멜론씨 오일 정제를 위한 점토의 활용

가공 과정에서 멜론 씨앗은 과일 무게의 10%를 차지하지만, 호박씨나 해바라기씨와 비슷한 영양가를 가졌음에도 보통 버려진다.

점토에서 추출한 다양한 흡착 재료들.

 

과학자들이 점토를 사용하여 멜론 씨앗 오일을 정제하였다.

 

귀중한 영양소 추출

 

Ngo Truong Ngoc Mai, Luong Huynh Vu Thanh, Dang Huynh Gio, Cao Thanh Ngoc Hanh으로 구성된 Can Tho대학교, 공과대학 연구팀은 열 압착 멜론 씨앗 오일의 색소 흡착에 대한 다양한 종류의 점토 능력을 연구하였다.

 

Ngo Truong Ngoc Mai박사에 따르면, 멜론 씨앗 오일은 식품과 화장품에 사용하기에 적합하지만 짙은 노란색과 강한 향이 있다. 가공 과정에서 멜론 씨앗은 과일 무게의 10%를 차지하지만, 호박씨나 해바라기씨와 비슷한 영양가를 가졌음에도 보통 버려진다. 이 씨앗은 단백질, 지방, 오메가-3, 비타민, 미네랄이 풍부하여 식품 및 화장품에 사용하기에 적합하다.

 

멜론 씨앗 오일은 수압 압착, 냉 압착 또는 열 압착 방법으로 추출되며, 그 중에서 스크류 프레스를 통한 열 압착이 높은 수율을 보였다. 그러나 열 압착 오일은 짙은 노란색과 강한 향이 있어 제품 품질에 영향을 미친다.

 

오일을 정제하기 위해서는 카로틴(carotene)과 엽록소와 같은 색소를 물리적 또는 화학적 방법으로 제거해야 한다. 이 중에서 흡착은 높은 효율성, 낮은 비용 및 안전성 때문에 널리 사용되는 방법이다.

 

점토, 활성화된 카올린, 활성탄 및 실리카와 같은 재료들이 식물성 오일에서 색소와 불순물을 제거하기 위해 연구되었다. 특히 제올라이트(zeolite), 벤토나이트(bentonite) 및 점토 광물과 같은 천연 흡착 재료는 흡착 능력이 높아 오일의 색상을 감소시키는데 도움이 된다. 이러한 재료들은 환경 친화적이고 비용이 낮다는 뛰어난 장점을 가지고 있다.

 

베트남은 Binh Thuan, Lam Dong, Thanh Hoa 지역에 널리 분포된 풍부한 점토 자원을 보유하고 있다. 대부분의 천연 점토는 독성이 없으며, 간단한 처리 과정만 거치면 활성탄을 대체할 수 있어 생산 비용을 절감할 수 있다.

 

연구팀은 베트남 원산 점토를 열 압착 멜론 씨앗 오일의 색상 흡착 과정에 적용한 국내 최초의 연구를 수행하였다. 구체적으로, 멜론 씨앗에서 단단한 외피를 제거하고, 씻은 다음 결함이 있는 씨앗을 제거하기 위해 분류하였다. 그 후 일정 온도에서 프레스를 통해 압착하고 찌꺼기를 제거하기 위해 여과하였다.

 

Ha Nam성 Kien Khe 광산에서 온 회색 벤토나이트 점토와 Hai Duong성 Truc Thon에서 온 흰색 점토를 세척, 건조, 분쇄하고 체로 쳐서 고운 샘플을 얻었다. 그 후, 고운 벤토나이트와 고운 흰색 점토를 가공하여 정제된 벤토나이트와 고운 흰색 점토를 만들었다.

 

점토에서 정제 오일 분리

 

각 점토 유형은 10mL의 멜론 오일이 담긴 컵에 넣고 분당 100회전의 속도로 10분에서 90분까지 다양한 시간 동안 교반되었다. 샘플은 분당 4,000회전의 속도로 15분 동안 원심분리하여 흡착된 점토에서 오일을 분리한 다음, 여과지를 통해 여과하여 정제된 오일을 수집하였다.

 

Ngo Truong Ngoc mai 박사에 따르면, 일반적으로 식물성 오일에서의 정확한 색상 흡착 메커니즘은 아직 완전히 이해되지 않았으며 상당히 복잡하다. 현재까지 멜론 씨앗 오일에 대한 구체적인 색상 흡착 메커니즘 연구는 발표된 바 없다. 다른 식물성 오일에 대한 연구는 주로 흡착된 β-카로틴 함량에 기초하고 있지만, 식물성 오일의 다른 유기 성분들 간의 상호작용을 실제로 충분히 평가하지는 못했다.

 

이 연구에서 BTN, BTN-TC, ĐST 및 ĐST-NB의 4가지 점토 유형을 사용한 흡착 방법으로 열압착 멜론 씨앗 오일의 색상이 상당히 감소되었다. 그 중 가장 효과적인 흡착을 보인 두 가지 점토는 BTN과 BTN-TC였다.

 

BTN 점토의 최적 흡착 시간은 60분이며, 최적 흡착 재료 양은 오일 10mL당 1g으로, 315nm 파장에서 27.75%의 효율과 450nm 파장에서 77.21%의 효율을 달성하였다. BTN-TC 점토는 최적 흡착 시간이 40분이고 흡착 재료 양이 1g일 때, 315nm 파장에서 21.7%의 효율과 450nm 파장에서 92.53%의 효율을 달성하였다.

 

조사 결과에 따르면 멜론 씨앗 오일의 색상은 300-350nm와 400-500nm 두 파장 범위에 모두 존재하지만, 400-500nm 파장 영역의 성분이 더 강한 색상을 유발한다. 따라서 400-500nm 파장 영역의 색상 유발 물질이 오일에서 제거될 때 오일의 색상이 크게 감소한다.

 

이러한 재료들의 색상 흡착 능력은 자외선-가시광선(UV-Vis) 흡수 스펙트럼을 통해 평가되었다. 결과적으로, 고운 벤토나이트와 정제된 벤토나이트는 오일 10mL에 1g의 흡착 재료를 사용하고 최적 흡착 시간이 60분일 때 가장 높은 색상 흡착 효율을 보였다. 이 공정은 산업 생산에 바로 적용 가능하다.

 

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