KR20160141605A

KR20160141605A - 로즈마리 조성물을 함유하는 천연보존료의 제조방법

Info

Publication number: KR20160141605A
Application number: KR1020150077546A
Authority: KR
Inventors: 최태호; 윤태미
Original assignee: 주식회사 다인소재
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2016-12-09
Also published as: KR101759776B1

Abstract

본 발명은 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로즈마리 잎을 분쇄하고 24시간 동안 25 ~ 40℃의 온도에서 80 ~ 100％ 알코올로 추출한 후 농축하여 1차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 1차 로즈마리 추출물을 80 ~ 100％ 알코올로 중량비 20％의 로즈마리 추출물로 용해시키는 단계, 상기 용해시킨 로즈마리 추출물에 활성탄을 중량대비 100 : 4 ~ 6의 비율로 혼합하여 탈색하고 농축하여 2차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 2차 로즈마리 추출물에 유화제 및 물을 중량대비 1 : 0.5 ~ 2 : 5 ~ 15의 비율로 혼합하여 로즈마리 조성물을 제조하는 단계, 상기 유화제 및 물을 혼합한 로즈마리 조성물을 50 ~ 100℃의 온도에서 열처리하고 냉각시키는 단계 및 상기 냉각시킨 로즈마리 조성물을 천연보존료로 활용하는 단계로 이루어지는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법에 관한 것이다.
또한 본 발명에 따라 제조된 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료는 로즈마리를 에탄올 추출하여 탈색 및 탈향 과정을 거친 후 물과 유화제를 첨가하여 수용화 함으로써, 식품 및 화장품에 적용 가능한 연한 색상과 약한 향을 띄며, 로즈마리 조성물이 물을 다량 함유하고 있는 식품 및 화장품에서도 잘 분산되며 용해도가 뛰어날 뿐만 아니라 항균 효능도 잘 발휘함으로 다양한 식품, 화장품, 생활용품, 동물사료 또는 의약품에 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

로즈마리 조성물을 함유하는 천연보존료의 제조방법{Method of manufacturing a natural preservative containing Rosmarinus officinalis L.}

본 발명은 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로즈마리 잎을 분쇄하고 24시간 동안 25 ~ 40℃의 온도에서 80 ~ 100％ 알코올로 추출한 후 농축하여 1차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 1차 로즈마리 추출물을 80 ~ 100％ 알코올로 중량비 20％의 로즈마리 추출물로 용해시키는 단계, 상기 용해시킨 로즈마리 추출물에 활성탄을 중량대비 100 : 4 ~ 6의 비율로 혼합하여 탈색하고 농축하여 2차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 2차 로즈마리 추출물에 유화제 및 물을 중량대비 1 : 0.5 ~ 2 : 5 ~ 15의 비율로 혼합하여 로즈마리 조성물을 제조하는 단계, 상기 유화제 및 물을 혼합한 로즈마리 조성물을 50 ~ 100℃의 온도에서 열처리하고 냉각시키는 단계 및 상기 냉각시킨 로즈마리 조성물을 천연보존료로 활용하는 단계로 이루어지는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법에 관한 것이다.

현재 일상생활에서 세균이나 곰팡이 등의 미생물은 그 종류가 대단히 많을 뿐만 아니라 토양, 대기, 물, 해수 등의 자연계에 광범위하게 분포하고 있으며 생육조건이 맞으면 언제든지 생장 및 번식이 가능하므로, 미생물에 의한 인간의 질병, 음식물의 부패, 주거, 의복, 공업제품에 이르기까지 미생물에 의한 피해가 심각한 실정이다. 따라서 오래전부터 섬유, 플라스틱, 종이, 목재, 금속 또는 유리 등에도 미생물에 의한 피해가 심각하다는 사실이 인지됨에 따라 이의 방지 대책에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

식품, 생활용품, 의약품 및 화장품 등은 생산, 유통, 저장 단계에서 다양한 미생물에 의한 생물학적 부패 및 변질이 수반되며, 이러한 부패 및 변질은 제품의 품질 악화는 물론 제품 생산 자체를 불가능하게 하기도 한다. 실제 농산물의 경우, 부패 및 변질에 의한 손실은 전체 산업의 약 40％를 상회하며, 따라서 효율적인 부패 및 변질의 방지는 특정 제품의 생산성을 2배 정도 증가시키는 효과를 나타낸다. 따라서, 미생물에 의한 부패를 막아주고 제품을 오랫동안 유지하기 위해서 제조 공정에서 미생물을 제거하거나 보존료(preservative)를 사용한 미생물 제어가 필수적이다.

식품 변패를 일으키는 미생물은 세균류, 효모류 또는 곰팡이류 등 매우 다양하며, 그 대상 식품군도 광범위하다. 빵에서는 Rhizopus nigricans, Aspergillus niger, Penicillium sp. 와 같은 곰팡이가 주로 발생하며, 시럽류는 효모인 Zygosaccharomyces와 곰팡이인 Aspergillus가 주로 발생하며, 채소 및 과일류에는 Rhizopus와 같은 곰팡이가 연화를 일으키며 Botrytis cynera와 Aspergillus niger는 곰팡이병을 유발한다. 신선육에는 Pseudomonas flourecens가 부패를 일으키며, 조리육은 Pseudomonas가 산패를 일으키고 Leuconostoc, Lactobacillus, Weisella와 같은 젓산균이 육가공 제품의 녹변 현상을 일으킨다. 그리고 어류는 해수 유래의 Pseudomonas flourescens가 탈색을 일으키고 Vibrio균에 의한 부패 현상도 발생한다. 통조림류는 사람에게 매우 치명적인 botulinus 독소를 생산하는 Clostridium botulinum에 오염될 수 있다.

방부제란 미생물 증식이나 원하지 않는 화학적 변화로 인한 부패를 방지하기 위해 음식, 의약품, 화장품, 생활용품, 페인트, 생물학적 샘플, 목재 등과 같은 제품에 첨가되는 물질로서, 자연적으로 존재하는 천연 방부제와 화학적으로 합성되어 제조되는 합성방부제가 있다.

식품의 변패 방지 혹은 지연을 위해 첨가하는 보존료(preservative)는 미량만 사용해도 보존효과가 확실해야 하며, 효과가 지속적이고 사용방법이 간단해야 할 뿐만 아니라, 다양한 미생물에 대해 효과를 발휘해야 하며(broad spectrum) 독성이 없어야 한다. 특히 천연보존료는 유효성분이 명확하고 함량이 상당히 높아야 하고, 그 유효성의 효과가 화학적으로 입증되어 학회지 등에 보고되어 있어야 하며, 천연보존료 제품의 최소생육저해농도(MIC, Minimal Inhibitory Concentration)가 합성보존료에 필적해야 한다고 1996년에 일본 후생성에서 규정하였다.

식품방부제는 식품의 선도와 품질을 보존하기 위해서 사용되며, 오염 미생물의 종류, 식품의 종류 및 성분, 식품 제조 시의 가열 온도에 따라서 다양한 종류의 방부제로는 데히드로초산, 데히드로초산나트륨, 소르빈산, 소르빈산칼슘, 소르빈산칼륨, 안식향산, 안식향산나트륨, 안식향산칼륨, 안식향산칼슘, 파라옥시안식향산메틸, 프로피온산, 프로피온산나트륨, 프로피온산칼슘 등이 있으며, 식초산, 젖산, 사과산, 아디핀산 등의 유기산들은 pH를 저하시켜 식품 보존 효과를 나타내고 있다. 그러나 유기산은 유해 미생물의 생육저해능이 약해서 식품 보존 효과를 나타내기 위해 식품에 과량 첨가시 식품 고유의 맛과 물성을 변화시킴으로 사용이 용이하지 않으며, 소르빈산과 같은 화학합성보존제들은 방부력이 뛰어나나 사용량의 규제가 있다. 하지만, 사회적으로 안전한 먹거리에 대한 요구가 커지고 웰빙을 지향하는 사회적인 관심이 증대되면서 이들 화학합성 방부제의 유해성 및 부작용이 끊임없이 논란이 되고 있어 그 사용량이 매년 감소하고 있다.

화장품 및 생활용품용 합성방부제로는 대표적으로 파라옥시안식향산에스텔인 파라벤류(methylparaben, ethylparaben, prophylparaben, butylparaben)와 페녹시에탄올이 광범위하게 사용되고 있으며, 이미다졸리디닐우레아(imisazolidinyl urea), 이소티아졸리논계열(isothiazolinone), 쿼터니움15(Quaternium 15), 트리클로산(Triclosan), 살리실산(salicylic acid), 소르빈산(sorbic acid), 안식향산(benzoic acid), 디하이드로아세틱애시드(dehydroacetic acid)도 함께 사용되고 있다. 그러나 최근 파라벤류는 내분비계 교란 및 유방암 발생 가능성에 관하 논란이 있고, 페녹시에탄올 및 파라벤류는 알레르기 유발 이슈가 있으며, 특히 이소티아졸리논계열의 MIT(methylisothiazolinone)와 CMIT(chloromethylisothiazolinone)는 어류독성 및 흡입독성으로 인하여 가습기첨가제와 물티슈 항균제로서 사용을 기피하고 있다. 따라서 기존 합성방부제 사용의 단점을 극복하고자 천연 소재를 이용한 천연 방부제 개발이 활발히 연구되고 있다.

국내에서 사용되고 있는 천연 식품 보존료로서는 자몽종자 추출물이 가장 많이 사용되고 있으며, 이 외에도 키토산, 폴리리신, 유카추출물, 프로폴리스, 화분발효물, 복합황금추출물, 박테리오신(Nisin) 등이 있으나 화분발효물과 복합황금추출물 외에는 대부분 수입 제춤이며, 곰팡이에 대해서는 매우 약한 항균력을 나타내는 단점이 있다.

천연의 항균성 물질로 알칼로이드(alkaloid), 후라보노이드(flavonoid), 피토알렉신(phytoalexin), 항균 펩타이드 등이 알려져 있으며, 유기산과 지방산 등의 항균성에 대해서도 알려져 있다. 이들 대부분은 산의 pH에 의한 효과와 킬레이트에 의한 효과가 주 메커니즘일 것으로 추정하고 있다. 그러나 보고된 천연항균성 물질의 대부분은 색취, pH 저하, 좁은 항균 스펙트럼, 제형상의 문제점 등으로 인하여 상용화되지 못하고 있으며 편백 추출물인 히노키티올(Hinokitiol), 목련 추출물인 메그노놀(Megnonol), 키토산, 포릴리신, 유카 추출물, 프로폴리스, 화분발효물, 복합황금추출물, 박테리오신(Nisin), 자몽종자추출물 등 일부만 사용화되고 있다. 또한, 천연방부제 대체제로 1,2-hexanediol, 1,2-octanediol, glyceryl caprylate, caprylohydroxamicacid가 사용되고 있지만 고가이거나 강한 자극으로 제한적으로 사용되고 있다.

로즈마리(Rosmarinus officinalis L.)는 로즈메리 혹은 미질향이라고도 하며, 잎, 순, 꽃이 식용 가능한 꿀풀과(Labiatae)의 상록 작은 관목이다. 바늘 같은 잎을 가진 여러해살이 식물로 지중해 연안이 원산지인 허브이며 푸른 잎과 특유의 향을 갖는다. 꽃은 겨울과 봄에 피며 색깔은 흰색, 분홍색, 자주색, 푸른색 등이 있다. 로즈마리는 예로부터 서양 전통 요리에 많이 사용되었는데 현재도 이탈리아에서는 거의 모든 요리에 쓰이고 있다. 특히 열을 가해도 향이 보존되기 때문에 세이지 또는 타임과 함께 육식 요리에 많이 이용되며 방향이 강함으로 주 요리의 풍미를 살리려면 적게 사용하는 것이 좋다. 주요성분으로는 알파-피넨, 아피게닌, 베타-카로틴, 베타-시토스테롤, 베둘린산, 보르네올, 커피산, 캐퍼, 카프노솔, 카바크롤, 카르본, 카리오필렌, 클로로겐산, 디오스민, 겐콰닌, 게라니올, 헤스페이딘, 리모넨, 리날로올, 올레놀산, 1,8-시네욜, 로즈마리놀, 로즈마릭산, 살리실산, 스쿠알렌, 타닌, 티몰, 어솔릭산, 칼슘, 마그네슘, 망간, 인, 칼륨, 아연, 비타민 B1, 비타민 B3, 비타민 C 등 매우 다양한 유효 성분들이 존재한다.

로즈마리가 갖는 생리활성으로는 항균활성(등록특허 제10-0729182호, 제10-0362885호, 제10-1161415호), 항산화 활성(등록특허 제10-1205680호, 제10-1205867호, 제10-1454696호, 제10-0606649호, 제10-0971655호), 미백 활성(등록특허 제10-1513237호), 아토피 피부염 완화제(등록특허 제10-1236946호), 항바이러스 활성(등록특허 제10-0697309호, 출원특허 제10-2015-0045259호) 등이 공개되어 있다. 하지만 현재 산업적으로 가장 많이 이용되고 있는 기능은 유지의 산화방지 효과이며, 로즈마리 추출물을 이용한 유용성 항산화제 제품들이 판매되고 있지만, 로즈마리를 이용하여 천연 방부제를 제조한 사례는 거의 없다.

상기 종래의 발명은 로즈마리 추출물 특유의 강한 향기와 진녹색 색상으로 인하여 식품 및 화장품에 추출물을 실제로 적용하기 어려울 뿐만 아니라, 카르노스산(carnosic acid)과 같은 로즈마리 추출물의 유효성분이 유용성이므로 물에 용해되지 않고 석출됨으로써 항균 및 항산화 효과가 나타나지 않는다는 아쉬움이 있다.

KR 10-0697309 B1 (2007.10.17) KR 10-1205680 B1 (2012.11.21) KR 10-1236946 B1 (2013.02.19) KR 10-1513237 B1 (2015.04.13)

화장품과 미생물, 화장품신문 출판국, 2005, p72~107 Korean J. Enciron, Biol. 27(4) :323~333, 2009 E1-shenawa, MA 등, J.Food protec. 1989, 52(11):771~778 Bizri, JN등, J.Food Science, 1994,59(1), 130~135

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 로즈마리 알코올 추출물을 활성탄으로 탈색한 후, 이를 물과 유화제를 일정비율로 혼합하여 수용성 액상으로 제조하여 로즈마리 조성물을 제조하는 것으로, 그 목적은 항균 활성과 항산화 활성이 있는 로즈마리 추출물을 식품 및 화장품에 적용 가능한 색상과 물에 대한 분산력이 우수한 수용성 액상을 제공함으로써 다양한 식품 및 화장품에 용이하게 이용함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법은 로즈마리 잎을 분쇄하고 24시간 동안 25 ~ 40℃의 온도에서 80 ~ 100％ 알코올로 추출한 후 농축하여 1차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 1차 로즈마리 추출물을 80 ~ 100％ 알코올로 중량비 20％의 로즈마리 추출물로 용해시키는 단계, 상기 용해시킨 로즈마리 추출물에 활성탄을 중량대비 100 : 4 ~ 6의 비율로 혼합하여 탈색하고 농축하여 2차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 2차 로즈마리 추출물에 유화제 및 물을 중량대비 1 : 0.5 ~ 2 : 5 ~ 15의 비율로 혼합하여 로즈마리 조성물을 제조하는 단계, 상기 유화제 및 물을 혼합한 로즈마리 조성물을 50 ~ 100℃의 온도에서 열처리하고 냉각시키는 단계 및 상기 냉각시킨 로즈마리 조성물을 천연보존료로 활용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 활성탄은 목재를 원료로 하고 1 ~ 150micron의 입자 크기를 가지며, 공극 크기는 25 ~ 50㎚의 중기공을 갖는 활성탄을 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유화제는 C8 내지 C12를 가지는 글리세린지방산에스테르 및 프로필렌글라이콜 중 하나 또는 둘 이상의 유화제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 로즈마리 조성물은 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 또는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)로 이루어지는 진균류, 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어지는 세균류에 항균력이 있는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 로즈마리 조성물은 화장품, 식품, 의약품 또는 사료에 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 제조된 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료는 로즈마리를 에탄올 추출하여 탈색 및 탈향 과정을 거친 후 물과 유화제를 첨가하여 수용화 함으로써, 식품 및 화장품에 적용 가능한 연한 색상과 약한 향을 띄며, 로즈마리 조성물이 물을 다량 함유하고 있는 식품 및 화장품에서도 잘 분산되며 용해도가 뛰어날 뿐만 아니라 항균 효능도 잘 발휘함으로 다양한 식품, 화장품, 생활용품, 동물사료 또는 의약품에 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 로즈마리 조성물을 첨가한 화장품 방부 효과 결과 그래프이다.

본 발명은 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법은 로즈마리 잎을 분쇄하고 24시간 동안 25 ~ 40℃의 온도에서 80 ~ 100％ 알코올로 추출한 후 농축하여 1차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 1차 로즈마리 추출물을 80 ~ 100％ 알코올로 중량비 20％의 로즈마리 추출물로 용해시키는 단계, 상기 용해시킨 로즈마리 추출물에 활성탄을 중량대비 100 : 4 ~ 6의 비율로 혼합하여 탈색하고 농축하여 2차 로즈마리 추출물을 얻는 단계, 상기 2차 로즈마리 추출물에 유화제 및 물을 중량대비 1 : 0.5 ~ 2 : 5 ~ 15의 비율로 혼합하여 로즈마리 조성물을 제조하는 단계, 상기 유화제 및 물을 혼합한 로즈마리 조성물을 50 ~ 100℃의 온도에서 열처리하고 냉각시키는 단계 및 상기 냉각시킨 로즈마리 조성물을 천연보존료로 활용하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 활성탄은 목재를 원료로 하고 1 ~ 150micron의 입자 크기를 가지며, 공극 크기는 25 ~ 50㎚의 중기공을 갖는 활성탄을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 본 발명에 사용하는 활성탄 입자의 크기가 1micron 미만이거나 공극의 크기가 25㎚ 미만일 경우, 활성탄 입자의 크기 및 공극 크기가 작아 탈색이나 탈향의 효과가 미미할 수 있어 바람직하지 않으며, 활성탄 입자의 크기가 150miron 초과하거나 공극의 크기가 50㎚ 초과할 경우, 활성탄 입자의 크기 및 공극 크기가 커 탈색이나 탈향의 효과의 큰 차이가 없어 비경제적이다.

또한 상기 활성탄을 이용하여 여과 및 농축한 2차 로즈마리 추출물은 건조한 후, 이를 유화제 및 정제수와 혼합하여 로즈마리 조성물로 제조할 수 있다.

또한 상기 유화제는 C8 내지 C12를 가지는 글리세린지방산에스테르 및 프로필렌글라이콜 중 하나 또는 둘 이상의 유화제를 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 로즈마리 조성물은 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 또는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)로 이루어지는 진균류, 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어지는 세균류에 항균력이 있는 것이 바람직하다.

또한 상기 로즈마리 조성물은 화장품, 식품, 의약품 또는 사료에 사용되는 것이 바람직하다.

또한 도 1은 로즈마리 조성물을 첨가한 화장품 방부 효과 결과 그래프이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예, 비교예 및 실험예를 제시한다. 다만 하기 실시예, 비교예 및 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시되는 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예, 비교예 및 실험에로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 : 로즈마리 에탄올 추출물

2㎜ 이하로 분쇄한 건조 로즈마리 잎 분말과 80％ 에탄올을 중량대비 1 : 9 비율로 혼합하여 25 ~ 40℃에서 150rpm으로 진탕하면서 24시간 이상 추출한 후 여과 및 농축하여 로즈마리 에탄올 추출물을 제조한다.

실시예 2 : 탈색, 탈향, 수용화를 거친 로즈마리 조성물

2㎜ 이하로 분쇄한 건조 로즈마리 잎 분말과 80％ 에탄올을 중량대비 1 : 9의 비율로 혼합하여 25 ~ 40℃에서 150rpm으로 진탕하면서 24시간 이상 추출한 다음 여과 및 농축하여 1차 로즈마리 추출물을 획득한다. 상기 획득한 1차 로즈마리 추출물과 80％ 에탄올을 중량대비 2 : 8의 비율로 혼합하여 용해시킨 후, 탈색을 위하여 SX plus 활성탄(Norit)을 중량대비 4 ~ 6％로 처리하여 1시간 동안 진탕한 다음, 이를 여과 및 농축하여 2차 로즈마리 추출물을 획득한다. 상기 탈색 및 농축하여 획득한 2차 로즈마리 추출물을 데카글리세린 모노도데가노에이트(Decaglyerol monododecanoate)와 정제수를 중량대비 1:1:8의 비율로 첨가한 후, 50 ~ 60℃에서 1시간 동안 혼합 교반하고, 이를 0.45㎛필터(filter)로 여과하여 로즈마리 조성물을 제조한다.

실험예 1 : 로즈마리 추출물의 항균력 평가

실시예 1의 추출물을 하기 표 1의 5 종 미생물에 대한 항균력을 평가하였다. 실험에 사용한 미생물은 그람 양성 세균으로는 바실러스 세레우스(Bacillus cereus ATCC 6633), 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus ATCC 6538)균주를 사용하였고, 그람 음성 세균으로는 에스케리치아 콜리(Escherichia coli ATCC 25922), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 균주를 사용하였으며, 효모 균주로는 캔디다 알비칸스(Candida albicans ATCC 10231)를 사용하였으며, 곰팡이 균주로는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger ATCC 16404)를 사용하였다.

세균은 Tryptic soy agar(TSA, pancreatic digest of casein 15g, papaic digest of soybean 5g, sodium chloride 5g, agar 15g)에서 37℃ 온도에서 24시간 전 배양하고 이를 10^5-6 CFU/㎖ 농도가 되도록 희석하여 종균을 준비하였으며, 진균은 Potato dextrose broth(PDB, potato starch 4g, dextrose 20g) 배지로 30℃의 온도에서 24시간 동안 전 배양한 후 10^4-5CFU/㎖의 접종액이 되도록 희석하여 준비하였다. 항균력 테스트에 사용한 액체배지는 세균용으로 TSB(Tryptic soy broth)를 사용하였으며, 진균용으로는 PDB를 사용하여 배양하였다.

항균력 테스트는 CLSI방법(The Clinial and Laboratory Standards Institute guideline)에 따라 microdilution법으로 하였으며, 세균은 배양 24시간 후, 진균은 배양 48시간 후 결과를 확인하여, 최소생육저해농도(MIC, Minimal Inhibitory Concentration)로 나타내었다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

<로즈마리 추출물의 항균 활성>

테스트 미생물	MIC(ppm)
테스트 미생물	로즈마리 추출물(실시예 1)	솔빈산칼륨
Escherichia coli ATCC 25922	4,000	5,000
Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027	2,000	5,000
Staphylococcus aureus ATCC 6538	63	5,000
Bacillus cereus ATCC 6633	63	5,000
Candida albicans ATCC 10231	500	2,500
Aspergillus niger ATCC 16404	2,000	1,250

상기 표 1에 나타난 바와 같이 로즈마리 추출물의 항균활성 결과 그람 양성 세균과 효모 균주에 대해서는 솔빈산칼륨보다 매우 우수한 항균활성을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 그람 음성 세균 및 곰팡이에 대해서는 솔빈산칼륨과 유사한 항균활성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

실험예 2 : 로즈마리 추출물의 탈색

상기 실시예 1의 로즈마리 추출물은 진한 청록색을 띄며 로즈마리 향이 매우 강하여 식품 및 화장품에 적용하기 불가능한 관능으로 탈색 및 탈향이 필수적이다. 상기 실시예 1의 로즈마리 추출물을 80％ 에탄올과 중량대비 2 : 8의 비율로 혼합하여 용해시킨 다음, 탈색을 위하여 Norit사의 활성탄을 각각 5％씩 처리하여 1시간 동안 진탕한 다음 여과하여 탈색 및 탈향 정도와 항균력을 평가하였다.

<활성탄 종류에 따른 탈색 및 탈향 효과>

활성탄 종류	MIC(ppm)		탈색정도	탈향정도
활성탄 종류	Bacillus cereus ATCC 6633	Candida albicans ATCC 10231	탈색정도	탈향정도
무처리	63	500	-	-
SX ULTRA	63	500	+	+
CGSP	500	2,000	+	+
SX 1G	78	625	++	+++
PK1-3	63	500	-	+
DRACO S51HF	63	500	+	-
CA-1	125	1,250	+	++
A-51	500	2,000	+	-
GAS 1240 PLUS	63	500	-	-
KBG	78	625	++	++
CASP	78	625	+++	++
SX PLUS	78	625	+++	++++

탈향 및 탈향 효과 : 없음(-), 10％이하(+), 10~30％(++), 30~50％(+++), 50~70％(++++)

상기 표 2에서 나타난 바와 같이 11종의 활성탄으로 로즈마리 추출물을 탈색한 결과 SX Plus 활성탄이 탈색 및 탈향 효과가 가장 우수한 것을 확인할 수 있으며, 항균력 손실이 거의 없어 로즈마리 추출물의 탈색용으로 가장 적합한 활성탄으로 판단된다. 또한, SX 1G, KBG 및 CASP 활성탄도 비교적 우수한 탈색 및 탈향 효과를 나타낸 것을 확인할 수 있다.

실험예 3 : 활성탄의 최적 적용 농도 결정

활성탄의 최적 적용 농도를 결정하기 위해서, 상기 실험예 2와 같이 제조한 20％ 로즈마리 추출물에 Norit사의 SX Plus 활성탄을 중량대비 3 ~ 7％의 비율까지 농도 별로 처리한 후, 탈색 및 탈향 효과와 항균력을 평가하였다.

<활성탄 농도별 탈색 및 탈향 효과>

Sample	MIC(ppm)		탈색 효과	탈향 효과
Sample	Bacillus cereus ATCC 6633	Candida albicans ATCC 10231	탈색 효과	탈향 효과
Control	63	500	-
3％	63	500	+	++
4％	63	500	++	+++
5％	78	625	+++	++++
6％	156	1,250	++++	++++
7％	312	2,000	++++	++++

탈색 및 탈향 효과 : 없음(-), 10％이하(+), 10~30％(++), 30~50％(+++), 50~70％(++++)

상기 표 3에서 나타난 바와 같이 활성탄의 농도가 높을수록 탈색 및 탈향 효과가 우수한 것을 확인할 수 있으나, 상대적으로 항균력이 감소되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라 활성탄을 4 ~ 6％의 농도로 처리할 때 유의적으로 항균력의 소실이 없으며, 탈색 및 탈향 효과가 우수한 것을 알 수 있다.

실험예 4 : 로즈마리 추출물의 수용성 제형화

탈색한 로즈마리 추출물을 식품 및 화장품 등에 사용하기 적합한 수용성 제형으로 제조하기 위해, 유화제를 사용하여 제형화 하였다. 상기 실험예 2 및 실험예 3에 의해 탈색 및 탈향된 로즈마리 추출물에 하기 표 4의 유화제들과 물의 비율을 중량대비 1:1:8의 비율로 혼합한 다음, 50 ~ 60 ℃에서 1시간 동안 혼합 교반하여 제형화 하였다. 이때, 제형화된 로즈마리 추출물을 로즈마리 조성물이라 한다.

상기와 같이 제조한 제형을 물에 분산하였을 때의 재침전 유무를 평가하기 위해서 10％ 수용액을 제조하여 24시간 동안 4℃ 온도에서 냉각하여 평가하였다.

<유화제 종류별 로즈마리 추출물의 용해도 평가>

유화제 종류	재침전	MIC(ppm)/Bacillus cereus ATCC 6633
Glycerin	재침전	>10,000
Propylene glycol	침전 없음	630
1,3-Butylene glycol	재침전	1,260
Decaglycerol monododecanoate	침전 없음	630
Decaglycerol myristate	재침전	5,000
Decaglycerol monooleate	재침전	>10,000
Glycerol monooctanoate	침전 없음	315
Glycerol monodecanoate	침전 없음	315
Glycerol monododecanate	침전 없음	315

상기 표 4에 나타난 바와 같이 프로필렌 글리콜(Propylene glycol), 데카글리세롤 모노도데카노에이트(decaglycerol monododecanoate), 글리세롤 모노옥테이트(Glycerol monooctanoate), 글리세롤 모노데카노에이트(Glycerol monodecanoate), 글리세롤 모노도데카노에이트(Glycerol monododecanoate)를 사용한 로즈마리 추출물 제형을 물에 재분산하였을 때, 침천이 발생하지 않고 항균력이 유지되므로 로즈마리 추출물의 유화에 적절한 것을 확인할 수 있다.

상기 결과 C8~C12를 갖는 모노글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르 및 프로필렌글라이콜이 로즈마리 추출물의 유화제로 적합한 것을 확인하였다.

실험예 5 : 로즈마리 추출물의 항산화 활성

산화안정성은 랜시매트(rancimat)법으로 하기 표 5와 같은 조건에서 AOM(the active oxygen method)을 테스트하여 유지 산패 유도기간을 평가하였다. AOM은 식용유지에 산소와 열을 가하면서 강제로 유지를 산화시키고, 발생한 산화 생성물이 증류수를 통과할 때 전기전도도 변화 값을 측정하는 방법으로, 동일조건에서 유도기간이 길수록 산화안정성이 높으며 항산화 효과가 우수함을 평가하기 위한 방법이다.

<랜시매트 기기 측정 조건>

측정 기기명	892 rancimat(Merrohm)
측정 시료량	3g
공기 주입량	20 liter/hour
가열온도	100℃
결과 산출	유도기간(hour)

식용 유지에 하기 표 6에 나타난 바와 같이 상기 실시예 1 또는 실시예 2를 혼합하여 산화안정성을 유도기간으로 평가하였다. 실시예 1 대비 실시예 2의 로즈마리 추출물 함량이 1/10이므로, 실시예 2를 10 배 많은 함량을 첨가하여 실험을 실시하였다.

또한 하기 실험은 식용 유지 및 실시예 1 또는 실시예 2를 중량％로 혼합하여 실험을 실시하였다.

<로즈마리 추출물의 산화안정성 평가>

구분	식용유지	실시예 1	실시예 2	유도기간(hour)
비교예 1	100	0	0	14.6
실시예 3	99.9	0.01	0	18.6
실시예 4	99.9	0	0.01	19.1

상기 표 6에 따라 로즈마리 추출물의 산화안정성을 평가한 결과, 단순 로즈마리 추출분말을 사용한 실시예 1과 탈색, 탈향 및 수용화 과정을 거친 실시예 2의 산화안정성 값에서 유의적인 차이가 없었으며, 탈색과 수용화 과정을 거쳐도 항산화 활성이 소실되지 않고 잘 유지되었다.

실험예 6 : 소스 보존 효과

로즈마리 조성물의 소스 보존 효능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 2을 첨가한 파인애플드레싱을 제조하여 20℃ 항온기에 보관하면서 무처리구 대비 균 감소 여부를 확인하였다. 무보존료 파인애플 드레싱에 로즈마리 조성물을 0.1％, 0.5％, 1％, 2％ 처리한 다음, 첨가한 소스에서 주로 변패를 유발하는 효모 균주인 자이고사카로마이세스 바일리(Zygosaccharomyces bailii)를 접종한 후, 1개월 동안 균 사멸정도를 pour plate test로 확인하였다.

또한 로즈마리 조성물의 효능을 비교하기 위해 솔빈산칼륨을 비교 방부제로 적용하여 실험을 실시하였다.

<파인애플드레싱 배합 성분>

성분	함량(％)
분쇄파인애플	35
마요네즈	22
머스타드소스	10
식초	20
설탕	10
소금	3
총계	100

구분	실시예 2(중량％)	솔빈산칼륨
실시예 5	0.1％	-
실시예 6	0.5％	-
실시예 7	1％	-
실시예 8	2％	-
비교예 1	-	-
비교예 2	-	0.1％

<파인애플드레싱 보존 효과>

시료	균수변화(CFU/㎖)
시료	초기균수	1일	3일	7일	14일	21일	28일
실시예 5	5.0×10⁵	3.2×10⁵	7.2×10⁵	2.2×10⁶	5.4×10⁶	8.6×10⁶	1.0×10⁷
실시예 6	5.0×10⁵	2.5×10⁴	1.3×10³	4.1×10²	<30	<10	<10
실시예 7	5.0×10⁵	1.8×10³	5.7×10²	<50	<10	0	0
실시예 8	5.0×10⁵	2.5×10²	<90	<30	0	0	0
비교예 1	5.0×10⁵	1.7×10⁶	2.4×10⁶	7.4×10⁶	2.7×10⁷	3.2×10⁷	4.5×10⁷
비교예 2	5.0×10⁵	7.9×10³	4.3×10²	<80	<10	0	0

상기 표 9에 나타난 바와 같이 소스에 각각 적용한 결과 로즈마리 조성물을 처리한 실시예 6 내지 실시예 8에서 전반적으로 효모수가 감소하는 것을 확인할 수 있으며, 특히 실시예 7은 비교예 2와 유의적으로 유사한 활성을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 실시예 8은 비교예 2보다 항효모 활성이 더욱 강력하게 작용하는 것을 알 수 있다.

상기의 실험에 따라 균을 과량으로 접종한 가혹 실험에서도 소스의 효모 증식 억제 효과가 우수하게 나타났으며, 실제 파인애플 소스와 같이 초기 균이 거의 없는 상태에서 일부 유입될 수 있는 오염균 제어에 로즈마리 조성물이 매우 효과적일 것으로 판단되었다.

실험예 7 : 화장품 방부 효과

화장품 유화에멀전을 제조하여 로즈마리 조성물의 화장품 방부 효능을 확인하였다.

화장품 방부 효과를 알아보기 위해 하기 표 10의 성분을 포함하고 로즈마리 조성물(실시예 2)을 포함한 유화에멀전을 제조하여 방부제 유효성 테스트를 수행하였다.

상기 방부제 유효성 테스트는 소비자에게 피부 자극을 일으키지 않고 제품을 안전하게 보존하는데 필요로 하는 방부제의 최소농도를 찾기 위한 이유로 제품의 안정성과 소용에 있어 중요하다.

화장품의 방부력을 측정하는 방법으로 USP와 CTFA의 방법을 많이 사용하며, 본 발명에서 사용하는 시험 방법은 미국화장품공업협회(Cosmeticm, Toiletry, and Fragrance Association, 이하 CTFA)의 미생물 가이드라인의 시험법을 사용하였다.

테스트에 사용한 미생물 균주는 스타필로코커스 아우레우스(staphylococcus aureus ATCC 6538), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027) 및 에스케리치아 콜리(Escherichia coli ATCC 25922)로 이루어지는 세균류, 효모류인 캔디다 알비칸스(Candida albicans ATCC 10231) 및 곰팡이류인 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger ATCC 16404)를 사용하였다.

상기 실험예 1과 같이 상기 균을 전 배양하여 1×10⁶CFU/g이 되도록 접종한 후, 상기 실시예 2를 중량대비 1％ 첨가한 후, 1 ~28일까지 시간 경과를 관찰하여 그래프화 하였다. CTFA 기준에 따른 방부력 유효성으로 세균은 접종 7일 이내 99.9％ 이상 균수가 감소해야 하며, 시험기간 동안 증식이 없어야 하고, 진균은 접종 7일 이내에 적어도 90％ 이상 미생물 수가 감소해야 하며, 시험기간 중 지속적으로 미생물 수가 감소해야 한다.

<화장품 유화에멀전 조성>

원료명	기준량(％)
미네랄 오일	3.0
스테아릭 애시드 (45％)	2.0
폴리솔베이트 60	0.6
글리세릴 스테아레이트	0.4
글리세린	5.0
트리에탄올아민	0.3
정제수	78.6
카복실비닐폴리머	0.1
정제수	9.0
실시예 2	1.0
총계	100.0

상기 표 10과 같이 화장품 유화에멀전을 제조하여 화장품 방부력을 측정한 결과 도 1과 같이 나타났다.

도 1에서 나타난 바와 같이 로즈마리 조성물을 1％ 적용 시, 세균 3종은 접종 7일차에 100％ 사멸한 것을 확인할 수 있으며, 효모와 곰팡이는 21일차에 100％ 사멸한 것을 확인할 수 있다.

상기의 결과 로즈마리 조성물이 기존 화학 방부제인 메틸파라벤 보다는 다소 약한 활성을 갖지만, 미생물 접종 후 3주 이내에 모든 균을 사멸시키는 우수한 방부력을 나타내는 것을 확인할 수 있다.

Claims

로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법에 있어서,
상기 천연 보존료는 로즈마리를 분쇄하고 24시간 동안 25 ~ 40℃의 온도에서 80 ~ 100％ 알코올로 추출한 후 농축하여 1차 로즈마리 추출물을 얻는 단계;
상기 1차 로즈마리 추출물을 80 ~ 100％ 알코올로 중량비 20％의 로즈마리 추출물로 용해시키는 단계;
상기 용해시킨 로즈마리 추출물에 활성탄을 중량대비 100 : 4 ~ 6의 비율로 혼합하여 탈색하고 농축하여 2차 로즈마리 추출물을 얻는 단계;
상기 2차 로즈마리 추출물에 유화제 및 물을 중량대비 1 : 0.5 ~ 2 : 5 ~ 15의 비율로 혼합하여 로즈마리 조성물을 제조하는 단계;
상기 유화제 및 물을 혼합한 로즈마리 조성물을 50 ~ 100℃의 온도에서 열처리하고 냉각시키는 단계; 및
상기 냉각시킨 로즈마리 조성물을 천연보존료로 활용하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 활성탄은 목재를 원료로 하고 1 ~ 150micron의 입자 크기를 가지며, 공극 크기는 25 ~ 50㎚의 중기공을 갖는 활성탄을 사용하는 것을 특징으로 하는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 유화제는 C8 내지 C12를 가지는 글리세린지방산에스테르 및 프로필렌글라이콜 중 하나 또는 둘 이상의 유화제를 사용하는 것을 특징으로 하는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 로즈마리 조성물은 칸디다 알비칸스(Candida albicans) 또는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)로 이루어지는 진균류, 스타필로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 대장균(Escherichia coli), 슈도모나스 에어루지노사(Pseudomonas aeruginosa) 또는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)로 이루어지는 세균류에 항균력이 있는 것을 특징으로 하는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 로즈마리 조성물은 화장품, 식품, 의약품 또는 사료에 사용되는 것을 특징으로 하는 로즈마리 조성물을 함유하는 천연 보존료의 제조방법.