KR101486922B1 - 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명은 기존의 프로폴리스 에탄올 추출공정을 개선하고 프로폴리스 추출물의 유효성분을 효과적으로 추출하고 추출공정에서 얻어진 프로폴리스로부터 다시 에탄올을 제거하여 알코올을 함유하지 않은 무알콜 수용성 프로폴리스를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

Description

무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법{FABRICATING PROCESS FOR NON ALCOHOL WATER SOLUBLE PROPOLIS}

본 발명은 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법에 관한 것으로서, 프로폴리스 추출공정에서 얻어지는 프로폴리스 추출물로부터 에탄올을 제거하여 알콜이 함유되지 않은 수용성 프로폴리스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

프로폴리스는 벌집에서 얻어지는 지용성 복합체로 식물이 분비하는 왁스와 수지 물질을 모아 벌 자신의 침샘 분비물과 혼합하여 만든 수지성, 점착성, 고무상의 물질로 벌집 출입구에 발라 외부로부터 균의 유입을 막기 위해 사용하며, 주로 벌통 내의 표면틈새에 발라 빗물 및 냉기를 막았으며 벌집 전체 구조를 강화하기 위해 사용한다. 일반적인 성분으로는 수지 50-55%, 밀랍 30%, 정유 8-10%, 회분 5%, 각종 유기성분, 미네랄 등의 성분으로 이루어져있으며, 구성 성분은 약 150-180개의 휘발성 물질과 페놀계 화합물로 알려져 있다.

프로폴리스는 플라보노이드와 유기물이 다량 함유되어 있으며 성분 중 플라보노이드는 강력한 항균 효과를 가지는 것으로 보고되고 있다. 프로폴리스에 포함된 계피산과 카페릭산 에스터를 비롯한 많은 종류의 플라보노이드 성분은 항암, 항균, 항박테리아, 항바이러스, 항염증, 항진균성, 항산화 및 알레르기성 피부염 치료에 도움이 되는 생리활성 기작을 나타내는 것으로 보고되어 있다.

프로폴리스의 유효성분은 수불용성 물질로 종래에는 에탄올과 유화제를 이용한 프로폴리스 추출방법이 주를 이루었다. 프로폴리스의 이용방법은 에탄올에 용해된 프로폴리스 액의 일정량을 스포이드를 이용하여 직접 경구투여 하거나 물이나 음료 등에 적하하여 섭취 하는 방법을 사용 하였으나 프로폴리스의 수불용성으로 인해 음용에 많은 어려움이 있었다.

즉 프로폴리스 용액이 물에 용해되지 않음으로 백탁 현상이 나타나 음료의 표면 및 용기에 부착되어 소요량 전체를 섭취할 수 없을 뿐 아니라 소화성과 흡수율이 떨어지고 음용 후에도 잠시 동안 불쾌감이나 자극감이 남는다. 또한 프로폴리스 추출물을 제조하는 과정에서 유화제를 사용하여 왔으나 유화제는 대부분 화학 성분으로 이루어져 인체에 유해함이 있어 프로폴리스 추출물의 문제점으로 지적되어 왔다.

최근에는 무알콜과 유화제가 함유되어 있지 않는 새로운 상품 개발의 필요성이 대두되고 있으며, 프로폴리스의 소비 증가를 위한 가공방법의 개발 욕구를 해결할 수 있는 새로운 가공 방법이 필요한 실정이다.

2011년 식품의약품안전처 건강기능식품 생산실적 보고서 발표에 따르면 국내 건강기능식품 총 생산액(공장도가)을 기준으로 한 시장규모는 13조 681억원이며, 이중 프로폴리스가 차지하는 비율은 약 1.5% 약 205억 정도에 불과하다.

이처럼 국내 프로폴리스 시장의 비 성장 요인은 프로폴리스 추출, 정제가공기술력과 무알콜 수용성화 기술의 부족 및 유화제 첨가에 따른 제품의 품질 저하 등의 요인 때문이었으며 따라서 일본, 호주, 브라질 등으로부터 가공 원료 및 완제품을 수입에 의존하고 있는 실정이다.

프로폴리스 추출방법에 관한 종래기술로는 한국공개특허 제2011-0120116호(발명의 명칭:항산화 활성이 증진된 프로폴리스 추출액의 제조 방법)가 있다.

본 발명은 기존의 프로폴리스 에탄올 추출공정을 개선하고 프로폴리스 추출물의 유효성분을 효과적으로 추출하고 추출공정에서 얻어진 프로폴리스로부터 다시 에탄올을 제거하여 알코올을 함유하지 않은 무알콜 수용성 프로폴리스를 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 본 발명의 목적은 프로폴리스 원괴와 음용이 가능한 에탄올을 중량 기준으로 1:4의 비율로 혼합하여 탱크의 내부에 투입하고, 교반날개로 교반하면서 7 내지 14일정도 추출 및 숙성을 하는 단계와, 추출 및 숙성이 완료된 추출액을 마이크로 필터를 사용하여 1차적으로 여과하는 단계와, 1차 여과가 완료된 추출액을 섭씨 영하 20도의 냉동고에서 48시간 존치시켜서 상기 추출액으로부터 지방, 왁스 및 수지성분을 분리시키는 탈랍공정을 수행하는 단계와, 상기 1차 탈랍공정을 통해 분리된 지방, 왁스 및 수지성분을 추출액으로부터 제거하기 위해 상기 추출액에 대하여 마이크로 필터를 사용하여 2차 여과공정을 수행하는 단계와, 상기 2차 여과공정을 수행한 추출액에 대하여 농축온도 섭씨 55도 내지 60도이고 진공도 680~720mmHg의 압력 상태에서 감압증류를 통한 농축을 실시하는 단계와, 상기 농축을 완료하여 생성된 프로폴리스 추출물과 천연게르마늄이 포함된 약알칼리수와 탄산나트륨을 혼합하여 탱크안에 투입하고 탱크 안의 온도를 섭씨 60도 내지 90도로 한 상태에서 5 내지 6시간 교반 날개로 교반하면서 상기 프로폴리스 추출물과 상기 천연게르마늄이 포함된 약알칼리수와 상기 탄산나트륨을 혼합하여 용해시키는 용해공정을 수행하는 단계 및 상기 용해공정이 완료된 상기 추출액을 마이크로 필터를 사용하여 3차 여과공정을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하기 위해, 상기 용해공정과 상기 3차 여과공정의 사이에는, 상기 용해공정이 완료된 추출액을 공기방울파동장치에 투입하여 압축공기방울을 분사하면서 교반날개에 의한 교반을 1일 4시간 기준으로 총 2일에 걸쳐 수행하여 추출액을 분산화 및 수용화 하는 수 분산화공정을 수행하는 단계가 더 포함되고, 상기 3차 여과공정은 상기 용해공정 이후의 상기 수 분산화 공정을 완료한 추출액에 대하여 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법에 의하면 종래의 프로폴리스 제조방법과는 달리 알코올이 포함되지 않으면서 백탁 현상이 없는 무알콜 수용성 프로폴리스를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 프로폴리스 제조방법에 의하면 프로폴리스 추출물의 유효성분을 효과적으로 추출할 수 있고 지용성 프로폴리스 추출물을 다시 수용화 공정을 이용하여 수용성 프로폴리스로 제조할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 공기방울파동장치를 통해 추출 탱크에 미세한 압축 공기방울을 공급하여 추출기 내부에서 교반과 동시에 공기방울의 강력한 파동력에 의해 프로폴리스 추출물의 유효성분을 효과적으로 추출하고 이에 따라 지용성 물질이 침전되는 것을 방지할 수 있다.

또한 정제수를 대신하여 천연 게르마늄 성분이 함유된 약알카리수 (pH 7.6 ~8.1)를 사용함으로써 각종 미네랄 성분이 함유되어 영양학적 성분을 높여주고 또한 수용성 프로폴리스 제조 공정을 단순화 하여 제조원가 절감, 생산 Cycle Time 감소 및 생산성 향상에 기여할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법의 공정을 순차적으로 도시한 흐름도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법에 사용되는 공기방울파동장치의 구성을 도시한 단면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법의 구성에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법의 공정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법(이하 '프로폴리스 제조방법'이라 함)을 구성하는 공정은 이하와 같다.

프로폴리스 원괴 70kg과 식용이 가능한 95% 에탄올(주정) 280리터를 중량기준 약 1:4의 비율로 혼합하여 추출탱크(미도시)에 투입하여 교반날개로 교반시키면서 총 7 내지 14일 정도에 걸쳐 프로폴리스 유효성분의 추출 및 1차 숙성을 수행한다(S1).

프로폴리스 유효성분의 추출 및 1차 숙성이 이루어진 추출액을 마이크로 필터를 구비한 여과장치(미도시)를 사용하여 1차 여과를 수행한다(S2). 1차 여과를 수행하는 여과장치의 마이크로 필터는 필터구멍크기(pore size)가 5 내지 6마이크로미터의 것을 사용한다.

1차 여과가 완료된 추출액을 냉동고에서 대략 영하 20도를 유지하며 48시간 존치시켜 프로폴리스 추출액으로부터 지방, 왁스 및 수지성분 물질을 분리시키는 탈랍공정을 수행한다(S3).

냉동고에서 일정시간 존치시키는 탈랍공정을 완료한 추출액을 마이크로 필터를 구비한 여과장치(미도시)를 이용하여 2차 여과를 수행한다(S4). 2차 여과를 수행하는 여과장치의 마이크로 필터는 필터구멍크기(pore size)가 3 내지 4마이크로미터의 것을 사용한다. 2차 여과공정을 거치면서 앞서 실시한 탈랍공정을 통해 추출액으로부터 분리된 지방, 왁스 및 수지성분 물질이 제거된다.

2차 여과공정이 완료된 추출액을 감압 증류식 농축기(concentrator)(미도시)를 이용하여 농축온도 섭씨 55도 내지 60도에서 진공도 680 내지 720mmHg의 압력의 상태에서 감압증류방식으로 농축을 실시하여 에탄올을 제거하는 농축공정을 수행한다(S5). 이 농축공정에서 추출액에 대하여 총 고형분이 70 내지 75%가 되도록 농축을 수행하면 추출액에 잔존하는 에탄올은 거의 전부가 제거되고 그 결과 점액질 상태의 "프로폴리스 추출물"이 얻어진다. 감압증류방식 및 감압증류식 농축기는 공지된 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.

농축공정을 통해 농축된 프로폴리스 추출물 12중량%와 천연게르마늄이 포함된 약알칼리수 85중량%와 탄산나트륨(Na₂CO₃) 3중량%를 교반날개가 구비된 가열탱크(미도시)의 내부에 투입하고, 각 성분이 균일하게 혼합되도록 가열탱크 안의 온도를 섭씨 60도 내지 90도로 한 상태에서 5 내지 6시간 교반한 후 냉각시킨다(S6). 이 공정을 약 알칼리수 용해공정이라고 하며 용해공정을 거쳐 얻어진 생성물을 혼합액이라고 한다. 여기서 천연게르마늄이 포함된 약알칼리수는 상용화된 제품을 사용하므로 구체적인 설명은 생략한다.

약 알칼리수 용해공정을 마친 혼합액을 공기방울파동장치에 투입하여 섭씨 40도로 온도가 유지되는 상태에서 압축공기방울 분사 및 교반날개에 의한 교반을 1일 기준 4시간 총 2일에 걸쳐 수행하여 혼합액을 분산화 및 수용화시키는 수분산화공정을 수행한다(S7).

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법에 사용되는 공기방울파동장치의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 공기방울파동장치는 흡입된 공기를 압축하여 장치내로 공급해주는 링블로워(ring blower) 형태의 압축공기방울분사기(10) 및 교반날개가 구비된 탱크로서 탱크(1)의 상부에는 원료를 투입하기 위한 유입구(2)이 형성되며 하부에는 처리가 완료된 혼합액 등과 같은 물질을 배출하는 배출구(3)가 형성된다. 탱크(1)에는 내부의 온도를 측정하는 온도계(4) 및 온도조절을 위한 히터(미도시)가 설치되고 탱크(1) 내부를 들여다볼 수 있는 점검창(5)이 형성되어 있다. 또한 탱크(1)의 내부에는 압축공기를 분사하는 압축공기방울분사기(10)와 모터(20)에 의해 회전하는 교반날개(21)가 설치되어 있다.

압축공기방울분사기(10)는 외부에서 공기를 흡입하여 압축시키는 공기압축부(11)와 압축된 공기를 탱크(1) 내부로 이송시키는 이송관(12)과 이송관(12)에 연결되고 내부에 공간이 형성된 원판구조의 공기분사부(13) 및 공기분사부(13)의 상부에 설치된 복수의 분사노즐(14)을 포함하여 구성된다.

따라서 공기압축부(11)를 통해서 압축된 공기는 탱크(1)의 내부로 이송되어 공기분사부(13)의 내부에서 더욱 압축되며 압축된 공기는 분사노즐(14)을 통해 탱크(1)의 내부로 분사된다.

수분산화공정에서 공기방울파동장치(10)에서 분사되는 미세한 압축공기방울은 혼합액에 기계적인 타격을 가하는 동시에 혼합액을 미세한 수준으로 휘저어 주거나 요동시키는 효과가 있으며 이에 더해서 압축공기방울이 터질 때의 파동력에 의해 혼합액이 타격을 받아서 혼합액의 분산화 및 수용화가 매우 효과적으로 이루어진다.

또한 분사되는 미세한 압축공기방울의 타격 및 압축공기방울이 터질 때(파열시)의 강력한 파동력에 의해서 첨가된 탄산나트륨이 혼합액에 매우 균일하게 분산된다.

특히 압축공기방울의 분사는 무작위적인 방향으로 추출액에 타격을 가하고 동시에 혼합액을 휘저어주거나 요동시키는 작용을 하기 때문에 프로폴리스 추출물로부터 유효성분이 추출되는 효과와 탄산나트륨의 분산 효과가 우수하게 된다. 이러한 압축공기방울분사는 특정된 방향이 아닌 임의의 방향으로 즉 무지향성으로 혼합액에 대하여 타격 및 파동력을 가해주기 때문에 교반날개에 의한 교반이 일정한 방향성을 가지는 것과 비교하여 각 성분들을 혼합시키고 분산시키는 효과가 더 우수하다.

혼합액에 균일하게 분산된 탄산나트륨의 효과는 프로폴리스 추출물의 pH를 약산성(pH 5.2 ~5.4)에서 알카리성(pH 9.0~10.0)으로 변화시키며 이러한 알칼리성으로의 변화는 추출액을 소수성에서 친수성으로 변화시킨다.

즉, 프로폴리스가 갖는 친수성은 프로폴리스를 수용성으로 만드는 역할을 하게 되고 그 결과 프로폴리스 추출물의 유효성분들은 약 알칼리수에 매우 높은 수준으로 분산되게 된다.

이러한 수 분산화 공정을 통해 프로폴리스 추출물이 약 알칼리수에 균일하게 분산된 "수용화 된 추출액"이 만들어지고 이와 동시에 추출액에 탄산나트륨의 균일한 분산이 이루어지면 프로폴리스 추출액이 수용화되어 추출액에 지용성 물질들이 침전되지 않게 된다. 수 분산화 공정을 통해 얻어진 추출액은 pH 9.0 수준의 약알칼리성을 갖는다.

수 분산화 공정을 수행하여 얻어진 수용화 된 추출액을 마이크로필터를 갖는 여과장치(미도시)에 통과시켜 불순물을 제거하는 3차 여과공정을 수행한다(S8). 3차 여과를 수행하는 여과장치의 마이크로 필터는 필터구멍크기(pore size)가 3 내지 4마이크로미터의 것을 사용한다.

이로써 본 발명에 따른 무알콜 수용성 프로폴리스 추출액의 제조과정이 완료된다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

1 탱크
2 유입구
3 배출구
4 온도계
5 점검창
10 공기방울파동장치
11 공기압축부
12 이송관
13 공기분사부
14 분사노즐
20 모터
21 교반날개

Claims (2)

1. 프로폴리스 원괴와 음용이 가능한 에탄올을 중량 기준으로 1:4의 비율로 혼합하여 탱크의 내부에 투입하고, 교반날개로 교반하면서 7 내지 14일간 추출 및 숙성을 하는 단계;
   추출 및 숙성이 완료된 추출액을 마이크로 필터를 사용하여 1차적으로 여과하는 단계;
   1차 여과가 완료된 추출액을 섭씨 영하 20도의 냉동고에서 48시간 존치시켜서 상기 추출액으로부터 지방, 왁스 및 수지성분을 분리시키는 탈랍공정을 수행하는 단계;
   상기 1차 탈랍공정을 통해 분리된 지방, 왁스 및 수지성분을 추출액으로부터 제거하기 위해 상기 추출액에 대하여 마이크로 필터를 사용하여 2차 여과공정을 수행하는 단계;
   상기 2차 여과공정을 수행한 추출액에 대하여 농축온도 섭씨 55도 내지 60도이고 진공도 680~720mmHg의 압력 상태에서 감압증류를 통한 농축을 실시하는 단계;
   상기 농축을 완료하여 생성된 프로폴리스 추출물과 천연게르마늄이 포함된 약 알칼리수와 탄산나트륨을 혼합하여 탱크안에 투입하고 탱크 안의 온도를 섭씨 60도 내지 90도로 한 상태에서 5 내지 6시간 교반날개로 교반하면서 상기 프로폴리스 추출물과 상기 천연게르마늄이 포함된 약 알칼리수와 상기 탄산나트륨을 혼합하여 용해시키는 용해공정을 수행하는 단계; 및
   상기 용해공정이 완료된 상기 추출액을 마이크로 필터를 사용하여 3차 여과공정을 수행하는 단계를 포함하여 구성되는 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용해공정과 상기 3차 여과공정의 사이에는,
   상기 용해공정이 완료된 추출액을 공기방울파동장치에 투입하여 압축공기방울을 분사하면서 교반날개에 의한 교반을 1일 4시간 기준으로 총 2일에 걸쳐 수행하여 추출액을 분산화 및 수용화하는 수 분산화공정을 수행하는 단계가 더 포함되고,
   상기 3차 여과공정은 상기 용해공정 이후의 상기 수 분산화공정을 완료한 추출액에 대하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무알콜 수용성 프로폴리스 제조방법.

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