KR102077368B1 - 데옥시노지리마이신 및 아르기닌 함량이 증가된 누에 추출물 제조방법 - Google Patents
데옥시노지리마이신 및 아르기닌 함량이 증가된 누에 추출물 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 기존 추출방법에 비하여, 데옥시노지리마이신 및 아르기닌의 함량이 증가된 누에 추출물 제조방법, 구체적으로 생누에를 건조한 후, 분쇄하여 분말화하여 누에 분말을 제조하는 단계; 상기 누에 분말에 95% 에탄올 수용액을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계; 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 물을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및 에탄올 추출액 및 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계를 포함하는 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물은 기존에 항당뇨 활성이 우수한 것으로 평가된 데옥시노지리마이신의 함량이 높을 뿐만 아니라, 아르기닌의 함량도 높아 이로부터 다량의 아미노산을 함유하는 것으로 확인되어 누에의 기능성 성분을 최대로 포함하며, 추출시간을 최소화하여 추출에 소요되는 비용 및 시간을 최소화하여 추출방법의 경제적 효과도 개선하였으므로, 양잠산업 외에 누에의 활용도를 식품 산업 등으로 확장하는데 이바지할 수 있으므로, 양잠농가의 소득증대와 지역 경제 활성에 이바지하여 그 산업적 효과가 매우 크다 할 것이다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물은 기존에 항당뇨 활성이 우수한 것으로 평가된 데옥시노지리마이신의 함량이 높을 뿐만 아니라, 아르기닌의 함량도 높아 이로부터 다량의 아미노산을 함유하는 것으로 확인되어 누에의 기능성 성분을 최대로 포함하며, 추출시간을 최소화하여 추출에 소요되는 비용 및 시간을 최소화하여 추출방법의 경제적 효과도 개선하였으므로, 양잠산업 외에 누에의 활용도를 식품 산업 등으로 확장하는데 이바지할 수 있으므로, 양잠농가의 소득증대와 지역 경제 활성에 이바지하여 그 산업적 효과가 매우 크다 할 것이다.
Description
본 발명은 데옥시노지리마이신 및 아르기닌 함량이 증가된 누에 추출물 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물에 관한 것이다.
누에(silkworm)는 누에나방(Bombyx mori)의 애벌레를 의미한다. 누에나방은 알, 애벌레, 번데기 및 나방이의 단계를 모두 거치는 완전 탈바꿈 곤충으로, 알로서 겨울을 난다.
알에서 갓 태어난 누에나방의 애벌레인 누에는 털이 많고 색이 검은데, 그 모습이 마치 개미 같다고 하여 털보 개미누에라고 부른다. 이 개미누에의 몸무게는 약 0.5 mg 정도로 이 개미누에가 4일 정도 밤낮없이 뽕잎을 먹고 나면 허물벗기, 즉 나이를 먹게 되고, 3령이 지나야 누에 특유의 형태가 나타난다. 보통 제일 큰 누에가 5령 누에로 4번의 허물을 벗고 고치를 짓게 되는데, 이때의 몸무게 약 5 내지 6g 정도로 갓 태어난 개미누에의 10,000배 정도로 불어난다. 누에의 허물벗기는 누에 성장에 꼭 필요한 과정인데 누에의 피부는 어느 정도 커지면 더 이상 늘어나지 않기 때문에 크고 새로운 피부를 만들어 갈아입어야만 한다. 누에가 5령이 된지 5 내지 6일째부터 토사구에서 실을 뽑아 고치를 짓게 되는데 고치 상태에서 12 내지 13일이 지나면 나방이 되며, 양잠산업에서는 고치를 이용하여 실크를 생산하여 왔다.
누에는 삼한시대와 고려시대부터 조선시대까지 비단(silk) 생산과 관련된 양잠 산업과 관련하여 사용되었으며, 누에를 치는 양잠업은 대대로 주요한 산업으로 인식되어 왔다. 현재 한국에서는 봄누에용, 가을누에용 및 봄가을누에 겸용으로 나누어 장려 품종을 지정하고 있다.
그러나, 양잠업의 쇠퇴 및 기능성 식품의 성장과 관련하여, 최근 국내의 누에와 관련된 산업 시장은 전통적인 양잠 산업인 누에고치 생산에서 벗어나, 누에를 소재로 하는 기능성 식품과 천연물의약품과 관련된 기술을 기반으로 이동하고 있는 추세이다.
다양한 기능성과 영양성분을 함유하는 것으로 알려진 후, 누에는 다양한 식품 및 의약품 등으로 사용되었으며, 1990년대 초반에 동결건조로 제조된 누에분말은 1995년부터 상품화되기 시작하며, 항당뇨 효과, 혈당 조절 효과, 항고지혈증 효과나 면역증강 효과를 주축으로 다양한 기능성 식품, 음료 및 의약품 등으로 개발되고 있다.
이러한 흐름은 생활수준의 향상에 따라 웰빙에 대한 요구가 증가되는 시대적 요구에 발맞춘 것으로, 이러한 시대적 요구에 따른 기능성 식품과 관련된 제품의 개발로 인해 양잠산업이 21세기 새로운 고부가가치 산업으로서 거듭날 수 있는 계기를 마련하고 있다.
예로부터, 누에의 영양학적 가치와 다양한 기능성으로 인해 그 가치가 인정되어 왔다.
일 예로, 동의보감이나 본초강목에 따르면 누에는 당뇨, 노인성 치매의 관리와 간 기능 강화에 특별한 효과가 있다. 또한, 누에나방의 애벌레인 누에뿐 아니라 누에고치 및 번데기에도 각기 유효한 성분이 들어 있으며 심지어는 배설물까지도 기능성이 있는 것으로 알려져 왔다. 구체적으로, 동의보감에는 잠용자로고 하여, 누에 번데기를 천연 자양 강정 식품으로 인정하여 왔으며, 성질이 고르고 맛이 달며 독이 없어, 풍과 여윈 것을 다스릴 수 있고 소갈증에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
상기 누에의 식품 또는 의약품 소재로 활용과 관련하여, 누에는 마지막 허물을 벗은 지 약 1주 정도 지나면 몸 속이 온통 비단실 가득 차게 되면서 더 이상 뽕을 먹지 않고 집 지을 곳을 찾게 되기 때문에, 생약 등 소재로 사용하기 위해 누에는 주로 5령 3일 누에를 사용한다.
그러나, 양잠농가에서 누에를 수매하여 운송 및 보관하는 과정에서 누에는 성체인 나방이 되거나 죽어서 부패 되는 등 변질 되기 쉽기 때문에 통상 5령 3일의 누에를 급속 냉동하여 사용해야 하는데, 가공처리하는 기술에 대하여 아직 제대로 정리된 바가 없다.
현재 식품이나 생약소재로 누에를 활용하기 위해 개발된 종래의 기술들은 누에를 동결건조하여 분말화시켜 사용하거나, 고온 가압 처리에 의한 추출 또는 열수 추출에 의한 엑기스화시켜 사용하고 있는 추세이다.
그러나, 이러한 종래 방법은 고단백의 급원이자 기능성이 우수한 아미노산을 충분히 추출하지 못하는 단점이 있다. 즉, 여러 기능성이 우수한 아미노산 성분이 풍부히 함유되어 있으며 포화지방산의 함량이 낮은 누에의 장점을 최대한 활용하기 위한 방법으로서 부족한 점이 있다.
구체적으로, 고온가압추출법의 경우, 추출과정에서 아미노산의 손실 및 그 효능을 제품에 담아내지 못하는 문제가 있고, 동결건조에 의한 분말 형태의 제품은 인체에 유효한 펩티드 성분이나 저분자 성분을 충분히 추출하지 못하는 단점이 있다. 또한, 종래에 활용되는 열수를 이용한 추출법(엑기스)의 경우에는 처리과정에서 여러 아미노산이나 데옥시노지리마이신(Deoxynojirimycin, DNJ)이 손실될 뿐만 아니라, 장시간의 가공시간에 의해 가공비가 높은 단점을 지니고 있다. 또한, 이런 추출방법 등의 문제점은 지용성 성분이나 수용성 성분 중 어느 한쪽 성분만 치우쳐 추출하게 되어, 극성 또는 비극성에 따른 다른 쪽 유효성분이 소실되는 문제점이 있다.
그러므로, 이러한 방법에 의한 경우, 누에의 주요 기능성 성분이나 영양성분을 충분히 사용할 수 없으므로, 생체 활성에 보다 효과적이고 영양성분이 우수한 추출물을 제조하기 위한 추출방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 누에 추출물의 유효성분 즉, 기능성 성분의 함량을 증가시키는 추출방법 및 상기 추출방법에 의해 추출된 추출물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 누에 추출물의 유효성분, 구체적으로 데옥시노지리마이신 및 아르기닌 함량이 증가된 누에 추출물 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물을 제공한다.
본 발명자들은 내성이나 안전성에 대한 문제가 대두되어지지 아니하고, 예로부터 기능성이 인정된 누에 추출물의 제조에 있어서, 극성과 비극성 유효성분이 모두 다량 함유되어 있는 제조방법을 연구하던 중, 상기 누에 추출물의 제조에 있어서, 기존 추출법이 주로 극성 또는 비극성 물질의 추출을 위주로 하여, 상반된 극성의 물질이 거의 추출되지 않고 소실되는 점에 착안하여, 데옥시노지리마이신 및 아미노산, 구체적으로 아르기닌이 다량 함유되어 있는 추출물을 제조하기 위해, 식품으로 안전성이 인정되는 용매인 물과 에탄올 즉, 주정을 이용하여 순차적으로 추출을 하는 경우, 데옥시노지리마이신 및 아르기닌 모두 다량으로 추출할 수 있음을 확인하였고, 추가로 추출효율 및 추출비용을 최소화하기 위해 유효성분의 추출량이 증가되면서도 추출시간은 최단시간으로 줄일 수 있는 최적 추출시간을 확인하였으며, 나아가 다양한 소재로 사용하기 위해 해당 추출물을 농축함에 있어 최적 농축 조건을 확인하여, 이로부터 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에서 식품이란 함은 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 건강 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 의도이다.
본 발명에서 기능성 식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다.
본 발명에 있어서, 유효성분이란 피부 상태에 적용하여 예방, 개선 또는 보완 효과를 제공하는 화장료 조성물의 성분을 의미한다.
본 발명에서 추출물이란 천연물로부터 분리된 활성성분 즉, 목적하는 활성을 보이는 물질을 의미하며, 상기 추출물에는 상기 추출과정을 거친 추출액을 농축 및 분획한 것도 포함한다.
본 발명에서 데옥시노지리마이신(deoxynojirimycin, DNJ)이란 글루코시다아제(glucosidase)에 대하여 강력한 저해활동을 나타내는 모노사이클릭 피페리딘(Monocyclic piperidine)계열의 물질로서, 혈당조절효과를 유도할 수 있기 때문에, 함량이 높을 경우 약제학적 효과가 우수한 것으로 알려져 있다.
본 발명에서 아르기닌(Arginine, Arg) 또는 L-아르기닌(L-arginine, Arg)은 화학식이 C6H14N4O2이고, 분자량이 174.20인 주요 아미노산 중 하나이다. 상기 아르기닌은 구아니딘기(-NHC(=N)NH2)를 가진 가장 염기성이 높은 아미노산으로서, 고염기성 단백질인 생선 치어의 프로타민에서는 전체 구성 아미노산의 약 2/3을이 품목이 차지하고 있으며, 또 식물 종자나 마늘 중에는 유리 상태로 함유되어 있다. 상기 아르기닌은 동물의 생체 내에서 합성되는 점에서는 비필수 아미노산이지만, 어린 동물의 성장에 필요한 충분량은 생합성되지 않기 때문에 성장기의 동물에게는 외부에서 섭취할 필요가 있고, 이 점에서 준필수 아미노산으로 되어 있다. 상기 아르기닌은 자연계에 널리 존재하며, 특히 어류 등의 정자 단백질 내에 비교적 많이 함유되어 있는 천연형 L-아미노산이다.
본 발명의 누에 추출물 제조방법은 생누에를 건조한 후, 분쇄하여 분말화하여 누에 분말을 제조하는 단계; 상기 누에 분말에 95% 에탄올 수용액을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계; 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 물을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및 에탄올 추출액 및 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계를 포함하는 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법에 관한 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 누에 추출물 제조방법은 5령 3일의 생누에를 - 40℃ 내지 - 50℃의 조건에서 8 내지 16시간 동결건조시킨 후, 0.5 cm 내지 1 cm의 크기로 분쇄하여 누에 분말을 제조하는 단계; 상기 누에 분말에 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 800 내지 1,200 중량부의 95%(v/v) 에탄올 수용액을 첨가하고, 20 내지 40에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계; 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 상기 제1 추출단계의 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 800 내지 1,200 중량부의 물을 첨가하고, 30℃ 내지 50℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및 상기 에탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계를 포함하는 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법에 관한 것일 수 있다.
상기 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법은 탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하여 제조된 추출액을 40℃ 내지 60℃에서 농축액의 부피가 상기 추출액 부피의 6%(v/v) 내지 6.5%(v/v)가 될 때가지 감압농축하여 농축액을 제조하는 농축액 제조단계를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물에 관한 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명은 기존 추출방법에 비하여 데옥시노지리마이신 및 아르기닌 함량이 증가된 누에 추출물의 제조방법을 제공한다. 구체적으로, 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 누에 추출물의 제조방법은 누에 분말을 제조하는 단계; 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계; 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및 에탄올 추출액 및 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계를 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 누에 추출물의 제조방법은 생누에를 건조한 후, 분쇄하여 분말화하여 누에 분말을 제조하는 단계; 상기 누에 분말에 95% 에탄올 수용액을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계; 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 물을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및 에탄올 추출액 및 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계를 포함하는 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법에 관한 것일 수 있다.
상기 누에 분말을 제조하는 단계는 생누에를 건조한 후, 분쇄하여 분말화하는 방법으로 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 누에 분말을 제조하는 단계는 생누에를 동결건조법으로 건조한 후, 분쇄기 또는 마쇄기를 이용하여 분말화하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 생누에는 종래 연구에 의해서, 기능성 성분이 가장 다량으로 함유되어 있는 것으로 알려진 5령 3일의 생누에를 사용할 수 있다.
상기 건조는 가열에 의해 생누에의 유효성분이 파괴되거나 산화될 수 있으므로, 바람직하게는 열이 가하여지지 않는 동결건조법으로 수행할 수 있고, 더욱 바람직하게는 - 20℃ 내지 - 50℃ 또는 - 40℃ 내지 - 50℃의 조건에서 8 내지 16시간 또는 12시간 동안 동결건조하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 분말화는 분쇄기 또는 마쇄기를 이용하여, 분말의 크기가 0.5 cm 내지 1 cm의 크기가 되도록 분쇄하는 방법으로 수행할 수 있다. 분말의 크기가 너무 큰 경우에는 유효성분의 추출효율이 높지 않고, 분말의 크기가 너무 작은 경우에는 여과과정에서 어려움이 있으므로, 상기 분말의 크기는 0.5 cm 내지 1 cm이 바람직하다.
상기 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계는 상기 누에 분말에 95% 에탄올 수용액을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 방법으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 누에 분말에 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 800 내지 1,200 중량부 또는 900 중량부 내지 1100 중량부의 95%(v/v) 에탄올 수용액을 첨가하고, 20℃ 내지 40℃ 또는 30℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과지를 이용하여 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 분리된 추출액 즉, 제1 추출액을 수득하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계는 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 물을 첨가하고 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 방법으로 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계는 상기 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 상기 제1 추출단계의 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 800 내지 1,200 중량부 또는 900 중량부 내지 1100 중량부의 물을 첨가하고, 30℃ 내지 50℃ 또는 40℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과지를 이용하여 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 분리된 상기 추출액 즉, 제2 추출액을 수득하여 방법으로 수행할 수 있다.
상기 물은 일반적인 물 또는 증류수일 수 있고, 상기 증류수는 1차 증류수 또는 2차 증류수 또는 3차 증류수일 수 있다.
상기 추출액 제조단계는 에탄올 추출액 및 물 추출액을 혼합하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법은 상기 추출액 제조단계에서 제조된 에탄올 추출액 및 물 추출액을 혼합한 혼합 추출액을 농축하여 농축액을 제조하는 농축액 제조단계를 더 수행할 수 있다. 상기 농축액 제조단계는 감압농축법으로 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 농축액 제조단계는 상기 에탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하여 제조된 추출액 즉, 혼합 추출액을 40℃ 내지 60℃ 또는 50℃에서 농축액의 부피가 상기 추출액 부피의 6%(v/v) 내지 6.5%(v/v) 또는 6.2%(v/v)가 될 때가지 감압농축하여 농축액을 제조하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 제조방법에 의할 경우, 기존 누에 추출물 제조방법에서와 달리 지용성 성분인 데옥시노지리마이신과 수용성 성분인 아미노산, 구체적으로 아르기닌이 모두 높은 함량으로 포함될 뿐만 아니라, 사용된 용매가 모두 식품으로 사용가능한 용매로 별도의 추출용매 제거 과정 없이 추출액 자체로 사용할 수 있고, 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 최대 함량이 되는 농축조건을 제시하여, 다양한 산업 및 제품에 적용가능하면서도, 추출과정에 요구되는 시간을 최적화하여 추출비용 및 시간을 최적화했다는 점에서, 우수한 것으로 평가되었다.
이러한 점에서, 본 발명의 누에 추출물 제조방법은 5령 3일의 생누에를 - 40℃ 내지 - 50℃의 조건에서 8 내지 16시간 동결건조시킨 후, 0.5 cm 내지 1 cm의 크기로 분쇄하여 누에 분말을 제조하는 단계; 상기 누에 분말에 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 800 내지 1,200 중량부의 95%(v/v) 에탄올 수용액을 첨가하고, 20℃ 내지 40℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계; 제1 추출단계에서 분리된 침전물에 상기 제1 추출단계의 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 800 내지 1,200 중량부의 물을 첨가하고, 30℃ 내지 50℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및 상기 에탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계를 포함하는 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법에 관한 것일 수 있다.
상기 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법은 탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하여 제조된 추출액을 40℃ 내지 60℃에서 농축액의 부피가 상기 추출액 부피의 6%(v/v) 내지 6.5%(v/v)가 될 때가지 감압농축하여 농축액을 제조하는 농축액 제조단계를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물에 관한 것이다.
상기 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물은 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 모두 높은 함량으로 포함되어 있어서, 다양한 제품으로 응용될 수 있다. 이러한 점에서, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물을 유효성분으로 포함하는 기능성 식품 조성물일 수 있다. 상기 방법에 의해 제조된 누에 추출물은 항당뇨 효과가 우수한 데옥시노지리마이신과 성장 및 면역 관련 효과가 우수한 아르기닌 등 다양한 아미노산이 풍부하며, 식용되던 누에를 안전성이 인정된 물과 주정을 이용하여 제조한 것이므로, 기능성 식품 첨가물 조성물의 유효성분으로 활용할 수 있다.
상기 식품이란 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 건강 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 의도이다. 상기 식품은 음료 또는 기능성 음료일 수 있다.
상기 제조방법에 의해 제조된 항산화능이 개선된 누에 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 본 발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영아식, 유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실 음료, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에서 기능성 식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에서 음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 기능성 음료를 포함하는 의도이다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물을 유효성분으로 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기의 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g이다. 그밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 쥬스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 본 발명의 추출물 100 중량부 당 0 내지 20 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 기능성 음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미한다.
상기 기능성 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g이다.
또한, 항당뇨 효과 또는 면역활성 개선 효과의 보완을 목적으로 하는 식품 조성물에 있어서, 상기 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물의 양은 전체 식품 중량의 0.01 중량% 내지 15 중량%로 포함할 수 있으며, 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 g 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 g 내지 1 g의 비율로 포함할 수 있다.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 누에 추출물은 기존에 항당뇨 활성이 우수한 것으로 평가된 데옥시노지리마이신의 함량이 높을 뿐만 아니라, 아르기닌의 함량도 높아 이로부터 다량의 아미노산을 함유하는 것으로 확인되어 누에의 기능성 성분을 최대로 포함하였고, 저온으로 추출과정을 수행하여 열에 의한 유효성분의 파괴를 최소화하였으며, 추출시간을 최소화하여 추출에 소요되는 비용 및 시간을 최소화하여 추출방법의 경제적 효과도 개선하였을 뿐만 아니라, 추출과정에 사용되는 용매도 식품으로 사용가능한 수용매 및 에탄올 용매이고, 유효성분인 데옥시노지리마이신 및 아르기닌의 함량이 가장 높은 농축 조건을 확립하여, 식품 소재로 활용이 가능하도록 완성도를 높였으므로, 종래 추출법에 의해 제조된 누에 추출물 보다 유효성분의 함량이 높고, 종래 추출법에 비해 경제적 효과도 우수하여, 양잠산업 외에 누에의 활용도를 식품 산업 등으로 확장할 수 있으므로, 양잠농가의 소득증대와 지역 경제 활성에 이바지하여 그 산업적 효과가 매우 크다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 추출시간에 따른 누에 추출물에 포함된 데옥시노지리마이신의 함량을 측정한 결과로, 가로축은 추출시간(hr)을 의미하고, 세로축은 추출액 내 데옥시노지리마이신(ug/ml)의 함량을 측정한 결과를 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출시간에 따른 누에 추출물에 포함된 아르기닌의 함량을 측정한 결과로, 가로축은 추출시간(hr)을 의미하고, 세로축은 추출액 내 아르기닌(ug/ml)의 함량을 측정한 결과를 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추출시간에 따른 누에 추출물에 포함된 아르기닌의 함량을 측정한 결과로, 가로축은 추출시간(hr)을 의미하고, 세로축은 추출액 내 아르기닌(ug/ml)의 함량을 측정한 결과를 의미한다.
이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<
실시예
1>
추출용매에
따른 누에 추출물의 주요성분의 함량 측정
누에 시료는 전라북도 부안군의 누에 양잠 농가에서 입수한 누에를 사용하였으며, 5령 3일의 생누에를 사용하였다.
상기 생누에를 이용한 분말은 가열에 의한 유효성분의 파괴 또는 산화를 억제하기 위해, 액화질소를 이용하여 - 40℃의 조건에서 12시간 동안 동결건조한 후, 분말의 크기가 0.5 cm 내지 1 cm의 크기가 되도록 분쇄기를 이용해 분쇄하는 방법으로 제조하였다.
상기 생누에 분말에 대해, 3차 증류수(수용매), 40%(v/v) 에탄올 수용액, 60%(v/v) 에탄올 수용액 및 95%(v/v) 에탄올 수용액을 용매로 하여 각각 생누에 분말 100 g에 각각의 용매 1 kg을 첨가하고, 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출하였다. 상기 추출온도는 수용매를 이용하는 경우, 40℃에서 수행하였고, 에탄올 수용액을 이용하는 경우, 30℃에서 수행하였다. 상기 제조된 추출액을 종이여과지(Whatman, No.2)를 이용하여 감압여과하였다. 상기 방법으로 제조된 각각의 추출액에 대해 데옥시노지리마이신 및 아르기닌의 함량을 측정하였다.
상기 데옥시노지리마이신(DNJ)의 함량 측정을 위한 표준액은 1-DNJ(deoxynojirimycin) 표준품 1 mg을 100 ml의 3차 증류수에 용해시킨 것으로 사용하였다.
상기 각각의 추출액과 상기 표준액을 각각 100 ul씩 취하고, 이에 0.4M 붕산칼륨(Potassium Borate) 완충액(pH 8.5) 100 ul와 10 mM 9-플루오레닐메틸 클로로포름(Fluorenylmethyl chloroformate) 200 ul를 혼합한 후, 20℃에서 20분간 방치하였다. 이후, 0.1M 글리신 100 ul를 넣어 반응을 종료시킨 후, 0.1% 아세트산(acetic acid) 1 ml를 가하고, 0.45 um 필터로 여과한 액을 10 ul씩 취하여, 액체 크로마토그래피로 DNJ 함량을 확인하였다.
상기 액체 크로마토그래피는 안지름 약 4 내지 6mm, 길이 15 내지 25cm인 스테인레스 강관에 5 내지 10 um의 액체크로마토그래프용 옥타데실 실리카겔을 충전하고, 10℃에서 0.8 ml/min의 유속으로 200ml : 800ml : 0.5ml의 비율로 혼합된 아세토니트릴 : 물 : 초산과 800ml : 200ml : 0.5ml의 아세토니트릴 : 물 : 초산 혼합물을 사용하여 분획물을 수득하고, 형광검출기(Ex: 253 nm, Em: 322 nm)로 각 추출액 및 표준액의 피크면적 AT 및 AS를 측정하였으며, 측정결과를 이용하여 DNJ 함량을 도출하여 표 1에 나타내었다.
상기 아르기닌의 함량은 아미노산 정량분석법을 이용하여 측정하였다.
상기 아르기닌의 함량은 각각의 추출액에 과산화포름산과 6 N HCl를 혼합하여 고온건조기에서 110℃ 의 온도를 유지하면서, 24 시간 동안 산 가수분해 후 분해된 시료를 55℃ 에서 감압농축한 아미노산 자동분석기 Biochrom 30(Biochrom, 영국)를 이용하여 분석하였다.
| 추출용매 | DNJ 함량(ug/ml) | 아르기닌 함량(ug/ml) |
| 수용매 | 0 | 739.65 |
| 40% 에탄올 수용액 | 1.26 | 252.46 |
| 60% 에탄올 수용액 | 1.33 | 221.89 |
| 95% 에탄올 수용액 | 10.32 | 48.54 |
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 누에의 유효성분 중, DNJ는 지용성 성분으로, 에탄올의 함량이 높은 용매로 하여 추출한 추출물이 가장 수율이 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 아미노산의 일종인 아르기닌은 수용성 물질로 수용매의 함량이 높을수록 그 수율이 우수하였다.
구체적으로, 95%의 에탄올 수용액의 경우, 40% 에탄올 수용액에 비하여 약 8배의 DNJ 수율 향상이 확인되었고, 아르기닌의 경우, 95% 에탄올 수용액 보다 정제수가 약 15배 수율이 좋은 것으로 확인되었다.
상기 결과로부터, 누에에서 기능성 성분을 최적으로 추출방법은 지용성과 수용성을 동시에 추출하는 것은 물리적으로 어려운 점이 있고, 동시 추출을 위해 70 내지 80% 에탄올 수용액을 이용하는 경우, 상기 결과에 의하면 아르기닌의 최적 추출에 비해 추출수율이 현저히 낮으며, 50% 에탄올 수용액을 이용하는 경우, DNJ 추출수율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
상기 결과로부터, 모두 식용이 가능한 용매에 의한 추출액이므로, 우선 95% 에탄올 수용액으로 추출한 후, 수용매로 추출하고, 이를 혼합하는 방법이 가장 최적인 것으로 확인되었다. 상기 방법에 의해 제조된 추출 혼합액의 경우, 상기 방법으로 측정한 기능성 유효성분은 하기 표 2와 같이 아르기닌 및 DNJ 함량 모두 높은 것으로 나타나, 상기 본 발명의 효과를 지지하였다.
| 추출용매 | DNJ 함량(ug/ml) | 아르기닌 함량(ug/ml) |
| 수용매 | 0 | 739.65 |
| 40% 에탄올 수용액 | 1.26 | 252.46 |
| 60% 에탄올 수용액 | 1.33 | 221.89 |
| 95% 에탄올 수용액 | 10.32 | 48.54 |
<실시예 2> 추출시간에 따른 누에 추출물의 주요성분의 함량 측정
상기 실시예 1에서 제조된 누에 추출물의 추출과정에서, 각각의 추출과정의 추출시간에 따른 추출수율 즉, 데옥시노지리마이신 및 아르기닌의 추출함량을 확인하여, 2시간 마다 교반하며 2시간 별로 추출액을 분리하여 각각 DNJ와 아르기닌의 함량을 확인하여, 최적 추출시간을 확인하였다. 상기 측정결과는 실시예 1의 방법에 의해 확인하였으며, 그 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
상기 도 1에 나타낸 바와 같이, DNJ의 경우, 48시간까지 지속적으로 큰 폭으로 추출수율이 증가하였으나, 그 후 96시간까지도 증가폭이 거의 없었으므로, 추출과정의 효율성을 생각하면 48시간동안 추출하는 것이 가장 적합한 것으로 확인되었다.
또한, 상기 도 2 에 나타낸 바와 같이, 아르기닌의 경우에도, 48시간까지 지속적으로 큰 폭으로 추출수율이 증가하였으나, 그 후 96시간까지도 증가폭이 거의 없었으므로, 추출과정의 효율성을 생각하면 48시간동안 추출하는 것이 가장 적합한 것으로 확인되었다.
따라서, 각각의 추출과정 즉, 수용매를 이용한 추출과정 및 95% 에탄올 수용액을 이용한 추출과정 모두 48시간 동안 수행하는 것이 적합한 것으로 확인되었다.
<
실시예
3>
농축정도에
따른 누에 추출물의 주요성분의 함량 측정
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 확인된 제조방법에 의해 제조된 추출액 혼합액의 경우, 유효성분의 농도가 낮아 다양한 용도로 응용이 제한되므로, 용매의 함량을 최저로 낮춰 부피 감소에 의한 보관 및 유통 용이성 및 제품 생산 시 품질관리가 용이하여, 식품으로 사용하는데 어려움이 없도록 농축하는 것이 요구된다.
이와 관련하여, 최적 농축 비율을 확인하였다. 상기 농축은 상기 혼합 추출액을 회전식 감압농축기(Rotary Vacuum Evaporator)를 이용하여 농축하는 방법으로 수행하였으며, 농축액의 부피에 따라 농축률을 구분하였다.
사전 실험에 의하여, 해당 농축액을 1/12 즉, 12배 미만으로 농축하는 경우 유효성분의 농축률이 작은 것으로 확인되었고, 1/20 즉, 20배 초과로 농축하는 경우, 추출액 내 유효성분 중 수용성물질인 배당체들이 농축되어 점질물을 형성하여 침전이 형성될 수 있는 것으로 확인되어, 1/12 즉, 12배, 1/16 즉, 16배 및 1/20 즉, 20배로 농축하여 농축된 농축물의 유효성분의 함량을 상기 실시예 1의 방법으로 확인하였다. 상기 확인한 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 하기 표의 단위는 ug/ml이었다.
| 12배 농축물 | 16배 농축물 | 20배 농축물 | ||||
| DNJ | Argining | DNJ | Argining | DNJ | Argining | |
| 함량 | 30.41 | 2,500.23 | 45.87 | 3,414.89 | 21.74 | 2,452.26 |
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 16배 농축물(1 L의 혼합추출액으로부터 62 ml의 농축액을 얻는 조건)이 가장 유효성분의 함량이 높은 것으로 확인되었다. 상기 결과에서, 16배 농축물의 첨가량이 전체적으로 20배 농축물의 첨가량보다 높은 것은, 추출물 내 수용성 물질들이 배당체를 형성한 점과 농축시간이 길어짐에 따라 과도한 열이 가해져, 아미노산 및 DNJ가 열에 의해 일부분 파괴되거나 산화된 것이 원인으로 평가되었다. 따라서, 상기 결과로부터 누에 혼합 추출액의 농축비율은 16배가 가장 적합한 것으로 확인되었다.
Claims (4)
- 5령 3일의 생누에를 - 40℃ 내지 - 50℃의 조건에서 8 내지 16시간 동결건조시킨 후, 0.5 cm 내지 1 cm의 크기로 분쇄하여 누에 분말을 제조하는 단계;
상기 누에 분말에 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 1,000 중량부의 95%(v/v) 에탄올 수용액을 첨가하고, 30℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 에탄올 추출액을 제조하는 제1 추출단계;
제1 추출단계에서 분리된 침전물에 상기 제1 추출단계의 상기 누에 분말 100 중량부를 기준으로 1,000 중량부의 물을 첨가하고, 40℃에서 2시간마다 교반하며 48시간 동안 용매추출한 후, 여과하여 침전물 및 추출액을 분리하고, 추출액을 수득하여 물 추출액을 제조하는 제2 추출단계; 및
상기 에탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계; 및
상기 에탄올 추출액 및 상기 물 추출액을 혼합하는 추출액 제조단계에서 제조된 추출액을 50℃에서 농축액의 부피가 상기 추출액 부피의 6%(v/v) 내지 6.5%(v/v)가 될 때까지 감압농축하여 농축액을 제조하는 농축액 제조단계
를 포함하는 데옥시노지리마이신 및 아르기닌이 포함된 누에 추출물 제조방법. - 삭제
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