KR101952929B1 - 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101952929B1
KR101952929B1 KR1020160163850A KR20160163850A KR101952929B1 KR 101952929 B1 KR101952929 B1 KR 101952929B1 KR 1020160163850 A KR1020160163850 A KR 1020160163850A KR 20160163850 A KR20160163850 A KR 20160163850A KR 101952929 B1 KR101952929 B1 KR 101952929B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
biomass
palm
oil
emulsion
physiologically active
Prior art date
Application number
KR1020160163850A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180063730A (ko
Inventor
유주현
배재한
Original Assignee
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국화학연구원 filed Critical 한국화학연구원
Priority to KR1020160163850A priority Critical patent/KR101952929B1/ko
Priority to PCT/KR2017/013717 priority patent/WO2018101710A1/ko
Publication of KR20180063730A publication Critical patent/KR20180063730A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101952929B1 publication Critical patent/KR101952929B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C403/00—Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone
    • C07C403/24—Derivatives of cyclohexane or of a cyclohexene or of cyclohexadiene, having a side-chain containing an acyclic unsaturated part of at least four carbon atoms, this part being directly attached to the cyclohexane or cyclohexene or cyclohexadiene rings, e.g. vitamin A, beta-carotene, beta-ionone having side-chains substituted by six-membered non-aromatic rings, e.g. beta-carotene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

본 발명은 팜유제조 과정에서 발생되는 부산물로부터 제조한 카로티노이드와 토콜 등 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 팜 바이오매스에 저농도로 함유되어 있어서 많은 용매를 사용해야만 추출이 가능한 지용성 생리활성물질을 물만 사용하여 추출한 후 소량의 바이오매스에 흡착시켜 고체화함으로써 이후 소량의 용매로 추출하여도 상기 지용성 생리활성물질을 추출 회수할 수 있으므로, 팜 바이오매스가 가지고 있는 각종 생리활성물질의 공업적 제조에 유용한 원료를 제조할 수 있다. 또한, 팜유 제조 부산물을 고부가가치화 함으로써 바이오리파이너리의 경제성을 향상시킬 수 있는 유용한 방법이다.

Description

팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법{Solid concentrates containing lipid-soluble bioactive compounds made of palm oil mill wastes and the method thereof}
본 발명은 팜유 제조 후 남겨지는 부산물 혹은 폐기물로부터 지용성 생리활성물질인 카로티노이드, 토코페롤 및 토코트리에놀 등을 추출/회수하는 방법과 이 방법에 의해 제조된 카로티노이드 등 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 오일팜 바이오매스 고상추출물에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 10 내지 30 중량%, 불용성(solvent-insoluble) 오일팜 바이오매스 15 내지 40 중량% 및 물 40 내지 70 중량%를 포함하여 용매 추출에 의해 지용성 생리활성물질의 공업적 제조에 사용할 수 있는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 이의 제조방법에 대한 것이다.
오일팜 열매로부터 생산되는 팜유는 다른 식물성 기름과는 다르게 포화지방산과 불포화지방산이 1:1의 비율로 구성되어 있어서 동물성 유지와 같이 상온에서 반고체의 상태를 나타낸다. 정제되지 않은 팜유는 CPO(crude palm oil)라 불리며, 500 내지 1,600 mg/kg의 카로티노이드(carotenoids), 600 내지 1,000 mg/kg의 토코페롤(tocopherol)과 토코트리에놀(tocotrienol), 코엔자임Q10(coenzyme Q10), 파이토스테롤(phytosterol)과 같은 고부가가치 생리활성물질을 함유하고 있고, 베타카로틴(β-carotene)에 의해 붉은색을 나타낸다.
팜유 제조 과정에서 부산물로 배출되는 팜 공과방(EFB, empty fruit bunch of oil palm)은 팜 열매의 약 23 중량%를 차지하며, 일반적으로 수분 함량 약 40 중량%까지 건조된 것으로, 극히 일부분이 팜유 제조 공장의 보일러 연료로 사용되고, 이 후 남은 재와 대부분의 공과방은 비료와 퇴비로 사용되고 있다. 팜 열매를 고온에서 증자하여 과실을 탈락시키는 과정에서 팜유의 일부(예컨대 4.6 중량% 등)가 팜 공과방에 남게 되고, 이로 인하여 팜 공과방은 상기 여러 가지 생리활성물질도 함유하게 된다.
팜유를 머금고 있는 팜 열매 내에 거미줄처럼 얽혀 있다가 착즙 과정에서 유리되는 팜 과육섬유(palm pressed fiber, PPF)는 팜 열매의 15%를 차지하며, 많은 양의 팜유를 함유하므로 열량이 높아 팜 공과방과 함께 팜유 제조 공장의 보일러 연료로 사용된다. 이 팜 과육섬유는 팜유를 5 내지 7 중량% 함유하고 있으며, 카로티노이드를 4,000 내지 6,000 mg/kg, 토콜을 2,400 내지 3,500 mg/kg 함유하여 팜유보다 많은 생리활성물질을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다(Choo 등, JAOCS, 1996, 73, 599-602.).
또한, 갓 따온 팜 열매(fresh fruit bunch of oil palm)를 고온의 증기로 쪄서 팜 너트를 탈락시킨 후 너트를 압착하고 고액분리하여 팜유를 회수하는 과정에서 발생하는 팜유 공장폐수(POME, palm oil mill effluent)는 95-96 중량%의 수분과 0.6-0.7 중량%의 지방, 그리고 4-5 중량%의 고형분을 포함하고 있으며, 단백질, 탄수화물, 지방, 미네랄 등이 높은 농도로 존재하여 미생물 발효에 의해 유용물질 생산에 이용될 수 있지만, 대부분은 폐수처리장에 버려지거나 바이오가스 제조용 원료로 이용된다. 여기에도 팜유가 상당량 함유되어 있으며, 이로 인하여 많은 양의 생리활성물질(카로티노이드의 경우 약 1,500 mg/kg, Ahmad 등, Desalination Water Treat, 2009, 7, 251-256.)을 포함한다.
상기와 같이 팜유 생산 공정 부산물들에는 상당량의 지용성 성분들이 포함되어 있고, 이러한 성분들에는 베타카로틴, 알파카로틴, 토코페롤, 토코트리에놀과 같은 고부가가치 생리활성물질도 포함된다. 베타카로틴은 항산화활성을 나타내며, 프로비타민 A 활성을 가지고 있고, 췌장암, 직장암, 전립선암, 유방암, 흑색종, 피부암과 같은 여러 가지 암 발생을 억제하는 효과와 백내장 예방 효과를 나타내는 특징이 있다. 알파카로틴도 역시 암 예방 효과를 나타내고 항산화 활성을 가지며 그 활성은 베타카로틴보다 우수하지만 프로비타민 A 활성은 베타카로틴의 절반을 나타낸다. 토코페롤은 항산화제로서 비타민 E 활성을 나타내며 다른 항산화제와 함께 사용하면 황반변성 예방 효과를 나타내고, 일부 암과 백내장, 파킨슨병의 예방효과가 있다. 또한 식품의 방부제로 사용되기도 한다. 토코트리에놀은 토코페롤보다 더 효율적인 항산화제로서 비타민 E 활성을 나타내며, 암 형성 저해, 콜레스테롤 형성 억제 효과를 나타낸다.
이러한 생리활성 물질들은 고부가가치 화합물로서 팜유 제조 부산물에 많은 양이 존재하나 대부분 회수되지 못하고 버려지는 실정이다. 현재 이러한 베타카로틴, 알파카로틴, 토코페롤, 토코트리에놀을 포함하는 지용성 물질들이 팜유로부터 추출되고 있지만, 그 양은 극히 제한적이다. 특히, 대부분의 베타카로틴은 화학적 합성으로 제조되어 천연물질보다 효능이 떨어지지만, 그 제조단가는 kg당 2,000 미국달러로 알려져 있다. 하지만, 이러한 지용성 생리활성물질들을 팜유 제조 부산물로부터 값싸게 추출할 수 있다면 천연 생리활성물질로서 그 부가가치는 합성물질 이상이 될 것으로 예상된다.
이러한 이유로 최근까지 버려지는 팜유 제조 부산물로부터 생리활성 물질을 추출하는 연구가 꾸준히 이루어져 오고 있으나 아직 산업화되지는 못하였다. 특허 기술로는 팜 지방산 증류물로부터 토코페롤과 토코트리에놀을 추출한 것에 대해서만이 보고되어 있다(미국 등록특허공보 제5190618호, 대한민국 등록특허공보 제10-1481197호). 이들은 지용성 생리활성물질의 추출에 핵산 등 유기용매를 사용하였으며, 일부 추출 연구에 초임계수 혹은 초임계 이산화탄소 등을 사용하였다.
이렇게 대량의 바이오매스에 낮은 농도로 함유되어 있는 지용성 생리활성물질을 용매로 추출하는 데에는 바이오매스의 작은 가비중(bulk density, 팜 공과방은 0.1 g/cm3 내외)으로 인하여 바이오매스 무게의 5배 이상의 유기용매와 대형 추출장비를 사용해야 하는 등 과도한 비용 발생이 불가피하므로 보다 실용적인 추출 방법이 필요하다.
본 발명자들은 팜 부산물이 함유하는 지용성 생리활성물질이 팜유에 녹아 있으며, 이 팜유는 물과 함께 있는 상태에서 마찰 분쇄할 때 수중에 유화 용출되는 특징이 있다는 것을 발견하였다. 또한, 이 지용성 생리활성물질을 함유하는 유탁입자는 응결제(coagulant)에 의해 바이오매스 미립자에 부착되고, 필요에 따라 추가적인 응집제(flocculant)의 사용에 의하여 조대화에 의한 침강성이 개선되므로 탈수효율을 증가시켜 고액분리를 통하여 고체화 할 수 있었다. 이렇게 제조한 고상 추출물은 팜 부산물이 가지고 있는 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하면서 바이오매스 부피의 1% 정도에 불과하므로 간편하게 다룰 수 있다. 또한, 소량의 용매로도 생리활성물질을 고농도로 추출할 수 있으므로 팜 부산물이 함유하는 고부가가치 생리활성물질의 산업적 제조에 유용하다.
미국 등록특허공보 제5190618호. 대한민국 등록특허공보 제10-1481197호.
Ahmad 등, Desalination Water Treat, 2009, 7, 251-256. Choo 등, JAOCS, 1996, 73, 599-602.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로, 팜유 제조 부산물의 작은 가비중 혹은 과도한 물 함량으로 인하여 낮은 농도로 함유하는 지용성 생리활성물질을 추출함에 있어서 보다 간편하고 경제적인 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 카로티노이드 등 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하면서 바이오매스 부피의 1% 정도에 불과하여 간편하게 다룰 수 있는 지용성 생리활성물질을 함유하는 유탁입자를 고체화한 오일팜 바이오매스 고상 추출물 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서는 상기 과제를 해결하기 위하여 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 10 내지 30 중량%, 불용성(solvent-insoluble) 오일팜 바이오매스 15 내지 40 중량% 및 물 40 내지 70 중량%를 포함하여 용매 추출에 의해 지용성 생리활성물질의 공업적 제조에 사용할 수 있는 오일팜 바이오매스 고상추출물을 제공한다.
본원 발명에서는 팜유 제조 부산물을 물에 침지한 후 마찰 분쇄하여 유탁액을 함유하는 바이오매스 곤죽을 제조하는 바이오매스 곤죽 제조단계; 상기 바이오매스 곤죽 제조단계에서 얻은 바이오매스 곤죽을 고액분리하여 바이오매스 미립자 및 유탁입자를 함유하는 액상 추출물을 제조하는 액상 추출물 제조단계; 상기 액상 추출물 제조단계부터 얻은 액상 추출물 중 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 유탁입자를 고체화하기 위해 응결제(coagulant), 응집제(flocculant) 또는 응결제(coagulant)와 응집제(flocculant)를 순차적으로 가하여 유탁입자를 바이오매스 미립자와 흡착/응결/응집시키는 응집물 제조단계; 및 상기 응집물 제조단계 이후 고액분리를 통하여 고상 추출물을 제조하는 고상 추출물 제조단계;를 포함하여 팜유 제조 부산물로부터 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 고상 추출물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 지용성 생리활성물질을 함유하는 유탁입자를 고체화한 오일팜 바이오매스 고상 추출물은 팜 부산물이 가지고 있는 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하면서 바이오매스 부피의 1% 정도에 불과하므로 간편하게 다룰 수 있다. 또한, 소량의 용매로도 생리활성물질을 고농도로 추출할 수 있으므로 팜 부산물이 함유하는 고부가가치 생리활성물질의 산업적 제조에 유용하다.
본 발명은 팜 공과방, 팜 과육섬유 및 팜유 공장폐수로부터 베타카로틴 등 고부가가치 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물을 제조할 수 있게 됨으로써, 이를 원료로 하여 소량의 유기용매 혹은 초임계 추출 등 기존의 각종 추출기술과 크로마토그래피 등의 정제 기술을 활용하여 지용성 생리활성물질을 산업적으로 제조하는데 유용하다.
도 1은 본원 발명의 일 구현예에 따른 오일팜 바이오매스 고상추출물의 제조단계를 나타낸 공정도이다.
이하, 본 발명에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본원 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 명세서의 전반에 걸쳐 사용되는 용어인 “지용성 생리활성물질”은 물에는 거의 녹지 않고 유기용매에 잘 녹는 생화학물질로, 알파카로틴, 베타카로틴 및 감마카로틴 등의 카로티노이드(carotenoid), 토코페롤과 토코트리에놀을 포함하는 토콜(tocols) 등 팜 공과방, 팜 과육섬유 및 팜유 공장 폐수 등이 함유하는 생리활성물질을 의미한다.
본 발명에서 “카로티노이드” 혹은 “베타카로틴”이라 함은 여러 가지 카로틴을 함유하는 포괄적인 의미로서 카로티노이드와, 이 중 베타 형태의 물질을 지칭하는 물질을 각각 지칭하지만, 토콜 등 다른 지용성 생리활성물질을 상징하는 의미로도 사용된다.
본 발명에서 “바이오매스 곤죽”은 바이오매스에 물을 가하고 마찰식 분쇄를 통하여 제조되고, 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 유탁입자와 바이오매스 분쇄물이 함유되어 있는 바이오매스 현탁액을 의미한다. 이 바이오매스 곤죽은 팜유 유탁액과 일부 미세 바이오매스를 대부분의 불용성 바이오매스로부터 분리하는 1차 고액분리의 대상 원료로 사용한다.
본 발명에서 “액상 추출물”은 상기 바이오매스 곤죽을 고액분리하여 대부분의 바이오매스는 제거되고 지용성 생리활성물질이 녹아있는 팜유 유탁입자와 일부 바이오매스 미립자가 물에 남아있는 액상물을 의미하며, 이후 응결제(coagulant), 응집제(flocculant) 또는 응결제(coagulant)와 응집제(flocculant)의 순차적인 첨가에 의하여 응집시킬 대상 물질이다.
본 발명에서 “응결제(coagulant)”는 액상 추출물에서 유탁입자를 바이오매스 미립자에 흡착/응결시키기 위하여 사용하는 물질을 총칭하는 것으로, 크게 금속염의 형태인 단분자 무기계 응결제, 고분자형 무기계 응결제 및 저분자량의 유기계 중합체(분자량 100만 이하)로 구분될 수 있고, 상기 단분자 무기계 응결제로는 황산 알루미늄(aluminum sulfate), 황산 철(ferrous sulfate, ferric sulfate), 염화철(ferric chloride) 등이 대표적이고, 상기 고분자형 무기계 응결제로는 폴리 알루미늄 클로라이드(poly aluminum chloride: [Al2(OH)nCl6 -n]m), 폴리 알루미늄 설페이트(poly aluminum sulfate: [Al2(OH)n(SO4)3 -n/ 2]m) 등이 대표적이며, 저분자량의 유기계 중합체로는 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide), 폴리아민(polyamine), 폴리디아릴디메틸암모늄 클로라이드(Polydiallyldimethylammonium chloride: polyDADMAC 또는 polyDDA) 등이 대표적이다. 본 발명에 따른 응결제는 금속염의 형태 또는 유기계 중합체 어느것을 사용하여도 무방하지만 지용성 생리활성물질의 추출 등 후속 공정을 고려하면 유기계 중합체를 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 유기계 중합체 응결제는 양이온성을 가지고 있는 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 응결제는 액상 추출물에서 유탁입자를 바이오매스 미립자에 흡착/응결시키기는 역할을 하게 된다.
본 발명에서 “응집제(flocculant)”는 응결제(coagulant)의 사용에 의하여 형성된 유탁입자와 바이오매스 미립자의 흡착/응결물을 이후 고액분리단계 및 고상 추출물 형태로 고체화하는 것을 더욱 효과적으로 수행하기 위하여 응결물을 조대화하여 침강성을 개선하고 탈수효율을 증가시키기 위하여 사용하는 물질을 총칭하는 것으로, 분자량이 300 내지 500만 이상인 고분자 물질로 주로 아크릴아미드(acrylamide) 단량체를 기반으로 하는 단독 중합에 의한 비이온성 고분자인 폴리아크릴아미드, 아크릴레이트(acrylate)계 단량체와 공중합 또는 아크릴아미드의 가수분해 등을 통하여 제조되는 음이온성 고분자 또는 양이온성 단량체와 공중합에 의한 양이온성 고분자 등을 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 응집제는 유탁입자와 바이오매스 미립자의 흡착/응결물을 조대화하여 침강성을 개선하고 탈수효율을 증가시켜 고상 추출물 형태로 고체화하는데 매우 효과적이다.
본 발명에서는 “응결제(coagulant)”와 “응집제(flocculant)”의 역할을 구분하여 정의하였으나, 필요에 따라서 응결제만을 사용하거나 응집제만을 사용할 수도 있고, 응결제와 응집제 모두를 사용하는 경우에 보다 효과적이다.
본 발명에서 “고상 추출물”은 상기 액상 추출물에 고분자 응집제를 가하여 응집시킨 후 고액분리하였을 때 생성되는, 물이 대부분 제거되고 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유, 불용성(solvent-insoluble) 오일팜 바이오매스 미립자 및 소량의 물을 함유하는 고체상 물질을 의미한다.
본 발명에서 지용성 생리활성물질을 추출하고자 하는 팜유 제조 부산물은 팜 공과방(empty fruit bunch of oil palm), 팜 과육섬유(palm pressed fiber) 및 팜유 공장폐수(palm oil mill effluent)이다. 팜 공과방은 신선한 팜 과실(fresh fruit bunch)을 고온에서 증자하여 팜 과일(palm fruit)을 탈락시킨 후 배출된 것, 혹은 여기에 묻어 있는 팜유를 회수하기 위해 압착한 후 배출되는 것 모두를 포함한다. 이 팜 공과방과 팜 과육섬유는 신선할수록 카로티노이드, 토콜 및 폴리페놀 등 생리활성물질을 더 많이 함유하지만, 산지의 덥고 습한 환경에 의해 부패하면서 급격하게 감소하므로 공장에서 배출되는 즉시 신속하게 건조된 것이 바람직하다. 팜유 공장폐수는 미립자 상태의 팜 과육(palm mesocarp) 등의 바이오매스, 유탁상태의 팜유 및 단백질 등 각종 수용성 물질을 함유하므로 상온까지 냉각시킨 후 그대로 상기 생리활성물질의 추출에 사용될 수 있다.
본 발명에서 유탁상태의 팜유와 미립자 상태의 팜 바이오매스를 서로 흡착/응결/응집시켜서 여과를 통한 탈수를 용이하게 하는 역할을 하는 응결제 혹은 응집제는 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide)와 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)를 포함하는 양이온성, 음이온성 혹은 비이온성의 고분자 응집제를 사용하는 것이 바람직하며, 바이오매스의 종류와 유탁액의 비율에 따라서 다른 앞서 기재한 다른 응결제 또는 응집제를 추가하여 사용할 수 있으므로 이에 제한되지 않는다.
본 발명에서 제공하는 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물은 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유가 물에 불용성인 바이오매스 미립자에 흡착되어 고액분리 후에 고체로 얻어진다. 이 고상 추출물은 40 내지 70%의 물, 15 내지 40%의 불용성(solvent-insoluble) 바이오매스 및 15 내지 30%의 생리활성물질을 함유하는 팜유로 구성된다. 또한, 여기에는 응집물 제조과정에서 첨가된 소량의 응결제 또는 응집제가 함유되어 있을 수 있다. 이 고상 추출물은 사용한 팜유 제조 부산물에 따라 알파카로틴, 베타카로틴, 감마카로틴, 라이코펜, 토코페롤, 토코트리에놀 및 식물성 스테롤 등의 생리활성물질을 함유하며, 각 생리활성물질의 함량은 원료물질의 종류와 조성에 따라 매우 달라지므로 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 신선도가 높은 팜 과육섬유를 원료로 하였을 때 고상 추출물의 지용성 생리활성물질의 농도는 원료의 2 배 내지 5 배가 되지만, 고상 추출물은 수분을 50% 가량 함유하는 중량으로 1/5 내지 1/20으로 감소한다. 이 고상 추출물 중 물에 불용성인 성분은 팜 공과방, 팜 과육섬유 혹은 팜 과육에서 유래하는 셀룰로오스 주성분의 바이오매스이다.
본 발명은
1) 팜유 제조 부산물인 팜 공과방 혹은 팜 과육섬유에 물을 가하여 침지한 후 마찰식 분쇄를 통하여 유탁액을 함유하는 바이오매스 곤죽을 제조하는 바이오매스 곤죽 제조단계;
2) 상기 바이오매스 곤죽 제조단계에서 얻은 바이오매스 곤죽을 고액분리하여 바이오매스 미립자 및 유탁입자를 함유하는 액상 추출물을 제조하는 액상 추출물 제조단계;
3) 상기 액상 추출물 제조단계로부터 얻은 액상 추출물 중 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 유탁입자를 고체화하기 위해 응결제(coagulant), 응집제(flocculant) 또는 응결제(coagulant)와 응집제(flocculant)를 순차적으로 가하여 유탁입자를 바이오매스 미립자와 흡착/응결/응집시키는 응집물 제조단계; 및
4) 상기 응집물 제조단계 이후 고액분리를 통하여 카로티노이드와 토콜을 고농도로 포함하지만 수분함량이 40 내지 70% 내외로 줄어든 고상 추출물을 제조하는 고상 추출물 제조단계를 포함하여 팜유 제조 부산물로부터 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 고상 추출물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 바이오매스 곤죽 제조단계의 마찰식 분쇄는 오일팜 바이오매스로부터 팜유의 유화 용출 원리를 이용하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 바이오매스 곤죽 제조단계의 마찰식 분쇄는 오일팜 바이오매스로부터 지용성 생리활성물질을 추출하기 위해 이축 스크루 압출기(twin screw extruder)를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 액상 추출물 제조단계에서 고액분리는 원심 분리법 또는 여과법을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 응집물 제조단계는 고분자 응집제로 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide)와 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)를 포함하는 양이온성, 음이온성 혹은 비이온성의 고분자 응집제 중 하나 이상을 사용하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 제조 방법에 있어서, 상기 고상 추출물 제조단계에서 고액분리는 필터프레스 혹은 벨트프레스를 포함하는 가압여과법을 사용하는 것일 수 있다.
이하 본 발명에 따른 오일팜 바이오매스 고상 추출물의 제조 방법을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 팜유 제조 부산물로부터 카로티노이드와 토콜을 고농도로 함유하는 고상 추출물을 제조하는 방법에서 첫 번째 단계는 팜유 제조 부산물에 물을 가하고 마찰식 분쇄를 통하여 바이오매스 곤죽을 제조하는 단계이다. 팜 공과방 혹은 팜 과육섬유 파쇄물에 먼저 바이오매스 건조중 대비 1 내지 5 배의 물을 가하고 마찰식 분쇄를 수행한다. 이 때 사용될 수 있는 마찰식 분쇄기는 이축 스크루 압출기(twin screw extruder) 혹은 디스크 밀(disc mill)이며, 에너지 사용량을 줄이는 동시에 마찰 효과를 극대화하기 위해서는 이축 스크루 압출기가 바람직하다. 이 단계에서 팜 바이오매스는 물속에서 짓이겨지면서 바이오매스가 함유하는 팜유가 당지질(glycolipids) 혹은 인지질(phospholipids)의 유화작용에 의해 유탁입자로서 용출된다. 팜유가 유화 용출되는 효율은 마찰 분쇄 조건에 따라 달라질 수 있다. 상온에서 반고체인 팜유의 특성을 고려할 때 마찰식 분쇄의 온도는 20 oC 이상 100 oC 이하가 좋으며, 고온에서 변질될 수 있는 카로티노이드 특성을 추가로 고려할 때 마찰식 분쇄의 온도는 20 내지 50 oC가 바람직하다. 이축 스크루 압출기나 디스크 밀의 가동 조건은 기기의 종류, 스크루의 조합 혹은 디스크의 종류에 따라 달라질 수 있으므로 특정한 범위 내로 한정되지는 않는다.
본 발명의 두 번째 단계는 첫 단계에서 제조한 바이오매스 곤죽으로부터 지용성 생리활성 성분을 함유하는 유탁액과 소량의 바이오매스 미립자를 함유하는 액상 추출물을 제조하기 위한 고액 분리이다. 고액분리 전에 팜유 유탁액의 용출율과 회수율을 높이기 위해 먼저 바이오매스 곤죽에 바이오매스 건조중 대비 10 배 내지 20배의 물을 함유하도록 물을 더 첨가하고 교반하여 균일한 곤죽을 제조한다. 이 때 유탁입자의 생성을 촉진 혹은 생성된 유탁입자의 안정성을 증진하기 위해 상온 내지 50 oC 이하의 온수를 사용하거나 곤죽이 상온 내지 50 oC 이하가 되도록 가온할 수 있다. 이 곤죽의 고액분리에는 당업계에 통상적으로 사용되는 여러 가지 방법을 이용할 수 있으며, 그 예로 원심분리, 회전 탈수, 흡인 여과 및 가압여과 등을 들 수 있다. 생리활성물질이 함유된 유탁액을 높은 수율로 회수하는 데에는 팜유를 함유하는 유탁입자가 물보다 비중이 작은 특성을 이용하는 원심분리가 바람직하다. 즉, 바이오매스 미립자의 일부(예컨대 전체 바이오매스 건조중의 1% 내외 등)가 액상(liquid phase)에 머무르도록 저속으로 원심분리한 후(예컨대 200 ×g에서 1분) 미세한 바이오매스 입자와 유탁액을 함유하는 상징액을 회수함으로써 침전물인 대부분의 바이오매스와 분리할 수 있다. 하지만, 고액분리 후 회수되는 바이오매스의 수분함량이 커서 이후 추출성 성분이 제거된 바이오매스를 이용하는 목적으로는 부적합할 수도 있다. 바이오매스 곤죽으로부터 유탁액을 분리하기 위해 여과기술을 직접 적용할 수 있다. 이는 유탁입자의 크기가 수 미크론 이하로 대부분의 바이오매스보다는 작기 때문에 가능하다. 이 때 바이오매스의 분쇄도를 고려하여 소량의 바이오매스 미립자와 유탁입자의 통과가 가능하도록 구멍크기가 2.5 미크론 내지 15 미크론의 여과포를 사용할 수 있다. 최종적으로 제조되는 고상 추출물 중 불용성 바이오매스의 비율이 고상 추출물 건조중의 15 내지 70 중량%가 되도록 미세 바이오매스가 통과할 수 있는 평균 구멍크기를 가지는 여과포를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 단계에서 유탁액과 미세한 바이오매스를 대부분의 바이오매스로부터 분리 회수하기 위해 필터프레스, 벨트프레스 및 원심여과 모두 사용할 수 있지만, 고액분리에 에너지 사용량이 적고 액상물의 회수율이 높은 필터프레스 혹은 벨트프레스가 바람직하며, 액상물의 회수율이 가장 높은 필터프레스가 가장 바람직하다.
본 발명의 세 번째 단계는 생리활성물질을 함유하는 유탁액을 공존하는 적은 양의 바이오매스 미립자에 흡착시키고 탈수하여 고상 추출물로 제조하는 단계이다. 이를 위해 상기 2단계의 고액분리에서 얻어진 액상추출물에 고분자 응결제를 처리하여 바이오매스 미립자와 유탁입자를 응결시키고 이후 응집제를 추가로 처리하여 가압여과할 수 있을 정도로 단단한 입자로 응집시킨다. 이를 위해 고분자 응결제를 고농도 수용액으로 만들어 상기 액상물에 첨가하면서 교반하여 유탁입자와 미세 바이오매스에 흡착시킨다. 이후 응집제를 첨가하고 교반한 후 응집물이 형성될 수 있도록 수 분 이상 정치한다. 이 때 사용될 수 있는 고분자응결제와 응집제로는 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide)와 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)를 포함하는 양이온성, 음이온성, 비이온성의 고분자 응집제를 사용할 수 있으며, 고액분리로 고상 추출물을 제조할 수 있을 만큼 단단한 응집물이 형성되는 한 그 종류와 사용량이 제한되지 않는다. 응집물이 형성되면 이를 상기 단계 2에서 명시된 방법들을 사용하여 고액분리함으로써 수분함량이 낮은 고상 추출을 조제한다. 이 때 고액분리 결과 얻어지는 고상 추출물의 수분함량이 가장 낮아지는 가압여과가 바람직하며, 적은 에너지 사용량과 고상 추출물의 낮은 수분함량 면에서 필터프레스를 적용하는 것이 더욱 바람직하다. 이렇게 제조한 생리활성물질 고농도 함유 고상 추출물은 건조중으로 비교할 때 원료 바이오매스 중량의 2 내지 15%에 불과하게 되며, 수분함량이 40 내지 70 중량%로 낮아서 이후 적은 양의 수용성 유기용매 혹은 초임계수, 초임계 이산화탄소로도 지용성 생리활성물질을 경제적으로 추출할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 따라 생산된 카로티노이드와 토콜 등 지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 10 내지 30 중량%; 불용성(solvent-insoluble) 오일팜 바이오매스 15 내지 40 중량% 및 물 40 내지 70 중량%를 포함하여 용매 추출에 의해 지용성 생리활성물질의 공업적 제조에 사용할 수 있는 오일팜 바이오매스 고상추출물을 제공한다.
본 발명에 따른 오일팜 바이오매스 고상추출물에 있어서, 상기 지용성 생리활성물질은 카로테노이드 또는 토콜일 수 있고, 알파카로틴, 베타카로틴, 감마카로틴, 라이코펜, 코토페롤 및 토코트리에놀로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 오일팜 바이오매스 고상추출물에 있어서, 상기 오일팜 바이오매스는 팜유 제조 과정에서 부산물로 발생하는 팜 공과방(empty fruit bunch of oil palm), 팜 과육섬유(palm pressed fiber) 및 팜유 공장폐수(palm oil mill effluent) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기와 같이 제조한 본 발명의 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물은 이후 용매를 사용하여 카로티노이드와 토콜을 추출하는데 사용할 수 있다. 즉, 단계 3에서 수분 함량을 줄여 제조한 고상 추출물에 대해 1:1(w/v)에서 1:10 (w/v)의 비율로 용매를 가한 후 교반하여 생리활성물질을 추출한 후 원심분리 혹은 여과를 통하여 카로티노이드와 토콜을 포함하는 용액을 얻을 수 있다. 이 때 지용성 생리활성물질의 추출에 사용하는 용매는 수용성 유기용매, 수 난용성 유기용매, 초임계수 혹은 초임계 이산화탄소 등을 들 수 있으며, 추출하고자 하는 생리활성물질의 용해도와 소요비용을 고려하여 선정할 수 있다. 그 예로는 수용성 유기용매로서 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알콜 등 알콜류, 테트라하이드로퓨란 등 기타 유기용매, 수 난용성 유기용매로는 클로로포름, 다이클로로메탄, 에틸아세테이트, 헥산(hexane), 그 외에 각종 유기용매와 혼합하여 사용할 수도 있는 초임계수 혹은 초임계 이산화탄소 등을 들 수 있으며, 당업계에서 사용 가능한 모든 용매와 추출 방법이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 팜유 부산물로부터 제조한 카로티노이드와 토콜을 고농도로 함유하는 소량의 고상 추출물은 이후 생리활성물질의 용매 추출과 정제를 통한 공업용 원료를 경제적으로 제조할 수 있게 한다.
이하, 본원 발명의 바람직한 실시 예를 비교예와 함께 본원이 속하는 기술 분야에서 일반적인 지식을 가진 자가 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 특히 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한을 받지 않는다. 또한, 본 발명의 내용은 여러 가지 다른 형태의 장비로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 구현 예 및 실시 예에 한정되지 않는다.
실시예 1. 팜 공과방으로부터 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물의 제조
팜 공과방(empty fruit bunch of oil palm, 인도네시아 산) 300 g(건조중, 에탄올 추출성 성분 4.6%)을 바이오매스와 물의 비율이 1:5가 되도록 침지하였다. 트윈 스크루 압출기(TEK 40 MHS, 에스엠플라텍, 한국)에 니딩 블록과 믹싱 스크루를 혼합하여 장착하고, 50 oC에서 분당 20 회전의 속도로 운전하면서 물에 침지한 팜 공과방을 주입하여 마찰식 분쇄를 실시하였다. 마찰식 분쇄를 통하여 제조된 바이오매스 곤죽은 물과의 최종 비율이 1:20(바이오매스:물)이 되도록 물을 가하고 교반한 후 6 미크론 여과포가 부착된 소형 필터프레스(한국화학연구원 제작, 한국)에 주입하여 유탁액과 바이오매스 미립자가 포함된 액상 추출물과 대량의 바이오매스로 각각 분리 회수하였다(A). 이 액상 추출물에 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide, DC-400, SNF Korea, 한국)를 3,000 mg/L의 농도로 처리하고 느린 속도로 교반하여 유탁입자를 바이오매스 미립자에 흡착 응결되게 하였다. 여기에 양이온성 폴리아크릴아마이드(cationic polyacrylamide, C-211, SNF Korea, 한국) 수용액을 20 mg/L의 농도로 첨가하고 교반한 후 응집물이 형성되도록 상온에서 60 분간 정치하였다. 응집물이 형성된 후 상기 6 미크론 여과포가 부착된 소형 필터프레스(한국화학연구원 제작, 한국)를 이용하여 고액분리함으로써 고상 추출물을 제조하였다. 이 고상 추출물의 무게를 측정하고, 소량 취하여 동결건조하여 수분함량을 측정하였다. 또한, 이 고상 추출물 2 g을 50 ml용 팔콘 튜브에 취하고 에탄올 9 ml를 가하여 초음파 추출한 후 원심분리하여 상징액을 조제하였다. 분광광도계(Benchmark Plus microplate spectrophotometer, BIO RAD, 미국, 450 nm)로 지용성 생리활성물질의 지표로서 카로티노이드를 정량하였다. 팔콘 튜브에 남아 있는 에탄올을 따라내고 공기를 불어넣어 에탄올을 휘발시켜 제거하였다. 여기에 헥산(n-hexane)을 50 ml 가하고 초음파 추출한 후 원심분리하고 상징액을 제거하였다. 공기를 불어넣어 헥산을 제거한 후 24시간 동안 감압건조하고 무게를 측정함으로써 지용성 성분이 제거된 고상 추출물의 무게를 산출하였다. 상기 실험치로부터 팜 공과방 고상 추출물의 조성과 수율을 산출하여 표 1에 표시하였다.
실시예 2. 팜 과육섬유로부터 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물의 제조
팜 과육섬유(palm pressed fiber, 인도네시아 산) 300 g(건조중, 에탄올 추출성 성분 6.4%)을 바이오매스와 물의 비율이 1:5가 되도록 침지하였다. 트윈 스크루 압출기(TEK 40 MHS, 에스엠플라텍, 한국)에 니딩 블록과 믹싱 스크루를 혼합하여 장착하고, 50 oC에서 분당 20 회전의 속도로 운전하면서 물을 흡수한 팜 공과방을 주입하여 마찰식 분쇄를 실시하였다. 마찰식 분쇄를 통하여 제조된 바이오매스 곤죽은 물과의 최종 비율이 1:20(바이오매스:물)이 되도록 물을 가하고 교반함으로써 혼합한 후 6 미크론 여과포가 부착된 소형 필터프레스(한국화학연구원 제작, 한국)를 이용하여 유탁액과 바이오매스 미립자가 포함된 액상 추출물과 대량의 바이오매스로 각각 분리 회수하였다(A). 액상 추출물에 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide, DC-400, SNF Korea, 한국)를 3,000 mg/L의 농도로 처리하고 느린 속도로 교반하여 유탁입자를 미세 바이오매스에 응결되게 하였다. 여기에 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide C-211, SNF Korea, 한국) 수용액을 30 mg/L의 농도로 첨가하고 교반한 후 응집물이 형성되도록 상온에서 60 분간 정치하였다. 응집물이 형성된 후 상기 6 미크론 여과포가 부착된 소형 필터프레스(한국화학연구원 제작, 한국)를 이용하여 고액분리함으로써 고상 추출물을 제조하였다. 이 고상 추출물의 무게를 측정하고, 소량 취하여 동결건조하여 수분함량을 측정하였다. 또한, 이 고상 추출물 2 g을 50 ml용 팔콘 튜브에 취하고 에탄올 9 ml를 가하여 초음파 추출한 후 원심분리하여 상징액을 조제하였다. 흡광검출기(absorbance detecter)가 부착된 고속액체크로마토그래프(high performance liquid chromatography, Waters, 미국)로 지용성 생리활성물질의 지표로서 베타카로틴을 정량하였다. 팔콘 튜브에 남아 있는 에탄올을 따라내고 공기를 불어넣어 에탄올을 휘발시켜 제거하였다. 여기에 헥산(n-hexane)을 50 ml 가하고 초음파 추출한 후 원심분리하고 상징액을 제거하였다. 공기를 불어넣어 헥산을 제거한 후 24시간 동안 감압건조하고 무게를 측정함으로써 지용성 성분이 제거된 고상 추출물의 무게를 산출하였다. 상기 실험치로부터 팜 과육섬유 고상 추출물의 조성과 수율을 산출하여 표 1에 표시하였다.
실시예 3. 팜유 공장폐수로부터 지용성 생리활성물질을 고농도로 함유하는 고상 추출물의 제조
팜유 공장폐수(palm oil mill effluent, 팜 과육 포함, 인도네시아 산) 1,000 g에 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide, DC-400, SNF Korea, 한국)를 3,000 mg/L의 농도로 처리하고 느린 속도로 교반하여 유탁입자를 미세 바이오매스에 응결되게 하였다. 여기에 양이온성 폴리아크릴아마이드(polyacrylamide C-211, SNF Korea, 한국) 수용액을 40 mg/L의 농도로 첨가하고 교반한 후 응집물이 형성되도록 상온에서 60 분간 정치하였다. 응집물이 형성된 후 상기 6 미크론 여과포가 부착된 소형 필터프레스(한국화학연구원 제작, 한국)를 이용하여 고액분리함으로써 고상 추출물을 제조하였다. 이 고상 추출물의 무게를 측정하고, 소량 취하여 동결건조하여 수분함량을 측정하였다. 또한, 이 고상 추출물 2 g을 50 ml용 팔콘 튜브에 취하고 에탄올 9 ml를 가하여 초음파 추출한 후 원심분리하여 상징액을 조제하였다. 분광광도계(Benchmark Plus microplate spectrophotometer, BIO RAD, 미국, 450 nm)로 지용성 생리활성물질의 지표로서 카로티노이드를 정량하였다. 팔콘 튜브에 남아 있는 에탄올을 따라내고 공기를 불어넣어 에탄올을 휘발시켜 제거하였다. 여기에 헥산(n-hexane)을 50 ml 가하고 초음파 추출한 후 원심분리하고 상징액을 제거하였다. 공기를 불어넣어 헥산을 제거한 후 24시간 동안 감압건조하고 무게를 측정함으로써 지용성 성분이 제거된 고상 추출물의 무게를 산출하였다. 상기 실험치로부터 팜유 공장폐수 고상 추출물의 조성과 수율을 산출하여 표 1에 표시하였다.
비교예 1. 팜 공과방, 팜 과육섬유 및 팜유 공장폐수에 함유된 지용성 생리활성물질의 총량 추정
건조된 팜 공과방과 팜 과육섬유를 커터밀(cutter mill, 한국분체기계 제품, 한국)로 커팅 분쇄하여 20 메쉬 이하 분말로 조제하였다. 팜유 공장폐수는 동결건조하고 분쇄하여 20 메쉬 이하 분말로 조제하였다. 이 시료들을 5 g(건조중) 취하여 속시렛용 띰블에 넣고 에탄올을 용매로 하여 속시렛 추출하였다. 추출액의 부피를 측정하고 일부를 취하여 원심분리하였다. 상징액을 취하여 450 nm에서 흡광도를 측정하여 카로티노이드를 정량(팜 공과방과 팜유공장폐수의 경우)하거나 흡광검출기(absorbance detecter, 검출파장 450nm)가 부착된 고속액체크로마토그래프(high performance liquid chromatography, Waters, 미국)로 지용성 생리활성물질의 지표로서 베타카로틴을 정량한 다음 이 값을 실시예에서 얻은 카로티노이드 혹은 베타카로틴의 양과 비교하여 각 실시예의 회수율을 산출하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
팜 부산물 조성(g)
실시예 1
(팜 공과방)		 실시예 2
(팜 과육섬유)		 실시예 3
(팜유 공장폐수)
총량 35.5 32.1 32.9
물 20.5 17.4 19.4
불용성 바이오매스 8.6 8.4 4.5
지용성 성분 6.4 6.3 9.0
바이오매스(300g) 중 베타카로틴 혹은 카로티노이드(mg) 10.5
(카로티노이드)		 19.8
(베타카로틴)		 14.5
베타카로틴)
고상 추출물 중 베타카로틴 혹은
카로티노이드(mg)		 4.8 10.1 12.3
카로틴 혹은 카로티노이드 회수율(%) 45 51 85
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 건조중 300 g의 팜 공과방과 팜 과육섬유를 본 발명의 기술을 사용하여 고상 추출물로 제조한 결과 원료 바이오매스 중량의 10%로 무게를 줄인 고상 추출물로도 원료 바이오매스가 함유하는 지용성 생리활성물질의 30% 이상을 회수할 수 있다. 또한, 팜유 공장폐수 중량의 4% 이하 중량으로 제조한 고상 추출물로 폐수에 함유되어 있던 지용성 생리활성물질의 85%를 회수할 수 있다. 이는 원료 바이오매스의 제조 후 오랜 시간이 지나 지용성 생리활성물질의 함량이 극히 낮아진 시료를 사용한 결과이다. 따라서 문헌에서 볼 수 있는 것처럼 지용성 생리활성성분의 함유율이 높은 산지의 신선한 재료를 사용할 경우 본 발명의 기술은 지용성 생리활성물질을 보다 더 높은 수율로 회수할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 팜유 제조 부산물을 물에 침지한 후 팜유의 유화 용출 원리를 이용한 마찰식 분쇄하여 유탁액을 함유하는 바이오매스 곤죽을 제조하고, 2.5 내지 15 미크론의 구멍크기를 가지는 여과포로 여과하여 투과된 유탁액을 제조하거나, 원심분리하여 유탁액을 함유하는 상징액을 제조하는 단계를 포함하는 공정을 통하여 제조된 유탁액 또는 상징액에 응집제(flocculant), 응결제(coagulant), 또는 응집제(flocculant)와 응결제(coagulant)를 순차적으로 가하여 유탁입자를 바이오매스 미립자와 흡착/응집/응결시킨 응집물의 고액분리를 통하여 제조되는 것으로서,
    지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 10 내지 30 중량%;
    불용성(solvent-insoluble) 오일팜 바이오매스 15 내지 40 중량% 및
    물 40 내지 70 중량%를 포함하여 용매 추출에 의해 지용성 생리활성물질의 공업적 제조에 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 지용성 생리활성물질은 카로티노이드 또는 토콜인 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 지용성 생리활성물질은 알파카로틴, 베타카로틴, 감마카로틴, 라이코펜, 코토페롤 및 토코트리에놀로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 오일팜 바이오매스는 팜유 제조 과정에서 부산물로 발생하는 팜 공과방(empty fruit bunch of oil palm), 팜 과육섬유(palm pressed fiber) 및 팜유 공장폐수(palm oil mill effluent) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물.
  6. 삭제
  7. 팜유 제조 부산물을 물에 침지한 후 팜유의 유화 용출 원리를 이용한 마찰식 분쇄를 통하여 유탁액을 함유하는 바이오매스 곤죽을 제조하는 바이오매스 곤죽 제조단계;
    상기 바이오매스 곤죽 제조단계에서 얻은 바이오매스 곤죽을 2.5 내지 15 미크론의 구멍크기를 가지는 여과포로 여과하여 투과된 유탁액을 제조하거나, 원심분리하여 유탁액을 함유하는 상징액을 제조하는 단계;
    상기 유탁액 또는 상징액에 응집제(flocculant), 응결제(coagulant), 또는 응집제(flocculant)와 응결제(coagulant)를 순차적으로 가하여 유탁입자를 바이오매스 미립자와 흡착/응집/응결시키는 응집물 제조단계; 및
    상기 응집물 제조단계 이후 고액분리를 통하여 고상 추출물을 제조하는 고상 추출물 제조단계를 통하여,
    지용성 생리활성물질을 함유하는 팜유 10 내지 30 중량%;
    불용성(solvent-insoluble) 오일팜 바이오매스 15 내지 40 중량% 및
    물 40 내지 70 중량%를 함유하고,
    용매 추출에 의해 지용성 생리활성물질의 공업적 제조에 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 바이오매스 곤죽 제조단계의 마찰식 분쇄는 오일팜 바이오매스로부터 지용성 생리활성물질을 추출하기 위해 이축 스크루 압출기(twin screw extruder)를 사용하는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물의 제조 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 응집물 제조단계는 고분자 응집제로 폴리디시안디아미드(polydicyandiamide)와 폴리아크릴아미드(polyacrylamide)를 포함하는 양이온성, 음이온성 혹은 비이온성의 고분자 중 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물의 제조 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 고상 추출물 제조단계에서 고액분리는 필터프레스 혹은 벨트프레스를 포함하는 가압여과법을 사용하는 것을 특징으로 하는 오일팜 바이오매스 부산물의 제조 방법.
KR1020160163850A 2016-12-02 2016-12-02 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법 KR101952929B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160163850A KR101952929B1 (ko) 2016-12-02 2016-12-02 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법
PCT/KR2017/013717 WO2018101710A1 (ko) 2016-12-02 2017-11-28 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160163850A KR101952929B1 (ko) 2016-12-02 2016-12-02 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180063730A KR20180063730A (ko) 2018-06-12
KR101952929B1 true KR101952929B1 (ko) 2019-02-27

Family

ID=62242669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160163850A KR101952929B1 (ko) 2016-12-02 2016-12-02 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101952929B1 (ko)
WO (1) WO2018101710A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020141967A1 (en) * 2019-01-03 2020-07-09 Palmite Process Engineering Sdn Bhd Method for converting palm oil mill liquid effluent to a solid biomass to facilitate recycling

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH029875A (ja) 1988-03-16 1990-01-12 Bio Ind Kyokai トコフェロール及びトコトリエノールの製造方法
SG175475A1 (en) * 2005-05-12 2011-11-28 Martek Biosciences Corp Biomass hydrolysate and uses and production thereof
MY162051A (en) 2007-05-24 2017-05-31 Loders Croklaan Bv Process for producing compositions comprising tocopherols and tocotrienols
KR101029879B1 (ko) * 2011-02-09 2011-04-15 주식회사 덕분 팜 부산물을 이용한 친환경 저황 함유 바이오 벙커 ｃ유의 제조 방법
KR101391435B1 (ko) * 2012-04-12 2014-05-07 주식회사 창해에탄올 고농도 발효성 당의 제조 장치, 이를 이용한 고농도 발효성 당의 제조 방법, 및 이를 이용하여 제조된 바이오 연료 및 바이오 화학물질

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180063730A (ko) 2018-06-12
WO2018101710A1 (ko) 2018-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2332424B1 (en) Method for producing lipid
US9994464B2 (en) Method and devices for de-emulsifying and complexing organic compounds in emulsions
Takenaka et al. Effective extraction of curcuminoids by grinding turmeric (Curcuma longa) with medium-chain triacylglycerols
WO2006047445A2 (en) Process for preparing materials for extraction
PL91969B1 (ko)
JP2010120939A (ja) フコキサンチン含有抽出物の製造方法
CN108272661B (zh) 一种杜仲籽油微乳液的制备方法
JP2013202005A (ja) クルクミン類含有油脂およびその製造方法
WO2012065556A1 (en) Process for preparing water extract of cinnamon
Pantziaros et al. A new olive oil production scheme with almost zero wastes
KR101952929B1 (ko) 팜유 제조 부산물로부터 제조한 지용성 생리활성물질을 고농도로 포함하는 오일팜 바이오매스 고상추출물 및 그의 제조 방법
Sinichi et al. Recovery of phenolic compounds from the by-products of yellow mustard protein isolation
JP7042764B2 (ja) トマトエキストラクト及びその製造方法、並びにトマトエキストラクトを含んだ飲食品及び化粧品
KR101729497B1 (ko) 용해도가 증진된 콩 과립의 제조방법
JP3755081B2 (ja) 茶葉成分を含有する食用油及びその製法
KR101729326B1 (ko) 이소플라본 함량 및 기능성이 증진된 콩 추출물의 제조방법
KR101825358B1 (ko) 화장품용 유황첨가물의 제조방법
US8007838B2 (en) Process for producing a stable concentrated dietary supplement and supplement produced thereby
Ahmad et al. Preliminary study on dispersion of α-mangostin in PNIPAM microgel system
JP2003342568A (ja) 水溶性ゴマ種子抽出組成物及びその利用
JP2006160825A (ja) 抗酸化組成物
JP2016220576A (ja) 柑橘類エキスの製造方法
EP2904075B1 (en) Hot ethanol extraction of lipids from plant or animal materials
RU2612797C1 (ru) Способ получения масла из ягод брусники
JP5995700B2 (ja) ポリメトキシフラボン類の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant