KR20080027722A - 식품 - Google Patents

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미우라고교 가부시키카이샤
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Abstract

생체에서의 폴리염화비페닐의 축적 억제 효과가 높아진 식품은, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하고 있다. 여기서 사용되는 탄소재는, 통상 평균 세공 직경이 0.70 ∼ 0.90㎚ 이고 또한 비표면적이 950 ∼ 1,600㎡/g 이다. 이 식품은 식품 중에 함유되어 있거나, 생체 내에 축적되어 있는 폴리염화비페닐을 함유하는 다이옥신류를 탄소재로 흡착할 수 있다. 또, 식품에 함유되는 이러한 탄소재는 섭취된 후, 생체로부터 배설물과 함께 배설될 수 있다.
탄소재, 폴리염화비페닐

Description

식품{FOOD}
본 발명은 식품, 특히 탄소재를 함유하는 식품에 관한 것이다.
식용어 시장에 있어서는, 양식 기술의 진보를 배경으로 하여, 방어나 도미 등의 다양한 양식어가 대량으로 공급되고 있고, 어종에 따라서는, 양식어의 시장 점유율이 천연어의 점유율을 크게 상회하게 되었다.
그런데, 식용어의 양식에 있어서는, 치어의 단계부터 사료를 적극적으로 급이(給餌)하고 있다. 여기서 사용되는 사료는, 통상, 정어리 등의 어개류(魚介類)계 재료로 조제한 다진 고기나 어분, 혹은 이들에 어유나 각종 첨가물을 혼합한 것인데, 어개류계 재료는, 자연 환경 중에 포함되는 다이옥신류를 미량으로 함유하고 있기 때문에, 이러한 사료 중에도 어개류계 재료에서 유래되는 다이옥신류가 미량으로 존재하게 된다. 이 때문에, 이러한 사료를 섭취하면서 성장한 양식어는, 사료 중에 함유되는 다이옥신류를 생물 농축에 의해 농축시켜, 그것들을 체내에 축적하고 있을 우려가 있다. 다이옥신류는, 일본의 다이옥신류 대책 특별 조치법 (1999년 법률 제105호) 에서 규정되어 있는 바와 같이, 폴리염화디벤조-파라-디옥신 (PCDDs), 폴리염화디벤조푸란 (PCDFs) 및 폴리염화비페닐 (PCBs) (특히, 코플레이너 폴리염화비페닐 (Co-PCBs)) 을 총칭한 것이고, 이른바 환경 호르몬으로서의 작용을 나타내기 때문에, 그것들을 축적한 양식어를 장기간 계속적으로 식료로서 섭취하면, 인체에 대한 악영향이 염려된다.
그래서, 본원 출원인은 먼저 카본블랙, 활성탄 및 그라파이트와 같은 다이옥신류를 흡착할 수 있는 탄소재를 식료에 첨가한 식품을 제안하고 있다 (국제공개공보 WO2005/039312). 이 식품에 함유되는 탄소재는 식료 중에 함유되는 미량의 다이옥신류를 흡착할 수 있고, 또한 이 식품을 섭취한 생체로부터 배설물과 함께 배설된다. 따라서, 이 식품이 급이된 가축이나 양식 어개류는, 통상적인 사료가 급이된 것에 비하여 다이옥신류의 함유량이 대폭 감소될 수 있다.
그러나, 이 식품에 있어서 사용되는 탄소재는, PCDDs 및 PCDFs 의 흡착능에 비하여 PCBs 의 흡착능이 떨어지기 때문에, 생체 내에 있어서의 PCBs 의 축적을 충분히 억제할 수 없다.
본 발명의 목적은 탄소재를 함유하는 식품에 대하여, 생체에서의 PCBs 의 축적 억제 효과를 높이는 것에 있다.
본 발명의 식품은, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하고 있다. 이 식품은, 식품 중에 함유되어 있거나, 생체 내에 축적되어 있는 다이옥신류를 탄소재로 흡착할 수 있다. 특히, 여기서 사용되는 탄소재는, 칼슘이 결합된 것이기 때문에, PCDDs 및 PCDFs 에 대한 흡착능이 우수한 데다, PCBs 에 대한 흡착능도 우수하다. 그리고, 식품에 함유되는 이러한 탄소재는, 섭취된 후, 생체로부터 배설물과 함께 배설될 수 있다. 따라서, 이 식품은, 그것을 섭취한 생체에 있어서 PCBs 를 함유하는 다이옥신류가 축적되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
이 식품에 있어서 사용되는 탄소재는, 예를 들어, 평균 세공 직경이 0.70 ∼ 0.90㎚ 이고 또한 비표면적이 950 ∼ 1,600㎡/g 이 바람직하다. 이러한 탄소재를 사용하면, 다이옥신류, 특히 PCBs 가 생체에 축적되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 식품은, 예를 들어 어개류의 양식, 가금 (家禽) 의 사육 혹은 가축의 사육에 있어서 사용할 수 있다. 본 발명에 관련된 어개류의 양식 방법은, 어개류에 대하여, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품을 급이하는 과정을 포함하고 있다. 또, 본 발명에 관련된 가금의 사육 방법은, 가금에 대하여, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품을 급이하는 과정을 포함하고 있다. 또한, 본 발명에 관련된 가축의 사육 방법은, 가축에 대하여, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품을 급이하는 과정을 포함하고 있다.
본 발명에 관련된 이들 방법은, 본 발명의 식품을 급이하고 있기 때문에, 양식 혹은 사육된 어개류, 가금 혹은 가축의 체내에 PCBs 를 함유하는 다이옥신류가 축적되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 의해 양식 혹은 사육된 어개류, 가금 혹은 가축은 인간용의 안전한 식료로서 공급할 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 효과는, 이하의 상세한 설명에서 다루도록 한다.
본 발명의 식품은, 인간이 섭취하는 식품은 물론, 닭, 집오리, 비둘기, 메추라기 및 오리 등의 가금, 개, 고양이, 돼지, 말, 토끼, 사슴 및 소 등의 가축, 어개류 그리고 그 외의 동물의 사육이나 양식에 있어서 사용하는 사료도 포함한 개념이다.
본 발명의 식품은 식료와 탄소재를 주로 함유하는, 이른바 가공 식품이다. 여기서 사용되는 식료는, 인간을 포함하는 동물이 식용으로 하는 것, 즉 동물이 생존하기 위해 섭취하여 자양을 도모할 수 있는 것으로, 식물성, 동물성을 불문한 다. 또, 천연 식료 및 가공 식료 중 어느 것이어도 된다. 또한, 식료는 탄소재와 균일하게 혼합할 수 있는 형태인 것이 바람직하고, 분말상, 재단상 혹은 다진 고기상 등의 고형상, 액체상 또는 유동상 중 어느 형태인 것이어도 된다.
한편, 본 발명의 식품에 함유되는 탄소재는 칼슘이 결합된 것이다. 칼슘이 결합되는 탄소재는, 부활 (賦活) 처리, 예를 들어 수증기에 의한 부활 처리를 실시함으로써, 각종 화합물 등에 대한 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조가 형성된, 실질적으로 탄소로 이루어지는 것으로, 예를 들어 카본블랙, 활성탄 및 그라파이트 그리고 이들의 임의 조합에 의한 혼합물을 들 수 있다.
탄소재의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 식료와 균일하게 혼합하기 쉬운 분말상, 과립상 혹은 미소한 섬유상인 것이 바람직하다. 탄소재는, 이들 각종 형상인 것이 혼합된 것이어도 된다.
또, 탄소재는 상기 서술한 세공 구조가 특정한 평균 세공 직경 및 비표면적에 의해 특징지워진 것이 바람직하다. 구체적으로는, 탄소재의 평균 세공 직경은 PCBs 의 분자 크기보다 약간 큰 0.70 ∼ 0.90㎚ 가 바람직하고, 0.70 ∼ 0.85㎚ 가 보다 바람직하다. 또, 탄소재의 비표면적은 950 ∼ 1,600㎡/g 이 바람직하고, 980 ∼ 1,400㎡/g 이 보다 바람직하다. 탄소재의 평균 세공 직경 및 비표면적을 이 범위로 설정함으로써, 본 발명의 식품을 섭취한 생체에 있어서, PCBs, 특히 논오르토 Co-PCBs 및 모노오르토 Co-PCBs, 특히 모노오르토 Co-PCBs 가 축적되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 탄소재의 평균 세공 직경 및 비표면적은, 탄소재에 대한 부활 처리의 조건을 조절함으로써 상기 서술한 범위로 조정 할 수 있다.
여기서, 탄소재의 평균 세공 직경은 t-플롯법에 의해 측정된 경우의 것으로, 정식으로는 (2t)/㎚ 의 단위로 표시되는 것이다. 또, 비표면적은 질소 가스 흡착의 BET 법에 의해 측정된 경우의 것이다.
상기 서술한 탄소재에 대하여, 칼슘은 다음과 같이 하여 결합시킬 수 있다. 먼저, 탄소재에 염화칼슘 수용액을 첨가하여 균일하게 혼합한다. 그리고, 이 용액을 가열하여 수분을 증발시킨 후, 탄소재의 연소를 방지하기 위하여 빈(貧)산소 분위기하 혹은 무산소 분위기하에서 탄소재를 150 ∼ 300℃, 바람직하게는 160 ∼ 200℃ 에서 60 ∼ 120 분 정도 가열하면, 탈수 반응이 진행되어, 주로 세공 내에 칼슘이 결합된 탄소재가 얻어진다. 여기서, 가열 온도가 150℃ 미만일 때에는, 탈수 반응이 진행되기 어려워져, 칼슘이 결합된 소요 탄소재가 얻어지지 않을 가능성이 있다. 반대로, 가열 온도가 300℃ 를 초과하면, 탄소재에 있어서의 탄소와 칼슘의 결합 조직이 파괴되어, 칼슘이 결합된 소요(所要) 탄소재가 얻어지지 않을 가능성이 있다.
여기서, 탄소재에 있어서의 칼슘의 결합량은, 탄소재와 염화칼슘 수용액의 혼합 비율을, 염화칼슘 수용액 농도를 고려하여 조절함으로써 제어할 수 있다. 탄소재에 대한 칼슘의 결합량은, 통상, 탄소재 100g 당 칼슘량이 2.0 ∼ 10g 이 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 칼슘량이 2.0g 미만인 경우에는, 탄소재에 있어서, PCBs 의 흡착능이 불충분해질 가능성이 있다. 반대로, 10g 을 초과하는 경우에는, 탄소재의 표면에 칼슘이 적층되기 쉬워져, 다이옥신류에 대한 흡착력이 오히려 저하될 가능성이 있다.
칼슘의 결합량은 통상, 양이온 교환 용량 측정법에 의해 확인할 수 있다.
본 발명의 식품에 있어서, 탄소재의 함유 비율은 통상 0.1 ∼ 1.0 중량％ 로 설정하는 것이 바람직하다. 탄소재의 함유 비율이 0.1 중량％ 미만일 때에는, 본 발명의 식품이 후술하는 효과를 발휘하기 어려워질 가능성이 있다. 반대로, 1.0 중량％ 를 초과하는 경우에는, 식료의 식감이나 풍미를 해칠 가능성이 있고, 또, 그에 비례한 효과가 얻어지기 어려워지는 한편 식품이 고가가 되기 때문에 비경제적이다.
본 발명의 식품은, 상기 서술한 식료에 상기 서술한 탄소재를 첨가하여 혼합하면 제조할 수 있다. 이 때, 탄소재는 그대로 식료와 혼합되어도 되고, 혹은 예를 들어 수중에 분산시킨 상태 (예를 들어 슬러리상) 에서 식료와 혼합되어도 된다.
본 발명의 식품은 식료 중에 함유되는 미량의 다이옥신류를 탄소재로 흡착할 수 있다. 특히, 탄소재는 칼슘이 결합된 것이기 때문에 PCDDs 및 PCDFs 에 대한 흡착능이 우수한 데다, PCBs 에 대한 높은 흡착능을 나타낸다. 이것은, PCBs 등의 다이옥신류는 염화물 이온에 의한 부전하를 갖고 있음에 반하여, 칼슘이 결합된 탄소재는 통상 정전하를 갖고 있기 때문에, 탄소재로 끌어당겨져 흡착되기 쉽기 때문인 것으로 생각된다. 이 때문에, 이 식품을 인간을 포함하는 동물이 섭취한 경우, 식료에 함유되는 다이옥신류 및 체내, 특히 소화기계에 축적되어 있는 다이옥신류는, PCBs 를 함유하여 효과적으로 탄소재에 흡착된다. 그리고, PCBs 를 함유하는 다이옥신류를 흡착한 탄소재는, 배설물과 함께 생체 외로 배설된다.
따라서, 본 발명의 식품은 생체 내에 PCBs 를 함유하는 다이옥신류를 축적시키기 어렵고, 또, 생체 내에 이미 축적되어 있는 PCBs 를 함유하는 다이옥신류를 체외로 배출하는 기능도 발휘할 수 있다. 이 결과, 본 발명의 식품은, 생체 내에 PCBs 를 함유하는 다이옥신류가 축적되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명의 식품은 이러한 기능을 갖는 기능성 식품이기 때문에, 인간용의 가공 식품 또는 양식 어개류, 가금 혹은 가축 등의 사료로서 이용할 수 있다.
양식 어개류, 가금 혹은 가축 등의 사료로서 본 발명의 식품을 이용하는 경우, 예를 들어, 본 발명의 식품을 계속적으로 급이하면서 양식 어개류, 가금 혹은 가축 등을 양식 혹은 사육할 수 있다. 이 경우, 양식 혹은 사육된 생물은, 본 발명의 식품 기능 때문에, 체내에 PCBs 를 함유하는 다이옥신류가 축적되기 어렵다. 즉, 본 발명의 식품을 사료로서 사용하여 양식 혹은 사육된 양식 어개류, 가금 혹은 가축 등은, 통상적인 사료를 사용하여 양식 혹은 사육된 것에 비하여, PCBs 를 함유하는 다이옥신류의 함유량이 대폭 감소하게 된다. 따라서, 본 발명의 식품을 사용하여 양식 혹은 사육된 양식 어개류, 가금 및 가축 등은, 통상적인 사료를 사용하여 양식 혹은 사육된 것에 비하여, 인간용의 보다 안전한 식료가 될 수 있다.
실시예
실시예 1 ∼ 6
내용적이 500 밀리리터인 용기 중에 표 1 에 나타내는 탄소재 5g 을 넣고, 이것에 2 중량％ 의 염화칼슘 수용액 200 밀리리터를 첨가하여 실온에서 60 분간 교반하였다. 이어서, 이 용기 내에 물을 첨가하고 물 세정하여 과잉 칼슘을 제거하고, 탄소재를 분리하였다. 이 탄소재를 내용적이 500 밀리리터인 유리제 플라스크로 옮기고, 온도 조절 기능이 장착된 교반기를 사용하여 교반하면서 가열하여 수분을 증발시킨 후, 빈산소 분위기하에서 탄소재를 160℃ 에서 90 분간 가열하였다. 이로써, 약 5g 의 칼슘 결합 탄소재를 얻었다. 얻어진 약 5g 의 칼슘 결합 탄소재에 있어서의 칼슘 결합량은 표 1 에 나타내는 바와 같다.
한편, 시판되는 래트용 사료에 대하여, 1g 당 함유량이 30pg 가 되도록 다이옥신류 (PCDDs 와 PCDFs 의 합계 10pg, 논오르토 Co-PCBs 10pg 및 모노오르토 Co-PCBs 10pg 의 혼합물) 를 첨가하여, 다이옥신류 함유 사료를 조제하였다. 그리고, 이 다이옥신류 함유 사료에 대하여 표 1 에 나타내는 비율로 칼슘 결합 탄소재를 첨가하고 균일하게 혼합하여 탄소재 함유 사료를 조제하였다.
비교예 1
시판되는 래트용 사료에 대하여, 1g 당 함유량이 30pg 가 되도록 다이옥신류 (PCDDs 와 PCDFs 의 합계 10pg, 논오르토 Co-PCBs 10pg 및 모노오르토 Co-PCBs 10pg 의 혼합물) 를 첨가하여, 다이옥신류 함유 사료를 조제하였다. 그리고, 이 다이옥신류 함유 사료에 대하여, 표 1 에 나타내는 비율로 동일 표에 나타내는 탄소재를 첨가하고 균일하게 혼합하여 탄소재 함유 사료를 조제하였다.
Figure 112007064477863-PAT00001
평가
각 실시예 및 비교예에서 얻어진 탄소재 함유 사료 중 하나를 90 일간에 걸쳐 급이하면서 3 마리의 래트를 사육하였다. 여기에서는, 래트 1 마리당에 대하여, 탄소재 함유 사료의 급이량이 90 일의 합계로 900g 이 되도록 설정하였다.
급이 개시부터 90 일 경과 후의 각 래트에 대하여, 체내에 있어서의 다이옥신류의 축적량을 조사하였다. 여기에서는, 래트를 도살하여 통째로 호모게나이즈하여,「야생 생물의 다이옥신류 축적 상황 등 조사 매뉴얼」(2002년 9월, 재단법인 자연 환경 연구 센터 발행) 에 기재된 다이옥신류 측정법에 따라 래트에 함유되는 다이옥신류 총량, 즉 래트에 있어서의 다이옥신류의 축적량을 구하였다. 그리고, 각 래트가 섭취한 다이옥신류의 흡수율 (다이옥신류의 축적량 ÷ 식품으로부터의 다이옥신류 섭취 합계량 × 100) 을 계산하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다. 표 2 에 나타낸 다이옥신류의 축적량 및 흡수율은, 3 마리의 래트의 평균치이다.
Figure 112007064477863-PAT00002
표 2 에 의하면, 비교예 1 의 탄소재 함유 사료가 주어진 래트는, PCBs, 특히 모노오르토 Co-PCBs 의 흡수율이 매우 높고, 체내에 다량의 모노오르토 Co-PCBs가 축적되어 있음에 반하여, 실시예 1 ∼ 6 의 탄소재 함유 사료가 주어진 래트는, 비교예 1 에 비하여 체내에 있어서의 PCBs 의 축적량이 대폭 감소되어 있는 것을 알 수 있다. 특히, 평균 세공 직경 및 비표면적이 소정 범위의 탄소재를 함유하는 사료가 주어진 래트는, 논오르토 Co-PCBs 및 모노오르토 Co-PCBs 의 축적량이 모두 격감되어 있다. 이에 따르면, 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 사료는, 래트의 체내에 PCBs, PCDDs 및 PCDFs 의 각 다이옥신류가 축적되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다른 여러가지 형태로 실시할 수 있다. 그 때문에, 상기 서술한 실시형태 혹은 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 본 발명의 범위는, 청구의 범위에 의해 나타내는 것으로서, 명세서 본문에는 조금도 구속되지 않는다. 또한, 청구의 범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.

Claims (5)

  1. 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소재는, 평균 세공 직경이 0.70 ∼ 0.90㎚ 이고 또한 비표면적이 950 ∼ 1,600㎡/g 인 식품.
  3. 어개류에 대하여, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품을 급이하는 과정을 포함하는 어개류의 양식 방법.
  4. 가금에 대하여, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품을 급이하는 과정을 포함하는 가금의 사육 방법.
  5. 가축에 대하여, 흡착능을 발휘할 수 있는 세공 구조를 갖고 또한 칼슘이 결합된 탄소재를 함유하는 식품을 급이하는 과정을 포함하는 가축의 사육 방법.
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