KR20140098428A

KR20140098428A - 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법

Info

Publication number: KR20140098428A
Application number: KR1020130011065A
Authority: KR
Inventors: 이우일; 조은정; 김준수; 유환구
Original assignee: 건양대학교산학협력단
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-08-08

Abstract

본 발명은 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법에 관한 것으로, 자세하게는 기존에서와 같이 처리과정에서 잔류할 가능성이 있는 유기용매를 사용하지 않으면서 효소를 통해 양파껍질의 분해시 손실되는 퀘르세틴을 최소화하여 수율을 높일 수 있는 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법에 관한 것이다.

Description

효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법 {METHOD FOR THE EXTRACTION OF QUERCETIN FROM THE COATS OF AN ONION USING AN EMZYME}

양파는 식품의 향신료인 조미료의 용도 이외에도 고대이집트, 그리스, 페르시아, 인도, 중국 등에서는 마늘과 함께 해열, 구충, 해독, 장염, 중풍 치료 등의 용도인 한약재로 널리 사용해왔다. 동의보감에 의하면 양파는 간사를 제하고 오장을 통이 하며 백약의 독을 죽이고 각기를 고친다고 했다. 최근 파, 마늘 류(allium)속 채소류에 다량 함유되어있는 퀘르세틴(quercetin)과 이들 배당체물질들은 혈액 속에 좋은 콜레스테롤(HDL; 고농도 지단백)을 높여주고 나쁜 콜레스테롤(LDL; 저농도 지단백)을 낮춤으로 혈중 지질 상태를 개선하고 발암성 물질의 활성감소, 변이 암세포의 생육저해, 혈압강하, 항산화, 모세혈관 강화작용 등 다양한 약리작용이 있음이 알려져 있으며, 퀘르세틴(quercetin)물질을 함유한 식품에 대한 관심이 점차 높아지고 있다.

이와 같은 퀘르세틴의 효능이 알려짐에 따라 양파의 가공품으로 다양한 양파관련 음료와 스낵류가 개발되어 있으나, 이들 가공식품의 경우 단순히 양파를 착즙한 착즙 액을 사용하고 있다. 하지만, 양파에 함유된 퀘르세틴(quercetin)은 비가식 부위인 양파의 겉껍질에 주로 함유되어있는 것으로 가장 안쪽 껍질보다 약 300배 가까이 양을 함유하고 있다고 알려져 있는데, 조리 가공할 경우 대부분 양파의 겉껍질은 버리게 되므로 이에 대한 활용방안이 모색되고 있다.

또한, 현재 흔히 알려진 양파로부터의 퀘르세틴을 추출하는 기존의 공정에서는 에탄올과 같은 유기용매를 사용했으므로 추출된 퀘르세틴에 유기용매가 잔류할 위험이 있었으며, 생양파의 퀘르세틴(quercetin) 함유량에 비하면 절반 이하 수준의 수율을 얻는 것이 고작이었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 처리과정에서 인체에 유해한 성분으로 잔류할 가능성이 있는 유기용매를 사용하지 않으면서 효소를 통해 양파껍질의 분해시 손실되는 퀘르세틴을 최소화하여 수율을 높일 수 있는 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법에 있어서, 양파를 수세하여 껍질을 벗겨내는 제1단계; 벗겨낸 양파껍질을 50 내지 80℃의 온도에서 2 내지 4시간 건조하고, 분쇄하여 양파껍질 분말을 생성하는 제2단계; 양파껍질분말 1g 당 0.2 내지 0.3㎖의 당분해 효소를 첨가하고 10 내지 14시간가량 교반하여 효소 처리하는 제3단계; 물을 효소처리된 양파껍질분말에 가하여 30 내지 70℃의 온도에서 40 내지 80분간 가열하여 열처리하는 제4단계; 열처리 된 효소처리액을 여과하여 퀘르세틴을 추출하는 제5단계; 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 당분해 효소는 비스코자임(Viscozyme)으로 이루어지는 것이 바람직하다…

또한, 상기 당분해 효소는 자일라나아제(xylanase)와, 셀룰라아제(cellulase)와, 헤미셀룰라아제(hemicellulase)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명을 통해 기존의 천연물 추출 공정, 즉 유기용매와 천연물을 혼합한 뒤 열을 가하여 추출하는 과정에서와 같이 유기용매를 사용함으로 인한 인체에 유해한 성분이 잔류할 가능성을 없애고, 열에 의하여 절반 이상의 손실률을 나타내는 문제점을 해결하여 더욱 높은 퀘르세틴의 수율을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 퀘르세틴의 화학적 구조식,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법을 나타낸 순서도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법에 대해 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법을 나타낸 순서도로서, 다음과 같은 단계를 통해 퀘르세틴의 추출이 이루어진다.

제1단계(S110)에서는 양파를 수세하여 껍질을 벗겨낸다. 앞서 언급한 바와 같이 양파의 퀘르세틴은 가식부위보다는 껍질부분에 매우 풍부한 것으로 파악되고 있으므로 본 발명에서는 양파의 껍질 부분을 세적하고 벗겨낸 껍질을 사용하게 된다.

제2단계(S120)에서는 벗겨낸 양파껍질을 50 내지 80℃의 온도에서 2 내지 4시간 건조하고, 분쇄하여 양파껍질 분말을 생성한다. 이때 벗겨낸 양파껍질을 120도 이상의 온도에서 10 내지 20분 동안 멸균처리를 할 수 있으며, 건조는 내부 온도가 65 내지 70℃인 히터를 통해 용이하게 분말로 빻아질 수 있도록 건조하는 것이 바람직하다. 이후 건조된 양파껍질의 효소분해가 용이하도록 100 mesh 이하로 분쇄하여 분말형태로 만들게 된다.

제3단계(S130)에서는 양파껍질분말 1g 당 0.2 내지 0.3㎖의 당분해 효소를 첨가하고 10 내지 14시간가량 교반하여 효소 처리하게 된다.

기존에는 10 내지 95%의 에탄올과 같은 유기용매를 양파껍질분말 20배(w/v)가량 첨가하여 분해하였으나, 본 발명에서는 양파껍질분말을 가수분해할 수 있는 당분해 효소를 이용하여 양파껍질 분말을 분해하게 된다. 바람직하게는 33 내지 40℃의 환경에서 양파껍질분말 1g 당 0.25㎖의 당분해 효소를 첨가하고 12시간 동안 충분히 교반이 이루어지도록 한다.

이때 상기 당분해 효소는 비스코자임(Viscozyme)으로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 자일라나아제(xylanase)와, 셀룰라아제(cellulase)와, 헤미셀룰라아제(hemicellulase)의 혼합물로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 자일라나아제는 자일란을 가수분해하여 자일로즈 및 그 올리고당을 생성하는 반응을 촉매하는 효소로 시판되는 세포벽 용해 효소의 한 성분으로서 구성되어 있고, 자일로올리고당 생산을 위한 효소로서도 주목되고 있다.

상기 셀룰라아제는 셀룰로스의 가수분해 반응을 촉매하는 효소로 셀룰로스의 β-1, 4 글리코시드 결합을 가수분해하여 셀로비오스를 생기게 한다.

상기 헤미셀룰라아제는 물에 용해되는 헤미셀룰로오스 가수분해 효소로 효소제제로 많이 이용되고 있다.

제4단계(S140)에서는 물을 효소처리된 양파껍질분말에 가하여 30 내지 70℃의 온도에서 40 내지 80분간 가열하여 열처리한다. 이때 첨가되는 물은 효소처리된 양파껍질 분말의 5 내지 30배(w/v)로 하게 되며, 바람직하게는 효소처리된 양파껍질 분말의 20배(w/v)의 물을 첨가하여 40 내지 60℃의 온도 범위 내에서 한 시간(60분) 동안 가열하게 된다. 시간이 짧을 경우에는 분해가 완전히 이루어지지 않게 되며, 시간이 길어질 경우 분해를 수행하는 실익이 없어지게 된다.

제5단계(S150)에서는 열처리 된 효소처리액을 여과하여 퀘르세틴을 추출한다.

이때 원활한 퀘르세틴의 추출을 위해 연속식 원심분리기를 사용할 수도 있으며, 여과공 0.1 내지 0.5㎛가량의 미세 여과막을 통과시켜 퀘르세틴 추출물을 얻게 된다. 해 사용할 수 있다.

도 1은 퀘르세틴의 화학적 구조식으로, 본 발명을 통해 도 1로 나타내어지는 퀘르세틴의 유효성분을 추출할 수 있게 된다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims

양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법에 있어서,
양파를 수세하여 껍질을 벗겨내는 제1단계(S110);
벗겨낸 양파껍질을 50 내지 80℃의 온도에서 2 내지 4시간 건조하고, 분쇄하여 양파껍질 분말을 생성하는 제2단계(S120);
양파껍질분말 1g 당 0.2 내지 0.3㎖의 당분해 효소를 첨가하고 10 내지 14시간가량 교반하여 효소 처리하는 제3단계(S130);
물을 효소처리된 양파껍질분말에 가하여 30 내지 70℃의 온도에서 40 내지 80분간 가열하여 열처리하는 제4단계(S140);
열처리 된 효소처리액을 여과하여 퀘르세틴을 추출하는 제5단계(S150); 이루어지는 것을 특징으로 하는 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 당분해 효소는 비스코자임(Viscozyme)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 당분해 효소는 자일라나아제(xylanase)와, 셀룰라아제(cellulase)와, 헤미셀룰라아제(hemicellulase)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 효소를 이용하여 양파 껍질로부터 퀘르세틴을 추출하는 방법.