JP2018508180A - 乳化剤を含まずに紅参有効成分摂取率が極大化された発酵紅参粉末分散液の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、分散性及びジンセノサイド含量が増大された発酵紅参粉末分散液の製造方法に関し、（ａ）紅参を粉砕して粉末を収得する段階と、（ｂ）前記粉末をベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を含む混合液に投入して反応させる段階と、（ｃ）前記混合液に発酵菌株を接種し、発酵させる段階と、（ｄ）前記混合液の濃度をあらかじめ定められた範囲に調節する段階とを含む発酵紅参粉末分散液の製造方法が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、分散性及びジンセノサイド含量が増大された発酵紅参粉末分散液の製造方法に関する。

高麗人参は、植物分類学上、ウコギ科（Ａｒａｌｉａｃｅａｅ）のトチバニンジン属（Ｐａｎａｘ）に属する多年生陰地性草本植物であって、昔から漢方で重要な薬剤として用いられてきた。高麗人参のサポニンは、抗癌作用、抗酸化作用、動脈硬化及び高血圧予防、肝機能改善、抗疲労、抗ストレス作用、老化防止、頭脳活動促進、抗炎活性、アレルギー性疾患治療及び蛋白質合成能力の促進等の生理活性があり、高麗紅参は、抗酸化、血圧降下、アルコール性高脂血症改善、血糖降下作用等の優れた生理活性を保有するものと知られている。

高麗人参は、一般的に、加工方法によって白参と紅参とに区分され、白参は、畑で採掘した加工されていない高麗人参、すなわち水参をそのまま乾燥したものを指称し、紅参は、水参を蒸熟して乾燥加工したものであって、製造過程でサポニンの変形とアミノ酸の変化等様々な化学的な変化が起こる。

紅参は、製造過程で加えられる熱によって高麗人参に存在しないジンセノサイドＲｇ２、Ｒｇ３、Ｒｈ１、Ｒｈ２等のサポニン成分が生成され、紅参特有の有効成分は、癌予防作用、癌細胞成長抑制作用、血圧降下作用、脳神経細胞保護及び学習能力改善作用、抗血栓作用、抗酸化作用等に優れていて、卓越した薬理効能を期待し得る。

なお、最近、紅参の健康増進効果に対する需要者の関心が増大するに伴い、関連製品に対する開発が活発に行われている。

紅参製品において最も代表的な製品は、紅参を原料として水または他の溶媒で抽出した製品であって、紅参の有効成分が抽出物製品に溶解され、摂取が容易な形態に加工される。しかし、抽出工程を通じて紅参内の有効成分を抽出しても、紅参内に一部の有効成分が抽出されずに残っていて、ジンセノサイドを含めた多量の人体有用成分は摂取されずに捨てられるしかない。

例えば、通常、紅参の有効成分が含まれた液状の紅参抽出物製品は、精製水に紅参濃縮液及びその他原料を混合する方式で製造されるか、紅参抽出物を製造して、これを直ちに製品化する方式となっている。しかし、このような紅参製品は、ジンセノサイド含量が低いか、または紅参の風味をそのまま生かすことができないため、官能性及び製品性が充分ではなかった。

したがって、抽出効率を増大させるための多様な方法が講究されたが、紅参内の有効成分を完全に抽出するには限界があり、抽出原料として使用された紅参内には、必然的に有効成分が残っているようになって、費用または効果の側面から好ましくない。

最近、前述したような問題点を克服するために、紅参全体を完全に摂取し得る粉末分散液形態の製品が開発されている。前記紅参粉末分散液は、紅参全体を微細なサイズに粉砕し、紅参粒子を液体内に懸濁させたものであって、紅参全体を摂取し得るので、効果に優れていると共に、摂取が容易な形態なので、製品性に優れているという長所がある。

しかしながら、紅参粉末分散液は、紅参粒子が液体の中で懸濁されていて、時間が経過するにつれて粒子が沈殿するか、または凝集され、食感または味感が低下することがある。特に、食感及び分散性を改善するために粒子をさらに微細化する場合には、凝集性がむしろ増加する現象が現れる。

したがって、紅参粉末分散液の分散性を改善するために、乳化剤等多様な添加剤を導入することがあるが、添加剤は、需要者の否定的な認識に起因して製品性を低下させるか、または効果的に紅参粒子を分散させるには限界点があるため、紅参粉末分散液製品の分散性と共に、機能性を向上させるための多様な試みが行われている。

なお、ジンセノサイドＲｂ１、Ｒｂ２、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ等のメジャーサポニン（一次生成物質）は、紅参や高麗人参に多量含有されているにもかかわらず、人体に直接的に吸収されず、一部が腸内細菌叢や体内酵素によって分解され、ジンセノサイドＦ１、Ｆ２、Ｒｇ３、ｃｏｍｐｏｕｎｄ−Ｋ等のようなマイナーサポニン（二次代謝物質）に転換された後、初めて吸収され、その効能が発現され得る。また、紅参は、優れた薬理活性を保有しているにもかかわらず、個人別腸内微生物の分布及び活性化の差異に起因して、実際に紅参の薬効が個人別に異なり得る。

したがって、前記問題点を克服するために、紅参を腸内微生物を利用して発酵（ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ）する過程を経て最終代謝産物の成分に変換あるいは増加させる発酵紅参の製造に関する研究及び開発が活発に行われている。

本発明は、前述した問題点を解決するためになされたものであって、紅参粒子の分散性が改善された紅参粉末分散液の製造方法を提供する。

また、本発明は、紅参内に含有される有用成分の体内吸収率が増大された紅参粉末分散液の製造方法を提供する。

本発明の一態様によれば、（ａ）紅参を粉砕し、粉末を収得する段階と、（ｂ）前記粉末をベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を含む混合液に投入し、反応させる段階と、（ｃ）前記混合液に発酵菌株を接種し、発酵させる段階と、（ｄ）前記混合液の濃度をあらかじめ定められた範囲に調節する段階とを含む発酵紅参粉末分散液の製造方法が提供される。

一実施例において、（ｅ）ホモジナイザーで均質化する段階と、（ｆ）４０℃以下の真空状態の下で低温濃縮する段階とをさらに含むことができる。

一実施例において、前記（ａ）段階で、前記粉末の粒度は、２〜２０マイクロメーター（μｍ）であることができる。

一実施例において、前記（ａ）段階で、前記粉砕は、−２０〜−５℃で行われることができる。

一実施例において、前記（ａ）段階で、前記粉末の粒度は、２〜２０マイクロメーター（μｍ）であることができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階は、１．５〜４バール（ｂａｒ）の圧力で１〜５時間行われることができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階は、３０〜４５℃で行われることができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階で、前記混合液は、紅参抽出物を含むことができる。

一実施例において、前記紅参抽出物は、脱塩された海洋深層水を溶媒として製造され得る。

一実施例において、前記（ｃ）段階で、前記発酵菌株は、モナスカス属（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｓｐ．）、ラクトバチルス属（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、ビフィドバクテリウム属（Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）、プレボテラ属（Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ ｓｐ．）、フソバクテリウム属（Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）、及びユウバクテリウム属（Ｅｕｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）菌株よりなる群から１つ以上選択できる。

一実施例において、前記モナスカス属菌株は、モナスカス・アンカ（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ａｎｋａ）、モナスカス・パープレウス（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｕｒｐｕｒｅｕｓ）、モナスカス・ピロサス（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｌｏｓｕｓ）、モナスカス・ルバー（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｒｕｂｅｒ）、モナスカス・コウリャン（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｋａｏｌｉａｎｇ）よりなる群から１つ以上選択できる。

一実施例において、前記（ｃ）段階は、２５〜３５℃で３〜１５日間行われることができる。

一実施例において、前記（ａ）段階の前に、前記紅参を熱処理する段階をさらに含むことができる。

一実施例において、前記熱処理は、前記紅参の表面に水分を供給し、遠赤外線を照射できる。

一実施例において、前記熱処理は、１〜４時間行われることができる。

一実施例において、前記（ｅ）段階は、２００〜８００バール（ｂａｒ）の圧力で３回以上行われることができる。

一実施例において、前記（ｆ）段階は、１〜２０ｋＰａ圧力の真空状態の下で行われることができる。

本発明の他の態様によれば、（ａ）紅参を９０〜１５０マイクロメーター（μｍ）の粒度に粗粉砕する段階と、（ｂ）遠赤外線を照射する段階と、（ｃ）２〜２０マイクロメーター（μｍ）の粒度に微粉砕する段階と、（ｄ）前記微粉砕された紅参にベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を添加し、反応させる段階と、（ｅ）発酵菌株を接種し、発酵させる段階とを含むナノ紅参粉末の製造方法が提供される。

一実施例において、前記（ａ）段階は、１００〜５００ｒｐｍの低速回転によって行われることができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階で、前記遠赤外線の波長が２０〜４０μｍであることができる。

一実施例において、前記（ｃ）段階で、旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導して微粉砕することができる。

一実施例において、前記（ｃ）段階で、超音波を照射し、粒子間の衝突頻度を増加させることができる。

一実施例において、前記（ｃ）段階で、前記超音波の振動数は、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚであり、振幅は、５〜５０μｍであることができる。

一実施例において、前記（ｃ）段階は、−２０〜−５℃で行われることができる。

本発明のさらに他の態様によれば、当接して回転する１つ以上の螺旋形ローラを含む第１粉砕部と、前記紅参に遠赤外線を照射する熱処理部と、旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導して、紅参を微粉砕する第２粉砕部と、前記第２粉砕部で排出された紅参粒子を補集する分離部とを含むナノ紅参粉末の製造装置が提供される。

一実施例において、前記螺旋形ローラは、１００〜５００ｒｐｍの速度で回転することができる。

一実施例において、前記熱処理部は、波長が２０〜４０μｍの遠赤外線を照射することができる。

一実施例において、前記第２粉砕部は、超音波を照射して、紅参粒子間の衝突頻度を増加させることができる。

一実施例において、前記超音波の振動数は、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚであり、振幅は、５〜５０μｍであることができる。

一実施例において、前記第２粉砕部は、低温の空気を供給する１つ以上の冷却装置を含むことができる。

一実施例において、前記低温の空気は、−２０〜−５℃であることができる。

一実施例において、前記分離部は、内部の圧力を減少させる真空ポンプを含むことができる。

本発明によって製造された紅参粉末分散液は、発酵によって紅参粒子表面の親水性が増加して、液体内で安定的に分散され得、時間経過による粒子間の凝集及び沈殿が最小化され得る。

また、本発明によって製造された紅参粉末分散液は、発酵によって体内吸収が容易な形態のジンセノサイド含量が顕著に高くなって、機能性のみならず、味や風味に優れていて、高級製品として消費者の好みを満たすことができる。

本発明の効果は、前述した効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明または特許請求範囲に記載された発明の構成から推論可能なすべての効果を含むものと理解すべきである。

図１は、本発明の一実施例による発酵紅参粉末分散液の製造方法を図式化したものである。 図２は、本発明の一実施例による発酵紅参粉末分散液の製造方法を図式化したものである。 図３は、本発明の一実施例によるナノ紅参粉末の製造方法を図式化したものである。 図４は、本発明の一実施例によるナノ紅参粉末の製造装置を図式化したものである。

本明細書で使用される用語は、本発明での機能を考慮しつつ、できるだけ現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当該分野における技術者の意図または判例、新しい技術の出現等によって変わることができる。また、特定の場合は、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明部分で詳しくその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されなければならない。

別途定義されない限り、技術的または科学的な用語を含んでここで使用されるすべての用語は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持っている。一般的に使用される辞書に定義されているもののような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されなければならず、本出願で明白に定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味として解釈されない。

数値の範囲は、前記範囲に定義された数値を含む。本明細書において与えられたすべての最大の数値制限は、低い数値制限が明確に述べられているように、すべてのさらに低い数値制限を含む。本明細書において与えられたすべての最小の数値制限は、さらに高い数値制限が明確に述べられているように、すべてのさらに高い数値制限を含む。本明細書において与えられたすべての数値制限は、さらに狭い数値制限が明確に述べられているように、さらに広い数値範囲内のさらに良いすべての数値範囲を含む。

以下、本発明の実施例を詳しく記述するが、下記実施例によって本発明が限定されないことは自明である。

図１及び図２は、本発明の一実施例による発酵紅参粉末分散液の製造方法を図式化したものである。

図１及び図２を参照すれば、本発明の一態様による発酵紅参粉末分散液の製造方法は、（ａ）紅参を粉砕し、粉末を収得する段階と、（ｂ）前記粉末をベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を含む混合液に投入し、反応させる段階と、（ｃ）前記混合液に発酵菌株を接種し、発酵させる段階と、（ｄ）前記混合液の濃度をあらかじめ定められた範囲に調節する段階とを含むことができる。

前記「紅参」は、水参を蒸して乾かした赤い高麗人参を指称し、高麗人参の原産地、種類及び形態等は制限されない。例えば、前記高麗人参は、通常的に商用される高麗人参（Ｐａｎａｘ ｇｉｎｓｅｎｇ Ｃ．Ａ．Ｍｅｙｅｒ）、花旗参（Ｐａｎａｘ ｑｕｉｎｑｕｅｆｏｌｉｕｍ）、田七高麗人参（Ｐａｎａｘ ｎｏｔｏｇｉｎｓｅｎｇ）、竹節人参（Ｐａｎａｘ ｊａｐｏｎｉｃｕｍ）、三葉参（Ｐａｎａｘ ｔｒｉｆｏｌｉｕｍ）またはヒマラヤ人参（Ｐａｎａｘ ｐｓｅｕｄｏｇｉｎｓｅｎｇ）であることができ、すべての部位が使用され得る。

すなわち、前記高麗人参は、紅参の製造に一般的に使用される高麗人参であればよく、その種類が特に限定されない。例えば、前記高麗人参は、水参、白参、長脳参等を使用でき、その種類が限定されるものではない。前記高麗人参は、高麗人参のすべての部分を使用できる。例えば、前記高麗人参は、本参または尾参であることができ、前記本参及び尾参を一緒に使用してもよい。

但し、前記粉末分散液の製造方法において、紅参の原料は、水参を蒸熟して製造された紅参のみならず、最終製品の品質や市場ニーズを考慮して、加工されていない水参を原料として直接使用してもよい。

なお、前記（ａ）段階で、前記粉砕は、−２０〜−５℃で行われることができ、前記粉末の粒度は、２〜２０マイクロメーター（μｍ）であることができる。

前記粉砕が低温で行われることによって、摩擦熱によって人体有用成分が破壊されることを抑制することができ、前記粉末を微細化して、水分溶解指数（Ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ、ＷＳＩ）を増加させることができる。特に、前記紅参粒子は、低温で粉砕されるので、超微細粉砕工程で現れる粒子間の凝集現象が最小化され得る。

また、前記粉末は、超微細され、水分吸収力（Ｗａｔｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ、ＷＡＩ）、膨潤力（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐｏｗｄｅｒ、ＳＷ）は減少するが、水分溶解度が増加するので、水と結合する能力が増加し、微細粒子間の凝集や沈殿を生じなく、水中で均一に分散され得る。前記超微細粉末は、単位重さ当たり表面積を示す比表面積（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ）が大きくて、広い比表面積は、固体と溶媒の間の接触面積を増加させて、体液内で低い溶解性を有する物質の溶解度を増加させることができる。したがって、前記超微細粉末は、同一重量の粗粉砕された粉末よりさらに短い時間に人体内で溶解され得るので、紅参成分の吸収度を増加させて、紅参成分の生体利用率（ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）を向上させることができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階で、前記粉末をベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を含む混合液に投入し、反応させることができる。前記（ｂ）段階は、微生物発酵段階の前に、ジンセノサイド転換酵素を含む混合液に紅参を一定時間反応させて、紅参の内部に前記酵素が吸収され得るようにする。

前記「ベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）」は、セルロースを分解する酵素であるセルラーゼの１つであって、グルコース二量体（ｇｌｕｃｏｓｅ ｄｉｍｅｒ）であるセロビオース（ｃｅｌｌｏｂｉｏｓｅ）をグルコース（ｇｌｕｃｏｓｅ）に転換し、不溶性の繊維素を効果的に分解し得る。前記ベータ−グルコシダーゼは、アスペルギルス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）から由来することができるが、同等な転換活性を保有する場合であれば、特に制限されるものではない。前記ベータ−グルコシダーゼは、サポニン分解能に優れており、Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ等のメジャーサポニンをマイナー代謝産物に転換し得る。すなわち、前記ベータ−グルコシダーゼは、ＰＰＤ（ｐｒｏｔｏｐａｎａｘａｄｉｏｌ）タイプまたはＰＰＴ（ｐｒｏｔｏｐａｎａｘａｔｒｉｏｌ）タイプのメジャーサポニンを、可溶性であるマイナーサポニンに転換し得る。

前記「ＰＰＤ（ｐｒｏｔｏｐａｎａｘａｄｉｏｌ）タイプのサポニン」は、ダンマラン（ｄａｍｍａｒａｎｅ）系サポニンであって、非糖部分（ａｇｌｙｃｏｎｅ）に付いている水酸基（−ＯＨ）の数字が２個であるジンセノサイドを指称し、例えばＲｂ１、Ｒｂ２、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、ＲｆまたはＲｇ１であることができる。また、前記ＰＰＤタイプのサポニンは、前記ジンセノサイドグリコシダーゼの活性によってジンセノサイドＲｇ３に転換され得るサポニンをすべて含むことができる。また、前記可溶性である「マイナーサポニン」は、体内吸収が容易でないＰＰＤタイプまたはＰＰＴタイプサポニンの２０番目の炭素のグルコースが順次に加水分解されて生成された、相対的に体内吸収が容易なマイナー（ｍｉｎｏｒ）形態のサポニンを意味するが、その種類が特に限定されるものではない。前記マイナーサポニンは、ジンセノサイドＲｄ、Ｒｇ３、Ｒｇ２、Ｒｈ１、Ｒｈ２、Ｆ１、Ｃ−Ｏ、またはＣ−Ｍｃ１を含むことができ、好ましくは、Ｒｄ、Ｒｇ３、Ｒｇ２またはＲｈ１であることができる。

前記ベータ−グルコシダーゼ酵素は、以後、発酵段階で紅参内部のメジャーサポニン成分の転換を促進し、粒子表面の親水性基の比率を増大させることができるので、有用成分の体内吸収率及び粉砕された紅参粒子の分散性を増加させることができる。特に、腸内のベータ−グルコシダーゼ酵素は、酸性の特性に起因して、紅参内のサポニンを有用成分に変換するための十分な活性を発揮しないので、紅参製品の加工段階であらかじめ酵素処理をすることによって、製品の機能性を改善することができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階は、１．５〜４バール（ｂａｒ）の圧力で１〜５時間行われることができる。前記ベータ−グルコシダーゼを含む混合液は、高い圧力で効果的に紅参内部に導入され得るので、通常の条件より圧力を高めて、反応効率を改善できる。前記圧力が１．５ｂａｒ未満であれば、吸収効率が十分に増加しないことがあり、４ｂａｒ超過であれば、圧力上昇による吸収増加率が比例せず、工程費用が過度に所要され得る。また、前記反応時間が１時間未満であれば、紅参の内部に酵素が十分に吸収されないことがあり、５時間超過であれば、吸収効率が低下し、費用及び時間の側面から非効率的なことがある。

なお、前記（ｂ）段階は、３０〜４５℃で行われることができる。３０℃未満であれば、紅参粒子の組織が硬くなり、内部気孔が縮小されるので、酵素の導入効率が低下することがあり、４５℃超過であれば、熱に脆弱な有効成分が変形されるか、または酵素の活性が低下することがある。

この際、前記（ｂ）段階で、前記酵素が紅参粒子の内部に効果的に導入され得るように撹拌され得、好ましくは、１０〜１５ｒｐｍで撹拌され得る。前記撹拌は、通常、チャンバの中央部に設置され、モーターによって回転するインペラ等の機械装置によって行われることができるが、工程システムの特性を考慮して自由に変形することができる。但し、撹拌速度が過度に遅いか、または速い場合には、所望の目的が達成されないか、有効成分が変形または損失され得るので、前記範囲内で撹拌速度を適切に制御することができる。

一実施例において、前記（ｂ）段階で、前記混合液は、紅参抽出物をさらに含むことができる。前記「抽出物」は、溶媒と抽出原料を特定条件の下で接触させることによって、抽出原料に含有された有効成分が転移された溶媒を指称するものであって、前記紅参抽出物は、前記発酵紅参に含有された有効成分を含むことができる。

通常、前記発酵紅参粉末分散液は、微細化された紅参粒子が精製水に分散された混合液であることができるが、前記精製水を紅参抽出物に置換する場合、分散性及び製品性がさらに改善され得る。

すなわち、前記紅参抽出物は、抽出工程によって紅参に含有された各種有効成分が溶解されていて、極性が相対的に高いため、微細化された紅参粒子との親水性相互作用が改善され得、人体に有用な機能性成分を多量含有しているので、優れた健康改善効果が具現され得る。

前記抽出工程に使用される溶媒の種類は、特に限定されず、工程条件を考慮して溶媒の種類を異にすることができる。例えば、前記紅参抽出物は、紅参原料を水で水洗した後、乾燥させ、粉砕し、原料重量の８〜１２倍に達する溶媒で所定の時間還流循環抽出、加圧抽出、超音波抽出等の通常的な方法で抽出して、濾過することによって、製造され得る。また、前記抽出物は、減圧蒸留または凍結乾燥等のような追加的な工程によって粉末状態に収得され得る。

一実施例において、前記紅参抽出物は、脱塩された海洋深層水を溶媒として製造され得る。

前記海洋深層水は、海水面の近くで降水、風量、蒸発等の影響を多く受ける表層水と明らかに区分され、２００ｍ以下の深い海の中で循環する海水を意味する。海水は、１ヶ所にとどまることなく、絶えず循環しており、循環する海水が氷河地域に至れば、温度の差に起因して比重が大きくなって、次第に下方に下降し、水深２００ｍ以下まで至るようになり、温度の低くなった海水は、密度の差に起因して表層水と混合されずに、境界を成して巨大な層を成すことができる。

前記海洋深層水は、低温で安定化された状態で有機物や病源菌等をほとんど含まず、海洋植物の生長に必須な栄養塩類が豊かな安全性、清浄性、富栄養性等の資源的特性に優れているので、前記海洋深層水を溶媒とする紅参抽出物は、紅参に含有された有効成分と共に、豊かなミネラルを含有し、健康改善効果に優れていると共に、紅参粒子に対する分散安定性が顕著に増大され得る。

前記脱塩された海洋深層水は、当業界に知られている任意の技術を適用して収得され得、フラッシュ蒸発法、海水凍結法、逆浸透圧法、イオン交換樹脂法、電気透析法等を使用することができるが、これに限定されず、工程の特性を考慮して適切に選択し得る。具体的に、前記逆浸透圧法は、逆浸透圧膜を利用して塩分を除去する方式であり、電気透析法は、必要なミネラルの濃度変化なしに、ナトリウムの濃度を選択的に低減する方式を指称する。

なお、前記（ｃ）段階で、前記混合液に発酵菌株を接種し、発酵させることができ、前記発酵は、２５〜３５℃で３〜１５日間行われることができる。

前記発酵菌株は、ジンセノサイド代謝過程を通じて人体に対する吸収率が低いメジャーサポニンを、可溶性であるマイナーサポニンに転換し得る。

一実施例において、前記発酵菌株は、モナスカス属（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｓｐ．）、ラクトバチルス属（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、ビフィドバクテリウム属（Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）、プレボテラ属（Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ ｓｐ．）、フソバクテリウム属（Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）、及びユウバクテリウム属（Ｅｕｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）菌株よりなる群から１つ以上選択できるが、好ましくは、モナスカス属菌株が選択できる。

前記モナスカス属菌株は、子嚢菌類（Ａｓｃｏｍｙｃｅｔｅｓ）に属し、澱粉を利用して赤色素を生産するカビであって、前記モナスカス菌株を米に接種して培養したものが、紅麹（Ｒｅｄ ｒｉｃｅ ｋｏｊｉ、赤い麹）と呼ばれる米コウジである。前記モナスカス属菌株は、長い間紅酒の製造やその他の様々な発酵食品の製造等に広く使用されてきて、疾病の治療と医学的効能が多数報告されたことがある。

前記菌株は、前記紅参粒子の有機物を変換させる過程で、粒子の表面に親水性特性を付与することができ、前記発酵された紅参粒子は、親水性が増加するので、水と作用して安定的なコロイド状態を形成することができる。すなわち、前記親水性コロイドは、水に容易に分散され得るので、本発明による発酵紅参粉末分散液は、乳化剤等別途の化学的添加剤なしに、優れた分散性を保有することができると共に、発酵によって摂取が容易な形態のサポニン含量が増加するので、健康増進効果が改善され得る。

一実施例において、前記モナスカス属菌株は、モナスカス・アンカ（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ａｎｋａ）、モナスカス・パープレウス（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｕｒｐｕｒｅｕｓ）、モナスカス・ピロサス（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｌｏｓｕｓ）、モナスカス・ルバー（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｒｕｂｅｒ）、モナスカス・コウリャン（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｋａｏｌｉａｎｇ）よりなる群から１つ以上選択できる。

前記モナスカス属菌株は、エステラーゼ（ｅｓｔｅｒａｓｅ）、ロイシンアリルアミダーゼ（ｌｅｕｃｉｎｅ ａｒｙｌａｍｉｄａｓｅ）、バリンアリルアミダーゼ（ｖａｌｉｎｅａｒｙｌａｍｉｄａｓｅ）、シスチンアリルアミダーゼ（ｓｔｉｎｅ ａｒｙｌａｍｉｄａｓｅ）、酸性ホスファターゼ（ａｃｉｄ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ）、ナフトール−エイエス−ホスホヒドロラーゼ（ｎａｐｈｔｏｌ−ＡＳ−ｐｈｏｓｐｈｏｈｙｄｒｏｌａｓｅ）、アルファ−グルコシダーゼ（α−ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）及びベータ−グルコシダーゼ（β−ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）よりなる群から選択された１種以上の活性を保有することができ、紅参に含有されたＰＰＤ（ｐｒｏｔｏｐａｎａｘａｄｉｏｌ）タイプまたはＰＰＴ（ｐｒｏｔｏｐａｎａｘａｔｒｉｏｌ）タイプのメジャーサポニンを、可溶性であるマイナーサポニンに転換し得る。

特に、前記（ｂ）段階で、前記ベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を含む混合液が紅参と反応して、発酵に容易な形態に変換されるので、前記（ｃ）段階で、前記モナスカス属菌株による発酵効率がさらに向上することができる。前記ベータ−グルコシダーゼは、紅参の堅固な繊維素を柔軟にし、前記モナスカス属菌株が容易に摂取できない二量体を単量体に転換するので、前記モナスカス属菌株の培養効率が顕著に増加し得る。

一実施例において、前記（ａ）段階の前に、前記紅参を熱処理する段階をさらに含むことができ、前記熱処理は、１〜４時間行われることができる。

前記（ｂ）段階で、ベータ−グルコシダーゼ酵素が前記紅参の内部に導入されるので、前記工程の前に、紅参を熱処理して、前記混合液が容易に吸収されるようにすることができる。前記紅参は、熱処理によって紅参の多孔特性が増加し、繊維組織が柔軟になるので、前記混合液の吸収率が増大し得、同時に、熱処理工程によって以後発酵工程の効率が向上することができる。

また、前記熱処理は、前記紅参の表面に水分を供給し、遠赤外線を照射することができる。前記遠赤外線は、５０〜１，０００μｍの波長で赤外線放射のうち波長が長い領域の電磁波放射であって、波長が長くて、前記紅参の内部に容易に吸収され得、紅参を全体的に均一に加熱することができる。特に、前記遠赤外線は、紅参の生理活性を増大させ、組織を活性化させるので、高級紅参製品の製造に適している。

前記（ｄ）段階で、前記混合液の濃度をあらかじめ定められた範囲に調節できる。前記発酵紅参粉末分散液は、最終製品の価格及び消費者の需要によって濃度及び粘度を異にすることができ、粉砕された紅参粒子及び水の含量を適切に制御できる。

前記濃度または粘度制御段階で、粘増剤を添加できる。前記紅参粉末分散液は、前記酵素及び発酵菌株によって粉末粒子の溶解度が増加し、分散性に顕著に優れているが、費用や工程の条件によって少量の粘増剤を添加して、最終製品の品質及び特性を最適化できる。

前記粘増剤は、懸濁化具現剤（懸濁化剤）、沈降抑制剤、ゲル形成剤、または膨化剤であることができるが、その種類が特に制限されるものではない。

一実施例において、前記（ｄ）段階の後に、ホモジナイザーで均質化する段階と、４０℃以下の真空状態の下で低温濃縮する段階とをさらに含むことができる。

前記均質化は、圧力型、超音波型あるいは撹拌型等の乳化器による処理を意味することができ、好ましくは、超音波乳化器または超高圧ホモジナイザー（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ）が使用され得る。特に、超音波乳化器は、粉末分散液の透明度を向上させることができ、超高圧ホモジナイザーは、均質化効率に優れているので、工程に所要される時間を短縮できる。

但し、前記均質化工程において圧力や工程回数が過度または過小である場合、費用や工程効率が低下するので、工程の条件を適切に制御できる。

前記均質化された分散液は、４０℃以下の真空状態の下で低温濃縮され得、好ましくは、１〜２０ｋＰａ圧力の真空状態下で濃縮され得る。

前記「濃縮」は、水分を除去して固形物の濃度を高める操作を意味し、前記濃縮方式は、特に制限されない。すなわち、水分を蒸発させる蒸発濃縮、溶媒を凍結し、生成された氷を機械的に分離する凍結濃縮、被濃縮液が有する浸透圧以上の圧力を加えて、半透膜を通じて水分を分離する逆浸透圧濃縮が使用され得るが、好ましくは、蒸発濃縮方法が使用され得る。特に、前記紅参抽出物に含有された有効成分は、高温で変形されるか、または破壊され得るので、工程を進行するに際して、温度を適正水準に制御することが好ましく、減圧下で溶媒を蒸発させて濃縮する真空濃縮方法を適用できる。

前記紅参粉末分散液は、真空状態で濃縮され、相対的に低い温度で前記分散液の濃度、すなわち前記分散媒体に比べて前記紅参粒子の比重が増加するが、温度を過度に低く設定する場合には、溶媒の蒸発が円滑に行われず、全体工程の効率が低下する。また、前記圧力が１ｋＰａ未満であれば、工程費用が過多に所要され得、２０ｋＰａ圧力超過であれば、蒸発効率が低下するので、製品の品質、工程条件を考慮して圧力及び温度を適切に制御できる。

前記紅参粉末分散液は、最終製品の機能性及び製品性を考慮して、紅参粒子の含量が総分散液重量に対して７０重量％以上であることが好ましいが、最終製品の品質や市場ニーズを考慮して濃度を異にすることができる。

特に、前記濃縮工程を通じて最近市場で需要が多い紅参濃縮液形態の製品を具現することができ、均質化工程の後に濃縮工程を行うので、前記紅参粉末は、分散媒体内で安定的に分散され得る。

また、紅参粉末分散液の濃度または粘度を制御するために粘増剤を添加してもよい。前記紅参粉末分散液は、前記酵素及び発酵菌株によって粉末粒子の溶解度が増加し、分散性に顕著に優れているが、費用や工程の条件によって少量の粘増剤を添加し、最終製品の品質及び特性を最適化できる。

前記粘増剤は、懸濁化具現剤（懸濁化剤）、沈降抑制剤、ゲル形成剤、または膨化剤であることができるが、その種類が特に制限されるものではない。

本発明の他の態様によれば、（ａ）紅参を９０〜１５０マイクロメーター（μｍ）の粒度に粗粉砕する段階と、（ｂ）遠赤外線を照射する段階と、（ｃ）２〜２０マイクロメーター（μｍ）の粒度に微粉砕する段階と、（ｄ）前記微粉砕された紅参にベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を添加して、反応させる段階と、（ｅ）モナスカス属菌株（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｓｐ．）を接種し、発酵させる段階とを含むナノ紅参粉末の製造方法が提供される。

図３は、本発明の一実施例によるナノ紅参粉末の製造方法を図式化したものである。前記紅参粉末の製造方法は、紅参をナノ粒子化して水分溶解指数（Ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ Ｉｎｄｅｘ、ＷＳＩ）を増加させ、発酵工程を通じて紅参粒子表面の親水性を付与できる。したがって、前記方法によって製造された紅参粉末は、分散媒体内で均一に分散され得、粒子間の凝集が最小化され得る。

具体的に、前記ナノ紅参粉末の製造方法は、前記紅参を粗粉砕する段階、遠赤外線を照射する段階、及び前記紅参を微粉砕する段階を順次に含むことができる。

まず、前記（ａ）段階で、前記紅参は、９０〜１５０マイクロメーター（μｍ）の粒度に粗粉砕され得、１次に粗粉砕された紅参粉末は、容易に微粉砕され得る。

前記粗粉砕は、ローラまたはミーリングカッター等の破砕手段を通じて投入された原料を所定のサイズに破砕する工程を意味する。例えば、前記破砕手段は、螺旋形ローラ、ボールミル（ｂａｌｌ ｍｉｌｌ）、ロッドミル（ｒｏｄ ｍｉｌｌ）、ローラーミル（ｒｏｌｌｅｒ ｍｉｌｌ）、ホイーラーミル（ｗｈｅｅｌｅｒ ｍｉｌｌ）、ハンマーミル（ｈａｍｍｅｒ ｍｉｌｌ）、回転ミル（ｔｕｍｂｌｉｎｇ ｍｉｌｌ）、またはピンミル（ｐｉｎ ｍｉｌｌ）であることができるが、これに限定されるものではない。

一実施例において、前記（ａ）段階は、１００〜５００ｒｐｍの低速回転によって行われることができる。

前記粗粉砕が低速の回転速度で行われるので、過度な摩擦熱による有効成分の変形を抑制でき、粉塵の発生による汚染や原料損失を最小化できる。但し、前記回転速度が１００ｒｐｍ未満であれば、工程効率が低下し、生産費用及び時間が過度に所要され得、５００ｒｐｍ超過であれば、摩擦熱によって紅参の有効成分が損失され得る。

なお、前記粗粉砕後、前記（ｂ）段階で、前記紅参の表面に遠赤外線を照射できる。

前記遠赤外線は、５０〜１，０００μｍの波長で赤外線放射のうち波長が長い領域の電磁波放射であって、紅参の生理活性を増大させ、組織を活性化させるので、紅参粉末の健康改善効果が増進され得る。前記遠赤外線の波長は、特に制限されないが、好ましくは２０〜４０μｍ範囲で最適の転換能が具現され得る。

特に、天然抗酸化物質は、重合体であるポリフェノール（ｐｏｌｙｐｈｅｎｏｌ）、トコフェロール（ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ）、フラボノイド（ｆｌａｖｏｎｏｉｄ）等の高分子を含んでおり、遠赤外線は、前記高分子重合体を低分子に遊離させることができるので、紅参本然の抗酸化能がさらに増加できる。

前記遠赤外線の照射後、前記（ｃ）段階で、前記紅参を２〜２０マイクロメーター（μｍ）の粒度に微粉砕できる。

前記紅参は、超微細化され、水分吸収力（Ｗａｔｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ、ＷＡＩ）、膨潤力（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐｏｗｄｅｒ、ＳＷ）は減少するが、水分溶解度が増加するので、水と結合する能力が増加し、微細粒子間の凝集や沈殿を生じなく、水中で均一に分散され得る。前記超微細粉末は、単位重さ当たり表面積を示す比表面積（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ）が大きくて、広い比表面積は、固体と溶媒の間の接触面積を増加させて、体液内で低い溶解性を有する物質の溶解度を増加させることができる。

したがって、前記超微細粉末は、同一重量の粗粉砕された粉末よりさらに短い時間に人体内で溶解され得るので、紅参成分の吸収度を増加させて、紅参成分の生体利用率（ｂｉｏａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）を向上させることができる。

一実施例において、前記（ｃ）段階で、旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導し、前記（ａ）段階で粗粉砕された紅参を微粉砕し得る。前記（ｃ）段階は、前記粗粉砕された紅参粒子を高速の流体と共に流入させて旋回流を形成し、旋回流内で粒子間の相互衝突を誘発し、紅参粒子を微粉砕し得る。

通常、前記旋回流を形成する方法は、当該技術分野で通常的に使用される方法が適用され得、例えば、数気圧以上の圧縮空気または水蒸気を特定のノズルから噴出させて旋回流を形成し、粉砕原料を吸入させて加速した後、粒子間の衝突または粒子と衝突板の間の衝突を誘発し、気流内で循環する粒子を微粉砕する方法が適用され得る。

一方、前記（ｃ）段階で、超音波を照射して、粒子間の衝突頻度を増加させることができる。前記旋回流によって粒子間の衝突が発生するので、微粉砕され得るが、超音波を照射して、粉砕効率をさらに増加させることができる。

前記超音波の範囲は、特に制限されないが、好ましくは、振動数は、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚであり、振幅は、５〜５０μｍであることができる。前記範囲内で、前記超音波は、循環する紅参粒子に対する効果的な振動を付与することができ、粒子間の衝突回数及び衝突強度を増加させて、微粉砕効果を向上させることができる。

この際、前記微粉砕は、−２０〜−５℃で行われることができる。前記微粉砕工程は、紅参粒子が旋回流内で循環するので、粉砕過程で持続的に冷却され、発熱が少ないが、極低温で微粉砕することによって、熱による紅参内の有効成分の変形や損失を完全に遮断することができる。それに加えて、前記微粉砕工程は、極低温条件の下で行われるので、紅参粒子が凍結され、硬度が強化されるので、衝突による粉砕効率が顕著に増大され得る。

前記方法によって製造された発酵紅参粉末分散液は、選択的に殺菌工程を経た後、包装材料に充填されて完成され得る。

前記殺菌工程は、当該技術分野で通常的に使用される殺菌方法を通じて行われることができ、殺菌温度が過度に高い場合、紅参粒子のジンセノサイド成分が破壊されるか、または変形され得るので、８０℃以下の温度で低温殺菌することができる。

本発明のさらに他の態様によれば、当接して回転する１つ以上の螺旋形ローラを含む第１粉砕部１０１と、前記紅参に遠赤外線を照射する熱処理部１０２と、旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導し、紅参を微粉砕する第２粉砕部１０３と、前記第２粉砕部１０３で排出された紅参粒子を補集する分離部１０４とを含むナノ紅参粉末の製造装置が提供される。

図４は、本発明の一実施例によるナノ紅参粉末の製造装置を図式化したものである。前記ナノ紅参粉末の製造装置は、粗粉砕工程と微粉砕工程を結合して、前記紅参の有効成分を破壊せず、効果的にナノ粒子化することができる。

図４を参照すれば、前記ナノ紅参粉末の製造装置は、第１粉砕部１０１、熱処理部１０２、第２粉砕部１０３、及び分離部１０４を含むことができ、紅参は、前記製造装置の順次に連結された各構成を経て微粉砕され得る。

具体的に、前記第１粉砕部１０１は、紅参を粗粉砕することができる。前記粗粉砕は、紅参を９０〜１５０マイクロメーターの粒度に粉砕し、微粉砕前の事前加工を容易にし、後続の微粉砕工程を可能にする。前記第１粉砕部１０１は、紅参を粗粉砕するための螺旋形ローラ等の破砕手段を含み、投入された前記紅参または高麗人参を所定のサイズに破砕することができる。

前記第１粉砕部１０１は、螺旋形ローラ、ボールミル（ｂａｌｌ ｍｉｌｌ）、ロッドミル（ｒｏｄ ｍｉｌｌ）、ローラーミル（ｒｏｌｌｅｒ ｍｉｌｌ）、ホイーラーミル（ｗｈｅｅｌｅｒ ｍｉｌｌ）、ハンマーミル（ｈａｍｍｅｒ ｍｉｌｌ）、回転ミル（ｔｕｍｂｌｉｎｇ ｍｉｌｌ）、またはピンミル（ｐｉｎ ｍｉｌｌ）を用いて紅参を粉砕することができるが、これに限定されるものではなく、微粉砕前に事前加工が可能になるように、粗粉砕することができれば、粉砕方式が制限されるものではない。

例えば、前記第１粉砕部１０１は、一対以上のローラを含むことができ、前記ローラは、間隔を調節して、異なる間隔で徐々に間隔を狭めて行きながら、少なくとも２回以上破砕され得る。すなわち、互いに異なる間隔を有する２対のローラを隣接配置して、予備的に破砕した後、２次に稠密に破砕してもよい。

この際、前記螺旋形ローラは、１００〜５００ｒｐｍの速度で回転することができる。前記粗粉砕が高速に行われる場合、摩擦熱と外力によって紅参内の有効成分が破壊され得る。したがって、前記第１粉砕部１０１は、低速で粗粉砕を行うので、過度な摩擦熱による有効成分の変形を最小化し、粉塵の発生による汚染や原料損失を抑制できる。但し、前記回転速度が１００ｒｐｍ未満であれば、工程効率が低下し、生産費用及び時間が過度に所要され得、５００ｒｐｍ超過であれば、摩擦熱によって紅参の有効成分が損失され得る。

なお、前記熱処理部１０２は、前記粗粉砕された紅参に遠赤外線を照射して、紅参の生理活性効果を増大させることができ、好ましくは、波長が２０〜４０μｍである遠赤外線を照射することができる。

前記熱処理部１０２は、前記第１粉砕部１０１と連結されており、前記粗粉砕された紅参は、コンベヤーベルト等の移送手段によって移送され得る。前記粗粉砕された紅参は、熱処理部１０２に移送され、所定の時間滞留し、遠赤外線によって熱処理され得るが、その方式は制限されず、例えば、移送手段によって移送される間に熱処理する方式が適用されてもよい。

前記熱処理部１０２は、遠赤外線を放射する遠赤外線ランプを１つ以上保有することができ、前記遠赤外線ランプは、遠赤外線を均一に放射し得るように、電動装置によって照射角度が所定の周期で変更されてもよい。

前記遠赤外線は、５０〜１，０００μｍの波長で赤外線放射のうち波長が長い領域の電磁波放射であって、紅参の生理活性を増大させ、組織を活性化させるので、紅参粉末の健康改善効果が増進され得る。前記遠赤外線の波長は、特に制限されないが、好ましくは、２０〜４０μｍ範囲で最適の転換能が具現され得る。

なお、前記第２粉砕部１０３は、旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導して、紅参を微粉砕することができる。前記紅参は、超微細化され、水分吸収力（Ｗａｔｅｒ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ、ＷＡＩ）、膨潤力（Ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐｏｗｄｅｒ、ＳＷ）は減少するが、水分溶解度が増加するので、水と結合する能力が増加し、微細粒子間の凝集や沈殿を生じなく、水中で均一に分散され得る。前記超微細粉末は、単位重さ当たり表面積を示す比表面積（ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａ）が大きくて、広い比表面積は、固体と溶媒の間の接触面積を増加させて、体液内で低い溶解性を有する物質の溶解度を増加させることができる。

前記第２粉砕部１０３は、前記粗粉砕された紅参粒子を高速の流体と共に流入させて旋回流を形成し、旋回流内で粒子間の相互衝突を誘発し、紅参粒子を微粉砕し得る。

通常、前記旋回流を形成する方法は、当該技術分野において通常的に使用される方法が適用され得、例えば、数気圧以上の圧縮空気または水蒸気を特定のノズルから噴出させて旋回流を形成し、粒子間の衝突または粒子及び衝突板間の衝突を誘発し、気流内で循環する粒子を微粉砕することができる。

前記第２粉砕部１０３は、通常知られているチャンバ内に旋回流を形成できる構造であって、円筒状のチャンバと高圧の気体を噴射できる噴射ノズルを含むことができ、流体と共に注入された紅参粒子は、前記円筒状のチャンバ内で前記流体の流れによって回転し、微粉砕された紅参粒子は、遠心力によって前記分離部１０４に排出され得る。この際、前記旋回流を形成するために、ヘリウム等不活性気体を注入してもよく、または酸化の心配がない空気を使用してもよいが、その種類が特に制限されるものではない。

前記旋回流を形成する装置は、その種類や構造とは関係なく使用され得、好ましくは、３，０００〜５，０００ｒｐｍの回転速度で旋回流を形成することができる。また、前記旋回流による微粉砕は、最小２０％の体積平均直径減少、最大８０％の数平均直径減少をもたらす条件で行われることができる。

なお、前記第２粉砕部１０３は、超音波を照射して、紅参粒子間の衝突頻度を増加させることができる。すなわち、前記第２粉砕部１０３は、旋回流を形成し、粒子間の衝突を誘発して、紅参粒子を微粉砕することができるが、前記微粉砕過程で超音波を照射する場合、粒子間の衝突頻度が頻繁になり、衝突強度が強くなるので、粉砕効率が増大され得る。

この際、前記超音波の振動数は、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚであり、振幅は、５〜５０μｍであることができる。前記範囲内で前記超音波は、循環する紅参粒子に対する効果的な振動を付与することができ、粒子間の衝突回数及び衝突強度を増加させて、微粉砕効果を向上させることができる。

また、前記第２粉砕部１０３は、低温の空気を供給する１つ以上の冷却装置を含むことができ、前記低温の空気は、−２０〜−５℃であることができる。前記微粉砕工程は、極低温で行われるので、熱による紅参内の有効成分の変形や損失が遮断され得、極低温条件の下で行われるので、紅参粒子の硬度が強くなり、衝突による粉砕効率が顕著に増大され得る。

一実施例において、前記第２粉砕部１０３は、大気中の空気を冷却するための熱交換コア及び冷却された低温の空気を内部に注入するためのノズルを含むことができ、当該技術分野において使用される多様な冷却方式を適用できる。

なお、前記分離部１０４は、前記第２粉砕部１０３で排出された紅参粒子を補集できる。前記分離部１０４は、第２粉砕部１０３の一側に連結されており、前記第２粉砕部１０３で微細化された紅参粒子を選別的に分離できる。

微粉砕工程が行われる前記第２粉砕部１０３のチャンバの内部には、充分に粉砕された紅参粒子とまだ充分に粉砕されていない紅参粒子が混在し、前記第２粉砕部１０３と連結された前記分離部１０４は、一定の粒度以下に粉砕された紅参粒子のみを選別して、外部に排出して分級（ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）し得る。

前記分級は、サイズまたは性質が異なる物質を相互分離する操作を意味し、前記分離部１０４は、多様な粒度の粒子が混在した粉末から一定粒度以下の紅参粒子を選別して通過させることができる。

一実施例において、前記分離部１０４は、遠心ローターに設置された多数のブレードで発生する遠心力を利用して一定粒度以上の大きい粉末が前記分離部１０４の内部に流入されることを遮断し、一定のサイズ以下の粉末粒子のみを選別的に通過させることができる。

また、前記分離部１０４は、微粉砕された紅参粒子の分離効率を増大させるために、低圧の雰囲気を形成することができ、微粉砕された紅参粒子が粒度によって効果的に分類され得るように、分離部１０４内部の圧力を減少させる真空ポンプを含むことができる。

前記真空ポンプによる低圧雰囲気は、上昇気流を形成することができ、上昇気流内で循環する紅参粒子は、前記真空ポンプの圧力作用によってさらに精巧に分級され得る。

以下、実施例を通じて本発明を詳述するが、下記実施例によって本発明が限定されないことは自明である。

製造例１：モナスカス菌糸体の種菌培養
前記固体培養に使用されたモナスカス菌糸体（Ｍ．ｐｕｒｐｕｒｅｕｓ、ＭＰ）は、韓国農村進興庁の国立農業科学院の農業遺伝資源センター（Ｓｕｗｏｎ、Ｋｏｒｅａ）から分譲を受けた。前記菌糸体は、ｐｏｔａｔｏ ｄｅｘｔｒｏｓｅ ａｇａｒ（ＰＤＡ、Ｄｉｆｃｏ、Ｓｐａｒｋｓ、ＭＤ、ＵＳＡ）平板培地で２５℃で約１０日間培養し、ｐｏｔａｔｏ ｄｅｘｔｒｏｓｅ ｂｒｏｔｈ（ＰＤＢ、Ｄｉｆｃｏ）が収納されたｅｒｌｅｎｍｅｙｅｒ ｆｌａｓｋに接種し、ｓｈａｋｉｎｇ ｉｎｃｕｂａｔｏｒ（Ｊｅｉｏｔｅｃｈ、Ｄａｅｊｅｏｎ、Ｋｏｒｅａ）で約５日ごとに継代培養した。前記モナスカス菌糸体は、ＰＤＢ培地で３回継代培養した種菌を使用した。

製造例２：ベータ−グルコシダーゼ分離
韓国農村進興庁の農業遺伝資源情報センターで収得したアスペルギルス・ニガー（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ）菌株をＰＤＢ（Ｐｏｔａｔｏ Ｄｅｘｔｒｏｓｅ Ｂｒｏｔｈ）液体培地で３０℃で３日間培養した。前記培養液を７，０００ｒｐｍ速度で１０分間遠心分離して、上澄み液と沈殿物を分離し、上澄み液を除去した。沈殿物を０．１Ｍ ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｕｆｆｅｒで懸濁させ、懸濁液を超音波で破砕した。破砕物を１２，０００ｒｐｍの速度で５分間遠心分離し、上澄み液と沈殿物に分離した後、酵素を含む上澄み液を取って、これを凍結乾燥し、アスペルギルス・ニガー菌株からベータ−グルコシダーゼ酵素を分離した。

実施例１
韓国忠清北道曽坪地域で２００８年度に収穫した６年根水参を購入した後、蒸参過程を経て紅参を製造した。製造された紅参は、実験のために１０℃で貯蔵された。

前記製造された紅参は、低温微粉砕機を使用して１０μｍの粒度に粉砕し、微細粉末化された。

次いで、前記製造例２のベータ−グルコシダーゼ酵素を含む混合液５０ｍｌを微細粒子化された紅参粉末２０ｇと混合し、２ｂａｒの圧力で２時間反応させた。この際、酵素と紅参粒子間の接触頻度を増加させ、反応を促進させるために、１０ｒｐｍの速度で撹拌した。

前記工程の以後、分離された紅参粉末に製造例１で収得したモナスカス菌糸体を接種し、３０℃で３日間発酵させた。前記発酵工程の終了した後、摂取が容易になるように、精製水を一部混合し、Ｈｏｍｏｇｅｎｉｚｅｒ（ＨＦ−９３、ＳＭＴ ｃｏｍｐａｎｙ、Ｊａｐａｎ）で３００ｂａｒの圧力、１０，０００ｒｐｍの回転速度で３回均質化した。

完成された発酵紅参粉末分散液は、７０℃で殺菌され、最終試料として完成された。

実施例２
低温微粉砕機を使用して紅参を粉砕する前に、遠赤外線を２時間照射して熱処理したことを除いて、前記実施例１と同一の方法で紅参粉末分散液を製造した。

実施例３
実施例１と同一の方法で紅参粉末分散液を製造するものの、製造例２のベータ−グルコシダーゼ酵素を含む混合液５０ｍｌの代わりに、製造例２のベータ−グルコシダーゼ酵素を含む混合液２０ｍｌと熱水抽出して製造された紅参抽出物３０ｍｌとを混合して使用した。

比較例１
実施例１と同一の方法で紅参粉末分散液を製造するものの、紅参を１０μｍの粒度に微粉砕せず、１２０μｍの粒度に粗粉砕して、粉末分散液を製造した。

比較例２
実施例１と同一の方法で紅参粉末分散液を製造するものの、モナスカス菌糸体を利用して発酵せず、キサンタンガム（Ｘａｎｔｈａｎ Ｇｕｍ）を添加して、微細分子の分散安定性を改善した。

比較例３
実施例１と同一の方法で紅参粉末分散液を製造するものの、製造例２のベータ−グルコシダーゼ酵素を含む混合液５０ｍｌの代わりに、精製水５０ｍｌを使用した。

実験例１：紅参粉末化学的特性比較
前記で製造された紅参粉末の分散安定性を確認するために、実施例１、２及び比較例１〜３で使用された紅参粉末の化学的特性を比較した。

すなわち、実施例１は、酵素反応及び発酵工程が連続的に適用された微細粉末を使用し、実施例２は、紅参粉砕前に遠赤外線熱処理を行った。

なお、比較例１は、粗粉砕された紅参に関するものであり、比較例２は、ベータ−グルコシダーゼ酵素処理をしていないものであり、比較例３は、モナスカス菌糸体による発酵工程を経ないものである。

前記実施例１、２及び比較例１の紅参粉末の水分吸収力（ＷＡＩ）、膨潤力（ＳＷ）及び水分溶解指数（ＷＳＩ）を測定し、その結果を下記表１に示した。

実施例１、２及び比較例１〜３で使用された紅参粉末の水溶性を比較した結果、ベータ−グルコシダーゼ酵素反応及びモナスカス菌糸体によって発酵された紅参粒子（実施例１、２）は、水分吸収力及び膨潤力が減少し、水分溶解度が増加した。

なお、粗粉砕された紅参粉末を使用するか、酵素または発酵処理されていない紅参粉末は、水分溶解度が相対的に低いため、分散媒体内で容易に分散しないものと分析された。

水分吸収力や膨潤力は、多糖類鎖によって形成される多孔性のマトリックス構造と関連していて、粉砕された紅参粉末粒子のサイズが大きい場合、マトリックス構造が拡大され、粉末の水分吸収力及び膨潤力が増大され得る。したがって、粒度が広くて、粒度分布が均一ではない粗粉砕された紅参粉末は、容易に凝集され、微粉砕された粉末は、粒子のサイズが小さくて、分布が均一で、外部の水分を容易に吸収することができず、貯蔵性及び分散安定性が増大され得る。

特に、ベータ−グルコシダーゼ酵素反応及びモナスカス菌糸体による発酵工程によって内部のマトリックス構造は、さらに稠密になり、粒子形態が均一になるので、分散安定性が顕著に増加し得る。

実験例２：紅参粉末分散液の官能性評価
評価団１００人を対象として前記実施例及び比較例によって製造された紅参粉末分散液の官能性を評価し、このために風味、紅参味、食感、味感及び全体的な満足度を調査した。評価点数は、５：非常に優秀／４：優秀／３：普通／２：不十分／１：非常に不十分と基準を付与し、１００人の評価結果に対する平均値を示した。

前記実験のために、実施例１〜３、比較例１〜３によって紅参粉末分散液を製造し、評価団が少量分離された試料を個別的に試食した後、各項目を評価し、その結果を下記表２に示した。特に、味感の評価は、製造された紅参粉末分散液を８時間放置し、外的に層分離が起きるかを観察した。

表２から分かるように、ベータ−グルコシダーゼ酵素反応及びモナスカス菌糸体による発酵工程が連続的に適用された紅参粉末分散液は、食感、紅参の香り、風味に優れていて、満足度が高く、長時間放置されたにもかかわらず、層分離現象はほとんど観察されなかったので、商品性に優れたものと評価された。

特に、紅参抽出物が混合された実施例２の紅参粉末分散液は、層分離現象がほとんど現れず、分散安定性に顕著に優れたものと分析された。

実験例３：紅参粉末分散液有効成分の含量比較
実施例１〜３、比較例１〜３で製造された紅参粉末分散液の一部を１０ｍｌを試料として分離し、試料に含有された有効成分の含量を分析し、結果を下記表３に示した。

具体的に前記表３に示されたように、熱処理工程とベータ−グルコシダーゼを導入する工程を省略して発酵させた比較例２及び発酵工程を省略した比較例３は、メジャーサポニン（Ｒｂ１、Ｒｂ２、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆ、Ｒｇ１）及びマイナーサポニン（Ｒｄ、Ｒｇ３、Ｒｇ２、Ｒｈ１、Ｒｈ２、Ｆ１）の含量が増大されたが、本発明による実施例１〜３よりジンセノサイド含量が少ないものと分析された。

特に、前記実施例１〜３は、Ｒｈ２、Ｒｇ３及びｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｋ等ジンセノサイドのみならず、吸収されやすい形態であるジンセノサイドメタボライトの含量が全体的に非常に増加したので、体内吸収が容易であり、健康増進効果に優れたものと判断される。

すなわち、前記実施例１及び２による発酵紅参は、ジンセノサイド含量が顕著に高くて、機能性に優れていると共に、味や香りが既存の紅参抽出物に比べて優れているので、高級紅参として消費者の好みを満たすことができる。

前述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須な特徴を変更することなく、他の具体的な形態に容易に変形が可能であることを理解することができる。したがって、以上で記述した実施例は、すべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。例えば、単一型に説明されている各構成要素は、分散して実施されてもよく、同様に、分散したものと説明されている構成要素は、結合された形態で実施されてもよい。

本発明の範囲は、後述する特許請求範囲によって示され、特許請求範囲の意味及び範囲そしてその均等概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。

Claims (32)

1. （ａ）紅参を粉砕し、粉末を収得する段階と、
   （ｂ）前記粉末を、ベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を含む混合液に投入し、反応させる段階と、
   （ｃ）前記混合液に発酵菌株を接種し、発酵させる段階と、
   （ｄ）前記混合液の濃度をあらかじめ定められた範囲に調節する段階と、
   を含む発酵紅参粉末分散液の製造方法。
2. （ｅ）ホモジナイザーで均質化する段階と、
   （ｆ）４０℃以下の真空状態の下で低温濃縮する段階と、
   をさらに含む、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
3. 前記（ａ）段階で、前記粉末の粒度は、２〜２０マイクロメーター（μｍ）である、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
4. 前記（ａ）段階で、前記粉砕は、−２０〜−５℃で行われる、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
5. 前記（ａ）段階で、前記粉末の粒度は、２〜２０マイクロメーター（μｍ）である、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
6. 前記（ｂ）段階は、１．５〜４バール（ｂａｒ）の圧力で１〜５時間行われる、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
7. 前記（ｂ）段階は、３０〜４５℃で行われる、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
8. 前記（ｂ）段階で、前記混合液は、紅参抽出物を含む、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
9. 前記紅参抽出物は、脱塩された海洋深層水を溶媒として製造される、請求項８に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
10. 前記（ｃ）段階で、前記発酵菌株は、モナスカス属（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｓｐ．）、ラクトバチルス属（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、ビフィドバクテリウム属（Ｂｉｆｉｄｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）、プレボテラ属（Ｐｒｅｖｏｔｅｌｌａ ｓｐ．）、フソバクテリウム属（Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）、及びユウバクテリウム属（Ｅｕｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｓｐ．）菌株よりなる群から１つ以上選択される、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
11. 前記モナスカス属菌株は、モナスカス・アンカ（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ａｎｋａ）、モナスカス・パープレウス（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｕｒｐｕｒｅｕｓ）、モナスカス・ピロサス（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｐｉｌｏｓｕｓ）、モナスカス・ルバー（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｒｕｂｅｒ）、モナスカス・コウリャン（Ｍｏｎａｓｃｕｓ ｋａｏｌｉａｎｇ）よりなる群から１つ以上選択される、請求項１０に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
12. 前記（ｃ）段階は、２５〜３５℃で３〜１５日間行われる、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
13. 前記（ａ）段階の前に、前記紅参を熱処理する段階をさらに含む、請求項１に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
14. 前記熱処理は、前記紅参の表面に水分を供給し、遠赤外線を照射する、請求項１３に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
15. 前記熱処理は、１〜４時間行われる、請求項１３に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
16. 前記（ｅ）段階は、２００〜８００バール（ｂａｒ）の圧力で３回以上行われる、請求項２に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
17. 前記（ｆ）段階は、１〜２０ｋＰａ圧力の真空状態下で行われる、請求項２に記載の発酵紅参粉末分散液の製造方法。
18. （ａ）紅参を９０〜１５０マイクロメーター（μｍ）の粒度に粗粉砕する段階と、
    （ｂ）遠赤外線を照射する段階と、
    （ｃ）２〜２０マイクロメーター（μｍ）の粒度に微粉砕する段階と、
    （ｄ）前記微粉砕された紅参にベータ−グルコシダーゼ（β−Ｇｌｕｃｏｓｉｄａｓｅ）を添加して反応させる段階と、
    （ｅ）発酵菌株を接種し、発酵させる段階と、
    を含むナノ紅参粉末の製造方法。
19. 前記（ａ）段階は、１００〜５００ｒｐｍの低速回転によって行われる、請求項１８に記載のナノ紅参粉末の製造方法。
20. 前記（ｂ）段階で、前記遠赤外線の波長が２０〜４０μｍである、請求項１８に記載のナノ紅参粉末の製造方法。
21. 前記（ｃ）段階で、旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導して微粉砕する、請求項１８に記載のナノ紅参粉末の製造方法。
22. 前記（ｃ）段階で、超音波を照射し、粒子間の衝突頻度を増加させる、請求項２１に記載のナノ紅参粉末の製造方法。
23. 前記（ｃ）段階で、前記超音波の振動数は、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚであり、振幅は、５〜５０μｍである、請求項２２に記載のナノ紅参粉末の製造方法。
24. 前記（ｃ）段階は、−２０〜−５℃で行われる、請求項２１に記載のナノ紅参粉末の製造方法。
25. 当接して回転する１つ以上の螺旋形ローラを含む第１粉砕部と、
    前記紅参に遠赤外線を照射する熱処理部と、
    旋回流を形成し、前記紅参粒子間の衝突を誘導して、紅参を微粉砕する第２粉砕部と、
    前記第２粉砕部で排出された紅参粒子を補集する分離部と、
    を含むナノ紅参粉末の製造装置。
26. 前記螺旋形ローラは、１００〜５００ｒｐｍの速度で回転する、請求項２５に記載のナノ紅参粉末の製造装置。
27. 前記熱処理部は、波長が２０〜４０μｍの遠赤外線を照射する、請求項２５に記載のナノ紅参粉末の製造装置。
28. 前記第２粉砕部は、超音波を照射し、紅参粒子間の衝突頻度を増加させる、請求項２５に記載のナノ紅参粉末の製造装置。
29. 前記超音波の振動数は、１５ＫＨｚ〜２０ＫＨｚであり、振幅は、５〜５０μｍである、請求項２８に記載のナノ紅参粉末の製造装置。
30. 前記第２粉砕部は、低温の空気を供給する１つ以上の冷却装置を含む、請求項２５に記載のナノ紅参粉末の製造装置。
31. 前記低温の空気は、−２０〜−５℃である、請求項３０に記載のナノ紅参粉末の製造装置。
32. 前記分離部は、内部の圧力を減少させる真空ポンプを含む、請求項２５に記載のナノ紅参粉末の製造装置。