KR20170082949A - 토마토 숯을 이용한 화장수 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토마토를 이용한 숯 제조 방법으로 개시된다. 구체적으로 야채 중에서 피부에 항산화 작용과 항노화 작용, 피부 재생력이 뛰어나다고 알려진 토마토를 이용한 숯의 제조 방법과 그를 이용하여 피부 자극성, 사용감이 개선된 화장수의 제조방법으로 그 발명은 다음과 같이 구성된다.
토마토를 소정 온도에서 가열하여 토마토 액을 추출하고 보다 높은 온도에서 2차 가열하여 제1 토마토 숯을 생성하고, 수증기를 가하여 건조시킨 제2 토마토 숯 제조과정으로 구성함으로서, 그 액과 숯 또는 숯을 통과하여 정제된 원수를 토마토의 고유의 향이 원수에 스며들도록 하여 만들어지는 화장품의 원료로서 또는, 화장수로 활용함으로서 토마토 고유의 향과 토마토의 영양성분으로 인하여 피부자극성과 사용감이 개선된 화장수를 제조할 수 있다.

Description

토마토 숯을 이용한 화장수 제조방법{Skin Lotion Comprising Tomato extract and Containing water purifier using Tomato charcoal}

일반적으로 토마토는 (Solanum Lycopersicum MILL.) 쌍떡잎식물 통화식물목 가지과의 한해살이풀로 일년감이라고도 하며, 토마토 열매는 90% 정도가 수분이며 비타민 A, B, C, E, K 등과 칼륨, 칼슘, 미네랄, 카로틴 및 리코펜 등이 많이 들어 있다. 토마토에 들어있는 베타카로틴과 리코펜이 암예방 기능을 한다는 것으로 알려져 있고, 또한 토마토는 변비를 해소시켜 탄력있고 고운 피부를 가꾸는 데 한몫을 하는 것으로 알려져 있으며, 체내의 수분의 양을 조정해 과식을 억제해 주고, 소화를 촉진시켜 위장, 췌장, 간장 등의 작용을 활발하게 해 주는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 그리고 토마토는 대장의 작용을 좋게 해 혈액 중의 콜레스테롤 수치를 낮추고 비만을 예방하는 데 효과가 있는 것으로 알려져 있기 때문에 토마토를 장시간 섭취하면 피부가 깨끗해지고 탄력 있어진다. 토마토는 야채 중에서 특히 비타민C의 함유량이 많고 노화를 막고 골다공증이나 노인성치매를 예방하는 데 특효가 있는 것으로 알려져 있다. 이들 비타민에는 노화를 방지하는 성분이 들어 있어 몸을 젊게 해주고, 골다공증을 예방시켜 주며, 토마토에 함유되어 있는 비타민 C는 다른 과일이나 채소에 함유되어 있는 비타민 C보다 강력하게 발암물질을 억제하는 작용을 하고(본초도감, 안 덕균, 1998, 699p), 또한 신진대사를 촉진시켜 뇨의 양을 조절하는 효과가 있으며 간염 등의 열성병(熱性病)에도 좋다. 게다가 풍습성(風濕性) 피부병에는 토마토 뿌리, 줄기, 잎을 삶은 물을 조금씩 마시고, 이 물로 수시로 몸을 씻고, 이물을 조금씩 마시면 효력이 있다는 것이 동의보감에 기술되어 있다.

상술한 바와 같이, 많은 영양분을 가지고 있는 토마토를 사람이 섭취할 경우 건강에 많은 도움을 받게 된다. 이러한 토마토를 화장료에 적용하려는 시도가 있어왔다. 예를 들어 한국등록특허공보 10-0280030 에는 토마토(Lycopersicumesculentum) 세포의 세포배양물로 부터 산-에탄올 추출에 의하여 얻을 수 있으며, 하이드록시푸로린이 17% 이상으로 풍부하게 함유된 것으로서, 토마토로부터 생산되는 글리코 단백질(hydroxyproline-rich glycoproteins, HPRGs)의 제조방법과 활성성분으로서 글리코 단백질을 포함하는 화장품 조성물에 관하여 기재하고 있다. 그러나, 상기 특허공보에 기재된 것은 글리코 단백질이 겔 투과 및 전기영동법으로 측정시 분자량이 20,000달톤이고 변성범위가 12,000 내지 38,000이며 물에 용해도가 높다는 특징을 나타낸 것 일뿐, 상기 글리코 단백질을 실제 화장료에 적용했을 때, 화장료가 나타내어야 하는 기본적인 특징들 및 특유의 작용효과에 대해서는 언급하고 있지 않고 있는 바와 같이, 토마토 추출물과 토마토 숯을 이용하여 정제된 원수를 사용하여 제조된 화장료 조성물에 대한 연구는 아직 미흡한 단계에 있는 것이 현실이다.

a) 신선한 토마토를 세척(washing), 절단(cutting) 또는 으깨는(crushing) 전처리를 하고;

b) a)단계에서 얻은 절단되고 으깬 토마토를 농축시키기 위하여 가열한 다음;

c) b)단계에서 얻은 농축물을 물이 포화된(water-saturated) 에틸알콜로 추출하고;

d) c)단계에서 얻은 추출물을 물로 역세척(backwashing)하며;

e) 추출물을 건조시키기 위하여 감압하 농축시키는 단계로 구성되어 있다.

전처리(a)단계)는 관용의 기술로 수행되며 균질한 절단/으깬 토마토를 제공할 수 있는 방법이라면 적당하다. 농축(b)단계)은 감압하 증발시켜 수행되며, 40 °내지 70 ℃ 온도범위, 바람직하게는 50 ℃에서 수행되며, 절단/으깬 토마토의 무게는 최초수치의 20 ~ 30 %에 해당하는 량이 되도록 한다.

농축물의 추출(c)단계)은 농축물 무게의 물로 포화된 에틸알콜 1.0 내지 2.5배 체적, 바람직하게는 2배의 체적으로 반복적으로 수행하여 리코펜-자유잔사를 얻을 수 있다. 본 발명의 바람직한 태양에 따르면, 추출을 4 회 반복하는 것이다.

본 발명을 실시함에 있어서 추출은 실온에서 적어도 1시간 동안, 불빛은 차단하고 저어주면서 농축물-용매 혼합물을 유지하면서 수행하는 것이다. 각 추출물은 물로 세척하고(d)단계), 바람직하게는 각 단일 추출물당 용매 반체적량으로 세척하고, 다음 추출물을 모으고, 여과한 다음 감압하에서 건조되도록 증발시킨다(e)단계). 물로 세척하는 것은 성공적으로 제조하기 위하여서는 필수적이며 총추출량은 증대되었으나 리코펜 함유량은 1/3로 감소되었음이(리코펜 50ppm 함유 토마토에 대하여, 약 6% 대신 4% 였다)관찰되었다.

본 발명은 토마토 숯의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 토마토 숯을 만드는 과정에 토마토의 효능이 함유되어 있는 토마토 액을 추출할 수 있도록 하기 위한 토마토 숯 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 숯을 만드는 과정을 보면, 우선 숯가마 안에 나무의 밑 둥지가 위로 오게 세워 가득 채운 후 입구를 황토로 막고 위쪽까지 불길이 닿도록 가마 안에 만든 아궁이에 불을 넣으면 나무는 위에서 아래로 타 내려온다. 다 타고 나면 꺼내 모래로 질식소화 시키거나 숯가마 아궁이나 굴뚝을 돌이나 진흙으로 밀폐한다.

이러한 숯은 굽는 온도에 따라 그 모양과 성분이 다르다. 일반적으로 숯은 백탄과 흑탄으로 구별되는데 400℃ 내지 700℃의 가마에서 구운 것을 흑탄, 700℃ 내지 1,500℃에서 구운 것을 백탄이라 한다. 이때 숯의 성분은 탄소질이 약 80%를 차지하고 나머지는 여러 종류의 미네랄 등이 있다. 숯 속에 들어 있는 성분은 규산(0.70%), 철(0.30%), 알루미나(0.20%), 티타늄(2.60%), 망간(1.50%), 석회 (42.70%), 마그네시아(5.30%), 칼리(15.50%), 소다(1.80%), 인산(1.90%), 탄산(27.10%), 유황(0.30%) 이다.

또한, 숯의 미네랄은 인체에 대단히 유익한 것으로 세균의 번식과 악취 제거 오염물질의 정화기능과 유해 산소를 제거하는 기능 또한, 지니고 있어서 인체 세포 활성화에 대단히 유익하다고 할 수 있다.

숯은 재료에 따라 다소 차이는 있지만 보통 1g 당 내부 표면적이 200~400평방 정도의 무수한 구멍을 가진 다공성이다. 이러한 숯의 구멍들이 미생물의 주거공간이 되어 유해한 세균들을 흡착할 수 있는 것이다. 따라서 구멍이 작고 많을수록 좋은 숯이 된다. 숯에 형성된 미세한 구멍이 중금속 및 악취를 제거하고, 유해 물질을 흡착하기 때문에 냉장고에 넣어 두면 악취 및 곰팡이 균을 제거하여 각종 야채 성분의 신선도를 오래 유지할 수 있다.

그러나, 상기한 종래의 숯가마를 이용한 숯 제조방법은 400℃~700℃의 고열로 장시간 탄화시키기 때문에 많은 시간이 소비되고 숯의 종류가 다양하지 못하고 관상용으로써의 가치가 떨어진다는 문제점이 있다.

또한, 현대인은 쇠고기, 돼지고기, 닭고기 등의 육류와 다랑어, 가다랑어 등의 생선 무정란, 명란 젖, 대합, 전복, 새우 등의 해물류 쌀, 흰빵, 과자류 그리고 가공색소를 첨가한 식품 등과 같은 산성화 식품을 선호하고 있으며 이들 식품에 첨가된 방부제, 착색제, 유화제, 조미료 등은 모두 화학 약품이기 때문에 체내에 들어가 미네랄을 먹어치워 약알카리성 몸을 산성화 시키는 것이다.

또한, 하늘에서 내리는 비도 산성이고 도시의 상수도는 독성이 높은데다가 물은 소독하기 위해 사용하는 염소까지도 산성으로 우리 몸을 산성화시켜 병에 약한 체질로 바꾸고 있다. 따라서, 건강을 유지하려면 몸을 약알카리성으로 바꾸어야 한다.

이러한 방법 중의 하나가 숯을 일상생활에 이용함으로써 알칼리성 체질로 바꾸어야 한다. 숯은 pH8~9의 알칼리성이다. 대기 중의 오염물질이 비에 녹아 내려와 삼림이나 호수, 하천, 농작물에 피해를 주는 산성비는 전 세계적으로 문제가 되고 있기 때문에 숯의 성분의 60%가 알칼리성 염류인 것을 이용하여 산성 토양을 개량하거나 산성비 피해를 방지하는데 활용되고 있다. 일례로 일본에서는 삼림이 고사되는 피해가 확산되자 흙에 숯을 묻어 산성토양을 중화시키는 중화제로 사용하고 있는 실정이다.

즉, 숯은 산성화된 물질이나 식품을 중화해 알칼리화하는 효능을 갖고 있기 때문에 생리학적 지방이 많은 돼지에게 숯을 첨가한 사료를 먹이면 지방의 양이 줄어드는 효과를 볼 수 있으며, 숯을 먹인 닭이 낳은 계란은 보통 계란보다 껍질이 단단(칼슘 증가)하고 콜레스테롤이 감소할 뿐더러 신선도가 오랫동안 유지되는 특징이 나타나는 것도 이 숯의 작용이라 할 수 있다.

또, 숯 목욕을 하면 피부가 pH7~8사이의 약알칼리성으로 변하고 혈액순환도 촉진되며 체내와 피부의 불순물을 중화시킨다. 이에 따라 피로회복, 아토피성, 피부질환에도 효과적이다. 숯을 먹이면 체질의 중화, 피로회복 등 장내 부분적으로 사용하여 불필요한 세균을 흡착하여 유효균을 활성화시키는 효과도 있다. 일본 도쿄대학의 이시하라 교수에 의하면 숯이 전자파를 차단하는 효과 외에도 원적외선을 다량 방사하여 모세혈관을 확장하여 혈액순환을 돕는 효과도 있다고 한다.

새집 증후군 등 오염된 주거 공간을 음이온이 풍부한 숯으로 장식하고, 고온으로 구워진 숯은 수분이 거의 없으므로 습도조절에도 사용된다. 그 외에 냄새제거에 유익한 미네랄의 함유하고 있기 때문에 영양분 공급 등 여러가지 목적을 달성할 수 있다.

그러나, 상기한 숯도 그 종류가 다양하지 않기 때문에 미용이나 약용 혹은 식품첨가물로 이용하기에는 아직 미흡한 부분이 많다. 즉, 토마토의 효능 중 피부 미용, 류머티즘, 갱년기 장애, 빈혈 예방, 감기, 기침, 가래, 인후통증, 고혈압, 동맥 경화, 중풍 예방, 소화 촉진, 자양 강장, 피로 회복, 그리고 에너지 보충 등과 같이 동물체에 유익한 성분을 함유하고 있는 토마토 등을 탄화시켜 처리 및 보관이 용이하게 하고 미용, 약용, 식품 첨가물, 사료용, 농업용 등 다양한 형태의 물질로 활용될 수 있는 토마토 숯이 필요한 것이다.

발명이 이루고자 하는 기술적 과제 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기산이 다량 함유되어 있는 토마토 추출액을 생산하고 숯의 산화 환원작용과 더불어 인체에 유익한 성분이 다량 함유되어 있는 토마토를 비롯한 농산물을 주재료로 하여 숯을 제조할 수 있는 방법을 이용하여 최종 산물인 화장수를 제공하고자 한다.

[피부 자극성 평가]

상기 실시예에 따른 화장수의 피부 자극성 정도를 평가하기 위하여 건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 피부에 대한 폐쇄첩포시험(Patch Test)을 실시하였다.

먼저, 실시예에 따른 화장수 시료를 핀챔버에 일정량 가하고 적당한 크기의 여과지를 이용하여 시료의 손실을 방지하도록 하면서 피시험자의 피부에 24시간 동안 부착시켰다. 이어서, 핀챔버를 제거하고 2시간 후의 피부 상태를 전문가 2인이 하기 기준에 따라 판정하여 자극도를 구하는 방법으로 평가하여 그 결과를 표 1에 나타냈다.

< 평가 기준>

홍반이 전혀 없음 : -

홍반이 있는 것 같음 : ±

약한 홍반 : +

중정도의 홍반 : ++

강한 홍반 : +++

자극도 = 〔(-)수x0 + (±)수x1+ (+)수x2 + (+++)수x3 + (+++)수x4〕÷ 피시험자수

	실시예1
자극도	0.00

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예1의 화장수 시료는 피부 자극도 전혀 나타내지 않았다.

[사용성 평가]

상기 실시예에 따른 화장수 시료의 사용성 평가를 위하여 20 ~ 50세 여성들로 구성된 일반 소비자 모니터 100명을 대상으로 이중맹검법을 통하여 사용성에 대한 만족도를 조사하였다. 하기 기준에 따라 사용성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.

< 평가 기준>

◎ : 80명 이상 만족

ｏ : 60명 이상 만족

△ : 40명 이상 만족

×: 40명 미만 만족

항 목	실시예1
촉촉함	◎
끈적임 없음	◎
잔향성	◎
사용성 만족도	◎

상기 표 2을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1의 화장수는 촉촉함, 끈적임 없음, 잔향성 등 사용성이 모두 우수한 것으로 나타났다.

상기에서와 같이 본 발명에 따른 토마토 숯은 낙과 및 미숙과 등을 포함한 피해 토마토나 원예작물을 이용할 수 있기 때문에 폐기물 처리에 따른 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 친환경 유기 농법을 사용함으로써 과수 원예농가의 소득증대에도 일익을 담당할 수 있다.

또한, 생산된 토마토 숯을 축산 농가에 보급함으로써 특성 품질(예 ; 마늘소, 생강돼지, 호박소 등)을 갖는 축산업을 양성할 수 있다.

본 발명에 따른 화장수 조성물은 보습력이 우수할 뿐만 아니라, 끈적거림이 없이 사용감이 매우 양호하다. 또한, 원수에 토마토 본유의 향을 보유하고 있어 향료를 첨가 하지 않아도 안정한 화장수 제제를 제조할 수 있으므로 촉촉함과 끈적임이 없고, 잔향성, 사용성 등에서 모두 우수한 것으로 나타났다

[도 1]은 본 발명의 토마토 숯 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 토마토 숯 및 그 제조 방법은 수거된 토마토를 제 1온도에서 1시간 정도 가열하여 토마토액을 추출하는 단계와 상기 토마토액 추출단계 후 상기 제 1온도보다 높은 온도에서 1시간 정도 2차 가열하여 제1 토마토 숯을 생성하는 단계 그리고 상기 토마토 숯에 100℃~150℃의 수증기를 가하여 건조시켜 제2 토마토 숯을 생산하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기 토마토 숯을 생성하는 단계에서는 토마토 형태를 유지하기 위하여 숯가마에 산소를 차단하고 질소가스를 주입하여 냉각시키도록 하며, 상기 제 1온도는 100℃~250℃의 온도이며 상기 제 2온도는 400℃~700℃의 온도로 하는 것이 바람직하다.

이하, 도 1을 참고하여 본원 발명의 과정을 설명한다.

[도 1]은 토마토 숯 제조 과정을 설명하기 위한 흐름도로서, 토마토를 수거하여 숯가마에 적재한다 (S110). 이때 토마토는 미숙채소, 과숙채소, 재해로 인한 떨어진 채소 및 조류 등의 쪼임에 의한 피해채소 등 상품으로서의 가치를 상실한 이용 가능한 모든 토마토 약용 채소류 및 약용구근류를 포함하여 사용할 수 있도록 한다. 이것은 대부분 폐기물 처리되어 환경오염을 발생하기 때문에 본 발명에서는 상기한 폐기 대상물을 이용하여 환경오염을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

밀폐된 숯 가마에 제1 온도로 1시간 정도 가열하여 토마토 액을 추출한다(T100). 상기 제1 온도는 통상 100℃~250℃의 온도로 가열하여 탄화과정 중 수증기에 포집된 토마토 액을 추출하여 가공 공정을 거침으로써 토마토 유기질(단백질, 전분, 탄수화물 등이 함유된 약알칼리성)이 농축되어 있는 토마토 액이 생성될 수 있도록 한다. 또한 단계 T100에서는 추출되는 토마토 액이 공기와 접촉하지 않도록 추출하여 보관하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 토마토 액은 물과 일정 비율 희석하여 화학비료 및 농약대신 살포하여 과수 농가의 친환경농법에 의한 유기농과 일 생산에 기여할 수 있다. 일례로 고추농사에 참나무 목초액을 물과 3:7로 썩어 살포하면 탄저병이 예방되고 질 좋은 고추를 생산할 수 있다는 것이 알려져 있다.

또한, 토마토액의 경우 일반 목초액보다 유기산 함량이 월등히 높은 것은 여러 가지 논문이나 특허를 참고하면 알 수 있다. 단계 T100에서 토마토액이 추출되면 제2 온도에서 2차 가열하여 농업용 또는 관상용으로 사용할 수 있는 제1 토마토 숯을 추출한다(T110). 이때 관상용으로 사용하기 위해서는 토마토의 형태를 유지할 수밖에 없는 데 이때 숯가마의 구조, 재료를 조절하는 방법, 식혀서 꺼내는 방법 및 정확한 가열시간과 온도유지가 중요하기 때문에 상기 온도를 400℃~700℃의 온도 범위에서 가열을 한 다음, 숯가마의 산소를 차단하고 질소가스를 주입하여 충분히 냉각시켜 제1 토마토 숯을 얻을 수 있도록 구성한다. 상기 온도의 범위는 토마토마다 탄화 적정온도가 상이한 것을 반영한 온도 범위이 다.

단계 T110에서 추출된 제1 토마토 숯은 농업용 및 관상용으로 추출되는 숯으로서 페기 직전에 있는 토마토를 탄화시켜 제조하기 때문에 환경오염을 방지하고 토양에 뿌려 산성화된 토질을 알칼리화할 수 있을 뿐만 아니라, 토마토의 형태를 유지한 채로 추출되기 때문에 조명재료, 장식용으로도 사용함으로써 전자파를 차단하거나 탈취제 등으로 사용할 수 있다.

단계 T110에서 생산된 제1 토마토 숯을 충분히 냉각시킨 후에 100℃~150℃의 온도를 갖는 수증기를 가하여 활성화시키고 건조함으로써 미용, 약용, 식품첨가물, 사료용 등으로 사용할 수 있는 제2 토마토 숯을 추출한다(T120).

단계 T120에서 수증기를 가하는 것은 과탄화된 성분인 강알칼리(pH10~11)성분을 제거하기 위한 과정이다. 상기 제2 토마토 숯은 용도에 따라 절단 또는 파쇄하여 가공하는 단계를 거쳐 상품화한다 (T120)

상기에서와 같이 본 발명의 토마토 숯을 만드는 1단계 과정에서 추출된 토마토액은 친환경 유기농 농법에 이용할 수 있으며, 이후 2단계에서 생산된 토마토 숯은 농업용이나 관상용으로 사용할 수 있으며, 3단계에서 생산된 토마토 숯은 미용, 약용, 식품첨가물, 사료용으로 사용될 수 있다.

본 발명의 목적을 실현하기 위해서는 [도2] 과 같이, 본 발명의 기술적인 특징은 종래의 화장수 제조 방법을 원용하면서, 높은 혼합비율을 차지한 정제수와 에탄올의 비율을 낮추고, 토마토의 추출액 혼합비율을 높이는 기법으로서, 토마토의 추출액을 부호(01)로 하고 에칠알코올인 에탄올을 부호(02)으로 하고, 토마토 숯을 통과하여 정제된 정제수(H₂O)를 부호 (03)로 구성하고, 피부의 습기를 보호해 주는 글리세린 등의 보습제를 부호(04)로 하고, 피부를 윤택하게 하는 성분이 있는 피부 유연제를 부호 (05)로 하고, 계면활성제인 가용화제를 부호(06)으로 구성하고, 피부를 탄력있게 하는 첨가제를 부호(07)로 하고 화장수가 어느 정도의 점도를 유지하기 위한 점증제를 부호(08)로 하며, 그밖에 향료를 부호(09)로 하고 화장수의 색깔을 나타내게 하는 착색제를 부호(10)로 하여, 착색한 색깔이 오랜 동안 유지되게 하는 산화방지제를 부호 (11)로 하며 살균 보존을 위한 보존제를 부호(12)로 구성하여 제조하는 단계를 말한다.

[도 1]은 본 발명의 토마토 숯 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
[도 2]은 토마토 액과 토마토 숯으로 정제된 원수를 이용하여 제조된 화장수의 구성이다

Claims (5)

1. 숯가마를 이용한 토마토 숯 제조 방법에 있어서,
   수거된 토마토류를 제 1온도에서 1시간 정도 가열하여 토마토액을 추출하는 단계; 및 상기 토마토액 추출단계 후 상기 제 1온도보다 높은 온도에서 1시간 정도 2차 가열하여 제1 토마토 숯을 생성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 토마토 숯 제조방법.
   
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 토마토 숯에 100℃~150℃의 수증기를 가하여 건조시켜 제2 토마토 숯을 생산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 토마토 숯 제조방법.
   
   
3. 화장수 제조시 사용하는 정제수 제조방법에 있어서
   상기 토마토 숯을 이용하여 화장품 원수 정제에 흡착 및 불순물 제거에 사용된 정제수 장치 제조방법
   
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 토마토 액과 토마토 숯을 이용하여 정제한 원수로 사용하는 화장료 조성물 제조방법
   
   
5. 제 3항에 있어서,
   상기 토마토 액과 토마토 숯을 이용하여 정제한 원수의 양을 중량(V/V%) 70%~10%로 하여 만들어진 화장수 조성물
   

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