KR102446734B1

KR102446734B1 - 모과로부터 유효성분을 추출하는 방법

Info

Publication number: KR102446734B1
Application number: KR1020220081711A
Authority: KR
Inventors: 강현
Original assignee: 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단
Priority date: 2022-07-04
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2022-09-22

Abstract

본 발명은 모과를 준비하는 단계; 준비된 모과를 유기 용매와 혼합하여 유효성분을 포함하는 용액을 추출하는 단계; 및 추출된 용액을 감압농축 및 동결건조하여 모과 추출물을 제조하는 단계;를 포함하는 모과 유효성분 추출방법을 제공한다.

Description

모과로부터 유효성분을 추출하는 방법{Method for extracting active ingredients from Chaenomelis Fructus}

본 발명은 모과로부터 유효성분을 추출하는 방법에 관한 것이다.

모과(Chaenomelis Fructus)는 모과나무(Chaenomeles sinensis Koehne)의 성숙과실로 중국이 원산지이고 고려 이전에 들어와 재배되고 있는 장미과에 속한 원형 또는 타원형의 과실이며 9월에 황색으로 익고 향기가 좋다. 모과의 효능으로는 감기나 기관지염의 기침, 가래의 완화제로 많이 알려져 있고 특히 류머티즘, 폐렴 등에 좋다고 알려져 있으며, 이외에도 모과는 향기가 좋아서 방향제로도 많이 이용되고 있다. 그러나 모과는 이러한 약리적 기능에도 불구하고 일반 과실에 비해 수분함량이 적고 떫은 맛이 강하며 석세포 및 목질이 발달하여 육질이 거칠기 때문에 식용하기에는 어려움이 있다. 모과에 관한 연구는 가공에 관한 연구는 많으나 기능성 효능에 관한 실험은 매우 미비한 편이다.

한편, Superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPX), catalase (CAT), glutathione reductase, glutathione-S-transferase 등과 같이 인체 내에는 활성산소에 방어하는 항산화 효소를 가지고 있지만 산업화와 더불어 증가되는 각종 환경오염 물질, 흡연, 스트레스 등에 의해 인체 내의 항산화계의 역할만으로는 방어 체계가 초과되어 단백질 분해, DNA 손상 등이 유발된다

따라서, 항산화제로 butylated hydroxyanisole (BHA)과 butylated hydroxytoluene(BHT)와 같은 합성물질들이 개발되었으나, 이들의 경우 다량을 섭취하면 여러 가지 부작용을 나타낼 수 있어 천연으로부터 안전한 식이성 항산화물질을 찾는 연구가 활발히 진행되고 있다

한편, 염증은 감염으로 인한 인체 조직손상을 막는 방어기전으로 발전, 발열, 통증과 같은 증상을 수반한다. 이러한 염증반응이 장기간 지속적으로 반복될 경우 신경퇴행성질환과 같은 각종 만성질환과 암 등을 발병할 수 있는 요인이 된다.

대식세포(macrophage)는 인체 내 면역반응에서 일산화질소(nitric oxide; NO)와 프로스타글란딘(prostaglandin; PG)과 pro-inflammatory cytokine 등과 같은 염증매개물질 생성에 관여하고 이를 조절한다. 이러한 염증매개물질은 염증반응을 유도하며, 숙주의 면역반응이 적절하게 대응하지 못할 경우 염증성 질환을 유발한다.

한편, 생리활성이 우수한 소재를 산업적 소재로 활용하기 위해서는 생리활성에 대한 탐색과 별도로 소재의 특징을 고려한 최적의 제조공정에 관한 연구 및 검토가 요구되고 있다. 생물소재는 생산과정 중 한계를 가지고 있어 적은 공간과 낮은 비용으로 다량의 기능성 물질을 생산할 수 있어야 하며, 저렴한 비용으로 동일한 양의 생물소재로부터 가급적 다량의 유용물질을 생산할 수 있는 추출공정개발이 필요하다.

특허문헌 1: 대한민국공개특허 10-2018-0109156

이에, 본 발명자들은 모과로부터 주요성분을 효과적으로 추출하는 방법을 제공하고자 노력한 결과, 추출공정, 공정온도, 추출용매, 첨가제에 대해 최적화를 수행하여 주요성분 및 활성성분인 폴리페놀 및 플라보노이드의 추출량을 향상시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다.

또한, 본 발명의 목적은, 현저히 향상된 주요성분을 포함하는 모과 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증성 신경 퇴행성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

모과를 준비하는 단계;

준비된 모과를 유기 용매와 혼합하여 유효성분을 포함하는 용액을 추출하는 단계; 및

추출된 용액을 감압농축 및 동결건조하여 모과 추출물을 제조하는 단계;를 포함하는 모과 유효성분 추출방법을 제공한다.

또한, 상기 유효성분을 포함하는 용액을 추출하는 단계는 준비된 모과를 유기 용매 및 공융 용매와 혼합하여 수행되는 것이고, 상기 유기 용매는 아세톤 및 클로로포름을 1:1의 부피비로 혼합한 것이고, 상기 공융 용매는 염으로 콜린클로라이드 및 수소결합주개로 우레아를 1:2의 몰비로 혼합한 것이고,

상기 추출은 초음파공정으로 30℃의 온도에서 24시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기의 모과 유효성분 추출방법으로 추출된 모과 추출물을 유효 성분으로 하는 염증성 신경 퇴행성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 모과 추출물은 총 폴리페놀 함량 128.43 mg/g, 총 플라보노이드 함량 42.75 mg/g으로 매우 높은 주요성분의 함량을 나타낸다.

본 발명은

모과를 준비하는 단계;

이하, 본 발명에 따른 모과 유효성분 추출방법에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 모과 유효성분 추출방법은 모과를 준비하는 단계를 포함한다.

상기 단계에서는 모과를 적절한 크기로 자른 뒤 동결 건조시키고, 믹서기로 갈아서 분말 형태로 준비할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 모과 유효성분 추출방법은 준비된 모과를 유기 용매와 혼합하여 유효성분을 포함하는 용액을 추출하는 단계를 포함한다.

상기 단계에서는 준비된 모과를 유기 용매와 혼합하여 유효성분을 포함하는 용액을 추출하는 것으로, 모과의 추출물에서 추출되는 유효성분 및/또는 활성성분을 늘리는 것이 수행되어야 하며, 유기 용매(또는 추출용매)의 종류, 이와 혼합되는 첨가제의 종류와 함량, 추출공정, 공정온도가 주요 조건이 될 수 있다.

상기 유기 용매(또는 추출용매)는 메탄올, 에탄올, 아세톤, 클로로포름, 에틸렌클로라이드, 에틸아세테이트, n-헥산, 디클로로메탄 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 아세톤 및 클로로포름을 1:1의 부피비로 혼합한 것을 사용할 수 있다.

상기 추출은 디핑공정, 초음파공정, 환류공정 등으로 수행될 수 있으며, 바람직하게는 초음파공정을 통해 추출을 수행할 수 있다.

상기 추출은 20-40℃의 온도범위에서 24시간 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 30℃의 온도에서 24시간 동안 수행될 수 있다.

상기 추출을 위해서 첨가제로서 공융용매를 사용할 수 있으며, 상기 공융용매는 염과 수소결합주개를 포함한다. 상기 공융용매에서 염은 콜린클로라이드(choline chloride, ChCl), 테트라메틸암모늄클로라이드(Tetramethylammonium chloride, Me4NCl), 메틸 트리페닐 포스포늄 브로마이드(Methyl triphenyl phosphonium bromide, Me(Ph)3PBr) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 콜린클로라이드를 사용할 수 있다. 상기 공융용매에서 수소결합주개는 에틸렌 글라이콜(Ethylene glycol), 1,2-부탄디올(1,2-Butanediol), 페놀(Phenol), 우레아(Urea) 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 우레아를 사용할 수 있다. 상기 모과의 추출을 위해서 바람직하게는 콜린클로라이드 및 에틸렌글리콜을 1:4의 몰비로 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 공융 용매의 함량은 유기 용매 1 ml에 대하여 0.01-1.0 g일 수 있으며, 바람직한 일례로 상기 공융 용매의 함량은 유기 용매 1 ml에 대하여 0.4 g을 사용할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 모과 유효성분 추출방법은 추출된 용액을 감압농축 및 동결건조하여 모과 추출물을 제조하는 단계를 포함한다.

최종적으로 추출된 용액을 감압농축 및 동결건조하여 모과 추출물을 제조하게 되며, 추출물을 여과지로 여과한 뒤 농축기로 55℃에서 감압농축 및 동결건조하는 것일 수 있다.

이를 통해 제조되는 모과 추출물은 총 폴리페놀 함량 128.43 mg/g, 총 플라보노이드 함량 42.75 mg/g을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 모과 추출물의 제조-1

모과를 준비하여 동결건조 시킨 후, 믹서기로 갈아서 모과 분말을 준비하였다.

준비된 모과 분말 0.05 g를 유기 용매인 70% 에탄올 5 ml에 첨가하였다.

이후, 디핑(dipping), 초음파공정(ultra sonic) 및 환류(reflux) 공정을 수행하여 20-40℃의 온도에서 24시간 동안 추출한 후, 여과지(Watman No. 2)로 여과한 뒤 농축기(EYELA N-3000, Japan)로 55℃에서 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다. 실시예 1에서 수행된 모과 추출의 조건은 하기 표 1에 나타내었다.

제조된 모과 추출물의 총 폴리페놀 함량 및 총 플라보노이드 함량을 분석하였으며, 구체적으로, 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법을 응용하여 측정하였으며, 총 플라보노이드 함량은 Nieva Moreno 방법을 응용하여 측정하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 1	추출용매	추출공정	공정온도 (℃)
실시예 1-1	에탄올	디핑	20
실시예 1-2		초음파	20
실시예 1-3		환류	20
실시예 1-4		초음파	10
실시예 1-5		초음파	30
실시예 1-6		초음파	40

실시예 1	총 폴리페놀 함량 (mg/g)	총 플라보노이드 함량 (mg/g)
실시예 1-1	60.48	23.41
실시예 1-2	62.01	23.98
실시예 1-3	61.10	22.57
실시예 1-4	61.87	23.05
실시예 1-5	65.65	25.57
실시예 1-6	63.70	24.31

상기 표 1 및 표 2에 나타낸 바와 같이, 추출공정으로 초음파공정을 적용하고 공정온도로 30℃를 적용하는 경우 에탄올 추출용매 하에서 총 폴리페놀 함량 65.65 mg/g, 총 플라보노이드 함량 25.57 mg/g으로 우수한 추출효율을 나타냄을 확인할 수 있다.

<실시예 2> 모과 추출물의 제조-2

준비된 모과 분말 0.05 g를 에탄올, 메탄올, 아세톤, 클로로포름, 에틸렌클로라이드, n-헥산, 디클로로메탄 중 1종 이상을 포함하는 유기 용매 5 ml에 첨가하였다.

이후, 초음파공정을 수행하여 30℃의 온도에서 24시간 동안 추출한 후, 여과지(Watman No. 2)로 여과한 뒤 농축기(EYELA N-3000, Japan)로 55℃에서 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다. 실시예 2에서 수행된 모과 추출의 조건은 하기 표 3에 나타내었다.

제조된 모과 추출물의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량을 분석하였으며, 구체적으로, 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법을 응용하여 측정하였으며, 총 플라보노이드 함량은 Nieva Moreno 방법을 응용하여 측정하였고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

실시예 2	추출용매	추출공정	공정온도 (℃)
*실시예 1-5	에탄올	초음파	30
실시예 2-1	메탄올
실시예 2-2	아세톤
실시예 2-3	클로로포름
실시예 2-4	에틸렌클로라이드
실시예 2-5	n-헥산
실시예 2-6	디클로로메탄
**실시예 2-7	아세톤/클로로포름

* 실시예 1-5는 실시예 1에서 가져옴

** 실시예 2-7은 아세톤 및 클로로포름을 1:1로 부피비로 혼합한 것임

실시예 2	총 폴리페놀 함량 (mg/g)	총 플라보노이드 함량 (mg/g)
실시예 1-5	65.65	25.57
실시예 2-1	64.80	24.09
실시예 2-2	67.88	26.81
실시예 2-3	66.10	26.16
실시예 2-4	58.32	18.66
실시예 2-5	62.37	22.43
실시예 2-6	45.81	16.20
실시예 2-7	69.61	27.05

상기 표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같이, 추출용매로로 에탄올, 메탄올, 아세톤 및 클로로포름을 적용하는 경우 우수한 추출효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 더욱이, 추출용매로 아세톤 및 클로로포름을 1:1의 부피비율로 혼합한 용매를 적용하는 경우 가장 높은 추출량으로, 총 폴리페놀 함량 69.61 mg/g, 총 플라보노이드 함량 27.05 mg/g을 나타내어 추출량이 현저히 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

<실시예 3> 모과 추출물의 제조-3

준비된 모과 분말 0.05 g와 공융 용매 0.01-1.00 g을 아세톤 및 클로로포름을 1:1의 부피비율로 혼합한 용매 5 ml에 첨가하였다.

이후, 초음파공정을 수행하여 30℃의 온도에서 24시간 동안 추출한 후, 여과지(Watman No. 2)로 여과한 뒤 농축기(EYELA N-3000, Japan)로 55℃에서 감압농축 및 동결건조하여 추출물을 얻었다. 실시예 3에서 수행된 모과 추출의 조건은 하기 표 5에 나타내었다.

제조된 모과 추출물의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량을 분석하였으며, 구체적으로, 총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법을 응용하여 측정하였으며, 총 플라보노이드 함량은 Nieva Moreno 방법을 응용하여 측정하였고 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

실시예 3	공융용매		염:수소결합주개 몰비	공융용매 첨가량 (g)
실시예 3	염	수소결합주개	염:수소결합주개 몰비	공융용매 첨가량 (g)
실시예 3-1	콜린클로라이드	에틸렌글리콜	1:4	0.01
실시예 3-2	테트라메틸암모늄 클로라이드	에틸렌글리콜	1:4	0.01
실시예 3-3	메틸 트리페닐 포스포늄 브로마이드	에틸렌글리콜	1:4	0.01
실시예 3-4	콜린클로라이드	1,2-부탄디올	1:2	0.01
실시예 3-5	콜린클로라이드	우레아	1:2	0.01
실시예 3-6	콜린클로라이드	우레아	1:4	0.05
실시예 3-7				0.1
실시예 3-8				0.2
실시예 3-9				0.3
실시예 3-10				0.4
실시예 3-11				0.6
실시예 3-12				1.0

실시예 3	총 폴리페놀 함량 (mg/g)	총 플라보노이드 함량 (mg/g)
실시예 3-1	73.78	28.51
실시예 3-2	69.50	26.47
실시예 3-3	69.85	26.44
실시예 3-4	72.50	28.05
실시예 3-5	75.98	28.86
실시예 3-6	88.58	32.41
실시예 3-7	95.71	36.12
실시예 3-8	109.56	37.89
실시예 3-9	117.67	39.16
실시예 3-10	128.43	42.75
실시예 3-11	120.01	39.87
실시예 3-12	114.57	34.17

상기 표 5 및 표 6에 나타낸 바와 같이, 공융용매를 적용하는 경우 더욱 우수한 추출효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. 특히, 공융용매로 콜린클로라이드 및 우레아를 1:2의 몰비로 적용한 공융용매를 0.4 g 사용하는 경우 총 폴리페놀 함량 128.43 mg/g, 총 플라보노이드 함량 42.75 mg/g을 나타내어 추출량이 현저히 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims

모과를 준비하는 단계;
준비된 모과를 아세톤 및 클로로포름을 1:1의 부피비로 혼합한 유기 용매 및 염으로 콜린클로라이드 및 수소결합주개로 우레아를 1:2의 몰비로 혼합한 공융 용매와 혼합하되, 공융 용매의 함량은 유기 용매 1 ml에 대하여 0.08 g을 사용하여 초음파공정으로 30℃의 온도에서 24시간 동안 유효성분을 포함하는 용액을 추출하는 단계; 및
추출된 용액을 감압농축 및 동결건조하여 모과 추출물을 제조하되, 상기 모과 추출물은 총 폴리페놀 함량이 128.43 mg/g이고, 총 플라보노이드 함량이 42.75 mg/g인 것을 특징으로 하는 단계;를 포함하는 모과 추출물의 제조방법.
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