KR920008353B1 - 당전이 스테비오사이드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

당전이 스테비오사이드의 제조방법

본 발명은 국화과 다년생초분 스테비아 레바우디아라 베르토니(Stevia rebaudianina Bertoni : 이하 스테비아라고 약한다)에 함유된 스테비오사이드를 당전이시켜 당전이 스테이보사이드를 효율적으로 제조하는 방법에 관한 것이다. 스테비오사이드의 정제 및 감미개선을 위한 당전이 스테비오사이드의 제조방법에 관하여는 많은 연구문헌과 특허를 통하여 알려져 있으나 대략 다음 3가지 방법으로 분류할 수 있다.

첫째, 스테비아 식물속에 함유된 스테비오사이드를 주성분으로 하는 제품의 제조방법, 둘째, 스테비오사이드에 비해서 감미질이 우수하고 감미배수가 높은 레바우디오사이드 A만을 분리하는 제품의 제조방법, 셋째, 스테비오사이드를 당전이효소(CGTase : Cyclodxtrin glucanotransferase)를 이용하여 감미질을 개선한 당전이스테입오사이드를 제조하는 방법이다. 스테비오사이드가 주성분인 제품은 스테비아에 함유된 통상성의 감미성분인 스테비오사이드와 레바우디오사이드가 A가 7 : 3내지 8 : 2 정도의 비율로 이루어져 있으며 이들 제품의 제조방법은 스테비아 건엽을 물 또는 적절한 용매로 추출한 후 양이온교환수지, 음이온교환수지 및 흡착수지를 통해 정제한 다음 분무건조시키거나 용매를 통해 결정석출 방법으로 제품을 얻는데 이러한 방법은 국내외 특허(한국특허공고 79-285, 일본특개소 50-24300, 일본특개소 51-133461, 일본특개소 52-23100 등)을 통해 알려져있는 가장 기본적인 정제공정이다.

레바우디오사이드 A만을 선택적으로 분리하는 방법은 여러 종류의 수지를 이용하여 스테비아 추출액을 정제한 후 용매의 농도를 적절하게 조정하여 레바우디오사이드 A만을 결정석출시키는 방법(일본특개소 56-121455, 일본특개소 57-8626나, 일본특개소 56-121454등)이다. 당전이 스테오비오사이드의 제조방법은 당전이효소(CGTase)를 이용하여 α-1.4 글루코실스테비오사이드 또는 β-1.3 글루코실스테비오사이드를 생성시키는 방법(일본특개소 54-5070, 일본특개소 58-78562, 일본특개소 59-71662 등)이다.

이들 제품의 제조방법은 각기 장단점이 있으나 스테비오사이드가 주성분인 제품은 스테비오사이드가 갖는 고미성분으로 인하여 거부감이 있고 레바우디오사이드 A가 주성분인 제품은 감미질은 양호하나 스테비아 식물체에 함유된 양이 소량이기 때문에 경제적 측면에서 극히 불리한 점이 있다. 그러나 전이효소를 이용한 당전이스테비오사이드 제품은 스테비아에 함유된 감미성분을 전체적으로 이용할 수 있고 스테이보사이드가 갖는 고미가 없는 등 감미질이나 결제적인 측면에서도 우수한 제품이라 볼 수 있다. 이에 본 발명자들은 가장 효과적인 당전이스테비아사이드의 제조방법을 연구한 결과 정제방법을 개선하여 보다 공정을 간략하게하는 방법을 발명하였다.

지금까지 알려진 당전이스테비오사이드 제조방법은 전이효소를 생산하는 미생물의 종류, 사용되는 글루코실 당화합물의 종류, 전이 반응의 조건 등에서 약간의 차이는 있으나 거의가 다음과 같은 정제 공정을 거친다. 먼저 스테비아 건엽을 적절한 용매를 통해 추출한 후 수지 등을 이용하여 정제하고 CGTase를 이용한 전이반응을 통해 당전이 스테비오사이드를 제조한 후 이를 다시 분리, 정제하여 제품을 얻는 방법이다. 이러한 제조방법은 전이반응전에 정제된 스테비오사이드를 전이반응 후에 다시 분리, 정제함으로서 공정이 복잡하고 제품으로 생산되는데까지 많은 시간이 걸린다. 또한 전이반응 후 정제공정을 거지치 않고 농축하여 액상제품을 만들거나 분무건조하여 분말 제품을 만드는 경우에는 전이 반응에서 미처 전이되지 못한 당화합물이 제품속에 그대로 잔존함으로서 감미도가 낮아지고 전이반응에서 생성된 포도당으로 인해 감미질에도 영향을 미친다. 이에 본 발명자들은 당전이스테비오사이드를 제조함에 있어 공정의 단순화를 연구한 결과 한외여과기(UF : Ultra filtarion)를 이용하여 전이반응과 정제 공정을 함께 행함으로서 공정을 간략하게 줄일 수 있었다. 한외여과기를 이용한 스테비오사이드의 정제는 공지의 방법(한국특허 공고 81-508)이지만 스테비오사이드를 정제할 경우 한외여과막을 통해서 정제효과를 이룰 수 있지만 스테비오사이드의 분자량이 804.9인 만큼 어느 정도의 손실은 여과막을 통해서 일어난다.

본 발명자들은 전이반응에 이용되는 전이효소(CGTase)의 분자량은 한외여과막의 분획 분자량보다 훨씬 크다는 사실에 착안하여 한외여과기를 전이반응조 즉 일종의 리액터를 이용하였다. 공지의 방법으로 정제된 스테비오사이드 추출액 또는 스테비오사이드 수용액에 적정량의 글루코실 당화합물과 전이효소를 첨가하여 잘 용해시킨 다음 준획 분자량이 800-1000정도인 한외여과장치에 넣고 온도 30-55℃, 압력 2-5kgf/㎠의 조건에서 농축한 결과 당전이반응이 일어남과 동시에 당전이반응에서 전이되지 않은 저분자의 당류등은 한외여과막을 통해 빠져나감으로서 전이반응과 정제농축효과를 동시에 이룰 수 있었다. 당전이스테비오사이드의 분자량은 거의가 1000이상으로 여과막을 통해 빠져 나가지 않고 여과막을 통해 빠져 나가는 물질은 전이반응이 일어나지 않은 저분자의 당료임을 알 수 있었다. 따라서 본 발명은 전이반응과 정제공정을 함께 행함으로서 공업적인 견지에서 매우 경제적인 방법이라 할 수 있겠다. 이하 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

수치처리 등 공지의 방법으로 정제된 스테비아 추출액(고형분 15%, 스테비오사이드 함량 12.3%) 1ℓ에 가용성 말토덱스트린(DE 15) 150g을 넣고 pH를 6.5로 조절한 후 100℃에서 1시간 가열 교반하여 용해한다, 상기액을 냉각하여 한외여과장치(Amicon UM2)에 넣고 40-45℃로 유지하면서 바실루스 시큘란스(bacillus circulans ATCC 21367)를 배양하여 얻은 정제된 당전이 소 2g을 적량의 물에 용해하여 여과한 액을 넣는다. 한외여과장치의 압력을 2kgf/㎠, 교반속도 60-80rpm, 40-45℃의 조건으로 12시간 반응시키면서 농축, 정제한다. 반응시간동안 적량의 정제수를 가하여 반응의 고형분 농도가 20-30%가 되도록 하였다. 12시간 반응후 얻은 반응종료액 1ℓ를 100℃에서 30분간 가열하고 냉가시킨 다음 규조토층을 이용하여 여과한 다음 분무건조하여 당전이스테비오사이드 223g을 얻었다.

[실시예 2]

공지의 방법으로 정제된 스테비오시이드 분말(순도 99%) 100g과 가용성 말토덱스트린(DE 15) 200g에 이온수 1ℓ를 넣고 45℃에서 교반하여 완전히 용해한 후 pH를 5.5로 조절하였다. 상기 용액을 100℃에서 1시간 멸균한 후 42℃로 냉각하고 바실루스 스테아로 써모틸루스(Bacillus stearothermophilus) #17를 배양하여 얻은 정제된 CGTase 1.8g을 적량의 물에 용해하여 여과한 액을 넣는다. 이 반응액을 한외여과장치(DDS 800)에 넣고, 2.1kgf/㎠의 압력으로 41-43℃의 온도에서 12시간 반응시키면서 농축, 정제하였다. 반응시간동안 적량의 정제수를 가하여 반응액의 고형분 농도가 20-30%가 되도록 하였다. 12시간 반응후 반응종료액 920m을 얻었다. 상기 반응종료액을 100℃에서 1시간 가열하여 당전이효소를 실활시킨 다음 냉각하고 제균여과하여 액상제품 1.1㎏을 얻었다.

Claims (2)

1. 공지의 방법으로 정제된 스테비오사이드를 당전이효소(CGTase)를 이용하여 당전이스테비오사이드를 제조함에 있어서, 한외여과장치를 이용하여 당전이반음 및 정제공정을 동시에 수행하는 것을 특징으로 하는 당전이스테비오사이드의 제조방법.
2. 제1항에서 한외여과기의 분획 분자량이 800-1000임을 특징으로 하는 것.