KR20140087941A - 흑미로부터 향기성분을 추출하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 흑미로부터 향기성분을 추출하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흑미에 대하여 아임계 추출과정을 수행하여 향기성분을 추출하는 방법에 관한 것이다.

Description

흑미로부터 향기성분을 추출하는 방법{A METHOD OF EXTRACTING AROMATIC COMPONENT FROM BLACK RICE}
본 발명은 흑미로부터 향기성분을 추출하는 방법에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흑미로부터 향기성분을 추출하는 고순도 및 고효율로 추출하는 방법에 관한 것이다.
의학의 발달과 더불어 평균수명이 증가하고 노령인구가 증가하여 최근 통계청이 발표한 자료에 의하면, 2005년 총인구 중에서 65세 이상 노령인구의 비율은 9.1%를 차지하고 있고, 2020년에는 평균수면이 78.1세에 달하며, 2020년에는 전체인구의 13.2%까지 증가할 것으로 추산되고 있어 노화로 인한 문제도 심각한 실정이다. 또한, 우리나라는 경제성장에 힘입어 최근 통계청이 발표한 자료에 의하면 우리나라 1인단 GNP는 2004년 14,162달러였으며, 매년 10% 정도 증가하여 국민들의 생활수준이 향상됨에 따라 식생활이 변화하여 곡류와 채소류의 섭취가 감소하고 육류 등 지방이 풍부한 음식의 섭취가 증가하는 경향을 보이고 있다. 이러한 식생활의 변화를 포함한 사회적 조건의 변화로 인해, 질병의 양상도 변화하여 과거 주요한 사망원인인 전염성 질병에 의한 사망자 수는 급격하게 즐어 들고 있는 반면에 암, 비만이나 당뇨 등의 대사증후군이나 성인병, 뇌혈관 질환 또는 관상동맥질환 등의 심혈관계 질환에 의한 사망자 수는 꾸준히 증가하고 있다.
노화, 암, 뇌혈관 질환, 심혈관계 질환 등과 같은 질환의 원인이 자유라디칼(free radical) 또는 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)인 것으로 인식되고 있다. 상기 활성산소종은 생물체에 침입된 병균 등에 의한 생물학적 스트레스나 지구 환경 악화에 따른 각종 환경 스트레스 등의 스트레스로 인하여 생물 유지에 필수적으로 요구되는 산소의 반응성이 높아진 산소를 의미할 수 있으며, 상기 반응성이 높은 산소는 심각한 생리적 장애 등을 유발할 수 있게 된다. 일 예로, 슈퍼옥사이드 라디칼(superoxide radical), 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical), 과산화수소 또는 일중항산소 등이 있다.
구체적으로, 상기 자유라디칼 또는 활성산소종은 세포를 파괴하거나 피부 진피층의 결합조직을 절단하거나 교차 결합을 일으키므로 주름형성, 아토피성 피부염, 여드름 또는 피부암과 같은 피부 관련 질병뿐만 아니라 암, 심근경색증(myocardial infarction), 뇌졸증(stroke), 죽상동맹경화증(atherosclerosis) 등을 포함하는 심혈관계질환, 근위축측삭경화증(amyotrophic laternal sclerosis)이나 파킨스씨 병(Parkinsion? disease, PD)과 같은 퇴행성 신경질환(chronic neurodegenerative disease)의 원인이 되는 것으로 보고되어 있다. 또한, 자유라디칼 또는 활성산소종은 인체 내에서 지질을 과산화시켜 과산화지질이라고 하는 해로운 물질을 생성할 수 있고, 상기 과산화지질은 혈관에 작용하여 동맥경화나 혈정과 같은 각종 성인병의 원인이 되는 것으로 보고 되어 있다.
상기한 바와 같이, 평균수명이 증가하고 사회의 노령화가 진행되면서 노화 및 퇴행성 질환과 같은 노화와 관련된 질병에 대한 관심이 증대되고 있고, 경제성장 및 식생활의 변화 등에 따라 대사증후군이나 성인병 등에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한 질병에 대한 관심의 증가와 함께 상기 질병의 원인으로 보고된 자유라디칼 또는 활성산소종에 대한 관심도 증대되면서, 항산화효과를 갖는 물질에 대한 관심이 증대되고 있다.
생체 내에는 이러한 자유라디칼 또는 활성산소종을 제거하는 항산화체계로 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(superoxide dismutase, SOD), 퍼옥시다제(peroxidase, POD) 또는 카탈라제(catalase, CAT) 등의 고분자 항산화 효소와 비타민 C, 비타민 E 또는 글루타치온(glutathione) 등의 향기성분 등이 존재한다.
그러나, 공해나 자외선 또는 상기 생물학적 스트레스를 포함하는 여러 원인 및 노화에 의해서 점차적으로 인체의 항산화체계는 정상 작동을 하지 못하게 되며, 이러한 경우 향기성분을 섭취함으로써 방어할 수 있도록, 활성산소종을 제거할 수 있는 물질 즉, 항산화제의 체내 공급이 요구되고 있다. 이러한 항산화제의 체내 공급 요구에 따라 항산화제 또는 항산화 효과를 갖는 식품 등을 섭취하여 상기 질병을 예방 또는 치료하거나 노화를 지연시키고 자 하는 노력이 증가하고 있는 실정이다.
종래에 뛰어난 항산화력을 지닌 합성 항산화제로는 BHA(butylated hydroxyanisole), BHT(butylated hydroxytoluene) 또는 TBHQ(tertiary butylhydropuinone) 등이 보고 되어 있다.
그러나, 상기 합성 항산화제는 체내 흡수 물질의 일부가 독성을 지니고 있어, 기형발생인자 및 발암 물질화 될 수 있고, 간 비대증을 유발하거나 간장 중 마이크로소말 효소활성(microsomal enzyme activity)을 증가시킬 수 있어, 폐나 신장 등의 장기 조직의 병리적인 해를 유발시키는 등의 안정성 문제가 제기되고 있다.
따라서, 근래에는 보다 인체에 안정하고, 항산화력이 뛰어난 항산화제를 개발하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 천연 항산화제 즉, 천연물질로부터 수득한 항산화제에 대한 만은 연구가 진행되고 있다.
현재까지 천연물질 특히, 천연 식물을 대상으로 항산화 효과를 탐색한 결과 보고된 천연 항산화성분들로는 토코페롤(tocopherol) 류, 플라본(flavone) 유도체, 이소플라본(isoflavone), 플라보노이드(flavonoid) 류, 세사몰(sesamol), 고시폴(gossypol), 페놀릭산(phenolic acids), 부틱산(phytic acid), 사포닌(saponin), 트립신 저해제(trypsin inhibitor) 등이 있다.
KR 10-0583887 B
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명은 다양한 목적에 사용할 수 있는 용매를 이용하여 흑미로부터 향기성분을 고효율로 추출할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 흑미로부터 향기성분을 추출하는 방법을 제공한다
본 발명에 있어서, 초임계 유체(supercritical fluid)란 물질이 액체와 기체의 두 상태가 서로 분간할 수 없게 되는 임계상태에서의 온도와 이때의 증기압 즉, 그의 임계점보다 높은 온도와 압력하에 있을 때 즉, 초임계점 이상의 상태에 있는 유체를 의미하며, 아임계 유체(sub-supercritical fluid)란 초임계 유체와 거의 비슷한 성격을 가진 유체를 의미한다. 또한, 아임계 추출법이란 아임계 유체를 이용한 추출법을 의미한다.
본 발명은 흑미에 아임계 수를 이용하여 3MPa의 압력조건 및 200℃의 온도조건에서 1분간 반응시켜 향기성분을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 향기성분을 n-펜탄 및 디에틸에테르를 부피비를 기준으로 1:1로 혼합한 혼합용매로 추출하는 단계를 포함하는 흑미로부터 향기성분을 추출하는 추출법에 관한 것이다.
본 발명은 기존 방법에 비하여, 향기성분 추출능 즉, 현저하게 향상된 수율로 향기성분을 수득할 수 있는 방법으로, 다양한 산업분야에 폭 넓게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출방법에 따른 흑미의 향기성분의 추출효율을 나타낸 것으로, 가로축은 추출방법을 나타내고, 세로축은 향기성분 함량을 나타내며, SWE는 아임계 추출방법을 하기의 온도는 추출온도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 제조예 및 실시예를 제시한다.　 그러나, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시한 것을 뿐, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 진도 검정쌀 유래 향기 추출물 제조
(1) Simultaneous steam distillation/solvent extraction(SDE) 추출
시료 50g을 침지시킨 증류수 500mL을 SDE 추출장치에 넣은 후 재증류한 n-pentane, diethylether 혼합용매 (1:1, v/v) 250 mL을 이용하여 2시간동안 향기성분을 추출하였다.
(2)Steam distillation(SD) 추출
시료 200g을 침지시킨 증류수 2.5L을 SD 추출장치에 넣은 후 15mL/min의 유속으로 향기 용출액을 포집한 후 재증류한 n-pentane, diethylether 혼합용매 (1:1, v/v) 250 mL을 사용하여 향기용출액에 함유된 향기성분을 추출하였다.
(3) Solvent extraction(SE) 추출
시료 50g을 재증류한 n-pentane, diethylether 혼합용매 (1:1, v/v) 250 mL에 침지한 후 4℃에서 overnight시켜 향기 성분을 추출하였다.
(4) 아임계추출
40g과 3차 증류수 200mL을 아임계 추출장치에 넣은 후 3MPa의 압력 조건에서 온도를 150℃~200℃로 조절하여 1분간 반응시켜 얻은 추출액 여과 후 재증류한 n-pentane, diethylether 혼합용매 (1:1, v/v) 250 mL을 이용하여 향기성분을 추출하였다.
(5) 향기 농축물 제조
각각의 추출방법으로 제조된 향기성분 추출액에 무수 Na2SO4를 첨가하여 탈수 시킨 후 34℃에서 Vigreux column으로 농축하였다.
실시예 2. 향기성분 분석
추출물의 향기성분 분석은 GC/MS(Agilent Tech. 5975C)를 이용하여 분석하였다(표 1). 상기 분석 결과는 도 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00001

- 진도산 검정쌀로부터 향기추출물 제조에 적합한 최적의 추출조건을 탐색하기 위하여 SDE, SD, SE, 아임계 추출법을 이용하여 향기추출물을 제조, 분석한 결과, 흑미 유래의 향기성분으로 알려진 guaiacol, nonanal, 2-nonanone, hexanal, 1-hexanol, 2-heptanone, (E, E)-2, 4-decadienal, E-2-octanal 등은 SDE, SD, SE보다 아임계추출법에서 많은 양이 생성되었다.
- 아임계추출법의 경우 추출온도가 증가함에 따라 흑미 유래의 향기성분 함량이 증가하는 경향을 보였으며, 추출온도가 200℃로 증가할 경우 향기성분의 추출양이 현저하게 증가하는 결과를 보였다(그림 3).
- 흑미 품종별 추출방법에 따른 향기성분의 추출양을 비교한 결과, 일반적으로 향기성분 추출에 사용되는 SDE, SD법에서는 흑향미의 향기성분 추출함량이 가장 우수했으나, SE 및 아임계추출법에서는 신농흑찰의 향기성분 추출양이 가장 많았다.
- 쌀을 취사할 경우 풍기는 고유의 고소한 향은 기존의 향기 추출법보다 아임계 추출법을 사용할 경우 현저히 증가하였으며, 아임계추출 시 추출온도가 증가함에 따라 생성양이 증가하다 추출온도가 200℃일때 급격히 증가하는 경향을 보였다.
- 따라서, 아임계 추출법을 이용할 경우 maillard반응에 의해 생성된 볶음향인 pyrazine류와 pyrrole류, 달콤함 향을 띄는 furn류 등의 방향족 화합물이 많이 생성되어 흑미의 고소한 향기 발현에 영향을 미치므로 식품제조 시 풍미향상에 유용한 결과로 생각된다.

Claims (1)

  1. 흑미에 아임계 수를 이용하여 3MPa의 압력조건 및 200℃의 온도조건에서 1분간 반응시켜 향기성분을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 향기성분을 n-펜탄 및 디에틸에테르를 부피비를 기준으로 1:1로 혼합한 혼합용매로 추출하는 단계
    를 포함하는 흑미로부터 향기성분을 추출하는 추출법.
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