KR100325778B1 - 파핑처리에 의해 가공된 인삼의 유효성분 추출방법 및 이를 유효성분으로 하는 건강식품 - Google Patents
파핑처리에 의해 가공된 인삼의 유효성분 추출방법 및 이를 유효성분으로 하는 건강식품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 파핑처리를 이용하여 각종 약리성분은 그대로 유지하면서 조사포닌의 함량을 증가시킬 수 있고 동시에 소화흡수를 용이하게 한 인삼 및 이를 유효성분으로 하는 건강식품에 관한 것이다.
보다 구체적으로는 건조미삼을 원료삼으로 하여 파핑장치(Puffing machine)로 파핑처리를 함으로써 인삼 고유의 약리활성성분은 그대로 유지하면서 풍미저해의 원인인 특유의 흙향이 제거되며, 조사포닌의 함량을 증대한 인삼 및 이를 유효성분으로 하는 건강식품에 관한 것으로 본 발명에 의하면 특히 진세노사이드 성분 중 가장 생리적 활성이 우수한 진세노사이드 Rg1의 함량이 약 18%의 증가를 보인다.
따라서 본 발명은 인삼에 대한 국내외 수요자의 인삼에 대한 기호를 충족시켜 수요창출의 효과를 기대할 수 있으며 이에 의한 인삼재배농가 및 국가경제에도 크게 이바지할 수 있으리라 기대한다.
Description
본 발명은 파핑(Puffing)처리를 이용하여 각종 약리성분은 그대로 유지하면서 조사포닌의 함량을 증가시킬 수 있고 동시에 소화흡수를 용이하게 한 인삼의 추출물의 제조방법 및 동 추출물를 유효성분으로 하는 건강식품에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 건조미삼을 원료삼으로 하여 파핑장치(Puffing machine)로 파핑처리를 함으로써 인삼 고유의 약리활성성분은 그대로 유지하면서 풍미저해의 원인인 특유의 흙향이 제거되며, 조사포닌의 함량을 증대한 인삼 및 이를 유효성분으로 하는 건강식품에 관한 것이다.
파녹스 진생 씨. 에이. 메이어(Panax ginsengC.A. Meyer) 라는 학명의 고려인삼은 그 어원을 보면 Pan은 모든 것 Axos는 의학이라는 뜻으로 만병통치라는 의미를 갖는 것으로서, 인삼은 수천년 동안 민간요법에 의한 경험적 효능이 인정되어 신비의 영약으로 애용되어 오고 있다.
인삼의 주요성분 및 약리작용에 관한 과학적 연구는 최근에 많이 이루어지고 있다. 최근 인삼의 주요성분과 약리 효능작용이 과학적으로 규명됨에 따라 자연건강식품으로 다시 각광을 받게 되었다. 따라서 그 수요도 점차 크게 신장되고 있으며 경제성장과 생활수준의 향상으로 더욱 가속화되어 요즈음 대중적 자연건강식품으로 널리 애용되고 있다.
그러나 인삼은 상기와 같은 약리 효능작용을 지님에도 불구하고 종래의 가공공정에 의하여 제조한 인삼제품은 인삼의 향 즉, 흙냄새와 비슷한 향을 지니고 있어 여자, 청소년, 특히 외국인들에 의하여 기피되어지는 경향이 있어 왔으므로, 상기 인삼의 약리 효능작용을 그대로 지니고 있으면서 기호성이 우수한 인삼의 새로운 가공공정의 개발이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.
이에 따라, 원료인 인삼의 전처리 단계에서 소정의 처리를 가하여 좀 더 대중적인 맛을 지니는 인삼제품을 개발하려는 시도가 계속되고 있다. 이러한 시도로는 인삼제품의 맛을 보다 구수하게 하는 방법으로 로우스팅(Roasting), 마이크로웨이브, 원적외선 등을 이용한 여러 가지 방법들이 있으나, 이들 방법으로는 인삼자체의 향의 저감효과를 충분하게 기대할 수 없을 뿐만 아니라, 처리방법에 있어서도 본 발명과는 서로 상이하다.
인삼이 지니는 특유의 흙향을 제거하면서도 약리성분은 그대로 유지되고 뿐만 아니라 조사포닌의 함량을 증가시킨 인삼을 개발할 수 있다면, 대다수의 인삼수요자가 건강증진 뿐만 아니라 기호성에 있어서 우수한 인삼을 거부감 없이 즐길 수 있고 외국에의 수출 증진을 통하여 인삼농가의 수입 증대효과 및 국가 경제차원에있어서도 매우 바람직한 일일 것이다.
이를 위하여 본 발명자는 원료인삼으로 많이 사용하고 있는 건조미삼을 원료삼으로 하여 간단한 파핑처리를 거치게 함으로써, 인삼이 지니는 약리활성이 우수한 성분은 그대로 유지하면서도 특유의 흙향이 제거되며 동시에 조사포닌의 함량이 증가될 뿐만 아니라 소화흡수가 촉진되는 사실을 발견하고서 본 발명을 완성하게되었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같이 약리 활성은 그대로 유지하면서도 기호성이 증진될 뿐만 아니라 조사포닌의 함량이 증가된 인삼을 제공하는 데에 있으며, 또한 본 발명의 또 다른 목적으로는 인삼에 대한 국내외의 수요를 증진시킴으로써 인삼 재배농가 및 국가 경제에 이바지하는 데에 있다.
도 1은 무처리와 파핑처리한 미삼의 추출물 수율변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 무처리와 파핑처리한 미삼의 조사포닌 성분변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 무처리와 파핑처리한 미삼의 진세노사이드 성분변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는 온도의 변화에 의한 무처리와 파핑처리한 미삼의 조사포닌 성분변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 온도의 변화에 의한 무처리와 파핑처리한 미삼의 진세노사이드 성분변화를 나타내는 그래프이다.
고려인삼의 학명은 1843년 소련의 씨.에이.메이어가 명명한 파녹스 진생 씨. 에이. 메이어(Panax Ginseng C.A. Meyer)다. 1957년 소련의 브렉만(Brekhman) 등이 비정상의 신체적 조건을 비특이적으로 정상화시켜 주는 고려인삼의 활성성분을 어뎁토젠이라 하고 그 유효성분을 사포닌이라고 발표한 이후부터 구조와 효능 등에 관한 연구가 활성화 하기 시작하였다.
인삼의 효능연구는 대사와 면역 중추신경계를 중심으로 동물 및 인체에 미치는 영향에 관한 약리와 임상중심의 많은 연구결과가 보고되어 있다. 인삼의 성분중 가장 많은 연구가 수행된 것은 배당체인 사포닌을 주로 약리효능을 중심으로 구성성분들이 밝혀져 있다. 호해머[Horhammer, L., Wagner, H. and Lay, B. (1961) Zur Kenntnis der Inhartsstoffevon radix Panax ginseng C.A. Meyer, Pharm. Ztg., 106: 1307-1311]등이 스테로이드 골격을 갖는 트리터페노이드의 배당체임을 구명하였으며, 다나카[Tanaka, H.(1973) にソシソ(Panax ginseng C.A. Meyer 根)の成分 代謝, 10. 臨時增刊號, 和漢藥: 548-543] 는 인삼 사포닌을 TLC에 의해 Rf치가 낮은 것부터 디올계인 진세노사이드(ginsenoside)-Re, -Ro, -Ra, -Rb1,-Rb2, -Rc, -Rd, -Rg3,-Rh2와 트리올계인 진세노사이드-Re, -Rf, -Rg1,-Rg2, -Rh1로 명명하였고, 백삼에만 존재하는 말로닐-진세노사이드와 최근에 구조가 밝혀진 진세노사이드 -Rh3그리고 쟝[Zhang, s., Takeda, T., Zhu, T., Chen Y, X., Tanaka, O. and Okihara, Y. (1990) A new minor saponin from the leaves of Panax ginseng, Planta Med., 56: 298-230] 등이 RF14등 미량의 사포닌을 분리한 것을 포함하여 30여종의 사포닌 성분이 분리되어 그 구조가 밝혀져 있다.
일반성분으로는 가장 많은 50∼70%의 탄수화물을 비롯하여 조단백질 10-15%, 조섬유 7-8%, 조지방 1-3%, 회분이 3-7% 정도 함유되어 있으며, 배당체인 조사포닌 함량이 3-8% 정도 함유되어 있다.
이들 성분이외에 생리활성 성분으로 밝혀져 있는 미량의 성분인 콜린, 알칼로이드와 같은 염기성 물질과 아스코브르산, 비타민 B 복합체, 니코틴산, 폴릭산, 게르마늄 및 프로스티졸과 같은 성분도 밝혀져 있다. 폴리아세틸렌계 성분들은 암세포에 대하여 강한 항암성분으로 주목되고 있으며, 그 외에도 파낙시놀, 파낙시돌, 파낙시트리올 성분들이 알려져 있다.
파핑처리는 열처리 방법의 일종으로 본 발명에 사용한 원료삼은 포천산으로 개성인삼조합에서 제공한 건조한 4년근 미삼을 이용하고 있으나 특히 이들에 한정되어지지는 아니하며, 파핑장치는 일반적으로 많이 사용되고 있는 것으로서 용량은 5ℓ, 최대압력은 15㎏/㎠, 온도는 120∼150℃이고 열원으로는 프로판 개스버너를사용하는 것으로 상기 장치와는 운전조건을 달리하는 것을 적용하여도 본 발명에서와 동일한 효과를 얻을 수 있으므로 특히 한정되지는 아니한다.
파핑처리에 의하면 인삼은 분해, 합성, 축합 등의 반응에 의해 수용성고형분 함량의 증가를 비롯하여 다양한 성분의 변화가 일어나게 된다. 특히 환원성 당과 질소화합물은 열처리에 의해 갈색화 반응의 촉진과 향기성분의 생성이 수반되며, 이때 생성된 물질들은 항산화 활성은 물론 피라진과 같은 향기성분도 생성되어 식품의 식미효과를 증진하게 된다. 인삼에서 생성된 갈변물질은 지질의 산패에 대하여 강한 항산화 활성을 가지게 되며, 갈변물질을 다량 함유한 홍삼은 지질의 산패에 대하여 강한 항산화 활성을 갖게 된다.
홍삼과 인삼정은 가공과정 중에 발현되는 제품고유의 색상이 품질을 좌우하는 중요한 인자이며 이 색상은 Maillard형 갈색화 반응으로 보고되고 있다. 또한, 갈변반응 생성물은 항산화 활성이 있으며, 인삼의 갈변물질은 항산화 활성을 가지면서 동시에 노화억제 작용을 할 수 있다고 알려져 있어, 가열처리 과정에서 생성된 갈변물질은 매우 중요한 의미를 갖는다. 인삼에서 특히 홍삼의 갈변이 진행됨에 따라 유리당에서는 수크로스함량이 95%이상 감소되고 아미노산 중에서는 아르기닌이 많이 감소된다고 알려져 있다.
이러한 홍삼의 갈색색소는 수삼을 증삼하는 과정에서 보다 건조 과정 중에 점차 생성되는 것으로 알려져 있다.
갈변에 생성된 물질은 유해한 것도 있으나 식미효과를 증대시켜 식품으로서의 가치를 상승시켜 주게 된다. 가열에 의한 갈색화 반응 과정에서 5-히드록시메틸퍼퓨랄(HMF)과 퓨란 유도체와 같은 산화생성물에 의해 레불린산, 락톤과 휘발성 카르보닐 화합물이 형성되어 최종적으로 흑갈색의 휴민 물질이 생성된다. 특히 HMF는 고온 장시간 가열에 의해 분자량이 적은 휘발성 물질인 포름산, 아세트산, 피루베이트산, 아세트알데히드, 포름알데히드, 글리옥살을 생성하여 식품에 향미를 부여하게 된다.
이하 실시예를 통하여 본 발명의 내용을 구체적으로 설명하고자 하나 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1 > 일반 성분분석
① 추출물 수율
파핑처리를 거친 시료 30g을 1ℓ용량의 삼각플라스크에 취하여 추출용매 6배량을 가한 후 일정하게 조정된 수욕조상에서 냉각기를 부착하여 reflux시키면서 8시간 가온하여 추출액을 상온으로 냉각하여 여과지(Toyo No.41)로 여과하였으며 잔류물에 대하여 같은 조작을 반복하여 여액을 합쳐 70∼80℃의 수온에서 감압농축(Buhi EL131, Rotavapor. Swiss)하여 추출물로 하였다.
② 수분
식품위생법의 식품공전(1997년) 제 7일반 시험법 1. 일반 성분 시험법 수분 분석법에 따라 105℃ 상압 건조법에 의하여 실시하였다.
즉, 미리 가열하여 항량으로 한 접시에 검체 3 ∼ 5g을 정밀히 달아 뚜껑을 약간 열어 넣고 규정된 온도의 건조기에 넣어 2시간 건조한 후 데시케이타 중에서30분간 식힌 후 무게를 측정하여 무게의 변화 차이를 백분율로 나타내었다.
③ 조단백질
조단백질의 함량은 auto-kjeldahl 법(기기명 : Buchi auto-Kjeldahl B-339 system, swiss)을 사용하였다.
시료에 진한 황산을 가하여 약간의 촉매와 같이 가열시키면 분해와 산화 환원이 동시에 일어나 시료 중의 질소는 암모니아가 되고 황산암모늄으로서 분해액 중에 남는다. 여기에 35% NaOH을 가하여 증류하고 유출되는 암모니아를 붕산 표준용액에 흡수 시켜 이를 0.1N-HCI로 적정하여 질소량을 산출한 후 단백계수 6.25를 곱하여 조단백질 함량을 구하였다.
④ 조지방
시료 중의 조지방 함량은 Soxtec system 1043 지방 추출 장치를 이용하여 추출한 조지방 함량을 정량하였다.
⑤ 회분
회분은 전기회화로(Nabertherm LG/SH, Germany)에서 550℃에서 5시간 가열하여 남는 잔유물을 회분으로 계산하여 백분율로 나타내었다.
⑥ 색도측정
색도는 추출물을 1% 수용액을 만들어 여과(Whatman No.42)한 후 스펙트로포토미터(UV-200S. Shimadzu Co. Tapan)로 440㎚과 520㎚에서 흡광도를 측정하였으며, 색상은 위 여과액을 20㎖씩 정량 평취한 다음 Colorimeter(D-25L-9. Hunter Associaties Laboratory Inc. USA)를 사용하여 L값(명도), a값(적색-녹색도), b값(황색-청색도) 및 ΔE를 측정하였다. 이때 chromatic referene standard는 white C2-15222로 하였을 때 L=91.64, a= -0.8, b=0.9, 였다.
< 실시예 2 > 인삼의 성분분석
식품위생법의 식품공전 제 16, 인삼제품류의 인삼성분 분석 실험방법을 따랐다. 그 분석 방법은 다음과 같다.
① 조사포닌 (
n
-Butanol Extract)
검체 약 5.0g을 100㎖의 농축플라스크에 위하고 수포화부탄을 50㎖를 가하여 환류 냉각기를 붙여 수욕 중에서 70∼80℃로 약 1시간 가열 추출한 다음 냉각한 후 여과하고 잔류물에 대하여 같은 조작을 계속 2회 반복하였다. 여지는 물포화부탄을 10㎖로 세척하고 여액 및 세액을 합하여 250㎖ 분액 깔대기에 넣고 물 20㎖로 잘 진탕시켜 수세하였다.
물포화부탄올 추출액 전액을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 수욕중에서 감압농축하여 부탄올을 제거한 다음 그 잔류물에 에테르 50㎖를 넣고 환류냉각기를 붙여 수욕중에서 36℃로 30분간 가열하여 탈지시킨 후 에테르를 제거하였다.
잔류물은 105℃에서 2시간 건조하고 다시 데시케이타에서 30분간 식혀 무게를 달아 다음 식에 따라 인삼성분(조사포닌)의 양을 구하였다.
인삼성분 (㎎/g) = (A-B) / S
A : 물포화 부탄올층을 농축 건조한 후의 플라스크의 무게(㎎)
B : 항량으로 한 빈 플라스크의 무게(㎎)
S : 검체의 채취량(g)
본 실시예에 사용한 추출물의 일반성분 분석 결과는 표 1에 나타난 바와 같다.
< 표 1 > 일반성분 분석결과
| 항 목 | 무 처 리 | 팍 핑 처 리 |
| 수분(%) | 11.2 | 3.3 |
| 회분(%) | 6.3 | 5.9 |
| 조지방(%) | 1.4 | 1.3 |
| 조단백(%) | 15.0 | 14.9 |
| 총당(%) | 66.1 | 74.6 |
| 조사포닌(%) | 6.9 | 8.3 |
본 실험에 사용한 인삼의 일반성분은 표 1과 같이 파핑처리의 경우 탄수화물이 원료삼의 조성의 대부분을 차지하고 있었다. 수분의 경우 무처리에 비해 파핑처리한 것은 7.9%로 많이 건조되었으며 열처리의 팽화에 의하여 수분감소가 생겼다. 회분은 파핑처리의 경우 무처리에 비하여 0.4% 적어졌으며 조지방과 조단백은 무처리와 파핑처리의 비교시 차이가 거의 없었다. 특히 조사포닌의 경우 무처리는 6.9%, 파핑처리는 8.3%로 나타난 것을 보면 높은 온도의 가열에 의해 팽화의 과정을 거치면서 부피팽창에 따른 용매의 침투가 용이하고 환원성 당과 질소 화합물이 파핑처리에 의해 추출시 수용성으로 되면서 조사포닌의 증가를 가져온 것으로 생각된다.
② 인삼성분
검체 인삼추출물 1-2g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60ml에 녹여 분액깔대기에 옮기고 에테르 60ml로 씻은 다음 물층을 물포화 부탄올 60ml로 3회 추출한 후 추출액을 모두 합하여 물 50ml로 씻었다. 물포화 부탄올층을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 감압농축한 후 105℃ 에서 20분간 건조하고, 다시 데시케이타에서 30분간 식혀 무게를 달아 다음 식에 따라 인삼성분(조사포닌)의 양을 구하였다.
인삼성분 (㎎/g)=(A-B)/S
A : 물포화 부탄올층을 농축 건조한 후의 플라스크의 무게(㎎)
B : 항량으로 한 빈 플라스크의 무게(㎎)
S : 검체의 채취량(g)
인삼 성분 즉 진세노사이드 함량 측정 조건은 다음 표 2와 같다.
< 표 2 > HPLC 운전조건
| 기 구 | Waters HPLC/ALC-244 |
| 팩킹 재료 | Lichrosorb NH2(Merck) |
| 칼럼 | 4.6(i, d) × 200mm 스테인레스 스틸 |
| 이동상 | 진세노사이드에 대하여 아세토나이트릴/물/n-부탄올(80/20/10) |
| 유속 | 1.0㎖/min |
| 챠트 속도 | 0.5㎝/min |
| 검출기 | RI, 8X |
< 시험예 1 > 추출용매에 따른 인삼성분 변화
원료미삼인 인삼을 파핑처리한 구와 무처리구간의 인삼성분 추출수율과 인삼 사포닌의 변화를 조사한 결과는 표 3과 같다.
표 3에 나타난 바와 같이 추출물 수율은 무처리보다 파핑처리구에서 물을 용매로 하였을때는 50.42%와 56.54%로 파핑처리구에서 약 6% 높게 나타났으며, 조사포닌 함량은 추출용매에 관계없이 파핑처리구에서 10.04%∼15.40%정도 높게 나타났으며, 진세노사이드 알코올추출에서는 50% 농도에서는 40.56%와 45.84%, 70% 알코올 36.10%와 45.14%, 90% 알코올에서는 35.08%와 38.14%로 파핑처리구에서 높게 나타났으나 알코올 농도가 높아 질수록 그 차이는 크지 않았다. 진세노사이드 함량은 물추출은 알코올추출보다 수율이 높아 상대적으로 진세노사이드 함량은 낮으며, 알코올추출에서는 추출물 수율이 낮은 반면 진세노사이드 함량은 오히려 높은데 이는 알코올 농도가 높아 질수록 극성은 상대적으로 낮아져 추출물 수율은 떨어지나 상대적으로 진세노사이드의 합은 높은데 이는 추출용매에 따라 진세노사이드 추출변화는 큰 것으로 판단된다.
< 표 3 > 무처리와 파핑처리간의 추출용매에 따른 인삼 성분변화 (단위 :대건물%)
| 구분 | 추출용매 | 추출물수율(%) | 조사포닌(%) | 진세노사이드(Ginsenoside) (%) | ||||||
| Rg1 | Re | Rd | Rc | Rb2 | Rb1 | 총계 | ||||
| 무처리 | 물 | 50.42 | 10.14 | 1.23 | 0.35 | 0.60 | 0.48 | 0.58 | 0.68 | 3.92 |
| 50%에탄올 | 40.56 | 12.58 | 1.98 | 0.65 | 0.31 | 0.68 | 0.70 | 0.94 | 5.26 | |
| 70%에탄올 | 36.10 | 13.63 | 2.03 | 0.65 | 0.31 | 0.65 | 0.70 | 0.94 | 5.28 | |
| 90%에탄올 | 35.08 | 14.89 | 2.23 | 0.75 | 0.35 | 0.78 | 0.81 | 1.07 | 5.99 | |
| 파핑처리 | 물 | 56.54 | 10.04 | 1.51 | 0.39 | 0.28 | 0.39 | 0.39 | 0.48 | 3.44 |
| 50%에탄올 | 45.84 | 13.30 | 2.30 | 0.53 | 0.34 | 0.45 | 0.45 | 0.56 | 4.63 | |
| 70%에탄올 | 45.14 | 14.52 | 2.60 | 0.64 | 0.36 | 0.48 | 0.48 | 0.59 | 5.15 | |
| 90%에탄욜 | 38.14 | 15.40 | 2.78 | 0.67 | 1.10 | 0.49 | 0.49 | 0.61 | 6.14 |
* 추출온도 : 70∼80℃
추출시간 및 횟수 : 8시간 * 3회
< 시험예 2 > 추출 용매에 의한 원료삼의 무처리와 파핑처리 추출물의 수율변화 비교
추출온도와 시간을 고정하고 물(0% 에탄올)과 에탄올 농도와 수율과 조사포닌과 진세노사이드 별로 조사한 결과는 표 4와 같다.
추출용매인 에탄올의 농도가 높아짐에 따라 무처리 미삼추출물의 함량은 감소하는 경향으로 물추출 추출물의 수율은 50.42%이나 90%의 에탄올추출 추출물은 35.08%로 49.9% 더 많았고 알코올 함량이 70%에서 50%로 낮아짐에 따라 수율은 36.10%에서 40.56%로 약간씩 많아졌다.
파핑처리한 미삼추출물의 함량은 무처리보다 알코올 함량이 낮아짐에 따라 증가폭이 더 컸다. 물추출 추출물의 수율은 56.54%이나 90%의 에탄올추출 추출물은 38.14%로 물추출 추출물의 수율이 48.24%로 무처리보다 증가폭이 매우 컸다(도 1).
이와같이 파핑처리한 추출물의 수율이 높은 것은 파핑을 통해 부피 팽창에 따라 물 또는 전용도의 알코올이 침투가 용이하여 추출물의 수율이 증가되었다고 추정된다.
< 시험예 3 > 부탄올 추출법에 의한 조사포닌의 수율변화 비교
에탄올 농도에 따라 무처리의 경우 조사포닌 함량이 10.14%에서 14.89%의 범위로 90%의 에탄올 구에서 최대를 이루었다. 파핑처리한 경우 조사포닌 함량의 경우 10.04%에서 15.40%의 범위로 무처리 보다 증가폭이 컸으며, 90% 에탄올 구에서 최대를 이루었다. 도 2 에 나타난 바와 같이 무처리보다 파핑처리한 것이 조사포닌이 높은 것은 파핑에 의한 분해 합성 축합 등의 반응에 의해 환원성 당과 질소 화합물이 수용성 고형분 함량에 증가를 가져온 것으로 생각된다.
이러한 용출비의 차이도 에탄올 농도차이에 따른 용매의 극성차이가 전분 펙틴, 섬유소, 단백질 등 다른 여러 가지 유기성분의 용해도를 달라지게 하는데 그 원인이 있는 것으로 생각된다.
< 시험예 4 > 무처리와 파핑처리에 의한 진세노사이드 조성의 변화 비교
무처리한 진세노사이드에 비해 파핑처리한 진세노사이드 Rb2가 작아진 반면 Rg1이 높아졌다. 이것은 가열에 의한 진세노사이드의 변화를 가져온 것으로 홍삼의 진세노사이드와 백삼의 진세노사이드가 다른 것과 일치한다고 볼 수 있다.
무처리의 경우 진세노사이드- Rg1을 기준으로 보면 에탄올 농도의 증가에 따라 계속 증가 되었고, 90%의 에탄올 구에서 현저한 반면 진세노사이드 별로 추출용매에 대한 용해특성의 차이가 있음을 보여준다(도 3).
파핑처리의 경우도 에탄올 증가에 따라 진세노사이드- Rg1이 계속 증가하였으며, 90%의 에탄올 구에서 현저하게 높아졌다.
무처리의 경우 이를 각 분획별 구성비를 보면 추출물에 대한 조사포닌의 용출비는 20.11∼42.44%의 범위로 에탄올 농도구간에 따라 차이가 컸으며 파핑처리의 경우는 17.75∼40.37%로 무처리에 비해 큰 차이를 보였다. 반면 추출물에 대한 순수 사포닌(pure saponin)은 무처리의 경우 3.92∼5.99%로 에탄올 농도가 높을수록 더 크게 나타났다. 파핑처리의 경우도 3.44∼6.14%로 무처리에 비해 순수 사포닌이 약간 큰 차이를 나타냈다.
이러한 용출비의 차이도 에탄올 농도차이에 따른 용매의 극성 차이가 전분 팩틴, 섬유소 단백질 등 다른 여러 가지 구성성분의 용해도를 달라지게 되는데 그 원인이 있는 것으로 생각된다.
조사포닌에 대한 순수사포닌 비는 38.65∼40.22 %의 범위로 추출물에 대한 조사포닌의 용출비보다 에탄올 농도에 의한 증가폭이 적었고, 무처리의 경우는 증가폭이 약간 컸다.
< 시험예 5 > 추출온도에 따른 인삼 성분변화
무처리구와 파핑처리구간의 추출물 수율을 살펴보면 파핑처리구가 무처리구보다 추출수율이 높았는데 60℃에서는 36.58%에서 48.02%로 약 31%증가 하였으며, 추출온도에 따른 변화는 온도가 높을수록 추출수율은 무처리구는 60℃ 36.58%에서 90℃는 52.02%로 파핑처리구는 60℃ 48.02%에서 90℃ 59.97%로 나타나 파핑처리구에서 추출수율이 높게 나타났는데 이와 같은 결과는 파핑처리구가 파핑에 의해 조직이 다공질화되어 추출효율이 높아진 것으로 판단된다.
조사포닌의 수율은 (아래 표 4 및 도 4) 무처리의 경우 9.00∼13.10% 범위로 추출온도 상승에 따라 증가되는 경향이 있음을 확인 할 수 있다.
< 표 4 > 무처리와 파핑처리간의 추출온도에 따른 인삼 성분변화 (단위 : 대건물%)
| 구분 | 추출온도(℃) | 추출물수율(%) | 조사포닌(%) | 진세노사이드(Ginsenoside) (%) | ||||||
| Rg1 | Re | Rd | Rc | Rb2 | Rb1 | 총계 | ||||
| 무처리 | 60 | 36.58 | 9.00 | 1.57 | 0.47 | 0.60 | 0.39 | 0.39 | 0.55 | 3.97 |
| 70 | 37.64 | 10.32 | 1.77 | 0.52 | 0.55 | 0.44 | 0.44 | 0.60 | 4.32 | |
| 80 | 39.04 | 10.95 | 1.98 | 0.55 | 0.49 | 0.49 | 0.52 | 0.73 | 4.76 | |
| 90 | 52.02 | 13.10 | 2.13 | 0.52 | 0.27 | 0.52 | 0.52 | 0.78 | 4.74 | |
| 파핑처리 | 60 | 48.02 | 12.43 | 2.08 | 0.55 | 0.34 | 0.44 | 0.42 | 0.55 | 4.38 |
| 70 | 52.05 | 12.75 | 2.13 | 0.55 | 0.34 | 0.41 | 0.41 | 0.55 | 4.39 | |
| 80 | 53.60 | 12.67 | 2.16 | 0.55 | 0.34 | 0.42 | 0.42 | 0.55 | 4.44 | |
| 90 | 59.97 | 13.66 | 2.26 | 0.57 | 0.34 | 0.44 | 0.47 | 0.57 | 4.65 |
추출조건 : 3회 8시간씩 추출, 추출용매 70%에탄올
추출용매와 시간을 고정하고 무처리와 파핑처리간의 인삼 성분변화는 표 4와 같다.
파핑처리의 경우에도 조사포닌의 수율은 추출온도의 상승에 따라 12.43∼ 13.66% 일반적으로 무처리보다 높게 나타냈다.
추출온도 60℃ 이상에서는 온도에 의한 성분변화의 영향은 적으나 무처리에 비해 파핑처리한 것에서 조사포닌이 높은 것은 파핑처리로 유발되는 체적의 증가와 대부분의 조직이 액체에서 고체로 수분이 이탈될 때 조직의 다응질화에 따른 증가현상으로 생각된다.
무처리에서 추출온도는 조사포닌과 진세노사이드별 함량유지에 대한 영향인자로 작용함을 알 수 있다.(도 4, 도 5)
순수사포닌(Ginsenoside)과 조사포닌(crude saponin)의 비(PS/CS)을 보면 추출온도 상승에 따라 무처리의 경우 0.43%∼0.46%로 작아지나 파핑처리의 경우 그 비(PS/CS)를 보면 0.28%∼0.45%로 약간 폭이 큰 것을 보면 조사포닌은 파핑처리의 경우 분해, 합성, 축합등의 반응에 의한 환원성당과 질소화합물이 수용성 고형분 함량에 증가를 가져온 것으로 추정하나 순수사포닌은 열에 의해 일부파괴 및 분해가 유발되었음을 알 수 있다.(도 5)
온도 상승에 따라 이들 순수사포닌에 대한 화학적 구조를 고려할 때 상호전환이 용이하다고 할 수는 없으나 파핑처리의 경우 무처리에 비해 진세노사이드 Rb1은 적으나 진세노사이드 Rg1이 높아 홍삼의 진세노사이드와 유사한 구조를 발견할수 있었다.
< 시험예 6 > 추출온도에 따른 색도변화
색도의 변화를 조사한 결과는 표 5에 나타난 바와 같이 추출온도에 따른 변화를 보면 440㎚에서는 파핑처리구가 무처리구보다 약 60℃에서는 0.72에서 2.49로 약 3.5배 정도 증가하였으며, 90℃ 추출에서는 1.02에서 2.92로 약 2.8배 정도 증가하였으며, 520㎚에서도 60℃ 추출에서 0.58에서 1.51로 90℃에서는 0.81에서 1.86으로 2배 이상 증가하였다. 증가의 비율이 90℃에서 60℃보다 낮은 것은 갈변의 속도가 무처리구가 처리구보다 높기 때문인 것으로 생각된다. 즉 파핑처리구에서는 갈변이 이미 일어났기 때문에 추출온도에 따른 색도의 증가가 무처리구에 높게 나타나고 파핑처리구와의 차이가 점점 줄어드는 것으로 보여진다. 색상의 변화를 조사하기 위하여 색상계를 이용하여 조사한 결과 무처리구와 처리구와의 비교에서 L값 즉 명도는 파핑처리구에서 낮아지며, a값은 증가 즉 적색이 증가되는 것으로 나타났으며, b값 즉 황색이 증가되는 것으로 나타났으며, △E값 또한 41.90에서 84.17로 색상이 매우 진하게 되었음을 알 수 있었다. 처리구와 무처리구에서 추출온도에 따른 색상의 변화는 추출온도가 높을수록 L, a, b, △E 값이 증가되는 것으로 나타났다. 즉 갈변이 많이 일어나는 것으로 나타났다.
< 표 5 > 무처리와 파핑처리 삼의 추출 온도에 따른 색도 변화
| 구분 | 추출온도(℃) | 440nm | 520nm | Hunter color value | |||
| L | a | b | ΔE | ||||
| 무처리 | 60℃ | 0.72 | 0.58 | 63.80 | -0.26 | +20.93 | 41.90 |
| 70℃ | 0.83 | 0.50 | 65.21 | -0.52 | +21.11 | 40.78 | |
| 80℃ | 1.08 | 0.83 | 53.36 | +1.51 | +21.64 | 51.53 | |
| 90℃ | 1.02 | 0.81 | 54.35 | +2.21 | +25.84 | 52.59 | |
| 파핑처리 | 60℃ | 2.49 | 1.51 | 35.82 | +20.02 | +54.27 | 84.17 |
| 70℃ | 2.85 | 1.64 | 26.14 | +21.06 | +42.76 | 85.47 | |
| 80℃ | 3.04 | 1.84 | 20.74 | +20.41 | +34.54 | 86.58 | |
| 90℃ | 2.92 | 1.86 | 21.45 | +17.58 | +34.84 | 86.03 |
추출온도 : 70∼80℃
추출시간 및 횟수 : 8시간 * 3회
< 시험예 7 > 추출 용매별 색도 변화
원료 백미삼의 무처리구와 파핑처리구간의 추출용매에 따른 색상변화를 조사한 결과는 표 6과 같다.
< 표 6 > 미삼의 무처리와 파핑처리구의 추출 용매별 색도 변화
| 구분 | 추출용매 | 440nm | 520nm | Hunter color value | |||
| L | a | b | ΔE | ||||
| 무처리 | 물 | 1.46 | 1.21 | 76.33 | 0.08 | 24.61 | 34.22 |
| 50% 에탄올 | 1.37 | 1.05 | 48.24 | 2.01 | 24.41 | 24.53 | |
| 70% 에탄올 | 1.35 | 1.10 | 50.65 | 2.07 | 24.19 | 54.66 | |
| 90% 에탄올 | 1.37 | 1.17 | 54.35 | 2.21 | 25.84 | 52.59 | |
| 파핑처리 | 물 | 2.16 | 1.22 | 42.71 | 26.31 | 64.43 | 90.21 |
| 50% 에탄올 | 3.28 | 2.05 | 19.63 | 20.16 | 32.71 | 89.17 | |
| 70% 에탄올 | 2.54 | 1.42 | 31.09 | 21.97 | 49.53 | 87.14 | |
| 90% 에탄올 | 1.74 | 0.82 | 44.32 | 17.49 | 61.19 | 84.63 |
추출온도 : 70∼80℃
추출시간 및 횟수 : 8시간 * 3회
표 6에 나타난 바와 같이 물추출에서 무처리구와 파핑처리구간의 흡광도는440㎚에서는 1.46에서 2.17로 증가하였으며, 520㎚에서는 큰 차이가 없었다.
L값은 알코올 농도가 높을수록 무처리구는 76.33에서 42.71로 90% 알코올에서는 54.35에서 44.32로 각각 낮아져 명도가 낮아지는 것을 알 수 있었으며, 추출용매에 따른 변화는 알코올 농도가 높아질수록 무처리구와 파핑처리구에서 48.24와 19.63에서 54.35와 44.32로 명도가 낮아지는 것으로 나타났다.
a값은 무처리구에 비해 파핑처리구가 물추출에서 0.08에서 26.31로 매우 높아짐을 알 수 있었으며, 추출용매에 따라서는 알코올 농도에 따라서는 변화가 크게 나타나지 않았다.
b값은 물추출과 알코올추출간에 무처리구에서 큰 변화는 나타나지 않으나, 파핑처리구에서는 물추출에 비해 50% 알코올 추출에서 b값 즉 64.43에서 32.71로 낮아지나 알코올 농도가 증가할수록 증가하는 것을 알 수 있었다.
ΔE 는 무처리구에서 알코올 농도가 증가할수록 증가하였으며, 파핑처리구는 알코올 농도가 높아질수록 낮아지는 경향이 있었다.
이와 같은 파핑처리구에서 처리과정 중 갈변이 많이 일어나는 것을 알 수 있었다.
< 시험예 8 > 관능평가 시험
본 발명의 파핑처리에 의한 인삼의 추출물을 15중량%, 식초에 6중량%의 키토산을 용해시킨 키토산액 1.7∼2.2중량%, 봉밀 2.8∼3.0 중량%, L-라이신 염산염0.0006∼0.001 중량%, 비타민B10.0018∼0.002 중량%, 비타민B20.008∼0.01 중량%, 니코틴산 아미드 0.008∼0.01 중량%, 과당 15∼18 중량%, 비타민B20.003∼0.004 중량%, 정제수 55∼80 중량%로 함유시켜 제조한 건강음료를 가지고 미각이 잘 발달된 25세에서 40세의 남녀 각각 10명(계 20명)을 대상으로 하여 종합적인 맛을 측정하여 표 7에 그 결과를 나타냈다. 다만 인삼의 추출물의 함량은 음료나 식품의 성질에 따라 가변적이며 특정한 범위로 한정되지는 아니한다. 또한 본 발명의 파핑처리에 의한 인삼은 공지의 방법에 의하여 추출물을 농축액과 농축액분말의 형태로도 이용할 수 있다.
< 표 7 > 관능검사 결과
| 구분 | S | A | B | C | D |
| 대상 | 13 | 5 | 2 | 0 | 0 |
* S:아주 좋음, A:좋음, B:보통, C:나쁨, D:아주 나쁨
상기의 결과에서 본 발명의 파핑처리에 의한 인삼에 대하여 관능검사요원의 절대 다수가 이미, 이취가 없으며 구수한 맛이 개선되었다는 긍정적인 반응을 나타냈다.
본 발명에 의하면 인삼추출물의 수율과 조사포닌의 수율이 무처리구에 비하여 증가되어 있음을 확인할 수 있다. 특히 진세노사이드 성분 중 가장 생리적 활성이 우수한 진세노사이드 Rg1의 함량은 약 18%의 증가를 보이고 있다. 또한 본 발명의 파핑처리된 인삼은 약리활성성분을 그대로 보유하면서도 특유의 이취인 흙향은 거의 제거되고 구수한 맛을 지니고 있어 풍미에 있어서도 뛰어남을 확인할 수 있다. 또한 색상의 변화에 있어서도 본 발명의 파핑처리된 인삼은 무처리구에 비해 L값은 낮아 졌으나, a값과 b값 및 ΔE값은 모두 증가하여 갈색도와 적색도 및 total ΔE가 증가하는 효과를 지니고 있다.
따라서 본 발명은 인삼에 대한 국내외 수요자의 인삼에 대한 기호를 충족시켜 수요창출의 효과를 기대할 수 있으며 이에 의한 인삼재배농가 및 국가경제에도 크게 이바지할 수 있으리라 기대한다.
Claims (5)
- 원료인삼을 최대압력 15kg/cm2, 온도 120∼150℃의 조건으로 파핑하는 단계와, 상기 과정을 거쳐 파핑처리된 인삼으로부터 물 또는 알콜을 추출용매로 하여 추출온도 60∼90℃로 인삼의 유효성분을 추출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 인삼의 유효성분 추출방법.
- 제 1항의 파핑처리로 가공한 인삼의 추출물을 유효성분으로 하는 건강식품.
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| KR20010010397A (ko) | 2001-02-05 |
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