KR100451566B1 - 엽록소 추출 방법 - Google Patents

Abstract

그늘 건조 단계와, 건조된 엽록소 함유 식물을 미세하게 분쇄하는 분쇄 단계와, 분쇄물을 추출용매와 함께 20 내지 30℃로 유지되는 추출기에 투입한 다음 교반하면서 엽록소 함유 식물로부터 엽록소를 추출하는 추출 단계와, 5내지 7℃ 범위로 유지되는 숙성기에서 추출액을 냉각시키는 냉각 숙성 단계와, 냉각 숙성된 추출액을 농축기에 투입하여 30 내지 40℃로 가열함으로써 추출용매를 증발시켜 농축물을 얻는 농축 단계와, 상기 농축물을 pH가 7.2 내지 7.5이며 수온이 5 내지 7℃인 냉각수와 1.5ℓ:150ℓ 비율로 엽록소 분해 장치에 투입한 다음 교반하여 희석액을 얻는 수성화 단계로 구성됨으로써 엽록소 함유 식물의 파괴가 없이 높은 수율로 엽록소 추출물을 추출할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

엽록소 추출 방법 {the method of extracting chlorophyll}

본 발명은 복합 활성 엽록소의 농축 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엽록소는 광합성을 하는 생물에 존재하는 녹색 색소로써, 추출하는 경우 광택을 내는 청록색을 띄는 파라핀 모양의 작은 결정으로 석출된다.

엽록소는 알코올, 에테르, 클로로포름 또는 아세톤과 같은 용매에 잘 녹는 성질을 가지고 있다.

또한, 엽록소는 지름이 5㎛ 정도인 구상(球狀) 구조의 엽록체 속에 들어 있고, 일종의 포르피린 화합물인 헤모글로빈과 구조가 유사하여 단지, Fe대신 Mg을 함유하는 포르피린이다.

엽록소는 암, 위장병, 여드름, 기미, 주근깨, 얼룩점, 빈혈, 만성 피로, 심장질환, 고혈압, 중풍, 간염 및 간경화에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

특히, 당뇨 및 고혈압은 대부분 비만에 기인하여 이를 원인 인자로 고지혈증을 유발하며, 이의 발병기전으로 인하여 고혈압 또는 동맥경화가 유발되기 때문에 원초적인 비만원인 인자로서 고지혈증 치료제가 절실히 요구되고 있는 실정이다.

현재 국내에서는 대부분 자생하는 식물로부터 추출한 다양한 조 추출물을 이용하여 식품 첨가제로서 비만 억제 효과를 유도하고 있지만 그 다지 큰 효과는 거두지 못하고 있다.

엽록소의 강력한 효능에도 불구하고 그것을 섭취하기 위해서는 이제까지 생식이나 녹차, 케일 또는 뽕잎과 같은 녹색 식품을 직접 섭취하는 방법 외에는 없었다.

즉, 엽록소의 응용에 있어서 가장 중요한 문제는 엽록소 자체가 아니라 그것의 추출 방법 및 농축에 있었다.

엽록소의 구조와 가능을 규명한 이래, 엽록소의 놀라운 효능은 100여 년이 넘도록 다양한 연구와 임상 실험을 통하여 입증되어 왔으나, 추출 방법의 발전은 미흡하였다.

현재까지 자연 상태의 순수한 엽록소의 추출이 불가능하였기 때문에 아세톤 또는 염산과 같은 유기 용제에 침지시켜 기계적인 고초음파 방법 및 저초음파 방법으로 추출하는 방법을 사용하였으나, 추출한 다음 유해한 유기 용제를 완전히 제거하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 일본국 특허 공개 공보 일개소59-33231호 및 동 일개평2-83329호에서는 알코올 용액 속에서 초음파에 의해 엽록소를 추출하는 엽록소 추출 장치와 엽록소 제재의 제법에 대하여 게재하고 있으나 초음파에 의하여 추출액에 존재하는 엽록소가 파괴되는 문제가 발생하였다.

또한, 추출된 엽록소의 추출용매가 빠르게 증발하여 추출액 내에 포함된 엽록소를 보호할 수 없게 되기 때문에 엽록소가 파괴되는 치명적인 문제점이 발생되었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 엽록소 함유 식물로부터 파괴됨이 없이 엽록소를 고 수율로 추출하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 그늘 건조 단계와, 건조된 엽록소 함유 식물을 미세하게 분쇄하는 분쇄 단계와, 분쇄물을 추출용매와 함께 20 내지 30℃로 유지되는 추출기에 투입한 다음 교반하면서 엽록소 함유 식물로부터 엽록소를 추출하는 추출 단계와, 5내지 7℃ 범위로 유지되는 숙성기에서 추출액을 냉각시키는 냉각 숙성 단계와, 냉각 숙성된 추출액을 농축기에 투입하여 30 내지 40℃로 가열함으로써 추출용매를 증발시켜 농축물을 얻는 농축 단계와, 상기 농축물을 pH가 7.2 내지 7.5이며 수온이 5 내지 7℃인 냉각수와 1.5ℓ:150ℓ 비율로 엽록소 분해 장치에 투입한 다음 교반하여 희석액을 얻는 수성화 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의해 엽록소를 추출하는데 사용되는 식물로는 일반 녹엽 식물, 녹조, 조류, 뽕잎, 솔잎, 대추, 칡뿌리, 다시마, 깻잎 및 두충 껍질과 같이 보통의 엽록소 원료로서 사용되는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다.

또한, 잎 부분뿐만 아니라 뿌리와 껍질과 줄기 부분도 사용될 수 있다.

이러한 엽록소 원료는 깨끗이 수세하여 그늘에서 10 내지 20일 동안 자연 건조 시킨다.

이때, 색상이 변하지 않도록 그늘에서 건조시키는 것이 바람직하며, 건조기간은 10일 내지 20일이 바람직한데, 10일 보다 적을 경우 건조가 제대로 이루어지지 않지만, 20일을 초과하여 건조하더라도 건조 수율의 변화는 증가되지 않기 때문에 20일 이내면 충분하다.

건조된 엽록소 함유 식물은 미세하게 분쇄하여 10 내지 20 메쉬의 그물크기를 지니는 채로 거른 것을 사용한다.

이때, 10 메쉬 보다 적은 경우에는 엽록소가 파괴될 수 있고, 20 메쉬보다 큰 경우에는 후속 하는 공정에서 엽록소의 추출이 어려워진다.

분쇄된 엽록소 함유 식물은 추출 용매와 혼합되어 추출기에서 엽록소의 추출이 이루어지는데, 추출 용매는 엽록소를 용해할 수 있는 종류라면 모두 사용될 수 있으나 에탄올과 같이 인체에 무해한 용매가 바람직하며, 곡물 또는 과실로부터 형성된 주정이 더욱 바람직하다.

추출물이 뽕잎을 주원료로 사용하는 경우에는 추출기에 투입되는 엽록소 함유 식물과 추출용매의 혼합비율은 중량비로 30 : 70으로 하는 것이 바람직하다.

그러나 뽕잎 이외의 식물 또는 잎 이외의 부분으로부터 엽록소를 추출하는경우의 혼합비율은 50㎏:100ℓ가 바람직하다.

한편, 교반기에 의해 혼합물을 교반하는 과정에서 엽록소의 추출이 촉진되도록 분사기의 노즐을 통해 혼합물을 원통형 내벽에 분사 충돌시킬 수 있다.

상기한 바와 같이 엽록소 함유 분쇄 분말로부터 엽록소 추출액을 추출하는 공정에서 엽록소의 추출 효율을 증대시키기 위하여 엽록소 함유 식물과 추출 용매를 50㎏:100ℓ의 비율로 혼합하여 2 내지 3시간 동안 교반하면서 추출한 다음 24시간 동안 침전시켜 질 좋은 엽록소 추출액만을 회수하여 숙성 탱크에서 24시간 동안 숙성 및 침전시킨다.

추출 고형분과 용매의 비율이 50㎏:100ℓ이 되도록 추출 용매를 보충하여 2 내지 3시간 동안 교반 추출한 다음 엽록소 추출 탱크에서 24시간 동안 침전시킨다.

한편, 뽕잎만을 사용하여 엽록소를 추출하는 경우에는 추출기의 가동을 25 내지 35분간 실시한 다음 10 내지 15분간 휴지 하는 공정을 8 내지 12회 실시한 후 엽록소가 추출되고 난 분말의 침전이 충분히 일어나도록 12시간 동안 대기시킬 수 있다.

이와 같이 추출 공정 중에 가동을 중단하는 이유는 뽕잎 분말을 추출기 내부에서 지속적인 충돌이 일어나면서 추출액의 온도가 과다하게 상승하여 엽록소가 파괴되는 것은 물론이고 엽록소의 추출효율이 떨어지기 때문이다.

상기 추출단계에서 추출된 추출액으로부터 추출용매의 증발량을 단축하기 위하여 5 내지 7℃ 범위내의 숙성기에서 냉각 숙성시킨다.

추출용매에 녹아있던 엽록소는 냉각 숙성 단계를 거치면서 숙성됨과 동시에추출용액에 녹아있는 엽록소의 분포가 균일화된다.

이때 숙성 온도는 5 내지 7℃가 바람직한데, 상기 온도를 벗어나서 숙성시키는 경우에는 추출용매가 추출액으로부터 급격히 빠르게 증발하게 된다.

만약, 숙성공정에서 추출액으로부터 추출용매가 증발하면 추출액 내에 포함된 엽록소를 보호할 수 없어 엽록소가 파괴되는 치명적인 문제점이 발생되기 때문이다.

상기한 바와 같은 숙성공정을 거쳐 추출액이 얻어지면 상기 추출액을 농축기에 투입하여 가열시키면서 교반하여 추출용매를 증발시키므로써 농축물을 얻는다.

농축 온도는 30 내지 40℃가 바람직한데 30℃보다 낮은 경우에는 용매의 증발이 제대로 일어나지 않아 시간이 많이 소요됨으로써 엽록소가 파괴될 수 있고, 40℃보다 높은 경우에는 고온으로 인하여 엽록소가 파괴될 수 있다.

추출 용액의 농축은 1회 때 48ℓ를 투입하여 12ℓ까지 농축하고, 다시 24ℓ를 투입하여 4시간 농축과정을 10회 걸쳐 24ℓ의 수용 농축액을 얻는다.

상기 농축물을 pH가 7.2 내지 7.5이며 수온이 5 내지 7℃인 냉각수와 농축 엽록소를 대한민국 특허 309118호에 공지된 엽록소 분해 장치에 투입한 다음 분해하여 엽록소 희석액을 얻게 된다.

예를 들어, 원심교반기의 탱크내에 150ℓ의 냉각수를 넣은 다음 여기에 농축물 1.5ℓ를 투입하고 이를 교반하여 엽록소의 함유량이 약 7% 정도인 희석액을 얻는데, 상기 엽록소의 함유량은 농축물의 첨가비율에 따라 조절 가능하다.

상기한 공정 시 농축물에서 용해된 엽록소는 냉각수에 분해되어 희석되고,분해되지 않은 농축 찌꺼기는 상기 공정 중에 탱크내에 침전되지 않고 부유물로 부상하게 되므로 제거 가능하다.

이때, 냉각수의 pH는 7.2 내지 7.5가 바람직한데, pH가 7.2보다 작은 경우에는 엽록소가 산화되어 파괴되는 문제가 있고, 7.5보다 큰 경우에는 물과 혼화가 되지 않아 엽록소가 냉각수로부터 분리되는 문제가 있다.

또한 냉각수의 수온은 5 내지 7℃가 바람직한데, 이 온도의 범위가 벗어나는 경우에는 엽록소가 파괴되는 문제가 있다.

그리고 추출액과 냉각수의 비율은 150ℓ : 1.5ℓ가 바람직한데, 이보다 낮은 경우에는 섭취하는 사람들이 엽록소의 함량을 느낄 수가 없는 문제가 있고, 높은 경우에는 엽록소의 함량이 너무 많아 섭취하기에 거북한 느낌을 받을 수 있는 문제가 있다.

<실시예>

뽕잎 50g, 솔잎 30g 및 두충 10g 정량 하여, 흐르는 물로 깨끗이 씻은 다음, 그늘에서 15일 동안 건조시켰다.

건조가 완료된 원료를 분쇄하여 15메쉬의 크기를 지니는 채로 거른 다음 자체 제작한 추출기에 발효주정과 50㎏:100ℓ의 비율이 되도록 투입한 후, 2시간 동안 추출을 실시하였다.

1차 추출이 완료된 다음, 24시간 동안 침전 시켰다가 60ℓ를 회수하여 6℃로 유지되는 숙성 탱크에서 24시간 동안 침전시키고, 추출액의 고형분과 주정의 비율이 50㎏:100ℓ가 되도록 주정을 보충한 다음, 2시간 동안 추출하고 24시간 동안 침전시켰다가 60ℓ의 추출액을 회수한다.

2차 추출이 완료된 다음, 6℃로 유지되는 숙성탱크에서 24시간 동안 침전시켰다가 추출액의 고형분과 주정의 비율이 50㎏:100ℓ가 되도록 주정을 보충한 다음, 2시간 동안 추출을 실시하였다.

3차 추출이 완료된 다음, 6℃로 유지되는 숙성탱크에서 24시간 동안 침전시켰다가 자체 제작한 농축기에 투입하여 35±5℃에서 4시간 동안 농축시켜 12ℓ의 농축물을 얻은 다음, 다시 24ℓ를 투입하여 4시간 농축과정을 10회 걸쳐 24ℓ의 수용 농축액을 얻었다.

여기에 pH가 7.4인 수온 6℃의 냉각수을 상기 농축물과 1.5ℓ:150ℓ의 비율로 혼합하여 대한민국 특허 309118호에서 공지된 엽록소 분해 장치에서 1시간 동안 분리하여 농축 찌꺼기를 제거시킨 엽록소 추출 용액을 얻었다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 엽록소 함유 식물의 파괴가 없이 높은 수율로 엽록소 추출물을 추출할 수 있는 방법을 제공하는 바람직한 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 그늘 건조 단계와, 건조된 엽록소 함유 식물을 미세하게 분쇄하는 분쇄 단계와, 분쇄물을 추출용매와 함께 20 내지 30℃로 유지되는 추출기에 투입한 다음 교반하면서 엽록소 함유 식물로부터 엽록소를 추출하는 추출 단계와, 5내지 7℃ 범위로 유지되는 숙성기에서 추출액을 냉각시키는 냉각 숙성 단계와, 냉각 숙성된 추출액을 농축기에 투입하여 30 내지 40℃로 가열함으로써 추출용매를 증발시켜 농축물을 얻는 농축 단계와, 상기 농축물을 pH가 7.2 내지 7.5이며 수온이 5 내지 7℃인 냉각수와 1.5ℓ:150ℓ 비율로 엽록소 분해 장치에 투입한 다음 교반하여 희석액을 얻는 수성화 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 엽록소 추출 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   엽록소 함유 식물이 뽕잎이고 뽕잎과 추출 용매의 비율이 중량비로써 3:7인 것을 특징으로 하는 엽록소 추출 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   엽록소 함유 식물이 녹엽 식물, 녹조, 조류, 뽕잎, 솔잎, 대추, 칡뿌리, 다시마, 깻잎 또는 두충 껍질을 포함하는 식물의 잎 부분, 뿌리, 껍질 또는 줄기 부분으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 엽록소 추출 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   추출 단계가 엽록소 함유 식물과 추출 용매를 50㎏:100ℓ의 비율로 혼합하여 2 내지 3시간 동안 교반하면서 추출한 다음 24시간 동안 침전시켜 질 좋은 엽록소 추출액만을 회수하여 숙성 탱크에서 24시간 동안 숙성 및 침전시킨다음, 추출 고형분과 용매의 비율이 50㎏:100ℓ가 되도록 추출 용매를 보충하여 2 내지 3시간 동안 교반 추출한 다음 5 내지 7℃ 범위내의 냉장실에서 24시간 동안 침전시키는 것을 특징으로 하는 엽록소 추출 방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   추출 단계가 추출기의 가동을 25분 내지 35분 간 실시한 다음 10 내지 15분간 휴지하는 공정을 8 내지 12회 실시한 후 12시간 동안 대기시키는 것을 특징으로 하는 엽록소 추출 방법.
6. 제 4 항 또는 5 항에 있어서,

   농축단계에서 1차 농축 때 추출 용액 48ℓ를 투입하여 12ℓ까지 농축하고, 다시 24ℓ를 투입하여 4시간 농축과정을 10회 실시하여 24ℓ의 수용 농축액을 얻는 것을 특징으로 하는 엽록소 추출 방법.