KR100791978B1

KR100791978B1 - 콜레스테롤 제거용 베타-싸이클로덱스트린의 가교화 및그의 재생방법

Info

Publication number: KR100791978B1
Application number: KR1020050053676A
Authority: KR
Inventors: 곽해수; 한은미; 김송희; 정태희
Original assignee: 곽해수
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2008-01-04
Also published as: JP4921464B2; EP1893652B1; ES2431046T3; EP1893652A1; EP1893652A4; EP2657256B1; ES2538247T3; JP2008546884A; KR20070087708A; EP2657256A1; WO2006137629A1

Abstract

본 발명은 식품으로부터 콜레스테롤을 제거함에 있어서 흡착제로 베타-싸이클로덱스트린(이하 β-CD라 함)을 이용하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 β-CD를 가교제로 결합시켜 가교화 된 β-CD를 제조한 후, 이 β-CD를 콜레스테롤이 함유된 식품에 첨가하여 콜레스테롤을 제거하는 방법과, 콜레스테롤이 흡착된 β-CD에 유기용매를 첨가하여 β-CD를 재생하여 재활용하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 우유, 크림, 돈지(lard), 난황(egg yolk) 등에 함유된 콜레스테롤을 가교화 된 β-CD로 처리하여 콜레스테롤 제거율을 최적화 한 유제품, 육제품, 난제품 등을 제공할 수 있으며, 또한 가교화된 β-CD를 재생하여 재활용할 수 있다.

Description

콜레스테롤 제거용 베타-싸이클로덱스트린의 가교화 및 그의 재생방법{Method for Crosslinking of β-cyclodextrin for Cholesterol Removal and Regeneration of the same}

도 1은 β-CD의 화학구조이다.

도 2는 β-CD가 콜레스테롤을 결합하고 있는 상태이다.

본 발명은 식품으로부터 콜레스테롤을 제거함에 있어서 흡착제로 베타-싸이클로덱스트린(β-cyclodextrin, 이하 β-CD라고 약칭함)을 이용하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 β-CD를 가교제로 결합시켜 가교화 된 β-CD를 제조한 후, 이 β-CD를 콜레스테롤이 함유된 식품에 첨가하여 콜레스테롤을 제거하는 방법과, 콜레스테롤이 흡착된 β-CD에 유기용매를 첨가하여 β-CD를 재생하여 재활용하는 방법에 관한 것이다.

최근 서구형 식문화의 증가로 우유 및 유제품과 기타 동물성 식품의 소비가 많이 늘어남에 따라 동물성 식품중에 내재하는 콜레스테롤 함량이 순환기계 성인 질병과 밀접하게 관련되기 때문에 콜레스테롤 함량의 문제가 끊임없이 대두되고 있다.

동물성 식품의 콜레스테롤 함량을 살펴보면, 버터(butter)에 219mg/100g, 36％ 유지방을 함유한 크림(cream)에 137mg/100g, 체다치즈(Cheddar cheese)에 105mg/100g, 크림치즈(Cream cheese)에 95mg/100g, 그리고 블루치즈(Blue cheese)에 87.5mg/100g, 페타치즈(Feta cheese)에 122.9mg/100g, 돈지(lard)에 112mg/100g, 난황(egg yolk)에 1,050mg/100g이 함유되어 있다.

콜레스테롤 과다 섭취로 인한 질병을 예방하는 방법으로는 콜레스테롤이 다량 함유된 식품의 섭취를 줄일 수밖에 없기 때문에, 유제품을 포함한 식품 중에서 물리적, 화학적, 생물학적 방법으로 콜레스테롤을 제거하는 연구가 활발하게 진행되고 있다.

유제품으로부터 콜레스테롤을 제거하는 가장 효과적인 방법으로는 흡착제인 β-CD를 이용하는 방법이 있으며, 이 흡착제는 콜레스테롤과 접촉, 결합하여 불용성을 갖는 복합체(complex)를 형성하게 되고, 원심분리와 같은 방법으로 침전시킴으로써 콜레스테롤을 분리 제거한다.

β-CD는 미생물로부터 추출한 사이클로덱스트린-글리코실트랜스퍼라제(cyclodextrin-glycosyltransferase)를 이용하여 전분을 분해한 후 재합성하는 방법으로 생산되므로 안전성이 높은 것으로 알려져 있다. 따라서 β-CD는 식품중의 콜레스테롤 제거를 위한 적절한 물질로 사료된다(도 1 참조).

β-CD가 다양한 식품에서 콜레스테롤을 90％ 이상 제거하는 이점이 있는 반면, 1회 사용에 그치기 때문에 이는 경제적 효율의 저하와 환경오염을 야기 시키는 문제를 안고 있다. 따라서 이를 위해 β-CD를 회수해 재사용하는 연구들이 진행되고 있으며, 본 발명에서는 유기용매에 의한 β-CD 회수 방법을 이용하여 β-CD를 재활용하였다(도 2 참조). 위의 용매에 의한 방법은 간단하고, 경제적으로 효율성이 있고, 산업적으로 응용하기가 용이한 장점이 있다. 그러나 β-CD의 적용 시 우유에서는 어느 정도 분리가 가능하지만 식품에 이용도가 높은 크림에서는 β-CD의 분리가 어려워서 크림에 잔존하는 β-CD가 적지 않기 때문에 크림에 사용한 β-CD의 재활용이 용이하지 않다. 이런 결점을 보완하기 위해 β-CD를 가교화하는 연구가 수행되었다.

β-CD의 가교화는 β-CD를 포스포러스(phosphorous), 옥시클로라이드(oxychloride), 소디움 트리메타포스페이트(sodium trimetaphosphate), 포름알데히드(formaldehyde), 아디핀산(adipic acid) 등의 가교제로 제조할 수 있다. 이들 중 아디핀 산은 미국 FDA의 GRAS(일반적으로 안전한 물질)로 지정되어 식품에 제한 없이 사용이 가능하고, 국내 식품첨가물공전에 등록되어 산미료 및 식품 보존제로 그 사용이 되어 있다. β-CD와 콜레스테롤의 결합은 알칼리 상태에서 아디핀 산과 같은 가교제가 첨가되면 두 개의 히드록시기(-OH)가 반응에 관여하여 일어나게 된다. 즉, 가교결합은 β-CD를 구성하는 분자 내에서 또는 인접한 위치에 있는 분자사이에서 화학적 결합을 형성하여 β-CD 입자의 구조를 크게 강화시킨다.

그 밖의 가교제로 포스포일 클로라이드(Phosphoryl chloride) 또는 포스포러 스 옥시클로라이드(phosphorous oxychloride)를 가교제로 사용시 다음과 같은 반응식(1)에 의해 β-CD를 가교결합시킨다.

...반응식(1)

그 밖에 포름알데히드(Formaldehyde)를 가교제로 사용시 다음과 같은 반응식(2)에 의해 β-CD를 가교결합시킨다.

.....반응식(2)

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 가교제로 가교시킨 β-CD를 콜레스테롤이 함유된 식품에 처리하여 콜레스테롤 제거 최적조건을 확립하고, 가교제로 가교시킨 β-CD의 재활용률을 극대화하고, 또한 가교화 β-CD로 처리한 우유, 크림, 돈지, 난황을 이용하여 제조한 유제품, 육제품, 난제품 등의 콜레스테롤 제거율을 극대화하는데 있다.

본 발명과 관련된 종래기술로는 한국특허공개 1999-0015191(크림 콜레스테롤 제거방법), 한국특허공개 1999-0015192(우유의 콜레스테롤 제거방법), 한국특허공개 2003-0035483(싸이크로덱스트린 유도체가 결합된 고정체를 이용한 콜레스테롤의 제거방법), 한국특허공개 2004-0054319(콜레스테롤이 제거된 휘핑크림의 제조방법), 한국특허공개 2003-0078532(치즈의 콜레스테롤 제거방법), 한국특허공개 2003-0035341(싸이클로덱스트린 유도체가 고체기질에 결합된 고정체 및 그 제조방법)등 이 있으나 본 발명과는 기술적 구성이 다른 것들이다.

본 발명의 β-CD는 다양한 식품에서 콜레스테롤을 90％이상 제거하는 이점이 있는 반면, 1회 사용후 폐기하므로 환경오염과 경제성 등의 문제점을 안고 있다.

따라서 본 발명은 β-CD를 재활용하기 위하여 β-CD를 가교화하는 방법과, 한번 사용된 β-CD를 유기용매반응에 의하여 β-CD를 재생하여 이를 재활용하는 데 있다.

콜레스테롤 제거실험을 위하여 우유는 유지방 함량이 평균 3.6％인 시유를 사용하고, 크림은 (주)빙그레에서 원유를 공급받아 크림분리기를 이용하여 유지방 함량이 36％인 크림을 생산하여 사용하고, 돈지는 마장동 축산물 시장에서 구입하여 열처리한 후, 기름을 추출하여 실험에 사용하였으며, 난황은 영신양계 영농조합에서 생산한 계란을 구입하여 실험에 사용하였다.

유지방 정량을 위하여 시약은 이소아밀알콜과 황산(H₂SO₄)을 사용하였으며, 검량선(standard curve)을 작성하기 위하여 순도 99％의 콜레스테롤과 5α-cholestane(Sigma, USA), β-CD(일본식품화학), β-CD 가교화를 위해 가교제로서 아디핀 산(Adipic Acid, Acros Organics, USA), β-CD 재생을 위해 순도 99.00％의 초산(acetic acid)과 이소프로판올(isopropanol)을 사용하였다.

유지방 정량은 Gerber법으로 하고 원심분리하여 분리된 지방을 디바이더(devider)를 이용하여 측정하였다.

GC로 정량하기 위하여 시료 중 1g을 취하여 스크류 캡 튜브(screw cap tube)에 넣고 1ml 내부표준물질 500㎕(5α-cholestane 1ml/ml 99.8％ ethanol)와 2M ethanolic potassium hydroxide 용액 5ml를 첨가한 후 잘 혼합하였다. 60℃ 수조에서 30분간 검화한 후 실온으로 냉각시켰다. 그리고 5ml 헥산(hexane)을 첨가하여 콜레스테롤을 추출하였으며, 이를 4회 반복 실시하였다.

추출액을 둥근 플라스크(round flask)에 넣고 40℃에서 감압 농축기로 농축시킨 후 1ml 헥산에 녹여 마이크로튜브(microtube)에 보관하였다. 이렇게 분리한 추출액 2㎕를 취하여 GC에 주입(injection)하여 콜레스테롤과 cholestane의 머무름 시간과 각각의 피크(peak) 면적에 의해 정량분석을 실시하였다.

본 발명의 제1측면인 가교화 베타-싸이클로덱스트린의 제조방법은 베타-싸이클로덱스트린에 가교제를 첨가하여 가교반응 시키는 단계를 포함한다.

상기에서 가교제는 아디핀 산, 인, 산화염소, 삼메타인산소다, 포름알데히드 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기에서 베타-싸이클로덱스트린의 가교화는 베타-싸이클로덱스트린을 정제수에 현탁시켜 세척하는 단계와, 가교제를 첨가하고 알칼리용액의 pH 10으로 조정하여 상온에서 10∼20시간 보다 바람직하게는 16시간 가교반응 시킨 후, 산성용액 의 pH 5로 조정하는 단계와, 가교화 된 베타-싸이클로덱스트린 용액을 여과 및 수세한 후 건조하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제2측면의 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법은 콜레스테롤이 함유된 식품에 가교화된 베타-싸이클로덱스트린을 첨가하여 반응시킨 후, 분리하여 콜레스테롤을 제거할 수 있다.

상기에서 가교화된 베타-싸이클로덱스트린을 콜레스테롤 함유식품에 대하여 0.5∼30wt％ 첨가할 수 있다.

상기에서 베타-싸이클로덱스트린을 첨가한 후, 5∼50℃에서 1∼40분간 50∼1,600rpm으로 반응시켜 베타-싸이클로덱스트린에 흡착된 콜레스테롤을 분리할 수 있다.

상기에서 콜레스테롤이 함유된 식품은 유제품, 육제품 또는 난제품 중에서 선택된 어느 하나이다.

상기 콜레스테롤이 함유된 식품중에서 유제품은 우유, 크림, 버터, 아이스크림, 요구르트 또는 치즈 중에서 선택된 어느 하나이고, 육제품은 돈지, 소세지 중에서 선택된 어느 하나이고, 난제품은 가금류의 알, 난황 또는 마요네즈이다.

본 발명의 제2측면의 가교화 베타-싸이클로덱스트린은 콜레스테롤을 흡착한 베타-싸이클로덱스트린에 유기용매를 첨가하여 반응시키고 상층액을 분리한 후, 건조시켜 베타-싸이클로덱스트린을 재생할 수 있다.

상기에서 유기용매는 초산과 이소프로판올이 1:9∼9:1의 부피비율, 보다 바 람직하게는 3:1의 부피비율로 혼합된 것을 사용하여 베타-싸이클로덱스트린을 재생할 수 있다. 그밖에 부탄올, 헥산 또는 에탄올이 β-CD의 재생효과가 있으나 식품에 사용하기에는 부적절하여 초산과 이소프로판올의 혼합된 것을 사용하였다.

상기에서 콜레스테롤을 흡착한 베타-싸이클로덱스트린에 유기용매를 첨가하여 40∼60℃에서 1∼3시간 동안 50∼150rpm으로 교반한 후, 실온으로 냉각시켜 상층액을 분리 및 건조하여 베타-싸이클로덱스트린을 재생할 수 있다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> β-CD의 가교화 방법

β-CD 100g을 증류수 80ml에 현탁시켜 상온에서 2시간 동안 교반하여 수세한 후, 여러 가지 가교제 중에서 선택한 아디핀 산을 β-CD에 2％ 첨가하였다. 여기에 1M NaOH 용액을 가하여 pH를 10으로 조정하고 상온에서 16시간 교반하면서 가교반응을 진행시킨 후 초산(acetic acid)을 사용하여 pH 5로 조정하였다.

이 용액을 여과지(Whatman No. 2)로 여과한 다음 150ml의 정제수로 각각 3번 수세하여 여과하여 가교화 된 β-CD를 60℃로 약 20시간 건조 후 100메시체를 통과시켜 β-CD를 가교화시겼다.

<실시예 2> 가교화 β-CD에 의한 우유의 콜레스테롤 제거

1) 가교화 β-CD의 농도

본 실험에서는 가장 효과적인 가교화 β-CD첨가량을 선택하기 위하여 실온에서 물 100g당 1.85g밖에 용해되지 않는 β-CD 용해도를 고려해 우유에 대한 가교화 β-CD 첨가량을 0.5％, 1.0％, 1.5％, 2.0％, 2.5％로 하여 시료에 각각 첨가한 후, 교반속도 800rpm, 교반온도 10℃, 교반시간 10min, 원심분리속도 175×g, 원심분리 시간 10min, 원심분리 온도 10℃로 일정하게 유지하면서 비교실험을 하였다.

콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 1과 같다. 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD의 양이 우유의 1％일 때 93.13％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 0.5％일 때는 85.05％, 1.5％일 때는 93.02％, 2.0％일 때는 92.64％ 그리고 2.5％일 때는 92.58％로 나타났다.

표 1. 우유의 콜레스테롤 제거시 가교 β-CD의 농도

β-CD(％)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
0.5	85.05
1.0	93.13
1.5	93.02
2.0	92.64
2.5	92.58

¹⁾ 유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 교반온도 10℃, 교반속도 800rpm, 교반시간 10분, 유지방 3.6％

2) 교반 온도

우유는 일반적으로 품질저하를 막기 위하여 4℃ 이하에서 저장 유통되므로 이와 같이 낮은 교반온도에서 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD 첨가에 의한 우유의 콜레스테롤 제거효과를 알아보기 위하여 교반 온도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 2에서와 같다.

온도가 20℃일 때 93.08％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 0℃에서는 85.14％, 5℃에서는 85.33％, 10℃에서는 92.38％ 그리고 15℃에서는 92.56％로 나타났다. 본 실험에서는 20℃에서 가장 높은 콜레스테롤 제거율을 보였으나 우유는 4℃에서 가장 높은 신선도를 가지므로 우유의 신선도를 유지하면서 콜레스테롤을 제거시킬 수 있는 최적 온도는 10℃라고 사료된다.

표 3. 가교화 β-CD에 의한 우유의 콜레스테롤제거시 온도의 영향

교반온도(℃)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
0	85.14
5	85.33
10	92.38
15	92.56
20	93.08

¹⁾유의차없음(P〈0.05), 콜레스테롤제거인자; 가교 β-CD 1％, 교반속도 800rpm, 교반시간 10분, 우유의 유지방 3.6％

3)교반 시간

가교화 β-CD를 이용해 우유에서 콜레스테롤 제거 시 교반시간을 달리하여 콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 3과 같다.

교반시간 5분이 92.48％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 1분이 86.94％, 10분이 92.01％, 15분이 90.44％ 그리고 20분이 90.42％로 나타났다. 또한 교반시간을 일정한 수준 이상으로 계속 증가 시켰을 때 콜레스테롤 제거에는 거의 동일한 영향만을 가져 β-CD와 콜레스테롤이 흡착하는 데 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.

표 3. 가교화 β-CD에 의한 우유의 콜레스테롤 제거시 교반시간의 영향

교반시간(min.)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
1	86.94
5	92.48
10	92.01
15	90.44
20	90.42

¹⁾유의차없음(P〈0.05), 콜레스테롤제거인자; 가교 β-CD 1％, 교반속도 800rpm, 교반온도 10℃, 우유의 유지방 3.6％

4)교반 속도

가교화 β-CD를 이용해 우유에서 콜레스테롤 제거시 교반 속도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 4와 같다.

교반 속도가 400rpm 일 때 92.05％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 600rpm일 때 91.63％, 800rpm일 때 90.81％, 1,000rpm일 때 88.72％ 그리고 1,200rpm일 때 87.22％로 나타났다. 위 실험에서 교반속도를 800rpm 이상으로 증가시켰을 때 콜레스테롤 제거율이 오히려 감소되는 현상은 안정한 상태로 결합되어 있던 β-CD와 콜레스테롤 복합체가 과도한 교반 속도로 인해 다시 불안정한 상태로 전환되었기 때문일 것으로 사료된다.

본 실험에서 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD에 의한 우유의 콜레스테롤 최적조건을 찾기 위해 다양한 방법으로 실험한 결과 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD를 1％첨가하여 교반온도 10℃, 교반시간 5분, 교반속도 400rpm 일 때, 평균 92.39％의 제거율을 보였다.

표 4. 가교화 β-CD에 의한 우유의 콜레스테롤 제거시 교반속도의 영향

교반속도(rpm)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
400	92.05
600	91.63
800	90.81
1,000	88.72
1,200	87.22

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤제거인자; 가교 β-CD 1％, 교반온도 10℃, 교반시간 10분, 우유의 유지방 3.6％

<실시예 3> 가교화 β-CD에 의한 크림의 콜레스테롤 제거

1) 가교화 β-CD의 농도

가교화 β-CD를 크림에 첨가한 양을 달리하여 콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 5와 같다.

아디핀 산으로 가교시킨 β-CD의 양이 크림의 10％일 때 90.72％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며 1％일 때는 81.73％, 5％일 때는 85.32％, 15％일 때는 90.54％ 그리고 20％일 때 는 89.98％로 나타났다.

표 5. 가교화 β-CD에 의한 크림의 콜레스테롤 제거시 영향

β-CD(％)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
1	81.73
5	85.32
10	90.72
15	90.54
20	89.98

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤제거인자; 교반온도 40℃, 교반속도 1400rpm, 교반시간 30분, 크림의 유지방 36％

2) 교반 온도

아디핀 산으로 가교시킨 β-CD를 이용해 크림에서 콜레스테롤 제거 시 교반 온도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 6과 같다.

온도가 40℃일 때 91.03％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 45℃에서는 90.56％, 50℃에서는 88.72％, 55℃에서는 86.32％ 그리고 60℃에서는 85.01％로 나타났다. 본 실험에서 크림은 4℃ 이하에서 보통 저장, 유통되지만 온도가 너무 낮으면 크림의 점도가 높아지는 현상을 보여 40℃ 미만에서는 실험의 진행에 어려움이 있었으므로 크림이 콜레스테롤을 흡착할 수 있는 최적 온도는 40℃로 사료된다. 또한 교반 온도가 증가할수록 콜레스테롤 제거율이 감소하는 현상은 높은 온 도에서 크림의 지방이 분리되어 상층에 존재하기 때문에 β-CD와 접촉할 기회가 줄어들기 때문 일 것으로 사료된다.

표 6. 가교화 β-CD에 의한 크림의 콜레스테롤 제거시 교반온도의 영향

교반온도(℃)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
40	91.03
45	90.56
50	88.72
55	86.32
60	85.01

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화 β-CD 10％, 교반속도 1,400rpm, 교반시간 30분, 크림의 유지방 36％

3) 교반 시간

가교화 β-CD를 이용해 크림에서 콜레스테롤 제거 시 교반 시간을 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 7과 같다.

교반 시간이 30분일 때 91.20％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 10분일 때 84.27％, 20분일 때 85.05％, 40분일 때 90.98％ 그리고 50분일 때 90.64％로 나타났다. 본 실험에서 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD를 이용해 콜레스테롤 제거 시 교반시간을 일정한 수준이상으로 계속 증가시켜도 콜레스테롤 제거에는 거의 유사한 효율을 보여 β-CD와 콜레스테롤이 흡착하는데 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.

표 7. 가교화 β-CD에 의한 크림의 콜레스테롤 제거시 교반시간의 영향

교반시간(min.)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
10	84.27
20	85.05
30	91.20
40	90.98
50	90.64

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화 β-CD 10％, 교반속도 1,400rpm, 교반온도 40℃, 크림의 유지방 36％

4) 교반 속도

가교화 β-CD를 이용해 크림에서 콜레스테롤 제거 시 교반 속도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 8과 같다.

교반 속도가 1,400rpm 일때 92.74％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 800rpm일 때 85.32％, 1,000rpm일 때 87.49％, 1,200rpm일 때 90.91％ 그리고 1,600rpm일 때 88.82％로 나타났다. 본 실험에서 교반 속도는 가교화 β-CD와 콜레스테롤 결합 시 교반속도를 증가시킬수록 높은 콜레스테롤 제거율을 보였으며, 교반속도 1,600rpm 이상에서는 매우 높은 교반 속도로 인해 우유에서와 같이 크림의 지방이 분리되어 상층에 존재하게 됨으로 인해 β-CD와 접촉할 기회가 줄어들었기 때문일 것으로 사료된다.

표 8. 가교화 β-CD에 의한 크림의 콜레스테롤 제거시 교반속도의 영향

교반속도(rpm)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
800	85.32
1,000	87.49
1,200	90.91
1,400	92.74
1,600	88.82

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화 β-CD 10％, 교반온도 40℃, 교반시간 30분, 크림의 유지방 36％

본 실험에서 가교화 β-CD에 의한 크림의 콜레스테롤 최적조건을 찾기 위해 다양한 방법으로 실험한 결과 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD를 10％ 사용하여 교반온도 40℃, 교반시간 30분, 교반속도 1,400rpm 일 때 평균 91.42％의 콜레스테롤 제거율을 보였다.

<실시예 4> 가교화 β-CD에 의한 돈지의 콜레스테롤 제거

1) 가교화 β-CD의 농도

본 실험에서는 가장 효과적인 가교화 β-CD첨가량을 선택하기 위하여 돈지에 대한 가교화 β-CD 첨가량을 1％, 3％, 5％, 7％, 9％로 하여 시료에 각각 첨가한 후, 교반속도 150rpm, 교반온도 30℃, 교반시간 1hr, 원심분리속도 240×g, 원심분리 시간 15min, 원심분리 온도 27℃로 일정하게 유지하면서 비교실험을 하였다. 콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 9와 같다.

아디핀 산으로 가교시킨 β-CD의 양이 돈지의 5％일 때 93.02％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며 1％일 때는 64.05％, 3％일 때는 85.13％, 7％일 때는 92.92％ 그리고 9％일 때는 92.58％로 나타나 5％의 β-CD 첨가시 돈지에서 콜레스테롤 제거의 최적으로 보여졌다.

표 9. 가교화 β-CD에 의한 돈지의 콜레스테롤 제거

β-CD(％)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
1	64.05
3	85.13
5	93.02
7	92.92
9	92.58

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤제거인자; 교반온도 30℃, 교반속도 150rpm, 교반시간 1hr., 돈지지방 27％

2) 교반 온도

돈지는 일반적으로 10℃ 이하에서는 빠른 시간 내에 지방이 고체화가 되는데, 지방을 액상으로 유지하면서 품질저하를 막기 위하여 10℃ 이상의 여러 온도에서 교반실험을 해보았다. 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD 첨가에 의한 돈지의 콜레스테롤 제거효과를 알아보기 위하여 교반 온도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 10과 같다.

온도가 30℃일 때 92.38％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 10℃에서는 90.11％, 20℃에서는 90.32％, 40℃에서는 92.31％ 그리고 50℃에서는 92.08％로 나타났다.

표 10. 가교화 β-CD의 교반온도에 의한 돈지의 콜레스테롤 제거

교반온도(℃)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
10	90.11
20	90.32
30	92.38
40	92.31
50	92.08

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤제거인자; 가교화 β-CD 5％, 교반속도 150rpm,교반시간 1hr., 돈지지방 27％

3) 교반 시간

가교화 β-CD를 이용해 돈지에서 콜레스테롤 제거시 교반 시간을 달리하여 콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 11과 같다.

교반 시간이 1시간일 때 92.01％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 0.5시간일 때 87.14％, 1.5시간일 때 91.47％, 2.0시간일 때 91.48％를 보였다. 다른 여러 조건들에 비해서 교반시간은 일정한 수준 이상으로 계속 증가 시켰을 때 콜레스테롤 제거에는 거의 동일한 영향만을 가져 β-CD와 콜레스테롤이 흡착하는 데 큰 영향을 주지 않는 것으로 사료된다.

표 11. 가교화 β-CD의 교반시간에 의한 돈지의 콜레스테롤 제거

교반시간(hr)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
0.5	87.14
1.0	92.01
1.5	91.47
2.0	91.47

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화 β-CD 5％, 교반속도 150rpm,교반온도 30℃, 돈지지방 27％

4) 교반 속도

가교화 β-CD를 이용해 돈지에서 콜레스테롤 제거시 교반 속도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 12와 같다.

교반속도가 150rpm에서 93.11％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 50rpm에서 89.05％, 100rpm에서 90.48％, 200rpm에서 93.00％ 그리고 250rpm에서 92.85％로 나타났다. 교반속도의 증가는 안정한 상태로 결합되어 있던 β-CD와 콜레스테롤 복합체가 과도한 교반 속도로 인해 다시 불안정한 상태로 전환되는 것을 유의해야 한다.

본 실험에서 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD에 의한 돈지의 콜레스테롤 최적조건을 찾기 위해 다양한 방법으로 실험한 결과 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD를 5％첨가하여 교반온도 30℃, 교반시간 1시간, 교반속도 150rpm 일 때, 평균 92.63％의 제거율을 보였다.

표 12. 가교화 β-CD의 교반속도에 의한 돈지의 콜레스테롤 제거

교반속도(rpm)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
50	89.05
100	90.48
150	93.11
200	93.00
250	92.85

¹⁾유의차 없음(P〈 0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화 β-CD 5％, 교반온도 30℃, 교반시간 1hr., 돈지지방 27％

<실시예 5> 가교화 β-CD에 의한 난황의 콜레스테롤 제거

1) 가교화 β-CD의 농도

본 실험에서는 난황의 과도한 콜레스테롤 함량으로 인해 가교화 β-CD 첨가량을 10％, 15％, 20％, 25, 30％로 하여 시료에 각각 첨가한 후, 교반속도 800rpm, 교반온도 40℃, 교반시간 30min, 원심분리속도 520×g, 원심분리 시간 10min, 원심분리 온도 20℃로 일정하게 유지하면서 비교실험을 하였다. 콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 13과 같다.

아디핀 산으로 가교시킨 β-CD의 양이 난황의 25％일 때 95.75％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며 10％일 때는 78.53％, 15％일 때는 82.73％, 20％일 때는 93.28％ 그리고 30％일 때는 93.68％로 나타났다. (윗첨자와 이와 관련된 내용 삭제) 그러므로 경제성의 관점에서 볼 때 20％가 최적으로 사료되었다.

표 13. 가교화 β-CD농도에 의한 난황의 콜레스테롤 제거

β-CD(％)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
10	78.53
15	82.73
20	93.28
25	95.75
30	93.68

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 교반온도 40℃, 교반속도 800rpm, 교반시간 30분

2) 교반 온도

난황의 콜레스테롤 제거효과를 알아보기 위하여 교반 온도를 달리하여 제거율을 실험한 결과는 표 14와 같다.

온도가 30℃에서는 82.69％, 35℃에서는 87.99％, 40℃에서는 90.05％, 45℃에서는 88.07％ 그리고 50℃에서는 88.15％로 나타났다. 본 실험에서는 40℃에서 가장 높은 콜레스테롤 제거율을 보였으므로 콜레스테롤을 제거시킬 수 있는 최적 온도는 40℃라고 사료된다.

표 14. 가교화 β-CD의 교반온도에 의한 난황의 콜레스테롤 제거

교반온도(℃)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
30	82.69
35	87.99
40	90.05
45	88.07
50	88.15

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화β-CD 20％, 교반속도 800rpm, 교반시간 30분

3) 교반 시간

가교화 β-CD를 이용해 난황에서 콜레스테롤 제거시 교반 시간을 달리하여 콜레스테롤 제거율을 실험한 결과는 표 15와 같다.

교반시간 30분에서 91.49％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 10분에서 84.54％, 20분에서 88.07％, 40분에서 91.39％ 그리고 50분에서 78.92％로 측정되었다. 따라서 콜레스테롤을 제거를 위한 최적의 교반 시간은 30분으로 사료된다.

표 15. 가교화 β-CD의 교반시간에 의한 난황의 콜레스테롤 제거

교반시간(min.)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
10	84.54
20	88.07
30	91.49
40	91.30
50	78.92

¹⁾유의차 없음(P〈0.05), 콜레스테롤 제거인자; 기교화 β-CD 20％, 교반속도 800rpm, 교반온도 40℃

4) 교반 속도

가교화 β-CD를 이용해 난황에서 콜레스테롤 제거시 교반 속도를 변화시켜 제거율을 측정한 결과는 표 16과 같다.

교반 속도가 800rpm에서 91.64％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 400rpm에서 85.10％, 600rpm에서 90.50％, 1,000rpm에서 88.59％ 그리고 1,200rpm에서 75.89％로 나타났다.

표 16. 가교화 β-CD의 교반속도에 의한 난황의 콜레스테롤 제거

교반속도(rpm)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
400	85.10
600	90.50
800	91.64
1,000	88.59
1,200	75.89

¹⁾유의차 없음(P〈 0.05), 콜레스테롤 제거인자; 가교화 β-CD 20％, 교반온도 40℃, 교반시간 30분

5) 희석 배수

가교화 β-CD를 이용해 난황에서 콜레스테롤 제거시 증류수의 희석 배수를 변화시켜 제거율을 측정한 결과는 표 17과 같다.

동량의 증류수로 희석 했을 때가 94.55％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 0.5배일 때 76.52％, 1.5배일 때 93.24％, 2배일 때 93.53％ 그리고 3배일 때 84.61％로 나타났다.

표 17. 가교화 β-CD의 난황희석배수에 의한 콜레스테롤 제거

난황 : 희석수	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
1 : 0.5	76.52
1 : 1	94.55
1 : 1.5	93.24
1 : 2	93.53
1 : 3	84.61

6) 원심 분리 속도

가교화 β-CD를 이용해 난황에서 콜레스테롤 제거시 원심 분리 속도를 변화시켜 제거율을 측정한 결과는 표 18와 같다.

460×g으로 원심분리시 90.92％로 콜레스테롤 제거율이 가장 높았으며, 400×g에서 89.60％, 520×g에서89.30％, 580×g에서 89.27％ 그리고 640×g에서 7.88％로 콜레스테롤을 제거시키기 위한 최적의 원심 분리속도는 460×g으로 사료된다.

본 실험에서 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD에 의한 난황의 콜레스테롤 최적 조건을 찾기 위해 여러 조건으로 실험한 결과 아디핀 산으로 가교시킨 β-CD를 20％ 첨가하여 동량의 증류수를 혼합한 난황을 교반온도 40℃, 교반시간 30분, 교반속도 800rpm, 원심분리를 460×g으로 처리할 때, 평균 92.70％의 제거율을 보였다.

표 18. 가교화 β-CD의 원심분리속도에 의한 난황의 콜레스테롤 제거

원심분리속도(× g)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
400	89.60
460	90.92
520	89.30
580	89.27
640	87.88

<실시예 6> 가교화 β-CD의 재생 및 재활용

우유와 크림으로부터 가교화 β-CD의 재활용률을 알아보기 위한 실험에서, 콜레스테롤을 흡착한 β-CD를 수거하여 유기용매(acetic acid : isopropanol = 3 : 1)와 6 : 1의 비율로 일정하게 혼합한 후, 잘 용해되도록 ultrasonic cleaner에서 10분동안 처리하였다. 용해된 시료를 교반온도 50℃, 교반시간 2hrs, 교반속도 100rpm의 일정한 조건으로 교반을 하면서 20min 간격으로 시료를 꺼내어 5min동안 충분히 용해시켰다.

교반한 시료를 실온에서 냉각시키고 630×g에서 5min동안 원심분리 하여 β-CD를 침전시키고, 상층액을 분리한 후, 침전된 β-CD를 드라이 오븐(dry oven)에서 50℃로 6시간동안 건조하여 β-CD를 재활용하도록 처리하였다.

한번 사용한 β-CD를 유기용매로 재생한 후, 우유에 대하여 가교화 β-CD의 재활용률(recycle)을 알아보기 위하여 실험한 결과는 표 19와 같다.

1회 재활용한 결과 가교화 β-CD 재활용률이 100％ 이상으로 나타났고, 5회 재활용률 역시 100％ 이상으로, 5회 사용할 시까지 거의 100％에 가까운 재활용률을 보였다. 9회 재활용시 90.94％ 이상의 재활용률을 나타냈으며, 10회 재활용 시에는 88.13％로 나타났다. 실험결과, 우유에서의 가교화 β-CD의 재활용률은 97.30％로 나타났다.

표 19. 재생된 가교화 β-CD의 재사용에 의한 우유의 콜레스테롤 제거

재활용 횟수	재활용율(％)	콜레스테롤 제거(％)¹⁾
1^st	100.13	92.51
2^nd	99.92	92.32
3^rd	99.72	92.13
4^th	99.81	92.21
5^th	100.03	92.42
6^th	99.39	91.83
7^th	98.04	90.58
8^th	96.88	89.51
9^th	90.94	84.02
10^th	88.13	81.42
평균	97.30	89.90

¹⁾유의차 없음(P<0.05). 재생조건; 유기용매(초산:이소프로판올=3:1) 6 : β-CD 1, 원심분리속도 1,500rpm, 원심분리시간 5분, 건조 6시간, 유지방 3.6％

<실시예 7> 재생된 가교화 β-CD의 재사용에 의한 크림의 콜레스테롤 제거

실시예 6과 같이 재생한 β-CD를 크림에 대하여 가교화 β-CD의 재활용율은 표 20과 같다.

첫 번째 재활용한 결과 100％ 이상의 재활용율을 나타냈으며, 세 번째 재활용 시 100.02％로 세 번 사용할 때까지 거의 100％의 재활용율을 나타냈다. 열 번 재활용한 결과 90.27％의 재활용율을 나타내, 크림에서의 가교화 β-CD 재활용율은 평균 97.82％로 매우 높게 나타났다.

표 20. 재생된 가교화 β-CD의 재사용에 의한 크림의 콜레스테롤 제거

재사용횟수	재생율(％)	콜레스테롤 제거율(％)¹⁾
1^st	100.03	91.45
2^nd	99.96	91.38
3^rd	100.02	91.44
4^th	98.94	90.45
5^th	98.91	90.42
6^th	99.19	90.68
7^th	97.79	89.40
8^th	97.57	89.20
9^th	94.55	86.44
10^th	90.27	83.40
평균	97.82	89.43

¹⁾유의차 없음(P<0.05). 재생조건; 유기용매(초산:이소프로판올=3:1) 6 : β-CD 1, 원심분리속도 1,500rpm, 원심분리시간 5분, 건조 6시간, 유지방 36％

<실시예 8> 요구르트

콜레스테롤 제거를 위한 가교화 β-CD의 요구르트에 응용하기 위하여 가교화 β-CD 1％를 우유에 첨가하여 교반(10℃, 5분, 400rpm)하고, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 50℃에서 1,000psi압력으로 균질한 후, 40℃에서 탈지유 3.7％와 starter culture 0.02％를 첨가하였다. 인큐베이터(Incubator)에 넣어 43℃에서 6시간 동안 발효시킨 후 10℃에서 하루 동안 안정화시키고 4℃에서 저장하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 91.38％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 9> 휘핑 크림(wipping cream)

원유를 72℃에서 15초간 살균한 후, 55℃에서 크림 분리하여 유지방 함량 36％의 크림으로 표준화시켰다. 5℃에서 overnight를 실시한 후, 가교화 β-CD 10％를 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1400rpm)하고, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 유화제(α-cellulose 0.2％, avicell 0.2％, sodium alginate 0.2％, sugar ester 0.1％, sucrose 0.3％)처리 한 후, 100psi의 압력으로 60℃에서 균질화 하였다. 균질이 끝난 크림을 4℃로 냉각 한 후, 24시간동안 숙성시켰다. EGS Type 06(E3290 Model 296, Germany)를 이용하여 크림내에 거품을 일게 하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 88.94％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 10> 버터(butter)

유지방 함량 36％의 크림에 가교화 β-CD를 10％ 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1400rpm)하고, 처리된 크림으로부터 콜레스테롤과 가교화 β-CD를 제거하기 위해 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 크림을 약 하루 동안 숙성시킨 후, 버터 교 동기(churn)에 넣고 8∼10℃로 맞춘 다음 일정한 속도로 교동(churning)을 실시하였다. 버터 입자가 생성되면 보다 느린 속도로 약 10회 회전시킨 후 교동을 멈추고 버터밀크를 배출시켰다. 배출시킨 양만큼 냉각수를 넣고 느린 속도로 2회 수세를 하였다. 버터 입자를 모아서 버터 속의 수분이 완전히 빠지도록 짓이기면서 버터 중량의 1％로 가염하였다. 버터를 틀에 넣어 모양을 만든 후 진공 포장하여 -20℃에서 냉동 보관하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 91.10％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 11> 체다치즈(Cheddar cheese)

원유를 72℃에서 15초간 살균한 후, 55℃에서 크림 분리하였다. 분리된 크림을 유지방 함량 36％로 표준화 시키고, 가교화 β-CD 10％를 첨가 한 후 교반(40℃, 30분, 1400rpm)처리하여 콜레스테롤을 제거한 후, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 콜레스테롤 제거한 크림을 탈지유와 혼합하여 1,000psi 압력으로 균질을 실시하고, 32℃에서 starter culture를 첨가(0.004％)하여 고루 저어주며 30분간 방치하였다. 10％ CaCl₂(0.03％)와 rennet(0.019％)를 첨가한 후 45분간 정치시켰다. 커드가 적절히 형성되면 절단한 후 15분간 커드가 뭉치지 않도록 서서히 교반한 후 커드 가온을 위해 30분 동안 일정한 온도간격으로 38℃까지 올렸다. 적정산도가 0.15∼0.17％ 이 되면 유청을 방출하였다. 커드는 치즈 vat 양옆으로 모아서 쌓은 후 15분 간격으로 Cheddaring하여 산도가 0.5％가 될 때까지 반복하였다. 약 1시간 후에 작업이 끝나면, 커드를 분쇄한 후 커드양의 2.0％로 가염을 하였으며, 2.5kg/cm²의 압력으로 치즈를 overnight 하였다. 그 후 일정한 크기로 잘라 진공 포장하여 7℃에서 숙성하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 88.24％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 12> 모짜렐라치즈(Mozzarella cheese)

유지방 함량 3.6％의 원유를 72℃에서 15초간 살균하고, 55℃에서 크림 분리하여 크림을 유지방 함량 36％로 표준화시키고, 가교화 β-CD 10％ 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1,400rpm)처리한 후, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 처리된 크림과 탈지유를 혼합한 후, 55℃에서 70kg/cm²의 압력으로 균질화를 실시하고 20℃로 냉각시켜 starter culture 0.004％와 10％ CaCl₂ 0.03％를 첨가하였다. 30분간 정치한 뒤에 rennet 0.019％를 첨가하고, 30분 뒤에 커드(curd)가 형성되면 커드 나이프(curd knife)로 절단 후 15분간 정치시켰다. 45℃에서 40분간 가열하고 유청의 산도가 0.18∼0.19％가 되면 유청을 배출하였다. 유청의 산도가 0.23％에 이르면 배출한 유청과 같은 양의 45℃ 물로 수세하고, 0.5％에 이를 때까지 15분마다 뒤집어 준 뒤, 75℃로 가열하였다. 약 10분 동안 커드를 잡아 늘리고, 2시간 동안 4℃로 냉각시켰다. 23％의 소금물에 2시간동안 담근 후, 진공 포장하여 4℃에서 냉장 보관하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 86.98％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 13> 크림치즈(cream cheese)

원유를 72℃에서 15초 동안 살균하고, 55℃에서 크림 분리하였다. 분리된 크림을 유지방 함량 36％로 표준화시키고 가교화 β-CD 10％를 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1400rpm)한 후, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 크림을 유지방 함량 11％로 표준화시키고 50℃에서 680psi 압력으로 균질하였다. 30℃로 냉각시켜 0.05％의 starter culture를 첨가하고 30분간 정치한 후, 0.005％의 rennet과 0.03％의 CaCl₂를 넣고 1시간 방치 한 후에 커팅 나이프(cutting knife)로 절단하고 30℃에서 pH 4.7이 될 때까지 약 6시간동안 방치하였다. 유청의 pH가 4.7이 되었을 때 45℃에서 20분간 열처리를 하고, 유청을 방출한 후, 각각 1시간, 2시간 되는 때에 turning을 실시하였다. 28℃에서 4시간 동안 방치하고, 24시간 동안 20℃에서 overnight하였다. 1％ 가염 후, 4℃에서 저장하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 91.36％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 14> 블루치즈(Blue cheese)

원유를 72℃에서 15초 동안 살균하고 55℃에서 크림분리 하였다. 크림을 유지방 함량 36％로 표준화시키고, 가교화 β-CD를 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1400rpm)하고 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 처리된 크림을 500psi에서 일차 균질을 하고 1000psi에서 이차 균질을 하였다. 탈지유와 크림을 혼합하여 starter를 2％ 첨가하여 한 시간 동안 정치시키고 0.0154％의 rennet를 넣어 30분 동안 정치 시켜 놓은 후, 커드 나이프로 절단하였다. 30℃에서 유청의 산도가 0.03％로 상승 할 때까지 가온하였으며, 가온 시 5분마다 1회씩 저어주고 유청을 배출하기 직전에 33℃로 온도를 상승시켰다. 유청을 배출한 후에 2％의 소금과 0.061％의 페니실리움 로쿼포르티(Penicillium roqueforti)를 첨가하였으며, 2시간 동안 15분에 1회씩 치즈를 반전시켜 주었다. Overnight 후에 가염 처리하고, 5일 동안 4차례 이상 중가염을 해주었다. 6일 후에는 세척하여 cryovac으로 싸고 치즈의 양면에 0.3cm의 침을 사용하여 구멍을 뚫어준 뒤, 숙성 시켰다. 치즈가 적당히 숙성되었을 때 피복물을 제거하고 알루미늄 호일로 치즈를 밀봉한 후 2.2℃에서 저장하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 89.26％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 15> 페타치즈(Feta cheese)

원유를 72℃에서 15초간 살균한 후, 55℃에서 크림분리를 실시하였다. 분리된 크림을 유지방 함량 36％로 표준화시키고 가교화 β-CD 10％를 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1400rpm)한 후, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 처리된 크림을 유지방 함량 5％로 표준화시킨 후, 500psi로 균질하였다. 32℃로 냉각시켜 starter 0.02％를 첨가한 후, 1시간 뒤에 0.02％ rennet을 첨가해 30분 동안 정치시켰다. 커드를 절단하고 20분간 정치한 후, 20분간 잘 저어주었다. 커드의 pH가 4.6이 될 때까지 방치하고, 용기에 담아 20시간동안 압착시켰다. 적당한 크기로 자른 후, 23 ％의 소금물에 하루동안 담가두고, 마지막으로 14％의 굵은 소금을 치즈 위에 뿌려 2∼3달간 숙성시켰다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 90.86％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 16> 아이스크림

유지방 함량 36％의 크림에 가교화 β-CD 10％ 첨가하여 교반(40℃, 30분, 1400rpm)처리한 후, 원심분리(25℃, 10분, 140×g)하였다. 처리된 크림을 50℃로 유지된 배합조(mix tank)에 넣고 탈지분유, 설탕, 안정제(carboxymethyl cellulose), 물을 첨가하였다. 혼합물을 72℃에서 15초간 살균한 후, 60℃에서 두 단계(1단계;175kg/cm², 2단계;35kg/cm²)에 걸쳐 균질화 하였다.

이를 4℃로 냉각시키고 24시간 숙성하였다. 아이스크림 냉동기에서 -3.8℃로 7분간 냉동시킨 후, -20℃에서 포장하고 -26℃에서 2시간동안 경화를 실시하였다. 이를 -20℃에서 2주간 저장한 후 저장하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 88.46％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 17> 소세지

소세지의 원료로 돈지(lard)를 이용하였으며, 돈지 100g에 5％의 가교화 β-CD를 첨가 한 후 돈지와 동량의 물을 첨가해 시료를 준비하였다. 27℃를 유지한 후 150rpm으로 1시간 동안 교반하여 230×g으로 15분 동안 원심 분리하여 콜레스테롤 이 제거된 돈지를 추출하였다. 처리된 돈지에 2％의 NaCl과 발색제(0.1％의 KNO₃와 0.01％의 NaNO₂ 혼합)를 첨가하여 4℃에서 3일간 보관한 후에 10℃ 이하에서 그라인딩(grinding)을 실시하였다. 냉각된 접시(bowl)에 돈지를 넣고 빙수를 20％ 첨가 후 10℃에서 10분 동안 커팅 하였다. 여기에 향신료, 결착제, 조미료, 항산화제, 식용색소를 첨가하여 잘 혼합한 뒤, 5％의 옥수수 전분을 첨가하였다. 공기가 혼합되지 않도록 10분 동안 잘 혼합하고 점성이 나타나면 혼합을 중단하였다. Kureharon 케이싱 필름으로 캐스팅(casing)한 후, 63℃에서 30분간 가열처리 하여 4℃로 냉각시켜 진공포장 하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 92.02％의 콜레스테롤이 제거되었다.

<실시예 18> 마요네즈

갈색란으로부터 난황과 난백을 분리한 후 난황을 50 mesh 체에 통과시켜 난황막 및 알끈을 제거하였다. 동량의 증류수로 희석한 후 가교화 β-CD 10％를 첨가하여 20℃에서 10분간 400rpm으로 교반한 후 20℃에서 10분간 140×g의 속도로 원심분리하여 β-CD와 콜레스테롤 복합체를 제거하였다. 콜레스테롤이 제거된 난황 140g을 교반기(blender)에 넣어 교반한 후 소량의 설탕과 소금을 첨가하여 교반하였다. 동시에 대두유 800ml와 식초 35ml을 조금씩 번갈아 가면서 첨가하고 유화가 완료되면 잠시 동안 저속으로 교반하여 마요네즈를 제조하였다. 이중 1g을 취하여 GC를 사용하여 콜레스테롤을 정량한 결과, 87.90％의 콜레스테롤이 제거되었다.

본 발명은 β-CD를 가교제로 결합시켜 가교화된 β-CD를 제조하여 콜레스테롤이 함유된 식품에 첨가하면 우유의 경우 최대 93％, 크림의 경우 91％, 돈지의 경우 93％, 난황의 경우 95％까지 콜레스테롤의 제거가 가능하다.

또한 콜레스테롤이 흡착된 β-CD에 유기용매를 첨가하여 β-CD를 재생하여 우유에 첨가시 콜레스테롤 제거율이 7회 재사용시 90％, 10회 재사용시 81％까지 제거할 수 있으며, 크림에 첨가시 6회 90％, 10회 83％까지 제거할 수 있다.

따라서 종래 β-CD를 1회 사용후 폐기하여 발생했던 환경오염을 방지할 수 있고, β-CD를 재사용함으로 인한 비용을 절감할 수 있어서 경제적인 콜레스테롤 제거방법을 제공한다.

본 발명은 현대인이 즐겨 먹고 있는 유제품, 육제품, 난제품에 가교화된 β-CD로 콜레스테롤을 콜레스테롤 제거하여 건강식품을 제공한다.

Claims

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콜레스테롤이 함유된 식품에,베타-싸이클로덱스트린을 아디핀산으로 가교화한 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 첨가하여 반응시킨 후, 분리하여 콜레스테롤을 제거하는 것을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
제 4항에 있어서, 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 콜레스테롤 함유식품에 대하여 0.5∼30wt％ 첨가하는 것을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
제 4항에 있어서, 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 첨가한 후, 5∼50℃에서 1∼40분간 50∼1,600rpm으로 반응시켜 가교화 베타-싸이클로덱스트린에 흡착된 콜레스테롤을 분리하는 것을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
제 4항에 있어서, 콜레스테롤이 함유된 식품은 유제품, 육제품 또는 난제품 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
제 7항에 있어서, 유제품은 우유, 크림, 버터, 아이스크림, 요구르트 또는 치즈 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
제 7항에 있어서, 육제품은 돈지 또는 소세지 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
제 7항에 있어서, 난제품은 가금류의 알, 난황 또는 마요네즈 임을 특징으로 하는 가교화 베타-싸이클로덱스트린을 이용한 식품중의 콜레스테롤 제거방법
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