KR20160097396A

KR20160097396A - 산초유 정제 및 저장성 연장 방법

Info

Publication number: KR20160097396A
Application number: KR1020150018326A
Authority: KR
Inventors: 강승미; 석주환; 김종익; 김황규; 김학곤; 최명석; 서영롱; 임현정
Original assignee: 경상남도
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2016-08-18
Also published as: KR101721747B1

Abstract

본 발명은 산초유의 불순물을 효과적으로 정제함과 동시에 산패를 방지하여 저장성을 증가시키는 방법에 관한 것이다. 산초유는 착유 후에 정치를 통해 불순물을 제거하지만 이 과정에서 산패가 일어나며, 육안적으로도 침전물 등이 관찰되어 효율적인 정제기술이 요구되고 있다. 또한 산초유는 산패가 급속히 진행되어 안전성에 문제가 발생할 수 있다. 본 발명은 효율적으로 산초유를 단시간에 정제함과 동시에 인체에 안전한 소제를 이용하여 산패를 방지하는 기술을 제공 한다.

Description

산초유 정제 및 저장성 연장 방법 {Purification and Conservation extension method of Zanthoxylum schinifolium oil}

본 발명은 산초유 정제 및 저장성 연장 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산초유의 보다 효율적인 정제와 더불어 인체에 안전한 소재를 활용한 산패의 문제점을 극복할 수 있는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법에 관한 것이다.

산초(Zanthoxylum schinifolium)는 운향과(Rutaceae)에 속하는 낙엽관목으로 예부터 민간요법에 이용되는 식물자원으로 널리 알려져 있다. 산초나무 열매에서 착유한 산초기름은 기관지, 천식, 위염, 지사제 등으로 이용되었으며, 최근 아토피 개선, 항염증 등의 과학적 효과가 널리 알려지고 있어 향후 산초나무는 유지 작물로 각광받을 것으로 기대되고 있다.

특허등록공보 등록번호 10-1056475호에는 본 발명에서 산초유는 산초나무의 종자를 건조한 후 230~250℃에서 5~10분간 볶은 후에 착유되거나, 산초나무의 종자를 건조한 후 10~20분간 찐 후에 착유된 것을 특징으로 하고, 아울러 본 발명의 아토피 피부 개선용 크림은 산초유를 포함하는 피부 컨디셔닝제 30.0~33.0중량%; 용제 43.0~44.0중량%; 계면활성제 9.0~9.2중량%; 유연제 7.8~8.0중량%; 팽화제 5.6~5.7중량%; 그리고 pH조절제와 천연방부제 0.1~4.6중량%; 의 비율로 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 산초유를 함유하는 아토피 피부 개선용 화장품 조성물이 공개되어 있다.

또한, 공개특허공보 공개번호 10-2006-0083915호에는 하기 단계를 포함하는 구강위생용 조성물의 제조방법:

(A) 산초나무 (Zanthoxylum schinifolium)의 열매인 산초를 수세하는 단계;

(B) 에탄올, 메탄올 및 이들과 물의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매 100 중량부 당 상기 단계 (A)의 산초 5 내지 25 중량부를 혼합하여 추출하는 단계;

(C) 상기 단계 (B)의 추출액을 여과하여 여액을 회수하는 단계;

(D) 상기 단계 (C)의 여액으로부터 용매를 제거하여 산초 추출물을 회수하는 단계; 및

(E) 통상의 구강위생제품에 상기 단계 (D)의 산초 추출물 0.01 내지 5 중량%를 첨가하는 단계를 포함하는 산초 추출물을 함유하는 구강위생용 조성물 및 그 제조방법이 공개되어 있다.

그러나 상기 종래의 식물유지는 가공, 조리 및 저장 중에 일어나는 변화로 그 이용성이 제한되고 있다. 일반적으로 식물성 유지는 착유방법, 저장기간에 따라 산화가 진행되고 이와 같은 변화는 유해물질을 발생시켜 식품위생에 엄청난 문제점을 야기할 수 있다. 산패 (rancidity)는 지방질 식품이 가공 및 저장 중에 화학적, 미생물학적인 각종 요인에 의해 냄새와 맛이 변화하고 영양적 가치가 손실되는 등의 품질이 저하되는 현상이다. 따라서 산초유는 민간에서 오래전부터 이용되어져 왔으나 정제법, 저장법 등이 과학적으로 구명이 되어 있지 않아 유통 및 이용에 문제를 야기할 수 있다.

산초유는 불포화지방산의 함량이 높아 유지의 산패가 일어나기 쉽고, 착유된 산초유는 색이 투명하지 못하고, 불순물 등이 다량 함유되어 있다. 이러한 불순물은 산초유의 저장 과정에서 산패요인을 작용할 수 있다. 일반적으로 유지의 정제는 탈검(degumming)과정과 탈산(neutralization)과정을 거친다. 탈검과정은 유지에 녹아 있는 인지질(lecithin)을 제거하는 방법이며, 탈산과정은 원유 중의 유리지방산을 알칼리 수용액(NaOH)으로 중화하여 제거하는 동시에 공존하는 인지질(lecithin), 점질물, 색소 등도 함께 제거한다. 이러한 과정은 보편적으로 행하여지고 있으나 유지종류에 따라 각기 다른 조건이 요구된다. 산초유는 민간에서 오랫동안 이용되어져 왔으나 정제법이 개발되어 있지 않다.

또한 산초유는 민간에서 오랫동안 이용되어져 왔지만 산패에 민감한 특징을 가지고 있지만 이를 방지할 수 있는 방법이 개발되어 있지 않다. 유지 등의 저장성을 증대시키기 위해서는 항산화제 등이 제안되고 있으나 합성항산화제는 인체 안전성 등이 문제가 되고 있어, 인체 안전성이 보장되는 소재의 탐색이 요구되고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 산초유를 탈검 탈산 처리하여 인지질과 유리지방산 등을 효율적으로 정제하고, 나아가 중탄산나트륨을 첨가하여 산패를 줄일 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본발명은 산초유 정제 및 저장성연장 방법에 관한 것으로, 인산을 혼합하여 산초유를 탈검하여 정제하고 저장성을 연장하게 되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바에 따르면, 탈검과 탈산은 산초유의 상품성을 높여줄 수 있으며, 중탄산나트륨은 산초유의 산패를 방지해 줄 수 있다. 특히 탈검 및 탈산법과 중탄산나트륨 첨가는 산초유의 저장과 유통에 크게 도움을 줄 수 있을 것이다. 나아가 저장성이 향상된 산초유는 건강기능성 식품 제조, 기능성 음료, 의약품 소재로도 적의 이용될 수 있다.

도 1은 압착산초유의 정치일수에 따른 산가변화 및 탁도의 변화를 의미한다.
도 2는 인산 처리에 따른 산초유의 인산함량을 나타낸 것이며,
도 3은 수산화나트륨 처리에 따른 산초유의 산가변화를 나타낸 것이며,
도 4는 수산화나트륨 처리에 따른 산초유의 불포화 지방산의 함량 변화를 나타낸 것이며,
도 5는 정제공정에 따른 산초유의 불포화 지방산 변화를 나타낸 것이며,
도 6은 탈검 및 탈산에 따른 색차, 폴리페놀함량, 항산화활성 변화를 나타낸 것이며,
도 7은 중탄산나트륨의 사용과 저장일수에 따른 산초유의 산가변화변화를 나타낸 것이다.

또한, 상기 산초유에는 인산과 함께 초산을 더 혼합하는 것으로, 산초유 99.4 ~ 99.9중량% , 인산 0.05 ~ 0.3중량%, 초산 0.05 ~ 0.3중량%의 혼합비로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인산 대신 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 산초유를 탈산하여 정제하고 저장성을 연장하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수산화나트륨(NaOH)을 1~3N의 농도로 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인산을 혼합하여 탈검 정제된 산초유에 수산화나트륨(NaOH)을 더 혼합하여 추가로 불순물을 정제하고 저장성을 연장하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인산을 혼합하여 탈검 정제된 산초유에 중탄산나트륨을 더 추가하여 산패를 지연하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 탈산 정제된 산초유에 중탄산나트륨을 더 추가하여 산패를 지연하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중탄산나트륨은 전체중량의 0.5, 1.0, 또는 2 중량% 농도로 투입하고, 25±2℃ 온도 상태에서 암상태로 두면서 산초유의 산패를 방어하는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 압착산초유의 정치일수에 따른 산가변화 및 탁도의 변화를 의미한다. 도 2는 인산 처리에 따른 산초유의 인산함량을 나타낸 것이며, 도 3은 수산화나트륨 처리에 따른 산초유의 산가변화를 나타낸 것이며, 도 4는 수산화나트륨 처리에 따른 산초유의 불포화 지방산의 함량 변화를 나타낸 것이며, 도 5는 정제공정에 따른 산초유의 불포화 지방산 변화를 나타낸 것이며, 도 6은 탈검 및 탈산에 따른 색차, 폴리페놀함량, 항산화활성 변화를 나타낸 것이며, 도 7은 중탄산나트륨의 사용과 저장일수에 따른 산초유의 산가변화변화를 나타낸 것이다.

본 발명의 1견지에 의하면, 산초유에 포함되어 있는 다양한 불순물 들을 효율적으로 정제하는 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 2견지에 의하면,

식품 등에 널리 사용되는 중탄산나트륨의 처리는 산패를 방지할 수 있는 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

우선, 산초유를 착유하고 나서 불순물을 제거하기 위해 실온에 정치하는데 이 과정에서 발생하는 산초유의 산패도와 탁도의 변화를 측정하였다. 이후 탈검 탈산법으로 산초유를 효과적으로 정제하는 조건을 조사하였다.

탈검은 0.05-0.3중량%의 인산을 산초유와 적정 비율로 혼합하고, 정제효율을 조사하였다.

또한, 1-3N 농도의 수산화나트륨을 이용하여 불순물을 효과적으로 제거하는 적정농도를 조사하였다. 탈검 및 탈산 공정을 통하여 정제효율과 더불어 포화 및 불포화지방산, 폴리페놀, 항산화활성과 색차를 조사하였다.

마지막으로 산패를 지연 또는 방어하기 위한 적정소재로 중탄산나트륨을 0.5, 1.0, 2 중량% 농도로 투입하고 산패지연 여부를 조사한다.

그 결과 인산을 이용한 탈검공정, 수산화나트륨을 이용한 탈산공정은 산초유를 보다 효율적으로 정제할 수 있음을 확인하였다. 또한 산패가 급속히 진행되어 저장 등의 문제점이 있는 산초유의 산패방지에 중탄산나트륨이 매우 효과가 있음을 입증하였다.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 정제방법 및 소재가 산초유의 불순물 정제 및 산패를 강력하게 억제하는 방법을 구체적으로 설명한다. 이는 본 발명의 실시 예일 뿐, 본 발명을 이에 한정하려는 것은 아니다.

[실시예 1] 산초유의 정치에 따른 산가 및 탁도 측정 시험

본 발명에 사용된 산초유는 경남 하동 A농장에서 생산된 산초종자를 착유하여 사용하였다.

전통방법으로 산초유는 채유 후 실온에 정치하여 불술물을 침전시킨다.

본 발명에서는 이 과정에서 산가 및 탁도변화를 알아보기 위해 압착 착유한 산초유를 25℃에서 7일간 정치해두고 산가 및 탁도를 측정하였다.

본 발명에서 산초유의 산가측정은 AOAC (1984)의 방법으로 행하였다. 100 ml 삼각플라스크에 에테르:에탄올 (2:1, v/v) 혼합물 20 ml와 1% 페놀프탈레인 17 μl를 넣고 0.1 N KOH를 이용하여 적정하여 공실험의 KOH의 적정량을 구하였다. 그 다음 전자저울 위에 100 ml의 삼각플라스크를 올려 놓고 영점을 맞춘 후 측정할 산초유 시료 1g을 첨가하고, 에테르:에탄올 (2:1, v/v) 혼합물을 20 ml 첨가하여 시료를 완전히 용해시킨 다음 0.1 N KOH를 이용하여 적정하여 실험군의 적정량을 구하였다. KOH의 역가는 안식향산 0.2∼0.3 g을 이용하여 표정하여 구하였다 (식 1). 적정시 종말점은 선홍색이 1분간 유지되는 KOH 적정량으로 하였고, KOH 적정량을 이용하여 산초유의 산가를 조사하였다 (식 2).

그 결과 산초유는 침전물을 가라앉히기 위해서 상온에서 정치하는 일수가 증가할수록 산초유의 산가는 증가하는 경향을 보였고, 탁도는 반대로 감소하는 것으로 나타났다(도 1).

산초유의 산패를 방지하기 위해 저온에서 정치시킨다 할지라도 산초유의 점도가 증가함으로 불순물을 제거하는데 어려움이 있었다. 따라서 산초유를 효율적으로 정제할 수 있는 방법의 개발이 필요한 것으로 조사되었다.

[실시예 2] 탈검 및 탈산공정에 따른 산초유의 정제 시험

A. 산초유의 탈검 시험

100g의 산초유를 정량한 다음 인산과 초산 각각 0.05-0.3중량%까지 0.05중량%의 간격으로 10 ml 투입한 다음 아래의 탈검효과 검정방법에 따라 그 효율을 측정하였다. 상기 초산은 인산과 병행하여 사용하는 것으로, 유지내 불순물, 특히 단백질 및 인지질의 제거효과가 크다.

5N 황산, 0.01M potassium antimonyl tatarate, 4% ammonium molybdate, 1M ascorbic Acid를 각각 제조하여 혼합시약을 제조하였다. 혼합시약은 50 ml of 5N sulfuric acid, 5 ml potassium antimonyl tartarate. 15 ml ammonium molybdate. 30 ml ascorbic acid을 혼합하여 총 100 ml을 제작한 다음 산초유를 5 ml 정량하여 혼합시약을 0.8 ml 투입하여 혼합하였다. 그 다음 30분간 정치하고, 2 ml의 95% 에탄올을 투입하여 vertexing 한 후 880 nm 자외선분광계에서 흡광도를 측정하였다. 인산의 standard 검량선은 KH₂PO₄를 이용하여 혼합시약 0.8 ml을 넣고 30분간 정치 후 2 ml의 95% 에탄올을 혼합하여 vertexing한 다음 880 nm에서 흡광도를 측정하여 총 인산의 함량을 구하였다. 이때 유효인산의 standard curve는 y=0.007x+0.0119, R²=0.9989이었다.

그 결과, 산초유의 탈검공정에 있어서 인산을 사용하였을 때 인산의 농도가 0.15중량%까지는 농도의존적으로 탈검효율이 증가하였으나, 0.2중량% 처리구에서는 그 효율이 감소하는 것으로 나타났다(도 1). 또한 0.2중량% 농도 이상의 인산을 사용하였을 때 산초유의 탈검 효율은 0.2중량% 처리구보다 감소하였으나, 그 이상의 농도에서는 탈검 효율은 좋아지지 않았다. 탈검효율이 가장 높은 인산의 농도는 0.15중량%로 사용하였을 때 나타났으며, 그 효율은 약 72.5%였다.

B. 산초유의 탈산 시험

100g의 산초유를 정량한 다음 수산화나트륨(NaOH)을 1-3N의 농도로 하여 수율 및 산가에 효율적인 수산화나트륨 농도를 구명하였다. 이때 처리해주는 수산화나트륨의 농도는 0.2-1%이었다. 수산화나트륨을 투입한 산초유는 80℃의 수욕조에서 10분간 반응시킨 후 유리막대를 이용하여 저어가며 30분간 더 반응시킨 다음 정제 과정에 따른 변화를 측정하였다.

그 결과, 수산화나트륨을 이용한 산초유의 탈산효과는 수산화나트륨 농도와 투입량에 비례하여 증가하였다 (도 3). 가장 탈산이 효율적으로 이루어지는 농도와 그 양은 2N, 1%로 약 50%의 정제 효율을 보였다. 이것은 1N의 NaOH 1%를 사용했을 때의 탈산효과와 비교하여 매우 큰차이가 나고1N NaOH보다 낮은 농도 및 투입량에선 탈산의 효과가 없는 것으로 나타나기 때문이다. 또한 3N의 NaOH 1%를 사용했을 때는 2N NaOH, 1%를 투입하였을 때보다 탈산효과의 차이가 크게 나지 않는다는 결과에 기인한 것이다. (도 3). 수산화나트륨의 투입량에 비례하여 고형물의 양도 증가하였다. 탈산효과가 가장 높았던 2N 수산화나트륨을 1%을 사용하였을 때 그 발생량은 약 15 ml로 나타났다.

한편, 탈산처리에 따라서 불포화지방산, 포화지방산의 함량 차이를 보였다 (도 4). 불포화지방산인 oleic acid(18:1), linoleic acid(18:2), linolenic acid(18:3)의 함량은 수산화나트륨 농도가 10 ppm일 때 가장 큰 감소율을 보였다 (도 4). 그 비율은 각각 52.5중량%, 59.4중량%, 56.8중량%로 palmitic acid(14:1)와 palmitoleic acid(16:1)와 비교하여 약 10중량%이상 감소하였다. 하지만 수산화나트륨 농도가 10 ppm이상에서는 다른 불포화 지방산의 함량이 감소하는 것과 달리 oleic acid(18:1)의 함량은 타 수산화나트륨 처리군에 비하여 증가하는 경향을 보였다.

C. 정제 산초유의 색도, 폴리페놀함량, 항산화활성 변화시험

탈검 및 탈산 처리된 산초유는 색도, 산가, 폴리페놀함량, 항산화활성, 지방산함량을 분석하였다(도 6).

그 결과 색차는 탈검 및 탈산 과정을 거치면서 원유에 비해 급격히 낮아지는 것으로 나타났다. 이는 탈검 및 탈산공정을 통해 정제가 진행된 것을 의마한다. 폴리페놀 함량은 탈검 및 탈산공정을 통해 급격히 감소하였다. 그러나 항산화활성은 크게 변하지 않았다.

이상과 같은 탈검 및 탈산 과정을 통해 산초유는 불포화지방산, 항산화 활성 등에 큰 손실을 주지 않으면서도 시각적으로도 좋은 산초유를 효율적으로 정제할 수 있다.

[실시예 2] 중탄산나트륨 처리에 의한 산패방지 효과 실험

A. 중탄산나트륨 적정 농도 탐색 실험

30g의 정제공정을 거친 산초유를 50 ml conical tube에 넣고, 다시 중탄산나트륨(NaHCO₃)을 0.5, 1.0, 2% 농도로 투입하고, 25±2℃, 암상태로 5일 간격으로 30일간 산패도를 측정하였다.

그 결과, 탈검공정을 거치지 않은 산초유를 저온에 두었을 때 산가는 점차적으로 증가하는 반면 중탄산나트륨을 첨가한 산초유의 산가는 지속적으로 낮아지는 것으로 나타났다(도 7). 따라서 중탄산나트륨은 산초유의 산패를 지연하는 소재임을 알 수 있다.

탄산수소나트륨은 속칭, 중탄산소다의 약칭이며, 무색의 결정이다. 물 100g에 대한 용해도는 8.8g(15℃)이고, 수용액은 가수분해하기 때문에 약알칼리성이 되며, 65℃ 이상으로 가열하면 CO₂를 방출하여 탄산나트륨이 된다. 제산제로 가장 널리 사용된다. 백색의 분말이고 특유한 맛이 있다. 약알칼리성, 위내에서 위산을 중화하고 탄산가스를 발생한다. 이 탄산가스에 의해 위는 정당히 충혈되어 흡수력이 높아지는데 위가 팽만하고 트림이 나오는 수가 있다. 위산과다, 명치언저리의 쓰림, 구토 등에 유효한데, 위에 불쾌한 팽만감을 주거나 이차적으로 위산분비를 촉진하거나 하는 결점이 있다. 이것은 탄산염에 공통이다. 또한 베이킹 파우더, 수화(消火)제 등에 사용된다.

중탄산나트륨의 사용은 식품공전 상의 제약이 없으면서도 위해하지도 않은 장점이 있어 산초유의 저장 및 유통에 크게 도움이 될 것으로 기대된다.

Claims

인산을 혼합하여 산초유를 탈검하여 정제하고 저장성을 연장하게 되는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제1항에 있어서, 상기 산초유에는 인산과 함께 초산을 더 혼합하는 것으로, 산초유 99.4 ~ 99.9중량% , 인산 0.05 ~ 0.3중량%, 초산 0.05 ~ 0.3중량%의 혼합비로 혼합하는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제1항에 있어서, 상기 인산 대신 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 산초유를 탈산하여 정제하고 저장성을 연장하게 되는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제3항에 있어서, 상기 수산화나트륨(NaOH)을 1~3N의 농도로 혼합하는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제1항에 있어서, 상기 인산을 혼합하여 탈검 정제된 산초유에 수산화나트륨(NaOH)을 더 혼합하여 추가로 불순물을 정제하고 저장성을 연장하게 되는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제1항에 있어서, 상기 인산을 혼합하여 탈검 정제된 산초유에 중탄산나트륨을 더 추가하여 산패를 지연하는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제3항에 있어서, 상기 수산화나트륨(NaOH)을 혼합하여 탈산 정제된 산초유에 중탄산나트륨을 더 추가하여 산패를 지연하는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법
제6항 또는 7항에 있어서, 상기 중탄산나트륨은 전체중량의 0.5, 1.0, 또는 2중량% 농도로 투입하고, 25±2℃ 온도 상태에서 암상태로 두면서 산초유의 산패를 방어하는 것을 특징으로 하는 산초유 정제 및 저장성 연장 방법