KR100488609B1 - 양파 및 마늘 입냄새 감소를 위한 황 흡착제 - Google Patents

양파 및 마늘 입냄새 감소를 위한 황 흡착제 Download PDF

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Abstract

황 함유 화합물 흡착하고, 마늘 또는 양파와 같이 황 냄새를 일으키는 식품 또는 약품의 섭취와 관련된 냄새를 제거 또는 감소시키는 조성물은 기질 및 리간드의 금속 착물을 함유한다. 착물은 실리카 겔과 같은 담체 내에 함유될 수 있으며, 수성 환경 중에서 용해도가 낮다. 본 조성물의 리간드는, 시스틴과 같이 황, 질소 또는 카르복실산을 함유하는 아미노산을 함유할 수 있으며, 기질은 구리, 아연 또는 철일 수 있는 금속이다.

Description

양파 및 마늘 입냄새 감소를 위한 황 흡착제{SULFUR ADSORBENT FOR REDUCING ONION OR GARLIC BREATH ODOR}
본 발명은 일반적으로, 식품 및 약품 섭취시, 생성된 황 함유 화합물에 의해 발생되는 입냄새를 제거 또는 감소시키기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 마늘 또는 양파가 함유된 식품에 함유된 황 함유 화합물 및 이들의 성분 및 유도체를 흡착함으로써 입냄새를 제거 또는 감소시키는 것에 관한 것이다.
많은 화학약품 및 식품이 강한 냄새를 갖는 황 함유 화합물을 함유한다. 화학약품 및 식품의 섭취는 섭취된 화합물이나 이들의 대사산물, 또는 이들 모두로 인한 불쾌한 냄새를 갖는 숨(breath)을 일으킨다. 마늘 및 양파는 특히 강한 황 냄새를 갖는 식품으로, 특히 불쾌한 냄새를 일으킨다.
마늘 및 기타 식제품과 화학약품은 알리신, 알린, 및 디알릴 디술파이드를 포함하는 각종 황 함유 성분을 함유하거나 또는 생성한다. 마늘 또는 기타 식제품의 섭취로 인한 것으로 발견된 황 함유 화합물은 알릴 머캡탄, 디알릴 디술파이드, 디메틸 디술파이드, 디프로필 디술파이드, 메틸 알릴 디술파이드, 알릴 메틸 술파이드, 디알릴 술파이드, 디메틸 트리술파이드, 메틸 알릴 트리술파이드, 및 알릴 티올을 포함한다.
마늘 및 양파와 같은 식품, 및 약품으로부터의 냄새를 포함하는 황 냄새의 제거가 각종 화학 화합물 및 공정을 사용하여 시도되어 왔다. 이러한 시도 중 다수는 개인의 숨으로부터 냄새를 제거하는 것을 포함하였다.
클로로필 및 레몬 쥬스는 모두 마늘 섭취와 관련된 냄새를 제거하는 것으로 보고되어 왔다. 또한, 생강류 종자, 멘톨, 고수풀(coriander), 방향유(essential oils), 및 클로로필의 조합물이 입냄새 예방에 사용되었다. 녹차 플라보노이드 및 시클로덱스트린 모두 숨을 상쾌하게 하는데 사용되어 왔다. 부가적으로, 시클로덱스트린은 마늘 추출물을 탈취하는데 사용되어 왔다. 코리노이드(corrinoid) 또한 특정 약제에서 황 냄새를 방지하는데 사용되어 왔다.
냄새없는 마늘을 수득하기 위한 시도로는 에탄올 및 알파 효소; 건조한 난황 및 달걀 껍질; 미오-이노시톨 헥사포스페이트 에스테르, 달걀 분말 또는 이들 모두; 수산화마그네슘; 칼슘 (및/또는 마그네슘) 염, 알기네이트, 제올라이트 및 규조토의 현탁액; 중탄산나트륨, 및 유기산들의 혼합물; 알파 및 베타 불포화 유기산; 저민 돈육 및 분말화한 당근잎; 실리카 겔, 피틴산 및 아연염; 카르보네이트 및 아세트산; 단술(sweet sake), 식초, 시트르산 및 난백의 용액; 비타민 C 및 각종 건조 식물 부위; 산화 마그네슘 분말로 처리하고: 이산화탄소 분위기에서 가열하여 건조시키는 것을 포함하였다. 이들 조성물 및 방법 다수가 지닌 흔한 문제점은, 이들이 식품 또는 약품내에 혼입되는 경우 식품 또는 경구 섭취되는 약품의 풍미를 변경시킨다는 것이다.
부가적으로, 황 흡착제는 마늘에서 흔히 발견되는 수소화 술파이드, 머캡탄 및 알릴 술파이드와 같이 환원형의 황 대신, 이산화황 및 그의 유도체를 제거하는데 일반적으로 사용되어 왔다. 일반적으로, 이전에 사용된 화합물들은 탄소 및 구리, 산화구리, 셀룰로오즈 상의 구리 카보네이트, 클리놉틸로라이트(clinoptilolite), 및 알루미늄 실리케이트 상에 지지된 구리를 포함한다. 이들은 식품 내에는 혼입되지 않았다.
따라서, 황 함유 화합물을 흡착하고, 마늘과 양파, 및 이들의 유도체 및 대사산물에서 발견되는 것과 같은 황 냄새를 제거 또는 감소시키며, 식품 및 경구 섭취되는 약품 내에 혼입될 수 있는 조성물 및 방법이 여전히 요구되고 있다. 황-기재의 냄새를 제거하기 위한 기존 흡착제 및 처리의 단점들을 극복하기 위하여, 숨결에서 황 냄새를 제거 또는 감소시키는 신규 황 흡착제 조성물 및 방법이 제공된다.
발명의 개요
상기 및 기타 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 황 함유 화합물을 흡착하여 마늘, 양파, 및 기타 식품 또는 약품으로 인한 입냄새를 제거 또는 감소시키는 조성물을 제공한다. 이들 조성물은 검, 스프레이, 민트 또는 구강청정제와 같은 각종 형태로 제공될 수 있으며, 제품의 풍미를 저해하지 않는다. 이들 조성물은 수성 환경에서 용해도가 낮은 금속 착물이며, 기질 및 리간드, 그리고 선택적으로 지지체를 함유한다. 상기 리간드는 측쇄가 황, 질소 또는 카르복실산을 함유하는 아미노산을 함유할 수 있으며; 상기 기질은 리간드와 착화된 금속을 함유할 수 있다. 선택적으로, 상기 착물은 담체에 함유된다. 부가적으로, 황 화합물 흡착제로서 폴리스티렌을 기초로 한 강한 양이온 교환기가 금속 이온 기능기에 착화된다.
본 발명의 추가적인 구현예예서, 착물은 천연적으로 발생되는 아미노산, 천연적으로 발생되는 변형 아미노산, 또는 비천연적으로 발생되는 아미노산을 함유하며, 이들 각각의 측쇄는 황, 질소, 또는 카르복실산 및 착화된 금속을 함유한다. 착물은 수중 또는 기타 수성 환경 내에서 실질적으로 불용성이며, 실리카 겔 전체를 통하여 분포된다. 착물이 전체적으로 분포된 겔 담체는 착물 그 자체보다 수성 환경 내에서 덜 가용성이다.
본 발명의 또다른 구현예에서는, 마늘 및 양파와 같은 식품 또는 약품의 소비와 관련된 황 냄새를 제거하거나 감소시키는 방법이 제공된다. 이러한 방법은, 황 냄새를 발생시키는 식품 또는 약품을 먹은 개인에게 본 발명의 흡착제 조성물을 경구적으로 투여하는 것을 포함한다.
상기 일반적인 기재 및 하기의 상세한 기재는 모두 예시적인 것으로, 본 발명을 제한하는 것이 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 황 흡착제 조성물은 기질 및 리간드인 두 성분의 착물을 함유한다. 리간드는 일반적으로 아미노산이고, 기질은 리간드와 착화된 금속이다. 흡착제 조성물의 성분은 바람직하게는 수중에서 용해도가 낮고, 담체 중에 함유된다. 낮은 용해도의 착물은 상기 흡착제가 구강과 같은 흡착 부위에서 보다 오래 존재하도록 한다.
아미노산은 시스테인 또는 메티오닌과 같이 그의 측쇄에 황이 함유된 것; 트립토판, 아스파라긴, 글루타민, 리신, 아르기닌 또는 히스티딘과 같이 그의 측쇄에 질소가 함유된 것; 또는 아스파르트산 또는 글루탐산과 같이 그의 측쇄에 카르복실산이 함유된 것일 수 있다. 아미노산의 천연적으로 발생되는 형태 및 변형된 형태 모두가 상기 착물에 사용될 수 있다. 또한, 측쇄에 황, 질소 또는 카르복실산이 포함된 비천연적으로 발생되는 아미노산이 상기 착물에 포함될 수 있다. 예로서, 시스테인과 유사하지만, CH2-SH 측쇄의 메틸기가, 에틸 또는 프로필기와 같은 유사한 알킬기로 치환된 비천연적으로 발생되는 아미노산이 사용될 수 있다.
아미노산의 변형된 형태는, 기능성에 어떤 실질적인 변화를 일으키지 않는, 아미노산의 경미한 변화를 생각할 수 있다. 산화는 천연적으로 발생되는 아미노산에서 가능한 변형의 한 유형이다. 시스테인은 산화에 의해 변형되어, 디아미노산 시스테인을 생성할 수 있다.
착화제는 금속, 바람직하게는 구리, 아연, 철 또는 임의의 기타 적합한 착화되는 금속이다. 담체는 실리카 겔과 같은 겔 또는 기타 다른 적합한 담체 물질일 수 있다. 바람직한 흡착제는 실리카 겔 중의 시스틴 (또는 시스틴 HCl) 및 구리의 착물을 함유한다.
착물은 수중 또는 기타 수성 환경 중에서 용해도가 낮다. 예로서, 타액과 접촉시, 상기 착물은 전형적인 조건의 인간의 구강내에서 한 시간 이상 동안 실질적으로 용해되지 않은 고체로 남는다.
조성물은 황 함유 화합물에 의해 발생되는 입냄새를 제거하거나 감소시키는데 효과적이다. 이러한 냄새의 예는 마늘의 치환체 또는 대사산물에 의해 발생되는 냄새이다. 이들은 알리신 및 알린과 같은 알릴 술파이드로 구성될 수 있다.
조성물은 츄잉검(chewing gum), 민트 또는 기타 제품에 혼입될 수 있는 분말 형태, 또는 구강청정제 또는 스프레이와 같은 고체 또는 액체 형태일 수 있다. 조성물은 혼입되어지는 검 또는 기타 제품의 풍미에 영향을 미치지 않는다. 구체적으로, 본 발명의 황 흡착제 조성물은 츄잉검, 민트 제형 또는 구강청정제에 종종 존재하는 민트 오일의 향에 영향을 미치지 않는다.
아미노산 외의 물질과의 금속 착물도 효과적인 황 냄새-감소 조성물일 수 있다. 술폰산과 같이, 관능기로서 강한 양이온 교환기를 갖는 화합물은 금속 이온과 착화되어 황 함유 화합물로부터 냄새를 제거하는데 유효한 착물을 생성할 수 있다. 여기 사용된 "강한 양이온 교환기"라는 표현은 통상적인 의미를 가지며, 즉 양이온이 그 화합물과 다른 화합물 사이에서 상호교환되는 가역적인 화학 반응이 쉽게 일어나는 화합물을 의미한다. 강한 양이온 교환기의 한 유형은, 단량체 (C6H5CHCH2)n 으로부터 생성되고, 바람직하게는 3' 위치에 SO3 - 기를 갖는 폴리스티렌을 기초로 한 강한 양이온 교환기이다. 예로서, 폴리스티렌을 기초로 한 강한 양이온 교환기 수지인 Dowex 50W(Dow Chemical Company)는, 금속 이온과 착화되는 경우, 효과적인 황 흡착제이다.
본 발명의 조성물은 검, 민트, 스프레이, 구강 청정제 또는 조성물을 전달하기 위한 기타 운반체(vehicle) 를 경구적으로 배치함으로써 투여된다. 바람직하게는, 조성물은 황 관련 냄새를 제거 또는 감소시키기에 충분한, 약 한 시간에 이르는 일정 시간 동안 구강 내에 잔류한다.
검, 민트, 구강 청정제 또는 스프레이 중의 흡착제 농도는 광범위하게 변화할 수 있으며, 각 상황에 따라 변화하는 많은 요인들에 따라 달라진다. 이러한 요인들은 착물의 유형, 감소되는 냄새, 식품의 형태, 및 목적하는 효과의 지속시간을 포함한다. 한 예에서, 시스틴-구리를 검에 0.3 중량% 의 농도로 첨가한다. 또한, 담체가 사용되는 경우, 담체 중 금속 착물의 농도도 또한 광범위하게 변화될 수 있다. 농도는 담체의 겔화에 좋지 않은 영향을 미칠 정도로 높지 않아야 하나, 비효과적으로 될 정도로 낮아서도 안된다. 담체 중 20 중량% 의 농도가 적합한 것으로 발견되었다.
여기에서 흡착 및 흡착제에 대해 참조될 수 있으나, 이는 냄새를 감소시키는데 발생되는 다른 메카니즘을 배제하는 것으로 이해되어서는 않된다. 흡착은 냄새를 감소시키기 위한 일차 메카니즘이지만, 흡수와 같은 다른 메카니즘들도 또한 일어나는 것으로 생각된다.
실시예 1: 시스틴-구리 착물의 합성
40 ㎖ 의 물을 4.42 g 의 시스틴 HCl 과 조합하고, 1M NaOH 로 이의 pH 를 10으로 하여 시스틴 용액을 제조하였다. 1M 의 황산구리 한 방울을 첨가하고, 실온에서, 자줏빛 용액이 녹색으로 변할 때까지 산소를 용액을 통과시켜 버블링시켰다. 염산을 사용하여 pH 를 6~8 로 조정하였다.
4.32 g 의 염화구리 이수화물을 10 ㎖ 의 물과 조합하여 금속 염의 용액을 제조하였다. 금속 및 아미노산 용액을 교반하면서 서서히 조합되면 즉시 불용성 착물이 생성되었다. 1M 수산화나트륨을 사용하여 pH 를 6~8 로 조정하였다. 착물을 물로 세척하고, 뷔히너(Buechner) 깔대기로 여과하여 제거하였다. 착물을 60 ℃ 오븐 내에서 하룻밤 동안 건조시켰다.
실시예 2: 실리카-지지된 시스틴-구리 착물의 합성
실시예 1 의 시스틴-구리 착물의 수성 현탁액 (50 ㎖ 중 5 g)을 희석된 나트륨 실리케이트(200 ㎖의 나트륨 실리케이트(SiO2: Na2O 의 비율이 3:22 w/w, 37.6 % 고형분) + 200 ㎖ 물)와 혼합하고, 여기에 약 20 ㎖ 의 8 N 황산을 신속히 첨가하고 혼합하였다. 현탁액은 3 분 내에 겔화되었다. 실온에서 60 분 동안 인큐베이션한 후, 고형물을 부수고, 전도성이 650 μ지멘스(Seimens) 인 물로 세척하고, 60 ℃ 에서 건조시킨 후, 분말로 분쇄하였다.
실시예 3: 폴리스티렌을 기초로 한 양이온 교환기-구리 착물의 합성
Dowex 50W (H+ 형, 200~400 메쉬) 의 분취액(2.0 g)을 50 ㎖ 의 0.1 M 염화구리와 함께 실온에서 2 분 동안 교반하였다. 10N 및 1N 의 수산화나트륨으로 pH 를 중성으로 조정하고, 10 분 동안 더 교반을 계속하였다. 그 후 녹색 고형물을 여과하고, 500 ㎖ 의 물로 3 회 세척한 후, 60 ℃ 에서 하룻밤 동안 건조시켰다.
실시예 4: 시스틴-구리 착물의 활성
모든 희석 조작은 캡핑된 병 내에서 질소 하에 있는 물을 사용하여 수행하였다. 주사기 내에서 기체로서 유화수소를 측정하여, 탈산소화된 물이 담긴 밀봉된 병에 주입하였다. 진탕한 후에, 모든 유화수소(H2S)가 수중에 용해되었다고 가정하고, 기체의 밀도를 사용하여 농도(ppb w/w)를 계산하였다.
모든 액체 화합물을 주사기로 처리하였다. 티올의 농도는 이들의 비중이 1 이라고 가정하여 기록하였다. 밀봉하기 전 및 실온에서 희석 술파이드 용액의 첨가 전에, 실시예 1에서 제조된 것과 같은 흡착제를 건조 분말로서 병 내에서 칭량하여 넣었다. 20분 동안 진탕한 후, 병을 개봉하고, 주의하여 내용물의 냄새를 맡았다.
표 1 은 심지어는 민트 오일 존재하에서도 황 화합물의 흡착을 나타낸다. 본 실험의 목적은 티올 냄새를 제거하는 것이지, 민트 오일 향을 제거하는 것은 아니었다. 흡착제는 세가지 모든 황 화합물의 냄새를 제거했을 뿐만 아니라, 민트 오일의 향을 전혀 감소시키지 않았다.
민트 오일 존재 하에서 황 화합물 흡착. 모든 황 화합물들은 유화수소(50 ppb) 를 제외하고 5 ppb (w/v)존재하였다. 민트 오일은 50 ppb 수준으로 첨가되었다. 흡착제는 0.1 % w/v 였다.
황 화합물 H2S 디알릴 디술파이드 프로판 티올 알릴 머캡탄
냄새 마늘 민트 마늘 민트 마늘 민트 마늘 민트
효과 없음 강함 매우 약함 적당함 희미함 적당함 매우 희미함 적당함
실시예 5: 기타 금속-아미노산 착물의 활성
2.74 g 의 아미노산을 40 ㎖ 물에 용해시켜 각 아미노산 용액을 제조하였다. 실시예 1 의 제 2 단계에 기재에 따라 금속과의 착물을 합성하였다.
수중의 알릴 머캡탄을 627 nmol 을 함유하는 5 ㎖ 의 용액 냄새 제거를 시험하였다. 금속 착물의 현탁액을 머캡탄 용액과 혼합하고, 실온에서 10 분 동안 밀봉된 바이알 내에서 반응시킨 후, 잔류 냄새를 맡았다.
표 2 는 구리 착물에 부가적으로, 제 2 철 이온 및 아연 착물이 알릴 머캡탄을 제거하는데 약간의 활성을 갖는다는 것을 나타낸다.
마늘 냄새를 제거에 대한 금속 착물의 활성. (기호: ++ = 완전한 냄새 제거; + = 약간의 냄새 잔존; - = 냄새 제거 안됨; NA = 착물이 불용성이었음; ? = 알릴 머캡탄 냄새가 메티오닌 냄새에 의해 마스킹됨)
금속 아미노산
메티오닌 아스파라긴 시스테인 시스틴 글리신 아스파르트산 이온 교환 수지(Dowex 50)
Cu ? ++ ++ ++ - ++ +
Fe III ? + + + - + +
Zn ? + + + - + +
Mg - - - - - - -
Mn - - NA NA - - +
상기 표시되고, 표 2 에 나타낸 것과 같이, 아미노산 외의 물질과의 금속 착물이 효과적이다. 술폰산과 같이 관능기로서 강한 양이온 교환기를 갖는 화합물은 금속 이온에 착화되어 황 함유 화합물로부터 냄새를 제거하는데 유효한 착물을 생성할 수 있다. 예로서, 폴리스티렌을 기초로 한 강한 양이온 교환 수지인 Dowex 50 (입자 크기 38~75㎛, Dow Chemical Company 로부터 수득함)은, 금속이온과 착화되는 경우 효과적인 황 흡착제이다.
어떤 특정 구현예를 참고로 하여 여기에서 설명되고 기재되었지만, 본 발명을 나타낸 세부내용에 한정하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 취지로부터 벗어나지 않으면서, 특허청구범위와 균등한 범주 및 범위 내에서 상세한 내용들에 다양한 변형이 만들어질 수 있을 것이다.

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  13. 실리카겔을 함유하는 담체 중의 시스틴 HCl 및 구리의 착물을 함유하며, 수성 환경 중에서 용해도가 낮은, 황 흡착을 위한 조성물.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서, 검, 민트, 구강청정제 또는 스프레이 중에 함유된 조성물.
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서, 황 함유 화합물로 인한 입냄새 제거 또는 감소용 조성물.
  18. 제 13 항에 있어서, 착물이 상기 담체 중에 20 중량% 의 농도로 존재하는 조성물.
  19. 실리카 겔을 함유하는 담체 중에 필수적으로 시스틴 HCl 및 구리의 착물로 이루어지며, 수성 환경에서 용해도가 낮은, 황 흡착을 위한 조성물.
  20. 제 19 항에 있어서, 착물이 상기 담체 중에 20 중량% 의 농도로 존재하는 조성물.
KR10-2002-7001953A 1999-08-16 2000-08-14 양파 및 마늘 입냄새 감소를 위한 황 흡착제 KR100488609B1 (ko)

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