KR100409054B1 - 고순도 이소플라본 아글루콘의 정제 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조 이소플라본 아글루콘을 빙초산 또는 젖산에서 선택된 유기산 또는 아세톤, 에틸아세테이트에서 선택된 유기용매를 이용하여 추출 상분리시키고, 분리된 추출용매 또는 잔류 케익에 함유된 이소플라본 아글루콘을 여과 정제시키는 고순도 이소플라본 아글루콘의 분리 정제 제조방법에 관한 것이다.

Description

고순도 이소플라본 아글루콘의 정제 제조방법{Method for preparing highly purified isoflavone aglucone}

본 발명은 대두, 대두 또는 대두 배아의 추출물 및 대두 또는 대두 배아의 추출농축액에서 선택된 원재료를 미생물 발효 또는 효소를 이용하여 이소플라본 글리코사이드를 이소플라본 아글루콘으로 전환시킨 후, 상기 전환 이소플라본 아글루콘을 정제 여과시켜 제조된 수분함량 10% 이하의 조(crude) 이소플라본 아글루콘 분말제품으로부터 유기용매 또는 유기산을 이용하여 쓴맛 성분을 분리 제거시켜 개선된 풍미를 지닌 고순도 이소플라본 아글루콘(isoflavone aglucone)을 분리 정제 제조하는 방법에 관한 것이다.

콩에 대한 연구는 1950년대 영양 성분과 콩의 재배에 관한 연구가 활발히 진행되었으며 최근 들어 대두중의 이소플라본(isoflavone)과 사포닌(saponin)이 기능성을 가진 성분으로 인식되면서 주목을 받고 있다.

이소플라본은 식물성 에스트로겐이라 불리우며 고혈압, 골다공증, 유방암, 전립선암 및 갱년기 장애 등에 예방 효과가 있으며, 실제로 섭취 여성의 뼈에서 칼슘이 용출되는 것을 억제시켜 골밀도의 감소를 억제하여 골다공증 예방 효과가 있다고 알려지고 있다.

대두 이소플라본 중 특히 제니스타인과 다이드제인은 항암성 잠재능력을 갖는 성분으로 간주되고 있으며 골다공증의 예방이나 여성의 폐경기 이후에 유방암과 같은 여성암의 발병율을 저하시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 항암작용은 에스트로겐 길항작용, 세포활성주기 조절작용, DNA 토포아이소머레이즈(topoisomerase) Ⅱ의 억제작용, 프로테인 타이로신 키네이즈(protein tyrosine kinase)의 억제작용, 항균 항산화 효과에 작용하는 메카니즘으로 이루어지며, 콜레스테롤 저하 효과와 혈소판 생성 억제효과는 동맥성 심혈관 질환의 억제와도 연계된다. 또한 두통, 치매, 염증 및 알코올 남용 등의 갱년기 장애 예방 및 치료 뿐만 아니라 면역 조절 능력을 증가시키는 것과 관련되어 있다.

상기 이소플라본 배당체와 아글루콘은 모두 장내에서 흡수되는데, 배당체보다는 발효나 효소반응에 의해 전환된 아글루콘의 흡수속도가 현저히 빠르므로 비발효식품에 존재하는 이소플라본보다는 발효식품에 존재하는 이소플라본 아글루콘이 생체이용성 측면에서 매우 우수한 것으로 알려져 있다.

이소플라본의 제조에 관해서는 이미 여러 가지 방법이 공지되어 있다. 특히, 대두 이소플라본의 제조방법은 많은 특허와 문헌에서 보고된 바 있다. 기존의 방법을 살펴보면, 일반적으로 대두, 대두박 그리고 배아를 물 또는 에탄올 용매로 추출하고, 상기 수득 추출액을 베타-글리코시다아제를 이용하여 효소 반응시키거나 이와 유사한 효소를 생산하는 미생물을 이용하여 발효시켜 이소플라본 글리코사이드를 이소플라본 아글루콘으로 전환시키고, 여과 탈수시켜 에탄올 추출 및 농축공정을 거쳐 무수상태의 이소플라본 아글루콘 제품을 생산하게 된다.

반면 이소플라본 배당체 제품은 에탄올이나 에틸아세테이트를 이용하여 이소플라본을 추출하고, 컬럼을 통하여 분리시킨 후, 이소플라본 배당체를 분리 농축 제품화하는 공정에 따라 제품을 생산하게 된다.

현재 유통되고 있는 이소플라본은 배당체 제품, 아글루콘 제품, 이들의 혼합형태 등 3종류의 제품이 유통되고 있으며, 이들 모두 공통적으로 매우 쓴맛을 가지고 있어 일반식품에 적용하는 범위가 한정되어 있어 주로 캡슐화하거나 쓴맛을 줄일 수 있는 다른 물질과 혼합하여 사용되고 있다.

또한 이들 제품의 순도는 20∼40% 내외로 건강보조식품이나 티제품에 첨가할 경우 기존 제품의 맛이나 물성에 영향을 주어 사용하기에 애로점을 갖고 있다.

따라서 본 발명은 종래의 이소플라본 아글루콘 제품의 쓴맛 성분을 제거시킨 고순도 이소플라본 아글루콘에 대한 정제방법을 개발한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이소플라본 아글루콘의 쓴맛을 제거하고 첨가되는 양을 최소화하여 제품의 맛이나 제조시 문제가 되는 물성의 변화를 최소화하기 위한 연구를 수행한 결과, 유기산 또는 유기용매를 이용하여 쓴맛을 제거하고 고순도의 이소플라본 아글루콘을 생산할 수 있음을 발명한 것이다. 따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이소플라본 아글루콘을 유기산을 이용하여 쓴맛이 없고 50% 이상의 고순도의 이소플라본 아글루콘을 분리 정제 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

따라서 본 발명의 목적은 조 이소플라본 아글루콘을 빙초산 또는 젖산에서 선택된 유기산 또는 아세톤, 에틸아세테이트에서 선택된 유기용매를 이용하여 추출상분리시키고, 분리된 추출용매 또는 잔류 케익에 함유된 이소플라본 아글루콘을 여과 정제시키는 고순도 이소플라본 아글루콘의 분리 정제 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 상기 조 이소플라본 아글루콘은 대두, 대두 또는 대두 배아의 추출물 및 대두 또는 대두 배아의 추출농축액에서 선택된 원재료를 미생물 발효 또는 효소를 이용하여 이소플라본 글리코사이드를 이소플라본 아글루콘으로 전환시킨 후, 상기 전환 이소플라본 아글루콘을 정제 여과시킨 것이다.

한편, 상기 유기산 및 유기용매의 첨가는 조 이소플라본 아글루콘 건조 중량 대비 2∼60배 첨가하고 10∼60℃에서 10분∼5시간 추출 여과시킨다.

또한, 상기 유기산 중 빙초산을 고형분 대비 2∼50배 첨가하여 여과 추출시키고 이때 생성된 여과케익 내에 농축된 이소플라본 아글루콘을 분리 정제한다.

이하 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명한다.

(실시예 1)

미생물발효 또는 효소반응 종료후 여과탈수한 이소플라본 아글루콘이 농후한물질(고형분 30%, 이소플라본 아글루콘 순도 10%)을 여과하여 회수한 고형분을 에틸아세테이트와 빙초산, 젖산, 아세톤(각 용액의 농도를 20∼100%로 조정) 등의 용매가 담긴 용기에 고형분 대비 1:2에서 1:60의 비율로 첨가한 후 10∼60℃에서 10분∼5시간 처리후 여과하였다. 여과후 생성된 용매추출 농축액과 용매불용성 케익으로 분리시키고 분무건조하여 농축액 및 케익내의 이소플라본 아글루콘의 함량(순도) 및 맛을 확인하였다.

추출용매에 따른 이소플라본 아글루콘의 순도 및 맛

용매	이소플라본 순도(%)	첨가비율(고형분:용매량)	쓴맛
	추출액			여과케익
아세톤	20∼40	-	1:5∼1:20	유지
에틸아세테이트	20∼40	-	1:2∼1:20	유지
빙초산	-	25∼50	1:2∼1:50	개선
젖산	-	20∼45	1:5∼1:60	개선

(비교실시예 1)

미생물발효 또는 효소반응 종료후 여과탈수한 이소플라본 아글루콘이 농후한 물질(고형분 30%, 이소플라본 아글루콘 순도 10%)을 실시예 1과 동일한 방법으로 처리후 각각의 샘플을 분무건조하여 각 시료의 맛과 순도를 확인하였다.

추출용매에 따른 이소플라본 아글루콘의 순도 및 맛

용매	이소플라본 순도(%)	첨가비율(고형분:용매량)	쓴맛
	추출액			여과케익
에탄올	15∼25	-	1:15∼1:30	유지
메탄올	15∼25	-	1:15∼1:30	유지
인산	-	10∼15	1:2∼1:60	개선
구연산	-	10∼15	1:5∼1:50	유지
사과산	-	10∼15	1:5∼1:50	유지

상기 결과와 같이, 점차적으로 순도의 향상폭이 증가되는 양상을 확인하였다. 맛 역시 빙초산과 젖산을 처리시 쓴맛이 개선되는 효과를 확인하였다. 구연산, 인산, 사과산 등은 순도향상은 없으며 에틸아세테이트, 아세톤, 빙초산, 젖산을 처리하였을 때는 처리용액의 농도가 높을수록 순도가 2∼3배정도 향상되는 것을 확인하였다. 또한 에틸아세테이트와 아세톤 처리시 쓴맛이 유지되는 반면 빙초산과 젖산을 처리하였을 때는 쓴맛이 개선되는 효과를 확인하였다.

(실시예 2)

정제여과공정을 통하여 수분 10% 이하의 분말 이소플라본 아글루콘(고형분 90% 이상, 이소플라본 순도 20%)을 실시예 1과 동일한 방법으로 처리후 각 시료의 맛과 순도를 확인하였다.

추출용매에 따른 이소플라본 아글루콘의 순도 및 맛

용매	이소플라본 순도(%)	첨가비율(고형분:용매량)	쓴맛
	추출액			여과케익
아세톤	45∼60	5% 이하	1:5∼1:20	유지
에틸아세테이트	45∼70	5% 이하	1:2∼1:20	유지
빙초산	2% 이하	50∼100	1:2∼1:50	개선
젖산	2% 이하	50∼90	1:5∼1:60	개선

(비교실시예 2)

정제여과공정을 통하여 수분 10% 이하의 분말 이소플라본 아글루콘(고형분 90% 이상, 이소플라본 순도 20%)을 실시예 1과 동일한 방법으로 처리후 각 시료의 맛과 순도를 확인하였다.

추출용매에 따른 이소플라본 아글루콘의 순도 및 맛

용매	이소플라본 순도(%)	첨가비율(고형분:용매량)	쓴맛
	추출액			여과케익
에탄올	21∼25	5% 이하	1:15∼1:30	유지
메탄올	20∼25	5% 이하	1:15∼1:30	유지
인산	2% 이하	20.5∼25	1:2∼1:60	개선
구연산	2% 이하	20∼25	1:5∼1:50	유지
사과산	5% 이하	15∼20	1:5∼1:50	유지

상기 결과와 같이, 에탄올, 메탄올, 구연산, 인산, 사과산 등은 순도향상은 없었으며 에틸아세테이트, 아세톤, 빙초산, 젖산을 처리하였을 때는 처리용액의 농도가 높을수록 순도가 급격히 향상되는 것을 확인하였다. 또한 에틸아세테이트와 아세톤 처리시 쓴맛이 유지되는 반면 빙초산과 젖산을 처리하였을 때는 쓴맛이 개선되는 효과를 확인하였다.

상기 실시예 및 비교실시예에서 살펴본 바와 같이, 본원 발명은 대두 또는 대두배아 추출물, 추출농축액, 추출액을 미생물발효 또는 효소반응하여 이소플라본 글리코사이드를 이소플라본 아글루콘으로 전환하여 여과 탈수한 이소플라본 아글루콘이 농후한 물질, 그리고 이 농후한 물질을 정제 여과를 통하여 수분 10% 이하의 분말제품 각각에 용매와 유기산을 처리한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

에틸아세테이트와 아세톤을 사용하였을 때는 순도가 2배 이상 향상되었으며, 빙초산과 젖산을 사용시 기존의 순도보다 최대 4배 이상 향상된 80% 이상의 순도와 쓴맛이 제거된 이소플라본 아글루콘을 생산할 수 있었다. 각 용매에 대한 추출후 순도의 변화는 이미 보고된 바가 많으나 빙초산과 젖산으로 처리하여 쓴맛의 제거와 급격한 순도의 향상된 제품에 대한 보고는 개시된 바 없다.

KOZAK 등의 특허에 보면 에틸아세테이트의 경우는 본 발명과 매우 유사한 결과를 보였지만 초산을 사용하였을 때 순도가 48.8%로 낮은 편이었으며 맛에 대한 언급은 없었다. 이와 비교해 볼 때 본 발명은 순도와 맛의 개선에 관하여 매우 진보적인 발명이라 할 수 있다.

본 발명의 효과는 빙초산, 젖산에서 선택된 유기산 및 아세톤, 에틸아세테이트와 같은 유기용매를 이용하여 조 이소플라본 아글루콘을 고순도 이소플라본 아글루콘으로 추출 분리 정제하는 방법을 제공하는 것이다.

Claims (5)

1. 조 이소플라본 아글루콘에 빙초산 또는 젖산에서 선택된 유기산 용매를 조 이소플라본 아글루콘 건조 중량 대비 2∼60배 첨가시켜 10∼60℃에서 10분 내지 5시간 추출 상분리시키고, 분리된 추출용매 또는 잔류케익에 함유된 이소플라본 아글루콘을 여과 정제시키는 고순도 이소플라본 아글루콘의 분리 정제 제조방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 조 이소플라본 아글루콘은 대두, 대두 또는 대두 배아의 추출물 및 대두 또는 대두 배아의 추출농축액에서 선택된 원재료를 미생물 발효 또는 효소를 이용하여 이소플라본 글리코사이드를 이소플라본 아글루콘으로 전환시킨 후, 상기 전환 이소플라본 아글루콘을 정제 여과시킨 것임을 특징으로 하는 고순도 이소플라본 아글루콘의 분리 정제 제조방법
3. 삭제
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 유기산 중 빙초산을 고형분 대비 2∼50배 첨가하여 여과 추출시키고 이때 생성된 여과케익 내에 농축된 이소플라본 아글루콘을 분리 정제함을 특징으로 하는 고순도 이소플라본 아글루콘의 분리 정제 제조방법
5. 삭제