KR20080100313A - 고순도의 마유 분리정제 방법 및 정제된 마유를 이용한 화장품 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피부질환 개선에 효능을 갖는 마유를 화장품에 적용하기 위하여 색깔과 냄새가 전혀 없고 인체흡수성이 높은 정제된 마유를 얻기 위한 새로운 마유정제방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 기존의 정제방법과는 달리 상업 생산시 수율이 매우 높고 폐수발생이 거의 없으며, 색도와 냄새가 전혀 없는 고안정성 고순도의 분리정제 된 마유를 얻을 수 있다.

마유, 고순도 분리정제, 요소부가결정화, 초정밀제어결정화, 박막증발, 리포좀화

Description

고순도의 마유 분리정제 방법 및 정제된 마유를 이용한 화장품 조성물{A method for refining horse oil and a cosmetic composition comprising the refined horse oil}

본 발명은 마유를 이용한 화장품에 적합한 규격을 갖는 고순도의 정제된 마유를 얻기 위한 마유의 분리정제 방법 및 이러한 방법에 의해 정제된 마유를 포함하는 화장품의 원료를 제공하기 위한 것이다.

마유는 말의 기름으로 항산화제의 한성분인 토코페롤이 풍부해 잔주름이나 노화예방에 유익한 것으로 알려져 있다. 또한, 이같은 마유는 다른 동물성 지방과는 다른 특이점을 가지고 있다. 마유에 대한 지방산 조성은 <표 1>에 나타내었다. 즉, 마유에는 미리스틱산(myristic acid: 3.7%), 팔미틱산(palmitic acid: 26.9%), 스테어릭산(stearic acid; 9.5%) 등 포화지방산이 약 40%이며, 팔미톨레익산(palmitoleic acid: 7.3%), 올레익산(oleic acid: 34.8%), 리놀레익산(linoleic acid: 14.2%), 리놀레닉산(linolenic acid: 0.9%) 등 불포화지방산이 60%를 함유하고 있어 일반 동물성 오일보다는 식물성 오일의 특성에 가깝다고 알려져 있다.

일반적으로, 불포화지방산은 콜레스테롤 저하 및 성인병 예방에 효능이 있으 며, 포화지방산보다 피부 사용감이 좋으며 흡수성과 보습력이 높은 것으로 알려져 있어, 피부트러블 개선 및 아토피 피부개선용 화장품 원료로 이용되고 있다. 특히, 마유에는 일반 동물성 기름에서 보기 어려운 팔미토올레인산이 다량 함유되어 있는데, 일반적으로 팔미토올레인산은 화상 및 상처치유, 항균효과가 널리 알려져 있는 성분이다. 따라서, 마유는 아토피나 화상 등으로부터 세균감염을 억제하며 상처를 치유하기 때문에 피부질환 및 아토피에 효능이 있다고 알려져 있으며, 또한, 마유에는 아토피치료 개선효과가 있는 오메가6 지방산의 전구체인 리놀레산과 오메가3 지방산 즉, 알파리놀렌산이 존재하는 것이 특징이다. 특히 오메가3지방산(알파리놀렌산)과 오메가 6지방산 전구체(리놀레산)의 비율이 1: 7~12의 적절한 비율로 함유되어 아토피에 매우 좋은 효능이 있다고 알려져 있다.

또한, 올레인산과 같이 보습 및 아토피에 효과가 있는 지방산이 가장 큰 양으로 존재하고 있어 아토피 및 피부트러블개선에 사용되는 효과가 있다고 알려져 있다.

<표 1> 마유 지방산 조성

지방산	조성(%)	효능	비고
myristic acid (C14:0)	3.66		포화지방산
palmitic acid (C16:0)	26.86		포화지방산
palmitoleic acid (C16:1)	7.28	화상 및 상처치료 항균작용, 피부 재생효과	불포화지방산
stearic acid (C18:0)	9.46		포화지방산
oleic acid (C18:1)	34.75	보습 및 아토피개선효과	불포화지방산
linoleic acid (C18:2)	14.15	아토피치료 개선효과	오메가 6 불포화 지방산 전구체
linolenic acid (C18:0)	0.87	아토피치료 개선효과	오메가3 불포화지방산
포화지방산 함량(%)	39.98
불포화지방산 함량(%)	57.05

그러나, 마유는 식물성 오일보다 포화지방산 함량이 높기 때문에, 피부 사용감 및 흡수성이 약간 저하되며, 토코페롤과 같은 항산화성분을 함유하고 있다 하더라도 불포화 지방산 함량이 높아 안정성이 저하되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 기존 국내외에서 생산되는 마유화장품 제조기술은 일반적으로 말로부터 기름을 착유한 후, 포화지방산의 분리제거가 없이 단순한 정제만을 하는 공정이며, 또한, 활성백토의 적절한 사용을 하지 못해 항산화제의 손실을 유발하여 이로 인한 안정성을 저하시키게 된다.

본 발명은 피부질환 개선에 효능을 갖는 마유를 화장품에 적용하기 위하여 색깔과 냄새가 전혀 없고, 인체흡수성이 높은 정제된 마유를 얻기 위한 새로운 마유분리정제방법에 관한 것으로서, 본 발명은 기존의 탈검, 탈산, 탈색, 탈취 등 정제방법과는 달리 초정밀 제어결정화 및 요소부가결정화를 이용한 포화지방산 및 유리지방산의 제거를 통하여 마유의 유효성 및 인체흡수성을 증대시키며, 상업 생산시 수율이 매우 높고 폐수발생이 거의 없으며, 색도와 냄새가 전혀 없는 분리정제법을 이용하였다. 또한, 새로운 분자캡슐화 기술을 이용하여 고안정성 마유제조방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 i) 마유에 요소를 첨가하여 반응시키는 단계, ii) 상기 i)의 반응액을 여과시켜 결정체를 제거시키는 단계, iii) 상기 ii)의 여액에 활성탄과 활성백토를 첨가하여 진공압에서 반응시키는 단계, iv) 여과공정으로 상기의 활성탄을 제거시키는 단계, v) 상기 iv)의 여액을 상온으로 냉각시키는 단계, 및 vi) 상기 v)의 여액에 물을 추가로 첨가하여 진공압에서 박막증발을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 v) 단계의 냉각공정 후, 생성된 결정체를 제거하기 위한 여과공정을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 방법에 의해 얻어진 정제된 마유를 화장품의 원료로 사용하기 위해 상기 vi) 단계 후, 정제된 마유를 리포좀화 시키는 공정을 추가로 포함할 수 있다.

바람직한 실시예를 위하여 본원발명을 좀 더 구체적으로 설명하면,

정제되지 않은 마유 50 내지 100 중량부에 대하여 요소 5 내지 10 중량부를 첨가하여 일부의 포화지방산 제거와 탈산을 시키는 단계를 수행한 후 여과를 통하여 요소부가결정화가 된 결정체를 제거한후 탈색과정을 수행한다. 즉, 이 여액에 활성탄과 활성백토의 비율 2~4 : 8~6정도를 1 내지 10 중량부를 첨가하여 진공압 200 ~ 400mmHg, 반응온도 60 ~80℃로 2시간 반응을 수행하는 단계를 거친후 여과공정을 통하여 활성탄과 활성백토를 제거한다.

여과 후 이 여액을 상온까지 0.1도/분 ~ 0.5도/분의 냉각속도와 교반속도 0 ~ 50rpm으로 냉각을 수행한다. 이 과정에서 백색 결정체가 석출이 되고 상온까지 냉각후 여과를 수행한다. 이 과정을 거치면 포화지방산이 상당량 제거가 된다. 이후 여과액의 탈취를 위하여 여과액에 15 ~ 20 중량부의 물을 넣고 온도 40 ~ 60℃, 진공압 0.05기압에서 박막증발을 수행하여 냄새성분을 완전히 제거시킨다.

이렇게 제조된 마유의 안정성을 증대하기 위하여 정제된 마유 100 중량부에 클러스터 사이크로덱스트린 20 내지 30 중량부, 레시친 2 내지 5 중량부를 넣고 유화시킨다. 이때의 온도는 50 ~ 60℃이며, 교반속도는 1000rpm ~ 10000rpm으로 한다. 이후 유화가 완료되면 유화된 마유 분자캡슐의 안정성을 보다 증대시키기 위하 여 L-아르기닌이나 L-라이신 25 내지 35 중량부를 넣고 교반속도 300rpm ~ 500rpm으로 상온까지 냉각시키며 안정화한다.

본 발명의 고순도, 고안정성 마유를 제조하기 위해서는 포화지방산의 제거, 활성탄과 활성백토의 비율, 물을 이용한 박막증발이 중요하다. 본 발명이 포화지방산과 유리지방산의 제거 즉, 탈산공정에서 기존공정과 크게 다른 것은 기존공정이 인산수용액을 이용하여 탈검공정을 수행하고 수산화나트륨 수용액을 이용하여 탈산공정을 수행하는데 비해 요소를 사용하여 부가체형성을 통하여 일부의 포화지방산과 유리지방산을 제거하고 있는 것이다. 이는 공정상 수율이 저하되며 폐수발생이 많은 단점을 개선한 신규공정으로 요소의 부가체형성이라는 선택적 분리정제 방법을 이용하여 손실과 폐수발생을 최소화하는 경제적인 공정이다.

이와 같이 탈검, 탈산공정을 수행한후 탈색공정을 수행할 때 기존 공정은 단지 활성백토를 넣고 높은 온도에서 색소를 제거하지만 이러한 방법으로는 색도저하에 한계가 있다. 따라서 본 공정은 먼저 활성탄과 활성백토의 수분함유량을 3%이하로 조절하여 그 흡착효율을 극대화하였고 활성탄과 활성백토의 적절한 비율배합으로 인한 여과능 개선 및 선택적 흡착능을 개선하였다. 또한, 흡착반응 시 높은온도에서 진공압을 걸어주게 하여 그 흡착효율을 증가시키게 한 공정이다.

이렇게 탈색공정이 종결되면 여과를 수행한후 여액을 일정한 냉각속도로 초정밀제어 냉각을 하게 하여 포화지방산을 상당량 제거하게 된다. 이때 냉각속도가 느릴수록 교반속도가 작을수록 포화지방산 제거효율이 좋다. 그 이유는 냉각속도가 빠르거나 교반속도가 빠르게 되면 포화지방산 결정체와 함께 불포화지방산도 포화 지방산결정체에 흡착, 포집하게 되어 수율과 순도가 저하하게 된다.

마지막으로 물을 이용하여 박막증발을 해주는 이유는 일반적으로 오일내 냄새성분은 휘발성이 강한 카르보닐 화합물이나 저급지방산이 존재하기 때문이다. 이를 제거하기 위해서는 수증기를 이용하여 휘발성 물질들을 동시에 제거해야 하는데 박막증발을 하지 않으면 높은 온도에 오일이 접촉하게 되어 안정성이 저하하게 된다. 따라서 낮은 온도에서 물을 증발시킴으로써 냄새성분인 휘발성 물질의 제거는 물론 오일의 안정성 저하를 억제하며 냄새를 효율적으로 제거할 수 있는 것이다.

본 발명에 의하면, 요소 부가결정화와 초정밀 제어결정화를 통해 포화지방산 및 유리지방산을 제거함으로써 인체흡수성 및 피부질환에 유효한 지방산을 선택적으로 분리정제하여 마유의 유효성을 증대시킬수 있으며, 색도를 임의 조절할수 있도록 활성탄과 활성백토의 비율과 활성화를 수행하여 색도가 전혀없는 정제마유를 얻을 수 있다. 또한, 박막증발을 통한 정제마유의 안정성 유지 및 분자캡슐화를 통한 고안정성 정제마유 리포좀을 제조할수 있어 마유에 대한 고기능성, 고흡수성, 고안정성 화장품원료 및 조성물을 제공하게 된다.

<실시예 1> 활성화된 활성탄의 제조

수분을 30% ~ 50% 함유하고 있는 활성탄의 수분제거 및 활성화를 위하여 활 성탄 1kg을 120℃ 진공오븐에서 12시간 건조시킨다. 이후 소량의 샘플을 채취하여 수분측정을 측정하여 3%이하가 되면 정제공정용 원료로 이용한다.

<실시예 2> 요소부가결정화를 이용한 탈산공정

정제되지 않은 마유 1kg에 대하여 요소 100g을 반응기에 첨가하여 일정한 교반속도로 상온에서 반응시킨다. 반응이 진행되면 요소표면이 팽창되는 현상이 보이고 이후 1시간후 여과를 수행한다. 여과를 통하여 요소 부가결정화가 된 결정체를 제거한 후 마유에 대한 지방산 조성은 <표 2>와 같다.

[표 2] 마유 지방산 분석표

	myristic acid (C14:0)	palmitic acid (C16:0)	palmitoleic acid (C16:1)	stearic acid (C18:0)	oleic acid (C18:1)	linoleic acid (C18:2)	linolenic acid (C18:0)
탈산공정전	3.66	26.86	7.28	9.46	34.75	14.15	0.87
탈산공정후	4.24	18.64	9.7	3.54	38.85	21.47	3.56

<실시예 3> 탈색공정 및 포화지방산 제거

실시예 2를 수행한 후 이 여액에 실시예 1에서 활성화된 활성탄과 활성백토의 비율 2 : 8정도를 혼합하여 50g을 여액에 첨가하여 진공압 200mmHg, 반응온도 75도로 2시간 반응을 수행한다. 이 과정을 거친후 여과공정을 통하여 활성탄과 활성백토를 제거한다. 이후 얻어진 정제된 마유는 825g 이다. 이렇게 얻어진 마유를 상온까지 0.2도/분의 냉각속도와 교반속도 0rpm 즉, 정치결정하에서 냉각을 수행한다. 이 과정에서 백색 결정체가 석출이 되고 상온까지 냉각후 여과를 수행한다. 이 과정을 거치면 포화지방산이 상당량 제거됨을 <표 3>에서 알수 있다.

<표 3> 마유 지방산 조성

지방산	탈산 공정후	교반속도(0 rpm)		교반속도(40rpm)
		냉각속도 (0.2도/분)	냉각속도 (0.5도/분)	냉각속도 (0.2도/분)
myristic acid (C14:0)	4.24	2.13	3.94	3.97
palmitic acid (C16:0)	18.64	6.32	11.53	11.37
palmitoleic acid (C16:1)	9.7	12.45	10.2	10.34
stearic acid (C18:0)	3.54	0.34	1.76	1.64
oleic acid (C18:1)	38.85	41.27	39.24	39.83
linoleic acid (C18:2)	21.47	29.55	26.84	25.98
linolenic acid (C18:0)	3.56	7.43	6.14	6.22

<실시예 4 > 탈취공정

실시예 3에서 고순도 분리정제된 마유의 탈취를 위하여 여과액에 180g의 물을 넣고 마유와 교반을 시키면서 박막증발을 수행한다. 박막증발의 조업온도는 60℃, 진공압 0.05기압에서 원액을 0.5L/hr의 투입속도로 박막증발을 수행하여 휘발성 냄새성분과 물을 동시에 완전히 제거시킨다.

<실시예 5 > 고안정성 분자캡슐화된 마유리포좀의 제조

실시예 4에서 제조된 정제마유의 안정성을 증대하기 위하여 정제된 마유 100g에 클러스터 사이크로덱스트린 20g, 레시친 5g을 넣고 유화시킨다. 이때의 온 도는 60℃이며, 교반속도는 7000rpm으로 한다. 이후 분자캡슐화가 완료되면 이용액의 안정성을 보다 증대시키기 위하여 L-아르기닌 25g을 넣고 교반속도 500rpm으로 상온까지 냉각시키며 안정화한다.

도 1은 원마유와 정제마유의 색도를 비교한 사진이다.

Claims (15)

1. i) 마유에 요소를 첨가하여 반응시키는 단계;

   ii) 상기 i)의 반응액을 여과시켜 결정체를 제거시키는 단계;

   iii) 상기 ii)의 여액에 활성탄과 활성백토를 첨가하여 진공압에서 반응시키는 단계;

   iv) 여과공정으로 상기의 활성탄과 활성백토를 제거시키는 단계;

   v) 상기 iv)의 여액을 상온으로 냉각시키는 단계; 및

   vi) 상기 v)의 여액에 물을 추가로 첨가하여 진공압에서 박막증발을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 iii) 단계는 60-80℃로 반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 iii) 단계의 진공압은 200-400mmHg 인 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 v)의 단계는 0.1도/분 ~ 0.5도/분의 냉각속도와 교반속도 0 ~ 50rpm으로 냉각을 수행하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 vi)의 단계는 온도 40 ~ 60℃, 진공압 0.05기압에서 박막증발을 수행하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
6. 제 1항에 있어서, 마유 50 내지 100 중량부에 대하여 요소 5 내지 10 중량부를 첨가하여 반응시키는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 활성탄과 활성 백토는 2~4 : 8~6의 비율로 혼합하여 1 내지 10 중량부를 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 활성탄과 활성백토의 수분함량은 3% 이하인 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
9. 제 1항에 있어서, 상기 v) 단계의 냉각공정 후, 생성된 결정체를 제거하기 위한 여과공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
10. 제 1항에 있어서, 상기 vi) 단계 후, 정제된 마유를 리포좀화 시키는 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기 리포좀화는 정제된 마유 100 중량부에 클러스터 사이크로덱스트린 20 내지 30 중량부 및 레시친 2 내지 5 중량부를 넣고 교반하여 유화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 유화 공정은 온도 50 ~ 60℃이며, 교반속도는 1000rpm ~ 10000rpm 인 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
13. 제 11항에 있어서, 상기 유화공정 후, L-아르기닌 또는 L-라이신을 첨가하고 교반하여 안정화시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
14. 제 13항에 있어서, 상기 L-아르기닌 또는 L-라이신은 25 내지 35 중량부를 넣고 교반속도 300rpm ~ 500rpm으로 상온까지 냉각시키는 것을 특징으로 하는 마유의 분리정제 방법.
15. 제 1항 내지 제 14항의 어느 하나의 항에 의해 정제된 마유를 포함하는 것을 특징으로 하는 화장품 조성물.

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