KR20230028828A - Method for extracting tannin from persimmon using supercritical fluid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 탄닌을 높은 수율로 추출할 수 있는 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid, and more particularly, to a method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid capable of extracting tannins in high yield.
감은 감꽃이 열매를 맺기 시작하여 2 내지 3달 후부터 푸른 미숙성 감의 상태가 된다. 이때 감의 과실을 보다 건강하고 성숙하게 하기 위해 미숙성 감의 일부를 솎아내고 있다. 현재 솎아낸 미숙성 감은 대부분 새나 조금만 짐승들의 먹이로 사용되도록 그냥 방치하거나 퇴비로 사용하고 있는 실정이다.Persimmon flowers start to bear fruit, and after 2 to 3 months, they become green immature persimmons. At this time, some of the immature persimmons are thinned out to make the persimmon fruit more healthy and mature. Currently, most of the immature persimmons that have been thinned out are left unattended or used as compost to be used as food for birds or small animals.
한편, 미성숙 감은 탄닌을 함유하여 품종에 관계없이 떫은맛을 낸다. 감의 성숙도가 높아져서 감의 당도가 증가함에 따라 수용성 탄닌 함량은 점차 감소하며 단감의 경우 나뭇가지에 달린 채로 탈삽된다. 탄닌은 식물계에서 분포는 매우 넓어 일반적으로 덜 익은 과실이나 종자에 많고, 성숙함에 따라 감소하는 경향을 보인다. On the other hand, immature persimmons contain tannins, giving them an astringent taste regardless of the variety. As persimmon maturity increases and the sugar content of persimmon increases, the water-soluble tannin content gradually decreases, and in the case of sweet persimmons, they are removed while hanging on the branches. Tannins have a very wide distribution in the plant kingdom, and are generally abundant in unripe fruits and seeds, and tend to decrease as they mature.
이러한 탄닌을 높은 수율로 추출할 수 있는 방법으로 여러가지가 제시되고 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 2003-0067082A는 풋감으로부터 탄닌을 추출하는 제조방법에 관한 발명으로, 구체적으로 풋감으로부터 감액을 추출한 후, 상기 감액을 발효시키는 단계, 상기 발효된 감액을 고체와 액체로 분리한 후, 분리된 액체를 희석하는 단계 및 분말상의 고체를 진공 건조하여 분말 탄닌을 생성하는 진공 건조 단계를 포함하는 방법을 개시하고 있다. 하지만, 상기 대한민국 공개특허공보는, 탄닌을 고수율로 추출하지 못하는 문제점이 있었다.Several methods have been suggested as a method for extracting these tannins in high yield. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0067082A is an invention related to a manufacturing method for extracting tannin from green persimmon, specifically extracting reduced juice from green persimmon, fermenting the reduced juice, and converting the fermented reduced juice into solid and liquid After separation, a method comprising diluting the separated liquid and vacuum drying the powdery solid to produce powder tannin is disclosed. However, the Republic of Korea Patent Publication, there was a problem that the tannins could not be extracted in high yield.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위해, 감을 동결 건조함으로써, 감 내에 함유된 수분을 효과적으로 제거하여 탄닌을 고수율로 추출할 수 있는 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid capable of extracting tannins in high yield by effectively removing moisture contained in the persimmons by freeze-drying the persimmons in order to solve the above problems. is to provide
본 발명의 다른 목적은, 제1 초임계 혼합 유체를 이용하는 정적 추출 방법으로 1차 추출하고, 제2 초임계 혼합 유체를 이용하는 동적 추출 방법으로 2차 추출하여, 탄닌을 높은 수율로 추출할 수 있는 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to extract tannins in high yield by performing primary extraction with a static extraction method using a first supercritical mixed fluid and secondary extraction with a dynamic extraction method using a second supercritical mixed fluid. It is to provide a method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid.
본 발명의 또 다른 목적은, 농산 부산물로 취급되는 미성숙된 감을 이용하여 탄닌을 고수율로 추출함으로써, 농산 부산물로 인한 환경 문제를 최소화할 수 있는, 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to extract tannins from persimmons using supercritical fluids, which can minimize environmental problems caused by agricultural by-products by extracting tannins in high yield using immature persimmons treated as agricultural by-products. is to provide a way
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법을 통해 추출된 탄닌을 포함하는 화장품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide cosmetics containing tannins extracted through a method of extracting tannins from persimmons using the supercritical fluid.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은, (S1) 감을 동결 건조(freeze drying)하는 단계, (S2) 동결 건조된 상기 감을 분말화하는 단계, (S3) 제1 초임계 혼합 유체를 이용하여, 분말화된 상기 감으로부터 정적 추출(static extraction) 방법으로 제1 추출액을 추출하는 단계, (S4) 40 내지 50℃의 온도, 100 내지 200 bar의 압력 하에서, 제2 초임계 혼합 유체를 0.5 내지 1L/min의 유속으로 통과시켜, 상기 제1 추출액으로부터 동적 추출(dynamic extraction) 방법으로 제2 추출액을 추출하는 단계를 포함하고, 상기 제1 초임계 혼합 유체는, 제1 초임계 이산화탄소 80 내지 90 중량% 및 유기산 10 내지 20 중량%를 포함하고, 상기 제2 초임계 혼합 유체는, 제2 초임계 이산화탄소 80 내지 90 중량%, 메탄올 5 내지 15 중량% 및 에탄올 5 내지 10 중량%를 포함한다.A method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to the present invention for achieving the above object includes (S1) freeze drying the persimmons, (S2) powdering the freeze-dried persimmons. , (S3) extracting a first extract from the powdered persimmon by a static extraction method using a first supercritical mixed fluid, (S4) a temperature of 40 to 50 ° C., 100 to 200 bar Under a pressure of, passing a second supercritical mixed fluid at a flow rate of 0.5 to 1 L / min, and extracting a second extract from the first extract by a dynamic extraction method, The critical mixed fluid includes 80 to 90% by weight of first supercritical carbon dioxide and 10 to 20% by weight of an organic acid, and the second supercritical mixed fluid contains 80 to 90% by weight of second supercritical carbon dioxide and 5 to 15% by weight of methanol. % by weight and 5 to 10% by weight of ethanol.
본 발명에 따르면, 감으로부터 탄닌을 고수율로 추출할 수 있고, 이에 따라 농가의 부산물 중 하나인 미숙성된 감을 이용하여 탄닌을 추출함으로써, 농가의 부산물로 인한 환경오염 문제를 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to extract tannins from persimmons in high yield, and thus, by extracting tannins using unripe persimmons, which are one of farm by-products, it is possible to minimize environmental pollution problems caused by farm by-products.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above effects, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법을 나타낸 플로우 차트이다.1 is a flow chart showing a method of extracting tannins from persimmon using a supercritical fluid according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail so that those skilled in the art can easily practice it, but this is only one example, and the scope of the present invention is Not limited.
1. 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법1. Method for extracting tannin from persimmon using supercritical fluid
본 발명의 일 측면에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은, (S1) 감을 동결 건조(freeze drying)하는 단계, (S2) 동결 건조된 상기 감을 분말화하는 단계, (S3) 제1 초임계 혼합 유체를 이용하여, 분말화된 상기 감으로부터 정적 추출(static extraction) 방법으로 제1 추출액을 추출하는 단계, (S4) 40 내지 50℃의 온도, 100 내지 200 bar의 압력 하에서, 제2 초임계 혼합 유체를 0.5 내지 1L/min의 유속으로 통과시켜, 상기 제1 추출액으로부터 동적 추출(dynamic extraction) 방법으로 제2 추출액을 추출하는 단계를 포함한다.A method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to one aspect of the present invention includes (S1) freeze drying the persimmons, (S2) powdering the freeze-dried persimmons, (S3 ) Using a first supercritical mixed fluid, extracting a first extract from the powdered persimmon by a static extraction method, (S4) at a temperature of 40 to 50 ° C. and a pressure of 100 to 200 bar and extracting a second extract from the first extract using a dynamic extraction method by passing the second supercritical mixed fluid at a flow rate of 0.5 to 1 L/min.
이하에서는, 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail.
(S1) 단계: 감을 동결 건조하는 단계(S1) Step: Freeze-drying persimmon
본 발명에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은, (S1) 감을 동결 건조(freeze drying)하는 단계를 포함한다. 구체적으로, 상기 감은 미성숙된 감 또는 감잎일 수 있다. 상기 미성숙된 감은 떫은 맛을 내는 감으로 탄닌을 다량 함유할 수 있다. The method of extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to the present invention includes (S1) freeze drying persimmons. Specifically, the persimmon may be immature persimmon or persimmon leaves. The immature persimmons are persimmons that have an astringent taste and may contain a large amount of tannins.
상기 동결 건조는 상기 감을 물로 세척한 후에, 진공 동결 건조기를 이용하는 단계일 수 있다. 상기 진공 동결 건조기는 예를 들어, 삼원 냉열엔지니어링 사의 SDFSF 24를 사용할 수 있다.The freeze drying may be a step of using a vacuum freeze dryer after washing the persimmon with water. The vacuum freeze dryer may use, for example, SDFSF 24 from Samwon Cold Heat Engineering.
상기 (S1) 단계는 10 내지 30시간 동안 -80 내지 -30℃에서 동결 건조하는 단계일 수 있고, 구체적으로 40 내지 100μtorr 범위 내에서 수행될 수 있다. 상기 수치 범위의 시간, 온도 및 압력 범위를 벗어나 동결 건조 단계가 수행될 경우, 탄닌의 추출 효율이 낮아지는 문제점이 있을 수 있다.The step (S1) may be a step of freeze drying at -80 to -30 ° C for 10 to 30 hours, and may be specifically carried out within the range of 40 to 100 μtorr. When the freeze-drying step is performed out of the time, temperature, and pressure ranges of the above numerical ranges, there may be a problem in that the extraction efficiency of tannins is lowered.
종래에는 이러한 감을 자연 건조한 후, 자연 건조된 감을 분쇄하여 분말을 만든 뒤, 다양한 추출 방법으로 탄닌을 추출하고자 하였다. 본 발명에 따르면, 자연 건조 대신 상기 감을 동결 건조함으로써, 감에 함유된 수분을 더욱 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라 후술될 초임계 유체를 이용하였을 때, 탄닌이 고수율로 추출될 수 있게 된다.Conventionally, after naturally drying these persimmons, pulverizing the naturally dried persimmons to make powder, and then extracting tannins using various extraction methods. According to the present invention, by freeze-drying the persimmon instead of natural drying, the moisture contained in the persimmon can be more effectively removed. Accordingly, when using a supercritical fluid to be described later, tannins can be extracted in high yield.
또한, 자연 건조된 감을 분말화할 경우, 감 분말의 평균 입자 크기가 고르지 않는 문제점이 있었다. 본 발명에 따르면, 자연 건조 대신 동결 건조 방법을 이용하여 감 분말과 추출 용매와의 접촉 표면적을 증가시켜 탄닌의 추출 효율을 높일 수 있다.In addition, when naturally dried persimmons are powdered, there is a problem in that the average particle size of the persimmon powder is uneven. According to the present invention, the tannin extraction efficiency can be increased by increasing the contact surface area between the persimmon powder and the extraction solvent by using a freeze-drying method instead of natural drying.
(S2) 단계: 동결 건조된 상기 감을 분말화하는 단계(S2) Step: Powdering the freeze-dried persimmon
본 발명에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은, (S2) 동결 건조된 상기 감을 분말화하는 단계를 포함할 수 있다. The method of extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to the present invention may include (S2) pulverizing the freeze-dried persimmons.
상기 감을 분말화하는 방법은 예를 들어, 볼밀(ball mill)과 같은 분쇄기를 이용하여 감을 분말화하여 분말 형태의 감을 제조하는 방법일 수 있다. 상기 분말 형태의 감은 체 거름으로 평균 크기 1mm 이하로 여과될 수 있다. The method of pulverizing the persimmon may be, for example, a method of producing a powdered persimmon by pulverizing the persimmon using a grinder such as a ball mill. It can be filtered to an average size of 1 mm or less with the powdered persimmon sieve manure.
본 발명에 따른 감을 분말화함으로써, 감과 후술할 초임계 혼합 유체 간에 반응 표면적이 넓어져 반응 속도가 향상될 수 있다. 이에 따라, 탄닌의 추출 효율이 증가할 수 있다.By pulverizing the persimmon according to the present invention, the reaction surface area between the persimmon and the supercritical mixed fluid to be described later is widened, and the reaction rate can be improved. Accordingly, the extraction efficiency of tannins may be increased.
(S3) 단계: 제1 추출액을 추출하는 단계(S3) step: extracting the first extract
본 발명에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은 (S3) 제1 초임계 혼합 유체를 이용하여, 분말화된 상기 감으로부터 정적 추출(static extraction) 방법으로 제1 추출액을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.A method for extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to the present invention (S3) extracts a first extract from the powdered persimmons by a static extraction method using a first supercritical mixed fluid steps may be included.
종래에 통상적으로 사용되는 탄닌을 추출하는 방법으로 이용되는 유기용매를 이용하는 방법(또는 용매 추출법)의 경우, 다량의 유기용매가 사용되어 환경 오염의 문제가 발생할 수 있고, 초음파를 이용하는 탄닌 추출법의 경우, 초음파로 인해 탄닌의 구조가 변하여 추출이 온전히 되지 못하는 문제점이 있었다. 본 발명에 따르면, 초임계 이산화탄소를 이용하여 높은 확산계수로 인해 재료 내부로의 빠른 침투, 감압에 의한 추추출물과의 자발적인 분리 등의 장점을 이용하여 환경 오염 문제를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 탄닌에 대한 추출 효율을 높일 수 있다.In the case of a method using an organic solvent (or solvent extraction method) used as a method of extracting tannins that is conventionally commonly used, a large amount of organic solvent is used, which may cause environmental pollution problems, and in the case of tannin extraction using ultrasonic waves , there was a problem in that the structure of tannins was changed due to ultrasonic waves, so that the extraction was not complete. According to the present invention, by using supercritical carbon dioxide, it is possible to minimize environmental pollution problems by using advantages such as rapid penetration into the material due to high diffusion coefficient and spontaneous separation from extracts by reduced pressure, as well as to tannin extraction efficiency can be increased.
본 발명에 따른 탄닌을 추출하는 방법에 이용되는 초임계 추출 장치로 정적 추출 단계 이후에 동적 추출 단계가 구현될 수 있는 통상적인 초임계 추출 장치가 이용될 수 있다. 상기 초임계 추출 장치는 예를 들어, 초임계 이산화탄소의 공급을 위한 고압 액체펌프, 보조용매를 공급하기 위한 액체 펌프, 일정한 압력을 유지하기 위한 후방 압력조절기, 카트리지가 장착된 추출기, 유량 조절기 및 추출물 수집부를 포함할 수 있다.As a supercritical extraction device used in the method of extracting tannins according to the present invention, a conventional supercritical extraction device in which a dynamic extraction step can be implemented after a static extraction step can be used. The supercritical extraction device includes, for example, a high-pressure liquid pump for supplying supercritical carbon dioxide, a liquid pump for supplying a co-solvent, a rear pressure regulator for maintaining a constant pressure, an extractor equipped with a cartridge, a flow controller and an extractor. A collection unit may be included.
예를 들어, 초임계 유체를 이용한 추출 방법은 대상물을 특정 압력 및 온도에서 초임계 유체와 함께 추출기에 넣어 대상물로부터 화합물을 추출하는 단계 및 초임계 유체 및 화합물을 압력 및 온도를 바꾸는 분리기에 통과시켜 목표하는 화합물을 분리 및 분별하는 단계를 포함한다. For example, an extraction method using a supercritical fluid includes extracting a compound from an object by putting the object into an extractor together with the supercritical fluid at a specific pressure and temperature, and passing the supercritical fluid and compound through a separator that changes pressure and temperature Separating and fractionating the target compound.
본 발명에 따른 정적 추출 방법은, 고정된(fixed) 함량의 제1 초임계 혼합 유체를 이용하여 탄닌을 추출하는 방법으로, 구체적으로 제1 초임계 혼합 유체를 추출기에 채운 후, 유체 공급 밸브를 닫아 유체 공급을 중단하고 일정 압력 하에 방치한 방법일 수 있다. 상기 정적 추출 방법은, 동적 추출 방법의 추출 효율을 높이기 위해 이용될 수 있다. 만약, 정적 추출 방법을 생략하여 동적 추출 방법만으로 제2 초임계 혼합 유체만을 이용하여 탄닌을 추출할 경우, 탄닌의 추출 효율이 낮아질 수 있다. The static extraction method according to the present invention is a method of extracting tannins using a fixed content of a first supercritical mixed fluid, and specifically, after filling an extractor with the first supercritical mixed fluid, the fluid supply valve is turned on. It may be a method in which fluid supply is stopped by closing and left under a certain pressure. The static extraction method may be used to increase the extraction efficiency of the dynamic extraction method. If the static extraction method is omitted and the tannin is extracted using only the second supercritical mixed fluid only by the dynamic extraction method, the extraction efficiency of tannin may be lowered.
본 발명에 따른 제1 초임계 혼합 유체는, 제1 초임계 이산화탄소 80 내지 90 중량% 및 유기산 10 내지 20 중량%를 포함할 수 있고, 구체적으로 제1 초임계 이산화탄소 80 내지 85 중량% 및 유기산 15 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 상기 제1 초임계 혼합 유체의 함량이 상기 수치 범위를 벗어날 경우, 탄닌의 추출 효율이 낮아지는 문제점이 생길 수 있다.The first supercritical mixed fluid according to the present invention may include 80 to 90 wt% of the first supercritical carbon dioxide and 10 to 20 wt% of the organic acid, and specifically, 80 to 85 wt% of the first supercritical carbon dioxide and 15 wt% of the organic acid. to 20% by weight. When the content of the first supercritical mixed fluid is out of the above numerical range, a problem in that the extraction efficiency of tannin may be lowered may occur.
본 발명에 따른 제1 초임계 이산화탄소의 순도는 예를 들어 95 내지 100%에 해당할 수 있고, 바람직하게는 97 내지 99.9%에 해당할 수 있다.The purity of the first supercritical carbon dioxide according to the present invention may correspond to, for example, 95 to 100%, preferably 97 to 99.9%.
본 발명에 따른 유기산은, 초산, 시트르산, 아스코르브산, 말산, 타타르산, 락트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 정적 추출 방법으로 사용되는 용매인 상기 제1 초임계 혼합 유체에 유기산이 첨가되지 않을 경우, 탄닌의 추출 효율이 낮아져 탄닌을 활용한 공정의 경제성이 낮아질 수 있다.The organic acid according to the present invention may be any one selected from the group consisting of acetic acid, citric acid, ascorbic acid, malic acid, tartaric acid, lactic acid, and combinations thereof. If an organic acid is not added to the first supercritical mixed fluid, which is a solvent used in the static extraction method, the extraction efficiency of tannin may be lowered, and thus the economic feasibility of a process using tannin may be lowered.
상기 (S3) 단계는, 40 내지 50℃의 온도 및 100 내지 200 bar의 압력 하에서 20 내지 40분 동안 수행되는 단계일 수 있다. 상기 수치 범위의 정적 추출 단계가 수행된 후에 후술될 동적 추출 단계가 진행되어야 탄닌의 추출 효율이 높아질 수 있다. The step (S3) may be performed for 20 to 40 minutes at a temperature of 40 to 50 °C and a pressure of 100 to 200 bar. The extraction efficiency of tannins may be increased only when the dynamic extraction step to be described later is performed after the static extraction step within the above numerical range is performed.
(S4) 단계: 제2 추출액을 추출하는 단계(S4) step: extracting the second extract
본 발명에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은, (S4) 40 내지 50℃의 온도, 100 내지 200 bar의 압력 하에서, 제2 초임계 혼합 유체를 0.5 내지 1L/min의 유속으로 통과시켜, 상기 제1 추출액으로부터 동적 추출(dynamic extraction) 방법으로 제2 추출액을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to the present invention, (S4) a second supercritical mixed fluid is added at a temperature of 40 to 50 ° C. and a pressure of 100 to 200 bar at a rate of 0.5 to 1 L / min. It may include extracting a second extract from the first extract using a dynamic extraction method by passing the extract at a flow rate.
구체적으로, 상기 동적 추출 방법은 유체를 일정하게 흘러주면서 일정 압력을 유지시키는 추출 방법으로, 정적 추출 방법과 달리, 유체 공급 밸브가 열려 있는 상태로 추출이 수행되는 방법이다.Specifically, the dynamic extraction method is an extraction method of maintaining a constant pressure while constantly flowing a fluid. Unlike the static extraction method, the extraction is performed with the fluid supply valve open.
본 발명에 따른 제2 초임계 혼합 유체는, 제2 초임계 이산화탄소 80 내지 90 중량%, 메탄올 5 내지 15 중량% 및 에탄올 5 내지 10 중량%를 포함할 수 있고, 구체적으로 제2 초임계 이산화탄소 80 내지 85 중량%, 메탄올 5 내지 10 중량%, 에탄올 5 내지 8 중량%를 포함할 수 있다. The second supercritical mixed fluid according to the present invention may include 80 to 90% by weight of second supercritical carbon dioxide, 5 to 15% by weight of methanol, and 5 to 10% by weight of ethanol, specifically, 80% by weight of second supercritical carbon dioxide to 85% by weight, 5 to 10% by weight of methanol, and 5 to 8% by weight of ethanol.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 메탄올과 에탄올의 함량은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 구체적으로, 상기 2 초임계 혼합 유체에서 상기 메탄올의 함량은 상기 에탄올의 함량보다 많을 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the contents of methanol and ethanol may be the same as or different from each other. Specifically, the content of methanol in the second supercritical mixed fluid may be greater than the content of ethanol.
상기 제2 초임계 혼합 유체 대신, 순수 이산화탄소인 제2 초임계 이산화탄소 100 중량%를 이용하여 동적 추출 단계를 진행할 경우, 탄닌의 추출 효율이 낮아지는 문제점이 있었다. 이는, 탄닌이, 친수성 작용기인 히드록시기를 많이 함유하여 무극성인 초임계 이산화탄소에 용해되기 어렵기 때문이다. 본 발명자는 이러한 문제점을 인식하여 일 실시예에 따른 제2 초임계 혼합 유체의 조성으로, 메탄올의 함량을 에탄올의 함량보다 높게 설정하였고, 이에 따라 탄닌의 추출 효율을 높일 수 있었다. 이는 메탄올이 에탄올보다 친수성 특성이 강하기 때문이다.When the dynamic extraction step is performed using 100% by weight of second supercritical carbon dioxide, which is pure carbon dioxide, instead of the second supercritical mixed fluid, there is a problem in that tannin extraction efficiency is lowered. This is because tannins contain many hydroxyl groups, which are hydrophilic functional groups, and are therefore difficult to dissolve in nonpolar supercritical carbon dioxide. Recognizing this problem, the present inventor set the content of methanol higher than the content of ethanol as the composition of the second supercritical mixed fluid according to an embodiment, thereby increasing the extraction efficiency of tannins. This is because methanol has stronger hydrophilic properties than ethanol.
본 발명에 따른 제2 초임계 이산화탄소의 순도는 예를 들어 95 내지 100%에 해당할 수 있고, 바람직하게는 97 내지 99.9%에 해당할 수 있다.The purity of the second supercritical carbon dioxide according to the present invention may correspond to, for example, 95 to 100%, preferably 97 to 99.9%.
(S5) 단계: 상기 제2 추출액을 농축하는 단계(S5) Step: Concentrating the second extract
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법은 상기 제2 추출액을 농축하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method of extracting tannins from persimmons using a supercritical fluid according to another embodiment of the present invention may further include concentrating the second extract.
구체적으로, 상기 제2 추출액을 농축하기 위해 회전 진공 농축기를 이용하여 용매를 증발시켜 탄닌을 고수율로 추출할 수 있다. 다만 본 발명의 기술사상이 이에 제한되는 것은 아니고 본 발명이 속한 기술분야에 속한 농축기가 다양하게 이용될 수 있다.Specifically, tannins can be extracted in high yield by evaporating the solvent using a rotary vacuum concentrator to concentrate the second extract. However, the technical spirit of the present invention is not limited thereto, and concentrators belonging to the technical field to which the present invention belongs may be used in various ways.
2. 탄닌을 포함하는 화장품2. Cosmetics containing tannins
본 발명의 또 다른 실시예는 상기 초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법으로 추출된 탄닌을 포함하는 화장품이다.Another embodiment of the present invention is a cosmetic containing tannin extracted by a method of extracting tannin from persimmon using the supercritical fluid.
구체적으로, 상기 탄닌은 구취를 제거할 수 있는 특성이 있기 때문에, 에탄올과 정제수와 적절한 함량으로 혼합되어 화장품이 구현될 수 있다.Specifically, since the tannin has a property of removing bad breath, cosmetics can be implemented by mixing with ethanol and purified water in an appropriate amount.
본 발명에 따른 화장품은, 소취제거용 화장품으로, 탄닌 0.1 내지 5 중량%, 에탄올 15 내지 20 중량%, 정제수 75 내지 80 중량%를 포함할 수 있다.Cosmetics according to the present invention are cosmetics for deodorizing, and may include 0.1 to 5% by weight of tannin, 15 to 20% by weight of ethanol, and 75 to 80% by weight of purified water.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice it, but this is only one example, and the scope of the present invention is Not limited.
[제조예 1: 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법][Preparation Example 1: Method for extracting tannin from persimmon]
하기 실시예 또는 비교예에 따른 방법으로 감으로부터 탄닌을 추출하였다.Tannin was extracted from persimmon by the method according to the following Examples or Comparative Examples.
<실시예 1-1><Example 1-1>
전남영암군 혜성영농조합에서 구한 떫은 감을 -50℃에서 24시간 동안 동결시킨 후, 진공 조건 하에서 동결된 상기 감을 건조하여 감에 함유된 수분을 제거하였다. 상기 수분이 제거된 감을 분말화하여 평균 크기 1mm 이하로 분말화하였다. 상기 분말화된 감을 초임계 추출 장치(장치명: Greentek21 Co. Ltd., Anyang, Korea)의 추출기에 충진한 후, 초산 20 중량%, 순수 초임계 이산화탄소(순도:99.5%) 80 중량%로 이루어진 제1 초임계 혼합 유체(0.5L)를 상기 추출기에 공급하였다. 그 후, 상기 제1 초임계 혼합 유체의 공급 밸브를 잠근 뒤, 40℃의 온도 및 150 bar의 압력을 유지하면서 0.5시간 동안 방치하여, 정적 추출(static extraction)방법을 수행하였다. 그 후, 추출기 내 상기 정적 추출 방법의 결과물에 45℃의 온도, 150 bar의 압력 하에서, 순수 초임계 이산화탄소(순도:99.5%) 85 중량%, 메탄올 10 중량% 및 에탄올 5 중량%로 이루어진 제2 초임계 혼합 유체를 0.5 내지 1L/min의 3시간 동안 유속으로 통과시켜 동적 추출(dynamic extraction) 방법으로 추출하였다. 그 후, 온도(45℃)는 일정하게 유지하면서 분리기의 압력을 상압으로 감압하여 상기 제2 추출액을 분리하였다. 다음으로 상기 제2 추출액을 회전 진공 농축기(장비명: RC 600)을 이용하여 농축한 뒤, 상온에서 1시간 동안 자연 건조하여 분말 형태의 탄닌을 추출하였다. Astringent persimmons obtained from Hyeseong Farming Association in Yeongam-gun, Jeollanam-do were frozen at -50 ° C for 24 hours, and then the frozen persimmons were dried under vacuum conditions to remove moisture contained in the persimmons. The persimmon from which the water was removed was powdered to an average size of 1 mm or less. After filling the extractor of the powdered persimmon supercritical extraction device (device name: Greentek21 Co. Ltd., Anyang, Korea), an agent consisting of 20% by weight of acetic acid and 80% by weight of pure supercritical carbon dioxide (purity: 99.5%) 1 supercritical mixed fluid (0.5 L) was supplied to the extractor. Thereafter, after closing the supply valve of the first supercritical mixed fluid, the mixture was allowed to stand for 0.5 hour while maintaining a temperature of 40° C. and a pressure of 150 bar to perform a static extraction method. Then, a second mixture consisting of 85% by weight of pure supercritical carbon dioxide (purity: 99.5%), 10% by weight of methanol, and 5% by weight of ethanol was added to the product of the static extraction method in the extractor at a temperature of 45 ° C. and a pressure of 150 bar. The supercritical mixed fluid was extracted at a flow rate of 0.5 to 1 L/min for 3 hours by a dynamic extraction method. Thereafter, the second extract was separated by reducing the pressure of the separator to normal pressure while maintaining a constant temperature (45° C.). Next, the second extract was concentrated using a rotary vacuum concentrator (equipment name: RC 600), and then naturally dried at room temperature for 1 hour to extract tannin in powder form.
<실시예 1-2><Example 1-2>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 탄닌을 추출하되, 상기 실시예 1-1에 따른 제2 초임계 혼합 유체 대신, 순수 초임계 이산화탄소(순도:99.5%) 85 중량%, 메탄올 7.5 중량% 및 에탄올 7.5 중량%로 이루어진 제2 초임계 혼합 유체를 이용하였다.Extract tannins in the same manner as in Example 1-1, but instead of the second supercritical mixed fluid according to Example 1-1, 85% by weight of pure supercritical carbon dioxide (purity: 99.5%), 7.5% by weight of methanol and ethanol A second supercritical mixed fluid consisting of 7.5% by weight was used.
<실시예 2><Example 2>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 초산 대신, 시트르산을 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but citric acid was used instead of the acetic acid.
<실시예 3><Example 3>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 초산 대신 아스코르브산을 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but ascorbic acid was used instead of acetic acid.
<실시예 4><Example 4>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 초산 대신 말산을 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but malic acid was used instead of the acetic acid.
<실시예 5><Example 5>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 초산 대신 타타르산을 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but tartaric acid was used instead of the acetic acid.
<실시예 6><Example 6>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 초산 대신 락트산을 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but lactic acid was used instead of the acetic acid.
<비교예 1><Comparative Example 1>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 동결 건조하지 않고 상압에서 12시간 동안 자연 건조(25℃)를 진행하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but natural drying (25° C.) was performed at atmospheric pressure for 12 hours without freeze drying.
<비교예 2><Comparative Example 2>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 제1 초임계 혼합 유체의 조성 대신, 순수 초임계 이산화탄소 100 중량%를 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but 100% by weight of pure supercritical carbon dioxide was used instead of the composition of the first supercritical mixed fluid.
<비교예 3><Comparative Example 3>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 상기 제2 초임계 혼합 유체의 조성 대신, 순수 초임계 이산화탄소 100 중량%를 사용하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but 100% by weight of pure supercritical carbon dioxide was used instead of the composition of the second supercritical mixed fluid.
<비교예 4><Comparative Example 4>
실시예 1-1과 동일하게 탄닌을 추출하되, 정적 추출 방법을 생략하고 동적 추출 방법만으로 탄닌을 추출하였다.Tannins were extracted in the same manner as in Example 1-1, but the static extraction method was omitted and tannins were extracted only by the dynamic extraction method.
[실험예 1: 탄닌의 수율 측정][Experimental Example 1: Measurement of tannin yield]
상기 제조예 1에 따른 방법으로 추출된 탄닌의 농도는 HPLC(측정장비: Alliance의 HPLC, Waters Corporation, Manchester, UK)를 이용하여 측정되었다. 구체적으로, 이동상으로 용매 A(solvent A)인 아세트산(0.5%(w/w)), 용매 B(solvent B)인 메탄올(100%(w/w))을 선정하였고, 탄닌산 표준 농도를 이용하여 검량선을 만들어 함량 분석을 실시하였다. 유속은 1.0mL/min, 주입량은 10μL로 설정하였고, 모든 시료에 대해 분석 시간은 총 50분으로 측정하였다. 분석 파장은 210nm에서 분석하였고, 각 성분의 UV 스펙트럼을 참고하여 측정하였다.The concentration of tannins extracted by the method according to Preparation Example 1 was measured using HPLC (measurement equipment: HPLC of Alliance, Waters Corporation, Manchester, UK). Specifically, acetic acid (0.5% (w/w)) as solvent A and methanol (100% (w/w)) as solvent B were selected as the mobile phase, and using the standard concentration of tannic acid A calibration curve was created and content analysis was performed. The flow rate was set to 1.0 mL/min, the injection amount was set to 10 μL, and the analysis time for all samples was measured as a total of 50 minutes. The analysis wavelength was analyzed at 210 nm and measured by referring to the UV spectrum of each component.
상기 비교예 1과 실시예 1-1을 비교하면, 감을 자연 건조하지 않고 동결 건조함으로써, 추출되는 탄닌의 농도가 증가함을 알 수 있고, 상기 비교예 2 및 3과 실시예 1-1을 비교하면 제1 초임계 혼합 유체와 제2 초임계 혼합 유체의 조성이 유지되어야 추출되는 탄닌의 농도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 상기 비교예 4와 실시예 1-1을 비교하면, 정적 추출 방법 이후에 동적 추출 방법이 진행되어야 추출되는 탄닌의 농도가 증가함을 알 수 있다. 또한, 실시예들 사이를 비교하면, 초산을 사용하였을 때, 탄닌의 추출 효율이 가장 우수함을 알 수 있고, 메탄올의 함량을 에탄올의 함량보다 높게 하였을 때, 탄닌의 추출 효율이 높아짐을 알 수 있다.Comparing Comparative Example 1 and Example 1-1, it can be seen that the concentration of tannins extracted is increased by freeze-drying persimmons without natural drying, and Comparing Comparative Examples 2 and 3 with Example 1-1 If the composition of the first supercritical mixed fluid and the second supercritical mixed fluid is maintained, it can be seen that the concentration of tannins to be extracted increases. In addition, comparing Comparative Example 4 and Example 1-1, it can be seen that the concentration of tannins to be extracted increases only when the dynamic extraction method is performed after the static extraction method. In addition, when comparing the examples, it can be seen that when acetic acid is used, the extraction efficiency of tannin is the best, and when the content of methanol is higher than that of ethanol, it can be seen that the extraction efficiency of tannin increases. .
[제조예 2: 소취제거용 화장품의 제조][Production Example 2: Preparation of cosmetics for deodorization]
상기 실시예 1-1에 따라 제조된 탄닌 분말을 각각 정제수와 에탄올이 혼합된 용매에 첨가한 뒤, 이들을 상온에서 1시간 동안 교반(400rpm)하여 탄닌 3 중량%, 에탄올 19 중량% 및 정제수 78 중량%로 이루어진 소취제거용 화장품을 제조하였다. After adding the tannin powder prepared according to Example 1-1 to a mixed solvent of purified water and ethanol, respectively, they were stirred (400 rpm) at room temperature for 1 hour to obtain 3% by weight of tannin, 19% by weight of ethanol, and 78% by weight of purified water. Cosmetics for deodorant removal consisting of % were prepared.
[실험예 2: 소취제거용 화장품의 소취 제거 효과 측정][Experimental Example 2: Measurement of deodorant removal effect of cosmetics for deodorization]
상기 제조예 2에 따른 소취제거용 화장품의 구취 제거 효과를 확인하기 위해, Manual SPME-GC 방법을 이용하여 구취의 주요 원인 물질인 메틸머캅탄에 대한 소취력 측정 실험을 실행하였다. 농도가 500,000 ppm인 상기 소취제거용 화장품(1mL)을 메틸머캅탄(50 ppm)과 혼합하여 밀봉한 뒤, 상기 소취제거용 화장품과 메틸머캅탄이 담긴 밀봉된 바이알을 37 ℃에서 10분간 반응시켜 바이알의 head space에 휘발성 물질이 포집되도록하였다. 그 후, SPME fiber; 100㎛ PDMS (Supelco)를 이용하여 head space에 포집된 메틸머캅탄을 10분간 흡착시킨 뒤, 메틸머캅탄이 흡착된 SPME fiber를 GC injector에 바로 injection(250℃)하여 fiber에 흡착된 냄새성분을 탈착시키면서 분석하였다. 대조군으로 소취제거용 화장품 대신 물을 사용하여 소취력(%)을 측정하였다.In order to confirm the bad breath removal effect of the deodorant cosmetic according to Preparation Example 2, a deodorizing power measurement experiment was performed for methyl mercaptan, a major cause of bad breath, using the Manual SPME-GC method. The deodorant cosmetics (1mL) having a concentration of 500,000 ppm is mixed with methyl mercaptan (50 ppm) and sealed, and the sealed vial containing the deodorant cosmetics and methyl mercaptan is reacted at 37 ° C. for 10 minutes Volatile substances were collected in the head space of the vial. After that, SPME fiber; After adsorbing the methyl mercaptan collected in the head space for 10 minutes using 100㎛ PDMS (Supelco), the SPME fiber adsorbed with methyl mercaptan is directly injected (250℃) into the GC injector to remove odor components adsorbed on the fiber. It was analyzed while desorbing. As a control, deodorizing power (%) was measured using water instead of cosmetics for deodorization.
상기 표 2를 참조하면, 제조예 2의 소취력이 대조군보다 약 10배 이상 우수함을 알 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that the deodorizing power of Preparation Example 2 is about 10 times better than that of the control group.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It falls within the scope of the right of invention.
Claims (5)
(S2) 동결 건조된 상기 감을 분말화하는 단계;
(S3) 제1 초임계 혼합 유체를 이용하여, 분말화된 상기 감으로부터 정적 추출(static extraction) 방법으로 제1 추출액을 추출하는 단계;
(S4) 40 내지 50℃의 온도, 100 내지 200 bar의 압력 하에서, 제2 초임계 혼합 유체를 0.5 내지 1L/min의 유속으로 통과시켜, 상기 제1 추출액으로부터 동적 추출(dynamic extraction) 방법으로 제2 추출액을 추출하는 단계; 를 포함하고,
상기 제1 초임계 혼합 유체는,
제1 초임계 이산화탄소 80 내지 90 중량% 및
유기산 10 내지 20 중량%를 포함하고,
상기 제2 초임계 혼합 유체는,
제2 초임계 이산화탄소 80 내지 90 중량%
메탄올 5 내지 15 중량% 및
에탄올 5 내지 10 중량%를 포함하는
초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법.
(S1) Freeze drying the persimmon
(S2) powdering the freeze-dried persimmon;
(S3) extracting a first extract from the powdered persimmon by a static extraction method using a first supercritical mixed fluid;
(S4) Under a temperature of 40 to 50 ° C. and a pressure of 100 to 200 bar, the second supercritical mixed fluid is passed at a flow rate of 0.5 to 1 L / min, and the first extract is extracted by dynamic extraction. 2 extracting the extract; including,
The first supercritical mixed fluid,
80 to 90% by weight of first supercritical carbon dioxide and
10 to 20% by weight of an organic acid;
The second supercritical mixed fluid,
80 to 90% by weight of second supercritical carbon dioxide
5 to 15% by weight of methanol and
5 to 10% by weight of ethanol
A method for extracting tannins from persimmons using supercritical fluid.
상기 (S1) 단계는,
10 내지 30시간 동안 -80 내지 -30℃에서 동결 건조하는 단계인,
초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법.
According to claim 1,
In the step (S1),
Freeze-drying at -80 to -30 ° C for 10 to 30 hours,
A method for extracting tannins from persimmons using supercritical fluid.
상기 유기산은,
초산, 시트르산, 아스코르브산, 말산, 타타르산, 락트산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인
초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법.
According to claim 1,
The organic acid is
Any one selected from the group consisting of acetic acid, citric acid, ascorbic acid, malic acid, tartaric acid, lactic acid, and combinations thereof
A method for extracting tannins from persimmons using supercritical fluid.
상기 (S3) 단계는,
40 내지 50℃의 온도 및 100 내지 200 bar의 압력 하에서 20 내지 40분 동안 수행되는 단계인
초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법.
According to claim 1,
In the step (S3),
A step performed for 20 to 40 minutes at a temperature of 40 to 50 ° C. and a pressure of 100 to 200 bar
A method for extracting tannins from persimmons using supercritical fluid.
상기 메탄올의 함량은 상기 에탄올의 함량보다 많은
초임계 유체를 사용하여 감으로부터 탄닌을 추출하는 방법.
According to claim 1,
The content of methanol is greater than the content of ethanol
A method for extracting tannins from persimmons using supercritical fluid.
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