KR20110043224A - Process for obtaining vitamin d2 from mushroom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 버섯에 함유한 에르고스테롤을 비타민 D2로 효과적으로 전환하여 수득하는 방법에 관한 것으로, 특히 상황, 운지, 영지와 같이 표피가 딱딱한 목질버섯에서 효과적으로 비타민 D2를 수득할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for effectively converting ergosterol contained in mushrooms to vitamin D2, and more particularly, to a method for effectively obtaining vitamin D2 from hardwood mushrooms with epidermis such as circumstance, fingering, and ganoderma lucidum.
비타민 D는 뼈 건강을 위한 중요한 영양성분으로서 칼슘과 인의 체내 흡수율과 이용을 조절하여 체내 칼슘과 인의 항상성을 유지하게 하며, 골격과 치아의 정상적 발육에 관여하는 비타민이다. 뼈의 골격화 기능에 의해 칼시페롤이라 불리는 비타민 D는 비타민 D2, D3, D4, D5, D6, 및 D7등 적어도 10개 이상의 물질들이 발견되었고, 그 중 비타민 D2와 비타민 D3가 식품에 주로 존재하고 있어 이들이 실제로 중요한 비타민 D라고 할 수 있다. Vitamin D is an important nutrient for bone health, which regulates the absorption and utilization of calcium and phosphorus in the body to maintain homeostasis of calcium and phosphorus in the body, and is a vitamin involved in the normal development of the skeleton and teeth. Vitamin D known as calciferol by skeletonization function of bone is vitamin D 2, D 3, D 4, D 5, D 6, and D 7, such as at least 10 or more substances have been discovered, of vitamin D 2 and vitamin Since D 3 is present in foods, they are actually important vitamin D.
식물성 스테롤로 알려진 비타민 D2는 버섯과 효모에 에르고스테 롤(ergosterol)이라는 전구체 형태로 다량 존재하고 있으며, 이 에르고스테롤은 자외선을 받으면 비타민 D2인 에르고칼시페롤(ergocalciferol)이라는 활성형으로 전환되어 비타민 D의 기능을 하게 된다. 비타민 D3는 7-디하이드로콜레스테롤(7-dehydrocholesterol)이라는 전구체 형태로 동물의 피부와 털에 들어 있으며, 이 물질도 자외선을 받게 되면 비타민 D3인 콜레칼시페롤(cholecalciferol)롤 전환된다. 이들 두 형태는 신장에서 비타민 D의 활성형인 1,25-디하이드록시 비타민 D(1,25-(OH)2D)로 전환되어 체내의 칼슘 및 골격 대사를 조절하여 골격의 성장 및 유지에 필수적인 생리적 역할을 하는 것으로 알려져 있다. Known as plant sterols, vitamin D 2 is present in mushrooms and yeast in the form of precursors called ergosterol, which when converted to the active form called ergocalciferol, the vitamin D 2 when exposed to ultraviolet light. This is a function of vitamin D. Vitamin D 3 is present in the skin and hair of animals in the form of precursors called 7-dehydrocholesterol, which is converted to cholecalciferol, the vitamin D 3 when exposed to ultraviolet light. These two forms are converted to 1,25-dihydroxy vitamin D (1,25- (OH) 2 D), the active form of vitamin D in the kidneys, to regulate calcium and skeletal metabolism in the body, which is essential for bone growth and maintenance. It is known to play a physiological role.
비타민 D가 중요 비타민이기는 하지만 피부를 하루에 10~15분 동안 햇볕에 노출시키기만 해도 쉽게 하루 필요량(한국인 성인 충분 섭취량: 5 ug/day)이 체내에서 생합성 되기 때문에 그 중요성이 간과되어 온 것이 사실이다. 그러나 최근 오존층의 피괴로 사람들은 자외선에 노출되는 것을 극히 꺼리기 때문에 비타민 D의 생합성이 방해를 받고 있다. 실제로 실내에서 주로 활동하는 사람들, 자외선 차단제를 장시간 사용하는 사람들, 양로원에 사는 노인들, 및 병원 환자들 등에게 비타민 D 결핍증이 쉽게 나타난다는 연구들이 있다. 이들 연구들은 보통 사람들에게도 햇빛 노출이 적을 경우 비타민 D의 결핍이 일어날 수 있으며, 특히 골다공증이 심한 여성들이나 노인들에게는 식품 및 의약품으로 비타민 D 공급이 필요하다는 것을 시사한다. Although vitamin D is an important vitamin, its importance has been overlooked because the skin's daily needs (5 ug / day for Korean adults) are easily biosynthesized by simply exposing the skin to the sun for 10 to 15 minutes a day. to be. However, the recent destruction of the ozone layer has hampered people's exposure to ultraviolet radiation, preventing the biosynthesis of vitamin D. Indeed, studies show that vitamin D deficiency easily occurs in people who are active indoors, those who use sunscreen for a long time, elderly people in nursing homes, and hospital patients. These studies suggest that even people with low sun exposure may develop vitamin D deficiency, especially those with severe osteoporosis or the elderly need vitamin D in food and medicine.
한편, 버섯은 곰팡이의 일종으로 대부분은 담자균류에 속하는 고등 균류로서 지구상에는 수천 종의 버섯이 있는 것으로 알려져 있으며 국내에는 800여 종이 자생하고 있다. 식용 버섯은 수분, 단백질, 지질, 탄수화물의 함량이 적어 에너지원으로는 가치가 적지만 비타민 B2와 니아신이 비교적 다른 채소에 비해 많이 들어 있으며 특히 비타민 D의 전구체인 에르고스테롤(ergosterol)이 많은 양 존재한다.On the other hand, mushrooms are a type of fungus, most of which are fungi belonging to basidiomycetes, which are known to have thousands of mushrooms on earth, and about 800 species grow in Korea. Edible mushrooms are less valuable as energy sources because they contain less water, protein, lipids, and carbohydrates, but they contain more vitamin B2 and niacin than other vegetables, especially ergosterol, a precursor to vitamin D. do.
버섯에 함유된 에르고스테롤(ergosterol)은 자외선 조사로 비타민 D2로 전환할 수 있다. 이와 관련한 연구 결과물로 대한민국 공개특허 제2003-0087210호(비타민 D가 강화된 표고버섯과 해조칼슘을 첨가한 기능성 메밀냉면의 제조방법), 대한민국 등록특허 제0468337호(비타민 D가 강화된 장류 및 이의 제조방법), 대한민국특허등록 제0637833호(비타민 D2 함량이 증대된 버섯의 제조방법) 등이 있다. 이들 특허 문헌들은 버섯에 직접적으로 자외선을 조사하여 에르고스테롤(ergosterol)를 비타민 D2로 전환하는 방법인데, 이들 방법은 상황, 운지, 영지와 같은 목질버섯에 그대로 적용하기 곤란하다. 왜냐하면 목질버섯은 표피가 딱딱하여 자외선 조사가 효과적으로 이루어지지 않기 때문이다.Ergosterol contained in mushrooms can be converted to vitamin D2 by ultraviolet irradiation. As a result of this research, Korean Patent Publication No. 2003-0087210 (Method for preparing functional Buckwheat Noodles added with Shitake Mushroom and Seaweed Calcium fortified with Vitamin D), and Korean Registered Patent No. 0468337 (Korean Dentamine fortified with Vitamin D and its Manufacturing method), Republic of Korea Patent No. 0603833 (method of manufacturing mushrooms with increased vitamin D2 content) and the like. These patent documents are a method of converting ergosterol to vitamin D2 by directly irradiating the ultraviolet light to the mushroom, these methods are difficult to apply to woody mushrooms such as situation, fingering, ganoderma. Because wood mushrooms have a hard epidermis and UV irradiation is not effective.
본 발명은 종래의 자외선 조사방법으로는 목질버섯에서 비타민 D2의 수득이 곤란한 문제를 해결하고자 개발된 것으로서, 목질버섯에서 비타민 D2를 효과적으로 수득할 수 있는 것은 물론 목질버섯을 포함하여 일반 버섯의 열수추출 잔사물에서도 비타민 D2를 효과적으로 수득할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.The present invention was developed in order to solve the problem of difficulty in obtaining vitamin D2 from wood mushrooms by the conventional UV irradiation method, it is possible to effectively obtain vitamin D2 from wood mushrooms, as well as hot water extraction of common mushrooms, including wood mushrooms The present invention also provides a method for effectively obtaining vitamin D2 from the residue.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a)목질버섯을 유기용매로 추출하는 단계;와, (b)유기용매 추출액에 자외선을 조사하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 목질버섯으로부터의 비타민 D2 수득방법을 제공한다. In order to solve the above technical problem, the present invention comprises the steps of: (a) extracting the wood mushroom with an organic solvent; and (b) irradiating the organic solvent extract with ultraviolet rays; It provides a method for obtaining vitamin D2.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the present invention, the following effects can be expected.
첫째, 표피가 딱딱하여 직접적인 자외선 조사로는 비타민 D2의 수득이 곤란한 목질버섯에서 비타민 D2를 효과적으로 수득할 수 있다. 이렇게 수득한 비타민D2는 구루병, 충치, 골연화증 또는 골다공증 등의 비타민 D 결핍 질환 예방 및 치료제 개발에 유용하게 사용할 수 있다.First, vitamin D2 can be effectively obtained from wood mushrooms, which are difficult to obtain vitamin D2 by direct ultraviolet irradiation due to the hard epidermis. Thus obtained vitamin D2 can be usefully used for the development and prevention of vitamin D deficiency diseases, such as rickets, caries, osteomalacia or osteoporosis.
둘째, 항암 면역성분을 추출하고 남은 열수추출 잔사물 상태의 버섯에서도 비타민D2의 수득이 가능해지므로, 버섯의 유효성분의 활용성을 극대화할 수 있다.Second, since it is possible to obtain vitamin D2 in the mushroom in the residue of the hydrothermal extract after extracting the anticancer immune components, it is possible to maximize the utilization of the active ingredient of the mushroom.
본 발명은 버섯에서 비타민 D2를 수득함에 있어 자외선을 버섯에 직접 조사하지 않고 유기용매로 추출한 버섯추출액에 조사한다는데 특징이 있다. 즉, (a)버섯을 유기용매로 추출하는 단계;와, (b)유기용매 추출액에 자외선을 조사하는 단계;를 통해 버섯에서 비타민 D2를 수득하는 것이다. The present invention is characterized by irradiating the mushroom extract extracted with an organic solvent without directly irradiating ultraviolet rays to the mushroom in obtaining vitamin D2 from the mushroom. That is, (a) extracting the mushrooms with an organic solvent; and (b) irradiating the organic solvent extract with ultraviolet rays; to obtain vitamin D2 from the mushroom.
상황, 영지 등과 같이 표피가 딱딱한 목질버섯의 경우 자외선을 직접 조사할 때 비타민D2의 함량이 증가하지 않는데, 이러한 문제를 유기용매로 추출한 후 자외선을 조사함으로써 해결하고 있다. 비타민D2의 전구체인 에르고스테롤이 유기용매에 녹기 때문에 유기용매 추출과정을 통해 버섯에서 에르고스테롤을 추출할 수 있으며, 추출된 에르고스테롤은 자외선 조사과정을 통해 비타민D2로 전환할 수 있다. 이에 따라 상황, 영지 등과 같이 표피가 딱딱한 목질버섯의 경우에도 효과적으로 비타민D2의 수득이 가능해진다. 목질버섯이 아닌 일반 버섯의 경우에도 상기와 같은 과정을 적용하여 비타민D2를 수득할 수 있음은 물론이다. 나아가 에르고스테롤은 물에 녹지 않지 않기 때문에 항암 등에 유효한 성분을 얻기 위해 버섯을 열수추출하여 남은 잔사물에는 에르고스테롤이 그대로 남아 있을 것이므로, 버섯의 열수추출 잔사물도 상기와 같은 과정을 적용하면 비타민D2를 수득할 수 있을 것이다.Hardwood epidermis, such as circumstance and ganoderma lucidum, does not increase the content of vitamin D2 when directly irradiated with ultraviolet rays. This problem is solved by extracting with organic solvent and irradiating with ultraviolet rays. Since ergosterol, a precursor of vitamin D2, is dissolved in organic solvents, ergosterol can be extracted from mushrooms through organic solvent extraction, and the extracted ergosterol can be converted to vitamin D2 through UV irradiation. Accordingly, it is possible to effectively obtain vitamin D2 even in the case of hard wood mushrooms such as the situation, ganoderma lucidum. Natural mushrooms other than wood mushrooms can be obtained by applying the same process as above to obtain vitamin D2. Furthermore, since ergosterol is not soluble in water, ergosterol will remain in the residue after the hydrothermal extraction of mushrooms in order to obtain effective ingredients for anticancer, etc. Will be obtained.
한편 본 발명에서 유기용매 추출과정은 버섯을 분쇄한 후 실시하는 것이 추출수율 증대, 추출시간 단축 등에서 바람직하며, 유기용매로는 에탄올, 메탄올, 핵산 등을 사용할 수 있으나 사용성과 추출효과에서 에탄올이 바람직하다. 유기용매로서 에탄올은 추출대상 버섯 중량의 10배에서 100배 정도이면 적당하다. 추출방법으로 추출온도는 실온이 바람직하며 추출시 교반이나 가온을 할 수 있다. On the other hand, the extraction process of the organic solvent in the present invention is preferably carried out after crushing the mushrooms in increasing the extraction yield, shortening the extraction time, and the like, ethanol, methanol, nucleic acid, etc. may be used as the organic solvent, but ethanol is preferable in the usability and extraction effect Do. As an organic solvent, ethanol is suitable if it is about 10 to 100 times the weight of the mushroom to be extracted. As the extraction method, the extraction temperature is preferably room temperature, and may be stirred or heated during extraction.
본 발명에서 자외선 조사과정은 실온 또는 생체 온도와 비슷한 온도에서 실시하도록 하며, 바람직하게는 25~37℃, 가장 바람직하게는 37℃에서 실시한다. 자외선은 280~320nm 파장의 UV-B를 채택하여 25~72kJ/㎡로 조사하는 것이 자외선 조사효율에서 바람직하다.In the present invention, the ultraviolet irradiation process is carried out at a temperature similar to room temperature or living body temperature, preferably 25 ~ 37 ℃, most preferably at 37 ℃. Ultraviolet rays are preferably irradiated at 25 to 72 kJ / m 2 by adopting UV-B having a wavelength of 280 to 320 nm.
이하, 본 발명을 실시예와 실험예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예와 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예와 실험예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by Examples and Experimental Examples. However, the following Examples and Experimental Examples are only illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following Examples and Experimental Examples.
[실시예1]유기용매 추출Example 1 Organic Solvent Extraction
실시 대상 버섯으로 상황버섯의 항암성분인 다당류를 추출하기 위하여 열수추출용기에서 추출하고 남은 상황버섯의 열수추출 잔사물을 사용하였다. 상황버섯 열수추출 잔사물 중량 1kg에 10리터의 에탄올을 첨가하여 2번 추출하였다. 추출은 실온에서 실시하였고 주기적으로 교반하여 주었다. In order to extract the polysaccharides of the anticancer component of the situation mushrooms as the target mushrooms, the residues of the situation mushrooms extracted from the hot water extraction container were used. 10 liters of ethanol was added to 1 kg of the residue of the hot water extract residue of the situation. Extraction was performed at room temperature and stirred periodically.
[실시예2]자외선조사Example 2 UV irradiation
25kJ/㎡의 UV-B를 조사하였다. 자외선 조사는 UV 램프(280-320nm)를 사용하여 수행하였다.UV-B at 25 kJ / m 2 was irradiated. Ultraviolet irradiation was carried out using a UV lamp (280-320 nm).
[실험예1] 비타민 D2함량의 측정Experimental Example 1 Measurement of Vitamin D2 Content
상기 [실시예2]에서 자외선을 조사한 샘플을 0.2㎛의 실린지 필터를 이용하여 여과시킨 후 10㎕ HPLC에 주입시켰다. HPLC는 Agilent사의 1200 series로서, 분석조건 중 컬럼은 Agilent Eclipse XDB-C18(5㎛, 4.6㎜×150㎜), 이동상은 97% 아세토나이트릴, 유속은 분당 1.0ml, 검출기는 VWD를 이용하여 흡광도 254nm의 파장 에서 분석하였다. The sample irradiated with ultraviolet rays in [Example 2] was filtered using a 0.2 μm syringe filter and then injected into 10 μl HPLC. HPLC is Agilent's 1200 series, the column under analysis is Agilent Eclipse XDB-C18 (5㎛, 4.6mm × 150mm), mobile phase is 97% acetonitrile, flow rate is 1.0ml / min, detector is absorbed using VWD The wavelength was analyzed at 254 nm.
자외선 조사의 전후의 HPLC 크로마토그램을 비교한 결과, 에르고스테롤 양이 줄어들면서 18.8분대에 새로운 물질이 생성되는 것이 확인하였으며, 생성된 물질을 표준물질인 에스고칼시페롤과 비교한 결과 같은 물질임을 확인할 수 있었다.As a result of comparing the HPLC chromatograms before and after UV irradiation, it was confirmed that a new substance was produced in 18.8 components as the amount of ergosterol was reduced, and the result was compared with the standard esgocalciferol to confirm that it was the same substance. Could.
[실험예2]상황버섯과 상황버섯 추출물의 비타민D2 전환 비교Experimental Example 2 Comparison of Vitamin D2 Conversion between Situary Mushroom and Situary Mushroom Extract
20g의 분쇄한 상황버섯을 10g씩 나눈 후, 10g은 자외선을 바로 조사하고 100ml의 에탄올로 세 번 추출하여 300ml로 정용하고, 나머지 10g은 에탄올 100ml로 세 번 추출한 다음 추출액을 300ml로 정용한 다음 자외선 조사하였다. 두 가지 시료의 비타민 D2함량을 상기 [실험예1]의 방법에 의하여 측정하였다.After dividing 20g of the crushed mushrooms by 10g, 10g is directly irradiated with ultraviolet rays, extracted three times with 100ml of ethanol, and then applied to 300ml. It was. Vitamin D2 content of the two samples was measured by the method of [Experimental Example 1].
측정결과는 도 1과 같았다. 도 1에서 보는 바와 같이 자외선을 바로 조사한 샘플의 비타민 D2함량은 5.2㎍/10g이었고, 에탄올을 추출한 후 자외선을 조사한 샘플의 비타민 D2함량은 30.4㎍/10g으로 나타났다. 이와 같은 결과는 비타민 D2의 전구체인 에르고스테롤이 에탄올 추출과정에서 추출되어 추출액에서 비타민D2로 전환됨에 따른 것으로 파악되며, 이에 따라 상황버섯과 같은 목질버섯은 유기용매로 추출한 후 자외선을 조사하는 것이 월등히 비타민 D2의 함량을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.Measurement results were as shown in FIG. As shown in FIG. 1, the vitamin D 2 content of the sample immediately irradiated with UV was 5.2 μg / 10 g, and the vitamin D 2 content of the sample irradiated with UV after ethanol extraction was 30.4 μg / 10 g. These results are believed to be due to the conversion of ergosterol, a precursor of vitamin D2, to ethanol extraction and conversion to vitamin D2 in the extract. Accordingly, wood mushrooms such as situation mushrooms are extracted with organic solvents and irradiated with ultraviolet rays. It is expected to increase the content of vitamin D2.
도 1은 에탄올 추출 전후의 자외선 조사에 따른 목질버섯의 비타민 D2함량을 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the vitamin D2 content of wood mushrooms according to ultraviolet irradiation before and after ethanol extraction.
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