KR20030010293A - 고분자량의 수용성 키토산을 함유하는 음료 - Google Patents
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Abstract
중량평균분자량이 약 600,000인 수용성 키토산, 보다 상세하게는 탈아세틸화도가 90%이상이며, 떫은 맛이 제거된 고분자량의 수용성 키토산을 0.05 내지 2중량% 함유하여, 체내 콜레스테롤 및 중성지방 배출, 다이어트, 면역력 증강, 유해 음이온 배출 등에 탁월한 기능을 가진 음료를 제공한다.
Description
본 발명은 고분자량의 수용성 키토산을 함유하는 음료에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탈아세틸화도가 90%이상이며, 떫은 맛이 제거된 고분자량의 수용성 키토산을 함유하여 다이어트, 면역력 증강의 효능을 가진 기능성 음료에 관한 것이다.
1980년대 중반부터 산업분야에서 키토산의 다양한 용도가 밝혀지기 시작하면서 특정용도 및 응용분야에 부합되는 고유한 물성을 갖는 키토산 원료와 그 유도체의 개발이 활기를 띠기 시작하였다.
1980년대 초부터 1980년대 후반에 해당하는 기간 동안에 밝혀진 키토산의 용도는 대략 폐수처리 응용분야, 농업 응용분야, 식품과 음료 응용분야, 화장품 응용분야, 보건 위생 응용분야, 섬유관련 응용분야, 의약품 응용분야 등으로 대별될 수 있다. 그러나 앞에 제시된 고유한 응용분야에서 최적의 효능이 발휘되려면 사용되는 키토산 자체가 엄격히 차별화되어야만 한다는 사실이 밝혀진 것은 최근의 일이다. 키토산이 유래되는 갑각의 종류(게, 새우, 갑오징어, 곤충의 갑각), 키토산의분자량과 결정화도, 키토산의 순도, 키토산의 탈아세틸화도의 차이로부터 키토산의 차별화가 이루어질 수 있다.
특히, 키토산은 천연물 중 유일하게 아미노기(NH2+) 이온을 가지고 있어 화학적으로 음이온과 결합하기 쉬운 성질을 가지고 있어서 체내에서 유해한 중금속, 세균, 바이러스, 다이옥신 등과 같은 음이온을 배출시키는 역할을 할 수 있다.
또한, 키토산은 과잉의 지방물질과 결합함으로써 소화기 계통에서 지방질 포획제로 작용하기 때문에 지방질과 콜레스테롤을 포획하여 체외로 배출시키는 것으로 알려져 있다.
이러한 키토산의 기능을 기반으로 키토산을 함유하는 음료의 제조가 이루어지고 있는데, 현재까지 개발된 음료에 대하여 살펴보면 다음과 같은 것이 있다.
첫째는 키토산 올리고당을 함유하는 음료이다. 키토산 올리고당은 중성의 물에 용해 가능할 뿐만 아니라 고유한 쓴맛이 거의 없기 때문에 음료에 사용하는 것은 큰 문제가 없지만 고가이기 때문에 바람직하지 않다.
둘째는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 20,000인 수용성 키토산을 함유하는 음료이다(대한민국특허 출원번호 10-1995-3290 참조). 이 음료는 상기 키토산 올리고당에 비하여 저가라는 장점이 있으나, 키토산의 체내 음이온 배출 능력, 지방질과 콜레스테롤 체외 배출 능력 등의 생리활성 능력에 있어서는 분자량이 낮기 때문에 저하되는 문제점이 있다.
셋째는 중량평균분자량이 약 10,000 내지 100,000인 키토산을 함유하는 음료이다(대한민국특허 출원번호 10-2000-41551 참조). 이 경우에도 키토산의 체내 음이온 배출 능력, 지방질과 콜레스테롤 체외 배출 능력 등의 생리활성 능력을 충분히 발휘하기에는 분자량이 낮은 음료이다.
상술한 바와 같이 현재 개발된 키토산 함유 음료들은 저분자량의 키토산을 사용하기 때문에 키토산의 생리활성 능력을 충분히 이용하지 못하고 있는 문제가 있는데, 이와 같은 문제는 고분자량이면서 수용성인 키토산이 개발되지 않았기 때문이다.
그러나, 본 발명자는 중량평균분자량이 약 600,000이면서 수용성인 키토산을 제조하는데 성공함(대한민국특허출원 10-2001-19303 참조)에 따라 키토산의 생리활성 능력을 충분히 발휘하여 다이어트, 유해 음이온 배출, 면역력 증강 등에 종래의 키토산 음료보다 더 탁월한 음료를 제공할 수 있게 되어 본 출원에 이른 것이다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 고분자량의 수용성인 키토산, 더욱 상세하게는 탈아세틸화도가 90% 이상이며, 떫은 맛이 제거된 고분자량의 수용성 키토산을 함유하여 다이어트, 유해 음이온 배출, 면역력 증강 등에 있어서 효과가 뛰어난 기능성 음료를 제공하는 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은,
중량평균분자량이 약 600,000이며 수용성인 키토산 0.05 내지 2중량%와 잔부 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산을 함유하는 음료를 제공한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음료에 있어서, 상기 키토산은 탈아세틸화도가 90%이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음료에 있어서, 상기 키토산의 함량은 0.05 내지 0.5중량%인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음료는 레몬-라임 향, 쑥 향, 보리 향, 커피 향, 쌍화차 향 및 누룽지 향으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 가향제를 0.01 내지 1중량% 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음료는 보존제를 0.01 내지 1중량% 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음료는 초산, 프로피온산, 젖산, 아스코르빈산, 사과산, 주석산, 구연산, α-메틸 사과산, β-하이드록시글루탐산 및 케토글루콘산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산성 성분을 0.1 내지 10중량% 더 포함하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 음료는 매실 엑스를 0.1 내지 10중량% 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 따른 음료와 이의 제조방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
우선, 본 발명에 따른 음료의 주원료인 중량평균분자량이 약 600,000이면서 수용성인 키토산의 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.
참고적으로 상기의 키토산 제조방법은 본 발명자에 의하여 출원번호 제 10-2001-19303호로 대한민국에 특허출원되어 있다.
기존의 키토산을 염화나트륨과 아스코르빈산 혼합 수용액에 가한 다음 초음파 처리하여 고분자량으로 분획하고 수용성을 가질 수 있도록 한다.
키토산은 사슬구조를 가지는 고분자로서 최저에너지 상태에 있는 분자들을 초음파를 가하여 진동시키면 고분자들은 파동하게 되며 약간의 에너지만으로도 수용화되고 고분자로 분획될 수 있는 것이다. 상기 아스코르빈산은 키토산의 수산화 작용을 돕는 기작 물질이 되고, 염화나트륨은 에너지의 파동에서 분산제 및 외부 에너지 준위가 높은 물질이기 때문에 키토산의 상대 에너지 파동을 돕는 물질이 된다.
상기 초음파 처리 단계에서는 약 20 내지 40㎑의 초음파를 약 10 내지 60분간 가하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 염화나트륨과 아스코르빈산 혼합 수용액 중에서 염화나트륨의 농도가 0.05 내지 0.15몰농도이고, 아스코르빈산의 농도가 0.05 내지 0.015몰농도인 것이 바람직하며, 또한, 상기 염화나트륨과 아스코르빈산 혼합 수용액 1ℓ에 대하여 키토산 약 100g 정도를 부가하는 것이 좋다.
이어서, 초음파 처리 결과물을 원심분리하여 상등액은 제거하고 하부에 가라앉은 것을 취하여 95%이상의 에탄올을 세척하고 이를 건조하면 중량평균분자량이 약 600,000이면서 수용성인 키토산을 얻을 수 있다.
원심분리 단계 및 에탄올 세척 단계를 거치는 이유는 초음파 처리 단계에서 키토산의 표면에 붙어 있는 불순물이나 수분 등을 제거하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 과정을 통하여 고분자량의 수용성인 키토산의 제조가 가능하지만, 제조되는 키토산의 색상을 백색으로 하고, 살균 등을 통하여 안전성을 높이기 위하여, 초음파 처리 단계 전에 과량의 과산화수소수로 세척하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.
또한, 고분자량의 수용성인 키토산을 탈아세틸화도가 90% 이상이며, 떫은 맛이 제거될 수 있도록, 상술한 제조방법 중에서 원심분리한 결과물을 물에 용해시키고 이를 여과하고 동결건조하는 단계를 수행하는 것이 바람직하다.
상기 여과시 필터의 공극 크기는 25 내지 50㎛인 것이 좋으며, 이러한 여과 단계를 통하여 수용액 중의 불순물로 포함되어 있는 이온, 먼지 등을 제거되어 떫은 맛이 제거될 수 있다.
또한, 상기 동결건조 단계는 일반적인 동결건조기를 이용하여 약 -70℃에서 급속 냉동하여 수행되며, 이러한 동결건조 단계를 통하여 수분이 거의 완전히 제거되어 탈아세틸화도가 90% 이상으로 높아지게 되는 것이다.
이어서, 상술한 바와 같은 제조방법으로 제조된 키토산, 상세하게는 중량평균분자량이 약600,0000이면서 수용성인 키토산, 더욱 상세하게는 탈아세틸화도가 90% 이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산을 함유하는 음료의 제조과정을 살펴보기로 한다.
먼저, 키토산, 상세하게는 중량평균분자량이 약600,0000이면서 수용성인 키토산, 더욱 상세하게는 탈아세틸화도가 90% 이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산을 물, 바람직하게는 정제수에 용해시킨다. 이 때에 키토산 수용액 중에서 키토산의함량은 0.05 내지 2중량%가 되게 한다.
상기 키토산의 함량이 0.05중량% 미만인 경우에는 키토산에 의한 유해 음이온 배출, 면역력 증강, 지방질 및 콜레스테롤 체외 배출 등의 작용 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있으며, 또한 키토산의 함량이 2중량%를 넘으면 키토산 수용액의 점도가 너무 높아지는 문제점이 있다.
키토산의 생리활성 능력과 키토산의 함유 음료의 점도 등을 고려하여 기능성 음료로서의 소비자 기호를 맞추기 위해서는 상술한 바와 같은 키토산의 함량이 0.05 내지 0.5중량%인 것이 더욱 바람직하다.
상술한 바와 같이 키토산, 상세하게는 중량평균분자량이 약600,0000이면서 수용성인 키토산, 더욱 상세하게는 탈아세틸화도가 90% 이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산을 음료 총 중량에 대하여 0.05 내지 2%, 바람직하게는 0.05 내지 0.5% 포함되도록 물, 바람직하게는 정제수에 용해시키면 1차적으로 본 발명에 따른 고분자량의 수용성 키토산을 함유하는 기능성 음료의 제조는 완료된다.
또한, 상술한 바와 같은 음료를 소비자의 기호에 맞추기 위해서, 상기 음료에 레몬-라임 향, 쑥 향, 보리 향, 커피 향, 쌍화차 향 및 누룽지 향으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 가향제를 0.01 내지 1중량% 더 포함시키는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 가향제 외에 초산, 프로피온산, 젖산, 아스코르빈산, 사과산, 주석산, 구연산, α-메틸 사과산, β-하이드록시글루탐산 및 케토글루콘산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산성 성분을 0.1 내지 10중량% 더 포함시켜산미를 가미하여 맛을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 음료 복용자의 소화촉진 및 장기능을 활성화시키기 위해서, 본 발명에 따른 음료 총 중량에 대하여 약 0.1 내지 10%의 매실 엑스를 더 포함시키는 것이 바람직하다.
그리고, 키토산은 식품에 대한 항균력이 있기 때문에 키토산 함유 음료의 경우에는 별다른 보존제의 사용이 불필요하지만 장기 보관을 위해서는 키토산 함유 음료의 총 중량에 대하여 0.01 내지 1중량%의 보존제 포함시킬 수도 있다.
이러한 보존제는 음료 분야에 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하며, 그 예로는 안식향산, 안식향산나트륨, 소르벤, 소르벤나트륨, 파라벤류 등을 들 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다. 하기의 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(본 발명에 따른 음료의 주원료가 되는 키토산의 제조예 1)
본 제조예에서는 키토산의 농도가 1중량%가 되도록 초산에 키토산을 녹인 다음 25℃에서 B형 점도계로 측정하여 점도가 약 1200cps가 되는 키토산을 출발물질로 사용하였다.
염화나트륨과 아스코르빈산을 그 농도가 각각 0.1몰이 되도록 물에 용해시킨 혼합 수용액 2ℓ를 초음파 추출기(미국에 소재하는 프로 라도(Pro Lado)에서 만든 모델명 Sox Wave 100)에 넣은 다음, 이어서 상기 키토산 200g을 상기 혼합 수용액에 부가하고 30℃에서 20분간 20㎑의 초음파를 가하여 반응시켰다.
이어서, 상기 반응 결과물을 7,000rpm에서 15분간 원심분리기(비전과학에서 제조한 모델명 VS-21SMTN)를 통하여 원심분리한 다음 상등액은 제거하고, 이어서 과량의 95% 에탄올로 30분간 세척하였다.
마지막으로 세척한 결과물을 자연건조하여 고분자량의 수용성 키토산 180g(수율 90%)을 제조하였다.
(본 발명에 따른 음료의 주원료가 되는 키토산의 제조예 2)
본 제조예에서는 키토산의 농도가 1중량%가 되도록 초산에 키토산을 녹인 다음 25℃에서 B형 점도계로 측정하여 점도가 약 1200cps가 되며, 탈아세틸화도가 80% 이상인 키토산을 출발물질로 사용하였다.
염화나트륨과 아스코르빈산을 그 농도가 각각 0.1몰이 되도록 물에 용해시킨 혼합 수용액 2ℓ를 초음파 추출기(미국에 소재하는 프로 라도(Pro Lado)에서 만든 모델명 Sox Wave 100)에 넣은 다음, 이어서 상기 키토산 200g을 상기 혼합 수용액에 부가하고 30℃에서 20분간 20㎑의 초음파를 가하여 반응시켰다.
이어서, 상기 반응 결과물을 12,000rpm에서 30분간 원심분리기(비전과학에서 제조한 모델명 VS-21SMTN)를 통하여 원심분리한 다음 상등액은 제거하였다.
이어서, 원심분리한 결과물을 물에 용해시켜 약 2중량% 수용액을 만든 다음에 진공펌프를 이용하여 공극의 크기가 30㎛인 필터로 강제여과하였다.
이어서, 상기 여과 잔류물을 동결건조기에 넣고 -70℃에서 냉동한 후 건조한 다음 분쇄하여 고분자량의 수용성 키토산 120g(수율 60%)을 제조하였다.
본 제조예에서 제조한 키토산은 탈아세틸화도가 90%이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산이 제조된다.
(본 발명에 따른 음료 제조 실시예 1)
상기 제조예 1에서 제조한 키토산 1g을 교반기를 이용하여 교반하면서 정제수 948g에 부가하여 용해시켰다. 다음으로 이 키토산 수용액에 보존제로서 안식향산나트륨 0.5g, 매실 엑스(제조원: 설악마을) 50g 및 레몬-라임 향(제조원: 코리아 아로마틱스) 0.5g을 첨가하고 용해시켜 본 발명에 따른 고분자량 키토산을 함유하는 음료 1000g을 제조하였다.
(본 발명에 따른 음료 제조 실시예 2)
매실 엑스 대신에 사과산 50g을 사용하고, 보존제로 사용되는 안식향산나트륨을 부가하지 않은 것을 제외하고는 상기 음료 제조 실시예 1과 동일한 방법으로 본 발명에 따른 고분자량 키토산을 함유하는 음료를 제조하였다.
(본 발명에 따른 음료 제조 실시예 3)
상기 제조예 2에서 제조한 키토산 5g 교반기를 이용하여 교반하면서 정제수 944g에 부가하여 용해시켰다. 다음으로 이 키토산 수용액에 보존제로서 안식향산나트륨 0.5g, 구연산 50g 및 쑥 향(제조원: 코리아 아로마틱스) 0.5g을 첨가하고 용해시켜 본 발명에 따른 고분자량 키토산을 함유하는 음료 1000g을 제조하였다.
상술한 바와 같이 제조된 키토산 음료는 고분자의 수용성 키토산을 함유하고 있기 때문에, 담즙산과 결합하고 지방과 응집하여 체내 흡수를 막아주므로 혈중 콜레스테롤과 중성 지방을 조절해주는 기능이 뛰어나 콜레스테롤이 과잉 축적되어 발생할 수 있는 심장병, 동맥경화, 뇌졸중, 고지혈증 등을 예방할 수 있다. 또한, 필요량 이상 섭취한 지방을 효과적으로 체외로 배출시키는 작용 체내에 축적되어 있던 과잉 지방질을 서서히 분해하여 체외로 배출시키는 작용 등이 종래의 키토산 음료보다 증강되어 다이어트 분야에도 탁월한 효능을 보일 수 있다.
그리고, 수용성 고분자 키토산을 함유하는 음료는 체내에서 흡수되어 인체 면역계(자유치유력)를 활성화시켜 면역력을 증강시키는 기능성도 가지고 있다.
본 발명에 따라 제조되는 키토산 음료는 중량평균분자량이 약 600,000인 수용성 키토산, 더욱 상세하게는 탈아세틸화도가 90%이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산을 사용하므로 키토산의 생리활성 기능을 충분히 발휘할 수 있으며, 또한 소비자의 다양한 기호를 충족시킬 수 있는 장점을 가진 기능성 음료이다.
Claims (7)
- 중량평균분자량이 약 600,000이며 수용성인 키토산 0.05 내지 2중량%와 잔부 중량%의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산을 함유하는 음료.
- 제 1항에 있어서,상기 키토산이 탈아세틸화도가 90%이상이며, 떫은 맛이 제거된 키토산인 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산을 함유하는 음료.
- 제 1항 또는 2항에 있어서,상기 키토산의 함량이 0.05 내지 0.5중량%인 것을 특징으로 하는 고분자량의 키토산을 함유하는 음료.
- 제 1항 또는 2항에 있어서,레몬-라임향, 쑥 향, 보리 향, 커피 향, 쌍화차 향 및 누룽지 향으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 가향제를 0.01 내지 1중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산 함유 음료,
- 제 1항 또는 2항에 있어서,보존제를 0.01 내지 1중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산 함유 음료.
- 제 1항 또는 2항에 있어서,초산, 프로피온산, 젖산, 아스코르빈산, 사과산, 주석산, 구연산, α-메틸 사과산, β-하이드록시글루탐산 및 케토글루콘산으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 산성 성분을 0.1 내지 10중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산 함유 음료.
- 제 1항 또는 2항에 있어서,매실 엑스를 0.1 내지 10중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자량의 수용성 키토산 함유 음료.
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