KR101204391B1 - 지질추출장치，이 장치를 가지는 어분제조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부에 어류가 투입되는 추출탱크, 추출탱크에 투입된 어류에 용매로서 25-90℃ 온도로 가열된 10-60(v/v)% 에탄올을 50-3,000bar의 압력으로 분사하여 어류를 분쇄하는 용매분사기구로 구성된 지질추출장치, 이 추출장치를 가지는 어분제조기, 이 제조기에 의하여 추출된 지질 및 제조된 어분을 제공한다.

Description

지질추출장치，이 장치를 가지는 어분제조기{Lipid Extractor, Fish Meal Manufacturing Machine with the Extractor}

본 발명은 어류에서 리놀렌산(linolenic acid), DHA(docosahexaenoic acid), EPA(eicosapentaenoic acid)와 같은 오메가-3와 인지질(phospholipid), 아스타잔틴(astaxanthin) 등을 추출하는 장치, 이 장치를 가지는 어분제조기에 관한 것이다.

어류는 단백질, 불포화지방산, 칼슘 등 영양성분을 풍부하게 함유하고 있다. 특히, 남빙양 크릴(krill, 크릴새우)의 지질에는 DHA, EPA 등의 불포화지방산이 매우 많이 함유되어 있고, 인지질이나 강력한 천연 항산화제인 아스타잔틴과 같은 기능성 물질 또한 많이 함유되어 있다.(크릴오일에는 오메가-3를 비롯하여 비타민 A, D 및 E가 함유되어 있고, 이 크릴오일의 항산화 기능은 일반적인 생선오일의 약 48배에 달하는 것으로 보고되고 있다) 이에 따라, 최근에는 어류를 양질의 건강식품으로 개발하려는 노력도 이어지고 있다.

원양어업에서 포획되는 어류, 특히 크릴, 오징어 등은 자가분해 효소를 다량으로 함유하고 있기 때문에, 짧은 시간에 부패되어 선도가 저하된다. 이와 관련하여, 양질의 어류분말을 얻기 위한 여러 수단이 알려져 있다. 일례로, 생크릴의 경우에는 0℃ 부근에서도 자가분해효소 작용으로 단시간 내에 흑변이 일어나고 특유의 부패악취가 발생되므로, 크릴분말 제조 시에는 단백질 분해효소를 불활성시키기 위하여 대개 가열하거나 알코올 등 유기용매를 사용하나, 이는 크릴의 고유성분이 변질되거나 건조공정이 복잡하고 길어지는 등의 문제로 인하여 건조분말의 질이 저하됨은 물론, 제조비용이 증가되는 경향이 있다.

최근, 세계적인 사료자원 부족, 특히 동물성 단백질 부족으로 인한 사료값의 상승은 양식은 물론이거니와 양돈, 양계농가에까지 심각한 경영부담을 안겨주고 있다. 양질의 사료를 저가로 대량 공급하기 위해서는 제조공정 개선이 최우선되어야 한다. 이에, 다음과 같은 어분 제조를 위한 공정개선과 새로운 제조수단이 알려져 있다.

PCT/NO07/00397(공개번호 : WO08/069673)(우선권번호 : NO 20065460)에는 크릴과 수산물을 효율적으로 분쇄ㆍ분리하는 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 수산물로부터 부드러운 단백질 부분이나 단단한 조직으로부터 수분이 많은 조직을 쉽게 분리하기 위한 것이고, 크게 분쇄ㆍ압착하는 부분과 분쇄된 조직을 거르는 채로 구분되며, 수산물을 연속적으로 신속하게 분쇄하고 분리하여 수산물의 선도를 유지한다.

한국 공개특허 제2000-0037691호에는 해머 밀과 매스콜로이더를 이용한 어류 냉동마쇄물의 제조방법에 대하여 개시되어 있는데, 이는 수분함량이 높은 수산물을 냉동, 분쇄하는 동결분쇄법에 의하여 -20 내지 -80℃로 동결하고 해머 밀로 분쇄한 후, 매스콜로이더로 마쇄함으로써 유화상의 냉동마쇄물을 제조한다. 이 방법은 동결 및 마쇄설비를 구비하여야 하는 불편함이 있어, 대량가공에는 부적합하다.

한국 공개특허 제2004-0052752호에는 갑각류 사료용 프로폴리스를 함유한 크릴분말의 제조방법에 대하여 개시되어 있다. 이는 드럼건조기에 의하여 분쇄된 크릴을 건조하는 방법이고, 프로폴리스와 점증제가 혼합된 분쇄 크릴을 120℃의 드럼건조기에서 10rpm 이하로 회전시켜 건조하는 것을 특징으로 한다. 이 방법은 건조온도가 너무 높아 크릴이 가지는 강력한 항산화제인 아스타잔틴(astaxanthin)이 파괴되는 단점이 있다.

한국 공개특허 제2005-0094717호에는 드럼건조기에 의한 크릴새우 분말 제조방법이 개시되어 있다. 이 방법은 크릴을 파쇄하는 공정, 파쇄한 크릴에 점증제를 첨가하여 균질화한 점질물로 만드는 공정, 120℃의 드럼건조기로 건조시키는 공정, 건조한 크릴을 분말화하는 공정으로 구성되는바, 위 한국 공개특허 제2004-0052752호에 개시된 방법과 유사하다.

이와 같이, 종래기술은 그 대부분이 여러 설비 혹은 공정을 연결하여야 하는 복잡함이 있고, 점증제 등을 첨가하여야 하는 등 어분의 제조원가가 상승하는 요인을 가지고 있다. 또한, 그 대부분은 건조가 고온에서 일어나므로 영양분의 손실도 크다.

본 발명의 목적은 어류에서 유효 활성물질의 물리ㆍ화학적 변성 없이 리놀렌산, DHA, EPA, 인지질, 아스타잔틴 등을 추출할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 어류의 본래 영양성분 손실을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 어분을 신속하고 저렴하게 만들 수 있는 제조기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적 및 그 추가 적용범위는 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 설명으로부터 보다 명확해질 것이다. 그러나 이 기술 분야의 전문가라면 본 발명의 요지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 가능하기 때문에, 이 설명은 본 발명의 바람직한 일례를 예시하고자 하는 것인바, 단지 예시를 목적으로 제공되는 것으로 여겨져야만 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 어류가 투입되는 추출탱크와; 상기 추출탱크에 투입된 어류에 용매로서 가열된 물이나 에탄올(ethanol) 또는 가열된 물 함유 에탄올을 50-3,000bar의 압력으로 분사하여 이 투입된 어류를 분쇄하는 용매 분사기구를 포함하는 지질추출장치가 제공된다.

상기 용매 분사기구는 상기 용매로서 물-에탄올 혼합비 10-60(v/v)%의 에탄올(즉, 함수에탄올)이 저장된 용매탱크와; 상기 용매탱크에 저장된 용매에 열을 가하여 이 용매를 25-90℃의 온도로 유지시키는 가열기와; 상기 용매탱크에 질소를 주입하여 이 용매탱크에 저장된 용매에서 산소를 제거하는 질소주입기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 용매분사기구는 상기 용매탱크에 저장된 용매를 압송하는 고압펌프와; 상기 추출탱크의 내부에 장착되며 상기 고압펌프에 의하여 압송되는 상기 용매탱크로부터의 용매를 분사하는 복수 개의 용매노즐을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 지질추출장치는 상기 추출탱크에 투입된 어류를 섞는 교반기구를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지질추출장치는 상기 추출탱크로부터 용매를 회수하여 상기 용매분사기구에 공급하는 용매순환기구를 더 포함할 수 있다.

상기 용매순환기구는 상기 추출탱크로부터 용매를 공급받아 이 용매에서 혼합되어 있는 어류 고형물을 분리하는 고액분리기와; 상기 고액분리기에 의하여 상기 용매와 분리된 어류 고형물을 상기 추출탱크에 공급하는 고형물 리턴수단과; 상기 고액분리기에 의하여 상기 어류 고형물과 분리된 용매를 상기 용매 분사기구에 공급하는 용매 리턴수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 지질 추출장치는 상기 추출탱크로부터 결과물을 공급받아 이 결과물을 어류 고형물과 어류 추출물로 분리하는 고액분리기와; 상기 고액분리기에 의하여 분리된 어류 추출물에서 이 어류 추출물에 포함된 용매를 증발시키는 증류기를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기와 같은 지질추출장치에 의하여 추출된 지질이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 내부에 어류가 투입되는 추출탱크와; 상기 추출탱크에 투입된 어류에 용매로서 가열된 물이나 에탄올 또는 가열된 물 함유 에탄올을 50-3,000bar의 압력으로 분사하여 이 투입된 어류를 분쇄하는 용매분사기구와; 상기 추출탱크로부터 결과물을 공급받아 이 결과물을 어류 고형물과 어류 추출물로 분리하는 고액분리기와; 상기 고액분리기에 의하여 분리된 어류 고형물을 건조시키는 건조기를 포함하는 어분제조기가 제공된다. 이 때, 이 같은 어분제조기의 건조기는 상기 어류 고형물을 30-120℃ 온도에서 0-760mmHg로 감압 건조하는 감압건조기일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기와 같은 어분제조기에 의하여 추출된 지질, 또는 상기와 같은 어분제조기에 의하여 제조된 어분이 제공된다.

본 발명에서 용매는 에탄올 이외에 메탄올(methanol), 에틸아세테이트(ethyl acetoacetate), 클로로폼(chloroform), 헥산(hexane), 각종 유기산 등이 목적에 따라 동시 또는 단독으로 사용될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따른 회수율은 다음의 비교예에서 제시된 바와 같은 유기용매를 이용한 추출법에 의한 추출물을 기준으로 표현되는 것으로, 본 발명으로 추출되는 색소와 크릴오일과 용이하게 비교할 수 있도록 표현되었다.

본 발명은 알코올(alcohol)과 물의 혼합용매를 이용하여 일정한 추출조건(온도, 압력 등)으로 해양동물로부터 추출물을 추출하는바, 물리ㆍ화학적인 변성 없이 오메가-3(리놀렌산, DHA, EPA 등), 인지질, 아스타잔틴 등이 강화된 추출물을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 부산물(어류 고형물)은 영양성분 파괴를 최소화하면서 건조하여 양어 및 축산 사료로서 저렴하게 공급할 수 있는 효과가 있다. 특히, 본 발명은 어분 제조 시 유효성분 추출효율을 조절할 수 있어, 본 발명에 의하여 제조된 어분의 잔존 영양소를 선택적으로 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 어분제조기가 도시된 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 지질추출장치를 나타내는 구성도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이러한 용어에 대한 정의는 이 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.

본 발명자는 어류에서 추출물을 추출하되, 유효 활성물질의 물리ㆍ화학적 변성 없이 고수율로 추출하고자 노력하였다. 그 결과, 추출에 알코올과 물의 혼합용매를 이용하거나 추출조건(온도, 압력 등)을 적절히 변경함으로써 리놀렌산, DHA, EPA, 인지질, 아스타잔틴 등이 강화되고, 물리ㆍ화학적 변성 없이 고수율로 추출됨을 확인하였다. 아울러, 이렇게 추출 후 남은 잔사(어류박)는 저온에서 신속히 건조함으로써 영양성분 손실이 최소화된 어류분말이 획득됨을 확인하였다.

본 발명에 이용되는 어류는 오메가-3 지방산(리놀렌산, DHA, EPA), 인지질, 아스타잔틴 등을 함유하고 있는 새우나 게와 같은 갑각류, 절지류, 연어나 도미나 잉어나 금붕어와 같은 붉은 색소를 다량 함유한 다양한 어류일 수 있고, 바람직하게는 새우, 게, 연어, 도미이며, 보다 바람직하게는 크릴이다. 특히, 크릴은 연어, 적색어류 등의 양식에 고급사료로서 이용되고 있고, 양돈이나 양계 등 축산사료로서도 육질 향상 등 그 기능성으로 주목을 받고 있다. 한편, 본 발명에 이용되는 어류는 그 상태(냉동 또는 해동)나 건조조건(자연, 열풍, 진공 또는 동결 등)에 크게 영향을 받지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 어분제조기가 도시된 모식도이고, 도 2는 이 도 1에 도시된 어분제조기의 지질추출장치를 나타내는 구성도이다. 도 1, 2에 도시된 바와 같이, 어분제조기는 어류가 저장되는 원료탱크(10), 이 원료탱크(10)로부터 어류를 공급받는 추출탱크(20), 이 추출탱크(20)에 투입된 어류를 섞는 교반기구(30), 추출탱크(20)에 투입된 어류에 용매를 분사하여 어류를 분쇄하는 용매분사기구(40), 추출탱크(20)로부터 용매를 회수하여 이 용매분사기구(40)에 재공급하는 식으로 용매를 순환시키는 용매순환기구(50), 추출탱크(20)로부터의 결과물(어류 고형물과 어류 추출물의 혼합물) 중 어류 추출물을 제공받아 이 어류 추출물에 포함된 용매를 증발시키는 증류기(60), 추출탱크(20)로부터의 결과물 중 어류 고형물을 제공받아 건조시키는 건조기(80)를 포함한다.

원료탱크(10)에는, 바람직하게는 용매와 접촉되는 표면적을 증대시키기 위하여 일절한 크기로 분쇄된 어류가 저장된다.

교반기구(30)는 회전축(31), 이 회전축(31)의 둘레에 마련된 복수 개의 교반날개(32), 회전축(31)을 회전시키는 축 구동수단(33)을 포함한다. 회전축(31)은 추출탱크(20)의 내부에 회전 가능하게 장착되고, 축 구동수단(33)을 이 회전축(31)에 직결된 모터를 포함한다. 따라서, 이 모터를 작동시키면, 교반날개(32)는 회전축(31)과 동시에 회전되면서 추출탱크(20)에 투입된 어류를 교반한다.

용매분사기구(40)는 용매탱크(41), 이 용매탱크(41)에 저장된 용매를 가열하는 가열기(42), 용매탱크(41)에 질소를 주입하는 질소주입기(43), 추출탱크(20)의 내벽에 장착된 복수 개의 용매노즐(44), 이 각 용매노즐(44)에 용매탱크(41)의 저장 용매를 공급하는 용매공급라인(45), 이 용매공급라인(45) 상에 장착된 고압펌프(46)를 포함한다.

여기에서, 용매탱크(41)에는 용매로서 10-60(v/v)% 에탄올이 저장되고, 가열기(42)는 이 저장 용매를 25-90℃의 온도로 유지시키며, 질소주입기(43)는 용매탱크(41)에 저장된 용매에서 산소를 제거한다. 고압펌프(46)는 용매탱크(41)에 저장된 용매를 50-3,000bar의 압력으로 압송하여, 각 용매노즐(44)에서는 용매가 이 고압펌프(46)에 따른 압력으로 분사된다.

가열기(42)의 경우에는 용매탱크(41)에 저장된 용매의 온도를 측정하는 센서 및 이 센서로부터의 측정값에 따라 가열기(42)의 작동을 적절히 제어하는 제어부를 포함하는 온도조절유닛에 의하여 자동으로 작동(온(on), 오프(off))될 수 있다.

용매순환기구(50)는 추출탱크(20)로부터 용매를 회수하는 용매회수라인(51), 이 용매회수라인(51)을 따라 회수되는 용매에서 이 용매에 혼합되어 있는 어류 고형물을 분리하는 고액분리기(52), 이 고액분리기(52)에 의하여 분리된 용매와 어류 고형물을 각각 용매탱크(41)와 추출탱크(20)로 돌려보내는 용매리턴수단(53,54) 및 고형물리턴수단(55,56)을 포함한다.

여기에서, 용매회수라인(51)은 용매노즐(44)로부터 분사되어 추출탱크(20)에 채워지는 용매가 일정한 높이에 도달하면 오버플로우되어 배출되도록 추출탱크(20)에 연결되고, 필요에 따라서는 용매의 원활한 회수를 위한 펌프가 설치될 수 있다. 고액분리기(52)는 연속식 원심분리기일 수 있다. 용매리턴수단(53,54)은 용매탱크(41)에 연결된 용매리턴라인(53) 및 이 용매리턴라인(53)에 설치된 펌프(54)를 포함할 수 있다. 그리고 고형물리턴수단(55,56)은 추출탱크(20)에 연결된 고형물리턴라인(55) 및 이 고형물리턴라인(55)에 설치된 펌프(56)를 포함할 수 있다.

추출탱크(20)로부터의 결과물은 결과물배출라인(25)을 따라 배출되어 고액분리기(52)에 공급되어 어류 고형물과 어류 추출물로 분리된다. 바람직하게는, 결과물배출라인(25)은 양단 중 한쪽은 추출탱크(20)의 하측에 연결되고 다른 쪽은 밸브에 의하여 용매회수라인(51)에 연결되며, 필요에 따라서는 결과물을 원활하게 배출하기 위한 펌프가 설치될 수 있다.

고액분리기(52)에 의하여 결과물에서 분리된 어류 추출물은 추출물배출라인(57)을 따라 배출되어 증류기(60)에 공급되고, 어류 고형물은 고형물배출라인(58)을 따라 배출되어 건조기(80)에 공급된다. 이 때, 추출물배출라인(57)의 경우에는 용매리턴라인(53)에서 분기되고 이 분기점에는 밸브가 설치될 수 있고, 고형물배출라인(58)의 경우에는 고형물리턴라인(55)에서 분기되며 이 분기점에도 밸브가 설치될 수 있다.

증류기(60)는 어류 추출물을 25-80℃ 온도에서 감압증류하는 감압증류기로, 이 감압증류기는 어류 추출물에서 용매(물과 에탄올)을 증발시킨다. 이 때, 분리되는 오일성분은 오일탱크(70)에 저장된다. 증발되는 용매는 용매탱크(41)에 저장되어 재사용되는데, 증발되는 용매에 대한 저장은 농도를 조절한 후 이루어질 수도 있다.

건조기(80)는 어류 고형물을 회전시킬 수 있고 가열시킬 수 있는 감압건조기로, 이 감압건조기는 건조온도를 25-120℃로 유지하는 것과 동시에, 0-760mmHg로 감압하면서 어류 고형물을 건조시킨다. 건조가 완료된 건조물은 건조기(80)의 배출구로 배출된다.

증류기(60)와 건조기(80)도 앞서 언급한 바와 마찬가지의 온도조절유닛에 온도가 자동으로 조절될 수 있다.

다음에서는 위와 같이 구성되는 본 발명의 작동을 살펴보기로 한다.

추출탱크(20)에 원료탱크(10) 내의 분쇄된 어류를 투입하고, 용매탱크(41) 내의 저장된 용매인 10-60(v/v)% 에탄올을 25-90℃의 온도로 가열하는 한편, 질소를 주입, 분압차를 이용하여 용매에서 산소를 제거한 후, 고압펌프(46)를 작동시킴으로써 각 용매노즐(44)을 통하여 용매를 50-3,000bar의 압력으로 연속하여 분사하고, 축 구동수단(30)을 작동시킴으로써 교반날개(32)를 회전시킨다. 이에 따르면, 추출탱크(20)에 투입된 어류는 용매노즐(44)에서 분사되는 용매의 압력에 의하여 분쇄되고 교반날개(32)에 의하여 교반되면서, 어류에서는 색소와 오일이 추출된다.

여기에서, 용매는 30-50(v/v)% 에탄올이고, 에탄올 온도는 45-75℃이며, 에탄올 분사압력(추출압력)은 100-600bar인 것이 바람직하다.

10(v/v)% 미만의 에탄올을 이용하는 경우에는 지용성물질을 용출하는 데 소요되는 시간이 긴 데다, 추출효율이 매우 낮은 문제점이 있다. 60(v/v)%를 초과하는 에탄올을 이용하는 경우에는, 추출효율은 향상되나, 에탄올의 발화성이 증가하여 화재, 폭발 등의 사고에 대비하기 위한 각종 설비(방폭시설 등)가 요구되고, 이에 따라 시설설비의 투자 및 관리상의 부담이 증가되는 문제가 있다.

에탄올 온도가 25℃ 미만인 경우에는 에탄올을 추출물의 내부로 침투시키는 시간이 길어져 추출에 오랜 시간이 걸리고 추출효율이 낮은 문제가 있다. 에탄올 온도가 90℃를 초과하는 경우에는, 추출효율은 향상되지만, 높은 온도에 의하여 추출물의 열적 변성을 초래하고, 에탄올의 끓는점을 초과함에 따라 증발된 에탄올에 의한 화재 위험성이 있으며, 또한 에탄올 손실도 크다는 단점이 있다.

추출압력이 50bar 미만인 경우에는 에탄올 분사압력이 낮아서 추출물을 충분히 교반하지 못할 뿐만 아니라, 추출물의 파쇄가 완전하게 이루어지지 않아 에탄올이 추출물의 내부까지 충분히 침투하지 못하여 추출효율이 떨어지는 문제가 있다. 추출압력이 3,000bar를 초과하는 경우에는, 추출효율은 매우 좋으나, 추출효능 대비 설치비용이 많이 드는 단점이 있다.

추출탱크(20)에 연속 분사되는 용매가 채워짐에 따라 추출탱크(20)에 용매와 어류 고형물의 혼합물이 일정한 높이(추출탱크(20)에 용매회수라인(51)이 연결되는 높이)에 이르면, 이 어류 고형물이 혼합된 용매는 용매회수라인(51)을 따라 고액분리기(52)로 수송되고, 이 고액분리기(52)는 용매와 어류 고형물의 혼합물을 용매와 어류 고형물로 분리하며, 이렇게 분리된 용매와 어류 고형물은 각각 용매리턴라인(53)과 고형물리턴라인(55)을 따라 다시 용매탱크(41)와 추출탱크(20)에 보내진다. 이러한 작동을, 오메가-3(리놀렌산, DHA, EPA), 인지질, 아스타잔틴 등이 충분하게 추출될 때까지 반복한다. 이 때, 추출은, 용매는 30-50(v/v)% 에탄올이고, 에탄올 온도는 45-75℃이며, 에탄올 분사압력은 100-600bar인 상태에서 1-5시간 진행될 수 있다.

다음, 추출이 완료되면, 추출탱크(20) 내의 결과물은 고액분리기(52)로 수송되어 어류 추출물과 어류 고형물로 분리되는데, 어류 추출물은 증류기(60)에 공급, 25-80℃ 온도에서 감압증류 방식에 의하여 용매가 증발되어, 어류 추출물에서는 색소가 함유된 오일성분이 회수된다. 오일성분은 오일탱크(70)로 보내 저장하고, 용매는 농도를 조절한 후, 용매탱크(41)로 보내 저장하여 재사용한다.

어류 고형물은 건조기(80)에 공급되는바, 0-760mmHg로 감압하고 25-120℃ 온도로 1-5시간 동안 건조시킨다. 건조가 완료된 건조물은 건조기(80)로부터 배출하여 정해진 단위로 포장한다.

다음에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 자세하게 살펴보기로 한다. 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이지, 이 실시예에 의하여 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

[실시예 1]

분쇄된 크릴을 추출탱크(20)에 투입하고 용매노즐(44)을 통하여 10-60(v/v)% 에탄올을 분사하되, 추출조건으로서 에탄올의 온도는 25-90℃, 에탄올의 분사압력은 100-1000bar로 조절하면서 1-5시간 추출을 하였다. 추출 결과물은 고액분리기(52)에서 크릴 추출물과 크릴 고형물로 분리하였고, 크릴 추출물은 증류기(60)에서 감압증류에 의하여 함수 에탄올을 증발시킴으로써, 크릴 추출물에서 색소와 지질을 회수하였다. 크릴 고형물은 건조기(80)에서 25-120℃ 온도를 유지하고 30-60rpm으로 회전시키며 0-760mmHg로 감압하면서 건조하였다. 각 공정에서 회수된 내용물은 무게를 측정하여 비교예에서 얻어진 내용물과 회수수율을 비교하였다.

다음의 표 1은 본 발명에 사용되는 크릴의 일반성분표이고, 표 2는 추출방법(실시예, 비교예)에 따른 인지질과 아스타잔틴의 함량을 나타낸다. 그리고 표 3은 기체-액체 크로마토그래프(chromatograph) 분석조건을 나타내고, 표 4는 추출방법에 따른 불포화지방산의 조성을 나타낸다. 또한, 표 5는 추출방법에 따른 일반성분 비교를 나타내며, 표 6은 추출방법에 따른 건조크릴의 아미노산 함량 비교를 나타낸다.

비교예는 용매로서 에틸에테르(ethyl ether)를 이용하고, 속실렛(Soxhlet) 추출법으로 추출을 진행하였다.

얻어진 불포화지방산의 함량은 비교예가 19.74%, 실시예가 14.84%로, 총 불포화지방산의 함량은 비교예가 높았으나, 본 발명에서 필요로 하는 오메가-3 성분은 실시예가 더 높았다. 실시예의 아스타잔틴과 인지질 함량은 각각 12.6%, 54.2%인바, 비교예보다 추출효율이 좋은 것으로 나타났다.

각각 용매 추출 후 건조한 크릴 분말의 일반성분을 비교한 결과 실시예가 조지방 함량은 낮았으나, 조단백, 조섬유, 조지방 함량은 모두 비교예보다 높은 것으로 나타났다. 실시예와 비교예 모두 대장균과 살모넬라균은 검출되지 않았다. 아미노산 비교분석에서도 프롤린(proline)을 제외하고 모든 아미노산 함량이 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, 실시예로 만들어진 건조분말이 비교예보다 우수함을 알 수 있다.

[표 1] 크릴의 성분조성

[표 2] 추출방법에 따른 인지질 및 아스타잔틴 함량

[표 3] 지방산 분석조건

[표 4] 추출방법에 따른 불포화지방산 조성

[표 5] 추출방법에 따른 일반성분 비교

[표 6] 추출방법에 따른 아미노산 함량 비교

[실시예 2]

위의 실시예 1과 추출압력만이 다르고 나머지는 동일하게 수행하였다. 표 7에 나타낸 바와 같이, 실시예 2는 최종 인지질 추출물의 최대 추출율이 약 54.25%이었다.

[표 7] 압력별 인지질 추출율 (온도 : 50℃)

[실시예 3]

위의 실시예 1과 동일하게 수행하되, 물-에탄올 함량비를 물 대비 50%로 이하로 하였다. 표 8에 나타낸 바와 같이, 실시예 3은 최종 색소 추출물의 최대 추출율이 약 126ppm이었다.

[표 8] 물-에탄올 함량비에 따른 색소추출효율(온도 : 50℃, 압력 : 1000 bar)

[실시예 4]

위의 실시예 1 내지 3에서의 조건변화에 대한 검토를 통하여 본 발명의 어분제조의 최적 조건을 도출하였다.

또한, 실시예 1 내지 3의 조건에 의하여 크릴오일의 오메가-3 함량이 최고가 되고, 인지질과 아스타잔틴을 최적으로 추출하며, 어분을 제조하는 조건을 설정하였다.

에탄올 추출방법은 DHA 등의 변성이 일어나지 않게 하기 위하여 가열온도를 75℃이하로 유지하면서 추출시간은 5시간 이내로 하였다.

상기에서 설명한 것과 같이 본 발명은 상기의 실시예를 통해 그 우수성이 입증되었지만 본 발명은 상기의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 실시예가 가능하다.

10 : 원료탱크 20 : 추출탱크
30 : 교반기구 40 : 용매분사기구
41 : 용매탱크 42 : 가열기
43 : 질소주입기 44 : 용매노즐
45 : 용매공급라인 46 : 고압펌프
50 : 용매순환기구 60 : 증류기
70 : 오일탱크 80 : 건조기

Claims (11)

1. 내부에 어류가 투입되는 추출탱크와;
   상기 추출탱크에 투입된 어류에 용매로서 가열된 물이나 에탄올 또는 가열된 물 함유 에탄올을 50-3,000bar의 압력으로 분사하여 이 투입된 어류를 분쇄하는 용매분사기구를 포함하는 지질추출장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 용매분사기구는,
   상기 용매로서 10-60(v/v)% 에탄올이 저장된 용매탱크와;
   상기 용매탱크에 저장된 용매에 열을 가하여 이 용매를 25-90℃의 온도로 유지시키는 가열기와;
   상기 용매탱크에 질소를 주입하여 이 용매탱크에 저장된 용매에서 산소를 제거하는 질소주입기를 포함하는 지질추출장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 용매분사기구는,
   상기 용매탱크에 저장된 용매를 압송하는 고압펌프와;
   상기 추출탱크의 내부에 장착되며 상기 고압펌프에 의하여 압송되는 상기 용매탱크로부터의 용매를 분사하는 복수 개의 용매노즐을 더 포함하는 지질추출장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 추출탱크에 투입된 어류를 섞는 교반기구를 더 포함하는 지질추출장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 추출탱크로부터 용매를 회수하여 상기 용매분사기구에 공급하는 용매순환기구를 더 포함하는 지질추출장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 용매순환기구는,
   상기 추출탱크로부터 용매를 공급받아 이 용매에서 혼합되어 있는 어류 고형물을 분리하는 고액분리기와;
   상기 고액분리기에 의하여 상기 용매와 분리된 어류 고형물을 상기 추출탱크에 공급하는 고형물리턴수단과;
   상기 고액분리기에 의하여 상기 어류 고형물과 분리된 용매를 상기 용매분사기구에 공급하는 용매리턴수단을 포함하는 지질추출장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 추출탱크로부터 결과물을 공급받아 이 결과물을 어류 고형물과 어류 추출물로 분리하는 고액분리기와;
   상기 고액분리기에 의하여 분리된 어류 추출물에서 이 어류 추출물에 포함된 용매를 증발시키는 증류기를 더 포함하는 지질추출장치.
8. 삭제
9. 내부에 어류가 투입되는 추출탱크와;
   상기 추출탱크에 투입된 어류에 용매로서 가열된 물이나 에탄올 또는 가열된 물 함유 에탄올을 50-3,000bar의 압력으로 분사하여 이 투입된 어류를 분쇄하는 용매분사기구와;
   상기 추출탱크로부터 결과물을 공급받아 이 결과물을 어류 고형물과 어류 추출물로 분리하는 고액분리기와;
   상기 고액분리기에 의하여 분리된 어류 고형물을 건조시키는 건조기를 포함하는 어분제조기.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 건조기는,
    상기 어류 고형물을 30-120℃의 온도에서 0-760mmHg로 감압하여 건조하는 감압건조기인 어분제조기.
11. 삭제

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