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KR101248618B1 - 마이크로파에 의한 젤라틴의 제조 방법 - Google Patents

마이크로파에 의한 젤라틴의 제조 방법 Download PDF

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최인욱
우제환
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Abstract

본 발명은 마이크로파에 의한 젤라틴의 제조 방법으로서, 좀더 자세하게는 0.05M 이하의 초산을 이용하여 침지한 다음 pH를 2~5로 조절한 어류의 껍질을 마이크로파 유전가열 하여 50℃이내에서 젤라틴을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 제조 방법은 기존의 방식에 비하여 추출 시간을 85% 이상 단축시키면서 동시에 유해 성분인 화학 폐기물에 의한 환경오염을 최소화 할 수 있다.

Description

마이크로파에 의한 젤라틴의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING GELATINE USING MICROWAVE}
본 발명은 마이크로파에 의한 젤라틴의 제조 방법에 관한 것이다.
젤라틴은 척추동물을 비롯하여 무척추동물의 뼈와 껍질에 널리 분포하는 생체 단백질인 콜라겐의 유도 단백질로서 열비가역적이면서 보수성, 콜로이드성 및 기포성 등 안정성이 매우 높아 젤리, 제과 및 제빵용, 조미료, 육가공품 품질 개량제, 츄잉검, 음료의 청징제와 같은 식품용, 사진용, 캡슐제대의 약용 및 피복용 등으로 그 활용 범위가 매우 넓은 천연 단백질이다.
기존의 어피 유래 젤라틴 제조공정은 어피에 붙어있는 염용성 단백질 내지는 협잡물을 제거하는 전처리 공정을 거친 다음, 0.3M 이상의 고농도 산용액(염산, 초산 또는 인산)에 어피를 침지시켜 어피의 주요 성분인 섬유상 단백질인 수소결합, 이온결합 등을 파괴하여 콜라겐을 팽윤시키고, 이후 30℃, 40℃, 50℃, 60℃ 또는 70℃까지 단계별로 가열하여 공유결합을 파괴하여 추출수율을 높이는데, pH와 열변성의 복합작용으로 콜라겐의 3중 나선구조를 알파-체인(α-chain) 형태의 비가역적 불규칙 코일(random coil) 형태의 용액화 되는 과정으로 젤라틴을 추출한다. 기존의 젤라틴 제조공정은 열전도방식으로 추출하고 추출시간이 8시간 이상으로 추출시간이 길어질 뿐만 아니라 에너지 소모량이 많고, 60℃ 이상의 과도한 열처리는 젤라틴의 품질을 저하시킬 수 있는 요인이 되기도 한다. 또한 고농도의 산을 폐기 처리하는 과정에서 처리비용이 증가하거나 수질오염을 유발할 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 개선하고자 기존의 열전도 추출공정을 마이크로파를 이용한 유전가열 추출공정으로 대체하고, 콜라겐을 팽윤시키는데 소요되는 침지액의 산농도를 낮추어 화학폐기물에 의한 환경오염을 최소화하였다.
본 발명의 목적은 마이크로파에 의해 젤라틴을 제조하여 추출 효율을 높이고화학폐기물에 의한 환경오염을 최소화하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 일 구체예에서 pH 2~5하에서 어류의 껍질을 마이크로파 가열처리 하여 젤라틴을 제조하는 방법을 제공한다. 다른 구체예에서, 상기 pH는 3~4인 것을 특징으로 하는 젤라틴을 제조하는 방법을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 마이크로파 가열처리는 915 내지 2450MHz의 주파수에서 수행되는 것을 특징으로 하는 젤라틴을 제조하는 방법을 제공한다. 또 다른 구체예에서, 상기 마이크로파 가열처리가 30~50℃에서 10~60분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 젤라틴을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 “어피”란, 어류의 껍질을 뜻하며 젤라틴을 제조하는데 쓰인다.
본 발명에서 “마이크로파 가열처리”란, 이에 한정된 것은 아니지만 주파수 915 내지 2450MHz 마이크로파를 통과시켜 가열시키는 것을 말한다.
본 발명에 의에 제조되는 젤라틴은 추출 시간이 1시간 이내로 짧아 에너지 효율이 매우 높을 뿐만 아니라 무용매 추출도 가능하여 환경오염 및 온실가스를 저감시킬 수 있다.
도 1은 열전도가열 추출과 마이크로파에 의한 유전가열 추출에 의한 젤라틴의 제조 공정을 비교한 제조공정도이다.
도 2는 산의 종류 및 pH 조건에 따른 젤라틴 추출율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 산의 종류 및 pH 조건에 따라 추출한 젤라틴의 SDS-PAGE 패턴이다.
도 4는 추출 온도에 따른 젤라틴의 추출율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 온도에 따라 추출한 젤라틴의 SDS-PAGE 패턴이다.
도 6은 초산 농도에 따른 젤라틴 추출율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1. 산의 종류 및 pH 에 따른 젤라틴의 추출율 측정
산의 종류 및 pH에 따른 젤라틴의 추출율을 알아보기 위하여 염산, 초산 및 인산을 준비하여 염용성 단백질과 기타 협잡물을 제거한 어피를 각각의 산으로 16~18시간 팽윤시킨 다음, 수세하여 pH를 3~10으로 조절하였다. 각각 pH 따라 마이크로파를 이용한 유전가열로 50℃ 이하의 온도에서 가열하여 젤라틴을 추출하였다.
그 결과, 어피 콜라겐을 팽윤할 경우 초산과 인산 침지액 그리고 pH 3~4의 조건에서 높은 추출율을 나타냈고(도 2), 도 3의 전기영동에 나타난 바와 같이 알칼리 영역으로 갈수록 추출된 젤라틴이 변성 또는 분해되는 것으로 나타났다.
실시예 2. 온도에 따른 젤라틴의 추출율 측정
온도에 따른 젤라틴 추출율을 알아보기 위하여 실시예 1과 같은 실험을 30, 40, 50 및 60℃에서 수행하였다. 도 4에 나타난 바와 같이 40℃에서 가장 추출율이 높았고, 도 5의 전기영동 패턴에서 60℃ 이상으로 추출온도가 높아질수록 온도에 의한 가수분해가 일어나고 있다는 것을 알 수 있었다.
실시예 3. 초산 농도에 따른 젤라틴의 추출율 측정
초산 농도에 따른 젤라틴의 추출율을 알아보기 위하여 실시예 1과 같은 실험을 0.00~0.30M의 초산에서 시행하였다. 도6에 나타난 바와 같이 0.1M 이상의 산 농도에서는 추출율이 유사하고 특히 0.05M의 산 농도에서 급격하게 추출율이 증가하고 있는 것을 알 수 있었다. 또한 0.005M의 미량의 산 농도에서도 30% 이상이 추출되므로 무용매 추출 가능성을 제시하고 있다.
상기 실험의 결과로 염용성 단백질과 기타 협잡물을 제거한 어피를 0.05M 이하의 초산으로 16~18시간 팽윤시킨 다음, 수세하여 pH를 4.0으로 조절하고, 20~30배량의 증류수를 가하여 마이크로파를 이용한 유전가열로 40℃의 온도에서 10 ~ 60분 동안 가열하여 젤라틴 용액을 추출하는 것이 가장 높은 추출율을 나타냄을 알았다. 본 발명의 간략한 제조공정도를 도 1에 제시하였다.
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. pH 2~5하에서 어류의 껍질을 마이크로파 가열처리 하여 젤라틴을 제조하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 pH는 3~4인 것을 특징으로 하는 젤라틴을 제조하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로파 가열처리는 915 내지 2450MHz의 주파수에서 수행되는 것을 특징으로 하는 젤라틴을 제조하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로파 가열처리가 30~50℃에서 10~60분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 젤라틴을 제조하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0565457A (ja) * 1991-03-01 1993-03-19 Nitta Gelatin Inc 不溶化ゼラチンの製造方法
KR20000048428A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 로렌스 베어 어류 젤라틴의 제조방법
JP2006160654A (ja) 2004-12-06 2006-06-22 Nitta Gelatin Inc 魚ゼラチンの製造方法および魚ゼラチン
KR100805851B1 (ko) 2006-12-21 2008-02-21 한국식품연구원 참치 껍질을 이용한 어류 젤라틴의 제조방법

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