KR100522445B1

KR100522445B1 - 기능성 및 관능성이 우수한 인삼발효액의 제조방법

Info

Publication number: KR100522445B1
Application number: KR10-2003-0041630A
Authority: KR
Inventors: 오인교; 강원구; 강태구; 허재환
Original assignee: 강태구
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-10-18
Also published as: KR20030061756A

Abstract

본 발명은 기능성 및 관능성이 우수한 인삼발효액의 제조방법에 관한 것으로, 원료인 인삼을 퍼핑처리하는 단계; 퍼핑처리한 인삼을 아스퍼질러스 속균을 이용하여 1차 발효시키는 단계; 상기 1차 발효물로부터 고형분을 제거하고 얻은 여과물을 전분분해효소 및 단백질분해효소를 포함하는 효소제재로 2차 발효시키는 단계; 상기 2차 발효물로부터 발효잔사를 제거하는 단계를 포함한다. 상기 구성에 의하면 인삼의 가공 후에도 흙 냄새 등의 이미, 이취가 전혀 없고, 퍼핑처리 및 발효과정을 통해 유효성분의 함량을 증가시킴은 물론, 관능성이 증진된 인삼발효액을 제조할 수 있다.

Description

기능성 및 관능성이 우수한 인삼발효액의 제조방법{Preparation Method of Ginseng Extracts with High Functionality and Flavor}

본 발명은 인삼을 원료로 하는 가공식품의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인삼의 가공 후에도 흙 냄새 등의 이미, 이취가 전혀 없고, 퍼핑처리 및 발효과정을 통해 유효성분의 함량을 증가시킴은 물론, 관능성이 증진된 인삼발효액의 제조방법에 관한 것이다.

파녹스 진생 씨. 에이. 메이어(Panax ginseng C.A. Meyer) 라는 학명의 고려인삼은 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 없다.

본 발명은 상기한 종래기술이 지니는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 인삼의 가공 후에도 흙 냄새 등의 이미, 이취가 전혀 없고, 퍼핑처리 및 발효과정을 통해 유효성분의 함량을 증가시킴은 물론, 관능성이 증진된 인삼발효액의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

원료인 인삼을 퍼핑처리하는 단계; 퍼핑처리한 인삼을 아스퍼질러스 속균을 이용하여 1차 발효시키는 단계; 상기 1차 발효물로부터 고형분을 제거하고 얻은 여과물을 전분분해효소 및 단백질분해효소를 포함하는 효소제재로 2차 발효시키는 단계; 상기 2차 발효물로부터 발효잔사를 제거하는 단계를 포함하는 인삼발효액의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

원료삼은 퍼핑(Puffing)과정을 수행함에 적합한 상태로 전처리된 인삼으로서 특별한 종류로의 한정을 요하지는 않는다. 따라서, 현재 시판되고 있는 백삼, 수삼, 홍삼, 태극삼 등의 어떠한 것도 소정의 전처리를 거치거나 거치지 않은 상태에서 본 발명의 실시에 이용될 수 있다.

상기 전처리과정으로는 먼저, 원료삼을 크기별로 선별하여 이물질을 제거한 후 1∼12cm의 크기로 절각하는 과정을 거친 다음, 바람직하게는 수분함량이 10∼35％ 함유하도록 원료삼을 건조하는 것이 좋다. 만일, 수삼을 사용하는 경우 수분함량이 10％미만으로 떨어지는 경우나 오히려 수분함량이 과다하여 35％를 초과하는 경우에는, 퍼핑처리를 해도 팽화가 적절하게 이루어지지 못하는 경우가 있다. 이 경우 수분함량이 부족한 경우 스프레이 등으로 가수시키거나, 초과하는 경우 열풍 등으로 건조하는 과정을 통해 조절하는 것이 좋다.

원료삼을 퍼핑하는 과정은 부피를 팽창시킴으로써 용매의 침투를 용이하게 하고, 수용성 분해물을 증가시킴으로써 조사포닌의 함량을 증가시킨다. 또한, 전분, 셀룰로오즈 등의 고분자 중합체의 용출을 도와 고형분의 함량을 증가시키고, 구수한 맛을 부여한다.

이러한 퍼핑과정은 특별한 한정을 요하는 것은 아니며, 바람직하게는 최대압력 15kg/cm², 보다 바람직하게는 3∼8kg/cm², 온도 120∼150℃의 조건으로 5∼10분 수행하는 것이 좋다. 퍼핑시의 압력이 3kg/cm²미만인 경우 본 발명을 실시하지 못하는 것으로 되는 것은 아니지만 향미가 다소 떨어지는 문제가 있고, 8kg/cm²를 초과하는 경우에는 이취의 발생으로 인하여 관능품질을 저하시킬 우려가 있다. 현재 퍼핑을 수행함에 사용가능한 장치로는 공지의 진공튀김기(주식회사 삼보기계 등) 등의 장치가 이용될 수 있으며, 반드시 이들 장치들로 한정됨을 요하지는 않는다.

상기 과정을 거쳐 퍼핑처리된 원료삼은 3∼5배량의 물에 첨가하고 여기에 발효균주로서 아프라톡신을 분비하지 않는 아스퍼질러스 속균, 바람직하게는 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 또는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger)의 단독 또는 이들의 혼합균주를 제1차 발효제로 첨가한다. 아스퍼질러스 오리제 및 아스퍼질러스 나이거는 코오지 곰팡이의 대표적인 것으로 아밀라아제와 프로테아제를 분비한다. 본 발명에 적용되는 아스퍼질러스 오리제는 바람직하게는 KCTC1278, KCTC 1280이며, 아스퍼질러스 나이거는 IFD 6662균주로서 이들은 퍼핑처리된 원료삼의 세포벽을 용해시켜 사포닌 추출량을 증대시키는데 매우 효과적이다.

1차 발효과정은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 아스퍼질러스 속균을 바람직하게는 전체 발효액의 중량대비 0.1∼1중량％, 보다 바람직하게는 0.3∼0.5중량％를 원료삼에 균일살포하여 온도 25∼30℃와 습도 85∼90％하에서 15∼48시간 발효하는 과정을 포함한다. 바람직하게는 발효배양시 원료삼에 각종 당질등 예를 들면 쌀겨, 옥수수, 전분일 경우는 10∼30중량％, 포도당, 서당, 과당, 유당 등의 경우 0.5∼5.0중량％ 첨가한다.

상기 1차 발효액으로부터 불필요한 침전물 등을 제거하여 얻어진 여과액에 소정의 아밀라아제 및 프로테아제를 포함하는 효소제재로 상기 여과액을 2차 발효시켜 유효성분의 함량을 조절할 수 있다. 아밀라아제는 바람직하게는 전분당화력(pH 5.0)이 15,000∼20,000단위이고, 프로테아제는 단백소화력(pH 3.0)이 9,500∼17,000단위인 것이 좋다. 상기와 같은 활성의 효소를 포함하는 효소제재(또는 복합효소제재)는 다양한 상품명으로 현재 시판되고 있다 (제조사: 태평양화학 등). 이러한 효소제재는 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 발효액의 중량대비 0.01∼0.5중량％, 보다 바람직하게는 0.05∼0.25중량％ 첨가되는 것이 좋다. 상기 아밀라아제 및 프로테아제 이외에도 셀룰레아제 등을 더욱 첨가할 수도 있다.

효소제재를 이용한 2차 발효과정은 특별한 한정을 요하는 것은 아니나, 바람직하게는 효소제재를 1차 발효액에 균일살포하여 온도 25∼30℃와 습도 85∼90％하에서 15∼48시간 발효하는 과정을 포함한다. 상기와 같이 얻어진 2차 발효액으로부터 발효잔사를 완전히 제거한다.

상기와 같이 얻은 인삼의 발효액은 그대로 제품화할 수도 있지만 일반적으로는 풍미를 올리거나 맛과 향이 우수한 제품을 만들기 위해 여러 가지의 성분을 첨가, 배합하고 더 나아가 향료를 첨가하여 최종제품화 할 수 있다.

본 발명에 따른 인삼발효액을 음료조성물로 제조하는 경우에는, 또한 바람직하게는 적당한 pH 조절제 내지 완충제 등을 이용하여, 적당한 pH 로 조절할 수 있다. 여기서, pH 조절제 내지 완충제로서는, 대표적으로는, 구연산, 주석산, 사과산, 젖산, 탄산 등의 약산 및 그들의 염류, 예를 들면 구연산 나트륨, 구연산 암모늄, 주석산 나트륨, 사과산 나트륨, 젖산 나트륨, 젖산 칼슘, 탄산 나트륨, 탄산수소 나트륨 등을 예시할 수 있다. 인산수소 나트륨도 상기 pH 조절제 내지 완충제로서 사용할 수 있다. 이들의 산 및 그 염류는, 단독으로 사용되어도 좋고, 2종 이상 병용되어도 좋다. 이들의 배합 비율은, 수득하는 음료가 상기 적당한 pH 범위를 유지하는 범위에서 적절히 결정된다. 통상 음료의 중량의 2중량％ 이하, 바람직하게는 0∼0.1중량％이다.

또한, 상기 본 발명에 따라 제조되는 인삼발효액은, 일반적인 음료 등과 마찬가지로, 각종의 당질 내지 감미료 등을 첨가 배합할 수 있다. 당질로서는, 글루코오즈, 프럭토오즈 등의 단당류; 말토오즈, 수크로오즈 등의 2당류; 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 다당류(단 LS를 제외함); 크실리톨, 에리트리톨, 소르비톨 등의 당알코올류; 슈가에스테르 등을 예시할 수 있다. 감미료로서는, 천연감미료(레바우디오사이드A(Rebaudioside A) 등의 스테비어 추출물, 소르마틴(sormatin), 글리시리친(glycyrrhizin) 등), 합성 감미료(사카린, 아스파탐 등) 등을 예시할 수 있다. 이들 당질 내지 감미료의 배합 비율은, 통상 음료의 10중량％ 이하, 바람직하게는 0.5∼10중량％ 이하이다.

또한, 본 발명에 따라 제조되는 인삼발효액에는, 필요에 따라서, 예를 들면 하기의 첨가제의 1종 또는 2종 이상을 첨가 배합할 수도 있다. 상기 첨가제에는, 예를 들면 그레이프프루트, 사과, 오렌지, 레몬, 파인애플, 바나나, 배 등의 각종 과즙(농축 과즙, 분말 과즙 등이어도 좋다); 비타민류 및 프로비타민류(팔미트산 레티놀, 비스벤티아민(bisbentiamine), 리보플라빈, 염산 피리독신, 시아노코발아민(cyanocobalamine), 아스코르빈산 나트륨, 니코틴산 아미드, 판토텐산 칼슘, 엽산, 비오틴, 콜레칼시페롤(cholecalciferol), 중주석산 콜린, 토코페롤, β-카로틴 등의 수용성 및 지용성 비타민류); 향미료(레몬플레이버, 오렌지플레이버, 그레이프프루트플레이버, 바닐라 에센스 등); 아미노산, 핵산 및 그들의 염류(글루탐산, 글루탐산나트륨, 글리신, 알라닌, 아스파라긴산, 아스파라긴산 나트륨, 이노신산 등); 식물 섬유(폴리덱스트로오즈, 펙틴, 크산탄 고무, 아라비아 고무검, 알긴산 등); 미네랄 내지 미량 원소(염화 나트륨, 초산 나트륨, 황산 마그네슘, 염화 칼륨, 염화 마그네슘, 탄산 마그네슘, 염화 칼슘, 인산 2칼륨, 인산 1나트륨, 글리세로인산 칼슘, 구연산제1철 나트륨, 구연산철 암모늄, 구연산철, 황산망간, 황산구리, 요오드화나트륨, 솔빈산칼륨, 아연, 망간, 구리, 요오드, 코발트 등) 등이 포함된다.

본 발명에 따라 제조되는 인삼발효액은 상기 각 성분을 혼합하여 조제된다. 그 조제 방법은 특별히 제한되는 것은 아니고, 필요한 성분을 모두 동시에 혼합해도 좋고, 또한 유성 성분과 수성 성분의 양자를 사용하는 경우에는, 미리 유성 성분을 적당한 유제에 용해하고, 이것과 수용성 성분의 수용액을 유화제를 이용하여 유화할 수도 있다. 상기 유화 조작은, 일반적인 방법에 따라서, 통상의 유화 분산기, 예를 들면 호모믹서, 고압 호모게나이저 등을 이용하여, 완전 통과 방식 또는 순환 방식에 따라서 실시할 수 있다. 또한, 상기 각 성분의 혼합 내지 유화는, 통상 상온하에서 실시되지만, 가온 조작을 채용할 수도 있다. 이렇게 해서 제조되는 본 발명의 인삼발효액은 이것을 적당한 용기에 충전 후, 통상적인 방법에 따라서, 가열 멸균, 무균 여과 등에 의해 멸균한 후 제품으로 제공된다.

상기 본 발명에 따라 제조되는 인삼발효액은 식품뿐만 아니라, 의약품, 화장품 및 사료용 조성물의 원료로서도 제공될 수 있다.

이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.

<실시예 1∼3> 인삼발효액의 제조

원료삼을 크기별로 선별하여 이물질을 제거한 후 5cm의 크기로 절각하여 수분함량이 15％ 함유하도록 건조하였다. 건조삼을 퍼핑하기 위해 시판중인 진공튀김기(삼보기계(주))에 상기 전처리된 원료삼을 8kg/cm², 온도 150℃의 조건으로 5∼10분 가열가압한 후 감압시켰다.

상기 과정을 거쳐 퍼핑처리된 원료삼은 3배량의 물에 첨가하고 여기에 발효균주로서 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) KCTC1278(실시예1), KCTC 1280(실시예2) 및 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger) IFD 6662(실시예3)를 각각 제 1차 발효제로 0.3중량％ 첨가하였다. 그런 다음, 온도 25℃와 습도 85％하에서 48시간 발효시켰다. 상기 각 실시예에서 얻어진 1차 발효액과 발효를 하지 않은 대조구를 대상으로 일반성분을 분석한 결과는 하기 표 1에서와 같다.

<표 1> 단위(％)

구분	실험구			대조구
구분	실시예1	실시예2	실시예3	대조구
조단백	11.65	11.69	12.85	7.13
조지방	1.52	1.50	1.47	0.53
조섬유	15.38	15.41	16.21	17.11
당분	5.26	5.23	4.69	4.18
회분	4.20	4.21	3.88	3.87
수분	61.99	61.96	60.90	67.18

상기 표 1의 결과로부터 발효과정을 거친 경우가 조단백, 조지방, 당분 및 회분 함량에 있어 증가가 있음을 확인할 수 있다. 이는 발효로 인하여 퍼핑처리된 인삼의 조직이 변동된 결과로부터 기인된다.

상기 1차 발효액으로부터 불필요한 침전물 등을 제거하여 얻어진 여과액에 아밀라아제 및 프로테아제를 포함하는 효소제재(복합효소, 태평양화학)를 상기 여과액의 중량 대비 0.2중량％를 첨가하고, 온도 25℃와 습도 85％하에서 24시간 동안 상기 여과액을 발효시켰다. 발효를 완료한 후 최종적으로 상기 2차 발효액으로부터 발효잔사를 완전히 제거하였다.

얻어진 2차 발효액을 대상으로 사포닌의 성분변화를 관찰하였다. 2차 발효액 2g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60ml에 녹여 분액깔대기에 옮기고 에테르 60ml로 씻은 다음 물층을 불포화 부탄올 60ml로 3회 추출한 후 추출액을 모두 합하여 물 50ml로 씻었다. 불포화 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

기구	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

상기 2차 발효를 거친 실시예 1∼3의 실험구와 1차 발효만을 거친 대조구간의 인삼 성분의 변화를 조사한 결과는 하기 표 3과 같다.

<표 3>

구분	조사포닌(%)	진세노사이드(Ginsenoside) (%)
구분	조사포닌(%)	Rb₁	Rb₂	Rd	기타^*
대조구	0.045	0.001	0.002	0.001	0.041
실시예1	0.052	0.008	0.016	0.001	0.027
실시예2	0.057	0.012	0.019	0.002	0.024
실시예3	0.053	0.009	0.016	0.001	0.027

* 기타 = 조사포닌-(Rb₁＋Rb₂＋ Rd)

<실험예> 관능검사

상기 각 실시예의 각 샘플을 30인의 미각이 우수한 패널을 대상으로 5점 척도법으로 수행한 관능평가 결과는 하기 표 4에서와 같으며 모든 검사항목에서 우수한 것으로 평가되었다.

<표 4> 품질특성^♪

구분	색	맛	향기	전반적인 기호도
실시예1	3.9	4.0	4.1	4.0
실시예2	4.0	4.1	4.1	4.1
실시예3	4.0	4.0	4.1	4.0

♪-1. 아주나쁘다. 2. 나쁘다. 3. 보통이다. 4. 좋다. 5. 아주좋다.

본 발명에 의하면 인삼의 가공 후에도 흙 냄새 등의 이미, 이취가 전혀 없고, 퍼핑처리 및 발효과정을 통해 유효성분의 함량을 증가시킴은 물론, 관능성이 증진된 인삼제품을 제조할 수 있다.

Claims

인삼을 원료로 하는 가공식품의 제조방법에 있어서,

원료인 인삼을 퍼핑처리하는 단계; 퍼핑처리한 인삼을 아스퍼질러스 속균을 이용하여 1차 발효시키는 단계; 상기 1차 발효물로부터 고형분을 제거하고 얻은 여과물을 전분분해효소인 아밀라아제 및 단백질분해효소인 프로테아제를 포함하는 효소제재로 2차 발효시키는 단계; 상기 2차 발효물로부터 발효잔사를 제거하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 인삼발효액의 제조방법
제 1항에 있어서,

아스퍼질러스 속균은 아스퍼질러스 오리제, 아스퍼질러스 나이거에서 선택되는 단일 균주 또는 2종 이상의 혼합균주를 포함함을 특징으로 하는 제조방법
제 1항에 있어서,

인삼퍼핑은 최대압력 15kg/cm², 온도 120∼150℃의 조건으로 수행됨을 특징으로 하는 제조방법
제 1항에 있어서, 원료인 인삼은 백삼, 수삼, 홍삼, 태극삼임을 특징으로 하는 제조방법