방향유

1. 개요

방향유는 식물에서 추출하여 향료, 식품, 의약품 등 다양한 분야에 사용되는 고농축 물질을 의미한다. 고대 이집트에서 종교 의식과 미용 목적으로 사용되었으며, 중세 이슬람 세계에서 수증기 증류법이 발전하면서 정유 제조 기술이 발전했다. 정유는 테르펜류, 벤젠류 등의 화합물로 구성되며, 식물의 종류, 생육 환경 등에 따라 성분이 다르다. 추출 방법으로는 수증기 증류법, 압착법, 용매 추출법 등이 있으며, 추출된 정유는 향료, 아로마테라피, 살충제, 식품 보존제 등으로 활용된다. 정유는 고농축 물질이므로 사용 시 주의가 필요하며, 일부는 피부염, 알레르기 반응, 독성을 유발할 수 있다. 품질 관리를 위해 ISO, AFNOR 등의 기준이 있으며, 가스크로마토그래피 등의 분석 방법을 통해 품질을 평가한다. 최근에는 원료 식물의 남획과 플랜테이션으로 인한 환경 파괴 문제가 발생하고 있다.

2. 역사

고대 이집트에서는 종교 의식과 미용 목적으로 향료와 식물 추출물을 사용했는데, 여기에는 유향, 몰약, 향나무, 주니퍼베리, 계피 등이 포함되었고, 이들에는 에센셜 오일이 들어 있었을 것으로 보인다. 1923년 고고학자들이 파라오 투탕카멘의 무덤을 발굴했을 때, 에센셜 오일이 담긴 50개의 알라바스터 항아리가 발견되었다.

중세 이슬람 세계에서는 연금술과 화학의 발달과 함께 아라비아에서 수증기 증류법이 발전했고, 정유는 향료나 약으로 이용되었다. 중세 유럽에는 정유 제조법이 전해져 의료에 널리 이용되었고, 이후 향수 산업 발전의 기반이 되었다.

에도 시대 일본에는 수증기 증류 장치인 알렌빅(람비키)이 전래되었고, 정유는 란방(서양 의학)에서 치료에 사용되었다. 에도 막부는 동인도회사에 유리로 만든 증류 장치 수입과 증류 기술자 파견을 요청한 기록이 남아 있으며, 데지마로 추정되는 곳에 증류소가 설치되어 일본인에게 고도의 증류 기술이 전수되었다. 정유와 향기 증류수는 란방(서양 의학)에서 활발하게 사용되었고, 허브와 향신료 정보, 정유의 효능과 이용법이 번역되어 전해졌다.

메이지 시대부터 쇼와 시대에 걸쳐 일본에서는 정유 산업이 번성했다. 박하는 19세기부터 일본에서 생산되었고, 1902년(메이지 35년)부터 홋카이도 북견에서 생산이 시작되었다. 1939년(쇼와 14년)에는 세계 시장의 약 70%를 차지할 정도로 전성기를 맞았지만, 수입 자유화, 합성 박하의 등장, 인건비 상승 등으로 쇠퇴하여 1983년(쇼와 58년) 북견의 박하 정제 공장은 폐쇄되었다. 녹나무가 풍부한 일본 통치하의 타이완에서는 장뇌유가 대량 생산되어 셀룰로이드 제조와 방충제로 이용되었다. 최성기에는 세계 최대 생산량이었다고도 하지만, 화학 방충제와 셀룰로이드 대체품의 등장으로 쇠퇴하여 현재는 일본 내 일부에서만 생산된다. 1937년(쇼와 12년) 소다 향료 주식회사의 창업자 소다 마사하루가 프랑스에서 라벤더 종자를 입수하여 홋카이도에서 재배하기 시작했고, 1942년(쇼와 17년)에는 라벤더 오일이 채취되었다. 같은 시기에 이즈에서도 라벤더와 제라늄 등이 재배되어 정유가 제조되었다는 기록이 남아 있다. 그러나 1972년(쇼와 47년) 무렵부터 합성 향료 기술의 발전과 수입 자유화로 인해 쇠퇴하여, 현재는 주로 관광 자원으로 관상용으로 재배되고 있다.

3. 성분

아세틸CoA에서 생성되는 정유는 일반적으로 다수의 화합물이 복잡하게 섞여 있으며, 주요 성분만으로도 10종류가 넘는 경우가 많다. 주요 성분은 테르펜류 또는 벤젠류의 탄화수소, 알코올, 알데하이드, 케톤, 페놀류, 각종 에스터류 등이다. 이들은 복잡한 구조를 가지고 있어 서로 분리하기 어려운 경우가 많다.

정유의 성분은 식물의 종류뿐만 아니라, 생육 정도, 장소, 채취된 계절, 날씨에 따라서도 크게 달라진다. 또한 게놈이 불안정하고 다양한 향이 있는 타임처럼, 다양한 Chemotype^영어이 인정되는 경우도 많으며, 어떤 식물의 조성이 항상 일정한 것은 아니다. 대략 같은 향의 정유라도, 성분 조성이 다르면 생물 활성(약효)이 다를 수 있다.

아로마테라피에서는 정유 성분의 화학기(화합물 중의 원자단을 구분한 명칭)에 의한 그룹 분류가 중요시되고 있지만, 같은 화학기를 가진 물질이라도 다른 향을 가지고 있으며, 각 물질의 생물 활성도 화학기가 아니라 성분에 따라 다르기 때문에, 화학기에 의한 그룹 분류는 적절하지 않다.

4. 식물에서의 역할

정유는 식물의 특수한 분비선에서 합성되어 선 조직에 축적된다. 단순히 대사산물, 배출물로 생성된다고 생각되지만, 식물에게 여러 가지 유용한 작용을 하는 것도 있다. 식물은 다음과 같은 이유로 정유를 생성한다고 생각된다.

* 향기의 유인 효과(페로몬)에 의해 새나 곤충에게 수분이나 종자의 운반을 맡긴다.
* 정유의 향기 등의 기피 효과에 의해 해충이나 곰팡이(진균) 등의 유해한 균으로부터 식물을 보호한다.
* 잎에 점액성이 있는 정유를 생성하여 먹히지 않도록 스스로를 보호한다.
* 주변에 다른 식물이 생육하는 것을 억제한다.
* 정유가 땀처럼 증산함으로써 스스로를 냉각시켜 태양열로부터 식물을 보호한다.

5. 추출 방법

정유 추출에는 다양한 방법이 사용되며, 각 방법은 추출되는 정유의 성분과 품질에 영향을 미친다. 주요 추출 방법은 다음과 같다.

* 수증기를 이용한 증류법

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가장 일반적인 에센셜 오일 추출법으로, 라벤더, 페퍼민트, 티트리 오일 등이 이 방법으로 추출된다. 알렘빅(증류 장치)에 원료 식물을 넣고 물을 가열하여 발생하는 증기가 식물성 원료를 통과하면서 휘발성 화합물을 기화시킨다. 이 증기를 냉각, 응축시켜 정유를 얻는다.
* 열수증류법(hydrodistillation): 재료 식물을 물과 섞어 끓여서 증류한다. 로즈 오토 추출 등에 사용된다.
* 수증기 증류법(steam distillation): 식물에 증기를 불어넣어 추출하는 방식으로, 정유 제조에 주로 이용된다.
* 수확산법: 수증기 증류법과 유사하나 냉각수를 절약하기 위해 증류기 상부에 분출구가 있고 하부에 응축기로의 배출구가 있다.
* 저온 진공 증류법(hydrodiffusion): 낮은 온도(70-80℃)와 낮은 압력(0.1바)에서 증류하여 양질의 정유를 얻을 수 있다.

* 고온 건류법(Dry/destructive distillation)

건류라고도 하며, 증류 장치 내에 재료 식물을 넣고 건조한 고온 공기를 통과시켜 향 성분을 분리, 증발시킨 후 냉각하여 모은다. 송근유 추출 등에 이용된다.

* 분별 증류법(Fractionation distillation)

분류라고도 하며, 추출된 향기 성분을 더욱 세밀하게 분리하는 방법이다. 정유에서 테르펜을 분리하는 데 사용된다.

* 저온 진공 추출법

용매나 물을 사용하지 않고 진공 상태에서 마이크로웨이브로 식물을 가열하여 유효 성분을 추출하는 방법이다. 유효 성분의 회수율과 품질이 높다.

* 압착법

감귤류 과피 오일 추출에 주로 사용되는 방법으로, 기계적 압착 또는 냉압착 방식으로 추출한다. 올리브 오일 추출과 유사하며, 감귤류 산업의 부산물로 얻어지기도 한다.

* 냉침법 (Enfleurage à froid^프랑스어)

탈취한 고체 동물성 지방에 꽃잎 등의 향료 식물을 두어 향기 성분을 용해시킨 후, 에탄올로 정유만을 지방에서 추출하는 방법이다. 열에 의한 변질이 없는 고품질의 정유를 얻을 수 있지만, 현재는 거의 사용되지 않는다.

* 온침법 (Enfleurage à chaud^프랑스어)

숙성법이라고도 하며, 냉침법과 유사하나 고온에서 성분의 순도를 높이는 작업을 한다. 장미나 오렌지꽃처럼, 딴 후에 향기가 사라지는 꽃에 이용되었다.

* 용매 추출법(Solvent extraction)

휘발성 용매를 사용하여 방향 성분을 추출하는 방법이다. 석유 에테르, 헥산, 에틸 알코올 등의 용매에 재료를 담가 방향 물질을 녹인 후, 용매를 기화시켜 콘크리트(왁스 형태의 덩어리)를 얻는다. 이를 다시 에탄올로 처리하여 앱솔루트(정유에 가까운 물질)를 얻는다.

* 초임계 유체 추출법(Supercritical fluid extraction)

이산화탄소 추출법이라고도 한다. 액체 이산화탄소를 초임계 유체 상태로 만들어 방향 성분을 추출하는 방법이다. 저온에서 단시간에 추출이 가능하며, 원료 식물 자체에 가까운 향을 얻을 수 있다.

* 에탄올 추출법(Ethanol extraction)

알코올 추출법이라고도 한다. 식물을 알코올에 담가 정유를 녹여낸 팅크처 또는 팅크제를 만드는 방법이다.

6. 생산

다양한 종류의 정유가 전 세계적으로 생산되며, 생산량은 식물의 종류, 재배 면적, 추출 방법 등에 따라 크게 달라진다. 1989년, 1990년, 1994년 자료에 따르면 1,000톤 이상 대량 생산된 정유는 다음과 같다.

7. 용도

정유는 독특한 향을 가진 것이 많아 향료로서 사용되며, 부차적으로 항균 작용을 기대하여 주로 식품 산업에서 사용된다. 또한 가정 용품, 살충제, 축산업, 향수·화장품 등에도 사용된다. 2006년 미국의 기업 Blue California는 나노기술의 발전으로 정유의 마이크로캡슐화에 성공했다. 미세하게 분말화됨으로써 수용성으로 취급할 수 있게 되어 세탁 세제, 섬유 유연제, 의류(섬유에 고착) 등 다양한 것에 첨가되게 되었다. 정유에는 강한 세정력을 가진 것도 있어 도료 업계에서도 사용되고 있다.

아라비아와 유럽에서는 전통적으로 정유를 이용한 치료가 행해졌으며, 현재는 아로마테라피 (또는 아로마세라피)라고 불리며 의료 및 미용에 사용되고 있다.

식물에서 채취된 정유는 수분, 불순물을 제거하고 그대로 향료로 사용된다. 또한 녹나무에서 추출되는 장뇌유처럼, 더욱 증류하여 여러 종류의 정유 성분으로 나누는 경우도 있다. 장뇌유에서는 백유·적유·남색유가, 박하유에서는 냉각법에 의해 박하뇌(멘톨)과 박하유가 얻어진다.

정유가 의료에 사용되기 시작한 것은 원료 식물이 가지고 있는 것과 같은 생물 활성(약효)이 응축되어 있다는 추론 때문이다. 아로마테라피에서는 현재에도 옛 식물 요법의 약효가 자주 인용되지만, 이 추론은 잘못되었다는 것이 밝혀졌다. 예를 들어 오렌지 오일은 외피에서 추출되는 지용성 성분으로 이루어져 있으며, 과피나 과육에 포함되는 수용성 비타민 B, 비타민 C, 칼슘, 단백질 등은 포함되어 있지 않다. 즉, 원료 식물에서 볼 수 있는 모든 약효가 정유에 있는 것은 아니다. 최근의 연구에서 식물의 각 성분에는 다른 약리 작용이 있다는 것이 밝혀졌다.

최근 연구와 비교하면 과거의 임상 연구에는 디자인이나 결과에 결함이 보인다. 과학자에 의한 신뢰할 수 있는 임상 연구도 점차 증가하고 있으며, 정유의 효과에 긍정적인 연구 결과도 보고되고 있다.

영국 약전에는 계피(설사약, 구풍제(위장 내 가스 제거)), 정향 꽃봉오리, 정향 잎(치통용 국소 마취제, 관절염, 부비강염), 캐모마일·저먼(항염증제), 페퍼민트(소화 불량, 기관지염, 과민성 장 증후군) 등이 게재되어 있다. 또한 관습적·전통적으로 항염증제나 소독제, 거담제나 구풍제로 이용되는 것도 있다.

8. 안전성 및 주의사항

정유는 고농축 물질이므로 사용 시 주의가 필요하다. 경구 섭취 시, 많은 에센셜 오일은 고농도일 경우 위험할 수 있으며, 화끈거림, 타액 분비 등의 증상이 나타날 수 있다. 에센셜 오일마다 약리 작용이 다를 수 있으며, 일부는 국소 마취성 자극제로 작용하여 진해제(기침 억제) 효과를 나타내기도 한다.

티트리 오일을 포함한 많은 에센셜 오일은 접촉성 피부염을 유발할 수 있다. 멘톨과 일부 다른 오일은 차가운 느낌을 준 후 화끈거림을 유발하기도 한다.

호주에서는 에센셜 오일(주로 유칼립투스) 중독 사례가 증가하고 있으며, 대부분 어린이에게서 발생한다. 2014년부터 2018년까지 뉴사우스웨일스주에서 보고된 중독 사건은 4,412건이었다.

에센셜 오일은 알레르기 반응과 피부 자극을 포함한 해를 유발할 수 있으며, 심한 피부 자극을 경험한 사례는 "깨끗한" 미용 제품 사용의 잠재적 위험성을 강조한다. 사망 사례도 보고된 바 있다.

에센셜 오일의 잠재적인 독성은 오일의 순도, 등급, 특정 화학 성분의 독성과 관련이 있다. 아로마테라피용으로 설계된 에센셜 오일은 희석되지 않은 형태로 피부에 직접 바르지 않아야 한다. 일부는 심한 자극, 알레르기 반응, 간 독성을 유발할 수 있다. 섭취하거나 피부에 바르면 혼란, 질식, 근육 조정 장애, 호흡 곤란, 폐렴, 발작, 심각한 알레르기 반응, 혼수상태를 유발할 수 있다.

감귤류 과피 오일을 포함한 일부 에센셜 오일은 광과민제이므로 피부의 햇빛에 대한 취약성이 증가한다.

산업 사용자는 안전 자료표를 참조하여 특정 오일의 위험 및 취급 요건을 확인해야 한다. 특정 치료 등급 오일도 간질 환자나 임산부에게 잠재적인 위협이 될 수 있다.

어린이는 얇은 피부와 미성숙한 간 때문에 에센셜 오일을 잘못 사용하면 성인보다 독성 영향을 받기 쉽다.

각 에센셜 오일의 인화점은 다르다. 티트리, 라벤더, 감귤류 오일과 같이 일반적인 많은 에센셜 오일은 인화점이 50~60°C이므로 제3류 인화성 액체로 분류된다.

에스트로겐 및 항안드로겐 활성이 티트리 오일과 라벤더 정유의 시험관 내 연구에서 보고되었다. 라벤더 오일이 사춘기 이전 소년의 여성형 유방에 관여할 수 있다는 사례 보고가 있다. 2018년, 티트리 오일과 라벤더 오일에 함유된 8가지 물질이 에스트로겐 수치를 높이고 테스토스테론 수치를 낮춘다는 연구가 있었다.

에센셜 오일 노출은 접촉성 피부염을 유발할 수 있다. 에센셜 오일은 고무와 플라스틱에 손상을 줄 수 있으므로 유리 주사기나 화학용 주사기를 사용하는 것이 좋다.

일부 에센셜 오일은 우수 제조 관행 및 향료 전문가 표준에 따라 식품, 음료 및 과자류에 사용되는 GRAS(Generally Recognized As Safe) 향료로 인정된다. 의약품 오일에 대한 약전 표준을 준수해야 한다. 일부 오일은 특히 고양이와 같은 일부 가축에게 유독할 수 있다. 에센셜 오일의 내복은 임산부에게 위험을 초래할 수 있으며, 일부 오일은 0.5~10mL의 용량으로 유산 유발 작용을 할 수 있으므로 임신 중에는 사용해서는 안 된다.

농약 잔류물에 대한 우려로 인해 많은 아로마테라피 전문가들이 유기농으로 생산된 오일을 구매한다. 식용 에센셜 오일의 농약 잔류물에 대한 우려가 있는 경우, 적절한 기준은 실제 농약 함량 분석에 기반한 정부 기준을 충족하는지 여부이다.

임신 중에는 일부 에센셜 오일이 불순물이나 첨가물을 함유하고 있어 유해할 수 있다. 특정 에센셜 오일은 임신 중 사용해도 안전하지만, 품질과 브랜드를 선택할 때 주의해야 한다. 임산부는 두통, 현기증, 메스꺼움과 같은 에센셜 오일 사용의 부작용을 경험할 수 있으며, 에센셜 오일을 섭취하면 자극과 메스꺼움을 유발할 수 있다.

9. 품질 관리 및 규제

ISO는 1947년에 설립된 비정부기구로, 전기 분야를 제외한 산업 전반에 대한 국제 표준을 제정한다. 정유에 대한 표준(ISO 4720)은 관련 식물의 학명을 표준화하고 있으며, 이 외에도 다양한 정유 관련 표준이 존재한다.

프랑스 표준화 협회(AFNOR)는 유럽에서 신뢰받는 정유 기준을 제공하며, 일부 정유에 대해서는 화학 성분 모노그래프를 발행한다. ISO의 정유 기준은 AFNOR의 기준을 바탕으로 하고 있다. TC54 위원회는 정유의 포장, 상태, 보관, 샘플링, 광회전도 측정, 구성 등을 평가하여 기준 적합 여부를 판단한다.

정유의 성분은 식물의 종류, 생육 환경, 채취 시기 등에 따라 달라지기 때문에, ISO 기준에 맞추기 위해 여러 정유나 합성 성분을 혼합하는 경우가 있다. 이는 ISO 기준이 정유 가공의 원인이 되기도 한다.

그 외에도 다음과 같은 다양한 기관 및 단체에서 정유 관련 기준을 제시하고 있다.

영국에서는 정유 공급업체가 제품 안전 데이터 시트(MSDS)를 제공해야 하며, 여기에는 관능 검사 요약, 식물 정보, 크로마토그래피/질량 분석기(GC/MS) 결과, 비중, 굴절률, 광회전도, 인화점 등이 표시된다.

일본약국방에는 회향 오일, 오렌지 오일, 계피 오일, 정향 오일, 테레빈유, 박하 오일, 유칼립투스 오일이 의약품으로 등재되어 있다. 이 외의 정유는 잡품으로 취급되어 규제가 없다.

일본아로마환경협회(AEAJ)는 표시 기준 적합 정유 인증 제도를 운영하고 있으며, 이는 정유 브랜드 인증 제도이다. 정유 제품 정보 및 사용상 주의 사항 표시, 기업 윤리 준수 확인서를 제출해야 한다.

정유 제품은 다음과 같이 등급이 나뉜다.

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| 설명
산업용 등급	합성 향료 포함
100% 순수 및 천연 등급	합성 향료는 없지만, 잔류 농약 보장 없음
유기농 등급	유기농 재배, 잔류 농약 없음. ECOCERT 인증.

의료 등급, 치료 등급 등의 명칭은 일반적인 신조어일 뿐, 공인된 기준은 아니다.

대부분의 정유는 식품 첨가물이나 향수로 사용 시 알코올 희석, 탈테르펜 처리 등이 필요하다. 또한, 위조 문제도 심각하여, 저렴한 정유나 합성 물질을 첨가하는 경우가 많다.

정유의 유통량은 생산량을 크게 초과하며, 이는 위조 정유로 충당되고 있다. 위조는 제품의 품질을 낮추는 행위로, 규격화, 성분 보강, 액체화, 성분 재구성, 영리화(물 섞기) 등이 이루어진다. 라벨과 다른 학명의 정유가 판매되는 경우도 있다.

정유 위조는 피부염, 피부 감작 발생률을 높이고 있으며, 무해하다고 알려진 정유도 사람에 따라 독성을 나타낼 수 있다. 특히 위조 성분에 의한 면역 감작 가능성이 높다.

개봉 후 사용 기준은 정유 종류에 따라 다르며, 감귤류는 약 6개월, 그 외에는 약 1년이다. 샌달우드, 유향, 파출리, 로즈 오토 정유는 시간이 지날수록 품질이 좋아진다.

10. 사회적, 환경적 문제

정유 생산 과정에서는 위조, 원료 식물 남획, 자연 파괴 등 여러 문제가 발생한다.

정유는 생산량보다 유통량이 훨씬 많아, 저렴한 정유나 합성 물질을 섞어 위조하는 경우가 많다. 이는 피부염이나 피부 감작 발생률을 높이는 원인이 된다. 심지어 아로마테라피스트의 피부염도 직업병으로 증가하고 있다.

향료 수요 증가와 아로마테라피의 인기로 정유 생산량이 급증하면서, 원료 식물 남획과 플랜테이션에 의한 자연 파괴도 심각한 문제로 떠오르고 있다. 예를 들어 장미나무(Rosewood)는 남획으로 인해 멸종 위기에 처해 멸종 위기에 처한 동식물의 국제 거래에 관한 협약(CITES)의 적색 목록(Red List)에 등재되었다. 백단(Sandalwood), 유향(Frankincense) 등의 향목도 남획 대상이며, 조림 등의 대책이 이루어지고 있지만, 이들 나무는 성장이 느려 식생 회복에 오랜 시간이 걸린다. 티트리와 같이 인기 있는 정유의 경우, 급격한 수요 확대로 야생종 벌채와 플랜테이션에 의한 자연 파괴가 대규모로 진행되었다.

11. 한국의 정유 산업

제공된 소스는 '한국의 정유 산업'에 대한 내용이 아닌, 일본의 정유 산업 및 관련 규제에 대한 내용이므로, 주어진 제목과 섹션 제목에 맞는 내용을 작성할 수 없다. 따라서 빈 문자열을 출력한다.