초록 ▼

IV. 연구개발 결과
기름골 괴경의 조지방은 18.6%이며 단백질 함량은 8.5%이어서 유지자원으로서의 이용은 물론 탈지 후 탈지박은 사료자원으로써도 이용이 가능하다. 기름골유지의 최적 추출방법은 수분 함량 15 - 20%에서 30mesh의 파쇄하여 n-hexane으로 추출하는 방법으로 나타났다. 기름골유지는 94.6%의 중성지질을 함유하고 있다. 기름골유지의 요오드가는 82 ∼ 87이며, 검화가는 185 ∼ 194이었다. 총지질의 구성지방산은 oleic acid가 65% 가량으로 가장 많은 함량을 나타내었으며 palmitic

IV. 연구개발 결과
기름골 괴경의 조지방은 18.6%이며 단백질 함량은 8.5%이어서 유지자원으로서의 이용은 물론 탈지 후 탈지박은 사료자원으로써도 이용이 가능하다. 기름골유지의 최적 추출방법은 수분 함량 15 - 20%에서 30mesh의 파쇄하여 n-hexane으로 추출하는 방법으로 나타났다. 기름골유지는 94.6%의 중성지질을 함유하고 있다. 기름골유지의 요오드가는 82 ∼ 87이며, 검화가는 185 ∼ 194이었다. 총지질의 구성지방산은 oleic acid가 65% 가량으로 가장 많은 함량을 나타내었으며 palmitic acid와 linoleic acid가 15∼ 16%이었고 stearic acid가 2.0% 정도 포함되어 있었다. 이는 식물성유지 들이 고도 불포화 지방산의 산화로 품질에 악영향을 받기 쉬운 점을 고려할 때 기름골유는 oleic acid가 주성분으로 이루어진 안정성이 높은 식물유지로서 가공적성이 우수할 것으로 사료된다. 기름골 괴경의 아미노산 조성을 분석하였다. 주요 구성 아미노산은 aspartic acid, glutamine, arginine 등이었나 cystine, methionine 등의 함량은 매우 낮게 나타났다.
기름골유지 생산시 얻어지는 부산물인 기름골 줄기의 사료적 가치 등을 검토하고자일반 분석을 행한 결과 고형분의 주요 성분은 조섬유였으며 회분과 조단백물질이 포함되어 있었고 조지방은 2.9%로 적은 양이었다. 기름골 줄기에 존재하는 수용성 당으로는 glucose와 fructose가 1.4% 가량씩 존재함을 알 수 있었고, sucrose는 상대적으로 적은 양이 존재하였다. 기름골 줄기에는 dry basis로 약 2.9%의 유지가 포함되었으며 주요 구성 지방산은 palmitic acid가 33% 가량을 구성하고 있으며 oleic, linoleic,linolenic acid도 상당량 존재하였다. 기름골 줄기의 아미노산의 총량은 약 3,450 mg /100g sample로 나타났으며, 주요 아미노산은 aspartic acid, glutamic acid, alanine,leucine 등이었으며 methionine도 약간 (55.6mg/100g sample) 포함되어 있었다.
기름골유지의 phosphorus content는 물의 양에 큰 영향을 받지 않았으며 crude oil자체의 phosphorus content도 약 20ppm (인지질로 600ppm, conversion factor=30) 정도로써 인지질 함량이 매우 낮았다. 이런 정도의 양은 추가 정제공정인 탈산과 탈색 공정에서도 제거가 가능하므로 독자적인 탈검공정은 필요하지 않은 것으로 사료되었다.
최적 탈산 조건은 12% NaOH를 0.5% 과잉 첨가하여 75℃에서 20분간 반응이었다. 기름골유지의 적정 탈색조건은 활성백토를 기름골유지 무게의 1.2%를 첨가하여 90℃에서30분간 반응시키는 것으로 최적화되었다. 기름골유지의 최적 탈취조건은 감압조건 0.3 mmHg에서 유지 중량의 1% stream 을 가하여 180℃ 에서 1시간 증류시키는 것으로 결정하였다.
기름골유지의 정제단계별 지방산 조성의 변화는 유의적인 차이를 보이지 않아 정제공정이 기름골유지의 지방산 조성에는 영향을 미치지 않았다.
기름골유지의 산화안정성은 Rrancimat 방법에 의하여 가열온도 95℃에서 원유와 탈취유의 유도기간이 48시간 이상으로 나타나 다른 식물성 유지보다도 더 높은 산화안정성을 보였다.
Hexane으로 추출한 기름골유지 원유 내의 tocopherol 함량은 970ppm이었으며 정제를 진행할수록 그 함량은 감소하여 탈취유에서는 875ppm으로 되었다. 기름골유지의 tocopherol은 α-, γ-, δ-tocopherol로 구성되어 있었으며 정제공정에 따라 조성비는 큰 차이를 보이지는 않았다.
정제 기름골유지를 shallow pan frying 조리용 cooking oil로 사용하고 유지가공제품인 마요네즈를 만들었을 때 일상적인 소비자 수준의 관능검사에서 기존의 제품들과 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
생산된 기름골유지에 대해 새로운 화장품 원료에 적용하는 각종의 안전성 시험을 행하였고, 그 결과 화장품 원료로서의 사용이 가능한 안전한 원료임을 확인하였다. 안전성이 확인된 기름골유지의 유화 원료로서의 기본적 성질 외에 부가적인 기능성을 검토하기 위하여 미백 및 주름개선 효과 등에 관한 검토도 별도로 하였다. 또한 화장품 원료로서의 기름골 유지의 산화적 물리적 안정성을 검토하기 위하여 성분 분석을 하였다. 성분 분석 결과, 기름골유지는 다른 식물성 유지에 비해서는 다가 불포화 지방산이 낮은 비율로 포함되어있었으나 장기간 보존 및 타 원료와의 배합이 필요한 화장품 제형의 특성상 보다 엄밀한 산화 안정성이 확보되어야 하므로 산패 방지 시스템의 개발이 필수적이다. 본 과제에서는 각종 천연물로부터 기름골 유지의 산화억제물질을 탐색하였으며, 100여종의 천연 추출물을 확보하여, 이의 기름골 유지에 대한 항산화 효과에 대해 검토하였다.
화장품은 제형 특성상 지용성 물질과 수용성 물질의 혼합이 필수적이므로 새로운 유지원료의 개발은 새로운 유화 안정화 기술의 개발을 필요로 한다. 본 과제에서는 단순히 제형 안정화에 관련된 유화 안정화뿐만 아니라 유효물질의 피부 침투성을 높이기 위한 추가적인 목표를 설정하고 기름골 유지를 이용한 나노파티클의 제조에 관한 연구를 수행하였으며, 제조된 나노파티클의 물리적 안정성에 대해 경시적인 관찰을 하였다.
모든 실험 결과 기름골유지는 화장품 원료유지로써 사용하는데 독성이나 유화안정성,산화안정성에서 아무런 문제가 없었다.

Abstract ▼

The objectives of the research project are 1) to optimize the extraction and refining process of Chufa (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck, also called yellow nut sedge, nut grass or earth almond) tuber oil, 2) to characterize the Chufa tuber oil, and 3) to develop the application technology o

The objectives of the research project are 1) to optimize the extraction and refining process of Chufa (Cyperus esculentus L. var. sativus Boeck, also called yellow nut sedge, nut grass or earth almond) tuber oil, 2) to characterize the Chufa tuber oil, and 3) to develop the application technology of Chufa tuber oil for food and non-food usage.
The results of proximate analysis showed that crude fat content of Chufa tuber was 18.6% whereas crude protein content was 8.5%. These results showed that the Chufa tuber can be used as a fat and oil resource, and defatted meal can also used as a feedstuff.
Chufa tuber was effectively obtained by n-hexane solvent extraction from 30mesh particles containing moisture content of 15 - 20%. Chufa tuber oil was shown to be composed of 94.6% neutral lipid, and iodine value and saponification value was 82 ∼ 87 and 185 ∼ 194, respectively. Major fatty acids found were oleic acid (65%), palmitic acid (15%), linoleic acid (16%), and stearic acid (2%).
Based upon fatty acid composition, the oxidative stability of the oil was considered high. Major amino acids found were aspartic acid, glutamine, and arginine, but the contents of cystine and methionine were very low.
In Chufas stem, the major component was crude fiber whereas crude fat content was 2.9%, and major fatty acid was palmitic acid (33%). Soluble sugars found in Chufa stem were glucose (1.4%), fructose (1.4%), and sucrose (trace amount).
Total amino acid content was about 3.5g/100g sample of which major components were aspartic acid, glutamic acid, alanine and leucine.
Phosphorus content of crude Chufa tuber oil was determined as about 20ppm (equivalent to 600ppm of phospholipids, conversion factor is 30) which was regarded very low compared to other crude vegetable oils. The small amount of phospholipids were also removed additionally during alkali refining and bleaching process, therefore, the degumming process of crude oil could be eliminated.
Optimum alkali refining was achieved with 12% NaOH solution with 0.5% excess amount at 75℃ for 20minutes reaction. Alkali refined oil was decolored by 1.2% activated clay at 90℃ for 30minutes. Bleached oil was then deodorized by addition of 1% carrier steam into oil at 180℃ for 1hr under the vacuum of 0.3mmHg.
Refining process was not shown to affect the change of fatty acid composition of Chufa tuber oil. Tocopherol content in crude oil decreased from 970ppm to 875ppm gradually with the progress of refining procedure. Chufa tuber oil showed very high oxidative stability (≥ 48hrs induction period by Rancimat) at 95℃.
RBD Chufa tuber oil was successfully used for shallow pan frying of food and manufacturing of mayonnaise.
RBD Chufa tuber oil was also successfully used for manufacturing of cosmetics such as facial creams in terms of toxicity, oxidative stability and emulsion stability.
The Chufa oil was utilized for manufacturibng of nanoparticle cosmetics.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 15
• 제1절 국내 식용유지의 수요 및 공급 현황 ... 15
• 제2절 연구개발의 범위 ... 16
• 제3절 식용유지의 앞으로의 전망 ... 17
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 19
• 제1절 기름골유지의 생산 공정 ... 19
• 제2절 국내외 관련기술의 현황과 문제점 ... 19
• 제3절 화장품 원료로써의 기름골유지 현황과 문제점 ... 21
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• 제1절 연구수행 방법 ... 22
• 제2절 연구개발수행 결과 ... 45
• 제4장 참고문헌 ... 67
• 끝페이지 ... 68