KR20160145273A - 미세조류 유래 푸코잔틴을 포함하는 식품조성물 - Google Patents

미세조류 유래 푸코잔틴을 포함하는 식품조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미세조류 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum) 및 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis aff. galbana)로부터 분리정제된 푸코잔틴과, 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 70% 에탄올 추출물을 포함하는 간기능 개선 및 숙취해소용 식품 조성물을 제공한다.

Description

미세조류 유래 푸코잔틴을 포함하는 식품조성물{Food Composition Comprising Fucoxanthin Derived from Microalgae}
본 발명은 미세조류 유래 푸코잔틴을 포함하는 식품 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미세조류로부터의 정제과정에서 푸코잔틴의 손실을 최소화하여 고농도이면서도 고순도의 푸코잔틴을 얻고, 이를 식품 조성물에 첨가물로 투입하여 간기능 및 숙취해소 효과를 갖는 식품 조성물에 관한 것이다.
최근 해조류에 포함된 성분이 인체 건강에 유익하다는 연구 결과가 보고되고 있다. 특히, 푸코잔틴 성분은 갈조류에서 풍부하게 발견되는 특유의 카로티노이드로, 일부 항비만 효과가 있는 것으로 보고된 바는 있지만, 간기능해소 내지 숙취해소와 관련된 효과는 보고된 바 없다.
또한, 푸코잔틴은 갈조류로부터 아세톤 추출법이나 헥세인 추출법으로 추출하여 분리, 정제함으로써 수득할 수 있다고 알려져 있기는 하지만, 이러한 방법으로 푸코잔틴을 정제할 경우 안전성이 낮아 푸코잔틴의 수율이 크게 떨어져 식품 제조와 같은 산업적인 규모로 까지 확대하여 공급하기에는 공급이 원활하지 못하게 되는 문제점이 지적된다.
이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 미세조류로부터의 정제과정에서 푸코잔틴의 손실을 최소화하여 고농도이면서도 고순도의 푸코잔틴을 얻고, 이를 식품 조성물에 첨가물로 투입하여 간기능 및 숙취해소 효과를 갖는 식품 조성물을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
(1) 미세조류 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum) 및 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis aff. galbana)로부터 분리정제된 푸코잔틴과, 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 70% 에탄올 추출물을 포함하는 간기능 개선 및 숙취해소용 식품 조성물.
(2) 상기 1에 있어서,
상기 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 70% 에탄올 추출물은 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 동결건조분말에 락토바실러스 퍼멘텀(L.fermentum)과 락토바실러스 카제이(L.casei)의 중량비로 6:4 ~4:6 혼합균주를 0.1~1.0 중량% 가하여 30~33℃에서 발효시켜 얻은 발효물의 70% 에탄올추출물인 것을 특징으로 하는 간기능 개선 및 숙취해소용 식품 조성물.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 미세조류로부터의 정제과정에서 푸코잔틴의 손실을 최소화하여 고농도이면서도 고순도의 푸코잔틴을 얻고, 이를 식품 조성물에 첨가물로 투입하여 간기능 개선 및 숙취해소를 위한 식품 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 식품 조성물의 공정흐름도.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 식품조성물은 미세조류 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum, PT) 및 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis aff. galbana, IG)로부터 분리정제된 푸코잔틴을 간기능 개선 및 숙취해소를 위한 활성성분으로 함유한다.
먼저, 푸코잔틴을 산업적인 규모로써 이용하기 위해서는 식품 첨가물로써 대량으로 공급하기 위한 정제기술이 선행되어져야 한다.
이를 위해 본 발명에서는 미세조류 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum) 및 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis aff. galbana)로부터 푸코잔틴의 추출효율을 증진시키기 위해 먼저 중량비로 1:1이 되도록 혼합하여 볼밀로 분쇄한 후, 초음파 추출을 수행한다. 미세조류 혼합물을 볼밀로 분쇄한 후, 바람직하게는 상기 초음파 추출과정은 초음파 발생기를 이용하여 40~50KHZ로 30~60분간 수행한다.
상기와 같이 얻어진 초음파 추출물은 푸코잔틴 이외에 엽록소와 같은 불순물이 다량으로 함유되어 있어 이를 제거하기 위해 상기 초음파 추출물로부터 이들 불순물을 제거할 필요가 있다.
본 발명에서는 엽록소를 포함하는 불순물의 제거를 위해 유기용매로써 석유에테르, 이소프로필알콜 및 시클로헥산의 혼합용매를 이용한다. 바람직하게는 상기 석유에테르, 이소프로필알콜 및 시클로헥산은 중량비로 6:2:2~8:1:1의 비율로 혼합된 용매를 사용하면 좋다. 상기 혼합용매를 초음파 추출물에 가하여 엽록소 등 불순물을 필터 등을 이용하여 여과시켜 제거하고 남은 푸코잔틴을 포함하는 고형물을 수득한다.
상기 고형물 내에는 푸코잔틴이 다량 함유되어 있으며, 상기 고형물내 함유된 푸코잔틴을 용해 추출하기 위하여 본 발명에서는 에탄올이 사용된다. 이때, 상기 에탄올은 70~75% 에탄올을 사용하며, 부탄올을 중량비로 1:1 혼합한 유기용매를 사용하면 보다 추출효율을 높일 수 있다.
상기와 같이 푸코잔틴이 용해된 에탄올 추출물로부터 푸코잔틴을 고농도로 얻기 위해 본 발명에서는 유기 흡착수지가 이용된다. 상기 유기 흡착수지는 바람직하게는 스티렌디비닐벤젠계 합성수지흡착제로 다이아이온 HP20, HP21, 세파비즈 SP70, SP700, SP825, SP850, SP207 등, 엠버라이트 XAD2, XAD4, XAD16HP, 혹은 메타크릴계 합성흡착수지로 다이아이온 HP1MG, HP2MG 등, 엠버라이트 XAD7HP 등이 사용될 수 있다.
고형물로부터 푸코잔틴의 추출을 위해 사용된 70~75% 에탄올은 에탄올 추출물 내 함유된 푸코잔틴이 상기와 같은 유기 흡착수지에 대한 흡착효율을 크게 향상시킨다. 따라서, 상기 유기 흡착수지를 에탄올 추출물에 투입할 경우 푸코잔틴만을 고농도로 흡착시켜 분리하는 것이 가능해진다.
푸코잔틴이 흡착된 유기 흡착수지를 분리한 후, 여기에 95~100% 에탄올, 바람직하게는 100% 에탄올을 가하여 수지에 흡착된 푸코잔틴을 용출해 낸다. 이와 같이 얻어진 푸코잔틴의 용출물에는 다량의 푸코잔틴이 고농도로 함유되어 있다.
본 발명에서는 상기 에탄올을 이용한 흡착 및 용출의 2단계 공정을 거쳐 얻어진 고농도 푸코잔틴 함유 용출물을 대상으로 고순도의 푸코잔틴을 정제하기 위해 결정화 공정이 이루어진다.
이를 위해 본 발명에서는 상기 푸코잔틴 용출물에 60~70℃의 물을 첨가하고, 30~40℃로 순간 냉각시켜 2~3시간 동안 방치하는 과정을 통해 고순도의 푸코잔틴을 결정화할 수 있다.
상기와 같은 과정을 거쳐 고농도이면서도 고순도의 푸코잔틴을 간단하고 저렴한 방법을 통해 단시간내에 다량으로 생산할 수 있는 길이 열려 산업적인 스케일로 각종 식품 조성물에 사용될 푸코잔틴을 공급할 수 있다.
상기와 같은 과정을 거쳐 얻어진 고순도의 푸코잔틴은 식품 조성물에 대하여 0.1~20 중량% 첨가되어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 미세조류 유래 푸코잔틴과 함께 간기능 개선 및 숙취해소 효과를 위한 식품 조성물에 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 70% 에탄올 추출물로 이루어진 혼합추출물을 더 포함한다.
상기 각 추출물은 본 발명에서 천연식물소재로써 안전하게 사용할 수 있으면서도, 간기능 개선 및 숙취해소 효과가 우수하다.
바람직하게는 상기 각 추출물은 천연식물소재의 동결건조분말에 유산균으로 락토바실러스 퍼멘텀(L.fermentum)과 비피도박테리움 롱검(B.longum)의 중량비로 4:6~6:4로 조성된 혼합균주를 0.1~1.0 중량% 투입하여 30~33℃에서 1~7일간 유산균발효시킨 것을 70% 에탄올을 이용하여 추출한 것을 사용한다.
상기 각 추출물은 식품 조성물 전체 중량에 대하여 각각 0.1 내지 10 중량%의 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 범위내에서 간기능 개선 및 숙취해소 효과가 더욱 강화되어진다.
본 발명의 식품조성물로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있다.
본 발명의 식품조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
그 밖에 본 발명의 식품조성물들은 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 식품조성물 100 중량부당 0 내지 약 30 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 하나 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
[실시예] 푸코잔틴의 정제
미세조류 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum) 및 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis aff. galbana)의 각 건조물 0.5 kg을 혼합하여 볼밀로 10분간 분쇄한 후, 초음파 발생기를 이용하여 40KHZ로 60분간 초음파 처리를 수행하였다. 엽록소의 제거를 위해 상기 과정을 통해 얻은 초음파 추출물에 석유에테르, 이소프로필알콜 및 시클로헥산의 중량비로 8:1:1의 혼합용매를 가하고 필터를 이용하여 여과하였다. 상기 고형물에 75% 에탄올을 가하여 충분히 용해하여 추출물 0.5kg을 얻은 후 상기 에탄올 추출물에 엠버라이트 ＸＡＤ２를 혼합하여 푸코잔틴을 흡착하여 농축하였다.
상기 과정을 통해 푸코잔틴이 흡착된 흡착수지를 100% 에탄올로 처리하여 수지에 흡착된 푸코잔틴을 용출해 내었다. 다음으로 푸코잔틴의 순도를 높이기 위해 푸코잔틴 용출물에 70℃의 물을 첨가하고 40℃로 순간 냉각시켜 2시간 동안 방치하여 푸코잔틴 결정을 수득하였다.
푸코잔틴의 분석을 위해 HPLC 분석을 수행하였으며, HPLC 분석에는 Agilent 1200 HPLC 장치를 사용하였고, 용매 시스템은 메탄올/물 이중 용매 시스템을 사용하였다. 컬럼은 YMC 카로티노이드(250x4.5 mm, 3 μm)을 사용하였고, 용매 구배프로그램은 20분까지 메탄올을 90%에서 100%까지 올리고, 5분간 유지하는 것으로 하였다. 푸코잔틴의 검출은 450 nm에서 수행하였다.
상기 실험결과에 의하면 본 실시예에 의해 얻어진 푸코잔틴의 순도는 PT 99.1%, IG 99.2%로 나타났다.
[실시예 1] 정제
하기 성분을 배합하고 통상적인 정제의 제조법에 따라 타정한 후 정제를 제조하였다.
성분 함량
혼합 미세조류 유래 푸코잔틴(순도 99.8%) 100mg
한련초 70% 에탄올추출물 50mg
질경이 70% 에탄올추출물 50mg
어성초 70% 에탄올추출물 50mg
씀바귀 70% 에탄올추출물 50mg
유당 100mg
전분 100mg
스테아린산 마그네슘 적량
[실시예 2] 캡슐제
하기 성분을 배합하고 통상적인 캡슐제의 제조법에 따라 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐을 제조하였다.
성분 함량
혼합 미세조류 유래 푸코잔틴(순도 99.8%) 100mg
한련초 70% 에탄올추출물 50mg
질경이 70% 에탄올추출물 50mg
어성초 70% 에탄올추출물 50mg
씀바귀 70% 에탄올추출물 50mg
유당 100mg
전분 100mg
탈크 5mg
스테아린산 마그네슘 적량
[실시예 3] 음료
하기 성분을 배합하고 용기에 충전하여 멸균처리한 후 음료로 제조하였다.
성분 함량
혼합 미세조류 유래 푸코잔틴(순도 99.8%) 20g
한련초 70% 에탄올추출물 10g
질경이 70% 에탄올추출물 10g
어성초 70% 에탄올추출물 10g
씀바귀 70% 에탄올추출물 10g
설탕 20g
이성화당 20g
사과향 2g
정제수 음료 총 부피 1ℓ로
조절
[실시예 4] 캡슐제
4종의 야생화 추출물은 동결건조분말에 혼합유산균(락토바실러스 퍼멘텀(L.fermentum)과 락토바실러스 카제이(L.casei)의 중량비로 7:3 혼합)을 1.0 중량% 가하여 30℃에서 1일간 발효시켜 얻은 발효물의 70% 에탄올추출물로 대체한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 과정을 통해 캡슐을 제조하였다.
[실험예 1] 간기능개선 효과검정
상기 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 각 제제의 해독작용 정도를 측정하기 위해 간의 중요 해독기전 중의 하나인 GST의 활성을 측정하였다. 조제된 반응시약에 실시예에 따라 제조된 각각의 샘플을 넣고 37℃에서 5분간 반응시킨 다음 기질로서 1-클로로-2,4디니트로벤젠을 첨가한 후 다시 37℃에서 2분간 반응시켰다. 반응 후, 20% TCA를 가하여 반응을 종결시키고 원심분리 한 후, 상등액을 취하여 340nm에서 흡광도를 측정한 뒤 다음과 같이 GST의 비활성과 활성율을 계산하여 하기의 표 1에 나타내었다. 실시예 2에서 추출물을 첨가하지 않은 것을 비교예 1로 하였다.
총활성(Unit)=(A340/9.6)×희석배수×(3㎖/0.1)×조추출물(㎖)
비활성(Units/㎖ protein)= 총활성/총단백
활성율(%)= 비활성실험구/비활성대조군×100
간기능 개선(%/mg/㎖)
구분 간기능 개선효과
실시예1 327
실시예2 345
실시예3 358
실시예4 362
비교예 1 151
상기 실험결과 야생화 추출물을 첨가한 경우가 푸코잔틴 단독으로 첨가한 경우에 비해 간기능 개선효과가 큰 것을 확인할 수 있다.
[실험예 2] 숙취해소검정
실시예 1 내지 4의 각 샘플을 대상으로 공지의 방법에 따라 알콜분해효과를 측정한 결과 표 5와 같은 결과를 얻을 수 있었으며, 모든 샘플에서 알콜분해효과가 우수한 것으로 나타났다. 실시예 2에서 야생화 추출물을 첨가하지 않은 것을 비교예 2로 하였다.
알콜분해효과(%/mg/㎖)
구분 알콜분해활성
실시예1 63
실시예2 70
실시예3 72
실시예4 74
비교예2 41
상기 실험결과 천연식물소재 추출물을 첨가한 경우가 푸코잔틴 단독으로 첨가한 경우에 비해 알콜분해효과도 큰 것을 확인할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

  1. 미세조류 파에도닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum) 및 아이소크라이시스 갈바나(Isochrysis aff. galbana)로부터 분리정제된 푸코잔틴과, 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 70% 에탄올 추출물을 포함하는 간기능 개선 및 숙취해소용 식품 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 70% 에탄올 추출물은 한련초, 질경이, 어성초 및 씀바귀의 동결건조분말에 락토바실러스 퍼멘텀(L.fermentum)과 락토바실러스 카제이(L.casei)의 중량비로 6:4 ~4:6 혼합균주를 0.1~1.0 중량% 가하여 30~33℃에서 발효시켜 얻은 발효물의 70% 에탄올추출물인 것을 특징으로 하는 간기능 개선 및 숙취해소용 식품 조성물.
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