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KR100903705B1 - 저 포화, 무 트랜스 지방 함유 유지를 개발하기 위한 단계별 온도 시스템에서의 연속식 효소적 에스테르교환반응 - Google Patents

저 포화, 무 트랜스 지방 함유 유지를 개발하기 위한 단계별 온도 시스템에서의 연속식 효소적 에스테르교환반응 Download PDF

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KR100903705B1
KR100903705B1 KR1020080128490A KR20080128490A KR100903705B1 KR 100903705 B1 KR100903705 B1 KR 100903705B1 KR 1020080128490 A KR1020080128490 A KR 1020080128490A KR 20080128490 A KR20080128490 A KR 20080128490A KR 100903705 B1 KR100903705 B1 KR 100903705B1
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South Korea
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oil
reaction
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채미화
이보미
김명철
김소희
박혜경
김종욱
김미혜
이은주
권광일
김지영
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대한민국
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Abstract

본 발명은 트랜스 지방을 함유하지 않고 포화지방을 30% 이하로 함유하는 유지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1) 대두유 유래 극도 경화유와 정제 고 올레인산 해바라기씨유(high oleic sunflower oil)를 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합유를 70℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR: Packed Bed Reactor)에서 3∼15분 동안 반응시키는 제 1 반응 단계; 및 3) 상기 2) 단계를 거친 혼합유를 60℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR)에서 3∼200분 동안 반응시키는 제 2 반응 단계를 포함하는 연속식 효소적 에스테르교환반응(EI: Enzymatic Interesterification)을 거쳐 제조되고, 트랜스 지방을 함유하지 않으며 포화지방을 30% 이하로 함유하는 유지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
극도 경화유, 고 올레인산 해바라기씨유, 무 트랜스 지방 함유 유지, 포화지방 30% 이하 함유 유지, 리파아제, 연속식 효소반응기, 에스테르교환반응

Description

저 포화, 무 트랜스 지방 함유 유지를 개발하기 위한 단계별 온도 시스템에서의 연속식 효소적 에스테르교환반응{Enzymatic interesterification in a continuous packed bed reactor using stepwise in temperature for development of trans fat free and low saturated fat in the fats and oils}
본 발명은 트랜스 지방을 함유하지 않고 포화지방을 30% 이하로 함유하는 유지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1) 대두유 유래 극도 경화유와 정제 고 올레인산 해바라기씨유(high oleic sunflower oil)를 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합유를 70℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR: Packed Bed Reactor)에서 3∼15분 동안 반응시키는 제 1 반응 단계; 및 3) 상기 2) 단계를 거친 혼합유를 60℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR)에서 3∼200분 동안 반응시키는 제 2 반응 단계를 포함하는 연속식 효소적 에스테르교환반응(EI: Enzymatic Interesterification)을 거쳐 제조되고, 트랜스 지방을 함유하지 않으며 포화지방을 30% 이하로 함유하는 유지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
자연계에서 트랜스지방은 반추동물들로부터 얻어지는 낙농제품들에 극히 낮은 수준으로 함유되어 있다. 대부분의 트랜스지방은 식물성유지들이 수소첨가반응인 경화공정을 거치면서 다량 생성되는데, 특히 부분경화유에 많이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다. 트랜스지방은 운반이 편리하고, 물품의 유통기한을 늘릴 수 있다는 장점과 또한 과자를 더 바삭거리고 고소하게 해주는 부가효과(가소성)를 얻을 수 있어 다양하게 사용되어 왔다. 그러나 최근 트랜스지방 섭취가 심혈관 질환 발병률과 높은 상관관계가 있다는 연구가 보고되고 있어, 오히려 포화지방산보다 더 위험한 심혈관 질환 유발 위험인자로 인식되고 있다. 따라서 식품 산업체에서는 트랜스지방 저감화 및 대체유지 개발이 최대의 화두가 되고 있다.
최근 연구되고 있는 저-트랜스지방 제조공법 중, 산업화의 가능성이 가장 높게 가시화된 부분은 에스테르교환반응에 기초를 두고 있다. 에스테르교환반응은 신규로 설비를 도입해야 하고 많은 기술적 노하우 및 생산 기술 확보가 전제되어야 하는 어려운 점이 있기는 하나 다양한 경화유를 대체하기에 가장 적합하며 마가린 및 쇼트닝에서 요구하는 온도에 따른 고체 지방지수를 충족시킬 수 있는 장점을 지니고 있다.
에스테르교환반응은 화학적 촉매를 사용하는 화학적 에스테르교환반응(CI: Chemical Interesterification)과 효소를 촉매로 사용하는 효소적 에스테르교환반응(EI)이 있다. 두 가지 방법 중 효소적 방법은 화학적 방법에 비해 특이성이 높고 연속반응이 가능하며, 상대적으로 낮은 온도에서 반응이 진행되고, 친환경적이다. 효소를 이용한 에스테르교환반응은 트랜스지방이 없는 유지들을 기질로 사용하고 리파아제를 효소로 활용하여 글리세롤에 붙어있는 1번, 3번 지방산의 위치를 서로 교환함으로써 원하는 물성을 지닌 트리아실글리세롤을 제조하는 것이다. 이렇게 제조된 트리아실글리세롤은 트랜스지방이 없거나 기준 이하로 존재하는 무-트랜스유지가 된다. 또한 일정한 조건 하에서 지방의 융점이나 결정화 특성을 변형시킬 수 있다. 이러한 효소적 에스테르교환반응은 유지의 기능성뿐만 아니라 친환경적인 측면에서도 바람직한 제품을 생산할 수 있는 특성이 있다. 그러므로 현재 세계적인 추세는 고부가가치 유지 제품 생산이 용이하고 보다 식품의 안전성이 확보된 환경친화적인 효소적 에스테르교환반응을 통해 유지를 생산하고자 노력하고 있다.
효소적 에스테르교환반응은 회분식과 연속식 반응으로 수행될 수 있는데, 회분식에 비해 연속식은 많은 장점을 가지고 있다. 연속식 반응의 가장 큰 장점은 반응평형에 도달하는 시간이 짧고, 대량생산 적용이 용이하며, 제품 회수가 상대적으로 쉽고, 공정과정 조절이 용이한 것이다. 그러므로, 식품산업에서는 회분식 반응보다는 대량생산이 용이한 연속식 효소적 에스테르교환반응을 선호하고 있다.
이에 본 발명자들은 트랜스지방을 다량 생성하는 기존의 경화공정을 대체하고 가공유지의 물리적 특성에 적합한 “무” 트랜스지방, “저” 포화지방 함유 유지를 개발하고자 노력한 결과, 먼저 대두유 유래 극도 경화유와 고 올레인산 해바라기씨유를 혼합한 혼합유를 상기 혼합유의 융점보다 높은 온도에서 반응시킨 다음 상기 혼합유의 융점 보다 낮은 온도에서 반응시키는 연속식 효소적 에스테르교환반응을 거침으로써 효소의 잔존 활성을 높여주고 온도감소로 인하여 산화물 생성이 적어지고 트랜스지방이 함유되지 않으며 포화지방산 함량이 적은 유지를 제조할 수 있었다. 또한, 기존의 회분식 반응에 비하여 연속식 반응은 반응평형에 도달하는 시간이 짧고, 대량생산 적용이 용이하며, 제품 회수가 상대적으로 쉽고, 공정과정 조절이 용이함을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 대량 생산형 연속식 효소적 에스테르교환반응을 반응시간에 따라 반응 온도를 낮추어 진행함으로써 효소의 잔존 활성을 높이면서 트랜스지방이 함유되지 않고 포화지방산 함량이 적은 유지의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 1) 대두유 유래 극도 경화유와 정제 고 올레인산 해바라기씨유를 혼합하는 단계; 2) 상기 혼합유를 70℃에서 리파 아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR)에서 3∼15분 동안 반응시키는 제 1 반응 단계; 및 3) 상기 2) 단계를 거친 혼합유를 60℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR)에서 3∼200분 동안 반응시키는 제 2 반응 단계를 포함하는 연속식 효소적 에스테르교환반응을 거쳐 제조된 트랜스 지방을 함유하지 않고 포화지방을 30% 이하로 함유하는 유지의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서는 고온에서만 반응하였던 효소를 이용한 에스테르교환반응을 저온으로 온도를 감소하여 반응시킴으로써 효소의 잔존 활성을 높여주었고, 에너지를 절감함으로써 경제성을 높여주었으며, 유지를 보다 낮은 온도로 유지시켜 유지 산패의 원인인 유리라디칼의 생성을 줄여줌으로써 산화물 생성이 적어지고, 반응온도의 감소로 인한 가수분해반응의 감소로 유리지방산 등의 부산물을 감소시켜 정제손실을 줄여주었다.
또한 본 발명은 기존의 회분식 반응에 비하여 반응평형에 도달하는 시간이 짧고, 대량생산 적용이 용이하며, 제품 회수가 상대적으로 쉽고 공정과정 조절이 용이하였다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에서는 하기 단계들을 포함하는 유지의 제조방법을 제공한다:
1) 대두유 유래 극도 경화유와 정제 고 올레인산 해바라기씨유를 혼합하는 단계;
2) 상기 혼합유를 70℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR)에서 3∼15분 동안 반응시키는 제 1 반응 단계; 및
3) 상기 2) 단계를 거친 혼합유를 60℃에서 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR)에서 3∼200분 동안 반응시키는 제 2 반응 단계.
본 발명에서 사용하는 용어 "극도 경화유"란 식물성 유지에 수소 첨가 반응을 통하여 이중결합을 갖는 지방산 함량이 0.2% 이하가 되도록 제조한 유지를 말한다.
본 발명에서는 식물성유 유래 극도 경화유로서 대두유 유래 극도 경화유를 사용하나 이에만 한정되지 않으며 당업자가 통상적으로 사용가능한 다른 식물성유 유래 극도 경화유를 대체하여 사용하여도 본 발명에서 제시하는 단계별 온도시스템에서의 연속식 효소적 에스테르교환반응을 통하여 동일한 효능을 얻을 수 있고, 이 또한 본 발명의 범주에 속하는 것임이 자명할 것이다.
또한 본 발명에서 사용하는 고 올레인산 해바라기씨유는 올레인산 함량을 높여 종자개량한 해바라기씨에서 유래하는 것으로 당업자가 용이하게 선택하여 실시할 수 있다.
상기 대두유 유래 극도 경화유와 고 올레인산 해바라기씨유의 혼합 비율은 1:9 내지 9:1의 중량비가 바람직하며, 가장 바람직하게는 3:7의 중량비로 혼합된 다.
본 발명에서 사용하는 리파아제는 미생물, 식물 및 동물로부터 얻어지는 것 중 어느 쪽도 사용이 가능하며, 예를 들어 리조퍼스 델레머(Rhizopus delemar), 무코미에헤이(Mucor miehei) 및 알칼리진 속(Alcaligenes sp.) 등의 미생물 유래로 글리세라이드(glyceride)의 1, 3번 위치에 선택성을 가지는 리파아제(lipase); 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 칸디다 안타르티카(Candida antarctica), 칸디다 실린드라세(Candida cylindracea) 및 지오트리쿰 칸디둠(Geotrichum candidum) 등의 미생물 유래의 랜덤형 리파아제; 대두 미누카 히마 종자 등의 식물 유래의 리파아제; 및 동물의 췌장 리파아제 등을 들 수 있다. 대개는 시판품을 이용하는 것이 편리하며, 이러한 리파아제로서 리파아제 그 자체 외, 흡착법 이온 혹은 공유결합법 포괄법 등의 일정한 규칙에 따라 얻어지는 고정화 리파아제들(Immobilized lipases), 예를 들어 상품명으로 Novo사의 리포자임(Lipozyme) RM IM(Rhizomucor miehei), 리포자임 TL IM(Thermomyces lanuginosus) 또는 노보자임(Novozym) 435(Candida antarctica); Amano사의 리파아제 PS-C(Burkholderia cepacia) 또는 리파아제 PS-D(Burkholderia cepacia); 또는 그 리파아제를 생산하는 능력이 있는 곰팡이, 효모 및 박테리아 등의 미생물 자체를 사용하기도 한다.
본 발명에서 사용하는 혼합유의 융점이 60∼67℃이기 때문에 상기 제 1 반응 단계에서의 반응온도는 70℃에서 3∼15분 동안 에스테르교환반응을 수행하는 것이 바람직하며, 이후 제 2 반응단계에서 상기 융점 보다 낮은 온도인 60℃에서 3∼200분 동안 에스테르교환반응을 수행한다. 즉, 70℃에서 3∼15분 동안 반응시키는 제 1 반응 단계를 거침으로써 유지의 융점이 급격하게 감소하며, 이로 인해 제 2 반응 단계에서 60℃로 낮추어서 반응하는 것이 가능하게 되고, 이러한 단계별 온도 시스템을 통해 효소인 리파아제의 잔존 활성을 극대화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의한 제조방법으로 제조된 유지는 트랜스 지방을 함유하지 않고 포화지방을 30% 이하로 함유하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[비교예 1]
연속식 효소 반응기(PBR; 길이=7.62 cm; 내경=0.48 cm)에 일정량(약 0.7∼0.8g)의 효소를 채운 후, 대두유 유래 극도 경화유와 고 올레인산 해바라기씨유를 3:7의 중량비로 혼합한 시료를 70℃에서 펌프를 이용하여 일정 속도로 반응기 부피의 22배를 흘려보냄으로써 초기단계에서 발생할 수 있는 유리지방산의 함량을 0.5% 이하로 낮추었다. 그 이후 연속식 반응기에서 각각 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30, 40, 60 및 100분 동안 반응하였다.
[실시예 1]
연속식 효소 반응기(PBR; 길이=7.62 cm; 내경=0.48 cm)에 일정량(약 0.7∼ 0.8g)의 효소를 채운 후, 대두유 유래 극도 경화유와 고 올레인산 해바라기씨유를 3:7의 중량비로 혼합한 시료를 70℃에서 펌프를 이용하여 일정 속도로 반응기 부피의 22배를 흘려보냄으로써 초기단계에서 발생할 수 있는 유리지방산의 함량을 0.5% 이하로 낮추었다. 70℃에서 반응한 반응 유지의 융점이 60℃ 이하로 감소되는 시료 즉, 70℃에서 9분 이상 반응한 반응 유지를 같은 규격의 연속식 반응기를 이용하여 60℃에서 3분, 6분, 9분, 12분, 15분, 18분, 21분, 31분, 51분 및 91분 동안 반응하였다.
[시험예 1] 산가 분석
연속식 효소적 에스테르교환반응 과정 중 초기단계에서 발생할 수 있는 산가의 증가에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 전처리 반응조건을 수행하였다. 반응을 시작하기 전에 혼합한 시료를 일정속도로 효소가 채워진 연속식 반응기 안으로 흘려보냈다. 반응기 부피의 4, 10, 16, 22, 29, 35, 41 및 47배 마다 시료를 취하여 산가를 측정하였다. 이때 효소와 시료의 머무름 시간을 각각 2, 5, 10 및 20 분으로 달리하여 같은 방식으로 수학식 1에 따라 산가(AV: Acid value)를 산출하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112008086687197-pat00001
산가(Acid value)
배치 2분 5분 10분 20분
4 5.14 3.95 2.97 5.45
10 1.53 1.54 1.57 1.25
16 0.93 0.93 1.06 0.79
22 0.75 0.88 0.84 0.74
29 0.65 0.60 0.74 0.70
35 0.65 0.60 0.70 0.61
41 0.60 0.60 0.61 0.51
47 0.56 0.51 0.51 0.6
상기 표 1의 결과에서, 효소와 시료의 반응시간에 따른 산가의 결과를 보면 동등한 수준을 보였다. 그리고 반응기 부피의 22배 이상을 흘린 후 산가가 1이하로 떨어지므로 연속식 효소적 에스테르교환반응을 하기 전 전처리 반응으로 상기과정이 필요하다. 따라서, 모든 반응의 전처리 단계로 효소와 시료를 5분 동안 반응시켜 반응기 부피의 22배를 통과시킨 후, 연속식 효소적 에스테르교환반응을 시행하였다.
[시험예 2] 에스테르교환 정도 분석
실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 유지의 효소에 의한 에스테르교환반응 정도를 알아보기 위하여, 액체 크로마토그래피 방법을 이용하여 각 유지의 트리스테아린(tristearin) 함량을 분석한 다음 하기 수학식 2에 따라 에스테르교환 정도(DC: Degree of Conversion, %)를 산출하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112008086687197-pat00002
반응온도Ⅰ(70℃)과 반응온도Ⅱ(70℃+60℃)에서 반응한 유지의 에스테르교환정도
반응시간(hr) 반응온도Ⅰ(70℃) 반응온도Ⅱ(70℃+60℃)
0 0
3 29
6 78
9 86 84*
12 92 91*
15 94 92*
18 93 96*
21 95 96*
24 96 96*
27 95 96*
30 97 97*
40 99 98*
60 99 99*
100 99 99*
* 60℃에서 각각 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 31, 51, 91분 반응한 유지
상기 표 2의 결과에서, 실시예 1은 비교예 1과 비교하여 동등한 수준의 에스테르교환 정도를 보였다. 따라서, 실시예 1이 단계별 온도시스템의 에스테르교환반응을 위한 이상적인 온도 시스템인 것을 확인할 수 있었다.
[시험예 3] 고체 유지 함량 비교
비교예 1과 실시예 1에 대한 고체 유지 함량(Solid Fat Content; SFC)을 조사하였다. 각 분석시료 3-5 g을 SFC 측정용 셀에 넣고 초기 온도인 5℃부터 5℃ 간격으로 60℃까지 12개의 온도에서 고체 유지 함량을 측정하였다. 이 때, 사용된 측정 장비는 Bruker사의 고체 유지 함량 분석기(Low Resolution NMR)가 사용되었다. 상기 표 1의 결과에서 비교예 1과 실시예 1의 에스테르교환반응은 반응 24분에 평형에 도달하였다. 따라서, 24분 반응하여 평형에 도달한 에스테르교환 유지에 대하여 SFC 측정을 실시하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1의 결과에서, 비교예 1과 실시예 1의 SFC는 큰 차이를 나타내지 않았으며, 비교예 1과 실시예 1로부터 얻어진 에스테르교환 유지들의 물리적인 특성은 같았다.
[시험예 4] 유지의 융점 비교
비교예 1과 실시예 1에 대한 융점(melting point)을 조사하였다. 각 분석시료를 모세관(capillary tube)에 약 1 cm 정도로 채우고 모세관의 끝을 버너를 사용하여 모세관 한쪽 끝 부분을 밀봉하였다. 그것을 4∼10℃ 냉장고에 30분 정도 냉각시킨 후, 순환기(circulator; LAUDA E200)에서 30℃부터 0.5℃/min의 속도로 온도를 올려가면서 유지의 융점을 측정하였다(AOCS official Method Cc 1-25). 유지가 완전히 맑아지는 온도가 바로 그 유지의 융점이다. 유지의 융점은 3번 반복으로 측정하여 그 평균을 계산하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
유지의 융점
반응시간(hr) 반응온도Ⅰ(70℃) 반응온도Ⅱ(70℃+60℃)
0 63 -
3 60 -
6 58 -
9 57 57*
12 56 56*
15 55 55*
18 54 54*
21 54 53*
24 54 50*
27 53 52*
30 53 52*
40 54 51*
60 50 50*
100 49 49*
* 60℃에서 각각 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 31, 51, 91분 반응한 유지
상기 표 3의 결과에서, 실시예 1은 비교예 1과 비교하여 유지의 융점이 큰 차이를 보이지 않고 거의 비슷하였다. 즉, 비교예 1과 실시예 1로부터 얻어진 에스테르교환 유지들의 물리적인 특성은 같았다.
[시험예 5] 효소의 잔존활성
상기 시험예의 결과들로부터 실시예 1이 단계별 온도시스템을 이용하는 에스테르교환반응의 최적 조건임을 알 수 있었고, 이를 바탕으로 고온 에스테르교환반응 조건인 비교예 1과 단계별 온도시스템을 이용한 에스테르교환반응 조건인 실시예 1에 대하여 효소의 잔존 활성을 비교해 보았다. 비교예 1과 실시예 1은 에스테르교환반응 24분 이후 평형에 도달하였고 따라서 비교예 1과 실시예 1의 조건에서 반응시간을 24분으로 고정하였다. 대조구는 비교예 1과 동일한 방법으로 70℃에서 24분 동안 에스테르교환반응을 실시하였고, 처리구는 실시예 1과 동일한 방법으로 초기 에스테르교환반응을 70℃에서 9분으로 하였고, 나머지 에스테르교환반응을 60℃에서 15분으로 하였다. 이들 대조구와 처리구에 대한 반응을 연속적으로 14일 동안 실시하였으며, 2일 간격으로 반응유지를 취하여 에스테르교환 정도를 측정함으로써 효소의 잔존활성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
효소의 잔존활성(에스테르교환 정도: %)
시간(day) 대조구 처리구
0 49 49
1 35 48
2 28 40
3 22 37
4 19 32
5 18 30
6 18 28
7 15 26
대조구 : 반응주기를 70℃에서 24분 처리한 효소 처리구 : 반응주기를 70℃에서 9분 처리한 후 나머지 15분은 60℃에서 처리한 효소
상기 표 4의 결과에서, 실시예 1과 동일한 방법으로 처리한 처리구의 경우 대조구에 비해 효소의 잔존활성이 약 1.6∼1.8배 높은 것으로 나타났다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1은 에스테르교환 정도와 물리적 특성에서 큰 차이를 나타내지 않는 반면에 효소의 잔존 활성에 있어서는 실시예 1의 경우가 훨씬 높게 나타났다.
이러한 결과를 토대로 하여, 본 발명에서는 연속식 효소 반응에서 단계별 온도시스템을 이용한 에스테르교환반응의 최적 조건을 개발하게 되었으며 고온 에스테르교환반응 조건에서와 같은 에스테르교환 정도와 물리적 특성을 갖는 에스테르교환 유지를 생산할 수 있었다. 또한 연속식 효소반응이 회분식에 비해 평형에 도달하는 시간이 10배 이상 짧았고, 공정조절이 훨씬 용이하여 대량 생산형에 적합함을 확인할 수 있었다.
도 1은 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 유지의 고체 유지 함량(Solid Fat Content; SFC)을 보여주는 그래프이다.

Claims (4)

1) 대두유 유래 극도 경화유와 고 올레인산 해바라기씨유를 혼합하는 단계;
2) 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기(PBR: Packed Bed Reactor)에서 상기 1) 단계의 혼합유를 흘려보내 70℃에서 3∼15분 동안 반응시키는 제 1 반응 단계; 및
3) 리파아제가 존재하는 연속식 효소반응기에서 상기 2) 단계를 거친 혼합유를 60℃에서 3∼200분 동안 반응시키는 제 2 반응 단계;
를 포함하는 연속식 효소적 에스테르교환반응을 거치는 유지의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 대두유 유래 극도 경화유와 고 올레인산 해바라기씨유는 1:9 내지 9:1의 중량비로 혼합됨을 특징으로 하는 유지의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 리파아제는 리조퍼스 델레머(Rhizopus delemar), 무코 미에헤이(Mucor miehei), 알칼리진 속(Alcaligenes sp.), 아스퍼질러스 니거(Aspergillus niger), 칸디다 안타르티카(Candida antarctica), 칸디다 실린드라세(Candida cylindracea) 및 지오트리쿰 칸디둠(Geotrichum candidum)을 포함하는 미생물 유래의 리파아제; 대두 미누카 히마 종자를 포함하는 식물 유래의 리파아제; 및 동물의 췌장 리파아제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 유지의 제조방법.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 의한 방법으로 제조된 유지.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045038A (ko) * 2000-08-22 2003-06-09 닛신 오일리오 가부시키가이샤 유지 조성물
KR20060124679A (ko) * 2004-01-16 2006-12-05 후지 세이유 가부시키가이샤 리파아제 저해제
KR20080056154A (ko) * 2005-10-06 2008-06-20 카오카부시키가이샤 고정화 리파아제를 사용하는 효소가수분해법 공정 및고온고압가수분해법 공정을 포함하는 유지로부터의지방산류 제조를 위한 2-단계 과정

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030045038A (ko) * 2000-08-22 2003-06-09 닛신 오일리오 가부시키가이샤 유지 조성물
KR20060124679A (ko) * 2004-01-16 2006-12-05 후지 세이유 가부시키가이샤 리파아제 저해제
KR20080056154A (ko) * 2005-10-06 2008-06-20 카오카부시키가이샤 고정화 리파아제를 사용하는 효소가수분해법 공정 및고온고압가수분해법 공정을 포함하는 유지로부터의지방산류 제조를 위한 2-단계 과정

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