KR102549834B1 - 흰목이버섯 아미노산 및 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법은 파쇄된 흰목이버섯을 증류수에 침지시키고 효소를 첨가한 수용액을 30 내지 50℃의 추출온도, 0.5 내지 1 bar의 추출압력 및 2 내지 24시간의 추출시간 조건에 따라 반응시켜 추출용액을 제조하는 반응단계 및 상기 반응단계의 용액의 이물질을 제거하는 분리단계를 포함할 수 있다.

Description

흰목이버섯 아미노산 및 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법{A METHOD OF EXTRACTING AMINO ACIDS FROM TREMELLA FUCIFORMIS UNDER LOW TEMPERATURE AND LOW PRESSURE CONDITIONS AND AMINO ACIDS FROM TREMELLA FUCIFORMIS THEREFROM}

본 발명은 흰목이버섯 아미노산 및 흰목이버섯으로부터 아미노산을 저온저압 조건에서 추출하는 방법에 관한 것이다.

흰목이버섯(Tremella fuciformis)은 이담자균강(Heterobasidiomycetes) 흰목이목(Tremellales) 흰목이과(Tremellaceae)에 속하며 봄부터 가을에 걸쳐 활엽수의 고목, 마른 가지 및 줄기 위에 발생하는 목재부후성버섯으로 한국, 일본, 중국, 유럽 및 아메리카 등 전 세계에 걸쳐 분포하고 있다.

일반명은 흰 젤리버섯(white jelly fungus) 혹은 은이(silver ear)로 불리고 있으며, 일본에서는 '로키쿠라게'로 불린다. 또한 중국에서는 예로부터 목이버섯을 꾸준히 먹으면 면역체계가 활성화되어 암과 노화를 막고, 고혈압과 동맥경화를 예방할 수 있다고 알려져 있다. 흰목이버섯의 생리활성에 대한 연구에서는 흰목이버섯에서 분리한 산성 다당류를 이용하여 동물모델에서 육종 세포주인 sarcoma 180 세포에 대해 37 내지 64% 정도의 항 종양활성을 보이는 것으로 나타났다. 또한 흰목이버섯 추출물이 체지방 개선 및 콜레스테롤 증가를 억제하는 효능이 있다는 결과도 보고되고 있으며, 장단기적 항스트레스 효과가 있다고 알려져 있다.

구체적으로, 상황버섯, 영지버섯, 표고버섯 등 다양한 버섯에서 유래된 소재들이 많은 산업 분야에 응용되고 있다. 관련 선행기술인 한국 등록특허제10-1924342호는 흰목이버섯 자실체 유래 다당체의 미세먼지 흡착 활성을 개시하고 있으며, 한국 공개특허 제10-2018-0124443호는 흰목이버섯 자실체 추출물의 피부장벽 강화 효과를 개시하고 있다. 그러나 이들 버섯 유래의 물질들은 대부분 자실체 추출물로써 소량 생산될 뿐만 아니라 생산 비용이 매우 크다는 한계가 있다.

이러한 배경 하에 본 발명자들은 흰목이버섯으로부터 유용한 유효물질인 아미노산을 분리하는 방법을 개발하기 위해 계속 연구를 진행하던 중 흰목이버섯 자실체 뿐만 아니라 균사체를 포함한 흰목이버섯 전체를 원료로 하여 단백질 가수분해 효소 등 각종 효소를 이용한 가수분해 및 여과공정을 통하여 흰목이버섯으로부터 아미노산 등 유효물질을 효과적으로 제조할 수 있다는 사실을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 흰목이버섯으로부터 아미노산을 저온, 진공 조건에서 추출하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 추출방법에 따라 제조된 흰목이버섯의 아미노산을 제공하기 위한 것이다.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법은 파쇄된 흰목이버섯을 증류수에 침지시키고 효소를 첨가한 수용액을 30 내지 50℃의 추출온도, 0.5 내지 1 bar의 추출압력 및 2 내지 24시간의 추출시간 조건에 따라 반응시켜 추출용액을 제조하는 반응단계 및 상기 반응단계의 용액의 이물질을 제거하는 분리단계를 포함할 수 있다.

상기 반응단계에서 발생하는 가스를 진공펌프로 제거하는 제어단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 효소는, 탄수화물 분해효소 및 단백질 분해효소를 포함할 수 있다.

상기 효소는, 지방분해효소 및 알코올분해효소를 더 포함할 수 있다.

상기 분리단계의 상기 이물질은, 셀룰로오스, 당 발효 효모균, 알코올일 수 있다.

상기 분리단계는,고분자 셀룰로오스 및 당 발효 효모균을 필터로 제거하는 단계; 증류증발을 통해 알코올을 제거하는 단계; 및 필터에 가해지는 압력을 제어하여 저분자 셀룰로오스를 아미노산과 분리하는단계;을 포함할 수 있다.

필터에 가해지는 압력을 제어하여 저분자 셀룰로오스를 아미노산과 분리하는단계는, 상기 압력을 1 내지 12 bar로 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예인 흰목이버섯 아미노산은 상술한 제조방법에 따라 제조될 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 흰목이버섯으로부터 아미노산을 수득할 수 있다. 따라서, 본 발명의 흰목이버섯의 아미노산은 이를 소재로 하는 다양한 산업분야인 건강식품, 의약품, 화장품 등에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

다만, 본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들도 본 명세서로부터 본 발명이 속하는 기술분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게는 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

본 발명에 따른 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법은 파쇄된 흰목이버섯에 효소를 첨가 30 내지 50℃의 추출온도, 0.5 내지 1 bar의 추출압력 및 2 내지 24시간의 추출시간 조건에 따라 반응시켜 용액을 제조하는 반응단계 및 상기 반응단계의 용액의 이물질을 제거하는 분리단계를 포함할 수 있다.

상기 흰목이버섯(Tremella fuciformis)은 이담자균강(Heterobasidiomycetes) 흰목이목(Tremellales) 흰목이과(Tremellaceae)에 속하며 봄부터 가을에 걸쳐 활엽수의 고목, 마른 가지 및 줄기 위에 발생하는 목재부후성 버섯으로, 면역체계를 활성화시키고 암과 노화를 방지하며, 고혈압과 동맥경화를 예방할 수 있다. 이러한 흰목이버섯은 균사체와 자실체로 구분된다. 균사체는 버섯의 영양기관으로서 일반식물의 뿌리, 줄기, 잎 부분에 해당하고, 배색의 솜털 또는 실오라기처럼 보이는 버섯의 몸체에 해당하며, 버섯 일생의 대부분을 균사상태로 기생 또는 부생생활을 한다.

자실체는 버섯의 번식기관으로서 일반식물의 꽃에 해당하며, 균사가 충분한 영양을 축적한 후, 기후조건이 맞으면 일시에 자라 눈에 보이는 자실체가 된다. 버섯의 균사체와 자실체는 구성당과 아미노산이 다르다(Lee et al., 1999, "Characteristics of polysaccharide isolated from the fruit body and cultured mycelia of Phellinus linteus IY001." The Korean Journal of Mycology 27.6(1999): 424-429).

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 흰목이버섯은 균사체 또는 자실체 모두 사용할 수 있으며, 특히 자실체를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 파쇄된 흰목이버섯은 흰목이버섯을 세척하여 이물질을 제거하고 잘게 파쇄하여 준비할 수 있고, 이후 첨가될 효소의 작용 면적을 확대할 수 있다.

본 발명에 따른 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법의 반응단계는, 파쇄된 흰목이버섯을 증류수에 침지시키고 효소를 첨가한 수용액을 30 내지 50℃의 추출온도, 0.5 내지 1 bar의 추출압력 및 2 내지 24시간의 추출시간 조건에 따라 반응시켜 추출용액을 제조하는 것을 특징으로 한다.

필요에 따라 상기 증류수에 효소 외에 효소의 분해효율을 증대시키기 위한 유기산을 첨가할 수 있으며, 유기산으로는 인산(Phosphoric acid), 푸마르산(Fumaric acid), 젖산(Lactic acid), 구연산(Citric acid), 사과산(Malic acid), 뷰티르산(Butyric acid), 개미산(Formic acid), 초산(Acetic acid) 및 프로피온산(Propionic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기산일 수 있다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 유기산을 첨가하였다면 상기 흰목이버섯을 침지시킨 수용액을 30 내지 50℃로 유지해서 효소의 분해효율을 증대시킬수 있다. 이 때 온도가 상기 범위를 벗어날 경우 유기산에 의한 효소의 분해효율을 증대시키는 효과가 나타나기 어렵다.

상기 효소는, 탄수화물 분해효소 및 단백질 분해효소를 포함할 수 있다.

상기 탄수화물 분해효소는 셀룰로오스와 같은 탄수화물을 분해하는 효소이며, 고분자 셀룰로오스, 녹말 및 기타 당류를 분해하여 고분자 당질과 같이 결합되어 있는 아미노산을 다당체와 아미노산으로 분해할 수 있다. 이후에 다당체는 최종적으로 포도당으로 분해될 수 있다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 탄수화물 분해효소는 셀루타아제, 판셀라제, 크라이제, 다아스타아제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 단백질 분해효소는 단백질을 가수분해하는 효소로서 아미노산 또는 펩타이드 혼합물을 만드는 효소이다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단백질 가수분해 효소로서 판프로신, 펩신, 엔테로펩티데이스, 트립신, 키모트립신, 엘라스테이스, 카복시펩티데이스 A,B 및 네펜테신소로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 사용하는 것이 특징이나, 판프로신을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 효소는, 탄수화물 분해효소 및 단백질 분해효소 외에 지방분해효소 및 알코올분해효소를 더 포함할 수 있다.

지방분해효소는 리파아제일 수 있다.

알코올분해효소는 효모일 수 있다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 단백질 가수분해 효소는 유기산 수용액의 총 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 1 중량부의 양으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 하나의 구현예에 따르면, 상기 수용액은 효소가 첨가되고 추출시간으로2 내지 24시간 동안 반응시키는 것을 특징으로 한다. 이 때 추출시간이 상기 범위를 벗어날 경우 분해효율이 떨어질 수 있다.

한편, 상기 반응단계에서는 가수분해 및 알코올 분해 과정에서 이산화탄소 등 가스가 발생할 수 있고 이러한 가스에 의하여 추출압력 범위를 넘어 압력이 변화할 수 있어 이러한 가스를 추출시간 동안 지속적으로 진공펌프로 제거하도록 제어할 필요가 있다.

진공펌프로 추출압력 조건을 제어하면 상기 각종 효소가 활발하게 작용할 수 있는 상기 추출온도 범위 이내로 온도를 조절하는데 도움이 될 수 있다.

반응단계를 거친 추출용액의 이물질을 제거하는 분리단계를 포함할 수 있다.

상기 분리단계의 상기 이물질은, 셀룰로오스, 당 발효 효모균, 알코올일 수 있다. 이를 통해 수득하고자하는 흰목이버섯 아미노산을 분리할 수 있다.

상기 분리단계는 구체적으로 고분자 셀룰로오스 및 당 발효 효모균을 필터로 제거하고, 증류증발을 통해 알코올을 제거하고, 필터에 가해지는 압력을 제어하여 저분자 셀룰로오스를 아미노산과 분리할 수 있다.

저분자 셀룰로오스를 분리하기 위해서는 필터에 가해지는 압력을 1 내지 12 bar로 제어할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예인 흰목이버섯 아미노산은 상술한 제조방법에 따라 제조될 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 추출방법에 따라 추출된 흰목이버섯 아미노산을 제공한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 흰목이버섯으로부터 아미노산을 수득할 수 있다. 따라서, 본 발명의 흰목이버섯 아미노산은 이를 소재로 하는 다양한 산업분야인 건강식품, 의약품, 화장품 등에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1> 흰목이버섯 아미노산 제조

흰목이버섯을 세척하여 이물질을 제거한 다음 파쇄하였다.

120L 반응조에 증류수 60L를 넣고 파쇄된 흰목이버섯 3kg을 침지시킨 다음 온도를 40℃로 유지시켰다.

이어서, 상기 반응조에 탄수화물 분해효소로 셀루타아제 500mg, 판셀라제 300mg, 크라이제 8000mg, 다아스타아제 1000mg, 단백질 분해효소로 판프로신 100mg, 지방분해효소로 라파아제 300mg, 효모 30g을 첨가하고, 0.85bar 의 저압 조건을 맞추도록 분당 10L, 2800rpm의 진공펌프를 작동시켰고, 온도, 압력 조건이 맞추어진 후부터 14시간 동안 반응시켰다. 반응하는 도중에 발생하는 가스에 대해서 마이컴에 세팅된 값으로 제어하며 제거하여 0.85bar 를 유지하였다.

이후, 압력을 해제하여 추출물이 포함된 추출용액을 얻고 0.01~0.3 미크론의 중공사막필터(UF)로 여과시키며, 수압을 1에서 12bar까지 조절하면서 이물질을 제거하고 아미노산을 추출하였다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시 된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 파쇄된 흰목이버섯을 증류수에 침지시키고 효소를 첨가한 수용액을 30 내지 50℃의 추출온도, 0.85 bar의 추출압력 및 2 내지 24시간의 추출시간 조건에 따라 반응시켜 추출용액을 제조하는 반응단계;
   상기 반응단계에서 발생하는 가스를 진공펌프로 제거하는 제어단계; 및
   상기 반응단계의 추출용액의 이물질을 제거하는 분리단계;를 포함하고,
   상기 효소는 탄수화물 분해효소, 단백질 분해효소, 지방분해효소 및 알코올분해효소를 포함하고,
   상기 이물질은 셀룰로오스, 당 발효 효모균 및 알코올이고,
   상기 분리단계는,
   상기 추출용액에서 고분자 셀룰로오스 및 당 발효 효모균을 필터로 제거하는 단계;
   증류증발을 통해 알코올을 제거하는 단계; 및
   필터에 가해지는 압력을 1 내지 12 bar로 제어하여 저분자 셀룰로오스를 아미노산과 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흰목이버섯 아미노산의 저온저압 추출방법.
   
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8. 청구항 1에 따른 제조방법에 따라 제조된 흰목이버섯 아미노산.