KR900005468B1 - 스테비아 감미성분의 정제분리법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

스테비아 감미성분의 정제분리법

본 발명은 국화과 다년생 초본인 스테비아 리보디아나 베르토니(Stevia Rebaudiana Bertoni:이하 스테비아라한다.)로 부터 감미성분인 스테비오사이드(Stevioside) 및 리보디오사이드 A(Rebaudiaoside A)를 공업적으로 정제 분리하는 방법에 관한 것이다.

스테비아 감미의 주성분은 분자량 804.9, mp 196-198℃인 스테비오사이드 및 분자량 967.0, mp 242-244℃인 리보디오사이드 A이며 그외의 배당체로는 둘코사이드 A(Dulcoside A), 스테비올바이오사이드(Steviolbioside), 리보디오사이드 B-E(Rebaudioside B-E)를 소량 함유하고 있다.

종래의 정제방법으로는 스테비아 건엽을 물, 메탄올, 에탄올, 물-알콜 혼합용매등으로 추출하여 흡착수지나 이온교환수지를 이용하거나(일본특개소 50-24300, 특개소 51-149300, 특개소 52-11087등), 추출액을 염화칼슘(CaCl₂), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 탄산칼슘(CaCO₃), 황산알루미늄(Al₂(SO₄)₃), 산화마그네슘(MgO), 황산바륨(BaSO₄), 인산(H₃PO₄), 및 활성탄등으로 처리하여 불순물을 제거한 다음 여러 종류의 이온교환 수지 및 흡착수지에 흡착시킨후 용출하였으나(일본특개소 52-100500, 특개소 52-23100, 특개소 56-16092등), 이러한 정제법은 색소 및 유기고분자 물질등의 효과적인 제거가 곤란할 뿐만아니라 다량의 유기용매를 사용해야 하므로 경제적인 방법이 될 수 없었다.

일본특개소 51-149300 및 특개소 51-91300에서는 스테비아 추출액을 이들 침전제의 전처리 없이 흡착수지인 Diaion HP-30에 흡착시켜 메탄올로 용리하였으나 이 방법은 유기오염을 받아 수지의 재생이 곤란한 결점이 있고 일본특개소 52-100500에서는 불순물의 제거목적으로 강산성 양이온교환 수지인 Amberlite IR-120가 약염기성 음이온교환수지인 Duolite A-4을 동시에 사용하고 있으나 탈색 및 농축효과가 충분하지 않았다.

따라서, 본 발명자들은 이러한 문제점들을 해결하는 방법으로 55-65℃의 온수로써 스테비아 엽을 추출한 액에 황산알루미늄 염화칼슘 및 수산화나트륨을 가하여 감미성분이외의 불순물을 대부분 제거한 후 Amberlite XAD-7에 흡착시켜 메탄올로 용리함으로써 탈염, 탈색, 및 농축하였다.

Amberlite XAD-7은 다소간 친수성 구조를 가진 소수성 흡착수지로서 극성용매로부터 상대적으로 비극성인 스테비오사이드와 리보디오사이드 A를 흡착하여, 비표면적이 커서 흡착용량도 양호하였다. Amberlite XAD-7에 흡착된 스테비오사이드와 리보디오사이드 A의 용리제로는 메탄올이 에탄올, 함수 이소프로판올 및 여타 알코올류 보다 탈색도가 좋았으며 비점이 상대적으로 낮으므로 농축이 용이하였다.

Amberlite XAD-7으로 처리된 용리액을 바로 농축하여 결정화시키면 결정의 순도와 회수율이 낮으므로 강산성 양이온 교환수지인 Amberlite IR-200 및 강염기성 음이온 교환수지인 Amberlite IRA-910에 차례로 통액하여 잔류색소, 점성의 고분자물질, 무기염류등을 흡착 제거시킨후 농축, 결정화하여 고순도의 백색 결정 분말을 얻을 수 있었으며, 결정 회수율도 증가시킬 수 있었다.

Amberlite IR-200은 통액시 Tailing(통액 전후에서 희석 및 늘어지는 현상)의 영향이 거의 없어서 액량의 증가로 인한 농축부하를 감소시킬 수 있었으며, 양이온성 불순물 및 색소를 대부분 제거할 수 있었다.

Amberlite IR-200으로 처리한 액을 Amberlite IRA-910에 통액하여 잔류색소, 음이온성 점성물질등을 효과적으로 제거하였으며 통액후 정제수를 사용하여 수지층을 세척함으로써 스테비오사이의 회수율을 높일 수 있었다.

Amberlite IR-200과 Amberlite IRA-910에 차례로 통액시킨 액을 스테비오사이드 농도 80% 정도로 농축한후 메탄올을 농축량의 5배(v/w)가하여 55-60℃의 온도에서 24시간동안 교반한 후 실온(15-25℃)에서 정치시키면 스테비아 감미성분중 거의 순수한 스테비오사이드의 결정화가 선택적으로 이루어진다.

스테비오사이드의 결정을 분리한 다음 결정모액을 재농축하여 메탄올을 4배량(v/w)가하여 용해시키고 리보디오사이드 A의 종정을 소량 첨가하여 55-60℃의 온도에서 24시간동안 교반한 후 실온에서 정지시켜 고순도의 리보디오사이드 A의 결정을 얻을 수 있었다.

본 발명을 실시예에 따라 상술한다.

[실시예 1]

스테비아 건엽 1kg에 60℃의 온수 8ℓ를 가하여 10시간 동안 침지시켜 추출액을 분리해 낸후 동일한 조건으로 2회 더 추출하여 총추출액 22ℓ를 얻었다. 이액에 황산알루미늄 1.0%(v/w). 염화칼슘 0.5%(w/v)을 첨가, 교반한후 수산화나트륨을 가하여 액의 pH를 중성으로 조절하여 여과한다. 이 여과액을 흡착수지인 Amberlite XAD-7, 2.2ℓ에 통액하여 스테비오사이드와 리보디오사이드 A를 흡착시킨 후 메탄올 4.2ℓ를 사용하여 이들 감미성분을 용리한다. 이 용리액을 Amberlite IR-200, 0.4ℓ 및 Amberlite IRA-910, 0.7ℓ에 차례로 통액하여 색소와 결정 방해 불순물등을 완전히 제거한 다음 이 정석액을 스테비오사이드 농도 80% 정도까지 농축한다.

이 농축액 100g에 메탄올 500ml를 가하여 55℃에서 24시간 동안 교반하여 실온(20℃)에서 정치시켜 생성된 결정을 여과, 건조하여 1차 결정분말 61g을 얻었다. 이 결정 중의 스테비오사이드의 함량은 95% 이상, 리보디오사이드 A의 함량은 2% 이하이었다.

[실시예 2]

실시예 1의 결정분리모액을 다시 농축하여 메탄올을 농축량의 4배(v/w) 가하여 용해시키고 리보디오사이드 A의 종정을 소량 첨가하여 55℃에서 24시간 동안 교반한다음 실온(20℃)에서 정치하여 생성된 결정을 여과, 건조하여 결정분말 13g을 얻었다. 이 결정중의 리보디오사이드 A의 함량은 93% 이상 스테비오사이드의 함량은 2% 이하이었다.

Claims (1)

1. 스테비아 건엽의 추출액에 황산알루미늄, 염화칼슘, 수산화나트륨을 가하여 여과한 액을 Amberlite XAD-7에 흡착시킨후 메탄올로 용리하여 얻은 용출액을 Amberlite IRA-200 및 Amberlite IRA-910에 통액하여 정제한 다음 농축한후 메탄올을 가하고 55-60℃에서 교반후 정치하여 결정화 하는 것을 특징으로 하는 스테비아 감미성분의 정제분리법.