KR101429568B1 - 강글리오사이드 함량이 증진된 녹골 추출물의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 녹골 추출물의 제조방법으로서, 녹골 유래 강글리오사이드의 열에 의한 파괴 최소화하면서 단백질 추출 수율을 높이기 위해 녹골을 상압 및 가압 추출을 병행하여 시행하는 녹골 추출물의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 녹골 추출물의 제조방법으로서, 녹골 유래 강글리오사이드의 열에 의한 파괴 최소화하면서 단백질 추출 수율을 높이기 위해 녹골을 상압 및 가압 추출을 병행하여 시행하는 녹골 추출물의 제조방법에 관한 것이다.
사슴뼈는 녹골이라 하여 '신농본초경'에 성질이 따뜻하고 맛이 달며 독이 없어, 삶아서 섭취하면 전신이 쇠약하여 근골 기능이 약해 발생하는 일체의 질병을 치료할 수 있다고 기록되어 있다.
최근, 사슴의 부산물 중 살코기와 일반 뼈에도 기능성 성분이 함유되어 있는 것으로 밝혀진 바 있으며, 특히 사슴 뼈에는 녹용에만 함유된 것으로 알려져 온 강글리오사이드(ganglioside) 성분이, 녹용의 40% 정도 함유되어 있다는 분석결과가 있었다. 강글리오사이드(ganglioside)의 성분 분석결과, 녹골에 함유되어 있는 강글리오사이드의 양은 5.66 mg/g이며, 수컷 꽃사슴의 뼈에는 0.77~2.87 mg/g의 강글리오사이드, 엘크 사슴뼈에는 0.92~2.31 mg/g의 강글리오사이드가 함유되어 있는 것으로 나타났다. 강글리오사이드(ganglioside)는 헤모글로빈과 함께 뇌세포를 활성화시켜 뇌의 기능을 좋게 하고, 기억력과 집중력을 길러주며, 면역력도 높여주는 것으로 알려진 신체기능유지 활성물질로 알려져 있다. 또한 최근 임상자료에서는 파킨슨 증상 개선 및 당뇨성 말초 신경증 경감이 보고되어 있다.
녹골 추출물은 골격 형성과 신진대사에 관여하는 주요 성분인 단백질, 인지질 등이 다량 포함되었고, 또한 콘드로이친, 콜라겐 등이 함유되어 뼈와 관절건강에 도움을 줄 수 있다. 또한 무기질 성분으로 칼슘과 인이 함유하여 신경 강화와 신진대사를 촉진 기능도 있다.
녹골에 대한 연구는 사슴육과 뼈를 활용한 강글리오사이드 추출법(사슴육과 뼈를 이용한 농축액 제조방법 및 이를 이용한 식품, 출원번호 10-2002-0064443), 생약을 함유하여 녹골의 비린취를 제거한 추출방법(생약 추출물을 함유한 녹골 추출물의 제조방법과 이에 의해 제조된 녹골 추출물, 그리고 이를 함유하는 식품 및 의약품, 출원번호 10-2004-0030312), 녹용과 함께 추출하는 방법(녹용추출물이 함유된 건강음료 및 그 제조방법, 출원번호 10-2009-0007905), 녹용, 사슴고기, 사슴뼈를 혼합하여 추출한 방법(사슴 중탕 엑기스 제조방법, 출원번호 10-2009-0126427), 녹골의 추출물의 단백질을 추출하면서 녹골의 비린취를 효과적으로 제거하는 방법 (녹골 추출물의 제조방법, 출원번호10-2012-0042214) 등이 이루어지고 있으나, 녹골을 단독으로 사용하여 강글리오사이드(ganglioside)의 열에 의한 파괴 최소화하고 단백질 추출 수율 증진시킬 수 있는 연구는 아직 없는 실정이다.
본 발명은 상압 추출을 통해 열에 약한 강글리오사이드를 최대한 추출하고, 가압 추출을 병행하여 단백질 추출 수율을 높여 강글리오사이드 함량과 단백질 추출 수율을 동시에 증진시키는 녹골 추출물의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면은 녹골을 상압 열수 추출하는 단계; 녹골을 가압 열수 추출하는 단계; 추출액을 유분리하는 단계: 상기 유분리 액을 여과하는 단계; 및 여과액을 농축하는 단계를 포함하는, 녹골 추출물의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 상압 추출하는 단계는 녹골 및 정제수를 1:1.5~7의 중량비로 혼합하고 95~105 ℃에서 3-12시간 진행될 수 있다.
또한, 상기 가압 추출하는 단계는 녹골 및 정제수를 1:1.5~4의 중량비로 혼합하고 105~140 ℃에서 0.5-12시간 진행될 수 있다.
또한, 상기 유분리하는 단계는 유분리조를 이용하여 60~90 ℃에서 0.5~4시간 동안 정치한 후 진행될 수 있다.
또한, 상기 여과하는 단계는 여과망 60~300메쉬(mesh)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 농축하는 단계는 35~70 ℃에서 0~160 mmHg의 조건으로 진행될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 농골 추출물의 제조방법에 따른 녹골 추출물을 제공한다.
본 발명인 녹골 추출물의 제조방법을 더 상세히 설명한다.
제1 단계: 녹골의 피 제거
녹골 및 정제수를 1:1.3~3의 중량비로 혼합하고 2~12시간 동안 녹골의 피를 제거한다. 이 과정을 2-4차례 반복한다.
제2 단계: 상압 열수 추출 단계
제1 단계에서 피를 뺀 녹골 및 정제수를 1:1.5~7의 중량비로 혼합하고 95~105 ℃에서 3-12시간 추출한다. 상압에서 95~105 ℃에서 3-12시간 동안 추출할 경우 강글리오사이드의 열 파괴를 최소화하며 총 강글리오사이드 추출 수율도 증진시킬 수 있었다.
제3 단계: 가압 열수 추출 단계
제2 단계에서 상압 추출이 끝난 녹골 및 정제수를 1:1.5~4의 중량비로 혼합하고 105~140 ℃에서 0.5-4시간 추출한다. 통상적으로 105~140 ℃의 온도를 올리기 위해서는 0.5~3기압의 가압이 필요하다. 이 조건 내에서 추출할 경우 총 강글리오사이드의 함량을 500 ppm이상 유지하면서 단백질 등 고형분을 효율적으로 추출할 수 있었다.
제4 단계: 유분리 단계
제2 단계 및 제3 단계의 추출액을 60~90 ℃에서 0.5-4시간 동안 정치한 후 유분리하여 지방층을 제거한다. 이 조건 내에서 유분리를 수행할 경우 높은 단백질 함량으로 발생하는 거품을 최소화하여 유분리 및 농축이 용이하였다.
제5 단계: 여과 단계
상기 유분리액을 여과망 60~300 mesh의 Vibro shifter를 활용하여 여과한다. 60~300 mesh를 활용할 경우 녹골에서 유래한 기타 침전물을 효과적으로 제거할 수 있다.
제6 단계: 농축 단계
상기 여과액을 35~70 ℃, 0~160 mmHg에서 농축시킨다. 35~70 ℃에서 농축을 진행하여 기능성 성분인 총 강글리오사이드의 열파괴를 최소화하고, 0~160 mmHg의 고진공도에서 농축을 진행하여 효율을 증진 시킬 수 있다. 또한 상기 농축 조건에 의하면 고유의 녹골 추출물의 색상을 유지할 수 있고, 이취 발생 억제에 효과적이었다.
제7 단계: 건조 단계
상기 농축액을 건조하여 분말화할 수 있다. 이때 건조방법에는 제한이 없고, 진공건조, 열풍건조, 분무건조, 동결건조 등 일반적인 건조방법을 이용한다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 녹골을 상압 추출 및 가압 추출하여, 상기 액상을 여과하여 분말화하는 것을 특징으로 하는, 강글리오사이드와 단백질 함량이 높은 녹골 추출물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 녹골의 기능성분인 강글리오사이드의 함량을 증진시킬 수 있고, 녹골의 단백질 함량을 최적으로 추출할 수 있고, 경제성 있는 가격으로 단시간 내에 효율적이고 효과적인 공정을 통하여 제조가능하며, 생산성이 높고, 일반적으로 성장촉진, 관절건강, 기억력 개선, 면역력 증진 인자들을 다량 함유한 것으로 알려진 녹골 추출물을 얻을 수 있다.
도 1은 녹골을 상압 추출, 가압 추출, 유분리, 여과, 농축한 후 분말화하는 공정을 나타내는 순서도이다.
도 2는 녹골 추출 시 온도에 따른 총 강글리오사이드의 함량 변화에 관한 것이다.
도 3은 상압에서 녹골 추출 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화에 관한 것이다.
도 4는 상압 추출 시 가수량별 녹골분말의 추출기 무게(톤)당 생산량에 관한 것이다.
도 5는 상압 추출 시 온도조건에 따른 총 강글리오사이드의 함량 변화에 관한 것이다.
도 6는 가압에서 녹골 추출 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화에 관한 것이다.
도 7은 가압 추출 시 가수량별 녹골분말의 추출기 무게(톤)당 생산량에 관한 것이다.
도 8은 상압 및 가압 추출 병행 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화에 관한 것이다.
도 2는 녹골 추출 시 온도에 따른 총 강글리오사이드의 함량 변화에 관한 것이다.
도 3은 상압에서 녹골 추출 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화에 관한 것이다.
도 4는 상압 추출 시 가수량별 녹골분말의 추출기 무게(톤)당 생산량에 관한 것이다.
도 5는 상압 추출 시 온도조건에 따른 총 강글리오사이드의 함량 변화에 관한 것이다.
도 6는 가압에서 녹골 추출 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화에 관한 것이다.
도 7은 가압 추출 시 가수량별 녹골분말의 추출기 무게(톤)당 생산량에 관한 것이다.
도 8은 상압 및 가압 추출 병행 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화에 관한 것이다.
이하에서는 본 발명을 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 하기 실시예는 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 상압 추출물의 제조
추출조에 녹골 500 kg을 넣고, 정제수 1000 L를 투입한 후 4시간 방치한 후 액을 폐기하여 냉수로 피를 제거한다. 같은 공정을 3회 반복한다. 냉수 피빼기 후 녹골에 3000 L의 정제수를 투입한 후 95~105 ℃에서 4시간 상압 추출한다.
먼저, 추출 온도와 총 강글리오사이드 함량과의 관계를 알아보기 위하여 각 추출온도(100~180 ℃)에서 1시간 추출 시 총 강글리오사이드 함량을 조사하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2는 각 추출온도(100~180 ℃)에서 1시간 추출 시 총 강글리오사이드 함량 변화에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 것처럼, 녹골유래 총 강글리오사이드는 열에 약한 특성을 지니고 있다. 따라서, 추출하려는 녹골의 강글리오사이드의 함량을 높이기 위해서는 고온에서 녹골 추출물을 추출하는 것은 바람직하지 않다는 것을 알 수 있다.
또한, 도 3에 상압 및 100℃에서 녹골 추출시의 총 강글리오사이드의 함량과 수율에 대한 그래프를 나타내었다. 도 3에서 알 수 있듯이 상압에서 추출 시간이 증가할수록 총 강글리오사이드 함량과 고형분 수율이 증가한다. 또한, 총 강글리오사이드 함량은 추출시간이 4시간일 때 가장 효율이 높았다.
또한, 상압 추출시 가수량과 추출량과의 관계를 조사하고 그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4는 가수량을 달리하여 상압 100 ℃에서 4시간 추출시 녹골분말의 추출시 무게(톤)당 생산량에 대한 그래프를 나타낸다. 도 4에서 알 수 있듯이 상압에서 정제수를 1:1.5~7의 중량비로 혼합하여 추출하는 것이 효과적이었다.
마지막으로 상압 추출에서 추출온도와 총 강글리오사이드 함량을 조사하였고, 그 결과는 도 5에 나타내었다. 도 5는 온도를 달리하여 상압에서 가수량 6배의 조건에서4시간 추출시의 총 강글리오사이드의 함량에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 도 5에서 알 수 있듯이 상압에서 95~105 ℃의 조건으로 추출하는 것이 효과적이었다.
[실시예 2] 가압 추출물의 제조
상압 추출한 추출액을 유분리조로 이송하고, 상압 추출을 하고 남은 녹골에 1500 L의 정제수를 투입한 후 압력을 올려 추출 온도를120 ℃로 조정한 후 3시간 가압 추출한다.
가압에서 녹골 추출 시 총 강글리오사이드의 함량과 고형분 수율을 조사하였고, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 도 6에서 알 수 있듯이, 가압 추출시에는 상압 추출에 비하여 고형분 수율이 상당히 향상되었다.
이에, 상압 추출과 가압 추출을 병행할 때의 총 강글리오사이드 함량 및 고형분 수율을 조사하였다. 총 강글이로사이드 함량과 고형분 수율을 모두 향상시킬 수 있는 조건을 도 3 및 도 6을 참조하여, 상압 추출 6시간 및 가압 추출 3시간 병행 시 총 강글리오사이드의 함량 및 수율 변화를 조사하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다. 도 7에 의하면 상압 추출 4시간 동안 총 강글리오사이드 함량이 높으며 가압 추출 3시간 동안 고형분 수율이 상당히 증가함을 알 수 있다. 즉, 녹골에 먼저 상압 추출을 실시하여 총 강글리오사이드 함량을 향상시키고, 상압 추출을 하고 남은 녹골에 가압 추출을 실시하여 고형분 수율을 향상시키는 것이 바람직함을 알 수 있다.
또한, 가압 추출시 가수량과 추출량과의 관계를 조사하고 그 결과를 도 8에 나타내었다. 도8은 가수량을 달리하여 가압 120 ℃에서 3시간 추출시 녹골분말의 추출기 무게(톤)당 생산량에 대한 그래프를 나타낸 것이다. 도 8에서 알 수 있듯이 가압에서 정제수를 1:1.5~4의 중량비로 혼합하여 추출하는 것이 효과적이었다.
[실시예 3] 농축물 및 분말의 제조
상압 추출액과 가압 추출액을 각각 유분리조에서 80 ℃에서 1시간 정치한 후 지방층을 제거한다. 유분리액을 200 mesh의 Vibro shifter를 활용하여 여과한다. 여과액을 농축기로 이송하여 55 ℃, 60mmHg에서 고형분 함량 40 중량%까지 농축하였다. 하기 표1과 같이 상기 여과액을 35~70 ℃, 0~160 mmHg에서 농축을 할 경우 관능평가 결과 고유의 색상을 유지할 수 있고, 고온 반응에 의한 이취 발생이 억제되었다. 분말화는 Vacuum dryer를 활용하여 실시하였다.
| 농축조건 관능 결과 |
35~70 ℃, 0~160 mmHg | 70 ℃, 160 mmHg 이상 |
| 고유 색상* | +++ | + |
| 이취 발생 | + | +++ |
[비교예 1]
상압 추출만읕 통해 녹골 추출물을 얻었다. 상압추출은 다음과 같은 조건으로 수행하였다. 추출조에 녹골 500 kg을 넣고, 정제수 1000 L를 투입한 후 4시간 방치한 후 액을 폐기하여 냉수로 피를 제거한다. 같은 공정을 3회 반복한다. 냉수 피빼기 후 녹골에 3000 L의 정제수를 투입한 후 100 ℃에서 24시간 상압 추출한다. 그리고 상기 실시예 3과 같이 농축물 및 분말을 제조하였다.
[비교예 2]
또한, 가압 추출만을 통해 녹골 추출물을 얻었다. 가압추출은 다음과 같은 조건으로 수행하였다. 추출조에 녹골 500 kg을 넣고, 정제수 1000 L를 투입한 후 4시간 방치한 후 액을 폐기하여 냉수로 피를 제거한다. 같은 공정을 3회 반복한다. 냉수 피빼기 후 녹골에 1500 L의 정제수를 투입한 후 120 ℃에서 10시간 가압 추출한다. 그리고 상기 실시예 3과 같이 농축물 및 분말을 제조하였다.
[비교예 3]
마지막으로 녹골을 가압추출을 먼저 한 후, 가압 추출을 하고 남은 녹골을 상압 추출하여 녹골 추출물을 얻었다. 가압추출 후 상압추출은 다음과 같은 조건으로 수행하였다. 추출조에 녹골 500 kg을 넣고, 정제수 1000 L를 투입한 후 4시간 방치한 후 액을 폐기하여 냉수로 피를 제거한다. 같은 공정을 3회 반복한다. 냉수 피빼기 후 녹골에 1500 L의 정제수를 투입한 후 120 ℃에서 3시간 가압 추출한다. 추출액을 유분리조로 이송하고, 남은 녹골에 3000 L의 정제수를 투입한 후 100 ℃에서 4시간 상압 추출한다. 그리고 상기 실시예 3과 같이 농축물 및 분말을 제조하였다.
[실험예]
상기 비교예 1 내지 3의 녹골 추출물 및 실시예 3에서 얻은 본 발명에 따른 녹골 추출물의 총 강글리오사이드 함량 및 고형분 수율을 비교하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
표 2에 의하면, 비교예 1의 상압 추출만으로 녹골 추출물을 얻은 경우 총 강글리오사이드 함량은 많으나, 고형분 수율이 상당히 낮았고, 비교예 2의 가압 추출만으로 녹골 추출물을 얻은 경우, 총 강글리오사이드 함량은 낮으나, 고형분 수율은 높음을 알 수 있다. 비교예 3의 가압추출 후 상압추출을 수행할 경우, 총 강글리오사이드 함량은 낮으나, 고형분 수율은 높음을 알 수 있다. 비교예 3의 경우, 가압 추출시의 고온에 의해 강글리오사이드가 분해되어 상압추출을 병행하여도 총 강글리오사이드 함량은 크게 증가하지 않은 것으로 판단된다.
반면, 본 발명처럼, 상압 추출을 먼저 실시하고 가압 추출을 이어서 실시하면, 먼저 상압 추출을 통해 강글리오사이드를 추출하고 나서 가압 추출을 시행하여 고형분 수율을 향상시킬 수 있다.
즉, 상압추출만 수행한 경우, 가압추출만 수행한 경우 및 가압추출 후 상압추출을 수행했을 경우에는, 본 발명처럼 상압 및 가압을 병행하여 수행하였을 때처럼 총 강글리오사이드 함량과 수율을 동시에 증가시킬 수 없었다.
| 추출 조건 |
구분 | 추출시간 별 함량 | |||||
| 1시간 | 3시간 | 5시간 | 7시간 | 10시간 | 24시간 | ||
| 비교예 1(상압 추출) |
총 강글리오사이드 (ppm) |
1120 | 1180 | 890 | 750 | 600 | |
| 고형분 수율 (%) | 0.5 | 2.2 | 2.7 | 3.6 | 3.7 | ||
| 비교예 2(가압 추출) |
총 강글리오사이드 (ppm) |
800 | 500 | 420 | 330 | ||
| 고형분 수율 (%) | 4.5 | 10.9 | 11.1 | 11.2 | |||
| 비교예 3(가압 후 상압) |
총 강글리오사이드 (ppm) |
600 | 670 | ||||
| 고형분 수율(%) | 9.5 | 11.2 | |||||
| 실시예 3 | 총 강글리오사이드 (ppm) |
1,000 | |||||
| 고형분 수율 (%) | 11 | ||||||
Claims (7)
- 녹골을 상압 열수 추출하는 단계;
녹골을 가압 열수 추출하는 단계;
상기 상압 열수 추출액 및 상기 가압 열수 추출액을 유분리조를 이용하여 여 60~90 ℃에서 0.5~4시간 동안 정치한 후 유분리하는 단계:
상기 유분리 액을 여과하는 단계; 및
여과액을 농축하는 단계를 포함하는, 녹골 추출물의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 상압 추출하는 단계는 녹골 및 정제수를 1:1.5~7의 중량비로 혼합하고 95~105 ℃에서 3-12시간 진행되는, 녹골 추출물의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 가압 추출하는 단계는 녹골 및 정제수를 1:1.5~4의 중량비로 혼합하고 105~140 ℃에서 0.5-12시간 진행되는, 녹골 추출물의 제조방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 여과하는 단계는 여과망 60~300메쉬(mesh)로 이루어지는, 녹골 추출물의 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 농축하는 단계는 35~70 ℃에서 0~160 mmHg의 조건으로 진행되는, 녹골 추출물의 제조방법. - 제1항 내지 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 녹골 추출물의 제조방법에 따른 녹골 추출물.
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