KR100849156B1 - 초임계 이산화탄소를 이용한 라이코펜 추출 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 수박 시료를 야자유 지방산 에틸에스터를 용제로하여 lycopene을 추출회수 하거나, 야자유 지방산 에틸에스터를 인트레인너(entrainer)로 하여, 6,000 psi 이상 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜을 1차 추출하는 단계, (b) 상기 (a)단계의 라이코펜 추출물을 1600 psi의 압력과 50℃의 온도 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하거나, 진공증류공정을 이용하여 야자유 지방산 에틸에스터를 제거하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 열이나 빛 등의 안정성을 꾀하는 환경 요소를 배제함으로써 효능적으로 안정되며 고수율 및 고농도의 수박 유래 라이코펜인 천연 항산화제를 얻을 수 있다.
라이코펜, 수박, 초임계 이산화탄소, 추출, 안정성
Description
도 1a는 수박 과육의 분쇄 전과 후의 현미경 사진이고, 도 1b는 분쇄 후 4℃에서 24시간 저장 후의 사진이며, 도 1c는 원심분리하여 분리된 케이크의 사진이다.
도 2는 분쇄 단계별 수박 케이크의 저장 기간 및 저장 온도에 따른 라이코펜 함량을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 초임계 이산화 탄소 추출을 위한 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 4는 초임계 이산화탄소 추출 조건에서 1600 psi 및 40 ℃ 조건에서 추출물의 라이코펜 함량을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 수박으로부터 항산화 성분인 라이코펜을 고농도, 고수율 및 안정성을 구비한 방법으로 분리하며, 수박 과육으로부터 초임계 이산화탄소 유체를 이용하여 유효성분(Lycopenene, 라이코펜)이 파괴되지 않은 상태로 추출하는 것에 관한 것으로, 최종적으로 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법 및 그 추출물에 관한 것이다.
라이코펜은 주로 토마토의 색소 성분으로 알려진 항산화 성분으로서, 카로티노이드(Carotenoid)의 일종이다. 토마토 이외에 수박, 감 등에도 함유되어 있으며 암과 노화를 예방할 수 있는 강력한 항산화 물질로도 알려져 있다. 라이코펜이 세포에 손상을 입히는 활성산소에 대항하여 효과적으로 방어할 수 있는 항산화활성을 가지고 있다는 것은 이미 잘 알려진 사실이다. 항산화제 및 자유 라디칼 식세포로서 비타민 E, C 및 다른 화합물과 함께 인체 및 생물체에서 항산화 메카니즘의 주요 역할을 한다. 또한 라이코펜은 콜레스테롤 및 다른 지질의 산화를 감소시키는 저밀도지질단백질과 협력하는 것이 입증되었고 따라서 혈관의 손상을 방지하고, 나아가 혈액 중 라이코펜 수치와 전립선 암 사이의 역 상관관계가 입증되고 있다.
심장병 방지 및 노화 예방에 좋은 것으로 알려진 수박에도 상당량의 라이코펜이 함유된 것으로 보고되어 있다. 그러나 이러한 수박의 라이코펜을 천연상태 그대로 고농도 및 고수율로 분리하는 방법에 관한 연구나 보고가 없는 실정이다.
라이코펜(Lycopene)은 열 및 빛에 대한 산화 안정성이 매우 낮기 때문에 대기 노출 즉시 산화되어 냉동건조과정 중 약 30%정도가 파괴되며, 산소에도 민감하여 제조과정 중 그 효용성을 잃기 쉽다. 그러나 수박으로부터 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜을 안정성 있고 경제성 있는 방법으로 추출하는 점에 대한 연구나 보고가 없는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 수박으로부터 고수율, 고농도의 라이코펜을 경제성 및 보존성을 고려한 최적의 방법으로 추출하기 위한 것으로, 이를 통해 얻은 천연 항산화제인 라이코펜 및 이를 활용한 식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 본 발명은 (a) 수박 과육을 채취하여 찹퍼(chopper), 콜로이드 밀(colloid mill) 및 호모지나이저(homogenizer)로 순차적으로 분쇄하고 원심분리하여 케이크(cake)와 시럼(serum)으로 분리하여 저장하는 단계, (b) 동결건조된 수박 케익을 6,000 psi 이상 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한 (a) 수박 과육을 채취하여 찹퍼(chopper), 콜로이드 밀(colloid mill) 및 호모지나이저(homogenizer)로 순차적으로 분쇄하고 원심분리하여 케이크(cake)와 시 럼(serum)으로 분리하여 저장하는 단계, (b) 건조되지 않은(wet) 상태의 수박 케익을 6,000 psi 이상 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
추가적으로, 본 발명은 (a) 건조되지 않은(wet) 상태의 수박 시료를 야자유 지방산 에틸에스터를 인트레인너(entrainer)로 하여, 6,000 psi 이상 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜을 1차 추출하는 단계, (b) 상기 (a)단계의 라이코펜 추출물을 1600 psi의 압력과 50℃의 온도 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법을 포함한다.
추가적으로 본 발명은 상기와 같은 방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 라이코펜 추출물 또는 농축물을 포함하여 이러한 라이코펜 추출물이 식품에 첨가되어 기능성을 강조한 다양한 형태의 식품을 포함한다. 상기 식품은 과일, 야채, 과일이나 야채의 건조제품이나 절단제품, 과일쥬스, 야채쥬스, 이들의 혼합쥬스이거나 산성음료수를 포함하는 음료류, 쿠키, 사탕, 카라멜, 껌 등과 같은 제과류, 제빵류, 아이스크림 제품류, 다(茶)류, 요구르트와 같은 발효유식품, 유가공식품, 양념류, 주류, 통조림 또는 병조림류, 면류, 축산가공식품, 수산가공식품, 미생물발효식품, 두류식품, 곡류식품, 육가공류, 감초류, 허브류를 포함한다.
본 발명에서 수박 과육으로부터 분쇄 및 원심분리 과정을 통하여 획득한 케익은 라 이코펜을 고함량 및 고수율로 얻을 수 있는 획기적인 방법으로, 고함량의 라이코펜 생산을 위한 최적의 전처리 과정임을 밝히는 바이다.
본 발명에 사용된 초임계 이산화탄소의 온도, 압력 및 추출 조건은 본 발명자의 끊임없는 연구와 반복시험을 통하여 확립된 것으로 세부적인 수치한정 뿐만 아니라 본 발명의 기술적 사상도 본 발명의 범위 내에 포함되는 것이 자명하다 할 것이다.
이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 될 것이다.
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실시예
1: 수박 전처리 및 저장 실험>
수박 과육을 채취하여 chopper, colloid mill 및 homogenizer로 순차적으로 wet 분쇄하였다. 도 1a에서와 같이 라이코펜이 추출되기에 적합한 구조로 수박 과육 구조가 해체된 것을 알 수 있다. 분쇄된 숙박 과육을 냉장온도에서 24시간 저장한 후 10,000rpm에서 30min간 원심분리하여 케익(Cake)과 시럼(Serum)으로 분리하였다 (도 1b 및 1c 참조).
수박의 분쇄 및 분리과정을 통하여 라이코펜의 함량과 농축 정도를 표1에 나타내었다. 수박을 전처리하여 준비된 케이크에는 kg 중량당 807.3mg의 라이코펜이 농축된 것으로 분석되었으며, 회수율도 93.75%인 것으로 나타나 본 발명의 수박 전처리 과정이 라이코펜을 고수율 및 고함량으로 농축하는 획기적인 방법임을 입증할 수 있었다.
[표 1] Weight and Lycopene Yield during watermelon Pretreatment
| Weight yield (㎏) | conc . Lycopene (㎎/㎏) | Lycopene yield (㎎) | |
| Watermelon | 100 | - | - |
| Rind | 31.5 | - | - |
| Seed | 0.42 | - | - |
| Flesh | 68.08 | 37.4 | 2546 |
| Juice | 63.08 | 2.83 | 152.42(5.99) |
| Cake | 5.0 | 807.3 | 2387(93.75) |
<
실험예
: 저장 실험>
수박 과육 및 상기 실시예1에서 준비된 수박 과육 케이크를 단위당 폴리에틸렌 필름 백으로 밀봉 포장하여 저장온도 5℃, 0℃, -20℃ 또는 -70℃에서 저장하면서 1주 단위로 라이코펜(Lycopene)의 함량을 측정하여 분쇄도에 따른 수박과육 및 cake의 저장성을 분석하였다.
도 2에 나타난 바와 같이, 수박 케이크에서 저장온도에 따른 큰 영향 없이 라이코펜 함량이 저장기간 중 큰 상당량 유지되었으며, 특히 분쇄단계를 순차적으로 거치면서 라이코펜 함량이 증가한 상태로 안정적으로 유지되는 것을 알 수 있었다. 따 라서 본 발명의 수박 전처리 과정이 lycopene 손실을 5% 이내로 하는 과즙을 분리하여 -5℃이하에서 기밀포장 저장하면 20%이하의 lycopene 손실률을 나타내는 라이코펜을 고수율 및 고함량으로 농축하여 저장할 수 있는 획기적인 방법임을 다시 한 번 입증할 수 있었다.
<
실시예
2: 건조 수박케이크로부터
라이코펜
추출>
동결건조 수박 cake로부터 초임계 탄산가스의 압력 6000, 7500 및 9000 psi 및 온도 40, 60, 80℃의 조건으로 통상적인 초임계 추출방법에 의하여 lycopene을 추출한 결과 표2에 나타난 바와 같이 6000 psi 이상의 압력과 60℃이상의 온도에서 비교적 높은 추출율과 회수율을 기록하였다.
[표 2] 초임계 추출에 의한 추출율 및 회수율
| extraction yield (%) | recovery yield (%) | ||
| 6000psi | 40℃ | 75.8 | 8.5 |
| 60℃ | 99.7 | 11.9 | |
| 80℃ | 99.9 | 20.5 | |
| 7500psi | 40℃ | 97.9 | 12.1 |
| 60℃ | 99.8 | 16.8 | |
| 80℃ | 99.9 | 21.6 | |
| 9000psi | 40℃ | 98.9 | 14.2 |
| 60℃ | 99.6 | 18.4 | |
| 80℃ | 99.8 | 22.4 |
라이코펜(Lycopene)은 열 및 빛에 대한 산화 안정성이 매우 낮기 때문에 냉동건조과정 중 약 30%정도가 파괴되었다. 한편 도 3과 같은 초임계 이산화탄소 추출장치를 이용하여 냉동 건조된 수박시료로부터 lycopene을 추출하였다. 도 3.에서와 같이 인트레인너(entrainer)로서 대두유 또는 MCT(Medium-chained triglycerides)를 12번 액체 추출기에 넣고 냉동건조된 수박시료를 13번 고체 추출기에 넣은 후 추출을 수행한 결과 비록 MCT의 경우 추출속도가 빠른 결과를 보였으나 6000 psi 이상의 높은 압력이 요구 되었다. 이때 온도는 40 - 70 ℃에서 수행되었다. 6000 psi 이상의 추출 압력은 경제성 및 실용화에 다소 문제가 있을 수 있어 다른 전처리 방법 즉 직접 유지들(대두유 및 MCT)와 건조되지 않은(wet) 상태의 수박시료를 혼합하는 방법을 발명하였다.
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실시예
3: 건조되지 않은
수박시료로부터
라이코펜
추출>
- Triglyceride 형태를 사용하였을 경우
건조과정 중 lycopene의 극심한 파괴를 막기 위하여 wet 상태의 수박시료로부터 직접 lycopene 추출하기 위하여 entrainer로서 대두유 또는 MCT를 첨가한 후 실험실용 균질기를 이용하여 ice bath에서 2분간 혼합하였다. 그 결과 80% 정도의 lycopene이 wet시료로부터 entrainer로 사용된 대두유 및 MCT로 이행되었다. 이상의 추출물 역시 triglyceride 형태이고 따라서 건조된 시료를 사용했을 때와 같이 6,000 psi이상의 압력이 필요하며 높은 에너지 및 고가의 고압 장치가 있어야 된다는 단점을 갖고 있었다. 따라서 본 발명에서는 초임계 이산화탄소에 용해도가 높으면서 식용 가능한 시료로서, 초임계 상태에서 용해도가 매우 높아 저압에서도 추출이 용이한 야자유 지방산 에틸 에스터를 이용한 추출방법을 창출하였다.
- 야자유 지방산 에틸에스터를 사용했을 경우
야자유 지방산 에틸에스터를 이용하여 대두유 및 MCT의 경우와 같이 wet 형태의 시료를 사용하여 추출과정을 수행한 결과 이 방법 역시 80% 이상의 추출율을 갖는 효율적인 추출효율을 얻을 수 있었다. 균질기로 추출한 후 6,000 x g에서 원심분리를 하여 상등액 즉 lycopene과 야자유 에틸에스터 혼합물 즉 lycopene 추출물을 얻었다.
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실시예
4:
초임계
이산화탄소를 이용한
lycopene
농축>
야자유 지방산 에틸에스터를 이용하여 lycopene 추출물(lycopene 함량: 0.0367%)을 얻은 후 1400, 1600, 1800 psi의 압력과 30 - 60 ℃까지 다양한 온도범위에서 추출과정이 수행되었다. 본 발명은 야자유 지방산 에틸에스터를 이용하여 1차 추출된 lycopene 추출물로부터 지방산 에스터만 초임계 이산화탄소를 이용하여 추출하고 lycopene은 추출기에 잔존하게 하는 운전조건을 최적화 하는 것이다. 이 경우 용기 내에는 대기 inert gas (CO2)로 차므로 CO2 제거시 산화 방지되며 순도 높은 라이코펜을 얻을 수 있다. 각 압력별로 3개의 온도범위에서 탄산가스 사용량에 따른 지방산 에스터의 추출 패턴 및 추출된 지방산 에스터내의 lycopene함량이 가장 낮은 조건을 확립하여 1600 psi의 압력과 50℃가 가장 효과적인 운전 조건이었다.
도 4는 위 조건에서 운전하여 얻어진 추출 패턴과 추출된 추출물내 lycopene 함량을 나타낸 결과로서 지방산 에틸에스터의 경우 매우 낮은 압력인 1600 psi에서도 비교적 높은 추출속도를 나타낸 반면에 추출된 추출물내 lycopene 함량은 매우 낮은 (0.002% 이하) 결과를 보여 주었다. 한편 추출기내에 잔존한 lycopene 농축물의 경우 lycopene 함량이 0.48%를 나타내 10배 이상 농축되는 결과를 보여 주었다. 본 발명은 실제로 보다 오랫동안 추출과정이 수행될 경우 20배~30배 이상의 농축된 농축물을 얻을 수 있음을 밝히는 바이다. 따라서 다양한 농도의 수박 유래 라이코펜 추출물을 제조하여, 이를 함유한 다양한 형태의 식품(건강기능식품, 음료, 죽, 제과, 기타 모든 식품제형 등)이 개발될 수 있다.
본 발명은 수박으로부터 항산화 성분인 라이코펜을 고농도, 고수율 및 안정성을 구비한 방법으로 분리하며, 수박 과육으로부터 초임계 이산화탄소 유체를 이용하여 유효성분(Lycopenene, 라이코펜)이 파괴되지 않은 상태로 추출하는 것에 관한 것으로, 천연 항산화제를 고수율 및 고농도로 생산하는 방법을 제공하며, 수박으로부터 회수한 라이코펜의 다양한 소재로써의 이용성을 증진시킬 수 있을 것이다. 수박으로부터 천연 항산화제인 라이코펜을 온전한 형태로 분리함으로써 천연 소재로서의 활용가치를 더욱 높일 것이다.
Claims (5)
- (a) 수박 과육을 채취하여 찹퍼(chopper), 콜로이드 밀(colloid mill) 및 호모지나이저(homogenizer)로 순차적으로 분쇄하고 원심분리하여 케이크(cake)와 시럼(serum)으로 분리하여 저장하는 단계, (b) 동결건조된 수박 케익을 6000~9000 psi 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법.
- (a) 수박 과육을 채취하여 찹퍼(chopper), 콜로이드 밀(colloid mill) 및 호모지나이저(homogenizer)로 순차적으로 분쇄하고 원심분리하여 케이크(cake)와 시럼(serum)으로 분리하여 저장하는 단계, (b) 건조되지 않은(wet) 상태의 수박 케익을 6000~9000 psi 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법.
- (a) 건조되지 않은(wet) 상태의 수박 시료를 야자유 지방산 에틸에스터를 인트레인너(entrainer)로 하여, 6000~9000 psi 및 40~70℃의 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜을 1차 추출하는 단계, (b) 상기 (a) 단계의 라이코펜 추출물을 1600 psi의 압력과 50℃의 온도 조건에서 초임계 이산화탄소를 이용하여 라이코펜이 농축된 추출물을 제조하는 방법.
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| KR101258688B1 (ko) | 2010-11-03 | 2013-04-26 | 황평석 | 수박을 이용한 라이코핀 캡슐제조용 과즙분말 및 라이코핀 과즙주스 제조방법 |
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|---|---|---|---|---|
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050266132A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-01 | Feral Temelli | Supercritical carbon dioxide extraction of carotenoids from natural materials using a continuous co-solvent |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1384472B1 (en) | 2000-11-15 | 2006-02-22 | Universidad de Extremadura | Method for producing an organic solvent-free lycopene concentrate, the resulting concentrate and composition comprising said concentrate |
| US20050266132A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-01 | Feral Temelli | Supercritical carbon dioxide extraction of carotenoids from natural materials using a continuous co-solvent |
| KR20060070846A (ko) * | 2004-12-21 | 2006-06-26 | 주식회사 태평양 | 토마토에서 리코펜을 추출하는 방법 및 그 리코펜을함유하는 항산화용 화장료 조성물 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101127539B1 (ko) | 2009-12-18 | 2012-03-23 | 연세대학교 산학협력단 | 혈청 라이코펜을 이용한 혈관경직도 예측 또는 진단 방법 |
| KR101258688B1 (ko) | 2010-11-03 | 2013-04-26 | 황평석 | 수박을 이용한 라이코핀 캡슐제조용 과즙분말 및 라이코핀 과즙주스 제조방법 |
| WO2016204544A1 (ko) * | 2015-06-17 | 2016-12-22 | 주식회사 조은푸드텍 | 식물체로부터 라이코펜을 효율적으로 추출하는 방법 |
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