KR20020006559A - 식물로부터 헤미셀룰로즈의 분리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물로부터 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 전분을 제거한 식물의 잎이나 줄기 또는 목재를 세절하여 아세톤으로 처리하여 엽록소를 제거하고, 알코올 추출 및 원심분리로 당류와 지방질, 당알코올을 제거한 다음, 1N 이하의 알카리로 처리하고 1N 이하의 염산의 처리로 잔류하는 불순물을 제거하여 헤미셀룰로즈 (hemicellulose)를 분리하고, 이에 알카리 처리와 중화를 반복하여 pH를 조절하여 반수용성의 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 생산하는 것으로 구성된다. 이와 같은 본 발명에 의하면 자연에 널려 있는 각종 식물로부터 식이성의 반수용성 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 대량으로 분리할 수 있게 되는 이점이 있다.

Description

식물로부터 헤미셀룰로즈의 분리방법{Seperation method of dietary hemicellulose-fiber from plant}

본 발명은 헤미셀룰로즈(hemicellulose)의 분리방법에 관한 것으로,더욱 상세하게는 자연에 존재하는 각종 식물의 잎,줄기로부터헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하여 식이섬유질을 생성하는 방법에 관한 것이다.

식물에는 셀룰로즈(cellulose), 헤미셀룰로즈(hemicellulose)등의 섬유질등이 다량 함유되어 있다. 인간의 체내에는 섬유질을 분해하는 효소가 존재하지 않아 이를 당으로 직접 이용하지는 못하지만, 섬유질이 대장의 운동을 도와주고 변비의 예방, 고혈압의 예방과 콜레스테롤 수치의 감소 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있어 섬유질이 함유된 채소나 과일 등을 다량으로 섭취하는 것이 필요하다.그러나 이를 다량으로 섭취하기 위해서는 많은 비용이 들고, 한꺼번에 많은 양을 섭취하는 데도 한계가 있으며, 휴대하면서 섭취하기도 곤란하다.

최근 건강에 관한 관심이 높아지면서 식이 섬유질을 사용한 음료와 각종 제품이 만들어지고 있으나, 천연의 원료에서 섬유질을 대량으로 분리하여 낼 수가 없어 제조 원가가 높아지는 등의 문제점이 있다.

따라서, 일반식물의 잎, 줄기나 목재 등에서 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하는 방법은 이 분야의 연구자에게 해결하여야 할 큰 과제였다. 또한 식물에서 분리한 헤미셀룰로즈(hemicellulose)는 불수용성 상태이므로 이를 식이성 음료등에 응용하여 인간이 섭취할 수 있는 상태, 즉 식이성으로 만들기 위해서 반수용성 상태로 만들어야 하므로 이를 연구하는 것도 이 분야의 연구자가 해결할 과제중에 하나였다.

따라서, 본 발명의 목적은 식물로부터 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하여 식이섬유질을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 방법에 의해 중간체로 얻어진 불수용성 헤미셀룰로즈(Hemicellulose)의 현미경 사진

도 2는 본 발명의 방법에 의해 얻어진 반수용성 헤미셀룰로즈(Hemicellulose-fiber)의 현미경 사진

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 전분을 제거한 식물의 잎이나 줄기 또는 목재를 세절하여 아세톤으로 처리하여 엽록소를 제거하고, 알코올 추출 및 원심분리로 당류와 지방질, 당알코올을 제거한 다음, 1N이하의 알카리를 처리 하고 여기에 다시 1N 이하의 염산을 처리한 후 여과과정을 거쳐 불수용성 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하고 이에 알카리처리를 한 후 pH를 조절하여 반수용성 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 생성하는 것으로 구성된다.

여기서 헤미셀룰로즈(hemicellulose) 분리를 위한 알코올 추출은 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 저급알코올로 행할 수 있으며, 헤미셀룰로즈(hemicellulose)q분리를 위해서는 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

실시예1 헤미셀룰로즈(hemicellulose)의 분리

먼저, 헤미셀룰로즈(hemicellulose)의 분리를 위한 재료인 식물의 잎과 줄기는 전분의 제거를 위해 암소에서 2일 정도 보관하였다. 그리고 나서, 식물의 잎과 줄기를 세척하여 건조시킨 다음 무게를 달고(1g), 대략 1cm 크기로 자른다. 이와 같이 소정의 무게와 크기로 잘라진 시료를 아세톤으로 처리하여 엽록소를 제거시켰다.

헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하기 위한 또 다른 재료인 목재는 잘 세척한 후 잘게 자른다.

위와 같이 각각 준비된 시료 1g당 에탄올 2㎖를 넣고 고온에서 1시간 내지 2시간정도 중탕한 후 식혔다. 이때 중탕하는 데 가장 바람직한 온도와 시간은 80。C 1시간이다. 그리고 나서, 시료를 2000rpm에서 20분간 원심분리시킨 후 상층액을 버리는 작업을 3번 반복하였다. 이와 같은 작업은 남아 있는 당류, 설탕(sugar) 및 알코올등을 제거하기 위한 것이다.

다음으로 침전물에 10-30% 에탄올을 넣어서 잘 저은 후 상층액을 버리고 3번 반복한 후 필요에 따라서는 에탄올을 넣어서 건조시킨다. 이때 에탄올의 농도는 20%가 가장 바람직하다.

그리고, 건조시킨 시료 또는 침전물에 1N 이하의 알카리를 넣고 30분간 중탕한 후 끓인 증류수로 3번 세척한 다음 1N 이하의 염산으로 처리한다. 이 과정을 여과지로 거르면서 2번 반복하여 혼합한다. 이때 사용되는 알카리는 수산화나트륨(NaOH)을 사용하며 수산화나트륨의 적정 농도는 0.3N가 가장 바람직하다. 또한 사용되는 염산의 농도는 1N이 가장 바람직하다. 한편, 상기와 같이 반복되는 알카리처리와 산처리 과정에서는 먼저 알카리를 처리한 후 산처리 과정을 수행하는 것으로 하여야 한다.

위와같이 적정처리된 상층액을 실온에서 침전시켜 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 실온에서 침전시킨다.

이와 같이 얻어진 시료가 도1에 도시되어 있다.

상기와 같은 과정에서 얻어진 헤미셀룰로즈(hemicellulose)는 불용성 상태이기 때문에 이를 식이성의 반수용성 헤미셀룰로즈(hemicellulose)로 만들기 위해서는 다음과 같은 작업과정을 거치게 된다. 얻어진 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 수산화나트륨으로 처리한 후 헤미셀룰로즈(hemicellulose)가 뭉치지 않도록 적당하게 조절하면서 적정하여 pH를 맞추어 식이성의 반수용성헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 생성하였다.

얻어진 반수용성 헤미셀룰로즈의 현미경사진을 도2에 도시하였다.

위에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 헤미셀룰로즈(hemicellulose)의 분리방법은 자연상태에 널려져 있는 식물로부터 대량으로 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리 할 수 있도록 한다. 따라서 분리된 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 이용하여 식이성의 반수용성 헤미셀룰로즈를 대량으로 제조할 수 있어 경제적이고 인류의 건강에 기여할 수 있는 효과를 가진다.

Claims (4)

1. 전분을 제거하고 세절하여 아세톤으로 처리하여 엽록소를 제거한 식물의 잎이나 줄기 또는 세절한 목재를 알코올 추출 및 원심분리로 당류와 지방질, 당알코올을 제거한 다음, 1N 이하의 알카리처리하고 1N 이하의 염산처리하여 잔류하는 불순물을 제거하고 알카리 처리와 중화를 반복하고 pH를 조절하는 것으로 구성되는 식물로부터 반수용성의 헤미셀룰로즈(hemicellulse)를 분리하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는 식물로부터 반수용성의 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 알카리처리는 수산화나트륨을 사용하는 것을 특징으로 하는 식물로부터 반수용성의 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하는 방법
4. 제 1 항에 있어서, 제조되는 헤메셀룰로즈(hemicellulse)는 pH의 조절과 적정속도에 따라 그 길이와 크기를 결정함을 특징으로 하는 식물로부터 반수용성의 헤미셀룰로즈(hemicellulose)를 분리하는 방법