KR102406232B1

KR102406232B1 - 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해용 조성물

Info

Publication number: KR102406232B1
Application number: KR1020200083248A
Authority: KR
Inventors: 홍광원; 엄재인; 김무중; 유상권
Original assignee: 주식회사 알지텍
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-06-09
Also published as: KR20220005725A

Abstract

본 발명은 분리대두단백질, 농축유청단백질 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 추출물 용해용 조성물을 제공한다.

Description

푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해용 조성물{COMPOSITION FOR DESOLVING MICROALGAE EXTRACTS CONTAINING FUCOXANTHIN}

본 발명은 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난용성 물질인 미세조류의 추출물을 각종 식품 소재 혹은 화장품 소재로 가공성을 향상시켜 고부가가치의 제품을 생산하는데 기여할 수 있도록 용해도를 크게 개선하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물에 관한 것이다.

최근 해조류에 포함된 성분이 인체 건강에 유익하다는 연구 결과가 보고되고 있다. 특히, 푸코크산틴 성분은 갈조류에서 풍부하게 발견되는 특유의 카로티노이드로, 항-비만 효과를 갖는 것으로 보고되고 있다(K. Miyashita, Lipid Technology, August/September 2009, Vol. 21, No. 8/9).

푸코크산틴의 항-비만 메커니즘은 백색 체지방(white adipose tissue: WAT) 미토콘드리아에서 탈 결합 단백질1(uncoupling protein 1: UCP 1)의 발현을 유도하여 WAT에서 지방산 산화 및 열 생성을 일으킴으로써 지방 세포의 아포토시스(apoptosis) 작용을 일으키는 것을 특징으로 한다.

UCP 1은 항-비만 효과에 있어 핵심 분자이다. UCP 1의 발현은 신체 에너지 소모의 중요 요소로 알려져 있고, UCP 1이 기능 장애를 일으킬 경우에 비만이 발생하기 쉽다.

푸코크산틴과 UCP 1 발현의 관련성을 나타내는 실험 및 그 실험 결과가 상기 문헌에 개시되어 있다. 동 문헌에 의하면 푸코크산틴이 WAT에서 UCP 1의 단백질 및 mRNA 발현을 유도한다는 것을 알 수 있다. 이는 푸코크산틴의 구조적 특징, 즉, 푸코크산틴 대사물질인 푸코크산틴올 및 아마로우시아잔틴 A의 측쇄기 위에 있는 부가적인 하이드록시 치환기 및 알렌 결합에 기인한 것으로 보인다.(H. Maeda, Molecular Medicine Reports 2: 897-902, 2009; 및 K. Miyashita, 상동).

이러한 푸코크산틴은 종래 갈조류로부터 분리정제하여 왔으나, 그 농도가 크지 않고 분리 정제에 있어 시간과 비용이 많이 드는 문제가 있어, 미세조류로부터 푸코크산틴을 분리하고자 하는 시도가 있어 왔다.

미세조류는 배지 및 배양기술의 한계로 인해 충분한 양의 푸코크산틴을 분리할 수 있는 만큼의 생산량을 확보하기에 많은 시간과 비용이 투입되어지고, 심지어 이들 추출물은 난용성 물질로 용해되기 어려워 가공성이 떨어질 뿐 아니라, 응집이 쉽게 일어나 균일한 물적 특성을 얻기 어려워 고부가가치 있는 제품을 제조할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 난용성 물질인 미세조류의 추출물을 각종 식품 소재 혹은 화장품 소재로 가공성을 향상시켜 고부가가치의 제품을 생산하는데 기여할 수 있도록 용해도를 크게 개선하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물을 제공함에 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.

(1) 분리대두단백질, 농축유청단백질 중 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물.

(2) 상기 (1)에 있어서,

분리대두단백질, 농축유청단백질 중 적어도 1종의 단백질은 18 mesh를 통과하고 50 mesh를 통과하지 못하는 입자군 A와 50 mesh를 통과하는 입자군 B가 각각 중량비로 1.0:0.5~1.0으로 조성된 것임을 특징으로 하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물.

(3) 상기 (2)에 있어서,

소듐바이카보네이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해용 조성물.

(4) 상기 (3)에 있어서,

베타-사이클로덱스트린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해용 조성물.

(5) 상기 (2)에 있어서,

분리대두단백질과 농축유청단백질을 중량비로 1.0:1.0~2.0로 혼합된 것임을 특징으로 하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해용 조성물.

상술한 바와 같이 본 발명은 난용성 물질인 미세조류의 추출물을 각종 식품 소재 혹은 화장품 소재로 가공성을 향상시켜 고부가가치의 제품을 생산하는데 기여할 수 있도록 용해도를 크게 개선하는 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 SPI 과립의 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 WPC 과립의 사진이다.

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

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 내용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물은 분리대두단백질, 농축유청단백질 중 적어도 1종을 포함한다. 바람직하게는 상기 물질들은 습식과립 방법으로 제조하고, 동결건조기를 이용하여 충분히 건조하여 얻어진 것으로 한다.

바람직하게는 상기 분리대두단백질, 농축유청단백질은 단독으로 사용하여도 좋지만, 이 둘을 혼합한 것으로 바람직하게는 분리대두단백질과 농축유청단백질을 중량비로 1.0:1.0~2.0가 되도록 혼합한 것으로 한다.

보다 바람직하게는 상기 분리대두단백질, 농축유청단백질은 18 mesh (1000 ㎛), 50 mesh (297 ㎛)를 사용하여 1000-297 ㎛(입자군 A라 한다), 297㎛ 이하의 입자분포(입자군 B라 한다)로 구분하여 이 둘을 소정의 비율로 혼합한 것으로 한다. 바람직하게는 상기 입자군 A와 입자군 B의 혼합비는 중량비로 1.0:0.5~1.0, 보다 바람직하게는 1.0:0.5로 한다.

상기 단백질은 흐름성과 응집성을 좋게 하기 위해 전체 조성물의 중량대비 1~20중량% 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 바람직하게는 특히 흐름성을 좋게 하면서 응집성을 낮추기 위해 소듐바이카보네이트, 또는/ 및 베타-사이클로덱스트린을 첨가한다. 이들 물질은 상기 단백질 중량 대비, 1~10중량%, 바람직하게는 4~8중량% 첨가한다.

본 발명에서 상기 미세조류 추출물은 Phaeodactylum tricornutum, isochrysis 속, 혹은 odontella aurita의 수추출물 혹은 에탄올 추출물일 수 있으며, 전체 조성물 중량대비 1~30중량% 함유된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 푸코크산틴을 함유하는 미세조류 추출물 용해도 개선용 조성물은 흐름성은 좋게 하면서도 응집성은 떨어트려 용해도를 추출물의 개선하고, 아울러 추출물에 함유된 색소로 인해 띠게 되는 녹갈색의 색상을 차폐하여 투명도를 개선하여 고부가가치의 식품 내지 화장품용 원료로서 공급되어질 수 있다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명하고자 하나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시된 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어져서는 아니될 것이다.

[실시예]

실험재료 및 방법

1. 실험재료

실험에 사용한 분말은 분리대두단백질(soy protein isolate; SPI), 농축유청단백질(whey protein concentrate; WPC), 소듐바이카보네이트(sodium bicarbonate), 베타-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin)을 이용하였다. 각 샘플에서 미세조류추출물은 Phaeodactylum tricornutum의 70% 에탄올추출물 10중량% 첨가한 것으로 하였으며 용매는 증류수를 이용하였다.

2. 입자특성이 조절된 분말제조

분말입자의 흐름성(flowability), 응집성(cohesiveness)은 습식과립(wet granulation) 제조방법을 이용하여 조절하였다. 습식과립의 매트릭스 물질은 분리대두단백질, 농축유청단백질로 하였다.

실험에 사용한 결합제는 1%의 레시틴 수용액을 이용 하였으며 충분히 용해가 되도록 상온에서 4 시간 동안 교반한 후에 사용하였다. 결합제의 pH는 시트릭산(citric acid)를 5%(w/w) 첨가하여 조절하였으며 pH는 2.3이었다.

결합제는 정량 분무기를 이용하여 분사하였으며, 이때 입자 표면에서의 수분흡수(moisture sorption)가 충분히 진행하도록 1.2 ml/min의 유량 속도로 결합제(binding agent)를 분사하였다. 분무한 결합제의 양은 혼합분말과 1:5의 중량비(w/w) 이었다. 습식과립 방법으로 제조한 과립 분말[도 1 및 도 2 참고]은 동결건조기를 이용하여 48 시간 동안 충분히 건조한 후에 18 mesh (1000 ㎛), 50 mesh (297 ㎛), 230 mesh (74 ㎛)를 사용하여 1000-297 ㎛, 297㎛ 이하의 입자분포로 구분하여 실험에 사용하였다.

3. 측정방법

3-1. 분말 입자의 흐름성(flowability)과 응집성(cohesiveness)

분말 입자의 흐름성(flowability)과 응집성(cohesiveness)은 Carr index (CI) (Carr, 1965)와 Hausner ratio (HR) (Hausner, 1967)를 이용하여 각각 평가하였다.

표 1과 2는 흐름성과 응집성을 나타내는 Carr index (CI)와 Hausner ratio (HR) 분류표이다.

CI (%)	Flowability
<15	Very good
15??20	Good
20??35	Fair
35??45	Bad
>45	Very bad

HR	Cohesiveness
<1.2	Low
1.2-1.4	Intermediate
>1.4	FHigh

3-2. 수용액에서의 분말 입자의 분산특성

수용액에서의 분말 입자의 분산특성은 Ji et al. (2008)의 분산성(dispersibility)를 응용하여 측정하였다. 증류수 10 ml를 50 ml의 비이커에 넣은 후 약 1 g의 분말을 넣고 15 초 동안 분말을 좌우/상하 방향으로 휘저었다. 분산된 분말 용액을 70 mesh 거름망 (210 ㎛)을 이용하여 여과하였으며 분말이 분산된 용액을 약 2 g을 칭량하여 도가니에 넣고 상압가열건조방법으로 105℃에서 12시간 동안 충분히 건조하였다. 수용액에서의 분말 입자의 %dispersibility는 다음과 같은 계산식을 이용하여 계산하였다.

여기서, a는 실험에 사용한 분말의 무게, b는 실험에 사용한 분말의 수분함량, %TS는 거름망을 이용하여 여과한 분산된 분말의 총 고형분 함량을 나타낸다.

실험결과

SPI와 WPC는 습식과립으로 제조한 분말이며 제조한 과립 분말 입자의 특성을 조절하기 위하여 다음과 같은 방법으로 진행하였다. 우선, 시트릭산을 이용하여 pH를 조절하고 1% 레시틴을 함유하는 결합제를 제조하여 과립 분말을 제조하였으며, 입자크기는 18 mesh의 거름망을 이용하여 1000 ㎛ 이하의 균일한 분말을 확보하였다. 과립 분말의 수용액에서의 분산성과 압축성을 분석한 결과를 표 3에 나타내었다. 본 실험에서는 다음과 같이 입자의 크기를 18 mesh (1000 ㎛), 50 mesh (297 ㎛)의 거름망을 사용하여 1000-297 ㎛(입자군 A), 297 ㎛ 이하(입자군 B) 범위의 입자크기로 분리하였으며, 입자 크기별 혹은 조합(하여 얻어진 실험결과를 실시예 1~실시예 6으로 구분하여 제시하였다.

	Samples	분산성(%)	압축성
실시예 1	WPC(입자군 A와 입자군 B가 중량비로 1.0:0.5로 조성)	36.35±0.04	0.21±0.09
실시예 2	SPI(입자군 A와 입자군 B가 중량비로 1.0:0.5로 조성)	37.14±0.98	0.19±0.05
실시예 3	WPC (입자군 A로 조성)	28.05±0.03	0.15±0.01
실시예 4	WPC (입자군 B로 조성)	29.73±0.19	0.13±0.04
실시예 5	SPI (입자군 A로 조성)	30.84±0.22	0.13±0.01
실시예 6	SPI (입자군 B로 조성)	31.52±2.57	0.30±0.11
실시예 7	WPC+SPI의 1:1혼합(입자군 A로 조성)	35.01±0.12	0.20±0.13
실시예 8	WPC+SPI의 1:1혼합(입자군 B로 조성)	34.06±0.20	0.16±0.23
실시예 9	WPC+SPI의 1:1혼합(입자군 A와 입자군 B가 중량비로 1.0:0.5로 조성)	42.15±0.08	0.22±0.04
실시예 10	실시예 9+소듐바이카보네이트 5%	46.17±0.15	0.19±0.02
실시예 11	실시예 9+베타사이클로덱스트린 5%	46.08±1.03	0.18±0.10
실시예 12	실시예 9+소듐바이카보네이트 4%+베타사이클로덱스트린 4%	49.89±0.02	0.23±0.18

표 4에서는 과립 분말 입자의 유동특성인 흐름성과 응집성을 분석한 결과를 나타내고 있다. 입자의 흐름성과 응집성은 Carr Index (CI)와 Hausner ratio (HR) 표 1, 2를 이용하여 평가하였다.

실시예 1 내지 12의 각 샘플의 흐름성과 응집성은 각각 10.0~13.9와 1.05~1.15이었는데 비교예와 비교하면 흐름성은 상당히 개선되었으며 응집성은 매우 적은 입자로 개선된 것으로 확인되었다. 이러한 결과로부터 입자분포를 조절하는 경우에는 흐름성과 응집성을 상당히 조절이 가능한 것으로 확인되었다. 이와 같이 흐름성이 매우 우수하고 응집성이 매우 낮은 경우에는 가공 특성 및 저장 안정성이 뛰어날 것으로 판단된다.

	Samples	흐름성	응집성
실시예 1	WPC(입자군 A와 입자군 B가 중량비로 1.0:0.5로 조성)	11.5±0.02	1.11±0.10
실시예 2	SPI(입자군 A와 입자군 B가 중량비로 1.0:0.5로 조성)	13.5±0.03	1.15±0.23
실시예 3	WPC (입자군 A로 조성)	13.8±0.87	1.14±0.12
실시예 4	WPC (입자군 B로 조성)	13.9±0.14	1.14±0.05
실시예 5	SPI (입자군 A로 조성)	13.8±0.21	1.14±0.10
실시예 6	SPI (입자군 B로 조성)	13.8±0.32	1.14±0.27
실시예 7	WPC+SPI의 1:1혼합(입자군 A로 조성)	11.5±0.06	1.13±0.08
실시예 8	WPC+SPI의 1:1혼합(입자군 B로 조성)	11.6±0.20	1.13±0.23
실시예 9	WPC+SPI의 1:1혼합(입자군 A와 입자군 B가 중량비로 1.0:0.5로 조성)	11.0±0.01	1.10±0.04
실시예 10	실시예 9+소듐바이카보네이트 5%	10.8±0.20	1.09±0.11
실시예 11	실시예 9+베타사이클로덱스트린 5%	10.8±0.03	1.09±0.13
실시예 12	실시예 9+소듐바이카보네이트 4%+베타사이클로덱스트린 4%	10.0±0.02	1.05±0.01
비교예	무첨가	28.2±1.08	1.62±0.82

상기 표 3 및 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물은 분산성과 함께 흐름성과 응집성 모두에서 우수한 것으로 확인되었다.

또한, 시각특성을 육안으로 관찰한 결과, 표 5에서와 같이 비교예의 경우 미세조츄 추출물의 고유색인 갈색이 관찰되었으나, 본 발명의 실시예 모두에서 갈색이 관찰되지 않고 투명한 액상임을 확인하였다. 이는 상기 단백질 과립내에 추출물에 함유된 색소가 함입되어 나타나는 현상으로 파악되어진다.

샘플	색상
실시예 1	무색
실시예 2	무색
실시예 3	무색
실시예 4	무색
실시예 5	무색
실시예 6	무색
실시예 7	무색
실시예 8	무색
실시예 9	무색
실시예 10	무색
실시예 11	무색
실시예 12	무색
비교예	옅은 갈색

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

분리대두단백질과 농축유청단백질이 중량비로 1:1~1:2로 혼합된 것으로,
분리대두단백질, 농축유청단백질 중 적어도 1종의 단백질은 18 mesh를 통과하고 50 mesh를 통과하지 못하는 입자군 A와 50 mesh를 통과하는 입자군 B가 각각 중량비로 1.0:0.5~1.0으로 조성된 것임을 특징으로 하는 미세조류 추출물 용해용 조성물.
삭제
제 1항에 있어서,
소듐바이카보네이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 추출물 용해용 조성물.
제 3항에 있어서,
베타-사이클로덱스트린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미세조류 추출물 용해용 조성물.
삭제