KR20090122049A

KR20090122049A - 아임계수를 이용한 병풀로부터의 아시아틱산과아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법

Info

Publication number: KR20090122049A
Application number: KR1020080048247A
Authority: KR
Inventors: 김재덕; 김재훈; 김완주
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-11-26
Also published as: KR100984531B1

Abstract

본 발명은 병풀(Centella asiatica(L) Urb )로부터의 생리활성 물질의 추출 및 분리 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인체에 무해하고 환경친화적인 용매인 아임계수를 이용하여 상처치유 촉진, 우수한 세포증식, 콜라겐 합성 등의 효과를 갖는 물질인 아시아틱산과 아시아티코사이드를 입자 상태로 추출하여 분리하는 방법에 관한 것이다.

병풀, 아시아틱산, 아시아티코사이드, 아임계수, 추출, 분리, 여과

Description

아임계수를 이용한 병풀로부터의 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법{EXTRACTION AND SEPARATION OF ASIATIC ACID AND ASIATICOSIDE FROM CENTELLA ASIATICA USING SUBCRITICAL WATER}

본 발명은 아임계수를 이용하여 병풀(Centella asiatica)로부터 생리활성 물질을 추출 및 분리하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 아임계수를 이용하여 병풀로부터 상처치유 촉진, 우수한 세포증식, 콜라겐합성 촉진 등의 효과를 갖는 물질인 아시아틱산(asiatic acid)과 아시아티코사이드(asiaticoside)를 입자 상태로 추출하고 여과를 통해 분리하는 방법에 관한 것이다.

최근 웰빙 트랜드에 따른 천연물에 대한 소비자들의 호감도가 높아지는 추세로 천연물로부터 의약품 및 화장품의 원료로 쓰이는 생리활성 물질의 추출 연구가 활발히 진행되고 있다.

천연물에서 얻어내는 생리활성 물질은 인체 내에서 면역 조절, 항산화 효과, 암 예방 및 피부 질환 치료 등 다양한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 병풀은 학명이 'Centella asiatica' 이며, 말굽풀, 조개풀이라고도 명명되는 미나리과에 속하는 다년생 식물이다. 병풀의 원산지는 아프리카 동부의 마다가스카르 섬이며, 해 열제, 피부궤양, 외상치료, 결핵, 원형탈모증 등에 효과가 있는 것으로 보고되어 있다 (P. Boiteau, A. Rakoto Ratsimamanga, Therapie, 11, 125-149, 1956)). 병풀 추출물은 인체에 무해하면서 항균성을 가지는 직물을 제공하여 다양한 용도의 기능성 물질로서 사용되며, 우수한 세포증식 효과, 콜라겐합성 촉진효과, 생리활성 촉진효과 등의 특징이 있으므로, 화장품 및 제약 시장에 널리 이용되고 있다.

특히, 병풀 추출물 중 아시아티코사이드는 상처, 화상, 궤양 등에 의한 피부의 손상을 흉을 남기지 않으면서 신속하게 치료하는 효능을 가지고 있어 현재 의약품으로써 널리 이용되고 있다. 또한 기존에 알려진 아시아티코사이드의 약리효과에 새로운 피부질환 치료제를 개발하기 위해 아시아티코사이드의 아글리콘인 아시아틱산에 다양한 관능기를 결합시키는 연구가 활발히 진행되고 있어 순수한 아시아틱산을 분리 및 회수하는 방법 또한 중요하다(Arch Pham Res 28(4), 502, 2005).

아시아티코사이드의 화학명은 2α, 3β, 23- 트리히드록시우르스-12-엔-28-오익 산 α-L-람노피라노실-(1-4)o-β -D- 글루코-피라노실 에스테르(2α, 3β, 23- trihydroxyurs-12-en-28-oic acid α-L-rhamnopyranosyl-(1-4)o-β -D- gluco-pyranosyl ester)이고, 아시아틱산의 화학명은 2α, 3β, 23-트리히드록시우르스-12-엔-28-오익 산(2α, 3β, 23-trihydroxyurs-12-en-28-oic acid)이며, 아시아틱산의 구조식은 다음의 화학식 1에, 아시아티코사이드의 구조식은 다음의 화학식 2에 나타내었다.

[화학식 1]

[화학식 2]

아시아틱산과 아시아티코사이드의 뛰어난 생리활성작용을 나타내기 때문에 병풀로부터 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출 및 분리하기 위하여 많은 방법들이 제안되어 왔다.

종래 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출 및 분리하는 방법으로는, 병풀을 서로 용해되지 않는 물과 부탄올(n-butanol) 2상 용매를 이용하여 추출하는 공정(대한민국특허공고 제 1987-0001458호)을 들 수 있다. 상기 공정에서는 아시아티코사이드와 아시아틱산을 부탄올 층에 용해시키고, 클로로필 등 식물체에 잔존하고 강한 극성을 갖는 물질들은 수층에 용해시켜 상기 물질들을 분리 및 제거하는 방법이 개시되어 있다. 하지만 상기 방법에서는 추출공정을 여러 번 반복해야 하기 때 문에 공정이 복잡하고, 원하는 유효성분의 손실이 우려되기 때문에 비경제적이다. 게다가 독성이 있는 부탄올을 추출용매로 사용하였기 때문에 추출공정이 안전하지 못하고, 특히 추출되어 얻어진 아시아티코사이드과 아시아틱산 내에 휘발성이 낮은 잔류 부탄올 제거에 많은 시간과 에너지가 소요된다.

상기한 방법 외에 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출 및 분리하는 방법으로는 대한민국특허공고 제 1991- 0002518호에 개시된 레진이 함유된 컬럼을 이용하여 아시아티코사이드과 아시아틱산을 추출, 회수하는 방법이 있다. 이 방법에서는 고정상 컬럼에 병풀을 채우고 무균가열된 질소기류를 상기 고정상 컬럼에 약 30분 통과시킨 후 에탄올과 물의 혼합물을 고정상 컬럼에 역류시켜 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출한다. 그 다음 이를 음이온 수지의 컬럼에 통과시켜 아시아틱산은 흡착, 아시아티코사이드는 용출시키는 방법으로 아시아티코사이드를 분리하며, 음이온수지에 흡착된 아시아틱산은 다시 에탄올성 암모니아용액을 통하여 용출시킨 후 분리하는 방법이 개시되었다. 그러나 상기 방법은 칼럼과 유기용매를 사용하여 아시아티코사이드와 아시아틱산을 분리하기 때문에 많은 시간이 소요될 뿐 아니라 비경제적이며 복잡하고, 아시아티코사이드와 아시아틱산을 얻기 위하여 용매를 진공 증발시켜야 하기 때문에 많은 에너지와 비용이 소요된다는 문제점이 있다.

그 외에도 대한민국특허공고 제 1993-0010053 호에는 메탄올을 이용하여 아시아티코사이드과 아시아틱산을 분리하는 방법이 제시되어 있다. 본 방법에서는 먼저 잘게 분쇄된 병풀을 메탄올로 오랜 시간 동안(10시간) 가열 추출을 몇 차례 반복 한 후 부탄올과 물을 가해 희석하고, 염산을 가하여 수용층과 부탄올층으로 분 리한다. 그 다음, 다시 수용층은 염화나트륨을 가하여 알칼리 처리한 추출여액에서 부탄올층만 취해 이를 염산용액으로 세척하고 활성탄으로 처리한 후 감압, 농축, 건고시키는 방법이 제시되었다. 그러나 상기 방법은 추출공정에서 독성 유기용매 및 강산을 사용한다는 단점이 있고, 목적화합물의 분리 공정이 매우 복잡하며, 진공증발공정을 통하여 목적물을 얻기 때문에 비경제적이라는 단점이 있다.

본 발명자들은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 유기용매를 사용하지 않고, 환경친화적인 방법으로 병풀로부터 아시아틱산과 아시아티코사이드를 입자 상태로 추출하여 용매를 증발시키지 않고 간단한 여과로 회수할 수 있는 방법과, 추출되는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 입자 크기가 서로 다른 것을 이용하여 기공크기가 다른 여과지를 사용함으로서 아시아틱산과 아시아티코사이드를 분리하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 독성이 없고 환경친화적인 아임계수를 이용하여 병풀로부터 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출하고, 추출 후 아임계수의 온도와 압력을 낮추어 아시아틱산과 아시아티코사이드의 용해력을 저감시켜 상온 상압의 물에서 아시아틱산과 아시아티코사이드를 입자 상태로 형성시키고, 이를 간단히 여과하여 물로부터 회수하는, 잔존 유기용매가 없고, 간단하고 경제적인 분리방법을 제공한다. 또한 추출되는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 입자 크기가 서로 다른 것을 이용하여 기공크기가 서로 다른 여과지를 사용함으로써 복잡한 분리공정 없이 아시아틱산과 아시아티코사이드를 서로 분리하는 방법을 제공한다.

아임계수(subcritical water)란 온도 100-374℃, 압력 4-400 바(bar) 범위의 고온 고압상태의 물로서, 일반 유기용매와는 달리 독성이 없기 때문에 친환경 추출 용매이며 가격이 저렴하기 때문에 경제적이다. 또한 아임계수의 온도에 따른 유전상수(ε)가 15-50 범위 이내로 메탄올(ε= 32) 및 에탄올(ε= 24) 등 유기용매와 비슷하기 때문에 유기용매와 비슷한 용해특성을 갖는다(S.B. Hawthorne et al, 'Method of manipulating the chemical properties of water to improve the effectiveness of a desired process', US Patent 6352644, 2002). 이러한 아임계수의 유전상수는 상온 상압상태 물의 유전상수(ε= 79)와 다르기 때문에 아임계수 상태에서 용해되는 목적 추출물질은 상온 상압상태의 물에서 용해되지 않고 석출될 수 있다. 따라서 석출되는 목적 추출물질을 간단한 여과를 통하여 회수할 수 있어 분리공정이 간단하고 경제적이다.

본 발명에 따라 아임계수를 이용하여 병풀로부터 아시아티코사이드와 아시아틱산을 추출 및 분리하는 방법은 하기 단계를 포함할 수 있다;

(a) 반응기 내에 병풀과 물을 도입하는 단계와, (b) 상기 반응기 내의 물을 온도와 압력을 증가시켜 아임계수로 만드는 단계와, (c) 상기 도입된 병풀과 아임계수의 접촉을 일정 시간 동안 유지하여 병풀 추출물을 제조하는 단계와, (d) 상기 반응기 내의 아임계수의 온도와 압력을 낮추어 병풀 추출물을 회수하는 단계 및 (e) 상기 병풀 추출물을 여과지를 이용하여 여과함으로써 아시아틱산과 아시아티코사이드를 얻는 단계를 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따라 아임계수를 이용하여 병풀로부터 아시아티코사이드와 아시아틱산을 추출 및 분리하기 위한 장치의 일례를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 아임계수를 이용하여 병풀로부터 아시아티코사이드와 아시아 틱산을 추출 및 분리하는 장치는, 아임계수와 병풀이 접촉함으로써 병풀 추출물이 제조되는 반응기(10)와, 상기 반응기(10)에 연결되며 상기 반응기(10)를 고압으로 유지하도록 압력을 조절할 수 있는 고압펌프(20)와, 상기 반응기(10) 근처에서 반응기(10)의 온도를 조절할 수 있는 히터(30)와, 상기 고압펌프(20)과 반응기(10) 사이에 위치하며 상기 반응기(10)로 공급하는 물을 예열하기 위한 제1 및 제2예열기(31, 32)와, 상기 반응기(10)의 압력을 후방에서 조절하기 위한 후방압력조절기(40) 및 상기 반응기(10)에 공급될 물을 저장하는 물 저장탱크(50)로 구성된다. 여기서 상기 반응기(10)는 고온과 고압을 견딜 수 있는 반응기가 적합하며 고온 또는 고압 반응기, 고온 또는 고압추출기 등으로도 지칭될 수 있으며, 다른 장치 또한 다른 명칭으로 지칭될 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명에 따라 아임계수를 이용하여 병풀로부터 아시아티코사이드와 아시아틱산을 추출 및 분리하기 위한 방법의 일례를 나타낸 개략적인 순서도이다.

이하에서는 아임계수를 이용하여 병풀로부터 아시아티코사이드와 아시아틱산을 추출 및 분리하는 방법을 도 1과 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.

상기 반응기 내에 병풀과 물을 도입하는 (a) 단계에서, 상기 병풀은 분말인 것이 바람직하나 다른 형태로 준비될 수 있다. 따라서, 먼저 병풀로부터 효율적으로 아시아티코사이드와 아시아틱산을 추출하기 위하여 병풀 식물을 분쇄하여 준비할 수 있다. 작게 분쇄된 입자는 아임계수와 병풀과의 접촉이 용이하도록 하기 위한 것이다.

그 다음 분쇄된 병풀(60)을 반응기(10) 내에 포함되어 있는 금속바스켓 내(70)로 도입한 후 물을 고압펌프(20)를 이용해 반응기 안으로 이송한다. 이때 반응기 내 도입되는 물의 온도는 예열기(31, 32)를 이용하여 조절할 수 있으며, 반응기 내의 온도는 히터(30)를 이용하여 조절할 수 있다. 반응기(10)의 압력은 후방압력조절기(40)를 이용하여 조절하여, 상기 반응기 내로 도입한 물을 아임계수로 만든다((b) 단계). 이러한 (b) 단계는 반응기의 온도를 100 내지 300℃, 압력을 10 내지 500 바가 되도록 만듦으로써 수행된다. 상기한 조건 하에서는 물이 아임계수로 전환된다.

반응기의 온도와 압력을 조절하면서 일정 시간 동안 아임계수를 병풀과 접촉시킴으로써 병풀로부터 아시아티코사이드와 아시아틱산을 아임계수에 용해시켜 추출한다((c)단계). 이때 유지 온도와 압력으로는 아임계수를 만드는 조건 즉, 100 내지 300℃의 온도와 10 내지 500 바의 압력이 바람직하며, 이러한 범위 내의 조건에서 약 0.5 내지 10 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 (c) 단계에서는 병풀을 아임계수에 지속적으로 접촉시키어 병풀이 함유하고 있는 물질이 아임계수에 의해 추출되도록 한다.

여기서, 병풀 추출물은 게닌과 배당체를 포함할 수 있다. 게닌은 스테로이드성 배당체 및 트리테르펜배당체인 아글리콘의 일반적인 명칭으로, 아시아틱산이 게닌에 포함된다. 배당체는 천연으로 존재하는 복합 탄수화물의 총칭으로, 가수분해에 의해 잔기와 비당질 아글리콘을 산생하는데, 포도당을 잔기로 하는 글루코시드보다 넓은 범위의 화합물을 포함한다. 가수분해로 당 성분과 비당질 성분으로 전환되며 함유된 당질에 의해서 명칭이 붙는다. 예컨대 글루코사이드, 펜토사이드, 프 룩토사이드 등이 포함되며 본 연구에서는 아시아티코사이드가 배당체에 포함된다.

따라서, 본 단계를 통해 아시아티코사이드와 아시아틱산이 아임계수에 용해된다.

본원 발명은 아시아틱산이나 아시아티코사이드를 포함하여, 아임계수로 추출할 수 있으며 상온과 상압 상태에서 용해되지 않는 게닌 성분과 배당체 성분을 함께 추출하고 분리할 수 있는 장점이 있다. 상기 게닌 성분과 배당체 성분은 상기 (c) 단계에서 아임계수에 용해될 수 있으며, 이후 (d) 단계에서 온도와 압력을 상온 상압 상태로 변화시키면 용해되지 않고 석출되어 여과지로 거를 수 있게 된다.

추출이 끝나면 후방압력조절기를 이용하여 반응기의 온도와 압력을 저감시키면서 추출물을 반응기 밖으로 이송시킨다((d) 단계). 본 단계에서는 아시아티코사이드와 아시아틱산이 용해된 아임계수의 온도를 5 내지 50℃, 압력을 상압으로 낮추어 아시아티코사이드와 아시아틱산을 물상에서 석출시킨 후 20 내지 0.4 ㎛ 의 기공크기를 갖는 필터를 이용하여 석출된 아시아티코사이드와 아시아틱산을 각각 회수한다.

이 때 반응기내의 아임계수가 상압 상태에서는 물이 되기 때문에 아임계수에 용해되어 있는 아시아티코사이드와 아시아틱산이 석출된다. 상압 상태의 물에서 석출된 아시아티코사이드와 아시아틱산을 여과를 통하여 회수함으로서 추출된 아시아티코사이드와 아시아틱산을 얻는다.

여기서, 상압 상태에서 물에 석출된 아시아티코사이드와 아시아틱산을 여과할 때는 먼저 아시아티코사이드와 아시아틱산의 결정 크기 사이의 기공크기를 갖는 여과지를 사용하여 1차 여과한 후 아시아티코사이드 결정 크기보다 작은 기공크기를 갖는 여과지를 사용하여 2차 여과하는 것이 바람직하다.

실제로, 기공크기가 약 8 ㎛인 여과지를 사용하여 추출물을 여과하였을 경우, 입자 크기가 큰 아시아틱산은 여과지 위에 여과물로 존재하였으며 입자 크기가 작은 아시아티코사이드는 여과지를 통과하여 여액에 존재하였다. 8 ㎛의 여과지를 통과한 여액을 다시 기공 크기가 0.4 ㎛인 여과지로 여과하였을 경우 아시아티코사이드가 여과지 위에 여과물로 존재하며 여액에는 존재하지 았았다. 따라서 기공 크기가 다른 여과지를 이용하면 추출된 아시아티코사이드와 아시아틱산를 서로 분리할 수 있다.

본 발명은 일반 유기용매를 이용한 추출과는 달리 아임계수를 추출용매로 이용하기 때문에 추출공정이 환경친화적이며 추출물 내에 잔존유기용매가 없기 때문에 인체에 무해하다. 또한 본 발명에서는 추출물이 입자 상태로 얻어짐으로 추출물과 추출용매의 분리를 위하여 일반적인 추출공정에서 사용되는 추출용매의 증발공정이 생략될 수 있기 때문에 분리공정이 간단하고 경제적이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

실험예 아시아틱산과 아시아티코사이드의 분석

영린(YOUNG LIN)사 고성능 액체 크로마토그래피 (high performance liquid chromatography, HPLC)를 사용하고 칼럼으로는 4.6 × 25 cm × 5 ㎛의　C₁₈ (optimapack사)을 사용하였다. 이동상으로는 아세토니트릴과 물을 이용하여 하기 표 1에 나타내었듯이 시간에 따른 이동상의 구배(gradient) 방법을 이용하였다. 이동상의 유속은 1.4 ㎖/min로 고정시켰으며 검출기는 206 nm의 파장을 이용한 자외선 흡광계를 이용하였다.

[표 1]

시간	물(%)	아세토니트릴(%)
00	80	20
30	45	55
35	45	55
45	80	20

도 3에 메탄올로 추출한 병풀 추출액의 고압액체크로마토 그래피(HPLC)의 크로마토그램을 나타내었다.

실시예 1

건조시킨 병풀(인도내시아산)을 200매쉬 크기로 분쇄하였다. 상기 분쇄된 병풀 30 g을 금속바스켓이 설치되어 있는 반응기에 도입하고, 물을 고압펌프를 이용하여 반응기 안으로 주입하였다. 반응기의 압력은 후방압력조절기를 이용하여 200 바로 조절하였다. 도입되는 물의 온도를 조절하기 위해 1차 예열기의 온도를 210℃, 2차 예열기의 온도를 205℃로 조절하고, 반응기의 온도는 히터를 이용하여 200℃로 조절하였다. 반응기의 온도와 압력이 200℃, 200 바로 조절된 상태에서 5시간 동안의 추출을 시행하였다. 추출 후 후방압력조절기를 이용하여 반응기의 압력을 낮추어 추출물 256g를 회수하였다. 상기 회수한 추출물 중 5 g을 취하여 5 g의 메탄올로 용해시킨 후 상기 실험예과 같이 고성능 액체 크로마토그라피 를 이용하여 아시아티코사이드와 아시아틱산의 추출수율을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

추출물 중 석출된 아시아틱산과 아시아티코사이드를 분리하기 위하여 먼저 추출물 50 g을 취하여 8 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지를 이용하여 여과한 후 여과지 위에 남아있는 여과물 0.24 g과 여과지를 통과하여 얻어진 여액(filtrate) 47.21 g을 회수하였다. 상기 회수한 여과물은 메탄올 50 g에 용해시키고, 여액 중 5 g을 취하여 메탄올 5 g에 용해시킨 후 고성능 액체 크로마토그라피를 이용하여 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출수율을 분석하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

도 3은 회수된 아시아틱산의 고성능 고성능 액체 크로마토그램을 나타내었다. 상기 여액 42.21 g을 다시 0.4 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지를 이용하여 여과한 후 여과지 위에 남아있는 여과물 0.028 g과 여과지를 통과하여 얻어진 여액 41.65 g을 회수하였다. 상기 회수한 여과물은 메탄올에 50 g에 용해시키고, 여액 중 5g을 취하여 메탄올 5 g에 용해시킨 후 고성능 액체 크로마토그라피를 이용하여 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출수율을 분석하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 도 5는 회수된 아시아티코사이드의 고성능 액체 크로마토그램을 나타내었다. 도 6 은 0.4 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지를 통과한 여액의 고성능 액체 크로마토그램을 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 1차 예열기의 온도를 260℃, 2차 예열기의 온도를 255℃로 조절하고 반응기의 온도를 250℃로 증가시켜 병풀로부터아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출하여 총 추출물 230 g을 회수 하였으며, 추출물 중 50 g을 8 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지로 여과하였을 때 0.09 g의 여과물과 48.9 g의 여액을 얻었고 이 여액 중 43.9 g을 다시 0.4 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지로 여과하였을 때 0.023 g의 여과물과 42.7 g의 여액을 얻었다. 이 여과물과 여액을 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 반응기의 압력을 400 바로 증가시켜 병풀로부터 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출하여 총 추출물 205 g을 회수하였으며, 추출물 중 50 g을 8 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지로 여과하였을 때 0.21 g의 여과물과 49.1 g의 여액을 얻었고 이 여액 중 44.1 g을 다시 0.4 ㎛의 기공크기를 갖는 여과지로 여과하였을 때 0.064 g의 여과물과 42.9 g의 여액을 얻었다. 이를 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

비교예

분쇄된 병풀 3 g을 250 ㎖ 부피의 플라스크로 도입하고 100 ㎖의 일반 추출용매를 도입하고 25℃에서 24시간 동안 1200 rpm의 속도로 교반하면서 아시아틱산과 아시아티코사이드를 추출하였다. 이 추출물을 5 g의 메탄올에 희석시킨 후 상기 실험예과 같은 방법으로 분석하였고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 일반 추출 용매로는 에탄올, 메탄올, 물을 이용하였다. 이 방법은 현재 병풀에서 약용성분을 추출하는 가장 일반적인 방법으로 본 발명의 추출방법과 비교하기 위한 실험이다. 　　　　　　

[표 2]

병풀로부터 아임계수 추출, 분리 결과

아임계수 추출 분리			아시아틱산 추출수율 (mg/g 병풀)	아시아티코사이드 추출수율 (mg/g 병풀)	추출물 총 무게 (g)
시 200 바, 200 ^℃ 추출			2.4	6.4	256
분리	8 ㎛ 여과지	여과물	2.3	0	0.24
	8 ㎛ 여과지	여액	0	4.5	47.21
	0.4 ㎛ 여과지	여과물	0	3.4	0.028
	0.4 ㎛ 여과지	여액	0	0	41.65
시 200 바, 250 ℃ 추출			7.0	8.4	230
분리	8 ㎛ 여과지	여과물	4.7	0.7	00.09
	8 ㎛ 여과지	여액	0.4	6.4	48.9
	0.4 ㎛ 여과지	여과물	0.2	6.2	0.023
	0.4 ㎛ 여과지	여액	0	0	47.65
시 400 바, 200 ℃ 추출			3.4	8.1	205
분리	8 ㎛ 여과지	여과물	3.2	0	0.21
	8 ㎛ 여과지	여액	0	5.0	49.1
	0.4 ㎛ 여과지	여과물	0.4	4.3	0.064
	0.4 ㎛ 여과지	여액	0	0	47.86
비교예 1	메탄올		2.4	8.2
	에탄올		2.1	5.2
	물		0	1

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1에서 아임계수를 이용하여 200 바, 200℃의 조건에서 병풀로부터 추출된 아시아틱산의 추출 수율은 병풀 1 g당 2.4 mg이며 아시아티코사이드의 추출수율은 병풀 1 g당 6.4 mg으로, 25℃, 상압의 물을 이용하여 추출된 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 효율 보다 월등히 높았다. 이러한 결과는 종래 사용되었던 에탄올과 메탄올을 이용하여 추출된 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출효율과 비슷하였다. 이는 아임계 상태의 물의 용해특성이 상온 상압의 물과는 다르고 메탄올 및 에탄올과 비슷한 용해특성을 갖는다는 아임 계수의 물리적 특성 때문으로 보인다.

도 4는 병풀 추출물의 8㎛ 여과지에 걸러진 아시아틱산의 크로마토그램을 나타낸 것으로, 상기 실시예 1에서 얻어진 아임계수 추출물을 8 ㎛의 기공 크기를 갖는 여과지로 여과하였을 때 여과물에는 2.3 mg/g의 아시아틱산이 존재하였지만 아시아티코사이드는 존재하지 않았음을 확인할 수 있었다.

한편 8 ㎛ 여과지를 통과한 여액에는 아시아틱산은 존재하지 않았지만 4.5 mg/g의 아시아티코사이드가 존재하였음을 확인하였다. 이는 도 5에서 확인할 수 있는 바, 도 5는 병풀 추출물의 0.4㎛ 여과지에 걸러진 아시아티코사이드의 크로마토그램이다. 상기 여액을 다시 0.4 ㎛ 기공크기를 갖는 여과지로 여과하였을 때 여과물에는 아시아틱산은 존재하지 않았고 3.4 mg/g의 아시아티코사이드가 존재하였다.

8㎛와 0.4 ㎛ 기공크기를 갖는 여과지로 순차적으로 거른 후의 여액의 크로마토그램은 도 6에 도시되어 있는데, 아시아틱산과 아시아티코사이드가 존재하지 않음이 확인 가능하다.

상기한 바와 같이, 아시아틱산과 아시아티코사이드를 여과지를 이용하여 물로부터 분리할 수 있는 것은 아시아틱산과 아시아티코사이드가 아임계수에서는 용해되지만 상온 상압의 물에서는 용해되지 않고 석출되기 때문이다. 또한, 8 ㎛ 기공크기를 갖는 여과지를 이용하여 여과하였을 때 아시아틱산과 아시아티코사이드를 분리할 수 있는 것은 아시아틱산의 입자 크기가 아시아티코사이드보다 더 크기 때문이다.

그리고, 상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에서 아임계수를 이용하여 200 바, 250℃의 조건에서 병풀로부터 추출된 아시아틱산의 추출 수율은 7.0 mg/g이며 아시아티코사이드의 추출 수율 8.4 mg/g으로 온도가 높을수록 추출 수율이 좋은 것을 확인하였다.

실시예 3에서 아임계수를 이용하여 400 바, 200℃의 조건에서 병풀로부터 추출된 아시아틱산의 추출 수율은 3.4 mg/g이며 아시아티코사이드의 추출 수율은 8.1 mg/g으로 압력이 높을수록 추출 수율이 좋은 것을 확인하였다. 이는 온도와 압력이 증가함에 따라 아임계수에 아시아틱산과 아시아티코사이드의 용해도가 증가하기 때문으로 설명할 수 있다.

도 1은 본 발명의 추출에 사용된 아임계수의 실험 장치를 개략적으로 나타낸 모식도.

도 2는 본 발명 추출에 사용된 아임계수 추출물을 분리하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도.

도 3은 아시아틱산과 아시아티코사이드의 크로마토그램.

도 4는 8㎛ 여과지에 걸러진 아시아틱산의 크로마토그램.

도 5는 0.4㎛ 여과지에 걸러진 아시아티코사이드의 크로마토그램.

도 6은 0.4㎛ 여과지에서 빠져나온 여액의 크로마토그램.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 반응기 20 : 고압펌프

30 : 히터 31 : 1차 예열기

32 : 2차 예열기 40 : 후방 압력 조절기

50 : 물저장 탱크 60 : 병풀

70 : 금속 바스켓

Claims

(a) 반응기 내에 병풀을 주입하여 물과 접촉하는 단계;

(b) 상기 반응기 내의 물을 온도와 압력을 증가시켜 아임계수로 만드는 단계;

(c) 상기 병풀과 아임계수의 접촉을 유지하여 병풀 추출물을 제조하는 단계;

(d) 상기 반응기 내의 아임계수의 온도와 압력을 낮추어 병풀 추출물을 회수하는 단계; 및

(e) 상기 병풀 추출물을 여과지를 이용하여 여과함으로써 아시아틱산과 아시아티코사이드를 얻는 단계;

를 포함하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법.
제1항에 있어서,

상기 여과지는 0.4 내지 20 ㎛의 기공크기를 갖는 것을 특징으로 하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법.
제1항에 있어서,

상기 아시아틱산과 아시아티코사이드를 얻는 단계는 상기 아시아틱산의 평균 결정 크기보다 작고 아시아티코사이드의 평균 결정 크기보다 큰 기공크기를 갖는 여과지로 여과하는 제1여과 단계와 상기 아시아티코사이드 평균 결정 크기보다 작 은 기공크기를 갖는 여과지로 여과하는 제2여과 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법.
제3항에 있어서,

상기 제1여과 단계 여과지의 기공크기는 8㎛이며, 상기 제2여과 단계 여과지의 기공크기는 0.4 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법.
제 1항에 있어서,

상기 (c) 단계에서의 반응기의 온도는 100 내지 300℃이고 압력은 10 내지 500 바인 것을 특징으로 하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법.
제 1항에 있어서,

단계 (c)에서 병풀과 아임계수의 접촉을 유지하는 시간은 0.5 내지 10 시간인 것을 특징으로 하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 및 분리 방법.
반응기 내에 병풀 분말을 주입하여 물과 접촉하는 단계;

상기 반응기 내의 물을 온도와 압력을 증가시켜 아임계수로 만드는 단계;

상기 병풀 분말과 아임계수의 접촉을 유지하여 병풀 추출물을 제조하는 단 계; 및

상기 반응기 내의 아임계수의 온도와 압력을 낮추어 병풀 추출물을 회수하는 단계를 포함하는 아시아틱산과 아시아티코사이드의 추출 방법.