KR101639567B1 - 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 옻나무 추출물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법, 상기 방법으로 제조된 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물 및 이를 이용한 건강기능식품에 관한 것으로, 본 발명의 옻나무 추출물의 경우, 옻을 유발하는 문제점이 있었던 옻나무의 우루시올(urushiol)을 보다 용이한 방법으로 시간과 비용을 절감하여 제거하는 방법을 제공함으로써, 다양한 생리활성을 가진 옻나무 추출물을 산업적으로 사용할 수 있게 되었으며, 항산화 효과 또한 우수하므로, 소비자의 건강에 안전하고 유익한 건강기능식품으로 제공될 수 있게 되었다.
Description
본 발명은 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법, 상기 방법으로 제조된 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물 및 이를 이용한 건강기능식품에 관한 것이다.
옻나무(Rhus verniciflua)는 중국으로부터 도입되어 강원도 원주지역을 중심으로 우리나라 전역에 걸쳐 재배되고 있다. 옻나무는 수액을 채취하여 도료용으로 사용하는데, 옻칠 도료는 최고품으로 어떤 조건에서도 방부가 잘되고 변색이 되지 않아 넓게 사용되었다. 한방에서는 옻칠을 약재로 사용하는데, 약성은 온(溫)하고 신(辛)하며 유독한데, 파어(破瘀), 소적(消積) 및 살균의 효능이 있다고 한다. 주로 어혈제증(瘀血諸症), 경폐(經閉), 심통(心痛) 및 충적(蟲積) 등에 사용하며, 주요 처방으로는 건칠환, 건칠산 및 이성환 등이 있다.
그러나, 상기와 같이 인체의 각종 질병에 많은 효능이 있는 옻나무는 알러지 피부염, 호흡부전 등을 유발할 수 있고, 옻에 알러지가 있는 사람은 옻나무에 피부가 스치거나 근처에 있는 것만으로도 인체에 옻이 올라 심하게 고생을 하거나 심한 경우 사망에까지 이르게 할 수 있기 때문에 일반인들은 옻나무 자체의 복용을 두려워하므로 옻나무의 유익한 약효를 얻지 못한다는 문제점이 있다.
옻나무의 상기 알러지를 유발하는 독성물질은 우루시올(urushiol)로, 이는 라카아제(laccase)의 작용에 의하여 공기 중의 산소를 흡수하여 검은 수지 모양이 된다. 우루시올의 화학구조는 벤젠환에 2개의 수산기를 갖는 카테콜(catechol) 화합물에 탄소수 15개인 긴 지방산을 곁가지(R)가 결합된 것으로, 곁가지에 있는 이중결합의 수와 결합형태에 따라 다양한 우루시올 유도체가 존재한다. 한국, 중국, 일본에 자생하는 옻나무 수액에는 우루시올이 주성분이지만, 타이완과 베트남의 옻나무에는 카테콜에 탄소수 17개의 곁가지가 결합한 라콜(laccol)이 주성분이며, 태국과 미얀마의 옻나무 수액에는 탄소수 17개의 곁가지가 우루시올과 라콜과는 달리 다른 위치에 결합하는 팃시올(thitsiol)이 주성분으로 알려져 있다.
한편, 한국등록특허 제0547554호에는 '항염증 활성을 갖는 해동피, 갈화, 옻나무 추출물을 함유하는 조성물'이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1159442호에는 '옻나무로부터 분리된 설퍼레틴을 유효성분으로 포함하는 제1형 당뇨병 예방 및 치료용 조성물 및 이를 포함하는 건강식품'이 개시되어 있으나, 본 발명과 같이 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 옻나무 추출물에 대해서는 밝혀진 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명에서는 옻나무의 수피를 고온고압으로 열수 추출 시 발생하는 증기를 방출시켜 제조된 옻나무 추출물을 상온에서의 물 추출물과 고온고압으로 열수 추출 시 발생하는 증기를 방출시키지 않은 옻나무 추출물과 비교한 결과, 증기를 방출시켜 제조된 옻나무 추출물에서 독성물질인 우루시올(urushiol)이 효과적으로 제거되어 알러지가 유발되지 않을 뿐만 아니라, 보다 우수한 항산화능을 가지는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명은 기존에 장시간 고온고압에서 열수 추출하거나, 발효하거나, 첨가물을 처리하여 옻나무의 독성물질인 우루시올(urushiol)을 제거하는 방법보다도 용이하면서 시간과 경비가 감소되며, 인체에 안전하면서 뛰어난 항산화 활성을 갖는 옻나무 추출물의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 이용한 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 옻나무 추출물의 경우, 옻을 유발하는 문제점이 있었던 옻나무의 우루시올(urushiol)을 보다 용이한 방법으로 시간과 비용을 절감하여 제거하는 방법을 제공함으로써, 다양한 생리활성을 가진 옻나무 추출물을 산업적으로 사용할 수 있게 되었으며, 항산화 효과 또한 우수하므로, 소비자의 건강에 안전하고 유익한 건강기능식품으로 제공될 수 있게 되었다.
도 1은 본 발명의 옻나무 추출물의 우루시올(urushiol) 존재 유무를 확인하기 위한 HPLC 정성분석 결과를 나타낸 그래프이다. (A): 상온 추출물, (B): 고온고압 열수 추출물, (C): 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 열수 추출물.
도 2는 본 발명의 옻나무 추출물의 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다. Con: 상온 추출물, A: 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 열수 추출물, B: 고온고압 열수 추출물.
도 2는 본 발명의 옻나무 추출물의 총 페놀 함량을 나타낸 그래프이다. Con: 상온 추출물, A: 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 열수 추출물, B: 고온고압 열수 추출물.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
(a) 채취한 옻나무(Rhus verniciflua)를 건조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 건조한 옻나무를 고압에서 열수 추출하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 열수 추출 후 발생한 증기를 방출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조 방법에서, 상기 (a) 단계의 옻나무는 옻나무(Rhus verniciflua), 개옻나무(R. trichocarpa), 검양옻나무(R. succedanea), 산검양옻나무(R. sylvertris) 또는 붉나무(R. javanica)일 수 있으며, 바람직하게는 옻나무(Rhus verniciflua)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조 방법에서, 상기 옻나무는 옻나무 수피일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조 방법에서, 상기 건조하는 단계에서, 건조는 열풍 건조일 수 있고, 바람직하게는 옻나무 수피를 50~80℃에서 2~5일 동안 건조한 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 옻나무 수피를 60℃에서 3일 동안 건조한 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 제조 방법에서, 상기 (b) 단계의 고압 열수 추출은 압력 0.5~1.5MPa, 온도 100~120℃에서 4~8시간 동안 추출하는 것일 수 있고, 바람직하게는 압력 0.5~1.5MPa, 온도 105~115℃에서 5~7시간 동안 추출하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 압력 1MPa, 온도 111℃에서 6시간 동안 추출할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명은 보다 구체적으로,
(a) 채취한 옻나무(Rhus verniciflua) 수피를 50~80℃에서 2~5일 동안 열풍 건조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 열풍 건조한 옻나무 수피에 물을 가하고, 압력 0.5~1.5MPa, 온도 100~120℃에서 4~8시간 동안 고압 열수 추출하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 고온고압 열수 추출 후, 증기조절 밸브(valve)를 열어 고온고압 열수 추출 시 발생한 압력과 증기를 강제 배출시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우루시올이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 제공한다.
옻나무는 다양한 생리활성을 가졌으나, 우루시올(urushiol)이라는 유독물질에 의해 옻이라는 알러지가 유발되게 된다. 본 발명의 옻나무 추출물은 기존의 고온고압의 열수 추출단계에 열수 추출시 발생하는 증기를 바로 방출하는 단계를 포함하여 옻나무 추출물을 제조하고 HPLC 분석을 실시한 결과, 확연히 감소하여 제거된 우루시올(urushiol)을 확인할 수 있었다(도 1). 또한, 본 발명의 옻나무 추출물의 알러지 유발 테스트를 실시한 결과, 반점, 가려움 및 염증의 증상이 전혀 발생하지 않았을 뿐만 아니라(표 3), 총 페놀 함량이 확연히 증가하고, DPPH 자유 라디컬 소거능을 통한 항산화 활성을 분석한 결과 실질적인 항산화 활성이 증진되었다(도 2 및 표 4). 따라서, 본 발명의 옻나무 추출물은 소비자에게 안전한 항산화 증진 용도로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 이용한 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 구체적인 예로, 상기 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 이용하여 농산물, 축산물 또는 수산물의 특성을 살려 변형시키는 동시에 저장성을 좋게 한 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예를 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육류가공식품 및 국수 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 및 초콜릿 등을 포함한다. 음료는 탄산음료, 기능성 이온음료, 쥬스(예를 들어, 사과, 배, 포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토 쥬스 등) 및 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주, 양주 및 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장 및 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예를 들어, 참치, 고등어, 공치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등) 및 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파인애플 통조림 등)을 포함한다. 우유가공식품은 치즈, 버터 및 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지, 탕수육, 너겟류 및 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 조성물은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다.
또한, 상기 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물을 이용하여 기능성 식품, 건강식품 또는 건강보조식품을 제조할 수 있다. 기능성 식품, 건강식품 또는 건강보조식품은 영양 기능 외에도 생리활성 성분을 포함하여 생체조절 기능을 제공하는 식품을 의미하고, 본 발명의 독성이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물은 항산화 효과를 가지는 상기 여러 가지의 특정 천연물을 유효 성분으로 포함하므로 기능성 식품, 건강식품 또는 건강보조식품 등의 제조에 이용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실험방법
1. 식물 재료 및 옻나무 추출물 제조
5년생 옻나무(Rhus verniciflua)의 수피(나무껍질)를 채취하고, 3일 동안 60℃의 열풍건조기를 이용하여 음건한 후, 잘게 분쇄하고 탕제 주머니(부직포)에 담아 표 1과 같이 상온 추출 및 고온고압 열수 추출을 수행하였다. 고온고압 열수 추출은 맥섬석 가마(대조산업 한방메디컬, 원적외선 바이오 중탕기)를 이용하여 수행하였다. 또한, 기존에는 고온고압 열수 추출 후 자연적으로 식힌 추출물을 독성이 제거된 유효성분으로 옻나무 추출물을 이용하였으나, 본 발명에서는 압력 1MPa, 온도 111℃에서 6시간 동안 열수 추출을 마치고, 바로 맥섬석 가마의 증기조절 밸브(valve)를 열어 고온고압 열수 추출 시 발생한 압력과 증기를 강제 배출시키는 단계를 추가로 수행하였다. 대조구로는 상기 열풍 건조시킨 옻나무 수피 1000g을 이용하여 상온에서 증류수에 48시간 동안 추출한 상온 추출물과, 증기 방출이 우루시올 함량 및 항산화 활성의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 분석하기 위하여 고온고압 열수 추출 후 증기를 방출되지 않게 하기 위하여 밸브나 뚜껑을 열지 않은 상태로 완전히 식힌 추출물을 각각 이용하여 분석에 사용하였다.
| 구 분 | 옻나무 수피 중량(g) | 용매 | 기압(MPa) | 온도(℃) | 추출 시간 |
| 상온 추출 | 1000 | 물(15ℓ) | 0 | 상온 | 48시간 |
| 고온고압 열수 추출 | 1000 | 물(15ℓ) | 1 | 111 | 6시간 |
2.
알러지
유발 실험
본 발명의 고온고압 시 발생한 증기를 방출시켜 우루시올을 제거한 옻나무 추출물의 알러지(옻) 유발 정도를 알아보기 위하여, 12명을 대상으로 36일 동안 1일 1회 상기 추출액을 여과시킨 후 200㎖씩 음용하게 하고, 36일 뒤 반점, 가려움 및 염증 발생 여부를 확인하였다.
3.
HPLC
를 이용한
우루시올
(
urushiol
) 정성 분석
옻나무(Rhus verniciflua)의 알러지 유발성분인 우루시올의 정성 분석은 HPLC(Aglient 1260 series)를 수행함으로써 확인하였으며, 표준시료 우루시올(15:1), 우루시올(15:2) 및 우루시올(15:3)는 phyto lab Gmbh&Co.KG사에서 구입한 것을 사용하였다. 컬럼은 Atlantls dC18(3㎛, 2.1×150mm)을 사용하였고, 컬럼 오븐 온도는 30℃, 유속은 0.3㎖/분으로 하여 이동상은 0.1% 포름산이 함유된 물 및 0.1% 포름산이 함유된 메탄올을 표 2의 조건대로 사용하였고, 상기 상온 추출물, 고온고압 열수 추출물 및 본 발명의 고온고압 시 증기를 방출시킨 열수 추출물을 각각 10㎕씩 주입하여 220nm 파장에서 분석하였다.
| 이동상 | 용매 A : 0.1% 포름산이 함유된 물 용매 B : 0.1% 포름산이 함유된 메탄올 |
||
| 구배 조건 | 시간(분) | A (%) | B (%) |
| 0 | 50 | 50 | |
| 15 | 0 | 100 | |
| 25 | 0 | 100 | |
| 30 | 50 | 50 | |
| 35 | 50 | 50 | |
4. 항산화 활성
항산화 활성을 평가하기 위하여, DPPH 자유라디칼 소거법(Zong and Chen, 1996)을 변형하여 측정하였다. 각각의 추출물은 농축한 후 증류수를 이용하여 각각 10, 50, 100, 200, 500 및 1000ppm의 농도로 희석하여 사용하였다. 유리 시험관에 각각의 ppm별 희석한 시료를 2㎖씩 넣고 0.15mM DPPH 용액 2㎖을 첨가한 후 실온에서 30분간 반응시켜 주었다. 반응 후 UV 분광광도계를 사용하여 517nm의 파장에서 흡광도를 측정하였다. 흡광도 측정 후 화합물을 첨가하지 않은 대조군의 값을 50% 감소시키는 농도인 RC50(㎍/㎖)을 나타냈으며, 항산화제로 사용되고 있는 비타민 C(ascorbic acid)를 양성 대조군으로 사용하였다.
5. 총 페놀 함량
총 페놀 함량은 페놀성 물질과 특이적으로 반응하여 색이 변하는 폴린-시오칼토 시약을 사용하여 측정하였다(Sato and Ramarathnam, 1996). 시료 100㎕에 폴린-시오칼토 시약 50㎕을 넣어 5분간 안정화시킨 후 20% Na2CO3을 300㎕를 첨가하여 15분 동안 안정화시킨 뒤에 1㎖의 증류수를 첨가하여 725nm 파장에서 흡광도를 측정하였고, 갈산(gallic acid)을 이용하여 검량선을 작성하여 결과를 나타내었다.
실시예
1. 옻나무 추출물의
우루시올
(
urushiol
) 정성 분석 및
알러지
유발 실험
옻나무에서 알러지를 유발하는 독성물질은 우루시올(15:1), 우루시올(15:2) 및 우루시올(15:3)으로 각각 17분, 19분, 21분 대의 머무름 시간에 검출되는 피크에 해당하는데, 본 발명의 옻나무 추출물의 우루시올 함유 여부를 분석하기 위하여 HPLC를 수행한 결과는 도 1과 같다. 상온 추출물과 고온고압 열수 추출물의 경우, 우루시올(15:2) 및 우루시올(15:3)는 비슷하게 검출되었으며 우루시올(15:1)은 고온고압 열수 추출에서 어느 정도 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 본 발명의 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 열수 추출물의 경우 우루시올(15:1), 우루시올(15:2) 및 우루시올(15:3) 모두 아주 미미하게 검출되는 것을 확인할 수 있었다.
이렇게 우루시올이 제거된 본 발명의 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 옻나무 추출물이 인체에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 본 발명의 추출물을 여과시킨 후, 36일간 1일 1회 200㎖씩 복용한 12명을 대상으로 반점, 가려움 및 염증 유발 테스트를 수행한 결과는 표 3과 같다. 반점 및 염증은 전혀 유발되지 않았고, 2명에게서 미비한 수준의 가려움증이 관찰되기도 하였으나, 이는 반점이나 염증을 유발하는 정도에 미치지는 못하였다. 이에, 본 발명의 추출물의 경우 어떠한 알러지도 유발하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
| 반 점 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 가려움 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 염 증 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
실시예
2. 옻나무 추출물의 총 페놀 함량 및 항산화 활성 평가
갈산(gallic acid)를 표준물질로 이용하여 검량선(R2=0.9814)을 작성하여 총 페놀 함량을 분석한 결과는 도 2와 같다. 상온 추출물(36.910±1.44㎍ GAE/㎖)에 비해 고온고압에서 열수 추출한 처리구(52.038±2.04㎍ GAE/㎖)에서 총 페놀 함량이 다소 증가한 것을 확인할 수 있었으며, 특히 본 발명의 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 열수 추출물의 경우 총 페놀 함량이 83.321±0.56㎍ GAE/㎖로 상온 추출물보다 2.26배 증가한 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 옻나무 추출물의 항산화 활성을 평가하기 위하여 DPPH 자유라디칼 소거능을 분석한 결과는 표 4와 같다. 상온 추출물의 경우 135.56±0.27㎍/㎖의 DPPH 자유라디칼 소거능을 보이는 반면, 고온고압에서 열수 추출한 처리구에서는 109.95±0.18㎍/㎖로 감소하였고, 특히 우루시올이 제거된 본 발명의 고온고압 시 발생한 증기를 방출시킨 열수 추출물은 DPPH 자유라디칼 소거능이 85.95±0.18㎍/㎖으로 감소하여 가장 높은 항산화 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다(표 4).
| RC50(㎍/㎖) | |
| 상온 추출물 | 135.56±0.27 |
| 열수 추출물 | 109.95±0.18 |
| 본 발명의 증기를 방출시킨 열수 추출물 | 85.95±0.18 |
| 비타민 C | 5.73±0.30 |
Claims (2)
- (a) 채취한 옻나무(Rhus verniciflua) 수피를 50~80℃에서 2~5일 동안 열풍 건조하는 단계;
(b) 상기 (a) 단계의 열풍 건조한 옻나무 수피에 물을 가하고, 압력 0.5~1.5MPa, 온도 100~120℃에서 4~8시간 동안 고압 열수 추출하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계의 고온고압 열수 추출 후, 증기조절 밸브(valve)를 열어 고온고압 열수 추출 시 발생한 압력과 증기를 강제 배출시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 우루시올이 제거되고 항산화 활성이 증진된 옻나무 추출물의 제조 방법. - 삭제
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