KR101793905B1 - 수박 또는 사탕수수를 이용한 바이오 셀룰로오스 및 이의 제조방법 - Google Patents

수박 또는 사탕수수를 이용한 바이오 셀룰로오스 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 수박 또는 사탕수수를 이용한 바이오 셀룰로오스 시트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 바이오 셀룰로오스 시트는 코코넛을 이용한 바이오 셀룰로오스 시트보다 두께, 인장강도, 탄성이 우수하고, 본 발명의 바이오 셀룰로오스 시트 제조방법을 이용하는 경우, 코코넛을 대신하여 저비용으로 안정적인 바이오 셀룰로오스를 생산할 수 있고, 보리수 추출물을 이용한 살균을 통해 인체에 무해한 방부 처리가 가능하다.

Description

수박 또는 사탕수수를 이용한 바이오 셀룰로오스 및 이의 제조방법 {BIOCELLULOSE USING WATERMELON OR SUGARCANE AND MANUFACTURING METHODS THEREOF}
본 발명은 수박 또는 사탕수수의 원액을 이용하여 제조된 바이오 셀룰로오스 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
셀룰로오스는 목재와 종이 등으로 각종 산업과 일생생활에서 중요한 위치를 차지하고 있는데, 이는 자연계에 가장 풍부한 생체물질자원으로 특히 미생물, 주로 초산균으로부터 유래되는 박테리아 셀룰로오스(bacterial cellulose)는 식품 첨가제뿐 아니라 고부가가치 산업용 신소재로 많은 주목을 받고 있다. 일반적인 식물체가 생성하는 셀룰로오스와는 달리 미생물 배양을 통해 만들어진 바이오 셀룰로오스는 헤미셀룰로오스(hemicelluloses), 리그닌(lignin), 펙틴(pectin)과 같은 이물질을 함유하지 않는다. 또한, 천연 소재를 이용하는 것이기 때문에 인체에 부작용이 없고, 초미세 섬유로 되어 있기 때문에 물리적인 강도가 우수할 뿐만 아니라, 높은 함수율을 갖기 때문에 수분 및 영양 공급에도 유리하다.
현재 셀룰로오스를 생산하는 균주로는 아세토박터 속(Acetobacter sp.), 아그로박테리움 속(Agrobacterium sp.), 리조비움 속(Rhizobium sp.), 슈도모나스 속(Pseudomonas sp.) 및 사르시나(Sarcina sp.) 속이 있으며, 특히 아세토박터 속(Acetobacter sp.) 중에 아세토박터 자이리눔(Acetobacter xylium), 아세토박터 파스테우리아누스(A. pasteurinanus) 및 아세토박터 한세니(A. hansenii)가 많이 알려져 있다. 최근 16S rRNA 염기서열을 이용하여 분자계통분류학적으로 재분류하고 있으며, 순도가 높은 셀룰로오스를 생성하는 균주의 특징은 형태학적으로 장간균이고, 내산성력이 강한 세균으로 균체에서 셀룰로오스를 분비하는 것으로 보고되고 있다.
종래의 바이오 셀룰로오스는 주로 코코넛을 발효시켜 제조된 것으로, 코코넛은 쉽게 구할 수 있고, 가공이 용이하며, 가격이 저렴하다는 장점이 있어 전통적으로 베트남, 태국 등의 동남아시아 지역에서 바이오 셀룰로오스의 생산에 사용되어 왔다. 그러나, 코코넛이 식품, 가구, 바이오매스 등으로 수요가 증가함에 따라 코코넛을 대체할 수 있는 바이오 셀룰로오스의 원료에 대한 연구가 필요하였고, 감귤을 착즙한 후에 부산물로 얻어지는 감귤박을 원료로 하는 바이오 셀룰로오스 겔의 제조방법 (참고문헌: [대한민국 특허출원 제2010-0085634호]) 등이 개발되어 있다.
미생물에서 유래한 셀룰로오스의 특성상 세척 및 멸균 과정을 거친 후에도 오염 및 부패의 문제가 있다. 일반적으로 메틸파라벤, 에틸파라벤, 프로필파라벤, 부틸파라벤과 같은 파라벤류, 이미다졸리디닐우레아, 페녹시 에탄올과 같은 방부제가 사용되고 있다. 최근에는 이러한 방부제를 화장품에 적용하였을 때 인체 내부에 축적되어 유방암 등 각종 질병을 유발할 수 있다는 연구가 있어, 이러한 합성 물질을 대체할 수 있는 천연 재료의 연구도 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 수박 또는 사탕수수를 이용한 바이오 셀룰로오스 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수박 또는 사탕수수를 준비하는 단계; 수박 또는 사탕수수를 세척 후 압축기를 이용해 원액을 추출하고, 필터링 하여 원액을 준비하는 단계; 상기 원액을 물과 1:1 비율로 혼합한 후 황산 암모늄((NH4)2SO4) 및 DAP를 첨가하여 혼합용액을 준비하는 단계; 상기 혼합용액을 저온 살균하는 단계; 상기 살균된 혼합용액을 아세트산과 교반하여 배양액을 준비하는 단계; 및 상기 배양액에 루트박테리아 균주를 첨가한 후, 발효시키는 단계; 를 포함하는, 바이오 셀룰로오스의 제조방법이 제공된다.
일 측에 따르면, 상기 루트박테리아 균주는, 상기 배양액에 아세토박터 자일리넘(Acetobactor xylinum)을 접종하고, 밀봉하여 1일 내지 3일간 배양하여 제조되는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 배양액은 pH 3.8내지 pH 4.0인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 저온 살균 단계는, 상기 혼합용액에 보리수 추출물을 첨가하여 살균하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조되는, 바이오 셀룰로오스가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 수박 또는 사탕수수; 및 상기 수박 또는 사탕수수를 포함하는 배양액에 아세토박터 자일리넘을 접종하여 발효된, 바이오 셀룰로오스가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스에, 항산화제, 항균제, 항염증제, 항생제, 성장인자로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는, 의료용 바이오 셀룰로오스 시트가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스를 포함하는, 화장용 바이오 셀룰로오스 마스크 시트가 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 화장용 바이오 셀룰로오스 마스크 시트를 용기에 투입하는 단계; 상기 용기를 실링하고 감마 처리하는 단계; 및 상기 용기 내에 화장유액을 주입하는 단계; 를 포함하는, 화장용 바이오 셀룰로오스 마스크 시트 제품의 제조방법이 제공된다.
일 측에 따르면, 상기 용기는, 폴리에틸렌(PE)용기, 폴리프로필렌(PP)용기, PET용기, 폴리아미드 용기, 아크릴, 유리, 알루미늄, 종이 비닐, 플라스틱 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조되는, 바이오 셀룰로오스 마스크 시트 제품이 제공된다.
본 발명의 수박 또는 사탕수수를 이용한 바이오 셀룰로오스는 두께, 인장강도 및 탄성이 우수하고, 본 발명의 셀룰로오스 제조 방법을 이용하는 경우, 코코넛을 대신하여 저비용으로 안정적인 바이오 셀룰로오스를 생산할 수 있고, 보리수 추출물을 이용한 살균을 통해 인체에 무해한 방부 처리가 가능하다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 사탕수수 발효 셀룰로오스 시트를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 수박 발효 셀룰로오스 시트를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 사탕수수 바이오 셀룰로오스의 발효 과정을 나타낸다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오 셀룰로오스를 용기에 투입한 바이오 셀룰로오스 제품을 나타낸다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 사용하는 셀룰로오스란, 식물체의 세포벽 주성분으로서 식물 섬유를 구성하는 섬유소를 의미하고, 바이오 셀룰로오스란, 미생물 배양을 통해 제조된 셀룰로오스로서, 셀룰로오스 재료에 다양한 균주를 접종하여 배양된 배양액에 침지하여 제조된 것을 의미한다. 바이오 셀룰로오스 시트란, 바이오 셀룰로오스를 적절한 두께로 슬라이스 하여 신체에 부착할 수 있는 형태로 제조된 시트를 말한다. 한편, 바이오 셀룰로오스 시트 제품이란, 바이오 셀룰로오스를 신체에 부착할 수 있는 형태의 바이오 셀룰로오스 시트를 제조한 후, 이를 용기에 투입한 상태의 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스는 수박의 과육을 이용하여 제조된다. 수박(Citrullus lanatus)은 쌍떡잎식물 박목 박과에 속하는 덩굴성 한해살이풀이며, 원산지는 아프리카의 아열대지역이다. 주로 생식으로 이용되고 있으며, 수분함량이 많고 포도당과 과당이 다량 함유되어 있다. 일교차가 크고, 특히 낮이 더운 곳에서 재배할수록 당도가 상승하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스는 사탕수수를 압착하여 얻어지는 사탕수수 원액을 이용하여 제조된다. 사탕수수(Saccharum officinarum)는 벼과 개사탕수수속의 외떡잎식물로 큰 키의 다년생 식물로 아시아의 열대지역이 원산지이다. 체내에 당분이 많이 함유되어 있어 설탕을 만드는 재료로 쓰인다. 현재 약 195개국에서 15억톤 이상의 사탕수수가 생산되고 있으며, 대표적인 생산국가로는 브라질과 인도, 중국, 타이, 파키스탄 등을 들 수 있다. 사탕수수로 바이오 셀룰로오스를 제조하는 경우, 따로 당을 추가할 필요 없기 때문에 제조 비용의 절감이 가능하고, 많은 생산량으로 인해 안정적으로 바이오 셀룰로오스를 생산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수박 또는 사탕수수를 준비하는 단계; 수박 또는 사탕수수를 세척 후 압축기를 이용해 원액을 추출하고, 필터링 하여 원액을 준비하는 단계; 상기 원액을 물과 1:1 비율로 혼합한 후 황산 암모늄((NH4)2SO4) 및 DAP를 첨가하여 혼합용액을 준비하는 단계; 상기 혼합용액을 저온 살균하는 단계; 상기 살균된 혼합용액을 아세트산과 교반하여 배양액을 준비하는 단계; 및 상기 배양액을 플라스틱 트레이에 옮긴 후 루트박테리아를 첨가하고, 발효시키는 단계, 를 포함하는 바이오 셀룰로오스의 제조방법이 제공된다.
일 측에 따르면, 상기 루트박테리아 균주는, 상기 배양액에 아세토박터 자일리넘(Acetobactor xylinum)을 접종하고, 밀봉하여 1일 내지 3일간 배양하여 제조되는 것일 수 있다.
루트박테리아 균주의 제조는 100ml 내지 200ml의 혼합용액에 10ml 내지 20ml의 아세토박터 자일리넘 용액을 유리병에 담고 마개로 막은 후 유리병을 매 30분 내지 45분 마다 흔들어 주면서 1일 내지 3일 동안 발효시키는 과정을 포함한다. 이러한 과정을 거치면 100ml 내지 200ml로 한 덩어리의 바이오 셀룰로오스를 만들 수 있다.
발효단계는, 혼합용액 800ml를 플라스틱 트레이에 담은 후 100ml 내지 200ml의 루트 박테리아 균주를 첨가하고, 공기가 통할 수 있도록 헝겊이나 종이 재질의 커버로 덮고 8일 내지 10일 동안 발효실에 보관하는 과정을 포함한다.
아세토박터 자일리넘은 아세트산균에 해당하는 미생물로, 생육 최적 온도가 20 내지 30℃이고, 10℃ 이하 또는 45℃ 이상에서는 번식력이 매우 약해지므로, 상기 발효 단계는 24℃ 내지 28℃인 것이 바람직하다. 또한, 아세토박터균은 공기가 풍부한 액면(液面)에서 번식력이 뛰어나므로, 습도가 60% 미만으로 낮아지는 경우, 미생물의 활동이 줄어들어 충분한 두께의 셀룰로오스를 얻을 수 없다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 수박 또는 사탕수수; 및 보리수 추출물을 포함하고, 상기 수박 또는 사탕수수를 포함하는 배양액에 아세토박터 자일리넘을 접종하여 제조된, 바이오 셀룰로오스가 제공된다.
수박 또는 사탕수수를 이용하는 경우, 코코넛을 발효하여 제조된 바이오 셀룰로오스와 비교하여 동일 조건에서 두께, 인장강도, 탄성이 우수한 바이오 셀룰로오스의 제조가 가능하다. 아래의 표1은 수박, 사탕수수 및 코코넛으로 제조된 바이오 셀룰로오스 겔의 특성을 비교한 것이다.
수박 사탕수수 코코넛
두께 161 178 153
인장강도(N/㎠) 26.8 28.5 26.4
탄성 0.45 0.55 0.41
바이오 셀룰로오스는 미생물이 증식하기 좋은 환경으로 이루어져 있어 방부제가 반드시 사용되어야 하는데, 기존에는 미생물 또는 곰팡이의 억제를 위해 파라벤류 등의 합성 방부제가 사용되었다. 그러나, 이러한 합성 방부제는 인체에 축적되기 쉽고 유해한 영향을 미친다는 연구 결과가 나오고 있어 최근에는 파라벤류의 사용이 자제되고 있다.
본 발명에서는 저온 살균 과정을 통해 기타 박테리아를 죽이고 살균 과정에서 보리수 추출물을 혼합하여 천연 물질을 통한 방부처리가 가능하도록 하였다(표 4 참조). 또한, 저온 살균 단계는 120℃에서 30분 동안 살균하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측에 따르면, 배양액을 준비하는 단계의 배양액은 pH 3.8내지 pH 4.0일 수 있다. 사탕수수를 이용한 배양액의 경우 pH 3.8에서, 수박을 이용한 배양액의 경우 pH4.0에서 두께, 인장강도, 탄성이 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 아래의 표 2는 각 pH에 따른 사탕수수와 수박을 이용한 셀룰로오스 겔의 특성을 비교한 것이다.
pH 두께(mm) 인장강도(N/㎠) 탄성
수박 사탕수수 수박 사탕수수 수박 사탕수수
2.0
3.0
3.5
3.8
4.0
4.5		 0
120
149
156
161
152		 0
118
155
178
162
143		 0
15.0
24.8
26,5
27.4
27.1		 0
14.2
27.6
28,5
28.1
20.3		 0
0.38
0.42
0.50
0.53
0.49		 0
0.40
0.51
0.55
0.49
0.41
당분은 바이오 셀룰로오스를 제조하는데 탄소원으로 이용되므로 일정 농도 이상 필요하다. 종래의 바이오 셀룰로오스 제조 방법은 원료 이외에 포도당과 같은 당분을 추가한 배양액을 이용하였으나, 사탕수수를 이용하는 경우, 당분을 추가할 필요 없이 사탕수수만으로 바이오 셀룰로오스가 제조 가능하다. 수박의 경우, 과육에서 착즙된 과즙의 당도(brix 값)에 따라 당분을 원액 전체 중량 기준으로 20 내지 50중량%정도 추가할 경우가 발생한다. 본 발명의 일 측에 따른 원액의 당도는 7 내지 10%의 범위인 것이 바람직하다. 아래의 표 3은 당도에 따른 사탕수수와 수박을 이용한 셀룰로오스 겔의 특성을 비교한 것이다.
당도(%) 두께(mm) 인장강도(N/㎠) 탄성
수박 사탕수수 수박 사탕수수 수박 사탕수수
1
5
7
10
15
20		 0
89
134
155
143
0		 0
134
169
166
149
0		 0
12.0
21.6
25,6
23.1
0		 0
19.3
28.1
27,6
23.1
0		 0
0.18
0.35
0.49
0.38
0		 0
0.18
0.35
0.49
0.38
0
본 발명의 바이오 셀룰로오스 시트는 지지체를 포함하는 바이오 셀룰로오스 시트와 지지체가 포함되지 않은 바이오 셀룰로오스 시트를 모두 의미하고, 그 두께는 200mm 내지 250mm일 수 있다. 지지체란, 바이오 셀룰로오스의 커팅 및 지지를 용이하게 하기 위하여 바이오 셀룰로오스 시트의 일면 또는 양면에 부착된 부직포, 필름, 메쉬 형태의 재료를 의미한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스를 포함하는 의료용 바이오 셀룰로오스 시트가 제공된다. 상기 의료용 바이오 셀룰로오스는 상기 바이오 셀룰로오스를 세척한 뒤, 탈수하여 제조될 수 있다. 또한, 상기 의료용 바이오 셀룰로오스 시트는 보습제, 항산화제, 항균제, 항염증제, 항생제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 약용성분은 상기 바이오 셀룰로오스를 통해 피부에 흡수되어 작용하는 것으로, 글리세린, 히알루론산, 세라마이드, 비타민 C, 비타민 E, 콜라겐, 상피 세포 성장 인자(EGF, Epidermal growth factor), 혈소판 유래 성장 인자-AA(PDGF-AA, Platelet-derived growth factor-AA) 및 인슐린 유사 성장 인자-1(IGF-1, Insulin-like growth factor 1), 푸시딘산, 무피로신, 겐타마이신, 바시트라신, 네오마이신, 폴리믹신B, 스테로이드, 센텔라 아시아티카추출물, 베타카로틴 등을 사용할 수 있다.
의료용 바이오 셀룰로오스는 생체적합성과 기계적 성질이 우수하고, 밀도가 낮은 성질로 인해 인공피부, 인공연골, 창상 보호제, 인공혈관, 화상치료제 등에 이용될 수 있다. 특히 2도, 3도 화상의 경우 손상된 피부점막을 바이오 셀룰로오스로 덮어 화상 치료용 드레싱 제제로써 이용할 수 있다. 의료용 바이오 셀룰로오스를 이용한 치료결과에 의한 연구 및 보고에 따르면, 진통완화 효과, 상처 부위에 높은 결착성, 감염률의 감소, 투명성에 의한 상처 부위의 감염여부 확인, 낮은 처리비용 등의 장점이 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스를 포함하는, 화장용 바이오 셀룰로오스 마스크 시트가 제공된다. 상기 화장용 바이오 셀룰로오스 마스크 시트는 상기 바이오 셀룰로오스를 탈수 및 압축한 뒤 얼굴형태나 부분 패치의 형태로 커팅하여 제조될 수 있다. 또한, 상기 바이오 셀룰로오스 마스크 시트는 화장유액을 더 포함할 수 있다.
상기 화장유액은 상기 바이오 셀룰로오스를 통해 피부에 흡수되어 주름 개선, 미백, 보습, 재생 효과 등을 나타내는 것으로, 글리세린, 히알루론산, 세라마이드, 비타민 A, 비타민 D, 비타민 C, 비타민 E, 콜라겐, 상피 세포 성장 인자(EGF, Epidermal growth factor), 혈소판 유래 성장 인자-AA(PDGF-AA, Platelet-derived growth factor-AA) 및 인슐린 유사 성장 인자-1(IGF-1, Insulin-like growth factor 1), 티트리, 알로에농축액, 식물 추출물, 달팽이 점액, 인삼, 홍삼, 로얄젤리, 알부틴, 위치하젤, 나이아신아마이드, 아데노신, 레티놀, 알란토인 등을 사용할 수 있다.
바이오 셀룰로오스 마스크 시트를 0.5mm 내지 3.5mm 두께, 바람직하게는 1.5mm 내지 2.7mm 두께로 슬라이스 하는 경우, 화장유액을 주입하여 사용시 신체에 부착이 용이하면서 높은 함수율을 포함하기에 적합하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 셀룰로오스 마스크 시트를 용기에 투입하는 단계; 및 상기 용기를 실링하고 감마 처리하는 단계; 를 포함하는, 바이오 셀룰로오스 마스크 시트 제품의 제조방법이 제공된다. 상기 용기는, 컵이나 캡슐 형태 등 바이오 셀룰로오스 시트를 담을 수 있는 공간을 갖는 형태는 모두 포함할 수 있고, 얼굴의 형상에 대응되는 형태로 한정되지 않는다.
상기 용기의 재질은, 폴리에틸렌(PE)용기, 폴리프로필렌(PP)용기, PET용기, 폴리아미드 용기, 아크릴, 유리, 알루미늄, 종이 비닐, 플라스틱 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 바이오 셀룰로오스 재질의 특성 상, 용기에서 꺼낸 시트는 인체에 부착할 수 있는 형태로 용이하게 펼쳐지므로, 다양한 형태의 용기에 투입 하는 것이 가능하다. 따라서, 바이오 셀룰로오스 시트는 용기의 형태에 맞도록 어떠한 변형을 가해도 무방하고, 바람직하게는, 바이오 셀룰로오스 시트를 돌돌 말아서 시험관 형태의 용기에 투입하여 보관할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 바이오 셀룰로오스 마스크 시트를 용기에 투입하는 단계 이후에, 화장유액을 주입하는 단계; 를 더 포함할 수 있다. 주입되는 화장유액의 종류에는 제한이 없고, 미백, 주름방지, 영양공급 등의 용도에 따라 다양하게 선택하여 이용 가능하다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의해 제조되는, 바이오 셀룰로오스 제품이 제공된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기술된 것으로서, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1: 사탕수수를 이용한 루트박테리아의 제조 >
사탕수수를 여러 차례 세척 후 압축기를 통해서 사탕수수 원액을 추출한 뒤, 여러 차례 필터링을 통해 순수한 원액을 준비한다. 물 500ml, 원액 500ml, 황산암모늄 8g, DAP 2g을 혼합하고, 보리수 추출물을 혼합용액 전체 중량 기준으로 0.2 내지 5 중량% 첨가하여120℃로 30분 동안 저온 살균 시킨다. 살균된 용액을 pH가 3.8에 도달할 때까지 아세트산과 교반한다. pH 3.8의 혼합용액 100ml에 10ml의 아세토박터 자일리넘 용액을 접종한 것을 유리병에 담고 마개로 막은 후 2일 동안 발효실에 둔다. 이 때, 유리병을 매 30분 내지 45분 마다 흔들어 준다.
<실시예 2: 수박을 이용한 루트 박테리아의 제조>
수박을 여러 차례 세척 후 과육을 분리하고 압축기를 통해서 수박 원액을 추출한 뒤, 여러 차례 필터링을 통해 순수한 원액을 준비한다. 이 때, 수박 원액의 당도는 원액 전체 중량을 기준으로 7 내지 15중량%가 되도록 당분을 첨가할 수 있다. 물 500ml, 원액 500ml, 황산암모늄 8g, DAP 2g을 혼합하고, 보리수 추출물을 혼합용액 전체 중량을 기준으로 0.2 내지 5 중량% 첨가하여120℃로 30분 동안 저온 살균 시킨다. 살균된 용액을 pH가 3.8에 도달할 때까지 아세트산과 교반한다. pH 3.8의 혼합용액 100ml에 10ml의 아세토박터 자일리넘 용액을 접종한 것을 유리병에 담고 마개로 막은 후 2일 동안 발효실에 둔다. 이 때, 유리병을 매 30분 내지 45분 마다 흔들어 준다.
<실시예 3: 주 발효 과정 - 발효 바이오 셀룰로오스의 제조>
실시예 1 또는 실시예 2에서 제조된 pH 3.8의 혼합용액 800ml를 플라스틱 트레이에 담는다. 혼합용액이 담긴 플라스틱 트레이에 100ml내지 200ml의 루트 박테리아를 첨가한다. 플라스틱 트레이를 공기가 통할 수 있도록 헝겊이나 종이 재질의 커버로 덮고 8일 내지 10일 동안 24℃ 내지 28℃, 습도 60% 내지 70%의 조건에서 발효시킨다. 발효과정을 마친 바이오 셀룰로오스는 200mm 내지 250mm의 두께를 갖는다.
<실시예 4: 보리수 추출물의 방부효과>
1. 검체의 전처리
검체조작은 무균조건하에서 실시하고, 검체는 충분하게 무작위로 선별하여 그 내용물을 혼합한 후 검체 1mL에 레틴 액체배지 9mL를 넣어 10배 희석액을 만들고 필요 시 더 희석 한다.
2. 세균 및 진균 배지에 한천 평판 희석법으로 배양
총 호기성 세균 수 시험은 Tryptic Soy Agar 배지를 사용하고 진균 수 시험은 Sabouraud Dextrose Agar배지를 사용하므로 각 배지를 멸균하여 굳지 않도록 준비 한다. 레틴액체배지에 희석한 각 검체를 1mL씩 페트리디쉬에 넣고, 한 검체당 진균용 및 세균용으로 준비 한다. 미리 검체 1mL씩 넣은 페트리디쉬에 세균용 및 진균용 배지를 15mL씩 분주한 후 잘 혼합하여 세균용은 35℃에서 최소 48시간, 진균용은 25℃에서 최소 5일간 배양 한 후 균의 검출 여부를 관찰 하였다.
균의 검출 여부 결과는 아래의 표 5와 같다.
결과
(CFU/g,ml)



 구분
 결과(세균), CFU/g 결과(진균), CFU/g
1~2일 3~6일 1~2일 3~6일
코코넛발효 10000이상 10000이상 10000이상 10000이상
코코넛 발효(보리수 추출물 처리) 비검출 비검출 비검출 비검출
수박 발효(보리수추출물 처리) 비검출 비검출 비검출 비검출
사탕수수 발효(보리수 추출물 처리) 비검출 비검출 비검출 비검출
표 5를 참고하면, 보리수 추출물을 처리한 경우 세균 및 진균이 검출되지 않는 것을 확인할 수 있다. 보리수 추출물은 보리수나무(Elaeagnus Glabra Thunb.)의 농축액을 이용한 것으로, 로비닌(Robinin), 캠퍼롤(Keampferol)류, 케르세틴(Quercetine), 에피카테킨(Epicatechin), 쿠마린산(Coumaric acid) 등의 플라보노이드(flavonoid)를 유효성분으로 포함한다. 캠퍼롤에 글리코시드가 여러 개 결합된 다배당체인 로비닌은 항염, 항균, 이뇨, 해독작용을 갖는다. 따라서, 보리수 추출물은 합성방부제 대신에 독성이 없는 천연 방부제로 사용할 수 있다.
<실시예 5: 바이오 셀룰로오스 시트 제품을 제조하는 단계>
제조된 바이오 셀룰로오스 시트를 일정한 형태로 접지 않고, 시트 자체를 플라스틱 용기에 투입한다.(도 4 참조) 필요에 따라 화장유액을 용기에 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 바이오 셀룰로오스 시트가 투입된 플라스틱 용기의 실링 후, 바이오 셀룰로오스 시트가 오염되거나 외부의 공기가 유입되지 않도록 감마 멸균 처리하여 바이오 셀룰로오스 시트 제품을 제조한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 수박을 준비하는 단계;
    수박을 세척한 후 과육을 분리하고, 압축기를 이용해 원액을 추출한 뒤, 필터링 하여 수박 원액을 준비하는 단계;
    상기 수박 원액을 물과 1:1 비율로 혼합한 후 황산 암모늄((NH4)2SO4) 및 디암모늄인산(Diammonium phosphate, DAP) 을 첨가하여 혼합용액을 준비하는 단계;
    상기 혼합용액을 저온 살균하는 단계;
    상기 살균된 혼합용액을 아세트산과 교반하여 배양액을 준비하는 단계; 및
    상기 배양액에 루트박테리아 균주를 첨가한 후, 발효시키는 단계; 를 포함하며,
    상기 수박 원액의 당도는 원액 전체 중량을 기준으로 7 내지 15중량%이고,
    상기 배양액의 pH는 3.8 내지 4.0인, 바이오 셀룰로오스로 이루어지는,
    마스크 시트의 제조방법.
  2. 사탕수수를 준비하는 단계;
    사탕수수를 세척한 후, 압축기를 이용해 원액을 추출한 뒤, 필터링 하여 사탕수수 원액을 준비하는 단계;
    상기 사탕수수 원액을 물과 1:1 비율로 혼합한 후 황산 암모늄((NH4)2SO4) 및 디암모늄인산(Diammonium phosphate, DAP) 을 첨가하여 혼합용액을 준비하는 단계;
    상기 혼합용액을 저온 살균하는 단계;
    상기 살균된 혼합용액을 아세트산과 교반하여 배양액을 준비하는 단계; 및
    상기 배양액에 루트박테리아 균주를 첨가한 후, 발효시키는 단계; 를 포함하며,
    상기 사탕수수 원액의 당도는 원액 전체 중량을 기준으로 7 내지 15중량%이고,
    상기 배양액의 pH는 3.8 내지 4.0인, 바이오 셀룰로오스로 이루어지는,
    마스크 시트의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 루트박테리아 균주는, 상기 배양액에 아세토박터 자일리넘(Acetobactor xylinum)을 접종하고, 밀봉하여 1일 내지 3일간 배양하여 제조되는 바이오 셀룰로오스로 이루어지는,
    마스크 시트의 제조방법.
  4. 제1항 또는 제2항 있어서,
    상기 저온 살균 단계는, 상기 혼합용액에 보리수 추출물을 첨가하여 살균하는 바이오 셀룰로오스로 이루어지는,
    마스크 시트의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항의 제조방법에 의해 제조되는, 바이오 셀룰로오스 마스크 시트.
  6. 제5항의 바이오 셀룰로오스 마스크 시트를 용기에 투입하는 단계;
    상기 용기를 실링하고 감마 처리하는 단계; 및
    상기 용기 내에 화장유액을 주입하는 단계; 를 포함하는, 바이오 셀룰로오스 마스크 시트 제품의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 용기는, 폴리에틸렌(PE)용기, 폴리프로필렌(PP)용기, PET용기, 폴리아미드 용기, 아크릴, 유리, 알루미늄, 종이 비닐, 플라스틱 중 어느 하나를 포함하는 것인, 바이오 셀룰로오스 마스크 시트 제품의 제조방법.
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