Understanding of the natural products extraction

●

천연물 추출의 이해와 실제

1

천연물의 추출 ‘ 필요로 하는 식물성분을 연구하려면 원칙적으로 신선한 식물조직을 사용해야 하며, 채집즉시 뜨거운 알코올을 사용하여 추출하는 것이 가장 이상적이다. 또한 경우에 따라서는 성분을 추출하기 전에 식물을 건조시키는 경우도 있다. 이 경우에는 건조과정에서 재료의 성분들이 화학적 변화를 받지 않도록 주의를 기울여야한다. 따라서 식물재료는 가능한 한 빨리 저온에서 통풍이 잘되는 곳에서 건조시키는 것이 좋다. 계통적 추출법

· 순서: 석유 ether, Et2O, CHCl3, MeOH, EtOH, H2O의 순. · 목적: 식물재료에 들어 있는 유기화합물 중에서 비극성물질 로부터 차차 극성이 큰 물질 순으로 추출하기 위함 용매

특

성

석유

지방, 수지, 정유, chlorophyll이 추출됨.

ether

경우에 따라 배당체 alkaloid의 일부가 용출 되기도함.

Et2O

석유 ether에 난용성인 물질인 alkaloid, 배당체, 수 지, 식물색소, tannin등이 추출.

CHCl3

주로 탄성 gum 같은 물질이 용출됨.

알코올

saponin, 당, 점액, 단백질, 염류 등이 용출됨

용매추출

비극성 및 극성 용매를 사용할 수 있음 비극성의 대표적인 용매는 헥산 (n-hexane)이 있고, 극성 용매로 는 알코올 (보통 methyl alcohol이나 ethyl alcohol), 중간정도로 는 에틸아세테이트 (ethyl acetate)이 있음 ① 추출 공정 용매 추출 법은 시료의 물리적 상태에 따라 추출조건이 결정됨. 즉 시료의 고체상에 대한 액체상의 비율, 일회용 또는 연속식 추출 법에 의한 시료의 투입량, 추출용매의 비중 등이 추출조건을 설정하 는 주요 인자가 됨 용매 추출법의 가장 간단한 예는 separating funnel에서 추출하는 방법. 용매 추출 법에서는 적은 양의 용매로 한번만 추출하는 방법 보다, 추출용매로부터 기인되는 인위적인 이물질의 유입과 추출효율 이라는 두 가지 측면에서 볼 때에, 여러 번 반복 추출이 훨씬 더 효 과적임. ② 용매의 선정 추출에 적절한 용매의 선정시 가장 중요한 것은 추출하려는 성분 의 특성이다. 추출용매는 보통 비등점 (boiling point)과 선택성을 기준으로 하여 선택하는 것이 보통이다. 예를 들면, 일반적으로 pentane, hexane, 등과 같은 비극성 용매는, 알코올성 음료의 향기 성분을 추출할 때에 사용되는데, 이는 알코올이 이들 성분에 대한 용해도가 낮기 때문이다. 또한 식물체의 조직에서 효소의 불활성화 를 위해 methanol이 처리된 경우에서도 사용이 가능함. 비알코올성 경우에는 좀 더 극성이 강한 diethyl ether와 같은 용 매가 사용되며, 이 용매는 비점이 낮고 거의 모든 향기성분에 대해

3

서 친화력이 높기 때문에 가장 일반적으로 사용되고 있음. 추출할 성분에 따라 용매가 결정되기도 함. 용매추출에 의한 추출 물은 대부분 증발과정에 의해 농축되므로 추출하려는 성분의 비점 보다 낮은 용매를 사용해야함.

용매특성

1. 노말 헥산 (normal hexane) 추출 n-hexane은 식품 산업에 있어서 유지 추출에 가장 많이 사용하 고 있다. 비록 노말 (normal) 헥산이 아니더라도, 이와 같은 비극성 용매를 이용하여 유지 추출에 사용한다. 시중에 유통되고 있는 식용 유는 단순한 압착을 통해 추출한 경우도 있으나, 대부분은 비극성 유기용매를 이용하여 유지 원료로부터 추출하는 것이 일반적임.

2. 에틸 아세테이트 (Ethyl acetate) 추출 ethyl

acetate는

식품

산업에서

한때

디카페인

커피

(decaffeined coffee)생산에 사용되기도 함. 천연물 추출시 항산화 력이 높음 3. 알코올 (alcohol) 추출 알코올 추출은 크게 methyl 혹은 ethyl alcohol로 추출하는 것이 일반적이다.

methyl alcohol은 일반적으로 식물체에서 생리활성 물

질 추출에 가장 많이 사용하는 용매로써, 다양한 성분의 추출에 용 이할 뿐만 아니라, 추출 후 분리 정제시 편리함. 따라서, 어떤 시료 에 대해서 생리활성을 검정하고자 할 때는, 통상 메탄올로 추출한 후, 다음 단계로 진행함. 단, 메탄올 추출물은 식용으로 사용이 불가 하다는 단점이 있음. ethyl alcohol 추출은 methyl alcohol 추출에 비해 선택성이 높다. 즉, methanol에 비해 포괄적인 성분에 대해서 추출률이 다소 미흡 함.

하지만,

당성분이나

alcohol이 사용되기도 함.

4

사포닌처럼,

추출

대상에

따라

ethyl

4. 열수 (hot water) 추출 뜨거운 물로 생리활성 물질을 추출하는 경우에는, 순수한 물을 추 출 매체로 사용하기 때문에 추출시 사용한 유기용매의 독성에서 기 인한 문제가 발생하지 않는다. 열수 추출은 시료에 따라 (열 안정 도) 수 시간동안 장시간 추출하는 경우도 있고, 혹은 30분 이내로 짧은 시간 내에 추출해야 하는 경우도 있기 때문에, 추출 전에 사전 문헌 고찰 등을 통해 추출 조건을 설정하는 것이 중요하다. 열수로 추출된 추출물은 보통 원심 분리하여, 상등액 (supernatant)만을 취 해, 동결 건조하여, 분말을 제조, 생리활성 검증이나 제품화한다. 열 수로 추출하는 것처럼, 가열이 필요할 때는 통상 환류 (refluxing) 추출장치를 사용한다. 가열원은 항온수조 (water bath)로 90~10 0℃ 범위에서 추출하게 된다. 이때 시료와 증류수를 추출 플라스크 에 넣고, 증발되는 물을 계속 순환기 위해서 냉각관을 플라스크와 연결하면, 증발되는 수증기가 냉각관에 의해 응축되어, 플라스크에 재투입되도록 한다. 열수 추출은 유해성 문제가 없고, 수율 (yield)도 좋기 때문에, 버 섯의 다당체 성분의 추출이나, 감귤류의 기능성 플라보노이드 추출 및 기타 수용성 성분 추출에 많이 사용되는 방법이다. 열수 추출하 여 동결건조한 시료를 분리 정제 과정이 용이한 용매인 methanol등 으로 재추출하여, 활성 성분을 정제하는 방법도 있다.

5

Understanding of the natural products extraction

6