KR100381363B1

KR100381363B1 - 김으로부터 고지혈증 개선효과가 있는 포피란을 추출 및정제하는 방법

Info

Publication number: KR100381363B1
Application number: KR10-2000-0075455A
Authority: KR
Inventors: 정규진; 김선봉; 박희연
Original assignee: 정규진
Priority date: 2000-12-12
Filing date: 2000-12-12
Publication date: 2003-04-26
Also published as: KR20020045980A

Abstract

본 발명은 김(porphyra yezoensis)으로부터 고지혈증 개선효과가 있는 포피란(porphyran)을 추출 및 정제하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 기술의 단점인 낮은 제품수율, 인체 건강상 유해한 맹독성의 세칠피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride) 사용, 다량의 에탄올 소비 등을 개선하여 인체건강에 해롭지 않고 경제성이 높은 포피란(porphyran)을 추출하는 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 정제과정에서 단백질을 제거하기위한 수단으로 사용한 세칠피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride) 대신에 인체건강에 무해한 단백질 분해효소를 사용하였으며, 종래의 열수 추출법을 염산 추출법으로 개량하여 제품의 수율을 높였다. 또한, 에틸알코올의 소비량을 줄이기 위하여 추출공정 중 진공농축과정을 도입하여 종래의 기술에 비해 경제성을 높였다.

그리고, 본발명으로 생산된 포피란(porphyran)은 흰쥐를 통한 동물실험 결과, 식이성 고지혈증의 개선에 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다.

Description

김으로부터 고지혈증 개선효과가 있는 포피란을 추출 및 정제하는 방법{A new method of extracting and refining a porphyran from laver for treating hyperlipemia}

본 발명은 김(porphyra yezoensis)으로부터 고지혈증 개선효과가 있는 포피란(porphyran)을 추출 및 정제하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 기술의 단점인 낮은 제품수율, 인체 건강상 유해한 맹독성의 세질피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride) 사용, 다량의 에탄올 소비 등을 개선하여 인체건강에 해롭지 않고 경제성이 높은 포피란(porphyran)을 추출하는 방법에 관한 것이다.

본 발명이 속하는 기술분야는 천연식품 소재로부터 건강기능성 물질을 탐색하고 분리하는 천연물화학 및 기능성식품학의 범주에 속한다. 최근 우리나라에서도 생활 수준이 향상되어 동물성 식품의 섭취가 증가함에 따라서 고지혈증으로 인한 고혈압, 동맥경화, 심장병 등 혈관계 질환자들이 늘어나고 있으며, 이를 치료하기 위한 화학약품들이 다량으로 개발되고 있으나 이들의 오·남용은 또다른 부작용을 일으킬 우려가 있는바, 이에 대한 개선책으로 우리가 매일 섭취하고 있는 천연식품으로부터 치료제를 찾으려는 연구가 활발하게 시도되어지고 있다.

한편, 김(porphyra yezoensis)은 홍조류에 속하는 해조류로서 식이섬유가 다량 함유되어 있어 고지혈증에 유용한 식품으로 알려지고 있으며, 우리나라를 비롯한 동양권에서 고래로부터 상식해오고 있다. 따라서, 본 연구진은 천연물로부터 식이성 고지혈증 개선제를 개발하기 위해 김으로부터 산성다당류에 속하는 포피란(porphyran)의 추출을 시도하였다. 이 분야의 종래 기술로는 김으로부터 포피란(porphyran)을 추출하려는 실험실 규모의 연구(한국수산학회지, 32권, 3호, 1999년, 한국수산학회, 구재근·박진희, 알카리처리 porphyran의 이화학적 특성, 271∼275)가 있으나, 추출과정이 열수추출로 단순하여 제품수율이 9.1∼9.5%로 낮은 점, 정제과정 중에 단백질을 제거하기 위하여 인체에 위해로운 맹독성의 세칠피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride)를 사용하는 점, 다당류의 분리를 위해 다량의 에틸알코올(추출액의 3배×2회)을 사용하는 점, 염류를 제거하기 위해 투석막을 사용하므로 대규모 추출이 불가능한 점 등이 문제점으로 대두되어 경제적 및 보건적 측면에서 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 다음과 같이 공정을 개선함으로서 경제적 및 보건적인 측면에서 우수한 포피란(porphyran) 추출방법 개발을 시도하였다. 즉, 본 발명에서는 염산으로 김의 엽체 조직을 분해하여 엽체 내부에 존재하는 다당류가 용이하게 추출되도록 함으로써 추출물의 수율을 향상시키고자 시도하였으며, 종래의 기술에서 단백질의 제거를 위해 사용한 세칠피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride) 대신에 인체건강에 무해한 후라보자임(Flavourzyme), 알카라아제(Alcalase), 프로테아제(Protease)등의 단백질 분해효소를 이용함으로써 건강상의 문제를 해결하는 한편 에탄올의 사용량도 종래의 기술에 비하여 1/3로 감소시키는 효과를 올리고자 하였다.

본 발명의 구성은 크게 김으로부터 포피란(porphyran)을 추출하는 공정과 정제과정으로 구분되어 지며, 그 작용 원리를 실시예와 함께 설명하면 다음과 같으나 본 발명이 실시예에 의해 제한되지 않는다.

실시예

① 마른김 100g을 적당한 크기로 세절하여 0.1N 염산용액 4000ml에 넣고 온도 50∼60℃에서 2∼3시간 교반하면서 포피란(porphyran) 추출물을 얻는다.

② ①항의 것을 먼저 가아제를 이용하여 여과한 후 다시 여액의 불순물을 제거하기 위해서 여과지로 여과한다.

③ ②항의 것을 에틸알코올과 효소의 사용량을 가능한 줄이기 위하여 회전진공증발기에서 부피가 절반이 될 때까지 농축한 후 6N 수산화나트륨 용액으로 후라보자임(Flavourzyme)의 최적 pH인 6.0으로 조절한다.

④ ③항의 추출물을 정제하기 위하여 산성에서도 활성이 좋은 단백질 분해효소인 후라보자임(Flavourzyme)을 2% 첨가하여 온도 50∼60℃에서 2∼3시간동안 반응시킨 다음 100℃의 열탕에서 10∼30분간 가열하여 효소를 불활성화시킨다.

⑤ ④항의 정제액에 존재하는 불순물을 제거하기 위해서 여과지를 이용하여 여과한다음, 6N 수산화나트륨 용액을 이용하여 용액의 pH가 정확하게 7.0이 될 때까지 중화한다.

⑥ ⑤항의 추출물에 3배의 에틸알코올을 혼합하여 12시간 동안 정치시킨 후 원심분리기를 이용하여 4,000∼5,000rpm에서 10∼20분간 원심분리시켜 침전물을 회수한다.

⑦ ⑥항의 침전물에 존재하는 에틸알코올을 제거하기 위해 수세한 후 진공동결 건조기를 이용하여 건조시킨 다음 마쇄하여 분말 포피란(porphyran) 13.5g을 얻었다(수율 13.5%).

상기 실시예에서는 원료로 마른김을 사용하였으나, 선도가 양호한 생김을 원료로 사용할 수도 있다. ①의 공정에서 염산용액은 김의 엽체 조직을 파괴하여 포피란(porphyran)의 추출이 용이해지도록 하며 점도를 떨어뜨려 여과가 잘되게 하는 효과가 있으며, ④의 공정에서 사용한 단백질 분해효소는 추출물에 결합되어 있는 단백질을 분해 제거하는 역할을 함으로써 순도가 높은 포피란(porphyran)을 얻을 수 있으며, 건강상 안전하다는 장점이 있다. 후라보자임을 0.5% 이하 첨가시는 효소반응이 제대로 이루어지지 않았으며, 5% 이상에서는 효과가 동일하므로 후라보자임을 5% 이상 첨가할 필요는 없다. 또한, ⑤의 공정에서 정확하게 중화되지 않을 경우 추출물에 염산이나 수산화나트륨이 잔존하여 건강상 유해로울 수 있으므로 주의를 요하며, ⑥의 공정에서 포피란의 수율을 높이기 위해서는 에틸알코올의 첨가량을 정확하게 할 필요가 있다.

본 발명의 최종 수율은 13.5%로 종래기술의 9.1~9.5%보다 우수하였다.

본 발명은 종래의 기술보다 포피란(porphyran)의 수율을 1.5배로 높일 수 있고, 에틸알코올의 사용량도 1/3로 감소시킴으로써 경제성을 향상시켰으며, 나아가 인체에 무해한 효소를 사용하여 단백질을 제거하는 공정을 개발함으로써 종래의 세칠피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride)를 사용하여 발생하는 건강상의 문제점을 해결하였다. 또한, 본 발명으로 생산된 포피란(porphyran)의 고지혈증 개선 효과에 대하여 동물실험을 통해 검증한 결과 식이성 고지혈증의 개선에 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다(표 1).

흰쥐의 혈장 중성지질, 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤, LDL-콜레스테롤 농도 및 동맥경화지수

실험군	중성지질(㎎/㎗)	총콜레스테롤(㎎/㎗)	HDL-콜레스테롤 (㎎/㎗)	LDL-콜레스테롤(㎎/㎗)	동맥경화지수³⁾
정상 식이군	50.50±5.01¹⁾²⁾	62.41±5.26	29.35±4.46	33.06±1.23	1.15±0.16
고지방식이군	131.61±15.16	113.68±9.43	19.18±0.63	94.70±9.33	4.94±0.45
1% 포피란군	119.91± 6.90	104.64±7.98	19.49±1.34	85.15±7.71	4.38±0.46
5% 포피란군	98.91± 7.90	94.79±3.36	21.96±1.29	72.83±2.31	3.33±0.14
10%포피란군	84.75± 5.66	88.28±2.42	25.40±2.35	62.88±3.07	2.51±0.37
1) 평균±표준편차 (n=9)2) 같은 열의 다른 어깨 첨자는 유의성이 있다 (p<0.05).3) 동맥경화지수=(총콜레스테롤-HDL-콜레스테롤)/HDL-콜레스테롤

이상 설명하고 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 정제과정에서 단백질을 제거하기 위한 수단으로 사용한 세칠피리디니움 크로라이드(cetylpyridinium chloride) 대신에 인체건강에 무해한 단백질 분해효소를 사용하였으며, 종래의 열수 추출법을 염산 추출법으로 개량하여 제품의 수율을 높였다. 또한, 에틸알코올의 소비량을 줄이기 위하여 추출공정중 진공농축과정을도입하여 종래의 기술에 비해 경제성을 높였다. 또한, 본 발명으로 생산된 포피란(porphyran)은 흰쥐를 통한 동물실험 결과, 식이성 고지혈증의 개선에 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다.

Claims

마른김 또는 생김을 세절하여 30배 내지 50배의 0.1N 염산용액에 넣어 50-60℃에서 교반하면서 얻은 포피란 추출물을 여과하고 회전진공증발기에서 부피가 절반이 될 때까지 농축한 후 수산화나트륨 용액으로 pH를 6.0으로 조절하고 산성에서도 활성이 좋은 단백질 분해효소를 0.5% 내지 5% 첨가하여 50-60℃에서 반응시켜 추출물에 결합되어 있는 단백질을 분해 제거한 후 100℃ 열탕에서 10-30분 가열하여 효소를 불활성화시키고 여과한 다음 수산화나트륨 용액으로 pH가 7.0이 될 때까지 중화하고 농축 추출물에 3배의 에틸알코올을 혼합하여 정치시킨후 원심분리하여 얻은 침전물을 수세하여 에틸알코올을 제거하고 건조시킨 다음 마쇄하여 분말 포피란(porphyran)을 제조하는 방법.
제 1항에 있어서, 단백질 분해효소는 후라보자임(Flavourzyme)임을 특징으로 하는 분말 포피란(porphyran)을 제조하는 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 단백질 분해효소인 후라보자임을 1% 내지 3% 첨가하는 것을 특징으로 하는 분말 포피란(porphyran)을 제조하는 방법.