KR101233116B1

KR101233116B1 - 콩으로부터 루테인을 다량 수득하는 방법

Info

Publication number: KR101233116B1
Application number: KR1020100095020A
Authority: KR
Inventors: 정명근; 이정동; 황영선; 백인열; 송종태
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2013-02-14
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: KR20120033487A

Abstract

본 발명은 콩으로부터 루테인을 다량 수득하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콩의 종실을 발아시키는 단계, 상기 발아된 콩(콩나물)을 건조하고 분쇄하여 유기용제에 침지하고 여과시킨 여액을 감압 농축하여 발아 콩(콩나물) 추출물을 얻는 단계 및, 상기 발아 콩(콩나물) 추출물로부터 루테인을 분리 정제하는 단계를 포함하여 이루어지는 방법에 의하여 종자 상태의 콩에 미량으로 함유된 루테인을 간단한 방법으로 다량 증가시켜 수득하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 루테인의 새로운 원천으로서 콩을 제공할 수 있으며, 고도의 기술 수준에 의하거나 많은 자본 투여 또는 노력에 의하지 않고도 콩에 함유된 루테인의 함량을 현저히 증가시켜 수득할 수 있을 것이다.

Description

콩으로부터 루테인을 다량 수득하는 방법{Method for Multiplication and Extraction lutein from Leguminous Plants}

본 발명은 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법에 관한 것으로서, 종자 상태의 콩에서 미량으로 함유된 루테인을 간단한 방법으로 다량 증가시키는 방법에 관한 것이다.

콩(Glycine max L.)은 우리나라의 주요 식량작물로서 단백질(약 40%)과 지질(약 20%)을 다량 함유하여 영양면에서 우수한 식품이며, 중요한 식물성 기름의 원료이기도 하다. 콩은 된장, 청국장, 고추장, 간장 등의 발효제품, 콩나물 같은 발아제품, 및 두유, 두부, 식용유 등 기타 제품의 형태로 가공되어 식품으로서의 이용도가 높고, 또한 의약품, 화장품, 비누 등 공업용 제품의 원료로서도 널리 이용되고 있다.

콩은 주요 영양적 기능 외에도 인체에 유익한 다양한 생리활성 물질이 함유되어 있는 것으로 평가되므로 이들 영양성분과 생리활성 물질의 탐색, 분석기법 확립 및 국내ㆍ외 유용자원에 대한 체계적 검토는 향후 국내 식량작물의 이용성 증대 및 경쟁력 강화를 위한 주요 요소로 작용할 것이다.

이러한 콩의 성분으로서 단백질을 이용한 기술로는, 한국등록특허 제0350827호에 콩을 주원료로 한 햄과 소시지 타입의 두류 가공품의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0283797호에 콩 단백 및 콩 유래의 펩타이드를 함유하는 기능성 면류 및 이의 제조방법이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제0878329호에는 조직콩단백질을 이용한 콩소시지 제조방법이 개시되어 있다.

또한, 이소플라본을 이용한 기술로는 한국등록특허 제0620568호에는 초임계/아임계 수를 이용한 콩으로부터 이소플라본의 추출, 분리 및 정제방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0891165호에는 이소플라본 강화 칡 청국장 및 이를 유효성분으로 함유하는 골다공증 예방용 건강보조식품 조성물이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0525875호는 높은 이소플라본 함량을 보유하는 콩 단백질 농축액 및 이의 제조공정이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제0764226호는 이소플라본 함량이 높은 발아된 콩을 이용한 된장 및 간장과 이의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0549494호는 이소플라본 강화 발아 콩 및 그 제조방법이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제0557006호에는 식물성 여성 호르몬 물질인 이소플라본을 강화한 칡 유산균 발효물 및 그의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제0475129호에는 된장 제조 시 부산물로부터 이소플라본을 추출하는 방법이 개시되어 있다.

그 외, 한국특허공개공보 제2002-0068256호에는 유전학적 방법으로 플라보노이드 및 페놀 성분의 함량이 증가된 식물을 생산하는 방법이 개시되어 있는 등, 콩에 관한 성분은 단백질이나 이소플라본을 위주로 한 연구가 주류를 이루고 있으며, 이를 이용한 기술개발이 주로 이루어지는 상황으로서, 그 외 다양한 기능성 성분에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다.

한편, 콩에 함유된 기능성 성분의 함량을 증대시키기 위한 방법으로는, 콩의 유전자원 수집과 분석을 통한 순계 및 고 함유계통 선발, 교배육종, 분자육종 및 돌연변이육종을 통한 고 함유 신품종육성, 재배방법의 개선을 통한 함량증대, 효소 혹은 발효 등의 방법을 이용한 함량증대 등 복잡한 육종, 재배, 생리 및 생물공학적 방법에 의해 이루어지고 있는데, 이러한 방법들은 많은 노력과 수년간의 시간적 소모는 물론 비용이 과하게 소모되는 등의 어려움이 있다.

즉, 현재까지는 콩에 포함된 루테인에 주목한 다양한 연구나, 콩에 함유된 루테인 함량을 증가시키는 방법에 대해서는 아직 보고된 바가 없다.

본 발명의 발명자는 콩의 기능성 성분을 탐색하던 중 종자 상태의 콩에 미량 함유된 루테인이 콩을 발아시킬 경우 획기적으로 증가함을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 일례로서 본 발명의 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법은, 콩의 종실을 발아시키는 단계; 상기 발아된 콩(콩나물)을 건조하고 분쇄하여 유기용제에 침지하고 여과시킨 여액을 감압 농축하여 발아 콩(콩나물) 추출물을 얻는 단계; 및, 상기 발아 콩(콩나물) 추출물로부터 루테인을 분리 정제하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법을 구체적으로 설명한다.

먼저, 콩을 발아시키는 단계이다.

다량의 루테인을 얻기 위하여, 본 발명에서는 콩을 발아, 즉 콩나물로 재배하는데, 콩의 발아는 콩의 종실을 물에 침지한 다음 상온다습이 유지되는 암(暗)상태에서 간헐 살수하여 이루어진다. 상기 침지는 18 내지 25 ℃ 상온의 물에서 4 내지 12 시간 침지하는 것이 원활한 발아를 위하여 바람직하다. 충분한 침지가 이루어진 후 상온다습, 즉 상온에 상대습도 50 내지 100 %로 유지되는 암상태에서 발아시킨다. 상기한 콩은 콩과에 속하는 식물의 종자이면 모두 적용 가능하다.

상기 간헐 살수는 4 내지 6 시간 간격으로 1 내지 10 분간 살수하여 이루어질 수 있으며, 타이머가 장착된 장치를 사용할 경우 재배가 편리하다. 발아는 콩의 자엽과 하배축 분리 시점부터 20 일간, 바람직하기로는 4 내지 15 일간 이루어지는 것이 좋다.

두 번째로, 발아 콩(콩나물) 추출물을 얻는 단계이다.

상기 발아된 콩(콩나물)을 건조하고 분쇄하여 유기용제에 침지하고 여과시킨 여액을 감압 농축하여 발아 콩(콩나물) 추출물을 얻는다.

상기 발아된 콩(콩나물)은 자엽과 하배축을 포함하여 이루어진 것으로, 콩이 발아 후 자엽과 하배축이 분리된 시점부터의 발아된 콩을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 발아 후 2일 내지 20일 경의 것을 사용하는 것이 루테인 수득 측면에서 바람직하다.

루테인은 탄소가 40개, 수소가 56개가 결합되어 있으나, 소수의 하이드록실기(OH)만 포함되어 있는 구조적 특징에 의하여 지용성을 나타낸다. 따라서, 물과 같은 완전극성 용제에는 전혀 용해되지 않으므로, 극성 혹은 비극성 유기용제를 추출용매로 사용하는 것이 좋다.

상기한 극성 혹은 비극성 유기용제로는 탄소수 2 내지 5의 저급알콜, 아세톤, 아세토니트릴, 에칠아세테이트, 클로로포름, 디클로로메탄, 에칠에테르, 크실렌 및 헥산 등과 같은 유기용제를 사용할 수 있다.

상기 유기용제로서 알콜 혹은 아세토니트릴과 같이 극성이 5 내지 6 수준의 극성 유기용제에는 비교적 잘 용해되는 특성을 나타내지만, 이들 용제의 경우 당을 포함한 다양한 극성물질에 대한 용해도가 워낙 뛰어나므로 상기한 극성 유기용제를 사용하는 경우에는 루테인 외에 당, 플라보노이드, 배당체 및 단백질을 포함한 다른 극성물질까지 포괄적으로 추출되는 경향이 다소 있다.

또한 상대적으로 중간극성 혹은 비극성의 특성을 나타내는 에칠아세테이트, 클로로포름, 부탄올, 프로판올, 디클로로메탄, 에칠에테르, 크실렌 및 헥산과 같은 유기용제를 사용할 경우 지용성의 특성을 나타내는 루테인도 잘 추출할 수 있지만, 루테인보다 더 낮은 극성을 나타내는 클로로필 화합물, 페오피틴 유도체, 알파 및 베타카로틴을 포함한 카로틴 화합물, 지질 등과 같이 루테인 보다 더 낮은 극성을 나타내는 물질의 용해도가 극히 증가되어 비극성 물질의 혼입이 커지는 경향이 있다.

한편, 아세톤은 극성의 측면에서 알콜류와 유사한 5.1 수준을 나타내지만, 식물체 내에 다량으로 존재하는 당, 배당체 및 단백질 성분들은 아세톤에 대해 용해도가 극히 부족하여 아세톤을 용제로 사용할 경우 추출이 잘 이루어지지 않으며, 소량 추출된다 하더라도 냉침을 이용하면 용해도가 극히 낮아져 침전물 형태로 침전되므로 여과에 의해 제거할 수 있어 상대적으로 고순도의 루테인을 추출할 수 있는 잇점이 있다.

용제는 발아된 콩의 건조 분말 중량대비 5 내지 20 배의 중량으로 사용할 수 있으며, 상기 추출은 저온의 암조건 추출, 상온 추출, 초음파 추출 등의 다양한 방법을 응용할 수 있다.

세 번째로, 루테인을 분리 정제하는 단계이다.

상기 아세톤을 제거한 발아 콩(콩나물) 추출물을 농축시킨 후 컬럼크로마토그래피를 수행하여 루테인의 분획을 얻고 각 분획을 농축 건고하여 재용해한 다음 분취 HPLC를 사용하여 순수 분리 및 정제한다.

얻어진 루테인의 구조는 NMR, MS 등의 다양한 분광분석법으로 동정하였으며, 그 결과 다음 화학식 1과 같은 구조를 가지는 루테인을 얻었으며, 이는 공지의 물질이다.

상기 루테인은 식물 체내에서는 항산화 효과 및 식물체를 자외선으로부터 보호하는 역할을 수행하며, 인간에게는 눈의 황반 및 수정체의 주요 성분으로 눈의 건강과 시력을 증진시키는 물질로 널리 알려져 있다. 또한, 루테인의 섭취량에 따라 혈청 내 루테인의 농도에 따라 황반 색소의 밀도가 영향을 받게 되며, 루테인의 섭취에 의하여 황반 색소의 밀도가 증가될 경우 시력의 개선은 물론, 특히 황반 변성이 진행된 상태에서도 식이로서 루테인의 함량을 증가시킬 경우 황반 색소의 생성을 자극하여 황반 변성의 진행을 저해시킬 수 있다는 보고가 있다.

한편, 콩에는 품종이나 재배지 등에 따라 다르나 0.89 내지 6.53 ㎍/g, 평균 2.66 ㎍/g [SD 1.25 ㎍/g]의 루테인이 포함되어 있다.

주지하다시피, 식물체에 함유된 특정 성분의 함량을 증가시키기 위해서 이루어지는 노력으로는 유전자원 수집과 분석을 통한 순계 및 고 함유계통 선발, 교배육종, 분자육종 및 돌연변이육종을 통한 고 함유 신품종육성, 재배방법의 개선을 통한 함량증대, 효소 혹은 발효 등의 방법을 이용한 함량증대 등 복잡한 육종, 재배, 생리 및 생물공학적 방법에 의해 이루어지고 있는데, 이러한 방법들은 시간과 경제적인 소모가 대단히 클 뿐 아니라, 성공적인 방법의 채택에 의해 함량이 증가된다 하더라도 함량 증가의 폭이 단지 0.5 내지 2배 수준에 그치는 소극적 함량증가에 문제점이 있다.

그러나, 콩을 발아시키는 간단한 방법으로 얻어진 발아 콩(콩나물) 추출물에는 콩의 품종에 따라 다소 차이가 있으나, 건조시킨 발아 콩 전체에는 1g 중 2 내지 60㎍ 범위로 루테인이 포함되어 있고, 전체 발아 콩 중 자엽에 80 % 이상이 함유되어 있으며, 자엽에 포함된 루테인은 통상 2 내지 100 ㎍/g 수준이다. 따라서, 발아 콩의 자엽이나 하배축 또는 자엽과 하배축을 함께 사용하여 루테인 수득할 수 있으며, 자엽을 분리하여 사용할 경우 루테인을 더욱 고 효율로 얻을 수 있을 것이다.

한편, 본 발명에서는 종자 상태의 콩을 발아시키는 간단한 방법으로 종자 상태의 콩 대비 10 내지 50 배의 루테인을 다량 수득할 수 있으며, 특히, 발아된 콩에 포함된 루테인은 체내에서 활성형인 유리형으로 존재함을 확인하였다. 이는 기존의 금잔화 추출물에서 에스테르염 상태로 존재하는 루테인을 추출하기 위하여 비누화 등의 공정을 거쳐야 하는 것과는 달리 체내에서 루테인 활성이 바로 나타나는 유리형태의 활성형 루테인을 용제를 사용한 추출 작업에 의하여 간단하게 수득할 수 있다는 잇점이 된다.

상기한 본 발명에 의하면, 콩에 함유된 루테인의 함량을 평균 10 배 이상 증가시켜 수득할 수 있다.

또한 본 발명에 의하여 얻어진 루테인은 기존에 루테인이 적용되던 황반변성의 치료나 예방, 개선을 위한 조성물의 원료로서 이용할 수 있는 것은 물론이고, 그 외에 다양한 분야에 널리 사용될 수 있을 것이다.

또한 본 발명에 의하면 새로운 루테인의 원천으로서 콩을 제공할 수 있으며, 고도의 기술 수준에 의하거나 많은 자본 투여 또는 노력에 의하지 않고도 콩에 함유된 루테인의 함량을 현저히 증가시켜 수득할 수 있을 것이다.

도 1은 콩을 10 일간 발아시킨 결과물의 사진이다.
도 2는 발아시킨 콩 추출물의 HPLC 분석 크로마토그램을 나타낸 것이다.
도 3은 발아시킨 콩 추출물에서 분리한 루테인 화합물의 ¹H-NMR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4는 발아시킨 콩 추출물에서 분리한 루테인 화합물의 질량분석 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5는 발아시킨 콩 추출물에서 분리한 루테인 화합물의 UV-VIS. 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6은 품종별 원료 콩의 발아 전후의 루테인 함량 변화를 나타낸 그래프이다[발아 5일].

이하, 본 발명을 실시예 등에 의하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예 등에 의하여 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기 실시예, 실험예 및 비교예 등과 도면에서 발아 전의 콩은 “종자”로, 발아 후의 콩은 “콩나물”로 표시하였다.

실시예 1. 콩의 발아

우리나라에서 재배되고 있는 나물용 콩 10 개 품종을 이용하였으며, 발아는 각 품종 당 20 g의 콩을 6 cm(가로) × 6 cm(세로) × 14 cm(높이)인 플라스틱 재배용기에 넣어 20 ℃ 물에 4시간 침지한 후 자체 개발한 생육장치(Hanbaek Co., HB-301L, Seoul)를 이용하여 온도 20℃, 습도 80%의 암 상태에서 재배하였다. 콩의 발아기간 동안 타이머가 달린 자동 살수 장치를 이용하여 물을 4시간 마다 3분씩 위에서 살수 하였다.

실시예 2. 발아 콩(콩나물) 추출물의 제조

발아 일수별 루테인 함량비교를 위한 시료 채취는 발아 후 2일 간격으로 10일까지 이루어졌으며, 각 시료는 콩나물 전체 부분(자엽+하배축), 자엽, 하배축 부분을 각각 따로 채취하여 -80℃ 냉동고에서 냉동시킨 다음 동결건조 한 후 이용하였다. 또한, 나물용 콩 10 품종을 이용하여 발아기간 5 일의 콩 각 품종간 비교 시험을 위한 콩의 발아조건 및 시료의 준비도 상기와 같았다.

즉, 분쇄시료 1.0g에 아세톤 10mL 첨가 후 40℃ 조건의 초음파 추출기에서 30분간 추출하였고, 상온조건에서 3,000rpm의 속도로 10분간 원심분리 후 상징액을 회수하여 여과지로 여과한 후 콩나물 추출물을 얻고, 다시 0.45μm의 실린지 필터로 여과한 후 HPLC로 분석하였다.

또한, 루테인의 분리 및 구조 동정을 위한 콩나물 추출물의 조제는 상기 실시예 1의 방법에 의하여 풍산나물콩 500g을 시료로 하여 10일 동안 재배하고, 재배된 콩나물은 -80℃ 냉동고에 넣어 냉동시킨 후 동결건조하고, 분쇄한 후 60 mesh 체로 통과시켜 분리 통과된 콩나물 분쇄시료를 이용하여 추출하였다.

즉, 분쇄시료 100g에 아세톤 1L를 첨가한 후 40℃ 조건의 초음파 추출기에서 30분간 추출하였고, 같은 방법으로 3회 반복 추출하였다. 추출된 용액은 모두 합쳐 Whatman No. 2 여지를 이용하여 여과하였고, -20℃ 저온고에서 24시간 동안 정치하면서 불용성 침전물을 재 여과하였다.

여과된 아세톤 추출액은 40℃ 감압농축장치에서 농축하여 아세톤 용매가 제거된 황색의 콩나물 아세톤 추출물을 제조하였다.

비교예 1. 발아 전 콩(종자) 추출물의 제조

발아 일수별 루테인 함량비교 및 나물용 콩 10 품종의 원료 콩 함유 루테인 함량분석을 위한 콩 추출물의 제조는 상기 실시예 1에서 사용된 원료 콩을 분쇄하여 60 mesh 체로 통과시킨 후 분쇄시료 1.0g에 아세톤 10mL 첨가 후 40℃ 조건의 초음파 추출기에서 30분간 추출하였고, 상온조건에서 3,000rpm의 속도로 10분간 원심분리 후 상징액을 회수하여 여과지로 여과한 후 발아 전 콩(종자) 추출물을 얻고, 다시 0.45μm의 실린지 필터로 여과한 후 HPLC로 분석하였다.

실험예 1. 루테인의 분리 및 구조 동정

상기 비교예 1에 의하여 얻어진 발아 전 콩(종자) 추출물과, 실시예 2에 의하여 얻어진 콩나물 추출물을 HPLC로 분석하였고, HPLC 분석조건은 다음 표 1에 나타내었으며, HPLC 분석결과는 도 2에 나타내었다.

또한 상기 발아시킨 풍산나물콩의 콩나물 추출물을 대상으로 분취(preparative) HPLC(Agillent 1200 series, USA)를 이용하여 분리를 수행하였는데, 분취 HPLC의 분리 조건으로 컬럼은 HiQ sil C18-10 (21.0 × 250mm, KYA TECH, Japan)을 이용하였고, 분석파장 430nm, 분당 유속 10mL, 분석 용매로 A용매는 75% 메탄올, B용매는 에칠아세테이트를 농도구배(0분 : 70% A, 25분 : 15% A, 26분 : 70% A, 35분 : 70% A)로 사용하였고, 시료 주입량은 2mL로 조절하여 고순도 분리를 실시하였다. 분리를 수행한 결과 황색 및 녹색을 나타내는 수종의 화합물이 분리되었으며, 이들 분리화합물 중 루테인 해당하는 물질에 대해서는 NMR, UV-VIS 스펙트럼 분석 및 질량분석을 수행하여 완전한 화학구조를 해석하였다. 루테인의 ¹H-NMR(300MHz, CDCl₃) 결과의 화학적 이동치 분석 결과는 표 2에 나타내었으며, ¹H-NMR 스펙트럼은 도 3에 나타내었다.

구 분	조 건
컬럼	YMC AM 303 (250 × 4.6mm)
이동상 (농도구배조건)	A : 75% MeOH, B : 100% EtOAc
파장	430nm
유속	1.0mL
주입량	20μL
온도	30℃

¹H-NMR(300MHz, CDCl₃) 스펙트럼 측정 결과를 살펴보면 ¹H-¹H 상관관계(correlation)를 볼 때 Me-18'(1.63ppm)과 H-3'(4.25ppm)이 지환 화합물 영역의 앞쪽 H-2'(eq, 1.86ppm 및 ax, 1.38ppm) 양성자와 상관관계가 있는 것을 추정해 볼 때 5.55ppm의 피크는 H-4'으로 결정할 수 있었고, H-7'(5.44ppm)은 H-8'(6.15ppm)과 H-6'(2.42ppm) 피크의 ¹H-¹H 관련 시그널(correlation signal)에 의해 동정할 수 있었다. 아울러 H-3과 H-3'에 해당하는 2개의 2차 하이드록시 그룹(hydroxy group)의 양성자는 각각 4.00ppm과 4.25ppm 영역에서 확인할 수 있었으며, 1D 선택적(selective) NOESY에 의해 H-16/H-2ax, H-16/H-17, H-18/H-17에 해당하는 피크가 상관관계를 나타내는 것으로 보아 CH₃-16, CH₃-18, H-2ax, H-3이 모두 동일한 고리에 존재함을 알 수 있었다. 또한 H-19/H-7, H-19/H-10, H-20/H-14 피크의 NOESY 상관관계에 의해 하이드로카본 그룹에 결합된 CH₃를 동정할 수 있었고, 동일한 방법으로 H-19'과 H-20'을 동정하였다. 올레핀 그룹(Olefin group)의 양성자 피크는 5～7ppm사이에서 확인할 수 있었고, 특히 6.65ppm까지의 다중 시그널(multiplet signal)은 H-15/H-15'(6.65ppm), H-11/H-11'(6.63ppm), H-7/H-7'(6.44ppm), H-12/H-12'(6.36ppm), H-14/H-14'(6.25ppm), H-8/H-8'(6.12ppm) 양성자 짝에 의한 피크로 동정 하였다.

Position		δ_H	Position		δ_H
1			1'
2	ax	1.48 (m)	2'	ax	1.38 (dd, 13, 7)
	eq	1.79 (m)		eq	1.86 (m)
3		4.00 (m)	3'		4.25 (m, br)
4	ax	2.05 (m)	4'		5.55 (m, br)
	eq	2.38 (m)
5			5'
6			6'		2.42 (d, 9.5)
7		6.12 ov^a	7'		5.44 (dd, 15.5, 10.1)
8		6.12 ov^a	8'		6.15 ov^a
9			9'
10		6.17 ov^a	10'		6.14 ov^a
11		6.63 (dd, 14.3, 11.4)	11'		6.61 (dd, 15.0, 11.4)
12		6.36 (d, 14.7)	12'		6.36 (d, 14.7)
13			13'
14		6.25 (m)	14'		6.25 (m)
15		6.65 (m)	15'		6.65 (m)
16		1.07 (s)	16'		1.00 (s)
17		1.07 (s)	17'		0.85 (s)
18		1.74 (s)	18'		1.63 (s)
19		1.97 (s)	19'		1.91 (s)
20		1.97 (s)	20'		1.97 (s)

한편 H-2(1.48ppm 및 1.79ppm)와 H-2'(1.38ppm 및 1.86ppm)의 양성자가 기타 올레핀 그룹의 양성자와 다른 영역에서 확인된 것은 H-2 및 H-2'의 양성자가 올레핀 그룹의 양성자와 짝지움하는 대신에 주위에 있는 메틸 그룹과 짝지움하기 때문에 1.3～1.8ppm부근에서 확인되었다. 기타 메틸기(CH₃, H-16～H-20, H-16'～H-20')는 전형적인 메틸 피크가 나타나는 영역인 1～2ppm 부근에서 확인할 수 있었다.

분리물질의 질량분석[도 4] 및 UV-VIS. 스펙트럼[도 5]을 분석한 결과로 볼 때 m/z = 569.3, UV-VIS. 흡광 스펙트럼은 λ(nm) = 426, 448, 476을 나타내었다.

이상 ¹H-NMR, MS 및 UV-VIS. 스펙트럼을 종합적으로 해석한 결과 분리물질은 노란색을 나타내며, 화학식이 C₄₀H₅₆O₂ = 569.3인 (all-trans)-lutein으로 동정 되었으며, 이는 공지의 물질이다[화학식 1].

실험예 2. 원료 콩의 발아 전 후의 루테인 함량 비교

상기 품종별 원료 콩(종자)과 실시예 2의 방법으로 5일 간 발아시킨 콩나물의 루테인 함량을 상기 실험예 1의 방법으로 측정하였으며, 그 결과는 다음 표 3과 도 6 에 나타내었다.

품종	분석대상	루테인 함량 (㎍/g)
소진콩	종자	2.68
소진콩	콩나물	20.14
소원콩	종자	2.75
소원콩	콩나물	38.40
풍산나물콩	종자	3.86
풍산나물콩	콩나물	29.78
익산나물콩	종자	2.33
익산나물콩	콩나물	26.82
보석콩	종자	2.73
보석콩	콩나물	31.78
원황콩	종자	1.10
원황콩	콩나물	28.32
은하콩	종자	6.28
은하콩	콩나물	38.64
원광콩	종자	5.49
원광콩	콩나물	32.19
소명콩	종자	2.86
소명콩	콩나물	25.83
서남콩	종자	5.51
서남콩	콩나물	32.97

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 소진콩 등 나물용 콩 10품종을 공시하여 종자상태와 5일 재배한 콩나물에서 루테인의 함량을 검토한 결과, 10품종의 평균 종자에서의 루테인 함량은 3.6㎍/g 이었으나, 콩을 발아시킨 경우 평균 루테인 함량은 30.5㎍/g 수준으로 적게는 6 배, 많게는 26 배(평균 10배) 수준으로 증가됨을 확인하였다.

따라서 결과적으로 콩을 종자 상태보다 발아시킬 경우 5일만 재배하여도 루테인의 함량은 최소 6배, 최대 26배 함량이 증가하므로, 콩에 함유된 루테인을 이용하고자 할 경우 종자상태의 콩으로 활용하는 것보다 발아시켜 활용하는 것이 효율적임을 확인할 수 있다.

실험예 3. 발아된 콩의 발아일수별 루테인 함량 확인

상기 실시예 2의 방법으로 풍산나물콩과 보석콩 2품종을 이용하여 발아시키면서 발아일수 별 각 콩 및 발아된 콩(콩나물)의 루테인 함량을 실험예 1의 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 4 에 나타내었다.

품 종	재배일수	루테인 함량 (㎍/g)
품 종	재배일수	콩나물	자엽	하배축
풍산나물콩	0 (종자)	1.63
	2	2.47	1.8	2.75
	4	10.03	9.3	2.28
	6	28.9	35	2.55
	8	39.54	61.33	2.43
	10	45.45	81.71	2.12
보석콩	0 (종자)	2.13
	2	2.63	2.36	2.74
	4	12.12	6.6	3.46
	6	25.24	24.54	1.75
	8	29.45	38.51	3.05
	10	29.91	44.35	1.75

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 재배일수별 루테인 함량을 검토한 결과 품종에 따라 차이가 있으나, 재배일수가 증가할수록 루테인 함량이 점진적으로 증가하는 양상이며, 10일 재배 시 전체 발아 콩은 종자 대비 10배(보석콩) 내지 27배(풍산나물콩) 가량 함량이 증가하는 양상을 나타내었고, 자엽은 14.2배(보석콩) 내지 50배(풍산나물콩)로 함량이 극히 증가하는 양상을 나타내었다.

한편, 재배일수가 증가하여도 하배축에서의 함량은 크게 변하지 않는 양상을 나타내어 풍산나물콩은 재배일수에 관계없이 1.5배 함량이 높은 양상을, 보석콩은 재배일수별 경향이 없이 종자와 유사하거나 낮은 양상을 나타내었다.

따라서 결론적으로 콩을 발아시킬 경우 5일이 지난 시점에서 원료 콩 대비 발아 콩나물의 루테인 함량은 품종 간 차이가 뚜렷하여 6배 내지 26배 함량이 증진된 양상을 확인할 수 있고, 발아 10일 후 부위별 함량을 검토한 결과 자엽이 하배축 대비 루테인은 25배 내지 39배로 모두 자엽에서 함량이 월등히 높아지는 양상을 확인할 수 있다. 또한 발아 일수별 함량 증가 양상을 검토해 보면 루테인은 재배일수가 10일 까지 증가할수록 자엽에서는 14배 내지 50배 까지, 발아 콩 전체(자엽 + 하배축)에서는 10배 내지 27배 까지 증가하는 양상을 확인할 수 있다.

상기한 결과로 볼 때 콩을 발아시킬 경우 원료 콩 대비 루테인이 월등히 많이 함유되어 있으며(최대 50배), 성분 함량적 특성 면에서 자엽부위가 하배축 보다 함량이 특히 높은 양상을 나타내므로 함유 성분의 효율적 활용을 위해서는 자엽의 활용이 유리할 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

도면에서 Chl 은 클로로필을 의미한다.

Claims

콩의 종실을 발아시키는 단계;
상기 발아된 콩(콩나물)을 건조하고 분쇄하여 유기용제에 침지하고 여과시킨 여액을 감압 농축하여 발아 콩(콩나물) 추출물을 얻는 단계; 및,
상기 발아 콩(콩나물) 추출물로부터 루테인을 분리 정제하는 단계
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 발아는 콩의 종실을 물에 침지한 다음 온도 18 내지 25 ℃, 습도 50 내지 100 %로 유지되는 암(暗) 상태에서 간헐 살수하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 간헐 살수는 4 내지 6 시간 간격으로 1 내지 10 분간 살수하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 발아는 콩의 자엽과 하배축 분리 시점부터 20 일간인 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 발아된 콩(콩나물)은 자엽과 하배축으로 구성되는 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 발아된 콩(콩나물)은 자엽, 하배축 또는 자엽과 하배축 모두를 사용하는 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 유기용제는 아세톤인 것을 특징으로 하는 콩으로부터 다량의 루테인을 수득하는 방법.