KR20110044085A - 익은누에 동결건조에 의한 실샘분리 방법 및 실샘분말 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 익은누에 동결건조에 의한 실샘 분리 및 실샘 분말의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누에고치에서 많은 공정을 거쳐 실크 분말을 얻는 현재의 방법과 달리 누에가 고치를 짓기 직전 익은누에를 회수해서 급속 동결건조하는 방법으로 공정이 필요 없고 손쉽게 실샘을 대량 분리하고 실샘분말을 얻을 수 있는 방법에 관한 것이다.

익은누에, 동결건조, 실샘, 실샘 분말

Description

익은누에 동결건조에 의한 실샘분리 방법 및 실샘분말 제조방법{Method for Silk-gland separation and fabricating silk powder from matured silkworm}

본 발명은 익은누에 동결건조에 의한 실샘 분리 및 실샘 분말의 제조방법에 관한 것이다.

우리나라 양잠 산업은 3천년 전부터 이어져 내려온 전통산업으로 1960～1970년대에는 크게 번성했으나, 1980년대 이후 일본의 생사 수입규제조치 및 중국의 생산 증대와 국내의 임금인상 등으로 경쟁력이 약화되어 현재에 이르고 있다.

최근 중국의 생산량이 줄고, 국제 실크가격이 상승 반전하는 등 국제여건의 변화로 국내 양잠산업에 호재로 작용할 가능성이 엿보이고 있다. 이에, 지난 1995년을 기점으로 양잠농가에서도 누에고치 생산은 거의 중단되었고, 건조누에 분말, 누에 동충하초 등 기능성 양잠산물 생산으로 전환했다.

누에고치는 세리신(Serisin), 피브로인(Fibroin)과 같은 단백질로 형성되어 있으며, 이러한 단백질을 최근에는 기능성 식품ㆍ화장품의 소재로 이용하기 위한 개발이 활발히 진행되고 있다.

그러나, 이제까지의 기술들은 누에고치로부터 원료 → 정련 → 가수분해(염 산, 알칼리) → 중화 → 여과 → 탈염 → 건조, 분말화 등 주요공정을 거쳐서 생산하므로 공정에 많은 설비와 처리과정이 매우 복잡하고 대량 생산 시 많은 설비와 비용이 수반되는 비경제적인 면이 있었다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 누에가 고치를 짓기 직전 익은누에를 회수해서 급속 동결건조하는 방법으로 공정이 필요 없고 손쉽게 실샘 분말을 얻을 수 있는 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 실샘 분말을 얻기 위하여 누에 사육 기간 단축으로 노력과 비용을 줄일 수 있고, 실샘 분말화 설비공정이 필요치 않고 비용은 대폭 줄이면서도 손쉽게 실샘 분말을 대량 생산할 수 있는 기술을 개발함에 그 목적이 있다.

본 발명은 익은누에 동결건조에 의한 실샘 분리 및 실샘 분말의 제조방법을 그 특징으로 한다.

즉, 본 발명은

1) 누에를 5령기 때까지 사육하여 익은누에를 만드는 단계

2) 상기 익은누에를 액체질소로 급속 동결하고 -60 ~ -70 ℃에서 냉동 보관하는 단계

3) 상기 냉동 보관된 누에를 2차 동결건조하는 단계

4) 상기 동결건조된 누에로부터 실샘을 분리 분쇄하여 실샘 분말을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 실샘 분리 및 실샘 분말의 제조방법을 포함한다.

본 발명은 실크 단백질을 얻기 위하여 기존 염산이나 알칼리에 의한 가수분해에 의한 실크 분말 제조는 원료 → 정련 → 가수분해(염산, 알칼리) → 중화 → 여과 → 탈염 → 건조, 분말화 등으로 설비에 따른 경제적 비용이 많이 요구되고, 공정이 복잡하여 공해물질 유발과 생산기간이 길어 생산비와 노력이 많이 소요되고 있다.

본 발명은 익은누에 → 동결건조 → 실샘 분리 → 분말화로 작업이 단순하고 위생적으로 손쉽게 원료를 대량 추출이 가능하며, 실크 분말을 누에고치로부터 얻는 방법은 누에 사육에서 고치 수확까지 약 32일 정도 소요되나, 본 방법은 고치짓는 시간과 번데기 되는 기간이 생략되어 약 25일로 1주일 정도 단축되고, 누에 섶에올리기, 고치고르기, 고치자르기 등 수작업에 따른 양잠의 노력을 30％ 정도 줄일 수 있다. 또한, 누에 올리는 별도의 시설이나 섶, 견면제거기 등의 잠구류가 필요치 않다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 누에고치에서 많은 공정을 거쳐 실크 분말을 얻는 현재의 방법과 달리 누에가 고치를 짓기 직전 익은누에를 회수해서 급속 동결건조하는 방법으로 공정이 필요 없고 손쉽게 실샘의 분말을 얻을 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 익은누에 동결건조에 의한 실샘 분리 및 실샘 분말의 제조방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 1령~5령의 누에를 사육한다.(1령~5령) 이때, 사육환경 조건은 “잠업시험표준편람”[표 1]에 준하여 사육하였다.

2단계로는 익은누에를 만드는 과정으로서, 익은누에가 5 ~ 10% 보일 때 누에 사육실의 온도를 표준누에사육 온도 보다 2 ~ 3 ℃ 높이고, 습도는 표준누에사육 습도 보다 5 ~ 10% 낮추어 사육하여 익은누에를 만든다.

3단계로는 급속 동결 및 냉동 보관하는 과정으로서, 상기 2단계에서 만든 익은누에를 액체질소에 의해 급속 동결 처리하여 -60 ~ -70 ℃ 냉동고에 보관한다.

4단계에서는 상기 냉동 보관된 누에를 동결건조하고, 실샘을 분리하는 과정으로서, 급속 동결된 누에를 상자에 담아 랩으로 밀폐되게 닫은 상태로 동결건조기 -70 ~ -40 ℃에서 60 ~ 80시간 동안 건조한다.

실샘은 다음과 같은 방법으로 분리될 수 있다.

1. 수작업으로 가로세로 0.5 mm 체 또는 망을 이용하여 분리한다.

2. 볼밀을 이용하여 실샘을 분리한다(볼밀 직경 1 ~ 5 cm, 회전수 80 ~ 120/분).

3. 물리적으로 파쇄 후 바람을 이용하여 분리한다.

5단계로는 실샘의 분말을 얻는 과정으로서, 일반 분쇄기를 이용하여 분쇄하되, 용도에 따라 필요한 크기(1 ~ 500 ㎛)로 실샘을 분말화한다.

이렇게 제조된 실크 분말은 식품, 화장품, 의약품 및 산업용 소재로 사용될 수 있다.

또한, 상기와 같은 제조과정은 누에사육 기간 단축, 노력과 비용을 줄일 수 있고, 실샘 분말화 설비공정이 필요치 않고 비용은 대폭 줄이면서도 손쉽게 실샘 분말을 대량 생산할 수 있다.

이하, 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 실샘 분말의 제조

제1공정 누에 사육( 1령 ~ 5령 )

누에 사육은 누에씨를 15일간 단계별 부화 과정을 통하여 누에씨 깨기를 함으로써 누에 사육은 시작되었다. 소독은 누에 사육 1주일 전에 잠실 전용 소독약제를 이용하여 소독한 후 누에를 사육하였다. 어린누에(1～3령)때는 표준잠실에서 사육하고, 큰 누에(4～5령)때는 간이잠실에서 사육하였다.

사육환경 조건은 “잠업시험표준편람”[표 1]에 준하여 사육하였다.

[표 1]

제2공정 익은누에 만들기

익은누에는 5령 7일에서 8일경 익은누에가 5~10% 보일 때 누에 사육실의 온도를 표준누에 사육 온도 보다 2 ~ 3 ℃ 높이고, 습도는 표준누에 사육 습도 보다 5 ~ 10% 낮추어 사육하였다.

제3공정 급속 동결 및 냉동 보관

익은누에를 모아서 5 ~ 10 kg를 -170 ℃의 액체질소에 의해 급속 동결 처리하여 초저온(-60 ~ -70 ℃) 냉동고에 보관하였다.

제4공정 2차 동결건조 과정

급속 동결된 누에를 동결건조기에 5 kg의 누에를 상자에 나누어 담아 차곡차곡 쌓아 두고 덮개를 밀폐되게 닫은 상태로 -55 ℃에서 72시간 동안 건조하였다.

제5공정 실샘 분리

실샘의 회수는 동결건조기에서 건조된 누에를 손으로 비비거나 물리적으로 파쇄하여 실샘을 분리하였다.

제6공정 실샘 분말 제조

실샘은 일반 분쇄기를 이용하여 입자 크기가 1∼500 ㎛으로 분말화하였다.

실시예 2: 실샘 분말의 성분 분석

1. 아미노산 조성의 분석

견단백질 분말은 아미노산 조성을 살펴보기 위하여, 시료를 6N 염산에 녹인 후 멤브레인 필터(0.25 ㎛)로 여과하여 아미노산 분석용 시료로 사용하였다. 아미노산 조성 분석은 Amersham Pharmacia Biotech Co.의 Biochrom 20 plus Amino Acid Analyzer(Sweden)를 사용하여 분석하였다.

2. 아미노산 분석 결과(단위 : nmol)

아미노산	대조	실샘 분말			누에고치 분말
		흰실샘	노란실샘	녹색실샘	흰고치	노란고치	녹색고치
Asp	0.80	2.47	2.21	2.02	2.59	2.26	3.07
Thr	―	―	―	―	―	―	―
Ser	9.15	18.45	18.06	16.9	20.24	20.46	21.83
Glu	0.62	1.71	1.90	1.59	1.61	1.39	1.73
Gly	48.25	36.99	38.78	38.52	37.87	39.31	40.69
Ala	36.21	25.99	27.46	29.05	23.32	25.20	18.52
Cys	―	―	―	―	―	―	―
Val	1.21	1.63	1.51	1.20	1.68	1.49	2.38
Met	―	0.12	0.19	0.24	0.11	0.14	0.12
Ile	0.80	0.34	―	0.36	0.26	0.27	0.31
Leu	―	0.31	0.88	0.39	0.26	0.26	0.30
Tyr	―	2.55	2.39	1.85	2.70	2.80	4.24
Phe	―	0.31	0.32	0.28	0.12	0.12	0.17
His	―	0.18	0.16	0.19	0.13	0.12	0.18
Lys	0.20	0.77	0.72	0.71	0.62	0.51	0.69
Arg	―	0.33	0.35	0.31	0.28	0.27	0.36
Pro	4.15	4.44	5.10	5.49	3.64	3.68	3.21
Totals	101.39	97.59	102.03	101.82	96.43	100.28	100.8

분석 결과, 본 발명에서 분리된 실샘 분말과 누에고치 분말의 아미노산 조성 및 함량은 거의 동일한 것으로 판단된다.

본 발명은 실샘 분말을 얻기 위하여 누에 사육 기간 단축, 노력과 비용을 줄일 수 있고, 실샘 분말화 설비공정이 필요치 않고 비용은 대폭 줄이면서도 손쉽게 실샘 분말을 대량 생산할 수 있는 기술로서, 날로 수요가 요구되는 천연 실크 기능성 소재 공급원으로서 양잠 농가의 소득 향상과 관련 산업으로의 파급 효과 또한 기대되며, 친환경 웰빙(Well being) 산업의 신소재 개발 및 국민 건강 증진에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실샘 분리 공정도를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 실샘 분리 공정 중에서 만들어진 익은누에의 사진이다.

도 3은 본 발명의 실샘 분리 공정 중 액체 급속 동결하는 장면을 찍은 사진이다.

도 4는 본 발명의 실샘 분리 공정 중 동결건조된 누에의 사진이다.

도 5는 본 발명의 실샘 분리 공정 중 동결건조된 누에로부터 분리한 실샘의 사진이다.

도 6은 본 발명의 실샘 분리 공정 중 동결건조된 누에로부터 분리한 실샘의 분말화 사진이다.

Claims (2)

1) 누에를 5령기 때까지 사육하여 익은누에를 만드는 단계

2) 상기 익은누에를 액체질소로 급속 동결하고 냉동 보관하는 단계

3) 상기 냉동 보관된 누에를 동결건조하는 단계

4) 상기 동결건조된 누에로부터 실샘을 분리 분쇄하여 실샘 분말을 제조하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 실샘 분리 및 실샘 분말의 제조방법.

제 1 항에 있어서, 상기 1) 단계에서 5령기에 익은누에가 5~10% 출현 시 사육 온도를 표준누에 사육 온도 보다 2 ~ 3 ℃ 높이고, 습도는 표준누에 사육 습도 보다 5 ~ 10% 낮추어 사육하여 익은누에를 만드는 것을 특징으로 하는 제조방법.

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