초임계 이산화탄소에서 고정화 리파아제에 의해 생성된 크릴 오일 반응물의 특성

Abstract

남극 크릴새우 (Euphausia superba)는 난바다곤쟁이목 난바다곤쟁이과에 속하는 종으로 남극해 생태계의 중심역할을 한다. 다른 수산자원들에 비하여 높은 수획량(60-155만톤)을 가지며 수산업에 새로운 가능성이 대두되고 있는 자원이다. 그러나 영양적인 가치에도 불구하고 현재 남극 크릴 새우는 양식 및 어업에 이용되고 있을 뿐 식생활에 이용도가 높지 않다. 수산가공산업에 있어서 남극 크릴 새우에 함유되어 있는 유용한 물질들의 이용은 경제적으로나 환경적 측면으로 볼 때, 많은 이익을 창출하게 해줄 수 있을 것으로 전망된다. 이산화탄소는 낮은 임계점과 무독성, 그리고 용매의 사용량이 적고 부식성이 없이 친환경적이기 때문에 가장 널리 이용되는 초임계 유체이며 기존의 추출법이 가지는 어려움을 해결할 수 있는 새로운 혁신기술로서 주목받고 있다. 본 논문에서는 초임계 이산화탄소를 이용하여 남극 크릴 새우 오일을 추출하였고, 추출된 크릴 오일에서 효소적 에탄올화 반응을 실시하였고 그 기능성에 대하여 연구하였다. 고도불포화 지방산 함유 diglyceride, monoglyceride 및 fatty acid methyl ester를 생성하기 위해 고정화 효소인 lipozyme TL-IM을 사용하여 크릴 오일의 효소적 에탄올화 반응을 수행하였다. 반응은 에탄올, 온도, 효소량, 반응시간에 따른 크릴 오일의 전환율을 실험해 보았고, 초임계 이산화탄소를 이용하여 추출한 오일과 일반 유기용매를 이용하여 추출한 오일의 전환율을 비교하였다. 초임계 유체 추출은 20 MPa, 50℃에서 2시간 동안 추출한 오일을 이용하였다. 오일의 지방산 및 크릴 오일의 분자량을 계산하기 위하여 gas chromatography를 이용하여 분석하였으며 TLC나 HPLC를 이용하여 지질의 정성분석을 하였다. 상압에서는 반응된 크릴 오일의 전환율을 비교해보았을 때 같은 조건에서 에탄올의 몰함량 1배수, 반응 온도 50℃, 효소 사용량 2 w% 일 때, 최대 반응 전환율을 보였으며 초임계 이산화탄소 상태에서 반응해 보았을 때는 10 MPa, 50℃에서 최대 반응 전환율을 보였다. 반응 후 생성된 반응물의 안정성을 확인하기 위하여 산가, 과산화물가, 유리지방산 함량, 산화안정성(DPPH 라디칼 소거능, rancimat test)을 통해 항산화능을 알아보았다. 그 결과 유리지방산 함량에서는 유기용매 추출 오일보다 초임계 이산화탄소를 이용하여 추출한 크릴 오일이 안정성이 높았으며, 40oC에서 반응 조건에서 생성된 소재가 가장 안정성이 높았으며 이는 반응 온도가 높을수록 소재의 산화가 빨리 진행됨을 추측할 수 있다.