KR100697317B1 - 봉선화의 원형을 장기보존하기 위한 동결건조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개화된 봉선화로부터 꽃잎, 잎, 뿌리 및 종자를 수집하여 1시간 이내에 선별하여, 급속 동결시 세포조직의 파괴를 방지하고 색상보호를 위하여 동해보호제인 gycerol(1∼4%) 및 glucose(2∼4%)와 삼투압보호제인 betaine(1∼4%)이 함유된 70% 알콜 용액으로 조성된 탈색방지 및 유연제를 피복시켜 표면건조 후 다양한 진공포장용 용기 속에 장식시킨 후 영하 196℃ 액체질소 표면 약 5㎝ 상단에 위치시켜 액체질소 기화냉기에 10∼20분간 급속동결하고, 예비 급속동결된 봉선화를 -40℃ 이하로 조정된 동결건조기 내로 옮겨 최종 -80℃ 온도에서 수분 함량이 3wt% 정도로 될 때까지 진공상태에서 동결건조하여 10mTorr 이하의 진공 수준에서 가압식으로 용기를 진공처리 포장하여 봉선화를 연중 어느 때라도 감상할 수 있을 뿐만 아니라 개봉 후에는 원래 봉선화에 함유되어 있는 특유의 방향, 착염 및 항균기능을 이용할 수 있도록 장기보존하는 방법에 관한 것이다.

봉선화, 동결건조, 동해보호제, 급속동결, 원형보존, 봉선화 물들이기

Description

봉선화의 원형을 장기보존하기 위한 동결건조방법{Long term peservation method of the original form of garden balsam througth vacuum treatment after rapid freeze-drying}

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

A. 동결건조 전 피복처리과정

B. 병입 장식 과정

C. 액체질소 기화냉기를 이용한 급속 예비동결

D. 동결건조기내 동결건조 및 진공처리 과정

E. 동결건조 후 진공포장된 봉선화 원형

본 발명은 봉선화(꽃잎, 잎, 종자 및 그 혼합물)를 액체질소 표면 위에 위치시켜 순간적으로 급속 동결시키되, 봉선화가 급속하게 동결됨으로써 발생되는 미세한 균열 등의 동해방지와 색상변화를 억제하기 위하여 당류(glucose, sucrose, fructose, trehalose 등), 부동제(glycerol, ethylene glycol 등) 및 삼투압보호제(betaine 등) 등을 혼합한 용액을 스프레이로 피복 처리하여 3∼5분 상온에서 풍건한 후 다양한 진공포장용 용기(유리병, 아크릴통, 데시케이트 등) 속에 장식시킨 후 용기의 상단부에 밀폐용 캡(고무마개)을 위치시키고 영하 196℃ 액체질소 표면의 상단에 정치시켜 액체질소 기화 냉기(-30∼-60℃)에 의하여 10∼20분간 급속하게 예비동결시킨다. 예비 급속동결된 봉선화를 -40℃ 이하로 미리 조정된 동결건조기 내부로 옮겨 최종 -80℃ 온도에서 수분 함량이 3wt% 정도로 될 때까지 5∼15일간 진공상태에서 동결건조하여 10mTorr 이하의 진공 수준에서 가압식으로 밀폐용 캡(고무마개)을 압착하여 용기를 진공포장하여 살균효과가 크면서도 형질변형을 방지하고, 색상변화를 억제하여 원형 그대로의 봉선화를 어느 때라도 감상할 수 있을 뿐만 아니라 개봉 후에는 원래 봉선화에 함유되어 있는 특유의 발향, 착염 및 항균 기능을 이용할 수 있도록 장기보존하는 방법이다.

개봉 후 형질변화 없는 원형을 분말로 재가공하거나 가수시켜 찧어서 그대로 손톱, 발톱 및 피부 등에 염색시킬 수 있을 뿐만 아니라 종자 및 유전물질(DNA 수준)의 변형이 이루어지지 않도록 거의 영구적으로 보존시키는 방법에 관한 것이다. 실제로 생육하고 있는 봉선화는 생(生)으로 보존하기가 어렵다. 쉽게 모양이 변하고 변질되므로 일반적으로는 건조해서 보관하고 유통을 한다.

건조에는 일반적으로 자연건조, 열풍건조, 동결건조 방법이 있으나 자연건조는 햇볕에서나 자연 풍에 의해 건조되는 것으로 시간이 걸리고 수분이 증발되어 없어지면서 조직의 수축현상이 일어나 그 모양이 심하게 축소되고 색상 변화가 생기고 딱딱해지며 분쇄하기도 힘들게 되며 특히 건조기간 중에 곰팡이나 잡균 등에 오염되기 쉬우며, 품질의 저하와 수율의 감소를 배제할 수가 없다.

열풍건조는 40∼60℃로 가열, 송풍시켜 건조하는 방법으로 색상 및 모양변화가 많이 발생하여 미감이 매우 낮아진다. 근래의 국내 공개특허공보 제2003-0019500호의 동결건조 꽃송이버섯의 제조방법은 동결건조과정은 비슷하나 색상변화를 억제하기 위한 피복처리방법이 기술되어 있지 않으며, 특수보호용기에 담아 보존하여 단순한 흡습차단 기능만 제공함으로써 처리과정 중 흡습차단방법이 제공되어 있지 않아 본래의 건조 수준(3wt% 이하)을 보유하기 어렵다. 그 이유는 동결건조된 시료는 외부에 노출시 매우 빠르게 흡습되기 때문이며 이 방법의 동결건조는 초기에만 낮은 온도에서 동결된 상태에서 건조가 시작되나 완전 건조시까지는 실온정도로 가온하여 건조함으로 미세한 외형변화와 색상변화도 일어나기 때문이다. 또한, 동결건조된 시료를 자외선 살균 등으로 살균하여 밀폐용기에 압착식으로 밀폐하기 때문에 내부에는 멸균되지 않은 유해균으로부터 변질될 우려가 있기 때문이다. 한편, 국내등록실용신안공보 제20-0326070호의 손톱전문 치장용 봉숭아가루는 자연풍건에 의해 건조된 상품이므로 어떠한 보존 용기 내에서도 변질 또는 부패의 우려가 높아 보존기간이 매우 한시적인 단점이 있다.

지금까지의 봉선화제품은 열풍 또는 자연풍 건조로 말린 건조품이거나 이를 분말화한 분말제품이 고작이다. 이런 이유에서 건조품이거나 분말제품은 소비자들이 그 내용물이 순수 100%라 할지라도 봉선화의 함량에 의심을 갖게 된다. 이런 의심을 배제하고 봉선화 특유의 아름다운 심미감을 제공하기 위해서라도 소비자의 육안으로 직접 확인시켜 줄 필요가 있다. 그래서 변질 없이 거의 영구적으로 장기간을 보관할 수가 있는 봉선화의 원형 그대로의 동결건조 진공포장된 봉선화를 제품화하고자 하는 것이다. 부패에 의한 장기보존도 어렵고 변색되어 본래의 특성이 변질되어지는 제품의 결점을 배제하고, 동결건조의 장점을 살리기 위해서는 첫째 색상 및 외형변화를 최소화하고 부패 및 파손 방지를 위한 피복처리와 미리 용기 내(추후 진공포장을 위한 절차)에 봉선화 장식을 완성해야 하고 둘째로 액체질소 기화냉기를 이용한 급속 예비동결처리로 외형변화를 최소화하고 셋째 영하 -80℃ 수준에서 10mTorr 이하의 진공상태로 동결건조하고 최종 밀봉하여 색상 및 외형의 심미감을 높이고 부스러지기 쉬운 단점을 보완하고, 흡습 및 부패도 완전 차단하여 개봉하지 않는 한 거의 영구적으로 장기 보관될 수 있도록 그 문제점을 본 발명이 해결하고자 하는 것이다.

본 발명은 동결건조 진공포장법을 이용한 원형 봉선화의 장기보존 방법에 관한 것이다. 봉선화가 함유하고 있는 착색, 방향, 항균작용의 기능적 특성이 변질되지 않으면서도 심미적 아름다움을 제공하기 위해 색상 및 형태 변화가 일어나지 않도록 거의 영구적으로 안전하게 보존하여 원형 그대로의 동결건조 진공포장된 봉선화를 제공하려는 것이다.

목적하는 발명이 이루어지기 위해서는 다음과 같은 공정이 해결되어야 하고 또한 산업적으로 대량 생산이 가능해야 된다는 것이 그 과제이다.

1) 동결건조하기 위하여 봉선화의 색상, 외형 및 파손 방지를 위한 동해보호제, 삼투압보호제, 살균제 및 유연제 등이 함유된 식물체 피복제의 조성물과 그 조성물로 봉선화를 피복시키는 공정

2) 동결건조시 봉선화끼리 부착되지 않고 심미감을 제공하기 위하여 꽃잎, 잎, 뿌리 및 종자 등을 단독 또는 혼합하여 용기 내에 장식하는 공정

3) 용기 내에 장식된 봉선화가 동결 과정 중 색상 및 형태변화를 최소화하기 위하여 액체질소(-196℃)의 기화 냉기에서 급속하게 예비동결시켜 산업적으로 대량생산이 가능토록 하는 공정

4) 진공 동결건조장치가 봉선화의 동결건조작업에 적합하도록 하는 온도 및 진공수준을 조정하는 공정

5) 동결건조중의 봉선화가 수분함량이 3wt% 이하로 건조된 상태에서 멸균되도록 10mTorr 이하의 수준에서 용기를 진공포장하는 공정

본 발명은 동결건조 진공포장법을 이용한 원형 봉선화의 장기보존 방법에 관한 것으로 봉선화가 함유하고 있는 착색, 방향, 항균작용의 기능적 특성이 변질되지 않으면서도 심미적 아름다움을 제공하기 위해 색상 및 형태 변화가 일어나지 않도록 거의 영구적으로 안전하게 보존하여 원형 그대로의 봉선화를 제공하려는 것이다. 성장 중인 봉선화를 손상 없이 보존하려면 동결건조방법이 유력하게 알려져 있으나 살아 있는 세포는 동결되는 과정에서 급속한 동결처리는 세포내 수분의 빙결로 수분의 부피 증가에 따른 세포내 조직이 손상되어 형태 및 특성의 변질을 초래하게 된다. 그러므로 살아있는 세포를 손상 없이 동결하려면 세포내 수분을 조절하기 위한 동해보호제의 전처리가 필수적인 과제로 대두된다. 이에 봉선화의 색상, 외형변화 및 파손 방지를 위해 동해보호제로 glycerol(1∼4%) 및 glucose(2∼4%), 삼투압보호제인 betaine(1∼4%) 등을 혼합하여 적절히 함유시킨 70% 알콜 용액으로 조성된 피복제와 이를 이용하여 봉선화조직을 동결 전에 피복시켜 조직의 동해를 보호하는 제1공정과,

동결건조시 봉선화끼리 부착되지 않고 심미감을 제공하기 위하여 꽃잎, 잎, 뿌리 및 종자 등을 단독 또는 혼합하여 용기 내에 장식하고, 추후 개봉시에는 내용물에 가수시키고 찧어서 즉시 생체조직(손톱, 발톱 및 피부)에 착염시킬 수 있도록 백반, 소금 또는 강아지풀이 별도로 함유되도록 장식하는 제2공정과,

제2공정에서 용기 내에 장식된 봉선화를 동결시 색상 및 형태변화를 최소화하기 위하여 액체질소(-196℃)의 기화 냉기(-30∼-60℃)에서 5∼10분 동안 급속하게 예비 동결시켜 산업적으로 대량생산이 가능토록 하는 제3공정과,

급속 예비 동결된 봉선화와 장식된 용기(유리병, 아크릴통 또는 데시케이트형 진공처리 용기)의 상단부에 추후 밀폐를 위한 캡(뚜껑, 고무제품)을 위치시키고 미리 동일 온도 수준으로 냉각(-30∼-60℃)된 진공 동결건조장치 내로 봉선화를 옮겨서 동결건조기 내부가 -80℃의 온도와 자동 펌프로 10mTorr(0.01mmHg) 이하의 진공으로 처리되어 5∼15일 동안 수분함량이 3wt% 이하가 되도록 동결건조시키는 제4공정과,

동결건조중의 봉선화가 수분함량이 3wt% 이하로 건조된 상태에서 멸균되도록 10mTorr(0.01mmHg) 이하의 수준인 동결건조장치 내에 위치한 유압 프레스로 용기 상단부의 캡(마개)을 아래로 가압하여 진공포장하고 외부 공기를 동결건조기 내로 유입시켜 동결건조 및 진공포장하는 제5공정을 거쳐 최종 동결건조 진공포장된 봉선화가 원형 그대로 기능적 특성이 내재한 상태로 상온에서도 영구 보존되도록 하는 것이다.

또한, 상기 제4공정에서 데시게이터형 진공처리용기는 그림 2도와 같이 투명 아크릴(또는 PP제)제질로 구성된 상하단 분리형으로 중간 분리부분에 실리콘(또는 고무제품) 링이 존재하여 결합 후 내부 공기를 진공수준으로 제거하면 외부 공기압력으로 결합되어 밀폐될 수 있도록 되어 있으며, 내부 하단에는 봉선화 등을 장식하기 좋은 플라스틱 선반과 용기의 하단부분에는 공기를 제거하거나 유입시킬 수 있는 관이 돌출되어 있으며, 돌출된 관 중간부위에는 진공케이지가 장착되어 있고 바깥쪽에는 공기 흐름을 차단할 수 있는 벨브가 장치되어 있어 수동 펌프에 의해서도 동결건조 직후의 봉선화를 높은 수준으로 진공처리할 수 있는 상하 분리형 기밀 용기를 말한다.

상기에서 제조된 봉선화는 동결건조 진공되어 보관된 것이므로 거의 영구적으로 심미적 외관상 원형에 가까운 모양과 색상을 제공하며, 개봉시에는 미립자로 분쇄하여 염색원료로도 사용 가능하며, 동결건조된 봉선화, 물, 명반(alum) 및 소금(salt)을 각각 질량대비 1.0 : 8.0 : 0.8 : 0.6(w/w)의 비율로 혼합하여 함께 짓이겨서 바로 손톱, 발톱 및 피부에 물들일 수 있는 착색기능과 봉선화 특유의 발향 및 항균기능도 포함되어 있다.

이와 같이 동결건조 진공포장된 봉선화제품은 본 발명자에 의해 처음으로 완성된 것으로 현재까지는 열풍 또는 자연풍 건조로 말린 건조품이거나 건조 봉선화의 분말화 한 분말제품이 고작이다. 본 발명에 의하여 일반적 건조 제품에서 색상과 형태가 변질되는 결점을 해결하였고 원형 그대로의 봉선화를 반 영구적으로 보존할 수 있기 때문에 언제, 어느 곳에서라도 봉선화가 함유하고 있는 착색, 발향, 항균기능을 이용할 수 있으며, 보존 중에는 어느 곳에서라도 봉선화 본래의 아름다움을 감상할 수 있는 심미적 기능을 제공하며, 특히 단백질의 변성 없이 보존된 관계로 분자수준의 유전물질도 장기간 보존되어 제공할 수 있게 되었다. 이러한 원형 그대로의 봉선화 자체는 이미지와 함께 사랑, 결백, 풍속(우리나라 풍속 오행설에는 적(敵)이 사귀(邪鬼)를 물리친다는 뜻으로 봉선화로 손톱에 붉은 물을 들이는 풍속이 있음) 등을 위한 특정일의 선물로도 이용될 수 있으며, 착염(문식, 날염 등의 기능), 발향(경미한 췌음 및 편두통에 효과적), 항균(습진, 무좀 등에 효과적), 항산화기능이 함유되어 있기 때문에 동결건조 진공포장되어 원형으로 반영구적 보존 가능한 봉선화는 다양한 기능을 언제라도 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 봉선화의 색상, 외형변화 및 파손 방지를 위해 동해보호제로 glycerol(1∼4%) 및 glucose(2∼4%), 삼투압보호제인 betaine(1∼4%)를 혼합 첨가된 70% 알콜 용액으로 조성된 탈색방지 및 유연제를 이용하여 봉선화조직을 동결 전에 피복시켜 조직의 동해를 보호하는 제1공정과,

   동결건조시 봉선화의 꽃잎, 잎, 뿌리 및 종자 등을 단독 또는 혼합하여 용기 내에 장식하고, 개봉시에는 내용물에 가수시키고 찧어서 즉시 생체조직(손톱, 발톱 및 피부)에 착염시킬 수 있도록 백반, 소금 또는 강아지풀이 별도로 함유되도록 장식하는 제2공정과,

   제2공정에서 용기 내에 장식된 봉선화를 동결시 액체질소(-196℃)의 기화 냉기(-30∼-60℃)에서 5∼10분 동안 급속하게 예비 동결시켜 산업적으로 대량생산이 가능토록 하는 제3공정과,

   급속 예비 동결된 봉선화와 장식된 용기의 상단부에 밀폐를 위한 캡을 위치시키고 미리 동일 온도 수준으로 냉각(-30∼-60℃)된 진공 동결건조장치 내로 봉선화를 옮겨서 동결건조기 내부가 -80℃의 온도와 자동 펌프로 10mTorr(0.01mmHg) 이하의 진공으로 처리되어 5∼15일 동안 수분함량이 3wt% 이하가 되도록 동결건조시키는 제4공정과,

   동결건조중의 봉선화가 수분함량이 3wt% 이하로 건조된 상태에서 멸균되도록 10mTorr 이하의 수준인 동결건조장치 내에 위치한 유압 프레스로 용기 상단부의 캡을 아래로 가압하여 진공포장하고 외부 공기를 동결건조기 내로 유입시켜 동결건조 및 진공포장하는 제5공정을 거쳐

   최종 동결건조된 봉선화를 원형 그대로 기능적 특성이 내재한 상태로 상온에서도 장기보존하는 것을 특징으로 하는 동결건조방법.
4. 제3항에 있어서,

   동결건조된 봉선화, 물, 명반(alum) 및 소금(salt)을 각각 질량대비 1.0 : 8.0 : 0.8 : 0.6(w/w)의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 동결건조방법.

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