KR20220092332A - 산성 첨가제 및 아임계수 추출을 이용한 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산성 첨가제 및 아임계수 추출을 이용한 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 마치현을 산성 첨가제가 첨가된 물로 아임계 추출하는 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 마치현으로부터 유용성분인 폴리페놀을 매우 효율적으로 추출할 수 있다. 특히 본 발명의 추출 방법을 사용하면 우수한 항산화 활성을 갖는 추출물을 얻을 수 있으며, 추출 조건의 조절을 통해 타닌산을 보다 효율적으로 추출할 수 있다.
본 발명에 따르면 마치현으로부터 유용성분인 폴리페놀을 매우 효율적으로 추출할 수 있다. 특히 본 발명의 추출 방법을 사용하면 우수한 항산화 활성을 갖는 추출물을 얻을 수 있으며, 추출 조건의 조절을 통해 타닌산을 보다 효율적으로 추출할 수 있다.
Description
본 발명은 산성 첨가제 및 아임계수 추출을 이용한 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 마치현을 산성 첨가제가 첨가된 물로 아임계 추출하는 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법에 관한 것이다.
마치현은 잎 모양이 말의 이빨과 비슷하게 생겨서 붙여진 이름이다. 마치현은 예전부터 해독과 항균작용이 있는 한약재로 사용되어 왔다. 주요성분은 타닌, 오메가-3와 같은 필수지방산(fatty acid) 그리고 미네랄 등이다. 최근에는 폴리페놀(polyphenol)의 일종인 플라보노이드(polyphenol) 성분들도 많이 들어 있는 것으로 알려졌다.
폴리페놀은 식물이 자외선과 활성산소 등으로부터 자신을 보호하기 위하여 생성하는 물질로 5,000여 종류가 알려져 있다. 폴리페놀은 인체 내에서 활성산소를 제거하는 항산화 작용을 하여 질병예방과 노화방지에 효과가 있다.
이로 인하여 마치현 추출물을 이용하여 항염, 항균, 항자극, 그리고 미백 등의 효과를 발휘할 수 있는 화장료 조성물로 이용하는 기술들이 개발되고 있다.
한편, 식물체를 추출할 때 일반적인 방법은 물과 유기용매를 추출용매로 사용하는 것이다. 물은 극성(polar)을 가지고 있어서 극성성분을 잘 추출한다. 유기용매(organic solvent)는 종류에 따라서 비극성과 극성을 가질 수 있어서 추출대상 물질에 따라서 선택적으로 사용할 수 있다. 이로 인하여 유기용매를 이용하는 경우에 물 보다 다양한 성분들을 추출할 수 있는 장점이 있다. 그러나 유기용매 추출물을 화장품과 식품 등의 원료로 사용하기 위해서는 반드시 유기용매를 제거하여야 한다. 이로 인하여 용매 제거공정 비용의 추가와 미량의 잔류용매로 인하여 인체에 대하여 안전성이 문제가 된다.
물은 인체에 필수적으로 필요한 물질이며, 일상 생활에서 가장 많이 사용하는 물질이다. 물의 자연적인 현상으로 상압 조건에서 0℃ 이하에서는 고체로 얼고, 100℃ 이상에서는 기체로 기화되어 수증기 상태로 존재한다. 우리는 이와 같은 현상을 매우 친숙하게 잘 알고 있다.
한편, 물의 온도와 압력이 임계점 보다 낮은 상태인 경우를 아임계(亞臨界, subcritical water)수라고 정의하며 그 범위가 넓다. 그런데 아임계 범위 내에서 물의 온도와 압력을 변화시키면 물의 물리화학적 성질 변화가 일어난다. 대표적으로 유전상수(誘電常數, dielectric constant)와 이온곱(ion product)이다.
유전상수는 물 또는 유기용매의 극성도(極性度, polarity)를 결정하는 것으로 물의 유전상수 값이 변화하면 극성 값이 변한다. 물은 상온상압에서 강한 극성을 나타내지만, 온도와 압력이 변화하면 비극성을 갖는다. 이론적으로 아임계수는 기름과도 섞여서 단일상을 유지할 수 있다. 도 1은 250바(bar)에서 온도변화에 따른 유전상수의 변화를 붉은색 곡선으로 나타낸 것이다. 아임계수는 온도가 높아짐에 따라서 유전상수가 감소하여 극성이 떨어져 비극성화되는 현상이 나타난다.
이온곱([H+]·[OH-])은 물의 산/염기성을 결정짓는 물성치이다. 도 2는 250바(bar)에서 물의 온도변화에 따라서 이온곱의 변화를 붉은색 곡선으로 나타낸 것이다. 상압 25℃에서 물의 이온곱은 Kw=10-14이며, 온도가 올라감에 따라서 이온곱이 증가하여 250℃ 정도에서는 Kw=10-11로 상온 보다 103배 정도 증가하여 산성화가 된다. 그러나 300℃ 이상에서는 급격히 감소하여 염기성으로 변화한다. 즉, 아임계수 상태에서는 온도와 압력조건에 따라서 산성도가 증가하여 가수분해반응(加水分解反應, hydrolysis reaction)이 이론적으로 가능하다.
상압의 열수는 pH가 거의 중성이며, 극성이 강하여 극성의 유효성분만 추출할 수 있다. 그러나 아임계수 상태에서 온도와 압력을 변화시키면 ① 극성의 물을 비극성화하는 것도 가능하여 비극성 유효성분도 추출 가능하며, ② 산성화로 변화되어서 가수분해반응이 가능하여 분자량이 큰 물질을 분해하여 상대적으로 저분자의 유효성분을 생성하여 추출할 수 있다. 그러나 이것은 이론적으로 가능한 것이다.
상기와 같은 아임계수를 이용하여 유효성분을 추출하는 기술들이 개발된 바 있다. 그러나 이러한 기존의 아임계수 추출 방법에는 추출 효율 등에 한계가 있고 이론상의 오류가 있으므로, 이를 개선할 필요가 있다.
이에 본 발명자는 아임계수를 이용하여 마치현으로부터 보다 효율적으로 유용성분을 추출할 수 있는 새로운 방법을 개발하고자 하였다.
따라서 본 발명의 주된 목적은 아임계수를 이용하여 마치현으로부터 보다 효율적으로 유용성분을 추출할 수 있는 새로운 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 아임계수 추출 방법을 사용하여 마치현으로부터 보다 효율적으로 타닌산을 추출할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 마치현을 산성 첨가제가 첨가된 물로 아임계 추출하는 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법을 제공한다.
본 발명의 추출 방법에 있어서, 상기 산성 첨가제는 천연 재료로부터 얻어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 추출 방법에 있어서, 상기 산성 첨가제는 귤즙, 오렌지즙, 레몬즙 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명의 추출 방법에 있어서, 상기 산성 첨가제가 첨가된 물은 산성 첨가제가 0.1 내지 3%(v/v)로 첨가된 것이 바람직하다.
본 발명의 추출 방법에 있어서, 상기 산성 첨가제가 첨가된 물의 pH는 3 내지 4인 것이 바람직하다.
본 발명의 추출 방법에 있어서, 상기 유용성분이 타닌산인 경우, 상기 아임계 추출의 추출 온도는 145 내지 150℃이고, 상기 아임계 추출의 추출 압력은 50바(bar) 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 마치현으로부터 유용성분인 폴리페놀을 매우 효율적으로 추출할 수 있다. 특히 본 발명의 추출 방법을 사용하면 우수한 항산화 활성을 갖는 추출물을 얻을 수 있으며, 추출 조건의 조절을 통해 타닌산을 보다 효율적으로 추출할 수 있다.
도 1은 250바(bar)에서 온도변화에 따른 아임계수의 유전상수 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 250바(bar)에서 온도변화에 따른 아임계수의 이온곱 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 아임계수 추출장치의 개략도를 나타낸 것이다. ①고압액체 펌프, ②예열기(pre-heater), ③전기히터, ④추출기, ⑤압력계(pressure transducer), ⑥온도계(thermocouple), ⑦감압밸브, ⑧냉각기, ⑨압력조절기(pressure regulator).
도 4는 일정한 추출 온도에서 추출 압력을 변화시켜서 추출한 추출물의 총 폴리페놀 함량 변화를 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 149℃로 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 135℃에서 추출한 것.
도 5는 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시켜서 추출한 추출물의 총 폴리페놀 함량 변화를 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 75바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 53바(bar)에서 추출한 것.
도 6은 53바(bar)의 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 추출물의 총 폴리페놀의 함량을 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 53바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 53바(bar)에서 추출한 것.
도 7은 73바(bar)의 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 추출물의 총 폴리페놀의 함량을 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 73바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 73바(bar)에서 추출한 것.
도 8은 추출 조건별(표 1) 총 폴리페놀의 함량을 비교하여 나타낸 것이다.
도 9는 추출 조건별(표 1) 특정 성분의 폴리페놀 함량을 비교하여 나타낸 것이다.
도 10은 산성 첨가제 유무에 따른 추출물의 항산화력을 비교하여 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제를 넣지 않고 149℃ 및 75바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 121℃ 및 53바(bar)에서 추출한 것.
도 2는 250바(bar)에서 온도변화에 따른 아임계수의 이온곱 변화를 나타낸 것이다.
도 3은 아임계수 추출장치의 개략도를 나타낸 것이다. ①고압액체 펌프, ②예열기(pre-heater), ③전기히터, ④추출기, ⑤압력계(pressure transducer), ⑥온도계(thermocouple), ⑦감압밸브, ⑧냉각기, ⑨압력조절기(pressure regulator).
도 4는 일정한 추출 온도에서 추출 압력을 변화시켜서 추출한 추출물의 총 폴리페놀 함량 변화를 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 149℃로 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 135℃에서 추출한 것.
도 5는 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시켜서 추출한 추출물의 총 폴리페놀 함량 변화를 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 75바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 53바(bar)에서 추출한 것.
도 6은 53바(bar)의 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 추출물의 총 폴리페놀의 함량을 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 53바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 53바(bar)에서 추출한 것.
도 7은 73바(bar)의 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 추출물의 총 폴리페놀의 함량을 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제 없이 73바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 73바(bar)에서 추출한 것.
도 8은 추출 조건별(표 1) 총 폴리페놀의 함량을 비교하여 나타낸 것이다.
도 9는 추출 조건별(표 1) 특정 성분의 폴리페놀 함량을 비교하여 나타낸 것이다.
도 10은 산성 첨가제 유무에 따른 추출물의 항산화력을 비교하여 나타낸 것이다. 아임계(1): 산성 첨가제를 넣지 않고 149℃ 및 75바(bar)에서 추출한 것, 아임계(2): 산성 첨가제를 넣고 121℃ 및 53바(bar)에서 추출한 것.
본 발명은 마치현을 산성 첨가제가 첨가된 물로 아임계 추출하는 경우, 산성 첨가제를 첨가하지 않은 경우에 비해 폴리페놀 추출 효율을 높일 수 있고 보다 우수한 항산화 효과를 갖는 추출물을 얻을 수 있다는 새로운 발견으로부터 안출된 것이다.
따라서 본 발명의 추출 방법은 마치현을 산성 첨가제가 첨가된 물로 아임계 추출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 추출 원료로 사용하는 마치현은 "Portulaca oleracea L."의 학명을 갖는 식물로, 본 발명에서 바람직하게는 전초를 사용한다. 또한 본 발명에서 추출 원료로 사용하는 마치현은 수확한 상태 그대로 또는 건조 등의 추가 가공 과정을 거쳐 가공한 것을 사용할 수 있다. 예를 들어, 마치현의 전초를 쪄서 말린 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 마치현은 별도의 절단없이 그대로 사용하거나 적당한 크기로 절단하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 5cm 이하의 길이, 4cm 이하의 길이, 3cm 이하의 길이로 절단하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 산성 첨가제는 물에 첨가되어 산성화할 수 있는 물질을 의미하는 것으로, 바람직하게는 천연 재료로부터 얻어지는 것이다. 보다 바람직하게는 식물 재료로부터 얻어지는 것이며, 보다 바람직하게는 과일로부터 추출 또는 착즙하여 얻어지는 것, 즉 과일의 추출물 또는 착즙물이다. 보다 바람직하게는 귤즙, 오렌지즙, 레몬즙 또는 이들의 혼합물이다.
본 발명에서 산성 첨가제가 첨가된 물, 즉 추출 용매는 물에 상기 산성 첨가제를 첨가하여 제조할 수 있다. 바람직하게는 추출 용매 중 산성 첨가제가 0.1 내지 10%(v/v)가 되도록 첨가하여 제조하며, 보다 바람직하게는 추출 용매 중 산성 첨가제가 0.1 내지 8%(v/v)가 되도록, 보다 바람직하게는 추출 용매 중 산성 첨가제가 0.1 내지 5%(v/v)가 되도록, 보다 바람직하게는 추출 용매 중 산성 첨가제가 0.1 내지 3%(v/v)가 되도록, 보다 바람직하게는 추출 용매 중 산성 첨가제가 0.5 내지 2%(v/v)가 되도록 첨가하여 제조한다.
본 발명에서 산성 첨가제가 첨가된 물, 즉 추출 용매의 pH는 바람직하게는 pH 3 내지 5, 보다 바람직하게는 pH 3 내지 4.5, 보다 바람직하게는 pH 3 내지 4이다.
본 발명에서 산성 첨가제가 첨가된 물, 즉 추출 용매는 바람직하게는 마치현, 즉 추출 원료 중량의 2 내지 100배를 사용한다. 보다 바람직하게는 마치현 중량의 5 내지 50배, 보다 바람직하게는 마치현 중량의 5 내지 20배, 보다 바람직하게는 마치현 중량의 7 내지 15배, 보다 바람직하게는 마치현 중량의 8 내지 12배, 보다 바람직하게는 마치현 중량의 9 내지 11배를 사용한다.
본 발명에서 아임계 추출은 물을 아임계 상태로 전환하여 추출하는 것을 의미하는 것으로, 통상적인 아임계 추출 장치를 사용하여 달성할 수 있다. 내부 온도 및 압력을 조절할 수 있는 추출 장치, 예를 들어 도 3과 같이 고압액체 펌프, 예열기(pre-heater), 전기히터, 추출기, 압력계(pressure transducer), 온도계(thermocouple), 감압밸브, 냉각기, 압력조절기(pressure regulator)가 구비된 추출 장치를 사용할 수 있다.
본 발명에서 아임계 추출 시 추출 온도는 바람직하게는 115 내지 155℃이고, 보다 바람직하게는 120 내지 150℃이고, 보다 바람직하게는 121 내지 149℃이다.
본 발명에서 아임계 추출 시 추출 압력은 바람직하게는 20바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 25바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 30바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 32바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 40바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 41바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 50바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 52바(bar) 이상이고, 보다 바람직하게는 53바(bar) 이상이다. 또한 상한은 바람직하게는 120바(bar)(즉, 120바(bar) 이하)이고, 보다 바람직하게는 114바(bar)이고, 보다 바람직하게는 100바(bar)이고, 보다 바람직하게는 97바(bar)이고, 보다 바람직하게는 80바(bar)이고, 보다 바람직하게는 75바(bar)이고, 보다 바람직하게는 70바(bar)이고, 보다 바람직하게는 65바(bar)이고, 보다 바람직하게는 60바(bar)이고, 보다 바람직하게는 55바(bar)이고, 보다 바람직하게는 54바(bar)이다.
본 발명에서 아임계 추출 시 추출 시간은 바람직하게는 30분 이상, 보다 바람직하게는 40분 이상, 보다 바람직하게는 50분 이상, 보다 바람직하게는 1시간 이상이다. 또한 상한은 바람직하게는 24시간(즉, 24시간 이하), 보다 바람직하게는 12시간, 보다 바람직하게는 10시간, 보다 바람직하게는 7시간, 보다 바람직하게는 5시간, 보다 바람직하게는 4시간, 보다 바람직하게는 2시간이다.
특히 본 발명에 따르면, 특정한 아임계 추출 조건에서 폴리페놀 중 타닌산(tannic acid)을 보다 효율적으로 추출할 수 있다.
타닌산을 추출하려는 경우, 추출 온도를 120 내지 150℃로 하고 추출 압력을 50바(bar) 이상으로 하여 추출하면 보다 효율적으로 추출할 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 추출 온도를 135 내지 150℃로, 보다 바람직하게는 140 내지 150℃로, 보다 바람직하게는 145 내지 150℃로 한다. 또한 보다 바람직하게는 상기 추출 압력을 50 내지 60바(bar)로 하며, 보다 바람직하게는 50 내지 57바(bar), 보다 바람직하게는 51 내지 55바(bar), 보다 바람직하게는 52 내지 54바(bar)로 한다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[실시예]
실시예 1
추출 원료로 건조된 마치현 전초를 사용하였다. 추출 원료 무게의 10배의 추출 용매를 사용하였다. 이 추출 용매는 정제수에 산성 첨가제가 첨가된 것으로, 산성 첨가제로 레몬즙을 사용하였으며, 정제수에 레몬즙을 1%(v/v)로 첨가하여, pH를 3.6으로 조절하였다. 추출은 도 3의 추출기를 사용하였으며, 추출기의 가온을 시작하여 일정한 온도와 압력을 유지시키며 1시간 이내에 추출을 완료하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 같이 추출하되, 추출 압력 또는 추출 온도를 변경하여 추출하고, 추출된 각 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정하여 비교하였다.
도 4는 일정한 추출 온도에서 추출 압력을 변화시키면서 추출한 각 추출물들의 총 폴리페놀의 함량을 측정한 결과이다. '아임계(1)'은 산성 첨가제 없이 149℃, '아임계(2)'는 산성 첨가제를 넣고 135℃에서 추출한 추출물의 결과이다. 산성 첨가제를 넣은 경우가 산성 첨가제를 넣지 않은 경우에 비해 추출 온도도 10℃ 이상 낮으면서도 전체적으로 총 폴리페놀의 함량이 두 배 이상 높게 추출되었다.
또한 각각 53바(bar) 이상, 75바(bar) 이상의 추출 압력에서는 추출물의 총 폴리페놀 함량에는 큰 변화가 나타나지 않고 비슷하였다.
도 5는 상기 도 4를 통해 확인된 각각의 최적 추출 압력, 즉 산성 첨가제를 넣지 않은 경우 75바(bar), 산성 첨가제를 넣은 경우 53바(bar)에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 각 추출물들의 총 폴리페놀의 함량을 측정한 결과이다. '아임계(1)'은 산성 첨가제 없이 75바(bar), '아임계(2)'는 산성 첨가제를 넣고 53바(bar)에서 추출한 추출물의 결과이다. '아임계(2)'의 경우에는 120℃ 정도부터 총 폴리페놀 함량이 크게 증가하였고, '아임계(1)'의 경우에는 149℃에서 최고 함량을 나타났으며 전체적으로 함량이 '아임계(2)'에 비하여 낮다.
도 6은 53바(bar)의 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 각 추출물들의 총 폴리페놀의 함량을 측정한 결과이다. '아임계(1)'은 산성 첨가제 없이 53바(bar), '아임계(2)'는 산성 첨가제를 넣고 53바(bar)에서 추출한 추출물의 결과이다. 이의 결과 또한 도 5와 유사한 경향을 나타낸다.
도 7은 73바(bar)의 일정한 추출 압력에서 추출 온도를 변화시키면서 추출한 각 추출물들의 총 폴리페놀의 함량을 측정한 결과이다. '아임계(1)'은 산성 첨가제 없이 73바(bar), '아임계(2)'는 산성 첨가제를 넣고 73바(bar)에서 추출한 추출물의 결과이다. 이의 결과 또한 도 5와 유사한 경향을 나타낸다.
도 8은 추출 조건별 총 폴리페놀의 함량을 비교하여 나타낸 것이며, 각 추출 조건은 표 1과 같다. 전체적으로 산성 첨가제를 넣은 경우가 총 폴리페놀 함량이 높은 것으로 나타났다. '아임계(2)'가 '아임계(1)'에 비해 총 폴리페놀 함량이 낮은 것으로 나타났지만, '아임계(2)'의 추출 온도 및 추출 압력이 상대적으로 현저히 낮다는 것을 감안해야 한다.
| 산성 첨가제 | 추출 온도(℃) | 추출 압력(bar) | |
| 아임계(1) | × | 149 | 75 |
| 아임계(2) | ○ | 110 | 53 |
| 아임계(3) | ○ | 121 | |
| 아임계(4) | ○ | 135 | |
| 아임계(5) | ○ | 148 |
도 9는 특정 성분의 폴리페놀 함량을 추출 조건별로 비교하여 나타낸 것이며, 각 추출 조건은 표 1과 같다. 마치현 추출물은 피부질환에 사용되는 원료 중에 하나이다. 또한 폴리페놀 계열의 항산화 물질을 많이 함유하고 있다. 대표적인 폴리페놀 성분으로 페룰산(Ferulic acid), 갈산(Gallic acid), 쿠마르산(p-Coumaric acid), 타닌산(tannic acid)이 있다. 페룰산은 활성산소를 제거와 멜라닌 생성을 억제하여 피부노화, 반점, 주름을 개선하는 항노화 효과가 있다. 비타민 C와 함께 사용하면 햇빛으로부터 피부보호 효과가 증가하는 것으로 알려져 있다. 갈산은 이차대사물질(secondary metabolites)로, 이들의 특징인 항생제 기능을 가지고 있다. 이로 인하여 항균 및 항진균 활성을 나타내는 약물, 화장품 원료 등에 사용된다. 쿠마르산은 멜라닌 생성을 억제하는 작용을 하여 자외선에 노출된 피부의 색소침착과 염증반을 막아준다. 타닌산은 혈관의 탄력증가와 혈액순환을 원활하게 하는 효과가 있으며, 최근에는 살균효과를 이용하여 상처치료용 박막 제조에도 적용되었다. 추출 조건별 각 폴리페놀 성분의 함량을 비교한 결과, 추출 조건에 따라 타닌산의 함량에 큰 차이가 있는 것으로 나타났다. 추출 온도가 121℃인 경우부터 추출 온도가 높아질수록 타닌산의 함량이 증가하는 경향을 나타냈고, 특히 이중에서도 추출 온도가 148℃인 경우가 다른 경우에 비해 타닌산의 함량이 현저히 높은 것으로 나타났다.
아래의 표 2는 폴리페놀 분석 방법을 요약한 것이다.
| 시료 제조방법 |
1. Ferulic acid, Gallic acid, P-Coumaric acid, Tannic acid의 HPLC 분석 - 시료 1g을 2.0 ml Eppendorf tube에 각각 넣는다. - MeOH을 가하여 각각 2ml 채운 후 Sonication - Centrifuge (3500 rpm, 10 min) & Syringe filter (0.45 um) - Analysis 2. 총 폴리페놀 함량 분석 - 시료 약 50mg을 칭량하고, 증류수를 가하여 추출, 원심분리(3000rpm, 10분)한다. - 표준품 Gallic acid을 증류수로 녹여 농도가 5, 10, 25, 50 및 100 ug/ml 가 되도록 용액을 제조한다. |
|
| 분석조건 (HPLC) |
1. HPLC | Agilent 1200 HPLC |
| 2. Column | ZORBAX Eclipse XDB-C18 250 x 4.0 mm I. D., 5um | |
| 3. Guard column | ZORBAX Eclipse XDB-C18 12.5 x 4.6 mm I. D., 5um | |
| 4. Mobile phase | 0.1% TFA in water : Acetonitrile =85 : 150.1% TFA in water : Acetonitrile =95 : 5 (Tannic acid) | |
| 5. Detector | UV 280 nm, 325 nm, 370 nm | |
| 6. Column oven Temp. | 30 ℃ | |
| 7. Flow rate | 0.3 ml/min | |
| 8. Injection volume | 10 ul | |
| 시험 조작방법 (총폴리페놀) |
- 추출한 시료 상등액과 표준용액을 0.3ml 취하여 1.5ml Eppendorf에 담고 10% Sodium Carbonate 0.3ml을 가하여 3분간 정치시킨다. - Folin-Ciacalteu's reagent (phenol reagent) 0.3ml을 가하고 약 1시간 동안 반응시킨다. - UV 760nm에서 흡광도 측정. |
|
실시예 3
활성산소(Reactive oxygen free radical)는 호흡하는 산소와는 다르게 홑전자(unpaired electron)를 가지고 있으며 반응성이 매우 높은 특징의 산소화합물을 통칭하는 것이다. 이러한 활성산소는 인체 내에서 생명유지에 필요한 대사반응과정과 체외의 공해, 광화학 등의 환경적인 외적요인에 의하여 발생한다. 그런데, 체내에서 항산화효소가 활성산소를 완벽하게 제거하는 기능이 떨어져 활성산소가 쌓이는 경우가 발생할 수 있다. 그러면, 활성산소가 세포의 지질, DNA 등과 반응하여 세포를 파괴하고 여러 효소의 기능을 손상시켜서 인체의 노화와 질병을 발생시킨다. 따라서 체외에서 활성산소를 제거할 수 있는 항산화 물질을 체내로 공급하여 건강유지와 노화를 지연시켜야 하며, 자연계에 존재하는 대표적인 항산화 물질이 폴리페놀이다.
이에 산성 첨가제를 넣고 아임계수 추출한 마치현 추출물과 산성 첨가제를 넣지 않고 아임계수 추출한 마치현 추출물의 항산화력을 비교하였다. 항산화력을 측정하기 위하여 DPPH 분석(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl assay)을 이용하였다. 자유라디칼(free radical)인 DPPH의 소거율 증가는 항산화력 증가로 추정할 수 있다.
도 10은 각 추출물의 항산화력을 측정한 것으로 '아임계(1)'은 산성 첨가제를 넣지 않고 149℃ 및 75바(bar)에서 아임계수 추출한 추출물, '아임계(2)'는 산성 첨가제를 넣고 121℃ 및 53바(bar)에서 아임계수 추출한 추출물의 결과이다. 산성 첨가제를 넣은 '아임계(2)'의 경우에는 80% 이상의 DPPH 라디칼 소거율을 보였고, 산성 첨가제를 넣지 않은 '아임계(1)'은 62% 정도의 DPPH 라디칼 소거율을 나타냈다.
소거율은 DPPH의 농도가 50% 감소되는데 필요한 농도(Free radical scavenging activity. C50, mg/mL)를 비교하여 보면 알 수 있다. 이 값이 중요한 이유는 50% 이상의 소거능력을 나타내야만 항산화 능력이 있으며, 동시에 낮은 농도에서 나타낼수록 항산화 능력이 높은 것으로 간주하기 때문이다. '아임계(1)'의 IC50은 약 20mg/mL 이며, '아임계(2)'의 경우에는 약 7mg/mL로 더 낮다. 이는 산성 첨가제를 사용한 경우가 다양하며 더 많은 양의 폴리페놀을 추출할 수 있다는 것을 의미한다.
종합하자면, 아임계수 추출 시 산성 첨가제를 넣어서 상대적으로 낮은 온도와 압력에서 효과적인 가수분해를 진행시켜서 총 폴리페놀의 함량을 높일 수 있었다. 또한, 아임계수 마치현 추출물의 항산화 능력이 80% 이상 이었다. 상대적으로 저온 저압에서 아임계수 추출을 수행할 수 있어서 장치와 조업비용을 절감할 수 있다.
Claims (6)
- 마치현을 산성 첨가제가 첨가된 물로 아임계 추출하는 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 산성 첨가제는 천연 재료로부터 얻어지는 것인, 추출 방법. - 제2항에 있어서,
상기 산성 첨가제는 귤즙, 오렌지즙, 레몬즙 또는 이들의 혼합물인, 추출 방법. - 제3항에 있어서,
상기 산성 첨가제가 첨가된 물은 산성 첨가제가 0.1 내지 3%(v/v)로 첨가된 것인, 추출 방법. - 제4항에 있어서,
상기 산성 첨가제가 첨가된 물의 pH는 3 내지 4인, 추출 방법. - 제1항에 있어서,
상기 유용성분은 타닌산이고,
상기 아임계 추출의 추출 온도는 145 내지 150℃이고,
상기 아임계 추출의 추출 압력은 50바(bar) 이상인, 추출 방법.
Applications Claiming Priority (2)
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| KR20200182829 | 2020-12-24 | ||
| KR1020200182829 | 2020-12-24 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220092332A true KR20220092332A (ko) | 2022-07-01 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210037724A KR20220092332A (ko) | 2020-12-24 | 2021-03-24 | 산성 첨가제 및 아임계수 추출을 이용한 마치현으로부터 유용성분의 추출 방법 |
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| KR (1) | KR20220092332A (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101258632B1 (ko) | 2010-02-02 | 2013-04-26 | 건국대학교 산학협력단 | 양파껍질의 아임계 수추출물의 항균제 용도 |
| KR102098598B1 (ko) | 2018-09-21 | 2020-04-08 | 주식회사 토아스 | 아임계수 가수분해 및 반용매 재결정화를 이용한 자색옥수수 포엽 및 속대로부터 안토시아닌 함유 수용성 다당체 복합분말 수득 방법 |
| KR20200081872A (ko) | 2018-12-28 | 2020-07-08 | 부경대학교 산학협력단 | 아임계 수를 이용한 항산화성이 우수한 김 가수분해물 제조방법 |
-
2021
- 2021-03-24 KR KR1020210037724A patent/KR20220092332A/ko not_active Application Discontinuation
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