KR19990069029A - 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당을 초음파에 의하여 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 키토산을 물에 분산시키는 단계, 산을 첨가하고 교반하여 키토산을 팽윤시키는 단계, 및 팽윤된 키토산 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어진 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법이다.

또한, 본 발명은 키틴을 산용액에 분산시키는 단계, 키틴을 교반하여 팽윤시키는 단계 및 팽윤된 키틴 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법이다.

이와 같이 본 발명의 제조방법은 고분자량의 키토산 및 키틴을 저분자화하거나 올리고당화 하는데 산분해 또는 효소분해 방법과 같은 복잡하고 비용이 많이 드는 방법보다 간편하게 키토산, 키틴 및 이들의 올리고당을 제조할 수 있고, 비용이 절감될 수 있다.

이렇게 제조한 수용성 저분자 키토산, 키틴 및 이들의 올리고당은 농업분야에 있어서, 식물의 성장 촉진제, 토양개량제, 성장 조정제로 유용하고 식품, 화장품, 의약품 등의 분야에 광범위하게 이용할 수 있다.

Description

수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당의 제조방법

본 발명은 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 초음파 분해를 이용하여 식품첨가제, 천연 농약, 의약품 등에 광범위하게 사용할 수 있는 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당을 제조하는 방법에 관한 것이다.

최근에 키틴, 키토산에 대한 공업적, 생의학적 이용에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 수용성 저분자 키틴과 키토산 및 키틴, 키토산 올리고당은 식물의 성장 촉진제, 토양 개량제, 성장 조정제로서 뿐만아니라 식품, 화장품, 의약품 등의 분야에서 광범위하게 이용할 수 있다.

키틴은 새우, 게, 오징어뼈 등 생체내에 단백질과 함께 존재하고 있어서 알칼리와 산처리에 의해 제조되며, 키틴을 공업적으로 알카리 처리하여 탈아세틸화 함으로써 키토산을 순도 높게 제조하여 식료품, 농약, 의료용 제품의 원료로 사용하고 있다.

일반적으로 키틴, 키토산은 비교적 분자량이 크기 때문에 상기와 같은 분야에 이용할 경우 용매에 용해되기 어려운점 등 여러 가지 제약이 있으므로 고분자량의 키토산을 저분자화하거나 올리고당화 한다.

이와 같은 수용성 저분자 키토산, 키틴 및 이들의 올리고당을 제조하는 방법은 진한염산 등에 의한 산분해 또는 키틴아제, 키토산아제 등의 효소에 의한 분해방법이 많이 알려져 있다. 그러나, 상기와 같은 방법은 전처리-분해-후처리 과정이 복잡하고 비용이 많이 드는 단점이 있다.

이에 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하여 산이나 효소에 의한 분해 대신 초음파 분해를 이용하여 공정을 간단하게 하고, 비용을 절감시킬 수 있는 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당의 제조방법을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명은 키토산을 물에 분산시키는 단계, 산을 첨가하고 교반하여 키토산을 팽윤시키는 단계, 및 팽윤된 키토산 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법이다.

또한, 본 발명은 키틴을 산용액에 분산시키는 단계, 키틴을 교반하여 팽윤시키는 단계 및 팽윤된 키틴 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 키토산을 물에 분산시키는 단계, 산을 첨가하고 교반하여 키토산을 팽윤시키는 단계, 및 팽윤된 키토산 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법이다.

본 발명에서 사용된 키토산은 새우껍질, 게껍질 등을 가성소다 용액 및 염산 등으로 처리하여 얻은 키틴을 탈아세틸화하여 얻은 α-키토산 또는 갑오징어 뼈 등을 가성소다 용액 및 염산으로 처리하여 제조한 β-키토산을 사용할 수 있다.

상기 키토산은 탈아세틸화도가 50 내지 100％이고, 중합도 200 내지 300000인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 키토산은 시판품을 사용해도 좋다.

상기에서, 키토산을 팽윤시키는데 사용되는 산은 무기산 또는 유기산이 사용될 수 있다.

상기 무기산으로는 황산, 염산 또는 인산 등을 사용할 수 있고, 그 중에서도 염산이 바람직하다. 또한, 유기산으로는 초산, 주석산, 살리실산, 시트르산, 하이드록시 초산, 링고산, 프로피온산, 젓산, 글리세린산, 아스코브산, 크엔산, 술포아민산, 솔비트산 또는 벤조산등이 사용될 수 있고, 그중에서도 초산, 젓산, 살리실산 또는 벤조산이 바람직하다.

또한, 키토산을 팽윤시키는데 사용되는 산의 농도는 0.05중량% 내지 100중량%이고, 그 중 1g의 키토산을 1중량% 산 100g에 녹여 사용하는 것이 바람직하다.

상기에서, 키토산을 팽윤시키는 것은 물에 분산시킨 키토산에 산을 첨가하고 5 내지 50℃에서 교반하는 것으로 얻어진다.

상기에서, 팽윤된 키토산 용액의 농도는 0.1 내지 50％인 것이 바람직하다.

상기 팽윤시킨 키토산 용액에 초음파를 조사하는데 사용된 초음파기는 진동자 1개당 주파수가 15 내지 150KHz이고, 출력이 30 내지 4800W인 것, 바람직하게는 주파수가 15 내지 100KHz이고, 출력이 45 내지 4800W인 것이 사용된다.

상기 초음파기의 용량은 키토산 용액의 농도 및 용량에 따라 결정되어진다.

또한, 초음파 온도는 -20 내지 120℃에서 조사할 수 있으며, 바람직하게는 실온에서 조사하는 것이다.

또한, 초음파를 조사하는 시간은 0.1 내지 120시간이 바람직하다.

상기 제조공정은 질소가스, 탄산가스, 헬륨가스 및 알곤가스 등의 불활성 기체 분위기에서 실시할 수 있으나, 불활성 기체 분위기에서 실시하지 않아도 무방하다. 다만, 키토산을 용해하는 산이나 초음파 조사할 때의 온도에 따라서 불활성 기체를 사용함으로서 제조물의 변색 등을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 키틴을 산용액에 분산시키는 단계, 키틴을 교반하여 팽윤시키는 단계 및 팽윤된 키틴 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법이다.

상기에서, 산으로는 개미산, 염산, 황산, 초산, 트리클로로아세트산, 디크로아세트산, 트리클로로아세트산/클로로메탄 동몰 혼합액, 디클로로아세트산/클로로메탄 동몰 혼합액, 트리클로로아세트산/클로로에탄 동몰 혼합액, 디클로로아세트산/클로로에탄 동몰 혼합액, 염화칼슘, 염화리튬을 포함한 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아미드와 같은 용매중에서 선택되어진다.

상기에서, 산에 분산시킨 키틴은 5 내지 50℃에서 교반하는 것으로 팽윤시킨다.

상기에서 팽윤된 키틴 용액의 농도는 0.1 내지 50%인 것이 바람직하다.

상기 팽윤된 키틴 용액에 초음파를 조사하는 경우, 진동자 1개당 주파수 15 내지 150KHz, 출력 30 내지 4800W로 0.1 내지 120시간동안 행하여진다.

또한, 초음파 조사시, 초음파 온도는 -20 내지 120℃로 한다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

실시예 1

키토산 1g을 이온교환수 100g에 분산시키고, 초산을 1g 첨가하여 상온에서 팽윤시킨 키토산 용액을 초음파(출력 100W, 주파수 40KHz)를 조사하여 25℃에서 6시간 조사하여 키토산 분해물을 제조하였다. 그리고 분해물을 분해한 그대로의 용액으로 또는 이를 동결건조(또는 분산건조)한 분말로 얻었다.

실시예 2

초음파 조사시간을 2, 4, 12, 18, 24시간으로 변화시켜 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.

실시예 3

초음파 출력을 500W로 변화시켜 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.

실시예 4

초음파 조사시 온도를 60℃로 변화시켜 제조한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 실시하였다.

시험예 1

상기 실시예 1 내지 4의 방법으로 얻어진 키토산 및 그의 올리고당의 평균분자량 및 수율을 GPC로 분석하였다. 칼럼은 Shodex OHpak SB-801+SB-802+SB-803 (7.5㎜ ID×300㎜ L)을 사용하였고, 용출액은 0.2％ 초산(0.1M NaCl 포함)을 사용하였으며 유속은 1㎖/min으로 조정하여 분석하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

	주파수(KHz)	출력(W)	시간(h)	온도(℃)	수율(％)	분자량
실시예 1	40	100	6	25	100	20000
실시예2-1실시예2-2실시예2-3실시예2-4실시예2-5	4040404040	100100100100100	24121824	2525252525	100100100100100	7700042000240017001400
실시예 3	40	500	6	25	100	12000
실시예 4	40	100	6	60	100	11000

이와 같이 본 발명의 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당의 제조방법은 고분자량의 키토산 및 키틴을 저분자화 하거나 올리고당화 하는데 산분해 또는 효소분해 방법과 같은 복잡하고 비용이 많이 드는 방법보다 간단하게 제조될 수 있고, 비용이 절감될 수 있다.

이렇게 제조한 수용성 저분자 키틴, 키토산 및 이들의 올리고당은 농업분야에 있어서, 식물의 성장 촉진제, 토양개량제, 성장 조정제로 유용하고 식품, 화장품, 의약품 등의 분야에 광범위하게 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 키토산을 물에 분산시키는 단계, 산을 첨가하고 교반하여 키토산을 팽윤시키는 단계, 및 팽윤된 키토산 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 첨가되는 산의 농도는 0.05중량% 내지 100중량%인 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 산은 황산, 염산 및 인산과 같은 무기산 및 초산, 주석산, 살리실산, 시트르산, 하이드록시 초산, 링고산, 프로피온산, 젓산, 글리세린산, 아스코브산, 크엔산, 술포아민산, 솔비트산, 및 벤조산과 같은 유기산에서 선택되는 것인 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 초음파 조사는 진동자 1개당 주파수 15 내지 150KHz, 출력 30 내지 4800W로 0.1 내지 120시간동안 행하는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 초음파 조사시, 초음파 온도를 -20 내지 120℃로 하는 수용성 저분자 키토산 및 키토산 올리고당의 제조방법.
6. 키틴을 산용액에 분산시키는 단계, 키틴을 교반하여 팽윤시키는 단계 및 팽윤된 키틴 용액에 초음파를 조사하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법.
7. 제 6항에 있어서, 사용된 산은 개미산, 염산, 황산, 초산, 트리클로로아세트산, 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산/클로로메탄 동몰 혼합액, 디클로로아세트산/클로로메탄 동몰 혼합액, 트리클로로아세트산/클로로에탄 동몰 혼합액, 디클로로아세트산/클로로에탄 동몰 혼합액, 염화칼슘, 염화리튬을 포함한 N-메틸피롤리돈 및 디메틸아세트아미드와 같은 용매중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법.
8. 제 6항에 있어서, 상기 초음파 조사는 진동자 1개당 주파수 15 내지 150KHz, 출력 30 내지 4800W로 0.1 내지 120시간동안 행하는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법.
9. 제 6항에 있어서, 초음파 조사시, 초음파 온도를 -20 내지 120℃로 하는 것을 특징으로 하는 수용성 저분자 키틴 및 키틴 올리고당의 제조방법.