KR20210109814A - 밀크시슬의 실리마린 추출방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀크시슬(Milk Thistle)의 종자로부터 실리마린을 효율적으로 추출하기 위한 실리마린 추출방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 실리마린 추출방법은 밀크시슬 종실로부터 실리마린을 추출하는 실리마린 추출방법에 있어서, 밀크시슬 종실을 건조하는 종실건조 단계와, 건조된 종실을 분쇄하는 종실 분쇄단계, 초임계처리를 통해 분쇄된 종실로부터 유지를 제거하는 유지 제거단계, 발효 주정을 이용하여 밀크시슬 종박으로부터 실리마린을 추출하는 실리마린 추출단계 및, 실리마린이 용해된 발효 주정을 농출하여 실리마린 농축액을 생성하는 농축단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

밀크시슬의 실리마린 추출방법{Silymarin Extraction Method of Milk Thistle}

본 발명은 밀크시슬(Milk Thistle)의 종실로부터 실리마린을 효율적으로 추출하기 위한 실리마린 추출방법에 관한 것이다.

실리마린(Silymarin)은 플라보노이드(flavonoid)계 화합물의 일종으로서, 실리빈(silybin)의 4가지 구조적 이성질체, 즉 실리빈(silybin), 이소실리빈 (isosilibinin), 실리크리스틴(silycristin), 실리디아닌(silydianin)을 포함한다. 실리마린은 강력한 항산화 작용과 더불어 간세포 및 간조직의 재생을 촉진하고, 간세포 내의 과산화 지질을 효과적으로 분해하는 간장치료제 및, 항염증제로서 주지되어 왔으며, 최근에는 고콜레스테롤, 급성 바이러스성 간염, 당뇨병이 있는 간경화 환자의 혈당 조절, 유방암, 자궁경부암, 전립선암 등의 암치료, 폐경기 증상의 완화 등에 대해서도 그 효과에 대한 연구가 이루어지고 있다.

실리마린은 통상 엉겅퀴라고 칭하는 학명 실리밤 마리아늄(Silybum marianum)의 엉겅퀴 국화과 식물인 밀크시슬의 종자(종실)로부터 주로 추출된다, 실리마린은 물 등의 극성 용매에는 거의 또는 전혀 용해되지 않는다, 따라서 실리마린의 추출에는 예컨대 초산에틸, 에탄올, 아세톤, 메탄올 등의 중간 극성의 용매를 이용하는 용매추출법이 주로 사용되고, 그 밖에 압착법이나 수증기 증류법도 일부 사용되고 있다. 밀크시슬로부터 실리마린을 추출하는 방법에 대해서는 대한민국 특허공고 특허특 1985-0000679호(명칭: 식물에서 실리마린을 추출하는 방법), 특허공고 89-002755호(명칭: 엉겅퀴의 종실로부터 실리마린을 추출하는 방법), 등록특허 10-1541938호(명칭: 신규한 밀크씨슬, 제조방법 및 용도), 등록특허 10-1697146호(명칭: 큰 엉겅퀴로부터 실리마린의 고효율 추출하는 방법) 등에 개시되어 있다.

그러나 종래의 실리마린 추출방법은 실리마린으로부터 그 용해를 위해 사용되었던 유독성 유기용매를 분리하거나 제거하는데 어려움이 존재함은 물론, 실리마린에 그 용매가 잔존될 우려가 있게 된다.

또한, 종래의 실리마린 추출방법은 고효율로 실리마린을 추출하는데 한계가 있었다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안해서 창출된 것으로서, 매우 안전하고 용이한 방법으로 밀크시슬의 종실로부터 실리마린을 추출할 수 있는 밀크시슬의 실리마린 추출방법을 제공함에 기술적 목적이 있다.

또한, 본 발명은 밀크시슬의 종실로부터 고효율로 실리마린을 추출할 수 있는 밀크시슬의 실리마린 추출방법을 제공함에 기술적 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 밀크시슬의 실리마린 추출방법은 밀크시슬 종실로부터 실리마린을 추출하는 실리마린 추출방법에 있어서, 밀크시슬 종실을 건조하는 종실건조 단계와, 건조된 종실을 분쇄하는 종실 분쇄단계, 초임계처리를 통해 분쇄된 종실로부터 유지를 제거하는 유지 제거단계, 발효 주정을 이용하여 밀크시슬 종박으로부터 실리마린을 추출하는 실리마린 추출단계 및, 실리마린이 용해된 발효 주정을 농축하여 실리마린 농축액을 생성하는 농축단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실리마린 추출방법은 실리마린 농축액을 건조하여 실리마린 분말을 형성하는 농축액 건조단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 농축액 건조단계는 동결건조 또는 스프레이 드라이 건조방법을 통해 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초임계처리는 CO₂ 유체의 온도가 45~55℃, CO₂ 유체의 압력이 350~450bar인 조건에서 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 초임계처리는 CO₂ 유체의 온도가 50℃, CO₂ 유체의 압력이 400bar인 조건에서 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발효 주정의 알코올 농도는 60~80%인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발효 주정의 알코올 농도는 75%인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실리마린 추출단계는 온도 55~65℃에서 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면, 실리마린의 추출에 앞서 밀크시슬의 종실에 대해 초임계처리를 실행하고, 초임계 처리를 위한 조건과 실리마린 추출을 위한 조건을 최적화 하여 실리마린 추출을 실행함으로써 실리마린의 추출율을 제고할 수 있게 된다.

또한, 실리마린 추출에 식용이 가능한 발효 주정을 사용하므로 실리마린의 식품 안정성을 제고함은 물론 공업용 알코올의 사용에 따른 환경 문제를 제거할 수 있게 된다,

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀크시슬의 종실로부터 실리마린을 추출하는 과정을 단계별로 나타낸 흐름도.
도 2는 도 2는 밀크시슬의 종실로부터 유지를 제거하기 위한 초임계추출 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 시스템 구성도.
도 3은 본 발명의 실리마린 추출방법에 따라 얻어진 시료 분말의 실리마린 지표성분 검사서.
도 4는 종래의 방법에 따라 제조된 시료 분말의 실리마린 지표성분 검사서.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다, 또한, 이하에서 설명하는 실시 예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시 예의 예시는 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 그 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀크시슬의 종실로부터 실리마린을 추출하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 밀크시슬은 지중해 지역, 북아메리카, 중앙아시아 등지에서 자생하는 식물로서, 한국에서는 해남 등 일부 지역에서 노지 월동 재배가 가능하기 때문에 메밀, 수수, 기장, 조, 들깨 등의 잡곡류나 벼 재배의 이어짓기 작물로서 주목받고 있다.

밀크시슬로부터 종실을 수확하게 되면, 수확된 종실은 적절한 정선과정을 거친 후 건조작업이 실행된다(S1 단계). 종실의 건조는 종실의 함수율이 대략 7~10% 이하가 될 때까지 예컨대 자연건조방법을 통해 실행된다.

밀크시슬의 종실은 단단한 종피로 싸여져 있으며, 특히 종실의 배와 종피 부분에는 왁스라고도 칭하는 유지(fatty oil)가 다량 존재한다. 종피와 유지는 실리마린의 수율을 저하시키므로 적절하게 제거하는 것이 바람직하다. 본 실시 예에서는 우선 건조된 종실을 분쇄한다(S2 단계). 종실의 분쇄는 단단한 종피를 파괴하고, 종실의 전체적인 표면적을 증대하여 유지와 실리마린의 추출 효율을 증가시키기 위한 것이다.

이어, 분쇄된 종실로부터 유지를 제거한다(S3 단계). 유지의 제거에는 압착법이나 헥산(Hexane) 등의 유기용매를 이용하는 추출법이 사용될 수 있다. 그러나 이러한 방법은 용매의 잔존, 열분해, 인화성, 낮은 선택성, 환경 오염 등의 부적절한 문제를 초래할 수 있다. 본 실시 예에서는 유지의 제거를 위해 바람직하게 초임계추출법이 채용된다.

도 2는 밀크시슬의 종실로부터 유지를 제거하기 위한 초임계추출 시스템의 개략적인 구조를 나타낸 시스템 구성도이다. 도면에서 참조번호 1은 추출기이다. 이 추출기(1)에는 분쇄된 밀크시슬 종실이 충진된다. 추출기(1)에는 CO₂ 탱크(2)로부터 CO₂가 공급된다. 이때, CO₂ 탱크(2)로부터 공급되는 액화상태의 CO₂는 펌프(3)에서 가압되고 히터(4)에 의해 가열되어 초임계 유체로 변환된다. 초임계 유체는 액체나 기체 상태의 물질이 특정 고온 고압의 경계점, 즉 임계점(Supercritical point)을 초월하여 기체 상태와 액체 상태를 구별할 수 없는 임계상태에 도달된 상태를 지칭하는데, 이러한 초임계 유체는 식물 조직의 세포벽을 파괴하면서 내부의 특정 물질을 고순도로 추출하는 용매로서 작용하게 된다. 본 초임계추출 시스렘에서 채용하는 CO₂는 비극성 용매로서 작용하므로 밀크시슬 종실 중 중간극성의 용매에 용해되는 실리마린은 추출되지 않고 유지 성분만이 유효하게 추출되어 제거되게 된다.

밀크시슬 종실로부터 추출되는 유지의 양은 초임계 유체의 임계 설정 조건, 즉 그 온도와 압력에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로 초임계 추출을 실행할 때 초임계 추출 온도와 압력을 증가시키게 되면 원하는 물질의 추출량은 증가되는 반면에 그 온도 및 압력을 유지하기 위한 장치의 요구 특성이 높아지므로 초임계 처리를 위한 온도와 압력은 적절하게 설정하는 것이 바람직하다. 본 발명자가 다양한 조건을 가지고 초임계 추출의 조건에 대해 연구한 결과, 밀크시슬 종실로부터의 유지 추출율은 CO₂의 온도와 압력이 대략 45~55℃와 350~450bar에 이를 때까지 점진적으로 높아지다가 그 이후에는 추출율의 증가폭이 크게 낮아지게 된다. 밀크시슬 종실을 초임계처리할 때 CO₂ 유체의 온도를 50℃, 압력을 400bar로 하여 180분 정도 초임계 추출을 하게 되면 밀크시슬 종실로부터 유지를 대략 70% 이상 제거할 수 있게 된다.

추출기(1)에서의 유지 추출시간은 추출기(1)에 대해 초임계 유체를 공급 및 배출하는 밸브(5, 6)에 의해 조절된다. 추출기(1)로부터 배출되는 초임계 유체는 분리기(7)에 공급되어, 여기서 CO₂ 가스와 유지로 분리된다, 분리기(7)에서 분리되는 유지는 밸브(10)를 통해서 별도의 오일 탱크(도시되지 않음)로 공급된다. 밀크시슬 종실로부터 탈지된 유지는 식용유로서 유용하게 활용될 수 있다. 그리고 분리기(7)에서 배출되는 CO₂ 가스는 밸브(8)를 통해서 냉각기(9)로 공급되어 액화된 후 CO₂ 탱크(2)로 공급되어 이후의 유지 추출을 위해 다시 사용되게 된다.

상기 탈지 처리 이후, 밀크시슬 종박으로부터 실리마린 추출을 실행한다(S4 단계). 실리마린 추출은 중극성 용매를 이용하여 실행되는데, 본 실시 예에서는 중극성 용매로서 바람직하게 식용이 가능한 발효 주정이 사용된다. 이때 발효 주정의 에탄올의 비율, 즉 알코올 농도와 추출 온도가 실리마린 수율에 영향을 미친다. 본 발명자의 연구에 의하면 발효 주정의 알코올 농도가 높아지게 되면 실리마린의 추출율, 즉 수율이 높아지게 된다. 그러나 알코올 농도가 일정 이상 높아지게 되면 최종적으로 생성되는 실리마린의 함수율이 높아지는 문제가 발생된다. 따라서 발효 주정의 알코올 농도는 적절하게 설정하는 것이 바람직하다. 발효 주정의 알코올 농도는 60~80%, 보다 바람직하게는 75%로 설정된다. 또한, 실리마린의 추출 온도는 대략 55~65℃에서 그 추출율이 최대로 상승하고, 이 이상의 온도에서는 추출율이 오히려 저하된다. 실리마린 추출은 추출용기에 밀크시슬 종박과 그 30배수 중량의 발효 주정을 함께 넣은 후 대략 60℃에서 24시간 동안 실행한다.

실리마린 추출이 종료되면, 실리마린이 용출된 발효 주정을 감압 분위기에서 농축한다(S5 단계). 발효 주정의 농축은 실리마린이 용해된 주정으로부터 알코올 성분을 제거하기 위해 실행된다. 발효 주정의 농축은 예컨대 알코올 농도가 75%인 발효 주정을 사용한 경우, 농축율이 75%에 이를 때까지 실행된다.

알코올 성분의 제거가 종료되면, 실리마린 농축액을 필요에 따라 건조하여 분말화 한다(S6 단계). 이때 건조방법으로서는 특정한 것에 한정되지 않으나, 바람직하게는 동결건조방법이나 스프레이 드라이 건조방법이 바람직하게 채용된다.

도 3은 본 발명의 실리마린 추출방법에 따라 얻어진 시료 분말의 실리마린 지표성분 검사서이고, 도 4는 종래의 방법에 따라 제조된 시료 분말의 실리마린 지표성분 검사서이다. 검사서로부터 명확하게 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실리마린 추출방법에 의한 시료 분말에는 실리마린이 455.54(mg/g) 함유되어 있는데 대하여, 종래의 시료에는 실리마린이 220.77(mg/g) 함유되어 있다. 이는 본 발명에 따른 실리마린 추출방법이 종래의 방법에 비해 고순도 및 고농도. 즉 고수율로 실리마린을 추출할 수 있음을 보여준다.

이상으로 본 발명에 따른 실시 예를 설명하였다. 상술한 실시 예에서는 밀크시슬의 종실에 대해 초임계처리를 실행함으로써 종실에 포함되어 있는 유지를 제거하게 된다. 이는 실리마린 추출율을 제고함은 물론, 실리마린 추출과정에서 상업적으로 이용할 수 있는 식용유를 획득하는 부가적인 효과를 제공한다.

또한, 실리마린 추출에 식용이 가능한 발효 주정을 사용하여 실리마린의 식품 안정성을 제고함은 물론 공업용 알코올의 사용에 따른 환경 문제를 제거할 수 있게 된다,

또한, 상기 실시 예에 있어서는 초임계 처리를 위한 최적의 조건과 실리마린 추출을 위한 최적으로 조건을 선정하여 실리마린 추출을 실행하므로 실리마린의 수율과 순도를 대폭 제고할 수 있게 된다.

1: 추출기, 2: CO₂ 탱크,
3: 펌프, 4: 히터,
5-8: 밸브, 7: 분리기.

Claims (8)

1. 밀크시슬 종실로부터 실리마린을 추출하는 실리마린 추출방법에 있어서,
   밀크시슬 종실을 건조하는 종실건조 단계와,
   건조된 종실을 분쇄하는 종실 분쇄단계,
   초임계처리를 통해 분쇄된 종실로부터 유지를 제거하는 유지 제거단계,
   발효 주정을 이용하여 밀크시슬 종박으로부터 실리마린을 추출하는 실리마린 추출단계 및,
   실리마린이 용해된 발효 주정을 농축하여 실리마린 농축액을 생성하는 농축단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
2. 제1항에 있어서,
   실리마린 농축액을 건조하여 실리마린 분말을 형성하는 농축액 건조단계를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 농축액 건조단계는 동결건조 또는 스프레이 드라이 건조방법을 통해 실행되는 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 초임계처리는 CO₂ 유체의 온도가 45~55℃, CO₂ 유체의 압력이 350~450bar인 조건에서 실행되는 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
   상기 초임계처리는 CO₂ 유체의 온도가 50℃, CO₂ 유체의 압력이 400bar인 조건에서 실행되는 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 발효 주정의 알코올 농도는 60~80%인 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 발효 주정의 알코올 농도는 75%인 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 실리마린 추출단계는 온도 55~65℃에서 실행되는 것을 특징으로 하는 밀크시슬의 실리마린 추출방법.

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