KR101612936B1 - 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 만다린의 껍질에 함유된 지용성 나린제닌을 추출하여 천연 방부재로 적용할 수 있도록 레시틴 또는 가티검 등의 수용성 성분과 혼합하여 방부 성능이 우수하고 인체에 무해한 천연 방부재를 얻을 수 있으며, 만다린 껍질을 2차에 걸친 분쇄 과정을 통해 나노화 분쇄하고, 교반 숙성 과정을 거침으로써 유효성분의 추출이 용이해지고 수율을 극대화할 수 있는 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 관한 것이다.

Description

만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법{The natural preservative manufacturing method of using Mandarin}

본 발명은 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 만다린의 껍질에 함유된 지용성 나린제닌을 추출하여 천연 방부재로 적용할 수 있도록 레시틴 또는 가티검 등의 수용성 성분과 혼합하여 방부 성능이 우수하고 인체에 무해한 천연 방부재를 얻을 수 있으며, 만다린 껍질을 2차에 걸친 분쇄 과정을 통해 나노화 분쇄하고, 교반 숙성 과정을 거침으로써 유효성분의 추출이 용이해지고 수율을 극대화할 수 있는 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 방부제(Preservative)라 함은 미생물 증식이나 원하지 않는 화학적 변화로 인한 부패를 방지하기 위해, 음식, 의약품 등에 첨가되는 물질로서, 자연적으로 존재하는 천연 방부재는 소금, 꿀, 목재를 태울 때의 연기 등이 있으나, 식품이나 화장품 등에 제한적으로 이용되기 때문에 합성 방부제를 주로 사용하고 있다.

예를 들어 스킨, 로션, 크림, 에센스, 샴푸, 비누, 치약, 및 세정제 등의 각종 화장료는 직접 접촉하는 제품인데다, 포장을 개봉한 후에 비교적 장기간 사용하게 되며, 제품 특성상 변질되기 쉽기 때문에 방부제를 사용하여 방부 처리를 하는 것이 필수적이다. 특히, 근래에는 건강과 웰빙을 중시하는 경향이 증가되고, 이러한 요구를 충족하기 위하여 주로 천연재료를 사용하여 각종 화장료를 제조하기 때문에, 화장료가 변질, 부패될 가능성이 그만큼 증가되고 있다.

이에 따라, 종래에는 화학물질을 합성하여 이루어지는 합성 방부제를 일정 함량 화장료에 첨가함으로써, 상기 화장료의 변질, 부패를 방지하였다. 이러한 합성 방부제는 화장료에 대한 방부 효과가 탁월하기는 하지만, 화학물질을 합성하여 이루어지는 화학제품이므로 화장료 사용자의 건강에 영향을 미치며, 당연히 건강과 웰빙을 중시하는 화장료 사용자의 요구나 사회 경향과는 배치된다는 문제점이 있다.

한편, 만다린(mandarin)은 만다린계오렌지라고도 하며, 비타민P와 아스코르빈산, 카로티노이드, 리모노이드 플라보노이드, 구마린, 나린제닌 계통의 성분 등이 들어있다. 그 중에서 나린제닌 계통의 성분은 만다린의 껍질 안에 있는 성분인데 항산화작용이 뛰어난 성분으로 산소와 닿으면서 생기는 미생물의 번식을 막아주는 중요한 역할을 한다.

또한, 나린제닌은 암 세포에서 손상된 DNA를 복구하는데 도움을 주며 사람의 전립선암 세포 배양물(LNCaP 세포주)에 DNA 복구 효과가 있다. Base Excision Repair(BER)을 자극함으로써 복제 단계에서 DNA 복구 기능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 특히 나린제닌은 간에서 시토크롬 p450(cytochrome p-450) 효소들을 억제하고 발암물질인 아플라톡신 B1의 활성을 저해하여 항산화 효과가 매우 크며, 항염증, 지방감소, 탄수화물 대사 증진, 면역시스템 조절 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이와 같은 나린제닌은 상술한 특성으로 인해, 대한민국 등록특허 제10-1268325호에 개시된 바와 같이 알코올성 간질환 예방용 조성물로 이용되거나, 대한민국 등록특허 제10-0500840호에 개시된 바와 같이 노인성 치매 환자, 고령화로 인한 기억력 감퇴현상의 개선제 등으로 개발되고 있는 실정이다.

다만, 나린제닌은 미생물 번식을 억제하는 효능이 있음에도 지용성이기 때문에 천연방부제로서 활용이 되지 않고 있다. 구체적으로 지용성 성분은 흡수가 되지 않고 수용성 성분과는 섞이지 않기 때문에 물과 공기 중에 번식하는 미생물의 번식을 억제하는 효과를 제대로 발휘하기 힘들다. 따라서 나린제닌을 천연방부제로서 사용하기 위해서는 지용성 성분을 수용성으로 개질하고 가격 경쟁력을 위해 수율을 향상시키는 노력이 필요한 실정이다.

1. 대한민국 등록특허 제10-0786564호 (천연 방부제 조성물의 제조 방법) 2. 대한민국 등록특허 제10-0782599호 (복합천연방부제) 3. 대한민국 등록특허 제10-1268325호 (알코올성 간질환 예방용 조성물) 4. 대한민국 등록특허 제10-0500840호 (유자로부터 나린제닌을 정제하는 방법 및 그 용도)

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 만다린의 껍질에 함유된 지용성 나린제닌을 추출하여 천연 방부재로 적용할 수 있도록 레시틴 또는 가티검 등의 수용성 성분과 혼합하여 방부 성능이 우수하고 인체에 무해한 천연 방부재를 얻을 수 있는 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 만다린 껍질을 2차에 걸친 분쇄 과정을 통해 나노화 분쇄하고, 교반 숙성 과정을 거침으로써 유효성분의 추출이 용이해지고 수율을 극대화할 수 있는 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법은 만다린 껍질을 세척하는 단계와; 상기 세척한 만다린 껍질을 1차 분쇄하는 단계와; 상기 1차 분쇄된 만다린 분쇄물을 1차 교반 숙성하는 단계와; 상기 1차 교반 숙성된 분쇄물을 2차 분쇄하는 단계와; 상기 2차 분쇄된 만다린 분쇄물 100중량부를 기준으로 물 20~40중량부와, 에틸아세테이트 80~120중량부를 혼합한 만다린 혼합물을 마련하는 단계와; 상기 만다린 혼합물을 2차 교반 숙성하는 단계와; 상기 2차 교반 숙성된 만다린 혼합물의 교반을 멈추고 물층과 에틸아세테이트층으로 분리되면 하부의 상기 물층은 제거하고, 상기 에틸아세테이트층은 진공 건조하여 추출물을 얻는 단계와; 상기 추출물에 물 80~120중량부와, 수용성 성분 0.001~0.1중량부를 혼합한 혼합액을 마련하는 단계와; 상기 추출물에 물 80~120중량부와, 수용성 성분 0.01~0.5중량부를 혼합한 혼합액을 마련하는 단계와; 상기 혼합액을 농축시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 있어서, 차 분쇄된 만다린 분쇄물은 나노 사이즈로 분쇄된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 있어서, 1차 교반 숙성은 35~45℃의 온도에서 40~60시간 동안 이루어지고, 상기 2차 교반 숙성은 35~45℃의 온도에서 1~5시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법에 있어서, 수용성 성분은 레시틴 또는 가티검인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법은 만다린의 껍질에 함유된 지용성 나린제닌을 추출하여 천연 방부재로 적용할 수 있도록 레시틴 또는 가티검 등의 수용성 성분과 혼합하여 방부 성능이 우수하고 인체에 무해한 천연 방부재를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 만다린 껍질을 2차에 걸친 분쇄 과정을 통해 나노화 분쇄하고, 교반 숙성 과정을 거침으로써 유효성분의 추출이 용이해지고 수율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법의 제조공정 순서도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예 1에 따라 천연 방부제 제조 단계별로 촬영한 사진이다.

이하, 본 발명 화학첨가물이 첨가되지 않은 생식품 및 그 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법의 제조공정 순서도이다.

먼저, 본 발명은 만다린 껍질을 이용해서 식품 또는 화장품에 첨가하여 인체에 유해한 영향이 미치는 것을 최소화할 수 있는 천연 방부제를 제조하는 것이다.

일반적으로, 방부제(Preservative)라 함은 미생물 증식이나 원하지 않는 화학적 변화로 인한 부패를 방지하기 위해, 음식, 의약품 등에 첨가되는 물질로서, 자연적으로 존재하는 천연 방부재는 소금, 꿀, 목재를 태울 때의 연기 등이 있으나, 식품이나 화장품 등에 제한적으로 이용되기 때문에 합성 방부제를 주로 사용하고 있다. 그러나 합성 방부제는 인체에 유해하다는 가능성을 배제하기 어렵기 때문에 본 발명에서는 만다린 껍질을 활용하게 된 것이다.

그리고 만다린에는 비타민P와 아스코르빈산, 카로티노이드, 리모노이드 플라보노이드, 구마린, 나린제닌 계통의 성분 등이 들어있다. 그 중에서 나린제닌 계통의 성분은 만다린의 껍질 안에 있는 성분인데 항산화작용이 뛰어난 성분으로 산소와 닿으면서 생기는 미생물의 번식을 막아주는 중요한 역할을 한다. 따라서 만다린 껍질에 함유된 나린제닌 성분은 방부제의 역할과 유화제의 역할을 하지만 화학적인 성분은 아니기에 인체에 큰 자극이나 부작용 걱정 없이 사용할 수 있는 장점이 있다.

다만, 나린제닌 계통의 성분이 지용성이기 때문에 수용성 나노화 하는 과정을 통해 흡수가 빠르고 산소와 접촉이 있을 때 더욱 활발하게 작용할 수 있도록 하는 것이 중요하므로, 이하에서는 수용성 나노화 과정을 살펴보도록 한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법은 만다린 껍질을 세척하는 S1단계와, 상기 세척한 만다린 껍질을 1차 분쇄하는 S2단계와, 상기 1차 분쇄된 만다린 분쇄물을 1차 교반 숙성하는 S3단계와, 상기 1차 교반 숙성된 분쇄물을 2차 분쇄하는 S4단계와, 상기 2차 분쇄된 만다린 분쇄물 100중량부를 기준으로 물 20~40중량부와, 에틸아세테이트 80~120중량부를 혼합한 만다린 혼합물을 마련하는 S5단계와, 상기 만다린 혼합물을 2차 교반 숙성하는 S6단계와, 상기 2차 교반 숙성된 만다린 혼합물의 교반을 멈추고 물층과 에틸아세테이트층으로 분리되면 하부의 상기 물층은 제거하고, 상기 에틸아세테이트층은 진공 건조하여 추출물을 얻는 S7단계와, 상기 추출물에 물 80~120중량부와, 수용성 성분 0.001~0.1중량부를 혼합한 혼합액을 마련하는 S8단계와, 상기 혼합액을 농축시키는 S9단계를 포함하여 이루어진다.

상기 S1단계와 S2단계는 일종의 준비 단계에 해당하는 것으로서, 만다린 껍질을 세척한 다음 분쇄기 등을 이용하여 1차 분쇄하는 과정이다.

1차 분쇄된 만다린 분쇄물은 지용성 성분이 다량 함유되어 있기 때문에 바로 추출하기 어렵다. 따라서 S3단계에서는 1차 분쇄된 만다린 분쇄물의 추출이 용이해지도록 1차 교반 숙성을 하게 된다.

상기 S3단계의 1차 교반 숙성은 35~45℃의 온도에서 40~60시간 동안 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서 35℃ 미만에서는 숙성이 원활히 이루어지지 않고 45℃를 초과하게 되면 고온에 의해 변형이 일어날 수 있으므로 상기 온도 범위로 제한하는 것이며, 마찬가지 취지에서 숙성 시간도 상기 범위로 제한하는 것이 바람직하다.

1차 교반 숙성 단계 이후에는 숙성된 분쇄물을 2차 분쇄하게 되는데, 2차 분쇄는 나노 사이즈(예를 들어 1~1,000nm)로 분쇄하는 것이 바람직하다.

이와 같이 만다린 껍질을 나노화 분쇄하는 이유는 나린제닌 성분 등의 추출량을 극대화하기 위함이다.

상기 S5단계에서는 만다린 혼합물을 마련하는 것인데, 혼합물에 들어가는 에틸아세테이트는 나린제닌을 포함한 지용성 성분들을 녹이는 역할을 하는 것으로서, 물과 함께 추출용매로 작용한다.

상기 S6단계에서는 혼합물을 35~45℃의 온도에서 1~5시간 동안 교반이 이루어지면서 나린제닌과 같은 유효성분의 추출이 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

그리고 앞서 설명한 S4단계에서 만다린 분쇄물이 나노화되기 때문에 나린제닌과 같은 유효성분의 추출 효율이 극대화된다.

상기 S7단계는 2차 교반 숙성된 만다린 혼합물의 교반을 멈추고 물층과 에틸아세테이트층으로 분리되면 하부의 상기 물층은 제거하고, 상기 에틸아세테이트층은 진공 건조하여 추출물을 얻는다.

상기 진공 건조는 40℃ 이하의 온도에서 1~50torr의 진공도에서 이루어지는 것이 바람직한데, 이 조건에서 에틸아세테이트의 증발이 활발하게 이루어지기 때문이다.

상기 S8단계는 상기 추출물에 물 및 수용성 성분을 혼합한 혼합액을 마련하고 충분히 교반하여 지용성 성분을 수용성으로 전환시키는 과정으로서, 이때 수용성 성분은 수용성 계면활성제 역할을 수행하는 레시틴 또는 가티검인 것을 예시할 수 있다.

상기 레시틴(lecithin)은 글리세린 인산을 포함하고 있는 인지질의 하나로서 난황이나 콩기름 등에 함유되어 있으며, 상기 가티검(Gum Ghatti)은 점착성 및 점도를 증가시키고 유화안정성을 제공하는 특징이 있다.

상기 수용성 성분은 2차 분쇄된 만다린 분쇄물 100중량부를 기준으로 0.001~0.1중량부를 혼합되는 것이 바람직하며, 레시틴과 가티검을 1 : 0.5~2의 중량비로 조합하는 것이 더욱 바람직하다. 그리고 수용성 성분이 0.001중량부 미만 첨가되면 지용성인 나린제닌 등을 수용화하기 어렵고, 0.1중량부를 초과하더라도 수용화 효과의 증가를 기대하기 어려우므로, 상기 범위로 제한하는 것이다.

한편, S8단계를 수행한 다음, 혼합액에 잔존하는 에틸아세테이트를 증발시키는 것이 바람직한데, 앞서 설명한 진공 건조 방식으로 증발시켜 최종적으로 에틸아세테이트가 50ppm 미만이 될 때까지 수행한다.

상기 S9단계는 혼합액을 농축시키는 단계로서, S8단계의 혼합액이 2차 분쇄된 만다린 분쇄물 100중량부를 기준으로 45~55중량부가 될 때까지 농축시킬 수 있으며, 이때 회전 농축기(rotary evaporator) 등을 이용할 수 있다.

마지막으로, 혼합액에 잔존하는 찌꺼기 등을 여과한 다음 포장하면 만다린을 이용한 천연 방부제 제조가 완료된다.

이하에서는 본 발명에 따른 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명한다.

먼저, 도 2a와 같이 만다린 껍질을 세척한 다음, 분쇄기에 넣고 1차로 분쇄하여 도 2b과 같이 만다린 분쇄물을 마련한다.

다음으로, 1차 분쇄된 만다린 분쇄물을 교반기에 넣고 38℃에서 48시간 동안 교반하면서 숙성시킨다.

그 다음으로, 숙성한 죽 상태의 만다린을 슈퍼레볼루션밀을 이용하여 나노 사이즈로 가공한다.

그 다음으로, 나노 가공된 만다린 껍질 100kg에 물 30kg과 에틸아세테이트 100kg을 넣고 40℃에서 3시간 동안 교반하면서 숙성시킨 다음, 분리된 껍질과 물은 버린다.

그 다음으로, 진공 건조기를 39℃의 온도, 1torr의 진공도로 설정하여 에틸아세테이트를 증발시킨 다음, 물 100kg과 레시틴과 가티검을 1 : 1의 중량비로 혼합한 수용성 성분 0.1kg을 넣고 교반한다.

그 다음으로, 진공 건조기를 40℃의 온도, 1torr의 진공도로 설정하여 남아있는 에틸아세테이트가 50ppm 미만이 될 때까지 에틸아세테이트를 증발시켜 도 2c와 같이 액상화시킨다.

그 다음으로, 40℃의 온도에서 회전 농축기를 이용하여 농축하고 필터링을 하여 도 2d와 같은 천연 방부제 제조를 완료하였다.

이와 같은 과정을 통해 제조된 천연 방부제는 천연 원료인 만다린을 사용하기 때문에 인체에 유해하지 않고, 만다린에 함유된 지용성의 나린제닌을 수용성으로 전환시켜 물이나 공기에 노출된 상태에서도 방부 성능을 충분히 발휘할 수 있으며, 나노 가공을 통해 수율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 만다린 껍질을 세척하는 단계와;
   상기 세척한 만다린 껍질을 1차 분쇄하는 단계와;
   상기 1차 분쇄된 만다린 분쇄물을 1차 교반 숙성하는 단계와;
   상기 1차 교반 숙성된 분쇄물을 2차 분쇄하는 단계와;
   상기 2차 분쇄된 만다린 분쇄물 100중량부를 기준으로 물 20~40중량부와, 에틸아세테이트 80~120중량부를 혼합한 만다린 혼합물을 마련하는 단계와;
   상기 만다린 혼합물을 2차 교반 숙성하는 단계와;
   상기 2차 교반 숙성된 만다린 혼합물의 교반을 멈추고 물층과 에틸아세테이트층으로 분리되면 하부의 상기 물층은 제거하고, 상기 에틸아세테이트층은 진공 건조하여 추출물을 얻는 단계와;
   상기 추출물에 물 80~120중량부와, 수용성 성분 0.001~0.1중량부를 혼합한 혼합액을 마련하는 단계와;
   상기 혼합액을 농축시키는 단계;를 포함하되,
   상기 2차 분쇄된 만다린 분쇄물은 나노 사이즈로 분쇄되고,
   상기 1차 교반 숙성은 35~45℃의 온도에서 40~60시간 동안 이루어지며,
   상기 2차 교반 숙성은 35~45℃의 온도에서 1~5시간 동안 이루어지고,
   상기 수용성 성분은 레시틴 및 가티검을 1:1의 중량비로 혼합한 것을 특징으로 하는 만다린을 이용한 천연 방부제 제조방법.
   
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