KR20130055926A - 고순도 후코이단의 추출 방법 - Google Patents
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- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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-
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Abstract
본 발명은 고순도 후코이단의 추출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 해조류 가공 부산물을 건조하고 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 부산물을 효소를 이용하여 분해 및 추출하여 추출물을 수득하는 단계; 상기 추출물을 한외여과막을 이용하여 분자량별 분획물을 제조하는 단계; 상기 분획물에 주정을 첨가한 후 보관하는 단계; 및 침전된 다당류를 수거하여 동결건조하는 단계; 를 포함하는 고순도 후코이단의 추출방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 해조류 부산물로부터 유용물질을 추출하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 해조류 부산물로부터 고순도의 후코이단을 효율적으로 추출하는 방법에 관한 것이다.
해조류는 60~95% 정도가 수분으로 이루어져 있고, 나머지 성분 중 탄수화물이 가장 많아 당질이 전체 물량 기준으로 거의 50%이상 된다. 탄수화물에 이어 회분이 많고 종류에 따라서는 40%나 되는 것도 있다. 이러한 해조류의 주요 성분인 다당류는 바깥층에서 미세한 섬유 상의 결정 구조인 세포벽 다당, 이를 덮고 있는 무정형 겔 상태의 점질다당, 세포 안에 있는 저장 다 당으로 세 가지로 나눌 수 있다.
해조류는 염류의 농도가 높고 유속이 빠르며 수압이 높은 해수 속에서 살다 보니 이러한 생육환경에 적응하기 위해 다당류의 역할이 더욱 크다. 다 당으로 구성된 해조류의 세포벽은 육상 식물보다 두껍지만 유연하면서 탄성이 좋다. 더욱이 육상식물에는 없는 세포간 다 당(점질다당)은 해수 중의 이온을 선택적으로 흡수하고 교환하고 수분을 일정 수준으로 유지한다. 또한, 해조류의 저장 다당 중에는 육상식물에 없는 것들이 많이 들어 있을뿐더러 해조 다당류의 물리화학적 성질이나 구조도 육상 식물에 비해 복잡하다.
해조류는 크게 녹조, 갈조, 홍조로 분류되며, 종류에 따라 그 구성성분은 조금씩 다르다.
이러한 다당류의 유용성은 다음과 같다.
약리효과로는,
1) 혈액응고방지, 혈중 중성지질 감소 : 해조 황산다당, 후코이단, 카라기난, 사라가산
2) 항콜레스테롤효과 : 해조 산성다당
3) 항암효과 : 칼조류의 황산다당, 청각, 후코이단
영양효과 : 가용성 식이섬유소
에너지자원 : 바이오매스
해조바이오테크놀로지 : 헤조 다당 분해효소 이용 프로토플라스트 제조
이중 갈조류는 수분과 다당 외 여러 무기질로 구성 되어 있으며 다당류 성분은 다음과 같다.
1) 세포벽다당 : β-D-Glc-(1→4)의 직쇄 글루칸
2) 점질다당 : 해조 특유 다당, 알긴산, 후코이단, sargassan
*알긴산 : Na-알기네이트 식품첨가물, 섬유(일진산레이온), 아이스크림, 치즈안정제, 의약용 거즈, 다이어트식품(Sr, Cd 체내 흡억제, 정장작용, 무칼로리)
3)저장다당 : 라미나란
그 외 갈조류가 포함하고 있는 무기질 성분으로 칼슘, 칼륨, 마그네슘, 요오드, 철, 아연 등이 있으며 이는 제5의 영양소라고 알려질 정도로 인체 및 동물의 성장이나 각종 질병의 예방에 탁월한 효능이 있는 것으로 알려지고 있다.
해조는 여러 가지 유용물질을 포함하고 있으나, 이중 특히 주목할 것이 후코이단과 무기질 성분이며, 본 발명의 출원인이 활용하고자 하는 성분은 후코이단과 칼슘이며 그 내용 및 효능은 다음과 같다.
해조류에 포함되어있는 후코이단의 분자량은 평균 MW 20KDa이며 후코스(Fucose)라는 기본당과 황산기가 결합되어 있다. 황산화 후코이단에서 생기는 F-후코이단과 20% 정도의 글루쿠론산를 포함한 U-후코이단 두 종류가 있다. 기능성 식품의 기초원료, 식이보조제, 첨가제,특효약으로 알려지고 있다. 후코이단은 갈조류에 유연성을 부여하여 격렬한 조수의 흐름으로부터 보호되도록 한다.
후코이단은 콜레스테롤의 배설을 도와 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추며 혈관 질환을 예방할 수 있고 비만이 성인병으로 연결되는 것을 미리 예방하여 준다. 또한, 일본과 미국의 연구에서는 후코이단이 혈액응고방지작용, 항종양작용, 위궤양 치료 촉진작용, 항균작용, 혈압상승억제작용, 간세포증식인자(HGF)생산유도, 혈당상승억제작용, 항알레르기작용, 항바이러스작용이 있다고 하였다. 특히 소화기계통 암 종류 치유에 70-80% 효과가 있는 것으로 보고된 바 있으며, 대부분의 암 치유에도 탁월한 효과가 있는 것으로 나타났다. F-후코이단은 임파종 세포줄기의 자살을 유도하며 토끼에서는 이상증식을 억제할 수 있다는 보고가 있다.
본 발명은 값싼 원료인 톳 또는 감태를 1차 가공한 후 얻어진 부산물에서 고순도의 후코이단을 효율적인 방법으로 얻고, 이를 젤리 형태의 영양식품으로 제조하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고순도 후코이단의 추출방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 해조류 가공 부산물을 건조하고 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 부산물을 효소를 이용하여 분해 및 추출하여 추출물을 수득하는 단계; 상기 추출물을 한외여과막을 이용하여 분자량별 분획물을 제조하는 단계; 상기 분획물에 주정을 첨가한 후 보관하는 단계; 및 침전된 다당류를 수거하여 동결건조하는 단계; 를 포함하는 고순도 후코이단의 추출방법에 관한 것이다.
본 발명에서 상기 해조류는 특별히 종류가 제한되는 것은 아니나, 톳 또는 감태인 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 주정은 특별히 첨가 비율이 정해진 것은 아니나, 분획물 대비 2배의 비율로 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에서 상기 침전된 다당류의 수거방법은 특별히 제한적인 것은 아니나, 10,000rpm에서 원심분리하여 수거하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 다른 양태로는 상기 방법에 의해 추출된 고순도 후코이단을 유효성분으로 포함하는 젤리 형태의 영양식품이 될 수 있다.
본 발명은 값싼 원료인 톳 또는 감태를 1차 가공한 후 얻어진 부산물에서 고순도의 후코이단을 막분리 방식을 통해 효율적으로 얻고, 이를 젤리 형태의 영양식품으로 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 현재 국내에 소비되는 해조 칼슘 및 후코이단 원료의 대부분이 수입에 의존하고 있어 본 기술의 개발로 인하여 국내에 소비되는 원료의 일부분을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 본 기술의 개발로 향후에 해조 칼슘 및 후코이단 원료제의 수출은 물론 해조가공부산물을 이용한 라이센스의 수출효과도 있을 것으로 기대된다.
그리고, 고령화 사회로 전환 되어가는 현대 사회에서의 건강 관련 관심의 증가는 꾸준히 상승할 것으로 예상되며, 이로 인하여 그 수요 또한 꾸준히 상승할 것으로 예상되는바 성장 잠재력 면에서 무한한 가능성이 있을 것으로 예상된다.
아울러, 본 발명은 해조 가공부산물을 이용한 유용물질 회수 기술로서 추후 가공 부산물을 이용한 다양한 응용 기술 개발에 적용이 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하도록 한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예에 지나지 않으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
<실시예>
해조류 가공부산물(
자숙액
)의 확보
채취한 자연산 해조류를(톳, 감태) 물 교환 방식으로 세척을 한 후 이물질을 제거하고 해조류를 30분간 스팀으로 찐 후의 추출된 해조 가공부산물(자숙액)을 확보하였다.
해조류 가공부산물의 확보 및 추출
해조류(감태) 가공 부산물인 줄기 부분을 원적외선 건조공법을 이용하여 24시간 건조하고 분쇄한 후, 분쇄된 가공부산물을 효소를 이용하여 분해, 추출하였다.
해조 가공부산물의 이물질 제거
해조 가공부산물의 이물질을 제거하기 위하여 원심 분리기 및 필터를 이용하여 잔사를 제거하였다.
해조 가공부산물의 일반성분 및 수율 분석
일반성분 분석방법은 AOAC법에 따라 수분은 105℃ 상압건조법, 조지방은 에테르를 이용한 Sohxlet법 (Sohxlet system 1046, TacatorAB, Sweden), 조단백질은 킬달자동분석장치 (KjeltecTM2300, Foss Co. Ltd., Denmark)를 사용하여 분석하며, 조회분은 550℃ 회화로에서 12시간 이상 태운 후 정량한다. 탄수화물은 전체 일반성분 함량을 100%로 하였을 때 수분, 조단백질, 조지방 및 조회분의 함량을 뺀 값으로 나타낸다. 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법에 따라 시료 0.2mL에 증류수 1.8mL를 넣은 다음 Folin-ciocalteu's phenol reagent 0.2mL를 첨가하여 혼합한 후 3분간 실온에서 반응시키고, 반응이 끝나면 Na2CO3 포화용액 0.4mL를 가하여 혼합한 후 다시 증류수 1.4mL를 가한 다음 실온에서 1시간 반응시켜 UV/VIS spectrophotometer를 사용하여 725nm에서 흡광도를 측정하여 함량을 계산하였다.
한외여과막을
이용한 추출물의 분자량별
분획물
제조
해조 가공부산물에서 해조 다당을 분리하기 위하여 milipore 한외여과막 장치를 이용하여 두 개의 막인 10 kDa, 30 KDa의 멤브레인을 이용해 3가지 분자량별 (5 KDa 이하, 5-30 KDa, 30 KDa 이상) 분획물을 제조한 후 동결건조를 하였다. 동결 건조된 분획물은 고농도로 녹였으며, 이 분획물에 주정을 1:2의 비율로 첨가하여 24h 저온에서 보관하였다. 침전된 다당류는 10,000rpm에서 원심분리하여 침전된 다당류를 수거하여 동결 건조한 후 단당 구성 성분을 분석하였다.
단당 구성 성분 분석 및
황산기
함량 분석
당 성분 분석을 위해 단당류인 fucose, Galactose, Mannose, Xylose의 함량을 측정하였다. 정제된 해조 다당을 2 M의 trifluoroacetic acid에 넣어 100℃에서 4 시간 동안 산 가수 분해 시켰다. 용매를 날린 후, 증류수를 넣어 다시 증류수를 제거하는 과정을 2~3회 반복하였다. 분석시 사용된 시스템은 HPAEC-PAD (Dionex, USA)이며 당 분석용 컬럼인 CarboPacTM PA1 (Dionex, USA)을 사용하였다. 18 mM NaOH를 이동상 용매로 사용하여 유속 1 ㎖/min 로 흘려주고, 산 가수 분해된 샘플을 10 ㎕ 넣어 분석하였다. 당 성분은 분석에 이용된 당 표준물질 (Fucose, Galactose, Mannose, Xylose)의 머무른 시간과 상호 비교하여 분석하였다. 황산기 함량을 확인하기 위해 BaCl2/gelation 방법을 이용해 황산기를 측정하였다. 구조의 변형을 가져와서 단순한 구조로 만들어주기 위해 sulfated polysaccharide 0.5 g/㎖, 1 g/㎖를 각각 4 M의 HCl을 가지고 100℃에서 약 2시간동안 가수분해시킨 후, 1 ㎖의 sulfated polysaccharide을 6.25% nitric acid 1 ㎖, 0.5% gum acacia를 가지는 8.7 N의 아세트산 0.5 ㎖, Barium chloride 5 g과 10분간 상온에서 반응시켜, 440 nm에서 흡광도를 측정하였다. 황산기 함량은 표준물질인 Ammonium sulfate를 이용하여 얻은 표준곡선식에 대입하여 측정하였다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 상기의 상세한 설명보다는 후술할 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 해조류 가공 부산물을 건조하고 분쇄하는 단계;
상기 분쇄된 부산물을 효소를 이용하여 분해 및 추출하여 추출물을 수득하는 단계;
상기 추출물을 한외여과막을 이용하여 분자량별 분획물을 제조하는 단계;
상기 분획물에 주정을 첨가한 후 보관하는 단계; 및
침전된 다당류를 수거하여 동결건조하는 단계; 를 포함하는 고순도 후코이단의 추출 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 해조류는 톳 또는 감태인 것을 특징으로 하는 고순도 후코이단의 추출 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 주정은 분획물 대비 2배의 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는 고순도 후코이단의 추출 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 침전된 다당류는 10,000rpm에서 원심분리하여 수거하는 것을 특징으로 하는 고순도 후코이단의 추출 방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법에 의해 추출된 고순도 후코이단을 유효성분으로 포함하는 젤리 형태의 영양식품.
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|---|---|---|---|
| KR1020110121604A KR20130055926A (ko) | 2011-11-21 | 2011-11-21 | 고순도 후코이단의 추출 방법 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR20130055926A (ko) |
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| KR101860137B1 (ko) * | 2018-01-03 | 2018-05-21 | 한국해양바이오클러스터 (주) | 감태의 유효성분인 디에콜과 후코이단을 함유하는 감태추출혼합물의 제조방법 |
| KR101866906B1 (ko) | 2017-04-05 | 2018-06-12 | 한남대학교 산학협력단 | 후코이단의 추출방법 |
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-
2011
- 2011-11-21 KR KR1020110121604A patent/KR20130055926A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR101866906B1 (ko) | 2017-04-05 | 2018-06-12 | 한남대학교 산학협력단 | 후코이단의 추출방법 |
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