KR900006421B1 - 고체시료의 초임계추출분리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고체시료의 초임계추출분리방법

제1도는 본 발명에 따른 추출분리방법의 공정계통도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 봄베(bomb) 2 : 압축기

3 : 압축제어밸브 4 : 삼방향밸브

5 : 열교환기 6 : 추출기

7 : 감압밸브 8 : 분리기

9 : 고압주입펌프 10 : 첨가용제저장기

11 : 분리기출구

본 발명은 고체시료의 초임계추출분리방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 은행잎의 추출물로부터 바람직하지 못한 물질을 제거하는 동시에 추출물에 함유된 유효성분의 농도를 향상시키기 위해 초임계상태의 유체를 이용하여 고체시료를 초임계추출분리시키는 방법에 관한 것이다.

종래에 천연물에서 유효성분들을 추출해 내거나 유해성분 즉, 바람직하지 못한 물질들을 제거하기 위하여 수증기증류나 에스테르, 탄화수소 및 할로겐화탄화수소 등과 같은 용매를 이용하는 용매추출방법이 적용되어 왔다.

그러나, 일부에서는 이와같은 유기용매의 사용을 제한하고 있었는 바, 예를들면, 천연물에서 추출된 추출물을 음식용이나 의약용으로 사용할 경우에는 추출공정에 유기용매를 사용하는 것은 곤란할 뿐아니라, 천연물에서 추출된 추출물에 잔류하게 되는 유기용매의 양을 감소시켜야 하므로 경우에 따라서는 부가적인 처리공정도 필요하게 되었다.

이와같은 문제점 때문에, USP 3,879,569호(커피에서 카페인의 추출)와 USP 4,167,589호(카페인이 없는 추출물의 제조)에서는 초임계상태의 이산화탄소 등을 이용한 추출방법을 채용하고 있다.

본 발명자들은 은행잎에 함유된 유효성분을 추출하고 정제하는데 있어서, 초임계상태의 유체, 즉 이산화탄소(음식첨가물로서도 충분히 안전함)의 이용을 예의 연구검토한 결과 본 발명에 이르게 되었다.

일반적으로 은행나무는 낙엽수로서 원산지는 중국이며, 도처에서 커다란 은행나무를을 볼 수 있는데, 은행은 화석에서도 볼 수 있는 바와같이, 아주 오래된 현존하는 식물중의 하나로 이미 알려져 있고, 병충해에 대해서도 저항성이 강하며, 유용한 물질을 다량 함유하고 있는 것으로 밝혀져 이미 오래전부터 은행종자의 알맹이(내배 및 씨눈)가 음식물로 유용한 것으로 알려져 있다.

특히, 은행잎에는 모세혈관을 확장시키는 작용을 하는 것과 같이 혈관에 대하여 유효한 작용을 하는 물질이 함유되어 있으며, 지금까지 이러한 물질들은 유기 용매를 이용하여 추출정제되어 왔다.

은행잎에는 플라보노이드류(flavonoids)와 같은 유효성분 이외에 킹콜산(ginkgolic acid)과 빌로볼(bilo-bal) 및 킹콜(ginkgol)(이들은 주성분으로서 외종피에 존재한다)등이 함유되어 있는데, 이러한 킹콜산, 빌로볼 및 킹콜등은 일부 사람들에게 알레르기를 일으키는 성질을 갖는 물질이기 때문에 은행잎의 추출물에서 이러한 물질의 양은 감소시킬 필요가 있다.

예컨대, 일특공소 46-28,091호(관련특허 DE(B)제 1,769,098호)에는 은행잎을 물과 혼합될 수 있는 물을 함유하는 유기용매를 이용하여 40 내지 100℃의 온도에서 추출시키고, 이로부터 나온 추출액을 물과 혼합될 수 없는 친유성 용매(예를들면, 사염화탄소)로 다시 추출시킨 다음, 물을 함유하는 유기용매추츨액에서 친유성용매를 증발제거시키는 방법이 기술되어 있다.

또한, 일본특공소 49-27,323호(관련특허 DE(B)제2,117,429호)에는 상기의 일본특공소 46-28,091호의 방법에 의하여 얻어진 물이 함유된 유기용매추출액에 황산암모늄을 첨가시킨 후 메틸에틸케톤으로 추출시킨 추출액에 납화합물을 첨가하여 침전물을 제거하고, 상청액(上淸液)을 유기용매로 추출시키는 방법이 기술되어 있다.

그러나, 은행잎에서 유효성분들을 추출시키기 위한 상기와 같은 방법들은 유기할로겐화물(예를들면, 사염화탄소) 또는 메틸에틸케톤등을 사용하고 있기 때문에 은행잎에서 추출된 유효성분들을 의약용으로 사용할 경우에는 최종제품에 유기용매가 잔존하지 않도록 하기 위하여 부가적인 공정이 필요하게 된다. 특히, 은행잎에서 추출된 유효성분들을 건강식품등으로 사용하고자 할 경우에, 이들을 제조하게 되는 어떠한 공정단계에서도 유기용매의 사용은 금지되어 있기 때문에 건강식품의 제조공정에서는 추출정제공정이 채용될 수 없게 된다.

이에 본 발명자는 은행잎을 에탄올로 추출하고, 이 추출액에서 에탄올을 증류제거시킨 분말상의 추출물을 원료로 하여 초임계상태의 유체인 이산화탄소로 유효성분의 정제를 시험하였다. 그렇지만 여기서 소량의 유기용매(예를들면, 에탄올)를 첨가용제로 하여 초임계상태의 유체에다 첨가시키는 것이 유해성분의 제거율에 있어서 충분한 효과를 얻을 수 없는 것이 명확하게 되었다.

따라서, 추출효율을 높히기 위하여 여러가지 방법을 검토해 본 결과, (i) 은행잎으로부터 추출된 분말상의 추출물을 현탁상태의 액체가 형성될 수 있는 비율로 에탄올과 혼합시키고, (ii) 상기 현탁액에 초임계상태의 이산화탄소를 주입시킨 결과 유효성분의 농도가 상승되고 유해물질의 농도는 감소시킬 수 있다는 것을 알게 되었다.

예컨대, 고체시료(은행잎에서 추출된 분말상태의 추출물)를 유기용매중에서 현탁시킨 액체에다 초임계상태의 유체를 주입시키므로서 보통의 추출공정에 의해서는 거의 양호한 추출율을 얻을 수 없는 고체시료로부터도 만족할만한 추출결과를 얻어낼 수 있었다.

이에 본 발명은 은행잎으로부터 추출된 추출물로 부터 유해성분을 제거하고 유효성분의 농도를 증가시켜줌으로써 음식용이나 의약용으로의 사용시 안전성을 높게 하면서도 충분한 추출율을 얻을 수 없는 고체시료에 대해서도 그 추출율을 향상시킬 수 있는 고체시료의 초임계추출분리방법을 제공하는데 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 은행잎에서 추출된 추출물인 고체시료를 현탁상태의 액체에다 초임계상태의 유체를 주입시키고, 추출되어질 물질이 용해되어 있는 초임계상태의 유체를 분리시켜서 고체시료를 초임계추출분리시키는 방법임을 그 특징으로 한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 실명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 방법에서 초임계상태의 이산화탄소에 첨가용제로서 에탄올을 첨가시킬 수 있으며 이로인해 현탁상태의 액체를 거의 일정하게 유지시킬 수 있다.

한편, 은행잎으로부터 추출된 분말 상태의 물질은 에탄올로 은행잎을 추출하고 에탄올을 다시 제거시킴으로서 제조된 것이지만, 이 분말 상태의 물질은 에탄올에 전부 용해되지 않고 일부만 에탄올에 용해되어 분말상태의 물질이 현탁상태로된 용매와 분말상태의 물질이 혼합된 혼합물을 형성하게 된다.

본 발명에서는 이같은 형태의 액체를 현탁상태의 액체라 칭한다.

또, 현탁상태의 액체를 만들기 위하여 사용된 에탄올은 추출처리공정이 종료된 후에 계속해서 에탄올을 함유하지 않는 초임계상태의 이산화탄소를 공급시킴에 따라 분리제거시킬 수 있다.

본 발명에서 임계상태의 유체와 유기용매로서는 여러종류의 것이 사용될 수 있지만 음식용으로 공급하는 물질을 추출하기 때문에 안전성면에서 이산화탄소와 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 첨부한 도면 제1도는 본 발명에 따른 추출 및 분리공정을 나타낸 계통도로서, 이산화탄소가 봄베(1)에서 압축기(2)로 공급되고, 이 압축기(2)에 의해서 압축되어진 다음 압축제어밸브(3)와 삼방향밸브(4)를 통과하여 열교환기(5)로 보내지게 된다. 여기서 이산화탄소는 설정된 온도로 가열되게 된다.

한편, 열교환기(5)에서 설정된 온도로 가열된 초임계상태의 유체는 추출기(6)로 공급되게 된다. 이때 추출기(6)로 부터 나오게 되는 초임계 상태의 유체는 감압밸브(7)에 의하여 감압되면서 다시 분리기(8)에 공급되게 된다.

경우에 따라서는 첨가용제를 고압주입펌프(9)로 첨가용제저장기(10)에서 삼방향밸브(4)를 통해 초임계상태의 유체로 공급시킬 수 있다.

이때 이산화탄소는 분리기(8)에서 추출물로부터 분리되어, 공중으로 날려보내지게 되거나 다시 사용되게 된다.

이와같은 본 발명의 추출공정은 초임계 상태의 이산화탄소에 의하여 추출이 이루어지기 때문에 즉, 음식용에 공급할시 문제가 되거나 또는 제거하는데 많은 어려움이 따르게 되는 유기용매를 사용하지 않으므로 안전성이 높고, 간단한 후처리공정만 필요하게 된다.

더우기, 초임계유체에 의한 추출을 적용한 것만으로는 충분한 추출율을 얻을 수 없는 고체시료에 대해서도 추출율을 얻을 수 없는 고체시료에 대해서도 추출율을 높힐 수 있는 특징이 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

조분말 1g에 에탄올 15m1를 혼합하여 현탁액을 제조한다. 여기서 조분말은 은행잎을 추출시켜서 얻어진 것으로서 유효성분이 2.8중량%, 유해성분이 2.0중량% 함유되어 있다.

상기 현탁액은 첨부도면 제1도에 나타낸 바와같은 추출공정에 의하여 추출되게 되는데, 여기서 에탄올 9중량%를 함유하는 이산화탄소가 70℃에서 400Kg/cm²의 압력으로 30분 동안 분리기에 공급되며, 분리기에서 나오게 되는 이산화탄소의 흐름속도는 3l/min으로 조정되게 된다.

그런다음, 현탁액에 함유되어 있는 에탄올을 제거시키기 위하여 에탄올을 함유하지 않는 이산화탄소를 본 공정에 도입시킨다. 그리고, 추출시의 압력은 추출잔유물을 끄집어낼 수 있도륵 하기 위하여 감소시킨다.

상기 잔유물에 포함되어 있는 켐페롤(Kaempferol)과 퀘르세틴(quercetin)(유효성분)의 양은 고성능 액체 크로마토그라피에 의하여 결정되게 되며, 킹콜산과 빌로볼(유해성븐)은 가스 크로마토그라피(GC)와 GC-매스스펙트럼에 의하여 결정되게 된다.

이로부터 얻어진 잔유물에는 유효성분이 3.8중량%, 유해성분이 0.04중량% 포함되어 있다.

한편, 이산화탄소에 첨가되게 되는 에탄올의 양을 20중량% 또는 40중량%로 증가시키는 것을 제외하고는 추출물을 상기와 같은 동일한 방법으로 반복적해서 실시한다.

이때 잔유물의 양은 다소 감소하게 되나 여기에 함유된 유효성분과 유해성분의 양은 원칙적으로 변하지 않게 됨을 알 수 있다.

[비교예 1]

상기 실시예 1과 같은 시료의 분말 1g을 상기 실시예 1과 같은 동일한 추출공정으로 추출기에 위치시켜 놓고 동일조건하에서 동일한 추출처리공정을 실시한다.

그 결과 추출잔유물에 유해성분이 1.96중량% 함유되어 있다.

[비교예 2]

이산화탄소에다 첨가용제로서 에탄올을 0 5중량% 또는 2중량% 첨가시키는 것 이외에는 상기 비교예 1과 동일한 추출공정을 반복적으로 실시한다.

그 결과 잔유물에는 유해성분이 1.8중량% 또는 2중량% 함유되어 있다.

Claims (6)

1. 고체시료에 함유되어 있는 성분을 초임계상태의 유체로 추출분리시키는데 있어서, 고체시료가 현탁되어 있는 현탁상태의 액체에 초임계상태의 유체를 주입시키고, 그후 추출물질이 용해되어 있는 초임계상태의 유체를 분리시켜서 되어짐을 특징으로 하는 고체시료의 초임계 추출분리방법.
2. 제1항에 있어서, 초임계상태의 유체는 첨가용제가 함유된 것임을 특징으로 하는 고체시료의 초임계추출분리방법.
3. 제1항에 있어서, 현탁상태의 액체는 초임계상태의 유체에 의하여 추출공정이 완료된 후 첨가용제가 없는 초임계상태의 유체가 주입되어 제거됨을 특징으로 하는 고체시료의 초임계 추출분리방법.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 초임계상태의 유체로는 이산화탄소를 사용하여서 됨을 특징으로 하는 고체시료의 초임계 추출분리방법.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 현탁상태의 액체는 알코올에 고체시료를 현탁시켜서 된 것임을 특징으로 하는 고체시료의 초임계 추출분리방법.
6. 제1항에 있어서, 고체시료는 은행잎에서 추출된 추출물임을 특징으로 하는 고체시료의 초임계 추출분리방법.

Images