KR19990045703A

KR19990045703A - 키토산의 분자량 조절 제법

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Publication number: KR19990045703A
Application number: KR1019980055652A
Authority: KR
Inventors: 김희경; 강문일; 김광윤; 김희선
Original assignee: 김갑종; 세원화성 주식회사
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 1999-06-25
Also published as: KR100316345B1

Abstract

(목적) 단시간내에 고분자 키토산을 저분자화시키고, 등급화시키는 기술을 제공한다.

(구성) 키토산을 유기혼합용매에 분산시키고, 이에 묽은 산을 첨가하여 반응시키고, 이어서 진한 산을 첨가하여 반응시킨 후, 여별하여 잔사를 얻는 단계 ;

전기 잔사를 반응기에 넣고 알코올로 분산시킨 후, 수산화나트륨으로 pH를 6.0∼6.5로 조정 후 시간 단위로 12시간 동안 전기 pH가 6.0∼6.5로 벗어나면 이의 pH를 6.0∼6.5로 조절하고 이를 여별하여 산기가 치환된 키토산 염산염 잔사를 건조하는 단계 ;

전기 키토산 염산염을 3차 탈이온수에 용해시킨 후 이를 플라스크에 넣고

55°∼60℃로 가온 후, 이에 셀룰라제를 넣고 교반하면서 시간 별로 80℃에서 일정시간 효소의 활성을 제거 후 수산화나트륨용액으로 pH를 6∼7로 조정 후 이를 정치하여 침전물을 여별하고 여액을 농축, 건조하는 단계 ; 로 이루어짐을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법이다.

Description

키토산의 분자량 조절 제법

일반 고분자인 키토산으로 분자량을 조절하는 제조법으로서, 화학적인 방법과 효소적인 방법이 이용되고 있으나, 화학적인 방법으로 제조시 시약의 잔존할수 있는 단점을 가지고 있어 이의 완벽한 제거에 대한 공정이 준비되어야 한다. 또한, 효소적인 방법으로 사용할 때는 고가의 키토사나제를 사용함으로써 이에 따른 분자량이 조절된 등급별 키토산의 생산과정에서 가격상승요인이 될 수 있으며, 이를 이용시 단시간에 분자량이 감소되며, 또한 키토사나제 효소가 잔류시 생체내에 치명적인 피해를 발생시킬수 있어, 본원 발명은 가격이 저가인 효소를 선정하고, 생체내에 유입시 피해를 일으키지 않은 저가의 효소인 셀룰라제를 이용하여 분자량의 감소를 최대한 억제하는 특성을 이용한 분자량이 조절된 등급별 키토산을 제조하여 실제 산업적 생산시 저렴하게 키토산을 제조하는 공정에 관한 것이다.

키틴은 자연계에 널리 품부하게 존재하고, 특히 무척추동물과 균류 등에 단백질과 복합체를 형성하고 있고, 식물계에 존재하는 셀룰로오스와는 생물체의 외골격과 외피를 형성한다는 면에서 유사하다. 키틴의 탈아세틸화물을 키토산이라고 칭하고 있으며, 이러한 키토산은 무독성이며, 생물의 합성과 분해에 관여하나 환경오염을 초래하지 않는 천연 고분자 양이온이며, 최근에는 잠재적인 이용자원으로서 이에 대한 연구가 환경 폐수 응집제, 중금속 흡착제, 생산량의 증대를 위한 씨앗 코팅제 및 단백질 회수제, 창상치료제등의 분야에서 활발하게 진행되고 있다. 이러한 키토산은 사용할 때 그 물성인 탈아세틸화도와 분자량에 따라 그 사용 용도가 매우 다르게 적용될수 있는 성격을 보유하고 있기 때문에 이러한 물성 조절법에 대한 다각적인 연구가 국내·외적으로 이루어지고 있으며, 이에 대한 제조방법은 극비로 보호되고 있다. 따라서, 본원 발명은 고분자 키토산을 최초 원료로 하여 이에 효소를 적용하여 등급별 키토산을 용이하게 제조하기 위한 제조법에 관한 것이다.

지금까지 공지되어온 고분자 키토산을 이용하여 분자량 등급별 키토산을 제조하기 위한 방법으로서 국내·외의 발표현황을 살펴보면, 우선 화학적인 제조법으로서는, 키틴을 40-50% 고알카리처리에 의해 제조하는 방법으로서 이는 탈아세틸화도와 동시에 결합 분자쇄가 절단되는 메카니즘을 이용하는 것과, 질소 환류하에 환류시키는것에 의해 분자쇄가 절단되는방법등이 알려지고 있으나, 이러한 방법은 100℃의 온도에서 5∼24시간 정도 가열하는등 특별한 조건들이 필요하다. 전자의 경우는 고알카리 반응시 분자쇄의 절단이외에 아미노기가 현저히 증가함과 동시에 갈변화 현상이 나타나고, 후자의 경우는 저분자화 부분의 효율이 5%의 경우로 낮게 나타나고 있다. 또 다른 화학적 방법으로서는 과산화수소를 이용한 방법(특개소 54-143390호 공보)으로서 이 방법은 아미노화반응과 동시에 착색반응을 동반하고 분자쇄의 절단을 수반하는 방법으로서 적용되고 있다. 그리고, 효소를 이용하는 방법으로서 1989년 일본 특허출원 공보 平 1-256395호에서 “저분자화 키토산의 제조방법”에 대해서 발표가 되었으며, 이는 키틴으로부터 얻어진 탈아세틸화키토산에 효소를 사용하여 저분자화 키토산을 얻는방법으로서 pH 3∼9의 범위로 조절 후 1당체가 형성되지 않은 분자량 340∼50,000범위의 저분자 키토산을 획득하였다고 하였으며, 이때 사용된 효소는 Bacillus circulans LCC-1(특개소 62-30103호 공보)유래의 키토사나제를 사용하였다. 또한, 효소는 스트렙토마이세스 기원의 효소를 사용하는방법[Journal of Bacterlology, 124권, 1574(1975)], Bacillus속 유래의 효소를 이용하는 방법[소화 59년 일본농예학회 요지집, pp550 ; 소화 59년 일본농예학회 요지집, pp687 ; 특개소 62-30103호 공보)등이 있으며, 이들 방법은 전반적으로 키토산 올리고당을 제조하는 방법이라고 할수 있다. 그러나, 상술한 방법에 사용된 키토사나제를 사용할 경우 효소의 고가 25mg당 12,000엔[일본가격, 합동주정(주), 일본]으로 이의 사용할 때, 그 자체가 생산하는 키토산의 가격상승 요인으로 작용한다고 할수 있으며, 상술한 효소는 분자량의 감소를 급격히 진행시켜, 올리고당화 시키는 단점을 보유하고 있어 키토산 올리고당의 제조에는 적절할수 있으나, 키토산의 분자량별 등급화 시킴에 있어서는 많은 문제점을 보유하고 있다고 할수 있으며, 또한 기존 공지되어온 방법은 키토산을 대량 처리할수 없는 단점을 보유하고 있다.

위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 단시간 내에 고분자 키토산의 저분자화를 유도하고 이를 등급화 시킬 수 있는 방법을 제공한다.

도1은 효소처리 후 시간별로 형성되는 박막크로마토그래피에 의한 키토산 올리고당의 형성과정을 나타내는 사진이다.

도2a는 효소처리 후 고분자 키토산의 시간경과별 감소되는 분자량을 나타내는 GPC분자량 분포도 분석표이다.

도2b는 효소반응 1시간 경과 후, 분석 키토산 물성 GPC 분자량 분포도 분석표이다.(탈아세틸화도 : 87%, 점도 : 1,300cps)

도2c는 효소반응 1시간 경과 후, 분석 키토산 물성 GPC 분자량 분포도 분석표이다.(탈아세틸화도 : 87%, 점도 : 49.8cps)

도2d는 효소반응 3시간 경과 후, 분석 키토산 물성 GPC 분자량 분포도 분석표이다.(탈아세틸화도 : 87%, 점도 : 10.2cps)

도2e는 효소반응 4시간 경과 후, 분석 키토산 물성 GPC 분자량 분포도 분석표이다.(탈아세틸화도 : 87%, 점도 : 2.91cps)

도2f는 효소반응 24시간 경과 후, 분석 키토산 물성 GPC 분자량 분포도 분석표이다.(탈아세틸화도 : 87%, 점도 : 1.2cps)

이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 키토산을 유기혼합용매에 분산시키고, 이에 묽은 산을 첨가하여 반응시키고, 이어서 진한 산을 첨가하여 반응시킨 후, 여별하여 잔사를 얻는 단계 ;

전기 키토산 염산염을 3차 탈이온수에 용해시킨 후, 이를 플라스크에 넣고, 55°∼60℃로 가온 후 이에 셀룰라제를 넣고, 교반하면서 시간별로 80℃에서 일정시간 효소의 활성을 제거 후 수산화나트륨용액으로 pH를 6∼7로 조정 후 이를 정치하여 침전물을 여별하고 여액을 농축, 건조하는 단계 ; 로 이루어짐을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법이다.

실시예 태양을 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

본원 발명을 하기 실시예로 예시하며, 전체 실시예에서 점도는 Brookfield 점도계(미국)를 사용하여 100rpm로 측정하였고, 측정시 사용하는 키토산 용액은 600㎖량이 되도록 1% 초산 용액에 0.5%(W/W)키토산을 완전 용해하여 기포를 제거된 후 25℃조건에서 측정하였으며, 측정간 측정 스핀들은 1∼4번을 사용하여 측정하였다. 또한, 제조되는 등급별 키토산의 분자량 분포도의 변화는 JASCO GPC분석기(Gel germeatation chromatography, Jasco사, 일본)를 사용하여 확인하였다. 그리고, 최초 사용된 키토산과 분자량이 조절된 키토산의 순도를 검정하기 위한 탈아세틸화도는 Terayama방법(J. Polym. Sci., 8. 243, 1952)을 적용하여 콜로이드 적정법에 준해서 측정하였다. 그리고, 수용성 산염을 제조하고 용해성을 검정하기 위해서는 3차 탈이온수 95㎖ 키토산 산염 5g을 천천히 넣으면서 1시간 교반한 후 이를 일반 여과지를 사용하여 여과한 후 잔류하는 량을 측정하여 불용분의 양을 확인하였고, 최종 제조된 키토산의 산기 제거여부를 확인하기 위해서는 Ernest방법(1st international symposium on chitin & chitosan. Boston MITpress. pp406-420, 1971)을 적용하여 확인하였다. 또한 각각 키토산의 pH치는 100㎖ 탈이온수에 1g 등급화별 키토산을 투여하고 1분 교반 후 pH메타로 측정하였다.

실시예 1

입자 크기가 100mesh, 탈아세틸화도 62% 및 점도 1,347의 키토산 50g을 메탄올, 에탄이소프로필알콜 및 아세톤을 균등히 혼합한 것 0.5ℓ에 넣고, 30분 동안 교반 후, 1차로 2N HCl 40㎖를 서서히 첨가하고 1시간 동안 상온에서 교반하였으며, 이어서 농염산(35%)을 40㎖를 첨가하고 3시간 이상 교반 후 이를 여별하고, 잔사를 반응기에 넣고, 메탄올 0.5ℓ를 첨가하여 30분간 교반한 후 5%(W/W) NaOH용액으로 pH를 6.0∼6.5로 조절한 후, 매 시간당 추가적으로 변하는 pH를 6.0∼6.5로 조정하되 이를 12시간 동안 실시하였다. 그리고, 이를 여별하고 잔사를 건조기에서 50℃, 24시간동안 건조하였다. 그리고, 3ℓ비이커에 3차 탈이온수 2ℓ를 넣고, 150rpm으로 교반하면서 상기 건조된 염산기가 치환된 키토산 염산염 200g을 천천히 넣어 완전 용해시킨 후, 이를 0.5ℓ용량의 3구 둥근 플라스크에 0.25ℓ식을 11개에 넣고 온도를 55∼60℃로 승온시킨 후, 이에 셀룰라제 20㎖식을 각각 넣고 150rpm으로 교반하면서 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간, 9시간, 12시간, 15시간, 18시간 및 24시간 단위로 각각 온도를 80℃에서 30분간씩 교반하여 효소의 활성을 제거한 후 5%(W/W) NaOH용액으로 pH를 6∼7로 조정하고, 12시간 정치시켜 침전된 효소를 원심분리(15,000rpm, 15분)하여 침전물을 여별하고 여액을 농축하고 동결건조하여 분말상의 분자량이 등급화된 키토산을 제조하였다. 그 실험 결과는 표1과 같다.

실시예 2

실시예 2는 실시예 1에서 셀룰라제 10㎖를 넣는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표1과 같다.

실시예 3

실시예 3은 실시예 1에서 셀룰라제 5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표1과 같다.

실시예 4

실시예 4는 실시예 1에서 셀룰라제 2.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표1과 같다.

실시예 5

실시예 5는 실시예 1에서 셀룰라제 1.5㎖를 넣는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표1과 같다.

표1

실시예구 분	1	2	3	4	5
키토산용액(㎖)	250	250	250	250	250
온도(℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	20	10	5	2.5	1.5
결과	최 초	점도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도(%)	점 도(cps)	탈아세틸화도(%)	점 도(cps)	탈아세틸화도(%)	점 도(cps)	탈아세틸화도(%)
	최 초	1,347	62	1,347	62	1,347	62	1,347	62	1,347	62
	1시간반응후	356	20.3	62±1.8	840	62±1.4	1,240	62±1.4	1,280	62.3±1.6
	62±1.8
		2시간반응후	123		2.8		673		960		1,240
		3시간반응후	68		1.2*		452		450		1,120
		4시간반응후	32		1.2*		221		340		980
		5시간반응후	7		1.2*		86		232		890
		6시간반응후	5		1.2*		53		150		774
		9시간반응후	2.2		1.2*		12		90		720
		12시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		65		650
		15시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		54		340
		18시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		33		254
24시간반응후		1.2*	1.2*	1.2*	26	167

* : 키토산올리고당(중합도 1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함.

실시예 6

실시예 6은 실시예 1에서 키토산의 탈아세틸화도 75%, 점도 1,400cps의 키토산으로 대체한 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표2와 같다.

실시예 7

실시예 7은 실시예 6에서 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표2와 같다.

실시예 8

실시예 8은 실시예 6에서 셀룰라제 5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표2와 같다.

실시예 9

실시예 9는 실시예 6에서 셀룰라제 2.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표2와 같다.

실시예 10

실시예 10은 실시예 6에서 셀룰라제 1.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 6과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표2와 같다.

표2

실시예구 분	6	7	8	9	10
키토산용액(㎖)	250	250	250	250	250
온도(℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	20	10	5	2.5	1.5
결과	최 초	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)
	최 초	1,400	75	1,400	75	1,400	75	1,400	75	1,400	75
	1시간반응후	221	75±1.2	13	75±0.8	640	75±0.4	840	75±1.4	965	75±1.2
	2시간반응후	116		5		463		632		650
	3시간반응후	86		1.5*		312		245		430
	4시간반응후	39		1.2*		154		174		380
	5시간반응후	20		1.2*		34		60		290
	6시간반응후	4.5*		1.2*		5		54		274
	9시간반응후	2.5*		1.2*		1.2*		23		220
	12시간반응후	1.8*		1.2*		1.2*		14		180
	15시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		8		140
	18시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		5.4		120
	24시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		2.0*		80

* : 키토산올리고당(1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함

실시예 11

실시예 11은 실시예 1에서 키토산의 탈아세틸화도 87%, 점도 1,470cps의 키토산으로 대체한 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표3과 같다.

실시예 12

실시예 12는 실시예 11에서 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표3과 같다.

실시예 13

실시예 13은 실시예 11에서 셀룰라제 5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표3과 같다.

실시예 14

실시예 14는 실시예 11에서 셀룰라제 2.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 실시했다.

실시예 15

실시예 15는 실시예 11에서 셀룰라제 1.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표3과 같다.

표3

실시예구 분	11	12	13	14	15
키토산용액(㎖)	250	250	250	250	250
온도(℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	20	10	5	2.5	1.5
결과	최 초	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)
	최 초	1,470	87	1,470	87	1,470	87	1,470	87	1,470	87
	1시간반응후	280	87±2.0	12	87±1.8	432	87±1.5	678	87±0.6	834	87±2.4
	2시간반응후	97		4		362		523		564
	3시간반응후	65		1.2*		249		443		485
	4시간반응후	28		1.2*		125		134		296
	5시간반응후	14		1.2*		24		78		286
	6시간반응후	3.7*		1.2*		3.2		63		213
	9시간반응후	1.5*		1.2*		1.2*		35		179
	12시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		12		165
	15시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		5		121
	18시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		4.2*		90
	24시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		1.2*		45

* : 키토산올리고당(1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함.

실시예 16

실시예 16은 실시예 1에서 키토산의 탈아세틸화도 99%, 점도 1,360cps의 키토산으로 대체한 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표4와 같다.

실시예 17

실시예 17은 실시예 16에서 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표4와 같다.

실시예 18

실시예 18은 실시예 16에서 셀룰라제 5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표4와 같다.

실시예 19

실시예 19는 실시예 16에서 셀룰라제 2.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표4와 같다.

실시예 20

실시예 20는 실시예 16에서 셀룰라제 1.5㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표4와 같다.

표4

실시예구 분	16	17	18	19	20
키토산용액(㎖)	250	250	250	250	250
온도 (℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	20	10	5	2.5	1.5
결과	최 초	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)
	최 초	1,360	99	1,360	99	1,360	99	1,360	99	1,360	99
	1시간반응후	165	99±0.4	80	99±0.6	324	99±0.5	513	99±0.3	744	99±0.8
	2시간반응후	85		24		243		523		512
	3시간반응후	45		13		189		443		376
	4시간반응후	22		6		86		134		234
	5시간반응후	8		2.5*		16		78		167
	6시간반응후	2.7*		1.2*		4.5		63		113
	9시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		35		98
	12시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		12		75
	15시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		5		56
	18시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		4.2*		34
	24시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		1.2*		23

* : 키토산올리고당(1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함.

실시예 21

실시예 21은 실시예 1에서 염산 대신에 초산을 쓰고 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표5와 같다.

실시예 22

실시예 22는 실시예 21에서 초산 대신에 락틱산을 쓴 것 이외에는 실시예 21과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표5와 같다.

실시예 23

실시예 23은 실시예 6에서 염산 대신에 초산만을 쓰고 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표5와 같다.

실시예 24

실시예 24는 실시예 6에서 염산 대신에 락틱산을 쓴 것 이외에는 실시예 21과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표5와 같다.

실시예 25

실시예 25는 실시예 11에서 염산 대신에 초산을 쓰고 셀룰라제 10㎖를 넣는 이외에는 실시예 11과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표6과 같다.

실시예 26

실시예 26은 실시예 11에서 염산 대신에 락틱산을 쓰고 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 11과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표6과 같다.

실시예 27

실시예 27은 실시예 16에서 염산 대신에 초산을 쓰고 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 용융화 시켰으며, 나머지 반응조건으로서는 실시예 16과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표6과 같다.

실시예 28

실시예 28은 실시예 16에서 염산 대신에 락틱산을 쓰고 셀룰라제 10㎖를 넣는 것 이외에는 실시예 16과 동일하게 실시하였다. 그 실험 결과는 표6과 같다.

표5

실시예구 분	21	22	23	24
키토산용액(㎖)	250	250	250	250
온도(℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	10	10	10	10
결과	최 초	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점 도(cps)	탈아세틸화도 (%)
	최 초	1,360	62	1,360	62	1,400	75	1,400	75
	1시간반응후	1,285	62±1.6	1,230	62±1.4	1,220	75±0.8	1,230	75±1.3
	2시간반응후	929		921		914		926
	3시간반응후	835		867		865		836
	4시간반응후	819		746		638		533
	5시간반응후	573		532		428		422
	6시간반응후	345		325		218		183
	9시간반응후	232		114		74		78
	12시간반응후	122		98		34		34
	15시간반응후	78		43		23		14
	18시간반응후	44		22		3.4		8
	24시간반응후	22		18		1.2*		1.2*

* : 키토산올리고당(1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함

표 6

실시예구 분	25	26	27	28
키토산용액(㎖)	250	250	250	250
온도(℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	10	10	10	10
결과	최 초	점도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점도(cps)	탈아세틸 화도(%)	점도(cps)	탈아세틸 화도(%)
	최 초	1,470	87	1,470	87	1,360	99	1,360	99
	1시간반응후	1,189	87±1.3	1,165	87±0.4	980	99±1.2	813	99±0.8
	2시간반응후	778		667		666		623
	3시간반응후	643		546		547		450
	4시간반응후	422		418		336		280
	5시간반응후	259		254		180		224
	6시간반응후	144		138		45		118
	9시간반응후	77		87		22		90
	12시간반응후	37		29		18		40
	15시간반응후	27		36		4.5		12
	18시간반응후	14		9		1.2*		4.2
	24시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		1.2*

* : 키토산올리고당(1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함

실시예 29

실시예 29는 실시예 1∼실시예 28까지의 수용상 키토산 산염을 제조하여 실시한 것과는 다르게 키토산을 유기산에 용해시켜 셀룰라제로 분해했을 때의 분자량별 등급화된 키토산의 제조하는 것으로 실시예 29는 실시예 16에서 1.5ℓ플라스크에 키토산 50g을 충분히 분산시킨 후 1N HCl 용액을 서서히 첨가하여 용해시키고, 이때 pH가 5.0이 되면 종료시켜, 상온에서 24시간 교반하여 최종 pH가 5.5로 충분히 안정화된 후, 셀룰라제 10㎖를 넣고 150rpm으로 교반하면서 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간, 9시간, 12시간, 15시간, 18시간 및 24시간 단위로 각각 온도를 80℃에서 30분간씩 교반하여 효소의 활성을 제거한 후 5%(W/W) NaOH용액으로 pH를 6∼7로 조정하고, 12시간 정치시켜 침전된 효소를 원심분리(15,000rpm, 15분)하여 침전물을 여별하고, 여액을 농축하고 동결건조하여 분말상의 분자량이 등급화된 키토산을 제조하였다. 그 실험 결과는 표7과 같다.

실시예 30

실시예 30은 실시예 29에서 염산용액 대신에 초산용액을 대체한 이외에는 실시예 29와 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표7과 같다.

실시예 31

실시예 31은 실시예 29에서 염산용액 대신에 락틴산용액을 대체한 이외에는 실시예 29와 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표7과 같다.

실시예 32

실시예 32는 실시예 29에서 염산용액 대신에 글루타믹산용액을 대체한 이외에는 실시예 29와 동일하게 실시했다. 그 실험 결과는 표7과 같다.

표7

실시예구 분	29	30	31	32
키토산용액(㎖)	250	250	250	250
온도(℃)	55∼60	55∼60	55∼60	55∼60
셀룰라제첨가량(㎖)	10	10	10	10
결과	최 초	점도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점도(cps)	탈아세틸화도 (%)	점도(cps)	탈아세틸 화도(%)	점도(cps)	탈아세틸화도(%)
	최 초	1,360	99	1,360	99	1,360	99	1,360	99
	1시간반응후	960	99±1.0	980	99±1.1	974	99±1.3	860	99±0.6
	2시간반응후	650		589		483		532
	3시간반응후	453		387		367		354
	4시간반응후	324		286		265		220
	5시간반응후	168		158		130		187
	6시간반응후	97		120		89		67
	9시간반응후	45		58		59		45
	12시간반응후	28		25		22		34
	15시간반응후	14		16		12		22
	18시간반응후	4.5		7		4.5		12
	24시간반응후	1.2*		1.2*		1.2*		4.5

* : 키토산올리고당(1∼10)의 함유량이 70%이상 출현함

단 시간내에 고분자 키토산을 저분자화 시키고, 등급화시키는 효과가 있다.

Claims

키토산을 유기혼합용매에 분산시키고 이에 묽은산을 첨가하여 반응시키고, 이어서 진한산을 첨가하여 반응시킨 후 여별하여 잔사를 얻는 단계 ;

전기 잔사를 반응기에 넣고 알코올로 분산시킨 후, 수산화나트륨으로 pH를 6.0∼6.5로 조정 후 시간 단위로 12시간 동안 전기 pH가 6.0∼6.5로 벗어나면 이의 pH를 6.0∼6.5로 조절하고 이를 여별하여 산기가 치환된 키토산 염산염 잔사를 건조하는 단계 ;

전기 키토산 염산염을 3차 탈이온수에 용해시킨 후 이를 플라스크에 넣고

55°∼60℃로 가온 후, 이에 셀룰라제를 넣고 교반하면서 시간 별로 80℃에서 일정시간 효소의 활성을 제거 후 수산화나트륨용액으로 pH를 6∼7로 조정 후 이를 정치하여 침전물을 여별하고 여액을 농축, 건조하는 단계 ; 로 이루어짐을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 유기혼합용매라 함은 메탄올, 에탄이소프로필알코올 및 아세톤의 혼합용매임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 묽은산이라 함은 2N 염산임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 진한산이라 함은 35%의 염산임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 치환기를 유도하기 위한 산으로는 염산임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 치환기를 유도하기 위한 산으로는 초산임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 치환기를 유도하기 위한 산으로는 락틱산임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 치환기를 유도하기 위한 산으로는 글루타민산임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 잔사를 알코올로 분사시킬 때의 알코올은 메탄올임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 건조는 동결건조임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 효소의 활성화를 제거할 때, 이를 시간별 단위로 함을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 키토산올리고당이 10당체 이하의 함유량이 70%이상임을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.
제1항에 있어서, 키토산의 탈아세틸화도를 고정시키고 분자량만을 변화시킴을 특징으로 하는 키토산의 분자량 조절방법.