KR100337740B1 - 섬오갈피 건강음료 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬오갈피를 주성분으로 하는 섬오갈피 건강음료의 제조방법 및 그로부터 제조된 섬오갈피 건강음료에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 추출공정을 개선시키고, 천연감미제를 사용하여 생산적으로 약효성 뿐만 아니라 기호성이 있는 섬오갈피 건강음료의 제조방법 및 그로부터 제조된 섬오갈피 건강음료에 관한 것이다.

이와 같이 제조된 섬오갈피 건강음료는 섬오갈피의 약효성을 그대로 유지하면서 맛과 향미가 개선되어 기호성이 뛰어나다.

Description

섬오갈피 건강음료 및 그의 제조방법{Health beverage made from Acanthopanax koreanum Nakai and method for preparation thereof}

본 발명은 섬오갈피를 주성분으로 하는 섬오갈피 건강음료의 제조방법 및 그로부터 제조된 섬오갈피 건강음료에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 추출공정을 개선시키고, 천연 감미제를 사용하여 생산적으로 약효성 뿐만 아니라 기호성이 있는 섬오갈피 건강음료를 제조하는 방법 및 그로부터 제조된 섬오갈피 건강음료에 관한 것이다.

기존의 한방 또는 민간에서 오갈피는 주로 줄기껍질 또는 뿌리껍질을 절취하여 다려서 마시는 차(茶) 형태 또는 술에 우려내어 음용해 온 생약재이다.

특히, 두릅나무과에 속하는 섬오갈피는 제주도 전역에 분포하는 한국특산식물이며, 외형적 특징은 가지가 많고 줄기에 기부가 넓고 강한 갈고리 모양의 가시가 달려 있으며 잎은 두껍고 빛깔이 있다. 꽃은 7∼8월에 피고, 열매는 10월에 익으며 열매의 크기는 7㎜ 내외로 흑색을 띄며, 바닷가에서 해발 1400m에 이르는 계곡이나 숲속에 자라는 제주자생식물로 1924년 Journal of the Arnold Arboretum 제5권에Acanthopanax koreanum Nakai로 처음 기재되었다.

또한, 다른 품종에 비해 재배 적지폭이 넓고 속성수로서 경제적 수확기간이 짧고 재배관리가 쉽다는 장점과 실생 또는 삽목 번식이 가능하여 단기간 내에 대량생산할 수 있어 새로운 소득작물로 개발하기에 알맞은 자원식물이다.

그리고 섬오갈피로부터 다양한 생리활성을 지니는 여러 가지 물질이 분리되었고, 특히 분리된 물질 중 아칸토산((-)피마라-9(11), 15-디엔-19-오산) 성분은 현재까지 섬오갈피 뿌리에서만 대량으로 분리되며 여러 가지 약리작용이 알려져 있는데, 생쥐에 투여시 최소 치사량(MLD)이 1000mg/100g 이상으로 독성이 매우 약하며 항염 활성 및 면역체계의 항상성 유지 등에 뛰어난 약리작용이 있어 패혈증, 관절염, 염증, 류마티스 관절염, 간경변, 규폐증 등의 치료 및 예방에 효과가 높은 것으로 보고되어 있다.

예로부터 중국과 우리나라에서 오갈피는 오래 마셔도 독이 없고 몸을 가볍게 하며 늙음을 견디게 한다는 전승적 효능이 있고, 민간 또는 한방에서 술로 우려내거나 다려서 음용하고 있으며, 신농본초경(新農本草經)과 본초강목(本草綱目), 동의보감 등에 강장, 강정, 중풍, 신경통, 요통, 진통소염, 당뇨병, 고혈압 등에 이용된다고 하였다.

또한, Brekhman(1974년) 등에 의해서 리그난 배당체인 엘레데로사이드(eleutheroside) 성분이 항피로 작용과 항스트레스 작용을 갖고 있음이 밝혀지면서 오갈피에 대한 약리학적 연구를 자극하는 계기가 되었으며, 스트레스에 대한 비특이적 저항성을 증진시키는 범적응적 기능성 활성에 기여하는 주된 성분은 엘레데로사이드 B와 E라고 하였다. 따라서 오갈피의 주요 성분은 분포지역 및 식물 종간에 따라 다소의 차이는 있지만, 엘레데로사이드, 리그난 배당체, 면역성 다당류, 사포닌, 플라보노이드, 클로로젠산, 세사민, 터페노이드, 사비닌, 쿠마린 유도체 등이며 항피로-항스트레스, 항염증 작용, 간기능 보전과 해독작용, 면역기능 및 생체 저항력 강화, 기초대사 작용, 항암작용 근육강화 등 생체기관의 전반적인 기능을 항진시키는 범적응적 생리활성이 알려져 있다.

그러나, 이러한 오갈피 또는 섬오갈피는 쓴맛이 강하고 기호성이 떨어져 약효성(건강성)은 높지만 대부분 장년층에 편중되어 누구나 즐겨 마실 수 있는 건강음료로 이용할 수 없는 결점이 있다.

또한, 건강음료는 현대에 와서 대중이 선호하는 대표적인 음료로서 천연원료를 사용하여 건강음료를 제조하려는 시도가 있어왔다. 그러나, 섬오갈피를 이용하여 기호성 향상과 기능성을 높인 음료의 제조방법은 거의 없었다.

또한, 종래 일부에서 제조되고 있는 오갈피를 이용한 제품이 있지만, 기호성이 떨어지고, 또한 일반적인 추출 및 농축방법으로는 섬오갈피만 지니는 기능성을 높일 수 없다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 단점을 해결하기 위하여, 즉 섬오갈피 고유의 약효성을 간직하면서 동시에 부원료의 배합에 의해 기호성을 향상시킬 수 있고, 또한 추출공정을 개선시켜 생산적으로 섬오갈피 건강음료를 제조하는 방법을제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 약효성과 기호성을 동시에 갖는 섬오갈피 건강음료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 섬오갈피 건강음료를 제조하는 방법을 나타낸 공정도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 공정으로 이루어진 섬오갈피 건강음료의 제조방법을 제공한다.

- 섬오갈피를 건조 및 분쇄하는 제 1공정,

- 상기 전처리된 섬오갈피를 30 내지 80% 에틸알콜로 1차 추출하고, 1차추출한 섬오갈피 잔류물에 천연감미제인 감초 또는 스테비아를 첨가하여 정제수로 2차 추출하는 제 2공정,

- 1차 추출액을 여과하고, 여과한 청징물을 가용성 고형물 함량이 10 내지 30% 되도록 농축하는 제 3공정, 및

- 2차 추출액을 여과하여 청징물을 얻고, 1차 추출공정의 농축액과 2차 추출공정의 청징물을 혼합하고, 가용성 고형물이 0.1 내지 0.5%되도록 정제수를 첨가한 후, 섬오갈피 추출액 80 내지 90중량%, 천연 산미제 1 내지 5중량%, 감미제 5 내지 15중량% 및 향미제를 미량 배합하고, 배합액을 여과하는 제 4공정.

본 발명은 또한 상기와 같은 제조방법으로 얻어진 섬오갈피 건강음료를 제공한다.

이하, 본 발명을 제조공정별로 더욱 상세히 설명한다.

○ 제 1공정 : 원료전처리 공정

섬오갈피는 부패, 이취가 없이 잘 건조하고 협잡물, 이물질 제거 등 선별 및 정선한 다음 세절 또는 분쇄하여 가급적 단시간에 강한 수압으로 분무 세척한 원료를 사용한다. 이때 섬오갈피는 줄기와 뿌리를 동등한 비율로 사용하는 것이 바람직하다.

○ 제 2공정 : 1차 에틸알콜 및 2차 물 추출공정

상기 분무 세척 등 전처리한 섬오갈피에 30∼80% 에틸알콜을 원료중량에 대해 3∼7배량 가하여 향기 손실 방지 및 에틸알콜 농도를 일정하게 유지시키기 위하여 환류 냉각기를 부착한 밀폐된 추출용기에서 60∼95℃ 온도 범위에서 1∼5시간 동안 1차 추출하여, 아칸토산, 사포닌, 엘레데로사이드 등 섬오갈피의 에틸알콜 가용성분을 용출시킨다.

그리고 제조공정상 1·2차 혼합용매 추출방법을 채택함으로서 단일용매인 물만 사용한 추출보다 섬오갈피 유용성분의 용출과 추출수율을 높일 수 있고 추출시간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

1차 추출한 섬오갈피 잔류물과 기호성을 높이기 위해 정선 및 세절 또는 분쇄한 감초 또는 스테비아를 추출용기에 넣은 후, 추출하려는 원료중량에 대해 정제수 15∼30배량을 가하여 80∼100℃ 온도 범위에서 2∼7시간 동안 2차 추출하여 물에 가용성 물질을 용출시킨다.

이때 천연 감미제로 첨가되는 감초 또는 스테비아는 쓴 맛을 마스킹하는데 효과적이며, 이 효과를 얻기 위해 사용가능한 양은 섬오갈피를 기준으로 전체 원료중량에 대해 3∼7%가 바람직하다.

또한, 2차 물로 추출한 수용성 추출액을 농축하는 것은 에틸알콜 추출액 보다 농축시간이 많이 소요되며, 향 손실이 크기 때문에 통상의 엑기스(extract)로 농축한 후 정제수를 가하여 음료를 배합하는 제조방법을 사용하지 않고 2차 물 추출공정의 추출액을 여과한 다음 청징물의 가용성 고형물 농도를 조절하여 음료를 제조하는 방법을 채택하여 생산적이고 연속적인 작업이 이루어지도록 하였다.

○ 제 3공정 : 농축공정

상기 2차 추출과 병행하여 30∼80% 에틸알콜 1차 추출액을 1∼10㎛ 여과막을 통과시켜 여과한 다음 청징물을 원심식 진공농축기로 40∼60℃ 온도를 유지하면서 음료제조에 적합하도록 공존하는 에틸알콜을 제거하기 위하여 가용성 고형물 함량이 10∼30%되게 농축한다.

그리고 1차 에틸알콜 추출을 먼저 수행함으로서 2차 물 추출과 병행하여 농축작업을 효율적으로 실시할 수 있고, 알콜 추출액이므로 농축하는데 소요되는 시간을 단축할 수 있어 생산성(작업능률)을 높일 수 있다.

○ 제 4공정 : 여과 및 배합공정

상기 2차 추출공정에서 얻은 추출액은 농축하지 않고 1∼5㎛ 여과막을 통과시켜 청징물을 얻는다. 교반기가 설치된 배합용기에 1차 추출공정의 농축액과 2차 추출공정의 청징물을 혼합한 다음 가용성 고형물 함량이 0.1∼0.5%되도록 정제수를 첨가하면서 교반시킨다. 가용성 고형물 함량을 조절한 다음 섬오갈피 추출액 80∼90중량%를 주성분으로 하여 천연 산미제 1∼5중량%, 감미제 5∼15중량%, 및 향미제를 미량 첨가하여 배합물이 완전히 용해될 때까지 교반하면서 섬오갈피 건강음료 배합을 완료한다.

이때 청량감 등 기호성을 향상시키기 위한 천연 산미제에는 감귤 농축액(60Brix)과 더불어 오갈피 열매농축액, 오미자농축액, 매실농축액, 사과농축액, 배농축액 등을 단독 또는 혼용하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한 감미제인 당류에는 벌꿀, 과당, 올리고당, 솔비톨, 니코틴아미드 등을 단독 또는 혼용하여 사용함으로서 기호성을 높일 수 있다. 또한, 향미제로는 솔향, 레몬향, 포도향, 배향 등을 단독 또는 혼용하여 사용한다.

배합이 끝난 배합물을 0.45∼1㎛ 여과막으로 정밀여과한 다음 살균하여 섬오갈피 건강음료를 제조한다.

이상과 같은 공정으로 제조된 건강음료에 함유되는 천연감미제인 감초 및 스테비아의 주요성분 및 특성은 다음과 같다. 이들은 섬오갈피의 쓴맛을 마스킹하는데 효과적이다.

- 감 초 : 콩과에 속한 다년생 초본인 감초의 근경이다. 주요 약효성분은 트리테르펜계 사포닌인 글리시린진(glycyrrhizin)으로 비당질, 고감미의 저칼로리 감미물질이다.

- 스테비아 : 국화과에 속하는 감미자원 식물이며 오래전부터 달여먹는 차의 감미료로 사용하여 왔다. 주요 감미를 나타내는 성분은 스테비오사이드(stevioside)로 감초의 감초의 글리시린지놀과 유사한 배당체이다.

또한, 천연산미제인 감귤은 기호성에 깊게 관여하는 당과 유기산이며, 주요 성분은 구연산, 비타민 C, 바이오플라보노이드, 카로테노이드, 리모노이드, 식이섬유 등으로 체액의 pH와 미각조절, 항산화작용, 감기예방, 동맥경화 및 고지혈증 예방, 항암효과, 변비예방, 심장병 예방, 혈액순환 촉진 등 기능성 활성 효과가 있다.

본 발명은 상기 공정에서와 같이 섬오갈피를 1차 추출용매로 에틸알콜, 2차 추출용매로 물을 사용하여 추출하여 약효가 높은 에틸알콜 용해성분과 수용성 물질을 추출할 수 있고, 추출수율을 많게 하고 생산적인 제조를 가능하게 하였으며, 부원료의 종류 및 첨가량을 각각 다르게 조절하여 섬오갈피 고유의 맛과 향미를 지니며 기능성이 높고 누구나 마실 수 있는 기호성이 좋은 섬오갈피 건강음료를 제조할 수 있다.

본 발명의 추출공정은 다음과 같은 실험을 통해 그 이점이 확인될 수 있다.

○ 실험예 1

건조 및 정선한 섬오갈피를 1cm 이하로 절단하여 추출용매로 물 및 에틸알콜 농도를 달리하여 환류냉각기를 부착한 추출용기에서 80∼100℃를 유지하면서 3시간 동안 추출한 추출액에 대해 최종 0.45㎛ 멤브레인 필터로 여과한 것을 분석시료로 사용하였다. 고속액체크로마토그래피(HPLC)로 섬오갈피의 유용성분들 가운데 대표적인 기능성 활성을 나타내는 물질인 엘레데로사이드 B와 E, 그리고 아칸토산 성분을 정량분석한 결과는 표 1에 나타내었다.

표 1. 섬오갈피의 추출용매에 따른 유용성분 함량(mg/100g)

유 용 성 분	물 추출	에틸알콜40% 추출	에틸알콜70% 추출	에틸알콜 70%＋ 물 추출
엘레데로사이드	B	36.7	37.8	35.6	41.7
	E	45.3	61.5	68.3	75.4
아칸토산	11.8	217.2	251.7	254.6

표 1과 같이 엘레데로사이드 B 성분은 추출용매에 대한 영향이 적었으나, 엘레데로사이드 E는 에틸알콜 농도가 높을수록 많이 추출되는 경향으로 에틸알콜 70%에서 추출하는 것이 효과적임을 알 수 있다. 또한, 섬오갈피에만 다량함유하는 아칸토산은 물로 추출할 경우 거의 추출되지 않음을 알 수 있고, 에틸알콜 농도에 따라 추출되는 함량 차이가 커서 섬오갈피 음료의 기능성을 높이기 위해서는 추출용매로 에틸알콜을 사용해야 하고 에틸알콜 농도를 높이는 것이 효과적임을 알 수 있다.

그리고 물 또는 에틸알콜 추출은 각각 단독으로 하는 것보다 에틸알콜 70%로 1회 추출 후 잔류물을 물로 추출하는 에틸알콜과 물을 병행하여 2회 추출방법이 유용성분 함량을 높이는데 효과적이다.

따라서 섬오갈피 건강음료의 건강성을 높이기 위하여 1차추출 용매로 30∼80% 에틸알콜, 2차추출 용매로 물을 사용하는 병행 추출방법을 이용한다.

○ 실험예 2

건조 및 정선한 섬오갈피를 1cm 이하로 절단하여 시료중량의 5∼10배 되는 물 및 에틸알콜 농도를 달리한 추출용매를 가하여 환류냉각기를 부착한 추출용기에서 80∼100℃를 유지하면서 3시간 동안 추출한 다음 여과한 추출액을 45℃를 유지하는 원심식 진공농축기에서 가용성 고형물 함량을 조절하면서 추출물 수율과 농축시간에 대한 결과를 표 2에 나타내었다.

표 2. 섬오갈피의 추출방법에 따른 추출물 수율 및 농축시간

구 분	물 추출	에틸알콜40% 추출	에틸알콜70% 추출	에틸알콜 70%＋ 물 추출
수 율(g)	113	103	86	128
농축시간(분)	67	36	28	-

※ 추출물 수율 : 시료 1㎏에 대한 가용성 고형물 50% 농축액의 중량

농축시간 : 시료 추출액 500㎖를 45℃에서 가용성 고형물 30%로

원심식 진공농축하는데 소요되는 시간

표 2와 같이 추출물 수율은 물로 추출하는 경우가 에틸알콜 추출보다 많았고, 에틸알콜 농도에 비례하여 추출량이 크게 감소하는 경향으로 추출물 수율을 많게 하여 원료의 이용율을 높이기 위하여 에틸알콜과 물을 병행하여 추출하는 것이 효과적임을 보여주고 있다.

또한, 추출용매에 따른 농축시간에서 에틸알콜 추출액과 물 추출액이 농축하는데 소요되는 시간에 큰 차이를 보였으며, 에틸알콜 농도가 높을수록 농축시간이 적게 소요됨을 알 수 있다. 따라서 농축시간 단축, 농축온도에 영향을 받는 향미 물질의 손실 방지, 병행 추출 및 농축 작업 등 효율적이고 생산적인 추출방법에 따른 섬오갈피 음료의 제조방법은 1차추출은 30∼80% 에틸알콜로 추출하여 추출액에 대해 농축작업을 실시하면서 병행하여 2차추출로 물을 사용하여 추출한 추출액은 농축을 하지 않고 제조하는 방법이다.

이하, 실시예는 본 발명의 요지를 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다

○ 실시예

섬오갈피 500g을 정선하여 1㎝ 크기 이하로 절단한 다음 빠른 시간내에 강한 수압으로 분무 세척한 후 환류냉각기를 부착한 추출용기에 넣고 60% 에틸알콜 2.5ℓ를 가하여 90℃를 유지하면서 3시간 동안 1차추출하여 사포닌, 아칸토산, 엘레데로사이드 등 에틸알콜에 용출되는 유용성분을 함유하는 추출액과 잔류물을 분리하였다. 1차추출한 에틸알콜 추출액을 5㎛ 여과막을 통과시켜 여과한 청징물을 원심식 진공농축기로 45℃를 유지하도록 하여 향미성분을 보유하면서 공존하는 에틸알콜을 제거하기 위하여 가용성 고형물 함량이 15%정도 되게 농축하였다. 상기 농축공정과 병행하여 1차추출한 잔류물이 들어있는 추출용기에 1㎝ 크기 이하로 세절한 감초 25g과 정제수 10ℓ를 가하여 95℃ 내외에서 3시간 추출하여 물에 가용성분을 2차로 추출한 다음, 추출액을 3㎛ 여과막을 통과시켜 청징물을 얻었다.

교반기가 설치된 배합용기에 1차 추출공정의 농축액과 2차 추출공정의 청징물을 혼합한 다음 교반하면서 정제수를 가하여 가용성 고형물 함량이 0.25%되도록 조절하였다. 가용성 고형물 0.25%를 주성분으로 하는 섬오갈피 건강음료는 표 3과 같은 배합비율로 배합을 끝낸 후 1㎛ 여과막을 통과시켜 정밀여과하였고 최종 살균하여 제조하였다.

표 3. 섬오갈피 건강음료의 배합비율

재 료	배합비(중량%)
추출물(가용성고형물 0.25%)감귤농축액(60 Brix)벌꿀액상과당니코틴아미드솔향레몬향	87.302.874.305.500.0200.0040.006

○ 비교예 1

실시예 1에서 1차추출한 잔류물에 대하여 2차로 물 추출을 하는 공정중 쓴 맛을 마스킹하는데 효과적인 천연감미제인 감초를 첨가하지 않고 2차 추출하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

○ 비교예 2

실시예 1에서 섬오갈피 건강음료의 배합공정 중 기호성 향상을 위하여 첨가하는 천연 산미제인 감귤농축액을 배합하지 않고 5% 구연산 용액을 2.87% 혼합하는 것 이외는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

○ 섬오갈피 건강음료의 관능검사 실시

실시예 1 및 비교예 1, 2로 제조한 섬오갈피 음료의 기호성을 평가하기 위하여 관능검사자 50명을 선정하여 관능적 품질특성인 맛, 향, 색 및 종합 기호도에 대하여 대단히 싫다(1점), 보통이다(3점), 대단히 좋다(5점) 등 5단계 평점법으로 관능평점을 하여 평균값으로 나타내었다.

표 4. 섬오갈피 건강음료의 관능검사

구 분	맛	향	색	종합기호도
실시예 1	4.4	4.3	4.2	4.3
비교예 1	3.6	3.9	3.9	3.8
비교예 2	3.8	3.9	3.8	3.9

표 4.의 관능검사 결과와 같이 섬오갈피로 건강음료를 제조하는데 기호성이 떨어지는 결점을 감귤농축액 등 천연 산미제와 쓴 맛을 마스킹하는 효과 및 감미도를 높일 수 있는 천연 감미제로 감초 또는 스테비아를 사용함으로서 섬오갈피 고유의 맛과 향미, 그리고 건강성을 유지하며 기호성이 뛰어난 섬오갈피 건강음료 제조가 가능하였다.

이와 같이 섬오갈피를 약효성과 기호성을 동시에 지닌 건강음료로서 제조함으로써 누구나 음용할 수 있고, 또한, 본 발명에 따른 추출공정은 섬오갈피의 기능성을 높이고, 원료의 이용율을 높일 수 있으며, 농축시간을 단축할 수 있어 생산성이 높은 건강음료를 제조할 수 있다.

Claims (5)

1. - 섬오갈피를 건조 및 분쇄하는 제 1공정,

   - 상기 전처리된 섬오갈피를 30 내지 80% 에틸알콜로 1차 추출하고, 1차추출한 섬오갈피 잔류물에 천연감미제인 감초 또는 스테비아를 첨가하여 정제수로 2차 추출하는 제 2공정

   - 1차 추출액을 여과하고, 여과한 청징물을 가용성 고형물 함량이 10 내지 30% 되도록 농축하는 제 3공정, 및

   - 2차 추출액을 여과하여 청징물을 얻고, 1차 추출공정의 농축액과 2차 추출공정의 청징물을 혼합하고, 가용성 고형물이 0.1 내지 0.5%되도록 정제수를 첨가하여 조정한 후, 섬오갈피 추출액 80 내지 90중량%, 천연 산미제 1 내지 5중량%, 감미제 5 내지 15중량% 및 향미제를 미량 배합하고, 배합액을 여과하는 제 4공정으로 이루어진 섬오갈피 건강음료의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 1차 추출은 30∼80% 에틸알콜을 원료중량에 대해 3∼7배량 가하여 60∼95℃ 온도 범위에서 1∼5시간 동안 추출하고, 상기 2차 추출은 정제수를 추출하려는 원료중량에 대해 15∼30배량을 가하여 80∼100℃ 온도 범위에서 2∼7시간 동안 추출하는 것인 섬오갈피 건강음료의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 천연 산미제로는 감귤 농축액, 오갈피 열매농축액, 오미자농축액, 매실농축액, 사과농축액 및 배농축액중에서 선택된 1종 이상을 혼합하여 사용하는 것인 섬오갈피 건강음료의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 감초 또는 스테비아는 섬오갈피를 기준으로 전체 원료중량에 대해 3 내지 7%의 범위 내에서 사용되는 것인 섬오갈피 건강음료의 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 따른 제조방법으로 제조된 섬오갈피 건강음료.