KR101358074B1

KR101358074B1 - 미강 발효물을 이용한 포름알데히드 제거용 조성물

Info

Publication number: KR101358074B1
Application number: KR1020110120109A
Authority: KR
Inventors: 이기연; 이영득; 고영상
Original assignee: (주)질경이 우리옷
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2014-02-04
Also published as: KR20130054620A

Abstract

본 발명은 미강 발효물을 이용한 포름알데히드 제거용 조성물을 개시한다. 구체적으로 본 발명은 포름알데히드 분해 효과를 가지는, 미강의 광합성세균, 효모 및/또는 젖산균에 의한 발효물을 이용한 포름알데히드 제거용 조성물을 개시한다. 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 포름알데히드 제거 목적으로 포름알데히드 발생원에 함침, 도포, 첨가, 분무 등 직·간접적인 방식으로 사용될 수 있다.

Description

미강 발효물을 이용한 포름알데히드 제거용 조성물{Composition for Eliminating Formaldehyde Using Fermented Rice Bran}

본 발명은 미강 발효물을 이용한 포름알데히드 제거용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 미강의 광합성세균, 효모 및/또는 젖산균에 의한 발효물을 이용한 포름알데히드 제거용 조성물에 관한 것이다.

포름알데히드는 자극성 냄새를 갖는 가연성의 무색 기체로, 강한 단백질 응고 작용으로 인체에 대한 독성이 매우 강한 물질이다.

사람이 포름알데히드에 단시간 노출되면 눈, 코, 기관지에 심한 자극을 느끼며 두통, 어지러움, 눈물을 야기하고, 장시간 노출될 경우 알레르기성 피부염, 습진, 기침, 가래, 천식, 만성기관지염, 저체중아 출산, 임신중독증 등을 유발하게 된다고 알려져 있다.

포름알데히드는 살균제나 방부제로 사용되고 피혁제조나 사진 건판, 폭약 등의 제조에 이용되며, 석탄계, 요소계 또는 멜라민계 합성수지 제조 등에 공업용으로도 널리 사용된다. 특히 포름알데히드의 주요 발생원으로는 합판, 발포제, 단열재, 페인트, 섬유 옷감, 가구, 싱크대, 바닥재 난방 연료의 연소과정, 흡연, 생활용품, 의약품, 접착제이다.

포름알데히드의 제거 기술은 흡착에 의한 방법과 화학반응에 의한 방법 두 가지로 대별해 볼 수 있다.

흡착에 의해 포름알데히드를 제거하는 기술은 넓은 표면적을 갖는 다공질의 흡착제를 이용한 기술로서, 그러한 다공질의 흡착제로서는 활성탄, 숯, 활성 백토, 실리카겔, 활성 알루미나, 황토 등이 알려져 있다.

화학반응에 의한 방법은 이산화티탄 등의 금속 산화물 계열의 촉매제나 과산화수소 나트륨 등의 산화제를 이용하여 포름알데히드를 분해·제거하는 기술이다.

흡착을 이용한 방법은 포름알데히드를 근본적으로 제거하는 기술이 아닌 반면, 화학반응에 의한 방법은 포름알데히드를 분해하여 영구적으로 포름알데히드를 제거하는 기술이라 할 수 있다.

본 발명은 미강의 발효물을 이용하여 포름알데히드를 분해·제거할 수 있는 기술을 개시한다.

본 발명의 목적은 포름알데히드 제거용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.

본 발명자들은 본 발명자들은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 미강의 광합성세균 발효물과 미강의 광합성세균, 젖산균 및 효모의 발효물을 제조하고 포름알데히드를 함침하고 있는 이중직 면직물에 상기 발효물을 함침·처리하였을 때, 잔류 포름알데히드의 양이 무처리군에 비해서 현저하게 감소함을 확인할 수 있었으며, 또한 잔류 포름알데히드의 양이 농도 의존적으로 감소함을 확인할 수 있었다.

이러한 실험 결과는 미강의 광합성세균 등에 의한 발효물의 포름알데히드 분해 제거 효과를 가지는 것임을 보여주는 것이라 할 수 있다.

본 발명은 이러한 실험 결과에 기초하여 제공되는 것으로서, 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 미강의 광합성세균 발효물을 유효성분으로 포함함을 특징으로 한다.

상기 미강의 광합성세균 발효물은 (a) 미강 분말에 탄소원과 에너지원을 혼합하고 (b) 이 혼합물에 광합성세균을 접종하여 발효시켜 얻어진 것을 말한다.

바람직하게는 상기 (b)의 광합성세균의 접종 시에 광합성세균과 더불어 젖산균 및 효모를 추가로 접종하고 발효시켜 얻어진 것을 말한다.

본 명세서에서, "미강"이란 현미를 백미로 정미하는 과정에서 얻어지는 부산물로서, 쌀눈과 호분층을 포함하는 것을 말한다. 쌀눈과 호분층을 포함하는 한, 현미의 외부 껍질를 이루는 과피 및/또는 종피 그리고 외배유 및/또는 내배유를 추가적으로 포함하더라도 상기 미강의 의미에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

또 본 명세서에서, "유효성분"의 의미는 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.

또 본 명세서에서, "광합성세균"은 고등식물과 같이 빛 에너지를 이용하여 탄소 동화작용을 행하는 세균을 말한다. 이러한 광합성세균은 클로로비움속 세균(Chlorobium sp .), 크로마튬속 세균(Chromatium sp .), 로도스피릴륨속 세균(Rhodospirillum sp .), 로돕센도모나스속 세균(Rhodopsendomonas sp .), 로도박터속 세균(Rhodobacter sp .), 로돕슈도모나스속 세균(Rhodopseudomonas sp .) 등으로 구분될 수 있는데, 본 발명에는 이들 모든 광합성세균이 사용될 수 있으나, 로돕슈도모나스속 세균 또는 로도박터속 세균이 바람직하며, 아래의 실시예에서 사용된 로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris) 또는 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)가 바람직하다.

또 본 명세서에서, "젖산균"이란 포도당 등 당류를 분해하여 젖산을 생성하는 미생물을 의미하는데, 본 명세서에서 젖산균은 락토바실루스속 젖산균(Lactobacillus sp .), 스트렙토코쿠스속 젖산균(Streptococcus sp .), 페디오코쿠스속 젖산균(Pediococcus sp .), 류코노스톡속 젖산균(Leuconostoc sp .) 및 비피도박테리움속 젖산균(Bifidobacterium sp .)을 포함하는 의미이며, 구체적으로는 락토바실루스 엑시도파일러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실루스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실루스 퍼멘텀(Lactobacillus fermentum), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 비피도박테리움 비피덤(Bifidobacterium bifidum) 등을 포함하는 의미이다. 본 발명에서는 이러한 젖산균 모두를 사용할 수 있다. 다만 아래의 실시예를 고려할 때, 락토바실러스속 젖산균이 바람직하며, 특히 락토바실루스 플란타룸이 바람직하다.

또 본 명세서에서, "효모"는 사카로마이세스속 효모를 의미하는데, 사카로마이세스 루시(Saccharomyces rouxii), 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cereviciae), 사카로마이세스 오비폴미스(Saccharomyces oviformis), 사카로마이세스 스테이네리(Saccharomyces steineri) 등을 포함하는 의미이다. 바람직하게는 아래의 실시예에서 사용된 사카로마이세스 세레비시애(Saccaromyces cerevisiae)이다.

또 본 명세서에서, "발효물"은 발효원액, 발효원액을 감압증류 등의 방식으로 얻은 농축된 발효액, 또는 발효 원액을 동결건조 등의 방식으로 얻은 고형상의 발효 분말을 의미한다.

본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물에 유효성분으로 포함되는 미강의 발효물의 제조에서 접종되는 미생물 즉 광합성세균, 젖산균 및/또는 효모의 탄소원과 에너지원은 당업계에 공지되어 있으며, 당업계에 공지된 임의의 것을 사용할 수 있는데, 통상은 당밀, 올리고당, 유당, 포도당, 과당, 설탕, 이들의 혼합물 등이 사용될 것이다. 이러한 탄소원과 에너지원은 의도한 발효 시간, 발효 정도, 미강의 사용량 등을 고려하여 임의의 범위로 첨가될 수 있다. 통상은 미강 100 중량부 기준 20 중량부 내지 120 중량부의 범위로 첨가될 것이다.

또 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물에 유효성분으로 포함되는 미강의 발효물의 제조에서, 상기 탄소원과 에너지원 이외에 질소원, 무기염류, 생장소(growth factor) 등을 추가로 첨가할 수 있는데, 이들 질소원, 무기염류, 생장소 등도 당업계에 공지되어 있으며, 당업계에 공지된 임의의 것을 사용할 수 있다.

또 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물에 유효성분으로 포함되는 미강의 발효물의 제조에서, 상기 (b)의 발효는 접종된 미생물의 생장이 최대에 이를 때까지 발효시키는 것이 바람직하다. 접종된 미생물이 생장이 최대에 이르는 시점은 발효 온도, 미강의 사용량, 탄소원과 에너지원의 사용량, 접종되는 미생물의 양 등에 따라 결정될 것이다. 당업자는 그의 통상의 능력 범위 내에서 발효 온도, 발효 원료의 양, 접종되는 미생물의 양 등을 고려하여 접종된 미생물의 생장이 최대에 이르는 시점이 어느 시점인가를 결정할 수 있다. 본 발명자들은 밀폐형 발효조를 이용하고 30 내지 40℃의 온도에서, 미강 5 중량% 및 설탕 5 중량%에 대해서 접종 미생물을 9 중량%로 접종하였을 때 4주간 발효시켜 접종된 미생물의 생장이 최대에 이르도록 하였다.

또 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물에 유효성분으로 포함되는 미강의 발효물의 제조에서, 광합성세균, 젖산균 및 효모 모두 혐기적 조건과 호기적 조건 모두에서 배양이 가능하므로 상기 (b)의 발효 조건은 혐기적 조건이든 호기적 조건이든 무방하며, 암 배양 조건이든, 광 배양 조건이든 무방하다. 광합성세균의 경우 암 배양 조건에서는 종속영양을 한다는 것이 당업계에 알려져 있다. 배양 온도의 경우 20℃ 내지 45℃ 범위 내에서 배양이 가능하며, 배지의 pH의 경우 4.0 내지 7.5 범위로 조절되는 것이 바람직하다. 다만 젖산균의 증식 특성을 고려할 때 혐기적 조건이 바람직할 것이다.

또 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물에 유효성분으로 포함되는 미강의 발효물의 제조에서, 광합성세균, 젖산균 및 효모는 생명공학 관련 회사에서 판매하는 것을 구입하여 사용하거나 국내외 미생물 기탁기관(생명공학연구원 유전자은행, 한국미생물보존센타, 한국농업미생물보존센터, ATCC(American Type Culture CollectionAsociacin))으로부터 분양받아 사용할 수 있으며, 필요에 따라서 직접 균주를 분리·배양하여 사용할 수도 있다.

본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 그 유효성분인 미강 발효물을 포름알데히드의 제거 활성을 나타낼 수 있는 한 그것의 적용 제품, 제형, 사용 목적 등에 따라 임의의 양(유효량)으로 포함할 수 있다. 발효원액을 그대로 사용할 수 있으므로 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 발효물만으로 구성될 수도 있으며, 농축 발효액 또는 고형상의 발효물을 사용할 경우, 통상적인 유효량은 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.01 중량 % 내지 99.91 중량 % 범위 내에서 결정될 것이다. 여기서 "유효량"이란 포름알데히드 제거 활성을 나타낼 수 있는 유효성분의 양을 말하며, 이러한 유효량은 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 실험적으로 결정될 수 있다.

본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 포름알데히드의 발생 제품, 예컨대 가구, 싱크대, 의류, 차량용 시트 등에 함침·도포되어 사용될 수 있으며, 이들 제품의 제조에 사용되는 합판, 목재, 섬유 등에 함침·도포되어 사용될 수 있다.

또한 포름알데히드 함유 접착제, 예컨대 포름알데히드계 접착제, 아미노 수지계 접찹제 등에 첨가되어 사용될 수도 있으며, 포름알데히드 제거를 위한 다공질의 흡착제, 예컨대 활성탄, 숯, 활성 백토, 실리카겔, 활성 알루미나, 황토 등에 점착되어 사용될 수도 있다. 나아가 의류, 가구, 싱크대, 차량용 시트 등의 세정제에 첨가되어 사용될 수도 있다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은 포름알데히드 제거 방법에 관한 것이다.

본 발명의 포름알데히드 제거 방법은 전술한 바의 포름알데히드 제거용 조성물을 포름알데히드와 접촉시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에서 상기 접촉 단계는 포름알데히드 제거용 조성물을 포름알데히드 발생원과 접촉시킴에 의해서 수행될 수 있는데, 포름알데히드 발생원으로서는 예컨대 전술한 바와 같이 가구, 싱크대, 의류, 차량용 시트, 합판, 목재, 섬유, 접착제 등이 예시될 수 있다.

본 발명의 방법에서, 상기 접촉 단계는 포름알데히드 발생원에 직접적으로는 포름알데히드 제거용 조성물을 함침·도포시키거나 접착제 등에 첨가됨에 의해서 수행될 수 있으며, 간접적으로는 세정제에 첨가하거나 다공질의 흡착제에 점착시켜 그 세정제나 흡착제를 포름알데히드 발생원에 사용함에 의해서 수행될 수 있다. 또한 포름알데히드가 새집증후군의 원인임을 고려할 때, 상기 접촉 단계는 주택, 빌딩 건물 실내에 포름알데히드 제거용 조성물을 분무시킴에 의해서도 간접적으로 수행될 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 포름알데히드 제거용 조성물을 제공할 있다. 본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 그것의 유효성분인 미강 발효물의 화학반응에 의한 분해 활성에 의한 것으로 다공질의 흡착제를 사용하는 경우와 다르게 근본적으로 포름알데히드를 제거하는 효과를 가진다.

본 발명의 포름알데히드 제거용 조성물은 포름알데히드 제거 목적으로 포름알데히드 발생원에 함침, 도포, 첨가, 분무 등 직·간접적인 방식으로 사용될 수 있다.

도 1은 미강 발효물의 포름알데히드의 제거 활성을 보여주는 결과이다.
도 2는 미강 발효물이 농도 의존적으로 포름알데히드의 제거 활성을 가짐을 보여주는 결과이다.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 > 미강의 광합성 세균 또는 미강의 광합성 세균, 젖산균 및 효모에 의한 발효물의 제조

<실시예 1> 미강의 광합성 세균에 의한 발효물의 제조예 1

물 81 중량%, 미강 5 중량% 및 설탕 5 중량%로 배지를 조성한 다음 여기에 광합성 세균 로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris)를 9 중량%로 접종하고, 4주간 밀폐형 발효조를 사용하여 30~40℃의 온도 범위에서 배양하여 미강의 광합성 세균 발효물을 얻었다. 발효물은 자외선을 조사하여 살균한 후 실험에 사용하였다.

<실시예 2> 미강의 광합성 세균에 의한 발효물의 제조예 2

물 81 중량%, 미강 5 중량% 및 설탕 5 중량%로 배지를 조성한 다음 여기에 광합성 세균 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)을 9 중량%로 접종하고, 4주간 밀폐형 발효조를 사용하여 30~40℃의 온도 범위에서 배양하여 미강의 광합성 세균 발효물을 얻었다. 발효물은 자외선을 조사하여 살균한 후 실험에 사용하였다.

<실시예 3> 미강의 광합성 세균, 젖산균 및 효모에 의한 발효물의 제조예 1

상기 <실시예 1>과 동일한 조건으로 배양하되, 광합성 세균에 효모와 젖산균을 추가적으로 접종하여 배양하였다.

구체적으로 물 81 중량%, 미강 5 중량% 및 설탕 5 중량%로 배지를 조성한 다음, 여기에 광합성 세균 로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris) 5 중량%, 젖산균 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 2 중량%, 효모 사카로마이세스 세레비시애(Saccaromyces cerevisiae) 2 중량%를 접종하여 4주간 밀폐형 발효조를 사용하여 30~40℃의 온도 범위에서 배양하여 미강의 광합성세균, 젖산균 및 효모의 발효물을 얻었다. 발효물은 자외선을 조사하여 살균한 후 동결건조하여 실험에 사용하였다. 발효물은 자외선을 조사하여 살균한 후 실험에 사용하였다.

<실시예 4> 미강의 광합성 세균, 젖산균 및 효모에 의한 발효물의 제조예 2

상기 <실시예 2>와 동일한 조건으로 배양하되, 광합성 세균에 추가로 효모와 젖산균을 추가적으로 사용하여 배양하였다.

구체적으로 물 81 중량%, 미강 5 중량% 및 설탕 5 중량%로 배지를 조성한 다음, 여기에 광합성 세균 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus) 5 중량%, 젖산균 락토바실러스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 2 중량%, 효모 사카로마이세스 세레비시애(Saccaromyces cerevisiae) 2 중량%를 접종하여 4주간 밀폐형 발효조를 사용하여 30~40℃의 온도 범위에서 배양하여 미강의 미강의 광합성세균, 젖산균 및 효모의 발효물을 얻었다. 발효물은 자외선을 조사하여 살균한 후 실험에 사용하였다.

< 실험예 > 포름알데히드 제거 활성 측정

35% 포름알데하이드를 5,000 ppm이 되게 희석하고, 포름알데히드 희석액에 가로×세로 30cm의 이중직 면직물을 24시간 이상 충분히 담가둔 다음, 담가두었던 이중직 면직물을 꺼내고 24시간 이상 자연건조시켰다. 건조시킨 이중직 면직물을 상기 각 실시예의 발효액에 24시간 동안 담가둔 후 꺼내어 24시간 이상 자연건조시키고 추가로 6시간 동안 열풍건조기에서 30℃의 낮은 온도로 열풍 건조시켰다.

건조시킨 면직물을 한국생활환경시험연구원에 의뢰하여 잔류 포름알데히드를 측정하였다.

결과를 [도 1] 및 [도 2]에 나타내었다.

[도 1]은 각 실시예의 미강 발효물(RBF 1 내지 4)의 포름알데히드의 제거 활성을 보여주는 결과이며, [도 2]는 실시예의 미강 발효물 중 가장 제거 활성이 높은 <실시예 4>의 미강 발효물(RBF4)을 증류수로 100배, 50배, 10배, 5배 및 1배(원액) 희석한 희석액의 포름알데히드 제거 활성을 보여주는 결과이다.

[도 1]를 참조하여 보면, 실시예의 미강 발효물의 경우 무처리군(Blank)에 비하여 잔류 포름알데히드 함량이 매우 낮은 것을 알 수 있다. 특히 미강을 광합성세균, 효모 및 젖산균으로 발효시켜 얻은 <실시예 3 및 4>의 발효물(RBF 3 & 4)의 포름알데히드 제거 활성이 미강을 광합성세균만으로 발효시켜 얻은 <실시예 1 및 2의 발효물>(RBF 1 & 2)보다 높게 나타났다.

또한 [도 2]를 참조하여 보면, [도 1]에서 포름알데히드 제거 활성이 가장 높은 것으로 나타난 <실시예 4>의 미강 발효물은 농도 의존적으로 포름알데히드의 제거 활성을 보임을 알 수 있다.

Claims

(a) 미강에 탄소원과 에너지원을 혼합하고 (b) 이 혼합물에 광합성세균만을 접종하여 발효시켜 얻어진 광합성세균에 의한 미강 발효물을 유효성분으로 포함하되,
상기 탄소원과 에너지원은 당밀, 올리고당, 유당, 포도당, 과당, 설탕 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 것이고,
상기 광합성 세균은 로도슈도모나스 팔루스트리스(Rhodopseudomonas palustris) 또는 로도박터 캡슐라투스(Rhodobacter capsulatus)인 것을 특징으로 하는
포름알데히드 제거용 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 포름알데히드 제거용 조성물은 섬유 또는 의류 함침용 조성물인 것을 특징으로 하는 포름알데히드 제거용 조성물.
제1항 또는 제3항 기재의 포름알데히드 제거용 조성물을 포름알데히드와 접촉시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 제거 방법.
제4항에 있어서,
상기 접촉 단계는 상기 포름알데히드 제거용 조성물을 포름알데히드 발생원과 접촉시킴에 의해서 수행되는 것을 특징으로 하는 포름알데히드 제거 방법.
제5항에 있어서,
상기 포름알데히드 발생원은 가구, 싱크대, 의류, 차량용 시트, 합판, 목재, 섬유 또는 접착제인 것을 특징으로 하는 포름알데히드 제거 방법.