KR20010113698A - 저악취성 콜린염 - Google Patents

Abstract

콜린염에 대한 대기중 트리메틸아민의 평형 농도가 0.2 ppb 미만인 수준으로 정제된 저악취성 콜린염 제품.

Description

저악취성 콜린염{Low odor choline salts}

콜린은 세포막, 메틸대사, 콜린성 신경전달, 막을 통한 신호전달 및 지질-콜레스테롤 운반 및 대사의 구조적 보존에 중요한 식이 성분이다. 콜린은 기억저장, 근육 조절 및 그밖의 많은 기능과 관련된 중요한 신경전달 물질인 아세틸콜린의 합성 및 방출을 촉진한다. 콜린은 또한 (1) 막의 구조와 기능, 세포내 신호전달 및 저밀도 지단백의 간장 지지에 중요한 막 구성 성분인 포스파티딜콜린을 비롯한 인지질; (2) 구조적 기능과 신호전달 기능을 수행하는 또 다른 막 구성 성분인 스핑고마이엘린; 및 (3) 잠재적인 전령 분자인 혈소판 활성 인자의 합성에 필요한 선구체이다. 마지막으로, 콜린은 메틸 공여체 베타인을 형성하는 선구체이다.

콜린은 수년간 많은 용도에 광범위하게 사용되어왔다. 주된 용도는 동물 사료 분야이며, 염화물 염 형태로 닭과 같은 가축 사육용 직접 사료 보충제로 사용되고 있다. 콜린은 또한 인간 식품 분야에서도 사용되는데, 몇몇 콜린염이 콜린 성분을 음식물에 첨가하는 데 사용된다. 1998년, 미국 의약 연구소(Institute ofMedicine)는 인간 음식물 중의 적당한 콜린 섭취에 대한 권고서를 발간한 바 있다. 인간과 동물 모두에게 있어서 콜린은 필수 영양소로 인정되고 있으며, 거의 50년 동안 상업적으로 이용되어왔다. 콜린의 주요 기능은 (1) 신경 전달에 관여하고; (2) 세포막의 구성 성분; (3) 간 손상의 예방을 돕는 친지방성약(지방대사약); 및 (4) DNA 및 기타 체내 화합물의 생성에 있어서 메틸기 공여체로서 작용한다. 그 밖에, 몇몇 조사에 따르면, 콜린을 섭취할 경우 노령화 동물의 심각한 기억력 결핍 현상을 줄일 수 있고; (2) 콜레스테로 농도를 낮출 수 있으며; (3) 발암성 화학약품에 민감함 간암 및 질환의 위험을 줄일 수 있는 것으로 나타났다.

콜린과 관련하여 한가지 고려할 것은 이 물질이 대부분의 사람들에게 불쾌감을 주는 독특한 비린내를 갖고 있다는 것이다. 또한, 이 냄새는 제품에 대해 처음 느끼는 미감을 경감시키며, 많은 양을 먹었을 경우에는 그에 유사한 냄새가 사람에게 남을 수도 있다. 조사에 의하면, 섭취된 콜린으로부터 메틸아민이 생성되어 비린내가 나는 것인데, 이는 생성된 메틸아민이 분비되기 때문인 것으로 보고있다.

이러한 유형의 제품의 초기 미감을 개선하고 또한 원치않는 콜린에 의한 부작용을 줄이기 위해, 독특한 비린내를 옮기지 않는 또는 그런 악취를 유발하지 않는 신규한 콜린염 조성물의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 저악취성 콜린염 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정제에 의해 콜린염 중의 총 트리메틸아민 함량을 낮추어 아민성 악취 또는 비린내를 발산하지 않는 콜린염 제품에 관한 것이다.

일차적인 면에서, 본 발명은 콜린염에 대한 대기중 트리메틸아민의 평형 농도가 0.2 ppb(parts per billion) 미만인 수준으로 정제된 저악취성 콜린염 제품에 관한 것이다.

다른 면에서, 본 발명은 약 10 ppb 미만의 트리메틸아민을 포함하는, 콜린 이타르타르산염, 콜린 이수소 시트르산염 및 콜린 염화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 저악취성 콜린염 제품에 관한 것이다.

본 발명은 저악취성 콜린염 및 상기의 제조 방법에 관한 것이다.

콜린 염화물, 콜린 이타르타르산염 및 콜린 이수소 시트르산염과 같은 콜린염은 일반적으로 약간의 아민성 악취 또는 비린내를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 이는 특히, 콜린염이 섭취되는 제품으로 제공되는 경우 더욱 두드러지며, 이 냄새는 사람들로 하여금 콜린을 함유한 제품을 꺼려하기에 충분할 만큼 불쾌하다. 이러한 냄새는 실제로 제품 제조후 제품에 남게되는 트리메틸아민(TMA) 염 불순물에서 유래된 것이다. 본 발명자는 콜린염 중의 TMA염 불순물의 농도를 충분히 낮추어 콜린염이 감지가능한 정도의 아민성 악취 또는 비린내를 발산하지 않도록 하는 방법을 발견하였다.

콜린염은 TMA와 에틸렌 옥사이드 또는 에틸렌 클로로히드린 및 산(염산, 타르타르산, 시트르산, 등)의 반응에 의해 생성된다. 임의의 합성, 천연 상태 또는 그밖의 상태에서, 최종 생성물은 대개 순수하지 않으며, 따라서 기타 성분 또는 부산물을 제거해야 한다. TMA염은 주로 불완전한 원료 물질의 전환으로 인한 불순물로서 콜린염 중에서 발견된다. 콜린염 중의 TMA염은 유리 TMA와 평형 상태에 있으며 매우 낮은 농도, 그러나 사람이 냄새를 감지할 수 있는 한계를 넘기에 충분한 농도의 휘발성(유리) TMA를 대기 중으로 발산한다. TMA는 공기 중에 0.2 ppb 정도의 낮은 수준으로 존재하여도 사람이 감지할 수 있는 강한 아민성 비린내를 갖고있는 것으로 널리 알려져 있다.

본 발명의 주 목적은 이러한 특징적인 아민성 악취를 발산하지 않는 콜린염 제품을 제공하는 것이다. 특히, 콜린염 제품을 소비자에게 판매하기 위해 용기에 포장한 경우, 소비자가 용기를 열었을 때 포장된 콜린이 아민성 악취를 발산하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 콜린염 제품은 콜린염에 대한 대기중 TMA의 평형 농도가 0.2 ppb 미만인 수준으로 정제된 것이 바람직하다.

콜린염 제품 중의 염들과 평형 상태에 있는 휘발성(유리) TMA의 농도는 온도와 습도, 그리고 가장 중요하게는 TMA 염의 산도를 비롯한 많은 인자에 좌우된다. 특히, 유리 아민 농도는 산에 대한 TMA기의 비율에 좌우된다. 즉, 산염이 TMA 타르트레이트(타르타르산 1 몰당 아민 2 몰을 함유함)인 타르타르산과 같은 폴리카르복실산의 경우에는, 아민과 산 성분이 동몰인 TMA 이타르타르산염 보다 훨씬 높은 수준의 TMA가 제품으로부터 방출될 것이 예상된다. 이러한 맥락에서, 유리 TMA의 평형 증기 농도는 과량의 타르타르산이 제품 내 존재한다면, 더 낮출 수 있을 것이다. 산들이 산도가 다르기 때문에 콜린염을 형성하는 데 사용되는 모든 산에서 유사한 상황이 있을 수 있다.

콜린염이 유리 TMA를 악취를 감지할 수 없는 수준(즉, 0.2 ppb 미만)으로 방출하도록 하기 위해서는 콜린염 내 총 TMA 농도를 매우 낮은 수준으로 저하시키는 것이 중요하다. 상기한 바와 같이, 감지가능한 아민성 악취를 발산하지 않는데 요구되는 총 TMA의 수준은 콜린염 중의 TMA 염의 산도에 따라 달라진다. 콜린 이타르타르산염, 콜린 이수소 시트르산염 및 콜린 염화물의 경우(존재하는 모든 TMA염(트리메틸암모늄 이타르타르산염, 트리메틸암모늄 이수소 시트르산염 및 트리메틸암모늄 염화물)이 산도가 거의 같음)에는 총 TMA의 수준이 대략 10 ppm 미만인 것이 바람직하고, 5 ppm 미만인 것이 보다 바람직하다. 더 약한 산부가염, 예를 들면, 콜린 아세테이트(트리메틸암모늄 아세테이트) 중의 TMA 염의 경우에는 총 TMA가 더 낮은 것이 바람직하다.

콜린 염 중의 총 TMA 함량은 다양한 정제 방법에 의해 원하는 낮은 수준으로 저하시킬 수 있다. 바람직한 정제 방법이 실시예 1에 기재되어 있다. 이 바람직한 방법은 근본적으로 결정화 방법이다. 실시예 2에는 재결정화에 의해 추가 정제하는 방법이 기재되어 있다. 다른 정제 기술로는 진공 스트립법(실시예 3 참조), 이온 교환법 및 당업자에게 TMA를 제거할 수 있는 것으로 알려진 기타 정제 방법이 포함된다.

다른 실시 양태에서는, 많은 콜린염 제품이 탄산칼슘 또는 산화마그네슘과 같은 알칼리성 성분을 함유한 제제 중에 콜린염을 제공하는 것을 포함한다. 알칼리성 성분은 콜린염, 예를 들면, 콜린 이타르타르산염과 접촉할 때, 다음과 같이 반응하여 이타르타르산 알칼리염을 형성할 수 있다.

CaCO₃+ Ch⁺TartH^-→ CaTart + Ch⁺HCO₃ ^-

비록 낮은 수준이라 하더라도 TMA 염이 존재하면, 유사한 반응이 일어나 유리 TMA가 발생된다.

CaCO₃+ Me₃NH⁺TartH^-→ CaTart + Me₃NH⁺HCO₃ ^-

↓

Me₃N + CO₂+ H₂O

이 반응은 비평형 반응이며, 염중의 TMA가 다량 대기 중으로 신속하게 방출된다. 따라서, 알칼리성 성분 존재 하에 콜린염이 사용되는 경우에는 TMA 염 불순물 수준이 가능한 한 낮은 것이 매우 중요하다. 이것이 본 발명의 TMA 함량이 낮은 콜린염의 가장 중요한 장점일 것이다.

본 발명의 유리한 특성을 본 발명을 예시하는 하기 실시예를 참조로 하여 살펴본다.

[실시예 1]

결정화에 의한 정제 방법

TMA 45 ppm을 함유한 콜린 이타르타르산염 250 g 샘플(이타르타르산염)을 물 375 ㎖에 넣고 완전히 용해될 때가지 교반하면서 가열하였다. 이어서, 진공 중에 회전식 증발기를 사용하여 결정이 나타나고 무거워질 때까지 물을 제거한 후, 슬러리 상태의 결과물에 메탄올 250 ㎖를 첨가하였다. 혼합물을 -3℃로 냉각시키고, 1 시간 동안 이 온도에 유지하였다. 이어서 결정질 생성물을 여과하고, 깔때기를 이용하여 차가운 메탄올 50 ㎖로 세척하고, 건조시켜 트리메틸아민 5 ppm을 함유하는 생성물(이타르타르산염)을 얻었다. 총 트리메틸아민 함량이 5 ppm인 이 생성물은콜린 이타르타르산염과 관련있는 특징적인 아민성 악취 또는 비린내를 감지가능할 정도로 발산하지 않았다.

[실시예 2]

재결정화방법

콜린염으로부터 TMA를 추가 제거하는 데 사용되는 유사한 방법으로, 트리메틸아민 2 ppm을 함유하는 콜린 이타르타르산염 샘플(이 샘플은 악취가 없음)을 2회 재결정하였다. 1회 재결정화한 후, 84%의 수율로 회수된 콜린 이타르타르산염은 1 ppm의 트리메틸아민을 함유한 것으로 밝혀졌다. 제2 재결정화 후에는 제품 내에 트리메틸아민이 감지되지 않았다(0.5 ppm 미만). 이 생성물 역시 특징적인 아민성 악취를 감지가능할 정도로 발산하지 않았다.

[실시예 3]

진공 스트립법에 의한 정제 방법

45% 수산화콜린 수용액(에틸렌 옥사이드와 TMA의 반응에 의해 제조) 샘플이 3,800 ppm의 트리메틸아민을 함유한 것으로 밝혀졌으며, 예상된 강한 아민성 악취를 발산하였다. 이 용액을 압력 20 ㎜Hg 및 용기 온도 38℃에서 질소 스위핑하며 진공 중에 증류하여 정제하였다. 증류 용기에 초기 부피를 유지하는데 필요한 만큼 물을 첨가하였다. 용기액 중의 TMA 수준이 15 ppm 미만으로 낮아질 때까지 증류를 계속하였다.

이 시점에서 동몰량의 타르타르산을 첨가하여 정제된 수산화콜린을 콜린 이타르타르산염으 전환시켜, 감지가능한 아민성 악취를 발산하지 않는 콜린 이타르타르산염 생성물을 얻었다.

Claims (9)

1. 콜린염에 대한 대기중 트리메틸아민의 평형 농도가 0.2 ppb 미만인 수준으로 정제된 저악취성 콜린염 제품.
2. 제 1 항에 있어서, 밀봉가능한 용기에 담겨있는 콜린염 제품.
3. 제 1 항에 있어서, 콜린염이 콜린 이타르타르산염, 콜린 이수소 시트르산염 및 콜린 염화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 콜린염 제품.
4. 제 1 항에 있어서, 알칼리성 성분을 더 포함하는 콜린염 제품.
5. 제 4 항에 있어서, 콜린염이 콜린 이타르타르산염, 콜린 이수소 시트르산염 및 콜린 염화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 콜린염 제품.
6. 제 5 항에 있어서, 10 ppm 미만의 트리메틸아민을 포함하는 콜린염 제품.
7. 제 6 항에 있어서, 5 ppm 미만의 트리메틸아민을 포함하는 콜린염 제품.
8. 콜린 이타르타르산염, 콜린 이수소 시트르산염 및 콜린 염화물로 이루어진군으로부터 선택되는 콜린염이 대략 10 ppm 미만의 트리메틸아민을 포함하는 저악취성 콜린염 제품.
9. 제 8 항에 있어서, 5 ppm 미만의 트리메틸아민을 포함하는 콜린염 제품.