아임계 및 초임계 유체를 이용한 갈색 거저리( Tenebrio molitor )로부터 회수 된 추출물의 특성에 관한 연구

Abstract

밀웜은 거저리과( T e n e b ri o m o lit o r )의 곡물거저리속이며, 갈색거저리라고 한다. 전세계적으로 대량으로 양식되어 식품 또는 사료 이용의 목적으로 사용 되거나 애완곤충으로 판매되고 있다. 밀웜은 지방 및 단백질의 함럄이 높고 특히 지방중에서도 불포화지방산인 Palmitic Acid (C16), Oleic Acid (C18), Linoleic Acid (C18) 이 주로 이루고 있어 식품산업에서 다양하게 이용될 가능 성이 높다. 밀웜은 유기용매 및 물리 화학적인 방법으로 지방과 단백질을 추 출할 수 있지만 최근은 안전하고 환경친화적으로 분리할 수 있는 공정을 선 호하고 있다. 이런 점에서 초임계 이산화탄소 (SCO2) 추출법과 아임계수 가수 분해 공정은 밀웜의 오일을 추출하고 잔류물을 이용하여 가수분해물을 얻을 수 있는 가장 훌륭한 방법이다. 본 연구의 목적은 초임계 이산화탄소 (SCO2) 를 이용하여 압력과 온도에 따른 조건(40~50℃ / 15~30 MPa)을 제시하여 비 극성 오일을 추출하고 각 조건에 따른 추출 곡선을 비교하여 최적 수율 조건

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을 확인하고, SCO2 추출법과 hexane을 이용한 유기용매 추출법으로 추출된 오일의 성분과 안정성을 비교하는 것이다. 오일의 최대 추출 수율은 온도 45℃, 압력 25MPa에서 최대 추출 수율을 나타내었다. 오일의 산화안정성은 산가, 과산화물가, p -Anicidine, 유리지방산으로 확인하였다. 산가, 과산화물가, p -Anisidine 및 유리지방산은 유기용매로 추출된 지질보다 SCO2 추출 지질이 더 낮은 값의 결과를 나타내어 SCO2를 이용하여 추출한 오일이 유기용매를 이용하여 추출한 오일보다 높은 산화 안정성을 나타냈다. 특히 25 MPa / 45℃ 에서 추출되 오일의 산화안정성이 가장 높게 나타났으며 오일의 지방산 분석 을 위해 Gas chromatography (GC)를 이용하였고 그 결과 SCO2를 이용하여 추출한 오일과 유기용매를 이용하여 추출한 오일을 비교 하였을때 SCO2 추 출 조건에서 30 MPa / 45℃ 에서 추출한 오일의 불포화지방산 (Palmitic Acid, Oleic Acid, Linoleic Acid) 이 평균적으로 높게 나타났다. 초임계 이산화탄소 (SCO2) 추출법은 이산화탄소뿐만이 아니라 극성보조용매를 사용하여 극성 물 질을 추출할 수 있다. 에탄올을 보조 용매로 이용하여 초임계 이산화탄소만으 로 추출할 수 없는 극성의 물질을 추출하였다. 비극성인 오일이 제거된 밀웜 단백분에서 에탄올을 보조 용매로 추출을 진행하여 극성인 인지질을 추출하 였고 인지질 (phospholipid)을 high performance liquid chromatography (HPLC) 를 이용하여 정성 분석하였다. 지질이 완전히 제거된 밀웜단백분은 아임계수 를 이용하여 가수분해물을 얻은 뒤 가수분해물의 특성을 확인하였다. 가수분 해를 진행한 단백분은 초임계이산화탄소와 Shoxhlet으로 지질이 제거된 밀웜 단백분과 지질이 제거되지 않은 밀웜 분말을 사용하여 시료 비교를 하였다.

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단백질을 주로 이루고 있는 밀웜단백분을 가수분해하면 압력과 온도로 인해 고분자의 단백질이 저분자 펩타이드 및 아미노산으로 분해되어 기능적인 면 에서 뛰어난 가수분해물이 추출이 되며 다양한 기능적 특성을 알아볼 수 있 다. 아임계수 가수분해의 조건은 압력 30 bar, 교반 속도 200 rpm, 온도 150 내지 225℃로 하여 가수분해물의 특성을 확인했다. 가수분해물의 수용성 단백 질량, 당 함량, 항산화 능 등을 확인한 결과, 가수분해물내 함유된 수용성 단 백질과 당류의 함량은 가수분해온도가 높아지면서 함량 또한 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 다양한 조건에서 가수분해들중 특히 SCO2로 지질을 추출 한 후 아임계로 가수분해한 샘플에서 가장 높은 항산화능과 페놀화합물 등 높은 활성을 나타었고, 아임계수 가수분해의 온도가 높아질수록 활성또한 증 가하는것으로 확인되었다. 아임계수 가수분해 온도가 상승할수록 단당류의 함 량이 증가하였고 수용성단백질의 결과도 증가하였다. SCO2로 지질을 추출한 밀웜 단백분으로 아임계가수분해한 조건 중 210℃ 에서 추출한 가수분해물에 서 항산화 능과 그와 관련된 페놀화합물 함량이 가장 높은 결과가 나타났다.