KR100583887B1 - 잎담배 물질로부터의 에스테르계 향기물질 고도 추출방법, 이 추출물을 이용한 담배 가향제 및 권련 담배 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잎담배 물질로부터 향기물질을 추출하는 방법에 관한 것으로서, 자세하게는 수산화나트륨용액과 비극성 용매에 차례로 추출된 잎담배 물질을 극성용매로 추출한 후, 용매층에 산처리하여 결정체를 제거하는 공정으로써 에스테르계 향기물질을 고도로 추출하는 방법에 관한 것이다.

잎담배로부터 가향제의 역할을 할 수 있는 향기물질 추출방법은 담배품질 향상에 매우 중요한 기술인 바, 다양한 추출방법이 제시되어 왔으나 종래의 기술은 케톤류, 에스테르류, 알콜류, 락톤류 등과 같은 잎담배의 모든 향기성분 물질을 한꺼번에 추출하는 것이지 특정 향기성분 만을 강화하여 추출할 수는 없기 때문에, 특정향만의 강도를 조절하여 담배의 향끽미하고 다양화하는 데에는 한계가 따를 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 잎담배 물질에 물 또는 수산화나트륨 용액 중 선택된 하나의 용매를 투입하여 수용성 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하는 공정; 상기 추출용액이 제거된 잎담배 물질을 1차 건조시키는 공정; 상기 건조된 잎담배 물질에 비극성용매를 투입하여 탄화수소류 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하는 공정; 상기 잎담배 물질을 2차 건조시키는 공정; 상기 2차 건조된 잎담배 물질에 극성용매를 투입하여 추출하고 잎담배 물질은 제거하는 공정; 상기 추출용액에 산을 투입하여 결정체를 형성시키는 공정; 상기 결정체를 제거하는 공정;및 상기 결정체가 제거된 추출용액을 농축하는 공정; 을 포함하는 잎담배 물질로부터의 에스테르계 향기물질 고도 추출방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 잎담배 물질로부터 에스테르계 성분들을 강화한 향기물질을 추출할 수 있으므로 각종 향기의 동반 상승없이 에스테르계 특유의 과일향 만을 충분히 강화시킬 수 있어 담배의 끽미 개선 및 다양화에 크게 기여하는 효과가 있다.

잎담배, 에스테르계, 가향제

Description

잎담배 물질로부터의 에스테르계 향기물질 고도 추출방법, 이 추출물을 이용한 담배 가향제 및 권련 담배{Method of highly Extracting Ester from tobacco, Tobacco flavoring stuff and Flavored cigarette with the extract}

본 발명은 잎담배 물질로부터 향기물질을 추출하는 방법 등에 관한 것으로서, 자세하게는 수산화나트륨용액과 비극성 용매에 차례로 추출된 잎담배 물질을 극성용매로 추출한 후, 용매층에 산처리하여 결정체를 제거하는 공정으로써 에스테르계 향기물질을 고도로 추출하는 방법에 관한 것이다.

권련담배에는 니코틴 등과 같이 끽미를 저해하는 요소들이 많이 포함되어 있기 때문에 상품가치를 높이기 위해서는 일반적으로 각종 가향제를 첨가하여 향끽미를 좋게하고 있다. 이러한 가향제 중에서도 잎담배로부터 추출된 향기 물질을 이용하게 되면 잎담배 특유의 향과 맛을 유지시키면서도 흡연자가 선호하는 향끽미를 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

따라서 잎담배로부터 가향제의 역할을 할 수 있는 향기물질 추출방법은 담배품질 향상에 매우 중요한 기술인바, 이를 위해서 잎담배를 파우더형태로 제조하여 초임계 상태에서 추출하는 방법, 잎담배를 파우더형태로 제조하여 저알콜성 용매로 추출하는 방법, 잎담배를 용매로 추출한 후 흡착제와 이산화탄소를 처리하여 추출하는 방법, 잎담배를 용매로 추출한 후 자외선과 산소를 처리하여 추출한 방법 등 다양한 추출방법이 제시되어 왔다.

그러나 종래의 기술은 케톤류, 에스테르류, 알콜류, 락톤류 등과 같은 잎담배의 모든 향기성분 물질을 한꺼번에 추출하는 것이지 특정 향기성분 만을 강화하여 추출할 수는 없기 때문에, 특정향만의 강도를 조절하여 담배의 향끽미하고 다양화하는 데에는 한계가 따를 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이, 종래 기술이 갖는 향기물질 추출의 한계를 극복하기 위하여, 본 발명은 흡연가에게 가장 선호되는 에스테르계 성분들을 강화된 향기물질 추출방법을 제공하고 구체적으로는 이 추출물을 이용한 담배 가향제 및 권련담배의 제공을 목적으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 (a) 잎담배 물질에 물 또는 수산화나트륨 용액 중 선택된 하나의 용매를 투입하여 수용성 물질을 추출한 뒤 그 추출용액을 제거하는 공정; (b) 상기 추출용액이 제거된 잎담배 물질을 1차 건조시키는 공정; (c) 상기 건조된 잎담배 물질에 비극성용매를 투입하여 탄화수소류 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하는 공정; (d) 상기 잎담배 물질을 2차 건조시키는 공정; (e) 상기 2차 건조된 잎담배 물질에 극성용매를 투입하여 추출하고 잎담배 물질은 제거하는 공정; (f) 상기 추출용액에 산을 투입하여 결정체를 형성시 키는 공정; (g) 상기 결정체를 제거하는 공정;및 (h) 상기 결정체가 제거된 추출용액을 농축하는 공정; 을 포함하는 잎담배 물질의 에스테르계 향기물질 추출방법을 제공한다.

상기 (a)공정에서는 잎담배 뿐만아니라 엽설이나 담배가루와 같은 부산물을 포함하는 잎담배 물질로부터 수용성 물질을 추출해 내는 것이 목적인바, 상기 잎담배 물질에 물 또는 수산화나트륨 용액을 용매로 투입함으로써 실온에서 수용성 물질을 추출해 낸 뒤, 수용성 물질이 용매로 추출되어 혼합된 추출용액을 여과하여 제거하고 잎담배 물질만 남긴다. 이 때 수산화나트륨 용액은 1~3몰농도가 적당하며 투입되는 용매의 양은 잎담배 물질의 질량 대비 3~8배 사이가 적당하다.

상기 (b)공정에서는 상기 공정(a)에서 얻은 잎담배 물질을 건조시킨다. 건조 방법은 직사광선을 피하여 음지에서 자연통풍시켜 건조하는 것이 바람직하다.

상기 (c)공정에서는 펜탄(Pentane), 헥산(Hexane), 헵탄(Heptane) 등과 같은 비극성 용매를 상기 1차 건조된 잎담배 물질에 투입하여 탄화수소류 (HydroCarbon) 물질을 추출한 뒤, 탄화수소 물질이 추출되어 혼합된 용액을 여과하여 제거하고 잎담배 물질만 남긴다. 이 때 상기 비극성 용매의 양은 잎담배 물질의 질량대비 3~8배 사이가 적당하다.

상기 (d)공정에서는 상기 공정(c)에서 얻은 잎담배 물질을 2차 건조시킨다. 건조 방법은 1차 건조와 마찬가지로 그늘에서 자연통풍시켜 건조하는 것이 바람직하다.

상기 (e)공정은 본 발명에서 목적하는 에스테르계 물질을 추출하기 위한 공 정으로서, 메탄올 또는 에탄올 등의 극성용매를 상기 2차 건조된 잎담배 물질에 투입하여 에스테르계 물질을 포함한 물질을 추출하고, 잎담배 물질은 여과하여 제거한 뒤, 추출용액만을 남긴다. 이 때 상기 극성 용매의 양은 잎담배 물질의 질량대비 3~8배 사이가 적당하다.

상기 (f)공정에서는 상기 공정(e)에서 얻은 추출용액 중의 잔존하는 염기성 물질을 제거하기 위하여 산처리가 수행된다. 이 때 투입되는 산은 구연산, 주석산, 탄닌산, 옥살산 등 다양한 종류의 산이 사용될 수 있으나, 인산이 가장 효과적이며 투입되는 인산의 양은 용매 대비 질량 기준으로 1 : 0.002의 비율인 것이 바람직하다. 일단, 산을 투입한 후에는 반응이 잘 일어나도록 일정시간 교반해 주어야 하며 온도가 낮을 수록 반응속도가 빨라지게 되나, 경제성을 고려하면 온도는 15˚C ~ 20˚C 사이로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 (g)공정에서는 상기 공정(f)의 산처리 과정에서 생성되는 결정체를 여과하여 제거함으로써 잔여 염기성 물질을 제거한다.

상기 (h)공정에서는 염기성 물질이 제거된 추출용액을 농축하여 에스테르계 향기물질이 강화된 잎담배 향기물질을 최종적으로 추출할 수 있다.

상기 공정 즉, 잎담배 물질에 물 또는 수산화나트륨 용액 중 선택된 하나의 용매를 투입하여 수용성 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하고; 잎담배 물질을 건조시킨뒤 이에 비극성용매를 투입하여 탄화수소류 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하고; 재차 잎담배물질을 건조시키고 이 건조된 잎담배 물질에 극성용매를 투입하여 추출하고 잎담배 물질을 제거하고 남은 추출용액에 산처리하여 염기성물질을 제거한 뒤; 잔여 추출용액을 농축하여 얻어진, 에스테르계 향기물질이 강화된 추출물은 원료 가공과정에서 가향 목적으로 단독 투입되거나 다른 종류의 담배가향제와 적절한 비율로 혼합하여 사용될 수 있는바, 에스테르계 가향제의 비율 조절이 용이하여 과일향의 강도를 다양하게 변화시킨 담배 가향제의 제조가 가능하다.

따라서 본 발명에 따른 에스테르계 향기물질를 포함하는 담배 가향제를 이용하여 제조된 권련담배는, 담배 가향제 중 에스테르계 가향제가 차지하는 비율을 변화시켜 과일향의 강도를 달리하는 다양한 종류의 권련담배 제품을 생산함으로써 소비자의 제품 선택의 폭을 넓히고 소비자 기호에 최적인 권련담배를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

-실시예-

담배가루 1kg에 3몰 농도의 수산화나트륨 용액 5kg을 투입하여 실온에서 7시간 추출한 뒤, 프레스 여과하여 추출용액을 제거함으로써 담배가루만 획득하였다.

상기 담배가루를 그늘진 곳에서 자연통풍시키면서 수분이 10%이하가 되도록 건조시켰다.

상기 건조된 담배가루에 헥산(Hexane)용액 5kg을 투입하여 실온에서 7시간 놓아둔 뒤, 프레스 여과하여 추출용액을 제거함으로써 다시 담배가루만 획득하였다.

상기 담배가루를 재차 그늘진 곳에서 자연통풍시키면서 수분이 10%이하가 되도록 건조시켰다.

상기 재 건조된 담배가루에 메탄올 7kg을 투입하여 실온에서 7시간 추출한 뒤, 프레스 여과하여 잎담배 물질이 제거된 추출용액을 획득하였다.

상기 추출용액 1kg 당 2g의 인산을 투입하고, 30분정도 정도 휘저은 후, 18˚C에서 20시간 정도 놓아 두었다.

상기 추출용액을 여과하여 결정체를 제거한 뒤, 추출용액을 완전히 농축(감압 방식)하여 에스테르계 물질 5g을 획득하였다.

다음은 본 실험을 통해서 획득한 향기물질의 에스테르계 주요 성분 구성비에 대한 표와 크로마토그래피이다.

<표>

<그림>

상기 표와 같이, 본 발명에 따른 향기물질은 메틸 레빌리네이트(Methyl levulinate), 메틸 팔미테이트(Methyl Palmitate), 메틸 스티레이트(Methyl stearate), 메틸 올리에이트(Methyl oleate), 메틸 리놀리에이트(Methyl linoleate) 및 메틸 리놀리네이트(Methyl linolenate) 성분이 각각 4.5%, 16.3%, 3.6%, 2.1%, 4.1% 및 9.2%이며, 이는 여러 차례의 동일한 실험결과 평균 ±10%의 오차범위내에서 일정한 값을 갖는 것으로 나타났다.

이상에서 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 개시하였으나 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니며, 실시예에 사용된 재료들은 균등한 범위의 다른 재료로 대체되어도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.

본 발명에 따르면, 잎담배 물질로부터 에스테르계 향기물질을 고도로 추출할 수 있으므로 다른 향기의 동반 상승을 최대한 줄이고 에스테르계 특유의 과일향 만을 충분히 강화시킬 수 있어 담배의 향끽미 개선 및 다양화에 기여하는 효과가 크다고 할 수 있다.

이 뿐만 아니라, 잎담배 생엽 뿐만 아니라 엽설이나 담배가루 등 담배 제조과정에서 부산되는 폐기물들을 활용하여 향기물질을 추출할 수 있으므로 자원 재활용의 효과도 기대할 수 있다.

Claims (14)

1. (a) 잎담배 물질에 물 또는 수산화나트륨 용액 중 선택된 하나의 용매를 투입하여 수용성 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하는 공정;

   (b) 상기 추출용액이 제거된 잎담배 물질을 1차 건조시키는 공정;

   (c) 상기 건조된 잎담배 물질에 비극성용매를 투입하여 탄화수소류 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하는 공정;

   (d) 상기 잎담배 물질을 2차 건조시키는 공정;

   (e) 상기 2차 건조된 잎담배 물질에 극성용매를 투입하여 추출하고 잎담배 물질은 제거하는 공정;

   (f) 상기 추출용액에 산을 투입하여 결정체를 형성시키는 공정;

   (g) 상기 결정체를 제거하는 공정;및

   (h) 상기 결정체가 제거된 추출용액을 농축하는 공정; 을 포함하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 공정(a)에서 수산화나트륨 용액은 1~3몰농도를 갖는 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 잎담배 물질은 엽설 또는 담배가루에서 선택되는 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 공정(c)에서 비극성용매는 헥산(Hexane)인 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 공정(e)에서 극성용매는 메탄올인 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
6. 제 1항에 있어서, 상기 공정(f)에서 투입되는 산은 인산인 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 공정(a), (c) 및 (e)에서 잎담배 물질에 투입되는 용매의 양은 시료 질량의 3~8배 사이에서 선택되는 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 공정(b) 및 (d)에서 잎담배 물질의 건조는 음지에서 자연통풍을 이용하는 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 공정(a),(c),(e) 및 (g)에서 추출용액을 분리하는 방법은 여과에 의하는 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 공정(f)에서 투입되는 산의 양은 용매 대비 질량 기준으로 1 : 0.002의 비율인 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 공정(f)에서 산이 투입된 추출용액을 교반하여 반응을 촉진하는 것을 특징으로 하는 에스테르계 향기물질 고도 추출방법.
12. 잎담배 물질에 물 또는 수산화나트륨 용액 중 선택된 하나의 용매를 투입하여 수용성 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하고;

    잎담배 물질을 건조시킨뒤 이에 비극성용매를 투입하여 탄화수소류 물질을 추출하여 그 추출용액을 제거하고;

    재차 잎담배물질을 건조시키고 이 건조된 잎담배 물질에 극성용매를 투입하여 추출하고 잎담배 물질을 제거하고 남은 추출용액에 산처리하여 염기성물질을 제거한 뒤;

    잔여 추출용액을 농축하여 얻어진 에스테르계 성분이 강화된 향기물질를 포함하는 것을 특징으로 하는 담배 가향제.
13. 제 12항에 있어서, 상기 에스테르계 향기물질은 메틸 레빌리네이트(Methyl levulinate), 메틸 팔미테이트(Methyl Palmitate), 메틸 스티레이트(Methyl stearate), 메틸 올리에이트(Methyl oleate), 메틸 리놀리에이트(Methyl linoleate) 및 메틸 리놀리네이트(Methyl linolenate) 성분이 ±10%의 오차범위에서 각각 4.5%, 16.3%, 3.6%, 2.1%, 4.1% 및 9.2%의 구성비율을 갖는 것을 특징으로 하는 담배 가향제.
14. 제 12항의 담배 가향제를 이용하여 제조된 권련담배는 담배 가향제 중 에스테르계 향기물질이 차지하는 비율을 변화시킴으로써 과일향의 강도를 달리하여 제조되는 것을 특징으로 하는 권련담배.