KR100196679B1 - Edta염을 이용한 고품질 한천의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고품질의 한천의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 EDTA염(ethylenediaminetertraacetic acid salt)을 이용함으로써, 황산기와 회분 함량이 낮고 겔 강도가 증가된 고품질 한천의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 EDTA염을 처리함으로써 경제성이 높고 간단한 방법으로 한천 중의 회분을 제거하여 한천을 정제하는 방법을 제공한다. 본 발명을 이용함으로써 황산기 및 회분 함량이 감소된 동시에 겔 강도가 증가된 한천을 생산하여 고부가가치의 한천 제품을 개발할 수 있을 것이다.

Description

EDTA염(ethylenediaminetertraacetic acid salt)을 이용한 고품질 한천의 제조방법

본 발명은 고품질 한천의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 EDTA염(ethylenediaminetertraacetic acid salt)을 이용함으로써 황산기와 회분 함량이 낮고 겔 강도가 증가된 고품질 한천을 제조하는 방법에 관한 것이다.

한천은 홍조류에 함유되어 있는 점질성 복합다당류로서, 약 70%의 아가로즈(agarose)와 30%의 아가로펙틴(agaropectin)의 혼합물이다. 아가로즈는 아가로비오스(agarobiose)가 반복하여 직쇄상으로 결합된 형태로 이루어져 있으며, 아가로비오스는 베타-D-갈락토오스(β-D-galactose)와 3,6-무수-L-갈락토오스(3,6-anhydro-L-galactose)로 구성되어 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 아가로펙틴은 베타-D-갈락토오스와 3,6-무수-L-갈락토오스의 혼합물에 황산기, 우론산(uronic acid), 피루브산(pyruvic acid)등이 결합되어 있는 것으로 알려져 있다.

한천은 식품공업, 의약, 미생물 배지, 화장품 등의 다양한 용도로 사용되고 있다. 종래의 한천 정제 방법으로는 단백질 침전제에 의한 방법, 아세틸화에 의한 방법, 선택적 용해도차를 이용하는 방법, 4급 암모늄 침전법, 이온 교환수지를 이용하는 방법, 불용성 지지체를 이용한 흡착법 및 전기영동법 등이 사용되어 왔다.

한편, 국내에서 생산되는 한천의 대부분은 단순가공처리한 제품들이고, 고부가가치가 있는 의약용, 미생물 배지, 연구용 한천의 용도로서는 겔 강도 등의 품질이 미치지 못하여, 거의 모든 수입에 의존하고 있는 실정이다. 따라서, 한천의 품질을 향상시켜 고부가가치를 창출할 수 있는 고품질 한천의 제조방법을 개발하여야 할 필요성이 급격히 대두되어 왔다.

이에, 본 발명자들은 EDTA염(ethylenediaminetertraacetic acid salt)을 이용함으로써 한천을 용해시키지 않고 간단한 방법으로, 황산기와 회분 함량이 낮고 겔 강도가 증가된 고품질 한천을 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

결국, 본 발명의 주된 목적은 EDTA염을 처리함으로써 고품질 한천을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

제1도는 본 발명의 EDTA염을 이용한 고품질 한천의 제조 공정을 개략적으로 도시한 그림이다.

본 발명의 고품질 한천의 제조방법은 EDTA염을 사용하는데, 이는 한천의 녹는점 이하의 낮은 온도에서 한천에 포함된 불순물을 제거함으로써 한천을 용해시키지 않고 정제할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 고품질 한천의 제조공정을 각 제조공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다(참조: 제1도):

[제1공정]

[EDTA염 처리 및 중화 공정]

한천 분말에 대하여 0.001 내지 0.2M, 바람직하게는 0.005 내지 0.1M의 EDTA염 용액을 30내지 50배량(v/w), 바람직하게는 35 내지 45배량(v/w), 가장 바람직하게는 약 40배량(v/w)넣고, 10 내지 40℃, 바람직하게는 20 내지 30℃에서 20 내지 30시간, 바람직하게는 약 24시간 교반시킨다. 이 때, 한천은 우뭇가사리, 꼬시래기 등의 해초 원료로부터 추출된 것이고, EDTA염은 Na₂EDTA 또는 Na₃EDTA를 사용하는데, 이는 수소이온농도를 중성 부근으로 조절하기에 유리하기 때문이다. EDTA염 처리가 완료된 한천용액의 상층액을 경사법으로 제거하고, 수산화나트륨 용액으로 수소이온 농도를 중성이 되도록 한다. 제1공정은 한천에 포함되어 있는 황산기, 회분 및 염류를 제거하여 겔 강도를 증가시키는 중요한 공정으로서, 고품질의 한천 제조를 위해 반복될 수도 있다.

[제2공정]

[수세 및 여과 공정]

EDTA염 처리 및 중화공정에서 첨가된 염류를 증류수 또는 탈이온수를 이용하여 수세하여 제거한 후, 증류수로 수세한 한천용액을 감압조건하에서 여과함으로써 용액 중의 수용성 불순물을 제거한다.

[제3공정]

[탈수 처리 및 건조공정]

전기 여과액에 아세톤, 메탄올 또는 프로판올의 유기용매를 2내지 4배량, 바람직하게는 약 3배량 첨가하여 탈수시킴으로써 저온에서의 열풍건조기 또는 감압건조기를 이용한 건조를 가능하게 하며, 유기용매에 가용성인 불순물을 제거한다. 이와 같이 유기용매로 탈수처리하여 정제된 한천은 40내지 80℃의 저온에서 건조시킴으로써 고온건조로 인한 갈변을 억제하며, 최종적인 고품질의 한천을 제조한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 있어서 자명할 것이다.

[실시예 1]

[고품질 한천의 제조]

우뭇가사리를 원료로 한 한천 분말 10그램에 0.05M Na₂EDTA염 용액 0.4리터를 첨가하고, 25℃에서 24시간 동안 교반시켰다. EDTA염처리가 완료된 한천용액의 상측액을 경사법으로 제거하고, 수산화나트륨 용액으로 수소이온 농도를 중성이 되도록 하였다. EDTA염 처리 및 중화공정에서 첨가된 염류를 증류수를 이용하여 수세하여 제거한 후, 이 증류수로 수세한 한천용액을 감압조건하에서 여과함으로써 용액 중의 수용성 불순물을 제거하였다. 전기 여과액에 아세톤을 3배량 첨가하여 탈수처리하였고, 이렇게 정제된 한천을 열풍건조기 또는 감압건조기로 60℃에서 건조시켜 고품질 한천을 제조하였다.

[실시예 2]

[EDTA염 농도 변화에 따른 정제한천의 황산기, 회분, 겔 강도 비교]

우뭇가사리 원료로 한 한천 분말 10그램씩을 다섯 개의 1리터들이 비이커에 분배하고, 한천 분말이 분배된 비이커 각각에 0.005, 0.01, 0.02, 0.04 및 0.08M의 Na₂EDTA용액 0.4리터를 첨가한 후, 24시간 동안 상온에서 교반하였다. 팽윤된 한천성분을 침전시킨 후 경사법으로 EDTA염 용액을 제거하고, 희석된 수산화나트륨 용액으로 중화시킨 후 증류수로 3회 수세하였다. 이 수세액을 나일론 여과막으로 갑압여과하고 여과 잔사에 아세톤을 첨가하여 탈수한 후, 다시 감압여과하여 60℃이하에서 갑압건조하였다. 상기 실시예에 의한 정제한천의 수율, 황산기, 회분 및 겔 강도를 하기 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 결과에서 정제된 한천의 황산기와 회분 함유량 및 겔 강도를 비교할 때, 0.005M 내지 0.02M EDTA염을 처리한 경우에 전반적으로 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

[실시예 3]

[EDTA염 용액에 의한 처리공정 횟수에 따른 정제한천의 정제도 비교]

우뭇가사리를 원료로 한 한천 분말 20그램을 1리터들이 비이커에 취하고, 0.02M Na₂EDTA 용액 0.8리터를 첨가하여 24시간 상온에서 교반하였다. 팽윤된 한천성분을 침전시킨 후 경사법으로 EDTA염 용액을 제거하고, 희석된 수산화나트륨 용액으로 중화시킨 후 증류수로 3회 수세하였다. 이 수세액을 나일론 여과막으로 감압여과하고 여과 잔사에 아세톤을 첨가하여 탈수한 후 다시 감압여과하고 60℃ 이하에서 갑압건조하였다. 상술한 EDTA염 용액에 의한 처리공정율 1회, 2회 및 3회로 달리하여 정제도를 정제한천의 수율, 황산기, 회분 및 겔 강도로서 비교하여, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

상기 표 2의 결과에서 보듯이, 상기 실시예에 의해 정제된 한천은 EDTA염 처리 횟수가 늘어날수록 낮은 황산기와 회분 함유량 및 높은 겔 강도를 보임을 알 수 있었다. 따라서, EDTA염 처리 공정이 한천의 회분을 감소시킴으로써 고품질의 한천 생산을 가능하게 함이 증명되었다.

하기 표 3에는 EDTA염으로 정제한 한천에 함유된 무기질 함량을 나타내었다. 하기 표 3의 결과에서 알 수 있듯이, 칼슘, 마그네슘, 칼륨, 인 및 철의 함량이 EDTA염 처리 횟수가 늘어남에 따라 감소되었다. 따라서, EDTA염 처리 공정이 한천의 무기질도 아울러 감소시킴으로써 고품질의 한천이 생산됨이 증명되었다.

※ ND: 검출되지 않음

[실시예 4]

[본 발명에 의한 꼬시래기 원료 한천의 정제 결과]

꼬시래기를 원료로 한 한천 분말 30그램을 1리터들이 비이커에 취하고, 0.02M Na₂EDTA용액 0.9리터를 첨가하고, 24시간 상온에서 교반하였다. 패윤된 한천 성분을 침전시킨 후 경사법으로 EDTA염 용액을 제거하고, 희석된 수산화나트륨 용액으로 중화시킨 후 증류수로 3회 수세하였다. 이 수세액을 나일론 여과막으로 감압여과하고 여과 잔사에 아세톤을 첨가하여 탈수한 후, 다시 감압여과하고 60℃이하에서 감압건조하였다. 여기서 EDTA염 용액에 의한 처리공정을 1회와 2회로 달리 처리하여 정제도를 비교하였다. 상기 실시예에 의한 정제한천의 수율, 황산기, 회분 및 겔 강도를 하기 표 4에 나타내었다.

상기 표 4의 결과에서 보듯이, 상기 실시예에 의해 정제된 꼬시래기 한천 역시, EDTA염 처리 횟수가 늘어날수록 낮은 황산기와 회분 함유량 및 높은 겔 강도를 보임을 알 수 있었다. 따라서, EDTA염 처리 공정은 우뭇가사리와 꼬시래기를 원료로 한 한천 모두에서 황산기와 회분을 감소시킴으로써 고품질의 한천 생산을 가능하게 함이 증명되었다.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 EDTA염을 처리함으로써 경제성이 높고 간단한 방법으로 한천 중의 황산기와 회분을 제거하여 한천을 정제하는 방법을 제공한다. 종래의 기술에 의하여 생산된 한천과 비교할 때, 본 발명에 의해 EDTA염으로 처리된 한천은 황산기 및 회분함량이 상당히 감소되었으며 한천의 중요한 성질인 겔 강도는 획기적으로 증가되었다. 본 발명을 이용함으로써 황산기 및 회분 함량이 상당히 감소된 동시에 겔 강도가 증가된 한천을 생산하여, 고부가가치의 한천 제품을 개발할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. (ⅰ) 한천 분말에 EDTA염 용액을 넣어 교반하고, 상층액을 제거한 후 중화시키는 공정: (ⅱ) 전기 EDTA염 처리 및 중화공정에서 첨가된 염류를 수세 및 여과하는 공정: 및, (ⅲ) 전기에서 수득한 여과잔사에 유기용매를 첨가하여 탈수 처리 및 건조시키는 공정을 포함하는 고품질 한천의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, EDTA염은 Na₂EDTA 또는 Na₃EDTA를 사용하는 것을 특징으로 하는 고품질 한천의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, EDTA염 용액의 농도는 0.001 내지 0.2M 범위인 것을 특징으로 하는 고품질 한천의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, EDTA염 용액은 한천 분말에 대하여 30 내지 50배량(v/w)넣고, 10 내지 40℃에서 20 내지 30시간 교반시키는 것을 특징으로 하는 고품질 한천의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 유기용매는 아세톤, 메탄올 또는 프로판올이며, 여과잔사에 대하여 2내지 4배량 첨가하는 것을 특징으로 하는 고품질 한천의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 정제된 한천은 40내지 80℃에서 건조시키는 것을 특징으로 하는 고품질 한천의 제조방법.

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