KR20090120833A - 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터네오헤스페리딘을 추출하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감귤류로부터 네오헤스페리딘의 제조에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘을 추출하는 방법에 관한 것이다.

네오헤스페리딘 디하이드로칼콘, 네오헤스페리딘, 감귤류, 생전환, 고감도 감미료, 비만

Description

초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘을 추출하는 방법{Extraction of neohesperidin from citrus peel by supercritical fluid extraction}

본 발명은 감귤류로부터 네오헤스페리딘을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘을 추출하는 방법에 관한 것이다.

감귤 생산 농가의 증가와 농업기술의 발전으로 인한 감귤의 생산량 증가하고, 그에 따라 감귤 주스, 향수, 초콜릿 등 공산품 생산이 증가하였고, 그에 따라 부산물 또는 폐기물로 생성되는 감귤 과피와 찌꺼기 등이 발생되고 있다. 감귤의 가공에서 주폐기물인 감귤 과피는 국내 최대의 관광지인 제주도의 환경오염의 중요한 원인 중의 하나로 지적되고 있어 폐기물처리에 소요되는 고비용이 이미 감귤가공업체의 생산단가를 가중시킬 정도로 심각한 어려움을 주고 있다. 다만 감귤 과피는 한약으로 진피라 하여 사용되며, 중국으로부터 수입되고 있다. 제주지역에서는 노지 건조방법으로 처리하여 진피로 사용되고 있으나, 그 양은 적은 편이다. 그러므로 감귤가공의 수익성을 확보하기 위해, 저비용의 폐기물 처리기술 또는 폐기물 활용기술의 개발이 절실히 필요로 되고 있다.

감귤 가공폐기물인 감귤 과피에는 건조중량에 대해 60종 이상의 플라보노이드가 1∼3%로 다량 함유되어 있으며, 이들은 여러 생리효과가 뛰어난 우수 천연소재로 밝혀져 있다. 이와 같이 감귤 내 플라보노이드 성분에 대해서는 혈중 콜레스테롤 저하, 혈당 저하, 혈압 강하, 면역 활성 촉진, 중금속 흡수 등의 생리효과를 나타낸다고 알려져 있어, 고혈압, 동맥경화증, 협심증, 당뇨병, 면역력 감소 등 각종 성인병 질환의 예방과 치료를 위한 기능성 식품 또는 의약품 등으로 연구개발되어왔다.

감귤류 과피 추출물 및 감귤류 유래 바이오후라보노이드는 그 외에 항암, 항바이러스, 항산화, 혈압강하 효과 등이 있는 것으로 알려졌다[Saija, A., et., Free Radical Biol. Med., 19, 481-486(1995); Matsubara, Y., et al., 상기 문헌; Galati E.M., et al., 상기 문헌 ; Felicia V., et al., Nutr. Cancer, 26, 167-181(1996); EP 0352147 A2(1990.1.24); and Kaul,T.N., et al., J. Med Virol., 15, 71-79(1985)]. 또한, 감귤류의 과피와 씨 속에는 리모노이드계 물질이 존재하는데 이들이 항암활성을 나타낸다는 사실도 밝혀져 있다 [(Lam, L. K. T., et al., Inhibiton of chemically induced carcinogenesis by citrus limonoids. In Food Phytochemicals for Cancer Prevention, Vol. I, ACS Symposuim series No. 546,Huang, M. T., O. Osawa. C. T. Ho, R. Rosen(ed), 1993].

감귤류 유래 주요 바이오후라보노이드인 헤스페리딘, 나린진 등은 콜레스테롤 합성효소인 3-hydroxy-3 methylglutaryl coA reductase 및 acylcoA: cholesterol transferase 효소활성을 낮추어 동물의 몸속에서 고지혈증을 예방하는 것으로 밝혀졌으며 다른 바이오후라보노이드로 비슷한 작용을 할 것으로 예측된다[Bok, S. H., Lee, S. H., Park, Y. B., K. H., Son, K. H., Jeong, T. S. and Choi, M. S. 1999, Plasma and Hepatic Cholesterol and Hepatic Activities of 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA Reductase and Acyl CoA: Cholesterol Transferase are Lower in Rats fed Citrus Peel Extract or a Mixture of Citrus Bioflavonoids, J. of Nutrition. Vol 129(6): 1182-1185].

그러나, 감귤류를 이용한 네오헤스페리딘의 개발에 관한 연구는 드물다.

따라서, 본 발명은 폐감귤 과피로부터 효율적이고, 경제적으로 네오헤스페리딘을 추출하려는 것을 목적으로 한다.

이에 본 발명에서는 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘을 추출하는데 있어서 초임계 이산화탄소를 이용하여 추출 압력, 추출 시간, 및 보조 용매의 종류와 농도를 최적화하여 단일 공정을 통해 경제적이고 효율적으로 네오헤스페리딘을 추출할 수 있는 방법을 개발하였고, 본 발명은 이를 기초로 완성되었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 감귤류로부터 네오헤스페리딘을 경제적이고 효율적으로 생산할 수 있어 다양한 생리효과를 나타내는 네오헤스페리딘을 이용하여 식품 및 의약품으로 개발이 기대된다.

본 발명은 네오헤스페리딘 초임계 추출법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 네오헤스페리딘을 제공하기 위하여 감귤, 탱자, 레몬, 오렌지, 한라봉 등 감귤류의 과피를 원료로 사용하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 초임계 이산화탄소를 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘을 추출 및 분리하는 방법은 에탄올을 이용하 여 감귤 과피를 탈수하는 단계, 상기 에탄올을 제거하고 상기 감귤 과피를 분말로 분쇄하는 단계, 및 초임계 이산화탄소를 용매로 사용하고, 추가로 보조용매를 사용하여 추출압력, 추출온도, 추출시간 및 상기 보조 용매의 농도를 가변하여 상기 감귤 과피의 분말에서 네오헤스페리딘을 추출하는 단계를 포함한다.

상기 보조용매는 에탄올, 이소프로판올 등의 용매를 사용할 수 있다.

상기 감귤 과피의 추출온도는 40~50℃로 하여 네오헤스페리딘을 추출하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 추출압력은 30~40MPa의 압력으로 하고, 상기 추출시간을 60~180분으로 하는 것이 바람직하다.

위와 같은 추출물에 함유되어 있는 네오헤스페리딘 성분은 고속액체크로마토그라피로 확인하였으며 이에 따른 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 초임계 유체 추출기를 통한 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘의 추출 및 분리 방법은 다음과 같다.

우선, 감귤 과피는 에탄올을 감귤 과피 중량의 2배에 해당하는 양만큼 가하여 120분간 침지시켜 시료를 준비한다. 한편, 초임계 유체 추출장치는 일반적으로 이산화탄소 및 보조용매용 실린지 펌프와 펌프 조절기, 시료 용기가 장착된 고압 챔버, 유량 조절을 위한 밸브 및 컬렉션 바이알로 구성되어 있다. 통상적으로 초임 계 유체 추출 장치에 의한 추출 과정에 따르면 먼저 시료를 시료 용기에 충전하고 고압 챔버에 장착된다. 초임계 이산화탄소와 보조용매는 각각 실린지 펌프에서 가압되며 혼합 부분(zone)에서 혼합된 후 공급 밸브를 통하여 시료 용기로 주입된다.

일정 온도 및 압력에서 일정 시간 동안 유지된 후 초임계 이산화탄소는 시료가 충전된 용기를 통과하면서 추출이 진행되어 이산화탄소와 추출물은 가온된 유량조절밸브를 통하여 콜렉션 튜브로 모은다. 이때 이산화탄소는 추출물과 분리되어 콜렉션 튜브의 상부를 통하여 대기 중으로 방출되며, 추출물은 보조용매가 채워져 있는 컬렉션 바이알에 포집된다. 포집된 추출물은 보조용매로 정용하여 영하 20℃에서 저장하면서 분석용 시료로 사용하게 된다. 헤스페리딘 농도는 건조 감귤 과피 100그램 시료 중 성분의 함량에 대하여 추출물 중의 성분 함량의 농도로 나타낸다.

본 발명에서는 초임계 이산화탄소를 사용하여 네오헤스피리딘을 추출하는데 있어서 최적 조건을 찾기 위하여 추출 압력과 추출 온도에 따른 네오헤스피리딘의 추출 수율을 측정하였다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 시료 준비 및 네오헤스피리딘 분석

감귤 과피 중량의 2배에 해당하는 에탄올을 가하고 30분간 침지한 후, 고속탈수기로 5분간 탈수하였다. 상기 과정을 4회 반복한 후, 진공건조기로 35℃에서 에탄올을 제거하였다. 건조된 착즙 과피를 3,000rpm의 분쇄기에서 분쇄한 후, 100 메쉬의 표준체를 통과하는 입자를 취하여 -20℃의 냉동고에 저장하면서 추출용 시료로 사용하였다. 상기 감귤 과피 분말을 초임계 유체 추출기에서 초임계 이산화탄소의 유속 0.5㎖/분, 추출 온도 50℃, 추출 압력 30MPa 및 40%의 에탄올 농도에서 120분간 추출하였다.

상기 추출물을 1㎖ 취하여 고속 액체 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다.

실시예 2: 추출 압력에 따른 네오헤스피리딘의 추출

25~50MPa의 추출 압력, 40%의 에탄올 농도 및 60분의 추출 시간을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였고, 그 결과는 도 2에 표시하였다.

실시예 3: 추출 온도에 따른 네오헤스피리딘의 추출

20~60℃에서 30MPa의 추출 압력, 40%의 에탄올 농도 및 60분의 추출 시간의 조건으로 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였고, 그 결과는 도 3에 표시하였다.

실시예 4: 보조용매에 따른 네오헤스피리딘의 추출

40℃에서 30MPa의 추출 압력 및 60분의 추출 시간의 조건에서 보조용매를 종류별로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였고, 그 결과 는 도 4에 표시하였다.

실시예 5: 추출시간에 따른 네오헤스피리딘의 추출

40℃에서 30MPa의 추출 압력 및 40%의 에탄올 농도에서 추출 시간을 달리 하여 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였고, 그 결과는 도 5에 표시하였다.

상기에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예를 중심으로 상세히 설명되었지만, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

도 1은 네오헤스페리딘 디하이드로칼콘의 분자구조식이고

도 2는 초임계 압력에 따른 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘 추출농도를 나타낸 도면이고,

도 3은 초임계 온도에 따른 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘 추출농도를 나타낸 도면이고,

도 4은 보조용매의 종류에 따른 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘 추출농도를 나타낸 도면이고,

도 5는 추출시간에 따른 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘 추출농도를 나타낸 도면이다.

Claims (5)

1. 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스페리딘을 추출하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 초임계 추출은 압력 40~50MPa이고, 추출시간 20~60분으로 하는 것을 특징으로 하는, 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘을 추출하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 추출 온도는 30~60℃인 것을 특징으로 하는, 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘을 추출하는 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 추출 시간은 20~60분인 것을 특징으로 하는, 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘을 추출하는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 초임계 추출의 보조용매는 메탄올 또는 에탄올을 사용하는 것을 특징으로 하는, 초임계 추출법을 이용하여 감귤 과피로부터 네오헤스피리딘을 추출하는 방법.

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