KR20160150332A

KR20160150332A - 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물

Info

Publication number: KR20160150332A
Application number: KR1020150088149A
Authority: KR
Inventors: 정성필
Original assignee: 정성필
Priority date: 2015-06-22
Filing date: 2015-06-22
Publication date: 2016-12-30
Also published as: KR101732257B1

Abstract

본 발명은 유해 미생물이 존재하는 의료기기, 음식 조리용 기구, 인체 등을 살균·소독 및 악취를 저감시키기 위한 조성물에 관한 것으로서, 과산화물(Peroxide) 및 타임허브(Thymus vulgaris) 추출물을 함유한다. 본 발명에 따른 살균소독 및 악취저감용 조성물은 인체 무해하고 악취저감력과 살균력이 높으며, 사용 유효기간이 길다.

Description

환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물{ECO-FRIENDLY OXYGEN RADICAL COMPOSITION FOR STERILIZATION, DISINFECTION AND DEODORIZATION COMPRISING EXTRACTS OF THYMUS VULGARIS L.}

본 발명은 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물로서, 인체, 농산물, 식품, 조리기구, 의료기기, 에어컨 필터에 존재하는 유해균을 제거하기 위해 사용될 수 있는 살균·소독 조성물에 관한 것이다.

과산화물(Peroxide)은 -2가의 O₂기를 포함하고 있는 산화물을 가리키며, 살균, 소독, 세정제 조성물의 주성분으로 사용된다. 특히, 과산화물 중 하나인 과산화초산(Peroxyacetic acid)은 분자식이 CH₃COOOH로 표현되며, 반응성이 높고 옥시젠 라디칼(Oxygen radical)에 의해 단 몇 방울로도 다양한 종류의 세균을 박멸하는 성질을 가진 것으로 알려져 있다. 과산화초산의 탄화수소 말단은 박테리아 등의 미생물 세포에 쉽게 침투하여 미생물의 내부 및 외부의 S-S 및 S-H 결합을 분해하여 신속하고 효과적인 항균활성을 유도한다. 과산화초산이 유기물과 접촉되었을 때, 하기 반응식 1과 같이 원자상의 옥시젠 라디칼이 발생되고, 발생된 옥시젠 라디칼은 접촉된 유기물을 산화시켜 살균효과를 발휘한다.

[반응식 1]

CH₃COOOH + H₂O ↔ CH₃COOH + ·O₂

따라서, 과산화초산은 병원성 미생물을 제거하기 위한 의료기기용 세정제로 많이 사용되고 있고, 에어컨 필터 및 조리기구 세정제, 손 세정제 등 다양 분야에 사용된다.

과산화초산은 과산화수소, 초산 및 산 촉매를 함유하는 수용성 반응 매질 내에, 과산화수소 및 초산을 연속적으로 공급하여, 반응 매질로부터 과산화초산이 농축된 증류액을 연속적으로 증류하여 제조할 수 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0597092호에서는 하기 반응식 2와 같이 초산과 과산화수소를 반응시켜 과산화초산을 획득하는 방법이 개시되어 있다.

[반응식 2]

CH3COOH + H₂O₂ ↔ CH₃COOOH +H₂O

종래 의료기기 살균·소독 조성물의 주성분으로 글루타르알데히드, 염소계 화합물을 사용하였으나, 의료기기 부식, 인체 알레르기 유발 및 유해물질이 잔류되는 문제가 있었다. 따라서, 인체에 무해한 과산화초산이 현재 각광을 받고 있다. 그러나 과산화초산은 불안정한 화학적 구조를 가져 쉽게 초산, 과산화수소(이후 산소와 물로 분해됨)로 분해된다. 따라서, 과산화초산을 유효성분으로 하는 살균·소독 조성물은 조제된 후 단 1회 사용되거나, 조제 후 보존되더라도 1일 ~ 3일 이내에 사용해야만 한다. 살균·소독 조성물에 함유된 과산화초산이 분해되어 최초 농도를 유지하지 못하기 때문이다.

이러한 사용 유효기간을 연장하기 위해, 대한민국 등록특허공보 제10-0426937호는 오르토인산나트륨염, 오르토인산칼륨염, 피로인산나트륨염, 피로인산칼륨염, 폴리인산나트륨염, 폴리인산칼륨염 등의 인산염과 비이온 계면활성제를 과산화초산에 첨가하는 내용이 개시되어 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-0426937호는 과산화초산을 포함한 살균·소독 조성물이 7일간 연장되었다고 주장하나, 5일 경과 후 과산화초산의 잔존율은 49% 미만으로 떨어져 사용 유효기간에 문제가 있다. 통상 과산화초산은 살균·소독 조성물 100ml 당 0.2 ~ 0.35g 정도로 극히 소량 함유하고 있는데, 이는 과산화초산이 살균·소독 조성물에 많은 양으로 함유되면, 과산화초산의 고유한 악취(신 냄새)가 심하기 때문이다.

대한민국등록특허공보 제10-0426937호(살균·소독용 과초산 조성물)

본 발명은 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물에 관한 것으로서, 천연성분을 함유하여 인체에 무해하되 과산화초산을 다량 함유하여 살균·소독 효과를 높이고 사용 유효기간이 길고, 악취가 없는 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물은 과산화물(Peroxide) 및 타임허브(Thymus vulgaris L.) 추출물을 포함한다. 상기 과산화물은 과산화초산(Peroxyacetic acid), 과산화수소, 과산화옥탄산(Peroxyoctanoic acid)을 포함하며, 바람직하게는 상기 과산화물은 조성물 전체 중량% 대비 과산화수소(H₂O₂) 15 ~ 30 중량% 및 초산(CH₃COOH) 15 ~ 30 중량%를 함유할 수 있고, 상기 타임허브 추출물은 조성물 전체 중량% 대비 1 ~ 15 중량%를 함유할 수 있다. 상기 살균/소독 조성물은 셀레늄(Se)을 더 포함할 수 있으며, 상기 셀레늄은 조성물 전체 중량% 대비 0.01 ~ 3 중량%를 함유할 수 있다.

본 발명에 따른 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라티칼 조성물은 과산화물의 함량을 높여 살균·소독의 효율을 높이고, 과산화물이 함량이 높아짐에 따라 발생될 수 있는 악취를 타임허브 추출물을 첨가하여 제거할 수 있다. 또한 타임허브 추출물은 자체 살균·소독의 효과가 있어, 과산화물과 더불어 살균·소독 효과를 향상시킬 수 있다. 본 발명에 따른 살균·소독 조성물은 셀레늄을 추가 함유할 경우, 과산화물의 급격한 옥시젠 라디칼 발생을 막아 사용 유효기간을 연장할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물을 대장균에 처리한 직후의 이미지(좌측)와 30분 경과 후의 이미지(우측)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물을 황색포도상구균에 처리한 직후의 이미지(좌측)와 30분 경과 후의 이미지(우측)이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예로 기술되고 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 균등한 모든 범

본 발명의 일 실시예에 따른 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물은 과산화물 및 타임허브 추출물을 포함한다.

상기 과산화물(Peroxide)은 -2가의 O₂ 기를 가지고 있는 산화물로서, 분해되어 활성산소인 옥시젠 라디칼(·O₂)을 발생시킨다. 예를 들면, 상기 과산화물은 하기 표 1과 같은 화학식 I ~ V의 화합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

구분	화학식
화학식 I
화학식 Ⅱ
화학식 Ⅲ
화학식 IV
화학식 V

(상기 화학식 I ~ V의 R, R'은 각각 C₁ ~ C₆알킬; C₁ ~ C₆환형 알킬; N, K, Ca, Na, Cl, S, H, OH 중 적어도 하나 이상이 치환된 C₁ ~ C₆알킬 또는 C₁ ~ C₆환형 알킬; N, K, Ca, Na, Cl, S, H, OH 로부터 선택된 치환기이다.)

상기 과산화물은 과산화초산, 과산화수소(H₂O₂), 과산화옥탄(Peroxyoctanoic acid)으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 옥시젠 라디칼 조성물은 살균·소독 효과를 향상시키기 위해, 과산화물을 30 ~ 60중량% 함유할 수 있다. 바람직하게는 과산화물은 조성물 전체 중량% 대비 과산화수소 15 ~ 30 중량% 및 초산(CH₃COOH) 15 ~ 30 중량%를 함유할 수 있다. 과산화수소와 초산이 혼합되어 반응함에 따라, 과산화초산과 물이 형성될 수 있다(상기 반응식 2 참고).

종래 통상적으로 함유되는 과산화초산은 제품화된 전체 조성물 100ml 당 0.2 ~ 0.35g 정도로 극히 소량 함유되는 것에 반하여, 본 발명의 옥시젠 라디칼 조성물은 과산화물이 다량 함유된다. 고유의 특성상 과산화물이 다량 함유되면, 과산화물의 고유한 신 냄새의 자극적인 악취가 발생한다.

본 발명의 옥시젠 라디칼 조성물은 이러한 과산화물이 다량 함유됨에 따라 발생되는 악취를 제거하고 자극성을 낮추기 위해, 타임허브(Thymus vulgaris) 추출물을 더 포함할 수 있다. 상기 타임허브는 타임 또는 다임(Thyme)으로도 불리며, 백리향으로도 알려져 있다. 타임허브는 그 향이 백리까지 간다고 하여 백리향으로 불리며, 지중해 일대에서만 재배되다가 현재 그 풍미와 향에 대한 인식이 확산되어 유럽, 서아시아, 북아프리카 등 전 세계에 걸쳐 다양한 지역에서 재배되고 있으며, 국내에서도 재배되고 있다.

본 발명의 옥시젠 라디칼 조성물에 함유되는 타임허브 추출물은 과산화물이 다량 함유됨에 따라 발생되는 자극적인 악취를 제거한다. 타임허브를 수증기로 증류하여 얻은 타임허브 추출물에는 살균력이 강한 티몰(Thymol)과 카바크롤(Carvacrol)이라는 페놀성 화합물이 함유되어 있는 것으로 보고되고 있으며[Journal of Food, Agriculture & Environment Vol.5 (2): 92-94. 2007], 이는 과산화물과 더불어 살균·소독 작용에 효과적이라고 보고되고 있다. 타임허브는 건조시켜도 그 독특한 향기와 풍미가 변하지 않는 특성을 가져, 액상의 추출물로 정제한 뒤 과산화물과 함께 사용하면 과산화물의 고유한 자극적 신 냄새를 최소화할 수 있다.

타임허브 추출물은 조성물 전체 중량% 대비 1 ~ 15 중량% 함유될 수 있다. 타임허브 추출물의 함량은 과산화물의 함량에 따른 악취를 제거하기 위한 것으로 다양하게 변경될 수 있으나, 타임허브 추출물은 조성물 전체 중량% 대비 1 중량% 미만이면 과산화물의 악취가 발생하고, 15 중량% 이상이면 타임허브 추출물의 향이 지나치게 강하여 문제가 될 수 있다.

구체적으로, 조성물 전체 중량% 대비 과산화수소 15 중량%와 초산이 15 중량% 함유되었을 때, 타임허브 추출물이 1 중량% 이상 함유되어야 신 냄새의 악취를 제거할 수 있다. 한편, 조성물 전체 중량% 대비 과산화수소 30중량%에 초산 30 중량%가 함유되었을 때, 타임허브 추출물이 15 중량%가 함유되어야 신 냄새의 악취를 제거할 수 있다.

본 발명의 옥시젠 라디칼 조성물은 셀레늄(Selenium)을 더 포함할 수 있다. 셀레늄은 강력한 항산화력으로 옥시젠 라디칼을 제거한다. 셀레늄은 과산화물이 유기물과 접촉하였을 때, 급격하게 발생하는 옥시젠 라디칼의 양을 지연시켜 살균·소독 조성물의 사용 유효기간을 연장시킬 수 있다. 구체적으로 상기 타임허브 추출물을 사용하여 과산화물의 고유한 악취 문제를 해결함으로써 과산화물을 다량 함유한 옥시젠 라디칼 조성물을 제조할 수 있고, 과산화물이 다량 함유된 상태에서 과산화물이 유기물과 접촉하여 옥시젠 라디칼을 방출하는 작용을 셀레늄이 억제 및 지연시킴으로써 사용 유효기간을 연장시킬 수 있다.

바람직하게는 상기 셀레늄은 조성물 전체 중량% 대비 0.01 ~ 3 중량% 함유될 수 있다. 셀레늄이 조성물 전체 중량% 대비 0.01 중량% 미만일 경우, 다량 함유된 과산화물의 옥시젠 라디칼 방출량을 제어할 수 없어 사용 유효기간을 연장시킬 수 없다. 셀레늄이 조성물 전체 중량% 대비 3 중량%를 초과할 경우, 과산화물의 옥시젠 라디칼 방출량을 현격히 줄여 살균·소독 효과를 보기 어렵다.

본 발명의 살균·소독 조성물은 유기산을 더 포함할 수 있다. 상기 유기산은 과산화물과 타임허브 추출물과 더불어 살균·소독 효과를 높일 수 있다. 예를 들면, 상기 유기산은 구연산, 사과산, 호박산, 주석산, 소르빈산, 안식향산, 살리실산, 디메틸 안식향산, 에틸 안식향산, 디메틸 안식향산 및 디히드록시 안식향산 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 살균·소독 조성물은 통상적인 방부제, 향료, 색소, 계면활성제, 희석제, 알코올, 폴리올, 인산염 완충제, 보습제, 정제수를 함유될 수 있다. 또한, 본 발명의 살균·소독 조성물은 병원성 유해 미생물을 살균/소독하기 위한 용도 이외에, 화장실에 존재하는 대장균, 살모렐라균, 포도상구균을 살균/소독하기 위해 사용될 수 있으며, 농산물/식품에 존재하는 쉬겔라(Shigella), 캄필로박터(Campylobacter), 에르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 리스테리아 모노사이토제니스(Listeria monocytogenes), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 클로스트리디움(Clostridium), 셀레우스균(Bacillus cereus), 비브리오균(Vibrio), 보틀리누스균(Clostridium botulinum), 간균(bacillus), 리스테리아균(Listeria monocytogenes)을 살균/소독하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 조리기구에 많이 잔류하는 헤테로사이클릭아민, 벤조피렌을 제거하기 위해 사용될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명의 살균·소독 조성물을 보다 상세히 설명하나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.

<옥시젠 라디칼 조성물의 제조>

하기 표 2와 같이, 해당 원료들을 함량별로 준비하였다.

구분	원료	함량(조성물 전체 중량% 대비)
1	과산화수소	17 중량%
2	초산	30 중량%
3	타임허브 추출물	4 중량%
4	셀레늄	0.5 중량%
5	구연산	0.1 중량%
6	사과산	0.1 중량%
7	인산염	0.05 중량%
8	정제수	잔량
	총계	100

1과 2를 혼합한 후 8에 희석하고, 4 ~ 7을 순차적으로 투입 및 혼합하여 옥시젠라디칼 조성물 (이하, 실시예 조성물이라 함)을 제조하였다.

<실험예 1-살균 시험>

실시예 조성물의 살균 효율을 측정하기 위하여 그람 음성균인 대장균(Escherichia coli, ATCC 25922), 그람 양성균인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus, ATCC 25922)을 대상으로 살균 실험을 진행하였다.

시험 균주들을 배지에서 배양시킨 후, 배양된 시험 균주를 희석하여 초기 접종 균수가 1~9 X 10⁵CFU/ml가 되도록 조정하여 살균 실험에 사용하였다. 이어서, 실시예의 조성물(0.2% v/v) 20ml에 시험 균주을 첨가하였다. 혼합한 후 상온에서 30분간 방치하였을 때, 각각의 세균수를 측정하여 초기 세균수에 대한 살균 감소율을 확인하였다. 멸균생리식염수를 대조로 하여 초기 세균수를 측정하고, 이를 실시예 조성물과 비교함으로써, 살균 효율을 비교하였다.

살균 감소율(%)는 하기와 같은 식에 의해 도출된다.

살균 감소율(%)= (A - B)/A X 100

[A: 초기 세균수, B: 30분 경과 후 세균수]

살균 감소율이 큰 경우, 살균·소독 조성물이 시험 균주를 살균·소독하는 효율이 높은 것을 의미한다.

살균 실험 결과는 하기 표 3과 같다.

시험 균주	초기 세균수 (CFU/mL)	살균 감소율(%)
대장균 (Escherichia coli)	4.0 X 10⁵	99.9% 이상
황색포도상구균 (Staphylococcus aureus)	5.8 X 10⁵	99.9% 이상

도 1은 실시예 조성물을 대장균에 처리한 직후의 이미지(좌측)와 30분 경과 후의 이미지(우측)이고, 도 2는 실시예 조성물을 황색포도상구균에 처리한 직후의 이미지(좌측)와 30분 경과 후의 이미지(우측)이다.

실시예 조성물의 대장균과 황색포도상균에 대한 살균 효과를 실험한 결과 살균 감소율이 모두 99.9%이다. 실시예의 조성물은 대장균과 황색포도상구균을 거의 모두 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다.

<실험예 2-악취 제거 시험>

실시예 조성물 0.2 ml를 취하여 증류수 19.8ml에 희석하였다. 이를 4회 반복하여 4개의 실시예 조성물을 제조하였다.

4개의 실시예 조성물을 밀폐 반응기(용량 5L) 4개에 각각 투입하고, 암모니아(NH₄) 50 μmol/mol, 트리메틸아민(CH₃)₃N 50 μmol/mol, 황화수소(H₂S) 50 μmol/mol, 메틸머캅탄(CH₃SH) 10 μmol/mol의 sample 가스를 각각 반응기에 주입하였다. sample 가스를 주입한 후, 초기(0분), 30분, 60분, 90분, 120분 경과 후의 sample 가스 농도를 측정하였다(Sample 농도라 함).

한편, 속인 빈(실시예 조성물을 투입하지 않은 상태) 반응기에 실험용 가스를 상기와 동일하게 투입한 후에 동일한 방식으로 시간에 흐름에 따라 실험용 가스 농도를 측정하였다(Blank 농도라 함).

각 시간대별 실험용 가스의 제거율을 하기와 같은 식으로 계산하였으며, 측정 결과는 표 4와 같이 나타났다.

가스의 제거율(%) = {(Blank 농도 - Sample 농도) / Blank 농도} x 100

시간 경과	암모니아 (NH₄)			트리메틸아민 (CH₃)₃N			황화수소 (H₂S)			메틸머캅탄 (CH₃SH)
시간 경과	Blank 농도 (μmol/mol)	Sample 농도 (μmol/mol)	탈취율 (%)	Blank 농도 (μmol/mol)	Sample 농도 (μmol/mol)	탈취율 (%)	Blank 농도 (μmol/mol)	Sample 농도 (μmol/mol)	탈취율 (%)	Blank 농도 (μmol/mol)	Sample 농도 (μmol/mol)	탈취율 (%)
0분	50	50	0.0	50	50	0.0	50	50	0.0	10	10	0.0
30분	49	미검출	99.6	49	2	95.9	49	2	95.9	10	미검출	99.0
60분	49	미검출	99.6	49	1	98.0	49	2	95.9	10	미검출	99.0
90분	49	미검출	99.6	49	1	98.0	49	1	98.0	10	미검출	99.0
120분	49	미검출	99.6	49	1	98.0	49	1	98.0	10	미검출	99.0

* 가스 농도의 검출한계 0.2 μ mol/mol

본 발명의 실시예 조성물은 암모니아 및 메틸머캅탄의 경우 30분 경과 후, 검출 한계를 넘어 암모니아 및 메틸머캅탄을 완전히 제거하여 탈취율이 높은 것으로 확인되었다. 아울러, 실시예 조성물은 30분 경과 후 트리메틸렌아민을 95.9% 제거하였고, 황화수소를 95.9% 제거하여 탈취율이 높은 것으로 확인되었다.

이러한 결과로부터 실시예의 조성물에 첨가된 타임허브 추출물이 악취 가스를 탈취시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

Claims

과산화물(Peroxide) 및 타임허브(Thymus vulgaris) 추출물을 포함하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제1항에 있어서,
상기 과산화물은 과산화초산(Peroxyacetic acid), 과산화수소, 과산화옥탄산(Peroxyoctanoic acid) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제1항에 있어서,
상기 과산화물은 조성물 전체 중량% 대비 과산화수소(H₂O₂) 15 ~ 30 중량% 및 초산(CH₃COOH) 15 ~ 30 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제1항에 있어서,
상기 타임허브 추출물은 조성물 전체 중량% 대비 1 ~ 15 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 셀레늄(Se)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제5항에 있어서,
상기 셀레늄은 조성물 전체 중량% 대비 0.01 ~ 3 중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제1항의 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠라디칼 조성물은 대장균(Escherichia. coli) 및 황색포도상구균(Staphylococcus, aureus)을 살균하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠 라디칼 조성물.
제1항의 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠라디칼 조성물은 암모니아(NH₄), 트리메틸아민(CH₃)₃N, 황화수소(H₂S) 및 메틸머캅탄(CH₃SH)을 저감 또는 제거하는 것을 특징으로 하는 환경친화적 살균·소독 및 악취저감용 옥시젠라디칼 조성물.