에센셜 오일 추출하는 방법

에센셜 오일 추출하는 방벙에 대해서 확인해 보도록 하겠습니다. 에센셜 오일은 허브 식물의 부우에서 추출하는 것을 이야기하는데 여러 가지 추출법들이 있습니다. 같은 오일이라고 하지만 추출범에 따라서 신기하게도 감광성 특징이 있는 오일도 있고, 감광성 특징이 없어지는 오일도 있습니다. 에센셜 오일이 어떻게 추출되는지 확인해 볼 수 있도록 하겠습니다. 

 

에센셜 오일 추출하는 방법

에센셜 오일은 식물의 생육환경, 기온, 토양의 질, 일조조건 등에 영향을 받으며, 그 향기가 해마다 미묘한 변화를 나타냅니다. 즉, 같은 품종의 식물도 이러한 차이가 아주 큰 경우에는 별개의 오일로 취급하며, 식물학적으로는 같은 품종이므로 그 다른 경우를 케모타입(chemot ype) 이라고 이야기합니다. 꿀풀과 식물들에서는 매우 흔하며 타임과 로즈메리를 둘 수 있습니다. 타임은 티몰, 카바크롤, 리나롤, 제라니 올, 일파테드피닐아세테이드. 튜아놀이 있고 로즈메리는 캠퍼, 버베논, 시네올 등이 있다. 이럴 때는 학명 뒤에 성분명을 표기하여 그 종류를 구별하게 됩니다. 식물은 부위에 따라 방향 성분이나 에센셜 오일이 들어있는 정도가 다릅니다. 따라서 식물의 어떤 부위에서 에센셜 오일을 추출할 것인지 그리고 어떤 방법으로 추출할 것인지에 따라 에센셜 오일의 생산량과 가격이 달라지게 됩니다. 

잎에서 추출하는 에센셜 오일들은 시기 및 잎의 크기에 따라 늘어나기에 식물의 생장주기 중 어느 시기에 식물 재료를 수확해야 하는가를 아는 것이 중요합니다. 저먼 카모마일은 가을 파종보다 봄 파종에서 에센셜 오일의 함량이 훨씬 더 높고, 세이지의 경우 알파투존(a-thujone)은 수확 시기에 따라서 함유량이 다양하게 나타납니다. 페퍼민트 오일의 멘톨, 멘톤 및 플레곤의 비율은 수확 시기에 따라 상당한 차이가 있습니다. 개화하기 전 늦은 수확은 멘톤 및 플레곤 성분이 풍부한 오일을 생산하는 반면, 개화 후에 수확하면 멘톨 성분이 더 풍부한 오일을 생산하게 됩니다. 생산지의 해발 높이에 따라 향기가 달라지는 경우가 있습니다. 라벤더는 해발이 높을수록 주요성분인 리나릴아세테이트가 증가하고, 향기가 달콤해지며 진정 효과가 강해집니다. 아로마 오일 추출하는 여러 가지 방법에 대해서 소개하려고 합니다. 가장 대표적인 것은 증류법, 압착법, 냉침법, 이산화탄소 추출법, 용매추출법 등으로 추출합니다. 레몬, 오렌지, 버가못 등의 시트러스계 오일은 단순히 짜거나 압착하는 방법으로 추출합니다. 따라서 감귤류 과실의 껍질에서 추출되는 오일은 열에 매우 약하므로 열을 가하지 않는 냉압착식 방법으로 추출된다. 로즈, 재스민 등은 용매 추출법을 이용하며 라벤더, 로즈메리, 바질, 페퍼민트 등 80~90% 정도의 오일은 수증기 증류법으로 추출합니다. 대부분의 오일을 얻는 가장 일반적인 추출방법인 수증기 증류법은 압착식과는 달리 열을 이용하게 됩니다. 뜨거운 수증기를 이용한 증류법은 이미 5,000년 전부터 이용되었으나 10세기말 아랍의 의사인 아비 세나(또는 이븐 시나라고도 불림, Avicenna, 980~1037)에 의해서 재발견될 때까지 입혀지고 있었습니다. 현재 이용되고 있는 증류법은 대량화되고 기계화된 것 이외에는 아비 세나가 장미를 추출하기 위하여 고안해서 사용한 이후 가장 많이 사용하는 추출 방법이다. 수증기 증류법은 십자군 전쟁과 몽고와 터키의 침략 등으로 잊혔고, 르네상스 시대에 잠시 재이용되기는 하였지만 19세기부터 화학, 의약품이 질병 치료의 주류로 잡으면서 최근까지 쇠퇴하게 되었습니다. 다른 오일보다 추출 비율이 높은 라벤더의 경우, 1kg의 식물로 1030g을 추출하며 제라늄은 10~20g, 시나몬은 0.25~0.3g, 로즈는 0.2~0.5g, 멜리사는 0.15~0.2g, 유칼립투스는 10g까지 추출되어 추출비율도 가격을 결정하는 중요한 요인이 되게 됩니다. 

 

1. 수증기 증류법 (steam distillation)

로마 시대에 개발된 오일 추출법으로 현재에는 그 규모가 훨씬 커지고 복잡해졌으나 기본 원리는 같고 가장 경제적이며, 대량으로 오일을 추출하는 아로마 오일의 80%가 수증기 증류법으로 추출한다. 식물의 줄기, 잎, 꽃 등을 바로 수확하거나 식물의 종류에 따라서 약간 말린 다음 수증기를 이용하여 증류한다. 식물 원료를 증류기에 넣고 수증기를 불어 넣어 가열한다. 그러면 수증기의 열로 에센셜 오일이 들어 있는 세포가 파괴되고, 그 속에 있던 에센셜 오일이 증기와 함께 증발해 튜브관으로 들어가게 된다. 그 후 냉각시키는 외부관을 지나게 되면 응축되면서 액체 상태가 된다. 최종단계에서는 물에 녹지 않고 떠 있는 에센셜 오일을 분리한다. 냉각관을 통해서 액화된 증류수는 또 다른 용기에 모아지게 되는데 대부분 물보다 비중이 작은 아로마 오일은 물의 위로 분리된다. 아로마 오일과 아로마 오일이 약간 섞인 증류수(Hydrosol, 하이드로졸 또는 플로럴워터)는 각각 따로 채집한다. 수증기 증류법은 단기간에 많은 양의 아로마를 추출할 수는 있으나 향기 물질이 물과 열에 의해 분해될 수 있으므로 고온에 불안정하거나 민감한 에센셜 오일 성분은 최대한 빨리 공정을 마치는 것이 중요하다. 또한 원리는 간단하지만 숙련된 기술을 요한다. 양질의 오일을 얻기 위해서는 열의 온도와 압력의 정도, 시간 등을 조절할 줄 아는 지식과 정밀한 기술이 필요한 과정이다. 예를 들어 짧은 시간 안에 고온, 고압으로 한꺼번에 증류해 버리면 천천히 휘발되는 유용한 성분들이 미처 추출되지 않아 향기 나 품질이 떨어지는 에센셜 오일이 나온다. 아로마 오일과 분리된 아로마 증류수는 특히 노약자나 임신 여성의 아로마세러피를 위해서 아로마 오일 대용으로 이용될 수 있고 경우에 따라서 아로마 오일보다 향기와 치료 효과가 뛰어날 수도 있다. 수증기 증류법은 에센셜 오일의 성분을 바꾸거나 제거할 수 있다. 예를 들어 버가못에 들어있는 광독성 물질인 버갑텐은 압착법에 의해 추출되지만, 수증기 증류법으로 추출하면 버갑텐 성분이 없어져 광독성을 일으키지 않는다. 또한 저먼 카모마일에 들어있는 matricarine(마트리카린)은 chamazulene(카마줄렌)으로 바뀐다.

 

2. 물 증류법(Tater distillation)

식물을 온전하게 물에 담근 상태에서 낮은 온도와 압력을 가해 끓이며 추출하는 방법이다. 증류 시 온도를 떨어뜨려 가급적 저온으로 추출하면 좋은 품질의 오일을 얻을 수 있다. 저온으로 추출법이 진행되기에 열에 민감한 네롤리, 로즈오일의 추출법으로 적합하며, 수증기 증류법보다는 오랜 시간이 소모되어 추출이 진행되는 동안 라벤더의 주성분인 에스테르는 분해되기 쉬우므로 에스테르를 다량으로 함유하고 있는 오일에는 적합하지 않다.

 

3. 냉압착법 (Expression Process)

에센셜 오일을 추출하기 위해 사용하는 원료 중 열에 민감해 증류 추출법을 사용할 수 없는 경우로 저온 추출법을 사용한다. 압착만을 이용하기 때문에 열이나 물에 의해 변형될 수 있는 성분을 그대로 추출 할 수 있고, 가열하지 않아 자연의 향기를 그대로 추출한다는 장점이 있다. 열을 사용하지 않아 냉압착법(cold expression)이라고 하며, 일반적으로 캐리어 오일은 냉압착법으로 추출된다. 또한 레몬, 오렌지, 버가못과 같은 감귤류(citrus fruits)에는 압착법을 사용한다. 감귤 오일은 프레베도(Frevedo : 과일 껍질의 황색 부분)에 포함되어 있기 때문에 과피의 무기염류를 빼고 추출하는 것이다. 압착법은 에센셜 오일이 그대로 얻어지므로 농약성분과 같은 불순물에 유의해야 하며, 유기농으로 재배된 감귤류를 사용해야 한다.
오일 추출은 최근에는 기계의 발달로 레몬 껍질에 자극(스크레치)을 주며 돌려주기만 하면 오일 주머니가 터져 오일이 나오며, 그때 오일이 날아가지 않게 물을 분사해서 오일을 모으고 원심분리기를 이용하여 물과 오일을 분리한다. 개봉 후 6개월 이내에 사용하는 것이 좋다.

 

4. 이큐엘래 아 피큐에 법(Ecuelle a piquer)

에큐엘이라는 기구를 이용하여 추출하는 방법으로 이탈리아에서 사용되었다. 이큐엘은 약 1cm의 뾰족한 돌출물이 나와 있는 직경 20cm의 나팔 모양의 금속 기구이다. 중앙에 구멍이 나 있어 한 손으로 기구를 잡고 다른 손으로 과실의 껍질을 돌출 부위에 눌러 회전시키는데 이때 나오는 즙을 분액해서 오일을 추출한다.

 

4. 용매 추출법(Solvent extraction)

증류에 의해서 추출 시 오일의 양이 너무 적은 자스민, 로즈와 같은 꽃이나 프랑킨센스, 미르, 벤조인 같은 수지 성분으로 구성된 원료나 에센셜 오일의 등급이 떨어지는 식물에 적용한다. 한 마디로 말하면, 용제에 녹여 추출하는 방법이다. 증기로 증류하는 에센셜 오일과 비교 시 용매로 추출하는 오일이 향기가 더 풍부하다. 그러나 식물의 에센셜 오일 성분 외에 왁스나 식물의 색소와 같은 비휘발성 구성 성분까지 추출되는 것이 단점이다. 오일을 추출하기 위해 용매제로 헥산, 에테르, 알코올 등을 이용하며, 이 방법으로 추출된 물질은 앱설루트로 칭하고 향기의 획득을 목적으로 하는 화장품 및 향수 제조에 많이 사용되고 있다. 원료식물을 헥산과 같은 유기용제에 넣은 후 용제를 증발시키면 반고형 물질인 콘크리트라는 물질이 남는다. 식물의 천연 왁스와 수지, 에센셜 오일의 혼합물인 콘크리트를 다시 알코올에 섞어 방향 성분만을 추출한 다음, 마지막으로 알코올을 제거하고 정제한 것이 앱설루트다. 하지만 피부에 사용할 경우 약간의 유기용매 독성이 남아 있을 수 있어 반드시 패치테스트를 거친 후 사용하는 것이 좋다. 로즈오또는 다마스크 로즈의 꽃을 원료로 하여 수증기 증류법으로 추출한 에센셜 오일을 주로 가리키며, 로즈 앱설루트는 다마스크 로즈, 센트폴리아종인 캐비지 로즈 등의 꽃에서 유기용제로 추출한 에센셜 오일이다. 일반적으로 센트폴리아 종을 원료로 한 앱설루트가 더 많이 유통되고 있다.

 

5. 냉침법(Enfleurage)

라드(소, 돼지의 기름)가 방향 성분을 흡착하는 성질을 이용한 전통적인 추출방법으로 질이 좋은 오일을 추출할 수 있지만 현대에 들어와서는 많은 시간과 노동력이 필요하여 비용 면에서 비효율적이다 보니 많이 사용하지 않는다, 연한 꽃잎에서 오일을 추출해야 하는 로즈 앱솔루트나 재스민 앱설루트를 만들기 위해 사용된다. 주위를 나무틀로 두른 유리판의 양면에 라드를 바른 후, 추출할 오일의 꽃임을 펴서 올려놓으면 꽃잎 속에 함유된 오일들이 지방에 흡수된다. 지방에 오일이 흡수된 꽃잎을 떼어내고 다시 새 꽃잎으로 바꾸어 놓는다. 반복되는 과정을 통해 꽃의 에센셜 오일은 지방으로 옮겨진다. 3주 에서 1개월 정도 계속하며, 방향 성분이 포화된 상태의 혼합물을 포마드(pomade)라고 한다. 포마드는 몇 회에 겹쳐 꽃잎을 교환했는가에 따라 포마드 No. 가 정해지며, 지방을 제거하기 위해 알코올을 사용하여 지방과 섞인 에센셜 오일을 분리하고 남은 알코올을 증발시키면 에센셜 오일이 남는다. 이것도 똑같이 앱설루트라고 하며 유기용제로 추출한 것과 구별하여 새시 앱설루트라고 부르기도 한다. 앱설루트는 증류법으로 추출된 에센셜 오일에 비해 농축된 오일로 향과 특성이 매우 강해 적은 양으로도 큰 효과를 기대하기도 한다.

 

6. 인퓨즈드(Infusion)

우려낸 오일이라는 뜻으로 주로 인퓨즈드(Infused)라고 불리며, 오일에 향을 가진 허브 식물을 넣어 우려내는 방식이다. 식물의 에센스로 포화 상태가 될 때까지 기다리지 않고 적당한 농도가 되었을 때 사용하는 것으로 카렌둘라 오일이나 St. Johns wort 오일을 예로 들 수 있다.

 

7. 초임계 이산화탄소 추출법(hyper-critical Carbon Oxide Extraction)

이산화탄소를 사용해 추출하는 방법으로 화학 잔여물이 남지 않고 열에 의한 변질도 적은 최신 현대적 기법이다. 이 방법은 1980년대 초에 시작되었으며, 전 과정이 33도의 낮은 온도와 200기압의 높은 압력에 의해 추출된다. 물질은 온도와 압력에 따라 고체, 기체, 액체 상태 또는 투과 단계에 따라 서로 상태가 달라진다. 물질은 가해지는 온도와 압력에 따라 이 세 가지 형태 중 어느 한 가지 형태로 변하는데 몇몇 물질은 초임계 상태가 된다. 즉, 액체도 아니고 기체도 아닌 상태가 되는 것이다. 이러한 상태의 액체 이산화탄소를 이용하여 에센셜 오일을 추출하며, 이산화탄소는 기체화되어 빠르게 확산되고 액체처럼 용제가 되기도 한다. 임계온도는 33도가 되며 초임계 이산화탄소는 방향 물질의 용제가 된다. 용제가 된 이산화탄소는 제거되며 순도가 높은 에센셜 오일을 얻어낼 수 있다. 이 방법의 장점은 모든 조작이 저온. 고압에서 진행되기 때문에 에센셜 오일이 열에 의한 손상이 거의 발생하지 않는다는 점이며, 추출은 몇 분 만에 끝나고 방향 물질과 용제 사이의 화학반응도 일어나지 않는다. 또한 밀폐된 용기 안에서 조작되기에 휘발성이 강한 향도 남김없이 모을 수 있다. 단점은 필요한 압력이 200기압 이상의 고압이라 무거운 스테인리스 컨테이너 장치가 필요하다는 것이다. 고가의 장비를 이용하기에 오일의 가격이 높은 편이다. 추출 과정에 걸리는 시간은 매우 짧은 5분 정도 걸리며 높은 열과 용매제가 남아 있지 않는 것이 장점이다. 또한 압력을 가하는 간단한 방법으로 용매제를 제거할 수 있다. 이 방법으로 생산된 오일에는 C02라는 상표를 붙인다.