KR20200143080A - 천연 과일 추출물 및 유기산이 함유된 살균소독제의 제조방법 - Google Patents

천연 과일 추출물 및 유기산이 함유된 살균소독제의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 과일 추출물 및 유기산이 함유된 살균소독제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법 및 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이며, EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)을 이용한 발효 단계 및 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 추가적으로 포함하여 냄새 및/또는 포름알데히드 제거효과를 가지는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이다.

Description

천연 과일 추출물 및 유기산이 함유된 살균소독제의 제조방법{Method for Preparing Disinfectant Containing Natural Fruit Extract and Organic Acid}
본 발명은 과일 추출물 및 유기산이 함유된 살균소독제의 제조방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 과일 추출물에 유기산을 혼합하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법, 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법, 상기 단계에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 EM으로 생산된 발효유기산을 포함하는 과일 추출물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 추가적으로 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이다.
소독은 유해한 미생물의 증식 및 확산을 막기 위해서 특이한 기전으로 미생물을 죽이거나 불활성화시키는 것으로 모든 미생물을 제거할 수 는 없기 때문에 멸균과는 구분되어 사용되는 용어이다. 소독은 미생물에 대하여 아무런 영향을 미치지 않고 단순히 숫자를 감소시키는 세척과도 구분된다(한장혁, 소독약제의 종류와 소독약제의 선택, 1990 한일개발 건설기술정보).
종래의 살균소독제들은 그 전기화학적 특성에 따라 산화제계 또는 환원제계 알코올계, 페놀계 등으로 분류할 수 있다. 환원제계 소독제에는 포름알데히드, 글루탈알데히드, 이산화유황 등이 있고 산화제계 소독제는 다시 과산화제와 할로겐제로 나뉜다. 과산화제는 발생기 산소의 소독력을 이용한 소독약으로 과산화수소, 과붕산소다, 과망간산칼륨 등이 있다. 할로겐제 소독약은 염소와 요오드를 함유하는 소독약으로 주로 세포막 및 원형질의 단백질을 산화시킴으로써 소독력을 발휘한다.
환원제 소독약 성분으로는 포름알데히드가 있으며, 포르말린은 포름알데히드의 40% 전후의 수용액을 의미한다. 중합을 방지하기 위해 메탄올을 5 내지 13%첨가하기도 한다. 원래는 상품명이었으나 현재는 일반명으로 알려져 있다. 자극적인 냄새가 있는 무색 투명한 액체이며, 장기 보존하면 혼탁해진다. 포르말린은 방부용·소독살균용으로 사용되며 세균·바이러스·곰팡이 등의 생장을 저해한다. 주요 용도는 접착제, 플라스틱과 같은 각종 수지의 합성원료 외에 소독제, 살균제, 방부제, 방충제, 살충제로 30 내지 50배로 희석하여 약 1%액(포르말린수)으로 사용한다. 그러나 극약으로 지정되어 있어 식품에는 일체 사용할 수 없도록 돼있다. 인체에 대한 독성이 매우 강하여 강력한 단백질 응고작용으로 피부나 점막을 침해하고 가스로 흡입하면 인두염이나 기관지염 등을 일으킨다. 다량복용시 심장쇠약과 사망에 이를 수 있다. 또 분해가 안돼 하천에 흘러들어가면 물속 생태계를 심각하게 위협하는 것으로 알려져 있다(네이버 지식사전).
과산화제 중에서는 과산화수소가 소독약으로 많이 사용되고 있으나 피부와 접촉하면 피부점막을 자극하고 미스트를 흡입하면 유기물을 녹일 수 있는 강력한 산화제로 기관지 손상 및 폐 염증을 일으키는 등의 부작용이 있다.
염소제는 강력한 산화제이며 낮은 농도에서도 소독작용 및 탈취작용이 강력하다는 특징이 있다. 염소제의 경우 그람양성균 및 그람음성균 모두에 유효하며 고농도로 사용하면 바이러스에도 효과를 나타내어 방역용 소독제로 사용되고 있다. 그러나 염소의 강력한 전기음성도로 인해 세포의 효소구조를 망가뜨리고 중추신경계를 파괴하여 세포를 사멸시키는 부작용을 가진다. 유기물이 존재하는 경우 그 효과가 감소되고 발암물질인 트리클로로메탄등의 트리할로메탄이 생성되며 공기를 통해 흡입하면 헤모글로빈 장애를 일으키고 빈혈 등의 질환을 유발하는 것으로 알려져 있다. 요오드제는 7족의 원소로 염소와 비슷하게 그람양성균, 그람음성균에 우수한 살균 효과를 가지고 있으나 피부에 과자극성이 있고, 체조직과 단백질에 의해 빨리 불활성화 되는 특징을 가지고 있다(http://www.kmle.co.kr/novakview.php?view=999+%BC%D2%B5%B6%C1%A6%C0%C7+%C1%BE%B7%F9%BF%CD+%C6%AF%BC%BA.htm).
알코올계로는 에탄올, 이소프로판올을 많이 사용하고 있으며 세포막의 변경 또는 세포단백질의 응고 촉진을 통해 살균력을 나타내는 것으로 알려져 있다. 중간 혹은 낮은 수준의 살균 효과를 보이며 일반적으로 영양형 세균에 대해 신속한 살균효과를 보이고, 진균 및 바이러스에 대해서도 살균 효과가 있지만 세균의 아포는 파괴시키지 못한다. 알코올의 살균력은 50% 이하의 농도에서 현저하게 저하되며 알코올의 농도가 60 내지 90%일 때 최적의 살균력을 보인다. 다만 렌즈가 부착된 기구에 셀락을 붙여 손상시키고, 오래 사용하는 경우에 고무나 플라스틱 튜브를 단단하고 부풀게 하며, 손소독제로 자주 사용되는 경우 피부 균열 및 피부염이 발생 할 수 있다. 또한 인화성 물질로 화재의 위험이 있어 보관에 각별한 주의를 요한다(소독과 멸균, 맥스비전메디칼).
페놀계 소독약으로는 최근에 사용된 가습기살균제 성분인 메칠클로로이소치아졸리논(CMIT), 메칠이소치아졸리논(MIT) 등이 있다. 이들은 살균보존기능이 있으나 호흡기계통으로 흡입할 경우 호흡곤란과 기침을 동반하며 체중감소, 식욕부진 증상을 일으키며 폐 섬유화 현상으로 폐가 딱딱하게 굳어 폐부전증에 의해 사망을 일으킬 수 있다.
질병관리본부는 해당 살균제를 사용한 사람의 폐 손상 발생 위험도가 사용하지 않은 사람에 비하여 47.3배 높다고 발표 하였으며, 피해 사례로 최근 50건이 접수되어 사망자는 18명에 달하고 영유아, 산모, 태아, 10대 청소년, 40-50대 성인까지 연령을 불문하고 피해를 일으키는 것으로 보고되었다. 이러한 유해성으로 인해 메칠클로로이소치아졸리논(CMIT) 및 메칠이소치아졸리논(MIT)의 경우 2012년 환경부에 의해 유독물질로 지정된 바 있다.
한편, 유기산은 식품산업의 첨가물과 화학재료로서 널리 이용되고 있으며, 대부분의 유기산은 미생물의 발효에 의해 생산되고 있다. 유기산은 생물의 산소 호흡 과정을 통해 생산되며, 해당 과정, TCA 회로 등이 진행되는 과정에서 생성 또는 소멸된다.
유기산 중 하나인 구연산(C6H8O7)의 경우 3개의 카르복실기(-COOH)를 가진다. 물에 잘 녹고 상쾌한 신맛을 내며, 생체 내에서는 tricarboxylic acid (TCA) 회로를 구성하는 한요소로서 고등동물의 물질대사에서 중요한 작용을 한다. 구연산은 스웨덴의 화학자인 Carl Wilhelm Scheele 에 의해 레몬 주스로부터 처음으로 분리 정제되었으며, 그 외형은 결정성의 백색 가루로 되어 있고 물에 잘 녹는다. 체내에서 구연산은 체내의 칼슘흡수를 촉진시키는 작용을 하며 살균효과를 나타내는 것으로 알려져 있다(김복희 외, Development of Coating Process of Citric Acid Using Vegetable Oil, 2010 KSBB Journal, 137내지141).
이러한 기술적 배경하에서, 본 발명자들은 과일 추출물 및 유기산을 이용하여 인체 친화적이고 친환경적이면서도 뛰어난 소독, 항균, 살균 효과를 가지는 살균소독제를 개발하고자 노력한 결과, 과일 추출물에 유기산을 직접 혼합하거나 과일 추출물을 곰팡이균으로 발효시켜 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법을 개발하였으며, 상기 방법으로 제조된 살균소독제가 곰팡이균의 성장을 억제하고, 대장균, 녹농균, 황색포도상구균 등 그람음성균 및 그람양성균 모두에 강력한 항균성을 가지는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 목적은 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계, 혼합물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 상기 발효유기산을 포함하는 혼합물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계, 발효된 과일 추출물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 EM 으로 생산된 발효유기산을 포함하는 과일 추출물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법을 제공한다
본 발명은 또한, 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계, 혼합물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 상기 발효유기산을 포함하는 혼합물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계, 발효된 과일 추출물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 EM으로 생산된 발효유기산을 포함하는 과일 추출물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 사과, 매실등의 과일을 재활용하고, 상기 과일의 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하거나 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효시켜 살균소독제를 제조함으로써, 환경 및 인간 친화적이고 우수한 항균 효과를 가지는 살균소독제를 제조할 수 있다. 또한, EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)을 넣어 추가 발효시키거나 이에 더하여 이산화티타늄 졸을 혼합 및 공침시켜, 소독, 항균 및 살균 효과 이외에도 포름알데히드 및 냄새제거 효과를 가지는 다기능성 살균소독제를 제작할 수 있다.
도 1은 아스퍼질러스 나이저(Aspergillus niger ATCC6275)에 대한 살균 소독제의 성장 저해효과를 나타낸 것이다.
도 2는 한국 기능 식품 연구원에서 실시한 살균 소독력 시험의 조건 및 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 한국 기능 식품 연구원에서 시행한 살균 소독력 시험 결과(5 분)를 나타낸 표이다.
도 4는 한국 분석 시험 연구원에 위탁하여 시험한 살균 소독력 시험 결과(30초)를 나타낸 것이다.
도 5는 한국 분석 시험 연구원에 위탁하여 시험한 황색포도상구균(s.aureus ATCC 6538)에 대한 살균 효과를 나타낸 사진이다.
도 6은 한국 분석 시험 연구원에 위탁하여 시험한 대장균(E.coli ATCC 8739)에 대한 살균 효과를 나타낸 사진이다.
도 7은 한국 분석 시험 연구원에 위탁하여 시험한 녹농균(P.aeruginosa ATCC 10145)에 대한 살균 효과를 나타낸 사진이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 2내지3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부, 유기산발효액 0.02 중량부 구연산 0.05 중량부 및 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 0.01 내지 0.025 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시킨 살균소독제의 항균력을 시험하였다. 그 결과, Aspergillus niger(ATCC6275), 대장균(ATCC25922), 녹농균(ATCC15442), 황색포도상구균(ATCC6538)에 처리하고 배양하여 항균력을 확인한 결과, 그 효과가 매우 뛰어난 것(정균 감소율 99.9%)을 확인하였다.
따라서 본 발명은 일 관점에서, 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 과일은 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 사과, 단감 또는 매실인 것을 특징으로 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 과일 추출물은 과일을 1 내지 4 cm 바람직하게는 2 내지 3cm 크기로 잘라 100 내지 500rpm 바람직하게는 200 내지 300 rpm으로 혼합하여 수득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 과일추출물 대비 구연산, 구연산염 또는 젖산 0.01 내지 0.1 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 살균 효과를 증진시키기 위해 과일 추출물 및 구연산, 구연산염 또는 젖산의 혼합액을 40℃에서 5 내지 20일 숙성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)는 인간 몸의 유산균의 종류중 군의 일부에 속하는 락토 베실러스 (Lactobacillus) 속의 한 종 이다. 특히, 유기물을 발효하여, 구연산, 구연산염, 젖산등으 유기산을 매우 높은 농도로 생산하는 특징이 있다.
본 발명은 다른 관점에서, 과일 추출물에 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 과일은 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 사과, 단감 또는 매실인 것을 특징으로 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 당 또는 유기산을 포함하는 과일이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유기산은 구연산, 구연산염 또는 젖산인 것을 특징으로 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 살균 또는 항균 효과를 가지는 유기산이라면 이에 해당할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 유기산 발효를 빠르게 하기 위해 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 2내지3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부, 유기산발효액 0.02 중량부, 구연산 0.05 중량부 및 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 0.01 내지 0.025 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시켜 살균소독제를 생산하였다.
따라서, 본 발명에 있어서 바람직하게는 과일을 1 내지 4 cm로, 더욱 바람직하게는 2 내지 3cm 크기로 잘라 100 내지 500 rpm 바람직하게는 200 내지 300 rpm으로 혼합하여 과일 추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 내지 1 중량부, 유기산발효액 0.02 중량부 및 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 0.01 내지 0.025 중량부를를 넣고 pH 1 내지 4에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부 및 구연산 0.05 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효된 과일 추출물에 당밀 50 내지 100g을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하였으며, 이산화티타늄 졸과 상기 출원발명의 발효유기산을 포함하는 과일 추출물을 공침시켜 살균소독제를 제조 하였다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 발효유기산 수득 및 이를 이산화티타늄 졸을 공침시켜 제조된 제거제로 포름알데히드 및 벤젠 분해능, 냄새 제거능, 및 처리 30초/5분/24시간 후의 살균소독력을 실험한 결과, 그 효과가 매우 뛰어난 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계, 혼합물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 상기 발효유기산을 포함하는 혼합물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 과일추추물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계는 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부 및 구연산 0.05 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 EM은 광합성균(Rhodopseumdomomas palustris) 종균액, 광합성균(Rhodopseumdomomas spheroies) 종균액, 효모균(Candida valida) 종균액과, 유산균(Lactobacillus paracasei) 종균액 및 바실러스균(Bacillus subtilis) 종균액이 혼합된 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, EM은 일반적으로 시중에서 축산용, 농업용으로 많이 사용하는 EM 중에서 5가지 종균을 선택하여 사용할 수 있으며, 각각의 종균물질을 함유한 종균액을 각각 구매하여 균등 혼합하거나, 혼합되어있는 종균액 상품을 구입하여 사용할 수 있다
본 발명에 있어서, 바람직하게는 당밀 50 내지 100g을 넣고 EM으로 5 내지 20일간 발효시켜 발효유기산을 수득하는 것을 특징으로 할 수 있고, 이산화티타늄 졸을 30g 내지 60g 넣어 30-50℃를 유지하며 3 내지 7일 공침시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 이산화 티타늄 졸은 티타늄이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4) 100내지200g에 에탄올 10-20g을 넣고 30-50도로 분당 1oC씩 승화시키면서 0.5M 황산(H2SO4) 10-20g을 공침시키면서 수득한 이산화티타늄원액에 1-2kg의 증류수를 넣어 혼합하여 제조되고, 광촉매성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 또 다른 관점에서, 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계, 발효된 과일 추출물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계 및 EM으로 생산된 발효유기산을 포함하는 과일 추출물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계는 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부, 구연산 0.05 중량부 및 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 0.01 내지 0.025 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 용어 "EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)"은 일본 류큐대학 농학부교수 히가 데루오(일본어: 比嘉照夫) 박사가 1983년 토양개량, 자연·유기농업에 이용을 목적으로 개발한 미생물 자재의 명칭이다. 일반적으로 효모(술과 빵을 만드는데 사용되며 발효를 돕고 비타민류와 활성물질이 서로 결합되어 있는 형태), 유산균(당분을 유산균으로 강력한 살균작용으로 유해균 증식억제), 광합성 세균(이산화탄소와 수소를 흡수하고 산소를 생산), 방선균 등 인류가 오래전부터 식품의 발효 등에 이용해 왔던 미생물들이 포함된다.
본 발명에 있어서, 상기 EM은 광합성균(Rhodopseumdomomas palustris) 종균액, 광합성균(Rhodopseumdomomas spheroies) 종균액, 효모균(Candida valida) 종균액과, 유산균(Lactobacillus paracasei) 종균액 및 바실러스균(Bacillus subtilis) 종균액이 혼합된 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, EM은 일반적으로 시중에서 축산용, 농업용으로 많이 사용하는 EM 중에서 5가지 종균을 선택하여 사용할 수 있으며, 각각의 종균물질을 함유한 종균액을 각각 구매하여 균등 혼합하거나, 혼합되어있는 종균액 상품을 구입하여 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 바람직하게는 당밀 50 내지 100g을 넣고 EM으로 5 내지 20일간 발효시켜 발효유기산을 수득하는 것을 특징으로 할 수 있고, 이산화티타늄 졸을 30g 내지 60g 넣어 30-50℃를 유지하며 3 내지 7일 공침시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 유기산은 구연산, 구연산염 또는 젖산인 것을 특징으로 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 살균 또는 항균 효과를 가지는 유기산이라면 이에 해당할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 이산화 티타늄 졸은 티타늄이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4) 100 내지 200g에 에탄올 10-20g을 넣고 30-50도로 분당 1oC씩 승화시키면서 0.5M 황산(H2SO4) 10-20g을 공침시키면서 수득한 이산화티타늄원액에 1-2kg의 증류수를 넣어 혼합하여 제조되고, 광촉매성을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제조된 소독살균제를 5cm X 15cm의 이리듐판 6개를 1cm 간격으로 나열한 격막식 이리듐판에 정제수를 넣고 3V 내지10V 및 3A 내지 20A의 전류를 가하여 생산된 살균수로 희석하여 항균 효과를 실험하였다.
따라서, 본 발명은 상기 살균소독제의 제조방법에 있어서, 살균수 0 초과 20 미만 %를 혼합하는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 살균수는 5cm x 15cm 이리듐판 6개를 1cm 간격으로 나열한 격막식 이리듐판에 정제수를 넣고 3 내지 10V의 전압으로 3 내지 20A의 전류를 가하는단계 및 물 속의 염화나트륨(NaCl) 성분을 산화시켜 차아염소산 나트륨(NaClO) 0.2내지0.6ppm을 발생시키는 단계를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제조방법으로 제조된 살균소독제는 대표적으로 곰팡이, 대장균, 녹농균, 포도상구균 등에 대하여 살균 효과를 가지는 것을 특징으로 할 수 있으나 이에 제한 되는 것은 아니다.
본 발명은 가장 바람직하게는 본 발명의 실시예에서 제조한 바와 같이, 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부 및 구연산 0.05 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효하고;
상기 발효액에 당밀 50내지100g을 넣고 EM(코넴바이오 EM 원액)으로 5 내지 20일간 발효시켜 발효유기산을 수득하고;
5cm X 15cm의 이리듐판 6개를 1cm 간격으로 나열하여 고정시킨 이리듐판에 물을 넣고 3내지10V 및 3내지20A의 전류를 가하는 단계; 산소라디칼과 수산기라디칼을 발생시키는 단계; 및 물 속의 염화나트륨(NaCl) 성분을 산화시켜 차아염소산 나트륨(NaClO) 0.2내지0.6ppm을 발생시키는 단계를 통해 제조한 살균수 100g에 상기 수득한 발효유기산 100g을 혼합하고 이산화티타늄 졸(TiO2 sol) 30내지60g을 넣으면서 30℃를 유지하며 3 내지 7일 공침시켜 살균소독제를 제조하는 것으로서,
상기 이산화티타늄졸은 이산화타늄이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4) 100내지200g에 에탄올 10-20g을 넣고 30-50도로 분당 1oC씩 승화시키면서 0.5M 황산(H2SO4) 10-20g을 공침시키면서 수득한 이산화티타늄원액에 1-2kg의 증류수를 넣어 혼합하여 제조한 것을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 살균소독제의 제조
1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 2 내지 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부, 유기산발효액 0.02 중량부, 구연산 0.05 중량부 및 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 0.01 내지 0.025 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시킨 살균소독제를 사용하였다.
실시예 2: 제조된 살균소독제의 곰팡이균 및 세균에 대한 항균효과 분석
상기 실시예 1에서 제조된 살균소독제를 처리하였을 때의 곰팡이(Aspergillus niger ATCC6275)의 성장도를 파악하여 살균소독제 처리시에 균성장도가 나타나지 않음을 육안으로 확인하였다.
실시예 2-1: 곰팡이균 성장 저해 효과 확인
구체적으로, 대조군으로 40mm 지름 표준면포 disc를 사용하였으며, 대조군의 disc와 동일한 무게와 양의 살균소독제를 처리하여 아스퍼질러스 나이저(Aspergillus niger ATCC 6275)를 배양한 뒤 육안으로 성장을 확인하였다. 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 대조군의 경우 육안으로 곰팡이의 생육이 확인된 것에 반해, 상기 살균소독제를 처리한 곰팡이는 생육을 확인할 수 없었다(도 1).
살균소독제의 곰팡이균 성장도 저해효과 분석
시험항목 대조군 실험군
Aspergillus niger
(ATCC 6275)		 육안으로 생육 확인 자라지 않음
실시예 2-2: 세균에 대한 항균효과 확인
본 발명의 제조방법으로 제조된 살균소독제가 일반적인 정제수에 비하여 향상된 항균 및 살균효과를 갖는 것을 확인하기 위해 항균성 비교실험을 진행하였다.
실시예 1에서 제조된 살균소독제의 항균력을 시험하였다. 대장균(Escherichia coli ATCC 25922), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442) 및 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)을 대상으로 30초 및 24시간 후의 세균농도(CFU/mL)를 측정하여 정균감소율을 계산하였다.
시험결과는 하기 표 2 및 표 3에 나타내었다. 24시간 이후에는 초기농도 각 1.6x104 CFU/mL, 2.4x104 CFU/mL, 3.7x104 CFU/mL에서 각종 세균이 10 CFU/mL 이하로 감소하였으며, 30초 후 측정한 결과에서는 각 세균의 초기농도 2.2x105에서 ND로 측정되어 30초 및 24시간 모두 세균 감소율이 모든 시험 세균에 대하여 99.9%에 달하는 뛰어난 항균력을 보이는 것을 확인하였다.
정균감소율(%)은 하기의 식으로 계산하였다.
정균감소율(%)=[(Control의 24시간 배양 후 생균수)-(시료의 24시간 배양 후 생균수)]/(Control의 24시간 배양 후 생균수)
살균소독제 항균성 시험(24시간)
시험항목 시험결과
초기농도
(CFU/mL)		 24시간후농도
(CFU/mL)		 정균감소율
(%)
대장균 대조군 1.6x104 4.2x106 -
살균소독제 처리 1.6x104 <10 99.9
녹농균 대조군 2.4x104 9.3x105 -
살균소독제 처리 2.4x104 <10 99.9
황색 포도상구균 대조군 3.7x104 2.5x105 -
살균소독제 처리 3.7x104 <10 99.9
살균소독제 항균성 시험(30초)
시험항목 시험결과
초기농도
(CFU/mL)		 30초후농도
(CFU/mL)		 정균감소율
(%)
대장균 대조군 2.2x105 2.7x107 -
살균소독제 처리 2.2x105 ND 99.9
녹농균 대조군 2.2x105 2.7x107 -
살균소독제 처리 2.2x105 ND 99.9
황색 포도상구균 대조군 2.2x105 2.7x107 -
살균소독제 처리 2.2x105 ND 99.9
ND: Not Detected
실시예 3: EM 및 이산화티타늄 졸을 이용한 살균 소독제의 제조 및 효능 확인
실시예 3-1: EM및 이산화티타늄 졸을 이용한 살균소독제의 제조
1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부, 구연산 0.05 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효하였다.
이후 당밀 50내지100g을 넣고 EM(코넴바이오 EM 원액)으로 5 내지 20일간 발효시켜 발효유기산을 수득하였다.
살균수는 5cm X 15cm의 이리듐판 6개를 1cm 간격으로 나열하여 고정시킨 이리듐판에 물을 넣고 3내지10V 및 3내지20A의 전류를 가하는 단계; 산소라디칼과 수산기라디칼을 발생시키는 단계; 및 물 속의 염화나트륨(NaCl) 성분을 산화시켜 차아염소산 나트륨(NaClO) 0.2내지0.6ppm을 발생시키는 단계를 통해 제조하였다.
상기 수득한 발효유기산 100g에 살균수 100g을 혼합하고 이산화티타늄 졸(TiO2 sol) 30내지60g을 넣으면서 30℃를 유지하며 3 내지 7일 공침시켜 살균소독제를 제조하였다.
상기 이산화티타늄졸은 이산화타늄이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4) 100내지200g에 에탄올 10-20g을 넣고 30-50도로 분당 1oC씩 승화시키면서 0.5M 황산(H2SO4) 10-20g을 공침시키면서 수득한 이산화티타늄원액에 1-2kg의 증류수를 넣어 혼합하여 제조하고, 광촉매성을 가지는 것을 사용하였다.
실시예 3-2: 살균 소독제의 포름알데히드 및 냄새 제거 효능 분석
상기 실시예 3-1에서 제조된 살균 소독제를 이용한 포름알데히드 및 벤젠의 처리 효율을 확인하였으며, 시료 중의 냄새 제거 효과를 확인하였다.
포름알데히드 및 벤젠의 제거율은 하기의 식으로 계산하였다.
제거율: [(Cb-Cs)/Cb]×100
여기서, Cb는 Blank, 각 시간 경과후 시험용기 안에 남아 있는 시험가스의 농도를 의미하며, Cs는 시료, 각 시간 경과 후 시험용기 안에 남아 있는 시험가스의 농도를 의미한다. 시험가스는 포름알데히드 및 벤젠이다.
시료 중의 냄새를 측정하기 위한 방법으로 사용하는 냄새역치(TON, Threshold odor number) 방법은 측정자의 후각을 이용하는 공정시험법으로, 시료를 정제수로 희석하면서 냄새를 느끼지 않을 때가지 반복하여 희석배수를 수치화 한다. 사용한 시료의 부피와 냄새 없는 희석수의 부피를 사용하여 측정하는 것이다. 냄새역치(TON)은 (A+B)/A 로 나타내며, A는 시료부피(mL), B는 무취정제수부피(mL)이다.
그 결과, 포름알데히드 처리 효율은 91.8%로 나타났으며, 일반 벤젠은 59.4%가 제거되는 것으로 나타났다(표 4). 또한, 담배 1개 분량의 연기를 1시간 물속에 포화시킨 냄새물질의 냄새 역치는 17로 나타났으며 120분 반응 후의 냄새역치는 2.0으로 줄어드는 것으로 나타났다(표 4).
상균 소독제에 의한 포름알데히드 및 냄새 제거
구분 분석시료 시간(분)
초기 30 60 90 120
농도(ppm) 포름알데히드 50 5 5 5 4
벤젠 50 22 19 17 15
탈취율(%) 포름알데히드 0.0 89.8 89.8 89.8 91.8
벤젠 0.0 55.1 61.2 65.3 69.4
냄새역치(TON) 냄새 17 3.0 2.0
실시예 3-3: 살균 소독제의 항균효과 분석
상기 실시예 3-1에서 제조된 살균 소독제 일반적인 정제수에 비하여 향상된 항균 및 살균효과를 갖는 것을 확인하기 위해 항균성 비교실험을 진행하였다.
녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442) 및 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)을 대상으로 소독제 처리 24시간 후의 세균농도(CFU/mL)를 측정하여 정균감소율을 계산하였다.
시험결과는 하기 표 5에 나타내었다. 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 4352)은 24시간 이후에는 초기농도 2.8x104 CFU/mL에서 10 CFU/mL 이하로 감소하였으며, 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)도 2.2x104 CFU/mL에서 10 CFU/mL 이하로 모든 시험 세균에 대하여 99.9%에 달하는 뛰어난 항균력을 보이는 것을 확인하였다.
살균소독제 항균성 시험(24시간)
시험항목 시험결과
초기농도
(CFU/mL)		 24시간후농도
(CFU/mL)		 정균감소율
(%)
녹농균 대조군 2.8x104 2.3x106 -
살균소독제 처리 2.4x104 <10 99.9
황색 포도상구균 대조군 2.2x104 3.4x107 -
살균소독제 처리 2.2x104 <10 99.9
실시예 3-4: 살균 소독제의 살균 소독력 위탁 시험(5분)
상기 실시예 3-1에서 제조된 살균 소독제의 살균소독력을 한국 기능 식품 연구원에 위탁하여 시험하였다. 식품첨가물공전 4. 일반시험법37. 살균소독력 시험법, 제1법 세균 현탁액 시험법에 따라 시험하였으며 구체적인 시험 내용은 도 2와 같다. 청정조건에서 20℃ 5분간 반응시 시험결과 도 3에 나타난 바와 같이, 초기균수를 99.999%이상 감소시키는 뛰어난 살균소독력을 가지는 것을 확인하였다.
실시예 3-4: 살균 소독제의 살균 소독력 위탁 시험(24시간)
상기 실시예 3-1에서 제조된 살균 소독제의 살균소독력을 한국 분석 시험 연구원에 위탁하여 시험하였다. 황색포도상구균(s.aureus ATCC 6538), 대장균(E.coli ATCC 8739) 및 녹농균(P.aeruginosa ATCC 10145)에 시료 0.4mL을 표준면포 0.4g에 흡수시켜 시료로 사용하였고 시료재질은 액상이었다. 그 결과 99.9%의 정균감소율을 나타내어 뛰어난 살균소독력을 나타냈다(도 4 내지 도 7).
이상으로 본 발명의 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (17)

  1. 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 과일은 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 사과, 단감 및 매실로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 과일 추출물은 과일을 1 내지 4 cm 크기로 잘라 100 내지 500 rpm으로 혼합하여 수득하는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 과일추출물 대비 구연산, 구연산염 또는 젖산 0.01 내지 0.1 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 40℃에서 5 내지 20일 숙성시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  6. 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계를 포함하는 살균소독제의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 과일은 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤, 사과, 단감 및 매실로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 유기산은 구연산, 구연산염 및 젖산으로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    과일을 1 내지 4 cm 크기로 잘라 100 내지 500 rpm으로 혼합하여 과일 추출물을 수득하고;
    수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 내지 1 중량부, 유기산발효액 0.02 중량부 및 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri) 0.01 내지 0.025 중량부를 넣고;
    pH 1 내지 4에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시키는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  10. (a) 과일 추출물에 구연산, 구연산염 또는 젖산을 혼합하는 단계;
    (b) (a)단계의 혼합물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계; 및
    (c) (b) 단계의 발효유기산을 포함하는 혼합물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 (a)단계는 1kg의 정제수에 천혜향, 한라봉, 레드향, 감귤을 3cm 크기로 잘라 200 rpm으로 혼합하여 2kg의 과일추출물을 수득하고, 수득한 과일 추출물에 과일 추출물 대비 전분 0.3 중량부 및 구연산 0.05 중량부를 넣고 pH 3에서, 차례로 30℃에서 3일, 37℃에서 3일 및 30℃에서 3일간 발효시키는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  12. (a) 과일 추출물을 락토바실러스 가세리(Lactobacillus gasseri)로 발효하여 유기산을 생산하는 단계;
    (b) (a) 단계의 발효된 과일 추출물에 당밀을 넣고 EM(Effective Micro-organisms, 유용 미생물군)으로 발효시켜 발효유기산을 생산하는 단계; 및
    (c) (b) 단계의 발효유기산을 포함하는 과일 추출물에 이산화티타늄 졸을 넣어 공침시키는 단계를 포함하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법.
  13. 제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 (b) 단계는 (a)단계의 혼합액에 당밀 50내지100g을 넣고 EM으로 5 내지 20일간 발효시켜 발효유기산을 수득하는 것을 특징으로 하고;
    상기(c) 단계는 이산화티타늄 졸을 30g 내지 60g 넣어 30 내지 50℃를 유지하며 3 내지 7일 공침시키는 것을 특징으로 하는 포름알데히드 및/또는 냄새 제거 효과를 가지는 살균소독제의 제조방법.
  14. 제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 EM은 광합성균(Rhodopseumdomomas palustris) 종균액, 광합성균(Rhodopseumdomomas spheroies) 종균액, 효모균(Candida valida) 종균액과, 유산균(Lactobacillus paracasei) 종균액 및 바실러스균(Bacillus subtilis) 종균액이 혼합된 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  15. 제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 이산화티타늄 졸은 티타늄이소프로폭사이드(Ti(OCH(CH3)2)4) 100내지200g에 에탄올 10 내지 20g을 넣고 30 내지 50℃로 분당 1oC씩 승화시키면서 0.5M 황산(H2SO4) 10 내지 20g을 공침시키면서 수득한 이산화티타늄원액에 1 내지 2kg의 증류수를 넣어 혼합하여 제조되고, 광촉매성을 갖는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  16. 제1항 내지 12항중 어느 한 항에 있어서, 살균수를 0 초과 20 이하 % 로 첨가하여 희석 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 살균수는
    (a) 5cm x 15cm 이리듐판 6개를 1 cm 간격으로 나열한 격막식 이리듐판에 정제수를 넣고 3 내지 10V의 전압으로 3 내지 20A의 전류를 가하는단계; 및
    (b) 물 속의 염화나트륨(NaCl) 성분을 산화시켜 차아염소산 나트륨(NaClO) 0.2 내지 0.6ppm을 발생시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 살균소독제의 제조방법.


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