KR101868732B1 - 폴리페놀 추출용 조성물 및 이를 이용한 케나프 추출물의 제조방법 - Google Patents

폴리페놀 추출용 조성물 및 이를 이용한 케나프 추출물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리페놀 추출용 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 폴리페놀 함량이 증가된 케나프 추출물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 조성물은 계면활성제를 첨가한 물을 추출용매로 이용함으로써 폴리페놀의 추출 효율을 높일 수 있다.

Description

폴리페놀 추출용 조성물 및 이를 이용한 케나프 추출물의 제조방법{COMPOSITION FOR EXTRACTING POLYPHENOLS AND METHOD FOR PRODUCING KENAF EXTRACT USING THEREOF}
본 발명은 폴리페놀 추출용 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 폴리페놀 함량이 증가된 케나프 추출물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
플라보노이드계 화합물은 자연상태에서 비배당체인 아글리콘(aglycon)이 당과 결합한 상태인 배당체 구조를 가지고 있으며, 일반적으로 저분자, 중분자, 고분자 물질과 같이 결합 형태에 따라 물, 메탄올, 아세톤 등으로 추출용매가 달라진다. 이는 화학구조에 따라 용해도가 달라지기 때문이며, 이러한 특징으로 인해 용매에 따라 추출되는 물질의 종류나 생리활성 능력이 달라질 수 있다.
플라보노이드 화합물을 비롯한 식물의 항산화 물질을 추출할 때 가장 많이 이용하는 용매는 주로 메탄올, 에탄올, 아세톤 등의 유기용매로, 항산화 효과가 높은 극성물질의 추출이 용이하기 때문이다. 그러나 유기용매는 세포를 손상시킬 수 있어 안전성에 심각한 위험을 초래할 수 있다. 따라서 추출용매를 물로 바꿀 수 있다면 안전성과 더불어 환경문제에도 도움을 줄 수 있다. 또한 물을 이용하여 추출하면 체내 부작용이 없기 때문에 원료 이용에 있어 제약이 줄어들 수 있다.
케나프(양마, kenaf; Hibiscus cannabinus)는 칼슘, 다량의 단백질, 비타민, 철분, 탄닌, 사포닌, 폴리페놀 및 알칼로이드 화합물을 다량 함유하고 있으며, 식용도 가능하다. 같은 무게의 우유와 비교하면 칼슘 4배, 철분과 각종 비타민을 포함하고 있다. 인도와 아프리카에서 인후염 장애, 타박상, 담즙분리 과다조절을 위해 민간요법에 사용되고 있는 것으로 알려져 있으며, 다른 연구에서는 양마(kenaf) 잎 추출물이 간세포 보호활성, 항지질 과산화, 조혈제 등으로 쓰였다는 보고가 있다. 케나프의 주요성분으로는 지방과 DNA의 산화를 막고, 강한 항산화 작용을 하는 플라보노이드 중 하나인 캠퍼롤(kaempferol)이 있고, 이외에 아프젤린(afzelin), 캠프페리트린(kaempferitrin), 아스트라갈린(astragalin) 등이 있다. 최근 연구에 따르면, 케나프 추출물은 면역조절 활성과 항균 효과 및 항산화 능력이 있다고 보고되었다. 대한민국 공개특허 제2011-0092482호에는 원적외선 건조로 항균활성이 증가된 케나프 추출물 및 이의 제조방법이 개시되어 있다.
본 발명자들은 케나프에 존재하는 생리활성물질을 계면활성제를 이용하여 가용화시킴으로써 물로 용매로 이용한 경우에도 높은 생리활성 물질을 얻을 수 있도록 하였다.
1. 대한민국 공개특허 제10-2011-0092482호
본 발명의 일 양상은 물과 비이온성 계면활성제를 혼합한 용매를 포함하는 폴리페놀 추출용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 양상은 상기 폴리페놀 추출용 조성물을 이용하여 케나프 추출물을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상은 물과 비이온성 계면활성제(nonionic sufactant)를 혼합한 용매를 포함하는 폴리페놀 화합물 추출용 조성물을 제공한다.
본 명세서의 용어, '폴리페놀(polyphenol)'은 식물의 광합성에 따라 생성되는 페놀성 수산기(-OH)를 가지는 화합물을 말하며, 단일 성분을 지칭하는 것이 아니라 식물 내에 존재하는 여러 페놀 화합물의 총칭이다. 폴리페놀은 비-플라보노이드(non-flavonoids)와 플라보노이드(flavonoids)로 구분할 수 있으며, 비플라보노이드에는 엘라그산(ellagic acid)이 있다. 플라보노이드에는 안토시아닌(anthocyanin), 플라본(flavones), 이소플라본(isoflavone), 카테킨(catechin) 등이 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면 상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(polyoxyethylene alkyl ether; RO(CH2CH2O)mH), 지방산 소르비탄에스테르(sorbitan fatty acid ester), 알킬 폴리글루코사이드(alkyl polyglucosides) 및 알킬 모노글리세릴 에테르(alkyl monoglyceryl ether; ROCH2CH(OH)CH2OH)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르는 폴리옥시에틸렌 4 라우릴 에테르(브리즈® 30; polyoxyethylene 4 lauryl ether), 폴리옥시에틸렌 23 라우릴 에테르(브리즈® 35; Polyoxyethylene(23) lauryl ether), 폴리옥시에틸렌 2 세틸 에테르(브리즈® 52; polyoxyethylene 2 cethyl ether), 폴리옥시에틸렌 20 세틸 에테르(브리즈® 58), 폴리옥시에틸렌 2 스테아릴 에테르(브리즈® 72; polyoxyethylene 2 stearyl ether), 폴리옥시에틸렌 10 스테아릴 에테르(브리즈® 76), 폴리옥시에틸렌 20 스테아릴 에테르(브리즈® 78), 폴리옥시에틸렌 2 올레일 에테르(브리즈® 92; polyoxyethylene 2 oleyl ether), 폴리옥시에틸렌 10 올레일 에테르(브리즈® 96), 폴리옥시에틸렌 20 올레일 에테르(브리즈® 98), 폴리옥시에틸렌 21 스테아릴 에테르(브리즈® 721) 및 폴리옥시에틸렌 100 스테아릴 에테르(브리즈® 700)로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 지방산 소르비탄 에스테르는 트윈 20(tween 20; polysorbate 20; polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate), 트윈 40(tween 40; polysorbate 40; polyoxyethylene (20) sorbitan monopalmitate), 트윈 60(tween 60; polysorbate 60; polyoxyethylene (20) sorbitan monostearate) 및 트윈 80(tween 80; polysorbate 80; polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따르면 상기 비이온성 계면활성제는 물에 최종 농도가 0.1 내지 20 mM이 되도록 혼합될 수 있으며, 비이온성 계면활성제의 농도가 0.1 mM보다 낮으면 폴리페놀 추출 효율이 감소할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 상기 폴리페놀 추출용 조성물을 이용하여 폴리페놀 함량이 증가된 케나프 추출물을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면 상기 케나프는 식물체 전체 또는 줄기, 잎, 꽃잎 등의 부분을 이용할 수 있으며, 케나프를 채취한 후에 건조 및 분쇄하여 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일 구체예에 따르면 상기 케나프 추출물을 제조하는 방법은 10 내지 60℃의 온도에서 이루어지는 것이 바람직하며, 30 내지 50℃의 온도에서 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 케나프 추출물 제조시 온도가 10℃ 이하인 경우 폴리페놀 추출 효율이 감소할 수 있으며, 60℃ 이상일 경우 추출되는 폴리페놀이 파괴될 수 있다.
상기 케나프 추출물을 제조하는 방법은 0.1 내지 3시간 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 0.2 내지 1시간 동안 이루어지는 것이 가장 바람직하다. 케나프 추출물 제조시 추출시간이 0.1시간 미만일 경우 충분한 양의 폴리페놀이 용매에 용해되지 못할 수 있고, 추출시간이 3시간 이상일 경우 시간 대비 비효율적일 수 있다.
본 발명은 폴리페놀 추출용 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 폴리페놀 함량이 증가된 케나프 추출물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 조성물은 계면활성제를 첨가한 물을 추출용매로 이용함으로써 폴리페놀의 추출 효율을 높일 수 있다.
도 1은 추출용매에 첨가한 계면활성제의 종류 및 농도에 따른 케나프 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 추출용매에 첨가한 계면활성제의 종류 및 농도에 따른 케나프 추출물의 총 플라보노이드 함량을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 케나프 추출물의 제조
1-1: 추출용매 제조
추출용매는 물 또는 계면활성제가 첨가된 물을 이용하였다. 계면활성제는 시그마(Sigma-Aldrich, 미국)에서 구입하였으며, 비이온성 계면활성제인 브리즈®-35(brij-35), 트윈 80 및 트윈 20을 준비하였다. 상기 계면활성제를 최종 농도가 각각 1 mM, 3 mM, 5 mM, 7 mM 및 10 mM이 되도록 물에 희석하여 사용하였다.
1-2: 케나프 꽃잎 추출물의 제조
케나프는 2016년 6월 강원도 춘천에서 재배한 케나프 장대 품종에서 꽃잎을 채취한 후 40℃에서 열풍건조한 후 분쇄하였다. 분쇄한 케나프 꽃잎 시료 1 g에 상기 실시예 1-1에서 제조한 추출용매 50 ㎖를 각각 첨가하여 혼합하고, ultrasound bath(화신테크, 대한민국)를 이용하여 40℃에서 30분 동안 추출하였다. 추출이 종료된 후 원심분리기(비전과학, VS-5000N, 대한민국)로 5000 rpm에서 5분 동안 원심분리하고, 상등액을 취하여 각각의 케나프 꽃잎 추출물을 수득하였다.
실시예 2: 케나프 꽃잎 추출물의 분석
2-1: 총 폴리페놀( polyphenol ) 함량 분석
상기 실시예 1-2에서 수득한 추출물 0.2 ㎖를 시험관에 넣고 증류수 1.8 ㎖를 가하여 잘 혼합하고 실온에서 3분 동안 방치하였다. 10% 탄산나트륨(sodium carbonate; Na2CO3) 포화용액 0.4 ㎖를 첨가하여 혼합하고 증류수 1.4 ㎖를 더하여 총 4 ㎖로 만든 뒤, 실온에서 1시간 동안 방치한 후 725 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 총 폴리페놀 화합물 함량은 갈산(gallic acid)을 이용해서 작성한 표준곡선으로부터 계산하였다.
그 결과, 하기 표 1 및 도 1에 나타난 것과 같이 계면활성제의 첨가에 따라 농도 의존적으로 추출되는 총 폴리페놀 함량이 증가하는 것을 확인하였다.
Figure 112017007451021-pat00001
2-2: 총 플라보노이드(flavonoid) 함량 분석
상기 실시예 1-2에서 수득한 추출물 0.5 ㎖, 10% 질산 암모늄(aluminium nitrate) 용액 0.1 ㎖, 1M 아세트산 칼륨(potassium acetate) 용액 0.1 ㎖ 및 메탄올 4.3 ㎖를 차례로 혼합하여 40분 동안 반응시킨 후 415 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 퀘르세틴(Quercetin)을 이용하여 표준곡선을 작성하고, 총 플라보노이드 함량을 ㎎/g으로 나타내었다.
그 결과, 하기 표 2 및 도 2에 나타난 것과 같이 계면활성제의 첨가에 따라 농도 의존적으로 추출되는 총 플라보노이드 함량이 증가하는 것을 확인하였다.
Figure 112017007451021-pat00002
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 물과 비이온성 계면활성제를 혼합한 용매를 케나프에 첨가하는 단계; 및
    상기 용매와 케나프의 혼합물을 30 내지 60℃로 가온하는 단계를 포함하는 폴리페놀 함량이 증가된 케나프 추출물을 제조하는 방법으로서,
    상기 비이온성 계면활성제는 폴리옥시에틸린 23 라우릴 에테르, 트윈 20 및 트윈 80으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 케나프 추출물을 제조하는 방법.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 케나프 추출물을 제조하는 방법은 0.1 내지 3시간 동안 이루어지는 것인 방법.
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