KR100543088B1 - The manufacturing method of high-enriched Astaxanthin - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고농축의 아스타산틴 색소 오일 추출 방법 및 프리 아산틴의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a highly concentrated astaxanthin pigment oil extraction method and a method for producing free asanthine.

구체적으로 본 발명은 천연색소인 아스타산틴을 형성하는 조류인 헤마토코커스 조류(Haematococcus species, Phytochemistry, 20, 2561, (1981))를 광배양기(photobioreactor)를 이용하여 공지의 방법으로 배양하여 아스타산틴이 최대 5%까지 함유된 헤마토코커스 조류를 얻은 후, 이를 건조·분쇄하고 약 2000-2500bar로 가압하여 세포벽을 파괴한 후 헤마토코커스 조류를 연속적으로 용매를 순환시키면서 초음파를 가하여 아스타산틴을 추출한 후 여과 농축, 분리, 정제를 통하여 고농축(5-15%)의 아스타산틴 색소 오일을 추출하는 것을 특징으로 한다.Specifically, astaxanthin is cultured by a known method using a photobioreactor of Hematococcus algae (Haematococcus species, Phytochemistry, 20, 2561, (1981)), an alga that forms astaxanthin as a natural pigment. Hematococcus algae containing up to 5% was obtained, dried and pulverized and pressurized to about 2000-2500 bar to destroy the cell walls. Hematococcus algae was continuously circulated through the solvent to extract astaxanthin. It is characterized by extracting astaxanthin pigment oil of high concentration (5-15%) through filtration, concentration, separation and purification.

본 발명은 또한, 아스타산틴 색소 오일의 함량이 5-15%인 아스타산틴 농축물 또는 함량이 1-5%인 헤마토코커스 조류를 염기성 용액상태에서 가수분해하여 프리(free)한 형태의 아스타산틴을 얻는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides astaxanthin in the form of free astaxanthin concentrate containing 5-15% astaxanthin pigment oil or hematococcus algae containing 1-5% hydrolysis in basic solution. It is characterized by obtaining.

헤마토코커스, 아스타산틴Hematococcus, Astaxanthin

Description

고농축의 아스타산틴 색소 오일 추출 방법 및 프리 아스타산틴의 제조 방법{The manufacturing method of high-enriched Astaxanthin} Extraction method of astaxanthin pigment oil of high concentration and the manufacturing method of free astaxanthin {The manufacturing method of high-enriched Astaxanthin}             

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된, 초음파 발생 단자가 부착된 속실렛(soxhlet) 장치를 도시한 도면.1 shows a soxhlet device with an ultrasonic wave generating terminal, used in an embodiment of the invention.

본 발명은 고농축의 아스타산틴 색소 오일 추출 방법 및 프리 아산틴의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a highly concentrated astaxanthin pigment oil extraction method and a method for producing free asanthine.

구체적으로 본 발명은 천연색소인 아스타산틴을 형성하는 조류인 헤마토코커스 조류(Haematococcus species, Phytochemistry, 20, 2561, (1981))를 광배양기(photobioreactor)를 이용하여 공지의 방법으로 배양하여 아스타산틴이 최대 5%까지 함유된 헤마토코커스 조류를 얻은 후, 이를 건조·분쇄하고 약 2000-2500bar로 가압하여 세포벽을 파괴한 후 헤마토코커스 조류를 연속적으로 용매를 순환시키면서 초음파를 가하여 아스타산틴을 추출한 후 여과 농축, 분리, 정제를 통하여 고농축(5-15%)의 아스타산틴 색소 오일을 추출하는 방법에 관한 것이다.Specifically, astaxanthin is cultured by a known method using a photobioreactor of Hematococcus algae (Haematococcus species, Phytochemistry, 20, 2561, (1981)), an alga that forms astaxanthin as a natural pigment. Hematococcus algae containing up to 5% was obtained, dried and pulverized and pressurized to about 2000-2500 bar to destroy the cell walls. Hematococcus algae was continuously circulated through the solvent to extract astaxanthin. The present invention relates to a method for extracting high concentration (5-15%) astaxanthin pigment oil through filtration concentration, separation, and purification.

본 발명은 또한, 아스타산틴 색소 오일의 함량이 5-15%인 아스타산틴 농축물 또는 함량이 1-5%인 헤마토코커스 조류를 염기성 용액상태에서 가수분해하여 프리(free)한 형태의 아스타산틴을 얻는 방법에 관한 것이다.The present invention also provides astaxanthin in the form of free astaxanthin concentrate containing 5-15% astaxanthin pigment oil or hematococcus algae containing 1-5% hydrolysis in basic solution. It is about how to get it.

상기와 같은 본 발명에 있어서 아스타산틴을 포함한 재료로는 헤마토코커스 조류 외에 파피아로드지마(Phaffia rhodozyma), 새우, 게, 랍스터 또는 연어 등이 동일한 원리와 방법으로 사용될 수 있다.In the present invention as described above, astaxanthin-containing materials, in addition to hematococcus algae, Phaffia rhodozyma, shrimp, crab, lobster or salmon may be used in the same principle and method.

아스타산틴(Astaxanthin)은 헤마토코커스 조류에서 추출되며 토코페롤(비타민 E)보다 550배에서 최대 1000배의 항산화 효과를 지닌 천연 카로티노이드로서, 각종 질병의 근원이 되는 체내의 유해 산소를 제거해 인체의 건강을 지켜주는 차세대 항산화제이다. 아스타산틴은 항산화 효과에 의한 노화 방지 외에도, 면역력의 증진, 자외선에 의한 눈, 피부 및 중추신경계 등의 손상 억제, 헬리코박터의 감염 치료, 심혈관 질환이나 당뇨병의 예방, 치매나 암 예방, 시력의 향상 등에 탁월한 효과를 갖는 것으로 알려져 있다.Astaxanthin is a natural carotenoid that is extracted from hematococcus algae and has an antioxidant effect of 550 to 1000 times more than tocopherol (vitamin E) .It removes harmful oxygen from the body, which is the source of various diseases, It is the next generation antioxidant. Astaxanthin is not only effective in preventing aging due to antioxidant effects, but also in enhancing immunity, inhibiting damage to the eyes, skin and central nervous system by ultraviolet rays, treating Helicobacter infection, preventing cardiovascular disease and diabetes, preventing dementia and cancer, and improving vision. It is known to have excellent effects.

항산화제란 활성 산소의 작용을 중화시키는 물질로, 산소를 사용하는 생명체에서 산소로부터 생기는 프리 래디컬에 의한 손상과 프리 래디컬이 아닌 산소(단일 산소, 오존 등)에 의한 지질, 단백질, 핵산, 탄수화물의 손상들을 차단, 억제하거나 지연시키는 물질을 말한다.Antioxidants are substances that neutralize the action of free radicals.The free radical damage from oxygen in living organisms that use oxygen and the free radicals of lipids, proteins, nucleic acids, and carbohydrates caused by oxygen (single oxygen, ozone, etc.) A substance that blocks, suppresses or delays damages.

우리가 마시는 산소 중 95% 이상은 대부분 체내의 에너지를 만드는 데 사용 되고 산소 자신은 물로 변화된다. 그러나 그 중 2-5% 정도는 반응력과 활동력이 매우 큰 유해 독성 산소로 변화되는데 이것이 프리 래디컬(free radical, 활성 산소)이다. 노화의 근본적인 원인 중에 하나는 체내에 프리 래디컬이 증가하여 세포를 산화시키는 결과 사람이 살아가는 동안 계속해서 산화제의 공격을 받기 때문이다. 산화 발생요인 중 주로 사람에게 영향을 미치는 것이 환경적인 요인인데, 대기오염, 담배연기, 화학물질에의 노출, 자외선 등을 산화제의 예로 들 수 있다. 산화제들은 주로 단백질이나, 핵산, 지방과 반응하여 이런 물질들의 분자구조를 바꾸어 세포의 노화 현상, 동맥 경화, 빈혈, 노안 현상을 일으키며 또한 발암물질로도 작용한다. 사람이 건강을 유지하는 데 있어 상당 부분은 이런 프리 래디컬의 제거와 산화작용에 의한 조직, 세포, DNA의 손상을 얼마나 줄이느냐에 달려 있고 이런 의미에서 항산화제는 질병의 예방에 중요한 역할을 한다.More than 95% of the oxygen we drink is mostly used to generate energy in the body, and oxygen itself is converted into water. However, about 2-5% of them are converted to harmful toxic oxygen, which is very reactive and active, which is free radicals. One of the fundamental causes of aging is the increased free radicals in the body that oxidize the cells, which are continually attacked by oxidants throughout their lives. Environmental factors mainly affect humans, such as air pollution, tobacco smoke, exposure to chemicals, and ultraviolet rays. Oxidants react mainly with proteins, nucleic acids, and fats to alter the molecular structure of these substances, causing cell aging, arteriosclerosis, anemia, presbyopia, and carcinogens. Much of human health depends on the elimination of free radicals and how much they reduce damage to tissues, cells and DNA by oxidation, and antioxidants play an important role in preventing disease.

대표적인 항산화제로 베타카로틴과 비타민 E가 알려져 있으나, 미국 FDA 자료에 따르면 아스타산틴은 비타민 E보다 약 550-1000배, 베타카로틴보다 약 10배의 효과를 갖는 것으로 알려져 있으며, 이와 같은 아스타산틴은 의약품 분야(활선 산소 제거, 세포 손상 방지), 식품 분야(식품 첨가물, 건강보조식품), 화장품(노화방지, 미백, 자외선 차단), 사료(어류, 양계용 사료) 등의 다양한 분야에 응용이 가능한 매우 유용한 물질이라 할 수 있다.Beta carotene and vitamin E are known as representative antioxidants, but according to US FDA data, astaxanthin is about 550-1000 times more effective than vitamin E and about 10 times more effective than beta carotene. It is very useful to be applied in various fields such as (removing live oxygen, preventing cell damage), food field (food additives, health supplements), cosmetics (anti-aging, whitening, sun protection), feed (fish, poultry feed) It can be called a substance.

종래에 상기와 같은 장점을 가지는 아스타산틴 색소를 추출하는 방법으로 사용돼온 것으로서, 효모균주인 파피아 로드지마(Phaffia rhodozyma, Phytochemistry)를 배양하여 적절한 방법으로 처리하고 유기용매로 용해시킨 후 분리 농축하여 얻어내는 방법과, 아스타산틴을 유기화학적 방법으로 합성하여 분리, 정제하여 아스타산틴 색소를 얻는 방법이 있다(August). 그러나 효모균주를 배양하여 아스타산틴을 추출하는 대다수의 방법은 낮은 추출 수율과 추출 시 색소의 높은 파괴율 그리고 배양에 따른 고비용의 생산비 등으로 실험실에서의 추출 생산만이 가능한 것으로 알려지고 있고 아직 산업적으로 유용한 대량 생산은 이루어지지 않고 있으며, 유기 화학적 방법으로 합성하여 정제하는 방식에 따른 아스타산틴의 생산도 실제 이루어지고는 있으나 부산물로 얻어지는 이성질체의 안전성이 확보되지 않으므로 사람이 섭취하는 식품 등의 첨가제로는 사용하지 못하는 단점이 있다.Conventionally, it has been used as a method of extracting astaxanthin pigment having the above-mentioned advantages, and cultured yeast strain Papifa rhodozyma (Phytochemistry) by treating with an appropriate method, dissolving with organic solvent, and then separating and concentrating. And astaxanthin, which are synthesized by an organic chemical method, and separated and purified to obtain astaxanthin pigment (August). However, most of the methods of extracting astaxanthin by culturing yeast strains are known to be possible to produce only in the laboratory due to low extraction yield, high destruction rate of pigment at the time of extraction, and high production cost. There is no useful mass production, and the production of astaxanthin according to the method of synthesizing and purifying by organic chemical method is actually made, but as the safety of the isomer obtained as a by-product is not secured, There is a disadvantage that you can not use.

그리고 헤마토코커스 조류를 배양한 후 건조, 분쇄한 것을 초임계유체를 이용하여 약 5-10%의 함량을 가진 아스타산틴 추출물을 얻는 방법이 있으나, 추출비용이 매우 높아 고가의 가격이므로 경제성이 매우 낮은 추출 방법이다. 또 마이크로웨이브를 이용한 추출방법이 존재하는데, 이는 헤마토코커스 조류를 배양한 후 이를 물에 현탁시켜 마이크로웨이브로 처리하고 용매를 이용하여 추출한 후 원심분리를 통해 농축하는 방법으로서, 마이크로웨이브 처리 시 직경이 약 8mm인 테프론관 약 12개를 연결하여 마이크로웨이브를 조사한 후 아스타산틴 색소를 용매를 이용하여 추출하는 것으로, 상기의 작은 테프론관을 이용할 경우 대량생산이 어렵고 관 내부에 단백질 등의 이물질이 흡착되어 세척이 어려움으로 대량생산이 쉽지 않으며 물에 헤마토코커스 조류를 현탁시키는 방법에도 많은 문제점을 수반한다.In addition, there is a method of obtaining astaxanthin extract having a content of about 5-10% by using a supercritical fluid after culturing hematococcus algae, using a supercritical fluid, but the extraction cost is very high and the price is very economical. It is a low extraction method. In addition, there is an extraction method using microwave, which is a method of culturing hematococcus algae, suspending it in water, treating with microwaves, extracting with a solvent, and concentrating by centrifugation. After irradiating microwaves by connecting about twelve Teflon tubes of about 8 mm, the astaxanthin pigment is extracted using a solvent. When the small Teflon tube is used, mass production is difficult and foreign substances such as proteins are adsorbed inside the tube. Due to the difficulty in washing, mass production is not easy, and there are many problems in the method of suspending hematococcus algae in water.

한편, 헤마토코커스 내에 존재하는 아스타산틴은 단백질과 에스터 결합을 하여 전체 카로테노이드 함량의 약 5%를 차지하는 프리 아스타산틴, 70%의 모노 에스터 아스타산틴과 10%의 다이 에스터 아스타산틴으로 이루어져 있다. 프리한 아스타산틴의 함량이 98% 이상인 고농도 고순도의 제품을 얻는 방법으로서 일반적으로 콜레스테롤 에스테라제(cholesterol esterase)를 이용하여 단백질을 제거함으로써 얻는 방법이 보편적인 방법이나 이는 효소의 가격이 매우 고가이므로 분석 시에만 쓰이고 있는 실정이다.On the other hand, astaxanthin present in the hematococcus is composed of free astaxanthin, which accounts for about 5% of the total carotenoid content by ester bonding with protein, 70% monoester astaxanthin and 10% diester astaxanthin. As a method of obtaining a high-concentration high-purity product containing more than 98% of free astaxanthin, it is generally obtained by removing protein using cholesterol esterase, which is very expensive. It is used only for analysis.

본 발명의 목적은, 상기한 문제점을 해결하고 저비용, 고효율의 간단한 장치 및 추출조건으로 고농도의 아스타산틴 색소 오일을 추출하여 생산성을 높임으로써 낮은 가격으로 아스타산틴을 시장에 공급할 수 있는 방법을 제공하는 데 있다. 그리하여 의약품 등을 비롯한 산업전반에 그 활용도 및 응용범위를 확대함으로써 아스타산틴의 효용성을 극대화하는 데 궁극적인 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method that can supply the astaxanthin to the market at a low price by increasing the productivity by extracting a high concentration of astaxanthin pigment oil with a low cost, high efficiency and simple apparatus and extraction conditions There is. Therefore, the ultimate purpose is to maximize the utility of astaxanthin by expanding its utilization and application range in the industry including pharmaceuticals.

본 발명의 다른 목적은, 염기성 상태에서 유기용매를 적절히 이용하여 헤마토코커스 조류 내 아스타산틴 에스터를 가수분해함으로써 효소 가수분해에 비하여 매우 경제적으로 대량의 프리한 형태의 아스타산틴 함량이 높은 고순도의 프리 아스타산틴을 얻는 새로운 방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is a high-purity free high astaxanthin content of a large amount of free form of astaxanthin compared to enzymatic hydrolysis by hydrolyzing the astaxanthin ester in hematococcus algae using an organic solvent in a basic state. There is a new way to get astaxanthin.

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명은, 아스타산틴을 함유하고 있는 헤마토코 커스 조류를 건조, 분쇄한 후 천연에서 얻은 알코올 등의 천연 용매를 이용하여 초음파를 조사하면서 고효율의 추출조건으로 고농도의 아스타산틴을 추출함을 특징으로 하는 아스타산틴 색소 오일의 추출 방법을 제공한다.According to the present invention having the above object, high concentration of Asta is obtained under high efficiency extraction conditions while irradiating ultrasonic waves using a natural solvent such as alcohol obtained after drying and pulverizing hematococcus algae containing astaxanthin. Provided is a method for extracting astaxanthin pigment oil, characterized by extracting xanthine.

또한 효소를 이용하지 않고 염기성 용액상태에서 헤마토코커스 조류 내 아스타산틴 에스터를 가수분해함으로써, 효소 가수분해에 비하여 매우 경제적으로 프리한 상태의 20-98% 이상의 순수 프리 아스타산틴을 얻는 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of obtaining 20-98% or more pure free astaxanthin in a very economically free state compared to enzymatic hydrolysis by hydrolyzing the astaxanthin ester in the Hematococcus algae in a basic solution without using an enzyme. .

본 발명에서는 대량으로 고효율의 추출물을 얻기 위하여 세포벽을 가압 장치로 파쇄하며, 기존의 추출장치를 이용하여 초음파를 조사하는 방식으로 추출효율을 높이고 추출시간을 단축함은 물론 생산성을 높이고 생산비용을 절감하도록 하여 천연색소 아스타산틴을 대량으로 추출할 수 있는 새로운 추출방법을 개시한다. 또한 효소를 이용하지 않고 일반적인 염기성 용액상태에서 고순도의 프리 아스타산틴을 얻는 방법을 개시한다.In the present invention, in order to obtain a high-efficiency extract in large quantities, the cell wall is crushed with a pressurizing device, and the extraction efficiency is increased by reducing the extraction time and the extraction time as well as the productivity by reducing the production cost by irradiating ultrasonic waves using a conventional extraction device. A new extraction method for extracting natural pigment astaxanthin in large quantities is disclosed. Also disclosed is a method of obtaining high purity free astaxanthin in a general basic solution without using an enzyme.

전술한 첫 번째의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the first object described above,

아스타산틴을 포함한 헤마토코커스 조류, 파피아로드지마(Phaffia rhodozyma), 새우, 게, 랍스터 및 연어로 이루어지는 군에서 선택되는 재료를 건조하고 분쇄하는 단계;Drying and pulverizing a material selected from the group consisting of hematococcus algae including astaxanthin, Phaffia rhodozyma, shrimp, crab, lobster and salmon;

b) 분쇄된 재료를 가압하여 세포벽을 파괴하는 단계;b) pressing the ground material to break the cell wall;

c) 세포벽이 파괴된 재료를 천연 용매에 넣고 정격출력 200-2000와트와 16-25kHz의 초음파를 가하여 아스타산틴 오일을 추출하여 분리 여과한 후 감압 농축하는 단계;를 통하여 고농축의 아스타산틴 색소 오일을 추출하는 것을 특징으로 한다.c) extracting astaxanthin oil by separating the cell wall material into the natural solvent in a natural solvent and applying ultrasonic wave of rated output 200-2000 watts and 16-25 kHz, and concentrating under reduced pressure; high concentration of astaxanthin pigment oil through It is characterized in that the extraction.

이때, 분쇄된 재료를 가압하여 세포벽을 파괴하는 b) 단계와, 천연 용매에 넣고 정격출력 200-2000와트와 16-25kHz의 초음파를 가하여 아스타산틴 오일을 추출하는 c) 단계 사이에, 종래부터 공지된 효소 처리 방법을 사용하여(즉, 콜레스테롤 에스테라제 용액을 가하여) 아스타산틴을 제외한 불순물을 제거하는 단계가 더 포함될 수 있다. 또한 가압 단계에서의 압력은 2,000-2,500bar로 하는 것이 바람직하며, 사용되는 추출용 용매는 천연에서 얻을 수 있는 식용 가능한 알코올, 메탄올, 아세톤, 핵산, 석유에테르, 클로로포름 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이거나 그들의 혼합물로 할 수 있다. 또한 초음파는 연속적 또는 간헐적으로 10-100분 동안 처리하는 것이 바람직하다.At this time, conventionally known between the step b) of pressing the ground material to destroy the cell wall, and c) extracting astaxanthin oil by putting in a natural solvent and applying ultrasonic wave of rated output 200-2000 watts and 16-25 kHz. The method may further include removing impurities other than astaxanthin using the enzyme treatment method (ie, adding a cholesterol esterase solution). In addition, the pressure in the pressurization step is preferably 2,000-2,500 bar, and the extraction solvent used is selected from the group consisting of edible alcohol, methanol, acetone, nucleic acid, petroleum ether, chloroform and ethyl acetate which can be obtained in nature. It may be any one or a mixture thereof. Ultrasound is also preferably treated for 10-100 minutes continuously or intermittently.

전술한 두 번째의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the second object described above,

a) 아스타산틴을 포함한 헤마토코커스 조류, 파피아로드지마, 새우, 게, 랍스터 및 연어로 이루어지는 군에서 선택되는 재료를 건조하고 분쇄하는 단계;a) drying and pulverizing a material selected from the group consisting of hematococcus algae, papia rodjima, shrimp, crab, lobster and salmon, including astaxanthin;

b) 분쇄된 재료를 가압하여 세포벽을 파괴하는 단계;b) pressing the ground material to break the cell wall;

c) 세포벽이 파괴된 재료를 효소를 이용하지 않고 염기성 용액 상태에서 가수분해하는 단계;를 통하여 고농축의 프리 아스타산틴을 제조하는 것을 특징으로 한다.c) hydrolyzing the material in which the cell wall is destroyed in a basic solution state without using an enzyme; it is characterized by producing a high concentration of free astaxanthin.

이때, 분쇄된 재료를 가압하여 세포벽을 파괴하는 b) 단계와, 염기성 용액 상태에서 가수분해하는 c) 단계 사이에, 세포벽이 파괴된 재료를 천연 용매에 넣고 정격출력 200-2000와트와 16-25kHz의 초음파를 가하여 아스타산틴 오일을 추출하는 단계가 더 포함될 수 있으며, 세포벽이 파괴된 재료를 효소를 이용하지 않고 염기성 용액 상태에서 가수분해하는 단계 이후에 염산, 황산, 질산, 아세트산, 포름산, 구연산 및 젖산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 그들의 혼합물로서 수소이온농도가 2-6인 것으로 중화 처리되는 단계가 이어지게 된다.At this time, between the step b) of breaking the cell wall by pressing the ground material and the step c) of hydrolysis in a basic solution state, the material whose cell wall is destroyed is placed in a natural solvent, and the rated output is 200-2000 watts and 16-25 kHz. The method may further include extracting astaxanthin oil by applying an ultrasonic wave of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid, citric acid, and the like after hydrolyzing the cell wall-broken material in a basic solution without using an enzyme. The step of neutralizing the hydrogen ion concentration of 2-6 as one or a mixture thereof selected from the group consisting of lactic acid is followed.

또한 가압 단계에서의 압력은 2,000-2,500bar로 하는 것이 바람직하며, 사용되는 추출용 용매는 천연에서 얻을 수 있는 식용 가능한 알코올, 메탄올, 아세톤, 핵산, 석유에테르, 클로로포름 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이거나 그들의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 또한 초음파 처리 공정이 수행될 경우, 연속적 또는 간헐적으로 10-100분 동안 처리하는 것이 바람직하다. 나아가 사용되는 염기성 용액은, ① 알코올, 메탄올, 아세톤, 핵산, 석유에테르, 클로로포름 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이거나 그들의 혼합물에, ② 소량의 물과, ③ 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화 칼슘, 수산화 암모늄, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산 암모늄 및 탄산 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 그들의 혼합물을 수소이온농도가 8-12가 되도록 섞어서 제조되는 용액으로 하는 것이 바람직하다.In addition, the pressure in the pressurization step is preferably 2,000-2,500 bar, and the extraction solvent used is selected from the group consisting of edible alcohol, methanol, acetone, nucleic acid, petroleum ether, chloroform and ethyl acetate which can be obtained in nature. It is characterized in that any one or a mixture thereof. In addition, when the sonication process is performed, it is preferable to process for 10-100 minutes continuously or intermittently. Further, the basic solution to be used is any one selected from the group consisting of alcohol, methanol, acetone, nucleic acid, petroleum ether, chloroform and ethyl acetate, or a mixture thereof, ② a small amount of water, It is preferable to use a solution prepared by mixing any one selected from the group consisting of ammonium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, ammonium carbonate and magnesium carbonate so as to have a hydrogen ion concentration of 8-12.

사용되는 재료를 불문하고 원리와 방법은 동일한바, 본 발명을 헤마토코커스 조류를 재료로 사용하는 경우로 설명하면, 공지의 방법으로 배양하여 얻어진, 아스타산틴 함량이 약 1-5%인 헤마토코커스 조류를 건조·분쇄하고, 이를 약 2000-2500bar로 가압하여 세포벽을 파괴한 후 천연에서 얻을 수 있는 낮은 가격의 식용가능한 주정용 알코올이나 유기용매와 초음파를 이용하여 추출, 여과 분리, 농축함으로써, 단순한 장치와 낮은 추출비용으로 아스타산틴의 함량이 5-15%인 고농도의 헤마토코커스 농축물을 얻을 수 있게 된다. 또한 상기와 같이 얻어진 아스타산틴의 함량이 5-15%인 헤마토코커스 조류 또는 세포벽 파괴 단계까지 진행된 아스타산틴 함량이 1-5%인 헤마토코커스 조류를 화학적 방법으로 염기성 용액을 이용하여 프리한 형태의 아스타산틴이 20-98% 이상 순도를 갖는 아스타산틴을 얻을 수 있게 되는 것이다.Regardless of the materials used, the principle and method are the same. When the present invention is described as using a hematococcus algae as a material, hematoma having an astaxanthin content of about 1-5% obtained by culturing by a known method is used. By drying and pulverizing the Caucasus algae, pressurizing it to about 2000-2500 bar, and then breaking the cell wall, extracting, filtering, separating and concentrating by using low-priced edible alcohol or organic solvent and ultrasonic wave, which are obtained in nature, With a simple device and low extraction cost, high concentrations of hematococcus concentrates with astaxanthin content of 5-15% can be obtained. In addition, hematococcus algae containing 5-15% astaxanthin or hematococcus algae having 1-5% astaxanthin content up to the cell wall destruction step was obtained by using a basic solution by chemical method. Astaxanthin will be able to obtain astaxanthin having a purity of 20-98% or more.

이처럼 본 발명은, 광배양기를 이용하여 얻어진, 아스타산틴 함량이 1-5%인 헤마토코커스 조류 등을 건조하고 분쇄한 후 약 2000-2500bar로 가압하여 세포벽을 완전히 파괴함으로써 추출 시 효율을 극대화함을 특징으로 한다. 또한 본 발명에서 사용하는 초음파처리 방법은 정격 출력 200-2000와트와 16-25kHz의 초음파 진동을 이용하여 연속적 또는 간헐적으로 10-600분간 처리하는 것을 특징으로 하며, 이는 기존의 추출장치에 적용할 수 있다. 또한 추출 용매는 천연에서 얻을 수 있는 식용 가능한 알코올 및 유기용매 중의 어느 한 가지나 이들을 선택적으로 혼합된 용매를 사용하는 것을 특징으로 하는 것이다.As described above, the present invention maximizes the efficiency of extraction by completely destroying the cell wall by pressing and drying at about 2000-2500 bar after drying and pulverizing the hematococcus algae having an astaxanthin content of 1-5%, which is obtained using an optical incubator. It is characterized by. In addition, the ultrasonic treatment method used in the present invention is characterized in that 10-600 minutes or continuous treatment using the rated output 200-2000 watts and ultrasonic vibration of 16-25 kHz continuously, which can be applied to the existing extraction device have. In addition, the extraction solvent is characterized in that any one of edible alcohols and organic solvents obtainable in nature, or a solvent in which these are selectively mixed.

아울러 아스타산틴 및 카로테노이드류는 빛과 열에 민감하기 때문에, 본 발 명의 실시 과정에서 함량 측정 및 추출 농축은 자연광이 비치지 않는 냉암소(冷暗所)에서 행하는 것이 바람직함을 밝혀둔다.In addition, since astaxanthin and carotenoids are sensitive to light and heat, it is found that the content measurement and extraction concentration in the process of the present invention is preferably performed in a cool dark place without natural light.

이하 본 발명을 실시한 예를 예시적으로 기술한다.Hereinafter, an example of implementing the present invention will be described.

1. 실시예 1 : 헤마토코커스의 세포벽 파괴Example 1 Cell Wall Destruction of Hematococcus

헤마토코커스 조류의 광배양 및 건조, 분쇄 그리고 2000-2500bar로 가압하여 세포벽을 파쇄하는 작업은 출원인의 스웨덴 임가공 제조업체인 Bioprocess에서 수행하여 제공한 아스타산틴의 함량이 약 1-5%인 헤마토코커스를 제공받는 것으로 대신하였다.Light culture, drying, grinding and pressing of 2000-2500 bar of haematococcus algae to crush the cell walls were performed by Applicant's Swedish processing company Bioprocess, which provides about 1-5% of astaxanthin. Instead of being provided.

2. 실시예 2 : 아스타산틴 표준용액의 제조 및 함량 측정 실험2. Example 2 Preparation and Assay of Astaxanthin Standard Solution

헤마토코커스 조류 내의 아스타산틴의 함량을 측정하기 위해 시그마사의 98% 합성 아스타산틴 시약(A9335 Astaxanthin : 3,3'-Dihydroxy-β,β-carotene-4,4'-dione MDL number : MFCD00672621, 472-61-7 minimum 98%, CAS Number : 472-61-7)을 표준시약으로 사용하였다.Sigma's 98% synthetic astaxanthin reagent (A9335 Astaxanthin: 3,3'-Dihydroxy-β, β-carotene-4,4'-dione MDL number: MFCD00672621, 472 to determine the content of astaxanthin in Hematococcus algae) -61-7 minimum 98%, CAS Number: 472-61-7) was used as the standard reagent.

먼저 1L 용적 플라스크에 아스타산틴 표준시약 30mg을 취하고 정확한 질량을 기록한다. 아세톤을 가하여 5분간 초음파를 가하여 완전히 용해시킨다. 1시간 동안 안정시킨 후 아세톤을 가하여 용적플라스크의 눈금에 맞춘 후 이를 표준 용매로 사용한다. 표준용매를 100ml 용적 플라스크에 20ml를 눈금 피펫으로 정확히 취하고 아세톤으로 눈금을 맞추어 표준용액을 제조한다.First take 30 mg of astaxanthin standard in a 1 L volumetric flask and record the correct mass. Acetone is added and sonicated for 5 minutes to completely dissolve. After stabilization for 1 hour, acetone is added to adjust the volumetric flask and used as a standard solvent. Prepare a standard solution by accurately taking 20 ml of standard solvent into a 100 ml volumetric flask with a graduated pipette and calibrating with acetone.

표준용액을 자외선 분광측정기로부터 474nm에서 흡광도를 측정하고 아래 식과 비교하여 실험의 정확성과 식의 정확도를 측정한다. 검량선을 작성하여 아스타산틴의 함량을 측정한다. 결과는 아래와 같다.Measure the absorbance of the standard solution at 474 nm from the UV spectrometer and compare it with the following equation to determine the accuracy of the experiment and the accuracy of the equation. A calibration curve is drawn up to determine the content of astaxanthin. The result is shown below.

Astaxanthin (g/ml or mg/L) = Absorbance x 10,000 Astaxanthin (g / ml or mg / L) = Absorbance x 10,000

2100                                           2100

표준용액의 아스타산틴 농도Astaxanthin Concentration in Standard Solution 아스타산틴 표준시약Astaxanthin Standard (/1L)(x20ml)(/100ml)(/ 1L) (x20ml) (/ 100ml) 30.2mg30.2 mg 5.9192 g/ml5.9192 g / ml

(그래프 1) 아스타산틴 표준용액의 UV spectrum(Graph 1) UV spectrum of astaxanthin standard solution

Figure 112003017420911-pat00001
Figure 112003017420911-pat00001

표준용액 농도Standard solution concentration 흡광도Absorbance 아스타산틴의 농도Astaxanthin Concentration 함량 (%)content (%) 30.2mg(/1L)(x20ml)(/100ml)30.2 mg (/ 1 L) (x20 ml) (/ 100 ml) 1.24481.2448 5.9276㎍/ml5.9276 µg / ml 100(±0.15)100 (± 0.15)

3. 실시예 3 : 헤마토코커스 조류 내의 아스타산틴의 함량 측정 실험3. Example 3 Experiment of Determination of Astaxanthin Content in Hematococcus Algae

헤마토코커스 조류 내의 아스타산틴의 함량을 구하기 위해 다음과 같은 방법을 사용한다. 헤마토코커스 조류 약 10mg을 취하고 원심분리용 튜브에 넣고 정확히 취한 값을 기록한다. 글라스 비드를 2~3개 튜브에 넣는다. 100㎕의 증류수를 튜브에 가하고 샘플이 완전히 젖을 정도로 천천히 회전시켜 60분간 방치한다.The following method is used to determine the content of astaxanthin in Hematococcus algae. Take approximately 10 mg of hematococcus algae, place in a centrifuge tube and record the correct value. Place glass beads in two or three tubes. 100 μl of distilled water is added to the tube and allowed to stand for 60 minutes by spinning slowly until the sample is completely wet.

이 튜브를 10초간 격렬하게 교반 한다. 방치 후 5ml의 아세톤을 튜브에 가한 후 강한 교반을 한다. 원심분리기를 사용하여 3500~4000rpm으로 5분간 용해되지 않는 물질을 침적시킨 후 파이펫을 사용하여 용적 플라스크에 옮겨 담는다. 다시 5ml의 아세톤을 튜브에 가한 후 강한 교반을 한 후 원심분리하여 상등 용액을 분리하여 용적 플라스크에 옮긴다. 이 방법을 7-8회 아세톤 층이 색이 보이지 않을 때까지 반복한다.The tube is stirred vigorously for 10 seconds. After standing, 5 ml of acetone is added to the tube, followed by vigorous stirring. Using a centrifuge to deposit the insoluble material for 5 minutes at 3500 ~ 4000rpm and transfer to a volumetric flask using a pipette. 5 ml of acetone was added to the tube, followed by strong stirring, followed by centrifugation to separate the supernatant solution, which was transferred to a volumetric flask. Repeat this method 7-8 times until the layer of acetone is no color.

용적플라스크의 눈금을 아세톤을 가하여 맞춘다. 플라스크의 마개를 한 후 섞어 균일한 농도로 맞춘다. 이 용액을 자외선 분광측정기로부터 아세톤을 블랭크로 하여 474nm에서 흡광도를 측정한다. 제시한 식을 사용하여 아스타산틴의 함량을 구한다. 결과는 아래와 같다.Adjust the volumetric flask with acetone. The flask is capped and mixed to a uniform concentration. The solution is measured for absorbance at 474 nm with acetone blanked from an ultraviolet spectrometer. The formula given is used to determine the content of astaxanthin. The result is shown below.

Astaxanthin 함량 (%) = Astaxanthin Content (%) =

Astaxanthin (g/ml or mg/L) x 100 Astaxanthin (g / ml or mg / L) x 100

sample (g or mg) / volume of volumetric flask(ml or L) sample (g or mg) / volume of volumetric flask (ml or L)

(그래프 2) 헤마토코커스 내 카로테노이드류의 UV spectrum(Graph 2) UV spectrum of carotenoids in hematococcus

Figure 112003017420911-pat00002
Figure 112003017420911-pat00002

헤마토코커스 조류Hematococcus bird 총농도Total concentration 흡광도Absorbance 아스타산틴의 농도Astaxanthin Concentration 함량 (%)content (%) 31.3mg (/250ml)31.3mg (/ 250ml) 125.2㎍/ml125.2 μg / ml 1.06601.0660 5.0762㎍/ml5.0762 µg / ml 4.054.05 28.6mg (/250ml)28.6mg (/ 250ml) 114.4㎍/ml114.4 µg / ml 0.94520.9452 4.5010㎍/ml4.5010 µg / ml 3.933.93

4. 실시예 4 : HPLC법에 의한 헤마토코커스 조류 내의 아스타산틴의 함량 측정 실험4. Example 4 Experiment of Determination of Astaxanthin Content in Hematococcal Algae by HPLC Method

헤마토코커스 조류 내 카로테노이드류를 분석하기 위해서는 조류를 용매로 추출하여 이를 HPLC로 분석한다. 헤마토코커스 조류 10mg을 튜브에 취한다. 아세톤 3ml를 가하고 이에 30㎕의 증류수와 핵산 3ml를 가하고 30초간 격렬하게 교반한다. 원심분리기를 사용하여 30초간 3500rpm으로 분리한 후 핵산 층을 10ml튜브로 옮긴 다. 질소 주입 하에 감압 건조한 후 50㎕의 클로로포름과 메탄올 혼합용액(1 : 1)을 가하고 HPLC분석을 한다.In order to analyze carotenoids in hematococcus algae, algae are extracted with a solvent and analyzed by HPLC. Take 10 mg of hematococcus algae into a tube. Add 3 ml of acetone, add 30 µl of distilled water and 3 ml of nucleic acid, and stir vigorously for 30 seconds. After centrifugation at 3500 rpm for 30 seconds, the nucleic acid layer is transferred to a 10 ml tube. After drying under reduced pressure under nitrogen injection, 50 μl of a mixture of chloroform and methanol (1: 1) was added thereto, followed by HPLC analysis.

헤마토코커스 내의 아스타산틴은 단백질과 에스터 결합을 하고 있으므로 카로테노이드류 중 아스타산틴의 함량을 측정하기 위해서는 단백질과의 에스터 결합을 끊을 수 있는 콜레스테롤 에스테라제(Cholesterol esterase)를 사용한 후 HPLC를 사용하여 측정한다.Astaxanthin in Hematococcus is ester-bound with protein, so to measure the content of astaxanthin in carotenoids, cholesterol cholesterol ester, which can break the ester bond with protein, is measured using HPLC. do.

헤마토코커스에 아세톤 1.5ml를 가하여 추출한 뒤 Tris 염산 완충용액(pH 7.0)1ml를 가한다. 37℃로 2분간 방치한 후 콜레스테롤 에스테라제 용액(Pseudomonas flourescens Sigma C-9281, 10,000 units per gram)을 희석하여 100㎕ 20 unit/ml)을 제조한 뒤 이 용액 10㎕를 가하고 37℃에서 45분간 반응시킨다.1.5 ml of acetone is added to the hematococcus and extracted, followed by 1 ml of Tris hydrochloric acid buffer (pH 7.0). After standing at 37 ° C for 2 minutes, dilute the cholesterol esterase solution ( Pseudomonas flourescens Sigma C-9281, 10,000 units per gram) to prepare 100µl 20 unit / ml, and add 10µl of this solution at 45 ° C. React for a minute.

Na2SO4(H2O)을 0.5g 가하고 석유에테르를 1ml 가한다. 30초간 격렬하게 교반한 후 3분간 원심분리(3000-3500rpm)하여 석유에테르 층을 Na2SO4(anhydrous) 0.5g이 들어있는 튜브에 옮긴다. 석유에테르를 사용하여 추출을 반복한다. 이를 원심분리하여 깨끗한 튜브로 옮겨담는다. 이 과정 중 모든 카로테노이드가 옮겨지도록 석유에테르로 Na2SO4를 씻어낸다. 감압 건조하여 석유에테르를 제거하고 클로로포름과 메탄올 혼합용액(1 : 1)으로 녹여낸 뒤 마이크로 필터를 사용하여 여과한 후 HPLC를 사용하여 분석한다.0.5 g of Na 2 SO 4 (H 2 O) is added and 1 ml of petroleum ether is added. After vigorous stirring for 30 seconds, centrifugation (3000-3500 rpm) for 3 minutes is carried to transfer the layer of petroleum ether to a tube containing 0.5 g of Na 2 SO 4 (anhydrous). The extraction is repeated using petroleum ether. Centrifuge it and transfer it to a clean tube. During this process, Na 2 SO 4 is rinsed with petroleum ether to transfer all carotenoids. After drying under reduced pressure, petroleum ether was removed, dissolved in a mixed solution of chloroform and methanol (1: 1), filtered through a micro filter, and analyzed using HPLC.

HPLC분석 조건은 다음과 같다.HPLC analysis conditions are as follows.

HPLC(Waters 2695 Separations Module, 2487 Dual Absorbance Detector) 분석조건은 이동상은 아래표의 그레디언트 법을 사용하여 유속은 1.2 ml/min이며 컬럼의 온도는 25℃로 고정시켰으며 주입량은 20㎕이다. 컬럼은 Waters Symmetry C18 (5m, 3.9Ⅹ150nm)을 사용하였으며 분석 파장은 474nm에서의 흡광도를 사용하였다. 결과는 아래와 같다.HPLC (Waters 2695 Separations Module, 2487 Dual Absorbance Detector) analysis conditions for the mobile phase using the gradient method shown in the table below, the flow rate is 1.2 ml / min, the column temperature is fixed at 25 ℃ and the injection amount is 20 μl. The column used Waters Symmetry C18 (5m, 3.9Ⅹ150nm) and the absorbance at 474nm was used. The result is shown below.

HPLC gradient protocol :HPLC gradient protocol: Time (min)Time (min) Flow rate ml/minFlow rate ml / min %Methanol% Methanol %Water% Water %Ethyl Acetaete% Ethyl Acetaete ConditionCondition 00 1.21.2 8282 88 1010 InjectionInjection 2020 1.21.2 2929 1One 7070 Linear gradientLinear gradient 2222 1.21.2 2929 1One 7070 EquilibrationEquilibration 2424 1.21.2 8282 88 1010 Linear gradientLinear gradient 3030 1.21.2 8282 88 1010 EquilibrationEquilibration

(그래프 3) 아스타산틴 표준용액의 HPLC spectrum(Graph 3) HPLC spectrum of astaxanthin standard solution

Figure 112003017420911-pat00003
Figure 112003017420911-pat00003

(그래프 4) 헤마토코커스 조류의 HPLC spectrum(Graph 4) HPLC spectrum of hematococcus algae

Figure 112003017420911-pat00004
Figure 112003017420911-pat00004

5. 실시예 5 : 아스타산틴 함량이 5-15%인 헤마토코커스 추출방법5. Example 5 Hematococcus Extraction Method with Astaxanthin 5-15%

실시예 1의 시료 200g(아스타산틴 함량 2.5%)을 여과통에 넣고 초음파 발생 단자가 부착된 속실렛(soxhlet)장치(도 1 참조)에 넣고 주정용 에탄올을 약 2L 넣은 후 24시간 동안 추출하였다. 추출 후 감압 여과기로 여과한 후 감압하여 에탄올을 증발시키고 감압 하여 건조한 후 약 아스타산틴의 함량이 약 10%인 헤마토코커스 추출물 48.05g(수율 96.1%)을 얻었다. 아스타산틴의 함량의 확인은 UV spectrophotometer를 사용하여 측정하였다.200 g of the sample of Example 1 (2.5% astaxanthin content) was placed in a filter barrel, and placed in a soxhlet apparatus (see FIG. 1) equipped with an ultrasonic wave generating terminal, and about 2 L of ethanol for alcohol was extracted for 24 hours. After extraction, the resultant was filtered with a vacuum filter, reduced pressure was used to evaporate ethanol, and dried under reduced pressure to obtain 48.05 g (yield 96.1%) of hematococcus extract having a content of about 10% astaxanthin. The content of astaxanthin was measured using a UV spectrophotometer.

제조한 아스타산틴 농축액의 아스타산틴 함량을 측정하기 위해 50ml의 비이커에 30mg의 아스타산틴 농축액을 전자저울을 사용하여 측정한 후 정확한 질량을 기록한다. 비이커에 아세톤 10ml를 가하여 녹이고 이 용액을 250ml의 용적플라스크에 옮긴다. 이 과정을 수회 반복하여 비이커에 붉은 색이 보이지 않을 때까지 완전히 옮긴 후 용적 플라스크의 눈금을 아세톤으로 맞춘다. 이 용액을 자외선 분광측정기로부터 아세톤을 블랭크로 하여 474nm에서 흡광도를 측정한다. 앞에서 제시한 식(1)과 식(2)를 사용하여 아스타산틴의 함량을 구한다. 결과는 아래와 같다.In order to measure the astaxanthin content of the prepared astaxanthin concentrate, 30 mg of astaxanthin concentrate was measured using an electronic balance in a 50 ml beaker and the exact mass was recorded. 10 ml of acetone is added to the beaker to dissolve and the solution is transferred to a 250 ml volumetric flask. Repeat this process several times until the beaker is completely red until no color is visible, and then scale the volumetric flask with acetone. The solution is measured for absorbance at 474 nm with acetone blanked from an ultraviolet spectrometer. Using the formulas (1) and (2) presented above, the content of astaxanthin is determined. The result is shown below.

(그래프 5) 에탄올 용매를 사용한 농축액의 UV spectrum(Graph 5) UV spectrum of concentrate using ethanol solvent

Figure 112003017420911-pat00005
Figure 112003017420911-pat00005

추출용매Extraction solvent 추출물 상태Extract status 추출량Extraction amount 용액 제조Solution preparation 총농도Total concentration 흡광도Absorbance 아스타산틴의 농도Astaxanthin Concentration 함량 (%)content (%) 아세톤Acetone 오일상Oil phase 31%31% 42.5mg (/250ml)(x20ml)(/100ml)42.5 mg (/ 250 ml) (x20 ml) (/ 100 ml) 34.0㎍/ml34.0 μg / ml 0.61150.6115 2.91㎍/ml2.91 µg / ml 8.56%8.56% 에탄올ethanol 오일상Oil phase 34%34% 19.0mg (/250ml)19.0mg (/ 250ml) 76.0㎍/ml76.0 µg / ml 1.10221.1022 5.25㎍/ml5.25 µg / ml 6.91%6.91%

6. 실시예 6 : 헤마토코커스 조류의 염기성 용액에 의한 가수분해에 의한 프리아스타산틴 제조 방법6. Example 6 Preparation Method of Priasanthin by Hydrolysis by Basic Solution of Hematococcus Algae

일반적으로 헤마토코커스 내 조류의 아스타산틴의 함량을 측정하기 위해 아스타산틴과 단백질의 에스터 결합을 끊을 수 있는 콜레스테롤 에스테라제를 사용한 후 HPLC를 사용하여 측정한다. 그러나 콜레스테롤 에스테라제는 단가가 높아 대량 생산에는 적합하지 않다.In general, to measure the content of astaxanthin in algae in the hematococcus is measured by using a cholesterol esterase that can break the ester bond of astaxanthin and protein, followed by HPLC. However, cholesterol esterases are not suitable for mass production due to their high cost.

고가의 에스테라제 대신 화학적 방법을 통해 콜레스테롤 에스테라제를 사용하는 것과 동일한 결과를 얻을 수 있었으며 대량 생산이 가능한 방법을 제공하는 것이다. 염기성 알코올 용액으로 에스터 결합을 끊고 산성 수용액으로 중화한 후 HPLC를 통해 확인하였다.Instead of expensive esterases, chemical methods were used to achieve the same results as using cholesterol esterases, and to provide a way for mass production. The ester bond was terminated with a basic alcohol solution, neutralized with an acidic aqueous solution, and confirmed by HPLC.

메탄올 100ml와 증류수 0.1ml에 수산화나트륨 0.072g을 녹여 염기성 알코올용액을 제조하였다. 헤마토코커스 조류 0.1g을 제조한 염기성 메탄올 용액에 넣고 50℃로 환류교반시켰다. 4-5 시간 후 상온으로 냉각하고 묽은 산성 수용액으로 리트머스종이나 pH meter를 사용하여 중성이 될 때까지 중화시킨다.A basic alcohol solution was prepared by dissolving 0.072 g of sodium hydroxide in 100 ml of methanol and 0.1 ml of distilled water. 0.1 g of hematococcus alga was added to the prepared basic methanol solution, and the mixture was stirred under reflux at 50 ° C. After 4-5 hours, cool to room temperature and neutralize with diluted acidic solution until neutral using litmus species or pH meter.

상기 반응물에 Na2SO4(H2O)을 0.5g 가하고 석유에테르를 1ml 가한다. 30초간 격렬하게 교반한 후 3분간 원심분리(3500rpm)하여 석유에테르 층을 Na2SO4(anhydrous) 0.5g이 들어있는 튜브에 옮긴다. 석유에테르를 사용하여 추출을 반복한다. 이를 원심 분리하여 깨끗한 튜브로 옮겨 담는다. 이 과정 중 모든 카로테노이드가 옮겨지도록 석유에테르로 Na2SO4를 씻어낸다. 감압 건조하여 석유에테르를 제거하고 에틸아세테이트와 메탄올의 4 : 1 혼합 용매에 녹여낸 뒤 마이크로 필터를 사용하여 여과한 후 HPLC를 사용하여 분석한다. HPLC 결과 에스테라제를 사용하여 함량을 측정한 것과 동일한 결과를 얻을 수 있었으며 이는 그림 7에 제시되었다.0.5 g of Na 2 SO 4 (H 2 O) is added to the reaction and 1 ml of petroleum ether is added. After vigorous stirring for 30 seconds, centrifugation (3500 rpm) for 3 minutes is carried to transfer a layer of petroleum ether to a tube containing 0.5 g of Na 2 SO 4 (anhydrous). The extraction is repeated using petroleum ether. Centrifuge it and transfer to a clean tube. During this process, Na 2 SO 4 is rinsed with petroleum ether to transfer all carotenoids. Drying under reduced pressure to remove petroleum ether, dissolved in a 4: 1 mixed solvent of ethyl acetate and methanol, filtered using a micro filter, and analyzed using HPLC. HPLC results showed the same results as those measured with esterase, which is shown in Figure 7.

메탄올 100g과 증류수 0.1g에 수산화나트륨 5g을 녹여 알코올성 염기성 용액을 제조하였다. 헤마토코커스 조류 10g을 제조한 메탄올 염기성 용액에 넣고 50℃로 환류 교반 시켰다. 2-3시간 후 상온으로 냉각한 후 묽은 산성 수용액으로 리트머스종이나 pH meter를 사용하여 중성이 될 때까지 중화시킨다. HPLC로 분석하기 위해 상기 방법과 동일한 방법으로 전처리를 한 후 측정한다. HPLC결과 위와 동일한 결과를 얻을 수 있었으며 이는 그림 8에 제시되었다.An alcoholic basic solution was prepared by dissolving 5 g of sodium hydroxide in 100 g of methanol and 0.1 g of distilled water. 10 g of hematococcus alga was added to the prepared methanol basic solution, and the mixture was stirred at reflux at 50 ° C. After 2-3 hours, the mixture is cooled to room temperature and neutralized with a diluted acidic solution using a litmus species or pH meter until neutral. Measured after pretreatment in the same manner as the above method for analysis by HPLC. As a result of HPLC, the same result was obtained as shown in Fig. 8.

(그래프 6) 헤마토코커스 조류 내 아스타산틴 HPLC spectrum (콜레스테롤 에 스테라제 법)(Graph 6) Astaxanthin HPLC spectrum in hematococcus algae (cholesterol esterase method)

Figure 112003017420911-pat00006
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(그래프 7) 헤마토코커스 조류의 염기성 용액에 의한 가수분해에 의한 프리아스타산틴 제조 HPLC spectrum(Graph 7) Preparation of priasanthin by hydrolysis with basic solution of hematococcus alga HPLC spectrum

Figure 112003017420911-pat00007
Figure 112003017420911-pat00007

(그래프 8) 헤마토코커스 조류의 염기성 용액에 의한 가수분해에 의한 프리아스타산틴 제조 HPLC spectrum(Graph 8) Preparation of priasanthin by hydrolysis with basic solution of hematococcus alga HPLC spectrum

Figure 112003017420911-pat00008
Figure 112003017420911-pat00008

상기와 같은 본 발명에 따르면 아스타산틴의 추출 공정 시 2000-2500bar로 가압하여 세포벽을 완전히 파괴하고, 정격 출력 200-2000와트와 16-25kHz의 초음파 진동을 이용하여 처리하며, 추출 용매로서 천연에서 얻을 수 있는 식용 가능한 알코올 및 유기용매들을 사용함으로써, 저비용, 고효율의 간단한 장치 및 추출조건으로 고농도의 아스타산틴을 추출하여 생산성을 높임으로써 낮은 가격으로 고농도의 아스타산틴을 대량 생산할 수 있어, 동 재료를 식품첨가물, 화장품, 사료용, 전자 재료용 감광제 또는 색소로 사용하는 데 큰 파급 효과를 가져올 수 있다.According to the present invention as described above, astaxanthin during the extraction process is pressurized to 2000-2500bar to completely destroy the cell wall, treated using ultrasonic vibration of rated output 200-2000 watts and 16-25kHz, obtained in nature as extraction solvent By using edible edible alcohols and organic solvents, it is possible to mass produce high concentrations of astaxanthin at low price by extracting high concentrations of astaxanthin with low cost, high efficiency and simple device and extraction conditions, thereby increasing productivity. It can have a great ripple effect when used as additives, cosmetics, feed, photosensitizers or pigments for electronic materials.

Claims (12)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete a) 아스타산틴을 포함한 헤마토코커스 조류, 파피아로드지마, 새우, 게, 랍 스터 및 연어로 이루어지는 군에서 선택되는 재료를 건조하고 분쇄하는 단계;a) drying and pulverizing a material selected from the group consisting of hematococcus algae, papia rodjima, shrimp, crab, lobster and salmon, including astaxanthin; b) 분쇄된 재료를 가압하여 세포벽을 파괴하는 단계;b) pressing the ground material to break the cell wall; c) 세포벽이 파괴된 재료를 효소를 이용하지 않고 염기성 용액 상태에서 가수분해하는 단계;를 포함하는c) hydrolyzing the material in which the cell wall is destroyed in a basic solution state without using an enzyme; 고농축 프리 아스타산틴의 제조 방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 분쇄된 재료를 가압하여 세포벽을 파괴하는 b) 단계와, 염기성 용액 상태에서 가수분해하는 c) 단계 사이에,Between step b) of pressing the ground material to break the cell wall and c) hydrolyzing in basic solution state, 세포벽이 파괴된 재료를 천연 용매에 넣고 정격출력 200-2000와트와 16-25kHz의 초음파를 가하여 아스타산틴 오일을 추출하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는The method comprising the steps of extracting astaxanthin oil by putting the material in which the cell wall is destroyed in a natural solvent and applying an ultrasonic power of 200-2000 watts and 16-25 kHz at a rated output. 고농축 프리 아스타산틴의 제조방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 가압 단계에서의 압력은 2,000-2,500bar인 것을 특징으로 하는The pressure in the pressurization step is characterized in that 2,000-2,500bar 고농축 프리 아스타산틴의 제조방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 사용되는 추출용 용매는 천연에서 얻을 수 있는 식용 가능한 알코올, 메탄올, 아세톤, 핵산, 석유에테르, 클로로포름 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이거나 그들의 혼합물인 것을 특징으로 하는The extraction solvent used is any one selected from the group consisting of edible alcohols, methanol, acetone, nucleic acids, petroleum ether, chloroform and ethyl acetate which can be obtained in nature, or a mixture thereof. 고농축 프리 아스타산틴의 제조방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 사용되는 염기성 용액은The basic solution used is 알코올, 메탄올, 아세톤, 핵산, 석유에테르, 클로로포름 및 에틸아세테이트로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나이거나 그들의 혼합물에,Any one selected from the group consisting of alcohol, methanol, acetone, nucleic acid, petroleum ether, chloroform and ethyl acetate or mixtures thereof; 소량의 물과,With a small amount of water, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화 칼슘, 수산화 암모늄, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산 암모늄 및 탄산 마그네슘으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 또는 그들의 혼합물을 수소이온농도가 8-12가 되도록 섞어서 제조되는 용액인 것을 특징으로 하는Sodium hydroxide, calcium hydroxide, calcium hydroxide, ammonium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, ammonium carbonate and magnesium carbonate any one or a mixture thereof selected from the group consisting of a solution prepared by mixing so that the hydrogen ion concentration is 8-12 By 고농축 프리 아스타산틴의 제조방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 초음파 처리 단계 시 연속적 또는 간헐적으로 10-600분간 초음파로 처리하는 것을 특징으로 하는During the ultrasonic treatment step characterized in that the ultrasonic treatment for 10-600 minutes continuously or intermittently 고농축 프리 아스타산틴의 제조방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin. 제6항 또는 제7항에 있어서,The method according to claim 6 or 7, 세포벽이 파괴된 재료를 효소를 이용하지 않고 염기성 용액 상태에서 가수분해하는 단계 이후에,After the step of hydrolyzing the material whose cell wall is destroyed in a basic solution without using an enzyme, 염산, 황산, 질산, 아세트산, 포름산, 구연산 및 젖산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 그들의 혼합물로서 수소이온농도가 2-6인 것으로 중화하는 단계가 더 포함된 것을 특징으로 하는Neutralizing the hydrogen ion concentration to 2-6 as any one or a mixture thereof selected from the group consisting of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, formic acid, citric acid and lactic acid 고농축 프리 아스타산틴의 제조 방법.Method for producing highly concentrated free astaxanthin.
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