홍어(Okamejei Kenojei) 부산물 중 홍어 간을 이용한 기능성 유지의 정제 및 특성

Abstract

The purpose of this study was to search the most effective oil purification method from liver of skate. The sample was supplied from Na-ju fishery Co., Ltd. in Jeollanam-do. The raw oil was extracted from liver of skate using an organic solvent extraction method (Folch method) and a pressure-high temperature method. The yield of raw skate liver oil extracted using organic solvent method and pressure-high temperature method was 43.6% and 26.2% of liver of skate, respectively. The phospholipid was removed from raw skate liver oil with 6% citric acid solution for the degumming. The phosphorus content of raw skate liver oil extracted with organic solvent method was decreased from 89.78 mg/kg to 0.23 mg/kg. Also, the phosphorus content of raw skate liver oil extracted with pressure-high temperature method was decreased from 87.76 mg/kg to 0.398 mg/kg. The free fatty acid was eliminated by treating 4% sodium hydroxide solution for the deacidification. After deacidification of oil, the acid value was 0.18 mg KOH/g, the peroxide value was 1.37 meq/kg and the yield was 83% in case of using organic solvent extraction method. Also, in case of using the pressure-high temperature method, the acid value was 0.12 mg KOH/g, peroxide value was 2.76 meq/kg and yield was 85%. Then, for the decolorization, the oil was treated with 5% activated charcoal solution. When the oil using the organic solvent extraction method was treated with 5% activated charcoal, the acid value was 0.05 mg KOH/g, the peroxide value was 1.21 meq/kg, the yield was 37% and the iodine value was 134.2. Also, after decolorization process of the oil using the pressure-high temperature method, the acid value was 0.05 mg KOH/g, the peroxide value was 2.68 meq/kg, the yield was 29% and the iodine value was 135.42. The chromaticity change of each purification process by organic solvent extraction method was from L : 40.76, a : +15.69, b : +8.98 for raw oil to L : 54.05, a :-2.59, b : +8.98 for decolorization oil. Also, The chromaticity change of each purification process by pressure-high temperature method was from L : 39.19, a : +8.48, b : +24.58 for raw oil to L : 51.3, a :-3.34, b : +8.98 for decolorization oil. Before the deodorization process, ammonia contents of oil using organic solvent extraction method and pressure-high temperature method was 35ppm and 46 ppm, respectively. After treating with 7% bamboo smoke distillate, those were significantly decreased to 1 ppm and 4 ppm, respectively. Amount of dcosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) in skate liver oil were measured by gas chromatography after every purification process. Total amount of EPA and DHA in raw skate liver oil extracted with organic solvent method and pressure-high temperature were 219.586 mg/g and 235.65 mg/g, respectively. Final total amount of EPA and DHA after the purification of organic solvent extraction method and pressure-high temperature method were 282.046 mg/g, 291.754 mg/g, respectively. Low temperature crystallization experiment was carried out to reduce saturated fatty acids and increase the composition of omega-3 fatty acids. Total amount of EPA and DHA after the low temperature crystallization of organic solvent extraction method and pressure-high temperature method were 316.444 mg/g, 310.277 mg/g, respectively. After antioxidant was added to the oil extracted with both organic solvent method and pressure-high temperature method, there was no significant change in acid value, peroxide value and TBA value after 96 hours. However, when the antioxidant wasn’t treated oil using organic solvent extraction method, the acid value was 6.59 mg KOH/g, the peroxide value was 15.75 meq/kg, and TBA was 189.312 mg/kg. However, when the antioxidant wasn’t treated to oil using pressure-high temperature method, the acid value was 7.76 mg KOH/g, the peroxide value was 16.40 meq/kg, and TBA was 190.208 mg/kg.

본 연구에서는 홍어 간을 이용하여 유지를 추출한 후 각 단계의 정제 조건을 확립하고 오메가-3 지방산 중 EPA와 DHA 함량을 알아보고 기능성 유지로서의 활용 가능성을 알아보았다. 유기용매 추출법을 이용하여 홍어 간의 유지를 추출하였을 때 1 kg 기준으로 평균적으로 44%의 높은 수율을 보였고. 증자압착법의 경우 25% 함량을 보였다. 유화성이 강하고 수율을 낮추며 색을 어둡게 만드는 검질이나 인지질을 제거하기 위하여 citric acid 수용액과 반응을 시켜 탈검 공정을 하였다. 유기용매로 추출한 유지에 citric acid 수용액 6% 농도로 처리하였을 때, 인의 함량은 89.78 mg/kg에서 0.24 mg/kg으로 감소하였음을 확인하였고, 증자압착법으로 추출한 유지에 6% 농도로 처리 하였을 경우 인 함량이 87.76 mg/kg에서 0.398 mg/kg 감소한 것을 볼 수 있었다. 또한 가공유지의 산가와 과산화물가의 기준규격은 각각 0.6 mgKOH/g, 3.0 meq/kg 이였지만(식품공전) 증자압착법의 경우 원료유지의 산가 수치는 10.26 mgKOH/g이며 과산화물가의 수치는 4.97 meq/kg이였으며 유기용매 추출법 역시 산가 수치 5.84 meq/kg, 과산화물가 수치 6.43 meq/kg으로 높은 수치를 보였다. 탈산 공정에서 유기용매 추출법을 이용한 탈검유에 4% 수산화나트륨 수용액을 처리했을 때 산가 0.18 mgKOH/g, 과산화물가 1.37 meq/kg, 수율 83%로 최적의 탈산 조건을 확립할 수 있었으며, 마찬가지로 증자압착법으로 탈산 공정을 진행했을 때 4% 수산화나트륨 수용액에서 산가 0.12 mgKOH/g, 과산화물가 2.76 meq/kg, 수율 85%로 최적의 조건을 확립할 수 있었다. 탈색 공정의 경우 유기용매 추출법을 이용한 탈산유에 5% 활성탄 수용액으로 처리 했을 때 산가 0.05 mgKOH/g, 과산화물가 1.21 meq/kg, 수율 37%, 요오드가 134.2 로 최적의 탈색 공정을 확립할 수 있었으며, 마찬가지로 증자압착법을 이용한 탈산유에 5% 활성탄 수용액을 처리했을 시 산가 0.05 mgKOH/g, 과산화물가 2.68 meq/kg, 수율 29%, 요오드가 135.42로 최적의 탈색 공정을 확립할 수 있었다. 각각의 정제유지에 관한 색도 변화는 증자압착법의 경우 원료 유지에서 L : 39.19, a : +8.48, b : +24.58 이었으며 정제 과정을 다 거친 후의 탈색 공정에는 L : 51.3, a : -3.34, b : +8.98으로 나타났으며 유기용매 추출법의 경우 원료 유지에서 L : 40.76, a : +15.69, b : +24.58 이었으며 정제 과정을 다 거친 후의 탈색 공정에는 L : 54.05, a : -2.59, b :+8.98로 나타났다. 이 결과를 보아 정제 과정을 거칠수록 L 값은 흰색을 띄는 경향을 보이며 a 값은 점점 초록색을 띄며 b 값은 노란색을 띄는 경향을 나타냈다. 탈취 공정의 경우 유기용매 추출법과 증자압착법의 원료 유지에서 각각 35 ppm, 46 ppm의 수치를 보였으며 탈취제인 죽초액을 이용하여 7% 농도로 처리했을 시 각각 1 ppm, 4 ppm으로 상당히 낮은 수치를 보였다. 홍어 간유의 지방산 조성은 증자압착법의 경우 원료유지의 EPA와 DHA의 함량은 각각 36.595 mg/g, 199.055 mg/g 이였으며 유기용매 추출법의 원료유지의 EPA와 DHA 함량은 각각 32.363 mg/g, 187.223 mg/g의 함량을 나타내었다. 최종적으로 두가지 추출방법의 간유로 정제과정을 마친 후의 불포화지방산의 함량은 증자압착법의 경우 EPA는 44.321 mg/g, DHA는 247.433 mg/g으로 높은 수치를 보였으며 유기용매 추출법의 경우 역시 EPA는 41.201 mg/g, DHA는 240.845 mg/g 으로 높은 함량의 불포화지방산이 검출되었다. 포화지방산을 감소시키고 오메가-3 지방산의 조성을 증가시키는 저온결정화 실험을 진행한 결과 증자압착법의 경우 EPA는 49.337 mg/g, DHA는 260.942 mg/g으로 전체적으로 약 18.525 mg/g의 불포화지방산이 증가하였고 유기용매 추출법의 경우 EPA는 51.632 mg/g, DHA는 264.812 mg/g으로 전체적으로 약 34.398 mg/g의 불포화지방산이 증가하였고, 결과적으로 홍어 간유를 이용하여 기능성 유지로서의 개발이 우수하다고 판단되어진다. 증자압착법과 유기용매 추출법의 정제 과정을 마친 유지에 산화방지제인 catechin을 첨가한 결과 유기용매 추출법의 경우 초기 산가 0.05 mgKOH/g, 과산화물가 1.21 meq/kg, TBA가 125.416 mg/kg에서 96 h이 지난 후, 산가 0.41 mgKOH/g, 과산화물가 2.19 meq/kg, TBA가 142.744 mg/kg으로 큰 변화가 없는 것을 보였지만 산화방지제를 처리하지 않았을 경우에는 산가 6.59 mgKOH/g, 과산화물가 15.78 meq/kg, TBA가 189.312 mg/kg으로 산화방지제 처리 유무에 따라 변화의 차이가 많은 것을 확인하였다. 증자압착법의 경우 마찬가지로 초기 산가 수치는 0.05 mgKOH/g, 과산화물가 2.68 meq/kg, TBA가 123.708 mg/kg 이며 산화방지제를 넣은 후 96 h 지난 후의 산가 수치는 0.26 mgKOH/g, 과산화물가 2.80 meq/kg, TBA가 147.295 mg/kg으로 많은 변화가 이루어지지 않은 것을 볼 수 있으며 산화방지제를 처리하지 않았을 경우 산가 7.76 mgKOH/g, 과산화물가 16.40 meq/kg, TBA가 190.208 mg/kg 으로 유기용매 추출법과 같은 결과를 확인하였다.