KR20070013368A - 수수에서 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은긴사슬지방을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수수로부터 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 수수에 유기용매를 가하여 가열접촉시킨 다음 액체를 분리하고, 분리한 액체 부분을 -40∼5℃에서 1∼48시간 보관하고 여과 또는 원심분리하여 침전물을 수득한 다음, 이 침전물에 남아 있는 유기용매를 진공, 부분 진공 또는 상압에서 제거하는 것을 특징으로 하여, 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법을 제공한다.

Description

수수에서 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법{Method for preparing long-chained lipids with the high concentration of policosanol or octacosanol from grain sorghum}

도 1은, 본 발명의 방법에 의해 통수수 분쇄물로부터 분리한 긴사슬 지방의 조성을 분석한 HPLC이다.

도 2는, 본 발명의 방법에 의해 통수수 분쇄물로부터 분리한 긴사슬지방중 폴리코사놀의 조성을 분석한 GC이다(도면의 숫자는 알콜의 탄소수이다).

본 발명은 수수로부터 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 검화를 거치지 않으며, 종래에는 사용하지 않은 원료인 수수로부터 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법에 관한 것이다.

폴리코사놀(policosanol)은 긴사슬지방 알콜의 혼합물이다. 종래, 폴리코 사놀은 주로 곡류의 겨층과 배아, 사탕수수, 과일의 외피(사과, 포도), 벌집, 기타 식물에서 추출한 왁스를 검화한 후 정제하여 얻는다. 폴리코사놀의 주성분은 옥타코사놀(C28:0)이기 때문에, "옥타코사놀"이라고도 불리며, 폴리코사놀에는 옥타코사놀 외에도 트리아콘타놀(C30:0)이 다량 함유되어 있으며, 도코사놀(C22:0), 테트라코사놀(C24:0), 헥사코사놀 (C26:0), 도트리아콘타놀(C32:0) 등도 함유되어 있다.

폴리코사놀은 혈청내 총 콜레스테롤과 LDL-콜레스테롤 수치를 낮추는 등 혈액내 지질 조성에 좋은 영향을 미치고, 혈소판 응고를 감소시키며, 관상동맥질환 환자의 운동수행능력을 향상시킬 뿐만 아니라 근력을 향상시키는 등 다양한 생리활성을 갖고 있음이 밝혀졌다.

우리나라에서도 폴리코사놀의 주성분인 옥타코사놀을 이용한 옥타코사놀 식품으로서, 미강, 소맥배아, 사탕수수, 사과 과피, 포도 과피 등의 식용식물로부터 추출한 유지에서 분리한 옥타코사놀 함유성분을 식용에 적합하도록 정제하거나 이를 주원료로 하여 섭취가 용이하도록 페이스트상, 분말, 과립, 정제 또는 캅셀 등으로 가공하여 사용하도록 정하고 있다. 또한 식용식물에서 추출, 분리한 옥타코사놀 성분 1.0% 이상 함유 유지를 식용에 적합하도록 정제한 "옥타코사놀"과 옥타코사놀에 다른 식품 또는 식품 첨가물을 가하여 최종적으로 옥타코사놀 성분을 0.5% 이상 함유하도록 제조·가공한 식품인 "옥타코사놀 가공식품"으로 유형을 분류하여 정하고 있다. 즉, 옥타코사놀은 유지에 옥타코사놀 함량이 1% 이상 함유하고 있으면 된다.

현재까지 폴리코사놀 또는 옥타코사놀을 얻기 위한 다양한 방법이 알려져 있다. 동물성·식물성 왁스 등의 천연 왁스에 함유된 다량의 고급 알콜을 분리하는 각종 방법이 알려져 있으나, 동물성·식물성 왁스는 긴사슬(탄소수 50 이상)이기 때문에 분해하기가 어렵고, 왁스 분해물인 탄소수 20∼38의 고급 지방산과 고급 알콜은 고융점, 고비점이며 용제에 대한 낮은 용해성 및 유사한 성상을 가지기 때문에, 분자 증류에 의해서도 순수하게 분리하는 것이 어렵다.

따라서, 동물성·식물성 왁스로부터 고급 알콜만을 추출 및 정제하는 종래의 방법은 분석 및 동정의 수단이었을 뿐, 분해시간이 오래 걸리고, 수율이 낮으며 비용이 많이 드는 점에서 그 제조가 어렵다. 즉, 정제된 미강 왁스를 검화한 후 알루미나 칼럼을 이용하여 용제 분획하여 고급 알콜을 얻는 방법(일본 공업 화학 잡지, 72권 12호, p96, 1969)은 분석, 정량을 위한 것이며 미강 왁스의 검화 공정을 거쳐야만 유리상태의 폴리코사놀 또는 옥타코사놀을 얻을 수 있다.

또한, 소량의 동물성·식물성 왁스를 대량의 알카리성 알콜로 검화 분해하여 지방산염과 고급 알콜의 혼합물을 이온교환수지 칼럼을 이용하여 지방산 염을 흡착시키고 고급 알콜을 용출분리하는 방법(일본 유화학 27권 5호 p366, 1978)도 역시 분석 및 동정의 수단일 뿐이며, 검화과정을 거쳐야만 한다.

또, 일본국 특허공개 소60-178833호에는 왁스를 알칼리로 가수분해한 후 염화칼슘 등의 금속염 수용액을 가하여 지방산을 검화하여 분리제거하는 것을 특징으로 하는 고급 알콜 농축법이 제시되어 있으나, 침전물이 점성을 가지고 있어 여과에 어려움이 많고 상층액만을 회수할 경우 수율이 저하되는 문제가 있다.

또한, 일본국 특허공개 소61-207350호에는 고형 알칼리를 직접 왁스에 반응시키는 방법이 제시되어 있으나, 가열상태에서 강한 알칼리내성이 있는 반응조를 사용해야하며, 용제가 첨가되지 않은 상태에서 비수용성인 왁스와 수용성인 알칼리의 접촉이 문제가 된다.

또한, 일본국 특허공개 소62-6993호에는 천연 왁스를 유기용제에 이용하여 에스테라제 활성을 갖는 효소를 작용시키는 것을 특징으로 하는 천연왁스의 가수분해 방법이 제시되어 있으나, 생산시설비의 증가가 야기되어 실효성면에서 부족하다.

또한, 일본국 특허공개 소62-87537호에는 동물성·식물성 왁스를 검화분해한 후 얻어진 고급 지방산염과 고급 알콜의 혼합물로부터 초임계 유체 추출장치를 이용하여 고급알콜을 순도 높게 추출하는 방법이 제시되어 있으나, 초임계 추출 장치 설비비용 등의 과다하게 발생한다는 문제가 있다.

상기한 문제점을 해소하기 위한 방법으로서, 한국 특허 공고 특1995-0005374호에는 비정제된 왁스 또는 정제 왁스인 카르나우바 왁스, 칸데리아 왁스, 사탕수수 왁스, 미강 왁스, 밀납 등의 왁스에 알칼리성 알콜 용액을 가한 혼합용액을 교반하면서 환류하에서 미분해 왁스가 검출되지 않을 때까지 반응시키고, 이 검화산물에 염산, 황산 등의 수용액을 첨가하여 과량의 알칼리를 중화하고 산성화하여 상층의 지방산 및 고급알콜을 분리한 다음, 고급알콜이 함유된 고형물질을 여과 및 건조한 다음 부탄올, 프로판올, 에탄올, 메탄올 등으로 재결정하고 실리카겔, 활성탄, 백토 등으로 탈색하여 고급 알콜을 정제하는 방법이 제시되어 있다.

그러나, 상기한 방법은 모두 검화 과정을 거치기 때문에 그 제조공정이 복잡할 뿐만 아니라, 원료인 왁스로부터 회수되는 폴리코사놀 또는 옥타코사놀의 함량도 매우 낮다.

또한, 밀납으로부터 고급 알콜을 추출하는 방법이 미국 특허 제 6,225,354호 및 제 6,235,795호에 제시되어 있으며, 특히 미국 특허 제 6,225,354호에 밀납에는 유리상태의 고급 알콜이 존재하므로 검화 공정을 거치지 않고 직접 추출하는 방법이 제시되어 있으나, 고급 알콜의 함유량이 매우 적어 추출에 큰 어려움이 있다.

또, 사탕수수로부터 고급 알콜을 추출하는 방법이 미국 특허 제 5,633,156호 및 제 5,856,316호에 제시되어 있으며, 이들 방법은 탄소수 24 내지 34의 고급 알콜을 얻는 방법이다. 사탕수수에는 유리(free) 상태의 고급 알콜이 매우 적게 함유되어 있기 때문에, 충분한 양의 고급 알콜을 얻기 위해서는 강알칼리 조건에서 에스테르 형태의 왁스를 가수분해하는 검화공정을 거쳐야 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 한국 특허공개 제 10-2004-0024279호에서는 종래 고급 알콜 추출에 사용되는 원료물질에 비해 화분에서 다량의 고급 알콜, 특히 옥타코사놀을 얻을 수 있음에 착안하여, 화분으로부터 고급알콜을 제조하는 방법을 제시하고 있다.

그러나, 수수로부터 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법에 대해서는 밝혀져 있지 않다.

본 발명은 종래 사용하지 않은 수수(여기서, 수수는 도정하지 않은 통수수, 도정하지 않은 통수수의 분쇄물, 수수 겨 및 수수를 이용한 알콜발효 부산물 모두를 의미함)를 원료로 하며, 수수에서 검화 과정을 거치지 않고 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은, 수수에서 폴리코사놀 또는 옥타코사놀을 추출하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 검화를 거치지 않으며, 종래에는 사용하지 않은 원료인 수수로부터 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법에 관한 것이다.

수수의 표면에는 왁스와 비슷한 물질이 다량 존재하는데, 이 물질은 다른 왁스와는 달리 왁스 에스테르 형태가 아닌 유리 형태의 긴사슬 알콜, 즉 폴리코사놀 또는 옥타코사놀이 다량 존재하는 것이 밝혀졌다.

따라서, 수수를 원료로 사용할 경우 검화 과정을 거치지 않고 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 얻을 수 있다.

본 발명의 제조방법은, 수수를 원료로 하며, 원료에 유기용매를 가하여 가열환류시키거나 가열한 유기용매를 흘려 보내어 수수와 접촉하도록 한 후 액체를 분리하고, 분리한 액체 부분을 -40∼5℃에서 1∼48시간 보관하고 여과 또는 원심분리하여 침전물을 수득한 다음, 이 침전물에 남아 있는 유기용매를 진공, 부분 진공 또는 상압에서 제거하는 것을 특징으로 하여, 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법이다.

본 발명에 있어서 수수로는 도정하지 않은 통수수, 도정하지 않은 통수수의 분쇄물, 수수 겨 및 수수를 이용한 알콜발효 부산물 등의 수수 가공부산물을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 있어서 유기용매로는 유지 추출에 사용되는 유기용매라면 사용가능하고, 그 예로서 헥산, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 에테르, 클로로포름 등이 있으며, 안전성 측면에서 헥산 및 에탄올이 특히 바람직하다.

상기한 방법의 이해를 돕기 위해 아래와 같이 구체적인 실시예를 예로 들어 설명하되 특허 범위는 본 실시예에 한정하지 않는다.

(실시예 1)

도정하지 않은 통수수에서 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방의 추출

도정하지 않은 통수수 400 g에 헥산 400 ㎖를 가하고 비등점까지 가열하여 30분 동안 환류시켰다. 이것을 손으로 만질 수 있을 정도의 뜨거운 상태(약 50℃)에서 여과하여 여액을 수득하였다. 남아있는 고형물질에 헥산 400 ㎖를 가하여 가열환류시켜 여과하는 과정을 2회 반복하여 얻은 여액을 합하였다. 합한 여액을 마개가 있는 용기에 담아 -18℃에서 8 시간 냉동보관하였다. 이렇게 냉동시킨 여액을 그대로 진공 여과하여 침전물을 분리하였다. 침전물을 분리하고 남은 여액은 다시 냉동 보관한 후 위와 같은 방법으로 2회 더 반복 진공 여과하여 침전물을 분리하였다. 분리한 침전물을 실온에서 1 일 이상 건조시켜 남아 있는 용매를 제거하여 긴사슬지방 0.69 g을 얻었다. 즉, 도정하지 않은 통수수에서 분리 한 긴사슬지방은 수수 건물 대비 0.19%(무게/무게)이었다.

또한, 도정하지 않은 통수수에서 분리한 긴사슬지방을 HPLC를 사용하여 분석한 결과, 폴리코사놀 함량은 긴사슬지방 건물 대비 35.4%(무게/무게)를 차지하였다. 또, 폴리코사놀의 조성을 GC에 의해 분석한 결과, 옥타코사놀은 전체 폴리코사놀 건물 대비 30.4%(무게/무게), 트리아콘타놀 44.4%, 도코사놀 4.2%, 테트라코사놀 3.1%, 헥사코사놀 7.5%, 도트리아콘타놀 6.4%, 기타 4.0% 이었다.

(실시예 2)

도정하지 않은 통수수 분쇄물에서 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방의 추출

도정하지 않은 통수수 분쇄물 400 g에 헥산 400 ㎖를 가하고 비등점까지 가열하여 30분 동안 환류시켰다. 이것을 손으로 만질 수 있을 정도의 뜨거운 상태(약 50℃)에서 여과하여 여액을 수득하였다. 남아있는 고형물질에 헥산 400 ㎖를 가하여 가열환류시켜 여과하는 과정을 2회 반복하여 얻은 여액을 합하였다. 합한 여액을 마개가 있는 용기에 담아 -18℃에서 8 시간 냉동보관하였다. 이렇게 냉동시킨 여액을 그대로 진공 여과하여 침전물을 분리하였다. 침전물을 분리하고 남은 여액은 다시 냉동 보관한 후 위와 같은 방법으로 2회 더 반복 진공 여과하여 침전물을 분리하였다. 분리한 침전물을 실온에서 1 일 이상 건조시켜 남아 있는 용매를 제거하여 긴사슬지방 0.75 g을 얻었다. 즉, 도정하지 않은 통수수 분쇄물에서 분리한 긴사슬지방은 수수 건물 대비 0.21%(무게/무게)이었다.

또한, 도정하지 않은 통수수 분쇄물에서 분리한 긴사슬지방을 HPLC를 사용하여 분석한 결과, 폴리코사놀 함량은 긴사슬지방 건물 대비 34.2%(무게/무게)를 차지하였다. 또, 폴리코사놀의 조성을 GC에 의해 분석한 결과, 옥타코사놀은 전체 폴리코사놀 건물 대비 30.7%(무게/무게), 트리아콘타놀 46.0%, 도코사놀 3.5%, 테트라코사놀 3.0%, 헥사코사놀 6.6%, 도트리아콘타놀 7.2%, 기타 3.0% 이었다.

(실시예 3)

수수 겨에서 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방의 추출

수수 겨 400 g에 헥산 400 ㎖를 가하고 비등점까지 가열하여 30분 동안 환류시켰다. 이것을 손으로 만질 수 있을 정도의 뜨거운 상태(약 50℃)에서 여과하여 여액을 수득하였다. 남아있는 고형물질에 헥산 400 ㎖를 가하여 가열환류시켜 여과하는 과정을 2회 반복하여 얻은 여액을 합하였다. 합한 여액을 마개가 있는 용기에 담아 -18℃에서 8 시간 냉동보관하였다. 이렇게 냉동시킨 여액을 그대로 진공 여과하여 침전물을 분리하였다. 침전물을 분리하고 남은 여액은 다시 냉동 보관한 후 위와 같은 방법으로 2회 더 반복 진공 여과하여 침전물을 분리하였다. 분리한 침전물을 실온에서 1 일 이상 건조시켜 남아 있는 용매를 제거하여 긴사슬지방 4.0 g을 얻었다. 즉, 수수 겨에서 분리한 긴사슬지방은 수수 건물 대비 1.1%(무게/무게)이었다.

또한, 수수 겨에서 분리한 긴사슬지방을 HPLC를 사용하여 분석한 결과, 폴리코사놀 함량은 긴사슬지방 건물 대비 33.2%(무게/무게)를 차지하였다. 또, 폴리 코사놀의 조성을 GC에 의해 분석한 결과, 옥타코사놀은 전체 폴리코사놀 건물 대비 30.4%(무게/무게), 트리아콘타놀 45.6%, 도코사놀 4.2%, 테트라코사놀 3.0%, 헥사코사놀 7.2%, 도트리아콘타놀 6.6%, 기타 3.0% 이었다.

본 발명에 따른 방법에 의해, 최근 인체에 대한 우수한 효능이 알려지면서 건강기능식품의 한 소재로 관심이 높아지고 있는 폴리코사놀 또는 옥타코사놀을 다량 함유하는 긴사슬지방을 수수로부터 분리할 수 있다. 종래의 폴리코사놀 또는 옥타코사놀은 왁스 에스테르가 주성분인 왁스를 검화하고 중화 및 정제 등의 과정을 거쳐서 제조하지만, 수수에서 추출한 긴사슬지방에는 유리 형태의 폴리코사놀 또는 옥타코사놀이 존재하므로, 본 발명에 따른 방법에 의해 검화 과정없이 간단한 공정으로 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 직접 제조할 수 있다.

Claims (3)

1. 수수에 유기용매를 그 용매의 비등점 이하로 가열하여 15∼120분 동안 환류시키거나 가열한 유기용매가 수수에 흐르도록 한 후, 뜨거운 상태(유기용매의 비등점 이하)에서 액체 부분을 분리한 후, 분리한 액체 부분을 -40∼5℃에서 1∼48시간 보관하여 침전시키고, 여과 또는 원심분리하여 침전물을 수득한 다음, 이 침전물에 남아 있는 유기용매를 진공, 부분 진공 또는 상압에서 제거하는 것을 특징으로 하여, 폴리코사놀 또는 옥타코사놀 함량이 높은 긴사슬지방을 제조하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 수수가 도정하지 않은 통수수, 도정하지 않은 통수수의 분쇄물, 수수 겨 및 수수를 이용한 알콜발효 부산물로 구성된 그룹중에서 선택되는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 유기용매가 헥산, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 에테르, 클로로포름으로 구성된 그룹중에서 선택되는 방법.

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