의 비율, 탁도 및 용상에 대하여 측정하였다. 그리고, 비교로서 β-CD 및 실시예 2에서 조제한 시료 4도 똑같이 측정하였다. 그 결과를 표 3에 표시하였다.

[표 3]

표 3에서 명백한 바와같이, 본발명에 의하면, β-CD 와 콜레스테롤 및 지질과의 포접화합물로 부터 간편하게 효율적으로 고순도의 결정 β-CD를 회수할 수 있다는 것이 보여졌다. 또, β-CD 와 콜레스테롤 및 지질과의 포접화합물은 그 흡착수지 (습윤시) 1 에 대하여 고형물로서 적어도 1 이상의 양을 처리할 수 있다는 것을 알 수 있다.

(실시예 4)

β-CD 대신에 CD 혼합물을 사용하여 회수된 CD의 품질을 검토하였다.

실시예 1의 β-CD 대신에 2.5㎏ (고형물) 의 「셀덱스 T-50」 (상품명, 니혼 쇼쿠힌가코 가부시키가아샤 제; 분무건조품: 본품 중에는 고형물에 대하여 약 17%의 α-CD, 21%의 β-CD, 7% 의 7-CD 및 55%의 환원성 당류가 함유되어 있다)을 사용하여 실시예 1 과 똑같은 조건으로 처리해서, 수분 6.8%를 함유한 조「셀덱스 T-50」분말을 얻었다. 이 조 「셀덱스 T-50」분말중에는 0.1%의 단백질, 0.7%*의 콜레스테롤, 6.1%의 지질, 0.6%의 무기염 및 92.5% 의, CD를 함유한 탄수화물이 함유되어 있었다. 이하, 실시예 1과 똑같이 처리하여 약 9.0% (W/V) 의 초발원료용액을 조제하고 이것을 초발원료 B 용액으로 하였다.

이어서, 그 초발원료 B 용액 2000㎖ (고형물 180g)를 컬럼에 충전한 약 100㎖ (습윤시)의 「듀오라이트 S-8611」 (상품명, 다이아몬드·샴록사제) 수지에 95℃, 유속 200㎖/h (SV = 2)로 통액한 후, 약 300㎖의 순수( 95℃ )로 수지를 세정하였다. 통과액 및 세정액을 합쳐 감압하에서 농축건고시켜 결정상 분말을 얻었다. 이것을 시료 8로 하였다.

그리고, 비교를 위하여 초발원료 B 용액 2000㎖를 시료 8과 똑같이 농축건고하여 결정상 분말을 얻었다. 이것을 시료 9로 하였다.

이들의 시료에 대하여 실시예 2와 똑같이 얻어진 고형물 중량, 수분 (건조감량), 감량에 대한 고형물의 회수율, 고형물중의 CD의 함유율, 고형물중의 용매추출분획의 비율, 탁도, 및 용상을 측정하였다. 또, 대조로서 「셀덱스 T-50」에 대하여도 똑같이하여 상기 성상을 측정하였다. 그 결과를 표 4에 표시하였다. 그리고, 탁도의 측정은 각 시료를 3% (W/V)로 하여 행하였다.

[표 4]

표 4에서 명백한 바와같이, CD의 혼합물을 사용하여도 아무런 지장없이 본발명을 실시할 수 있었다. 일부의 CD가 수지에 흡착되기 때문에, 회수되는 전고형물중의 CD의 함유율은 저하하나, 품질적으로는 아무런 문제없이 탈콜레스테롤 용도에재이용 가능하였다. 한편, 통액처리하지 않은 시료 9에서는 용상은 백탁하여, 탈콜레스테롤 용도 또는 다른 용도에의 재이용은 곤란하다고 생각되었다.

(실시예 5)

초발원료의 조제에 라드를 사용한 경우에 본발명의 방법에 의하여 회수되는 CD의 품질을 검토하였다.

라드 2㎏ 에 200g (수분 10.5%)의 β-CD 를 가하고, 50℃에서 10분간 예비혼련한 후, 3000㎖의 온수 (60℃) 를 첨가하고, 질소기류중에서 30분간 심하게 교반하여, β-CD와 콜레스테롤 및 지질과의 포접화합물을 형성시켰다. 이어서, 30분간 방치후, 원심분리하여 유층과 포접화합물을 함유한 수층으로 분별하였다. 얻어진 수층분획에 가성소다를 가하여 pH 9.5로 조정한후, 30분간 가열하여 끓여서 대부분의 포접화합물을 해리시켰다. 이어서, 고온시에 원심분리하여 해리되어 있는 대부분의 콜레스테롤과 지질등을 회수하였다. 이어서, 잔여 수층부를 모아 100℃에서 30분간 끓인후, 규조토를 여과 조제로 하여 열시 여과해서 콜레스테롤 및 지질을 다시 제거하고, 약 6% (W/V) 의 용액을 조제하였다. 이것을 초발원료 C 용액으로 하였다.

초발원료 C용액 1000㎖ (고형물 약 60g) 를 컬럼에 충전한 약 50㎖ (습윤시) 의 「다이아이온 HP-20」 (상품명, 미쓰비시 가세이 고오교오 가부시키가이샤 제) 수지에 90℃, 유속 250㎖/h (SV = 5) 로 통액한 후, 150㎖의 순수 (90℃) 로 수지를 세정하였다. 통과액 및 세정액을 합쳐 농축건고시켜 결정상 분말을 얻었다. 이것을 시료 10으로 하였다.

그리고, 비교를 위하여 초발원료 C 용액 1000㎖를 시료 10과 똑같이 농축건고시켰다. 이것을 시료 11 로 하였다.

이들 시료에 대하여 실시예 2와 똑같이 고형물 중량, 수분, 회수율, β-CD 의 함유율, 용매추출분획(%), 탁도 및 용상을 측정하였다. 그 결과를 표 5에 표시하였다.

[표 5]

표 5에 표시된 바와같이, 일부의 β-CD 가 수지에 흡착하기 때문에 순도적으로는 원료보다도 악화되나, 본발명에 의하여 회수되는 β-CD 의 용상은 투명하고, 콜레스테롤이나 지질이 거의 제거되었다.

(실시예 6)

초발원료의 조제에 난황을 사용한 경우에 있어서의 각종 흡착수지의 콜레스테롤 제거효과를 검토하였다.

난항의 전처리는 SKW 법 ( USP 5,063,077호 참조 )을 약간 수정한 방법에 의하여 행하였다. 즉, 계란 50개를 할란하여 얻어진 난황 905g에 동량(905g)의 0.1M 식염수를 가하여 믹서로 충분히 교반혼합한 후, 4℃에서 6000rpm, 15분간 원심분리를 행하여 불용물을 제거하고, 1554g 의 난액을 얻었다.

이 난액 1554g 에 108g-CM (함수중량) 의 β-CD 「셀덱스 N」 (상품명, 니혼 쇼쿠힌가코 가부시키가이샤 제) 를 첨가하고, 60분간 교반하여 β-CD와 콜레스테롤과의 포접화합물을 형성시켰다. 이어서, 4℃에서 6000rpm, 15분간 원심분리를 행하여, 포접화합물을 함유한 침전 333.2g (고형물 환산) 을 얻었다. 이들에 대하여 분석하였던바, 난황의 회수율은 79.4%, 회수고형분에 대한 콜레스테롤 제거율은 73.9%, 난황에 대한 콜레스테롤 제거율은 67.9% 였다.

상기 침전 8.8g (수분 5%, β-CD 함량 45.6%, 고형분 4.01g)에 약 80㎖의 물을 가해서 현탁하여, 20분간 끓여 가열하였다. 그후, 규조토인 「라디오라이트 스페셜 플로우」(상품명, 쇼오와 가가꾸 고오교오 가부시키가이샤 제) 를 조제로하여 여과하고, 브릭스(Brix) 약 3의 여과액 120㎖ (고형분 3.60g)를 얻었다.

이어서, 시험관에 1g (습윤시) 의 각종 흡착수지를 칭량하여, 상기 여과액 5㎖를 가하고, 90∼95℃로 1시간, 가끔 교반하면서 흡착처리를 행하였다. 흡착처리후, 여과지로 수지를 여과하여, 얻어진 여과액을 브릭스(Brix) 1.6에 희석조정한후, 실온 (약 24℃)에서 20시간 방치하여, 생성되는 포접화합물의 유무를 물을 대상으로하여 720nm로 측정하여, 탁도로서 표시하였다.

그리고, 비교를 위하여 수지에 의한 흡착처리 전의 여과액을 똑같이 처리하여, 그 탁도도 측정하였다. 또, 흡착처리 전의 여과액의 탁도와 흡착처리후의 탁도로 콜레스테롤 및 지질의 외견상의 제거율을 측정하였다. 그 결과를 표 6에 표시하였다.

[표 6]

표 6의 결과에 의하여 스티렌을 기본 골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 수지는 난황유래의 콜레스테롤 및 지질에 대하여도 양호한 흡착성능을 나타내는 것이 명백해졌다.

(실시예 7)

실시예 6과 똑같이하여 조제된 침전 10g (수분 5%, β-CD 함량 45.6%, 고형분 4.33g)에 약 150㎖의 물을 가하여 현탁하고, 125℃에서 3분간 오토크레이브로 가열한 후, 「라디오라이트 ＃800」 (상품명, 쇼오와 가가꾸 고오교오 가부시키가이샤 제) 와 「라디오라이트 스페셜 플로우』 (상품명, 쇼오와 가가꾸 고오교오 가부시키가이샤 제) 를 등량 혼합한 규조토를 조제로하여 여과하고, 브릭스(Brix) 약 2의 여과액 200㎖ (고형분 3.98g) 를 얻었다.

이 여과액을 컬럼에 충전한 약 20㎖ (습윤시)의 「다이아이온 HP-20」 (상품명, 미쓰비시 가세이 고오교오 가부시키가이샤 제) 수지에 85∼90℃, 유속 100㎖/h (SV = 5) 로 통액한 후, 얻어진 통과액을 농축건고시켰다.

상기 처리에 있어서, 여과전, 여과후 및 컬럼 통액후의 용액을 샘플링하여, β-CD의 함유율, 탁도, 콜레스테롤 및 지질의 제거율을 측정하였다. 그결과를 표 7에 표시하였다.

[표 7]

표 7에 표시된 바와같이, HP-20 처리를 행함으로써 90% 가까이의 콜레스테롤 및 지질을 제거하는 것이 가능하였다. 또, 회수된 β-CD 는 미포접의 β-CD 와 거의 같은 품질을 가지고 있었다.

(비교예)

난황을 실시예 6과 똑같이 전처리하여 얻어진 난액을 실시예 7과 똑같은 컬럼에 통액하여, 얻어진 통과액을 분석하였던바, 난황의 회수율은 86.6%, 고형분당의 콜레스테롤 제거율은 1.15%, 난황에 대한 콜레스테롤 제거율은 13.8% 였다. 이 결과로부터, 흡착수지 그 자체에는 난황에서 콜레스테롤 및 지질을 선택적으로 제거하는 능력은 없다는 것을 알았고, 난황에서 β-CD를 사용하여 콜레스테롤 및 지질을 선택적으로 포접·제거하여 생성된 포접화합물로부터 흡착수지를 사용하여 콜레스테롤 및 지질을 제거한다는 본발명의 우위성이 확인되었다.

이상 설명한 바와같이, 본발명에 의하면, CD와 게스트화합물과의 포접화합물을 함유하는 수용액을 포접화합물이 실질적으로 해리하여 가용화되어 있는 조건하에서 스티렌을 기본골격으로 하는 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 통액하여, 게스트화합물을 우선적으로 수지에 흡착시켜 얻어지는 통과액으로 부터 CD를 회수하므로, 고품질의 CD를 용이하게 효율적으로 경제적으로 회수할 수 있다. 이 때문에, 예컨대 동물유지나 난황중에 함유된 콜레스테롤이나 기타의 지질을 CD를 사용하여 제거 저감화할때에 부생물로서 얻어지는 CD와 콜레스테롤 및/또는 기타의 지질과의 포접화합물로 부터 고순도의 CD를 회수하여 탈콜레스테롤 용도에 재이용하거나 다른 용도에 이용하는 것이 가능하게 되므로, 식품제조분야에 있어서의 저콜레스테롤의 유지나 액란을 공업적으로 값싸게 제공할 수 있게 된다.

제 1도는 포접화합물 형성에 미치는 통액온도 및 pH의 영향을 도시한 도면,

제 2도는 「다이아이온 HP-20」수지에의 초발원료 A의 통액처리 고형물량과 통과액의 탁도의 관계를 도시한 도면.

Claims (6)

1. 시클로덱스트린과, 콜레스테롤 및/또는 기타의 지질인 게스트화합물과의 포접화합물을 함유하는 수용액을 스티렌을 기본골격으로 하여 그것을 디비닐벤젠으로 가교한 공중합물로 된 비극성의 하이폴라스형 소수성 흡착수지에 통액하여, 상기 게스트화합물을 상기 흡착수지에 우선적으로 흡착시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 시클로덱스트린의 회수방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 포접화합물 수용액의 농도가 5∼10% (W/V)인 것을 특징으로 하는 시클로덱스트린의 회수방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 포접화합물 수용액을 상기 흡착수지에 통액할 때의 온도가 50℃ 이상, 그리고 상기 수용액의 비점 이하인 것을 특징으로 하는 시클로덱스트린의 회수방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 포접하합물 수용액을 상기 흡착수지에 통액할 때의 pH가 3∼10인 것을 특징으로 하는 시클로덱스트린의 회수방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 흡착수지에 흡착시킨 상기 게스트화합물을, 상기 흡착수지 체적의 3∼5배량의 알코올류를 상기 흡착수지에 통액함으로써 회수하는 것을 특징으로 하는 시클로덱스트린의 회수방법.
6. 제 1항에 있어서, 시클로덱스트린과 게스트화합물과의 포접화합물을 5∼10%(W/V) 함유하고 pH 3∼10인 수용액을, 50℃ 이상 그리고 상기 수용액의 비점 이하의 온도에서, 상기 흡착수지에 통액하는 것을 특징으로 하는 시클로덱스트린의 회수방법.