KR101040198B1 - 엽록소 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엽록소 추출 방법에 관한 것으로 엽록소 함유의 식용식물을 채취, 세척하고 12 % ~ 14 몰%의 소금물에 담구어 숙성하는 단계와 결정 소오다를 사용하여 식물의 외피막인 유기체 성분과 카로틴성분을 분해시켜 엽록소의 변성을 방지하는 단계와 이를 믹서기에 분쇄하고 분쇄물과 침전되어있는 엽록소가 함유되어 있는전분을 분리시키고 전분을 에탄올(95 %)에 혼합하여 7 ~ 8 일 동안 숙성시켜 여과함으로서 엽록소를 추출하는 단계와 주정을 증발시켜 엽록소를 완전히 추출하여 농축하는 단계를 구성됨으로서 변성이 없는 순수 엽록소를 추출할 수 있는 방법을 제공한다.

엽록소, 결정소오다

Description

엽록소 추출방법{the way of abstraction of chlorophyll}

본 발명은 변성이 없는 순수한 엽록소를 추출하는 방법에 관한 것이다.

엽록소(chlorophyll)는 암을 예방하고 피를 맑게 하여 조혈, 살균, 미세혈관의 확장과 신진대사의 촉진, 항 알레르기 작용 등 인체에 유익한 물질이다. 엽록소는 장관의 상처를 치료할 수 있고 육아재생 작용이 있어 상처 난 세포를 치료하여 원래 상태로 해주며 세균의 번식도 억제해 주는 작용을 한다.

그러므로 엽록소를 많이 섭취하면 위장의 상처도 치유되고 장관을 강화시켜주므로 결국은 인체의 면역력 체계전체에 좋은 효과를 줄 수 있어 암 예방과 치료에 도움이 될 수 있는 것이다. 한편으로 엽록소는 엽록체 속에 카르데노이드 (carotenoid)와 공존하고 있는 색소로서 영양이 풍부하여 녹엽식물의 신선함을 결정짓는 척도가 된다.

이는 식물의 생명력이 있을 때에는 비교적 안정되어 보존되나 생명력을 잃었을 때는 엽록체 속에 함유되어 있는 카로틴 성분과 각종 유기산 효소로 인해 엽록소가 피오파이틴(pheophytin)으로 갈변분해 퇴색되는 것이다.

이와 같은 이유로 인하여 엽록소를 식물로부터 추출하는 것도 중요하지마는 엽록소가 장기간 변색하지 아니하고 생명력을 유지할 수 있게 하는 방법도 또한 중요한 것이다. 앞에서 설명한 것처럼 엽록소의 인체에 대한 유익한 효능에도 불구하고 순수 엽록소를 추출하는 방법이 없어 이제까지는 생식이나 녹차, 케일 또는 쑥과 같은 식품을 직접 섭취하는 방법에 한정되고 있었다. 엽록소의 놀라운 효능이 100여년이 넘도록 다양한 연구와 임상실험을 통하여 입증되어 왔으나 순수한 엽록 소를 추출하는 방법의 발전은 미흡하였다.

최근에 와서 엽록소를 추출하는 방법(대한민국 등록특허 10-0451566)을 발명하였으나 녹엽식물의 건조단계와 엽록소 추출과정에 함유되어 있는 추출용매를 증발시키는 과정에서 문제점이 발생되었다. 녹엽식물의 건조단계에서 그늘에서 10 내지 20일 동안 기간이 소요되는 것으로 제시하고 있는데, 이 방법은 건조단계에서 카로틴 성분과 공기에 산화되며 변색하여 상당부분의 엽록소를 파괴시킨다는 사실을 고려하지 않고 있는 것이다.

그리고 엽록소 추출과정에서 함유되어 있는 추출용매를 증발시키는데 있어 30℃ ~ 40℃로 가열하여 엽록소 농축물을 얻는 단계를 제시하고 있는데 30℃ ~ 40℃의 열을 가하는 단순한 방법으로는 추출용매가 충분히 증발되지 아니하고 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.

최근에 와서 발명된 또 다른 엽록소 제조방법(대한민국 특허 등록번호 10-0348650)도 중요한 문제점을 제시하고 있다.

동 발명에 의하면 마지막 공정에서 추출한 엽록소와 결정소오다를 혼합하여 90℃ 의 열을 가하며는 엽록소 속에 있는 마그네슘(Mg)인자의 이탈을 방지하여 엽록소의 생명을 장기간 유지할 수 있다는 것이다.

이 방법은 90℃ 의 열을 가하며는 엽록소가 상당부분 파괴될 수 있다는 염려와 동시에 지용성 엽록소가 수용성으로 변질되어 순수한 엽록소를 유지하기 어렵다. 또한 마그네슘(Mg)인자도 아연 계열로서 결정소오다의 알카리성에 의하여 파괴될 수 있기 때문에 엽록소의 생명을 장기간 유지하기 어렵다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 엽록소를 고 수율로 추출하는 방법과 추출한 엽록소가 변성없이 장기간 생명력을 유지할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엽록소 함유 식물을 채취, 세척하고 12 몰% ~ 14 몰% 의 소금물에 담구어 7 ~ 8 시간 숙성하는 단계와 이것을 결정소오다(탄산나트륨 40 중량%, 중 탄산수소나트륨 5 중량%, 물 55 중량% 을 혼합한 액)를 7 ~ 8 몰% 을 용해한 따뜻한 물(80℃ ~ 85℃)에 데쳐 식물의 외피막을 와해시키고 카로틴을 제거하는 단계와 이것을 믹서기에 분쇄하고, 분쇄하면은 섬유질과 엽록소를 함유한 전분이 분리된다. 이것을 여과하여 엽록소가 함유된 전분을 얻는다.

이것을 추출용매인 에탄올과 함께 10℃ ~ 15℃ 로 유지되는 경질유리 항아리에 투입하여 1일 7회 내지 8회를 저어주면서 8일 ~ 10일 동안 삼투압 작용에 의해 충분히 추출하여 숙성시키고 여과하여 전분을 제거하고 엽록소가 함유되어있는 에탄올을 얻는 후에, 에탄올을 증발시키고 엽록소를 얻어 농축하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 엽록식물을 염장 숙성하고 결정소오다를 첨가 작용시켜 엽록체를 염색 갈변시키는 플라보노이드 색조계열의 카로틴을 제거하여 변색없는 엽록소를 추출하여 영양이 풍부한 식용식물의 엽록소를 식품화하고 항상 계속적으로 섭취할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의해 엽록소를 추출하는 데 사용하는 식물로는 먹을 수 있는 엽록소함유 녹엽식물이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 잎 부분뿐만 아니라 줄기 부분도 사용할 수 있다. 이러한 식물을 채취하고 깨끗한 물로 세척한다.

소금물(12 몰% ~ 14 몰%)에 담그고 8 ~ 10 시간 동안 숙성시킨다. (소금물에 담그지 아니하고 10일 이상 건조하게 되면 플라보노이드 계열의 카로틴과 공기의 산화에 의해 엽록소가 상당부분 파괴될 염려가 있다.) 소금물에 담그고 숙성시키면 엽록소 원료의 부피도 줄일 수 있어 다음 공정의 진행에 편리하고 동시에 소금(염화마그네슘)과 마그네슘(Mg) 인자를 가지고 있는 엽록소와는 친화력이 있어 잎과 줄기 등의 색상이 상당기간 보존될 수 있는 장점이 있다.

위와 같이 엽록소 원료를 숙성시킨 후에 결정소오다(탄산나트륨 40 중량%, 탄산수소나트륨 5 중량%, 물 55 중량% 을 혼합한 액)를 용해한 따뜻한 물(80℃ ~ 85℃) 일정량에 넣어 데쳐준다.

여기서 식물의 잎과 줄기의 외피막인 유기체 성분이 결정소오다에 의해서 용해(분해)된다. 동시에 외피막이 제거되므로서 플라보노이드 계열의 수용성 카로틴도 제거된다.

카로틴이 엽록체 속에 함유되어 있으면 엽록소가 갈변하여 퇴색하고 생명력을 잃게 되므로써 카로틴이 제거되어야 하는 것이다.

위와 같이하여 데쳐진 엽록소 원료(잎과 줄기)를 깨끗한 물에 4 ~ 5 차례 세척하면 용해되어 있는 결정 소오다 성분과 수용성인 카로틴이 제거되는 것이다.

식물의 외피막은 유기산으로 구성되어 있다. 때문에 결정소오다의 작용은 엽록소 추출과정을 돕기 위해 외피막을 없애는 과정인 동시에 엽록소가 산과 결합하면 페오피린으로 되어 갈변, 퇴색하기에 유기산을 중화시켜 카로틴을 제거하여 엽록소의 변성을 미리 방지하는 과정이기도 하다.

결정소오다는 알카리성으로 실물의 외피막이 유기체성분을 분해시키고 동시에 플라보노이드 색소의 계열인 카로틴 성분을 제거하는 역할을 한다. 플라보노이드는 식물에 널리 분포하는 수용성의 황색 색소로서 알칼리성에는 불안정하기 때문이다.

다시 말하면 결정소오다를 적당한 량의 따뜻한 물(80℃ ~ 85℃)에 7 ~ 8 몰%로 용해하고 여기에 염장한 록엽식물의 잎과 줄기를 넣어 데쳐주면 결정소오다에 의해 잎의 외피막인 유기체 성분이 와해되므로서 엽록소의 변색을 가져오게 하는 엽록체 속에 함유되어 있는 플라보노이드계열의 수용성 카로틴도 제거되는 것이다. 이렇게 하여 얻어진 엽록소 원료(잎)을 깨끗한 물에 4 ~ 5 차례 헹구어 세척하면은 용해되어 있는 결정소오다 성분과 수용성 카로틴이 제거되는 것이다.

위와 같이 하여 얻어진 엽록소 원료를 수분을 제거하고 압축하여 스큐류 믹서기(5mm)에 적당량의 증류수를 나누어 주입하면서 미세하게 분쇄하는데 10 내지 20 메쉬의 그물 크기를 지니는 채로 거른 것을 사용한다.

이 때에 10 메쉬보다 적은 경우에는 엽록소가 파괴될 염려가 있고 20 메쉬보다 큰 경우에는 후속하는 공정에서 엽록소의 고수율 추출이 어려워진다.

분쇄과정을 통하여 섬유질과 엽록소를 함유한 전분이 분리된다.

10 여 시간을 경과한 후 10 % 조리기로 입자가 큰 섬유질을 건져내며는 입자가 작은 전분은 침전되어 있다. 이것을 윗물을 제거하고 미세한 여과천 등으로 여과하여 엽록소가 함유된 헤미로우스 전분을 얻는다. 전분에 잔존하는 수분을 제거하고 건조하면은 전분 덩어리가 된다.

이것을 분쇄하여 추출 용매인 에탄올(95 몰%)과 혼합하여 엽록소 추출이 이루어지도록 한다. 추출 용매는 엽록소를 추출할 수 있는 종류라면 모두 사용할 수 있으나 인체에 무해한 에탄올이 바람직하다. 추출물이 잎을 주원료로 하여 사용하는 경우에는 추출 항아리에 투입하는 엽록소 함유의 전분과 추출 용매의 혼합비율은 중량비로 40 : 60 으로 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 엽록소 함유 전분으로부터 엽록소를 추출하는 공정에서 엽록소의 추출효율을 증대시키기 위하여 엽록소 함유전분과 추출용매인 에탄올(95 몰%)을 40 : 60의 비율로 혼합하여 경질 유리항아리에 넣고 8일 ~ 10 일 동안 숙성시켜 엽록소를 추출시킨다.

이 때 숙성 과정 초기에(3 ~ 4 시간 동안) 4 ~ 5 분 간격으로 계속하여 저어주고 이후에는 1일에 7 ~ 8 회 저어서 추출효율을 증대시킨다. 이 과정에서 엽록소가 삼투원리에 의해 전분에 함유되어 있는 엽록소가 에탄올에 용해 추출된다.

이와 같이 8 ~ 10 일 동안의 오랜 기간 동안이나 숙성시키는 이유는 삼투압 작용에 의해 추출용매에 엽록소가 충분히 용해되어 나올 수 있게 함과 동시에 추출용액에 녹아있는 엽록소의 분포가 균일화 되도록 하기 위함이다.

이 때에 숙성온도는 10℃ ~ 15℃ 가 바람직한데, 상기온도를 벗어나서 숙성 시키는 경우에는 추출용매가 추출액으로부터 증발할 염려가 있다.

만약, 숙성과정에서 추출용매가 증발하면 엽록소를 보호할 수 없어 엽록소가 파괴되는 문제점이 발생되기 때문이다. 그리고 온도가 10℃ 이하로 내려 가며는 엽록소가 반응고 된 지용성이기 때문에 저온에서는 녹지 아니하여 추출이 불가능 해지는 것이다.

위와 같이 숙성 추출하여 얻은 것을 미세한 여과기로 여과하여 전분을 분리 제거하고 엽록소가 추출 함유되어 있는 에탄올을 얻는다.

엽록소가 함유되어 있는 에탄올 1ℓ에 증류수 10 cc 를 첨가하여 헹글라이스 병에 넣고 60℃ ~ 70℃ 의 온수에 넣고 저속 회전시키면 에탄올이 증발된다. 60℃ 보다 낮은 경우에는 시간이 많이 소요되는 단점이 있고 70℃ 이상인 경우에는 고온으로 인하여 엽록소가 파괴될 염려가 있다.

에탄올을 증발시키고 후에 냉각시키면 (5℃) 엽록소는 반응고 지용성이기 때문에 응고되어 물 위에 뜬다. 이것을 수거하여 얻은 엽록소를 증류수에 세척하여 불순물을 제거하고 순수한 엽록소를 얻는다.

다음에서 쑥을 연구대상으로 실시예를 들어 설명하겠다.

<실시예>

● 쑥을 채취하여 깨끗하게 세척하고 12 몰% 소금물에 담궈 8 시간 동안 숙성하였다.

결정소오다를 8 몰% 로 용해시킨 85℃ 의 따뜻한 물에 염장 숙성한 쑥을 데친다. 여기에 쑥 잎과 줄기의 외피막인 유기체 성분이 용해되고 동시에 수용성 카로틴이 용해된다. 5회에 걸쳐 깨끗한 물에 세척하여 용해되어 있는 결정소오다와 유기체 성분과 카로틴성분을 제거시켰다.

● 쑥의 수분을 제거하고 압축한 후 5 mm 의 스큐류 믹서기에 분쇄하였다. 분쇄하여 섬유질과 엽록소가 함유된 쑥의 전분을 분리시키고 엽록소가 함유된 전분을 얻었다.

엽록소가 함유된 쑥의 전분 500 g 에 에탄올(95 몰%) 6ℓ를 혼합하고 경질유리항아리에 넣고 10℃ ~ 15℃ 의 온도 조건에서 하루에 6 ~ 7 회 저어주면서 8일 동안 숙성시켰다. 이 과정에서 엽록소가 추출되어 주정에 용해되었다. 이것을 여과기에 여과하여 전분을 제거하고 엽록소가 용해되어 있는 주정을 얻었다.

● 엽록소가 용해되어 있는 주정 1ℓ에 증류수 10 cc 를 첨가하여 헹글라이스 병에 넣고 70℃ 의 온수에 저속 회전시켜 주정을 증발시키고 냉각하였다. 증류수에 응고되어 떠 있는 엽록소는 여과하여 증류수를 버리고 수거하였다.

수거한 엽록소를 증류수에 세척하여 불순물을 제거하고 순수한 엽록소를 얻었다.

Claims (3)

1. 엽록소 함유 식물을 채취, 세척하고 12 몰% ~ 14 몰%의 소금물에 담구어 7 ~ 8 시간 숙성하는 단계와 결정소오다(탄산나트륨 40 중량%, 중 탄산수소나트륨 5 중량%, 물 55 중량%)를 7 ~ 8 몰%로 용해한 온수(80℃ ~ 85℃)에 데쳐 식물의 외피막을 와해시키고 카로틴을 제거하여 엽록소의 변성을 방지하는 단계와 믹서기에 분쇄하여 섬유질과 엽록소 함유의 전분을 분리하는 단계와 에탄올과 전분을(엽록소 함유) 6 : 4 의 중량비로 10℃ ~ 15℃ 로 유지되는 경질유리항아리에 투입하여 8 ~ 10일 동안 숙성 추출하고 전분을 제거하는 단계와 에탄올 증발시키고 냉각하여 엽록소를 얻는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엽록소 추출방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   엽록소 함유 식물이 쑥의 잎이고 쑥의 전분과 에탄올의 비율이 중량비로서 4 : 6 인 것을 특징으로 하는 엽록소 추출방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   엽록소 함유식물이 은행잎, 솔잎, 뽕잎, 다시마를 포함하는 식용식물의 잎 부분, 줄기 부분으로부터 하나 이상 선택된 것을 특징으로 하는 엽록소 추출방법.