KR20090099939A - 체내흡수율이 높은 키토올리고당을 이용한 간장 또는된장의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 키토올리고당 용액를 이용한 간장 및 된장의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 키토산을 효소를 이용하여 분해한 키토올리고당 용액을 한외여과막에 통과시킴으로써 체내 흡수율이 높은 분자량 13,000대 이하의 키토올리고당이 분포된 키토올리고당 용액을 간장 및 된장 제조용 용수로 사용하여, 간장 및 된장을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라 제조된 생체흡수율이 높은 키토올리고당을 간장과 된장 제조에 이용함으로써 면역력 증강작용 및 세포부활작용에 의한 항암활성, 항균활성, 체내 콜레스테롤 개선작용 및 고혈압 억제 작용 등 다양한 생리활성을 가지는 간장 또는 된장을 제조하는 것이 가능하다.
키토올리고당, 간장, 된장, 키토산
Description
본 발명은 키토올리고당 용액를 이용한 간장 및 된장의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로 키토산을 효소를 이용하여 분해한 키토올리고당 용액을 한외여과막에 통과시킴으로써 체내 흡수율이 높은 분자량 13,000대 이하의 키토올리고당이 분포된 키토올리고당 용액을 간장 및 된장 제조용 용수로 사용하여, 간장 및 된장을 제조하는 방법에 관한 것이다.
키토산은 천연 유래의 염기성 다당류로서 키틴이 주원료이다. 키틴은 게,새우와 같은 갑각류의 껍질,곤충의 표피 및 버섯, 균류의 세포벽에 존재하는 천연고분자물질로서, 산업적으로 이용가능한 양이 연간 2백만톤 정도로 추정되는 셀룰로오즈(cellulose)에 버금가는 막대한 생물자원이다. 키토산은 키틴의 탈아세틸화물로서 수처리시의 응집제나 탈수제로 사용했는데 콜레스테롤 저하작용, 장내세 균에 의한 부패물질 생성억제, 면역증강, 혈압강하, 간기능개선 및 혈당저하, 중금속해독작용, 항균작용 등 그 응용범위가 확대되고 있다. 즉 식품첨가제,토량개량제,식물활성제, 천연물농약,화장품소재,의류 및 섬유소재, 인공피부, 담체로서의 개발이 시도되고 있다 (김세권, 식품공업,1997,140:7-32).
키토산올리고당은 갑각류인 새우나 게 껍질 등에 주로 함유된 키틴질을 조원료의 분쇄, 탈염, 단백질 제거, 불순물 제거 등의 공정에 의해 키틴, 키토산으로 분리· 정제하고, 상기의 분리· 정제된 키틴, 키토산을 방선균 기원의 스트렙토마이세스(Streptomyces SP.) 속에서 분리한 키틴 분해효소나 키토산 분해효소를 이용하여 적당히 분해시켜 제조한다. 키토산은 또한 생체활성 물질로서 여러가지의 생체활성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 대표적인 생체활성들은 항암효과, 혈중 콜레스테롤 저하효과, 면역강화효과, 항 당료효과, 상처치료 효과, 항균 효과 등을 들 수 있다.
또한, 키토산을 가수분해하여 키토산올리고당을 제조하는 방법으로는 화학적 방법과 생물학적 방법이 있다. 화학적 분해 방법인 염산 가수분해 방법은 식품 또는 식품 원료의 제조방법으로는 적당하지 않다고 하여 현재 한국식품의약품안전청(KFDA)에서 그 방법의 사용을 규제하고 있기 때문에, 대부분 생물학적방법으로 제조한 키토산올리고당이 시중에 시판되고 있다. 그러나, 생물학적방법으로 제조한 키토산올리고당은 대부분이 분해과정에서 사용한 염을 제거하지 않은 상태에서 염형태의 키토산올리고당으로 시판되고 있는 현실이다. 그러나, 이러한 공정으로 제조된 키토산은 그 분자량이 수십만 내지 수백만의 고분자 물질이기 때문에. 체내 에서의 흡수율이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 종래의 간장 및 된장은 순전히 메주와 소금물로만 제조하기 때문에 고혈압을 유발하는 것으로 알려진 염소 이온의 함량이 높다. 키토산은 염소와 반응하여 이를 흡수 배출하여 혈중 농도를 감소시킴으로써, 그 활성화에 염소 이온을 필요로 하는 혈압조절의 효소인 ACE의 활성을 저하시켜 결과적으로 혈압을 감소시키게 되므로 고혈압에 매우 유용하며, 키토산에 의해 혈중 염소농도가 감소됨으로 인하여 인슐린 과다 분비가 억제되어 비만에 의한 혈압 상승도 억제되는 효과가 있다.
이에 본 발명자들은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과, 본 발명에 따라 제조된 생체흡수율이 높은 키토올리고당을 간장과 된장 제조에 이용함으로써 면역력 증간작용 및 세포부활작용에 의한 항암활성, 항균활성, 체내 콜레스테롤 개선작용 및 고혈압 억제 작용 등 다양한 생리활성을 가질 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
종래의 비수용성이고 체내 흡수율이 떨어지는 등 키토산의 문제점을 극복하고, 체내 흡수율이 높은 키토산을 물에 용해시킨 키토올리고당 수용액을 이용한 간장 및 된장의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 체내 흡수율이 높은 키토올리고당 용액을 간장 또는 된장 제조용 용수로 사용하는 것을 특징으로 하는 간장 또는 된장의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 분자량 13,000 이하의 키토올리고당 용액을 제조하여, 이를 간장 제조시의 용수로 사용함으로써, 키토올리고당의 체내 흡수율을 높이고, 면역력 증강 작용 및 항암 활성, 체내 콜레스테롤 개선작용 및 고혈압 억제 작용 등 다양한 생리활성 기능을 가지는 간장 및 된장을 제조할 수 있다.
본 발명은 체내 흡수율이 높은 키토올리고당 용액을 간장 또는 된장 제조용 용수로 사용하는 것을 특징으로 하는 간장 또는 된장의 제조 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 간장 또는 된장 제조용 용수로서 체내 흡수율이 높은 분자량 13,000 이하인 키토올리고당을 용해시킨 용액을 제공한다. 상기 키토올리고당의 분자량은 1,000 내지 13,000 인 것이 바람직하며, 3,000 내지 8,000 인 것이 더욱 바람직하다.
분자량이 13,000을 초과하면 체내흡수율이 높지 않으며, 분자량이 1000 미만일 경우, 흡수는 용이하지만 기질대 효소비율을 높여 제조하여야 하고 최종단계에서 분자량이 1,000인 막으로 여과하여야 하므로 생산단가가 올라가는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 키토올리고당의 제조 단계는
(1) 키토산을 용매에 용해하여 키토산 용액을 제조하는 단계;
(2) 키토산 용액에 키토산분해효소를 첨가하여 키토올리고당을 제조하는 단계;
(3) 키토올리고당 함유 용액을 여과하여 미반응 물질을 제거하고 한외여과막을 이용하여 정제하는 단계; 및
(4) 정제된 용액을 중화하고 나노 여과막으로 여과하여 탈염 및 농축하는 단계
를 포함할 수 있다.
상기 (1) 단계에 있어서, 용매는 염산 등의 산이 사용될 수 있으며, 키토산은 공지된 통상의 키토산을 사용할 수 있다. 바람직하게는 키토산을 염산으로 용 해하여 키토산 염산염을 제조할 수 있다. 키토산의 점도는 7~15cps 인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10cps 이고, 키토산의 농도는 4~6 %(w/v) 인 것이 바람직하며, 5% 가 더욱 바람직하다. 용매인 염산의 농도는 0.2~0.3M 가 바람직하며, 0.23M 가 가장 바람직하다. 그러나, 키토산 염산염 용액의 pH가 5.0~5.5, 더욱 바람직하게는 5.0 정도가 되도록 분해조건을 조절하기만 하면, 이에 한정되지 않는다.
상기 (2) 단계에 있어서, 바람직한 키토산 분해효소로는 Bacillus sp. 미생물 유래의 endo-type chitosanase등이 있다. 키토산 분해효소를 5% 키토산 용액에 대해 대략 효소 10단위, 또는 동일한 조건하에서 키토산분해효소를 기질 대 효소비율을 약 1:2 비율로 첨가하여 키토올리고당을 제조한다. 반응온도는 40℃, 반응시간은 약 36시간 정도가 바람직하다.
상기 (3) 단계에 있어서, 여과시의 필터는 prefilter 및 Zeta filter 등을 사용할 수 있다. 상기 필터의 기공 사이즈는 prefilter의 경우 1 ㎛, Zeta filter는 0.7 ㎛ 인 것이 가장 바람직하다. 상기 필터로 단계적으로 여과하여 미반응물질을 제거하고 한외여과막(ultrafiltration membrane)을 이용하여 키토올리고산 용액을 정제한다. 한외여과막은 막의 구멍 통과하는 분자량 크기인 분자량한계범위(MWCO; Molecular weight cut-off)에 의하여 막의 규격이 결정되는데, 바람직하게는 MWCO가 약 30,000 정도인 한외여과막을 사용하는 것이 바람직하다. 한외여과막을 이용한 정제 단계는 1회 또는 필요에 따라 수회 반복 실시될 수 있다. 반복하여 정제하는 과정에서 상기 한외여과막의 막 사이즈를 다르게 조절함으로써 키토올리고당을 원하는 분자량으로 얻을 수 있다.
상기 (4) 단계에 있어서, 용액의 중화를 위하여 염기성 용액을 사용하는 것이 가능하며, 가성소다 용액을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 중화된 용액은 나노여과막으로 농축하고, 정제수를 반복 첨가하면서 탈염한다. 상기 나노여과막의 MWCO는 300 정도가 가장 바람직하다. 나노여과막을 이용한 탈염은 필요에 따라 반복실시하는 것이 바람직하다. 탈염된 용액은 20-25 BriX까지 농축하여 고온 단시간 살균법으로 살균하고 건조하여 고순도의 키토올리고당을 제조할 수 있다.
상기 방법으로 분자량이 13,000 이하이므로 체내 흡수율이 높은 고분자 수용성 키토산을 제조할 수 있다. 이러한 키토올리고당은 체내 흡수율을 향상시켜 키토산의 효능이 증진될 수 있도록 할 뿐 아니라, 체내의 지방산의 흡수를 저해시켜 중성 지방의 양을 조절하고, 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추는 작용을 한다. 또한 체내에 흡수되어 면역체계를 활성화시켜 신체의 면역력을 증가시키는 면역력 증강기능, 미생물의 세포막과 결합하여 미생물의 증식을 억제함으로써 항균작용을 나타내는 항균기능 등에 매우 탁월한 효과를 가짐이 밝혀졌다
본 발명은 상기 방법으로 제조된 키토올리고당 수용액을 간장 또는 된장의 제조용 용수로 사용한 간장 또는 된장의 제조 방법을 제공한다.
종래의 키토산은 비수용성이므로 장류 등의 식품 제조시, 제조용 용수로서 사용될 수 없고, 분말로서 첨가하였다. 따라서, 최종 생산된 식품의 키토산의 체내흡수율이 낮았다. 그러나, 본 발명에 따른 키토올리고당은 물에 쉽게 용해되어 키토올리고당 수용액을 제조하는 것이 가능하므로, 간장 또는 된장의 제조시 제조용 용수로 사용함으로써, 최종 생산된 식품에 함유된 키토산의 체내 흡수율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 키토올리고당 수용액을 이용한 간장 또는 된장의 제조 방법은 당업자에게 공지된 통상의 방법을 포함한다.
[실시예]
하기의 실시예는 본 발명의 내용을 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 결코 한정되어 해석될 수 없다.
실시예
1
교반기가 장착된 효소반응기에 정제수 2,800L, 점도 10cps인 키토산(주식회사 태훈바이오) 150 kg 을 넣고 반응기 온도를 40 ℃를 유지하면서 2시간 정도 교반속도 150 rpm 으로 교반하여 팽윤시킨 후 염산 60 L를 첨가하여 키토산을 용해하였다. 키토산 용액의 pH가 5.0 부근인 것을 확인하고 키토산분해효소인 endo-type chitosanase ((주)아미코젠) 300,000units (8.571g, 효소활성; 35,000 units/g)을 정제수 500ml에 용해하여 첨가하고 30분 정도 방치한 후 교반속도를 120 rpm 으로 낮추어 36시간 동안 가수분해시켰다. 상기 용액을 20 inch prifilter(1 ㎛), Zeta filter(0.7 ㎛)의 순으로 여과하여 미반응물질을 제거하고 500L/hr 유출속도의 한외여과막(ultrafiltration membrane; MWCO 30,000, 삼호 S&T)으로 정제하였다. 정제dodr을 1.5 톤/시간 의 유출속도를 가진 나노여과막(MWCO 300)으로 용액이 15BX가 될 때까지 농축하고 1M 가성소다용액을 pH 7.2가 될 때까지 첨가한 후 막(MWCO 300)으로 농축하면서 막 통과액의 전기전도도가 0.1ms/cm이하일 때까지 정제수를 반복 첨가하면서 탈염한 후 농축하여 고온단시간살균법으로 살균하고 건조(Spray Dryer)하여 약 142 kg (95% 수율)로 고순도 키토올리고당을 얻었다.
<분자량 측정>
상기 제조된 고순도 키토올리고당의 평균분자량(Average Molecular Weight, Mw)은 점도법 원리에 의한 자동분자량 측정기(Viscotek corp. Model Y-500)로 측정하였다. 0.1M AcOH-0.2M NaCl 혼합용매에 1.2g/dL~0.04g/dL의 용액을 제조하여 분석한 결과, 제조된 키토산 올리고당의 평균분자량(Mw)은 5,600이었다.
제조예
1
실시예 1의 방법에 따라 제조된 키토올리고당 용액을 간장의 용수로 사용하여 간수를 제거한 천일염으로 17 내지 20 중량% 를 용해한 후 메주를 17 내지 25중 량% 띄워 45 내지 60일 동안 발효 후 고형분과 액상을 분리하여 액상을 다시 60일 이상 숙성하여 간장을 제조하였다.
제조예
2
실시예 1의 방법에 따라 제조된 키토올리고당 분말을 1~5 중량 %로 정제수에 용해하여 제조한 키토올리고당 용액을 간장의 용수로 사용하여 간수를 제거한 천일염으로 17 내지 20 중량% 로 용해한 후 메주를 17 내지 25중량% 띄워 45 내지 60일 동안 발효 후 고형분과 액상을 분리하여 액상을 다시 60일 이상 숙성하여 간장을 제조하였다.
제조예
3
실시예 1의 방법에 따라 제조된 키토올리고당 용액을 간장의 용수로 사용하여 간수를 제거한 천일염으로 17 내지 20 중량%를 용해한 후 메주를 17 내지 25중량% 띄워 45 내지 60일 동안 발효 후 고형분과 액상을 분리하여 고형분을 다시 6개월 이상 숙성하여 된장을 제조하였다.
제조예
4
실시예 1의 방법에 따라 제조된 키토올리고당분말을 1~5 중량 %로 정제수에 용해하여 제조한 키토올리고당 용액을 간장의 용수로 사용하여 간수를 제거한 천일염으로 17 내지 20 중량%를 용해한 후 메주를 17 내지 25 중량% 띄워 45 내지 60일 동안 발효 후 고형분과 액상을 분리하여 고형분을 다시 6개월 이상 숙성하여 간장을 제조하였다.
Claims (3)
- 체내 흡수율이 높은 키토올리고당 용액을 간장 또는 된장 제조용 용수로 사용하는 것을 특징으로 하는 간장 또는 된장의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 키토올리고당의 평균 분자량은 13,000 이하인 것을 특징으로 하는 간장 또는 된장의 제조 방법.
- 제 1항에 있어서, 키토올리고당 용액은(1) 키토산을 염산으로 용해하여 키토산염산염 용액을 제조하는 단계;(2) 키토산염산염 용액에 키토산분해효소를 첨가하여 키토올리고당을 제조하는 단계;(3) 키토올리고당 함유 용액을 필터로 여과하여 미반응 물질을 제거하고 한외여과막을 이용하여 정제하는 단계; 및(4) 정제된 용액에 가성소다 용액을 첨가하여 중화하고 나노 여과막으로 탈염 및 농축하는 단계로 제조되는 것을 특징으로 하는 간장 또는 된장의 제조 방법.
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WO2011049319A2 (ko) | 2009-10-20 | 2011-04-28 | 알피니언메디칼시스템 주식회사 | 음향 트랜스듀서용 수동소자 제조방법 및 이의 제조장치 |
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