KR19980081941A - 누에고치 등을 이용한 기능성 실크아미노산, 펩티드 소재의 제조방법 중 효소 분해법에 의한 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누에고치 등에 존재하는 피브로인(Fibroin) 및 그 외 단백질을 효소분해시켜 제조된 저분자량의 실크아미노산·펩티드 등을 함유하는 기능성 식품소재에 관한 제조방법에 관한 것이다.

견은 세리신(Sericin)과 피브로인(Fibroin)과 같은 단백질로 형성되어 있으며, 이러한 단백질을 최근에는 기능성 식·음료의 소재로 이용하기 위한 개발이 활발히 진행되고 있다.

그러나 이제까지의 기술들은 누에고치로부터 채취되는 견단백질을 별다른 처리공정을 거치지 아니하고 원형그대로 사용한 식품들과 그 제조방법이CaCl ₂ 용액에 용해된 피브로인 수용액의 정제를 투석(Dialysis)방법에 의해 정제하는 방법을 선택하여 대량 양산시 생산의 수율이 저하되는 비경제적인 면이 있었으며, 견단백질이 가지고 있는 섬유상의 구조적인 특징 및 아미노산의 배열 등으로 인한 인체 내에서의 분해의 지연이나 분해가 어려워 흡수율이 저하되어 기능성 식품소재로서의 가치가 떨어지는 등의 문제점이 내포되어 있다.

효소분해법에 의한 세리신(Sericin) 제거방법은NaHCO ₃ 등의 알카리 수용액으로 제거하고, 또한 사용된NaHCO ₃ 와 분해된 세리신(Sericin)을 깨끗한 물로 여러차례 세척을 하여NaHCO ₃ 와 분해된 세리신(Sericin)의 잔류성분이 남아있지 않도록 한다.

그리고 일차 세리신이 제거된 누에고치(이하 정련고치라 한다.)와 물을 넣은 분해탱크의 뚜껑을 완전히 밀폐시킨 후 121℃에서 90분 정도 가열하여 탱크 내부를 무균 상태로 만들어 효소분해 과정의 진행 시에 다른 균에 의하여 정련고치가 부패되는 것을 방지한다.

분해탱크의 내부 온도가 30℃가 되도록 냉각을 한다.

분해탱크의 내부 온도가 30℃가 되면 분해탱크 내부 용액의 pH를 측정하여 7근처의 중성으로 조정한다. pH가 8이상이나 6이하가 되면 분해효소의 효소활성이 저하되어 효소분해의 시간이 길어지거나 효율이 저하되기 때문이다.

분해탱크의 내부온도와 내부 pH의 조정이 완료되면 탱크내부에 들어있는 정련고치 및 물을 천천히 교반하면서 분해효소(분해탱크에 들어있는 용액 용량 대비 프로티아제 3.5% , 비스코자임 1.5%)를 신속하게 투입하고 분해탱크의 뚜껑을 밀폐시켜 외기가 유입되지 않도록 각별히 조치를 한다.

분해탱크의 온도를 50∼55℃가 되도록 유지를 하면서 72시간 동안 효소분해를 실시한다.

분해가 완료되면 견단백질 분해액은 거의 무색에 가까운 정도의 실크아미노산 펩티드의 용액이 된다.

분해가 완료되면 분해탱크의 내부온도를 100℃로 올려서 1∼2시간 정도 고온으로 가열하여 효소의 활성을 제거한다. 효소의 활성이 제거된 후 탱크의 내부온도를 30℃ 정도로 냉각하여 미분해된 정련고치를 여과하여 회수한다.

일부 회수한 미분해 정련고치는 다음 분해 작업시에 사용할 수 있도록 조치를한다. 미분해 정련고치를 제거한 분해액은 분해량의 50%정도가 분해된 용액이 된다, 정련고치의 분해액의 상태에 따라서 탈색 또는 탈취의 필요성이 있을 경우에는 활성탄을 이용하여 탈색탈취를 실시한다. 탈색탈취의 공정을 실시하였을 경우에는 사용한 활성탄을 완전히 제거하여 정련고치 분해액에 잔류활성탄이 남아있지 않도록 하여야 한다.

다음은 정련고치 분해액을 진공농축방법을 이용하여 Brix 30∼40% 가 되도록 농축한다. 이때 농축온도는 50℃를 넘지 않도록 주의하여야 하며, 50℃가 넘게되면 농축의 속도는 빨라지나 분해액의 성상이 갈색으로 변하여 상품의 가치를 저하시킨다.

농축이 목적하는 정도로 되었을 경우 농축된 분해액은 스프레이 건조기를 이용하여 건조를 한다. 이렇게 하여 기능성 식·음료의 소재인 평균분자량이 300∼800정도인 펩티드 및 평균분자량이 120∼300정도인 아미노산 펩티드를 제조하여 공정의 간소화와 공수의 절감, 제조원가의 절감, 생산수율의 증대, 환경오염의 예방의 목적으로 누에고치 등을 이용한 기능성 식·음료용 식품소재의 제조방법을 제공하고자 한다.

또한 동결건조를 이용할 경우에는 건조 후 분쇄를 하여 과립상태의 아미노산 펩티드를 제조할 수 있다.

Description

누에고치 등을 이용한 기능성 실크아미노산, 펩티드 소재의 제조방법 중 효소 분해법에 의한 제조방법

본 발명의 목적은 누에고치의 분해를 효소에 의하여 실시하여 산·분해시에 발생할 수 있는 환경의 오염과 위험한 제조공정을 완전히 제거하고 생산원가를 절감하고, 나아가 국제적 경쟁력을 확보할 수가 있으며 이는 바로 국가의 경상수지 적자해소에 일역을 담당할 수 있을 것이다.

본 발명이 목적하는 기술적인 과제는 이제까지의 견단백질의 분해로 얻을 수 있는 실크아미노산 펩티드는 산·분해법에 의한 제조방법으로서 이는 자연환경을 해할 수 있는 배출물질이 많아, 이를 정화하는데 필요한 소요경비와 소요시설이 막대하고 제조작업시에 작업장내에 유해가스의 유출이 심하여 이는 작업환경의 열악화를 초래하여 작업자들의 건강을 해할 우려가 높고, 안전사고의 위험이 높아, 이를 해소하기 위해서는 별도의 처리시설을 추가로 시설해야 하는 번거로움과 추가시설에 따른 소요경비가 추가되어 경제적인 낭비를 초래한다. 따라서 본 발명의 목적은 이러한 제반 문제들을 일거에 해소하고 경쟁력있는 제품을 생산하여 국가의 경제적 발전이 이바지 할 수 있는 방법을 제시하는 것이다.

상기의 식별자가 없습니다.

본 발명의 식품소재의 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

제1공정 ( 정련공정 )

본 발명의 원료로 사용 가능한 것은 상등품의 누에고치에서부터 하등품의 누에고치 및 섭견까지 사용이 가능하다.

제2공정 (세척공정)

제1공정에서 세리신이 제거된 정련된 정련고치에는 세리신과 정련시 사용한NaHCO ₃ 가 잔류되어 있다. 따라서 이러한 물질들을 깨끗한 물로 여러 차례 세척을 하여 완전히 제거하여야 한다.

제3공정 (멸균공정)

본 발명의 분해방법은 효소를 이용한 분해방법이므로 그 분해온도가 50∼55℃정도로 낮다. 이러한 특성으로 인하여 분해탱크의 내부가 다른 균들로 오염이 되어 있을 경우에는 부패 될 가능성이 대단히 높다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 분해탱크의 내부에 투입된 물질을 멸균하여 분해도중에 부패가 진행되는 것을 방지하여야 한다. 멸균방법은 분해탱크의 내부를 121℃정도의 고열에서 1∼2시간 정도 가열하면 분해탱크의 내부는 2기압 이상의 고압이 형성되므로 고온·고압에 의하여 분해탱크의 내부는 완전멸균상태가 만들어진다.

아울러 분해시에 사용하는 효소 또한 살균처리된 효소를 사용하여 분해시발생할 수 있는 문제점을 제거한다.

제4공정 (효소분해공정)

멸균된 분해탱크의 내부는 고온·고압의 상태이므로 그러한 상태로는 분해작업을 실시할 수 없으므로, 분해탱크의 온도와 pH를 조정하여 효소가 활성 상태를 유지할 수 있는 조건으로 맞추어 주어야 한다. 그러므로 탱크의 내부온도를 30℃정도로 냉각하고, pH는 7정도로 맞추어야 한다. 내부온도가 너무 높거나, pH가 너무 높거나 낮으면 효소의 활성이 저하되어 분해가 순조롭게 진행되지 않는다.

효소를 투입한 다음 내부의 온도를 분해가 가장 활발히 진행되는 50∼55℃ 정도로 조절하고 그 온도가 계속 유지되도록 하면서 72시간 정도 효소분해를 진행한다.

이렇게 하면 투입된 정련고치의 약 50%정도가 분해된다.

분해가 완료되면 분해탱크 내부의 온도를 100℃이상으로 높혀서 1∼2시간정도 고온으로 가열하여 효소의 활성을 제거한다. 효소의 활성이 제거되면 탱크의 내부온도를 30℃정도로 냉각한다.

제5공정 (여과공정)

분해탱크의 온도가 30℃정도로 냉각되면 분해가 안된 미분해 정련고치를 여과하여 완전히 회수하여 다음 분해공정에 투입하여 재사용토록 조치를 한다

그런 다음에 여과액의 상태를 관찰하여 탈색 탈취의 필요성이 있을 경우에는 탈색 탈취 작업을 진행한다.

제6공정 (탈색 탈취공정)

미분해 정련고치가 제거된 여과액은 활성탄을 이용하여 30분 정도 교반하여 탈색과 탈취를 한다. 이때 사용되는 활성탄은 탈색·탈취 능력이 우수한 제품을 사용하여 탈색 탈취 작업시 활성탄으로 인하여 발생되는 Loss를 최대한 줄인다.

제7공정 (여과공정)

활성탄을 이용하여 탈색 탈취 작업이 완료되면 Filter presser 와 Micro filter를 이용하여 사용한 활성탄을 완전히 제거하여 거의 무색 투명한 실크 아미노산·펩티드 용액을 얻는다.

제8공정 (농축공정)

탈색된 실크아미노산·펩티드 용액을 진공농축법으로 50℃ 이하의 온도를 유지하면서 농축을 실시한다. 농축 정도는 농축액의 Brix가 30∼40%가 될 정도이면 충분하다. 농축시 온도의 유지는 제품의 성상에 영향을 미치게 되므로 온도의 유지에 만전을 기한다.

제9공정 (건조공정)

농축된 실크아미노산·펩티드 용액은 Spray dryer를 이용하여 건조하면 엷은 미황색의 분말상의 실크아미노산·펩티드 분말을 얻게된다.

또한 동결건조법을 이용하여 건조를 할 경우에는 건조를 하고 적당한 크기로 분쇄를 하면 실크아미노산·펩티드의 과립 및 세립을 얻게된다.

이상과 같은 제조공정을 통하여 본 발명에서 목적으로하는 저분자량의 견단백질 분해물질인 실크아미노산·펩티드를 제조할 수 있게 되는 것이다.

제조 공정의 간소화와 공수의 단축으로 인하여 제조사의 제조작업 공정이 개선되고, 이로 인하여 제조원가의 절감효과가 있으며 산·분해방법으로 실크아미노산·펩티드를 제조할 경우 발생되는 오염물질의 배출을 대폭 감소시켜 환경보호에도 일익을 담당하게 될 것이다. 아울러 작업환경의 열악화를 해소하여 건전하고 쾌적한 작업환경을 조성하여 작업자의 건강은 물론 안전사고를 예방할 수 있는 효과 또한 기대할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 견단백질의 효소분해법을 이용한 기능성 식·음료용 소재인 실크아미노산·펩티드의 제조방법.
2. 상기 1항의 제조방법을 이용하여 제조한 견단백질 산·가수분해산물인 실크아미노산·펩티드 기능성 소재를 이용한 기능성 식품의 제조.