정유

정유

다른 표기 언어 essential oil , 精油

요약 식물에서 추출한 지질의 종류. 식물성 지방으로도 불린다. 기름은 식물의 샘 내에 미세한 방울로 저장되어 있으며, 샘의 세포벽을 통해 방울이 확산된 후 식물표면에 넓게 퍼지고 증발되어 향기를 발산하게 된다. 이 기름을 식물에서 분리하는 방법으로는 증류법, 냉흡수법, 냉침법, 용매추출법, 기계적 압축법 등이 있다. 장미유나 박하유처럼 기름을 추출한 식물의 이름을 따서 명명한다.

목차

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  1. 생산방법
  2. 화학 조성
정유 (essential oil)
정유 (essential oil)

기름은 추출한 식물의 이름을 따서 명명한다. 장미유나 박하유 등을 예로 들 수 있는데, 이러한 기름을 맛과 향기의 정수로 여겨 정유라고 한다. 정유를 분리하는 가장 일반적인 방법은 증류법이며, 그외에 특정 생산물을 얻기 위해 냉흡수법(지방으로 추출), 냉침법, 용매추출법, 기계적 압축법 등을 이용한다. 어린 식물이 다 자란 식물보다 기름을 많이 함유하고 있지만, 다 자란 식물에서는 가벼운 물질이 계속 증발되기 때문에 수지성 기름이나 진한 색을 띠는 기름이 풍부하다.

수많은 식물 종이 존재하지만, 그중에서 오직 수천 종의 식물에서 얻은 정유에 대해서만 그 특성과 성분을 확인했다. 기름은 식물의 샘[腺] 내에 미세한 방울로 저장되어 있으며, 샘의 세포벽을 통해 방울이 확산된 후 식물표면에 넓게 퍼지고 증발되어 향기를 발산하게 된다. 향기가 나는 대부분의 식물은 태양 에너지를 충분히 흡수할 수 있는 열대지방에 주로 서식한다. 식물에서 정유가 어떤 역할을 하는지는 아직 밝혀지지 않았다. 꽃의 향기는 아마도 자연선택적으로 특정 곤충을 유인하는 작용을 하는 데 도움을 주는 것으로 여겨진다. 잎기름·나무기름·뿌리기름은 식물에 기생하는 기생생물이나 동물로부터 자신을 방어하는 수단으로 이용된다. 나무 줄기에 상처가 생기면 함유수지를 분비하여 수액이 방출되는 것을 막고 기생생물이나 병균의 침입을 막는 보호막으로 작용한다. 소수의 정유만이 식물의 물질대사에 참여한다. 일부 정유를 연구한 사람에 의하면 정유는 단지 식물의 생합성 과정중에 얻어지는 노폐물이라고 주장한다. 상업적으로 정유는 크게 3가지 용도로 쓰인다. ① 방향제·화장품·향수·비누·세제·동물사료·살충제 등의 다양한 공업제품과 페인트 등에 사용된다. ② 빵·사탕·당과·고기·피클·음료수와 그밖의 여러 식품에 향료로 사용된다. ③ 치과용 상품과 의약품(지금은 감소하는 추세임)으로 널리 사용되는 조제약으로 쓰인다.

정유에 대한 최초의 기록은 고대 인도·페르시아·이집트의 문헌에 있으며 또한 그리스와 로마 양국은 동양의 여러 국가와 향유·연고제를 거래했다. 이러한 대부분의 상품은 지방유에 ·뿌리·잎을 넣어 얻어진 추출물이었다. 대부분의 고대 문화에서는 향기가 나는 식물이나 이들의 수지 생산물을 직접 사용했으며, 아랍 문화의 전성기에 이르러서야 정유를 증류하는 기술이 발전했다. 아랍에서 최초로 발효당에서 에틸알코올을 증류해냈는데, 이는 몇 천 년 동안 사용해왔던 지방유 대신 정유를 추출하는 새로운 용매로 사용되었다. 증류 기술은 중세시대에 유럽으로 전파되었는데, 11~13세기 동안 정유를 분리하는 증류법이 사용되었다. 이 증류액은 중세에 조제약으로 쓰였으며 1500년경에 개잎갈나무유·창포유·코스터스유·장미유·로즈메리유·스파이크유·향삼나무유·터펜틴유·살비아유·계피유·안식향유·몰약유 등이 개발되었다. 유명한 스위스의 의사이자 연금술사인 파라켈수스(테오프라스투스 봄바스투스 폰 호엔하임 : 1493~1541)의 연금술 이론은 방향성이 있는 잎·나무·뿌리를 증류하여 정유를 얻고자 했던 의사와 약리학자의 연구에 중요한 기여를 했다.

마르코 폴로 시대 이래 인도·중국·서인도지역의 고가의 정유는 동양의 국가들과 무역을 하게 되는 계기가 되었다. 소두구유·살비아유·계피유·육두구유 같은 천연에 있는 물질은 약리학자들이 연구한 증류의 대상이었다. 18세기 중엽까지 약 100여 개의 정유가 알려져 있었지만 이들의 성질에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 1800년대말과 1900년대초에 화학 지식이 쌓이면서 많은 유명한 화학자들이 정유의 화학적 특성을 밝히는 데 주력했다. 정유에 대한 지식의 증대는 그 생산성을 높였으며 휘발성 기름의 용도는 의료용으로 사용되는 것 이외에도 식품·음료수·향수에 사용되었다. 1800년 이전에 미국에서 터펜틴유와 박하유가 생산되었고 그후 수십 년 내에 4개의 고유한 미국산 식물기름(사사프라스유·유·윈터그린유·자작나무유)은 상업적으로 매우 중요하게 되었다(→ 페퍼민트). 1800년대 이후 많은 정유가 생산되었으나 이중에서 단지 소수만이 상업적으로 중요하다.

종류 원산지
가문비나무류 미국, 캐나다
가시두릅나무뿌리 벨기에, 프랑스, 네덜란드, 독일
개잎갈나무 미국, 아프리카, 인도
개잎갈잎(투야류) 미국 북동부
수피유 중국, 미얀마, 스리랑카
잎유 중국, 미얀마, 스리랑카
고수 동유럽
그레이프프루트 미국
네롤리 프랑스, 이탈리아, 스페인, 레바논, 이집트
노간주나무 중유럽
단향 인도
라벤더 프랑스, 영국
수상화서 스페인, 프랑스
라벤딘 프랑스
라임 멕시코, 아이티, 서인도
레몬 미국, 이탈리아, 브라질, 이스라엘, 그리스
레몬그래스 동남아시아, 중앙 아메리카, 서아프리카
로즈메리 스페인, 이탈리아, 동유럽
명아주 미국
밀감 이탈리아, 스페인, 키프로스
플로리다탄제린 미국
박하류 스페인, 모로코
베르가모트 시칠리아와 이탈리아 반도, 프랑스, 스위스
베이 서인도
베티베리아향초 레위니옹, 자바, 브라질, 아이티
살비아
캘커리 프랑스, 헝가리
달마치야 크로아티아
생강 자메이카, 인도, 서아프리카
셀러리씨 인도, 프랑스, 미국
소나무 미국
소두구 스리랑카, 인도, 중앙 아메리카
시라 중유럽, 미국
시베리아전나무 러시아
시트로넬라 스리랑카, 자바, 중국, 과테말라
실론계피나무(카시아) 중국, 미얀마, 스리랑카
스피어민트 미국, 독일, 영국, 중국
프랑스, 미국
아니스와 스타아니스 동유럽, 중국, 베트남
아몬드유 미국, 모로코, 스페인, 프랑스, 알제리
오렌지 미국, 이탈리아, 서인도
오렌지유 서인도, 이탈리아, 브라질, 스페인
오리가눔속 스페인, 모로코
오코테아 킴바룸 브라질, 콜롬비아, 파라과이
유카리 오스트레일리아, 스페인, 미국 남부
육두구 인도네시아, 서인도
윈터그린 미국
일랑일랑 마다가스카르, 레위니옹, 필리핀
재스민 프랑스, 이탈리아, 모로코
장뇌 중국, 일본, 타이완
장미
불가리아산
터키산
프랑스산
모로코산
장미나무 브라질, 페루
제라늄 레위니옹, 모로코, 마다가스카르
카난가 자바
캐러웨이 네덜란드
코파이바 미국 남부
클로브
잔지바르, 마다가스카르
잔지바르, 마다가스카르
터펜틴 미국, 스웨덴, 그리스
파출리 인도네시아, 말레이시아, 필리핀
팔마로사 인도, 자바
페퍼민트 미국, 영국, 인도, 일본
회향 중·동 유럽, 이탈리아, 프랑스
중요한 정유

생산방법

정유를 분리하는 처음 단계에서 식물을 잘게 부수거나 갈아서 입자의 크기를 작게 하고 기름을 함유한 샘의 세포벽을 파괴시킨다. 수증기증류법이 가장 일반적이고 중요한 생산방법이며, 찬 지방(냉흡수법)이나 뜨거운 지방(냉침법)으로 추출하는 방법은 역사적으로 중요하다. 3가지 수증기 증류법이 쓰이는데, 첫번째 방법은 가장 오래되고 간단한 방법으로 물과 함께 잘게 만들거나 부순 식물성 물질을 담은 용기를 불꽃으로 직접 가열하여 물냉각기를 통해 수증기와 휘발성 기름을 회수하는 방법이다.

2번째 방법은 식물성 물질을 수면 위의 석쇠에 현탁시켜놓고 다른 용기로부터 증기를 석쇠 밑으로 통과시켜 정유를 제조하는 방법이다. 여기서 얻어진 휘발성 물질을 응축시키면 기름이 분리된다. 3번째 방법은 석쇠 위에 식물성 물질을 담은 용기를 가열해 건조 증류법으로 얻는 방법이다.

프랑스 남부에서는 휘발성 용매로 정유를 추출하는 방법이 알려지기 전에는 냉흡수법으로 추출했는데, 이 방법은 수증기 증류법으로 많은 양의 기름을 얻을 수 없거나 끓는 물이나 증기에 닿으면 향기가 변하는 꽃에 사용되었다. 이 과정에서 순도가 높은 우지나 돼지기름의 혼합물에 꽃을 뿌리고 24~72시간 동안 방치하면 이 시간 동안 지방이 대부분의 꽃기름을 흡수한다. 꽃잎을 냉흡수법으로 제거하고 지방이 기름으로 포화될 때까지 이 과정을 반복한다.

여기서 얻어진 최종 생산물은 포마드(재스민 포마드 등)라고 한다. 대부분의 경우 긴 냉흡수법 과정은 45~80℃의 온도에서 1~2시간 동안 용융된 지방으로 정유를 추출하는 방법으로 단축되었다. 지방을 침지(浸漬)시킨 후 여과하여 10~20회 정도 추출과정을 되풀이하면 포마드가 얻어지며, 또한 알코올로 추출하면 기름 잔류물이 남는다. 냉흡수법과 냉침법은 모두 비용이 많이 들기 때문에 정유전문가는 수증기 증류법으로 얻을 수 없는 식물성 물질로부터 정유를 회수하는 데 석유 나프타, 벤젠, 알코올 등의 휘발성 용매를 사용했다(→ 용매추출).

압착법(壓搾法)은 감귤유에만 사용한다. 색을 띤 껍질을 프레스로 압축시킨 후 물과 세포 찌꺼기를 기울여 따르거나 기름을 분리하기 위해 원심분리한다. 이 방법은 오렌지유·레몬유·라임유·밀감유·탄제린유·베르가못유·그레이프프루트유를 만드는 데 쓰인다.

대부분의 기름은 농축 감귤 주스 공업의 부산물로 생산된다.

화학 조성

지금까지 알려진 정유의 주된 성분은 여러 개의 이소프렌 단위체(5개의 탄소 원자로 이루어진 화합물)로 구성된 유기화합물인 테르펜류이다. 그러나 개개의 기름에는 곧은 사슬 화합물, 방향족 화합물 또는 헤테로 고리 화합물이 다소 포함되어 있다. 황화알릴은 몰식자유의 특징을 나타내며, 소량의 인돌과 안트라닐산에스터는 오렌지유에, 곧은 사슬 알코올과 알데하이드는 제비꽃유에만 각각 존재하는 화합물이고 페놀과 다른 방향족 화합물은 많은 기름에 함유되어 있다.

테르펜은 5개의 탄소 원자로 이루어진 간단한 이소프렌 단위체로부터 합성된다. 알코올·알데하이드·케톤·산·에스터·산화물·락톤·아세탈·페놀의 산화물과 탄화수소는 정유가 갖는 특징적인 향과 맛이 나도록 하는 물질이다.

어떤 정유에도 하나 또는 몇 개의 성분이 주종을 이룬다. 즉 윈터그린에는 살리실산메틸이 약 98%, 오렌지유에는 d-리모넨이 90%, 장미에는 리날롤이 90%, 카시아에는 신남알데하이드가 95% 들어 있다. 대부분의 정유는 수십에서 수백 개의 혼합물로 이루어진 혼합물이다.

미량 성분도 정유에서 중요한 역할을 하는데 이들 성분은 특징적이고 천연의 향기를 내는 데 기여한다.

정유의 가격은 일반적으로 비싼데 보통 킬로그램당 몇 달러에서 수천 달러에 이른다. 천연유는 가격이 비싸 이용하는 데 제약을 받으므로 대체물질의 개발은 상당히 고무적이다. 합성에 상당한 진척을 거두었고 그결과 제라니올·시트랄·아세트산리날릴 등을 제조했다.

이들 합성물은 천연정유와 혼합하여 다양한 용도로 사용하며 또한 서로 섞어서 정유 그 자체를 2배로 하는 데 쓰인다. 이러한 혼합 정유는 천연 생성물의 특징적인 향기가 없는데 이는 종종 확인되지 않았으나 천연정유에서 향기를 내는 미량성분이 없기 때문이다. 또한 합성에서 생긴 천연기름과는 다른 미량의 불순물로 인해 화학약품의 냄새가 난다.