KR100450308B1 - 난황에서 포스파티딜콜린 결정화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 난황을 저온용매처리 후 난황유를 상온 추출하여 포스파티딜콜린의 함량이 증가된 난황유를 얻고, 난황유에서 고순도(85∼95%)의 포스파티딜콜린을 결정 형태로 대량 분리 정제 할 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.

Description

난황에서 포스파티딜콜린 결정화 방법{PROCESS FOR THE CRYSTALLIZATION OF PHOSPHATIDYL CHOLINE FROM YOLK}

본 발명은 난황(Yolk)으로부터 유기용매를 사용하여 난황유를 얻고, 좀 더 상세하게는 저온에서 아세톤과 메틸렌클로라이드 등의 유기용매를 순차적으로 사용하여 난황유를 얻고, 얻어진 난황유로 부터 포스파티딜콜린(Phosphatidyl choline)을 알콜 등의 유기용매를 사용하여 높은 순도의 결정으로 분리하는 방법에 대한 것이다.

일반적으로, 난황에는 세포막의 구성성분인 포스파티딜콜린(일명,레시틴)이 30% 이상 존재하며, 그 외에도 다양한 지방산인 리놀렌산, 리놀레인산 등의 불포화 지방산을 함유하고 있다. 레시틴은 인지질의 한 종류로써 화학조성상 친수성과 소수성을 모두 지니고 있어 일종의 계면 활성제 작용을 가지며 이러한 성질을 이용하여 식품의 제조나 약제의 제조 시에 이용되기도 한다.

또한 인지질은 세포구성 성분으로서 세포막을 구성하는 주성분이며, 각종 효소들의 작용환경을 제공해 줌으로서 효소반응의 조절에도 중요한 역할을 하고 있으며, 각종 자극에 의한 세포내 2차 전달물질로서도 작용하는 등 생체 항상성 유지에 매우 다양한 역할을 하고 있다. 이와같이 생리작용에 중요한 역할이 두각되어 최근에는 건강보조식품의 한 그룹으로 난황레시틴이 인정 되었다.

본 발명과 관련 된 선행기술을 살펴보면, 난황을 건조하여 난황분말을 만든 후 헥산 등의 유기용매에 함침 후 추출하는 방법 (한국공개특허 제 87-6843호), 메틸알콜, n-헥산 또는 에틸렌디클로라이드 등의 유기용제를 사용하여 난황 중의 단백성분을 섬유질 처럼 변성 시킨 후 난황으로 부터 난황유를 얻는 방법 (한국공개특허 제 89-4713호), 난황을 포스포리파아제를 사용하여 효소반응 시킨 후 분무건조하고 가열처리, 추출 분리, 원심분리 등 일련의 다양한 공정을 통하여 난황유를 얻는 방법 (한국공개특허 제 94-025483호), 유기용매 처리 혹은 열처리 대신 적외선 또는 마이크로웨이브를 사용하여 난황분으로부터 난황유를 얻는 방법 (한국공개특허 제 96-40175호)등이 알려져 있으나, 이들은 모두 난황으로 부터 단순한 난황유 만을 분리하기 위한 방법이다.

한편, 난황으로부터 단일성분의 분리정제에 대한 선행기술을 살펴보면, 난황유로부터 고순도의 포스파티딜콜린을 컬럼 정제하는 방법 (한국공개특허 제 특1994-0002263호), 난황에 유기용제와 염용액을 혼합하여 추출, 분리 후 난황유 및 시알릴올리고당의 분리방법 (한국공개특허 제 특2000-0020072호), 인지질 혼합물을 효소 처리한 후 용매 분획 함에 의해 고순도의 포스파티딜에탄올아민을 정제하는 방법 (한국공개특허 제 특2001-0048900호)등이 있다.

상기에서 살펴 본 바와 같이, 난황에서 난황유 혹은 단일성분을 분리하는 다양한 방법들이 특허에 발표 되었으나, 현재까지 고순도의 포스파티딜콜린이 함유 된 결정형태를 공업적으로 생산 할 수 있는 방법과 난황유에서 포스파티딜콜린의 함량을 증가 시킨 결정을 얻는 방법에 대해서는 알려져 있지 않다. 또한 포스파티딜콜린의 단일 성분만을 컬럼 정제하는 방법에서는 컬럼 정제의 비용과 과량의 유기용매가 소모되어 분리 비용이 많이 들고, 난황유는 보관 상에 변질의 우려가 있어 유통 상 용이하지 않지만 결정 형태의 포스파티딜콜린은 보관이나 유통 상의 문제 점을 보완하고 제조 시 정확한 함량 및 중량으로 제조 할 수 있는 잇점이 있다.

이에 본 발명의 목적은 난황에서 포스파티딜콜린의 함량이 증가 된 난황유를 고 수율로 얻고, 여기서 포스파티딜콜린의 함량이 증가 된 고순도의 결정을 분리하는 방법을 제공하고자하는 것이다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여 일차적으로 난황분을 유기용매 하에서 저온처리하고, 특정 유기용매 하에서 추출한 포스파티딜콜린의 함량이 증가 된 난황유를 얻고, 특정용매 혼합물로 저온 처리하여 고순도의 포스파티딜콜린 결정을 얻는 방법에 관한 것이다.

먼저, 난황분에서 포스파티딜콜린이 고농도(75∼83%)로 함유된 난황유의 제조방법은, 난황분에 대하여 1:5 비율의 유기용매를 -5℃ 내지 10℃로 냉각시켜 저온을 유지하면서 난황분을 첨가하고 10분 내지 2시간동안 교반, 여과, 세척하고, 얻어진 난황분을 5∼10배 부피의 추출용매로 상온에서 교반, 추출한후 여과, 세척, 감압 농축시킴을 특징으로 하는, 난황분에서 포스파티딜콜린함량이 75∼83%함유된 난황유의 제조방법이고,

나아가 위에서 얻어진 난황유로부터 고순도(85∼95%)의 포스파티딜콜린을 결정화 하는 방법은,

난황유에 2종이상의 유기용매를 순차로 가하고 20℃ 내지 50℃의 온도를 유지하면서 교반한후, 하룻밤 0℃로 냉각방치하고, 10℃ 내지 20℃에서 최초용매부피의 1/2 내지 1/5이 될 때까지 감압 농축시키고 여과하여 결정을 얻은 다음, 세척, 건조함을 특징으로 하는, 난황유에서 고순도(85∼95%)의 포스파티딜콜린을 결정화 하는 방법으로 요약된다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 방법에 사용되는 난황분에는 난황유가 10-70중량%, 바람직하게는 40-60중량%의 양으로 함유하는 것을 사용한다.

일반적으로, 추출 된 난황유는 포스파티딜콜린의 함량이 40-60%를 보이고 있으나, 본 발명에서 저온 유기용매 처리 후 유기용매 추출법의 방법으로 난황유를 추출 할 경우 포스파티딜콜린의 함량은 75-83%를 보이고 있다. 또한 결정화가 이루어진 후의 결정에서 포스파티딜콜린의 함량은 85%-95%를 보인다.

본 발명에서 저온 처리 유기용매로는 n-헥산, 디에틸에테르, 아세톤, 테트라하이드로퓨란 등이 있으며, 좀 더 바람직하게는 아세톤이다. 추출 용매로는 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 메탄올, 에탄올, 물 등이 있으며 좀 더 바람직하게는 메틸렌클로라이드이다.

본 발명에 있어서, 저온 처리 시 난황분에 대한 유기용매의 비율은 1: 5로하였으며 저온 용매 처리 된 난황분은 5배-10배 부피의 메틸렌클로라이드 등의 유기용매 하에서 상온 교반으로 추출한 후, 여과, 농축 하여 포스파티딜콜린의 함량이 유의적으로 높은 난황유를 높은 수율로 얻었다. 여기서 얻어진 난황유는 고순도의 포스파티딜콜린이므로 식품이나, 제약분야에서 범용적으로 사용 될 수 있다.

본 발명의 난황유를 추출하는 과정에서 반응계의 온도는 매우 중요한 인자 중의 하나이다. 유기용매 상에서 포스파티딜콜린의 용해도가 온도에 매우 의존적이다. 따라서 선택적으로 포스파티딜콜린의 함량을 증가 시키기 위해서는 처음 유기용매 처리 시 -5℃ 내지 10℃ 정도의 조건에서 주로 이루어지나, 대개 0℃에서 5℃의 온도범위에서 하는 것이 바람직하다. 또한 난황유의 추출과정에서는 20℃ 내지 50℃ 정도의 조건에서 주로 이루어지나, 대개 35℃에서 40℃의 온도범위에서 추출 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 저온처리 시 불용성 용매에서의 교반시간은 가능한 짧게 할수록 난황유의 수율을 높일 수 있지만 너무 짧은 시간의 교반은 포스파티딜콜린 이외의 불순물이 남아 있게되고 너무 긴 시간의 교반은 포스파티딜콜린의 함량을 떨어지게 한다. 유기용매하에 저온 교반은 10분 내지 2시간으로 하나, 30분이 가장 바람직하다.

계속하여, 본 발명의 저온 처리 후 유기용매로 추출 된 난황유를 가지고 유기 혼합용매 하에서 저온처리 후 농축 결정화를 유도하여 포스파티딜콜린의 결정을 얻을 수 있다. 포스파티딜콜린의 함량은 HPLC 분석법에 의하여 분석 하였다.

본 발명에서의 결정화 방법은 2종 이상의 용매를 혼합하여 저온하에서 방치하여 결정이 이루어질 수 있는 조건을 조성한 후 20℃ 이하에서 감압농축 함으로서 결정을 유도 하였다. 포스파티딜콜린 결정화에 혼합 유기용매의 혼합비율은 1-10 : 5-50(부피비)의 범위에 있을 수 있다. 이 비율은 특별히 한정되지 않는다.

본 발명에서의 결정화는 저온하에서 결정이 유도될 수 있는 환경을 조성하고, 즉 저온 하에서 용해도를 낮춘 후 감압 하에서 용매의 비율을 줄여 가면서 결정을 유도 하였다. 감압농축 되는 용매의 양에 따라 수율의 차이를 보이고 있어 농축이 적으면 수율이 낮아지고 농축이 너무 이루어지면 불순한 결정이 이루어진다. 감압농축의 정도는 최초 용매부피의 1/2 - 1/5이나, 바람직하게는 1/3 - 1/4이 좋다. 또한, 결정화의 온도는 10℃-20℃가 적당하나, 바람직하기로는 15℃가 좋다.

혼합 유기용매로는 아세톤, 메탄올, 에탄올, 클로로포름 등이 사용 될 수 있지만, 바람직 하기로는 아세톤과 메탄올 또는 에탄올 중에서 선택한 알콜 1종과의 혼합 용매를 사용한다.

본 발명에 의한 포스파티딜콜린 결정화 방법은, 연구실 혹은 산업적 규모에서 유의적으로 함량이 높은 포스파티딜콜린 결정 생산에 효율적으로 적용 할 수 있으며 큰 부가적 어려움 없이 유의적으로 함량이 높은 포스파티딜콜린을 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 난황유와 포스파티딜콜린은 제약이나 농업분야에서 안정적으로 사용할 수 있다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하며, 하기 예에 본 발명의 보호범위가 한정되는 것은 아니다.

실시 예 1

반응기에 아세톤 500ml를 첨가하고 5℃로 냉각한다. 냉각이 완전히 이루어진 후 난황분 100g을 투입하고 동일한 온도에서 30분간 교반한다. 혼합물을 여과하고 차가운 아세톤으로 세척한다. 여과 된 난황분을 다른 반응용기에 넣고, 메틸렌클로라이드 1L를 첨가하여 실온 하에서 1시간 동안 교반한다. 교반이 이루어진 후 여과하고 동일한 용매로 세척한다. 여과액을 감압 농축하고 메탄올 200ml를 첨가하여 다시 감압 농축한 후 포스파티딜콜린 함량이 82%인 30g의 난황유를 얻었다.

실시 예 2

반응기에 아세톤 500ml를 첨가하고 5℃로 냉각한다. 냉각이 완전히 이루어진 후 난황분 100g을 투입하고 동일한 온도에서 30분간 교반한다. 혼합물을 여과하고 차가운 아세톤으로 세척한다. 여과 된 난황분을 다른 반응용기에 넣고, 클로로포름 1L를 첨가하여 실온 하에서 1시간 동안 교반한다. 교반이 이루어진 후 여과하고 동일한 용매로 세척한다. 여과액을 감압 농축하고 메탄올 200ml를 첨가하여 다시 감압 농축한 후 포스파티딜콜린 함량이 81%인 28g의 난황유를 얻었다.

실시 예 3

반응기에 n-헥산 500ml 첨가하고 5℃로 냉각한다. 냉각이 완전히 이루어진 후 난황분 100g을 투입하고 동일한 온도에서 30분간 교반한다. 혼합물을 여과하고 차가운 n-헥산으로 세척한다. 여과 된 난황분을 다른 반응용기에 넣고, 메틸렌클로라이드 1L를 첨가하여 실온 하에서 1시간 동안 교반한다. 교반이 이루어진 후 여과하고 동일한 용매로 세척한다. 여과액을 감압 농축하고 메탄올 200ml를 첨가하여 다시 감압 농축한 후 포스파티딜콜린 함량이 78%인 22g의 난황유를 얻었다.

실시 예 4

반응용기에 난황유 100g을 넣고 에탄올 200ml를 첨가하여 맑은 용액이 될 때까지 40℃로 가온 교반한다. 이 용액을 실온으로 냉각한 후 아세톤 500ml를 추가 투입하여 40℃로 가온하여 10분간 교반한다. 이 혼합물을 0℃에서 하룻밤 방치한다. 하룻밤 냉각 방치 후 혼합물을 15℃ 이하에서 용매가 4분의 1이 될 때까지 감압농축한다. 농축과정에서 결정이 이루어지고 농축이 이루어진 후 잔류물을 여과한다. 여과 된 결정은 차가운 아세톤 50ml로 세척하고 열풍 건조기에서 30℃로 4시간 건조하여 포스파티딜콜린 함량이 91%인 48.2g의 백색 결정을 얻었다.

실시 예 5

반응용기에 난황유 100g을 넣고 메탄올 200ml를 첨가하여 맑은 용액이 될 때까지 40℃로 가온 교반한다. 이 용액을 실온으로 냉각한 후 아세톤 500ml를 추가 투입하여 40℃로 가온하여 10분간 교반한다. 이 혼합물을 0℃ 하에서 하룻밤 방치한다. 하룻밤 냉각 방치 후 혼합물을 15℃ 이하에서 용매가 3분의 1이 될 때까지 감압농축한다. 농축과정에서 결정이 이루어지고 농축이 이루어진 후 잔류물을 여과한다. 여과 된 결정은 차가운 아세톤 50ml로 세척하고 열풍 건조기에서 30℃로 4시간 건조하여 포스파티딜콜린 함량이 93%인 42.0g의 백색 결정을 얻었다.

실시 예 6

반응용기에 난황유 100g을 넣고 에탄올 200ml를 첨가하여 맑은 용액이 될 때까지 40℃로 가온 교반한다. 이 용액을 실온으로 냉각한 후 아세톤 700ml를 추가 투입하여 40℃로 가온하여 10분간 교반한다. 이 혼합물을 0℃ 하에서 3일 동안 방치한다. 냉각 방치 후 혼합물을 15℃ 이하에서 용매가 4분의 1이 될 때까지 감압농축한다. 농축과정에서 결정이 이루어지고 농축이 이루어진 후 잔류물을 여과한다. 여과 된 결정은 차가운 아세톤 50ml로 세척하고 열풍 건조기에서 30℃로 4시간 건조하여 포스파티딜콜린 함량이 92%인 48.5g의 백색 결정을 얻었다.

본 발명은, 난황분을 저온하에서 유기용매 처리 후 상온 유기용매로 추출 된 난황유(포스파티딜콜린함량 75∼83%)를 제조한 후, 혼합 유기용매 하에서 저온 감압처리하여 고 순도(85∼95%)의 포스파티딜콜린 결정을 얻음으로서, 고 순도의 포스파티딜콜린 결정을 값싸고 손쉽게 정제 할 수 있는 공정임이 밝혀졌다. 이렇게 제조 된 고순도의 포스파티딜콜린 결정은 식품, 의약품, 화장품, 농업용도로 사용 될 수 있다.

Claims (8)

1. 난황분에 대하여 1:5 비율의 아세톤 또는 n-헥산중 1종의 유기용매를 -5℃ 내지 10℃로 냉각시켜 저온을 유지하면서 난황분을 첨가하고 10분 내지 2시간동안 교반, 여과, 세척하고, 얻어진 난황분을 5∼10배 부피의 메틸렌클로라이드 또는 클로로포름중 1종의 추출용매로 상온에서 교반, 추출하여 포스파티딜콜린 함량이 75∼83% 함유된 난황유를 제조하고, 얻어진 난황유에 에탄올과 아세톤 또는 메탄올과 아세톤의 1∼10:5∼50(부피비)으로 순차로 가하고 20℃ 내지 50℃의 온도를 유지하면서 교반한후, 하룻밤 0℃로 냉각방치하고, 10℃ 내지 20℃에서 최초 용매부피의 1/2 내지 1/5이 될 때까지 감압 농축시키고 여과하여 결정을 얻는 것을 특징으로 하는 고순도(85∼95%)의 포스파티딜콜린을 결정화 하는 방법.
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