KR100520241B1 - 대두 사포닌의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대두배아 1중량부에 5∼20 중량부의 물을 가하여 추출한 후, 추출액에 β-글루코시다제 효소를 첨가 플라보노이드계 성분을 불용화시켜 여과 제거시킨 후, 여과액을 미극성 수지에 통액시켜 대두 사포닌을 흡착시킨 후 60∼70%의 주정으로 미극성 수지에서 용출 탈착시킨 후 얻어진 대두 사포닌을 여과 농축시킴을 특징으로 하는 순도 95% 이상의 대두 사포닌의 제조방법을 제공하는 것이다.

Description

대두 사포닌의 제조방법{Method for preparing soy saponin}

본 발명은 대두배아를 물로 추출한 후 효소반응을 통해 플라보노이드계 화합물을 제거시킨 후, 여과, 미극성 수지에 흡착 및 탈착을 통해 대두 사포닌을 추출 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 대두배아에는 기능성 효과를 나타내는 물질로 이소플라본, 사포닌, 이노시톨, 올리고당이 다량 함유되어 있다. 대두사포닌은 물을 가해 진탕하면 미세한 거품을 나타내는 성질로 자연계에서는 배당체로 구성되어 있으며 산이나 알칼리 또는 효소의 작용에 의해 분해되어 사포게닌 형태로 분해된다. 식용 가능한 콩류 중에서 대두는 가장 많은 함량의 사포닌을 갖고 있으며 비당질부에 한개 혹은 두개의 당 잔기를 가지고 있으며 비배당체의 구조를 기준으로 A, B, E 세 그룹으로 나누어진다.

(일반식 1)

사포닌 A는 상기 식에서 R₁, R₂ 모두가 당류 사슬이고 R₃는 하이드록시기인 경우이며 사포닌 B는 R₁ 만이 당류 사슬이고 R₂는 하이드록시기, R₃는 수소원자인 경우이다. 또한 사포닌 E는 R₁ 만이 당류 사슬이고 R₂는 옥소, R₃는 수소원자인 경우이다.

대두사포닌은 항산화 활성에 의해 과산화수소에 의한 세포손상을 막을 수 있으며, 항암활성이 보고되었다. 특히 결장암에 대한 항암효과와 마우스 피부암, 경부암, 상피세포암의 성장을 억제시키며 암세포의 DNA 합성을 저해하는 효과가 있다. 그 외에도 콜레스테롤과 직접적으로 상호작용을 일으켜 불용성 복합체를 형성하여 콜레스테롤의 흡수를 막고 간접적으로 담즙산과 상호 작용하여 담즙산의 변내 배설을 증가시키는 콜레스테롤 저하효과와 간 손상 보호 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

또한 대두사포닌은 유해성분이 장점막에 접촉하는 시간을 줄이고 유해성분을 흡착하여 독성을 약하게 하여 장의 활동을 활발하게 해준다. 인체의 세포의 대사과정에서 생성되는 자유라디칼은 세포내 유전자와 결합하여 세포의 돌연변이를 유발하고 이런 자유라디칼에 의한 산화적 손상은 동맥경화, 심장질환, 암 등의 질병유발과 관련되며 노화의 주원인으로 알려져 있다. 대두사포닌은 체내에서 생성되는 이러한 과산화물과 반응하여 세포의 산화를 억제한다.

또한 체지방의 축적을 방지하고 동물실험결과 비만체질을 근본적으로 개선하는 효과들이 알려져 있다.

이러한 대두사포닌을 이용한 식품을 살펴보면 미국에서는 천연물질로 홍보를 하여 건강보조식품으로 콜레스테롤을 낮추는 용도로 판매되고 있으며, 일본에서는 다이어트용, 변비개선, 콜레스테롤과 중성지방을 저하시키고 간기능을 개선하는 용도로 판매되며 건강기능식품으로 등재되어 있다.

상기의 서술한 바와 같이 대두배아에 함유되어 있는 유용성분인 대두사포닌을 추출하는 종래의 기술을 살펴보면 미국특허 제4,524,067호에서는 대두로부터 메탄올을 용매로 하여 사포닌을 얻는 기술을 제안하였으며 미국특허 제4,428,876호에서는 대두에 가성소다를 사용하여 추출한 후 일련의 공정을 거쳐 단백질, 올리고당, 사포닌, 이소플라본 등을 분리하는 방법을 제시하였다. 한편 대한민국 공개특허공보 제2000-55133호에서는 두부폐액으로부터 아세톤을 이용하여 사포닌을 분리하는 방법을 제시하였다.

그러나 상기와 같은 제조방법들은 대두를 원료로 생산되는 각종 식품류의 제조시 사용할 수 없는 메탄올과 아세톤을 용매로 사용하여 식품제조 시 적용하기에는 문제가 있으며, 추출 시 가성소다를 사용하므로 여과, 농축, 희석, 등과 같이 제조공정이 까다롭고 제조비용이 비교적 높은 편으로 상업화하기에는 큰 문제점이 존재한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 대두 사포닌을 공급하기 위해 제안된 것으로서 대두 중 배아만을 분리하여 물로 추출시킨 후, 대두추출액을 효소를 이용하여 플라보노이드계 화합물을 불용시켜 여과 제거시키고, 여과액을 미극성 수지에 흡착시켜 고순도 고회수율의 천연 대두사포닌을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 대두배아 1중량부에 5∼20 중량부의 물을 가하여 추출한 후, 추출액에 β-글루코시다제 효소를 첨가 플라보노이드계 성분을 불용화시켜 여과 제거시킨 후, 여과액을 미극성 수지에 통액시켜 대두 사포닌을 흡착시킨 후 60∼70%의 주정으로 미극성 수지에서 용출 탈착시킨 후 얻어진 대두 사포닌을 여과 농축시킴을 특징으로 하는 순도 95% 이상의 대두 사포닌의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 미극성 수지로는 롬앤하스사의 Amberite 7HP, XAD1180, 바이엘사의 OC1062에서 선택된 1종의 수지임을 특징으로 한다.

상기 흡착수지 1 볼륨(volume) 당 8∼12 배수의 여과액을 수지에 통액시키고, 대두 사포닌의 수지 탈착시 용출액인 주정의 양은 2∼4 배수이며, 탈착온도는 60∼70℃ 임을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 있어서, 흡착수지를 사용하여 사포닌을 분리시 통액시키는 여과액의 함량은 수지 부피 대비 10 배수 정도가 가장 적합하였다. 또한 12 배수 이상의 여과액을 통액시킬 경우 수지에 사포닌이 더 이상 흡착되지 않아 사포닌 회수율의 저하가 있었다.

한편 주정을 이용한 수지에서 사포닌 탈착시 50% 이하의 주정을 사용할 경우 탈착이 완전치 않아 회수율이 낮아지고 탈착시 온도 역시 60∼70℃가 가장 적합하였다. 사용되는 미극성 흡착수지의 경우 롬앤하스사의 Amberite 7HP, XAD1180, 바이엘사의 OC1062 등을 사용할 수 있으나 이 중 롬앤하스사의 Amberite 7HP가 가장 효과적이었다.

이하 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.

(실시예 1)

배아 10g에 물 0.1L를 가한 후 80℃에서 1시간 추출한 후, 추출액에 β-글루코시다제 계열의 효소 0.1g을 첨가시켜 12시간 처리시킨다. 플라보노이드 성분을 불용화시킨 후 규조토를 이용하여 여과하였다. 미극성 수지인 롬앤하스사 Amberite 7HP에 수지 부피당 10배수의 여과액을 3 SV로 통액시키고 사포닌을 수지에 흡착시킨다. 흡착된 사포닌을 60%의 주정으로 60℃에서 탈착하여 사포닌만을 용출시켰다. 용축액을 농축시키고 주정을 제거한 후 분무건조하여 사포닌의 순도 및 회수율을 확인하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(실시예 2)

실시예 1에서 효소함량을 0.06g으로 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(실시예 3)

실시예 1에서 60% 주정 대신 70% 주정을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(실시예 4)

실시예 1에서 60℃ 대신 70℃의 탈착온도로 탈착시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(실시예 5)

실시예 1에서 롬앤하스사의 Amberite 7HP 대신 롬앤하스사의 XAD1180을 미극성 흡착수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(실시예 6)

실시예 1에서 롬앤하스사의 Amberite 7HP 대신 바이엘사의 OC1062를 미극성 흡착수지로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(비교예 1)

실시예 1에서 효소함량을 0.01g으로 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(비교예 2)

실시예 1에서 효소함량을 0.5g으로 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(비교예 3)

실시예 1에서 60% 주정 대신 40% 주정을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(비교예 4)

실시예 1에서 60% 주정 대신 30% 주정을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(비교예 5)

실시예 1에서 60℃ 대신 50℃의 탈착온도로 탈착시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

(비교예 6)

실시예 1에서 60℃ 대신 85℃의 탈착온도로 탈착시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 표 1은 수득된 사포닌 순도와 회수율을 나타낸 것이다.

수득된 사포닌 순도 및 회수율

	사포닌			사포닌
	순도(%)	회수율(%)		순도(%)	회수율(%)
실시예 1	97.0	80.1	비교예 1	80.4	78.2
실시예 2	95.3	82.2	비교예 2	90.5	68.7
실시예 3	96.8	84.2	비교예 3	81.5	68.2
실시예 4	97.0	78.1	비교예 4	78.2	62.5
실시예 5	94.3	76.9	비교예 5	85.5	68.2
실시예 6	95.9	81.5	비교예 6	83.2	64.3

상기 표에 나타난 바와 같이 흡착수지를 사용하여 사포닌을 분리시 통액시키는 여과액의 함량은 수지 부피 대비 10 배수 정도가 가장 적합하였다. 또한 12 배수 이상의 여과액을 통액시킬 경우 수지에 사포닌이 더 이상 흡착되지 않아 사포닌 수득에 문제가 있었다.

한편 주정을 이용한 수지에서 사포닌 탈착시 50% 이하의 주정을 사용할 경우 탈착이 완전치 않아 회수율이 낮아지고 탈착시 온도 역시 60∼70℃가 가장 적합하였다. 사용되는 미극성 흡착수지의 경우 롬앤하스사의 Amberite 7HP, XAD1180, 바이엘사의 OC1062 등을 사용할 수 있으나 이 중 롬앤하스사의 Amberite 7HP가 가장 효과적이었다.

본 발명의 효과는 대두 중 배아만을 분리하여 물로 추출시킨 후, 대두추출액을 효소를 이용하여 플라보노이드계 화합물을 불용시켜 여과 제거시키고, 여과액을 미극성 수지에 흡착시켜 고순도 고회수율의 천연 대두사포닌을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

Claims (3)

1. 대두배아 1중량부에 5∼20 중량부의 물을 가하여 추출한 후, 추출액에 β-글루코시다제 효소를 첨가 플라보노이드계 성분을 불용화시켜 여과 제거시킨 후, 여과액을 미극성 수지에 통액시켜 대두 사포닌을 흡착시킨 후 60∼70%의 주정으로 미극성 수지에서 용출 탈착시킨 후 얻어진 대두 사포닌을 여과 농축시킴을 특징으로 하는 순도 95% 이상의 대두 사포닌의 제조방법에 있어서, 상기 흡착수지 1 볼륨(volume) 당 8∼12 배수의 여과액을 수지에 통액시키고, 대두 사포닌의 수지 탈착시 용출액인 주정의 양은 2∼4 배수이며, 탈착온도는 60∼70℃ 임을 특징으로 하는 대두 사포닌의 제조방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 미극성 수지로는 롬앤하스사의 Amberite 7HP, XAD1180, 바이엘사의 OC1062에서 선택된 1종의 수지임을 특징으로 하는 대두 사포닌의 제조방법
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