KR100753982B1 - Method of recovering pinitol in high yield from carob syrup - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐롭시럽으로부터 피니톨을 고수율로 분리하는 방법에 관한 것으로, (a) 캐롭 시럽을 적당한 농도로 희석한 후 미생물의 배양을 통하여 일반당 성분을 제거하는 공정; (b) 상기 미생물 배양에 의해 생성된 균체를 원심분리나 여과를 통해 제거시키는 전처리 공정; (c) 상기 미생물이 효모일 경우 생성된 에탄올 성분을 증류로 제거하는 공정; (d) 상기 시료로부터 활성탄 컬럼을 이용하여 피니톨을 효율적으로 회수하는 공정; 및 (e) 상기 시료를 농축한 후 에탄올을 첨가하여 피니톨의 결정을 형성시키는 공정을 포함하는 본 발명 방법은 캐롭시럽 내의 피니톨 함량을 증가시키고 원료 중에 들어있는 다른 당 성분을 효과적으로 제거가능하므로 캐롭시럽으로부터 고수율로 피니톨을 분리하는 매우 뛰어난 효과가 있다.The present invention relates to a method for separating high yield of finitol from carob syrup, comprising the steps of: (a) diluting carob syrup to an appropriate concentration to remove common sugar components through cultivation of microorganisms; (b) a pretreatment step of removing the cells produced by the microbial culture through centrifugation or filtration; (c) removing distilled ethanol produced when the microorganism is yeast; (d) efficiently recovering finitol using the activated carbon column from the sample; And (e) concentrating the sample and then adding ethanol to form pinitol crystals. The method of the present invention increases the content of pinitol in carob syrup and effectively removes other sugars contained in the raw material. There is a very good effect of separating the finitol in high yield.

케롭, 피니톨, 카이로이노시톨, 분리Kerop, Finitol, Cairoinositol, Separation

Description

캐롭시럽으로부터 피니톨을 고수율로 회수하는 방법{Method of recovering pinitol in high yield from carob syrup}Method of recovering pinitol in high yield from carob syrup

도 1은 활성탄 컬럼을 이용하여 대두부산물로부터 피니톨 및 카이로이노시톨을 분리하는 과정을 나타내는 개략적인 공정도이다.1 is a schematic process diagram illustrating a process of separating finitol and chiroinositol from soybean by-product using an activated carbon column.

본 발명은 캐롭시럽(carob syrup)으로부터 피니톨(pinitol)을 고수율로 분리하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 캐롭 열매의 깍지에 다량 들어있는 당성분을 농축한 액인 캐롭시럽으로부터 미생물 처리 및 활성탄 칼럼을 이용하여 피니톨을 고수율로 경제적으로 분리하는 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a method of separating pinitol from carob syrup in high yield, and more specifically, to treating microorganisms and activated carbon from carob syrup, which is a liquid concentrate of a large amount of sugar components in a pod of carob fruit. A process for economically separating finitol in high yield using a column.

카이로이노시톨(chiro-inositol)과 그 메틸에테르 형인 피니톨(pinitol)은 대두, 솔잎 등 천연물에 포함되어 있는 천연의 혈당강하 성분으로서 근래에 과학자들의 많은 관심을 끌고 있다. 카이로이노시톨과 피니톨은 이미 잘 알려져 있는 물질들로, 카이로이노시톨은 마이오이노시톨(myo-inositol)의 에피머로서 이의 구조이성질체이다. 또한 피니톨은 카이로이노시톨의 3번 탄소에 메틸기가 에테르 결합 으로 연결된 구조이다.Chiro-inositol and its methylether type pinitol, a natural hypoglycemic component contained in natural products such as soybean and pine needles, have recently attracted much attention from scientists. Cairo inositol and finitol are well-known substances, and chiranoinositol is an isomer of myo-inositol as its structural isomer. In addition, finitol is a structure in which a methyl group is linked to an ether bond with carbon 3 of the chiranoinositol.

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카이로이노시톨의 혈당강하 효과는 1990년대 초부터 수많은 연구보고(Ortmeyer et al., Endocrinol. 132:646-651, 1993; Huang et al., Endocrinol. 132:652-657, 1993; Farese et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91:11040-11044, 1994; Fonteles et al., Diabetologia 39:731-734, 1996)를 통하여 입증된 바 있다. 또한 카이로이노시톨은 기존의 경구용 혈당강하제들이 가지고 있는 위장 장애나 간손상, 과사용시의 저혈당같은 부작용이 없으며 천연식품 중에 포함된 성분이므로 안전하게 사용할 수 있는 장점이 있어서 건강보조식품이나 의약품 소재로 개발시 성공 가능성이 높다. 이 외에도 카이로이노시톨은 비만, 다낭포성 난소증 등의 치료에도 효과가 있는 것으로 알려졌다(Nestler J. E. et al., New Eng. J. Med., 340:1314-1320, 1999). 또한 대두 중의 카이로이노시톨 성분 중 주종인 피니톨도 그 자체로 동등한 혈당강하 효과가 있는 것으로 밝혀졌다(미국특허 제5,827,896호; Narayanan et al., Current Science, 56(3):139-141, 1987).The hypoglycemic effect of Cairoinositol has been reported since the early 1990s (Ortmeyer et al., Endocrinol. 132: 646-651, 1993; Huang et al., Endocrinol . 132: 652-657, 1993; Farese et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA , 91: 11040-11044, 1994; Fonteles et al., Diabetologia 39: 731-734, 1996). In addition, Cairoinositol has no side effects such as gastrointestinal disorders, liver damage, and hypoglycemia when overused by existing oral hypoglycemic agents, and it is included in natural foods, so it can be used safely when developing it as a health supplement or pharmaceutical material. Your chances of success are high. In addition, Cairoinositol is known to be effective in the treatment of obesity, polycystic ovary, etc. (Nestler JE et al., New Eng. J. Med., 340: 1314-1320, 1999). In addition, it was found that pinitol, which is a predominant chiroinositol component of soybean, has an equivalent hypoglycemic effect on its own (US Pat. No. 5,827,896; Narayanan et al., Current Science, 56 (3): 139-141, 1987).

이제까지 카이로이노시톨을 제조하는 방법에 있어서는 식물 잎으로부터 추출한 피니톨(디-카이로이노시톨의 메틸에테르)을 가수분해하는 방법(Anderson et al., Ind. Eng. Chem., 45:593-596, 1953), 마이오이노시톨(myo-inositol)을 유기 화학적인 방법으로 카이로이노시톨로 전환시키는 방법(Shen et al., Tetrahedron Letters, 131: 1105-1108, 1990)이 문헌에 개시된 바 있으나 이러한 공지 제조공정은 시간이 오래 걸리고 수율이 낮아 경제성이 없으며, 카수가마이신(kasugamycin)으로부터 합성하는 방법(미국특허 제 5,091,596호)도 수율이 낮아 제조가격이 상당한 고가인 것으로 판단되어, 본 발명자들은 카이로이노시톨을 좀 더 경제적으로 생산하는 방법을 개발하기 위하여 대두 및 대두가공품, 솔잎 등 카이로이노시톨이 특히 많이 함유된 식용자원을 혈당강하용 소재로 사용하는 방법과 이 식용자원으로부터 산가수분해법을 이용하여 카이로이노시톨 성분을 분리정제하는 방법을 특허출원한 바 있으며(대한민국 특허 출원 제 10-2000-12881호, 대한민국 특허 출원 제10-2000-12882호), 더 개선된 공정으로써 활성탄 칼럼을 이용하는 방법을 개발하여 종래의 지올라이트를 사용하는 방법(미국특허 제 4,482,761호), 양이온교환수지를 사용하는 방법 (미국특허 제 5,096,594), 음이온교환수지를 사용하는 방법(미국특허 제 5,482,631호) 등에 비하여 더 경제적으로 피니톨과 카이로이노시톨을 분리하는 방법을 특허출원한 바 있으며(대한민국 특허출원 제 10-2001-001611), 또한 종래의 기술들이 대두가공 부산물로부터 피니톨의 배당체 혹은 인화합물들을 회수하지 못하는 단점을 해결하기 위하여 세균, 효모, 곰팡이 등의 미생물을 이용하여 배당체나 인화합물 등 다른 형태로 존재하는 성분들을 피니톨과 카이로이노시톨로 전환시켜 줌으로써 피니톨과 카이로이노시톨을 더욱 효과적으로 회수하는 방법을 개발하여 특허출원한 바 있었다(대한민국 특허출원 제10-2001-44677).Until now, in the method of preparing chiroinositol, a method of hydrolyzing pinitol (methyl ether of di-chiroinositol) extracted from plant leaves (Anderson et al., Ind. Eng. Chem. , 45: 593-596, 1953), A method of converting myo-inositol to chiroinositol by an organic chemical method (Shen et al., Tetrahedron Letters , 131: 1105-1108, 1990) has been disclosed in the literature, but such known manufacturing processes have been time consuming. It takes a long time and has low yield and is not economical, and the method of synthesizing from kasugamycin (U.S. Patent No. 5,091,596) also has a low yield and is considered to be a considerably high production price. In order to develop a production method, a method of using edible resources, especially soybeans, soybean processed products and pine needles, containing chiroinositol, as a material for lowering blood sugar And a method for separating and purifying chiroinositol components using acid hydrolysis from this edible resource (Korean Patent Application No. 10-2000-12881, Korean Patent Application No. 10-2000-12882) As an improved process, a method using an activated carbon column was developed to use a conventional zeolite (US Pat. No. 4,482,761), a method using a cation exchange resin (US Pat. No. 5,096,594), a method using an anion exchange resin ( It has been patented for a method of separating finitol and chiroinositol more economically than US Pat. No. 5,482,631) and the like (Korean Patent Application No. 10-2001-001611). In order to solve the disadvantage of not recovering the phosphorus compounds, glycosides or phosphorylation using microorganisms such as bacteria, yeast and mold Such as developed by giving way to more effectively recover pinitol and Cairo inositol was converted to the present composition to a different form to the pinitol and Cairo inositol bar was filed patent (Republic of Korea Patent Application No. 10-2001-44677).

본 발명자들은 피니톨을 가장 경제적으로 생산할 수 있는 원료 및 기술을 지속적으로 연구하는 과정에서 대두, 솔잎 등 기존에 알려진 천연물보다는 캐롭이 가장 많은 양의 피니톨을 함유하고 있는 사실을 알게되었다. 캐롭은 주로 지중해 연안 국가에 서식하는 콩과류 식물로서 현재까지는 주로 로커스트 빈 껌(locust bean gum)의 원료로 사용되어 왔다. 캐롭의 열매껍질(콩깍지)에는 다량의 당성분이 함유되어 있는데 당성분을 회수하여 농축한 것이 캐롭시럽이다. 캐롭시럽은 실시예 1의 표 1에서 보듯이 설탕, 과당, 포도당 등 대부분이 일반당으로 구성되어 있는데 특이한 사항은 당성분 중의 약 10%가 피니톨이라는 점이다. 이것은 대두, 솔잎 등의 경우 전체 고형분 중 피니톨의 함량이 0.5∼1.0%에 불과하다는 점에 비교할 때 매우 높은 양으로서 캐롭시럽이 피니톨 생산을 위하여 매우 우수한 원료임을 나타낸다. 본 발명자들은 기존에 발명한 대두부산물로부터의 피니톨 회수기술 중 일부를 캐롭시럽에도 적용해 본 결과, 더욱 경제적으로 피니톨을 생산하는 기술을 완성하게 되었다. 좀더 구체적으로는 캐롭시럽으로부터 피니톨 성분을 회수함에 있어서 경제성을 더욱 높일 수 있는 공정을 연구 시험한 결과, 미생물 처리를 통하여 캐롭시럽 내의 피니톨 유도체를 피니톨로 전환시킴으로써 피니톨 농도를 증가시키고 일반당 성분을 모두 제거한 후 여과, 원심분리 등의 방법으로 균체를 제거하고 그 용액을 농축, 분말건조하여 피니톨 함량 40∼50%의 저순도 피니톨 제품을 생산하거나, 상기 용액에 대하여 추가적으로 활성탄 처리와 결정화 과정을 행함으로써 함량 90% 이상의 고순도 피니톨 제품을 수득할 수 있어 본 발명을 완성하게 되었다. The present inventors have found that in the course of continuously studying raw materials and technologies capable of producing finitol most economically, carob contains the largest amount of finitol than conventionally known natural products such as soybean and pine needles. Carob is a legume plant that lives primarily in Mediterranean countries and has been used as a raw material for locust bean gum. Carrot's fruit peel (bean pods) contains a large amount of sugar, which is collected and concentrated by carob syrup. Carob syrup is as shown in Table 1 of Example 1 most of the sugar, fructose, glucose and the like is composed of a general sugar, the unusual thing is that about 10% of the sugar component is finitol. This is a very high amount in the case of soybean, pine needles and the like, the content of finitol in the total solid content is only 0.5 to 1.0%, indicating that carob syrup is a very good raw material for the production of finitol. The present inventors have applied some of the techniques for recovering finitol from soybean by-products, which have been invented, to carp syrup, resulting in more economical production of finitol. More specifically, research and testing a process that can further increase the economic efficiency in recovering the finitol component from the carob syrup, the results of the microbial treatment to convert the pinitol derivatives in the carp syrup to finitol to increase the concentration of pinitol and to remove all common sugar components After removal, the cells are removed by filtration or centrifugation, and the solution is concentrated and dried to produce a low purity finitol product with 40% to 50% finitol, or by further performing activated carbon treatment and crystallization on the solution. High purity finitol products with a content of 90% or more can be obtained to complete the present invention.

따라서, 본 발명의 목적은 미생물 생물전환을 이용하여 캐롭시럽 내의 피니 톨 함량을 효과적으로 증강시키며 동시에 일반당 들을 제거함으로써 저순도의 피니톨 제품을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing a low purity finitol product by effectively enhancing the content of pinitol in carob syrup using microbial bioconversion and at the same time removing common sugars.

본 발명의 또 다른 목적은 캐롭시럽으로부터 미생물 처리, 활성탄 흡착 및 결정화 방법을 이용하여 고순도의 피니톨 제품을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.It is yet another object of the present invention to provide a process for producing high purity finitol products from carob syrup using microbial treatment, activated carbon adsorption and crystallization methods.

이하, 본 발명의 구성을 상세히 설명한다. 본 발명의 다른 목적들 및 잇점들은 하기 실시예에 의해 보다 명백히 이해될 것이다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail. Other objects and advantages of the invention will be more clearly understood by the following examples.

본 발명은 캐롭시럽에 세균, 효모, 곰팡이 등의 미생물을 배양하여 피니톨의 함량을 증가시키고 다른 당들을 제거하는 한편, 활성탄 컬럼을 사용하여 선택적 흡착 및 용리를 행함으로써 피니톨을 고농도로 분획하여 전체적으로는 캐롭시럽으로 부터 피니톨을 고수율로 경제적으로 생산하는 방법을 제공한다. 종래의 방법과는 그 기술적 구성이 차이가 나는 본 발명 방법은 캐롭시럽 내 다른 당 성분을 효과적으로 제거할 수 있어 후속처리공정을 매우 효율적으로 구성할 수 있도록 하는 효과가 있다. 본 발명 명세서에 있어서 캐롭시럽은 전체고형분 중 약 10%가 피니톨 형태로 존재하며 나머지 80%가 설탕, 과당, 포도당 등의 일반당류이며, 나머지 10%가 단백질, 지방 및 밝혀지지 않은 성분들로 구성되어 있다.The present invention cultivates microorganisms such as bacteria, yeast, mold, and the like in carp syrup to increase the content of pinitol and remove other sugars, while selectively adsorbing and eluting using an activated carbon column to fractionate pinitol at a high concentration. Provides a high-cost, economical way to produce finitol from carob syrup. The method of the present invention, which has a technical configuration different from that of the conventional method, can effectively remove other sugar components in the carob syrup, thereby making it possible to configure the subsequent treatment process very efficiently. In the present specification, about 10% of the total solid is present in the form of finitol, and the remaining 80% is a general sugar such as sugar, fructose, and glucose, and the remaining 10% is composed of protein, fat, and unknown components. It is.

본 발명자들은 전보의 발명(대한민국 특허출원 제10-2001-44677)을 통하여 피니톨을 함유한 천연물을 미생물로 처리할 경우 피니톨 결합체를 분해하여 피니톨의 함량을 증가시키며 동시에 일반당들을 제거하는 효과가 있다는 사실을 발견하였 다. 본 발명에서는 이러한 원리를 캐롭시럽에 적용할 경우에도 동일하게 피니톨의 회수율을 극대화할 뿐만 아니라 캐롭시럽에 함유된 다른 당성분들을 효과적으로 제거하여 후속 분리정제 공정에서의 처리부담을 현저히 덜어준다는 사실을 알 수 있었다.The inventors of the present invention (Korean Patent Application No. 10-2001-44677) show that when treating natural products containing pinitol with microorganisms, the content of pinitol is increased by decomposing the pinitol to increase the content of pinitol and at the same time remove common sugars. I found the facts. In the present invention, this principle is equally maximized in the recovery rate of finitol even when applied to the carob syrup, and effectively removes other sugars contained in the carob syrup, thereby remarkably reducing the processing burden in the subsequent separation and purification process. Could.

본 발명에 사용되는 미생물로는 전보의 발명에서 가장 우수한 효과를 나타내었던 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis)와 비교적 우수한 효과를 나타내었던 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisae)와 아스퍼질러스 나이거(Aspergilus niger)를 선택하였으며 그 중 사카로마이세스 칼스버겐시스가 역시 피니톨의 생성능력이 가장 우수하고 또한 당성분들의 제거능력도 높아서 가장 바람직한 것으로 평가되었다. 아스퍼질러스 나이거는 당류 이용성 면에 있어서는 우수하나 다른 영양성분들이 고갈되는 배양말기에는 피니톨도 영양성분으로 이용하게 되므로 실제로 사용하기에는 위험성이 높다.In a microorganism used in the present invention is the invention of the telegraph a saccharide that had shown the best effect my process Carlsbad Bergen sheath (Saccharomyces carlsbergensis) and relative to a saccharide that had shown an excellent effect my process serenity non-zero (Saccharomyces cerevisae) and Aspergillus Aspergilus niger was selected. Among them, Saccharomyces Carlsbergensis was evaluated as the most desirable because of the ability to produce pinitol and its ability to remove sugar components. Aspergillus niger is excellent in sugar availability, but at the end of culture when other nutrients are depleted, finitol is also used as a nutrient, which is high risk for practical use.

그런데 두부순물 등 대두부산물과는 달리 캐럽시럽의 경우에는 탄소원 외에 질소원이나 미네랄 등 미생물의 생장에 필수적인 영양성분들이 부족하기 때문에 외부에서 부족한 영양성분들을 보충하여 주어야 한다. 사카로마이세스 칼스버겐시스를 이용하여 배양이 완료되면 원심분리나 여과 등의 방법으로 미생물 균체를 제거한다. 균체가 제거된 배양액 중의 총고형분의 양은 초기에 비하여 40-50% 수준인데 이 중에서 20% 정도는 배양 중에 생성된 에탄올이다. 이 액을 농축하여 분무건조또는 동결건조를 하면 함량 40-50% 정도의 저순도 피니톨 제품을 생산할 수 있다. 또는 진공증류 등의 방법으로 에탄올을 제거하고 활성탄이 충진된 칼럼에 투입하여 다른 불순물 등과 분리시키면 피니톨 함량 70-80%의 액을 얻을 수 있다. 이 액을 농축하여 2배 부피의 에탄올을 투입한 후 저온상태에서 방치하면 순도 90% 이상의 피니톨 결정을 얻게된다.However, unlike soybean by-products such as tofu sprouts, in the case of carp syrup, nutritional ingredients necessary for the growth of microorganisms such as nitrogen sources and minerals, in addition to carbon sources, must be supplemented with nutrients lacking from the outside. When the culture is completed using Saccharomyces Carlsbergensis microbial cells are removed by centrifugation or filtration. The total solid content in the culture medium from which the cells were removed was 40-50% of the initial level, of which 20% is ethanol produced during the culture. Concentration of this liquid and spray drying or lyophilization can produce a low purity finitol product with a content of about 40-50%. Alternatively, the ethanol is removed by vacuum distillation or the like, and the mixture is added to a column filled with activated carbon and separated from other impurities. Thus, a liquid having a finitol content of 70-80% can be obtained. Concentrate this solution, add twice the volume of ethanol, and leave it at low temperature to obtain pinitol crystals with a purity of 90% or more.

또한 사카로마이세스 칼스버겐시스는 호기조건과 혐기조건에서 모두 생장이 가능하므로 혐기조건 하에서 캐롭시럽을 처리할 수 있는데 그 결과 처리시간은 호기 조건일 때보다 약 50% 길어지나 처리효과는 거의 동일한 수준이었다. 혐기조건에서도 동일한 목적을 이룰 수 있다면 호기조건을 유지하기 위하여 필요한 고속교반 및 공기공급 장치가 불필요해지므로 경제적으로 많은 이점이 있다.In addition, Saccharomyces Carlsbergensis is able to grow under both anaerobic and anaerobic conditions, so carob syrup can be treated under anaerobic conditions. As a result, the treatment time is about 50% longer than under aerobic conditions, but the treatment effect is almost the same. It was a level. If the same purpose can be achieved even in anaerobic conditions, there is a lot of economic advantages because the high speed stirring and air supply necessary to maintain the aerobic condition is unnecessary.

캐럽시럽으로부터 저순도 피니톨 제품과 고순도 피니톨 제품을 생산하는 본 발명 공정을 도 1에 도시된 분리정제 공정도를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The process of the present invention for producing a low purity finitol product and a high purity finitol product from carob syrup will be described in more detail with reference to the separation and purification process shown in FIG. 1.

저순도 피니톨 제품 생산공정Low Purity Finitol Product Production Process

먼저 총고형분 함량이 65-70% 인 캐롭시럽을 물로 4-5배 희석하여 총고형분함량 15-20%의 액을 만든 후 여기에 미생물의 원활한 생장에 필요한 양만큼의 효모 추출물을 추가적으로 투여한다. 일반적으로 적절한 효모추출물의 첨가량은 총고형분 대비 2-8% 수준이다. 그 후에 미생물을 접종하여 48시간 배양하면 대부분의 일반 당류들은 제거되고 피니톨과 일부 비발효성 영양성분들만 남게된다. 생성된 미생물 균체는 원심분리나 여과 등의 방법으로 제거한다.First, dilute carob syrup having a total solid content of 65-70% by 4-5 times with water to make a solution of 15-20% of total solid content, and then additionally add yeast extract as needed for the smooth growth of microorganisms. In general, the amount of suitable yeast extract added is 2-8% of total solids. Subsequent microbial incubation for 48 hours removes most of the common sugars, leaving only finitol and some non-fermentable nutrients. The produced microbial cells are removed by centrifugation or filtration.

상기 공정에서 미생물 배양이 끝나고 균체를 제거한 액에는 총고형분 중 피니톨의 함량이 40-50% 수준이다. 경우에 따라서 이 상태에서 그대로 농축 후 분말 건조 혹은 동결건조를 시켜서 40-50%의 피니톨을 함유한 저순도의 피니톨 제품을 획득한다. 제품의 색도를 개선하기 위하여 농축 전에 총 고형분 대비 20-30% 정도의 분말 활성탄을 투입하여 1-2 시간 정도 교반을 하여 탈색을 한 후 농축, 건조를 시키면 연황색의 저순도 피니톨 제품을 획득할 수 있다.In the above process, the microbial culture was completed and the cells were removed, and the content of finitol in the total solids was 40-50%. In some cases, it is concentrated in this state and then powder dried or lyophilized to obtain a low purity finitol product containing 40-50% of finitol. In order to improve the chromaticity of the product, 20-30% of powdered activated carbon is added to the total solids before condensation, stirred for 1-2 hours, decolorized, concentrated and dried to obtain a light yellow low purity finitol product. Can be.

고순도 피니톨 제품 생산공정High Purity Finitol Product Production Process

먼저 총고형분 함량이 65-70% 인 캐롭시럽을 물로 4-5배 희석하여 총고형분 함량 15-20%의 액을 만든 후 여기에 미생물의 원활한 생장에 필요한 양만큼의 효모추출물을 추가적으로 투여한다. 일반적으로 가장 적절한 효모추출물의 양은 총고형분 대비 2-8% 수준이다. 그 후에 미생물을 접종하여 48시간 배양하면 대부분의 일반 당류들은 제거되고 피니톨과 일부 비발효성 영양성분들만 남게된다. 생성된 미생물 균체는 원심분리나 여과 등의 방법으로 제거한다. 미생물로서 효모를 사용할 경우에는 배양과정에 전체고형분 중 약 20%가 에탄올로 전환이 되는데 후속공정인 활성탄 흡착시 에탄올이 존재하면 다른 물질의 흡착을 방해하므로 먼저 진공증류 등의 방법으로 에탄올을 제거해 주어야만 한다. 먼저 활성탄의 흡착능력을 높이기 위하여 가성소다를 사용하여 pH를 6∼8의 중성으로 조정한다. 1회에 총 고형분 농도 10%인 배양완료액을 기준으로 활성탄 충진탑의 약 1.5∼3배 부피의 시료를 처리할 수 있으며 적정한 통과유속은 시간당 1∼2 충진탑부피(Bed Volume; 이하 BV로 표시함)이다.First, a carob syrup having a total solid content of 65-70% is diluted 4-5 times with water to make a solution having a total solid content of 15-20%, and additionally, the yeast extract is added as much as necessary for the smooth growth of microorganisms. In general, the most appropriate amount of yeast extract is 2-8% of total solids. Subsequent microbial incubation for 48 hours removes most of the common sugars, leaving only finitol and some non-fermentable nutrients. The produced microbial cells are removed by centrifugation or filtration. When using yeast as a microorganism, about 20% of the total solids are converted to ethanol during the cultivation process. If ethanol is present during the adsorption of activated carbon, it inhibits the adsorption of other substances. Therefore, ethanol must be removed by vacuum distillation. do. First, in order to increase the adsorption capacity of the activated carbon, pH is adjusted to 6 to 8 using caustic soda. Samples of 1.5 to 3 times the volume of activated carbon packed column can be processed at a time based on the culture completion liquid with 10% total solids concentration. The proper flow rate is 1 to 2 packed volume per hour (Bed Volume). Display).

배양완료액의 활성탄 흡착이 완료된 후 충진탑에 남아있는 비흡착성분을 제거하기 위하여 1∼2 BV의 증류수로 세척을 한다. 적정한 세척속도는 시간당 1∼2 BV이다. 이어서 활성탄에 흡착된 피니톨만을 용출시키기 위하여 5∼15 %(v/v) 농도의 유기용매를 함유한 용리액을 1∼2 BV만큼 공급한다. 유기용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 또는 아세톤 등을 사용할 수 있으나 작업의 효율성과 안전성 및 경제성을 고려할 때 에탄올이 가장 적합한 용매로 밝혀졌다. 용리액의 pH는 카이로이노시톨 성분의 평형상수가 낮아지는 3∼4가 적당하며 적정한 공급속도는 시간당 0.5∼2 BV이다. 이어서 40∼80 % 농도의 동일한 용매를 함유한 재생액 1 BV를 통과시켜 올리고당류 등 활성탄에 강하게 흡착된 성분을 제거한다. 이 단계의 적정한 공급속도도 시간당 0.5∼2 BV이다. 용출액을 적당한 부피단위로 분획시킨 후, 고속액체크로마토그라피(HPLC)를 이용하여 분석하고, 피니톨이 함유된 분획물을 함께 모은다. 용출작업에 대한 경험이 축적되면 용출액 중 용매의 농도만을 굴절계(refractometer)를 이용하여 측정함으로써 별도의 분획작업 없이도 피니톨 성분이 고함유된 분획만을 모을 수 있다. 용리조건 하에서 활성탄에 대한 흡착력이 약한 순서에 따라 피니톨 분획은 용출 개시 후 0.6∼2.2 BV에서 제일 먼저 나오고, 다른 당류를 포함한 대부분의 불순물들은 2.6∼4.0 BV에서 나온다. 피니톨 분획은 70∼80 %의 피니톨이 포함되어 있으며 불순물 분획에는 피니톨의 함량이 3∼7 %에 이른다. 재생액 통과 후 활성탄에 잔류하고 있는 용매 성분은 3∼6 BV의 증류수로 세척함으로써 충분히 제거가 되고 활성탄은 다음 흡착작업에 재사용할 수 있다. 용출액분획을 60℃ 이하의 온도에서 감압증류를 함으로써 분획 중의 용매도 회수하고 후속공정을 위한 농축작업을 수행한다. 농축은 고형분 함량이 10 % 이상이 될 때까지 수행한다. 회수된 용매는 농도를 조절한 후 다음 작업에 재사용할 수 있다.After the activated carbon adsorption of the culture complete solution is completed, washing with 1 to 2 BV of distilled water to remove non-adsorbed components remaining in the packed column. Suitable washing rates are 1 to 2 BV per hour. Subsequently, an eluent containing 1 to 2 BV of an organic solvent having a concentration of 5 to 15% (v / v) is supplied to elute only the finitol adsorbed on the activated carbon. Methanol, ethanol, isopropanol, or acetone may be used as the organic solvent. However, ethanol has been found to be the most suitable solvent in consideration of efficiency, safety, and economic efficiency. The pH of the eluent is suitably 3 to 4, in which the equilibrium constant of the chiroinositol component is lowered, and an appropriate feed rate is 0.5 to 2 BV per hour. Subsequently, a regeneration solution 1 BV containing the same solvent at a concentration of 40 to 80% is passed through to remove components strongly adsorbed to activated carbon such as oligosaccharides. The appropriate feed rate for this step is also 0.5 to 2 BV per hour. The eluate is fractionated into appropriate volume units, analyzed using high performance liquid chromatography (HPLC), and the fractions containing finitol are collected together. When the experience of the elution is accumulated, only the concentration of the solvent containing high finitol component can be collected without a separate fractionation by measuring only the concentration of the solvent in the eluate using a refractometer. In the order of weak adsorption to activated carbon under eluting conditions, the finitol fraction comes out first from 0.6 to 2.2 BV after the start of elution, and most impurities including other sugars come from 2.6 to 4.0 BV. The finitol fraction contains 70 to 80% of finitol and the impurity fraction contains 3 to 7% of finitol. After passing through the regeneration solution, the solvent component remaining in the activated carbon is sufficiently removed by washing with 3 to 6 BV of distilled water, and the activated carbon can be reused for the next adsorption operation. The eluate fractions are distilled under reduced pressure at a temperature below 60 ° C. to recover the solvents in the fractions and to carry out concentration for the subsequent steps. Concentration is carried out until the solids content is at least 10%. The recovered solvent can be reused for the next operation after adjusting the concentration.

상기의 방법으로 획득한 피니톨 용액을 고형분 농도 60∼70%까지 농축하고 1∼2배 부피의 에탄올 용액을 첨가한 후 10℃이하의 저온 상태에서 12시간 이상 방치하면 피니톨의 침전하게 되는데 이 침전물을 원심분리나 진공여과로 회수한 후 감압를 하면 90 % 이상의 순도를 가진 고순도 피니톨 제품을 획득한다.The pinitol solution obtained by the above method was concentrated to a solid content of 60 to 70% and 1 to 2 times the volume of ethanol solution was added and left for 12 hours at a low temperature of 10 ° C. or lower to precipitate pinitol. Recovering by centrifugation or vacuum filtration and then depressurizing yields a high purity finitol product with a purity of 90% or more.

이온교환수지를 사용하여 크로마토그라피 방법으로 피니톨을 회수하는 공지의 방법(미국특허 제 5,096,594, 미국특허 제 5,482,631호)과 비교하여 본 발명 공정의 장점은 대부분의 다른 당류들이 미생물 배양에 의하여 제거되므로 분리용 칼럼의 규모를 현저히 줄일 수 있다는 것이다.The advantage of the process of the present invention as compared to known methods for recovering finitol by chromatographic methods using ion exchange resins is that most other sugars are removed by microbial culture. It is possible to significantly reduce the size of the column.

또한 본 발명자들의 전보 발명(대한민국 특허출원 제10-2001-44677)인 대두 부산물로부터의 피니톨 분리기술과 비교하여 본발명의 장점은 캐롭시럽의 경우 처음부터 피니톨의 함량이 높기 때문에 동일한 규모의 활성탄 칼럼으로 처리할 수 있는 액량이 3∼5배 높을 뿐만 아니라, 단백질이나 지방성분 등 활성탄에 비가역적으로 흡착되는 성분들의 함량이 낮아 활성탄 칼럼의 수명이 늘어나며, 미생물 배양 후의 피니톨 함량이 40∼50%에 달하여 이 상태에서 바로 회수하더라도 제품화할 수 있다는 점이다.In addition, the advantages of the present invention as compared to the technology of separating the finitol from the soybean by-product of the present invention (Korean Patent Application No. 10-2001-44677) are the same size of activated carbon column because of the high content of finitol in the case of carob syrup. The amount of liquid that can be treated with is not only 3 to 5 times higher, but also the contents of components irreversibly adsorbed to activated carbon such as proteins and fats increase the lifespan of the activated carbon column, and the content of finitol after microorganism culture is 40-50%. It can be commercialized even if it is recovered immediately in this state.

미생물 배양시 전보발명의 대두부산물과는 달리 캐롭시럽에는 미생물의 생장에 필수적인 질소원과 기타 미네랄 및 비타민 성분이 부족하기 때문에 이 영양분들을 외부에서 보충해 주어야만 한다. 이에 대한 집중적인 연구결과 본 발명자들은 효모추출물(yeast extract)가 가장 우수하였으며 그 양은 용액 중에 존재하는 총 고형분의 2∼8%가 적당하였다.Unlike soybean by-products of telegrams in microbial culture, carob syrup lacks the necessary nitrogen sources and other minerals and vitamins necessary for microbial growth, so these nutrients must be supplemented externally. As a result of intensive research, the present inventors were the best yeast extract (yeast extract) and the amount was 2 to 8% of the total solids present in the solution.

본 발명 방법에 의해 제조된 피니톨은 당뇨병이나 비만, 백내장 등의 그의 합병증을 예방 또는 치료하기 위하여 의약물질이나 식품에 사용될 수 있는데, 이는 일반적인 의약조성물 형태로 사용되거나 또는 피니톨을 유효성분으로 첨가한 기능성 음료나 식품 형태로 사용될 수도 있다.Finitol prepared by the method of the present invention can be used in pharmaceuticals or foods to prevent or treat its complications, such as diabetes, obesity, cataracts, etc., which is used in the form of a general pharmaceutical composition or functionally added finitol as an active ingredient. It can also be used in the form of a drink or food.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 목적일 뿐, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, the configuration and working effects of the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following examples are only for the purpose of illustrating the present invention, and the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention.

실시예 1 : 캐롭시럽의 성분분석Example 1 Component Analysis of Carob Syrup

본 발명자들이 입수한 원산지가 다른 두 종류의 캐롭시럽에 대하여 성분분석을 해본 결과는 다음의 표 1과 같았다. 두 종류의 캐롭시럽은 모두 총무게 대비 6∼8 %, 총고형분 대비 9∼12%의 피니톨을 함유하고 있었다.The results of the component analysis of two different types of carob syrup obtained by the inventors of different origin are shown in Table 1 below. Both types of carob syrup contained 6-8% of total weight and 9-12% of total solids.

[표1]Table 1

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실시예 2 : 사카로마이세스 칼스버겐시스에 의한 캐롭시럽의 처리Example 2 Treatment of Carob Syrup by Saccharomyces Carlsbergensis

총고형분 함량 15%의 캐롭시럽 희석액 100 mL를 baffle이 달린 500mL 삼각플라스크에 넣은 후 총고형분량의 4%에 해당하는 0.6 g의 효모추출물을 첨가하고 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis)를 접종하여 30℃, 150 rpm으로 유지되는 진탕배양기에서 48시간 배양한 결과 표 2와 같은 결과를 얻었다. 48시간의 배양 후 피니톨은 15.5 g/L에서 18.0 g/L로 16.1% 증가하였으며 총당은 90.7%가 제거되었다.100 mL of a 15% total solid carob syrup dilution is placed in a 500 mL Erlenmeyer flask with baffle, 0.6 g of yeast extract corresponding to 4% of total solids is added, and Saccharomyces carlsbergensis is added. Inoculation was incubated for 48 hours in a shaker maintained at 30 ℃, 150 rpm to obtain the results shown in Table 2. After 48 hours of incubation, finitol increased by 16.1% from 15.5 g / L to 18.0 g / L and 90.7% of total sugar was removed.

[표2][Table 2]

Figure 112002520157725-pat00003
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실시예 3 : 사카로마이세스 세레비제에 의한 캐롭시럽 처리Example 3 Carob Syrup Treatment with Saccharomyces cerevises

총고형분 함량 15%의 캐롭시럽 희석액 100 mL를 baffle이 달린 500mL 삼각플라스크에 넣은 후 총고형분량의 4%에 해당하는 0.6 g의 효모추출물을 첨가하고 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisae)를 접종하여 30℃, 150 rpm으로 유지되는 진탕배양기에서 48시간 배양한 결과 표 3과 같은 결과를 얻었다. 48시간의 배양 후 피니톨은 15.5 g/L에서 17.1 g/L로 10.3% 증가하였으며 총당은 70.5%가 제거되었다.100 ml of 15% total solids of carob syrup was added to a 500 ml Erlenmeyer flask with baffle, and 0.6 g of yeast extract corresponding to 4% of total solids was added and inoculated with Saccharomyces cerevisae . Incubated for 48 hours in a shaker maintained at 30 ℃, 150 rpm to obtain the results shown in Table 3. After 48 hours of incubation, finitol increased by 10.3% from 15.5 g / L to 17.1 g / L, and 70.5% of total sugar was removed.

[표3]Table 3

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실시예 4 : 아스퍼질러스 나이거에 의한 캐롭시럽 처리Example 4 Carob Syrup Treatment by Aspergillus Niger

총고형분 함량 15%의 캐롭시럽 희석액 100 mL를 baffle이 달린 500mL 삼각플라스크에 넣은 후 총고형분량의 4%에 해당하는 0.6 g의 효모추출물을 첨가하고 아스퍼질러스 나이거(Aspergilus niger)를 접종하여 30℃, 150 rpm으로 유지되는 진탕배양기에서 3일간 배양한 결과 표 4와 같은 결과를 얻었다. 2일간의 배양 후 피니톨은 초기 15.5 g/L에서 16.8 g/L로 최고치가 된 후 이 이후에는 도로 감소하여 3일 후에는 거의 소멸되었으며 총당은 93%가 제거되었다.100 ml of 15% total solids of carob syrup was added to a 500 ml Erlenmeyer flask with baffle, and 0.6 g of yeast extract corresponding to 4% of total solids was added and inoculated with Aspergilus niger . Three days incubation in a shaker maintained at 30 ℃, 150 rpm to obtain the results shown in Table 4. After two days of incubation, the pinotitol peaked at 16.8 g / L from the initial 15.5 g / L and then decreased back thereafter, almost disappearing after three days, and 93% of the total sugar was removed.

[표4]Table 4

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실시예 5 : 미생물처리에 대한 영양분 보충 효과Example 5 Nutrient Supplementation Effect on Microbial Treatment

실시예 1의 표 1에서와 같은 조성을 가진 호주산 캐롭시럽에 증류수를 가하여 총고형분 함량 20%로 조정한 용액 500 mL을 조제하였다. 이 용액들을 5등분하여 각각 100 mL씩을 500mL 삼각플라스크에 나누어 넣었다. 여기에 효모추출물을 용액 중의 총고형분의 각각 0, 1, 2, 4, 8 %가 되도록 첨가하였다. 각 플라스크의 pH를 7.0으로 조정한 후 121℃에서 15분간 살균을 하고 실온으로 냉각시켰다. 여기에 미리 준비해 둔 사카로마이세스 칼스버겐시스 배양액 5 mL씩을 무균상태에서 첨가한 후 30℃, 150 rpm으로 유지되는 진탕배양기에서 48시간동안 배양하였다. 그 결과 효모추출물의 첨가량이 많을수록 처리속도가 빨라지나 48시간 후의 총고형분 제거율은 비슷하였다.(표 5). 단 효모추출물을 전혀 첨가하지 않을 경우에는 고형분 제거 효율이 현저히 떨어졌다.Distilled water was added to Australian carob syrup having the composition as shown in Table 1 of Example 1 to prepare a 500 mL solution adjusted to a total solid content of 20%. The solutions were divided into 5 portions, each of 100 mL divided into a 500 mL Erlenmeyer flask. To this, yeast extract was added so as to be 0, 1, 2, 4, 8% of the total solids in the solution, respectively. After adjusting the pH of each flask to 7.0, it sterilized at 121 degreeC for 15 minutes, and cooled to room temperature. 5 mL of Saccharomyces Carlsbergensis culture medium prepared in advance were added in aseptic state and then incubated for 48 hours in a shaker maintained at 30 ° C. and 150 rpm. As a result, the higher the amount of yeast extract, the faster the treatment rate, but the total solid removal rate after 48 hours was similar (Table 5). However, when no yeast extract was added, the solids removal efficiency was significantly lowered.

[표5]Table 5

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실시예 6: 혐기성 미생물처리에 의한 캐롭시럽의 전처리Example 6 Pretreatment of Carob Syrup by Anaerobic Microbial Treatment

총고형분 함량 15%의 캐롭시럽 희석액 100 mL를 baffle이 달린 200mL 삼각플라스크에 넣은 후에 총고형분량의 4%에 해당하는 0.6 g의 효모추출물을 첨가하고 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis)를 접종하여 30℃에서 자연방치한 상태에서 72시간 배양한 결과 표 6과 같은 결과를 얻었다. 72시간의 배 양 후 피니톨은 15.5 g/L에서 17.8 g/L로 14.8% 증가하였으며 총당은 87.6%가 제거되었다.100 ml of 15% total solids of carob syrup is added to a 200 ml Erlenmeyer flask with baffle, and then 0.6 g of yeast extract corresponding to 4% of total solids is added and Saccharomyces carlsbergensis is added. Inoculation was incubated for 72 hours in a state of natural standing at 30 ℃ as shown in Table 6. After 72 hours of culture, finitol increased by 14.8% from 15.5 g / L to 17.8 g / L and 87.6% of total sugar was removed.

[표 6]TABLE 6

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실시예 7 : 미생물처리에 의한 저순도 피니톨 제품의 생산Example 7 Production of Low Purity Finitol Products by Microbial Treatment

실시예 1의 표 1과 같은 성분으로 구성된 호주산 캐롭시럽 100 mL에 증류수 300 mL을 가하여 Brix 20의 용액 400 mL를 만들고 여기에 3.5 g의 효모추출물을 가하여 잘 용해하였다. 이 액의 pH를 7.0으로 조정한 후 2L 삼각플라스크에 넣은 후 121℃에서 15분간 살균하고 여기에 사전에 미리 배양해 둔 사카로마이세스 칼스버겐시스 배양액 20mL을 무균 상태 하에서 접종하였다. 30℃로 유지되는 항온진탕 배양기에서 48시간 배양 후 원심분리를 통하여 균체를 제거한 상등액 396 mL을 획득하였다. 이 상등액의 구성성분을 측정한 결과 Brix 10.2, 알코올 증류 후의 총 고형분 함량이 63.8 g/L, 피니톨 함량이 26.8 g/L 이었다. 이 액을 Brix 30까지 농축한 후 동결건조를 실시함으로써 연갈색의 건조물 65.6 g을 획득하였다. 이 건조물을 분석한 결과 피니톨의 함량이 40.9% 이었다.300 mL of distilled water was added to 100 mL of Australian carob syrup composed of the components shown in Table 1 of Example 1 to make 400 mL of a solution of Brix 20, and 3.5 g of yeast extract was added thereto to dissolve well. The pH of this solution was adjusted to 7.0, then placed in a 2 L Erlenmeyer flask and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes, and 20 mL of Saccharomyces Carlsbergensis culture solution previously incubated therein was inoculated under aseptic conditions. After incubation for 48 hours in a constant temperature incubator maintained at 30 ℃ was obtained 396 mL of the supernatant from which the cells were removed by centrifugation. The constituents of this supernatant were measured and Brix 10.2, total solids content after alcohol distillation was 63.8 g / L, and pinitol content 26.8 g / L. The solution was concentrated to Brix 30 and then lyophilized to obtain 65.6 g of a light brown dried product. As a result of analyzing the dried matter, the content of finitol was 40.9%.

실시예 8 : 고순도 피니톨 제품의 생산Example 8 Production of High Purity Finitol Products

제1공정: 미생물 배양First step: microbial culture

실시예 1의 표 1과 같은 성분으로 구성된 호주산 캐롭시럽 100 mL에 증류수 300 mL을 가하여 Brix 20의 용액 400 mL를 만들고 여기에 3.5 g의 효모추출물을 가하여 잘 용해하였다. 이 액의 pH를 7.0으로 조정한 후 2L 삼각플라스크에 넣은 후 121℃에서 15분간 살균하고 여기에 사전에 미리 배양해 둔 사카로마이세스 칼스버겐시스 배양액 20mL을 무균 상태 하에서 접종하였다. 30℃로 유지되는 항온진탕 배양기에서 48시간 배양 후 원심분리를 통하여 균체를 제거한 상등액 388 mL을 획득하였다. 이 상등액의 구성성분을 측정한 결과 Brix 9.8, 에탄올 제거 후의 총고형분 함량이 65.3 g/L, 피니톨 함량이 27.5 g/L 이었다.300 mL of distilled water was added to 100 mL of Australian carob syrup composed of the components shown in Table 1 of Example 1 to make 400 mL of a solution of Brix 20, and 3.5 g of yeast extract was added thereto to dissolve well. The pH of this solution was adjusted to 7.0, then placed in a 2 L Erlenmeyer flask and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes, and 20 mL of Saccharomyces Carlsbergensis culture solution previously incubated therein was inoculated under aseptic conditions. After incubation for 48 hours in a constant temperature incubator maintained at 30 ℃ was obtained 388 mL of the supernatant from which the cells were removed by centrifugation. The constituents of this supernatant were measured and Brix 9.8, total solids content after ethanol removal was 65.3 g / L, and pinitol content was 27.5 g / L.

제2공정: 활성탄 처리Second Process: Activated Carbon Treatment

이 상등액 중의 에탄올은 진공농축기에서 동일부피의 물의 첨가와 농축과정을 3-4 회 실시함으로써 완전히 제거한 후 다시 물을 첨가함으로써 Brix 10의 활성탄 공급(feed)액 240 mL을 획득하였다. 이 액의 pH를 8.0으로 조정하고 200 mL의 활성탄을 충진한 유리칼럼(내경 3.5 cm x 길이 30 cm)에 시료를 시간당 200 mL의 유속으로 주입하여 피니톨이 활성탄에 흡착되도록 하였다. 활성탄은 30∼80 메쉬 크기의 입상활성탄을 사용하였다. 시료의 흡착을 완료한 후에 증류수 200 mL를 통과시켜 흡착되지 않은 불순물을 세척하였다. 그 다음에 각각 200 mL씩의 10 %(v/v) 에탄올 용액과 50 %(v/v) 에탄올 용액을 시간당 200 mL의 유속으로 흘러 보내어 활성탄에 흡착된 성분들을 용출시켰다. 이어서 2 L의 증류수로 세척하여 활성탄에 잔류한 에탄올을 제거한 후 다음 흡착작업에 재사용하였다. 에탄올용액에 의한 용리작업을 시작할 때부터 세척이 끝날 때까지 용출되는 시료를 40 mL(0.2 BV) 씩 분취하였다. 각 분획 중에 들어있는 피니톨 및 다른 당성분(sucrose, fructose, glucose 및 myo-inositol)은 HPLC를 이용하여 분석하였다. 분석칼럼은 다이오넥스 카보팩 MA-1(Dionex Carbopak MA-1, Dionex사 U.S.A)이고, 펄스 전자화학 검출기(Pulsed electrochemical detector)로 확인하였다. 사용한 완충용액은 60 mM NaOH이었으며 분당 0.4 mL의 유출속도로 90분간 용출시켰다. 각 분획 중의 에탄올의 농도는 가스크로마토그라피를 이용하여 분석하였다. 피니톨은 0.6∼2.0 BV 분획에서 용출되었으며 1.4 BV에서 최고치를 보였다. 다른 불순물 들은 1.8∼3.6 BV 분획에서 용출되었으며 2.8 BV에서 최고치를 나타내었다. 피니톨의 피크가 포함된 0.6∼2.0 BV의 분획을 모두 모아서 구성성분을 분석해 본 결과 31.3 g/L의 피니톨이 포함된 피니톨 분획 320 mL을 획득하였다. 피니톨 분획 건조중량 중의 피니톨의 함량은 80.1%이었다.Ethanol in the supernatant was completely removed by adding the same volume of water and concentrating 3-4 times in a vacuum concentrator, and then water was added to obtain 240 mL of activated carbon feed liquid of Brix 10. The pH of this solution was adjusted to 8.0 and the sample was injected into a glass column filled with 200 mL of activated carbon (inner diameter 3.5 cm x length 30 cm) at a flow rate of 200 mL per hour to allow the finitol to be adsorbed onto the activated carbon. Activated carbon was used granular activated carbon of 30 to 80 mesh size. After the adsorption of the sample was completed, 200 mL of distilled water was passed to wash out the unadsorbed impurities. Then, 200 mL of 10% (v / v) ethanol solution and 50% (v / v) ethanol solution were each flowed at a flow rate of 200 mL per hour to elute the components adsorbed on the activated carbon. Subsequently, the resultant was washed with 2 L of distilled water to remove ethanol remaining in activated carbon and reused in the next adsorption operation. 40 mL (0.2 BV) of the eluted sample was collected from the start of the elution with ethanol solution until the end of the wash. Finitol and other sugars (sucrose, fructose, glucose and myo-inositol) in each fraction were analyzed using HPLC. The analytical column was Dionex Carbopak MA-1 (Dionex U.S.A) and confirmed by a pulsed electrochemical detector. The buffer used was 60 mM NaOH and eluted for 90 minutes at a flow rate of 0.4 mL per minute. The concentration of ethanol in each fraction was analyzed using gas chromatography. Finitol was eluted in the 0.6-2.0 BV fraction and peaked at 1.4 BV. Other impurities were eluted in the 1.8-3.6 BV fraction and peaked at 2.8 BV. All the fractions of 0.6-2.0 BV containing the peak of finitol were collected and analyzed to obtain 320 mL of the finitol fraction containing 31.3 g / L of finitol. The content of finitol in the dry weight of the finitol fraction was 80.1%.

제3공정: 결정화 및 건조Third Step: Crystallization and Drying

상기의 제2공정에서 획득한 용액을 40 mL까지 약 8배 농축한 후 95% 에탄올 80 mL를 첨가하여 서서히 교반하면서 4 ℃에서 12시간 방치하였다. 이 때 발생한 침전물을 진공여과로 회수하고 40 ℃에서 12시간 진공건조한 결과 94.7%의 함량을 가진 고순도 피니톨 백색 분말제품 23.5 g을 획득하였다.The solution obtained in the second step was concentrated about 8 times to 40 mL, and 80 mL of 95% ethanol was added thereto and left at 4 ° C. for 12 hours while slowly stirring. The precipitate produced at this time was recovered by vacuum filtration and vacuum dried at 40 ° C. for 12 hours to obtain 23.5 g of a high purity pinitol white powder product having a content of 94.7%.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명 방법은 미생물 처리를 통하여 캐롭시럽 중 의 총고형분의 60%에 달하는 다른 당성분들을 효과적으로 제거해 줌으로써 후속 회수공정에서의 부담을 대폭 경감시킬 뿐만 아니라 피니톨의 유도체를 피니톨로 전환시킴으로써 피니톨의 회수율을 극대화하는 매우 뛰어난 효과가 있으므로 피니톨을 가장 경제적으로 생산할 수 있는 방법이다.As described above, the method of the present invention effectively removes 60% of the other sugars in the carob syrup through microbial treatment, which greatly reduces the burden in the subsequent recovery process and converts the derivative of finitol to pinitol. This is the most economical way to produce finitol because it has a very excellent effect of maximizing the recovery rate of finitol.

Claims (24)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 캐롭시럽에 함유된 피니톨을 활성탄에 흡착시키고, 활성탄에 흡착된 상기 피니톨을 에탄올, 이소프로판올, 메탄올 및 아세톤으로 구성된 군으로부터 선택된 유기용매 수용액으로 용리시키며, 이때 상기 유기용매 수용액의 농도를 초기 5 내지 15%(v/v)에서 말기 40 내지 80%(v/v)까지 단계적으로 높여줌으로써 활성탄에 흡착된 피니톨을 용리시키는 것을 포함하는 고순도 피니톨의 생산방법.Finitol contained in the carob syrup is adsorbed to activated carbon, and the finitol adsorbed on the activated carbon is eluted with an organic solvent solution selected from the group consisting of ethanol, isopropanol, methanol, and acetone, wherein the concentration of the organic solvent solution is initially 5 to 15. A method of producing high purity finitol, comprising eluting finitol adsorbed on activated carbon by stepwise increase from% (v / v) to 40 to 80% (v / v). 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제10항에 있어서, The method of claim 10, 캐롭시럽이 다음 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법:Method wherein the carob syrup is any of the following: (ⅰ) 캐롭나무 열매로부터 추출한 당액(Iii) Sugars extracted from carob fruit (ⅱ) 캐롭나무의 열매 외의 부분으로부터 추출한 당액(Ii) Sugar solution extracted from parts other than the fruit of the carob tree (ⅲ) 상기 (ⅰ) 또는 (ⅱ)의 농축액 (Iii) the concentrate of (iii) or (ii) above; (ⅳ) 상기 (ⅰ) 또는 (ⅱ)의 희석액. (Iii) the diluent of (iii) or (ii) above. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 피니톨을 분리하기 전에, 캐롭시럽에 사카로마이세스 칼스버겐시스(Saccharomyces carlsbergensis), 사카로마이세스 세레비제(Saccharomyces cerevisiae) 및 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)로 이루어진 군에서 선택된 미생물을 첨가 배양하여 캐롭시럽 내의 피니톨 함량을 증가시키는 것을 추가적으로 포함하는 방법. Prior to the isolation of finitol, microorganisms selected from the group consisting of Saccharomyces carlsbergensis , Saccharomyces cerevisiae and Aspergillus niger were added to the carob syrup. Thereby increasing the pinitol content in the carob syrup. 제19항에 있어서, The method of claim 19, 미생물을 호기조건에서 배양하는 것을 특징으로 하는 방법. Culturing the microorganisms under aerobic conditions. 제19항에 있어서, The method of claim 19, 미생물을 혐기조건에서 배양하는 것을 특징으로 하는 방법. A method for culturing microorganisms under anaerobic conditions. 제19항에 있어서, The method of claim 19, 미생물 배양을 촉진시키기 위하여 질소원을 보충해주는 것을 특징으로 하는 방법. A method for replenishing nitrogen sources to promote microbial culture. 제22항에 있어서, The method of claim 22, 질소원이 효모추출물인 것을 특징으로 하는 방법. The nitrogen source is a yeast extract characterized in that the method. 제19항에 있어서, The method of claim 19, 배양 후, 미생물 균체 및 에탄올을 제거하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.After culturing, the method comprising the step of removing the microbial cells and ethanol.
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