KR101313255B1 - 어수리의 잎으로부터 추출된 어수리 천연정유를 포함하는 향장 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 어수리(Heracleum moellendorffii)의 잎으로부터 추출된 천연정유를 포함하는 향장 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 어수리의 잎으로부터 추출된 천연정유는 인간의 뇌파 중 슬로우 알파(slow alpha) 파를 감소시키고, 하이 베타(high beta) 파를 증가시켜, 정신집중효과 및 각성효과를 유발하므로 본 발명은 향장 산업에 광범위하게 적용될 수 있다.

Description

어수리의 잎으로부터 추출된 어수리 천연정유를 포함하는 향장 조성물{Fragrance compound containing the essential oil from Heracleum moellendorffii}

본 발명은 정유(精油)를 포함하는 향장 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어수리(Heracleum moellendorffii)의 잎으로부터 추출된 어수리 천연정유를 포함하는 향장 조성물에 관한 것이다.

인간의 뇌파는 주파수의 범위에 따라 델타파(delta, 0.5~3 Hz), 세타파(theta, 4~7 Hz), 알파파(alpha, 8~13 Hz), 베타파(beta, 14~30 Hz), 감마(gamma, 30 Hz 이상)로 구분된다. 뇌파 중 알파파는 뇌파의 기본이 되며 기본파, 기초율동 등으로 표현되며 주파수는 8~13 Hz이고, 진폭은 10~150 uV이다. 두정엽과 특히 후두엽에서 잘 기록되고 정상 성인의 각성, 안정, 폐안 상태에서 보이며, 주파수 영역에 따라 느린(slow, 7~8 Hz), 중간(mid, 9~11 Hz), 빠른(fast, 12~13 Hz) 알파파로 구분한다.

슬로우 알파(slow alpha) 파는 긴장이 풀려 있고, 잠들거나 휴식하는 방향으로 뇌가 집중하고 있는 상태이다. 즉, 휴식에 대한 집중이지만 이것은 활동정지가 아니라 에너지를 보급하면서 언제든지 활동할 수 있는 상태를 유지하는 것이다. 미드 알파(mid alpha) 파는 평상시의 사고 집중 상태로 긴장을 수반하지 않는 것이 특징이며, 명상을 하거나 창조적인 활동 또는 뇌에 새로운 정보나 지식을 효율적으로 주입할 때 나타난다. 패스트 알파(Fast alpha) 파는 극도로 긴장하여 무엇인가를 열심히 바라보며 근육이 굳어져 있을 때 나타난다. 한 가지 일에 극도로 집중되어 있을 때 뇌는 반복 활동을 계속하는데 그 일에 집중하는 나머지 다른 것을 생각할 여유가 없으며 다른 신호나 자극에 반응하지 못한다(윤중수. 1999. 뇌파학 개론. 고려의학. p.248).

베타(Beta) 파는 14~30 Hz의 주파수에 해당하는 속파(fast wave)이며, 5~10 μV의 가장 낮은 진폭을 가진다. 일반적인 작업을 하거나 의식적인 행동을 할 때 나타나며 정보처리와 같은 정신활동이 있을 때 활성화된다. 보통 주파수 영역에 따라 느린(low, 12-15Hz), 중간(mid, 15-20Hz), 빠른(high, 20-30Hz) 베타(beta) 파로 구분하는데, 로우 베타(low beta) 파는 12~15 Hz의 주파수에 해당하고, 에스엠알(sensory motor rhythm, SMR)파라고도 하며 신체의 움직임이 없는 운동감각 피질의 활동을 최소화한 상태에서 주의를 기울이는 비교적 단순한 과제를 수행할 때 우세해진다. 미드 베타(mid beta) 파는 15~20 Hz에 해당하고, 계산이나 암산과 같이 한 가지 주제에 집중하면서 비교적 정신부하가 높은 사고활동을 수행할 때 우세해진다. 그리고 하이 베타(high beta) 파는 20~30 Hz 주파수에 해당하고, 비교적 복잡한 추론이나 정신부하가 높은 편인 복잡한 정보처리 활동을 수행할 때 또는 정서적인 긴장, 불안, 흥분상태에서 우세해진다(임영희, 김미숙. 2007. 운동강도에 따른 요가운동프로그램이 주의집중 관련 뇌파에 미치는 영향. 한국여가레크리에이션학회지 31(3):101-122). 적당한 긴장 속에 일상 행동을 하고 있을 때 주로 베타(beta) 파가 나와 일을 효과적으로 처리하지만 스트레스가 심하여 지나친 긴장은 흥분하게 되어 빠른 베타(beta) 파가 나타나는데 이때는 지나친 흥분으로 다른 사람과 충돌하거나 기억된 사실을 잘 잊어버린다.

한편, 식물로부터 얻어진 정유는 뇌파에 지대한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 라벤더 정유 세 방울을 10%의 포도씨 정유에 희석시켜 피험자에게 자극한 결과 쎄타(theta) 파는 전두엽에서, 알파(alpha) 파는 전두엽과 측두엽에서, 베타(beta) 파는 측두엽에서 증가하였다고 보고되었으며(정기영, 김재문, 이일근, 김지현, 주은연, 홍승봉, 변홍식, 이주형. 2004. 방향성 후각 자극에 의한 대뇌 피질의 활성: Low Rsolution Electromagnetic Tomography(LORETA)를 이용한 비모수 통계 지도. 대한신경과학회지 22(4):334-339), 향 자극 전후의 즐거움 정도와 긴장도 평가에서 다소 즐거우며, 긴장이 상당히 완화되는 것으로 나타났다.

또한, 라벤더 향을 화형인 사람(폐대장과 신방광이 약한 사람)에게 제시하였을 때 우측 중측두부(T4채널)에서 베타(beta) 파가 감소하여 라벤더 향이 강한 장부 중 하나인 담을 편안하게 하고 안정시키는 효과가 있다고 하였으며, 금형인 사람(간담과 심소장이 약한 사람)의 경우 좌측 전측두부(F7채널), 후측두부(T5채널), 우측 중심부(C4채널)에서 알파(alpha) 파가 유의하게 증가하고, 좌측 전두부(F3채널)에서 베타(beta) 파가 유의하게 증가하여 라벤더 향이 담의 실한 상태(불안과 같은 긴장상태)를 해소해 주고 허한 간의 기능을 활성화시킨다고 하였다(이동형, 이재훈. 2003. 후각자극에 의한 뇌파의 생리적 변화에 관한 연구. 한국감성과학회지 6(2):29-35).

또한, 중년 여성을 대상으로 로즈 정유를 흡입 및 복부 마사지를 실시하였을 때 알파(alpha), 델타(delta), 쎄타(theta)파가 증가하여 심신의 피로를 풀어주는데 상승효과가 있다고 하였으며(최수기. 2006. 로즈 오일을 이용한 복부 마사지가 중년여성의 릴렉싱 및 뇌파에 미치는 효과. 경기대학교 대학원 석사논문. P.51), 버가못, 제라늄, 라벤더, 클라리세이지를 혼합한 정유를 가지고 스트레스를 경험하는 중년기 여성에게 흡입하도록 시행한 결과 중년기 여성의 생리 반응인 뇌파 중 좌우 전두엽에서 알파(alpha) 파가 통계적으로 유의하게 증가하여 향 흡입이 뇌파 중 알파(alpha) 파가 증가하는 것으로 나타났다(김경숙. 2003. 향기흡입이 중년기 여성의 심리와 생리 반응에 미치는 효과. 연세대학교 대학원 박사논문. P.110).

한편, 어수리(Heracleum moellendorffii Hance)는 산형과(Umbelliferae)의 식물로 우리나라의 산야에서 비교적 흔하게 자라는 다년초이다. 어수리의 높이는 70~150 cm이고, 원줄기는 속이 빈 원주형으로 굵은 가지가 갈라지고 큰 털이 있는 것이 특징이다. 뿌리에서 돋은 잎과 밑부분의 잎은 잎자루가 있으며 3~5개의 소엽으로 구성되고 잎의 뒷면과 잎자루에 털이 있다. 정소엽(頂小葉)은 원심형이며 3개로 깊이 갈라지고, 측소엽(側小葉)은 넓은 난형 또는 3각형이며 2~3개로 갈라지고 7~20 cm이며 열편은 끝이 뾰족하고 결각상 톱니가 있다. 복산형화서는 가지 끝과 원줄기 끝에 달리며 20~30개의 소산경으로 갈라지며 25~30개의 흰 꽃이 각각 달린다. 소산경은 길이 7~10 cm이며 소화경은 길이가 일정하지 않고 긴 것은 길이가 2 m에 달하며 안쪽에 털이 있다. 열매는 편평한 도란형이며 윗부분 가까이에 독특한 무늬가 있고 털이 없다(이창복. 2003. 원색 대한식물도감. 상권. p. 826.).

한방에서는 어수리의 뿌리를 백지(白芷)라 하여 봄에 파종한 것은 10월에 가을에 파종한 것은 이듬해 7~9월에 경엽이 누렇게 말랐을 때 뿌리를 캐내어 줄기와 잔뿌리를 제거하고 햇볕에 말려 보관하여 근육통, 관절염, 요통 치료에 사용하고 있으며, 또한 피부 가려움증, 종기, 두통, 오한, 발열 등의 치료에도 활용하고 있다. 민간에서는 어수리의 어린 잎을 식용으로 하고 있으며, 열매와 뿌리를 치루, 감기, 미용, 배농 등 여러 목적으로 사용하고 있다.

어수리에는 많은 생리활성물질이 함유되어 있는 것으로 보고되었는데, 뿌리에는 이소버겝텐(isobergapten), 소랄렌(psoralen), 안젤리신(angelicin), 스폰딘(sphondin), 잔소토신(xanthotoxin), 스키민(skimmin), 씨초린(cichoriin), 헤라토몰-6-0-베타-글루코피라노사이드(heratomol-6-O-β-glucopyranoside), 스코폴린(scopolin), 엡테린(apterin) 등의 쿠마린 성분이 함유되어 있으며(권영수, 조혜영, 김창민. 2002. 어수리의 성분. 약학회지 44(6):521-527), 또한 폴리아세틸렌(polyacetylene) 계 화합물인 파나씨놀(panaxynol), 팔카린디올(falcarindiol)도 함유되어 있다.

어수리 추출물은 항산화활성이 뛰어난 것으로 보고되었는데 어수리 잎을 80℃에서 50% 에탄올로 추출하였을 때, 디피피에이치 라디칼(DPPH radical) 소거능은 50 ppm에서 69.14%, 환원력은 1000 ppm에서 흡광도 0.93을 나타내었고, 에이비티에스 라디칼(ABTS+ radical) 소거능은 1000 ppm에서 85.62%의 활성을 보인 것으로 보고되었다(방지은, 최해연, 김순임. 2009. 추출조건에 따른 어수리의 항산화 활성 및 성분 분석. 한국식품저장유통학회지. 16(5):765-771).

한편, 어수리 잎은 향취가 매우 독특하면서도 산업적으로 활용가치가 매우 높은데, 아직까지 이에 함유되어 있는 정유성분에 대해서는 연구가 활발하지 못한 실정이다. 일반적으로 식물 정유는 기억력을 환기시키고 신경계에 작용하여 진정과 원기회복 또는 심리적 고취와 자극을 도와 정신과 감정적인 부분까지 치유 및 개선효과를 가져오도록 심리적 작용을 하므로(하안례. 2007. 향기요법의 이용형태와 뇌파로 본 건강증신 효과. 고신대학교 대학원 박사논문. P.97.), 국내 자생식물인 어수리의 정유가 뇌의 기능에 미치는 영향을 이해하는 것은 다양한 향기산업에의 응용을 가능하게 할 것이라 판단된다.

대한민국 공개 특허 제10-2005-0019595호(인체용 방향제 조성물)에는 에탄올 90%, 유칼립투스 3.3%, 로즈마리 3.3%, 페퍼민트 1.7%, 펜넬 1.1%, 세이지 0.6%를 포함하여 조성된 인체용 방향제가 두뇌 집중 및 각성효과를 갖는 물질을 갖고 있어, 정신집중 및 졸음을 달아나게 하는 효능을 가지고 있다는 것이 개시되었으나, 어수리 정유 추출물이 정신집중효과 및 각성효과를 유발한다는 점에 대해서는 기재된 바 없다. 대한민국 공개 특허 제10-2004-0055713호(아로마테라피용 에센셜 오일 블렌드를 함유하는 화장품의 조성물)에는 네롤리, 클라리세이지, 제라늄, 캐머마일로먼, 주니퍼베리, 라벤더, 샌들우드, 마조람, 일랑일랑 등의 조합을 수상 또는 유상의 화장품에 안정적으로 함유시킴으로써 피부의 건강과 함께 정신적 안정과 진정 효과를 갖는다는 것이 개시되었으나, 어수리 정유 추출물이 정신집중효과 및 각성효과를 유발한다는 점에 대해서는 기재된 바 없다.

본 발명은 어수리(Heracleum moellendorffii)로부터 천연 정유(精油)를 추출하고, 이의 향장 원료로서의 가능성을 탐색하여 향장 조성물로 개발하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 인체에 무해하고, 향취를 맡으면 인간의 뇌에서 슬로우 알파파가 감소되고 하이 베타파가 증가되어 정신집중효과 및 각성효과가 탁월한 천연정유 및 이를 포함하는 향장 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 어수리(Heracleum moellendorffii)의 잎으로부터 추출된 어수리 천연 정유(精油)를 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 향장 조성물을 제공한다.

정유(精油)란 방향유(식물의 잎, 줄기, 열매, 꽃, 뿌리 따위에서 채취한 향기로운 휘발성의 기름)을 통칭하는 용어로서, 본 발명은 어수리의 잎으로부터 추출된 어수리 천연 정유(精油)를 유효성분으로 포함한다. 이때, 본 발명의 어수리 천연정유는 건체 또는 생체 잎으로부터 추출된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 어수리 천연정유는 수증기증류법, 직접증류법, 퍼코레이션(percolation)법, 압착법, 냉침법, 유기용제법 등의 공지의 다양한 추출법에 의해 추출될 수 있는데, 바람직하게는 수증기증류법(steam distillation extraction)을 사용한다. 어수리 건조시료를 수증기증류법을 이용하여 천연정유를 추출하면 정유의 회수율이 0.05%가 된다.

또한, 본 발명의 향장 조성물에 함유되는 어수리 천연정유의 함량은 특별히 제한된 것은 아니고, 필요에 따라 0.1~100질량% 를 함유할 수 있다.

또한, 본 발명의 어수리 천연정유에는 총 23종의 휘발성 유기화합물이 함유되어 있었는데, 탄화수소(hydrocarbon)류가 21종으로 가장 많았으며, 아세테이트(acetate)류가 1종, 옥사이드(oxide)류가 1종 함유되어 있었다. 상기 휘발성 유기화합물은 리모넨(Limonene), 알파 터피노렌(α-Terpinolen), 저마크렌 D(Germacrene D), 베타 캐리오필렌(β-Caryophyllen), 알파 피넨(α-pinene), 트랜스 오씨멘(Trans-ocimene), 베타 마이크렌(β-Myrcene), 사비넨(Sabinene), 시스-오씨멘(Cis-ocimene), 베타-셀리넨(β-selinene), 감마-무로렌(γ-muurolene), 캠펜(Camphene), 델타-캐디넨(δ-cardinene), 저마크렌 B(Germacrene B), 베타-푸네브렌(β-funebrene), 베타-엘레멘(β-elemene), 카라렌(calarene), 코팬(copaene), 베타-쿠베벤(β-cubebene), 알파-터피넨(α-terpinene), 베타-볼보넨(β-bourbonene), 엘-보닐 아세테이트(L-bornyl acetate), 캐리오필렌 옥사이드(Caryophyllene oxide)로 이루어진 것에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.

본 발명의 어수리 천연정유의 향취 타입은, 시트러스(citrus), 그린(green), 허벌(herbal) 및 스파이시(spicy)로 이루어진 것에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.

본 발명의 어수리 천연정유는 흡입을 하게 되면 흡입 전에 비하여 뇌파 중 슬로우 알파(slow alpha) 파는 감소시키고, 하이 베타(high beta) 파는 증가시켜, 정신집중효과 및 각성효과를 유발한다. 이에 어수리로부터 추출된 어수리 천연정유는 다양한 향기산업, 예를 들면 정유를 이용하여 신체를 치유하는 아로마테라피(aromatheraphy)나 정유를 이용하여 생리적, 심리적인 치유하는 아로마콜로지(aromachology)에 활용될 수 있다.

본 발명의 향장 조성물은 향수 및 방향제 중 선택되는 어느 하나일 수 있고, 비누 및 입욕제 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다. 일 예로 화장용품(향수 등), 비누세정용품(목욕비누 등), 실내청소용품(유리 클리너 등), 방향용품(자동차용 방향제 등), 목욕용품(허브타입 입욕제 등), 향기상품(문구류 등), 환경용품(오피스용 방향제 등), 공업제품(합성수지 등)의 제조에 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 향장 조성물의 제형은 특별히 한정되는 것은 아니며, 분말, 과립, 스프레이 및 액상 중 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.

한편, 향기산업제품의 제조에 사용되는 어수리 천연정유 이외의 성분들은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 당업자가 적의 선택하여 사용할 수 있으므로 이하 자세한 내용은 생략하기로 한다.

본 발명의 어수리(Heracleum moellendorffii) 천연정유는 인체에 흡입시켰을 때, 인간의 뇌파에 유의성 있게 변화를 줄 수 있는데, 인간의 뇌파 중 슬로우 알파(slow alpha) 파를 감소시키고, 하이 베타(high beta) 파를 증가시킬 수 있다.

슬로우 알파 파의 감소와 하이 베타 파의 증가는 정신집중효과 및 각성효과를 유발하므로, 본 발명의 어수리 천연정유는 다양한 향장 산업, 예를 들면 정유를 이용하여 신체를 치유하는 아로마테라피(aromatheraphy)나 정유를 이용하여 생리적, 심리적인 치유하는 아로마콜로지(aromachology)에 활용될 수 있다.

도 1은 국제표준 전극 부착법을 보여주는 도이다.
도 2는 어수리 정유의 향 흡입 전에 나타난 알에스에이(relative slow alpha power spectrum, RSA) 사진이다.
도 3은 어수리 정유의 향 흡입 중에 나타난 알에스에이(relative slow alpha power spectrum ,RSA) 사진이다.
도 4는 어수리 정유의 향 흡입 전에 나타난 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB)사진이다.
도 5는 어수리 정유의 향 흡입중에 나타난 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB)사진이다.

이하, 본 발명의 내용을 하기 실시예, 제형예 및 실험예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 및 제형예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

실시예 1: 어수리 천연정유 추출

어수리 생체시료는 강원도 양구군 해안면 소재 양구군농업기술센터 통일농업시험장에서 2011년 6월 초순에 분양받았다. 분양받은 어수리 생체시료를 원색대한식물도감(이창복, 2006, 향문사)의 내용과 대조하여 확인하였으며, 25℃의 실험실 조건에서 7일간 음건하였다.

어수리 생체시료로부터 천연정유 추출은 수증기증류법(steam distillation extraction)으로 수행하였다. 수증기 증류장치의 수증기 발생부위에 2 L의 증류수를 넣고, 정유 발생부위에 어수리 생체시료 2 kg을 넣은 후, 냉각관에는 메탄올:증류수 1:1 혼합액을 흘려 -4℃의 냉각수가 지속적으로 흐르도록 하였다. 수증기 발생부위의 온도를 100℃로 2시간 동안 유지시키고 수증기가 정유 발생부위를 통과하면서 어수리에 함유되어 있는 정유를 발생시켰다. 발생 된 정유는 냉각관에서 응축된 후 수용기에서 증류수층과 정유층으로 분리되었다. 정유만을 분리하기 위하여 정유층을 무수황산나트륨(anhydrous sodium sulfate)이 담겨 있는 삼각 깔대기에 통과시켰다. 정유는 향취 분석과 휘발성 유기화합물 성분분석시까지 4℃의 냉장고에서 보관하였다.

어수리의 건체 시료로부터 얻은 천연정유함량은 0.05%이었다. 어수리 천연정유 함량은 국내의 자생식물인 망초(Erigeron canadensis; 0.03%) 정유 함량보다는 높았고, 털진달래(Rhododendron mucronulatum Turcz. var. ciliatum Nakai; 0.06%)와 층꽃나무(Caryopteris incana; 0.06%) 정유 함량과는 유사하였다.

실험예 1: 어수리 천연정유의 향취 평가

상기 실시예 1에서 수득된 어수리 천연정유의 향취 평가는 후각훈련이 되어 있는 강원대학교 향수개발동아리 로즈 오브 샤론(ROSE OF SHARON)의 전문가 5명에 의해 수행되었다.

상기 실시예 1에서 얻어진 어수리 천연정유 원액(100%)을 에틸알콜(etheyl alcohol)을 이용하여 10%, 1%, 0.1% 희석액을 만들었다.

각각의 전문가가 시향지(0.5 cm x 5 cm)에 0.1%, 1%, 10%, 100% 어수리 향료를 스프레이를 이용하여 적신 다음, 코로부터 5 cm되는 위치에서 향의 특징을 향료 평가용어를 사용하여 기술한 후 공통적인 향취만을 결과로 취하였다. 로즈 오브 샤론(ROSE OF SHARON)에서 사용한 평가표의 향취 타입은 알데하이드(aldehyde), 애니마릭(animalic), 발사믹(balsamic), 시트러스(citrus), 코니퍼로스(coniferous), 얼띠(earthy), 플로랄(floral), 푸루이티(fruity), 그린(green), 허벌(herbal), 메디시날(medicinal), 민티(minty), 마린(marine), 모씨(mossy), 머스키(musky), 오일리(oily), 오리엔탈(oriental), 파우더리(powdery), 스모키(smoky), 스파이시(spicy), 스위트(sweet), 우디(woody)이었으며, 통상적으로 향취 평가 전문가 집단이 사용하는 것을 사용하였다.

어수리 천연정유의 향취 분석 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

향취 타입	향료 함량(%)
	0.1	1	10	100
Aldehyde	-	-	-	-
Animalic	-	-	-	-
Balsamic	-	-	-	-
Citrus	3	4	5	5
Coniferous	-	-	-	-
Earthy	-	-	-	-
Floral	-	-	-	-
Fruity	-	-	-	-
Green	2	5	5	7
Herbal	0	2	5	6
Medicinal	-	-	-	-
Minty	-	-	-	-
Marine	-	-	-	-
Mossy	-	-	-	-
Musky	-	-	-	-
Oily	-	-	-	-
Oriental	-	-	-	-
Powdery	-	-	-	-
Smoky	-	-	-	-
Spicy	0	0	0	2
Sweet	-	-	-	-
Woody	-	-	-	-

이에 의하면 어수리 천연정유의 향취 타입은 시트러스(citrus), 그린(green), 허벌(herbal), 스파이시(spicy)이었다.

또한, 어수리 천연정유(100%)의 향취 분석 결과, 시트러스(citrus) 향취의 강도(10, 강한 향; 0, 무향)는 5이었으며, 그린(green) 향취의 강도는 7, 허벌(herbal) 향취의 강도는 6으로 강한 편이었던 반면, 스파이시(spicy) 향취의 강도는 2로 비교적 낮았다. 또한, 어수리 천연정유 10% 희석액의 시트러스(citrus), 그린(green), 허벌(herbal) 향취 강도는 100%의 향취 강도와 유사하였으나 스파이시(spicy) 향취 강도는 0으로 거의 향취를 맡을 수 없었다. 어수리 천연정유 0.1% 희석액의 시트러스(citrus), 그린(green), 허벌(herbal), 스파이시(spicy) 향취 강도는 각각 3, 2, 0, 0으로 나타났는데, 이에 의하면 어수리 천연정유를 0.1%로 희석하면 100% 원액과 비교하여 허벌(herbal)하면서도 스파이시(spicy)한 향취는 사라지는 것을 알 수 있었다.

실험예 2: 어수리 천연정유에 함유된 휘발성 유기화합물의 성분 분석

상기 실시예 1에서 추출된 어수리 천연정유에 함유된 휘발성 유기화합물의 성분을 폴리다이메틸 실록세인(polydimethyl siloxane, PDMS) 피버(fiber)가 장착된 에스피엠이(solid phase microextraction, SPME) 장치에 흡착시킨 다음, 가스 크로마토그래피-질량 분석기(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)로 분석하였다.

수증기 증류장치를 이용하여 추출된 어수리 천연정유 1 mL를 헤드스페이스 글래스 바이알(headspace glass vial) 20 mL에 가한 후, 바이알을 실리콘 셉텀(septum)으로 밀봉하였다. 에스피엠디 니들(SPME needle)를 바이알 내로 삽입하여 60℃에서 30분간 흡착시켰으며, 에스엠이(SPME) 장치에 흡착된 휘발성 유기화합물의 성분은 가스크로마토그래피-질량 분석기(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)로 분석하였다. 사용한 가스크로마토그래피(GC)는 Agilent 사의 7890A이었으며, 질량분석기(MS)는 Agilent 사의 5975C이었다.

가스크로마토그래피(GC)의 작동조건은 하기 표 2에 나타내었으며, 컬럼(column)은 HP-5MS (30x0.32 mm, 0.25 μm)를 사용하였고, 오븐의 온도는 50℃ (5 min)- 5℃/min - 250℃ (3 min) - 20℃/min - 300℃ (5 min) 조건으로 하였으며, 주입구 온도는 280℃이었다. 질량 분석기(MS)의 작동조건은 이온화에너지를 70 eV로 하였고, 운반기체는 헬륨으로 1분당 1 mL씩 흘려주었다.

GC-MS 분석결과 성분분석은 NIST library의 질량 스펙트럼 데이타(mass spectrum data)를 이용하였다.

GC	기기명	Angilent 7890A
	컬럼	HP-5MS (30×0.32 mm, 0.25 μm)
	오븐 온도	50℃(5 min) - 5℃/min - 250℃(3 min) - 20℃/min - 300℃(5 min)
	주입구 온도	280℃
MS	기기명	Agilent 5974C
	이온화 에너지	EI, 70 eV
	운반기체	헬륨(1 mL/min)

한편, 어수리 천연정유에 함유된 휘발성 유기화합물을 GC-MS로 분석한 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

구분	화합물명	면적(%)
탄화수소	Limonene	27.06
	α-Terpinolen	11.87
	Germacrene D	11.54
	β-Caryophyllen	10.39
	α-Pinene	9.07
	Trans-ocimene	4.67
	β-Myrcene	4.29
	Sabinene	4.16
	cis-Ocimene	2.86
	β-Selinene	2.05
	γ-Muurolene	1.69
	Camphene	1.42
	δ-Cadinene	1.28
	Germacrene B	1.03
	β-Funebrene	0.96
	β-Elemene	0.81
	Calarene	0.76
	Copaene	0.57
	β-Cubebene	0.33
	α-Terpinene	0.28
	β-Bourbonene	0.24
아세테이트	L-Bornyl acetate	1.52
옥사이드	Caryophyllene oxide	1.05

이에 의하면 어수리 천연정유에는 탄화수소(hydrocarbon)류가 21종으로 가장 많았으며, 아세테이트(acetate)류가 1종 그리고 옥사이드(oxide)류가 1종으로 총 23종의 휘발성 유기화합물이 함유되어 있었다.

어수리 천연정유에 가장 많이 함유되어 있는 휘발성 유기화합물은 신선한 시트러스(citrus) 향으로 감귤류에 주로 함유되어 있는 것으로 알려져 있는 리모넨(limonene)이었으며(Park, M. H., M. J. Kim, W. I. Cho, P. S. Chang and J. H. Lee. 2009. Effects of treatments on the distribution of volatiles in Artemisia princeps Pampan. Kor. J. Food Sci. Technol. 41(5):587-591), 그 함량은 27.06%이었다.

또한, 리모넨(limonene) 이외에도 알파 터피노렌(alpha-terpinolen) 11.87%, 저마크렌 D(germacrene D) 11.54%, 베타 캐리오필렌(beta-caryophyllene) 10.39%, 알파 피넨(alpha-pinene) 9.07%, 트랜스 오씨멘(trans-ocimene) 4.67%, 베타 마이크렌(beta-myrcene) 4.29%, 사비넨(sabinene) 4.16%의 유기화합물이 함유되어 있었다.

실험예 3: 어수리 천연정유의 향 흡입 전과 흡입 중의 뇌파 측정 및 분석

본 실험에서는 어수리 천연정유의 흡입이 신경생리학적으로 뇌파에 미치는 영향을 알아보고자 뇌파분석을 수행하였다. 남녀 각각 5명씩 총 10명의 피험자를 대상으로 뇌파를 측정하였으며, 측정장소는 32.4㎡(9.8평) 크기의 실험실에서 최대한 잡음이 혼입되지 않은 안정적인 상태에서 뇌파를 측정하고자 하였고, 온도는 23˚C, 습도는 50%를 유지하였다. 어수리로부터 추출한 정유(0.1, 1, 10, 100%)를 로즈 오브 샤론(ROSE OF SHARON)의 전문가들에게 미리 향을 맡게 하여 가장 향을 쉽게 인지하였던 10% 희석정유를 사용하였다.

뇌파측정 시 사용한 기기는 QEEG-8 System(LXE3208, LAXTHA Inc. Korea)이며, 피험자의 뇌파신호 측정은 데이터 수집 장비 및 분석프로그램(telescan)을 이용하였다.

피험자들에게 10~20 국제표준 전극 부착법을 이용하여 8개의 접지전극에 뇌파전용 무해 접착 풀을 묻혀 전전두엽(Fp1, Fp2), 전두엽(F3, F4), 측두엽(T3, T4), 두정엽(P3, P4) 부분에 부착하고 오른쪽과 왼쪽 귓볼 뒷부분에도 각각 하나씩의 전극을 부착하였다(도 1 참조).

윗면 지름 5 cm, 높이 4.8 cm, 아랫면 지름 3.5 cm의 종이컵에 가로 3.5 cm, 세로 4 cm의 거즈를 넣고 피펫을 이용해 0.5 mL의 10% 희석 정유를 첨가하여 거즈에 고루 뭍인 후, 피험자의 코로부터 약 3 cm 거리를 유지하고 피험자가 눈을 감은 상태에서 향 흡입 전(무자극)과 흡입상태(향자극)로 하여 각각 1분씩을 측정하였다.

어수리 천연정유의 뇌파측정을 통해 얻어진 데이터 처리는, 피험자의 뇌파신호를 1분간 측정하고, 대표적인 30초간의 뇌파신호만을 추출하여 뇌파일괄처리 프로그램(batch processing)으로 데이터를 처리하였고, 에스피에스에스 18.0 버전(SPSS 18.0 version)의 통계 분석 프로그램을 사용하여 대응표본 T 검정을 수행하였다.

어수리 천연정유의 뇌파측정 결과는 하기 표 4, 5 및 도 2 내지 5에 나타내었다. 표 4는 어수리 천연정유의 향 흡입전과 흡입중에 나타난 RSA(relative slow alpa power spectrum) 변화를 나타내고, 표 5는 어수리 천연정유의 향 흡입전과 흡입중에 나타난 RHB(relative high beta power spectrum) 변화를 나타낸다.

RSA(relative slow alpha power spectrum)
위치*	향흡입	처리수	평균	표준편차	t-test	p
Fp1	전	8	.372	.139	2.503	.041
	후	8	.293	.115
Fp2	전	8	.335	.190	.555	.596
	후	8	.312	.205
F3	전	8	.346	.194	-.969	.365
	후	8	.380	.222
F4	전	8	.391	.213	-.467	.655
	후	8	.403	.231
T3	전	8	.268	.140	-.199	.848
	후	8	.275	.187
T4	전	8	.266	.185	.804	.448
	후	8	.242	.173
P3	전	8	.303	.152	-1.174	.279
	후	8	.341	.183
P4	전	8	.337	.178	.991	.355
	후	8	.314	.155
*Fp1: 왼쪽 전두엽, Fp2: 오른쪽 전두엽, F3: 왼쪽 전두엽, F4: 오른쪽 전두엽 T3: 왼쪽 측두엽, T4: 오른쪽 측두엽, P3: 왼쪽 두정엽, P4: 오른쪽 두정엽

RHB(relative high beta power spectrum)
위치*	향흡입	처리수	평균	표준편차	t-test	p
Fp1	전	8	.152	.125	-.569	.587
	후	8	.161	.133
Fp2	전	8	.130	.097	-1.287	.239
	후	8	.142	.112
F3	전	8	.132	.089	-1.116	.301
	후	8	.144	.108
F4	전	8	.122	.091	-1.546	.166
	후	8	.134	.106
T3	전	8	.154	.089	-2.580	.036
	후	8	.176	.100
T4	전	8	.195	.102	.819	.440
	후	8	.188	.108
P3	전	8	.141	.093	-.501	.632
	후	8	.144	.102
P4	전	8	.156	.106	-.544	.603
	후	8	.159	.111
*Fp1: 왼쪽 전두엽, Fp2: 오른쪽 전두엽, F3: 왼쪽 전두엽, F4: 오른쪽 전두엽 T3: 왼쪽 측두엽, T4: 오른쪽 측두엽, P3: 왼쪽 두정엽, P4: 오른쪽 두정엽

이에 의하면, 어수리 천연정유 흡입 시 흡입 전에 비해 뇌파지표 알에스에이(relative slow alpha power spectrum, RSA)는 감소하고, 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB)는 증가한 것으로 나타났다(p < 0.05).

알에스에이(relative slow alpha power spectrum, RSA) 지표는 뇌파 스펙트럼에서 전체 주파수 영역의 절대파워에 대한 슬로우 알파(slow alpha) 대역의 절대파워비로서, 슬로우 알파(slow alpha) 파 영역 8~11 Hz를 전체 주파수 영역 4~50 Hz으로 나누어 준 스펙트럼 값을 의미한다.

어수리 천연정유 흡입 전과 흡입 중일 때의 뇌파 측정 결과, 전극부착부위(채널) 중 좌측 전전두엽(Fp1)에서 슬로우 알파(slow alpha) 파의 뇌파분석 지표인 알에스에이(relative slow alpha power spectrum, RSA) 평균값이 통계적으로 감소한 것으로 나타났다(p < 0.05)(표 4 참조).

슬로우 알파(slow alpha) 파는 약간 졸리고 깨어 있으나 사고와 같은 두뇌활동을 하지 않으며, 의식상태, 잠재 및 무의식상태도 아닌 상태에서 나타나는 파형이다. 따라서, 슬로우 알파(slow alpha) 파의 감소는 어수리 천연정유의 향 흡입이 뇌에 집중효과를 나타낸 것이라고 할 수 있다.

또한, 어수리 천연정유의 흡입으로 뇌의 상태가 집중되었다는 것은 표 4의 데이터를 뇌 매핑을 한 결과에서도 알 수 있었다(도 2, 도 3 참조). 어수리 정유의 향 흡입 전에는 좌상단의 Fp1(왼쪽 전두엽) 위치에 알에스에이(relative slow alpha power spectrum, RSA)는 주황색으로 표시되어 있었는데(도 2 참조), 향 흡입 중에 좌상단의 Fp1(왼쪽 전두엽) 위치에 알에스에이(relative slow alpha power spectrum, RSA)가 주황색에서 하늘색으로 변하였다(도 3 참조). 이러한 변화는 슬로우 알파(slow alpha) 파가 감소하여 뇌가 각성 되었다는 것을 의미한다.

한편, 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB) 지표는 뇌파 스펙트럼에서 전체 주파수 영역의 절대파워에 대한 하이 베타(high beta) 대역의 절대파워비로서, 하이 베타(high beta) 파 영역 20~30 Hz를 전체 주파수 영역 4~50 Hz으로 나누어 준 스펙트럼 값을 의미한다.

어수리 천연정유 흡입 전과 흡입 중일 때의 뇌파 측정 결과, 전극부착부위(채널) 중 좌측 측두엽(T3)에서 하이 베타(high beta) 파의 뇌파분석 지표인 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB) 평균값이 통계적으로 증가한 것으로 나타났다(p < 0.05)(표 5 참조).

하이 베타(high beta) 파는 비교적 복잡한 추론이나 정신부하가 높은 편인 복잡한 정보처리 활동을 수행할 때 또는 정서적인 긴장, 불안, 흥분상태에서 우세해지는 파형이다. 따라서, 하이 베타(high beta) 파의 증가는 어수리 천연정유의 각성효과가 높다는 것을 의미한다.

또한, 어수리 천연정유의 흡입으로 뇌가 각성되었다는 것은 표 5의 데이터를 뇌 매핑을 한 결과에서도 알 수 있었다(도 4, 도 5 참조).정유의 향 흡입 전에는 좌중앙의 T3(왼쪽 측두엽) 위치에 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB)가 연한 연두색으로 표시되어 있었는데(도 4 참조), 향 흡입 중에 좌중앙의 T3(왼쪽 측두엽) 위치에 알에이치비(relative high beta power spectrum, RHB)가 연한 연두색에서 연한 주황색으로 변화되었다(도 5 참조). 이러한 변화는 하이 베타(high beta) 파가 증가하여 뇌가 집중상태에 돌입하였다는 것을 의미한다.

어수리 정유의 흡입으로 인한 뇌파 슬로우 알파(slow aopha) 파의 감소와 하이 베타(high beta) 파의 증가에 의해 나타난 정신집중효과와 각성효과는 어수리 천연정유에 함유되어 있는 23종의 휘발성 유기화합물 중 일부 주영향 화합물 또는 주영향 화합물+부영향 화합물에 의해 유발된 것이라 판단되었다.

Claims (10)

1. 어수리(Heracleum moellendorffii)의 잎으로부터 추출된 어수리 천연정유(精油)를 유효성분으로 포함하며,
   상기 어수리 천연정유는,
   수증기증류법(steam distillation extraction)에 의해 추출된 것으로,
   리모넨(Limonene), 알파 터피노렌(α-Terpinolen), 저마크렌 D(Germacrene D), 베타 캐리오필렌(β-Caryophyllen), 알파 피넨(α-pinene), 트랜스 오씨멘(Trans-ocimene), 베타 마이크렌(β-Myrcene) 및 사비넨(Sabinene)의 함량순으로 포함하고,
   시트러스(citrus), 그린(green) 또는 허벌(herbal) 중 하나 이상의 향취를 가지는 것을 특징으로 하는 향장 조성물.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 어수리 천연정유를 0.1~100질량% 함유하는 것을 특징으로 하는 향장 조성물.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 어수리 천연정유는,
   흡입 후, 흡입 전에 비하여 뇌파 중 슬로우 알파(slow alpha) 파는 감소시키고 하이 베타(high beta) 파는 증가시켜 정신집중효과 및 각성효과를 유발하는 것을 특징으로 하는 향장 조성물.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 향장 조성물은,
   향수 및 방향제 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 향장 조성물.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 향장 조성물은,
   비누 및 입욕제 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 향장 조성물.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 향장 조성물의 제형은,
    분말, 과립, 스프레이 및 액상 중 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 향장 조성물.
    

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