KR100932183B1 - 말태반의 추출물 제조방법 및 이를 이용한 식품조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생리활성 물질의 파괴를 줄이고 유효성분의 함량을 높일 수 있으며 색깔과 냄새가 전혀 없는 새로운 말태반 추출물을 얻기 위한 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 산, 알칼리 촉매 및 기존의 효소분해법과는 전혀 다른 효소 분할주입법에 의해 말태반에 단백분해효소를 처리하고 활성화된 활성탄을 이용하여 색깔과 냄새를 완벽히 제거시키고, 아미노산의 함량을 크게 높일 수 있는, 말태반 추출물을 제공한다.

말태반, 단백분해효소, 활성탄, 아미노산, 추출물, 식품 조성물

Description

말태반의 추출물 제조방법 및 이를 이용한 식품조성물{A method for manufacturing horse placental extract and a food composition comprising the extract}

본 발명은 말태반의 추출물 제조방법 및 이로부터 얻어진 추출물을 이용한 식품조성물에 관한 것으로, 식품에 적합한 규격을 갖는 고순도 정제 말태반 유래의 식품 원료의 제조에 관한 것이다.

태반(placenta)은 임신한 포유류의 자궁에 생기는 기관으로 탯줄을 통하여 태아에게 영양분을 공급하고, 생명을 지탱하게 한다. 태반은 출산시 자궁으로부터 배출되며, 태반이 나오는 것을 후출산이라고 한다.

태반에는 필수 아미노산, 멜라토닌, RNA, DNA 등의 핵산 성분, 항산화 효소인 SOD(Super Oxide Dismutase). 히아루론산(Hyaluronic acid). 항산화제, 면역보조인자(cytocine), 태반펩타이드, 인슐린유사성장촉진인자(insulin-like-growth factor), 표피성장 촉진인자(EGFS, Epidermal Growth factors) 및 독특한 노쇠세포 활성인자(SCAFS, Senescent Cell Adivating Factors) 등의 성장인자와 사이토카인 류가 포함되어 있어 피로회복, 면역증강 등에 유용한 것으로 알려져 있다.

또한, 태반은 티로신으로부터 멜라닌 과립 생성을 촉진하는 효소 티로시나아제의 활성을 저해하는 효과가 있으므로 색소 형성을 억제함과 동시에 멜라닌색소를 포함하는 세포의 배출을 촉진하는 작용을 발휘하여 기미 예방과 개선에 효과가 있으며 결국 색소 침착을 예방하는 작용뿐만 아니라 미백작용도 나타나게 된다.( Mallick S et el., Pigment Cell Res. Feb 18(1), 25-33, 2005).

또한, 태반의 조직대사 촉진작용이 피지의 분비선 기능을 높여 피지의 분비를 정산화한 결과 잔주름을 줄이거나 제거하는 작용을 한다. 아울러, 태반에는 선유아 세포의 증식인자(FGF)가 포함되어 있어 섬유아 세포의 증식, 재생을 촉진하며 이의 활성화를 통해 콜라겐, 엘라스틴, 히아루론산의 양을 증가시켜 피부의 신축성이나 탄력성을 회복하여 깊은 주름과 피부처짐을 개선시키는 작용을 하게 된다.

이러한 태반의 추출 방법으로서는, 강산(보통 3N 염산)이나 강알칼리를 이용하여 태반을 가수분해하여 그 산물을 얻는 방법이 이용되어 왔으나, 이 방법에서는 장시간 고온처리를 행하는 과정에서 태반이 가지고 있는 각종 아미노산 등의 생리활성 물질이 파괴되는 문제가 있다. 또한, 종래의 효소를 이용한 태반 추출방법은 유효성분 추출에 장시간이 소요되는 문제가 있어 이를 개선할 수 있는 방법의 개발이 필요한 실정이다.

또한 태반의 가수분해시 불쾌한 냄새 및 진한 색도로 인하여 식품에 적용하기 어려움이 있어 원료로서 극히 미량을 사용하고 있는 실정이다.

본 발명은 태반을 종래의 산알칼리 분해법을 이용하여 장시간 고온처리에 의해 아미노산을 비롯한 인체에 유용한 생리활성 물질을 파괴시키며 또한 종래의 단백분해효소를 이용한 분해법을 이용하면 공정시간이 장시간 소요되어 생산성이 저하되며 생리활성 물질이 공기에 노출되어 변성, 미생물 오염이 되는 단점을 개선하여 아미노산과 같은 유효성분의 함량을 높이고 생리활성물질의 파괴를 줄일 수 있는, 고순도로 정제된 무색, 무취의 말태반 유래의 식품 원료를 얻기 위한 말태반의 추출물 제조방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

말태반에 단백분해효소 및 물을 첨가하여 1차 단백분해반응을 시키고, 상기의 반응물에 단백분해효소를 추가로 첨가하여 2차 단백분해반응을 시킨 후, 활성탄을 넣고 진공압 하에서 냄새 및 색깔을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 말태반 30 내지 40 중량부에 대하여 단백분해효소 0.1 내지 0.3 중량부 및 물 65 내지 100 중량부를 첨가하여 1차 단백분해반응을 시키고, 완벽한 단백분해를 위하여 단백분해효소 0.1 내지 0.3 중량부를 추가로 첨가하여 2차 단백분해반응을 시킨 후, 활성탄 0.5 내지 1.2 중량부를 넣고 냄새와 색깔을 제거한다.

본 발명에 의한 말태반 추출물을 얻기 위해서는, 구체적으로 수의사의 검증을 거친 말의 정상태반을 냉동고 등에 입고하여 수기한다. 상기 냉동된 말태반을 해빙하고 민수기를 이용하여 단백분해가 용이하도록 분쇄를 하고, 이 분쇄된 말태반을 핏물이 제거될 때까지 세척한다. 이때, 피가 제거되지 않으면 피성분에 의한 악취성분이 발생함으로 세척작업이 필수적이다.

이와 같이 하여 깨끗이 세척된 말태반을 여과기를 이용하여 탈수하고, 단백분해효소 및 물을 첨가하여 단백분해 반응시킨다. 이때의 단백분해 반응은 2차에 걸쳐 수행한다. 그 이유는 기존의 발명에서 단백분해반응이 원활하게 진행되지 않아 공정시간이 장시간 소요되고, 또한, 과량의 단백분해 효소를 이용하는 단점을 개선하기 위해 적은 효소의 양을 이용하더라도 분해반응을 2차례로 나누어주면 새로운 활성화된 효소표면을 제공하여 주기 때문에, 공정시간을 크게 줄여주어 생산성 및 안정성을 증대시킬수 있다. 상기 단백분해효소는 파파인, 프로테아제, 펩티다아제, 펩신 또는 이들의 혼합물 등을 이용할 수 있다.

전체 반응물의 함량 중 최초 말태반 함량은 30 내지 40 중량부, 바람직하게는 33 내지 38 중량부, 보다 바람직하게는 33 내지 35 중량부가 되도록 포함하는 것이 좋다. 태반 함량이 30 중량부 미만으로 포함되는 경우는 유용성분의 함량이 낮다는 문제가 있고, 40 중량부를 초과하여 포함되는 경우는 초과하는 양에 비해 가수분해 효율이 크게 증가하지 않아 비경제적이다.

상기 단백분해반응 시간은 1차 및 2차 단백분해 반응 시간을 합하여 총 5 내지 12 시간 반응시키는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 7 내지 9시간 반응시키는 것이 좋다. 7시간 미만으로 반응시키는 경우에는 가수분해 반응이 충분히 일어나지 않으며, 9시간 초과하여 반응시키는 경우에는 반응에 필요한 시간 이상으로 비경제적이다.

상기 단백분해 반응횟수는 2 내지 3회가 반응시키는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2회 반응시키는 것이 최적이다. 3회를 반응시키면 효율이 크게 증가되지 않고 효소만을 소비하기 때문에 비경제적이다.

상기 단백분해반응 온도는 50 내지 80℃가 바람직하며, 60 내지 70℃가 보다 바람직하다. 60℃ 미만으로 반응시키는 경우에는 반응이 제대로 일어나지 않는 문제가 있고, 70℃ 초과하여 반응시키는 경우에는 효소의 불활성화 문제로 가수분해 반응이 완전히 일어나기 어렵고 유용성분이 변성되는 단점이 있다. 또한, 이 과정 후, 뷰렛반응 및 트리콜로로 초산 반응으로 완전한 단백질 가수분해를 확인 할 수 있다.

고순도 정제를 위한 정제공정중 사용되는 활성탄의 수분 함유량은 1% 내지 5%가 바람직하며 보다 바람직하게는 3% 이하가 최적이다.

또한, 활성탄을 이용한 고순도 정제시 진공도가 매우 중요하며, 단지 상압에서 활성탄만을 이용한 정제는 완벽한 냄새를 제거할수 없기 때문에 진공압에서 활성탄에 의해 카르보닐기나 저급지방산을 흡착, 제거해야만 한다.

상기 정제공정의 최적 진공압은 0.5기압 내지 0.1기압이 바람직하며, 보다 바 람직하게는 0.3내지 0.2기압이 최적이다. 또한, 60 내지 80℃의 고온에서 교반하에 처리하는 것이 바람직하며, 고온에서 진공압으로 처리하게 되면 활성탄의 흡착률이 증가하여 휘발성 물질 및 악취의 원인 물질인 카르보닐기나 저급 지방산까지 제거할 수 있는 것이다.

본 발명에 있어서, 정제공정 이후에 고형물질 및 활성탄을 제거하기 위한 여과단계를 더 포함할 수 있다. 이를 위해서 0.1 내지 3 μm 필터를 사용하여 1회 이상 여과를 수행하는 것이 바람직하다. 필터의 기공 사이즈가 0.1 μm 미만인 경우에는 필터가 초정밀하여 초고가이므로(한외여과법) 경제성이 떨어지는 문제가 있고, 3 μm 를 초과하는 경우는 제균력이 없어 진균이나 세균의 원물에 포함되어 유통 중 오염될 가능성이 높다는 문제가 있다.

상기 여과단계는 1-3회 정도 실시할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 1차 여과는 2 μm 필터로, 2차 여과는 0.45 μm 필터로, 3차 여과는 0.2 μm 필터를 사용하여 3회 수행하였다.

상기와 같은 방법에 이해 얻은 조성물의 완제품을 생산하기 위해서는, 본 발명의 조성물을 용기에 충진하기 위해서는 용기를 에탄올로 세척후 자외선 살균건조를 시키고 살균된 용기에 본 발명의 조성물을 충진한 뒤, 121℃에서 30분간 고압증기 멸균을 수행하여 포장한다.

본 발명에 의해 얻어진 말태반 추출물은 식품 원료나 화장품의 원료 등으로 사용될 수 있다.

본 발명에 의한 말태반의 추출물 제조방법은, 산이나 알칼리가 아니라 단백분해효소를 이용하여 말태반을 가수분해하고, 후속공정의 최적조건을 구비함으로서 생리활성 물질의 파괴를 줄이면서 유효성분의 함량을 증가시킬 수 있는 장점이 있으므로 유용하게 이용될 수 있다.

<실시예 1> 활성화된 활성탄의 제조

수분을 30% ~ 50% 함유하고 있는 활성탄의 수분제거 및 활성화를 위하여 활성탄 1kg을 120℃ 진공오븐에서 12시간 건조시킨다. 이후 소량의 샘플을 채취하여 수분측정을 측정하여 3%이하가 되면 정제공정용 원료로 이용한다.

<실시예 2> 효소를 이용한 말태반 가수분해물 제조

냉동된 말태반 1.5 kg을 해빙을 시킨후 민수기를 이용하여 분쇄한다. 분쇄된 태반을 교반기에 넣고 핏물이 제거될 때까지 세척한후 여과를 하여 탈수시킨다. 탈수된 태반 1.2kg에 파파인 9g 및 증류수 3kg 을 첨가하여 60℃에서 5시간 반응 시키면 태반이 물에 완전히 용해가 된다. 그 후 완벽한 분해를 위해 파파인 3g을 분해된 용액에 첨가킨 후, 70℃에서 2시간 교반한다. 이후 뷰렛반응 및 트리클로로 초산반응으로 완전한 단백질 가수분해를 확인한 후 식품이나 화장품의 원료에 적합한 색도와 냄새를 위하여 활성화된 활성탄 30g을 넣고 교반기의 진공압을 0.2기압, 반응온도 70도에서 30분간 교반하며 색깔과 냄새를 제거한다. 이 후 이 용액을 여과하여 활성탄을 제거하는데 . 이 때, 1차 여과는 2 μm 필터로, 2차 여과는 0.45 μm 필터로, 3차 여과는 0.2 μm 필터를 사용하여 수행하였다. 상기 여과를 통해 고형물질이 제거된 조성물은 질소 총량으로 확인하였고 그 결과는 5mg/ml 이었다. 또한 HPLC를 통하여 아미노산 분석을 실시하였다. 아미노산 결과는 표 1에 나타내었다.

<비교예 1> 산촉매를 이용한 말태반 가수분해물 제조

냉동된 말태반 1.5 kg을 해빙시킨후 민수기를 이용하여 분쇄한다. 분쇄된 태반을 교반기에 넣고 핏물이 제거될 때까지 세척한후 여과를 하여 탈수시킨다. 탈수된 말태반 1.2kg에 진한 염산 12g 및 증류수 3kg 을 첨가하여 100℃에서 5시간 반응 시키면 태반이 물에 완전히 용해가 된다. 이후 뷰렛반응 및 트리클로로 초산반응으로 완전한 단백질 가수분해를 확인한 후 이 용액을 여과하여 미반응물을 제거하는데 . 이 때, 1차 여과는 2 μm 필터로, 2차 여과는 0.45 μm 필터로, 3차 여과는 0.2 μm 필터를 사용하여 수행하였다. 상기 여과를 통해 고형물질이 제거된 조성물은 질소 총량으로 확인하였고 그 결과는 1.5mg/ml 이었다. 또한 HPLC를 통하여 아미노산 분석을 실시하였다. 아미노산 결과는 표 1에 나타내었다.

<비교예 2> 알카리촉매를 이용한 말태반 가수분해물 제조

냉동된 말태반 1.5 kg을 해빙시킨후 민수기를 이용하여 분쇄한다. 분쇄된 말태반을 교반기에 넣고 핏물이 제거될 때까지 세척한후 여과를 하여 탈수시킨다. 탈수된 말태반 1.2kg에 KOH 12g 및 증류수 3kg 을 첨가하여 100℃에서 5시간 반응 시키면 태반이 물에 완전히 용해가 된다. 이후 뷰렛반응 및 트리클로로 초산반응으로 완전한 단백질 가수분해를 확인한 후 이 용액을 여과하여 미반응물을 제거하는데 . 이 때, 1차 여과는 2 μm 필터로, 2차 여과는 0.45 μm 필터로, 3차 여과는 0.2 μm 필터를 사용하여 수행하였다. 상기 여과를 통해 고형물질이 제거된 조성물은 질소 총량으로 확인하였고 그 결과는 1.5mg/ml 이었다. 또한 HPLC를 통하여 아미노산 분석을 실시하였다. 아미노산 결과는 표 1에 나타내었다.

<비교예 3> 효소를 이용한 말태반 가수분해물 제조(1차단백분해반응만 실시)

냉동된 말태반 1.5 kg을 해빙시킨후 민수기를 이용하여 분쇄한다. 분쇄된 말태반을 교반기에 넣고 핏물이 제거될 때까지 세척한후 여과를 하여 탈수시킨다. 탈수된 말태반 1.2kg에 파파인 12g 및 증류수 3kg 을 첨가하여 60℃에서 5시간 반응 시키면 태반이 물에 완전히 용해가 된다. 이후 뷰렛반응 및 트리클로로 초산반응으로 완전한 단백질 가수분해를 확인한 후 이 용액을 여과하여 미반응물을 제거하였으며, 이 때, 1차 여과는 2 μm 필터로, 2차 여과는 0.45 μm 필터로, 3차 여과는 0.2 μm 필터를 사용하여 수행하였다. 상기 여과를 통해 고형물질이 제거된 조성물은 질소 총량으로 확인하였고 그 결과는 2.5mg/ml 이었다. 또한 HPLC를 통하여 아미노산 분석을 실시하였다. 아미노산 결과는 표 1에 나타내었다.

[표 1] 말태반 추출방법별 아미노산 분석표

항목	기준(일본제품,g/100g)	아미노산 분석결과
		본발명	비교예1	비교예2	비교예3
질소총량	0.6~1.0	5	1.5.	1.5	2.5
아스파라긴산	6.43	7.5	2.7	2.4	5.2
세린	3.66	5.3	1.4	1.7	2.54
글루타민산	10.0	9.65	6.3	5.82	7.86
글리신	14.5	12.08	7.32	7.26	10.5
아르기닌	6.44	6.26	3.52	4.62	5.75
트레오닌	2.48	2.1	0.95	-	1.97
알라닌	6.6	5.51	2.53	2.34	3.58
프롤린	8.33	0.86	-	-	0.56
발린	3.35	3.27	1.57	1.94	2.31
리신	4.14	2.51	1.32	1.53	2.41
로이신	4.94	3.59	1.2	0.96	2.7
이소로이신	2.02	2.0	0.86	-	1.9
히스티딘	1.76	7.01	-	1.43	1.78
티로신	1.68	2.26	-	0.53	1.57
메티오닌	1.01	1.43	-	-	0.96
트립토판	0.41	-	-	-	-
페닐알라닌	2.82	3.07	1.23	1.47	2.64
시스테인	0.51	5.06	-	-	-

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 말태반 추출물은 종래 태반 추출물의 아미노산 함량 기준(자하거 엑스)을 훨씬 상회할 뿐만 아니라, 기존의 산 가수분해법, 열수 추출법 및 알카리 가수분해법에 따른 태반추출물 보다 아미노산 함량이 수배 내지 수십 배 증가된 것을 알 수 있다.

또한, 강산이나 강알카리를 이용한 단백질 가수분해 반응에서는 장시간 고온처리를 행하는 과정에서 각종 아미노산, 성장촉진인자, 사이토카인, 히아루론산, FGF(섬유아세포), 상피세포촉진인자(EGF) 등의 생리활성물질이 비활성화 되거나 소멸되는 문제가 있는 바, 본 발명의 단백분해효소를 이용한 추출법은 이러한 문제를 크게 해소할 수 있다는 장점이 있다. 아울러, 종래의 효소를 이용한 태반 추출방법은 유효성분 추출에 장시간이 소요되는 문제가 있는데, 본 발명의 단백질분해효소 를 이용하는 추출방법은 처리시간이 종래의 효소법보다 훨씬 짧다는 이점도 있다.

Claims (15)

1. i) 말태반 30 내지 40 중량부에 단백분해효소 0.1 내지 0.3 중량부 및 물 65 내지 100 중량부를 첨가하여 1차 단백분해반응을 시키는 단계;

   ii) 상기 i)의 반응물에 상기 단백분해효소를 0.1 내지 0.3 중량부를 추가로 첨가하여 2차 단백분해반응을 시키는 단계; 및

   iii) 상기 ii)의 반응물에 수분 함량이 1 내지 3 중량%인 활성탄을 0.5 내지 1.2 중량부 넣고, 진공압 하에서 냄새 및 색깔을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법으로서,

   상기 1차 및 2차 단백분해반응은 60 내지 70℃에서 총 7 내지 9시간 이루어지는, 말태반의 추출물 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단백분해 효소는 파파인, 프로테아제, 펩티다아제, 펩신 또는 이들의 혼합물 중에 선택되어지는 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 말태반은 분쇄 후, 핏물이 제거될 때까지 세척된 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서, 상기 iii) 단계는 60-80℃에서 교반하에 이루어지는 것을 특징으로하는 말태반의 추출물 제조방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 진공압은 0.5 내지 0.1 기압인 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 iii) 단계 이후에 고형물질 및 상기 활성탄을 제거하기 위한 여과 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법.
9. 제 8항에 있어서, 기공 사이즈가 0.1 내지 3㎛의 필터를 사용하는 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법.
10. 제 8항에 있어서, 상기 여과단계는 1회 내지 3회 실시하는 것을 특징으로 하는 말태반의 추출물 제조방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 상기 제 1항 내지 제 3항 및 제 6항 내지 제 10항 중 어느 하나의 항에 의한 방법에 의해 얻어진 말태반의 추출물을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품 조성물.