KR20020044115A - 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 돈피(pig skin)를 원료로 하여 보다 손쉽고 간편한 방법으로 마일드한 수용성 콜라겐을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 수용성 콜라겐은 돈피를 잘게 초핑한 후 종래의 산처리 및 세척과정의 전처리 과정을 거치지 않고 1, 2차에 걸친 효소처리 과정을 거쳐 저분자화된 수용성 콜라겐을 얻은 후 통상의 살균, 건조 과정을 거침으로써 제조될 수 있다.

본 발명에 따른 수용성 콜라겐은 인체에 흡수가 빠르고 차가운 물에도 쉽게 녹을 수 있는 마일드한 수용성 콜라겐으로 각종 기능성 음료 및 식품에 이용될 수 있다.

Description

마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법{Method for manufacturing mild water-soluble collagen}

본 발명은 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 돈피를 효소처리하여 저분자화함으로써 약품처리 및 탈염처리를 하지 않은 마일드한 수용성 콜라겐을 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적인 콜라겐 제조방법은 크게 원료 선별 단계, 원료의 전처리 단계, 추출 단계, 추출물을 이용한 수용성 콜라겐 제조 단계 및 정제 단계로 구성되어 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 선별된 돈피(pig skin)를 전처리 단계에서 산처리를 행한 다음, 추출을 용이하도록 하기 위하여 과량 투입된 약품을 다량의 물로 세척하는 공정을 거친다. 세척공정을 마친 돈피로부터 콜라겐을 추출하고 이 추출물을 이용하여 수용성 콜라겐을 제조한 후 순도를 높이기 위한 정제 공정으로 탈염처리 공정을 거침으로써 수용성 콜라겐을 제조하게 된다. 따라서 종래의 돈피로부터 콜라겐을 제조하는 방법은 전처리 단계 및 세척공정에서 발생하는 폐수처리를 위한 부가적인 장치가 요구되며, 산처리시 사용되는 독성이 강한 무기산을 제거하는 별도의 탈염과정이 필요하여 전체 제조 공정이 복잡하고 여러 단계를 거침으로써 수득 효율 또한 좋지 못하다.

따라서, 약품처리나 중금속 처리를 포함하는 복잡한 제조공정을 단순화하는 수용성 콜라겐의 제조방법이 절실히 요구된다.

이에 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 원료물질인 돈피를 산처리 단계 및 이에 따른 세척 공정 등의 중간 처리 공정을 거치지 않는 보다 단순화된 공정으로 수용성 콜라겐을 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 종래 방법에 따른 돈피 수용성 콜라겐의 제조방법을 나타낸 공정흐름도이다.

도2는 본 발명에 따른 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법을 나타낸 공정흐름도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법은 돈피를 초핑하여 원료 콜라겐을 제조하는 단계, 상기 원료 콜라겐에 물을 70:30 내지 50:50의 비율로 혼합한 다음, 상기 원료 콜라겐에 대하여 0.1 내지 1중량%의 제1 단백질 가수분해 효소를 첨가하여 55 내지 70℃에서 처리하는 제1 효소 처리 단계, 상기 제1 효소 처리된 콜라겐 용액에 상기 원료 콜라겐에 대하여 0.1 내지 0.5중량%의 제2 단백질 가수분해 효소를 첨가하여 45 내지 55℃에서 처리하는 제2 효소 처리 단계 및 상기 제2 효소 처리된 콜라겐 용액을 여과하여 이물질을 제거한후, 진공 농축, 살균 및 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 단백질 가수분해효소와 제2 단백질 가수분해효소는 모두 상기 원료 콜라겐을 저분자화하기 위한 효소로 각각 바실러스 린체니포미츠((Bacillus licheniformits)와 바실러스 아밀로퀘파시엠(Bacillus amyloquefaciems)을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 효소 처리 단계와 제2 효소 처리 단계는 각각의 효소들이 최적활동을 나타낼 수 있는 pH로 조절한 후 처리하는 것이 보다 바람직하며, 각각 pH 6.5 내지 8.5와 pH 5.5 내지 7.5로 조절하는 것이 좋다.

이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 원료물질인 돈피를 일정한 온도 및 pH 조건 하에서 특정 효소처리를 행하여 분자량 1,000 내지 2,000정도의 저분자 물질로 전환시킴으로써 산처리나 그에 따른 세척공정 및 탈염공정을 거치지 않고 간단하게 인체에 흡수가 빠른 마일드한 수용성 콜라겐을 얻는데 그 특징이 있다.

본 발명의 원료물질인 돈피는 냉동 또는 냉장 처리된 것이며, 이물질을 제거한 다음 파쇄기에 넣어 초핑하여 사용된다.

상기 초핑된 원료 콜라겐에 물을 70:30 내지 50:50의 비율로 혼합하여 균일하게 한 다음, 특정 단백질 가수분해 효소를 사용한 효소처리공법을 이용하여 콜라겐내의 친수성이 강한 성분을 뽑아냄으로써 수용성 콜라겐을 제조할 수 있다. 상기 단백질 가수분해 효소는 콜라겐을 체내 흡수가 빠른 분자량인 1,000 내지 2,000정도의 범위를 갖도록 저분자화할 수 있으며, 무엇보다 독성이 강한 무기산의 사용을 최소화하기 위하여 pH 중성범위에서 최적활성을 나타내는 것으로 바람직하게는 제1 단백질 가수분해 효소로 바실러스 린체니포미츠의 선택된 계통의 수중발효에 의해 생산된 효소가 사용될 수 있으며, 제2 단백질 가수분해 효소로 바실러스 아밀로퀘파시엠의 선택 체인에 의해 생산되는 박테리아적 효소로 특히 엔도-프로테아제(endo-protease)가 사용될 수 있다. 이때 상기 바실러스 린체니포미츠 효소는 pH 6.5 내지 8.5, 온도 55 내지 70℃에서 최적 활동을 나타내며, 상기 바실러스 아밀로퀘파시엠은 pH 5.5 내지 7.5, 온도 45 내지 55℃에서 단백질의 가수분해가 가장 잘 일어나므로 상기 콜라겐 용액의 pH를 각각의 최적 조건에 맞도록 조절하면서 처리하는 것이 바람직하다.

상기 효소처리는 콜라겐의 분자량이 약 1,000 내지 2,000 정도가 되면 콜라겐 용액의 온도를 85℃ 정도로 급격히 상승시켜 잔여 효소를 실활시킴으로써 종료되는데, 이때의 분자량은 반응기의 측면에 점성계를 부착하여 콜라겐의 점성도를 측정함으로써 확인할 수 있다.

본 발명에서는 상기 효소처리된 콜라겐 용액을 원심분리기를 이용하여 이물질을 제거한 후 여과한 콜라겐 용액을 진공 농축관을 이용하여 농도 40%정도까지 농축하고 살균처리 및 건조시킴으로써 마일드한 콜라겐 분말 제품을 완성한다.

이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명할 것이다. 그러나, 이하의 실시예는 단지 예시를 위한 것이므로, 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어서는 안 될 것이다.

[실시예]

냉장 처리된 돈피를 파쇄기로 초핑하여 원료 콜라겐을 제조한 후, 물과 상기 콜라겐을 30:70의 비율로 균일하게 혼합한 다음 상기 콜라겐 용액의 pH를 7.5로 조정하면서 콜라겐 대비 0.4중량%의 바실러스 린체니포미츠를 첨가하고 60℃에서 4시간동안 처리하였다. 처리된 상기 콜라겐 용액을 다시 pH 6.5로 조정하면서 바실러스 아밀로퀘파시엠을 0.2중량% 첨가하고 45℃에서 2시간동안 효소처리하면서 콜라겐의 점도 측정을 통하여 분자량이 1,000정도가 되면 온도를 85℃로 급격하게 상승시켜 여분의 효소를 실활시켜 반응을 종결하였다. 효소처리된 콜라겐 추출물을 원심분리기로 이물질을 제거한 후 필터프레스 여지필터를 사용하여 여과한 다음 농도 40%까지 진공 농축하였다. 농축된 콜라겐을 UHT TYPE 살균기를 이용하여 121℃에서 0.8초동안 연속적으로 순간 살균한 후 스프레이 드라이어를 이용하여 건조하여 품질 검사를 시행한 후 멸균 포장하여 원하는 마일드한 수용성 콜라겐을 제조하였다.

[비교예]

돈피를 2×5㎝의 크기로 절단하여 1.1% 황산 수용액이 담긴 원료처리 탱크에서 60시간동안 처리한 후 상기 원료 돈피의 약 10배의 세척수로 12시간동안 세척하였다. 상기 산처리 및 세척 과정을 거친 원료물질에 물을 넣고 중탕으로 각각 55℃, 65℃, 80℃의 온도에서 3회에 걸쳐 추출하여 원료 콜라겐을 얻은 후, 이 원료 콜라겐에 B 타입의 효소를 첨가하여 2시간동안 처리하고 펄프여과기를 사용하여 여과한 다음 2시간동안 양이온탑과 음이온탑을 통과시켜 탈염 정제하였다. 이후, 탈염된 콜라겐 용액을 40%까지 진공농축하고 고온살균 및 건조하여 수용성 콜라겐을 제조하였다.

상기 실시예와 비교예에 따른 수용성 콜라겐의 제조시 공정별 처리시간을 측정하여 다음의 [표1]에 나타내었으며, 제조된 수용성 콜라겐의 물성을 측정하여 다음의 [표2]에 나타내었다.

	산처리(시간)	세 척(시간)	추 출(시간)	1차효소처리(시간)	2차효소처리(시간)	탈 염(시간)	총소요시간
비교예	48-72	24	18	2	-	2	94-116
실시예	-	-	-	4	2	-	6

	외 관	취 기	pH(20%용액)	분자량	고형분(wt%)	수 분(wt%)	회 분(wt%)	질소함량(%)
실시예	담황색	무취	5.0-6.4	〉1,000	〉90	〈10	최대2.5	〉14

상기 [표1]에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 수용성 콜라겐의 제조방법(실시예)은 종래의 수용성 콜라겐의 제조방법(비교예)과 비교하여 산처리 및 세척단계를 거치지 않고 바로 효소처리를 행하며, 효소처리 후에 탈염정제 과정 또한 거칠 필요가 없어 총소요시간이 15 내지 20배 정도 단축됨을 알 수 있다.

또한 [표2]에서 알 수 있듯이, 상기 실시예에 따르면 중금속 처리를 위한 별도의 탈염 정제 과정을 거치지 않아도 회분의 양이 최대 2.5를 넘지 않으며 기타 다른 물성이 양호한 마일드한 콜라겐을 제조할 수 있다.

본 발명에 따르면, 종래의 콜라겐 제조과정에서 요구되는 전처리 단계를 거치지 않고 원료 돈피로부터 직접 수용성 콜라겐을 얻을 수 있어 전처리를 위한 장치 및 설비가 요구되지 않아 원가절감의 효과, 제조시간의 단축 효과 및 환경오염물질의 배출을 줄이는 효과가 있다.

또한, 상기 방법으로 제조된 수용성 콜라겐은 산처리 및 탈염 공정을 거치지 않아 독성이 강한 무기산이나 중금속이 없는 마일드한 수용성 콜라겐으로 기능성 음료, 영양보조 식품 또는 각종 가공식품의 단백강화제로서 사용이 용이하다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 돈피를 초핑하여 원료 콜라겐을 제조하는 단계;

   상기 원료 콜라겐에 물을 70:30 내지 50:50의 비율로 혼합한 다음, 상기 원료 콜라겐에 대하여 0.1 내지 1중량%의 제1 단백질 가수분해 효소를 첨가하여 55 내지 70℃에서 처리하는 제1 효소 처리 단계;

   상기 제1 효소 처리된 콜라겐 용액에 상기 원료 콜라겐에 대하여 0.1 내지 0.5중량%의 제2 단백질 가수분해 효소를 첨가하여 45 내지 55℃에서 처리하는 제2 효소 처리 단계; 및

   상기 제2 효소 처리된 콜라겐 용액을 여과하여 이물질을 제거한 후, 진공 농축, 살균 및 건조하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1효소 처리 단계는 상기 원료 콜라겐에 물을 첨가한 다음 pH를 6.5 내지 8.5로 조절한 후 효소처리됨을 특징으로 하는 상기 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 단백질 가수분해 효소가 바실러스 린체니포미츠(Bacilluslicheniformits)임을 특징으로 하는 상기 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제2효소 처리 단계는 상기 제1 효소처리된 콜라겐의 용액의 pH를 5.5 내지 7.5로 조절한 후 효소처리됨을 특징으로 하는 상기 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,

   상기 제2 단백질 가수분해 효소가 바실러스 아밀로퀘파시엠(Bacillus amyloquefaciems)임을 특징으로 하는 상기 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제2 효소 처리된 콜라겐의 분자량이 1,000 내지 2,000임을 특징으로 하는 상기 마일드한 수용성 콜라겐의 제조방법.