KR20120124038A - 아조엔이 함유된 마늘 오일의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마늘 분쇄물, 마늘 착즙액, 마늘 건조 분말 및 마늘 추출물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 알리신(allicin) 함유 마늘 재료를 준비하는 단계; 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합하는 단계; 및 상기 알리신 함유 마늘 재료와 유지방의 혼합물을 가열하여 반응시키는 단계;를 포함하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 방법을 통해 종래 식물성 유지를 사용하는 방법에 비해 2 배 이상 높은 함량으로 아조엔을 생성시킬 수 있다.
Description
본 발명은 동물성 지질, 특히 유지방(milk fat)을 이용하여 마늘로부터 아조엔이 함유된 마늘 오일 제품을 제조하는 방법에 관한 것이고, 이를 유효성분으로 하는 건강기능식품에 관한 것이다.
마늘(Allium sativum L.)은 백합과(Lilliaceae) 파속에(Allium) 속하는 구근작물로서 최근 많은 연구자들의 연구결과에서 암 예방효과, 혈액순환 장애 예방 효과 및 항산화 작용과 같은 다양한 약리적 생리활성이 있는 것으로 보고되고 있다. 이러한 마늘의 약리적 생리활성을 나타내는 주요성분은 에스-알켄닐-엘-시스테인 설옥사이드류(S-alk(en)yl-L-cysteine sulfoxides)의 하나인 일명 알린(alliin)으로 불리는 에스-알릴-엘-시스테인 설옥사이드(S-allyl-L-cysteine sulfoxide)가 마늘 중의 효소인 알린나아제(allinase)의 작용을 받아 생성된 알리신(allicin)과 알리신의 중합 및 분해작용에 의하여 생성된 아조엔(ajoene) 및 비닐 다이신(vinyl dithiins)등 각종 황 화합물들인 것으로 알려져 있다(Lawson et al. Planta . Med . 57:363-370(1991)). 아조엔(E,Z-4,5,9-trithiadodeca-1,6,11-triene-9-oxide)은 순수 알리신으로 부터 생성되는데 알리신 보다 더 큰 화학적 안정성을 갖고 있다는 장점이 있다. 아조엔은 두 가지 이성질체를 가지며, 하기 화학식 1은 Z-아조엔(cis form), 화학식 2는 E-아조엔(trans form)이다.
화학식 1
화학식 2
아조엔은 마늘을 분쇄하여 유기용매 또는 식용유와 함께 반응시키면 생성되는데, 이는 Block et al.에 의하여 최초로 보고되었다(J. Am . Chem . Soc . 106: 8295-8296(1984)). Block의 연구결과에 의하면 아조엔은 혈소판의 응고에 관련되는 모든 인자를 억제하는 효과가 있으며 이의 효력은 아스피린의 혈소판 응집억제효과와 같은 효력이 있다고 하였다(Sci . Am . 252:94-99(1985)).
아조엔의 생물학적 활성은 혈전증을 막고, 항균작용을 포함하며(Stenier M. et al. J. Nutr. 131:980S-984S(2001)), 3-하이드록시-3-메틸-글루타릴-CoA(HMG-CoA) 환원효소 억제를 통하여 콜레스테롤 생합성을 감소시킨다(Rolf et al. Biochimica et Biophysica Acta 1213:57-62(1994)). 마늘이 체내 지질대사에 영향을 미쳐 혈중 지질량의 감소 효과뿐만 아니라 고혈압, 심장병, 뇌졸중 등의 직접적 원인인 동맥경화증, 혈전증, 혈관수축에 의한 혈행 장해의 억제 효과가 있음을 보고하였다.
Apitz-Castro et al.(Biochim . Biophys . Acta . 1094:269-280 (1991))가 보고한 아조엔의 혈소판 응고 억제의 기작 규명을 통해 폐전증, 동맥경화증, 고지혈증 등의 순환계질병의 치료제로서 가능성을 보였다. 또한 아조엔이 발암물질인 아플라톡신 B와 DNA의 작용을 억제하는 기능(Tadi et al. Cancer Letters 59:89-94(1991)) 및 종양세포에 대한 세포독성능도 연구되었다(Scharfenberg et al. Cancer Letters 53:103-108(1990)).
또한 아조엔의 항진균/항균 작용(Yoshida et al. Appl . Environ . Microbiol . 53:615-617 (1987)), 항바이러스효과(Werber et al. Planta Med . 58:417-423 (1992)) 등이 보고되어 있으며 에이즈에도 효과가 있는 것으로 보고되어있다(Tatarintsev et al. Int . Conf . AIDS 8:19-24). 아조엔은 항박테리아/항균제재인 5-플루오르사이토신과 비슷한 정도의 효과를 나타낸다.
아조엔은 원료마늘, 마늘다데기 및 건조마늘과 같은 일반 가공제품 중에서는 존재하지 않으며 일반적으로 극성이 낮은 유기용매 또는 유지와 혼합한 경우 생성되는데 이의 생성량은 용매의 극성, 지방산조성 및 반응조건(온도 및 시간)에 따라 많은 차이가 있다.
Lawson은 마늘을 식물성 유지에 넣어 얻은 마늘 착즙액에서 아조엔을 60 내지 148 ㎍/g 얻었으며 E-아조엔이 Z-아조엔 보다 항상 많이 생성되며 일반적으로 E형이 Z형보다 2배 이상 높은 것으로 보고하였다.
일본특허공개 소62-129224호에서 마늘을 에틸알코올, 메틸알코올과 같은 pH 2-6의 유기용매에 혼합하여 40-90℃로 가열하여 아조엔을 추출하는 과정이 개시되다. 이 과정에서 마늘 1 ㎏ 당 약 900 ㎍의 아조엔만이 추출되어 많은 아조엔을 얻기 위해서는 많은 양의 마늘이 필요하다. 이러한 저효율의 아조엔 생성 과정은 식품 및 의약품에 이용되기 부족하다.
일본특허공개 평8-84570호 및 평11-318377호는 마늘에 물을 넣고 분쇄하여, pH를 6 내지 8로 조정한 후 식용유지를 혼합하고 0 내지 50 ℃로 유지함으로써, 마늘 1 ㎏ 당 303 내지 404 mg 또는 유지 1g 당 417 내지 503 ㎍의 아조엔을 얻었으나, 중성중쇄지방유(MCT유), 옥배유, 샐러드유 등의 식물성유지를 사용한 것으로 반응온도가 낮고, Z/E 비율이 4 내지 5 수준에 불과하였다.
본 발명은 동물성 지질, 특히 유지방(milk fat)을 이용하여 마늘로부터 아조엔이 함유된 마늘 오일 제품의 제조방법에 관한 것이고, 이를 유효성분으로 하는 건강기능식품에 관한 것이다.
본 발명자들은 마늘에 있는 기능성 또는 의약 유효성분인 아조엔의 극대화할 수 있는 제조 방법을 최적화할 수 있는 공정을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 동물성 지질, 특히 유지방을 이용한 아조엔 제조 공정을 개발하였고, 종래의 기술들보다 2배 이상의 수율로 아조엔을 제조할 수 있는 공정을 확립함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 아조엔이 함유된 마늘 오일의 제조방법 및 그로부터 제조된 아조엔 함유 마늘 오일을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 아조엔 함유 마늘 오일을 유효성분으로 함유하는 건강기능식품을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명은 마늘 퓨레, 마늘 착즙액, 건조 마늘 분말 및 마늘 추출물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 알리신(allicin) 함유 마늘 재료를 준비하는 단계; 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합하는 단계; 및 상기 알리신 함유 마늘 재료와 유지방의 혼합물을 가열하는 단계;를 포함하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 "마늘 오일"은 마늘 유래 성분 또는 마늘 유래 성분으로부터 생성된 물질을 함유하는 반제품 또는 완제품 형태의 유지방으로서, 유지방을 교동, 연압하여 제조하는 버터를 제외한 유지방 함유 제품을 의미하며, "마늘 퓨레"는 생마늘을 압착 또는 물리적 파쇄 등의 방법으로 분쇄한 마늘 분쇄물을 의미하고, "마늘 착즙액"은 상기 마늘 분쇄물로부터 얻은 착즙액을 의미하거나, 또는 마늘 착즙액을 여과 또는 원심분리 등으로 고액분리할 때 생성되는 액상부를 의미하며, "마늘 착즙 잔사"는 상기 착즙액을 제조하고 남은 잔사 또는 고상부를 의미하고, "마늘 추출물"은 상기 마늘 퓨레, 마늘 착즙액, 마늘 착즙 잔사 또는 건조 마늘을 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출한 것이다. 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로는 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올 등이 있고, 바람직하게는 메탄올 또는 에탄올이며, 더욱 바람직하게는 에탄올이다. 마늘 추출물은 마늘 재료에 포함된 알리신을 최대한 활용하기 위하여, 마늘 재료, 특히 마늘 착즙 잔사를 펙틴 및 셀룰로오스 분해 효소 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 효소를 첨가한 물을 마늘 재료와 반응시켜 얻은 마늘 효소분해 추출물을 포함한다.
마늘 퓨레를 직접 유지와 혼합하여 아조엔을 생성할 경우에는 마늘 퓨레의 입자 크기는 20메쉬 이하로 제조하는 것이 바람직하며, 또한 마늘 건조 분말을 식용유지와 혼합하여 아조엔을 생성할 경우에는 분말입자의 크기는 가급적 60 메쉬 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 마늘 퓨레, 마늘 착즙액, 건조 마늘 분말 및 마늘 추출물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 알리신(allicin) 함유 마늘 재료로는 바람직하게는 건조 중량 기준으로 2 내지 10 mg/g, 더욱 바람직하게는 4 내지 10 mg/g의 알리신을 포함하고 있다.
본 발명에서 알리신 함유 마늘 재료와 반응시키는 유지방은 동물의 젖(乳)에서 지방 성분을 농축한 것으로, 지방(fat), 스테롤, 모노글리세리드, 다이글리세리드, 트리글리세리드, 인지질 및 지방산을 포괄적으로 포함하는 생체분자를 의미하고, 100 % 순수한 유지방일 필요는 없으며, 30 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 32 내지 90 중량% 지방을 함유하는 것이며, 더더욱 바람직하게는 80 내지 90 중량%이다. 본 발명에서 사용되는 유지방은 생크림 또는 버터일 수 있고, 바람직하게는 버터이며, 소, 염소, 양, 말, 낙타, 당나귀, 사슴, 물소 또는 야크의 밀크로부터 유래된 것일 수 있다.
본 발명에서 이용되는 유지방의 지방산 조성은 다음과 같이 포화 지방산 및 불포화 지방산을 포함한다(참조: National Research Council, 1976, Fat Content and Composition of Animal Products, Printing and Publishing Office, National Academy of Science, ISBN 0-309-02440-4;p. 203): 포화 지방산(라우르산 2-5%, 미리스트산 5-20%, 팔미트산 20-40%, 및 스테아르산 5-20%), 불포화 지방산(올레산 15-30%, 팔미토레산 1-8%, 리놀레산 1-6% 및 리놀렌산 0.5-3%). 보다 바람직하게는 본 발명에서 이용되는 유지방의 지방산 조성은 포화 지방산(라우르산 2.5-4%, 미리스트산 10-15%, 팔미트산 28-35%, 및 스테아르산 8-13%), 불포화 지방산(올레산 20-27%, 팔미토레산 2-6%, 리놀레산 2-5% 및 리놀렌산 0.8-2%)이다.
본 발명에서 알리신 함유 마늘 재료와 유지방의 혼합비율은, 알리신 함유 마늘 재료 100 중량부에 대하여, 지방 함량이 80 중량%인 유지방을 기준으로 유지방이 40 내지 400 중량부, 더욱 바람직하게는 70 내지 380 중량부, 더더욱 바람직하게는 60 내지 150 중량부이다. 상기 범위를 벗어나는 경우 원하는 함량으로 아조엔이 강화된 유지를 얻을 수 없고, 60 내지 400 중량부 범위에서 400 ㎍/g 이상의 아조엔 함유 유지를 얻을 수 있으며, 60 내지 150 중량부 범위에서 700 내지 2000 ㎍/g 이상의 아조엔 함유 마늘 오일을 얻을 수 있다.
특히 본 발명에서는 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합하는 단계에 초음파 처리, 균질 및 교반 중에서 하나 이상의 공정을 통해 지방 입자의 크기를 분쇄하는 것이 바람직하다. 지방 입자의 크기가 작게 분쇄되면서 마늘 재료와 유지방의 반응 표면적의 증가로 아조엔의 생성량이 증가한다.
본 발명에서 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합물을 가열하는 단계는 바람직하게는 40 내지 80 ℃, 더욱 바람직하게는 50 내지 70 ℃, 더더욱 바람직하게는 60 내지 70 ℃에서 수행된다. 상기 하한치 미만에서는 반응시간이 늘어나고, 반응시간을 늘리더라도 비례해서 아조엔의 생성량이 증가하지 않고, 상기 상한치를 초과할 경우 아조엔의 안정성이 저하되어 Z/E 비율이 감소한다. 또한 60 내지 70 ℃ 범위를 벗어나는 경우 유지당 아조엔의 전체 생성량에는 변함이 없으나, Z/E 비율이 현저히 감소하여 6 미만이 되어, Z/E 비율 6 이상, 예를 들어, 8 내지 12, 또는 그 이상을 달성할 수 없다. 이는 생리활성이 높은 Z형 아조엔의 비율이 감소됨을 의미한다.
본 발명에서 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합물을 가열하는 단계는 바람직하게는 1 내지 6시간, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 4시간, 더더욱 바람직하게는 2 내지 3시간이다.
상기 방법을 통해 제조된 아조엔 강화 유지는 E-아조엔에 대한 Z-아조엔의 비율이 8 이상이며, 아조엔 함량이 600 ㎍/g 이상이고, 더욱 바람직하게는 E-아조엔에 대한 Z-아조엔의 비율이 10 내지 12이며, 아조엔 함량이 1000 내지 2000 ㎍/g 이다.
본 발명은 상기 아조엔 함유 마늘 오일을 유효성분으로 하는 혈액순환 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 건강기능식품은 캅셀제, 분말제, 과립제, 정제 형태일 수 있다. 다만 본 발명의 아조엔 함유 마늘 오일을 유효성분으로 하는 건강기능식품은 건강기능식품으로 제조될 경우 내부에 유지 원재료를 함유하는 캅셀제로 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명의 아조엔 함유 마늘 오일은, 유지방 및 마늘 자체가 식용으로 장기간 복용하여도 독성 및 부작용이 없는 식품이므로, 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다.
본 발명의 아조엔 함유 마늘 오일은 혈액순환 개선용으로 건강기능식품에 첨가될 때, 상기 아조엔 함유 마늘 오일의 양은 고형분을 기준으로 일반적으로 본 발명의 분말, 과립, 정제, 캅셀제 등의 형태의 건강기능식품인 경우 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 음료 형태의 건강기능식품인 경우 음료 100 mL를 기준으로 0.02 내지 10 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 건강기능식품은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 건강기능식품 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
특히 바람직하게는 건강기능식품의 제제 형태 중에서 젤라틴으로 캅셀화 하는 것이다. 젤라틴은 돼지 또는 소의 가죽이나 뼈에서 얻어지는 유도 단백질의 일종으로 분자량은 15,000-250,000 정도이다. 콜라겐은 동물의 결합조직인 껍질(skin), 건(tendon), 인대(ligament) 및 뼈(bone)에 많이 함유되어 있다. 젤라틴은 동물에서 얻어진 단백질이기는 하나 필수아미노산인 트립토판이 결핍되어 있고 그 외의 필수아미노산들도 미량이어서 불완전 단백질로 분류된다. 캡슐은 하드-쉘(hard-shelled) 캡슐 및 소프트-쉘(soft-shelled) 캡슐로 두 종류이다. 하드-쉘 캡슐은 가루 및 분말성분 작은 알갱이(miniature pellet) 또는 정제형 약제에 쓰인다. 소프트-쉘 캡슐은 오일 및 오일에 용해/부유된 활성 성분에 쓰인다. 젤라틴의 대체재로는 카라기난(carrageenan)과 같은 식물 다당류 및 그 파생물과 전분 및 셀룰로오즈의 변형된 형태가 쓰인다.
본 발명의 마늘과 유지 혼합물로부터 아조엔을 생성하는 최적 조건을 제공하고, 본 발명의 방법에 의해 종래의 방법보다 2배 이상 높은 수율로 아조엔을 제조할 수 있으며, Z/E 비율이 높아 생리활성면에서 유리한 아조엔 함유 마늘 오일, 아조엔 강화 건강기능식품을 제조할 수 있으며, 대량생산에 적합한 공정 프로토콜을 갖는다.
도 1은 본 발명자들에 의해 정립된 아조엔 화합물의 분석 방법의 결과를 보여주는 고속액체크로마토그래피(HPLC)의 크로마토그램이다. (A) 아조엔 이성질체 표준물질, (B) 유지방과 마늘 착즙액을 이용한 반응결과물, 및 (C) 블랭크.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 아조엔 강화 건강기능식품의 제조공정도로서, 1단계로서 마늘로부터 마늘 착즙 잔사, 마늘 착즙액 및 마늘 추출물을 제조하는 것이고 2단계는 마늘과 유지방을 혼합하여 아조엔의 생성를 극대화하는 단계이며 3단계는 아조엔을 추출, 정제 안정화시키는 단계이다.
도 3는 마늘 착즙액으로부터 아조엔 제조의 최적화를 나타내는 반응표면도이다. (A)는 반응온도(X1)와 유지용량(X3)의 반응표면도, (B)는 반응시간(X2)와 반응온도(X1)의 반응표면도, (C)는 유지용량(X3)과 반응시간(X2)의 반응표면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 아조엔 강화 건강기능식품의 제조공정도로서, 1단계로서 마늘로부터 마늘 착즙 잔사, 마늘 착즙액 및 마늘 추출물을 제조하는 것이고 2단계는 마늘과 유지방을 혼합하여 아조엔의 생성를 극대화하는 단계이며 3단계는 아조엔을 추출, 정제 안정화시키는 단계이다.
도 3는 마늘 착즙액으로부터 아조엔 제조의 최적화를 나타내는 반응표면도이다. (A)는 반응온도(X1)와 유지용량(X3)의 반응표면도, (B)는 반응시간(X2)와 반응온도(X1)의 반응표면도, (C)는 유지용량(X3)과 반응시간(X2)의 반응표면도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실험예
1: 마늘-유지 혼합물에 존재하는
아조엔
(
ajoene
) 화합물의 분석방법
실험에 사용한 시료는 2010년 난지형 깐마늘을 구입하여 사용하였다. 구입한 마늘은 파쇄기(OSCAR, Kimhae Korea)로 분쇄하여 마늘 착즙 잔사와 착즙액으로 구분한 후, 마늘 착즙액만을 진공필름 포장지를 이용하여 포장한 후, -80℃에서 보관하면서 시료로 사용하였다.
마늘 착즙액 5 g에 유지방 함량이 80% 이상인 버터를 마늘 착즙액 중량의 1 내지 5배의 비율로 취한 후, 볼텍싱을 1분 동안 수행한 다음, 40℃에서 20분 동안 초음파 발생기를 이용하여 음파파쇄(sonication)를 실시하였다. 아조엔 생성을 위하여 일정 온도로 고정한 건조 오븐에서 유지와 마늘 착즙액을 일정시간 반응시킨 후 4000 rpm에서 5분 동안 원심분리시킨 다음, 상층액을 취하여 각 유지별로 에틸아세테이트를 이용하여 2-4배 희석한 다음 아조엔 함량을 측정하였다. 아조엔 함량은 자외선 검출기(JASCO, 2075 plus)와 실리카겔 컬럼(Agilent, 4.6× 250 mm, 5 μm)이 장착된 HPLC(JSACO, 펌프;2089 plus, 주입기;2057 plus, 칼럼오븐; 2067 plus)를 사용하였다. HPLC분리를 위한 이동상 조성은 헥산과 2-프로판올의 85:15 비율이며, 유속은 0.8 ㎖/min, 주입 용량은 5 ㎕로 하였으며, UV 파장은 240 ㎚로 설정하여 분석하였다(도 1).
제조예
1: 식용유지 종류에 따른
아조엔
함유 마늘 오일의 제조
10 ㎏의 깐마늘을 파쇄기(OSCAR, Kimhae Korea)로 분쇄하여 분쇄물을 얻고, 이를 압착하여 여과포로 걸러서 마늘 착즙액(1차)와 착즙 잔사를 각각 6 kg 및 4 kg을 얻었다.
상기 마늘 착즙액 5 g에 유지방(지방 함량 80 중량% 이상), 식용유지(7종) 및 중성중쇄지방산(MCT유)을 각각 15 g을 첨가하여 잘 혼합한 후 40℃의 초음파 발생 수욕조에서 20분 동안 초음파처리을 실시하였다.
식용유지에 따른 아조엔 함량을 비교하기 위한 반응 조건으로는 반응온도 65℃, 반응시간 2 시간 및 오일 함량은 착즙액 중량의 3배로 하여 각각 아조엔 함유 마늘 오일을 제조하였다.
실험예
2: 식용유지 종류에 따른
아조엔
함량 비교
상기 제조예 1에서 제조한 식용유지를 달리하여 제조한 아조엔 함유 마늘 오일의 아조엔 함량(Z-아조엔과 E-아조엔의 총합)을 계산하여 표 1에 나타내었다.
구분 | 아조엔 함량 | |
(㎍/g, 마늘 착즙액) | (㎍/g, 유지) | |
유지방 | 1301a* | 434a* |
옥수수유 | 633b | 212b |
올리브유 | 656b | 219b |
포도씨유 | 604b | 202b |
콩기름 | 672b | 225b |
들기름 | 553b | 185b |
참기름 | 608b | 203b |
MCT유 | 692b | 232b |
* : 던컨(duncan's) 다중비교테스트 결과 유지방a과 식용유지b 간 유의성(P<0.05)
마늘 착즙액 100 중량부에 300 중량부의 유지를 혼합하여 반응시켰을 때, 마늘 착즙액 단위 g 당 아조엔 함량은 553 내지 1301 ㎍이었으며, 유지 단위 g당 아조엔 함량은 185 내지 434 ㎍이었다. 특히 유지방을 사용한 경우 다른 식물성 유지 또는 MCT유에 비하여 약 2 배 정도 높은 아조엔이 생성되었음을 확인할 수 있었다.
실험예
3: 식용유지 종류에 따른
아조엔의
Z/E 비율
상기 제조예 1에서 제조한 식용유지를 달리하여 제조한 아조엔 함유 Z-아조엔과 E-아조엔의 비율, 즉 Z/E 비율을 계산하여 표 2에 나타내었다.
구분 | Z/E 비율 |
유지방 | 10.1 |
옥수수유 | 8.2 |
올리브유 | 11.5 |
포도씨유 | 6.2 |
콩기름 | 6.9 |
들기름 | 9.5 |
참기름 | 9.0 |
MCT유 | 9.2 |
유지방은 올리브유에 비해서는 Z/E 비율이 낮았으나, 나머지 포도씨유, 콩기름, 들기름, 참기름, 옥수수유 및 MCT유에 비해서는 Z/E 비율이 높게 나타났다.
제조예
2: 반응온도에 따른 유지방을 이용한
아조엔
함유 마늘 오일의 제조
상기 제조예 1의 마늘 착즙액과 유지방을 이용하여 제조예 1과 동일 방법으로 아조엔 함유 유지를 제조하되, 반응온도의 경우만 각각 40, 60, 80, 100 ℃로 변경하여 아조엔 함유 마늘 오일을 제조하였다.
실험예
3: 식용유지 종류에 따른
아조엔의
Z/E 비율
상기 제조예 2에서 제조한 반응온도를 달리하여 제조한 아조엔 함유 Z-아조엔과 E-아조엔의 비율, 즉 Z/E 비율을 계산하여 표 3에 나타내었다.
구분 | Z/E 비율 |
40 ℃ | 4.7 |
50 ℃ | 5.6 |
60 ℃ | 10.4 |
70 ℃ | 8.5 |
80 ℃ | 4.6 |
100 ℃ | 1.2 |
반응온도 60 내지 70 ℃ 범위에서 다른 온도에 비해 Z/E 비율이 8 이상으로 현저히 높게 나타남을 확인하였다.
실험예
4: 반응표면 분석을 통한 마늘에서
아조엔
생성 조건 최적화
실험예 2에서 아조엔이 가장 많이 생성되는 동물성 지방인 유지방(지방 함량 80 중량% 이상)을 이용하여 아조엔 최대 생성 조건을 탐색하였다. 이를 위하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 사용하였으며 실험 계획은 중심합성계획(Central Composite of Design: CCD)을 이용하였다. 독립변수 3요인으로는 반응온도(X1), 반응시간(X2), 오일 함유량(X3)으로서 5 수준(-2, -1, 0, 1, 2)으로 부호화 하였으며(표 1), 독립변수에 영향을 받는 종속변수는 마늘-유지방 혼합물에서의 아조엔 생성량(Y)으로 설정하여 각각 설정된 17개의 조건으로 실험을 실행하였다.
중심합성계획법에 의한 마늘로부터 유지방을 이용하여 아조엔을 생성하는 조건을 표 4에 나타내었다.
기호 | 독립변수 | 레벨 | ||||
-2 | -1 | 0 | 1 | 2 | ||
X1 | 반응온도(℃) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
X2 | 반응시간(hr) | 1 | 2 | 4 | 6 | 8 |
X3 | 오일 부피 (times by weight) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
자료의 통계처리는 SAS package ver. 8.2(SAS Institute Inc., Cary, NC, 미국)를 이용하였다. 독립변수와 종속변수와의 관계를 다항회귀식으로 표현하였고, 다항회귀식을 바탕으로 maple 7(Waterloo maple Inc. 캐나다)을 이용하여 3차원 반응표면 그래프를 나타내었다(도 3).
마늘-유지방 혼합물에서의 아조엔 생성의 주요한 독립 변수인 반응온도(20-100℃), 반응시간(1-8 hr) 및 오일함유량(1-5배)에 따른 실험결과는 표 5에 나타내었으며, 아조엔 함량은 85.5-848.2 ㎍/g(마늘 착즙액)의 값을 나타내었으며, 반응표면 회귀분석을 분석한 결과(표 6), R²는 0.9189로써 1에 가깝고 유의성은 0.0045로 1% 이내의 유의수준에서 유의성이 인정되었다.
중심합성계획에 의한 아조엔 생성 조건별 시험 값을 표 5에 나타내었고, 반응표면분석에 의한 아조엔 화합물 생성을 위한 다항식을 표 6에 나타내었다.
런 No. | 아조엔 생성 조건 | 아조엔 함량 (㎍/g, 마늘 착즙액) |
||
반응온도 (℃) |
반응시간 (hr) |
오일 함유량 (times by weight) |
||
1 | 40 (-1) | 2 (-1) | 2 (-1) | 469.8 |
2 | 40 (-1) | 2 (-1) | 4 (1) | 728.7 |
3 | 40 (-1) | 6 (1) | 2 (-1) | 437.4 |
4 | 40 (-1) | 6 (1) | 4 (1) | 633.6 |
5 | 80 (1) | 2 (-1) | 2 (-1) | 611.4 |
6 | 80 (1) | 2 (-1) | 4 (1) | 814.5 |
7 | 80 (1) | 6 (1) | 2 (-1) | 96.0 |
8 | 80 (1) | 6 (1) | 4 (1) | 620.3 |
9 | 60 (0) | 4 (0) | 3 (0) | 846.8 |
10 | 60 (0) | 4 (0) | 3 (0) | 848.2 |
11 | 60 (0) | 4 (0) | 3 (0) | 861.5 |
12 | 100 (2) | 4 (0) | 3 (0) | 85.5 |
13 | 20 (-2) | 4 (0) | 3 (0) | 494.7 |
14 | 60 (0) | 8 (2) | 3 (0) | 592.1 |
15 | 60 (0) | 1 (-2) | 3 (0) | 786.8 |
16 | 60 (0) | 4 (0) | 5 (2) | 726.6 |
17 | 60 (0) | 4 (0) | 1 (-2) | 312.2 |
반응값 | 다항회귀식 | R² | 유의성 |
아조엔 함량 (mg/g, 마늘착즙액) |
Y= 809.902496-154.602047X1-165.722972X2+267.585826X3 | 0.9189 | 0.0045 |
-558.375375X12-254.676991X1X2-123.575677X22 | |||
+136.162237X1X3 +113.122560X2X3-329.021106X32 |
중심합성계획에 의해 설계된 실험조건으로 아조엔 함량변화를 3차원 반응표면으로 분석한 결과 도 3과 같은 최대점 형태를 나타내었다.
이상의 결과에서 마늘-유지방 혼합물을 이용하여 아조엔 생성에 적합한 최적조건은 반응온도 61.05℃, 반응시간 2.56 hr 및 오일함유량은 3.63으로 나타났다(표 7). 즉 마늘-유지방 혼합물을 이용하여 최적 생성조건으로 반응시킴으로써 아조엔을 기존의 특허 방법보다 2배 이상 증가시키는 농도로 생성되었다.
반응값 | 온도 | 시간 | 오일함유량 | 최대값 | 형태 |
℃ | hr | (times by weight) | |||
아조엔 함량 (ug/g, 마늘 착즙액) |
61.05 | 2.56 | 3.63 | 896.08 | 최대값 |
또한 마늘-유지방 혼합물의 아조엔 함량 회귀모델에 대한 분산분석(유의성 분석) 결과를 표 8에 나타내었다.
반응값 | F-값 | ||
온도 | 시간 | 오일함유량 | |
(℃) | (hour) | (times by weight) | |
아조엔 | 11.10** | 3.95* | 9.10** |
* 10% 수준에서의 유의성, ** 1% 수준에서 유의성
표 8에서와 같이 아조엔 생성량에 대한 반응조건의 영향은 반응시간 보다는 반응 온도와 오일 함유량이 더 많은 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.
실험예
5: 유지방과 마늘
착즙액
혼합비율에 따른
아조엔
생성량 비교
시중에서 구입한 밀크 크림(유지방함량 32.5%)을 원심분리방법에 의거 지방 함량이 94.5%인 유지방제품을 제조할 수 있었다. 이와 같이 제조한 유지방과 마늘 착즙액의 혼합비를 달리하여 아조엔 생성량을 비교하였다.
마늘 착즙액을 상기에서 제조한 유지방과 마늘 착즙액을 합한 총 중량의 10 내지 70 중량%가 되도록 각각 합한 후 볼텍스을 이용하여 혼합시켜 준 다음 40℃에서 20분 동안 소니케이션(sonication)처리를 하였다, 이를 65℃로 고정한 water bath에서 3시간 반응시켜 아조엔을 생성시켰다.
표 9에는 유지방과 마늘 착즙액의 혼합비율에 따른 생성된 아조엔의 함량을 분석한 결과를 나타내었다.
마늘착즙액과 유지방의 혼합비율(중량비) | Ajoene 함량 |
(㎍/g, 유지방) | |
10 : 90 | 53.2±1.8 |
20 : 80 | 223.1±4.0 |
30 : 70 | 466.5±20.1 |
40 : 60 | 784.8±24.8 |
50 : 50 | 1747.4±64.6 |
60 : 40 | 2001.7±80.4 |
70 : 30 | 870.4±85.9 |
마늘 착즙액 10 중량%를 혼합하여 제조했을 때의 아조엔 함량은 53.2 ㎍/유지방g 이었고, 마늘 착즙액의 함량을 60 중량%까지 증가시킬수록 아조엔 함량은 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 마늘 착즙액의 함량을 70 중량%로 높일 경우에는 아조엔 함량이 오히려 감소하였다.
또한, 상기 제조된 아조엔 함유 마늘 오일의 지방 함량을 측정하기 위하여, 검사시료 1-1.5g을 정밀히 취하여 50 mL의 비이커에 취하고 에테르로 분액깔대기에 씻어 넣은 다음, 무수황산나트륨을 가하여 탈수한 후, 250 mL의 삼각플라스크에 여과하고 에테르를 날려 보낸 후, 105℃에서 항량이 될 때까지 건조하여 지방의 양을 산출하였다. 상기 아조엔 함유 마늘 오일의 지방 함량은 94.33 중량% 이었다.
제조예
3:
아조엔
강화 유지 함유 소프트-쉘 캡슐 제조
실험예 3의 마늘 착즙액과 유지방을 5:5 중량비로 혼합하여 반응시켜 제조한 아조엔 함유 마늘 오일(2000 ㎍/g유지방)을 원심분리하여 상등액을 취하고, 캅셀 하나당 상등액 500 mg을 포함하도록 젤라틴으로 소프트-쉘 캡슐을 제조하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (17)
- 마늘 분쇄물, 마늘 착즙액, 마늘 건조 분말 및 마늘 추출물 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 알리신(allicin) 함유 마늘 재료를 준비하는 단계;
상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합하는 단계; 및
상기 알리신 함유 마늘 재료와 유지방의 혼합물을 가열하여 반응시키는 단계;를 포함하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 마늘 추출물은 마늘 분쇄물, 마늘 착즙액, 마늘 착즙 잔사 및 마늘 건조 분말 중에서 선택되는 어느 하나의 마늘 재료를 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출한 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 마늘 추출물은 펙틴 및 셀룰로오스 분해 효소 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 효소를 첨가한 물을 마늘 재료와 반응시켜 얻은 마늘 효소분해 추출물인 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료는 마늘을 분쇄 및 착즙하여 마늘 착즙액과 마늘 착즙 잔사를 얻고, 상기 마늘 착즙 잔사에서 마늘 추출물을 얻은 후, 상기 마늘 착즙액과 마늘 추출물을 혼합하여 얻은 것임을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료의 알리신 함량은 건조중량을 기준으로 2 내지 10 mg/g 인 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유지방의 지방 함량은 30 내지 99 중량%인 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 유지방은 생크림 또는 버터인 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 유지방은 소, 염소, 양, 말, 낙타, 당나귀, 사슴, 물소 또는 야크의 밀크로부터 유래된 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료 100 중량부에 대하여 유지방(지방 함량 80 중량% 기준) 40 내지 400 중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료 100 중량부에 대하여, 유지방(지방 함량 80 중량% 기준) 60 내지 150 중량부 혼합되는 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합하는 단계는 초음파 처리, 균질(homogenation) 및 교반 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합물을 가열하는 단계는 30 내지 80 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합물을 가열하는 단계는 55 내지 70 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 알리신 함유 마늘 재료를 유지방과 혼합물을 가열하는 단계는 1 내지 6 시간 수행되는 것을 특징으로 하는 유지방을 이용한 아조엔 함유 마늘 오일의 제조방법.
- 제 1 항의 방법으로 제조되고, E-아조엔에 대한 Z-아조엔의 비율이 6 이상이며, 아조엔 함량이 600 ㎍/g 이상인 것을 특징으로 하는 아조엔 함유 마늘 오일.
- 제 15항의 아조엔 함유 마늘 오일을 유효성분으로 하는 혈액순환 개선용 건강기능식품.
- 제 16항에 있어서, 캅셀제인 것을 특징으로 하는 혈액순환 개선용 건강기능식품.
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