KR100688075B1 - 수용성 대두 올리고당류 분말의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탈지 대두박을 원료로 대두펩타이드를 추출하고 얻어지는 부산물인 총 당 함량 80∼90%의 대두당 잔사를 준비하는 공정; 상기 대두 잔사를 물 또는 물과 에탄올의 혼합용매에 분산 용해시켜 고형분 함량을 3∼10 중량%로 조정시킨 후, 0.1∼1.0 M NaOH 또는 HCl로 30∼50℃에서 1차 산 또는 알칼리 처리하여 조단백질을 가수분해 상등액으로 제거시켜 수불용성 대두당 획분을 수득하는 공정; 수불용성 획분을 2차 산 또는 알칼리 처리시켜 수득된 수용성 대두 당류를 컬럼 수지로 분리 정제시키는 공정으로 구성된 순도 98% 이상 중합도 3∼9의 수용성 대두 올리고당류 분말의 제조방법을 제공하는 것이다.

대두 올리고당류, 산처리, 컬럼, 수지

Description

수용성 대두 올리고당류 분말의 제조방법{Process for preparing water soluble soy oligo-saccharide powder}

도 1은 실시예 1에서 제조된 수용성 대두 올리고당류의 HPLC 프로파일을 나타낸 것이다.

도 2는 실시예 2에서 제조된 수용성 대두 올리고당류의 HPLC 프로파일을 나타낸 것이다.

도 3은 실시예 3에서 제조된 수용성 대두 올리고당류의 HPLC 프로파일을 나타낸 것이다.

도 4는 실시예 4에서 제조된 수용성 대두 올리고당류의 HPLC 프로파일을 나타낸 것이다.

도 5는 비교예 1에서 제조된 수용성 대두 올리고당류의 HPLC 프로파일을 나 타낸 것이다.

본 발명은 대두 펩타이드 제조공정 중에 발생되는 부산물을 이용한 수용성 대두 올리고당류 분말의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원재료인 당 함량 80∼90 중량%의 불용성 대두당 잔사를 산 또는 알칼리 처리를 통한 조직의 연화와 조단백질 함량을 2 중량% 이하로 제거시키고 산 또는 알칼리 처리를 통해 조직의 분해 및 수용성 대두 올리고당류를 수득한 후, 이온교환수지를 통해 분리 정제하여 고순도 수용성 대두 올리고당류 분말을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 수용성 대두 당류는 분리대두단백 또는 대두펩타이드 제조공정에서 발생되는 부산물 즉, 조단백질을 분리한 대두당 잔사를 원재료로 하여 생산하는 중합도 3∼9의 올리고당류로, 그 당류의 주요 구성성분은 헤미셀루로오스이고, 구성 단당은 람노스, 푸코스, 아라비노오스, 자일로스, 갈락토오스, 글루코스, 우론산 등이 일정 비율로 결합되어져 있는 올리고당류이다.

수용성 대두 당류의 특징은 일반 수용성 식물 섬유가 가지고 있는 정장효과 등의 생리 기능과 온수, 냉수에도 용해되고, 또한 수용액의 점성은 낮으며 내열성, 내산성에 우수하여 산성유제품 단백질 분산 안정제로 사용이 가능할 뿐만 아니라 조막성이 뛰어남으로 식품의 노화방지 효과 등으로 식품 제조 공정에서 이용하기 쉬운 소재이다.

상기의 서술한 바와 같이 대두 당류를 제조하는 종래의 기술을 살펴보면, 미국특허 제4,119,435호에서는 탈지대두(조 단백질 함량 40∼50%)를 원재료로 하여 물추출과 알칼리처리, 산처리를 실시한 뒤, 건조 분쇄를 통해 무질소 탄수화물 함량 77% 이상의 불용성 대두 당류 제조방법을 제시하였다.

그러나 상기와 같은 제조방법들은 탈지 대두박을 원료로 비교적 간단한 제조과정을 거쳐 만들어지나 최종 제품의 물성이 불용성이므로 광범위한 식품소재의 적성으로 부적합한 문제점이 존재한다.

이를 해결하기 위해 일본공개특허 제2000-67595호 '수용성다당류의 제조법'에서는 분리 대두 단백 제조공정에서 얻어지는 대두박을 원재료로 하여 물에 분산시켜 고형분 함량 5 중량%로 조정시킨 후, 단백효소분해 반응을 실시하여 잔여 조단백질 함량을 낮춘 뒤, 36% 염산 처리로 수용성 다당류 추출 및 중화, 원심분리, 건조함으로써 제조하는 것을 특징으로 하는 수용성 다당류 제조방법이 개시되어 있으나 이 역시 낮은 수율과 탁도, 최종제품의 무기염류 제거가 용이하지 않은 문제 점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 수용성 대두 당류 제조를 위해 사용된 단백 효소 분해 반응, 원심분리 공정을 거치지 않고, 최종제품의 무기산, 무기염류의 제거를 통한 인체에 유해하지 않은 대두 당류의 제조를 위해 알칼리처리, 산처리 이후 중화공정을 거쳐 이온교환수지를 통해 분리 정제 및 분무 건조한 수용성 대두 당류 분말의 제조방법을 개발하여 제조공정의 단순화와 제조비용 절감을 통한 수용성 대두 당류 분말을 제공하는 것이다.

본 발명은 탈지 대두박을 원료로 대두펩타이드를 추출하고 얻어지는 부산물인 총 당 함량 80∼90%의 대두당 잔사를 준비하는 공정; 상기 대두 잔사를 물 또는 물과 에탄올의 혼합용매에 분산 용해시켜 고형분 함량을 3∼10 중량%로 조정시킨 후, 0.1∼1.0 M NaOH 또는 HCl로 30∼50℃에서 1차 산 또는 알칼리 처리하여 조단백질을 가수분해 상등액으로 제거시켜 수불용성 대두당 획분을 수득하는 공정; 수불용성 획분을 2차 산 또는 알칼리 처리시켜 수득된 수용성 대두 당류를 컬럼 수지로 분리 정제시키는 공정으로 구성된 순도 98% 이상 중합도 3∼9의 수용성 대두 올 리고당류 분말의 제조방법을 제공하는 것이다.

이때 상기 1차 산 알칼리 처리 조건은 반응온도 35∼45℃이고 반응시간은 1∼5 시간임을 특징으로 하고, 2차 산 알칼리 처리 조건은 반응온도 40∼95℃ 반응시간 1∼5시간임을 특징으로 하고, 수득된 대두당류를 이온교환수지로 통액시켜 무기염류를 제거 및 정제를 특징으로 하고, 분무 건조를 통해 순도 98% 이상의 수용성 대두 올리고당류 분말을 수득함을 특징으로 한다.

한편, 상기 수용성 대두 올리고당류 분말은 중합도 3∼6의 대두 올리고당임을 특징으로 하고, 상기 올리고당의 성분은 람노스, 푸코스, 아라비노오스, 자일로스, 갈락토오스, 글루코스, 우론산 등이 일정 비율로 결합되어져 있는 올리고당류임을 특징으로 한다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예들로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(실시예 1) 수용성 대두 올리고당류의 제조

조단백질 함량 10 중량%의 대두박 100 g을 물에 분산시켜 고형분 함량 3∼10 중량%로 조정시킨 후, 0.1∼1.0M NaOH를 첨가 100 rpm으로 교반시키면서, 1∼5시간 반응시켰다. 이때의 반응온도는 35∼45℃이다. 수층에 용해된 가용성 물질을 제거하기 위해 상등액을 제거시킨 후, 얻어진 대두 잔사를 물로 2∼3회 세척한 후 수득된 잔사를 0.1 M의 HCl로써 산처리를 실시한다. 이때 산처리 조건은 반응온도 60∼80℃ 이고 반응시간은 1∼5 시간, pH는 2.5∼4.0 이었다. 산처리 후 얻어진 대두당류 수용액 내의 무기염류를 이온교환수지로 제거 및 정제하고, 농축 건조시켜 수용성 대두 당류 분말을 얻었다. 얻어진 수용성 대두 올리고당류의 함량 및 순도를 표 1에 나타내었다.

(실시예 2) 수용성 대두 올리고당류의 제조(알칼리 처리 방법의 변경)

실시예 1에서 0.1∼1.0 M NaOH로 알칼리 처리하는 것 대신에 0.1∼ 1.0 M의 HCl을 이용한 산처리한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다. 얻어진 수용성 대두 올리고당류의 함량 및 순도를 표 1에 나타내었다.

(실시예 3) 수용성 대두 올리고당류의 제조

실시예 1에서 대두박 100 g을 물에 분산시켜 용해시키는 대신에 물과 에탄올의 혼합비율이 50 : 50의 혼합용매에 분산 용해시킨 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다. 얻어진 수용성 대두 올리고당류의 함량 및 순도를 표 1에 나타내었다.

(실시예 4) 수용성 대두 올리고당류의 제조

실시예 1에서 산처리 방법 대신에 NaOH로 알칼리 처리하여 pH 11∼13으로 조정하여 분해시키는 것을 제외하고는 동일한 방법으로 실시하였다. 얻어진 수용성 대두 올리고당류의 함량 및 순도를 표 1에 나타내었다.

(비교예 1) 알칼리 처리 공정의 삭제를 통한 수용성 대두 올리고당류의 제조

실시예 1에서 0.1∼1.0 M NaOH를 첨가 100 rpm으로 교반시키면서, 1∼5시간 동안 30∼50℃에서 반응시켜 조단백질을 분해시키는 알칼리 처리 공정을 제외하고 바로 조단백질 함량 10 중량%의 대두박 100 g을 물에 분산시켜 고형분 함량 3∼10 중량%로 조정시킨 후, 나머지 공정은 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다. 얻어진 수용성 대두 올리고당류의 함량 및 순도를 표 1에 나타내었다.

수득된 수용성 대두 올리고당류의 양과 순도

	수용성 대두 올리고당류의 양 (g)	순도 (%)
실시예 1	60.3	99.1
실시예 2	58.0	98.5
실시예 3	57.8	98.6
실시예 4	50.2	97.9
비교예 1	52.7	74.8

(실시예 5) 수득된 수용성 대두 올리고당류의 당조성

실시예 1∼4, 비교예 1에서 제조된 수용성 대두 올리고당류의 당조성를 조사하였다. 수용성 대두 올리고당류의 당조성은 DP2 이하인 경우, DP3∼DP5, DP6∼DP9, DP10 이상의 경우로 나누어 조사하였다. 표 2는 그 결과를 나타낸 것이다.

수용성 대두 당류의 당조성 분포

	당조성 (< DP2)	당조성 (DP3∼DP5)	당조성 (DP6∼DP9)	당조성 (>DP10)
실시예 1	1.4	68.6	29.9	0.1 이하
실시예 2	1.8	60.4	37.7	0.1 이하
실시예 3	1.2	70.5	28.2	0.1 이하
실시예 4	1.9	74.5	23.5	0.1 이하
비교예 1	6.9	33.1	56.8	3.2

실시예를 종합해 본 결과 순도 98% 이상, 수용성 대두 올리고당류 수율 55% 이상, DP3∼DP9의 당조성 98% 이상을 함유하며 이온교환수지처리를 통해 미백색의 수용성 대두 당류 분말을 생산할 수 있었다.

본 발명의 효과는 대두 펩타이드 제조공정 중에 발생되는 부산물을 이용한 식품소재 개발로, 원재료인 대두잔사를 0.1∼1.0 M NaOH 또는 HCl의 처리로 조직의 연화와 조단백질 함량을 2 중량%로 제거시키고 산처리 방법을 이용하여 조직의 분해 및 수용성 당류를 추출하여 이온교환수지를 통해 분리 정제 처리 결과 순도 98% 이상, DP3∼DP9의 당조성 함량이 98% 이상인 수용성 대두 올리고당류 분말을 제조할 수 있게 된 것이다.

Claims (4)

1. 탈지 대두박을 원료로 대두펩타이드를 추출하고 얻어지는 부산물인 총 당 함량 80∼90%의 대두당 잔사를 준비하는 공정; 상기 대두 잔사를 물 또는 물과 에탄올의 혼합용매에 분산 용해시켜 고형분 함량을 3∼10 중량%로 조정시킨 후, 0.1∼1.0 M NaOH 또는 HCl로 35∼45℃에서 1∼5시간 동안 1차 산 또는 알칼리 처리하여 조단백질을 가수분해 상등액으로 제거시켜 수불용성 대두당 획분을 수득하는 공정; 수불용성 획분을 40∼95℃에서 1∼5시간 동안 2차 산 또는 알칼리 처리시켜 수득된 수용성 대두 당류를 이온교환수지로 통액시켜 무기염류를 제거 및 정제시키는 공정으로 구성된 순도 98% 이상 중합도 3∼9의 수용성 대두 올리고당류 분말의 제조방법
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 수용성 대두 올리고당류 분말은 중합도 3∼6의 대두 올리고당이고, 상기 올리고당의 성분은 람노스, 푸코스, 아라비노오스, 자일로스, 갈락토오스, 글루코스, 우론산 등이 일정 비율로 결합되어져 있는 올리고당류임을 특징으로 하는 수용성 대두 올리고당류 분말의 제조방법
4. 삭제

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