KR20210155113A - 정유성분 및 커큐민의 추출방법 및 이에 의해 추출된 추출물을 포함하는 식품 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 추출대상 울금으로부터 정유성분과 커큐민을 최대한 추출할 수 있음은 물론 각 성분을 서로 다른 울금이 아닌 동일 울금에서 순차적으로 추출(1차 정유성분 추출, 2차 커큐민 추출)함에 따라 울금소비를 줄여주어 비용절감효과를 기대할 수 있는 정유성분 및 커큐민의 추출방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 울금으로부터 추출되는 정유성분 및 커큐민을 최대로 추출할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.
울금(Curcuma longa Linn:畺黃, 강황)은 생강과(Zingiberaceae)의 커큐마(Curcuma)속 식물로서 근경은 괴상이고 가로로 절단한 면은 황색을 띠고 방향이 있다. 울금에 대한 우리나라 역사는 세종실록지리지를 보면 전라도의 구례, 낙안, 순천에서 울금과 울금초가 토산품으로 재배되었던 기록이 있고, 신중동국여지승람에는 전라도의 전주와 순창, 곡성, 임실, 광양, 동북의 일곱 고을에서 울금이 지역특산품으로 재배되었다고 한다.
울금은 기원전부터 염료와 식품착색제로 사용되었다고 기록되어 있으며, 또한 인도 카레의 원료이기도 하다. 일본에서는 단무지 착색제로 울금을 이용하고 있으며, 특히 세계적 장수마을로 알려진 오키나와 일대에서 특용작물로 재배되어 건강식품으로 애용되고 있다.
울금의 효능은 "본초강목"과 "동의보감"등의 고서나 기타 동물 실험에서 이담작용, 위액 분비 촉진 작용, 이뇨 작용, 해독 기능, 항암 작용, 항염 작용 및 항산화 작용 등이 알려져 있다 (김창렬. 식품의약안전처, pp 1-98 (2006)).
울금의 주요성분으로는 커큐민(curcumin) 1~3%, 정유 1~5%, 녹말 30~40%를 포함하고 있으며, 노란색소는 커큐민이 그 주성분이다. 이외에도 메치돌이루카비놀(ρ-methydollrucabinole), 투메론(tumerone), 아줄렌(azulene), 캄파(kampfa) 후라보노이드, 식물 섬유 등 다양한 성분들이 함유되어 있다.
울금의 주요성분인 커큐민은 강력한 항산화 기능이 있으며, 구조적으로 페놀계의 항산화제에 속하는데 최근 항암 효과가 밝혀지면서 과학계의 관심이 집중되고 있다. 커큐민이 암 세포가 계속 성장하도록 돕는 NF-kappaB를 저해하여 식도암과 관련된 주요한 단백질의 발현을 차단할 수 있다는 것을 보여주었다. 또한 커큐민은 피부암 등 다른 여러 종류의 암에서 종양세포의 사멸을 유도한다는 사실이 밝혀지고 있다. 암 뿐만 아니라 알츠하이머의 발병 원인이 되는 뇌세포 파괴 단백질이 축적되는 것을 막아주어 병의 진행을 지연시키며, 염증유발 단백질인 `인터루킨8' 등의 발현을 억제한다. 이 밖에 다른 세포에 독성을 나타내지 않는, 즉 세포독성이 없는 농도에서 혈관이 새로 생기는 것을 효율적으로 막아 암에 영양분이 공급되지 못하도록 차단, 암세포가 죽도록 유도하는 등 여러 가지 기능이 보고되고 있다.
울금과 관련된 기술로서, 특허등록 제10-1124370호(강황 추출물을 포함한 약제학적 조성물), 특허등록 제10-1126164호(온울금으로부터 추출된 정유를 유효성분으로 함유하는 염증성 질환의 예방 및 치료용 조성물), 특허등록 제10-1566441호(울금 추출물을 포함하는 인플루엔자 바이러스 감염의 예방 및 치료용 조성물 및 뉴라미니데이즈 활성의 억제용 조성물), 특허등록 제10-1086504호(혈행개선 및 혈관확장 기능을 가지는 피부 도포용 조성물), 특허등록 제10-1381850호(울금 추출물을 유효성분으로 하는 항 콜레스테롤용 조성물과 그 울금 추출물의 추출방법), 특허등록 제10-0824615호(울금추출물을 함유하는 동맥경화 및 고혈압의 예방 및 치료용 약학 조성물), 특허등록 제10-0506427호(강황 추출물을 함유한 위염, 위궤양 예방을 위한 건강보조식품), 특허등록 제10-1517843호(울금 비극성용매 가용 추출물 또는 이로부터 분리된 아로매틱-튜메론을 유효성분으로 함유하는 스트레스관련 질환의 치료 및 예방을 위한 조성물) 등의 기술들이 등록되어 있다.
현재 식품이나 생약소재로 울금을 활용하기 위해 개발된 종래의 기술들은 생울금을 건조하여 건조울금으로 사용하거나 이를 분말화한 후 추출하거나 농축하여 사용하고 있다.
그러나 건조시 정유성분이 공기중으로 휘발되므로 정유성분의 포집이 어렵고, 함량이 줄어들게 된다. 또한, 일반적으로 정유성분을 추출하기 위하여 수증기 증류방법을 이용하는데 이는 울금의 정유성분만 추출하는 방법임에 따라 추출후 울금의 유효성분인 커큐민 등은 사용하지 못한 채 폐기되었다. 또한 울금에서 커큐민을 추출하는 경우에도 마찬가지로 정유성분의 추출없이 커큐민만을 추출한 후 폐기하는 것이 일반적이다.
따라서, 종래에는 정유성분과 커큐민의 추출시 각각 서로 다른 울금에서 추출함에 따라 어느 정도의 양을 추출할 수는 있었으나 충분히 추출하지는 못하였으며, 더욱이 추출 후 버려지는 울금의 량이 많아질 수 밖에 없어 울금의 소비가 증가되는 문제가 있었다.
이에, 고함량의 정유성분과 커큐민을 추출하면서도 울금의 소비량을 줄여주기 위한 새로운 추출방법의 필요성이 요구되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 추출대상 울금으로부터 정유성분(1차 추출)과 커큐민(2차 추출)을 최대량으로 추출하도록 함은 물론 각 성분을 서로 다른 울금에서 추출하는 것이 아니라 동일한 울금에서 추출함에 따라 울금소비를 줄여 비용을 절감할 수 있는 정유성분 및 커큐민의 추출방법을 제공함에 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은, 울금에서 정유성분을 1차 추출한 후 1차 추출과정을 거친 울금에서 2차 추출을 통해 커큐민을 추출하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 정유성분의 추출을 위한 추출용매로서 93~97농도% 알코올을 사용하고, 상기 커큐민의 추출을 위한 추출용매는 정유성분의 추출용매보다 낮은 농도%의 알코올을 사용하게 된다.
더욱 바람직하게는 상기 커큐민의 추출에 사용되는 추출용매는 정유성분의 추출용매보다 15농도%이상 낮은 65~75농도% 알코올을 사용하게 된다.
상기의 구성으로 이루어진 본 발명의 정유성분 및 커큐민의 추출방법에 따른 서로 다른 울금이 아닌 동일한 울금에서 정유성분과 커큐민을 함께 추출함에 따라 소비되는 울금량을 줄여 비용절감효과를 기대할 수 있고, 또한 효율적인 추출과정을 통해 울금에서 얻을 수 있는 양만큼 최대한 추출할 수 있음으로써 추출효율을 대폭 높여줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 알코올함량 및 정유성분의 추출시기에 따른 함량그래프,
도 2는 본 발명에 따른 알코올함량 및 커큐민의 추출시기에 따른 함량그래프.
도 2는 본 발명에 따른 알코올함량 및 커큐민의 추출시기에 따른 함량그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정유성분 및 커큐민의 추출방법에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 사용된 울금은 진도산 생울금을 구입하여 사용하였다.
구입한 생울금을 세척하여 표면에 달라붙은 흙이나 돌 등의 이물질을 떼어내고, 세척된 울금은 4~6mm의 길이로 절단한 후 구연산 수용액에 10시간 동안 침지시켜 놓는다.
이때, 구연산 수용액은 첨가되는 구연산의 첨가량에 따라 0.5~1.5농도%를 갖는 것을 준비하여 농도별로 절단해놓은 울금을 각각 침지시킨다.
10시간 동안 구연산 수용액에 침지시킨 후에는 구연산 수용액에서 건져낸 후 다시 세척하여 준비하면 된다.
이때, 세척해 놓은 울금 중 일부는 열풍건조하여 건조울금으로 준비한다.
농도별로 10시간 침지시킨 후 세척해 놓은 울금에서 추출한 정유성분인 ar-tumerone과 유효성분인 커큐민의 함량을 측정하였으며, 측정결과는 아래 [표 1]과 같다.
정유성분(ar-tumerone)과 유효성분(커큐민)의 분석조건은 아래와 같다.
커큐민은 분석은 HPLC(Waters Deltz-600 Waters Co., USA)를 이용하여 칼럼은 Water Symmetry C18 5㎛이며 이동상은 100% methanol, 유속은 1.0 ㎖/min이었다. 검출조건은 420nm이며, 20㎕의 분석시액을 주입하였다.
에탄올로 추출한 울금 추출물의 성분분석을 위해 추출된 정유성분(ar-tumerone)을 기체크로마토그래프/질량분석기(GC-MS Spectrophotometer, Clarus 600 series-Turbo Matrix HSS Trap, erkinElmer, USA)를 이용하여 측정하였다. 측정 조건은 Elite-5 Column을 이용하였고, GC 오븐 온도는 50℃에서 2분간 유지시켜 준 후 10℃/min의 속도로 증가시켜 최대온도 250℃에서 2분간 유지시켜 실험을 진행하고, 공급가스(flow gas)는 헬륨(helium)을 사용하였다.
| ar-tumerone 함량(mg/g) | 커큐민 함량(ug/ml) | |
| 0% 구연산 수용액 | 3.08 | 208.1 |
| 0.5농도% 구연산 수용액 | 3.28 | 204.4 |
| 1농도% 구연산 수용액 | 3.63 | 223.5 |
| 1.5농도% 구연산 수용액 | 3.48 | 222.1 |
위 [표 1]에서와 같이, 정유성분(ar-tumerone)은 구연산이 첨가되지 않은 0% 구연산 수용액(증류수 100%)으로 처리한 시료보다 1.0농도% 구연산 수용액으로 처리한 시료가 17.85%만큼 더 많이 추출되었으며, 유효성분(커큐민)도 1.0농도% 구연산 수용액으로 처리한 시료가 7.4%만큼 더 추출되었다.
그리고 1.5농도% 구연산 수용액으로 처리한 시료는 1.0농도% 구연산 수용액으로 처리한 시료와 유의적인 차이가 있지 않은 것으로 나타났다. 이는 구연산이 증류수의 pH를 안정하게 유지하여 미생물의 오염방지에 도움을 주게 되는 것으로 울금 조직의 연화에 도움을 주어 유효성분의 추출을 향상시킨 것으로 판단된다.
한편, 생울금과 건조울금의 정유성분과 유효성분(커큐민)의 함량을 비교하기 위해, 생울금과 건조울금을 준비하여 시험하였다.
생울금은 세절하여 구연산 수용액에 침지시킨 후 세척해놓은 울금 1㎏을 준비하였고, 건조울금은 구연산 수용액에 침지시킨 후 세척해놓은 생울금 1㎏을 60℃에서 8시간동안 건조한 것(건조울금은 140.33g으로 생울금 대비 7.12배 감소하였음)을 사용하였다.
생울금과 건조울금에서 추출한 정유성분과 유효성분(커큐민)의 함량은 아래 [표 2]와 같다.
| ar-tumerone 함량(mg/g) | 커큐민 함량(ug/ml) | |
| 생울금 | 3.08 | 208.1 |
| 건조울금 | 2.85 | 211.4 |
위 [표 2]에서와 같이, 정유성분은 건조울금이 생울금에 비해 8%정도의 손실을 보이고 있고, 커큐민은 건조울금이 생울금에 비해 1.5% 증가하였으나 유의적인 차이는 보이지 않았다.
이는 울금의 건조과정에서 울금의 세포파괴와 함께 정유성분이 공기중으로 휘발되어 함량이 감소한 것으로 판단된다.
한편, 종래에는 울금에서 유효성분인 커큐민을 추출하는 경우, 알코올 함량이 60~89%인 용매로 추출하는 용매추출법을 이용하고 있으며, 정유성분의 추출은 수증기 증류법을 이용하여 추출하였다.
특히, 각 성분의 추출 시에는 각기 다른 울금에서 용매추출법을 이용하여 커큐민을 추출하고, 수증기 증류법을 이용하여 정유성분을 추출하였으며, 이로 인해 원료인 울금의 소비가 많아지게 되는 문제가 있었다.
본 발명에서는 울금의 소비를 줄이면서도 울금에서의 정유성분과 유효성분인 커큐민의 추출시 보다 효과적이면서도 효율적으로 추출할 수 있도록 하는 방법에 특징이 있다.
이를 위해, 울금에서 정유성분을 1차 추출한 후 1차 추출과정을 거친 울금에서 2차 추출을 통해 커큐민을 추출하게 된다.
이때, 정유성분의 추출을 위한 추출용매로서 93~97농도% 알코올을 사용하고, 상기 커큐민의 추출을 위한 추출용매는 정유성분의 추출용매보다 낮은 농도%의 알코올을 사용하는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게는 커큐민의 추출용매는 정유성분의 추출용매인 93~97농도% 알코올보다 적어도 15농도%이상 낮은 65~75농도% 알코올을 사용하여 2차 추출을 통해 커큐민을 획득하도록 한다.
도 1은 정유성분만을 1차(95농도% 알코올 이용), 2차(70농도% 알코올 이용) 추출한 결과 그래프이고, 도 2는 커큐민만을 1차(95농도% 알코올 이용), 2차(70농도% 알코올 이용) 추출한 결과 그래프이다.
도 1 및 도 2에 도시된 정유성분과 커큐민의 추출값을 구체적으로 정리하여 아래 [표 3]에 나타내었다.
| 1차 추출 (95농도% 알코올) |
2차 추출 (70농도% 알코올) |
합계 | ||
| ar-tumerone | 생울금 | 3.63 | 0.73 | 4.36 |
| 건조울금 | 2.85 | 0.67 | 3.52 | |
| 커큐민 | 생울금 | 223.5 | 507.7 | 731.2 |
| 건조울금 | 211.4 | 488.2 | 699.6 | |
[표 3]을 보면, 정유성분은 2차 추출에 비해 1차 추출에서 월등히 많은 양이 추출됨을 알 수 있고, 커큐민은 1차 추출에 비해 2차 추출에서 많은 양이 추출됨을 확인할 수 있었다.
그리고 정유성분은 생울금이 건조울금보다 약 23.9% 많이 추출되었고, 커큐민은 큰 차이없이 비슷한 추출함량을 보였다.
이러한 결과값을 토대로 보면, 알코올 농도가 높은 추출용매는 정유성분의 추출에 효과적이고, 알코올 농도가 낮은 추출용매는 커큐민의 추출에 효과적임을 확인할 수 있다.
따라서, 원료인 울금에서 95농도% 알코올을 이용하여 정유성분을 1차 추출하도록 하고, 1차 추출작업을 거친 울금을 70농도% 알코올로 2차로 커큐민을 추출하게 되면, 정유성분과 커큐민을 최대한 많은 량으로 추출할 수 있는 것이다.
이와 함께 하나의 울금에서 1차 추출과 2차 추출을 통해 정유성분과 커큐민을 모두 획득할 수 있음으로써 울금의 소비를 줄일 수 있는 것이다.
한편, 추출된 정유성분과 유효성분인 커큐민은 식품 조성물에 포함시켜 사용할 수 있고, 이 정유성분과 커큐민이 포함된 식품조성물은 또 다른 식품이나 식품성분과 함께 사용될 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 사용될 수 있다.
Claims (4)
- 울금에서 정유성분을 1차 추출한 후 1차 추출과정을 거친 울금에서 2차 추출을 통해 커큐민을 추출하는 것을 특징으로 하는 정유성분 및 커큐민의 추출방법.
- 제1항에 있어서,
상기 정유성분의 추출을 위한 추출용매로서 93~97농도% 알코올을 사용하고, 상기 커큐민의 추출을 위한 추출용매는 정유성분의 추출용매보다 낮은 농도%의 알코올을 사용하는 것을 특징으로 하는 정유성분 및 커큐민의 추출방법.
- 제2항에 있어서,
상기 커큐민의 추출에 사용되는 추출용매는 정유성분의 추출용매보다 15농도%이상 낮은 65~75농도% 알코올을 사용하는 것을 특징으로 하는 정유성분 및 커큐민의 추출방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항을 통해 추출된 정유성분과 커큐민을 포함하는 식품 조성물.
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