KR101889399B1 - 클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누 및 그 제조방법 - Google Patents

클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클로렐라 배양액을 동결건조하여 이치가 없고 단백질, 지방산 등 기능성 물질이 풍부한 클로렐라 생균 분말을 비누 제조시 첨가하여 세척력과 보습력이 우수한 기능성 비누를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 비누 제조방법에 따른, 클로렐라 생균 분말 함유 기능성 비누는 거품의 입자가 작고 균일도가 높으며, 세척력과 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 동결건조한 클로렐라 생균이 포함되어 있어 단백질, 지방산 등의 기능성 물질을 다량 함유하고 있다. 또한, 상기 비누 제조시 피마자오일, 팜오일, 코코넛오일, 동백씨오일과 같은 베이스오일의 함량을 조절하여 비누의 물성을 개선함에 따라 수분, 습기, 고온으로 인한 비누의 물러짐과 사용시 과도한 마모를 방지할 수 있다.
또한, 농업용 클로렐라 광배양기를 이용하여 배양한 클로렐라 배양액을 농업용자재료로 활용하는 것에서 더 나아가, 클로렐라 생균 분말 함유 비누를 제조함에 따라 농가소득을 창출할 수 있는 기능성 소재로 활용할 수 있다.

Description

클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누 및 그 제조방법{Functional soap by using of live chlorella powder and manufacturing method thereof}
본 발명은 클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클로렐라 배양액을 동결건조하여 이치가 없고 단백질, 지방산 등 기능성 물질이 풍부한 클로렐라 생균 분말을 비누 제조시 첨가하여 세척력과 보습력이 우수한 기능성 비누를 제조하는 방법에 관한 것이다.
클로렐라(chlorella)는 잘 알려져 있는 단세포 녹조류(Green algae)로서 일반식물의 생리와 같이 광합성에 의하여 탄소원(공기중의 이산화탄소)과 질소, 기타 무기염류를 동화하여 신속히 자기세포의 증식(분열)을 일으키는 유력한 녹조류이다. 클로렐라는 단백질 함량이 많고 유용한 아미노산을 많이 함유하고 있을 뿐만 아니라, 지방, 기타 유효성분을 다량 함유하므로 유기자원으로 중요하며, 앞으로의 단백질, 지방자원으로 주목받을 수 있는 물질이다. 또한, 이미 산업계에서는 단백질과 엽록소가 풍부하고 특수한 생리작용 인자 및 인체에 유익한 비타민, 미네랄 등을 골고루 함유하고 있는 특성 때문에 건강식품으로 판매하고 있으며, 그 외 사료원료, 식품 풍미 개선제 등으로 널리 이용되고 있다.
아울러, 클로렐라 열수 추출물(water extract)은 클로렐라 성장 인자(chlorella growth factor, CGF)를 포함하고 있어, 동물의 성장을 촉진하거나 세포를 재생시키는 등의 많은 생리 활성 작용을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 이에 클로렐라 열수 추출물을 각종 화장료에 혼입한 화장료가 제안되어 왔다.
예를 들면, 단지 클로렐라 추출물을 함유하는 핸드 크림이나 비누가 일본 공개 특허 JP55-062005A, JP54-076834A에 개시되어 있으며, 클로렐라 추출물과 다른 성분을 조합한 화장료로서, 일본 공개 특허 JP52-125635A에 클로렐라 추출물과 벌꿀로 구성되는 피부 화장료가 개시되어 있고, 일본 등록 특허 JP3577721B에 코지산(kojic acid)과 클로렐라 추출물로 구성되는 피부 외용제가 개시되어 있으며, 일본 등록 특허 JP3573941B에 클로렐라 추출물이 히알루로니다제(hyaluronidase) 저해제 또는 항균제로서의 작용이 있는 것에 주목하고 그것을 포함한 로션이나 비누 등의 화장품이 개시되어 있다. 또한, 최근에는 클로렐라 추출물을 그대로 비누 소지에 혼입하면 분산성이나 보존 안정성이 떨어지기 때문에, 클로렐라 추출물을 폴리에틸렌 분말 등의 기재에 담지시켜 그것을 비누 소지에 혼입시키는 기술이 일본 등록 특허 JP3647344B에 개시되어 있다. 그러나, 비누 제조시 클로렐라 분말을 직접 비누 소지에 혼입하여 비누를 제조하는 기술은 현재까지 눈에 띄지 않는다.
한편, 종래의 비누는 수분, 습기, 고온으로 인해 쉽게 물러지거나 사용시 과다하게 마모가 발생하는 문제점이 있으며, 이러한 문제점으로 인해 비누를 다시 구입해야 하고 구입에 따른 비용이 증가되는 문제점이 있다. 또한, 시중에 판매되고 있는 비누는 대부분 유지와 알칼리금속 및 화학약품을 혼합하여 만들어지는 것으로, 피부의 세정에 사용할 경우 수용액이 알칼리성을 나타내어 피부에 피지 성분이 과다하게 제거되고, 각질층을 연화시켜 피부의 건조 및 거칠어짐을 유발하는 문제가 종종 발생한다.
이러한 배경하에서, 본 발명자들은 수분, 습기, 고온으로 인한 비누의 물러짐과 사용시 과도한 마모가 방지될 뿐만 아니라, 세척력, 보습력, 거품 형성능 등이 모두 우수한 기능성 비누를 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 클로렐라 생균 분말이 함유된 투명 비누 및 불투명 비누를 제조하고, 상기 제조된 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 세척력, 강도, 보습력 및 거품 형성도가 모두 우수하며, 첨가한 클로렐라 균이 살아있어 클로렐라 균의 기능성이 그대로 유지된 기능성 비누임을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
일본 공개 특허 JP55-062005A 일본 공개 특허 JP54-076834A 일본 공개 특허 JP52-125635A 일본 등록 특허 JP3577721B 일본 등록 특허 JP3573941B 일본 등록 특허 JP3647344B
본 발명의 목적은 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 제조방법 및 이에 따른 클로렐라 생균 분말 함유 투명 비누 또는 불투명 비누를 제공하기 위한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 a) 클로렐라(chlorella) 종균을 광배양하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 광배양한 클로렐라 균체를 수집하고 동결건조하여 클로렐라 생균 분말을 제조하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 글리세린 및 발효주정과 혼합하여 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 제조하는 단계; d) 팜오일, 코코넛오일, 피마자오일 및 동백씨오일이 포함된 식물성 오일을 혼합하여 베이스오일을 제조하는 단계; e) 상기 d) 단계에서 제조한 베이스오일에 가성소다 수용액을 첨가하여 비누화 반응을 일으켜 젤 상태의 베이스 비누를 제조하는 단계; f) 상기 e) 단계에서 제조한 젤 상태의 베이스 비누에, 꿀과 상기 c) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 첨가하고 교반하여 비누액을 제조하는 단계; 및 g) 상기 f) 단계에서 제조한 비누액을 고형화시키는 단계;를 포함하는, 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 제조방법에 의하여 제조된, 클로렐라 생균 분말 함유 투명 비누 또는 불투명 비누를 제공한다.
본 발명의 비누 제조방법에 따른, 클로렐라 생균 분말 함유 기능성 비누는 거품의 입자가 작고 균일도가 높으며, 세척력과 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 동결건조한 클로렐라 생균이 포함되어 있어 단백질, 지방산 등의 기능성 물질을 다량 함유하고 있다. 또한, 상기 비누 제조시 피마자오일, 팜오일, 코코넛오일, 동백씨오일과 같은 베이스오일의 함량을 조절하여 비누의 물성을 개선함에 따라 수분, 습기, 고온으로 인한 비누의 물러짐과 사용시 과도한 마모를 방지할 수 있다.
또한, 농업용 클로렐라 광배양기를 이용하여 배양한 클로렐라 배양액을 농업용자재료로 활용하는 것에서 더 나아가, 클로렐라 생균 분말 함유 비누를 제조함에 따라 농가소득을 창출할 수 있는 기능성 소재로 활용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 클로렐라 생균 분말 제조 방법의 일실시예를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른, 클로렐라 생균 분말이 함유된 투명 비누 및 불투명 비누의 pH 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른, 클로렐라 생균 분말이 함유된 (A) 투명 비누 및 (B) 불투명 비누의 pH 측정 결과를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른, 클로렐라 생균 분말이 함유된 (A) 투명 비누 및 (B) 불투명 비누의 거품 입자 크기를 관찰한 광학현미경 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른, 클로렐라 생균 분말이 함유된 (A) 투명 비누 및 (B) 불투명 비누의 클로렐라 균의 생존 유무를 관찰한 광학현미경(상) 및 형광현미경(하) 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른, 클로렐라 생균 분말이 함유된 (A) 투명 비누 및 (B) 불투명 비누의 세척력, 경도 및 보습력을 평가 비교하여 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명에 따른, 클로렐라 생균 분말이 함유된 불투명 비누의 무름 현상 검정 결과를 촬영한 사진이다. 여기에서, (A)는 물에 담근 직후를, (B)는 물에 담근 뒤 2시간 경과 후, (C)는 물에 담근 뒤 4시간 경과 후, (D)는 물에 담근 뒤 13시간 경과 후 촬영한 사진이다.
본 발명은 클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클로렐라 배양액을 동결건조하여 이치가 없고 단백질, 지방산 등 기능성 물질이 풍부한 클로렐라 생균 분말을 비누 제조시 첨가하여 세척력과 보습력이 우수한 기능성 비누를 제조하는 방법에 관한 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 a) 클로렐라(chlorella) 종균을 광배양하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 광배양한 클로렐라 균체를 수집하고 동결건조하여 클로렐라 생균 분말을 제조하는 단계; c) 상기 b) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 글리세린 및 발효주정과 혼합하여 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 제조하는 단계; d) 팜오일, 코코넛오일, 피마자오일 및 동백씨오일이 포함된 식물성 오일을 혼합하여 베이스오일을 제조하는 단계; e) 상기 d) 단계에서 제조한 베이스오일에 가성소다 수용액을 첨가하여 비누화 반응을 일으켜 젤 상태의 베이스 비누를 제조하는 단계; f) 상기 e) 단계에서 제조한 젤 상태의 베이스 비누에, 꿀과 상기 c) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 첨가하고 교반하여 비누액을 제조하는 단계; 및 g) 상기 f) 단계에서 제조한 비누액을 고형화시키는 단계;를 포함하는, 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 제조방법을 제공한다.
본 발명에서 용어 "클로렐라(chlorella)"는 식물성 플랑크톤(phytoplankton) 혹은 미세조류(microalgae)의 일종으로 알려진 미생물로 광합성을 하는 담수 녹조류를 말하며, 클로렐라의 크기는 직경 2~10 ㎛이며 무성생식 4분열로 증식하며 이산화탄소, 물, 빛, 미량원소만 있으면 무한적으로 번식할 수 있다.
클로렐라의 세포내에는 단백질, 미네랄, 엽록소, 비타민 등 각종 영양소가 균형있게 함유되어 있어 기능성 식품소재로 널리 알려져 있다. 도한 클로렐라는 인체의 필수 영양소를 균형 있게 함유하고 있어 미래 식품으로 불리기도 하고 단백질이나 지질 축적능으로 인해 바이오 디젤(bio-diesel) 생산을 위한 새로운 생물소재(biomass)로 인식되고 있다.
본 발명에서 용어 "비누(soap)"란 유지를 수산화나트륨과 반응시켜 만든 지방산 나트륨염으로, 피부를 세정하여 노폐물을 제거하고 각종 세균으로부터 피부를 보호하기 위한 목적으로 사용된다. 비누의 분자는 계면활성제로 한 분자 내에 친수성 부분과 친유성 또는 소수성 부분을 모두 포함하는 구조로 되어있다. 이때, 친수성 부분은 분자의 외곽, 즉 바깥쪽에 위치해 있고, 친유성 또는 소수성 부분은 분자의 중심에 위치하여 미셀을 형성하여 그 중심에 있는 친유성 오염물질을 녹여낼 수 있으므로 피부 표면에 묻은 오염 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.
비누는 공정 과정에 따라 HP(Hot Process) 비누와 CP(Cold Process) 비누로 분류될 수 있다.
HP 비누는 비누가 완성되는 시점까지 계속 열을 가하는 고온법의 비누 공정 과정으로 만들어지는 비누이며, 고온법은 주로 액체 비누, 투명 비누 등을 만들 때 사용하고, 비누의 투명화를 위해 알코올, 글리세린, 설탕 등을 추가한다.
CP 비누는 저온 과정에서 만들어지는 일반 불투명 비누이며, 비누 원료들을 저온 배합한 후 숙성 과정을 거쳐 제조된다.
본 발명의 클로렐라 생균 분말을 함유하는 기능성 비누는, 이에 제한되지는 않으나, 고온법(Hot Process)과 저온법(Cold Process)의 비누 공정 과정에 따라 제조된, 투명 비누 또는 불투명 비누일 수 있다.
이하 각 단계를 세부적으로 설명한다.
상기 a) 단계는, 클로렐라(chlorella) 종균을 광배양하는 단계로, 클로렐라 종균 chlorella fusca를 실온에서 7일간 광배양하여 대량 배양하는 단계를 의미한다.
상기 b) 단계는, 상기 a) 단계에서 광배양한 클로렐라 균체를 수집하고 동결건조하여 클로렐라 생균 분말을 제조하는 단계로, 광배양한 클로렐라 배양액을 원심분리하여 균체를 수집하고, 이를 동결건조하여 클로렐라 균체를 미세분말화 함에 따라 클로렐라 생균 분말을 수득할 수 있다.
상기 동결건조는, 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게 클로렐라 균체를 동결건조기에서 3일 내지 5일 동안 -85 내지 -70℃로 동결건조하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 4일 동안 -70℃로 가압동결건조하는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 가압동결건조 방법에 의하여 미세분말화하여 얻은 클로렐라 생균 분말은, 클로렐라가 생균의 형태로 존재하며, 관능검사 결과 이치가 없고, 단백질, 지방산과 같은 기능성 물질이 다량 함유되어 있음을 알 수 있었다(표 1).
상기 c) 단계는, 상기 b) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 글리세린 및 발효주정과 혼합하여 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 제조하는 단계이다.
상기 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액은, 이에 제한되지는 않으나, 비누 총 중량에 대하여 0.1~1.0 중량%의 클로렐라 생균 분말, 5.0~10.0 중량%의 글리세린, 및 10.0~20.0 중량%의 발효주정이 함유되는 것일 수 있다.
상기 d) 단계는, 팜오일, 코코넛오일, 피마자오일 및 동백씨오일이 포함된 식물성 오일을 혼합하여 베이스오일을 제조하는 단계로, 상기 베이스오일은 이에 제한되지는 않으나, 비누 총 중량에 대하여 10.0~30.0 중량%의 팜오일, 5.0~10.0 중량%의 코코넛오일, 5.0~25.0 중량%의 피마자오일, 및 1.0~3.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것일 수 있다.
상기 d) 단계에서 베이스오일 제조 시, 40℃ 내지 45℃의 온도로 중탕하여 불투명 비누를 제조할 수 있다.
상기 불투명 비누는, 이에 제한되지는 않으나, 비누 총 중량에 대하여 0.3~1.0 중량%의 클로렐라 생균 분말, 15.0~30.0 중량%의 팜오일, 5.0~8.0 중량%의 코코넛오일, 5.0~10.0 중량%의 피마자 오일 및 1.0~3.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 비누 총 중량에 대하여 0.5 중량%의 클로렐라 생균 분말, 28.0 중량%의 팜오일, 7.0 중량%의 코코넛오일, 7.0 중량%의 피마자 오일 및 2.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것일 수 있다.
상기 e) 단계는, 상기 d) 단계에서 제조한 베이스오일에 가성소다 수용액을 첨가하여 비누화 반응을 일으켜 젤 상태의 베이스 비누를 제조하는 단계로, 상기 제조한 젤 상태의 베이스 비누를 70℃ 내지 80℃의 온도로 중탕 가열하여 투명 비누를 제조할 수 있다.
상기 투명 비누는, 이에 제한되지는 않으나, 비누 총 중량에 대하여 0.1~0.3 중량%의 클로렐라 생균 분말, 10.0~15.0 중량%의 팜오일, 8.0~10.0 중량%의 코코넛오일, 10.0~25.0 중량%의 피마자 오일 및 1.0~3.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 비누 총 중량에 대하여 0.25 중량%의 클로렐라 생균 분말, 13.0 중량%의 팜오일, 9.0 중량%의 코코넛오일, 22.0 중량%의 피마자 오일 및 2.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것일 수 있다.
상기 f) 단계는, 상기 e) 단계에서 제조한 젤 상태의 베이스 비누에, 꿀과 상기 c) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 첨가하고 교반하여 비누액을 제조하는 단계이다.
본 발명에서 용어 "교반(agitation)"이란, 물리적 또는 화학적 성질이 다른 2종 이상의 물질을 외부적인 기계 에너지를 사용하여 균일한 혼합상태로 만드는 조작으로, 이에 제한되지는 않으나, 도구를 이용하여 물리적으로 휘저을 수 있으며, 믹서기 또는 교반기를 사용할 수도 있다.
상기 g) 단계는, 상기 f) 단계에서 제조한 비누액을 고형화시키는 단계로, 비누 성형용 몰드(mold)에 비누액을 담은 다음, 실온에서 건조시키는 단계이다. 건조 후, 성형용 몰드에 대응되는 형상의 비누를 수득할 수 있다.
한편, 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 제조방법에 있어서, h) 상기 g) 단계에서 고형화시킨 비누액을 공기와 빛의 접촉을 차단하여 중화시키는 단계;를 추가로 더 포함하여 불투명 비누를 제조할 수 있다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 제조방법에 의하여 제조된, 클로렐라 생균 분말 함유 투명 비누 또는 불투명 비누를 제공한다.
본 발명의 일실시예에서, 클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 본 발명의 투명 비누 및 불투명 비누는 비누의 조성에 차이는 있으나, 세척력, 강도, 보습력 및 거품 형성도가 모두 우수하며, 수분으로 인한 비누의 물러짐이 방지되었을 뿐만 아니라, 첨가한 클로렐라 균이 살아있어 클로렐라 균의 기능성이 그대로 유지된 기능성 비누임을 확인할 수 있었다(도 2 내지 도 7).
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 클로렐라 생균 분말의 제조
클로렐라 생균 분말을 이용한 기능성 비누를 제조하기 위해, 클로렐라(Chlorella fusca)를 대량 배양하고, 배양 후 수집한 클로렐라 균체를 동결건조하여 클로렐라 생균 분말을 수득하였다.
실시예 1-1: 클로렐라 종균 접종 및 배양
농촌진흥청으로부터 보급받은 클로렐라 종균 배양액을 10:1의 비율로 클로렐라 전용 배양배지(FWCM-02, (주)에프엔비네이처)가 들어 있는 클로렐라 전용 배양용기에 넣고 공기 주입 벨브를 장착하여 실온(15~35℃)에서 7일간 광배양하였다. 이때, 배양용기에 주입되는 공기량은 분당 3.0L씩으로 조절하였다.
광배양 7일 후, 1.8×106 ~ 1.8×107 cells/㎖ 이상의 클로렐라 배양액을 얻었다.
실시예 1-2: 클로렐라 생균의 동결건조
상기 실시예 1-1에서 수득한 클로렐라 배양액을 4℃의 온도 조건 하에서 6,000 rpm으로 10분간 원심분리하여 클로렐라 균체를 수집하였으며, 이후 -70℃의 초저온 냉동고(deep freezer)에 4시간 동안 저장하였다. 상기 수집하여 -70℃에 저장한 클로렐라 균체는 -70℃의 온도 조건 하에서 4일간 가압동결건조하여 분말화하였다.
상기 동결건조하여 분말화한 클로렐라는 클로렐라가 생균의 형태로 존재하며, 관능검사 결과 이치가 없고, 단백질, 지방산과 같은 기능성 물질이 다량 함유되어 있음을 확인하였다(표 1).
구분 관능검사 단백질 함량(%) 지방산 함량(%)
이치 향
클로렐라 배양액 0.1±0.4 2.4±0.7 32.2±2.6 21.2±2.6
클로렐라 동결건조 분말 0.0±0.0 2.7±0.5 32.7±2.2 21.5±2.5
* 이치: 0, 없다.; 1, 약간 있다.; 2, 있다.; 3, 강하다.; 4, 아주 강하다.
* 향: 0, 없다.; 1, 약간 있다.; 2, 있다.; 3, 강하다.; 4, 아주 강하다.
실시예 2: 클로렐라 생균 분말을 함유한 기능성 비누 제조
종래 비누의 기능성을 향상시키고자, 상기 실시예 1에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 이용하여 기능성 비누를 제조하였다. 상기 클로렐라 생균 분말이 함유된 기능성 비누는 투명 비누와 불투명 비누 타입으로 제조하였으며, 피마자오일, 팜오일, 코코넛오일, 동백씨오일과 같은 베이스오일의 함량을 조절하여 비누의 물리성을 개선하고, 세척력, 강도, 보습력, 거품 형성능 등을 향상시켰다.
실시예 2-1: 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누 제조
클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누를 제조하기 위해, 먼저 피마자오일을 주성분으로 하고, 팜오일, 코코넛오일, 동백씨오일이 포함된 식물성 오일을 베이스오일로 혼합하였다. 상기 혼합된 베이스오일을 65℃ 정도의 약한 불로 가열하여 녹였다. 상기 65℃ 정도의 약한 불로 가열하여 녹인 베이스오일 혼합액에 가성소다 수용액을 소량씩 넣어주면서 교반기로 저어주었다. 상기 가성소다 수용액은 증류수(정제수)에 가성소다를 녹여 65℃로 식혀 놓은 수용액으로, 증류수에 가성소다를 녹일때 열(107℃)이 발생하므로 주의하여 조금씩 넣으면서 녹였다.
상기 65℃ 정도의 약한 불로 가열하여 녹인 베이스오일 혼합액에 가성소다 수용액을 소량씩 넣어주면서 교반기로 저어줄 때, 비누화 반응이 일어나게 되는데, 걸죽한 젤 상태가 된다.
상기 젤 상태가 될 때까지 교반한 비누 소지(베이스 비누)를 70~80℃ 정도의 온도로 중탕 가열하여 다시 녹였다. 다시 완전히 녹은 비누액을 내열성 유리병으로 옮기고, 여기에 70~80℃로 데운 증류수에 완전히 녹인 아카시아꿀 용액을 넣어 교반하였다. 상기 아카시아꿀 용액이 첨가된 액상 비누에 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 넣고 거품이 생기지 않도록 교반하였다. 거품이 생기지 않도록 교반한 후, 액체상태의 클로렐라 생균 분말 함유 비누액을 틀에 넣어 굳혔다. 이때, 상기 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액은 상기 실시예 1에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 총중량의 0.25%가 되도록 글리세린과 발효주정 혼합액에 넣고 5분 정도 교반하여 잘 혼합되도록 하여 사용하였다.
상기 실시예 1에서 제조한 클로렐라 생균 분말이 첨가된 투명 비누(HP 비누; Hot Process 비누)를 제조하기 위한 구체적 조성 및 함량은 하기 표 2와 같다.
성분 중량( % ) 성분량 단위
클로렐라 생균 분말 0.25 2.5 g
팜오일 13.0 130 g
코코넛오일 9.0 90 g
피마자오일 22.0 220 g
동백씨오일 2.0 20 g
가성소다(NaOH, 순도 99.8%) 7.5 75 g
발효주정 14.8 148 g
증류수(정제수) 15.75 157.5 g
아카시아벌꿀(비가열) 7.5 75 g
글리세린(순도 99.8%) 8.2 82 g
총 비누량 100 1000 g
녹이는 온도 75~80 ℃
실시예 2-2: 클로렐라 생균 분말을 함유한 불투명 비누 제조
클로렐라 생균 분말을 함유한 불투명 비누를 제조하기 위해, 먼저 팜오일을 주성분으로 하고, 코코넛오일, 동백오일, 피마자오일이 포함된 식물성 오일을 베이스오일로 혼합하였다. 상기 혼합된 베이스오일을 40~45℃ 정도로 중탕하여 데웠다. 상기 40~45℃ 정도로 중탕하여 데운 베이스오일 혼합액에 가성소다 수용액을 소량씩 넣어주면서 교반기로 저어주었다. 상기 가성소다 수용액은 증류수(정제수)에 가성소다를 녹여 45℃로 식혀 놓은 수용액으로, 증류수에 가성소다를 녹일때 열이 발생하므로 주의하여 조금씩 넣으면서 녹였다.
상기 40~45℃ 정도로 중탕하여 데운 베이스오일 혼합액에 가성소다 수용액을 소량씩 넣어주면서 교반기로 저어줄 때, 비누화 반응이 일어나게 되며 젤 상태가 된다. 이때 시간이 오래 걸릴 수 있으므로 가정용 핸드믹서기를 이용하여 저속으로 교반하였다.
상기 젤 상태가 될 때까지 교반한 비누액(베이스 비누)을 내열성 유리병으로 옮기고, 여기에 45℃로 데운 증류수에 완전히 녹인 아카시아꿀 용액을 넣어 교반하였다. 상기 아카시아꿀 용액이 첨가된 액상 비누에 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 넣고 거품이 생기지 않도록 교반하였다. 거품이 생기지 않도록 교반한 후, 액체상태의 클로렐라 생균 분말 함유 비누액을 틀에 넣어 굳혔다. 이때, 상기 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액은 상기 실시예 1에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 총중량의 0.5%가 되도록 글리세린과 발효주정 혼합액에 넣고 5분 정도 교반하여 잘 혼합되도록 하여 사용하였다.
상기 틀에 넣어 굳힌 비누는 공기와 빛이 통하지 않도록 22℃ 온도 조건의 항온 인큐베이터에서 30일 정도 중화 과정을 거쳐 완성하였다.
상기 실시예 1에서 제조한 클로렐라 생균 분말이 첨가된 불투명 비누(CP 비누; Cold Process 비누)를 제조하기 위한 구체적 조성 및 함량은 하기 표 3과 같다.
성분 중량( % ) 성분량 단위
클로렐라 생균 분말 0.5 5.0 g
팜오일 28.0 280 g
코코넛오일 7.0 70 g
피마자오일 7.0 70 g
동백씨오일 2.0 20 g
가성소다(NaOH, 순도 99.8%) 5.0 50 g
발효주정 14.5 145 g
증류수(정제수) 20.5 205 g
아카시아벌꿀(비가열) 7.5 75 g
글리세린(순도 99.8%) 8.0 80 g
총 비누량 100 1000 g
녹이는 온도 40~45 ℃
실시예 3: 클로렐라 생균 분말을 함유한 기능성 비누의 특성 평가
상기 실시예 2에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누 및 불투명 비누의 pH 조건, 거품 입자의 크기, 클로렐라 세포의 생존 정도(viability)와, 세척력, 강도, 보습력 및 거품 형성도 등을 분석하여 비누의 특성을 평가하였다.
실시예 3-1: 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 pH 측정
상기 실시예 2에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 투명 비누 및 불투명 비누를 녹인 각각의 비눗물의 pH를 pH 테스트 페이퍼를 이용하여 측정하였다. 그 결과, 하기 도 2 및 도 3에 나타난 바와 같이, 투명 비누는 pH 7.4~7.7인 것으로 측정되었으며, 불투명 비누는 pH 7.7~7.9인 것으로 나타났다.
상기 결과를 통해, 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누 및 불투명 비누 모두 중성 또는 약알칼리성을 띄어 피부에 자극성이 적음을 확인할 수 있었다.
실시예 3-2: 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 거품 입자 크기 측정
상기 실시예 2에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 투명 비누 및 불투명 비누를 사용했을 때 생성되는 거품의 크기를 측정하였다. 그 결과, 하기 표 4 및 도 4에 나타난 바와 같이, 거품의 평균 지름 크기가 투명 비누의 경우 37.0±22.7 ㎛로 측정되었으며, 불투명 비누의 경우 50.7±32.0 ㎛로 측정되었다.
상기 결과를 통해, 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누가 불투명 비누에 비해 거품의 크기가 다소 작은 것을 확인할 수 있었으며, 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누 및 불투명 비누 모두 ㎛ 수준의 미세한 거품을 형성함을 확인할 수 있었다.

거품의 지름(㎛)
최대값 중앙값 최소값 평균±표준편차
투명 비누 73.6 30.1 11.0 37.0±22.7
불투명 비누 126.8 42.4 19.1 50.7±32.0
실시예 3-3: 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 클로렐라 생존능 (viability) 평가
상기 실시예 2에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 투명 비누 및 불투명 비누를 녹인 각각의 비눗물에 포함되어 있는 클로렐라 세포의 생존 정도를 광학현미경 및 형광현미경을 이용하여 400배로 관찰하였다. 그 결과, 하기 도 5에 나타난 바와 같이, 투명 비누 및 불투명 비누를 녹인 각각의 비눗물을 현미경으로 검경하였을 때, 두 비누 모두에서 클로렐라 세포가 초록색을 띠면서 살아있는 것을 광학현미경과 형광현미경을 통하여 관찰할 수 있었다. 특히, 형광현미경으로 관찰하였을 때, 클로렐라 생균 분말이 함유된 투명 비누와 불투명 비누 속에 있는 클로렐라 세포가 살아서 붉은색을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
상기 결과를 통해, 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누 및 불투명 비누 모두 클로렐라 세포가 생존하고 있는 것을 확인할 수 있었으며, 단백질, 지방산 등 기능성 물질을 다량 함유하고 있는 클로렐라 균이 살아있는 기능성 비누임을 알 수 있었다.
실시예 3-4: 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 세척력, 강도, 보습력 및 거품 형성도 평가
상기 실시예 2에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 투명 비누 및 불투명 비누의 세척력, 강도, 보습력, 거품 형성도를 측정하였다. 이때, 투명 비누 및 불투명 비누의 세척력은 하기 표 5 및 표 6에 나타낸 바와 같이 포화 지방산 및 불포화 지방산 함량을 분석하여 평가 기준으로 삼았다.
클로렐라 생균 분말 함유 투명 비누의 세척력 관련 인자 분석
지방산 분류 함량( % ) 지방산 종류 함량( % )
포화 지방산 29.0 라우릭산 9.0
미리스트산 4.0
팔미트산 14.0
스테아르산 2.0
불포화 지방산 66.0 리시놀레산 43.0
올레산 18.0
리놀레산 8.0
리놀렌산 0.0
기타 5.0 - -
클로렐라 생균 분말 함유 불투명 비누의 세척력 관련 인자 분석
지방산 분류 함량( % ) 지방산 종류 함량( % )
포화 지방산 51.0 라우릭산 14.0
미리스트산 6.0
팔미트산 28.0
스테아르산 3.0
불포화 지방산 43.0 리시놀레산 9.0
올레산 28.0
리놀레산 6.0
리놀렌산 1.0
기타 4.0 - -
클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 투명 비누 및 불투명 비누의 세척력, 강도, 보습력, 거품 형성도를 측정해 본 결과, 하기 도 6에 나타난 바와 같이, 세척력은 투명 비누의 경우 13%, 불투명 비누의 경우 20%로 측정되었으며, 경도는 투명 비누의 경우 16%, 불투명 비누의 경우 31%로 측정되었다. 또한, 투명 비누의 경우 보습력이 23%, 불투명 비누의 경우 보습력이 34%로 측정되었다.
상기 결과를 통해, 클로렐라 생균 분말이 함유된 불투명 비누가 투명 비누에 비해 세척력, 경도, 보습력 측면에서 다소 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 조성에 따라 차이가 있지만 클로렐라 생균 분말을 함유한 투명 비누 및 불투명 비누 모두 세척력, 강도, 보습력, 거품 형성도가 모두 우수한 기능성 비누임을 알 수 있었다.
실시예 3-5: 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 무름 현상 검정
종래의 비누는 수분, 습기, 고온으로 인해 쉽게 물러지거나 사용시 과다하게 마모가 발생하는 문제점이 있다. 이에, 본 발명의 클로렐라 생균 분말 함유 비누의 무름 현상을 시판 비누 2종과 비교하여 평가하였다.
구체적으로, 플라스틱 접시에 물 100 ㎖을 넣고 상기 실시예 2-2에서 제조한 클로렐라 생균 분말 함유 불투명 비누와 시판 비누 2종을 약 6 ㎝ 정도 잠기도록 담그었다. 이후 2시간, 4시간, 13시간을 기점으로 비누의 무름 정도를 분석하였다.
그 결과, 하기 표 7 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 클로렐라 생균 분말 함유 불투명 비누의 경우 13시간이 경과한 뒤에도 시판 비누와 비교하여 손으로 눌렀을 때 물러짐 정도가 경미한 수준을 나타내었다.
경과 시간 비누 무름 정도
클로렐라 비누 시판 비누 A 시판 비누 B
2시간 - 물에 잠긴 곳까지 무른 흔적이 약하게 보임
- 색소 또는 비누성분이 엷게 녹아 나옴		 - 하얗게 무른 것이 물에 잠긴 만큼 선명하게 보임
- 색소 또는 비누성분이 선명하게 녹아 나옴		 - 하얗게 무른 것이 물에 잠긴 만큼 선명하게 보임
- 색소 또는 비누성분이 녹아 나옴
4시간 - 무른 정도가 조금 더 진행됨
- 녹색을 띤 비누성분이 위액처럼 녹아 나옴		 - 무른 정도가 조금 더 진행됨 - 무른 정도가 조금 더 진행됨
- 색소 또는 비누성분이 더 많이 녹아 나옴
13시간 - 비누성분이 조금 녹아 나옴
- 손으로 눌렀을 때 클로렐라 비누는 0.2 ㎝ 정도 눌러짐 		- 시판비누 A는 비누 성분이 녹아 나오지는 않았으나, 손으로 눌렀을 때 0.8 ㎝ 정도 들어감
- 눌렀을 때 점질물과 같은 성질을 나타냄		 - 비누성분이 조금 더 녹아 나옴
- 손으로 눌렀을 때 시판비누 B는 0.4 ㎝ 정도 들어감
상기 일련의 결과들을 통하여, 클로렐라 생균 분말을 이용하여 제조한 본 발명의 투명 비누 및 불투명 비누는 비누의 조성에 차이는 있으나, 세척력, 강도, 보습력 및 거품 형성도가 모두 우수하며, 수분으로 인한 비누의 물러짐이 방지되었을 뿐만 아니라, 첨가한 클로렐라 균이 살아있어 클로렐라 균의 기능성이 그대로 유지된 기능성 비누임을 알 수 있었다.

Claims (9)

  1. a) 클로렐라(chlorella) 종균을 광배양하는 단계;
    b) 상기 a) 단계에서 광배양한 클로렐라 균체를 수집하고 동결건조하여 클로렐라 생균 분말을 제조하는 단계;
    c) 비누 총 중량에 대하여, 0.1~0.6 중량%의 상기 b) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말을 5.0~10.0 중량%의 글리세린 및 10.0~20.0 중량%의 발효주정과 혼합하여 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 제조하는 단계;
    d) 팜오일, 코코넛오일, 피마자오일 및 동백씨오일이 포함된 식물성 오일을 혼합하여 베이스오일을 제조하는 단계;
    e) 상기 d) 단계에서 제조한 베이스오일에 가성소다 수용액을 첨가하여 비누화 반응을 일으켜 젤 상태의 베이스 비누를 제조하는 단계;
    f) 상기 e) 단계에서 제조한 젤 상태의 베이스 비누에, 꿀과 상기 c) 단계에서 제조한 클로렐라 생균 분말이 함유된 희석액을 첨가하고 교반하여 비누액을 제조하는 단계; 및
    g) 상기 f) 단계에서 제조한 비누액을 고형화시키는 단계;를 포함하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 d) 단계에서 제조한 베이스오일은 비누 총 중량에 대하여 10.0~30.0 중량%의 팜오일, 5.0~10.0 중량%의 코코넛오일, 5.0~25.0 중량%의 피마자오일, 및 1.0~3.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것을 특징으로 하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 e) 단계에서 제조한 젤 상태의 베이스 비누를 70℃ 내지 80℃의 온도로 중탕 가열하여 투명 비누를 제조하는 것을 특징으로 하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 투명 비누는, 비누 총 중량에 대하여 0.1~0.3 중량%의 클로렐라 생균 분말, 10.0~15.0 중량%의 팜오일, 8.0~10.0 중량%의 코코넛오일, 10.0~25.0 중량%의 피마자 오일 및 1.0~3.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것을 특징으로 하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 d) 단계에서 베이스오일 제조 시, 40℃ 내지 45℃의 온도로 중탕하여 불투명 비누를 제조하는 것을 특징으로 하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 불투명 비누는, 비누 총 중량에 대하여 0.3~1.0 중량%의 클로렐라 생균 분말, 15.0~30.0 중량%의 팜오일, 5.0~8.0 중량%의 코코넛오일, 5.0~10.0 중량%의 피마자 오일 및 1.0~3.0 중량%의 동백씨오일이 함유되는 것을 특징으로 하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, h) 상기 g) 단계에서 고형화시킨 비누액을 공기와 빛의 접촉을 차단하여 중화시키는 단계;를 추가로 더 포함하여 불투명 비누를 제조하는 것을 특징으로 하는, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누 제조방법.
  9. 제1항의 방법에 따라 제조된, 클로렐라 생균 분말을 함유한 pH 7.4 내지 7.9를 나타내는 중성 또는 약알칼리성의 비누.
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