JP2008513005A

JP2008513005A - 機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造方法

Info

Publication number: JP2008513005A
Application number: JP2007532233A
Authority: JP
Inventors: リー，ゲウン; リー，カン−ピョ; スン，ヒュン−ソオン; セオ，ヨン−キ; キム，ドン−ジョーン; セオ，タエ−ソオ
Original assignee: CJ Corp
Current assignee: CJ Corp
Priority date: 2004-09-15
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2008-05-01
Also published as: US7578456B2; TW200616678A; US20080210789A1; TWI294287B; WO2006031026A1; CN101018489B; CN101018489A; KR20060024927A

Abstract

本発明は機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造に関するものであって、人参の微粉末化を容易にするための第1次粗粉砕工程と、粗粉砕された人参粉末を更に粉砕する第2次微粉砕工程と、微粉砕された人参粉末を一層微粉末化する第3次超微粉砕工程で成ることを特徴とする。
本発明による最大粒子径が40μm以下であり、平均粒子径が8μm未満に微細であり、また、均一な粒度で構成されている人参微粉末は分散性と混合性および吸収性が良好であるため、ドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として有用に使用することができる。

Description

本発明は機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造に関するものである。特に、本発明はドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として有用に使用することができる粒度が微細・均一であるのみならず、製造工程が体系化された機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造に関する。

人参は韓国が宗主国であると言えるほど我々の日常生活に根深く位置を占めて来た貴重な薬草であって、古今以来漢方医学において神秘な万病通治薬として君臨して来た。その効能が遠い昔には中国を始めとして近くは欧米諸国に至るまで全世界的に認められて、人参は韓国のトレードマークとして連想されるに至った。

近代医学が非常に発達した今日においても内科治療は漢方医薬に依存する場合が多いため人参の需要は増加しているのみならず、最近は西欧医薬界でも人参の特有作用に着目してその製品と効能に関連した研究が活気を帯びることにより韓国産人参と人参製品に対する関心が高まっている。

人参は加工方法によって人参の原形を維持している水参、紅参、白参など３種に大きく区分されるが、水参は畠から収穫した生人参で７５％内外の水分を含有しているため流通過程で腐敗するか損傷され易いので、特別な貯蔵施設や包装なしには長期保管が難しい。
紅参は一般的に水参の表皮を剥がさないまま蒸気で蒸して乾燥したものを言い、淡黄褐色または淡赤褐色の色相を帯びる。これに比べて白参は水参の表皮を剥がすかまたはそのまま日光・熱風もしくはその他の方法により煮ないで乾かしたもので１３％内外の水分を含有しており、色相は乳白色または淡黄色を帯び、乾燥形態によって直参・半曲参・曲参に区分される。

植物繊維を多量含む人参は硬く砕け易い物質と比較して粉砕力が加えられ難いので工業規模での微粉末製造が困難である。現在、韓国内には人参根を機械的方法により粉末化する小規模の加工業体が多数運用されているが、大部分の業体がカッターミル、ロールクラッシャー、ピンミルなどに依存して平均粒子径１５０μｍ前後に粗粉砕処理する水準に留まっているため、生産製品のうち大部分が人参粉末類や人参菓子類の原料など付加価値が低い一般用途にのみ供給されており、新製品開発への応用研究が極めて不振な実情にある。

平均粒子径１０μｍ以下の人参微粉末は分散性と混合性および吸収性が良好であるため付加価値が高いドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として使用可能である。しかし、国内外的に人参微粉末の機械的製造例は現在までさほど提示されていない。

人参は植物繊維を多量含有し硬度が高くないため、単純に粉砕機を利用して人参に粉砕力を加えて粒子径を減らすことには限界があり、また、このような方法は得られた粉末の粒度が均一でないと言う問題点もある。尚、人参と粉砕機間の摩擦に因る活性成分の変性や汚染の問題もある。

本発明は前記の問題点を考慮して案出したものであって、人参の微粉末化を容易にするために粗粉砕された人参粉末を微粉砕し、その微粉末化された人参粉末を超微粉末化することにより最大粒子径が４０μｍ以下であり、平均粒子径が８μｍ未満で微細であり、また、均一な粒度で成った人参微粉末を提供することができるのみならず、人参固有の成分を自然そのままに維持することにより新製品の開発を促進することができるのは勿論、国民の健康増進に大いに寄与し得る有用な発明である。
従って、本発明の目的は人参根を粗粉砕・微粉砕・超微粉砕する機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造技術を提供することにある。

本発明は機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造に関するものである。より詳細には、本発明はドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として有用に使用することができる粒度が微細で均一であるのみならず、製造工程が体系化された機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造に関する。

本発明は人参の微粉末化を容易にするための第１次粗粉砕工程と、粗粉砕された人参粉末を更に粉砕する第２次微粉砕工程と、微粉砕された人参粉末をもっと微粉末化する第３次超微粉砕工程から成ることを特徴とする。

本発明はこのような問題点を全て解決した効果的な人参微細粉末の製造方法に関するもので、本発明の特徴は第１に、人参粉末の微粉砕工程に先んじて微粉砕処理が容易で効率的になされるようにするために人参を粗粉砕する点、第２に、粉砕容器・ボールなどの粉砕装置と人参粉末の摩擦に因る活性成分の損失や汚染を最少化しながら粉砕効率を最大化する微粉砕工程条件を開発した点、第３に、前記の通り適切に微粉末化された人参粉末を最後にジェットミルに適用してサブミクロン領域の超微細粉末化することによりエネルギー効率を高めて経済性を極大化し非常に効率的な人参粉末の製造工程を確立した点にある。

本発明の人参微粉末は最大粒子径が４０μｍ以下であり、平均粒子径が８μｍ未満で微細であり、また、均一な粒度で構成されているためドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として有用に使用することができる優れた効果がある。

以下、本発明を実施例により詳細に説明すると次の通りであるが、本発明が実施例にのみ限定されるのではない。
前記の如き特徴を有する本発明の人参粉末の製造技術を図1により、さらに詳細に説明すると次の通りである。
本発明の原料である人参は水参の表皮を剥がすかまたはそのままで日光や熱風あるいはその他の方法で煮ないで乾かした白参と、水参の表皮を剥がさないまま蒸気で蒸して乾かした紅参を用いる。

先ず、原料人参を図1の１と２に表示された過程によりクロスビーターミルなどの高速回転型衝撃粉砕機を利用して平均粒子径１４０〜１５０μｍ範囲で粗粉砕する。この場合、汚染防止のために粉砕室内壁と回転子のライナーはステンレス鋼または高純度アルミナなどで製作することが望ましい。
次は、本発明による人参の微粉砕工程であって、乾式雰囲気下で振動ミルまたは媒体攪拌ミル（attrition mill）などの粉砕機を利用して１８〜２０μｍ範囲で粉砕する過程を示している（図１の３）。これら粉砕機は通常円筒形容器と粉砕媒体（ボールまたはロッド）で構成されており、容器内にボールを装入して容器または攪拌器を回転させてボールとボール間または容器内壁とボール間で人参の粉砕が進行される。この際、粉砕時間は１〜３時間であり、振動ミルの振動数は１０００ｖｐｍ、媒体攪拌ミルの攪拌器の回転速度は４００ｒｐｍが望ましい。

そして、このような媒体粉砕機を用いる場合、容器・ボールなどの人参粉末と接触する部分は酸化ジルコニウムを利用するか高純度アルミナなどでライニングして摩損による汚染を防止する。また、ボールは直径５〜１５ｍｍφであるアルミナボールを用いることができる。
尚、前記微粉砕工程で用いられる人参粉末：ボールの装入量は２５〜４０：５０〜６０体積比で含有させるのが望ましい。若し、微粉砕工程で装入される人参粉末の量があまり少ないとボール間またはボールと容器内壁間の衝撃・摩擦力が増大して汚染を招く問題があり、あまり多いと人参粉末のクッション現象などに因り粉砕性能を低下させる問題がある。

次は、本発明による人参の超微粉砕工程であって、前記振動ミルまたは媒体攪拌ミルで得た粉砕生成物をジェットミルにより平均粒子径８μｍ未満に微粉末化する過程を示している（図1の４）。
人参の組織は植物性繊維を多量含有した素材であって、一般的な振動ミルまたは媒体攪拌ミルでは数μｍ台以下の粒子径に粉砕するのが不可能である。ジェットミルは一般的に金属・セラミック・インクなどの微粉化に主に利用される機器であって、食品特に人参に適用されて製品化されたことがない機器である。ジェットミルで粉砕するとき数μｍまで粉砕が可能であり、冷却効率が大きいため低融点・弱熱性物質の粉砕にも適合できる。このジェットミルの粉砕原理は循環気流に乗って運動する原料粒子が複数超音速ノズル（粉砕ノズル）から噴出される圧縮空気の運動エネルギーを利用して加速粒子同士の衝突を惹き起こさせて粉砕を進行するのである。

また、粉砕室の外に分級室を兼備しており、分級室から分級された相対的に粗大な粉末は戻し管を通じて更に粉砕ノズルへ戻されることにより粒度分布の幅が狭い（均一な粒度を有する）粉砕品を得ることができる。
さらに、本発明では人参粉末の粒度をサブミクロン領域（平均粒子径≦３μｍ）まで調節し得る技術的可能性を検出するためにジェットミルの粉砕操作を、１）１段階試料供給／１段階粉砕、２）１段階試料供給／１段階分級、３）２段階試料供給／２段階粉砕の３種のシステムに区分して実施した（図2）。

このような微粉末化過程による人参微粉末の最大粒子径は４０μｍ以下であり、平均粒子径は８μｍ未満になり、特に前記ジェットミルの粉砕システム２）と３）を適用することにより人参粉末の平均粒子径を３μｍ内外のサブミクロン水準まで調節し得る工程技術を確保するに至った。
このように、本発明による人参微粉末の製造方法は人参粉末の粒度分布を効率的に調節することができる。そして、通常の高速回転型衝撃粉砕機、媒体粉砕機、高速気流粉砕機（ジェットミル）などがそのまま、又は人参粉末と接触する部分をステンレス鋼を利用するか高純度アルミナなどでライニングするなど多少の改造のみで用いることができるので工業的に非常に有利である。

また、本発明による人参微粉末の製造方法は回分操作または連続操作の何れの場合にも実施することができる。
このように、本発明は機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造に関するものであって、製造された人参微粉末の最大粒子径を４０μｍ以下に、平均粒子径を８μｍ未満に調節することができるため、ドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として有用に使用することができる。

人間の舌で認知し得る粒子径は２０μｍであるため、微粉末化された人参粉末の場合、一般人参粉末の粗い官能特性を改善することができ、微細に微粉末化して表面積の増加に因る消化吸収率の増大を期待することができ、低温粉砕システムにより熱に因る栄養素などの損失を防止し、固有の風味と色彩を維持することができる。

振動ミルに予めクロスビーターミルにより粗粉砕された白参粉末（平均粒子径≒１４３μｍ）を３０体積比装入し、同時に直径１５ｍｍφのアルミナボールを６０体積比装入する。この際、粉砕機の振幅を８．５ｍｍ、振動数を１０００ｖｐｍに設定し３時間処理して平均粒子径１８μ程度の粉末を得る。この粉末をジェットミルで図２の粉砕システム１）を適用して試料供給量を３．４〜８．６ｋｇ／ｈｒｓ範囲で適切に調節しながら最大粒子径が約２６〜４０μｍであり、平均粒子径が約５．５〜７．２μｍである人参微粉末を製造することができた。本実施例による結果は下記図３の通りである。

媒体攪拌ミルに予めクロスビーターミルにより粗粉砕した紅参粉末（平均粒子径≒１４８μｍ）を２５体積比装入し、同時に直径５ｍｍφアルミナボールを５０体積比装入する。この際、粉砕機の攪拌器の回転速度を４００ｒｐｍに設定し１時間処理して平均粒子径１９μｍ程度の粉末を得る。この粉末をジェットミルで図２の粉砕システム２）を適用して試料供給量を適切に調節しながら最大粒子径が約１３μｍであり、平均粒子径が約３．７μｍであるサブミクロン水準の人参微粉末を製造することができた。本実施例による結果は下記図４の通りである。

実施例１の方法でジェットミル処理した白参および紅参の粉砕品を更に試料供給量を適切に調節しながらジェットミル粉砕して（図２の粉砕システム３）に該当する）最大粒子径が約８〜１０μｍであり、平均粒子径が約２．８〜３．３μｍであるサブミクロン水準の人参微粉末を製造することができた。本実施例による結果は下記図５の通りである。

本発明の人参微粉末は最大粒子径が４０μｍ以下であり、平均粒子径が８μｍ未満に微細であり、また、均一な粒度で構成されているため、ドリンク類・錠剤類・カプセル類などの健康食品素材や医薬品素材および機能性スキンケア・パックなどの化粧品素材として有用に使用することができる優れた効果があるため、生物医薬産業上非常に有用な発明である。

本発明による人参微粉末の製造方法を概略的に図示した工程図である。図１の超微粉砕工程で適用したジェットミル粉砕システムを図示したものである。本発明の実施例１により製造された人参微粉末の粒度分布図である。本発明の実施例２により製造された人参微粉末の粒度分布図である。本発明の実施例３により製造された人参微粉末の粒度分布図である。

Claims

人参粉末の平均粒子径が１４０〜１５０μｍになるようにクロスビーターミルで粉砕する粗粉砕工程；前記粗粉砕された人参粉末を平均粒子径が１８〜２０μｍになるように振動ミルまたは媒体攪拌ミルの粉砕機で更に粉砕する微粉砕工程；および前記微粉砕された人参粉末をジェットミルで最大粒子径が４０μｍ以下であり、平均粒子径が８μｍ未満になるように一層微粉末化する超微粉砕工程から成ることを特徴とする機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造方法。
微粉砕工程のうち人参粉末：ボールの装入量は２５〜４０：５０〜６０体積比で含有されることを特徴とする請求項１記載の機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造方法。
微粉砕工程のうち粉砕機のボールは直径５〜１５ｍｍφであるアルミナボールであることを特徴とする請求項１記載の機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造方法。
微粉砕工程のうち粉砕処理は粉砕時間が１〜３時間であり、振動ミルを粉砕機とする場合には振動数が１０００ｖｐｍ、媒体攪拌ミルを粉砕機とする場合には攪拌機の回転速度が４００ｒｐｍであることを特徴とする請求項１記載の機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造方法。
超微粉砕工程のうちジェットミル粉砕操作は１段階試料供給・粉砕および分級を経た後、更に２段階試料供給および粉砕を実施することを特徴とする請求項１記載の機械的粉砕法によるミクロンサイズ人参粉末の製造方法。