KR940002798B1 - 플라본배당체의 추출방법과 그 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

플라본배당체의 추출방법과 그 장치.

제1도는 본 발명에 따라 플라본배당체를 은행잎으로부터 추출해내는 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 건조추출용 컬럼 2,2a,2b : 열교환기

3 : 제1용매추출장치 4 : 제2용매추출장치

5 : 제3용매추출장치 6 : 진공농축조

7 : 완충액저장조

본 발명은 은행나무의 잎으로부터 진해, 거담, 해독등에 유효한 플라본배당체(FLAVONOID GLYCOSIDE)를 추출해내는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 은행나무의 잎으로부터 인산염완충액을 이용하여 2-헥세날(2-HE-XENAL)의 생성없이 매우 효율적으로 연속하여 플라본배당체를 추출해내는 새로운 추출방법과 그때 사용되는 연속추출장치에 관한 것이다.

중국이 원산이 은행나무는 병충해나 질병등에 대한 내성이 대단히 강해서 가장 오랜 나무의 역사를 갖고 있는 수종의 하나이다. 이러한, 은행나무의 기원은 약 2억년 전으로 거스려 올라가야 그 근원을 학인할 수 있으며, 다아윈은 은행나무는 지구상에 존재하는 어떤 나무 보다도 가장 오랫동안 그 종족을 유지해왔고, 그래서 "살아있는 화석(LIVING FOSSIL)"이라고 불렀다.

이와같은 은행나무는 그 잎이 옛부터 거담, 진해, 해독, 치질, 빈뇨억제 및 기타 순화기계 질환에 광범위한 효능이 있는 것으로 알려져서 근래들어서는 그 잎의 성분에 대해 매우 활발한 연구가 진행되어, 급기야 그 성분을 추출해서 상품화하기에 이르렀다.

은행나무 열매에는 페놀성화합물계, 징코올(Ginkgol), 빌로볼(Bilobal), 징코올산(Ginkgolic acid)등이 함유되어 있으며, 은행나무의 씨에는 청산배당체(Cyanogenetic Glycosides), 아미노산 등이 함유되어 있으며, 은행잎에는 방향족 화합물, 특히 페놀(Phemnol)성 화합물계, 플라본배당체(Flavonoid Glycosides) 및 단순 플라본류인 캄프레롤(Kaempferol), 퀴세틴(Quercetin), 아이소람네틴(Isorhamnetin), 루테오린(Luteolin)등과 터페노이드(Terpenoid)화합물로 징코라이드(Ginkgolides) 및 빌로발리드(Bilobalid)등이 함유되어있다. 특히, 이러한 은행잎의 주요성분중에서 다음 구조식(I)로 표시되는 바와같은 플라본배당체는 진해, 거담, 해독 등에 탁월한 약효가 있으며 화학구조상으로는 구조식(I)에서 보는 바와같이 산성성질을 갖는 페놀성 수산기(-OH)를 4개나 가지고 있기 때문에 상당한 산성을 띠고 있다.

따라서, 은행잎은 그 성분이 상당히 높은 산성성질을 갖게 되기 대문에 산소성분이 존재하는 가운데 손상(흠집)을 입으면 2-헥세날이 생성되게 되고, 이 물질은 매우 낮은 농도에서도 높은 항곰팡이활성(ANTIFUNGAL ACT-IVITY)을 가지고 있기 때문에 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등에 대한 저항성을 발휘하여 오랫동안 은행나무가 번식되게 된 것이다.

한편, 은행잎의 성분인 지방족 알코올류, 케톤류, 징코라이드류 및 플라본류 등의 성분중에서 플라본을 추출하여 츨라본류를 활성성분으로하는 약제조성물을 제조하는 방법들이 알려져왔는바. 예컨대, 미국특허 제4,753,929호에서는 메탄올로 추출하여 농축한 다음 잔사를 물에현탁시키고 클로로포름과 에틸아세테이트로 연속추출한후 컬럼 크로마토그라피를 통과시켜 극소량의 플라본배당체를 얻는 기술이 알려져 있다.

그러나, 이와같은 종래의 플라본추출물을 유효성분으로 하는 약제조성물의 경우에는 그 추출과정에서 은행잎 손상으로 인해 2-헥세날이 생성되고, 이러한 2-헥세날의 독성으로 말리암아 플로본추출물의 순도에 상당한 영향을 주었으며, 실제로 프라본을 유효성분으로하는 약제조성물에도 유독성의 2-헥세날성분이 일부 함유되는 문제가 있었다.

이에 본 발명자는 이와같이 종래의 은행잎의 손상에 의해 생성되는 2-헥세날의 생성을 최대한 억제시키기 위해서, 은행나무의 잎을 음지에서 건조시키거나 은행나무로부터 채취한 잎을 그대로 사용하여 의학적, 약학적으로 유효한 성분만을 매우 안정한 인산염완충액 조성조건하에서 연속추출장치를 이용하여 추출시키게 되면 중성의 고순도 플라본배당체를 제조할 수 있다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본발명은 은행잎으로부터 플라본배당체를 주성분으로하는 유효의약성분을 추출해냄에 있어서, 인산염완충액을 사용하고 연속추출장치를 이용하여 매우 안정한 조건에서 새로운 방법으로 독서의 2-헥세날이 생성됨이 없이 중성의 플라본배당체 추출물을 고순도로 추출하는 방법과 그에 사용되는 추출장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 은행잎으로부터 플라본배당체를 추출함에있어서, 음지에서 건조한 은행잎 또는 신선한 은행잎에다 90-120℃로 가열되 질소기류를 통과시켜서 은행잎을 완전 건조시키고, 건조된 은행잎에다 pH7의 인산염 완충액을 통과시켜서 유효성분을 추출한 다음, 그 유효성분이 함유된 완충액을 용매에 분사시켜서 다단 용매추출을 시행하여서 플라본배당체를 추출해내고, 여기서 사용된 인산염완충액은 재사용하도록 하는 것을 특징하는 플라본배당체의 추출방법이다.

이 때, 상기 다단용매추출은 3단계로 이루어져 있어서, 제1단계 용매추출에서는 완충액에 함유된 추출성분중 지용성성분의 제거단게, 제2단계 용매추출에서는 엽록소 및 지용성 성분의 재차제거단계, 제3단계 용매추출에서는 플라본배당체를 주성분으로하는 약리학적으로 유용한 성분이 유기용매층으로 추출되도록 하는 단계를 거치도록 한다.

이와같은 본 발명에 다른 추출방법에서 사용되는 플라본배당체의 추출장치는 제1도에 개략적으로 도시한 바와같이, 은행잎을 압축하여 채워서 넣을 수 있도록 된 건조추출용 컬럼(1)과, 이컬럼(1)내부로 유입통과되는 질소를 강열시켜서 은행잎이 건조되도록 하는 열교환기(2), 상기 컬럼(1)에서 건조추출된 은행잎의 유효성분으로부터 용매를 이용하여 플라본배당체를 추출해 내는 제1용매추출장치(3)와 제2용매추출장치(4) 및 제3용매추출장치(5), 이로부터 추출된 플라본배당체 추출물을 농축하는 진공농축조(6), 그리고 상기 추출장치에서 사용된 인산염완충액을 재사용할 수 있도록 저장하여 상기 컬럼(1)내부로 회귀시키도록 되어진 완충액저장조(7)로 이루어져 있다.

여기서, 미설명보호 2a, 2b는 각각 은행잎의 이송단계와 완충액저장조에 설치된 열교환기, 8은 압력조절용밸브, 9는 완충액의 pH조절장치, 그리고 10은 가압펌프이다.

본발명에 따른 플라본배당체 추출방법을 위와 같이 구성된 추출장치와 함께 상세히 설명해 보기로 한다.

제1도에 도시한 도면에서와 같이 설치된 건조추출용 컬럼(1)내부에다 음지에 건조한 은행잎 또는 상처를 내지 아니하고 채취한 신선한 은행잎을 압축하여 채우고, 열교환기(2)를 통과하면서 90-120℃, 바람직하기로는 약 100℃로 가열된 뜨거운 질소공기를 상기 컬럼(1)의 하부에서 상부로 통과시켜서, 은행잎중의 수분을 증발건조시킴과 동시에 질소를 이용해서 은행잎에 함유된 각종 활성효소를 산소와 차단시킴으로서 불활성화시켜서 공정중에 생성될지도 모르는 2-헥세날의 생성을 저지시키고, 이와 더불어 은행잎에 있는 각종 병원성 세균을 멸균시킨다.

이와같은 건조공정은 은행잎이 완전히 마를정도까지 약 6시간-7시간 계속하고, 그 건조후에는 상기 열교환기(2)에서 질소기류를 다시 실온으로 냉각시켜서 약 10-30분동안 컬럼(1)내부로 통과시킴으로서 건조된 은행잎을 실온까지 냉각시켜 준다.

그 다음에는 인산염완충액, 특히 플라본배당체의 추출효과를 높히기 위해서는 아세톤 40%를 함유하는 pH7의 인산염완충액을 상기 컬럼(1)내부로 통과시키는데, 여기서 완충액저장조(7)의 온도를 열교환기(2b)를 이용하여 약 50-70℃로 가온시키고, 가압펌프(10)를 이용하여 상기 인산염완충액을 건조추출용 컬럼(1)의 하부에서 상부로 서서히 통과되도록 압력조절용밸브(8)를 조절하여 주며, 이때 인산염완충액이 상기 컬럼(1)을 통과하는데 소요되는 시간은 약 20분-1시간이 소요되도록하여 은행잎으로부터 인산염완충액을 통해 유효성분을 추출해낸다.

이와같은 컬럼(1)을 통해 나온 추출액은 열교환기(2a)에서 실온으로 냉각되어 제1용매추출장치(3)로 보내진다. 제 1용매추출장치(3)에서는 유입되는 상기 추출액을 물보다 가벼운 유기용매층에 균일하게 분사시켜서 추출액중의 지용성성분을 모두 녹여내고 그 유기용매층의 하층으로 분리된 추출성분을 동반하는 인산염완충액층은 다시 제2용매추출장치(4)로 보내진다.

제2용매추출장치(4)에서는 유입된 추출성분이 함유된 인산염완충액을 물보다 무거운 용매층에 분사시키되 하부에서 분사시켜서 추출성분중에 녹아 있는 엽록소 및 지용성성분을 재차 추출해낸다. 이때 상층으로 분리된 추출성분이 함유된 완충액은 제3용매추출장치(5)로 이송시켜 그 내부의 유기용매층에 분사시켜서 추출성분이 함유된 완충액중에 녹아 있던 플라본배당체를 주성분으로하는 약리학적으로 유용한 제성분을 유기용매층에 용해된 상태로 추출되도록 한다.

이렇게 추출된 플라본배당체 추출물함유 유기용매는 진공농축조(6)에 보내어 감압증류시켜서 용매는 회수하여 재사용하고 잔사는 따로 모은다, 여기서 회수된 농축잔사는 약리학적으로 필요한 플라본배당체와 그 밖의 유효성분을 함유하고 있는데, 이를 50% 에탄올-수용액에서 가온 용해시킨후 셀라이트(Celite)층을 통하여 여과시키고, 다시 감압증류시킨 후에 냉동건조기에서 건조시키면 건조분말상의 플라본배당체를 얻게 된다.

한편, 상기 제1용매추출장치(3)와 제2용매추출장치(4)에서 사용된 각 용매들은 각기 진공증류장치(제1도에 도시하지 않음)에 보내져 회수하고 잔사는 따로 모은다.

또한, 상기 제3용매추출장치(5)에서 분리 회수되는 완충액은 다시 pH7의 완충액저장조(7)로 회송되어, 여기서 pH조절장치(9)에 의해 정확히 pH7의 인산염완충액으로 재조절되고 아세톤40%의 용액으로 변환시켜서, 다시 50-70℃의 온도로 가온시킨후 위와 같은 추출공정에서 반복하여 사용되게 된다.

한편, 본발명에 따르면, 상기 제1용매추출장치(3)에서 제1단계 용매추출시 사용되는 유기용매로서는 예컨대, N-헵탄, 석유에테르, 벤젠 또는 에테르 등이 사용될 수 있으나, 그 중에서도 특히 N-헥산이 가장 바람직하다. 또한, 상기 제2용매추출장치(4)에서 제2단계 용매추출시 사용되는 용매로서는 예컨대, 4염화탄소, 클로로포름, 1,2-디클로로에탄 등을 사용할 수 있으며, 특히 클로로포름이 바람직하다. 또한, 상기 제3용매추출장치(5)에서 제3단게 용매추출시 사용되는 유기용매로서는 예컨대, 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤, N-부탄올 등을 사용할 수 있으며, 특히 메틸에틸케톤을 사용하는 것이 바람직하다.

본발명에 따른 상기와 같은 추출공정은 6-8시간동안을 1싸이클로하여 반복 진행되는데 인산염완충액은 전부12회에 걸쳐 상기 건조추출용컬럼(1)을 통과하여 추출공정을 이행할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따라 추출하여 얻은 플라본배당체는 추출과정중에 질소기류에 의해 2-헥세날의 생성을 방지할 수있을 뿐아니라 그 추출공정을 연속적으로 실시할 수가 있어서 매우 경제적이며, 매우 고순소로 플라보배당체를 제조할 수가 있게 되는 것이다.

이하, 본발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

신선한, 은행잎 500kg을 건조추출용 컬럼에 압착하여 채우고 열교환기에서 100℃로 가열시킨 질소가스를 컬럼의 하부에서 상부로 6시간동안 통과시켜서 은행잎의 수분을 거의 증발시켜 건조하고, 잎에 존재하는 병원성 세균과 효소를 불활성화 시킨다. 그후, 열교환기의 온도를 냉각시켜 차가운 질소가스를 컬럼에 통하여 컬럼전체를 실온까지 냉각시킨다.

아세톤 40%를 함유하는 인산염완충액 저장조의 온도를 60℃로 가온하여 가압펌프를 통하여 컬럼의 하부에서 상부로 서서히 통과시켜 인산염완충액이 컬럼을 통과하는데 30분이 소요되도록 압력조절용 밸브를 조절한다. 컬럼을 통과하여 나온 추출액은 열교환기에서 실온까지 냉각시키고, 1000ℓ의 N-헥산이 들어있는 제1용매추출장치에 상부로부터 고르게 분사시켜 지용성성분을 추출해내고, 하부에 모인 인산염완충액층은 다시 1000ℓ의 클로로포름이 들어있는 제2용매추출장치의 하부에서 상부로 고르게 분사시켜 엽록소 및 다른 지용성성분을 녹여내고, 다시 상층에 분리된 인산염완충액층은 메틸에틸케톤이 1000ℓ 들어있는 제3용매추출장치에 상부에서 하부로 고르게 분사키겨 약리적으로 유효한 성분인 플라본배당체를 주성분으로하는 유효성분을 상층의 유기용매층에 추출시킨다.

여기서 분리된 완충액층은 인산염완충액 저장조에 보내져 pH7로 조정되고 아세톤 함량이 40%가 되도록 조정되어 컬럼에 재공급되며, 상기와 같은 공정을 12회 총 6시간동안 행하게 된다. 사용된 인산염완충액이 양은 2000ℓ이고 액의 교환없이 10회 이상 사용할 수 있고 이와같은 반복사용으로 은행잎중의 유효성분은 손실없이 모두 회수된다.

제1유기용매추출장치의 N-헥산은 진공증류장치에 보내어져 회수되고 잔사는 주로 지용성성분으로서 0.5kg이 얻어진다. 제2유기용매추출장치의 클로로포름은 진공증류장치에 보내어져 용매는 회수하고 잔사는 엽록소 및 다른 지용성성분으로 약 1kg이 얻어진다. 제3유기용매추출장치의 메틸에틸케톤은 진공증류장치에서 감압농축하여 용매는 회수하고 남은 잔사는 50% 에탄올-수용액 500ℓ를 가하여 가온 용해시키고, 셀라이트(Celite)층을 통하여 여과후 다시 감압증류하여 농축시킨 잔액은 냉동건조기에서 건조하여 건조분말상의 플라본배당체 4kg을 얻는다.

[실시예 2]

음지에서 잘 건조한 은행잎 100kg을 실시예 1에서와 같이 건조추출용 컬럼에 압착하여 채우고 나서, 열교환기에서 100℃로 가열시킨 질소기체를 30분간 통과시켜 잎에 존재하는 병원성 미생물과 효소를 완전히 불활성화 시키고, 다시 실온까지 냉각된 질소기체를 통하여 하부에서 상부를 통하여 가압펌프를 사용하여 강제순환시킨다. 이때 약 2000ℓ의 인산염완충액이 컬럼을 1회 순회하는데 걸리는 시간이 30분이 되도록 압력조절용 밸브를 조정한다. 컬럼을 통과하여 나온 인산염완충액은 석유에테르 1000ℓ가 들어있는 제1용매 추출장치에 상부에서 고르게 분사시켜 지용성성분을 녹여낸다. 하층에 분리된 완충액층은 다시 4염화탄소가 1000ℓ들어 있는 제2용매추출장치에 하부에서 고르게 분사시켜 엽록소와 다른 지용성 성분을 녹여내고, 상층에 분리된 완충액층은 에틸아세테아트 1000ℓ가 들어있는 제3용매추출장치에 상부에서 고르게 분사하여 약리적으로 유효한 성분인 플라본배당체 추출물을 상층의 유기용매층에 추출시킨다.

여기서, 분리한 하층이 완충액층은 인산염완충액 저장조에서 다시 pH7로 조절되어 아세톤함량이 40%가 되도록 한후 컬럼에 회송되고, 상기의 공정을 반복하게 된다. 상기의 공정을 6시간 반복하고 이때 인산염 완충액은 총 12회 컬럼을 순환하게 된다.

제1용매추출장치의 석유에테르는 진공증류장치에 이송하여 용매는 회수하고 잔사는 따로 모은다. 잔사의 양은 약 0.5kg이었다.

제2용매추출장치의 4염화탄소는 진공증류장치에서 감압하에서 회수하고 잔사는 따로 모은다. 잔사의 양은 약 1kg이었다.

제3용매추출장치에서 분리한 에틸아세테이트는 진공하에서 증류하여 회수하고, 나머지 잔사에 50% 에탄올-수용액 500ℓ를 가하여 가온 용해시켜 셀라이트(Celite)층을 통하여 여과하고, 다시 감압농축하여 냉동건조기에서 건조하여 분말상의 플라본 배당체 4.5kg을 얻었다.

Claims (4)

1. 은행잎으로부터 플라본배당체를 추출함에 있어서, 음지에서 건조된 은행잎 또는 은행잎에다 90-120℃로 가열된 질소기류를 통과시켜서 은행잎을 완전 건조시키고, 건조된 은행잎에다 pH7의 인산염완충액을 통과시켜 유효성분을 추출한 다음, 그 유효성분이 함유된 완충액을 용매에 분사시켜서 다단용매추출을 시행하여서 플라본배당체를 추출해내고, 여기서 사용된 인산염완충액은 재사용하도록 하는 것을 특징으로하는 플라본배당체의 추출방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 인산염완충액으로는 40%의 아세톤을 함유하는 완충용액을 50-70℃로 가열하여 사용함을 특징으로 하는 플라본배당체의 추출방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 다단용매추출은 3단계로 이루어져 있되 제1단계용매추출에서는 완충액에 함유된 추출성분중 지용성성분의 제거단계, 제2단계용매추출에서는 엽록소 및 지용성성분의 제거단계, 제3단계용매추출에서는 플라본배당체를 주성분으로하는 약리학적으로 유용한 성분이 유기용매층으로 추출되도록 하는 단계를 거치도록 함을 특징으로하는 플라본배당체의 추출방법.
4. 은행잎을 압축하여 채워서 넣을 수 있도록 된 건조추출용 컬럼(1)과, 이 컬럼(1)내부로 유입통과되는 질소를 가열시켜서 은행잎이 건조되도록하는 열교환기(2), 상기 컬럼(1)에서 건조추출된 은행잎의 유효성분이 함유된 인산염완충액으로부터 용매를 이용하여 플라본배당체를 추출해 내기위한 제1용매추출장치(3)와 제2용매추출장치(4) 및 제3용매추출장치(5), 이로부터 추출된 플라본배당체 추출물을 농축시키는 진공농축조(6), 그리고 상기 추출장치에서 사용된 인산염완충액을 재사용할 수 있도록 저장하여 상기 컬럼(1)내부로 회귀시키도록 되어진 완충액저장조(7)로 이루어져 있는 플라본배당체의 추출장치.

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