KR20230055300A - Composition for eliminating heavy metals comprising the micro-powder of stem bast of cannabis sativa l. - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대마줄기(stem of Cannabis sativa L.) 인피(bast fibers)의 초미립 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대마 줄기로부터 얻어진 인피를 수분코팅, 냉동 및 분쇄하여 제조되는 초미립 분쇄물을 함유하는 중금속 제거용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 중금속 제거용 조성물의 유효성분으로서의 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 오염 공기, 물에서 중금속을 흡착 제거하는 섬유 조성물 및 여과제, 중금속 제거용 세면제, 세정제 및 청결제 등의 다양한 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있으며, 나아가, 본 발명의 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물은 열 안정성이 우수하고, 평균 입자가 20 μm 크기로 기존의 나노 크기의 분쇄물보다 손쉽게 제조할 수 있으므로 섬유 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a composition for removing heavy metals containing ultrafine pulverized bast fibers of hemp stems (Cannabis sativa L.) as an active ingredient, and more particularly, to water-coating bast obtained from hemp stems. , It relates to a composition for removing heavy metals containing ultrafine pulverized material prepared by freezing and pulverizing. The ultrafine pulverized hemp stem bast as an active ingredient of the composition for removing heavy metals of the present invention, as demonstrated through the examples of the present specification, is a fiber composition and filtering agent for adsorbing and removing heavy metals from contaminated air and water, heavy metals It has excellent effects that can be used for various purposes such as detergents for removal, detergents and cleaning agents, and furthermore, the ultrafine pulverized product of hemp stem bast of the present invention has excellent thermal stability and has an average particle size of 20 μm, Since it can be manufactured more easily than nano-sized pulverized material, it can be used very usefully in the textile industry, food industry, livestock industry, health industry and cosmetics industry.

Description

대마줄기 인피의 초미립 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물{COMPOSITION FOR ELIMINATING HEAVY METALS COMPRISING THE MICRO-POWDER OF STEM BAST OF CANNABIS SATIVA L.} Composition for removing heavy metals containing ultrafine pulverized material of hemp stem bast as an active ingredient

본 발명은 대마줄기(stem of Cannabis sativa L.) 인피(bast fibers)의 초미립 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대마 줄기로부터 얻어진 인피를 수분코팅, 냉동 및 분쇄하여 제조되는 초미립 분쇄물을 함유하는 중금속 제거용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for removing heavy metals containing ultrafine pulverized bast fibers of hemp stems (Cannabis sativa L.) as an active ingredient, and more particularly, to water-coating bast obtained from hemp stems. , It relates to a composition for removing heavy metals containing ultrafine pulverized material prepared by freezing and pulverizing.

인간에서 깨끗한 공기는 생명을 유지하는 데 필수 불가결한 인자이다. 최근의 중국 북부, 몽골의 건조지대의 사막화로 인해 나타나는 황사는 카드늄, 구리, 납 등의 유해 중금속과 다양한 유해 세균 및 곰팡이들을 포함하고 있어 심각한 건강 유해요인으로 확인되고 있다. 국내에서는 공기 중의 황사농도를 기준으로 황사 위기경보를 [관심, 주의, 경계, 심각]의 4단계로 구분하고 대국민 행동지침을 발표하여 안전 확보를 노력하고 있다(2016년 식약처 교육자료: 황사대비 식품취급 및 안전요령). 또한, 인구의 경제활동 증대로 인해 화석연료의 사용은 급격히 증가하고, 이로 인한 연소작용으로 발생하는 탄소화합물, 황산염, 질산염, 유해 중금속 화합물도 급격히 증가되고 있다. 이러한 미세 연소 생성물들[미세먼지, 초미세먼지(극미세먼지)]은 황사보다 중금속 함량이 높고, 공기 중에 장시간 부유하므로 황사보다 더욱 유해한 것으로 알려져 있다. For humans, clean air is an indispensable factor for maintaining life. Yellow dust caused by recent desertification of dry regions in northern China and Mongolia has been identified as a serious health hazard because it contains harmful heavy metals such as cadmium, copper, and lead, as well as various harmful bacteria and fungi. In Korea, based on the concentration of yellow dust in the air, yellow dust crisis alerts are classified into 4 stages [attention, caution, vigilance, serious] and efforts are made to secure safety by announcing action guidelines for the public (2016 Ministry of Food and Drug Safety training materials: preparing for yellow dust) Food handling and safety tips). In addition, the use of fossil fuels is rapidly increasing due to the increase in economic activity of the population, and carbon compounds, sulfates, nitrates, and harmful heavy metal compounds generated by combustion are also rapidly increasing. These fine combustion products [fine dust, ultrafine dust (ultrafine dust)] are known to be more harmful than yellow dust because they have a higher heavy metal content than yellow dust and float in the air for a long time.

미세먼지(Particulate Matter, PM)란 공기 중에 장기간 떠다니는 미세한 먼지를 말하며, 입경 10 μm 이하의 경우 PM10, 입경 5 μm 이하의 경우 PM5, 입경 2.5 μm 이하의 경우 PM2.5, 입경 1 μm 이하의 경우 PM1로 불리고 있다. 이러한 미세먼지 중, 입경 2.5 μm 이하의 경우 초미세먼지라고 부르며, 이들은 호흡기를 통해, 또는 피부를 통해 인체내에 그대로 침투할 수 있으며, 이는 기도자극, 폐기능 감소, 천식 악화, 만성지관지염 발생 등의 호흡기계 관련 질환을 야기하며, 부정맥, 심장마미, 협심증, 심근경색증 등의 심혈관계 관련 질환 발생을 증가시키는 것으로 알려져 있다(김오식 외, 2009, ReSEAT 분석보고서). 또한, 미세먼지 및 초미세먼지는 미세한 크기로 인해 공기 중에 오래 부유하면서 장거리 이동이 나타나 그 영향이 국지적인 영향을 넘어서 대규모 지역단위로 일어나며, 장기간 나타난다는 문제점이 있다. 특히, 교통 밀집지역, 공단지역, 지하철 및 지하상가, 대규모 생활단지, 각종 공사장, 대형 놀이공원, 백화점 등에서 더욱 문제가 되고 있다(이창흡, 2015. 산업도시 창원의 초미세먼지(PM2.5)의 중금속 조성과 위해성 평가 연구. 울산대학교 박사논문; 이대웅, 2015. 울산지역의 환경적 특성에 따른 미세먼지 및 중금속 농도 비교 분석 연구, 울산대학교 석사논문). Particulate Matter (PM) refers to fine dust floating in the air for a long period of time. PM10 with a particle size of 10 μm or less, PM5 with a particle size of 5 μm or less, PM2.5 with a particle size of 2.5 μm or less, and PM2.5 with a particle size of 1 μm or less In this case, it is called PM1. Among these fine dusts, those with a particle size of 2.5 μm or less are called ultrafine dusts, and they can penetrate into the human body through the respiratory tract or through the skin. It is known to cause respiratory system-related diseases and increase the occurrence of cardiovascular-related diseases such as arrhythmia, heart attack, angina pectoris, and myocardial infarction (Kim Oh-shik et al., 2009, ReSEAT analysis report). In addition, fine dust and ultrafine dust have a problem in that they float in the air for a long time and move over long distances due to their fine size, and the effects occur on a large-scale regional basis beyond local effects, and appear for a long period of time. In particular, it is becoming more problematic in dense traffic areas, industrial areas, subways and underground shopping malls, large-scale living complexes, various construction sites, large amusement parks, and department stores (Lee Chang-heup, 2015. Ultrafine dust in Changwon, an industrial city (PM2.5)). A study on the composition and risk assessment of heavy metals, University of Ulsan doctoral dissertation; Lee Dae-woong, 2015. Comparative analysis of fine dust and heavy metal concentrations according to environmental characteristics in Ulsan, University of Ulsan master's thesis).

국내의 경우 대기 중 미세먼지의 양에 따라 [좋음, 보통, 약간 나쁨, 나쁨, 매우 나쁨]으로 구분하여 미세먼지 예보제를 실시하면서 건강 및 식품안전 확보에 집중하고 있는 실정이다(2016년 식약처 교육자료: 미세먼지, 황사대비 분야별 안전관리 정보제공). In Korea, according to the amount of fine dust in the air, it is divided into [good, normal, slightly bad, bad, and very bad], and the fine dust forecast system is implemented, concentrating on securing health and food safety (Ministry of Food and Drug Safety training in 2016. Source: Provision of safety management information by sector in preparation for fine dust and yellow dust).

황사, 미세먼지 및 초미세먼지의 성분은 발생원인 및 발생지역에 따라 차이가 있으나, 통상 중금속이 100~200 μg/L 포함되어 있으며, 주요 중금속은 구리(Cu), 카드늄(Cd), 니켈(Ni), 납(Pb), 아연 (Zn) 등 인위적인 오염물질로 확인되어 있다(권우진 외, 2015. 한국지구과학회지, 36, 125-135). 인간이 1일 평균 28,800회 호흡하며, 1회 평균 0.5리터의 호흡량을 나타냄을 고려한다면(1일 호흡량 14.400리터), 호흡으로부터 1일 최대 1,440 mg의 중금속에 노출된다고 볼 수 있다. 특히, 호흡기로 들어가는 미세먼지의 중금속의 경우 카드늄은 74%, 납은 42% 이상 흡수되는 것으로 알려져 식품 등으로부터 이행되는 중금속보다 그 위험성이 더욱 높다고 할 수 있다(2014. 2. 26. KBS 보도; 중앙일보 “미세먼지 속 중금속, 발암물질 폐암 걸릴 위험 22% 키운다”). The components of yellow dust, fine dust, and ultrafine dust vary depending on the cause and region of occurrence, but usually contain 100 to 200 μg/L of heavy metals, and the main heavy metals are copper (Cu), cadmium (Cd), and nickel ( Ni), lead (Pb), and zinc (Zn) have been identified as artificial pollutants (Kwon Woo-jin et al., 2015. Journal of the Korean Society of Earth Sciences, 36, 125-135). Considering that humans breathe an average of 28,800 times a day and represent an average respiratory volume of 0.5 liters per breath (14.400 liters of respiratory volume per day), it can be seen that humans are exposed to up to 1,440 mg of heavy metals per day from breathing. In particular, in the case of heavy metals in fine dust entering the respiratory tract, 74% of cadmium and 42% of lead are known to be absorbed, and the risk is higher than that of heavy metals transferred from food (2014. 2. 26. KBS report; JoongAng Ilbo “Heavy metals in fine dust, carcinogens increase the risk of lung cancer by 22%”).

중금속은 그 비중이 4.0 이상인 금속을 말하며, 인체에 유해한 중금속으로는 카드늄, 수은, 구리, 납, 니켈 등이 있으며, 특히 미세먼지에 고농도로 검출되는 카드늄은 은백색의 금속으로 안료, 화학, 전지 제조 및 도금 등에 다양하게 사용되며, 인체에 흡수되는 경우 급성 독성으로는 위장 점막에 염증을 일으키고 기침, 현기증, 복통 등의 증상을 나타내며, 만성 중독으로는 간장 장해, 뼈 경화증 다발성 골절 등의 이타이이타이병의 증상을 나타낸다. 따라서, 국내 대기 오염 방지법 및 수질 오탁법에는 유해 물질로 지정되어 있고, 농지용 토양의 오염 방지 등에 관한 법률에는 특정 유해 물질로 지정되어 있는 실정이다. Heavy metals refer to metals with a specific gravity of 4.0 or higher. Heavy metals harmful to the human body include cadmium, mercury, copper, lead, and nickel. Cadmium, which is detected in high concentrations in fine dust, is a silvery-white metal used in pigment, chemistry, and battery manufacturing. When absorbed into the human body, acute toxicity causes inflammation in the gastric mucosa and causes symptoms such as cough, dizziness, and abdominal pain. shows symptoms of Therefore, it is designated as a toxic substance in the Domestic Air Pollution Prevention Act and the Water Pollution Act, and is designated as a specific toxic substance in the Act on Prevention of Pollution of Soil for Farmland.

특히, 구리는 높은 전기 및 열 전도 특성을 가지며, 연성과 전성이 우수하여 가공하기 쉬우며, 가격 또한 저렴하여 다양한 산업현장에서 사용되고 있다. 구리 역시 과다 노출 시에 뇌, 간, 신장 기능에 영향을 미치고 정신 질환을 일으킬 수 있다고 알려져 있으며, 특히 다른 물질과 반응하여 더욱 독성이 강한 물질(예, 황산구리)로 변화되는 특성이 있다. 따라서, 미세먼지 및 생활환경에서 노출된 중금속, 특히 카드늄과 구리와 같은 유해 중금속에 의한 건장장해가 발생할 수 있으며, 산업현장에서는 카드늄과 구리를 포함한 중금속에 장기간 노출되어 만성중독이 나타나는 경우가 종종 나타난다. In particular, copper has high electrical and thermal conductivity, excellent ductility and malleability, is easy to process, and is inexpensive, so it is used in various industrial fields. Copper is also known to affect brain, liver, and kidney functions and cause mental illness when overexposed. In particular, it reacts with other substances to become a more toxic substance (eg, copper sulfate). Therefore, health problems can occur due to heavy metals exposed in fine dust and living environments, especially harmful heavy metals such as cadmium and copper, and chronic poisoning often occurs due to prolonged exposure to heavy metals including cadmium and copper in industrial settings. .

최근 미세먼지에 대한 안전방안에 대한 연구로는 미세먼지의 성상, 조성 및 특성파악에 대한 연구(권우진 외, 2015. 한국지구과학회지, 36, 125-135; 이창흡, 2015. 산업도시 창원의 초미세먼지(PM2.5)의 중금속 조성과 위해성 평가 연구. 울산대학교 박사논문; 이대웅, 2015. 울산지역의 환경적 특성에 따른 미세먼지 및 중금속 농도 비교 분석 연구, 울산대학교 석사논문)가 집중되고 있으며, 관련 특허로는 대한민국 등록특허 제10-1646685호(2016-08-02)에 “마이크로밸런스 기반 미세먼지 측정장치”, 등록특허 제10-1639265호(2016-07-07)에 “초미세 먼지용 다목적 마스크”, 등록특허 제10-1655976호(2016-09-02)에 “미세먼지 정화기능을 갖는 공기정화기”, 등록특허 제10-1658425호(2016-09-12)에 “음이온발생기를 갖는 배전반”, 등록특허 제10-1628076호(2016-06-01)에 “미세먼지 제거장치”가 개시되어 있다. Recent research on safety measures for fine dust includes a study on identifying the properties, composition, and characteristics of fine dust (Kwon Woo-jin et al., 2015. Journal of the Korean Society of Earth Sciences, 36, 125-135; Lee Chang-heup, 2015. Industrial City Changwon's Elementary School) Research on heavy metal composition and risk assessment of fine dust (PM2.5), University of Ulsan doctoral dissertation; , Related patents include “Microbalance-based fine dust measuring device” in Korean Patent Registration No. 10-1646685 (2016-08-02) and “ultrafine dust” in Korean Patent Registration No. 10-1639265 (2016-07-07). multi-purpose mask”, registered patent No. 10-1655976 (2016-09-02), “air purifier with fine dust purifying function”, registered patent No. 10-1658425 (2016-09-12), “negative ion generator A “fine dust removal device” is disclosed in Registered Patent No. 10-1628076 (2016-06-01).

또한, 미세먼지 독성을 완화 및 예방하는 식품, 화장품에 관련한 특허로는, 대한민국 등록특허 제10-1629706호(2016-06-07)에 진귤(Citrus sunki)과피 추출물, 고사리삼(Sceptridium ternatum 또는 Botrychium ternatum) 추출물 및 백기생 (Korthalsella japonica) 추출물로 이루어진 “황사와 미세먼지에 의해 유발된 염증을 완화시키는 천연식물 추출물을 포함하는 조성물”, 등록특허 제10-1659456호(2016-09-19)에 산회티탄, 해조류 청각을 이용하는 “초미세먼지 차단용 기능성 크림”, 등록특허 제10-1653189호(2016-08-26)에 “미세먼지 차단용 화장료 조성물”, 등록특허 제10-1643696호(2016-07-22)에 “주박을 포함하는 중금속 및 미세먼지 제거용 화장료 조성물”이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2014-0124743호(2014-10-27)에 “연속으로 발포된 유기농 도라지(桔梗) 또는 유기농 더덕(沙蔘) 침출 차 조성물과 그 제조방법”, 공개특허 제10-2016-0096967호에 “도라지 발효물을 유효성분으로 포함하는 기관지질환, 면역증강 및 항비만 예방 효능의 건강차 조성물”, 공개특허 제10-2009-0011694호에 “장생도라지 정제분획물을 유효성분으로 함유하는 카드뮴중독 관련 질환의 예방 및 치료용 조성물” 및 공개특허 제10-2007-0064211호에 “호흡기 질환 예방 음료의 제조방법”이 공개되어 있다. In addition, as patents related to food and cosmetics that mitigate and prevent fine dust toxicity, Republic of Korea Patent Registration No. 10-1629706 (2016-06-07) peel extract of citrus sunki, bracken ginseng (Sceptridium ternatum or Botrychium ternatum) ) extract and Korthalsella japonica extract, “Composition containing natural plant extracts that alleviate inflammation caused by yellow dust and fine dust”, Registered Patent No. 10-1659456 (2016-09-19) Sanhoe "Functional cream for blocking ultrafine dust" using titanium and seaweed hearing, Patent No. 10-1653189 (2016-08-26), "Cosmetic composition for blocking fine dust", Patent No. 10-1643696 (2016- 07-22) discloses a “cosmetic composition for removing heavy metals and fine dust containing liquorice”, and in Korean Patent Publication No. 10-2014-0124743 (2014-10-27), “continuously foamed organic bellflower ( Tea composition leached from 桔梗 or organic deodeok (沙蔘) and its manufacturing method”, Patent Publication No. 10-2016-0096967 “Health of bronchial disease, immune enhancement and anti-obesity prevention efficacy containing fermented bellflower seeds as an active ingredient” Tea Composition”, Patent Publication No. 10-2009-0011694, “Composition for preventing and treating cadmium poisoning-related diseases containing purified fractions of Jangsaeng Doraji as an active ingredient”, and Patent Publication No. 10-2007-0064211, “Respiratory Disease” Manufacturing method of preventive beverage” is disclosed.

한편, 대마(Cannabis sativa L.)는 삼과에 속하는 1년생 초본식물로서, 바람에 의해 수정되는 풍매화이면서 불완전화로 암수가 구분되는 자웅이주식물이다. 대마는 중앙아시아가 원산지로 알려져 있으나, C. sativa subsp. sativa, C. sativa subsp. indica 및 C. sativa subsp. ruderalis 의 3종이 전 세계적으로 분포되어 있다. 대마는 인류 역사와 가장 밀접한 관련성을 가진 식물 중 하나로, 식용, 약용, 화장품, 섬유, 생활용품 등 다양하게 이용되어 왔으며, 대마 탈각 종실(헴프씨드 너트)은 영양성과 기능성이 우수하여 식품소재로 각광받고 있다.On the other hand, hemp ( Cannabis sativa L. ) is an annual herbaceous plant belonging to the hemp family, and is a dioecious plant fertilized by wind and male and female due to incompleteness. Hemp is known to be native to Central Asia, but C. sativa subsp. sativa, C. sativa subsp. indica and C. sativa subsp. Three species of ruderalis are distributed worldwide. Hemp is one of the plants most closely related to human history, and has been used in various ways such as food, medicine, cosmetics, textiles, and household goods. are receiving

한방 및 천연물 의약 부문에서는 씨앗(마자인)과 채유 오일(대마오일)을 난치성 변비, 소갈증, 월경불순, 피부질환 및 이질 치료에 사용하여 왔으며, 줄기는 타박상과 어혈을 풀고 결석을 제거하는 용도로, 뿌리(대마근)는 난산을 치료하고 어혈을 제거하는 용도로, 잎(대마초)은 기침, 통증을 완화하고 마취 진통제 및 이뇨제로, 꽃(마화)은 마비증상[20] 및 가려움증 완화 용도로, 꽃이삭(마분)은 변비, 통풍, 불면, 난산 치료에 사용되어 왔다. 또한, 대마는 특유의 곧은 뿌리와 1달 동안 2~3 m가 성장하는 곧은 줄기로 인해 대마 줄기로부터 인피섬유 생산에 주로 이용되어 왔으며, 미국 듀폰사의 나일론 생산 이전에는 전 세계적인 주요 섬유식물로 대량 재배되어 왔다. In the oriental medicine and natural medicine sector, seeds (hedgehog) and vegetable oil (hemp oil) have been used to treat intractable constipation, small thirst, menstrual irregularities, skin diseases and dysentery, and the stems are used to relieve bruises and blood clots and to remove stones. , The root (hemp root) is used to treat dystocia and remove blood clots, the leaf (cannabis) to relieve cough and pain as an anesthetic, analgesic and diuretic, and the flower (hemp) is used to relieve paralysis [20] and itching. , flower ears (hemp powder) have been used to treat constipation, gout, insomnia, and dystocia. In addition, hemp has been mainly used for the production of bast fiber from hemp stems due to its unique straight roots and straight stems that grow 2 to 3 m in one month. has been

대마 줄기는 바깥쪽 껍질과 속대 부분으로 구분되며, 대마 속대는 주로 xylan (19.9%)과 klason lignin (23.9%) 성분으로 구성되어 있으며, 현재까지 특이용도 없이 대부분이 폐기되고 있는 실정이다(Andre CM 외, 2016. Frontiers Plant Sci. V7. Article 19: doi: 10.3389/fpls.2016.00019). 대마 줄기의 바깥쪽 껍질은 건조 전, 또는 건조 후 손 쉽게 줄기에서 벗겨낼 수 있으며, 가열처리, 물리, 화학적 전처리를 통해 분해되는 부분(cortex)과, 셀루로오스 화이버(cellolose fiber)를 주성분으로 하는 인피 부분(bast fibers)으로 구분할 수 있다. 식물 섬유 중 가장 질기다고 알려진 대마 인피는 방직, 섬유산업 및 생활용품 제조에 이용되고 있다. 실제로 속대를 제거한 대마 바깥쪽 껍질을 통상의 동력파쇄기(볏짚, 가는 가지, 덩굴 절단기, 거류팜, 한국)로 분쇄하는 경우 분쇄가 되지 않고, 분쇄기에 칭칭 감겨있는 부분이 만들어지게 되는데, 이 부분이 대마 줄기의 인피 부분이며, 방직, 섬유산업용으로 사용시에는 되도록 잘려지지 않은 인피섬유가 필요하다. Hemp stems are divided into outer hull and core, and the hemp core is mainly composed of xylan (19.9%) and klason lignin (23.9%) components, and most of them have been discarded without any specific use until now (Andre CM et al, 2016. Frontiers Plant Sci. V7. Article 19: doi: 10.3389/fpls.2016.00019). The outer skin of the hemp stem can be easily peeled off the stem before or after drying. It can be divided into bast fibers. Hemp bast, which is known to be the toughest of plant fibers, is used in the textile, textile industry, and manufacturing of household goods. In fact, when the outer hull of hemp from which the cobs are removed is pulverized with a normal power crusher (rice straw, thin branch, vine cutter, Georyu Farm, Korea), it is not pulverized, and a part that is wrapped around the grinder is made. It is the bast part of the hemp stem, and when used for textile and textile industries, bast fibers that are not cut as much as possible are required.

대마 줄기와 관련된 연구로는, 대마 줄기로부터 인피 섬유를 뽑아 실을 생산하는 연구가 오래전부터 진행되어 왔으며(이수혜, 2011, 신라대학교 박사논문), 대마 줄기 찌거기를 건축용 소재로 활용하는 연구(김석규, 2019, 한국자원식물학회 추계학술대회 6), 대마 hemp fiber 최적 생산을 위한 생육조건 및 대마종에 대한 연구(Muslo 등, 2019, Frontiers in Plant Sci. doi: 10.3389/fpls.2018.01702)가 보고되어 있다. 또한, 최근에는 대마줄기를 화장품 원료로 사용하기 위한 항산화 활성 검증(석다영, 2021, 대구한의대학교 석사논문) 및 대마 줄기 추출물의 항혈전 활성(강덕경 외, 2021. J Life Sci. 31: 581-586)이 알려지면서 대마 줄기의 섬유 및 건축용 이외의 활용에 대한 연구가 진행되고 있다. As for research related to hemp stems, research on producing yarn by pulling bast fibers from hemp stems has been in progress for a long time (Lee Su-hye, 2011, Silla University doctoral dissertation), and research on using hemp stem scraps as construction materials (Kim Seok-gyu, 2019, Korean Society of Plant Resources Autumn Conference 6), a study on growth conditions and hemp species for optimal production of hemp hemp fiber (Muslo et al., 2019, Frontiers in Plant Sci. doi: 10.3389/fpls.2018.01702) has been reported. . In addition, recently, verification of antioxidant activity for using hemp stem as a cosmetic raw material (Seok Da-young, 2021, Daegu Haany University master's thesis) and antithrombotic activity of hemp stem extract (Kang Deok-gyeong et al., 2021. J Life Sci. 31: 581 -586), research on the use of hemp stems other than fiber and construction is being conducted.

최근에는 대마 섬유(fiber)와 인조섬유로 만든 대마 펠트(인조섬유 함유량 14.68%, 두께 5mm, 665g/m2)가 Cu, Co 등의 중금속 흡착 제거에 우수함이 보고된 바 있으나(Mongiovi 등, 2021. Molecules 26: 4199: https://doi.org/10.3390/molecules26144199), 현재까지 완전분해되면서 오염된 공기 및 물의 중금속을 제거할 수 있는 대마 줄기의 초미립 분쇄물을 이용한 중금속 제거용 소재는 보고된 바 없는 실정이다. Recently, it has been reported that hemp felt made of hemp fiber and artificial fiber (artificial fiber content 14.68%, thickness 5mm, 665g/m 2 ) is excellent in adsorption and removal of heavy metals such as Cu and Co (Mongiovi et al., 2021 Molecules 26: 4199: https://doi.org/10.3390/molecules26144199), a material for heavy metal removal using ultrafine pulverized hemp stems that can remove heavy metals from polluted air and water while being completely decomposed so far has been reported. It has never happened.

한편, 대마 줄기와 관련된 특허로는, 대한민국 등록특허 제10-0654968호에 [대마와 석회를 이용한 건축패널], 제10-1443672호에 [대마액 및 대마 줄기를 이용한 건축마감재 조성물 및 이를 이용한 시공방법], 제10-2196652호에 [대마 입자를 포함하는 섬유 그 제조방법], 제10-0786717호에 [공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법] 및 제10-0275137호에 [대마사 제조 방법]이 개시되어 있으며, 공개특허 제10-2004-0012216호에 [대마를 원료로 하는 종이 및 그 제조방법], 제10-2021-0073155호에 [대마 줄기 추출물을 유효성분으로 함유하는 동맥경화의 예방, 개선 또는 치료용 조성물] 등이 공개되어 있다. On the other hand, as patents related to hemp stems, Korean Patent Registration No. 10-0654968 [Building panel using hemp and lime], No. 10-1443672 [Building finishing material composition using hemp liquid and hemp stems and construction using the same] Method], No. 10-2196652 [Method of manufacturing fiber containing hemp particles], No. 10-0786717 [Method of refining hemp bast fiber using symbiotic microorganisms], and No. 10-0275137 [Method of manufacturing hemp yarn] ] is disclosed, and Patent Publication No. 10-2004-0012216 [Paper using hemp as raw material and method for manufacturing the same], and No. 10-2021-0073155 [Paper for arteriosclerosis containing hemp stem extract as an active ingredient] composition for prevention, improvement or treatment] and the like are disclosed.

최근 대나무섬유, 면섬유를 PET/PP 등과 혼합방사한 마스크에서 PM2.5 입자를 제거할 수 있음는 입체형 마스크와 관련된 특허(대한민국 등록특허 제10-1920847호, 항균성의, PM 2.5 입자 여과용 입체 마스크 필터 시트)가 개시되어 있으나, 현재까지 완전분해되면서 오염된 공기 및 물의 중금속을 제거할 수 있는 대마 줄기의 초미립 분쇄물을 이용한 중금속 제거용 소재는 보고된 바 없는 실정이다. Recently, a patent related to a three-dimensional mask (Korean Registered Patent No. 10-1920847, antibacterial, three-dimensional mask filter for filtering PM 2.5 particles that can remove PM2.5 particles from a mask mixed with bamboo fiber and cotton fiber, such as PET/PP, etc.) sheet) has been disclosed, but no material for heavy metal removal using ultrafine pulverized hemp stems capable of removing heavy metals from polluted air and water while being completely decomposed has not been reported.

KRKR 10-2196651 10-2196651 BB KRKR 10-2181019 10-2181019 BB KRKR 10-2181017 10-2181017 BB KRKR 10-2181018 10-2181018 BB KRKR 10-1920847 10-1920847 BB

Mongiovi 등, 2021. Molecules 26: 4199: https://doi.org/10.3390/molecules26144199 Mongiovi et al., 2021. Molecules 26: 4199: https://doi.org/10.3390/molecules26144199

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and the problem to be solved in the present invention is to provide a composition for removing heavy metals containing ultrafine pulverized hemp stem bast as an active ingredient.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 대마줄기 인피의 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a composition for removing heavy metals containing pulverized hemp stem bast as an active ingredient.

상기 대마줄기 인피의 분쇄물은 대마줄기 인피를 수분코팅 및 냉동한 후 분쇄된 것이 바람직하다.The pulverized hemp stem bast is preferably pulverized after water-coating and freezing the hemp stem bast.

상기 중금속은 카드뮴(Cd), 코발트(Co), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The heavy metal is preferably selected from the group consisting of cadmium (Cd), cobalt (Co), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn).

상기 중금속 제거용 조성물은 흡착제, 여과제, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The composition for removing heavy metals is preferably selected from the group consisting of adsorbents, filtering agents, detergents and cleaners.

본 발명의 중금속 제거용 조성물의 유효성분으로서의 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물은, 본 명세서의 실시예를 통해 증명된 바와 같이, 오염 공기, 물에서 중금속을 흡착 제거하는 섬유 조성물 및 여과제, 중금속 제거용 세면제, 세정제 및 청결제 등의 다양한 용도로 사용할 수 있는 뛰어난 효과가 있으며, 나아가, 본 발명의 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물은 열 안정성이 우수하고, 평균 입자가 20 μm 크기로 기존의 나노 크기의 분쇄물보다 손쉽게 제조할 수 있으므로 섬유 산업, 식품 산업, 축산업, 보건 산업 및 화장품 산업상 매우 유용하게 이용될 수 있다.The ultrafine pulverized hemp stem bast as an active ingredient of the composition for removing heavy metals of the present invention, as demonstrated through the examples of the present specification, is a fiber composition and filtering agent for adsorbing and removing heavy metals from contaminated air and water, heavy metals It has excellent effects that can be used for various purposes such as detergents for removal, detergents and cleaning agents, and furthermore, the ultrafine pulverized product of hemp stem bast of the present invention has excellent thermal stability and has an average particle size of 20 μm, Since it can be manufactured more easily than nano-sized pulverized material, it can be used very usefully in the textile industry, food industry, livestock industry, health industry and cosmetics industry.

도 1은 본 발명의 실시예에서 사용된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대, 대마줄기 인피의 분쇄 전 사진도와 분쇄 후 초미립 분쇄물의 사진도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에서 사용된 대마줄기 전체(위), 대마줄기 속대(중간), 대마줄기 인피(아래)의 분쇄 후 초미립 분쇄물의 입도분포도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 사용된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대, 대마줄기 인피의 분쇄 후 초미립 분쇄물의 광학현미경 사진도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 사용된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대, 대마줄기 인피의 분쇄 후 초미립 분쇄물의 전자현미경 사진도이다.
1 is a photographic view of a whole hemp stem, a hemp stem cob, and a hemp stem bast used in an embodiment of the present invention before pulverization and a photograph of pulverized ultrafine particles after pulverization.
2 is a particle size distribution diagram of ultrafine pulverized products after pulverization of the whole hemp stem (top), the hemp stem cob (middle), and the hemp stem bast (bottom) used in Examples of the present invention.
3 is an optical micrograph of the ultrafine pulverized product after pulverizing the entire hemp stem, the hemp stem cob, and the hemp stem bast used in Examples of the present invention.
4 is an electron microscope photographic view of the ultra-fine pulverized product after pulverizing the entire hemp stem, the hemp stem cob, and the hemp stem bast used in Examples of the present invention.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 발명자들은 대마줄기를 대상으로 중금속 흡착 제거능을 검정하기 위하여, 성숙한 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피로부터 각각 미립자 분쇄물을 제조하고, 이들의 다양한 중금속을 대상으로 흡착 및 제거 활성을 평가하였다.The inventors of the present invention prepared fine particle pulverized products from whole mature hemp stems, hemp stem cobs, and hemp stem bast, respectively, in order to test the ability to adsorb and remove heavy metals from cannabis stems, and their adsorption and removal activities for various heavy metals. was evaluated.

구체적으로는, 먼저, 성숙한 대마줄기를 회수하여 건조한 후, 바깥껍질을 벗겨 속대와 껍질을 구분하였으며, 대마 바깥 껍질을 일반 회전 파쇄기(동력분쇄기)에 넣어 파쇄되지 않고 칼날에 엉기는 인피 섬유를 회수하였다. 이후, 준비된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대, 대마줄기 인피는 각각 물을 분무하여 수분코팅하고, 이를 -20℃에서 냉동시킨 후 다목적 분쇄기(DSMP-370, 덕산, 한국)로 1차 분쇄한 후 초미립분쇄기(DSCH-550-S, 덕산, 한국)로 평균 입도크기가 20μm 되도록 분쇄하여 각각의 초미립 분쇄물을 조제하였다. 조제된 초미립 분쇄물들을 각각 다양한 중금속이 10 ppm의 농도로 포함된 용액에 각각 0.1 % 첨가하고 30분간 진탕한 후, 초미립 분쇄물을 제거한 실험 용액의 잔존 중금속 함량을 평가한 결과, 대마줄기 전체 및 대마줄기 속대의 초미립 분쇄물에서도 양호한 중금속 제거능이 나타났으나, 가장 우수한 제거활성은 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물에서 확인되었다. 이때, 대조구로는 국내 시판 활성탄(오성엔비텍, KB-G, Norit-Active Carbon)을 동일농도로 사용한 바, 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피 초미립 분쇄물보다 낮은 중금속 흡착 제거능이 확인되었다. Specifically, first, mature hemp stems were recovered and dried, and then the outer husk was peeled off to separate the inner husk and the husk, and the outer hull of hemp was put into a general rotary shredder (power crusher) to recover bast fibers that were not crushed and tangled on the blade. did Thereafter, the entire prepared hemp stem, hemp stem core, and hemp stem bast are water-coated by spraying water, frozen at -20 ° C, and then first pulverized with a multi-purpose grinder (DSMP-370, Deoksan, Korea). Each ultra-fine pulverized product was prepared by pulverizing to an average particle size of 20 μm with a fine pulverizer (DSCH-550-S, Deoksan, Korea). After adding 0.1% of each of the prepared ultrafine pulverized materials to a solution containing various heavy metals at a concentration of 10 ppm, shaking for 30 minutes, and evaluating the residual heavy metal content of the experimental solution after removing the ultrafine pulverized material, hemp stem The ultrafine pulverized whole and hemp stem cobs showed good heavy metal removal ability, but the best removal activity was confirmed in the ultrafine pulverized cannabis stem bast. At this time, as a control, domestic commercially available activated carbon (Osung Envitec, KB-G, Norit-Active Carbon) was used at the same concentration, and the heavy metal adsorption and removal ability was lower than that of the entire hemp stem, hemp stem core, and ultrafine pulverized hemp stem bast. It became.

따라서, 본 발명은 대마줄기 인피의 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a composition for removing heavy metals containing pulverized hemp stem bast as an active ingredient.

상기 대마줄기 인피의 회수 방법은 다음과 같다. 먼저, 성숙한 대마줄기를 회수하여 건조한 후, 바깥껍질을 벗겨 속대와 껍질을 구분하고, 대마 바깥 껍질을 일반 회전 파쇄기(동력분쇄기)에 넣어 파쇄되지 않고 칼날에 엉기는 부분을 대마줄기 인피로 회수할 수 있다. The recovery method of the hemp stem bast is as follows. First, mature hemp stems are recovered and dried, then the outer hull is peeled off to separate the inner husk and the husk, and the outer hull of hemp is put in a general rotary crusher (power crusher) to recover the part that is not crushed and clumped on the blade as hemp stem bast. can

상기 대마줄기 인피의 분쇄물은 대마줄기 인피를 수분코팅 및 냉동한 후 분쇄된 것이 바람직하다.The pulverized hemp stem bast is preferably pulverized after water-coating and freezing the hemp stem bast.

상기 대마줄기 인피의 분쇄물을 제조하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 준비된 대마줄기 인피에 물을 분무하여 수분코팅하고, 이를 -20℃에서 냉동시킨 후 다목적 분쇄기(DSMP-370, 덕산, 한국)로 1차 분쇄한 후 초미립분쇄기(DSCH-550-S, 덕산, 한국)로 평균 입도크기가 20μm 되도록 분쇄하여 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물을 제조할 수 있다.The method for preparing the pulverized product of the hemp stem bast is as follows. First, water is sprayed on the prepared hemp stem bast to coat it with water, it is frozen at -20 ° C, and then it is first pulverized with a multi-purpose grinder (DSMP-370, Deoksan, Korea), and then ultra-fine grinder (DSCH-550-S, Deoksan, Korea) can be ground to an average particle size of 20 μm to prepare ultra-fine pulverized hemp stem bast.

상기 중금속은 카드뮴(Cd), 코발트(Co), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The heavy metal is preferably selected from the group consisting of cadmium (Cd), cobalt (Co), copper (Cu), nickel (Ni), and zinc (Zn).

본 발명의 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물은 100℃의 열처리에서도 중금속 흡착 및 제거 활성을 유지한다. The ultra-fine pulverized hemp stem bast of the present invention maintains heavy metal adsorption and removal activity even at 100°C heat treatment.

상기 중금속 제거용 조성물은 흡착제, 여과제, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.The composition for removing heavy metals is preferably selected from the group consisting of adsorbents, filtering agents, detergents and cleaners.

바람직한 구체예로서, 본 발명의 상기 흡착제 및 여과제는 흡착막, 흡착 필터, 여과막, 여과 필터 등일 수 있다.As a preferred embodiment, the adsorbent and filtering agent of the present invention may be an adsorption membrane, an adsorption filter, a filtration membrane, a filtration filter, and the like.

바람직한 구체예로서, 본 발명의 세정제는 의류용 세제, 식기 세척제, 식품 세정제, 가전제품 세척제일 수 있다. 본 발명의 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 더욱 바람직하게는 주방용품 또는 식품세척 등을 포함하는 각종 생활용품의 세척이나 항균성 부여를 목적으로 사용할 수 있다.As a preferred embodiment, the detergent of the present invention may be a detergent for clothes, dish detergent, food detergent, and home appliance detergent. Since the composition of the present invention is a natural component and is not harmful to the human body, more preferably, it can be used for cleaning or imparting antibacterial properties to various household products including kitchen utensils or food washing.

상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 첨가물을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 세정제 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가제와 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 세정제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으며, 제품화를 위하여 포장을 위해 통상의 방법을 사용할 수 있다.The detergent may further include appropriately selected additives depending on the purpose and purpose of use, and may be mixed with other active ingredients such as commonly used detergents or additives such as pigments, surfactants, and preservatives. The detergent may be prepared by powdering, granulating, tableting or liquefying depending on the purpose and purpose of use, and a conventional method may be used for packaging for commercialization.

또한, 상기 세정제 중 중금속 제거용 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위, 적용대상물품 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 중금속 제거용 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 중금속 제거용 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.In addition, the amount of the composition for removing heavy metals in the detergent may be appropriately used depending on the purpose of use, application form, application area, application target product, etc., for example, may include 0.01 part by weight to 50 parts by weight based on the total composition, The content of the composition for removing heavy metals is not limited thereto. Since the composition for removing heavy metals of the present invention is a natural component and is not harmful to the human body, it can be used in various amounts if the purpose of application can be achieved due to the nature of the product.

바람직한 구체예로서, 본 발명의 청결제는 일상 생활에서 간단한 방법으로 손, 구강 또는 여성용 청결제 등의 용도로 사용될 수 있다. 상기 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로 손, 구강, 여성용 청결제로 사용하는 경우에도 안전하게 적용할 수 있다.As a preferred embodiment, the cleanser of the present invention can be used as a hand, mouth, or feminine cleanser in a simple way in daily life. Since the composition is a natural component and is not harmful to the human body, it can be safely applied even when used as a hand, oral, and feminine cleaner.

상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 적의 선택된 추가적인 여타의 첨가물을 추가로 더 포함할 수 있으며, 통상적으로 사용되는 첨가물 등 다른 유효성분이나 색소, 계면활성제, 방부제 등의 첨가물과 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 청결제는 그 사용 목적 및 용도에 따라 분말화, 과립화, 정제화 또는 액상화하여 제조될 수 있으나, 액상형의 경우 편리한 사용이 가능할 것이다.The cleaner may further include other additives appropriately selected according to the purpose and purpose of use, and may be mixed with other active ingredients such as commonly used additives or additives such as pigments, surfactants, and preservatives. . The cleaner may be prepared by powdering, granulating, tableting or liquefying depending on the purpose and purpose of use, but in the case of a liquid type, convenient use will be possible.

또한, 상기 청결제 중 조성물의 사용량은 사용목적과 적용형태, 적용부위 등에 따라 적절히 사용될 수 있으며, 예를 들면 전체 조성물 기준으로 0.01 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있으나, 상기 조성물의 함량은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 조성물은 천연성분으로 인체에 유해하지 아니하므로, 그 제품의 특성상 적용목적을 달성할 수 있는 경우라면 다양한 양으로 사용가능하다.In addition, the amount of the composition in the cleaner may be appropriately used depending on the purpose of use, application form, application area, etc., for example, may include 0.01 part by weight to 50 parts by weight based on the total composition, but the content of the composition is limited thereto. it is not going to be Since the composition of the present invention is a natural component and is not harmful to the human body, it can be used in various amounts if the purpose of application can be achieved due to the nature of the product.

이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 구체예일 뿐이며, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. The following examples are only one preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the scope of the following examples.

[실시예][Example]

실시예 1: 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 제조 Example 1: Preparation of ultrafine pulverized products of whole hemp stems, hemp stem cobs and hemp stem bast

2021년 경북 안동에서 재배된 대마 성숙줄기를 회수하여 이물질을 제거하고 음건하여 대마줄기 전체 시료로 하였으며, 대마줄기의 바깥껍질을 제거한 후의 속대만을 회수하여 대마줄기 속대로 하였다. 또한, 상기의 대마 줄기 전체를 일반 회전형 분쇄기(동력파쇄기)로 분쇄시, 분쇄되지 않고 칼날에 엉켜 있는 섬유 부분을 회수하여 대마줄기 인피로 하였다. 건조된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대, 대마줄기 인피는 1차적으로 다목적 분쇄기(DSMP-370, 덕산, 한국)로 분쇄하여 50메쉬 정도의 입자를 제조하였으며, 이후 각각의 회수분말에 수분을 분무하여 수분코팅하고 이를 -20℃에서 냉동시킨 후 멧돌형 초미립분쇄기(DSCH-550-S, 덕산, 한국)로 평균입도가 20μm 정도가 되도록 분쇄한 후, 건조하여 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피 초미립 분쇄물을 회수하였다(도 1). 이때, 제조된 초미립 분쇄물의 입도분포를 입자크기분석기(Particle Size Analyzer, Mastersize 3000, Malvern Co., UK)를 이용하여 측정한 결과 평균 크기가 20μm임을 확인하였다(도 2). In 2021, hemp mature stems cultivated in Andong, Gyeongbuk were recovered, foreign substances were removed, and the entire hemp stem was dried in the shade. In addition, when the entire hemp stem was pulverized with a general rotary crusher (power crusher), the fiber portion that was not pulverized and tangled in the blade was recovered to make hemp stem bast. The entire dried hemp stem, hemp stem cob, and hemp stem bast were first pulverized with a multi-purpose grinder (DSMP-370, Deoksan, Korea) to produce particles of about 50 mesh, and then each recovered powder was sprayed with moisture After water coating and freezing at -20℃, it is pulverized with a stone-type ultra-fine grinder (DSCH-550-S, Deoksan, Korea) to an average particle size of about 20μm, and then dried to obtain the whole hemp stem, hemp stem cobs, and hemp Stem bast ultrafine pulverized material was recovered (FIG. 1). At this time, as a result of measuring the particle size distribution of the prepared ultrafine pulverized material using a particle size analyzer (Mastersize 3000, Malvern Co., UK), it was confirmed that the average size was 20 μm (FIG. 2).

실시예 2: 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 형태 Example 2: Forms of ultra-fine pulverized products of whole hemp stems, hemp stem cobs and hemp stem bast

실시예 1에서 조제된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 광학현미경(CH-2. Olympus Optical Co., Japan) 사진은 도 3에 나타내었다. 대마 줄기 전체는 다양한 크기의 입자와 일부 섬유소가 확인되었으며, 대마 줄기 속대는 xylan, lignin 성분으로 인해 고른 입자분말이 확인되었다. 대마 인피의 경우 부분적으로 긴 섬유가 확인되었다. 또한, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, VEGA II LMU, TESCAN s.r.o , Czech Republic @ Raith, Germany) 검경에서도 대마줄기 전체는 섬유소와 속대 분쇄물이 분포되어 있었으며, 대마줄기 인피는 일부의 섬유소 다발이 초미립 분쇄되지 않은 상태로 존재함을 알 수 있었다(도 4). 대조구로 사용된 활성탄(Nirot Activated Carbon, KB-G, 평균 입자크기 20μm, Osung Envitech, Korea)의 경우 전형적인 탄화목탄의 외관을 나타내어 대마줄기 인피와는 차이가 있음을 확인하였다.An optical microscope (CH-2. Olympus Optical Co., Japan) photograph of the ultrafine pulverized product of the whole hemp stem, the hemp stem cob, and the hemp stem bast prepared in Example 1 is shown in FIG. 3 . Particles of various sizes and some fibers were identified in the whole hemp stem, and even particle powder was confirmed due to xylan and lignin components in the cob of hemp stem. In the case of hemp bast, long fibers were partially identified. In addition, in the scanning electron microscope (Scanning Electron Microscope, VEGA II LMU, TESCAN s.r.o, Czech Republic @ Raith, Germany) speculum, cellulose and pulverized cobs were distributed in the entire hemp stem, and some fibrous bundles were found in the bast of the hemp stem. It was found that it exists in a state that is not pulverized into fine particles (FIG. 4). In the case of activated carbon (Nirot Activated Carbon, KB-G, average particle size 20 μm, Osung Envitech, Korea) used as a control, it was confirmed that there was a difference from hemp stem bast by showing the appearance of a typical carbonized charcoal.

실시예 3: 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 중금속 제거능 평가 Example 3: Evaluation of heavy metal removal ability of ultrafine pulverized products of whole hemp stems, hemp stem cobs and hemp stem bast

실시예 1에서 조제된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 중금속 제거능을 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 각각 증류수에 10 ppm으로 조정된 Cd, Co, Cu, Ni, Zn 용액에 조제된 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물을 각각 0.1 % 첨가하였으며, 30 분간 방치 후 분쇄물을 제거한 용액의 잔존 중금속 함량을 ICP-AES(유도결합플라즈마-방출분광기 : Agilent 720 series, RF generator frequency : 40 MHz, Optical system : purged Echelle polychromator, Plasma viewing : Automatic plasma axial viewing, Wavelength range : 167-785nm)로 측정하였다. The heavy metal removal ability of the ultrafine pulverized products of the whole cannabis stem, the cob of the cannabis stem and the bast of the cannabis stem prepared in Example 1 was evaluated, and the results are shown in Table 1. 0.1% of ultrafine pulverized whole hemp stems, hemp stem cobs, and hemp stem bast were added to the Cd, Co, Cu, Ni, and Zn solutions adjusted to 10 ppm in distilled water, respectively, and left for 30 minutes. The residual heavy metal content of the solution was measured by ICP-AES (inductively coupled plasma-emission spectrometer: Agilent 720 series, RF generator frequency: 40 MHz, Optical system: purged Echelle polychromator, Plasma viewing: Automatic plasma axial viewing, Wavelength range: 167- 785 nm).

그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 무처리의 경우, 초기 투여한 10 ppm의 중금속(Cd, Co, Cu, Ni, Zn)이 제거되지 않고 용액에서 확인되었으나, 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물을 각각 0.1 % 첨가한 경우, 초기 10 ppm이 첨가된 용액에서 유의미하게 중금속이 제거됨을 확인하였다. 특히, 대마줄기 전체 및 대마줄기 속대 초미립 분쇄물을 첨가한 경우보다 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물을 첨가한 경우, 매우 우수한 중금속 제거능을 나타내었다. 이때, 제거효율이 높은 중금속은 Cu > Cd > Zn > Co > Ni 순으로 나타났다. 반면, 대조구로 사용된 활성탄의 경우 중금속 제거가 인정되었으나, 무처리구와 비교하여 미미한 중금속 제거능이 나타났다. 따라서, 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물에서 가장 우수한 중금속 제거능이 나타남을 확인하였다. As a result, as shown in Table 1, in the case of no treatment, the initially administered 10 ppm of heavy metals (Cd, Co, Cu, Ni, Zn) was not removed and confirmed in the solution, but the entire hemp stem, hemp stem cobs and When 0.1% of ultrafine pulverized hemp stem bast was added, it was confirmed that heavy metals were significantly removed from the solution to which 10 ppm was initially added. In particular, when the ultrafine pulverized hemp stem bast was added, the heavy metal removal ability was very excellent compared to the case where the whole hemp stem and the ultrafine pulverized hemp stem cobs were added. At this time, heavy metals with high removal efficiency appeared in the order of Cu > Cd > Zn > Co > Ni. On the other hand, in the case of activated carbon used as a control group, heavy metal removal was recognized, but insignificant heavy metal removal ability was shown compared to the untreated group. Therefore, it was confirmed that the ultrafine pulverized product of cannabis stem bast showed the best heavy metal removal ability.

[표 1] 대마줄기 전체, 대마줄기 속대 및 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 중금속 제거능 평가(용액 중 잔존 중금속 농도 단위: ppm)[Table 1] Evaluation of heavy metal removal ability of ultrafine pulverized products of whole hemp stems, hemp stem cobs and hemp stem bast (remaining heavy metal concentration in solution: ppm)

Figure pat00001
Figure pat00001

실시예 4: 대마줄기 인피의 초미립분쇄물의 열 안정성 평가Example 4: Thermal stability evaluation of ultrafine pulverized hemp stem bast

상기 실시예 1에서 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물의 경우 100℃에서 1시간 열 처리, 121℃에서 30분간의 열 처리시에도 우수한 중금속 제거능을 유지하였다. 따라서, 대마줄기 인피의 초미립 분쇄물은 고온 처리과정이 요구되는 방직, 생활용품 제조 등에 직접 이용가능하며, 유해 중금속 및 유해 중금속이 오염된 정수기 필터 등의 용도에 적합하리라 판단된다. In the case of the ultrafine pulverized hemp stem bast in Example 1, excellent heavy metal removal ability was maintained even when heat treatment was performed at 100 ° C. for 1 hour and at 121 ° C. for 30 minutes. Therefore, the ultrafine pulverized product of hemp stem bast can be used directly for textiles and household goods manufacturing that require a high-temperature treatment process, and it is judged that it will be suitable for use in harmful heavy metals and water purifier filters contaminated with harmful heavy metals.

[연구개발과제][R&D task]

- 주관부처명 : 안동시- Name of department in charge: Andong City

- 연구관리기관 : 안동시농업기술센터- Research management institution: Andong City Agricultural Technology Center

- 연구사업명 : 2021년 농산업분야 현장애로기술개발과제- Research Project Name: 2021 Agricultural Industry Field Difficulty Technology Development Task

- 연구과제명 : 대마줄기 인피의 유용생리활성 평가 연구용역- Research project title: Evaluation of useful physiological activity of hemp stem bast

- 기여율 : 100%- Contribution rate: 100%

- 연구기간 : 2021.04.15. - 2021.10.14.- Research period: 2021.04.15. - 2021.10.14.

- 주관기관 : 농업회사법인 헴프앤알바이오- Supervisor: Hemp & R Bio, an agricultural corporation

- 연구수행기관 : 안동대학교 식품영양학과- Research organization: Department of Food and Nutrition, Andong National University

Claims (4)

대마줄기 인피의 분쇄물을 유효성분으로 함유하는 중금속 제거용 조성물.A composition for removing heavy metals containing pulverized hemp stem bast as an active ingredient. 제 1항에 있어서, 상기 대마줄기 인피의 분쇄물은 대마줄기 인피를 수분코팅 및 냉동한 후 분쇄된 것을 특징으로 하는 중금속 제거용 조성물.The composition for removing heavy metals according to claim 1, wherein the pulverized hemp stem bast is pulverized after water-coating and freezing the hemp stem bast. 제 1항에 있어서, 상기 중금속은 카드뮴(Cd), 코발트(Co), 구리(Cu), 니켈(Ni) 및 아연(Zn)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중금속 제거용 조성물.The heavy metal removal composition according to claim 1, wherein the heavy metal is selected from the group consisting of cadmium (Cd), cobalt (Co), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn). 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중금속 제거용 조성물은 흡착제, 여과제, 세정제 및 청결제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 중금속 제거용 조성물.The composition for removing heavy metals according to any one of claims 1 to 3, wherein the composition for removing heavy metals is selected from the group consisting of adsorbents, filtering agents, detergents and cleaners.
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