KR100615854B1 - 배과피에서 페놀성물질과 펙틴의 연속추출 및 정제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배과피에서 페놀성물질과 펙틴을 연속적으로 추출하고 정제하는 방법에 관한 것으로서 배과피와 70% 메탄올 또는 70% 아세톤의 비율을 1 : 4로 혼합하고 파쇄하여 연속 두 번 추출하고 여액과 잔사를 얻어 여액은 농축한 후 농축액 또는 동결건조하여 흡착제에 통과시켜 정제하여 배 페놀성 물질 혼합물을 얻고, 잔사는 40℃에서 건조하고 건조물에 30배의 물을 가한 후 1 N의 질산으로 pH를 2.0으로 조절하고 90℃에서 1시간 추출하여 여액을 얻고 여액에 이소프로판올을 첨가하여 침전물을 얻으며 침전물을 에탄올로 세척하여 당을 제거하고 다시 물에 녹여 여과한 후 침전시키는 방법, 또는 물에 녹여 여과한 후 동결건조 하여 정제된 펙틴을 얻는 것을 특징으로 한다.

배과피, 배 페놀성물질, 배 펙틴, 연속추출, 정제

Description

배과피에서 페놀성물질과 펙틴의 연속추출 및 정제{Continuously extraction and purification of phenolic compounds and pectin from Asian pear peel}

본 발명은 배과피에서 페놀성물질과 펙틴을 연속적으로 추출하고 정제하는 방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 배과피로부터 페놀성물질을 추출한 후 남은 잔사로 펙틴을 추출하고 추출한 페놀성물질과 펙틴을 정제하는 방법에 관한 것이다.

식물의 2차대사 산물로 알려져 있는 페놀성물질은 식물계에 널리 존재하고 있으며 이들은 항산화활성에 의하여 사람들의 건강에 유익한 작용을 하는 것으로 나타났고 특히 과일은 페놀성물질의 주요한 공급원이다. 펙틴은 식물 세포의 세포벽이나 중엽에 존재하는 다당류이며 수용성 식이섬유로 혈당 상승억제, 과잉 콜레스테롤이나 담즙산 배설촉진, 장내환경개선 등 다양한 생리활성을 갖고 있다. 이러한 펙틴은 겔화제, 안정제, 점증제, 지방대체제로써 식품이나 의약품 및 화장품 등에 많이 사용되고 있다. 배 과실에서 페놀성물질은 과피와 과피에 가까운 과육부분에 주로 분포되어 있고 페놀성물질을 함유하는 세포막에는 펙틴 함량이 상당히 높다. 또한 배과피는 쥬스 등 제조시 가공부산물로 발생하지만 효율적으로 이용되지 못하고 있다.

최근 과일의 페놀성물질이 다양한 생리작용으로 각광을 받고 있는 가운데 대한민국공개특허공보 공개번호 특1999-0071436에는 미숙사과로부터 페놀성 물질성분을 다량 함유하는 미숙사과 농축물의 제조방법, 공개번호 특1995-001677에는 장미과에 속하는 사과, 배, 복숭아 등의 미숙과를 원료로 착즙 또는 추출하여 열매 페놀성물질을 제공하는 방법, 공개번호 특2003-0040451은 야생사과 열매로부터 착즙 또는 추출하여 과일 페놀성물질을 제조하는 방법이 보고 되어있으며 공개번호 제10-2001-0037594에는 감귤, 사과, 오렌지, 레몬 등 과일의 껍질로부터 펙틴을 제조하는 방법이 공개되었다.

종래의 방법은 과일의 페놀성물질 제조 시 과실 껍질만 이용하지 않고 미숙 과실 전체를 사용하는 것을 특징으로 하였고 또 단지 페놀성물질만을 추출하고 잔사를 이용하지 않았다.

종래의 방법으로 신선한 배과피에서 직접 펙틴 제조 시 시료에 다량 존재하는 페놀성물질의 작용으로 인한 갈변현상이 제조된 펙틴의 색탁에 영향을 주어 품질이 나빠지는 단점이 있다.

부산물로 발생하는 배과피를 보다 효율적으로 이용하여 한가지 시료에서 페놀성물질과 펙틴을 연속적으로 두가지 소재를 아울러 품질이 좋은 펙틴을 제조하기 위한 방법을 검토 확인하여 본 발명에 도달하였다.

본 발명은 가공 부산물로 발생하는 배과피로부터 페놀성물질과 펙틴을 연속 적으로 추출하는 방법 및 배 페놀성물질 추출물과 품질이 향상된 배 펙틴을 제공하려는데 있다.

본 발명은 배과피에서 페놀성물질과 펙틴을 연속적으로 추출하고 정제하여 정제된 페놀성물질과 품질이 향상된 배 펙틴을 제공하는 것을 특징으로 하며 더 상세하게는 다음과 같은 단계를 포함한다.

(1) 페놀성물질의 추출단계

신선한 배과피와 추출용매(70% 메탄올 또는 70% 아세톤) 비율을 1 : 4로 혼합하여 파쇄한 후 여과하여 여액을 얻고 잔사를 다시 한번 추출한다. 추출한 여액을 혼합한 후 40℃에서 감압 농축하고 농축액 또는 동결 건조하여 건조 분말을 얻는다.

(2) 건조단계

상기 페놀성물질의 추출단계에서 생성된 잔사를 40℃의 건조기에서 건조하여 잔존하는 추출용매를 제거한다.

(3) 펙틴 추출단계

건조된 잔사에 잔사무게의 30배되는 증류수를 첨가하고 1 N의 질산을 이용하여 pH 2.0으로 조절하여 환류추출기에 옮겨 90℃에서 1시간 추출한 후 거즈와 여과지로 여과하여 상등액을 얻고 여과액에 여액의 2배 부피의 이소프로판올을 첨가하고 5시간 방치하여 침전물을 얻는다.

(4) 페놀성물질의 정제

상기 (1)에서 얻은 농축액 또는 분말을 물에 녹여 페놀성물질류를 선택적으로 흡착하고 용리할 수 있는 옥타데실 실리카 겔 컬럼에 통과시킴에 의하여 페놀성물질을 흡착시킨다. 이어서 물을 통과시킴에 의하여 물에 용해되는 당 등 물질을 제거하고 10∼60% 메탄올을 통과시킴에 의하여 페놀성물질 획분을 얻고 용출한 용액을 감압 농축하여 메탄올을 제거하고 건조물을 얻는다.

(5) 펙틴의 정제

상기 (3)에서 얻은 침전물을 에탄올로 3∼4차 세척하여 당을 제거하고 에탄올을 완전히 제거한 후 물에 녹이고 여과하여 여액을 얻는다. (3)에서와 같이 여액에 이소프로판올을 첨가하여 다시 침전물을 얻어 40℃에서 건조시키거나 또는 여액을 동결 건조한 후 분말화 하여 건조 분말을 얻을 수 있다. 이 단계를 반복함으로 하여 더 높은 순도의 펙틴을 얻을 수 있다.

이하 본 발명은 구체적인 효과를 실시예를 들어 상세하게 설명하고자 한다. 하지만 이로써 본 발명의 권리 범위를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

추출용매와 추출횟수에 따른 페놀성물질의 추출효율

추출용매와 농도에 따른 배과피(신고)의 페놀성물질 추출효율을 Folin-Denis 법으로 측정하여 표 1에 나타내었다. 결과 모든 농도 범위에서 아세톤의 추출효율이 가장 높았고 메탄올, 에탄올, 아세톤 3용매에서 모두 60-80％ 농도 범위에서 높은 추출효율을 보였다. 60-80％ 사이에서 5％ 농도 간격으로 측정하여 최적추출 농도를 알아본 결과 3용매에서 모두 70％ 농도에서 추출하는 것이 가장 효율적인 것 으로 나타났다.

70％의 메탄올과 아세톤을 사용하여 페놀성물질을 추출하고 추출횟수에 따른 추출효율을 측정한 결과 표 2에서와 같이 70％ 메탄올은 2차에 걸쳐 약 97％가 추출되었고 70％ 아세톤은 1차에서 86.35％, 2차에서는 11.74％ 추출되어 2차에 걸쳐 약 98％가 추출되었다.

[표 1] 추출용매에 따른 페놀성물질의 추출수율 (mg/g)

[표 2] 추출횟수에 따른 페놀성물질의 추출효율

실시예 2

페놀성물질 추출물의 제조

70％ 메탄올을 사용하여 배과피 500 g에서 페놀성물질을 2차 추출, 농축, 동결 건조하여 건조물 42.53 g을 얻었다. 고속액체 크로마토그래피법에 의하여 건조물에 함유된 알부틴, 클로로겐산, 에피카테킨 등 성분을 정량한 결과 각각 6.33, 0.21, 0.32 mg/g 함유하고 있는 것으로 측정되었다. 건조물 1 g을 머크사의 리크로프레프 RP-18 겔을 충진한 컬럼에 흡착시킨 후 25％와 60％ 메탄올로 용출하여 얻은 용출 획분을 감압 농축하여 65 mg의 건조물을 얻었다. 이 건조물 중 상기 성분들의 함량을 동일한 방법으로 정량한 결과 알부틴의 회수율은 93.64％, 클로로겐산은 100％, 에피카테킨은 89.68％로 나타나 이상의 공정에 의하여 효과적으로 배과피에서 페놀성물질 함유물을 제조할 수 있을 것으로 판단되었다.

실시예 3

연속추출에 의한 펙틴의 추출효과

배과피에서 페놀성물질을 추출하고 남은 잔사로부터 펙틴을 추출하는 연속 추출 방법과 직접 배과피를 이용하여 펙틴을 추출하는 직접추출 방법으로 펙틴을 추출하여 그 수율과 추출된 펙틴의 색도를 측정한 결과를 표 3에 나타내었다. 표 3의 결과는 펙틴 추출 전 페놀성물질을 메탄올 혹은 아세톤과 같은 용매로 추출함으로 인하여 펙틴의 추출수율에 영향을 미치지 않을 뿐만 아니라 반면에 페놀성물질을 추출함으로 하여 페놀성물질에 의한 갈변을 방지하여 오히려 직접추출보다 더 밝은 색의 펙틴을 얻득 수 있음을 나타낸다.

[표 3] 추출방법에 따른 펙틴의 추출수율과 색도

실시예 4

반복 침전에 의한 펙틴의 정제효과

펙틴 추출여액에 이소프로판올을 첨가하여 얻은 침전물을 에탄올을 사용하여 세척한 후 건조하여 제조된 펙틴의 순도는 42.10％이었다. 건조 전 에탄올을 완전히 제거하고 물에 용해시켜 여과하고 다시 이소프로판올을 첨가하여 침전시켜 건조한 펙틴의 순도는 66.61％이었고 이 공정을 다시 한번 반복하여 제조된 펙틴의 순도는 78.15％로 측정되어 이 결과는 반복 침전에 의하여 펙틴의 순도를 높일 수 있다는 것을 나타낸다.

본 발명은 한가지 원료에서 페놀성물질과 펙틴을 연속적으로 추출하여 원료 이용률을 높이고 갈변방지제를 사용하지 않고도 직접 추출보다 더 색탁이 밝아 우수한 품질의 펙틴을 제조하는 효과가 있으며 배과피를 사용함으로써 가공부산물을 기능성물질소재원으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. (a) 배 쥬스 등 가공 부산물로 발생되는 배과피를 70％ 메틴올 또는 70％ 아세톤과 1 : 4의 비율로 혼합하여 파쇄한 후 여과하여 여액을 얻고 잔사를 다시 한번 추출하여 얻은 여액을 혼합하여 40℃에서 감압농축하고 농축액 또는 동결 건조하여 건조분말을 얻는 단계;

   (b) 상기 (a)단계에서 생성된 잔사를 40℃의 건조기에서 건조하는 단계;

   (c) 상기 (b)단계에서 얻은 건조된 잔사에 잔사무게의 30배되는 증류수를 첨가하고 1 N의 질산을 이용하여 pH를 2.0으로 조절하고 환류추출기에 옮겨 90℃에서 1시간 추출 후 여과하여 여액을 얻고 여액의 2배되는 이소프로판올을 첨가하고 5시간 방치하여 침전물을 얻는 단계;

   (d) 상기 (a)에서 얻은 농축액 또는 분말을 옥타데실 실리카 겔 컬럼에 통과시켜 용출액을 얻고 감압 농축하여 페놀성물질 혼합물을 얻는 단계;

   (e) 상기 (c)에서 얻은 펙틴 침전물을 에탄올로 세척하고 에탄올을 완전히 제거한 후 다시 물에 녹이고 여과하여 얻은 여액을 (c)에서와 같이 다시 침전시켜 침전물을 40℃에서 건조하거나 또는 여액을 동결 건조하여 건조물을 얻는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 배 페놀성물질과 펙틴을 연속 추출 제조하는 방법.