KR102120138B1 - 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사과세포캘러스로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 함유하는 사과세포배양추출물을 제조하는 방법이며, 사과세포배양액으로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 추출함에 있어 초음파에 의해 세포벽 파괴를 수행하여 세포간벽 외 세포벽내의 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용출 효과를 증가시킬 수 있고, 자당에스테르 계열의 가용화제를 이용하여 배양액내 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용해도를 상승시켜 유기용매를 대체할 수 있으며, 초임계수 역가용화를 이용하여 가용화 추출물내 가용화제를 해리시킴으로써 가용화 추출물내 용해된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 재결정화시켜 입자화할 수 있어 별도의 분리정제 방법을 수행하지 않고도 고농도의 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 수득할 수 있고, 분리된 가용화제 용액은 재순환 방식으로 재사용이 가능하며, 전체 공정이 단일 공정으로 이루어져 외부와의 교차오염이 없고, 공정의 간소화로 경제성을 도모할 수 있는 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 사과세포캘러스 건조분말을 정제수에 분산시켜 원료용액을 제조하는 원료준비과정(100); 사과세포캘러스가 포함된 원료용액을 원료이송펌프(12)를 통해 초음파발진챔버(16) 내부로 유입시키고, 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽을 파괴하는 작업을 수행하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분을 용출시키는 초음파세포벽파괴과정(200); 초음파세포벽파괴과정(200)에 의해 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 용해도를 증가시키기 위해 자당에스테르를 포함한 가용화제를 초음파발진챔버(16) 내부로 첨가하고, 다시 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물을 추출하는 초음파가용화추출과정(300); 초음파가용화추출과정(300)에서 추출된 가용화추출물을 분리조(18)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 발생하는 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물 이외의 추출잔사를 서로 분리하는 여과과정(400); 여과과정(400)을 통해 여과된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물만을 초임계수역가용화반응기(20)에 이송하여 가용화추출물에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 서로 분리하는 역가용화 반응을 수행하는 초임계수역가용화과정(500); 및 초임계수역가용화과정(500)에 의해 가용화추출물 중에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 분리된 역가용화추출물을 역삼투필터(22)로 이송하여 역삼투 방식에 의해 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 수득하는 역삼투과정(600)을 포함하는 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법를 제공한다.
이를 위해 본 발명은 사과세포캘러스 건조분말을 정제수에 분산시켜 원료용액을 제조하는 원료준비과정(100); 사과세포캘러스가 포함된 원료용액을 원료이송펌프(12)를 통해 초음파발진챔버(16) 내부로 유입시키고, 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽을 파괴하는 작업을 수행하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분을 용출시키는 초음파세포벽파괴과정(200); 초음파세포벽파괴과정(200)에 의해 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 용해도를 증가시키기 위해 자당에스테르를 포함한 가용화제를 초음파발진챔버(16) 내부로 첨가하고, 다시 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물을 추출하는 초음파가용화추출과정(300); 초음파가용화추출과정(300)에서 추출된 가용화추출물을 분리조(18)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 발생하는 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물 이외의 추출잔사를 서로 분리하는 여과과정(400); 여과과정(400)을 통해 여과된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물만을 초임계수역가용화반응기(20)에 이송하여 가용화추출물에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 서로 분리하는 역가용화 반응을 수행하는 초임계수역가용화과정(500); 및 초임계수역가용화과정(500)에 의해 가용화추출물 중에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 분리된 역가용화추출물을 역삼투필터(22)로 이송하여 역삼투 방식에 의해 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 수득하는 역삼투과정(600)을 포함하는 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법를 제공한다.
Description
본 발명은 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사과세포캘러스로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 함유하는 사과세포배양추출물을 제조하는 방법이며, 사과세포배양액으로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 추출함에 있어 초음파에 의해 세포벽 파괴를 수행하여 세포간벽 외 세포벽내의 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용출 효과를 증가시킬 수 있고, 자당에스테르 계열의 가용화제를 이용하여 배양액내 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용해도를 상승시켜 유기용매를 대체할 수 있으며, 초임계수 역가용화를 이용하여 가용화 추출물내 가용화제를 해리시킴으로써 가용화 추출물내 용해된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 재결정화시켜 입자화할 수 있어 별도의 분리정제 방법을 수행하지 않고도 고농도의 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 수득할 수 있고, 분리된 가용화제 용액은 재순환 방식으로 재사용이 가능하며, 전체 공정이 단일 공정으로 이루어져 외부와의 교차오염이 없고, 공정의 간소화로 경제성을 도모할 수 있는 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법에 관한 것이다.
사과 (Malus domestica Borkh.)는 식이섬유, 미네랄, 비타민 C와 같은 영양분을 함유하고 있으며, 그 외에도 카로티노이드(carotenoids), 플라보노이드(flavonoids), 이소 플라보노이드(isoflavonoids), 페놀 산 (phenolic acids) 등의 다양한 피토케미컬(phytochemical)에 의해서 항산화, 항암 및 심혈관 질환과 비만 예방에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
이러한 사과를 활용한 화장품 소재로서의 국내 연구로 지금까지 열매와 꽃잎 추출물의 효능이 보고되어 있다.
사과의 과육과 과피 추출물은 높은 항산화 활성과 미백 효능이 보고 되었으며, 특히 과피의 경우 콜라겐 생합성 증진 효과를 보여 과육보다는 과피의 효능이 더 높은 것으로 보고되었다.
최근에 식물의 줄기세포라고 불리는 식물의 탈분화 세포인 캘러스를 이용한 화장품 소재로서의 효능 연구가 이루어지고 있으며, 일반적으로 캘러스(Callus, 혹은 유합조직, 창상조직, 유상조직)는 분화되지 않은 부정형의 세포덩어리로 식물체에 상처가 났을 때 상처 주변에 생기는 분열조직이 형성한 종양조직이 대표적이다.
국내에서는 은행과 홍경천 캘러스 추출물에서의 항산화 활성과 가가이모과잎 캘러스 추출물의 항비만 효과 등 여러 연구가 보고되고 있지만, 식물의 캘러스 배양은 배양조건, 배양방식, 캘러스 유도에 사용된 식물 조직 등에 따라 유효성분의 함량과 활성의 차이가 나타나는 것으로 알려져 있다.
사과 캘러스 관련 연구는 스위스 사과 품종인 ‘Sptlauber’캘러스 추출물의 Human stem cell 증식 및 보호 효과, 모낭세포의 노화 억제, 임상에서의 눈가의 주름개선 효과가 알려져 있다.
또한, 항산화 활성, 미백, 콜라겐 생합성 증진 효과와 여드름균인 P. acenes에 대해서도 항균 활성을 나타내었으며, 이러한 효능은 추출물에 함유되어 있는 다량의 페놀성 화합물로부터 기인한 것으로 판단되고 있다.
따라서 사과세포배양추출물은 향후, 화장품 산업소재로의 활용도가 매우 높게 평가되는 소재중 하나이다.
하지만 폴리페놀계 화합물과 플라보노이드류를 얻기 위한 방법으로는 메탄올, 에탄올, 아세톤, 그리고 이들의 혼합물을 이용한 유기용매 추출법이 주로 사용되어 왔으며, 이러한 방법은 화장품 제조 및 산업화에 있어 추출 용매의 잔류성, 추출 효율 등의 경제성, 그리고 사용상의 법적 규제 등 여러 가지 적용 한계를 보이고 있는 실정이다.
선행기술문헌 : KR등록특허공보 제10-1781027호(2017년09월25일 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사과세포캘러스로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 함유하는 사과세포배양추출물을 제조하는 방법이며, 사과세포배양액으로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 추출함에 있어 초음파에 의해 세포벽 파괴를 수행하여 세포간벽 외 세포벽내의 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용출 효과를 증가시킬 수 있고, 자당에스테르 계열의 가용화제를 이용하여 배양액내 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용해도를 상승시켜 유기용매를 대체할 수 있으며, 초임계수 역가용화를 이용하여 가용화 추출물내 가용화제를 해리시킴으로써 가용화 추출물내 용해된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 재결정화시켜 입자화할 수 있어 별도의 분리정제 방법을 수행하지 않고도 고농도의 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 수득할 수 있고, 분리된 가용화제 용액은 재순환 방식으로 재사용이 가능하며, 전체 공정이 단일 공정으로 이루어져 외부와의 교차오염이 없고, 공정의 간소화로 경제성을 도모할 수 있는 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법은 사과세포캘러스 건조분말을 정제수에 분산시켜 원료용액을 제조하는 원료준비과정(100); 사과세포캘러스가 포함된 원료용액을 원료이송펌프(12)를 통해 초음파발진챔버(14) 내부로 유입시키고, 초음파발생기(16)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽을 파괴하는 작업을 수행하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분을 용출시키는 초음파세포벽파괴과정(200); 초음파세포벽파괴과정에 의해 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 용해도를 증가시키기 위해 자당에스테르를 포함한 가용화제를 초음파발진챔버 내부로 첨가하고, 다시 초음파발생기에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물을 추출하는 초음파가용화추출과정(300); 초음파가용화추출과정에서 추출된 가용화추출물을 분리조(18)로 이송하여 초음파가용화추출과정에서 발생하는 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물 이외의 추출잔사를 서로 분리하는 여과과정(400); 여과과정을 통해 여과된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물만을 초임계수역가용화반응기(20)에 이송하여 가용화추출물에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 서로 분리하는 역가용화 반응을 수행하는 초임계수역가용화과정(500); 및 초임계수역가용화과정에 의해 가용화추출물 중에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 분리된 역가용화추출물을 역삼투필터(22)로 이송하여 역삼투 방식에 의해 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 수득하는 역삼투과정(600)을 포함한다.
또한, 역삼투과정(600)에서 수득한 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 저온 냉풍 건조시켜 수분을 제거하고, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분이 포함된 사과세포캘러스 추출물분말을 수득하는 추출물잔류수분제거과정(800)을 더 포함할 수 있다.
또한, 초임계수역가용화과정과 역삼투과정에 의해 가용화추출물로부터 분리된 가용화제를 회수조(24)로 이송시키고, 가용화제보충탱크(26)에 저장된 가용화제를 보충한 후 다시 가용화제공급탱크(28)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 가용화제를 재사용할 수 있도록 하는 가용화용액재순환과정(700)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 초음파에 의해 세포벽 파괴를 수행하여 세포간벽 외 세포벽내의 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용출 효과를 증가시킬 수 있다.
또한, 자당에스테르 계열의 가용화제를 이용하여 배양액내 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용해도를 상승시켜 유기용매를 대체할 수 있다.
또한, 별도의 분리정제 방법을 수행하지 않고도 고농도의 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 수득할 수 있다.
또한, 분리된 가용화제 용액은 재순환 방식으로 재사용이 가능하여 원료소모를 방지할 수 있다.
또한, 전체 공정이 단일 공정으로 이루어져 외부와의 교차오염을 방지하여 환경오염을 방지할 수 잇다.
또한, 전체 공정이 간소하여 경제성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법를 도시한 도면,
도 2는 발명에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법의 전체 공정을 도시한 공정도.
도 2는 발명에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법의 전체 공정을 도시한 공정도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법를 도시한 도면, 도 2는 발명에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법의 전체 공정을 도시한 공정도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법은, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 원료준비과정(100), 초음파세포벽파괴과정(200), 초음파가용화추출과정(300), 여과과정(400), 초임계수역가용화과정(500), 역삼투과정(600), 가용화용액재순환과정(700), 추출물잔류수분제거과정(800)을 포함하여 이루어진다.
여기서, 본원발명에 사용되는 용어 중 사과세포캘러스는 사과세포배양액과 동일한 의미로 사용되며, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분을 포함하는 사과세포캘러스 추출물은 사과세포배양추출물과 동일한 의미로 사용된다.
먼저, 본 발명에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법은 사과세포캘러스로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 추출할 때, 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽 파괴를 수행함으로써 세포간벽 외 세포벽내의 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용출 효과를 증가시킬 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 자당에스테르 계열의 가용화제를 이용하여 배양액내 폴리페놀류 및 플라보노이드류의 용해도를 상승시켜 유기용매를 대체하여 가용화 추출물을 추출할 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 초임계수 역가용화를 이용하여 가용화 추출물내 가용화제를 해리시킴으로써 가용화 추출물내 용해된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 재결정화시켜 입자화할 수 있어 별도의 분리정제 방법을 수행하지 않고도 고농도의 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 수득할 수 있는데 그 특징이 있다.
또한, 분리된 가용화제 용액은 재순환에 방식으로 재사용이 가능하며, 본 발명에 따른 전체 공정이 단일 공정으로 수행되어 외부와의 교차오염이 없으며, 공정의 간소화로 경제성을 도모할 수 있는데 그 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법의 구성 요소에 대해 상세하게 설명한다.
원료준비과정(100)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 사과세포캘러스 건조분말을 정제수에 분산시켜 원료용액을 제조하여 원료공급탱크(10)에 저장한다.
원료준비과정(100)에서 사과세포캘러스 건조분말과 혼합되는 정제수는 6배수 ~ 15 배수 범위 내에서 혼합하여 원료용액을 제조한다.
만일, 정제수의 비율이 6배수 미만일 경우 원료용액의 유동성이 낮아 원료이송이 용이하지 않으며, 15배수를 초과할 경우, 공정 효율성이 저감될 수 있다.
따라서, 사과세포캘러스 건조분말과 정제수의 적정한 혼합비율은 1:9 비율로 혼합하여 원료용액을 제조하는 것이 바람직하다.
초음파세포벽파괴과정(200)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 원료공급탱크(10)에 저장된 사과세포캘러스가 포함된 원료용액을 원료이송펌프(12)를 통해 초음파발진챔버(16) 내부로 유입시키고, 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽을 파괴하는 작업을 수행하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분을 용출시킨다.
초음파세포벽파괴과정(200)은 초음파에 의한 미세진동으로 사과세포캘러스의 세포벽이 파괴되는 과정에서 세포벽내로부터 많은 양의 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분이 용출될 수 있도록 용출 효과를 증가시킨다.
초음파세포벽파괴과정(200)에서 사과세포캘러스의 세포벽을 파괴하기 위해 사용되는 발진주파수는 2Mhz ~ 10Mhz 범위이며, 발진시간은 30분 ~ 60분 범위 내에서 발생시킨다.
만일, 발진주파수가 2Mhz 미만일 경우, 본 발명에서 목적하는 세포벽의 파괴가 수행되지 아니않고, 10Mhz를 초과할 경우, 유의적 효과가 없게 된다.
또한, 발진주파수의 발진시간이 30분 미만일 경우, 충분한 사과세포갤러스의 세포벽파괴가 수행되지 않고, 60분을 초과할 경우, 유의적 효과가 없게 된다.
초음파가용화추출과정(300)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 초음파세포벽파괴과정(200)에 의해 사과세포캘러스의 세포벽으로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 집합체를 이루며 혼합되어 있는 형태 즉, 가용화된 형태로 제조하기 위한 과정이며, 이 과정에서 초음파에 의한 미세진동을 이용하여 가용화 효율을 높이게 된다.
초음파가용화추출과정(300)은 초음파세포벽파괴과정(200)에 의해 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 용해도를 증가시키기 위해 자당에스테르를 포함한 가용화제를 가용화제공급탱크(28)로 부터 초음파발진챔버(16) 내부로 첨가한다.
가용화제가 초음파발진챔버(16) 내부 첨가된 후, 다시 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 첨가된 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물을 추출한다.
여기서, 초음파가용화추출과정(300)에서 사용되는 가용화제는 세포배양액 질량비 0.1~1% 범위의 자당에스테르 계열(TWEEN20, 40, 60, 80/ SPAN 20, 40, 60, 80)을 사용하였으며, 초음파가용화추출과정(300)에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 가용화하기 위해 사용되는 발진주파수 20khz ~ 100khz 범위의 주파수를 발진시간 30분 ~ 60분 범위 내에서 발진시킨다.
만일, 초음파가용화추출과정(300)에서 사용되는 주파수가 20khz 미만일 경우, 가용화 추출수행 속도가 느려 연속공정에 적용하기가 어렵다.
또한, 사용되는 주파수가 100khz 초과할 경우, 가용화제의 급속한 미셀형성으로 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류와의 가용화 능력이 감소하여 가용화추출물의 추출효율이 저감된다.
또한, 주파수의 발진시간이 30분 미만일 경우, 충분한 양의 가용화 추출물을 추출 할 수 없으며, 60분을 초과할 경우, 유의적 효과가 없다.
여과과정(400)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 초음파가용화추출과정(300)에서 추출된 가용화추출물을 분리조(18)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 발생하는 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물 이외의 추출잔사를 서로 분리한다.
즉, 여과과정(400)에서는 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 순수한 가용화추출물만을 수득하게 된다.
초임계수역가용화과정(500)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 여과과정(400)을 통해 추출잔사와 분리되어 여과된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물만을 초임계수역가용화반응기(20)(SCW Reactor)에 이송한다.
이후, 초임계수역가용화반응기(20)에서는 이송된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 서로 분리하는 역가용화 반응을 수행한다.
초임계수역가용화과정(500)에서 가용화추출물에 포함된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 서로 분리할 때 사용되는 초임계수역가용화반응기(20)의 반응조건은 370℃ ~ 420℃ 범위의 반응온도와 230bar의 반응압력하에서 3분 ~ 10분 범위의 반응시간 동안 역가용화 반응을 수행한다.
만일, 반응조건이 중 온도상태가 370℃ 미만일 경우, 초임계수 이하의 영역으로 역가용화능이 완벽히 수행되지 않게되며, 420℃를 초과할 일 경우, 유기물의 분해가 촉진되는 구간으로 유기산으로 전환속도가 빨라져 폴리페놀류 및 플라보노이드류 포함한 유효성분의 손실이 증가하게 된다.
또한, 반응시간이 3분 미만일 경우, 충분한 초임계수 역가용화 반응이 수행되지 않게되며, 10분을 초과할 경우, 추출물내 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 손실이 증가하게 된다. 따라서, 적정 반응시간은 5분 정도가 바람직하다.
역삼투과정(600)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 초임계수역가용화과정(500)에 의해 가용화추출물 중에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 분리된 역가용화추출물을 역삼투필터(22)로 이송하여 역삼투 방식에 의해 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 수득한다.
가용화용액재순환과정(700)은 도 1 및 도 2를 참조하면, 역삼투과정(600)에 의해 가용화추출물로부터 분리되어 용액상태로 있는 가용화제를 회수조(24)로 이송시키고, 가용화제보충탱크(26)에 저장된 가용화제를 보충한 후 다시 가용화제공급탱크(28)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 가용화제를 재사용할 수 있도록 한다.
또한, 가용화용액재순환과정(700)에서는 역삼투필터(22)의 후방에 회수조(24)로 회수되는 가용화제의 청결을 유지하기 위해 다단의 탈취필터(30)와 탈취필터(30)의 후방에는 0.2 마이크로 이하의 작은 입자 크기를 가진 가용화제를 회수하기 위한 마이크로필터(36)가 위치한다.
한편, 역삼투과정(600) 완료 후 역삼투필터(22)에 수거된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 결정화물에는 수분이 함유되어 있다.
추출물잔류수분제거과정(800)에서는 도 1 및 도 2를 참조하면, 역삼투과정(600)에서 수득한 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 저온 냉풍 건조시켜 수분을 제거하고, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분이 포함된 사과세포캘러스 추출물분말을 수득한다.
본원발명의 추출물잔류수분제거과정(800)에서는 역삼투과정(600) 완료 후 역삼투필터(22)에 수거된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 60℃ ~ 100℃의 건조온도에서 30분 ~ 120분 범위내의 건조시간 동안 저온 냉풍 건조하여 수분을 제거한다.
만일, 건조온도상태가 60℃ 미만일 경우, 저온 냉풍건조에 의한 사과세포캘러스 추출물 즉, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물의 건조가 충분히 수행되지 않으며, 100℃를 초과할 경우, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 열변성을 초래할 수 있다. 따라서, 적정 건조온도는 70℃ 정도가 바람직하다.
또한, 건조시간이 30분 미만일 경우, 저온 냉풍건조에 의한 사과세포캘러스 추출물의 건조가 충분히 수행되지 않으며, 120분을 초과할 경우, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 열변성을 초래할 수 있다. 따라서, 적정 건조시간은 60분 정도가 바람직하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 - 원료준비과정 200 - 초음파세포벽파괴과정
300 - 초음파가용화추출과정 400- 여과과정
500 - 초임계수역가용화과정 600 - 역삼투과정
700 - 가용화용액재순환과정
300 - 초음파가용화추출과정 400- 여과과정
500 - 초임계수역가용화과정 600 - 역삼투과정
700 - 가용화용액재순환과정
Claims (3)
- 사과세포캘러스 건조분말을 정제수에 분산시켜 원료용액을 제조하는 원료준비과정(100);
사과세포캘러스가 포함된 원료용액을 원료이송펌프(12)를 통해 초음파발진챔버(16) 내부로 유입시키고, 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽을 파괴하는 작업을 수행하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분을 용출시키는 초음파세포벽파괴과정(200);
초음파세포벽파괴과정(200)에 의해 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분의 용해도를 증가시키기 위해 자당에스테르를 포함한 가용화제를 초음파발진챔버(16) 내부로 첨가하고, 다시 초음파발생기(14)에서 발생하는 초음파를 이용하여 사과세포캘러스의 세포벽내로부터 용출된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물을 추출하는 초음파가용화추출과정(300);
초음파가용화추출과정(300)에서 추출된 가용화추출물을 분리조(18)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 발생하는 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물 이외의 추출잔사를 서로 분리하는 여과과정(400);
여과과정(400)을 통해 여과된 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 혼합되어 가용화된 가용화추출물만을 초임계수역가용화반응기(20)에 이송하여 가용화추출물에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제를 서로 분리하는 역가용화 반응을 수행하는 초임계수역가용화과정(500); 및
초임계수역가용화과정(500)에 의해 가용화추출물 중에서 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분과 가용화제가 분리된 역가용화추출물을 역삼투필터(22)로 이송하여 역삼투 방식에 의해 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 수득하는 역삼투과정(600)
을 포함하는, 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법. - 제1항에 있어서,
역삼투과정(600)에서 수득한 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분에 대한 결정화물을 저온 냉풍 건조시켜 수분을 제거하고, 폴리페놀류 및 플라보노이드류를 포함한 유효성분이 포함된 사과세포캘러스 추출물분말을 수득하는 추출물잔류수분제거과정(800)
을 포함하는, 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법. - 제1항에 있어서,
초임계수역가용화과정(500)과 역삼투과정(600)에 의해 가용화추출물로부터 분리된 가용화제를 회수조(24)로 이송시키고, 가용화제보충탱크(26)에 저장된 가용화제를 보충한 후 다시 가용화제공급탱크(28)로 이송하여 초음파가용화추출과정(300)에서 가용화제를 재사용할 수 있도록 하는 가용화용액재순환과정(700)
을 포함하는, 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200037046A KR102120138B1 (ko) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200037046A KR102120138B1 (ko) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102120138B1 true KR102120138B1 (ko) | 2020-06-08 |
Family
ID=71089966
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|---|---|---|---|
| KR1020200037046A KR102120138B1 (ko) | 2020-03-26 | 2020-03-26 | 초음파 가용화 추출 및 초임계수 역가용화를 이용한 사과세포캘러스로부터 사과세포배양추출물 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102120138B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220084238A (ko) | 2020-12-13 | 2022-06-21 | 주식회사 엑소코바이오 | 사과 유래의 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 새로운 조성물 |
| KR102461314B1 (ko) * | 2021-10-27 | 2022-11-01 | 주식회사 바이오솔루션 | 사과 캘러스 유래 엑소좀을 포함하는 피부상태 개선용 조성물 |
-
2020
- 2020-03-26 KR KR1020200037046A patent/KR102120138B1/ko active IP Right Grant
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Korean Society for Biotechnology and Bioengineering Journal 28(4): 244-248 (2013) * |
| KSBB Journal 28(4), 2013.08, 244-248 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220084238A (ko) | 2020-12-13 | 2022-06-21 | 주식회사 엑소코바이오 | 사과 유래의 엑소좀을 유효성분으로 포함하는 새로운 조성물 |
| KR102461314B1 (ko) * | 2021-10-27 | 2022-11-01 | 주식회사 바이오솔루션 | 사과 캘러스 유래 엑소좀을 포함하는 피부상태 개선용 조성물 |
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