KR102085775B1

KR102085775B1 - 참치 껍질로부터 dha를 분리 및 정제하는 방법

Info

Publication number: KR102085775B1
Application number: KR1020180161448A
Authority: KR
Inventors: 송광수
Original assignee: 송광수
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-04-24

Abstract

본 발명은 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 참치 껍질을 분리, 정제시키는 단계를 거쳐, 추출된 DHA를 퇴행성 뇌기능 저하 개선에 도움이 되는 물질에 활용할 수 있도록 하여, 단순 사료원으로 활용되거나 폐기처리되는 참치 껍질 부위를 재가공하여 고부가가치의 기능성 물질로 활용할 수 있도록 하는 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 (a) 필렛(filleting) 작업 후 발생되는 참치 부산물 중 참치 껍질 부분을 별도로 준비하는 단계; (b) 준비된 참치 껍질을 원료로 하여 세척하여 참치 껍질에 흡착 및 잔여한 이물질을 제거하고 분쇄하는 단계; (c) 세척된 참치 껍질에 잔여한 수분을 제거하는 건조단계; (d) 참치 껍질에 효소를 처리하여 참치 껍질에 함유되어 있는 DHA(Docosa Hexaenoic Acid)를 분리하는 단계를 포함하고, (d) 분리단계는 발효조에 상기 참치 껍질과 용리액을 투입하고, DHA를 선택적으로 가수분해하는 리파아제(lipase)를 처리하는 것을 특징으로 하는 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법을 제공할 수 있다.

Description

참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법{Method for separating and purifying DHA from tuna bark}

본 발명은 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 참치 껍질을 분리, 정제시키는 단계를 거쳐, 추출된 DHA를 퇴행성 뇌기능 저하 개선에 도움이 되는 물질에 활용할 수 있도록 하여, 단순 사료원으로 활용되거나 폐기처리되는 참치 껍질 부위를 재가공하여 고부가가치의 기능성 물질로 활용할 수 있도록 하는 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 해양생물자원으로부터 식량자원의 생산에 관한 연구의 중요성이 점점 증가하고 있다. 특히, 수산가공식품의 소비가 증가함에 따라 어류가공의 부산물로 발생되는 어뼈, 어피, 어두, 내장, 비늘 등과 같은 비가식 부위(먹지 않는 부위)에 관한 관심도 증가되고 있다.

어류가공잔사 부위는 전체 어체의 약 40~70%를 차지하고 있으며, 특히, 어뼈는 칼슘원으로, 내장은 산업용 효소로서 활용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.

한편, DHA(Docosa Hexaenoic Acid)는 척추동물을 비롯하여 무척추동물의 뼈와 껍질에 분포하는 생체 단백질 인으로서, 육가공품 품질 개량제, 캡슐제대의 약용 및 피복용 등으로 활용범위가 넓은 천연 단백질이다.

육상동물 껍질로부터 제조된 DHA(Docosa Hexaenoic Acid)는 광우병 및 구제역으로 인해 다양한 문제가 빈번하게 발생되어 지고 있는 반면, 어류 껍질로부터 제조된 DHA(Docosa Hexaenoic Acid)는 자연에 가까운 천연 소재가 될 수 있으며, 현재까지 폐기되는 음식 폐기물인 원료의 원활한 수급도 예상된다.

특히, 어류 중 참치는 DHA와 같은 오메가-3-지방산이 다량 함유되어 있어 혈중 콜레스테롤과 혈압을 낮추고, 필수 미네랄이 풍부하여 노화를 방지할 수 있고 어린이 성장발육에 우수하며, 다른 육고기보다 단백질 함량이 우수한 고단백 식품이다.

이에 따라, 참치에 다량 함유된 DHA를 분리제조법을 제공하여 뇌기능의 개선에 도움을 줄 수 있는 약제학적 조성물에 이용하는 등 다양한 용도로 활용할 수 있도록 한다.

선행기술문헌 : KR 등록특허공보 제1647558호(2016.8.10.공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 참치껍질에서 DHA를 추출할 수 있는 분리방법을 통해 DHA를 수득함으로써 뇌기능성 개선에 도움이 되는 기능성 약제로서 활용할 수 있도록 하는 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법은 (a) 필렛(filleting) 작업 후 발생되는 참치 부산물 중 참치 껍질 부분을 별도로 준비하는 단계; (b) 준비된 참치 껍질을 원료로 하여 세척하여 참치 껍질에 흡착 및 잔여한 이물질을 제거하고 분쇄하는 단계; (c) 세척된 참치 껍질에 잔여한 수분을 제거하는 건조단계; (d) 참치 껍질에 효소를 처리하여 참치 껍질에 함유되어 있는 DHA(Docosa Hexaenoic Acid)를 분리하는 단계를 포함하고, (d) 분리단계는 발효조에 상기 참치 껍질과 용리액을 투입하고, DHA를 선택적으로 가수분해하는 리파아제(lipase)를 처리하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, (e) (d) 분리단계에 의해 수득된 결과물에서 일부 단백질과 지질이 분리되지 않아 수득물의 순도가 떨어지는 단점을 해결하기 위해, 단백질 분해효소 및 물을 처리한 후 원심분리기를 이용하여 800 내지 1000rpm으로 원심분리하여 단백질가수분해물이 함유된 수층과 DHA가 포함되어 있는 유층으로 재차 분리하고 그 중 상층액인 유층만을 수득하는 정제단계를 더 포함할 수 있다.

또한, (f) 40℃~60℃, 120~200bar의 온도 및 압력 조건 하에서 heptanal과 octanal과 같은 지방취와 같은 이취를 발생시키는 물질을 분리시키는 이취발생원 제거단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 참치 껍질을 분리, 정제시키는 단계를 거쳐, 추출된 DHA를 퇴행성 뇌기능 저하 개선에 도움이 되는 물질에 활용할 수 있도록 하여, 단순 사료원으로 활용되거나 폐기처리되는 참치 껍질 부위를 재가공하여 고부가가치의 기능성 물질로 활용할 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 공정을 단순화하여 고도불포화지방산을 분리할 수 있도록 하는 데 그 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법의 공정순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법은 준비단계(S100), 전처리단계(S110), 건조단계(S120), 분리단계(S130), 정제단계(S140), 이취발생원 제거단계(S150)를 포함하여 구성된다.

준비단계(S100)는 필렛(filleting) 작업 후 발생되는 참치의 부산물 중 껍질 부분만을 분리하여 준비하는 과정이다. 일반적으로, 참치 껍질은 비가식부로서, 필렛 작업 중 제거하여 폐기처리되는 부위이나, 본 발명에서는 참치 껍질에 다량 함유되어 있는 DHA 성분을 획득하기 위해 참치 껍질을 준비하도록 한다.

전처리 단계(S110)는 준비된 참치 껍질을 원료로 하여, 세척 및 분쇄하여 전처리하는 과정이다. 보다 구체적으로, 전처리 단계(S110)는 참치 껍질을 원료로 하여 3~4%의 산 용매 하에서 5~15℃ 온도 조건하에서 1~4일 간 세척 및 분쇄하거나, 물로 세척하여 분쇄하는 과정이다.

건조단계(S120)는 세척된 참치 껍질에 잔여한 수분을 제거하는 과정이다. 건조단계(S120)는 상기 전처리 단계(S110)에서 세척된 참치 껍질를 고온의 공기로 건조시켜 잔존한 수분을 제거하는 과정이다.

분리단계(S130)는 참치 껍질에 효소를 처리하여 참치 껍질에 함유되어 있는 DHA(Docosa Hexaenoic Acid)를 분리하는 과정이다. 보다 구체적으로, 분리단계(S130)는 발효조에 상기 참치 껍질과 용리액을 투입하고, DHA를 선택적으로 가수분해하는 리파아제(lipase)를 처리하도록 한다.

여기서, 참치 껍질과 함께 투입되는 바람직한 용리액은 정제수 또는 알코올을 포함하는 각종 용매를 하나 또는 그 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 예컨대, 알코올은 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로판올(isopropanol), 부탄올(butanol)을 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는 물 또는 에탄올을 사용하는 것이다.

정제단계(S140)는 분리단계(S130)에 의해 수득된 결과물에서 일부 단백질과 지질이 분리되지 않아 수득물의 순도가 떨어지는 단점을 해결하기 위해, 단백질 분해효소 및 물을 처리한 후 원심분리기를 이용하여 원심분리하여 DHA가 함유된 유층만을 분리시키도록 한다. 보다 구체적으로, 정제단계(S140)는 800 내지 1000rpm으로 원심분리시켜 단백질가수분해물이 함유된 수층과 DHA가 함유되어 있는 유층으로 재차 분리하고, 그 중, 상층액인 DHA가 포함된 유층만을 수득하도록 한다.

단백질은 고유의 등전점(isoelectric point)를 가지고 있으며, pH가 변화함에 따라 단백질의 특성도 변화하게 된다. 이에 따라, 정제단계(S140)는 염산, 황산을 포함하는 산 원액 또는 희석액 중 선택된 어느 하나를 투입하여 참치 껍질 용액의 pH 1 내지 pH 5 범위로 조절하여 단백질과 지질의 점착성을 저하시켜 고도불포화지방의 순도가 높은 지질을 분리할 수 있도록 한다.

이취발생원 제거단계(S150)는 참치 껍질에 함유되어 있는 지방취와 같은 이취를 발생시키는 물질을 일정 온도 및 압력 하에서 이취발생물질을 제거시키는 과정이다. 보다 구체적으로, 이취발생원 제거단계(S150)는 40℃~60℃, 120~200bar의 온도 및 압력 조건 하에서 heptanal과 octanal과 같은 지방취와 같은 이취를 발생시키는 물질을 분리하는 과정이다.

참치 껍질에는 고도불포화지방산의 자동산화로 인해 지방취 등의 비린내를 유발하는 성분이 증가하게 되어 불쾌감을 유발할 수 있다. 특히, 높은 고도불포화지방산과 어유에 함유된 질소화합물이 고도 불포화지방산과 결합하여 산화됨으로써 산패취가 발생하게 되는 데, 본 발명에 따른 제조방법은 이러한 이취발생원을 제거하는 과정을 포함시켜 기존의 고온 진공 하에서 행해지는 증기증류공정이 가지는 문제점(예컨대, 고온의 증기와 고 진공으로 인해 공정 시 불포화지방산의 파괴가 수반될 수 있는 문제점)을 해결하고, 비린 냄새로 인한 불쾌감을 저하시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조된 참치 껍질로부터 분리추출된 DHA 추출물은 효소 처리법으로 추출된 결과물을 감압 증류 및 분무 건조, 동결 건조를 포함하는 과정을 더 수반하여 분말화 상태로 제조될 수 있다.

상기 과정을 거쳐 제조된 수득물은 DHA를 유효성분으로 하는 베타 시크리타아제 억제제의 조성물로 활용될 수 있으며, 상기 조성물은 치매 원인 물질을 억제하는 억제제로 뇌기성 저하 개선에 도움이 될 수 있는 물질이다.

상기 과정들은 작업자의 작업방식에 따라 공정 순서가 변경되어 수행될 수 있다. 여기서, 상기 과정을 본 순서로 한정하는 것은 아니다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

S100 - 준비단계
S110 - 전처리단계
S120 - 건조단계
S130 - 분리단계
S140 - 정제단계
S150 - 이취발생원 제거단계

Claims

(a) 필렛(filleting) 작업 후 발생되는 참치 부산물 중 참치 껍질 부분만을 별도로 준비하는 단계;
(b) 준비된 참치 껍질을 원료로 하여 산 용매 하에서 5~15℃ 온도 조건에서 1~4일간 세척 및 분쇄처리하거나 물로 세척 및 분쇄처리하여 참치 껍질에 흡착 및 잔여한 이물질을 제거하고 분쇄하는 단계;
(c) 세척된 참치 껍질에 잔여한 수분을 제거하는 건조단계;
(d) 참치 껍질에 효소를 처리하여 참치 껍질에 함유되어 있는 DHA(Docosa Hexaenoic Acid)를 분리하는 단계;
(e) (d) 분리단계에 의해 수득된 결과물에 단백질 분해효소 및 물을 처리한 후 원심분리기를 이용하여 800 내지 1000rpm으로 원심분리하여 단백질가수분해물이 함유된 수층과 DHA가 포함되어 있는 유층으로 재차 분리하고 그 중 상층액인 유층만을 수득하는 정제단계;
(f) 40℃~60℃, 120~200bar의 온도 및 압력 조건 하에서 헵탄알(heptanal)과 옥탄알(octanal)과 같은 지방취와 같은 이취를 발생시키는 물질을 분리시키는 이취발생원 제거단계
를 포함하고,
(d) 분리단계는
발효조에 상기 참치 껍질과 용리액을 투입하고, DHA를 선택적으로 가수분해하는 리파아제(lipase)를 처리하는 것
을 포함하며,
(d) 분리단계에서 참치 껍질과 함께 투입되는 용리액은 정제수 또는 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로판올(isopropanol),부탄올(butanol)을 포함하는 알콜을 포함하는 용매 중 선택된 하나 또는 그 이상을혼합하여 사용하는 것
을 포함하고,
(e) 정제단계는
염산, 황산을 포함하는 산 원액 또는 희석액 중 선택된 어느 하나를 투입하여 참치껍질 용액의 pH를 1 내지 5 범위로 조절하여 단백질과 지질의 점착성을 저하시켜 고도불포화지방의 순도가 높은 지질을 분리할 수 있도록 하는 것을 포함하는 참치 껍질로부터 DHA를 분리 및 정제하는 방법.
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