KR20200104569A - 미강유의 정제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미강유(米糠油)에서 인체에 유해한 성분과 이물질 등을 제거하여 고순도의 미강유를 생산하는 정제방법에 관한 기술로서, 인체에 유해한 성분을 분리 제거할 뿐만 아니라 제품의 품질을 한층 높이고, 정제된 미강유를 식용으로 사용하거나 화장품 또는 기능성 식품의 원료로 사용할 수 있도록 하는 미강유의 정제방법에 관한 기술이다.
이러한 본 발명의 미강유 정제방법은, 미강유에 인산을 투입하여 인지질과 검질을 제거하는 탈납/탈검공정; 상기 미강유에 수산화나트륨을 혼합하여 유리지방산을 제거하는 탈산공정; 상기 미강유에 세정수를 투입하여 이물질을 분리 제거하는 수세공정; 상기 미강유를 활성백토가 담긴 탱크에 투입하여 색소를 흡착 제거하는 탈색공정; 상기 미강유를 진공탈취관에 투입하고, 고온으로 증류과정을 진행하여 지방산과 불쾌한 풍미 및 냄새를 제거하는 탈취공정; 상기 미강유를 자연 냉각하고, 탱크에 투입하여 일정기간 저장하는 숙성공정; 및 상기 공정을 거친 미강유를 저온으로 냉각하고, 냉각된 미강유에서 스테아린 왁스를 분리 제거하는 냉각/여과공정;을 포함한다.

Description

미강유의 정제방법 {Purification method of rice bran oil}

본 발명은 미강유(米糠油)에서 인체에 유해한 성분과 이물질 등을 제거하여 고순도의 미강유를 생산하는 정제방법에 관한 기술로서, 보다 상세하게 설명하면 미강유에 함유된 인지질과 검질 등을 분리 제거하고, 탈산공정으로 유리지방산을 제거하여 산도(pH)를 낮추는 한편 탈색 및 탈취공정으로 색소와 불쾌한 풍미나 또는 냄새를 제거함으로써, 미강유를 고순도로 정제하여 인체에 유해한 성분을 분리 제거할 뿐만 아니라 제품의 품질을 한층 높이고, 정제된 미강유를 식용으로 사용하거나 화장품 또는 기능성 식품의 원료로 사용할 수 있도록 하는 미강유의 정제방법에 관한 기술이다.

일반적으로, 미강(米糠)은 현미를 백미로 도정하는 공정에서 생기는 쌀눈과 쌀겨로 이루어진 고운 속겨를 의미하며, 보통 현미의 6~8%를 차지한다. 미강은 벼의 품종과 도정방법에 따라 다르나, 수분 13.5%, 단백질 13.2%, 유지방 18.3%, 당질 38.3%, 섬유 7.8%, 회분 8.9%로 식이섬유 및 유용성분 등을 다량 함유하고 있다.

또한 미강은 혈중 콜레스테롤 저하효과, 항산화 효과, 혈압상승 억제 효과가 우수하고, 또한 항산화력 등 생리활성이 우수한 토코페롤(tocopherol), 페놀산(phenolic acid), 오리자놀(oryzanol), 페룰산(ferulic acid) 등을 다량 함유하고 있다.

이러한 미강은 연간 40만톤 이상 생산되는 유용한 자원임에도 불구하고, 30% 정도가 미강유(米糠油) 제조에 사용되고, 나머지 70%는 사료나 비료 등의 원료로 사용되고 있는 실정이다.

종래 현미를 도정하여 발생한 미강에서 식물성 유지를 추출하여 쌀겨 호분(糊粉)을 제조하는 대표적인 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1364132호(쌀겨를 원료로 한 쌀겨 호분의 제조방법)가 제시된 바 있다.

이러한 선행기술은 미강에 함유된 식물성 유지(산화성분)만을 추출하고, 미강의 단백질, 비타민 등 고유 영양성분을 잔류시킨 채 살균, 멸균 등의 위생처리된 쌀겨 호분을 제조하여 각종 식품원료로 제공하게 된다.

또한 종래 미강에서 미강유(米糠油)를 추출하기 위한 대표적인 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-1499875호(초임계 유체를 이용한 미강유의 최적 추출 방법)가 제시된 바 있다.

상기 선행기술은 미강으로부터 초임계 유체를 이용하여 미강유를 추출함에 있어서, 초임계 유체 추출 조건으로서 일정범위의 추출압력(x1), 20℃ 이상 40℃미만의 추출온도(x2) 및 일정시간의 추출시간(x3)을 등분하고, 각 등분단계로 부호화하여 미강유 추출계획을 수립하는 단계; 및 반응표면 분석법으로 미강유 추출수율 및 각 추출 조건별 미강유의 지방산 함량변화를 측정하는 단계;를 포함하고 있다.

이러한 선행기술은 환경 친화적이고, 최적의 수율로 미강유를 추출하는 것이 가능하며, 특히 최적으로 추출된 미강유 지방산은 고부가가치의 화장품 등으로 제품화 하게 된다.

한편 미강유는 쌀겨로부터 풍부하게 얻을 수 있는 유지자원의 하나로 근래 많은 연구에서 미강의 영양소 및 유효성분 등에 대한 효능이 구명되고 있으며, 산업적인 이용가치를 비추어 볼 때, 미강유의 산업은 매우 중요하다.

또한 정제된 미강유는 중성지질 88~89중량%, 왁스(Waxes) 3~4 중량%, 유리지방산(Free fatty acid) 2~4중량%, 비-비누화물질 약 4중량%로 구성되어 있는데, 특히 비-비누화물질 부분에 천연 항산화제인 비타민 E와 감마-오리자놀(γ-oryzanol)이 포함되어 있다.

대한민국 등록특허 제10-1364132호. 대한민국 등록특허 제10-1499875호.

본 발명은 미강유에서 인체에 유해한 성분과 이물질 등을 분리 제거하여 고순도 고품질의 미강유를 생산하고자 안출된 기술로서, 탈납/탈검공정에서 미강유에 함유된 인지질과 검질 등을 분리 제거하고, 탈산공정에서 유리지방산을 제거하여 산도(pH)를 낮추는 한편 탈색 및 탈취공정에서 색소와 불쾌한 풍미나 냄새를 제거하며, 또한 냉각공정에서 스테아린 왁스를 분리 제거하여 투명도를 높이는 미강유의 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 미강유를 고순도로 정제하여 인체에 유해한 성분을 분리 제거할 뿐만 아니라 제품의 품질을 한층 높이고, 정제된 미강유를 식용으로 사용하거나 화장품 또는 기능성 식품의 원료로 사용할 수 있도록 하는 미강유의 정제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

미강유가 수용되는 탱크에 인산과 소량의 물을 투입하여 미강유에서 인지질과 검질을 분리 제거하는 탈납/탈검공정; 상기 미강유에 수산화나트륨을 혼합하여 미강유에서 유리지방산을 제거하는 탈산공정; 상기 미강유에 세정수를 투입하여 미강유에서 이물질을 분리 제거하는 수세공정; 상기 미강유를 활성백토가 담긴 탱크에 투입하여 색소를 흡착 제거하는 탈색공정; 상기 미강유를 진공탈취관에 투입하고, 고온으로 증류과정을 진행하여 미강유에서 지방산과 불쾌한 풍미 및 냄새를 제거하는 탈취공정; 상기 미강유를 자연 냉각하고, 탱크에 투입하여 일정기간 저장하는 숙성공정; 및 상기 공정을 거친 미강유를 저온으로 냉각하고, 냉각된 미강유에서 스테아린 왁스를 분리 제거하는 냉각/여과공정;을 포함한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 탈산공정은 미강유를 원심분리기의 탱크에 담고, 일정량의 수산화나트륨을 원심분리기의 탱크에 혼합한 다음, 원심분리기의 작동으로 유리지방산을 분리 제거하여 미강유의 산도(pH)를 0.6% 이하로 낮추는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예로서, 탈취공정은 미강유를 진공탈취관에 투입하고, 180~200℃로 일정시간 미강유를 가열하여 증류과정을 진행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예는 미강유를 고순도로 정제함에 따라 인체에 유해한 성분과 불순물 등을 분리 제거할 뿐만 아니라 제품의 품질을 한층 높이고, 또한 정제된 미강유를 식용으로 사용하거나 화장품 또는 기능성 식품의 원료 등 다양한 용도로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 실시예는 미강유를 4~6℃의 저온으로 냉각하여 미강유에서 녹는점이 높은 왁스 성분을 분별결정(分別結晶)으로 분리 제거함으로써, 미강유가 저온에서 혼탁해지는 것을 방지할 뿐만 아니라 미강유가 저온에서도 맑고 투명도를 유지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에서 미강유의 정제공정을 나타낸 블럭도

본 발명에서 미강유 정제방법은 미강유에 함유된 유분덩어리 즉, 인지질과 검질 등을 분리 제거하고, 또한 유리지방산을 제거하여 산도(AV)를 0.6% 이하로 낮추는 한편 미강유의 투명도를 높이기 위해 이물질과 색소 등을 제거할 뿐만 아니라 불쾌한 풍미나 냄새 및 왁스를 제거하여 미강유를 고순도로 정제하는 것이다.

이러한 미강유 정제방법은, 미강유에서 인지질과 검질 등을 분리 제거하는 탈납/탈검공정(10); 유리지방산을 제거하는 탈산공정(20); 미강유에서 이물질을 분리 제거하는 수세공정(30); 활성백토를 이용하여 색소를 흡착 제거하는 탈색공정(40); 미강유를 고온으로 증류하여 지방산과 불쾌한 풍미나 냄새를 제거하는 탈취공정(50); 미강유를 자연 냉각하고, 일정기간 저장하는 숙성공정(60); 및 상기 공정을 거친 미강유를 저온으로 냉각하고, 냉각된 미강유에서 스테아린 왁스를 분리 제거하는 냉각/여과공정(70);을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 미강유의 정제방법을 공정별로 설명한다.

1. 탈납/탈검공정(10)

미강유에 함유된 인지질과 검질(유분덩어리)을 제거하는 공정으로서, 탱크에 일정량의 미강유를 담고, 여기에 인산(phosphoric acid)과 소량의 물을 투입한 다음, 일정시간 교반과정을 진행하여 미강유에서 분리된 인지질과 검질을 제거하게 된다.

여기서, 탈납/탈검공정(10)은 원심분리기를 이용할 수 있으며, 미강유를 원심분리기의 교반탱크에 담고, 인산을 투입한 다음, 원심분리기를 작동시켜 미강유에서 인지질과 검질을 분리할 수 있다.

2. 탈산공정(20)

미강유에서 유리지방산을 제거하여 산도(pH)를 낮추는 공정으로서, 탈납/탈검공정(10)을 거친 미강유를 탱크에 담고, 여기에 일정량의 수산화나트륨(sodium hydroxide)을 혼합한 다음, 교반과정을 진행하여 미강유에 함유된 유리지방산과 수산화나트륨의 화학반응을 촉진시킨다.

상기에서 유리지방산과 수산화나트륨의 화학반응으로 유리지방산이 중화되면서 비누성분의 덩어리로 침강되므로, 미강유에서 유리지방산을 분리 제거하며, 여기서 탈산공정(20)은 원심분리기를 이용할 수 있고, 미강유의 산도(pH)를 0.6% 이하로 낮추게 된다.

3. 수세공정(30)

탈산공정(20)을 거친 미강유를 세정수로 세척하여 각종 불순물과 수산화나트륨 성분을 제거하는 공정으로서, 탈산공정(20)을 거친 미강유를 탱크에 담고, 여기에 세정수를 투입하면서 교반과정을 진행하여 미강유에서 불순물과 수산화나트륨 성분을 제거한다.

탱크에서 미강유와 세정수가 서로 분리되면서 잔여 수산화나트륨 성분이 세정수에 용해되어 제거되고, 또한 각종 불순물이 세정수에 응집되면서 분리 제거되며, 여기서 수세공정(30)은 원심분리기를 이용할 수 있다.

4. 탈색공정(40)

미강유에서 색소 물질과 잔여 비누성분을 제거하여 미강유의 투명도를 높이는 공정으로서, 수세공정(30)을 거친 미강유를 활성백토가 담긴 탱크에 투입하여 색소 물질과 잔여 비누성분을 활성백토로 흡착 제거하게 된다.

즉, 미강유가 탱크에 담긴 활성백토를 통과하면서 미강유에 함유된 색소 물질과 잔여 비누성분이 활성백토에 흡착되므로, 미강유의 투명도와 순도를 높이며, 여기서 색소 물질과 잔여 비누성분이 흡착된 폐백토는 폐기물로 처리된다.

5. 탈취공정(50)

탈색공정(40)을 거친 미강유에서 불쾌한 풍미나 냄새를 제거하는 공정으로서, 탈색공정(40)을 거친 미강유를 진공탈취관에 투입하고, 고온으로 증류과정을 진행하여 미강유에서 지방산과 불쾌한 풍미나 냄새나는 물질을 제거하게 된다.

즉, 증류탑과 같은 진공상태의 탈취관에 미강유를 투입하고, 180~200℃로 미강유를 가열하여 증류과정을 진행함으로써, 미강유에 함유된 지방산을 분리 제거하여 산도(pH)를 낮추고, 또한 곡물향과 같은 불쾌한 풍미나 냄새나는 물질을 제거한다.

6. 숙성공정(60)

미강유에서 스테아린이나 왁스 같은 잔여 성분을 제거하는 공정으로서, 탈취공정(50)을 거친 미강유를 일정시간 탱크에 저장하여 자연 냉각한 다음, 다시 탱크에 3~5일 정도 저장해 미강유에 함유된 스테아린이나 왁스 등을 결정화 하고, 이를 탱크에 침강시켜 분리 제거한다.

상기 숙성공정(60)은 미강유를 지하의 저온탱크에 장기간 저장하여 숙성할 경우, 미강유에 함유된 스테아린이나 왁스 등이 덩어리로 결정화 되어 탱크의 바닥에 침강되므로, 미강유에서 스테아린이나 왁스 같은 잔여 성분을 분리 제거하게 된다.

7. 냉각/여과공정(70)

미강유를 저온으로 냉각하고, 냉각된 미강유에서 녹는점이 높은 스테아린 왁스 성분을 분리 제거하는 공정으로서, 숙성공정(60)을 거친 미강유를 탱크에 담고, 4~6℃의 저온으로 냉각한 다음, 분별결정(分別結晶)을 하여 미강유에서 결정화된 스테아린 왁스 성분을 제거한다.

즉, 미강유를 4~6℃의 저온으로 냉각할 경우, 미강유에 함유된 스테아린 왁스 성분이 응집되어 결정화 되고, 이를 필터로 여과하여 분리 제거하며, 이러한 경우 미강유가 저온에서 혼탁해지는 것을 방지할 뿐만 아니라 미강유가 저온에서도 맑고 투명도를 유지하게 된다.

상기에서 냉각/여과공정(70)을 거쳐 정제된 미강유는 일정량을 용기에 담아서 포장하며, 이렇게 고순도로 정제된 미강유는 식용으로 사용하거나 화장품 또는 기능성 식품의 원료 등 다양한 용도로 사용하게 된다.

다음으로, 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

1. 미강(米糠)에서 추출한 일정량의 미강유를 원심분리기의 탱크에 투입하고, 일정량의 인산(phosphoric acid)과 소량의 물을 원심분리기의 탱크에 투입한 후, 원심분리기를 작동시켜 미강유에서 인지질과 검질을 분리 제거한다.

2. 상기 공정을 거친 미강유를 원심분리기의 탱크에 담고, 일정량의 수산화나트륨(sodium hydroxide)을 원심분리기의 탱크에 혼합한 다음, 원심분리기를 작동시켜 수산화나트륨의 화학반응으로 유리지방산을 분리 제거하여 미강유의 산도(pH)를 0.6% 이하로 낮춘다.

3. 상기 공정을 거친 미강유를 원심분리기의 탱크에 투입하고, 세정수를 원심분리기의 탱크에 투입한 다음, 원심분리기를 작동시켜 미강유에서 잔여 수산화나트륨 성분과 각종 불순물을 분리 제거한다.

4. 상기 공정을 거친 미강유를 활성백토가 담긴 탱크에 투입하여 미강유에 함유된 색소 물질과 잔여 비누성분을 활성백토에 흡착시켜 미강유의 투명도와 순도를 높인다.

5. 상기 공정을 거친 미강유를 진공탈취관에 투입하고, 180~200℃로 일정시간 미강유를 가열하여 증류과정을 진행함으로써, 미강유에 함유된 지방산을 분리 제거하여 산도(pH)를 낮추는 한편 곡물향과 같은 불쾌한 풍미나 냄새나는 물질을 제거한다.

6. 상기 공정을 거친 미강유를 일정시간 탱크에 저장하여 자연 냉각한 다음, 지하 탱크에 7일 저장하여 미강유에 함유된 스테아린이나 왁스 등을 결정화 하고, 이를 탱크에 침강시켜 분리 제거한다.

7. 상기 공정을 거친 미강유를 탱크에 담고, 4~6℃를 유지하여 저온으로 냉각한 다음, 분별결정(分別結晶)으로 미강유에서 결정화된 스테아린 왁스 성분을 필터로 여과하여 분리 제거한다.

상기 실시예를 통해 정제된 미강유는 일정량을 용기에 담아 포장되며, 실시예를 통하여 고순도로 정제된 미강유는 식용으로 사용하거나 화장품 또는 기능성 식품의 원료 등 다양한 용도로 사용된다.

따라서, 본 발명의 실시예는 미강유를 고순도로 정제함에 따라 인체에 유해한 성분과 불순물 등을 분리 제거하고, 또한 미강유를 저온으로 냉각하여 녹는점이 높은 왁스 성분을 분리 제거함으로써, 미강유가 저온에서 혼탁해지는 것을 방지하는 한편 미강유가 저온에서도 맑고 투명도를 유지하게 된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 탈납/탈검공정 20: 탈산공정
30: 수세공정 40: 탈색공정
50: 탈취공정 60: 숙성공정
70: 냉각/여과공정

Claims (3)

1. 미강유가 수용되는 탱크에 인산과 소량의 물을 투입하여 미강유에서 인지질과 검질을 분리 제거하는 탈납/탈검공정(10);
   상기 공정을 거친 미강유에 수산화나트륨을 혼합하여 미강유에서 유리지방산을 제거하는 탈산공정(20);
   상기 공정을 거친 미강유에 세정수를 투입하여 미강유에서 이물질을 분리 제거하는 수세공정(30);
   상기 공정을 거친 미강유를 활성백토가 담긴 탱크에 투입하여 색소를 흡착 제거하는 탈색공정(40);
   상기 공정을 거친 미강유를 진공탈취관에 투입하고, 고온으로 증류과정을 진행하여 미강유에서 지방산과 불쾌한 풍미 및 냄새를 제거하는 탈취공정(50);
   상기 공정을 거친 미강유를 자연 냉각하고, 탱크에 투입하여 일정기간 저장하는 숙성공정(60); 및
   상기 공정을 거친 미강유를 저온으로 냉각하고, 냉각된 미강유에서 스테아린 왁스를 분리 제거하는 냉각/여과공정(70);을 포함하는 것을 특징으로 하는 미강유의 정제방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   탈산공정(20)은,
   미강유를 원심분리기의 탱크에 담고, 일정량의 수산화나트륨을 원심분리기의 탱크에 혼합한 다음, 원심분리기의 작동으로 유리지방산을 분리 제거하여 미강유의 산도(pH)를 0.6% 이하로 낮추는 것을 특징으로 하는 미강유의 정제방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   탈취공정(50)은,
   미강유를 진공탈취관에 투입하고, 180~200℃로 일정시간 미강유를 가열하여 증류과정을 진행하는 것을 특징으로 하는 미강유의 정제방법.

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