KR101506554B1 - Extraction method of omega-3 unsaturated fatty acid - Google Patents

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KR101506554B1 KR1020130156827A KR20130156827A KR101506554B1 KR 101506554 B1 KR101506554 B1 KR 101506554B1 KR 1020130156827 A KR1020130156827 A KR 1020130156827A KR 20130156827 A KR20130156827 A KR 20130156827A KR 101506554 B1 KR101506554 B1 KR 101506554B1
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Abstract

Provided is a method for extracting omega-3 unsaturated fatty acid comprising the steps of (a) pulverizing a fermented solution of microalgae having omega-3 unsaturated fatty acid production ability, adding an extracted solvent, mixing the same, and obtaining an emulsion; (b) mixing the emulsion obtained in step (a), adding diatomite, and heating the same at 50 to 100°C; and (c) leaving the mixed solution of step (b) without stirring, separating phase, and separating an oil layer of the top floor.

Description

오메가-3 불포화 지방산의 추출방법{Extraction method of omega-3 unsaturated fatty acid}Extraction method of omega-3 unsaturated fatty acid [

본 발명은 용매 추출법을 이용하여 높은 추출 수율로 오메가-3 불포화 지방산을 추출하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 추출용매를 첨가하여 에멀젼을 형성시키고, 규조토 존재하에서 가온하여 상분리시켜 오일 층을 분리하는 공정을 포함함으로써, 높은 추출 수율로 오메가-3 불포화 지방산을 추출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids with a high extraction yield using a solvent extraction method. More particularly, the present invention relates to a method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids with a high extraction yield by including a step of adding an extraction solvent to form an emulsion and heating the oil in the presence of diatomaceous earth to separate the oil layer by phase separation will be.

오메가-3 불포화 지방산(ω-3 unsaturated fatty acid)은 오메가-3 고도 불포화 지방산(ω-3 highly unsaturated fatty acid) 또는 고도불포화 지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA)이라고도 지칭되며, 대표적으로는 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic aicd, EPA), 도코사펜타엔산(Docosapentaenoic aicd, DPA), 및 α-리놀렌산 등이 알려져 있다. 도코사헥사엔산 및 에이코사펜타엔산은 체내에서 합성되지 않는 필수 지방산의 일종으로서, 주로 식품을 통해서 섭취하여야 한다.Omega-3 unsaturated fatty acids are also referred to as omega-3 highly unsaturated fatty acids or polyunsaturated fatty acids (PUFAs), and typically include docosahexa Docosahexaenoic acid (DHA), Eicosapentaenoic acid (EPA), Docosapentaenoic acid (DPA), and? -Linolenic acid are known. Docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid are essential fatty acids that are not synthesized in the body and should be ingested mainly through food.

도코사헥사엔산을 포함한 오메가-3 불포화 지방산의 주요 공급원은 청어, 연어, 다랑어 등의 생선에서 추출한 어유(漁油)이다. 그러나 지속적인 어유 공급의 어려움과 어유의 중금속 및 유기화학 물질에 의한 오염이 문제되어, 미생물 배양에 의한 도코사헥사엔산을 포함한 오메가-3 불포화 지방산의 제조방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 해양 미세조류의 일종인 트라우스토키트리움(Thraustochytrium)속 및 쉬조키트리움(Schizochytrium)속 미생물에 의한 오메가-3 불포화 지방산의 제조방법이 Ellenbogen 등 (Ellenbogen B. B., S. Aaronson, S. Goldstein and M. Belsky, Comparative Biochemistry and Physiology , 29, 805-811(1969))에 의해 개시된 바 있다. 또한, 쉬조키트리움속 미생물인 쉬조키트리움 sp. ATCC 20888(Schizochytrium sp . ATCC 20888), 쉬조키트리움 sp . ATCC 20889(Schizochytrium sp . ATCC 20889), 쉬조키트리움 리마시눔 SR21(Schizochytrium limacinum SR21) 등을 이용하여 오메가-3 불포화 지방산을 제조하는 방법이 개발된 바 있다(미국특허 제5,130,242호, 미국특허 제5,340,742호, 일본공개특허 제1997-000284호, 미국특허 제6,582,941호 등). The main source of omega-3 unsaturated fatty acids, including docosahexaenoic acid, is fish oil extracted from fish such as herring, salmon, and tuna. However, the difficulty of supplying fish oil continuously and pollution caused by heavy metals and organic chemicals in fish oil have been studied, and studies on the production method of omega-3 unsaturated fatty acids including docosahexaenoic acid by microbial culture are under way. For example, the preparation of omega-3 unsaturated fatty acids by microorganisms of the genus Thraustochytrium and Schizochytrium , a kind of marine microalgae, is described in Ellenbogen et al. (Ellenbogen BB, S. Aaronson, S. Goldstein and M. Belsky, Comparative Biochemistry and Physiology , 29 , 805-811 (1969)). In addition, microorganisms such as Shizokitrium sp. ATCC 20888 ( Schizochytrium sp . ATCC 20888), Shizokatori sp . ATCC 20889 ( Schizochytrium sp . ATCC 20889), Schizochytrium limacinum SR21) have been developed (U.S. Patent No. 5,130,242, U.S. Patent No. 5,340,742, JP-A-1997-000284, U.S. Patent No. 6,582,941, etc.).

오메가-3 불포화 지방산-생성 균주를 배양하여, 이로부터 오메가-3 불포화 지방산을 추출하는 공정은 통상 미생물의 분리, 건조 및 헥산과 같은 비극성 유기용매를 이용한 세포내 지질의 추출과정을 포함한다. 일반적으로 미생물의 세포내 지질은 미세조류를 건조시킨 후, 건조된 세포를 파쇄한 후에 추출된다. 본 발명의 발명자들은 미세조류 건조공정의 수행에 따른 시간적 및 경제적 손실의 문제점을 해결한, 개선된 추출방법을 개발한 바 있다(대한민국 특허등록 제10-1115357호). 즉, 대한민국 특허등록 제10-1115357호는 습식 상태의 미세조류로부터 조 오일(즉, 오메가-3 불포화 지방산)을 추출하는 방법이다. The process of culturing omega-3 unsaturated fatty acid-producing strains and extracting omega-3 unsaturated fatty acids from them usually involves isolation of microorganisms, drying, and extraction of intracellular lipids using a non-polar organic solvent such as hexane. In general, the intracellular lipids of microorganisms are extracted after the microalgae are dried and the dried cells are disrupted. The inventors of the present invention have developed an improved extraction method (Korean Patent Registration No. 10-1115357) that solves the problems of temporal and economic loss due to the microalgae drying process. That is, Korean Patent Registration No. 10-1115357 is a method for extracting crude oil (i.e., omega-3 unsaturated fatty acid) from wet microalgae.

한편, 습식 상태의 미세조류 파쇄물로부터 추출용매(예를 들어, 헥산 등)를 사용하여 오메가-3 불포화 지방산을 추출하는 경우, 추출액의 원심분리 공정과 같은 물리적인 분리 공정 수행이 요구될 뿐만 아니라, 발효액의 점도, 교반 속도 등의 조건에 따라 추출 수율의 편차가 심하고 또한 얻어지는 추출 수율(extraction yield)이 낮아 만족스럽지 못한 문제가 있다.On the other hand, in the case of extracting omega-3 unsaturated fatty acids from a microalgae lysate in a wet state using an extraction solvent (e.g., hexane), not only a physical separation process such as a centrifugation process of an extract is required, The yield of the fermentation broth varies greatly depending on the conditions such as the viscosity and stirring speed of the fermentation broth, and the extraction yield is low, which is unsatisfactory.

본 발명자들은 습식 상태의 미세조류 파쇄물로부터 높은 추출 수율로 오메가-3 불포화 지방산을 추출할 수 있는 방법을 개발하고자 다양한 연구를 수행하였다. 본 발명자들은 습식 상태의 미세조류 파쇄물에 추출용매를 첨가하여 에멀젼을 형성시키고, 규조토 존재하에서 가온하여 상분리시켜 오일 층을 분리하는 공정을 수행할 경우, 현저하게 높은 추출 수율로 오메가-3 불포화 지방산을 추출할 수 있다는 것을 발견하였다.The present inventors have conducted various studies to develop a method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids from wet microbial algae with high extraction yield. The present inventors have found that when a process of forming an emulsion by adding an extraction solvent to a microalgae lysate in a wet state and separating the oil layer by phase separation by heating in the presence of diatomaceous earth results in a remarkably high yield of omega-3 unsaturated fatty acid Lt; / RTI >

따라서, 본 발명은 에멀젼 형성 공정 및 상분리 공정의 조합을 통하여 높은 추출 수율을 달성할 수 있는, 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids which can achieve a high extraction yield through a combination of an emulsion forming step and a phase separation step.

본 발명의 일 태양에 따라, (a) 오메가-3 불포화 지방산 생산능을 갖는 미세조류(microalgae)의 발효액을 파쇄한 후, 추출용매를 첨가하고 교반하여 에멀젼을 형성시키는 단계; (b) 단계(a)에서 얻어진 에멀젼을 교반하면서, 규조토를 첨가하고 50 내지 100 ℃로 가온하는 단계; 및 (c) 단계(b)의 혼합액을 교반 없이 방치하여 상 분리시킨 후, 최상층의 오일층을 분리하는 단계를 포함하는, 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법이 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for producing omega-3 fatty acids, comprising: (a) disrupting a fermentation broth of microalgae having an omega-3 unsaturated fatty acid producing ability, adding an extraction solvent and stirring to form an emulsion; (b) While the emulsion obtained in step (a) is stirred, diatomaceous earth is added and 50 To 100 < 0 >C; And (c) separating the mixed liquid of step (b) by allowing to stand without stirring to separate the oil layer of the uppermost layer, and then extracting the omega-3 unsaturated fatty acid.

상기 미세조류는 쉬조키트리움(Schizochytrium) 속 균주, 트라우스토카이트리움(Thraustochytrium) 속 균주, 자포노카이트리움(Japonochytrium) 속 균주, 울케니아(Ulkenia) 속 균주, 크립세코디늄(Crypthecodinium) 속 균주로 이루어진 군으로부터 선택된 균주일 수 있다. The microalgae may be selected from the group consisting of Schizochytrium sp. Strain, Thraustochytrium sp. Strain, Japonochytrium sp. Strain, Ulkenia sp. Strain, Crypthecodinium sp. Strain ≪ / RTI >

본 발명에 따른 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법에 있어서, 단계(a)의 상기 추출용매는 펜탄, 헥산, 헵탄, 사이클로 헥산, 톨루엔, 메틸렌 클로라이드, 메틸 아세테이트, 아세톤, 클로로포름, 메탄올, 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 단계(a) 또는 단계(b)의 교반은 100 내지 500 rpm 으로 수행될 수 있다.In the method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids according to the present invention, the extraction solvent of step (a) is selected from the group consisting of pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene, methylene chloride, methyl acetate, acetone, chloroform, methanol, Mixed solvent, and the stirring of step (a) or step (b) may be carried out at 100 to 500 rpm.

본 발명에 따른 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법에 있어서, 규조토는 단계(a)에서 얻어진 에멀젼 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 범위로 첨가될 수 있으며; 상기 가온은 60 내지 80 ℃ 범위로 수행될 수 있다.In the method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids according to the present invention, the diatomaceous earth may be added in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the emulsion obtained in the step (a); The heating temperature was 60 To 80 < 0 > C.

본 발명에 따른 추출방법은 오메가-3 불포화 지방산의 개선된 용매 추출법으로서, 에멀젼 형성 공정 및 상분리 공정의 조합을 포함한다. 본 발명의 제조방법은 에멀젼 형성 공정을 포함함으로써, 추출용매와 발효액 간의 접촉 면적(contact area)를 최대화할 수 있으며 또한 추출 수율의 편차를 최소화할 수 있다. 본 발명에 따른 추출방법은 또한 규조토 존재하에서 가온하여 상분리시켜 오일 층을 분리함으로써, 추출액의 원심분리 공정과 같은 물리적인 분리 공정 수행을 회피할 수 있어 전체적인 추출 공정을 단순화할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 추출방법은 종래의 용매 추출법에 의한 추출방법에 비하여, 현저하게 높은 추출 수율(즉, 약 40% 향상된 추출 수율)을 달성할 수 있다.The extraction method according to the present invention is an improved solvent extraction method of omega-3 unsaturated fatty acid, which includes a combination of an emulsion formation process and a phase separation process. The production method of the present invention can maximize the contact area between the extraction solvent and the fermentation broth by minimizing the variation in the extraction yield by including the emulsion formation process. The extraction method according to the present invention can also avoid the physical separation process such as the centrifugation process of the extract by separating the oil layer by phase separation by warming in the presence of diatomite so that the whole extraction process can be simplified. Particularly, the extraction method according to the present invention can achieve a remarkably high extraction yield (i.e., an extraction yield improved by about 40%) as compared with the extraction method using the conventional solvent extraction method.

도 1은 본 발명에 따라 미세조류 파쇄물에 헥산을 첨가하고, 교반하여 형성시킨 에멀젼을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따라 얻어진 에멀젼에 규조토를 첨가하고 가온하였을 때 발생하는 버블(bubble)을 나타내는 사진이다
도 3은 본 발명의 추출방법에 의해 최하층(수층 및 침전물 포함), 중간층(세포 잔해 등 포함), 및 오일 층으로 층 분리된 것을 나타내는 사진이다.
1 is a photograph showing an emulsion formed by adding hexane to a microalgae lump in accordance with the present invention and stirring.
2 is a photograph showing a bubble generated when diatomite is added to the emulsion obtained according to the present invention and heated
Fig. 3 is a photograph showing that the lowest layer (including water layer and sediment), the middle layer (including cell debris), and the oil layer are layered by the extraction method of the present invention.

본 명세서에서, "오메가-3 불포화 지방산(ω-3 unsaturated fatty acid)"이라 함은 오메가-3 고도 불포화 지방산(ω-3 highly unsaturated fatty acid) 또는 고도불포화 지방산(polyunsaturated fatty acid, PUFA)라고 지칭되는 자유산 형태 및 지방산의 말단 카르복실산이 C1∼C4 알코올 등과 에스테르 결합을 형성한 아실 에스테르 형태를 모두 포함한다. 구체적으로는 도코사헥사엔산(Docosahexaenoic acid, DHA), 에이코사펜타엔산(Eicosapentaenoic aicd, EPA), 도코사펜타엔산(Docosapentaenoic aicd, DPA), 및 α-리놀렌산 등 및 이들의 C1∼C4 알코올 등과 에스테르 결합물을 포함하며, 바람직하게는 DHA 또는 EPA이다.As used herein, the term " omega-3 unsaturated fatty acid "refers to an omega-3 highly unsaturated fatty acid or polyunsaturated fatty acid (PUFA) Free acid forms and acyl ester forms in which the terminal carboxylic acid of a fatty acid forms an ester bond with a C 1 -C 4 alcohol or the like. Specifically, docosahexaenoic acid (Docosahexaenoic acid, DHA), eicosapentaenoic acid (Eicosapentaenoic aicd, EPA), Toko Inc. yen acid penta (Docosapentaenoic aicd, DPA), and α- linolenic acid, etc. and their C 1 ~ C 4 alcohol, and the like, preferably DHA or EPA.

또한, "오메가-3 불포화 지방산-생성 균주"라 함은 오메가-3 불포화 지방산 생산능을 갖는 미세조류(microalgae) 등의 균주를 말한다. 상기 균주는 쉬조키트리움(Schizochytrium) 속 균주, 트라우스토카이트리움(Thraustochytrium) 속 균주, 자포노카이트리움(Japonochytrium) 속 균주, 울케니아(Ulkenia) 속 균주, 크립세코디늄(Crypthecodinium) 속 균주로 이루어진 군으로부터 선택된 균주일 수 있으며, 예를 들어 쉬조키트리움 sp . ATCC 20888(Schizochytrium sp . ATCC 20888), 쉬조키트리움 sp . ATCC 20889(Schizochytrium sp . ATCC 20889), 쉬조키트리움 리마시눔 SR21(Schizochytrium limacinum SR21), 쉬조키트리움 sp . RT0100P1(Schizochytrium sp. RT0100P1)(KCTC 10937BP), 쉬조키트리움 sp . SEK-228(Schizochytrium sp . RT0100P1)(KCTC 10938BP), 쉬조키트리움 sp . CC44(Schizochytrium sp . CC44)(KCTC 11566BP) 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 오메가-3 불포화 지방산-생성 균주의 배양은 공지의 방법에 따라 수행될 수 있다(미국특허 제5,130,242호, 미국특허 제5,340,742호, 일본공개특허 제1997-000284호, 미국특허 제6,582,941호, 대한민국 특허등록 제10-0700486호, 대한민국 특허등록 제10-1068520호, 등).The term "omega-3 unsaturated fatty acid-producing strain" refers to a microalgae or the like having omega-3 unsaturated fatty acid producing ability. The strain is selected from the group consisting of Schizochytrium sp. Strain, Thraustochytrium sp. Strain, Japonochytrium sp. Strain, Ulkenia sp. Strain, Crypthecodinium sp. Strain For example, a strain selected from the group consisting of Shizokatori sp . ATCC 20888 ( Schizochytrium sp . ATCC 20888), Shizokatori sp . ATCC 20889 ( Schizochytrium sp . ATCC 20889), Schizochytrium limacinum SR21), Schizochytrium sp . RT0100P1 ( Schizochytrium sp. RT0100P1) (KCTC 10937BP), Schizochytrium sp . SEK-228 ( Schizochytrium sp . RT0100P1) (KCTC 10938BP), Shizokitriium sp . CC44 ( Schizochytrium sp . CC44) (KCTC 11566BP), and the like. Culturing of the omega-3 unsaturated fatty acid-producing strains can be carried out according to a known method (U.S. Patent No. 5,130,242, U.S. Patent No. 5,340,742, Japanese Patent Application No. 1997-000284, U.S. Patent No. 6,582,941, Patent Registration No. 10-0700486, Korean Patent Registration No. 10-1068520, etc.).

본 발명은 (a) 오메가-3 불포화 지방산 생산능을 갖는 미세조류(microalgae)의 발효액을 파쇄한 후, 추출용매를 첨가하고 교반하여 에멀젼을 형성시키는 단계; (b) 단계(a)에서 얻어진 에멀젼을 교반하면서, 규조토를 첨가하고 50 내지 100 ℃로 가온하는 단계; 및 (c) 단계(b)의 혼합액을 교반 없이 방치하여 상 분리시킨 후, 최상층의 오일층을 분리하는 단계를 포함하는, 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법을 제공한다.(A) disrupting a fermentation broth of microalgae having omega-3 unsaturated fatty acid producing ability, adding an extraction solvent and stirring to form an emulsion; (b) While the emulsion obtained in step (a) is stirred, diatomaceous earth is added and 50 To 100 < 0 >C; And (c) allowing the mixed solution of step (b) to stand in the absence of stirring to effect phase separation, and then separating the oil layer of the uppermost layer of the omega-3 unsaturated fatty acid.

단계(a)에서, 상기 미세조류의 발효액의 파쇄는 습식 상태에서 미세조류의 세포벽을 파괴할 수 있는 파쇄방법이라면 제한 없이 사용가능하다. 예를 들어, 상기 미세조류의 발효액의 파쇄는 효소적 파쇄법; 화학적 방법; 열처리, 프렌치 프레스, 압착기, 콜로이드밀, 비드밀 등 기계적 방법; 및 이들의 조합방법에 의해 수행될 수 있다.In step (a), the crushing of the fermentation broth of the microalgae can be used without limitation as long as it is a crushing method capable of breaking down the cell walls of microalgae in a wet state. For example, disruption of the fermentation broth of the microalgae can be accomplished by enzymatic shredding; Chemical method; Mechanical methods such as heat treatment, French press, compactor, colloid mill, bead mill; And a combination method thereof.

단계(a)에서 사용되는 추출용매는 당업계에 공지된 통상적인 추출용매, 예를 들어 (i) 물, (ii) 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올(예: 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 노말-프로판올, 이소-프로판올 및 노말-부탄올 등), (iii) 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매, (iv) 아세톤, (v) 에틸 아세테이트, (vi) 클로로포름, (vi) 1,3-부틸렌글리콜, (vii) 헥산, (viii) 디에틸에테르, 또는 (ix) 부틸아세테이트일 수 있으며, 바람직하게는 저급 알코올 또는 헥산, 더욱 바람직하게는 헥산일 수 있다. The extraction solvent used in step (a) may be selected from the conventional extraction solvents known in the art, such as (i) water, (ii) anhydrous or hydric alcohol having 1-4 carbon atoms, such as methanol, ethanol, propanol, (Iii) a mixed solvent of the lower alcohol and water, (iv) acetone, (v) ethyl acetate, (vi) chloroform, (vi) 1, 3-butylene glycol, (vii) hexane, (viii) diethyl ether, or (ix) butyl acetate, preferably lower alcohol or hexane, more preferably hexane.

단계(a)의 상기 교반은 에멀젼을 형성할 수 있도록 하는 조건으로 수행될 수 있으며, 예를 들어 100 내지 500 rpm, 바람직하게는 200 내지 300 rpm으로 수행될 수 있다. 이와 같이 에멀젼 형성 공정을 수행함으로써, 추출용매와 발효액 간의 접촉 면적(contact area)를 최대화하여 추출 수율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 또한 추출 수율의 편차를 최소화할 수 있다.The stirring of step (a) may be carried out under conditions that allow the formation of an emulsion, for example, at 100 to 500 rpm, preferably 200 to 300 rpm. By performing the emulsion forming process as described above, not only the extraction yield can be increased by maximizing the contact area between the extraction solvent and the fermentation broth, but also the deviation of the extraction yield can be minimized.

단계(b)의 상기 교반은 특별히 제한되지는 않는다. 단계(b)가 단계(a)에서 얻어진 에멀젼에 대하여 수행되는 것임을 감안하면, 즉 연속 공정을 통하여 수행되는 것을 감안하면, 단계(a)의 상기 교반 조건을 그대로 유지하는 것이 공정 제어의 측면에서 간편하다. 따라서, 단계(b)의 상기 교반은 100 내지 500 rpm, 바람직하게는 200 내지 300 rpm으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The stirring in step (b) is not particularly limited. Considering that step (b) is carried out on the emulsion obtained in step (a), that is, taking into consideration that it is carried out through a continuous process, it is preferable to keep the stirring condition of step (a) Do. Thus, the stirring in step (b) may be performed at 100 to 500 rpm, preferably 200 to 300 rpm, but is not limited thereto.

단계(b)에 있어서, 규조토는 단계(a)에서 얻어진 에멀젼 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부의 범위로 첨가될 수 있다. 또한, 상기 가온은 50 내지 100 ℃ 범위, 바람직하게는 60 내지 80 ℃ 범위로 수행될 수 있다. 상기와 같이 규조토를 첨가하고 가온하면, 규조토 내부의 기공에 존재하는 공기가 팽창하여 버블(bubble)이 발생되어, 에멀젼을 효과적으로 상 분리시킴으로써(도 2 참조), 원심분리와 같은 물리적인 분리공정의 수행을 회피할 수 있다.In step (b), the diatomaceous earth may be added in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the emulsion obtained in step (a). Further, To 100 < 0 > C, preferably from 60 to 80 < 0 > C. When diatomaceous earth is added and heated, the air existing in the pores of the diatomaceous earth expands and bubbles are generated to effectively phase-separate the emulsion (see FIG. 2), and thus a physical separation process such as centrifugation Performance can be avoided.

단계(c)는 단계(b)의 혼합액을 교반 없이 방치함으로써 상 분리시킨 후, 최상층의 오일층을 분리함으로써 수행된다. 상기 단계(b)의 혼합액을 교반 없이 방치하면, 최하층(수층 및 침전물 포함), 중간층(세포 잔해(cell debris) 등 포함), 및 오일 층으로 층 분리된다(도 3 참조). 상기 방치는 주위 조건(예를 들어, 20∼26 ℃의 실온)에서 약 10분 내지 60분 동안, 바람직하게는 20분 내지 30분 동안 수행될 수 있다. Step (c) is performed by phase separation by leaving the mixed solution of step (b) without agitation, and then separating the uppermost oil layer. When the mixed solution of the step (b) is left without stirring, it is layered into the lowest layer (including water layer and sediment), the middle layer (including cell debris), and the oil layer (see FIG. The setting may be carried out at ambient conditions (for example, room temperature of 20 to 26 DEG C) for about 10 to 60 minutes, preferably for 20 to 30 minutes.

상기 분리된 오일 층은 감압농축 등의 방법으로 추출용매를 제거함으로써, 원유 상태(조 오일 상태)의 오메가-3 불포화 지방산을 얻을 수 있다. 얻어진 오메가-3 불포화 지방산은 공지의 방법에 따라 정제할 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제6,812,009호 등에 따라 탈납(winterization) 공정을 수행함으로써 포화지방산을 제거하는 공정을 수행할 수 있으며, 또한, 미국특허 제6,750,048호 등에 따라 탈검, 중화, 탈색, 탈취 등의 유지 제조공정을 수행함으로써 인지질, 유리 지방산, 색소, 잔존하는 비누화 물질, 냄새를 유발하는 저분자 휘발성 물질 등을 제거할 수 있다. The separated oil layer is subjected to removal of the extraction solvent by a method such as concentration under reduced pressure to obtain omega-3 unsaturated fatty acid in a crude oil state (crude oil state). The obtained omega-3 unsaturated fatty acid can be purified according to a known method. For example, it is possible to carry out a process for removing saturated fatty acids by performing a winterization process according to US Pat. No. 6,812,009, and the like. Also, according to U.S. Patent No. 6,750,048 and the like, maintenance such as defection, neutralization, By performing the manufacturing process, it is possible to remove phospholipids, free fatty acids, pigments, remaining saponification substances, and low-molecular volatiles that cause odors.

실시예 1.Example 1.

대한민국 특허등록 제10-1068520호에 개시된 방법에 따라 쉬조키트리움 sp . CC44(Schizochytrium sp . CC44)(KCTC 11566BP)의 플라스크 발효를 수행하였다. 발효액을 비드밀을 이용하여 균주 파쇄 공정을 수행한 다음, 발효액 100 중량부에 대하여 헥산 약 200 중량부가 되도록 헥산을 첨가하고 약 300 rpm으로 교반하여 에멀젼을 형성시켰다(도 1 참조). 얻어진 에멀젼을 계속 교반하면서, 에멀젼 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부가 되도록 규조토를 첨가하고 약 70 ℃로 가온하였다(도 2 참조). 상기 혼합액을 실온에서 60분 동안 교반 없이 방치하여, 최하층(수층 및 침전물 포함), 중간층(세포 잔해(cell debris) 등 포함), 및 오일 층으로 층 분리시켰다. 오일 층을 분리한 후, 감압농축하여 헥산을 제거하였다. 이후, 미국특허 제6,812,009 및 미국특허 제6,750,048호에 따라, 탈납 및 유지제조 공정을 수행하여, 오메가-3 불포화 지방산을 정제하였다. 기준이 되는 미세조류의 조오일의 양은 식품공전 제 10. 일반시험법 1. 식품성분시험법 1.1.5.1 조지방 시험법에 준하여 측정하였으며, 추출수율(extraction yield)은 반응에 투입된 미세조류의 조오일 대비 추출된 오일의 양으로 계산하였다. 이와 같이 계산된 추출 수율은 약 92 % 이었다.
According to the method disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1068520, Shizokatorium sp . Flask fermentation of CC44 ( Schizochytrium sp . CC44) (KCTC 11566BP) was performed. After the fermentation broth was subjected to a strain breaking process using a bead mill, hexane was added to about 200 parts by weight of hexane to 100 parts by weight of the fermentation broth and stirred at about 300 rpm to form an emulsion (see FIG. 1). Diatomaceous earth was added to about 100 parts by weight of the emulsion while stirring the emulsion continuously, and the mixture was heated to about 70 캜 (see FIG. 2). The mixed solution was allowed to stand at room temperature for 60 minutes without stirring to separate into the lowest layer (including water layer and sediment), the middle layer (including cell debris), and the oil layer. The oil layer was separated and concentrated under reduced pressure to remove the hexane. Thereafter, the omega-3 unsaturated fatty acids were purified by performing a dipping and maintenance manufacturing process according to U.S. Patent No. 6,812,009 and U.S. Patent No. 6,750,048. The amount of crude oil in the reference microalgae was measured in accordance with the Food and Drug Administration's Standard Test Method 1.1.5.1 Food and Drug Administration Test Method 1.1.5.1, and the extraction yield was determined by measuring the crude oil of the microalgae The amount of contrast extracted oil was calculated. The extraction yield thus calculated was about 92%.

실시예 2.Example 2.

헥산을 발효액 100 중량부에 대하여 약 300 중량부가 되도록 첨가한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 오메가-3 불포화 지방산을 얻었다. 실시예 1과 동일한 방법으로 측정한 추출수율은 약 92 %로서, 추출용매 증가에 따른 수율의 실질적으로 변화는 발견되지 않았다.
The omega-3 unsaturated fatty acid was obtained in the same manner as in Example 1, except that hexane was added in an amount of about 300 parts by weight per 100 parts by weight of the fermentation broth. The extraction yield was about 92% as measured by the same method as in Example 1, and no substantial change in the yield was found with increasing extraction solvent.

비교예 1.Comparative Example 1

대한민국 특허등록 제10-1068520호에 개시된 방법에 따라 쉬조키트리움 sp . CC44(Schizochytrium sp . CC44)(KCTC 11566BP)의 플라스크 발효를 수행하였다. 발효액을 비드밀을 이용하여 균주 파쇄 공정을 수행한 다음, 발효액 100 중량부에 대하여 헥산 약 200 중량부가 되도록 헥산을 첨가하고 약 50 rpm으로 교반하면서 60분 동안 추출하였다. 추출액을 원심분리하여 오일 층을 분리한 후, 감압농축하여 헥산을 제거하였다. 이후, 이후, 미국특허 제6,812,009 및 미국특허 제6,750,048호에 따라, 탈납 및 유지제조 공정을 수행하여, 오메가-3 불포화 지방산을 정제하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 추출 수율을 측정한 결과, 추출 수율은 약 52% 이었다.
According to the method disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1068520, Shizokatorium sp . Flask fermentation of CC44 ( Schizochytrium sp . CC44) (KCTC 11566BP) was performed. After the fermentation broth was subjected to the strain crushing process using a bead mill, hexane was added so as to be about 200 parts by weight of hexane to 100 parts by weight of the fermentation broth, and the mixture was extracted with stirring at about 50 rpm for 60 minutes. The extract was centrifuged to separate the oil layer and concentrated under reduced pressure to remove the hexane. Thereafter, the omega-3 unsaturated fatty acids were purified by performing a dewaxing and maintenance manufacturing process according to U.S. Patent No. 6,812,009 and U.S. Patent No. 6,750,048. The extraction yield was measured in the same manner as in Example 1, and the extraction yield was about 52%.

비교예 2.Comparative Example 2

대한민국 특허등록 제10-1068520호에 개시된 방법에 따라 쉬조키트리움 sp . CC44(Schizochytrium sp . CC44)(KCTC 11566BP)의 플라스크 발효를 수행하였다. 발효액을 비드밀을 이용하여 균주 파쇄 공정을 수행한 다음, 발효액 100 중량부에 대하여 헥산 약 200 중량부가 되도록 헥산을 첨가하고, 약 300 rpm으로 교반하여 에멀젼을 형성시켰다. 얻어진 에멀젼을 30분 동안 계속 교반하여 추출을 수행하였다. 추출액을 원심분리하여 오일 층을 분리한 후, 감압농축하여 헥산을 제거하였다. 이후, 이후, 미국특허 제6,812,009 및 미국특허 제6,750,048호에 따라, 탈납 및 유지제조 공정을 수행하여, 오메가-3 불포화 지방산을 정제하였다. 실시예 1과 동일한 방법으로 추출 수율을 측정한 결과, 추출 수율은 약 77% 이었다.According to the method disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1068520, Shizokatorium sp . Flask fermentation of CC44 ( Schizochytrium sp . CC44) (KCTC 11566BP) was performed. The fermentation broth was subjected to a strain breaking process using a bead mill, and then hexane was added thereto so that about 200 parts by weight of hexane was added to 100 parts by weight of the fermentation broth and stirred at about 300 rpm to form an emulsion. The obtained emulsion was continuously stirred for 30 minutes to perform extraction. The extract was centrifuged to separate the oil layer and concentrated under reduced pressure to remove the hexane. Thereafter, the omega-3 unsaturated fatty acids were purified by performing a dewaxing and maintenance manufacturing process according to U.S. Patent No. 6,812,009 and U.S. Patent No. 6,750,048. The extraction yield was measured in the same manner as in Example 1, and the extraction yield was about 77%.

Claims (7)

(a) 오메가-3 불포화 지방산 생산능을 갖는 미세조류의 발효액을 파쇄한 후, 추출용매를 첨가하고 교반하여 에멀젼을 형성시키는 단계;
(b) 단계(a)에서 얻어진 에멀젼을 교반하면서, 규조토를 첨가하고 50 내지 100 ℃로 가온하는 단계; 및
(c) 단계(b)의 혼합액을 교반 없이 방치하여 상 분리시킨 후, 최상층의 오일층을 분리하는 단계
를 포함하는, 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.
(a) disrupting a fermentation broth of microalgae having omega-3 unsaturated fatty acid producing ability, adding an extraction solvent and stirring to form an emulsion;
(b) While the emulsion obtained in step (a) is stirred, diatomaceous earth is added and 50 To 100 < 0 >C; And
(c) leaving the mixed solution of step (b) without stirring and phase separation, and separating the uppermost oil layer
Of the omega-3 unsaturated fatty acid.
제1항에 있어서, 상기 미세조류가 쉬조키트리움(Schizochytrium) 속 균주, 트라우스토카이트리움(Thraustochytrium) 속 균주, 자포노카이트리움(Japonochytrium) 속 균주, 울케니아(Ulkenia) 속 균주, 크립세코디늄(Crypthecodinium) 속 균주로 이루어진 군으로부터 선택된 균주인 것을 특징으로 하는 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.The microalgae of claim 1, wherein the microalgae are selected from the group consisting of Schizochytrium sp., Thraustochytrium sp., Japonochytrium sp., Ulkenia sp. Wherein the strain is selected from the group consisting of strains belonging to the genus Crypthecodinium . 제1항에 있어서, 단계(a)의 상기 추출용매가 펜탄, 헥산, 헵탄, 사이클로 헥산, 톨루엔, 메틸렌 클로라이드, 메틸 아세테이트, 아세톤, 클로로포름, 메탄올, 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.The method of claim 1, wherein the extraction solvent of step (a) is selected from the group consisting of pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene, methylene chloride, methyl acetate, acetone, chloroform, methanol, A method of extracting omega-3 unsaturated fatty acids. 제1항에 있어서, 단계(a) 또는 단계(b)의 교반이 100 내지 500 rpm 으로 수행되는 것을 특징으로 하는 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.2. The method according to claim 1, wherein the stirring of step (a) or step (b) is carried out at 100 to 500 rpm. 제1항에 있어서, 규조토가 단계(a)에서 얻어진 에멀젼 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부의 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.The method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids according to claim 1, wherein diatomite is added in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the emulsion obtained in step (a). 제5항에 있어서, 규조토가 단계(a)에서 얻어진 에멀젼 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부의 범위로 첨가되는 것을 특징으로 하는 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.The method for extracting omega-3 unsaturated fatty acids according to claim 5, wherein the diatomaceous earth is added in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the emulsion obtained in step (a). 제1항에 있어서, 상기 가온이 60 내지 80 ℃ 범위로 수행되는 것을 특징으로 하는 오메가-3 불포화 지방산의 추출방법.The method according to claim 1, To < RTI ID = 0.0 > 80 C. < / RTI >
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