KR100434517B1 - 고순도 스테롤의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대두유 탈취 증류분으로부터 주정과 빙초산을 이용하여 스테롤을 분리함에 있어서, 탈취 증류분 100 중량부에 대해 주정 200∼300 중량부를 가한 다음 35∼45℃로 가온하여 탈취 증류분을 완전히 1차 용해하고, 빙초산 200∼300 중량부를 가하여 2차 용해한 후, 이를 다시 냉각시켜 순도 90% 이상의 고순도 스테롤을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

Description

고순도 스테롤의 제조방법{Process for preparing high purified sterol}

본 발명은 대두유 탈취 증류분으로부터 주정 및 빙초산과 같은 유기산을 이용하여 고순도 스테롤을 추출 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 대두유 탈취 증류분은 스테롤, 토코페롤이 각각 10∼15% 정도로 함유되어 있고, 유리지방산, 스쿠알렌을 주성분으로 하는 탄화수소류와 글리세라이드로 구성되어 있다.

국내에서는 탈취 증류분이 상업적으로 활용되지 못하고 단순원료로 저가에 수출되고 있으나 최근 식물성 스테롤이 콜레스테롤의 흡수를 억제하고 혈압억제효과가 알려지면서 새로운 소재로 개발이 되고 있다.

최근 스테롤은 동물세포에 있는 콜레스테롤과 유사한 구조를 가지고 있으며 세포막의 안정화에 기여하며 식물에서 40여종 이상의 스테롤이 확인되었고, 그 중 베타-시토스테롤, 스티그마스테롤, 캠페스테롤이 가장 많이 존재한다. 또한 생체 내에서 높아진 콜레스테롤 수치를 낮추어 혈중 콜레스테롤 저하작용, 전립선 비대증 개선작용, 항염증작용 등의 생리기능이 유도된다.

이러한 식물성 스테롤을 이용한 식품을 살펴보면 베네콜은 1995년 마가린 제품으로 출시 후 유럽지역에서 요구르트, 스낵바, 치즈, 초콜렛, 주스, 우유 등에 기능성 식품의 첨가제로 사용하였고, 맥닐사(미국)는 1999년 베네콜이란 상표의 마가린을 소개하면서 미국 등 북미시장으로 확대하고 있으며, 포록터 앤드 갬블사는 스테롤 함유된 식용유(Cook Smart)를 판매하고 있다. 한편, 일본에서는 2000년부터 스테롤을 이용한 건강식품이 판매되기 시작했으며 닛신제유사와 가오사에서 식물 스테롤이 포함된 유지제품을 출시하였고, 탈취 증류분에서 분리된 스테롤이 리켄비타민사와 다마생화학사에서 발매되었다.

현재까지 알려진 스테롤 제조방법으로는 미국 특허 제 3,153,055호에 의하면 대두유 정제시 탈취 유출물로부터 지방산과 글리세라이드를 강산 조건 하에서 반응하여 저분자량의 모노하이드릭알코올에스테르로 변환한 후 에스테르화된 생성물을 극성 용매의 비극성 용매가 조합된 용매로 분별 추출하였다.

미국 특허 제 3,335,154호에 의하면 탈취 유출물을 비누화하고 산성화하여 탈취 유출물에 포함된 글리세라이드와 스테롤 에스테르를 지방산, 글리세롤, 스테롤 등의 알코올로 변환하였다. 생성된 지방산을 저분자량의 모노하이드릭알코올과 산 촉매하에서 반응하여 지방산에스테르로 변환하고 스테롤은 재결정하여 분리하였다.

국내특허(공개번호 제1992-4554호)에 의하면 대두유 탈취 증류분에 노말헥산과 50%(v/v) 메탄올의 혼합용매를 가한 다음, -10∼5℃로 냉각시켜 스테롤을 분리하였다.

이와 같이 대두유 탈취유 증류분으로부터 이용되는 스테롤을 분리하는 방법으로는 탈취 증류분에 헥산(hexane), 아세톤(acetone) 등과 같은 유기용매를 첨가하여 스테롤의 용해도를 저하시킴으로서 스테롤을 결정으로 석출시키는 방법이 가장 보편적으로 사용되고 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 상기의 예들과 같이 국내 식품제조방법으로는 사용할 수 없는 유기용매를 사용하여 상용화되기 어려운 문제와 비누화반응을 거쳐 여러 가지 부재료들이 첨가되어 공정이 단순하지 못하고, 이렇게 제조하였을 때 순도나 회수율은 경제적이지 못한 문제점 등을 해결한 것이다. 따라서 본 발명은 대두유 탈취 증류분으로부터 스테롤을 분리함에 있어 종래와는 달리 식품첨가물로서 사용이 가능한 주정과 빙초산을 이용하여 고순도로 천연 스테롤을 분리하는 개선된 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 대두유 탈취 증류분으로부터 주정과 빙초산을 이용하여 스테롤을 분리함에 있어서, 탈취 증류분 100 중량부에 대해 주정 200∼300 중량부를 가한 다음 35∼45℃로 가온하여 탈취 증류분을 완전히 1차 용해하고, 빙초산 200∼300 중량부를 가하여 2차 용해한 후, 이를 다시 냉각시켜 순도 90% 이상의 고순도 스테롤을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

이때, 주정과 빙초산의 첨가량이 중량비로 45∼55 : 55∼45임을 특징으로 하고, 상기 주정의 에탄올 함량은 90∼95%이며, 빙초산의 pH는 1.0∼3.0임을 특징으로 한다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

(실시예 1)

대두유 탈취 증류분(스테롤 10%) 100g에 주정(에탄올 95% 함유) 40g을 넣고 40℃에서 30분간 가온 교반하여 탈취 증류분을 완전히 용해시킨 후, 빙초산 360g을 다시 첨가하여 30분간 가온 교반하였다. 다음 단계로 -2∼5℃에서 냉각하여 석출된 스테롤을 여과하여 분리하였다.

(실시예 2∼7)

실시예 1에서 주정 및 빙초산의 양을 표 1에 나타난 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 스테롤을 여과 분리하였다. 이와 같은 시험을 통해 표 1에 나타난 바와 같이 주정과 빙초산을 50 : 50 혼합한 경우 가장 높은 스테롤의 회수율과 순도를 얻을 수 있었다.

주정과 빙초산 첨가량 변화에 따른 추출된 스테롤 생성물의 순도 및 회수율 비교

실시예	첨가량(g)	스테롤(%)	비고
	탈취증류분	주정		빙초산	순도	회수율
실시예 1	100	40	360	39.6	74.8
실시예 2	100	120	280	53.8	74.9
실시예 3	100	160	240	71.2	75.2
실시예 4	100	200	200	96.8	76.7
실시예 5	100	240	160	66.9	69.4
실시예 6	100	320	80	34.4	69.1
실시예 7	100	360	40	34.4	40.5

여과 후 석출된 스테롤의 순도를 확인한 결과 주정과 빙초산을 50 : 50으로 첨가한 경우 스테롤의 순도는 96.8%였고, 회수율은 77%로 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

(실시예 8∼15)

혼합용매의 양을 결정하기 위하여 실시예 4와 동일한 방법으로 주정과 빙초산을 50 : 50으로 사용시 주정과 빙초산의 첨가량을 표 2와 같이 변경하여 -2∼5℃에서 냉각하여 석출된 스테롤을 여과하여 분리하였다.

주정과 빙초산 첨가량 변화에 따른 추출된 스테롤 생성물의 순도 및 회수율 비교

실시예	첨가량(g)	스테롤(%)	비고
	탈취증류분	주정		빙초산	순도	회수율
실시예 8	100	100	100	40.0	76.2
실시예 9	100	150	150	75.5	75.5
실시예 10	100	200	200	93.5	74.5
실시예 11	100	250	250	96.8	76.7
실시예 12	100	300	300	92.5	75.0
실시예 13	100	400	400	87.6	68.5
실시예 14	100	500	500	85.5	69.2
실시예 15	100	600	600	80.4	70.2

여과 후 석출된 스테롤의 순도를 확인한 결과 4∼6배수의 주정과 빙초산을 사용하였을 때 순도가 가장 좋았으나 회수율은 주정과 빙초산의 비율과는 큰 차이는 없었다.

(비교예 1)

기존에 알려진 스테롤 제조방법과 본 발명의 실시예 제조방법을 적용하여 제조된 스테롤의 순도와 회수율을 비교해 보았다.

스테롤의 분리방법별 순도 및 회수율의 비교

구분	분리방법	스테롤(%)
		순도	회수율
미국특허3,335,154	비누화 반응, 에스테르화 반응, 아세톤 첨가 후 분리	75	95
국내공개특허1992-12985	노말헥산과 메탄올 혼합용매를 2∼3배 첨가 후 분리	55	95
EP 0 990 662 A1	이소프로판올 70% 용매를 5배 첨가	96	41
EP 0 990 662 A1	메탄올 5배 첨가, 80℃ 가온 후 분리	82	87
EP 0 990 662 A1	메탄올 5배 첨가, 90℃ 가온 후 분리	97	31
실시예의 방법	주정과 빙초산 이용, 50℃ 가온 후 분리	97	77

상기 실시예에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 탈취 증류분에 주정과 빙초산을 처리한 결과 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 이미 알려져 있는 방법으로는 메탄올과 헥산을 이용시 회수율 80% 이상, 순도 90% 이상의 스테롤을 제조할 수 있었으나 에탄올을 이용시 순도는 최대 60%, 회수율은 50%로 에탄올 이용시 상대적으로 낮은 회수율과 순도를 보여주었다. 그러나 빙초산이 첨가된 본 실시예에서는 회수율 70% 이상, 순도 90% 이상으로 기존의 에탄올 사용시 보다 매우 향상된 결과를 확보할 수 있었다.

본 발명의 효과는 대두유 탈취분으로부터 스테롤을 분리함에 있어 종래와는 달리 식품첨가물로서 사용이 가능한 주정과 빙초산을 이용하여 고순도로 천연 스테롤을 분리하는 개선된 방법을 제공한 것이다.

Claims (3)

1. 대두유 탈취 증류분으로부터 주정과 빙초산을 이용하여 스테롤을 분리함에 있어서, 탈취 증류분 100 중량부에 대해 주정 200∼300 중량부를 가한 다음 35∼45℃로 가온하여 탈취 증류분을 완전히 1차 용해하고, 빙초산 200∼300 중량부를 가하여 2차 용해한 후, 이를 다시 냉각시켜 순도 90% 이상의 고순도 스테롤을 제조하는 방법
2. 제 1항에 있어서, 주정과 빙초산의 첨가량이 중량비로 45∼55 : 55∼45임을 특징으로 하는 고순도 스테롤의 제조방법
3. 제 1항에 있어서, 상기 주정의 에탄올 함량은 90∼95%이며, 빙초산의 pH는 1.0∼3.0임을 특징으로 하는 고순도 스테롤의 제조방법