KR950011595B1 - 두유 및 두부 제조 공정중 발생하는 폐수로부터 대두 올리고당을 추출하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

두유 및 두부 제조 공정중 발생하는 폐수로부터 대두 올리고당을 추출하는 방법

제1도는 한외 여과막에 의한 단백질 분리 형태를 전기영동을 사용하여 나타낸 것이다.

제2도는 고속액체 크로마토그래피에 의한 대두 올리고당의 성분 분석결과이다.

본 발명은 대두 올리고당의 추출 방법에 관한 것으로, 특히, 대두를 사용하여 두유 및 두부를 생산하는 공정에서 폐수로 처리되고 있는 대두이 침지 열수로부터 대두 올리고당을 분리 및 추출하는 방법에 관한 것이다.

최근 올리고당은 새로운 감미료로서 각광받고 있어 그 수요가 증대되고 있으며, 대두에도 양질의 올리고당이 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.

그러나, 보통 대두에는 약9%정도의 올리고당이 함유되어 있어 소량이므로 대두로부터 직접 올리고당을 추출하는 데는 많은 어려움이 있다.

그런데, 대두를 가공하여 두유나 두부를 생산하는 공정에 있어서, 열수 침지는 대두에 함유되어 있는 항영양 인자인 트립신 저해제(Trypsin inhibitor) 및 적혈구 응집소(hemaglutimin)의 불활성화 및 콩비린내의 원인으로 밝혀진 리폭시게나제(Lipoxygenase)의 불활성화 등에 필수적인 중요한 공정으로, 이 열수침지 공정에서 배출되는 대두 침지 열수에는 미량의 단백질등의 유기물 이외에도 대두에 포함된 올리고당의 약 30%가량이 용출되어 함유되어 있으나, 대부분의 경우 폐수로 방출되고 있다.

이에, 본 발명자들은 이 폐수를 유용하게 이용할 수 있는 처리 방법을 연구하던 중 폐수로부터 간단한 공정을 사용하여 대두 올리고당을 추출할 수 있는 방법을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 방법에 의하면 통상 폐수로 처리되는 대두의 침지 열수로부터 올리고당을 얻을 수 있으므로, 폐수처리와 천연 감미료 생산이라는 일석이조의 효과가 달성된다.

종래 대두로부터 대두 올리고당을 추출하는 방법에 있어서는, 대두 혹은 대두의 처리물의 추출액 또는 대두 훼이 또는 대두 훼이의 처리액으로부터 여러단계에 걸친 복잡한 공정을 거쳐 대두 올리고당을 얻고 있다.

그러나, 이런 방법에서는, 대두 혹은 대두 훼이에는 올리고당의 함량은 적은 반면 단백질이 다량 함유되어 있기 때문에, 단백질을 제거하기 위하여 한외여과, 활성탄 처리 및 전기투석 처리를 연속적으로 필수적으로 행하여야 한다.

그 결과, 올리고당의 추출공정이 복잡하고, 올리고당의 손실이 많으며, 나아가 상기 3단계의 필수적 공정 이외에도 한외여과전에 염화칼슘첨가->가열->pH조정등을 행하여 단백질과 염류를 제거하고, 또 전기투석후에도 잔존염류, 착색물질, 질소화합물들을 제거하기 위하여 이온교환수지 처리를 행하기도 하여야 하는 경우가 있다.

즉 종래의 기술에 따르면 폐액인 침지열수가 아니라 대두 또는 대두 훼이를 원료로 사용하여 대두 올리고당을 추출하며, 따라서, 단백질을 제거하기 위한 공정이 매우 복잡하다.

이러한 상황하에서 본 발명자들은 대두에 함유되어 있는 올리고당을 얻을 수 있으면서 동시에 두부나 두유의 제조중에 폐기되는 침지 열수를 효과적으로 이용할 수 있는 수단으로서, 침지 열수중에 포함되어 있는 대두 올리고당을 보다 간단한 공정으로 얻을 수 있는 방법을 예의 연구한 결과 본 발명을 완성하였기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 두유나 두부의 제조시에 폐액으로 처리되고 있는 침지 열수로부터 대두 올리고당을 추출하는 방법에 관한 것으로서, 침지열수를 분자량 분획 6,000 내지 20,000의 조건하에서 한외여과를 실시하고, 여액을 이온교환 수지로 처리한 후 역삼투를 실시함을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 의해 달성되는 장점은 다음과 같다.

첫째, 두유나 두부의 제조 공정중에 폐액으로 처리되고 있는 침지열수를 재활용할 수 있고, 둘째, 침지열수로부터 대두 올리고당을 정제해낼 수 있으며, 세째, 염화칼슘 첨가, 가열, pH조정, 한외여과, 활성탄처리, 전기투석 처리, 이온교환 수지 처리의 7단계로 이루어진 복잡한 공지 기술의 방법에 비해 본 발명은 대두의 침지열수를 한외여과, 이온교화 수지 처리 및 역삼투하는 3단계로 이루어져 있어 간단하게 실시할 수 있다.

이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

대두로 부터 두부와 두유를 제조한 후에 남는 침지 열수는 약 1% 이상의 당과 약 2.5%의 단백질을 포함하고 있는데, 이러한 침지 열수를 200메쉬 이하의 여과포 등으로 여과하여 콩 부스러기등 불순물을 제거한 여액을 얻은 후, 여액에 포함되어 있는 단백질을 제거하기 위하여 한외여과를 실시한다.

분자량 분획이 6,000 내지 20,000인 막조건에서 한외여과를 실시하면 침지수에 포함된 대두 단백질 중 약 55%정도가 제거된다.

본 발명에 있어 한외여과의 막조건은 중요한데, 분자량 분획이 6,000 내지 20,000인 조건에서 단백질을 충분히 제거하고 효과적으로 올리고당을 회수할 수 있었다.

한외 여과된 청정액은 대두가 가진 색소로 인하여 진한 갈색을 띠고 약 0.1% 정도의 단백질을 함유하고 있다.

이 청정액을 양이온 교환 수지에 통과시켜 한외여과후에 잔존하는 단백질을 제거한다.

양이온 교환 수지를 통과한 유액은 단백질 제거 및 탈색이 이루어져 색깔이 다소 엷어진다.

이 유액을 다시 음이온 교환 수지를 통과시키면 색소의 대부분이 제거되어 무색에 가까운 투명한 유액이 된다.

그러나 이 유액의 경우 pH가 약 10정도로 알칼리성을 띠므로 다시 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지가 혼합되어 있는 혼상 수지탑을 통과시켜 pH를 중성으로 조정한다.

그 후, 무색 투명한 이 유액을 역삼투처리함으로써 이온교환 수지 처리후에도 남아있을 수 있는 미량의 염류등을 제거하는 한편 농축도 시킨다.

역삼투법에 의해 올리고당을 약 20°Bx까지 농축시킬 수 있다.

역삼투는 통상의 역삼투 장치를 사용하여 45~50℃, 35-45기압의 조건하에 실시할 수 있다.

경우에 따라, 20°Bx이상의 고농축된 올리고당이 요구되는 경우에는 진공 농축을 행하여 70~80°Bx까지 농축시킬 수 있다.

이 경우 진공 농축전에 역삼투에 의한 농축이 행해지기 때문에, 올리고당을 저농도에서 고농도로 급격히 농축시키는 것에 의해 발생될 수 있는 열처리에 의한 올리고당의 변성을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명하나 이들 실시예가 본 발명을 제한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

두유 제조시에 얻어진 대두 침지열수를 200메쉬 이하의 여과포로 여과하여 불순물을 제거한 후 50ℓ의 여액을 분자량 분획 6,000과 20,000의 막조건으로 각각 한외 여과하였다. 여과 조건은 유입 압력이 4~5기압, 출구 압력이 3~4기압 이고, 이러한 한외 여과를 실시하여 약 55%의 단백질이 제거된 유액 약 45ℓ가 얻어졌다.

한외여과에 의한 단백질의 제거 형태를 알아 보기 위하여 분자량 분획 6,000과 20,000의 조건하에 한외여과된 유액을 SDS-PAGE전기 영동하여 단백질을 분리하였고 단백질 함량을 킬달분해법으로 알아 보았다. 전기 영동에 있어서, 분자량 표준 사료로는 알부민(분자량 45,000), 펩신(분자량 34,700), 트립시노겐(분자량 24,000), 베타-락토글로부린(분자량 18,400)및 라이소자임(분자량 14,300)이 사용되었다. 제1도에서 알 수 있듯이 분자량 분획 6,000의 조건하에서는 분자량 20,000이상의 단백질은 거의 제거되고, 한편 분자량 분획 20,000의 조건하에서는 분자량 30,000이상의 단백질이 소량 포함되어 있는 것으로 나타난다. 한편 분자량 분획 20,000의 조건하에서는 분자량 30,000이상의 단백질이 소량 포함되어 있는 것으로 나타난다. 이렇게 한외여과후에도 남아있는 단백질은 한외여과후에 행해지는 이온교환 처리에 의해 완전히 제거된다. 킬달 분해법에 의해 결정된 단백질 제거율을 표 1에 나타내었다. 표 1에서 알 수 있듯이, 분자량 분획 6,000 이나 20,000의 조건에서 모두 약55%의 높은 비율로 단백질이 제거된다.

[표 1]

[실시예 2]

실시예 1과 같이 여과포로 여과하여 불순물을 제거한 대두 침지수를 분자량 분획 6,000의 막조건으로 한외 여과하였다.

여과 조건은 유입 압력이 4~5기압, 출구 압력이 3~4기압이었다.

단백질이 약60%제거된 유액 약 45ℓ를 직경 약12cm, 높이 약 50cm의 유리관에 각각 양이온 교환수지(다이아이온 PK216), 음이온 교환 수지(다이아이온 WA 30), 양이온 교환 수지와 음이온 교환 수지를 혼합한 수지(다이아이온 PK 216 5ℓ, 다이아이온 PA 408 10ℓ)를 충진시켜 제작한 양이온 교환 수지탑, 음이온 교환 수지탑, 혼상탑에 차례로 통과시킨 후, 역삼투 장치(Lab-20, DDS사 제품)를 50℃, 40기압의 조건하에서 사용하여 15°Bx의 대두 올리고당 유액을 얻었다.

그 후 이 유액을 진공 농축하여 79°Bx의 대두 올리고당을 얻었다.

[실시예 3]

실시예 3에서 얻어진 대두 올리고당을 아세트니트릴과 물을 7대 3으로 혼합한 용매를 사용한 고속 액체 크로마토그라피에 의해 성분 분석을 하였다.

그 결과는 자동 적분계에 의하여 그려지고, 계산되었으며 제3도에 분석 그라프를 나타내었다.

한편, 각 성분 및 함량을 표 2에 나타내었다.

[표 2]

Claims (4)

1. 두유 및 두부 제조시 부산물로 발생하는 침지 폐수로부터 대두 올리고당을 추출하는 방법에 있어서, 침지열수를 한외 여과하고 여액을 양이온 교환수지, 음이온 교환수지 및 양이온과 음이온의 혼상 이온 교환 수지탑에 통과시킨후, 역삼투를 실시하여 농축함을 특징으로 하는 대두 올리고당의 추출방법.
2. 제1항에 있어서, 역삼투를 실시한 후 진공농축함을 특징으로 하는 대두 올리고당의 추출방법.
3. 제1항에 있어서, 한외 여과는 분자량 분획이 6,000 내지 20,000인 한외 여과막을 사용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 대두 올리고당의 추출 방법.
4. 제1항에 있어서, 역삼투는 40~50℃, 35~45기압의 조건하에 실시하는 것을 특징으로 하는 대두 올리고당의 추출방법.