KR101457515B1 - 복합 고압 압출 공정을 포함하는 해조류의 당화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고압 압출 공정으로 압출된 해조류를 전처리하여 당화시키는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 고압 압출 공정과, a) 마이크로웨이브 공정, b) 초음파 공정, c) 초고압 공정 및 d) 균질화 공정 중에서 선택된 공정을 복합 진행하여 해조류를 전처리하고, 당화 효소를 처리함으로써, 산 또는 알칼리 물질을 사용하지 아니하고, 친환경적으로 해조류를 당화시키는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의해 해조류를 구성하는 다당류인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 전분 및 복합 다당류 등의 난분해성 고분자를 물을 이용한 친환경적인 전처리 공정에 의하여 높은 당화 효율로 가수분해 할 수 있다.

Description

복합 고압 압출 공정을 포함하는 해조류의 당화방법{Method for Saccharification of Marine Algae using Extrusion Process with High Pressure}

본 발명은 고압 압출 공정으로 압출된 해조류를 전처리하여 당화시키는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 고압 압출 공정과, a) 마이크로웨이브 공정, b) 초음파 공정, c) 초고압 공정 및 d) 균질화 공정 중에서 선택된 공정을 복합 진행하여 해조류를 전처리하고, 당화 효소를 처리함으로써, 산 또는 알칼리 물질을 사용하지 아니하고, 친환경적으로 해조류를 당화시키는 방법에 관한 것이다.

인류의 급격한 증가와 발전으로 인해 식량의 고갈, 무분별한 석탄연료사용 및 고유가 시대에 따른 에너지 부족에 따라 인류에게 새로운 대체 에너지 개발이라는 큰 과제가 주어졌다.

상기의 과제를 해결하기 위한 바이오 에너지 산업, 그 중 바이오 에탄올 분야에서 가장 중요한 원료인 당은 해조류 또는 농산부산물 등에서 널리 얻을 수 있는 자원이다. 또한, 식품산업에서 이용 되어지는 당의 생산은 고비용이 요구되며 특히 당의 주요 원료인 사탕수수나 사탕무로부터 당을 생산하기 위해서는 화학적인 전처리가 수반되어야 한다. 따라서 이러한 화학적인 전처리는 환경 문제를 야기하며, 이를 해결하기 위해서는 많은 인적, 경제적 손실이 불가피하다.

현재 식품산업 분야와 바이오 에너지 생산 분야에서 당을 생산하기 위한 원료로부터 전처리 공정, 효소 공정이나, 알코올 발효를 위한 새로운 효소 및 미생물의 개발에 대한 다양한 연구가 진행되고 있지만, 아직까지 친환경적이고 효율적인 전처리 공정을 통한 연구의 진행상황은 미비한 수준이며 경제적으로 많은 문제점을 가지고 있다.

바이오 에너지 생산에서는 산/알칼리를 이용한 화학적 전처리가 사용되고 이에 대한 연구가 가장 활발하게 이루어지고 있다. 실용화 단계에 있는 농산 부산물을 이용하여 바이오 에너지를 생산하는 방법을 예로 들어보면, 먼저 원료에 황산 등 산을 첨가하고 고온, 고압으로 셀룰로오스 분해하고, 알칼리에 의한 중화시킨 후, 셀룰로오스를 마저 분해하기 위하여 효소를 처리함으로써 당을 얻고, 상기 얻어진 당을 발효 등의 과정을 거쳐 바이오 에너지를 생산하는 단계를 밟게 된다. 특히 한국공개특허 제2010-0093253호에서는 고체산을 가수분해 촉매로 사용하여 해조류 바이오매스를 당화하는 과정이 개시되어 있다.

이러한 바이오 에너지 생산 시의 전처리는 원료의 특성상 산/알칼리 처리와 고에너지의 물리적 전처리에 의존해야 하는 문제점을 가지고 있다. 게다가 상기 전처리에 따른 당화물의 수율은 투자비용 대비 낮은 수준을 보이고 있으며, 나아가 화학적 전처리의 가장 큰 단점으로서 산 처리 결과물을 중화하는 중화공정을 전처리의 후속공정으로 두어야 하므로 경제적으로도 많은 비용이 드는 문제가 있다. 또한 산에 의한 전처리 공정의 경우, 높은 온도와 압력 조건은 전처리 과정 중 효소에 대해 독성으로 작용하는 푸루랄이나 퓨란을 생성하게 함으로써 바이오 에너지 생산 효율을 저해하는 작용을 한다.

이 때문에 당을 가수분해하는 산에 의한 전처리 방법보다 순수하게 물만을 이용하는 전처리 공정에 대한 연구가 진행되고 있다. 물을 이용한 전처리는 화학적인 전처리와는 달리 중화공정을 통해 산을 제거하지 않아도 되고, 전처리 과정 중 효소 저해물질이 생성되지 않으며 친환경적이기 때문에, 식품산업을 비롯한 산업 전반에 적용할 수 있다. 다만 물만을 이용한 전처리 공정은 전처리 속도가 느리고, 높은 에너지를 투입하여야 하기 때문에 생산 비용이 높아질 수 있으며, 특히 발효 가능한 당의 전환 수율이 낮아 최종적으로 많은 양의 에탄올을 취득할 수 없는 단점이 있다.

따라서 물을 이용한 전처리 공정을 이용하여 종래 화학적 산/알칼리 처리의 문제점을 해결하면서도 빠른 전처리 속도 및 우수한 당화 효율을 나타낼 수 있는 해조류의 당화방법에 대한 연구가 지속적으로 요구되는 실정이다.

이에 본 발명자들은 녹조류로부터 바이오 에너지 및 식품산업에 필요한 단당류를 물만을 이용하여 친환경적이고, 효율적으로 생산할 수 있도록 하는 전처리 방법을 개발하고자, 연구 노력한 결과, 고압 압출 공정과, a) 마이크로웨이브 공정, b) 초음파 공정, c) 초고압 공정 및 d) 균질화 공정 중에서 선택된 공정을 복합 진행하여 해조류를 전처리하고, 당화 효소를 가하면 우수한 수율로서 당화물을 얻을 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서 본 발명은 복합적인 고압 압출 공정을 적용하여 산/알칼리 처리를 사용하지 아니하면서도 연속적으로 우수한 수율로 당을 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은

1) 해조류를 압출기에 넣고 압출하는 단계;

2) 상기 압출된 해조류에, a) 마이크로웨이브를 가하는 공정, b) 초음파를 가하는 공정, c) 100 ~ 1,000 MPa의 초고압을 가하는 공정 및 d) 균질화 공정 중에서 선택된 1종 이상의 공정을 진행하여 해조류를 전처리하는 단계; 및

3) 상기 전처리된 해조류를 효소 처리하는 단계를 포함하는 해조류의 당화 방법을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 방법으로 얻어진 당화물을 발효시키는 단계를 포함하는 바이오에탄올의 제조방법을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 의해 해조류를 구성하는 다당류인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 전분 및 복합 다당류 등의 난분해성 고분자를 물을 이용한 친환경적인 전처리 공정에 의하여 높은 당화 효율로 가수분해 할 수 있다.

특히 본 발명은 물만을 사용하기 때문에 중화단계를 생략할 수 있고 연속적인 전처리 공정의 특징을 가지므로 공정을 단순화할 수 있어 저비용 고효율의 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명의 방법에 의하여 생성되는 당화물은 푸루랄이나 퓨란 같은 발효 저해 물질을 함유하고 있지 않아 바이오에너지 산업뿐만 아니라 식품산업 등에도 널리 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 당화방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 전처리된 구멍갈파래에 셀룰라아제 및 아밀로글루코시다아제를 각각 첨가하여 효소 당화에 따른 글루코오스의 생성량을 비교한 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명의 해조류의 당화 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저 해조류를 건조하여 수분 함량을 10 ~ 30 중량%, 바람직하게는 15 ~ 25 중량%로 조절한 후, 이를 압출기에 넣고 고압 압출한다.

본 발명의 해조류는 홍조류, 갈조류, 녹조류 및 미세조류 중에서 선택될 수 있으며, 바람직하게는 녹조류를 사용하는 것이 당화 효율 면에서 유리하다. 상기 녹조류로는 구멍갈파래, 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴 및 염주말 중에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 구멍갈파래를 사용하는 것이 좋다. 한편, 상기 홍조류로는 우뭇가사리, 코토니, 개도박, 김, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목 또는 지누아리 등이 사용될 수 있으며, 상기 갈조류로는 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이 또는 톳 등이 사용될 수 있다.

상기 압출기는 고압의 압력을 가하여 해조류를 사출구로 압출할 수 있는 기기라면 그 종류는 제한되지 않는다. 또한, 상기 압출기의 사입구에 50 ~ 500 g/min 의 속도로 해조류를 사입하여, 10 ~ 1,000 MPa의 압력, 바람직하게는 50 ~ 200 MPa의 압력으로 해조류를 압출한다. 그리고 상기 압출기의 배럴온도는 40 ~ 80 ℃, 바람직하게는 50 ~ 70 ℃, 압출기 내 스크류의 회전 속도는 100 ~ 300 rpm, 바람직하게는 150 ~ 250 rpm 인 것이 좋다.

그리고 상기 압출기는 길이와 직경의 비가 20 : 1 ~ 30 : 1의 범위에 있는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 사출구의 직경은 1 ~ 5 mm 로 조절하는 것이 좋다.

상기 압출된 해조류는 하기 4종류의 공정 중 1종 이상의 공정을 진행하여 전처리한다.

제1공정은 압출된 해조류에 마이크로웨이브를 가하는 공정으로서, 상기 마이크로웨이브를 가함으로써 열전달과 물질전달 현상이 모두 세포 내에서 밖으로 이루어지기 때문에 시료의 추출이 더욱 빠른 시간에 일어난다. 따라서 당 성분의 조성변화나 추출 수율의 감소가 거의 없고 추출 시간을 7시간 이상 크게 단축할 수 있는 역할을 한다. 상기 마이크로웨이브는 1,000 ~ 10,000 MHz의 주파수를 가지며, 바람직하게는 1,500 ~ 5,000 MHz의 주파수를 가진다. 또한 상기 마이크로웨이브를 500 ~ 2,000 W의 출력으로 10 ~ 100 분간 처리하는 것이 바람직하다.

제2공정은 압출된 해조류에 초음파를 가하는 공정으로서, 상기 초음파는 진동에 의한 공동 현상(cavitation)에 의해 매우 큰 에너지를 발생시킨다. 또한 국부온도로 인하여 주위에 위치하는 반응물 입자들의 운동 에너지를 증가시켜 반응에 필요한 충분한 에너지를 얻을 수 있고, 초음파 에너지의 충격효과는 높은 압력을 유도하여 전처리 효과를 향상시킨다. 특히, 초음파가 압출된 해조류에 전달됨으로써 추출시간의 단축, 추출수율 향상 및 유용성분의 안전 용출이 가능하도록 한다. 즉, 초음파 에너지의 공동 현상으로 인한 높은 압력에 의하여 세포조직이 파괴됨으로써 지방질의 이동거리가 짧아질 뿐만 아니라 공동의 생성 및 소멸로 인한 교반효과에 의해 확산이 용이하게 일어나 단 시간에 높은 추출량을 얻을 수 있다. 상기 초음파는 50 ~ 200 KHz의 주파수를 가지며, 30 ~ 100 ℃에서 10 ~ 200 분간 상기 압출된 해조류에 가한다.

제3공정은 압출된 해조류에 100 ~ 1,000 MPa의 초고압을 가하는 공정으로서, 바람직하게는 200 ~ 600 MPa, 가장 바람직하게는 80 ~ 180 MPa의 압력을 가한다. 상기 초고압 조건에서는 해조류의 세포막이 파괴되어 물질의 이동이 용이하게 되는데, 용매가 세포 안으로 들어가 보다 많은 성분이 세포 밖으로 쉽게 용출되어 나오게 된다. 또한 고압 추출을 통하여 에너지 수준이 제한된 수소결합, 이온결합, 반데르발스 결합과 같은 약한 결합들이 분리되어 물질의 이동이 용이한 상태가 된다. 한편, 상기 압력은 10 ~ 50 ℃에서 10 ~ 100 분간 가하는 것이 바람직하다.

또한 제4공정은 압출된 해조류를 균질화하는 공정으로, 바람직하게는 호모게나이져(homogenizer)를 사용하여 해조류를 분쇄한다. 상기 호모게나이져는 10,000 ~ 30,000 rpm의 회전 속도로 사용하는 것이 바람직하며, 10 ~ 30 분간 균질화과정을 진행하는 것이 좋다. 또한, 압출된 해조류와 pH 4.0 ~ 6.0의 완충용액을 중량비 1 : 9 ~ 3 : 7로 혼합한 상태로 균질화하는 것이 바람직하며, 상기 완충용액은 소듐 아세테이트 버퍼(Sodium acetate buffer)를 사용하는 것이 효소에 의한 당화 효율을 높일 수 있다.

상기 4종류의 공정은 단독으로 압출된 해조류에 적용될 수 있으나, 바람직하게는 2종 이상이 적용되는 것이 좋다. 2종 이상의 공정이 적용되는 경우 그 순서는 무방하며, 바람직하게는 a) 마이크로웨이브 공정(제1공정)과 d) 균질화 공정(제4공정), b) 초음파 공정(제2공정)과 d) 균질화 공정(제4공정), c) 초고압 공정(제3공정)과 d) 균질화 공정(제4공정)의 조합으로 적용되는 것이 바람직하다.

상기 공정에 의하여 전처리된 해조류는 효소에 의하여 당화된다. 상기 효소는 셀룰라아제, 아밀로글루코시다아제, β-아가라아제, β-갈락토시다아제, β-글루코시다아제, 엔도-1,4-β-글루카나아제, α-아밀라아제 및 β-아밀라아제 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 셀룰라아제, 아밀로글루코시다아제를 사용하는 것이 좋다. 상기 효소 처리는 약 15 ~ 30 시간 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 30시간을 초과하는 경우 효소 반응에 의한 수율이 더 이상 증가하지 않는다.

상기 효소 처리에 의하여 최종 당화물을 얻을 수 있으며, 상기 당화물을 발효시켜 바이오에탄올을 제조할 수 있다. 또한 상기 당화물은 물 이외에 다른 화학적 성분을 이용한 전처리 공정을 거치지 아니한 바, 식품산업용 재료로 사용될 수 있다. 상기 당화물은 글루코오스, 갈락토오스, 3,6-안하이드로갈락토오스, 푸코오스, 람노오스, 크실로오스, 만노오스 등의 단당류를 포함하나 이에 한정되지는 아니한다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 구체적으로 설명하겠는바, 다음 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

실험예 1: 압출 조건에 따른 글루코오스 생성량의 비교

글루코오스의 생성에 최적화된 고압 압출 공정 조건을 도출하기 위하여 구멍갈파래의 수분 함량과 압출기의 배럴 온도를 달리하여 하기 표 1의 조건으로 구멍갈파래를 압출하였다.

수분함량 10 ~ 30 중량%, 배럴 온도 50 ~ 60℃ 조건에 따른 글루코오스의 생성량을 하기 표 1에 나타내었다.

수분함량(중량%)	배럴 온도(℃)	글루코오스 함량(g/L)
10	50	11.6
	55	13.08
	60	15.12
20	50	14.8
	55	16.3
	60	14.6
30	50	13.08
	55	15.12
	60	13.8

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 구멍갈파래의 수분 함량이 20 중량%이고, 압축기의 배럴 온도가 55℃일 때 가장 많은 글루코오스가 생성됨을 확인할 수 있었다.

제조예 : 최적 조건을 적용한 구멍갈파래의 고압 압출

제주도에서 채취한 구멍갈파래의 수분을 제거하기 위해 세척 후 열풍건조기에서 100℃로 3일 동안 건조한 후 밀봉하여 보관하였다. 다음 건조된 구멍갈파래를 실험예 1에서 도출된 최대 글루코오스 생성의 최적 조건인 수분함량 20 중량%, 압출기의 배럴 온도는 55℃로 조절하여 고압 압출 공정의 원료로 사용하였다.

상기 건조된 구멍갈파래를 이축 압출기를 사용하여 고압 압출하였다. 상기 이축 압출기의 스크류 직경은 29 mm, 길이와 직경의 비는 25 : 1 이고, 사출구의 직경은 3 mm 이었다. 상기 이축 압출기에 건조된 구멍갈파래를 150 g/min의 속도로 사입하였고, 200 rpm의 속도로 스크류를 회전시켜, 150 MPa 의 압력으로 압출하였다. 압출된 구멍갈파래를 물로 세척하고 강제 순환 건조기에서 40 ℃로 24시간 동안 건조시켜 하기 전처리 과정에 사용하였다.

실시예 1 : 고압 압출된 구멍갈파래의 마이크로웨이브 전처리 공정

상기 제조예의 압출된 구멍갈파래 100 g을 플라스크에 넣고, 증류수 1 kg을 넣어 혼합하였다. 다음, 2450 MHz 주파수의 마이크로웨이브를 1,000W의 세기로 30분간 조사하여 전처리를 진행하였다.

실시예 2 : 고압 압출된 구멍갈파래의 초음파 전처리 공정

상기 제조예의 압출된 구멍갈파래 100 g을 플라스크에 넣고, 증류수 1 kg을 넣어 혼합하였다. 다음, 100 KHz 주파수의 초음파를 60℃에서 50 분간 조사하여 전처리를 진행하였다.

실시예 3 : 고압 압출된 구멍갈파래의 초고압 전처리 공정

상기 제조예의 압출된 구멍갈파래 100 g을 비닐팩에 넣어 공기 및 기타 세균이 침투하지 못하도록 밀봉한 후, 초고압 공정 장치에 넣고 20℃에서 500 MPa의 압력을 20분 동안 가하여 전처리를 진행하였다. 초고압 처리 후에도 구멍갈파래의 오염을 방지하기 위하여 밀봉된 상태를 유지하였다.

실시예 4 : 고압 압출된 구멍갈파래의 균질화 전처리 공정

상기 제조예의 압출된 구멍갈파래 100 g 및 소듐 아세테이트 버퍼(sodium acatate buffer, pH 4.8) 900 g을 호모게나이져에 넣고 25,000 rpm의 속도로 20분간 분산시켰다. 상기 분산에 구멍갈파래는 약 1 ~ 5 ㎛의 크기로 분쇄되어 버퍼 내에 분산되는 것을 확인하였다.

실시예 5 : 고압 압출된 구멍갈파래의 마이크로웨이브 및 균질화 혼합 전처리 공정

상기 실시예 1에 따라 마이크로웨이브 전처리된 상태에서 증류수를 제거한 구멍갈파래 100 g 및 소듐 아세테이트 버퍼(sodium acatate buffer, pH 4.8) 900 g을 호모게나이져에 넣고 25,000 rpm의 속도로 20분간 분산시켰다.

실시예 6 : 고압 압출된 구멍갈파래의 초음파 및 균질화 혼합 전처리 공정

상기 실시예 2에 따라 초음파 전처리된 상태에서 증류수를 제거한 구멍갈파래 100 g 및 소듐 아세테이트 버퍼(sodium acatate buffer, pH 4.8) 900 g을 호모게나이져에 넣고 25,000 rpm의 속도로 20분간 분산시켰다.

실시예 7 : 고압 압출된 구멍갈파래의 초고압 및 균질화 혼합 전처리 공정

상기 실시예 3에 따라 초고압 전처리된 구멍갈파래 100 g 및 소듐 아세테이트 버퍼(sodium acatate buffer, pH 4.8) 900 g을 호모게나이져에 넣고 25,000 rpm의 속도로 20분간 분산시켰다.

비교예 : 구멍갈파래의 마이크로웨이브 전처리 공정

제주도에서 채취한 구멍갈파래의 수분을 제거하기 위해 세척 후 열풍건조기에서 100℃로 3일 동안 건조한 후 밀봉하여 보관하였다. 다음, 수분함량을 20 중량%로 조절한 건조된 구멍갈파래 100 g을 플라스크에 넣고, 증류수 1 kg을 넣어 혼합하였다. 이후, 2450 MHz 주파수의 마이크로웨이브를 1,000W의 세기로 30분간 조사하여 전처리를 진행하였다.

실험예 2 : 복합 고압 압출 전처리 공정에 따른 글루코오스 생성량의 비교

상기 실시예 및 비교예의 전처리를 통한 글루코오스의 추출 수율을 고속 액체 크로마토그래피를 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

구멍갈파래 시료	글루코오스 수율(%, w/w)
실시예 1	20.2
실시예 2	20.8
실시예 3	22.0
실시예 4	24.2
실시예 5	26.1
실시예 6	26.9
실시예 7	29.9
비교예	4.5

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 고압 압출된 구멍갈파래를 전처리한 경우, 단순히 마이크로웨이브만을 조사한 비교예에 비하여 높은 글루코오스 추출 수율을 얻을 수 있었으며, 2 이상의 공정이 혼합된 복합 전처리가 진행되는 경우, 보다 우수한 글루코오스 추출 수율을 확보할 수 있음을 확인하였다.

실험예 3: 효소 당화 공정을 통한 글루코오스 생성량의 비교

상기 실시예 1 및 비교예에서 전처리된 구멍갈파래에 셀룰라아제 10 FPU/glucan(Celluclast 1.5L, Novozyme 188) 및 아밀로글루코시다아제 200 units/mL을 각각 첨가하였다. 다만 상기 구멍갈파래에는 소듐 아세테이트 버퍼(sodium acatate buffer, pH 4.8) 900 g을 넣은 뒤 상기 효소를 처리하였다. 상기 효소 처리는 55℃에서 150rpm으로 48시간 동안 진행되었다. 상기 효소 처리는 55℃에서 150rpm으로 48시간 동안 진행되었으며, 효소 당화 공정을 통한 글루코오스의 생성량을 측정하여 이를 도 2에 나타내었다.

상기 도 2에서 보는 바와 같이, 아밀로글루코시다아제 효소 처리 18시간 경과 후, 셀룰라아제 효소 처리 24시간 경과 후에는 더 이상 당화 수율이 증가하지 않는 것을 확인하였다.

Claims (10)

1) 글루코오스 생성을 최적화하기 위해, 수분 함량을 20 중량%로 건조시킨 해조류를 배럴온도 55 ℃의 압출기에 넣고 압출하는 단계;
2) 상기 압출된 해조류에, a) 마이크로웨이브를 가하는 공정, b) 초음파를 가하는 공정 및 c) 100 ~ 1,000 MPa의 초고압을 가하는 공정에서 선택된 1종 및 d) 균질화 공정을 진행하여 해조류를 전처리하는 단계; 및
3) 상기 전처리된 해조류를 효소 처리하는 단계를 포함하며,
상기 1) 단계에서 상기 압출기는 10 ~ 1,000 MPa의 압력으로 해조류를 압출하며,
상기 압출기 내 스크류의 회전 속도는 100 ~ 300 rpm 인 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 해조류는 홍조류, 갈조류, 녹조류 및 미세조류 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제2항에 있어서,
상기 녹조류는 구멍갈파래, 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴 및 염주말 중에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 a)의 마이크로웨이브를 가하는 공정은 1,000 ~ 10,000 MHz의 주파수를 가지는 마이크로웨이브를 500 ~ 2,000 W의 출력으로 10 ~ 100 분간 가하는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 b)의 초음파를 가하는 공정은 50 ~ 200 KHz의 주파수를 가지는 초음파를 30 ~ 100 ℃에서 10 ~ 200 분간 가하는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 c)의 초고압을 가하는 공정은 10 ~ 50 ℃에서 10 ~ 100 분간 압력을 가하는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 d)의 균질화 공정은 호모게나이져(homogenizer)를 10,000 ~ 30,000 rpm의 회전 속도로 사용하여 진행하는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 d)의 균질화 공정은 압출된 해조류와 pH 4.0 ~ 6.0의 완충용액을 중량비 1 : 9 ~ 3 : 7로 혼합하여 균질화하는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

제1항에 있어서,
상기 효소는 셀룰라아제, 아밀로글루코시다아제, β-아가라아제, β-갈락토시다아제, β-글루코시다아제, 엔도-1,4-β-글루카나아제, α-아밀라아제 및 β-아밀라아제 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 해조류의 당화방법.

삭제

Images