일반기술

방사선 조사를 이용한 글루코사민 제조방법

<기술의 개요>글루코사민(Glucosamine)은 관절 및 연골의 구성성분인 천연 아미노당의 하나로서, 분자식이 C6H13NO6이며, 탄소가 6개 있으므로 갈락토사민과 함께 헥소사민으로 총칭무색의 침상결정으로, 110 ℃에서 분해하며, 물에 녹는 강염기성 물질이다. 천연으로는 키틴(chitin)을 비롯하여 세균의 세포벽, 동물의 연골이나 피부를 구성하는 뮤코다당 등 다당류의 성분으로 널리 분포또한, 사람의 혈액이나 점액 속에 글루코사민과 결합한 단백질이 다량 함유되어 있으며, 적혈구의 세포막에는 글루코사민을 결합한 당지질이 존재하고 키틴을 염산 분해하여 제조됨.글루코사민은 관절 및 연골을 튼튼히 하는 데 도움을 주는 물질로 알려져 있어 퇴행성 관절염 치료제, 화장료 조성물 및 식품 등에 폭넓게 이용됨. 때문에 글루코사민을 경제적으로 대량 생산하는 방법에 대한 연구가 다양하게 행해지고 있음.효소를 이용하거나 미생물을 이용하여 글루코사민을 제조하는 방법은 처리공정은 장기간의 반응시간을 요하며, 반응조건에 따른 생물학적 반응조의 민감성으로 현장의 운전이 어려운 단점이 있고, 키틴 및 키토산의 분해효소 또는 분해 균주가 고가이므로 비용이 많이 든다는 단점이 있음. 또한 장기간의 반응시간을 요하므로 반응조의 건설비용이 과다 지출되며, 처리 후 멸균과정을 거쳐야 비로소 제품으로 이용가능한 단점이 있음.또 다른 방법으로, 초음파 또는 마이크로파를 이용한 공정 또는 열분해 공정이 있음. 초음파 또는 마이크로파를 이용한 공정은 아직 초기 연구단계에 머물고 있으며, 매우 높은 고주파수를 적용하여야 하고, 진동자의 잦은 교체로 인하여 운전 비용이 매우 높다는 단점이 있음.열분해 공정은 미생물에 의한 처리공정에 비하여 비교적 반응시간은 짧으나, 글루코사민 생성률이 낮고, 80℃ 이상의 온도를 8시간 이상 지속함에 따른 운전비용의 증가 등이 문제점으로 지적. 따라서 글루코사민 제조를 위한 보다 효과적이고 경제적인 방법의 개발이 요구되고 있는 실정임.<기술의 특징>본 기술에서는 새우, 게의 껍질 등과 같은 수산폐기물을 세척하고 파쇄한 후 염산을 담그고 탄산칼슘을 녹여낸 다음, 알칼리와 함께 끓여 단백질을 제거하고, 세척, 건조하여 키틴을 대량으로 얻을 후, 키틴에 산 또는 염기 수용액을 첨가하고 방사선 조사를 통해 글루코사민을 제조. 제조된 글루코사민을 회수하는 공정에서 열분해 단계를 개시하는데, 60~90℃의 온도 범위에서 30분 내~ 10시간 동안 실시함. 상기 반응시간 내에서 시간이 증가할수록 글루코사민의 생성율이 증가. 본 기술은 방사선을 조사함으로써 기존의 미생물 처리 공정보다 효율적이며, 효과적인 글루코사민 제조 방법을 제공함.본 기술의 글루코사민 제조방법은 방사선 조사기술을 이용함으로써 열분해 공정의 반응시간을 크게 단축할 수 있으며, 유래 미생물을 방사선 조사에 의하여 완전히 사멸시킬 수 있음. 또한 열분해 공정의 단독 적용보다 방사선 조사 후의 열분해 공정은 클루코사민 수득률을 한층 더 크게 증가시킬 수 있음으로 글루코사민을 대량 생산하는데 유용. 또한 수산폐기물을 키틴의 원료로 사용하여 재활용함으로써 날로 증가되고 있는 수산폐기물 처리에 소요되는 비용을 절감시키고 이를 자원화하여 고가의 글루코사민을 생산함으로 경제적 이익을 극대화함.