KR100540760B1 - 산 또는 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의추출 방법, 그의 추출 장치 및 그로부터 얻어진 추출물 - Google Patents

산 또는 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의추출 방법, 그의 추출 장치 및 그로부터 얻어진 추출물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출 방법, 그의 추출 장치 및 그로부터 얻어진 창포 또는 기타 천연물질의 추출물에 관한 것이다. a) 전기분해나 처리된 패각 컬럼에 의한 산, 알칼리수 제조장치, b) 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분 추출장치, c) 멤브레인 추출액 농축장치, 및 d) 회수된 처리수의 순환장치로 구성된 천연물 추출장치 및 이를 이용한 방법에 대한 본 발명은, 인체에 무해하고 효율이 높은 추출 용매를 사용하여 창포 또는 기타 천연물질로부터 선별적으로 유효 성분을 추출함으로써 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 및 분말을 효율적으로 제조, 공급할 수 있어 경제적으로나 실용적으로 진보된 방법이다.
창포, 산성수, 알칼리수, 전기분해수, 패각

Description

산 또는 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출 방법, 그의 추출 장치 및 그로부터 얻어진 추출물{METHOD FOR EXTRACTING ACORUS CALAMUS OR NATURAL MATERIAL USING ACIDIC AND ALKALINE WATER, AN APPARATUS USED THEREFOR AND THE EXTRACT OBTAINDED THEREFROM}
도 1 : 전기분해에 의해 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출 장치이다.
도 2 : 처리된 패각 컬럼에 의해 조제된 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출 장치이다.
본 발명은 산 또는 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출 방법, 그의 추출 장치 및 그로부터 얻어진 추출물에 관한 것이다.
창포는 연못가나 호수가에 자라는 여러해살이풀로 높이 120 cm 정도까지 자라고 꽃은 6 ~ 7 월에 피어 9 월에 성숙되며 식물 전체에서 짙은 향기가 나는 특징이 있다. 주로 약용이나 향료식물 및 목욕제로 이용된다. 창포는 시네올(cineol)이라는 향기 성분과 아사론(asarone)이라는 항균 및 살충 성분을 함유하고 있다. 창 포의 향기는 진정 효과가 있고, 창포를 삶은 물은 간단한 피부병의 치료나 비듬 방지 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 그리고 창포로 만든 창포주는 식욕증진, 건위, 진정, 피로회복 및 특히 강정에 뛰어난 효과가 있다.
그러나 시기에 제약을 받지 않고 창포가 가지는 상기와 같은 효능을 이용하기 위한 약재, 건강보조식품, 위생용품, 화장품 등을 제조하는 데 있어서 현재까지 개발된 기술은 단순 가열 추출 및 가공 기법에 불과하다. 특허의 경우에도 식물에서 성분을 추출하는 방법(특허 공개 제 2000-0072654호)이나 창포를 건조, 가공하여 목욕제에 이용하는 방법(특허 공개 제 1998-0019539호)에 관한 특허출원이 있으나, 일반적인 수증 추출기법에 관한 것이거나 창포의 개별 성분에 관한 연구 없이 단순 건조 분말의 제조방법에 관한 것이었다.
본 발명은 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분을 추출함으로써 창포 또는 기타 천연물질의 추출물을 제공하는 방법에 관한 것으로 천연 물질 중 대표적으로 창포의 특징 및 효능을 이하에서 설명하고자 한다.
창포의 뿌리, 뿌리줄기: 뿌리는 흰색이고 마디가 있으며 물가의 뻘에 뿌리를 내리고 뿌리줄기를 통해 지면에 얕게 기면서 뻗어 나간다. 특히 뿌리줄기는 백창이라 하여 민간에서는 기름에 개어 종기에 발라서 농즙을 제거하는 약용으로 사용하였으며, 한방에서는 건위, 진정, 진통, 항진균 등의 목적으로 이용된다. 또한 창포뿌리를 찹쌀과 섞어 술을 빚거나, 씹거나 차를 만들어 먹으면 구충제, 강장제, 식욕증진에 좋다고 알려져 있다. 창포의 뿌리, 뿌리줄기를 산성수를 이용하여 추출할 경우 알칼로이드 화합물의 추출되며, 유기용매로 추출할 경우 asarone, euasarone, cis-methylisoeugenol, elemicin 등의 성분이 추출 가능하다. 상기의 성분은 뿌리, 뿌리 줄기에 함유되어 있는 약용효과, 항균, 살균 효과를 가지는 유효성분으로 의약제, 창포주, 창포초 등의 제조 원료에 제조 원료가 된다.
창포의 잎, 줄기: 잎은 뿌리줄기 끝에서 무더기로 나오고 대검같이 생기며 짙은 녹색이고 밑부분이 붓꽃처럼 얼싸안는다. 우리나라 단오날에는 창포물에 머리를 감으면 머리가 빠지지 않고 윤기가 나며 매끄러운 머릿결을 유지할 뿐 아니라 창포줄기처럼 머리가 길어진다는 풍습이 있었는데 이는 창포잎, 줄기가 두피 세정, 두피 보호, 탈모 방지 및 발모 촉진, 냄새 억제 등의 효과가 있기 때문이다. 알칼리수를 이용한 추출의 경우 글리코시드(glycoside)계의 성분을 추출할 수 있으며, 유기용매로 α-asarone, δ-cadinol 등의 방향성 향기 성분을 추출할 수 있다. 상기의 성분은 창포의 윤기, 접착성 유효성분을 추출하여 목욕제, 향수 제조 등에 활용한다.
이에 더하여 산성수를 이용한 추출물을 첨가할 경우 목욕제 등에 살균, 냄새억제 등의 창포의 효능을 최대화 할 수 있다.
본 발명의 목적은 상술한 효능을 지닌 창포 또는 기타 천연물질을 이용함에 있어서 추출용매의 특성을 살려 사용목적에 따라 산성수, 알칼리수 혹은 산, 알칼리수에 유기용매를 첨가하여 유효 성분을 추출함으로써 시기적 제약을 받지 않고 기능성 물질의 제조 원료로 사용할 수 있도록 하기 위한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물, 특히 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 또는 분말을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 인체에 무해한 제조된 산, 알칼리수의 추출용매를 사용하여 안전성을 높이고, 특정성분을 선택적으로 분리함으로써 추출과정에 있어 경제성 및 효율성을 향상한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출 장치 및 추출 방법 설정에 그 목적이 있다.
본 발명자들은 이와 같은 창포를 포함한 천연물질의 효능을 극대화할 수 있는 추출법을 집중적으로 연구한 결과, 본 발명을 안출하게 되었다. 본 발명에 따라,
a) 전기분해나 패각 컬럼에 의한 산성수, 알칼리수의 제조 장치,
b) 창포 또는 기타 천연물질을 세정, 건조, 세분한 후 상기 조제된 산, 알칼리수의 추출용매에 침적시켜 유효성분을 추출하는, 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분 추출 장치,
c) 상기 추출액을 농축, 건조하여 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 혹은 분말을 제조할 수 있는 멤브레인 추출액 농축 장치,
d) 회수된 처리수와 용제를 산, 알칼리수 제조장치로 순환하는 장치
가 구비된, 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출 장치를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은,
a) 전기분해나 패각 컬럼에 의해 산성수, 알칼리수를 제조하고,
b) 창포 또는 기타 천연물질을 부위별로 구분하여 세정, 건조, 세분한 후 상 기 조제된 산, 알칼리수의 추출용매에 침적시켜 유효성분을 추출하고,
c) 상기 추출액을 농축, 건조하여 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 혹은 분말을 제조하는 단계
를 포함하여 이루어지는, 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 추출 장치 및 방법을 이용함으로써, 인체에 무해하고 안전성이 우수하며, 경제성이 높은, 창포 또는 기타 천연물질의 추출물, 특히 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 또는 분말을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 창포 또는 기타 천연물질 추출물의 추출장치 및 이를 이용한 방법을 도 1과 도 2를 참조로 하여 단계별로 보다 구체적으로 설명하고자 한다.
a) 전기분해나 처리된 패각 컬럼에 의한 산성수, 알칼리수 제조 장치
본 발명에 따른 산성수, 알칼리수 제조장치는 O/S(역삼투)막으로 구분되는 전기분해 장치를 이용하여 물의 전기분해시 (+)극에서 산성수, (-)극에서 알칼리수를 제조하는 장치(도1)와, 처리된 패각으로 충진된 컬럼에 증류수를 채워 알칼리수를 제조하는 장치(도2)로 나눌 수 있다. 여기서, 추출 산성수의 pH는 5 이하이고, 추출 알칼리수의 pH는 9 이상이 되게 한다. 처리된 패각이란, 패각을 400 ~ 800 ℃에서 1~8 시간 가열하여 불순한 물질을 제거한 후 분쇄하여 10~40 mesh 크기로 균질화한 것을 의미한다. 산성수에 의한 추출에서는 전기분해 장치를 이용하여야 하며, 알칼리수에 의한 추출에서는 전기분해 장치와 처리된 패각을 활용하는 방법 중 선택하여 사용할 수 있다.
b) 창포 또는 기타 천연물질을 세정, 건조, 세분한 후 컬럼에 충진하여 상기 조제된 산, 알칼리수의 추출용매에 침적시켜 유효성분을 추출하는 유효성분 추출장치
창포 또는 기타 천연물질을 30 ~ 80 ℃의 온도에서 산소 공급이 원활한 송풍 방식으로 함수율 5 % 이하로 건조시키고, 10~100 mesh로 균질하게 세분한 후, 바닥에 1~100 ㎛의 필터가 장착되어 있는 컬럼에 충진한다. 전기분해나 패각컬럼에 의해 조제된 산, 알칼리수를 상기 창포 또는 기타 천연물질로 충진된 컬럼에 1~48시간 침적시켜 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분을 추출액으로 추출한다. 추출하고자 하는 유효성분에 따라 산성수, 알칼리수에 유기용매를 첨가할 수 있는데 이때에는 조제된 산성수나 알칼리수에 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에테르, 아세톤, 디클로로메탄 및 에틸아세테이트 등으로 구성된 유기용매 군 중에서 선택된 단독 또는 혼합 유기용매를 첨가하여 창포 또는 기타 천연물질로 충진된 컬럼에 1~48시간 침적시켜 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분을 추출한다.
산성수, 알칼리수, 유기용매에 의해 추출되는 창포의 유효성분은 아래와 같다.
1) 비약품성 산성수에 의한 창포의 유효성분 추출
산성수에 의한 추출은 창포에 포함되어 있는 알칼로이드계 성분으로 살균, 항균 효능을 가지는 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분을 추출한다. 창포의 산성 추출물은 피부를 부드럽고 탄력있게 해주며, 살균효과, 의료효과(치통, 호흡기 질 환 등) 등이 있으므로 창포 산성수는 기능성 화장수의 제조와 살균 및 항균성을 가진 위생용품이나 주방용품의 제조에 활용할 수 있다. 화학물질을 이용하여 산성수를 제조하는 경우에는 인체에 해로운 화학성분이 잔류할 가능성이 매우 높으나 본 발명에서와 같이 전기분해를 이용하여 제조한 산성수는 인체에 무해하며 환경친화적일 뿐 아니라 그 추출효율도 매우 증대되어 경제성이 높다.
2) 비약품성 알칼리수에 의한 유효성분 추출
전기분해식이나 패각 충진 컬럼을 활용한 알칼리수의 추출은 창포의 페놀류, 글리코시드 등 당류의 유효 성분을 추출할 수 있다. 알칼리수에 의한 창포 추출물은 윤기, 접착성의 특징을 가지는 성분으로 목욕제, 화장품의 제조시 첨가성분으로 활용가능하다. 그 외에도, 알칼리수를 이용한 추출법은 창포 세척 후에 남아있을 수 있는 불순물을 제거하는 효과가 있어 순수한 창포 성분의 추출이 가능하다. 이러한 알칼리수는 약품성 알칼리수에 비하여 인체에 무해하면서도 환경친화적이며 추출효과도 당류에 선택적으로 뛰어난 특성으로 인해 매우 효율적이며 경제성이 있다.
3) 유기용매와의 침적
산성수 또는 알칼리수에 유기용매를 첨가하여 창포의 줄기, 잎 부분을 추출하면 더 넓은 범위의 방향성 유효 성분을 추출할 수 있으며, 그 추출효능을 증대시킬 수 있다. 뿌리줄기, 뿌리 부분을 절단, 건조 후 산, 알칼리수가 첨가된 복합 용제로 추출, 건조하면 건위, 진정, 진통, 항진균 등을 치료하는 의약제로 활용할 수 있다.
c) 상기 추출액을 농축, 건조하여 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 혹은 분말을 제조할 수 있는 멤브레인 추출액 농축장치
상기 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분 추출장치를 거쳐 제조된 추출액을 역삼투(O/S), 나노여과(NF), 한외여과(UF) 등의 세라믹 또는 고분자나 금속 멤브레인을 이용하여 농축하여 에센스나 분말을 제조하고, 농축후 남은 처리수 및 용제는 회수하는 단계이다. 보통 수용액을 포함한 추출액은 농축이 대단히 어려운 특징이 있다. 또한 열에너지를 이용하였을 경우에는 경제적인 잇점이 없어지게 된다. 이러한 문제를 극복하고자 개발한 방법이 멤브레인을 이용한 여과막 농축법이다.
d) c)단계에서 회수된 처리수와 용제를 순환하는 장치
멤브레인 추출액 농축장치에서 추출액을 농축하고 남은 처리수 및 용제를 산성수, 알칼리수 제조 장치로 순환하여 재이용 할 수 있다. 보통 산성수, 알칼리수 및 첨가된 유기용제들은 제조 및 사용에 비용이 들게 되어 있는데, 이러한 용제들을 재이용하여 운영비 절감 및 순환으로 인한 추출의 효능성을 증대시키도록 하였다.
또한 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질 추출물의 추출장치에 있어서, 추출후 컬럼내 남은 창포의 셀룰로스를 포함한 고형 성분은 압착, 건조, 분말화하여 판, 종이, 구조물의 재료로 활용할 수 있다. 창포를 여과하고 남은 고형성분은 항균, 방향성 성분을 함유하고 있으므로 폐기처리하지 않고 대형 건축물이나 구조물의 재료로 활용함으로써 재활용할 수 있다.
[실시예]
이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명할 것이나, 이들 실시예는 어디까지나 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되는 예시적 구체예에 불과할 뿐, 본 발명의 보호범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
창포 뿌리와 뿌리줄기를 채취, 세척한 후 자연건조 또는 40 ~ 60 ℃ 오븐에서 약 12 시간 송풍방식으로 건조하였다. 수분이 5 % 이하로 건조된 창포 재료를 분쇄하여 20 mesh 체에 내려 입자 크기를 균질화 하였다. 세분한 창포를 바닥에 10㎛의 필터가 장착된 부피 5L의 컬럼에 2L 충진한 다음 전기분해후 (+)극((-)극)에서 생성된 산성수(알칼리수) 2L를 채워 2시간동안 침적하였다. 이후 창포 추출액을 멤브레인 추출액 농축장치에서 농축하여 창포 에센스를 제조하였다. 회수된 처리수는 전기분해장치의 (+)극((-)극)으로 재순환하였다.
실시예 2
세척, 건조, 균질화한 창포 분말을 바닥에 10㎛의 필터가 장착된 부피 5L의 컬럼에 2L 충진한 다음 전기분해후 생성된 산성수(알칼리수) 1L와 메탄올 1L를 혼합한 용매에 2시간 동안 침적하였다. 이후 창포 추출액을 멤브레인 추출액 농축장치에서 농축하여 창포 에센스를 제조하였다. 회수된 처리수와 용제는 전기분해장치의 (+)극((-)극)으로 재순환하였다.
실시예 3
800 ℃에서 2시간 가열한 후 20~40 mesh로 분쇄하여 균질화한 패각분 1kg을 바닥에 10㎛ 필터가 장착된 3L 컬럼에 채운 후 1시간 동안 2L의 증류수를 침적하여 알칼리수를 제조하였다. 10㎛의 필터가 장착된 부피 5L의 원통에 세척, 건조, 균질화한 천연물질을 2L를 충진한 후 제조한 알칼리수 2L를 2시간동안 침적하였다. 이후 창포 추출액을 멤브레인 추출액 농축장치에서 농축하여 창포 에센스를 제조하였다. 회수된 처리수와 용제는 패각 컬럼으로 재순환하여 재이용한다.
실시예 4
600 ℃에서 2시간 가열한 후 20~40 mesh로 분쇄하여 균질화한 패각분 1kg을 바닥에 10㎛ 필터가 장착된 3L 컬럼에 채운 후 1시간 동안 2L의 증류수를 침적하여 알칼리수를 제조하였다. 10㎛의 필터가 장착된 부피 5L의 원통에 세척, 건조, 균질화한 창포를 2L 충진한 다음 제조한 알칼리수 1L와 메탄올 1L를 혼합한 용매를 채운 후 2시간동안 침적하였다. 이후 창포 추출액을 멤브레인 추출액 농축장치에서 농축하여 창포 에센스를 제조하였다. 회수된 처리수와 용제는 패각 컬럼으로 재순환하여 재이용한다.
본 발명의 효능은 산성수 및 알칼리수의 추출 공정을 통하여 전국에 자생하는 다량의 창포 또는 기타 천연물질로부터 유효 성분을 추출함으로써 채취 시기에 제약을 받지 않고 창포 또는 기타 천연물질 에센스 및 분말을 공급할 수 있어 그 효능성 및 경제성이 뛰어난 효과가 있다.
본 발명은 인위적인 약품 투입 없이 조제된 산성수와 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출 장치 및 추출 방법을 개발한 것으로 인체에 무해하고 안전성, 경제성이 높다. 또한 산성수와 알칼리수에 따른 선택적 추출 기법을 개발하여 정제의 효율성을 높였으며, 누구나 활용 가능한 효과적인 추출장치 및 방법을 개발하였다는데 본 발명이 효과가 있다.

Claims (7)

  1. a) 전기분해나 패각 컬럼에 의한 산성수, 알칼리수의 제조 장치,
    b) 창포 또는 기타 천연물질을 부위별로 구분하여 세정, 건조, 세분한 후 상기 조제된 산, 알칼리수의 추출용매에 침적시켜 유효성분을 추출하는, 창포 또는 기타 천연물질의 유효성분 추출 장치,
    c) 상기 추출액을 농축, 건조하여 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 혹은 분말을 제조할 수 있는 멤브레인 추출액 농축 장치,
    d) 회수된 처리수와 용제를 산, 알칼리수 제조장치로 순환하는 장치
    가 구비된, 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출 장치.
  2. a) 전기분해나 패각 컬럼에 의해 산성수, 알칼리수를 제조하고,
    b) 창포 또는 기타 천연물질을 부위별로 구분하여 세정, 건조, 세분한 후 상기 조제된 산, 알칼리수의 추출용매에 침적시켜 유효성분을 추출하고,
    c) 상기 추출액을 농축, 건조하여 창포 또는 기타 천연물질의 에센스 또는 분말을 제조하는 단계
    를 포함하여 이루어지는, 조제된 산, 알칼리수를 이용한 창포 또는 기타 천연물질의 추출물의 추출방법.
  3. 제 2항에 있어서, a)단계가 O/S막으로 구분되는 전기분해 장치를 이용하여 (+)극에서 산성수, (-)극에서 알칼리수를 제조하거나, 처리된 패각으로 충진된 컬럼에 증류수를 채워 알칼리수를 제조하는 것인 창포 또는 기타 천연물질의 추출방법으로, 여기서 추출 산성수의 pH가 5이하이고, 추출 알칼리수의 pH가 9이상인 방법.
  4. 제 2항에 있어서, b) 단계가 창포 또는 기타 천연물질을 30 ~ 80 ℃의 온도에서 산소 공급이 원활한 송풍 방식으로 함수율 5 % 이하로 건조시키고, 건조된 창포 또는 기타 천연물질을 분쇄하여 10~100 mesh로 균질하게 세분한 후 컬럼에 충진하는 것인, 창포 또는 기타 천연물질의 추출 방법.
  5. 제 2항에 있어서, b)단계가 조제된 산성수나 알칼리수, 또는 여기에 메탄올, 에탄올, 부탄올, 에테르, 아세톤, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 중에서 선택된 단독 또는 혼합 유기 용매를 첨가하여, 창포 또는 기타 천연물질로 충진된 컬럼에 1~48 시간 침적시키는 것인 창포 또는 기타 천연물질의 추출 방법.
  6. 제 2 항에 있어서, (c) 단계가 상기 창포 또는 기타 천연물질의 추출액을 세라믹 또는 고분자나 금속 멤브레인을 이용하여 농축하여 엣센스나 분말을 제조하고, 농축후 남은 처리수 및 용제는 회수하는 것인 창포 또는 기타 천연물질의 추출 방법.
  7. 제 2항 내지 6항 중 어느 한 항에 따라 제조된 창포 또는 기타 천연물질의 추출물.
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KR101262884B1 (ko) 2010-05-28 2013-05-22 강송식 약알칼리수를 추출용매로 이용한 추출방법으로 제조되고 사포닌이 다량 함유된 인삼추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물
KR20180007269A (ko) * 2016-07-12 2018-01-22 이종윤 우즈벡 상황버섯의 유효성분 추출방법과 상황버섯 추출액의 이용방법
KR20220104352A (ko) * 2021-01-18 2022-07-26 강원대학교산학협력단 항균 활성이 증진된 케나프 전해수 추출물의 제조방법 및 이의 용도

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