KR100824285B1 - 당화 인삼 및 인삼 추출물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발아맥아(發芽麥芽), 발아미강(發芽米糠), 또는 전분 분해효소로 인삼을 처리하는 단계를 포함하는, 산성 다당체의 함량이 증가된 당화 인삼(saccharified ginseng)의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 당화 인삼을 사포닌 분해능을 갖는 유산균 또는 장내세균으로 발효시키는 단계(발효 단계)를 포함하는, 바람직하게는 상기 발효 단계를 수행한 후, 얻어지는 배양액을 50 ∼ 85 ℃에서 4 ∼ 12 시간 동안 숙성시키는 단계(숙성 단계)를 더 포함하는, 인삼 추출물의 제조방법을 제공한다.

당화 인삼, 유산균, 장내 세균, 숙성

Description

당화 인삼 및 인삼 추출물의 제조방법{Processes for preparing a saccharified ginseng and ginseng extracts}

도 1a 내지 도 1c는 각각 당 표준품, 고려인삼, 및 실시예 1에서 얻은 당화 인삼으로부터 얻은 고성능액체크로마토그래피(HPLC) 차트이다.

도 2는 본 발명의 제조방법에 따라 제조한 인삼 추출물을 경구 투여하였을 때 나타나는 진세노사이드 Rg3의 혈중 농도 추이를 나타내는 결과이다.

도 3은 본 발명의 제조방법에 따라 제조한 인삼 추출물을 경구 투여하였을 때 나타나는 △20-진세노사이드 Rg3의 혈중 농도 추이를 나타내는 결과이다.

본 발명은 당화 인삼(saccharified ginseng)의 제조방법 및 상기 당화 인삼을 이용한 인삼 추출물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미생물 발효에 적합하고, 관능성이 우수할 뿐만 아니라, 면역력 증진 등의 약리활성이 우수한 산성 다당체(acidic polysaccharides)를 높은 함량으로 포함하는 당화 인삼의 제조방법; 및 상기 산성 다당체 및 항종양 및 항암효과가 우수한 것으로 알려져 있는 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량이 높은 인삼 추출물의 제조방법 에 관한 것이다.

인삼은 식물 분류학상 오가과 인삼속에 속하는 다년생 숙근초로서 지구상에 약 11종이 알려져 있으며, 대표적인 종으로는 고려 인삼(Panax ginseng C. A. Meyer), 미국삼(Panax quinquefolium L.), 전칠삼(Panax notoginseng F. H. Chen), 죽절삼(Panax japonicus C. A. Meyer) 등이 있다. 고려 인삼(Panax ginseng C. A. Meyer)은 아시아 극동 지역(북위 33 ∼ 48, 한국, 북만주, 러시아 일부)에 자생하며, 약효가 매우 우수하다. 미국삼(Panax quinquefolium L.)은 미국, 캐나다에 자생 및 재배되며, 전칠삼(Panax notoginseng F. H. Chen)은 중국 운남성 동남부로부터 광서성 서남부 지역에서 야생 또는 재배된다. 또한 죽절삼(Panax japonicus C. A. Meyer)은 일본, 중국 서남부, 네팔에 이르기까지 분포한다

인삼의 주요성분 및 약리작용에 관한 연구가 발표됨에 따라, 자연 건강식품으로 각광을 받고 있으며, 그 수요도 점차 신장되고 있고, 경제성장과 생활수준의 향상으로 더욱 가속화되어 대중적 자연건강식품으로 널리 애용되고 있다. 또한 인삼은 주로 한국 등 아시아 국가에서 생약의 형태로 정신 의학적, 신경계의 질병 및 당뇨병 등 여러 가지 질병에 대해 사용되어 왔으며, 상기 인삼의 주요 성분인 사포닌은 강장, 강정, 진정, 조혈 및 항고혈압 등에 효과를 나타내는 것으로 보고되고 있다.

일반적으로 인삼은 재배하여 채취한 그대로의 수삼, 수삼을 상온에서 건조시킨 백삼 또는 수삼을 정제수로 세척한 다음 약 98 ∼ 100 ℃에서 수증기로 증삼 처리하여 제조되는 홍삼의 형태로 이용되고 있다. 이 중에서 특히 홍삼은 백삼보다 훨씬 약효가 강한 것으로 알려져 있다.

대한민국 특허출원 제1980-4291호는 인삼의 고유 향기 성분을 분리한 인삼 잔박을 효소 분해하여 유기태 질소 농도가 0.2 - 0.8 %, 포도당의 생성 함유량이 유산균 발효에 적합한 3% 이상이 되었을 때 유기산으로 pH 3.8 - 4.8로 조절한 후 불용성 고분자 단백질과 섬유질을 제거하고 용출액에 유산균을 배양시킨 다음 이에 인삼 고유의 향기 성분을 첨가하는 공정을 포함하는 유산균 인삼 음료의 제조방법을 개시하고 있다.

대한민국 특허공개 제1997-061909호에서는 인삼사포닌의 장내 세균 대사물로서, 프로토파낙사다이올계 사포닌인 진세노사이드 Rb1, 진세노사이드 Rb2, 진세노사이드 Rc 및 진세노사이드 Rd의 대사 생성물로서 화합물 K, 화합물 Y 및 진세노사이드 Mc로 명명한 [20-0-[α-L-아라비노푸라노실(1→6)-β-D-글루코피라노실]-20(S)-프로토파낙사다이올], 프로토파낙사 트라이올계 사포닌인 진세노사이드 Rg1 및 진세노사이드-Re의 대사 생성물로서 20(S)-프로토파낙사트라이올을 단리 동정한 것을 개시한 바 있다.

또한, 대한민국 특허등록 제479,803호, 제497,895호, 제517,899호, 제618,171호 등은 인삼 또는 인삼 추출액을 유산균 또는 장내 세균으로 발효시켜, 20-0-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사디올(화합물 K), 진세노사이드 F, 20(S)-프로토파낙사디올, 20(S)-프로토파낙사트리올 등의 함량이 높은 발효 인삼(즉, 인삼 추출물) 및 그의 제조방법을 개시한 바 있다.

또한, 대한민국 특허등록 제228,510호는 인삼을 110 - 180℃의 온도에서 0.5 - 20 시간 동안 가열처리하고, 수득된 가공인삼을 알콜, 헥산, 에테르, 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸아세테이트 및 그들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 유기용매로 추출한 후에 추출물을 크로마토그라피 처리하고 진세노사이드 Rg3 및/또는 Rg5를 분리 수득하는 단계를 포함하는 진세노사이드 Rg3 및/또는 Rg5의 제조방법을 개시한 바 있다. 대한민국 특허등록 제228,510호에 따르면, 상기 진세노사이드 Rg3 및/또는 Rg5는 우수한 혈관이완 효과를 갖는 사포닌의 대사산물이다.

상기 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3는 우수한 혈관이완 효과 뿐만 아니라 항종양 및 항암효과가 우수한 것으로 알려져 있다(Kim et al., Eur. J. Pharmacol. 1999, 367(1):51-57; Kim et al., Arch. Pharm. Res. 2004, 27(4):429-435; Li X. et al., Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2005, 36(2):217-220).

기타, 대한민국 특허등록 제76,219호는 효소 가수분해 방법에 의해 제조된 인삼차 및 그 제조 방법을 개시한 바 있으며, 대한민국 특허등록 제357,431호는 인삼이 함유된 맥주의 제조방법을 개시한 바 있다.

본 발명자들은 상기 선행기술에 따른 제조방법상의 문제점, 예를 들어 열처리 과정에서 생성되는 HMF(Hydroxylmethylfurfual) 등과 같은 발암물질의 생성, 열 및/또는 산처리 공정에 따라 필연적으로 중화 공정을 거쳐야 하는 문제점, 별도의 추출정제 과정 수행 등의 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 혈관이완 효과, 항종양, 및 항암효과를 나타내는 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량을 높일 수 있는 인삼 추출물의 제조방법을 개발하여 특허출원을 완료한 바 있다 (대한민국 특허출원 제10-2006-0090369호).

한편, 인삼(수삼, 백삼, 홍삼 등)은 특유의 고미를 가지고 있어, 이로부터 인삼 추출물을 제조하는 경우 인삼 추출물에 고미가 잔류하게 된다. 따라서, 관능성을 개선하기 위하여 당류(예를 들어, 올리고당, 엿당, 등)에 인삼을 침지하여 관능성을 개선하고자 할 경우, 높은 당 함량으로 유산균 및/또는 장내세균 등의 미생물이 생육할 수 없어 인삼 추출물(발효 인삼)을 제조하기가 곤란하며, 당뇨환자나 비만 또는 칼로리를 제한해야 하는 환자에 있어서는 사용이 제한될 수밖에 없다.

본 발명자들은 열처리 및/또는 산 처리 등의 공정을 배제하고, 간단한 공정으로 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량이 높은 인삼 추출물로서 별도로 당류를 첨가하지 않으면서 인삼 추출물의 고미를 효과적으로 개선할 수 있는 제조방법을 개발하고자 연구를 거듭하였다. 그 결과, 인삼을 발아맥아(發芽麥芽), 발아미강(發芽米糠), 또는 전분 분해효소로 처리하여 당화 인삼으로 제조할 경우, 미생물 발효에 적합하고, 관능성이 우수할 뿐만 아니라, 면역력 증진 등의 약리활성이 우수한 산성 다당체(acidic polysaccharides)를 높은 함량으로 함유하는 것을 발견하였다. 또한 상기 당화 인삼을 유산균 또는 장내 세균으로 발효시킨 후, 특정 조건하에서 숙성시킬 경우, 상기 산성 다당체 및 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량이 높은 인삼 추출물을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소로 인삼을 처리 하여 산성 다당체의 함량이 증가된 당화 인삼(saccharified ginseng)의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 얻어진 당화 인삼을 사용한, 산성 다당체, 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량이 높은 인삼 추출물의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 태양에 따라, 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소로 인삼을 처리하는 단계를 포함하는, 산성 다당체의 함량이 증가된 당화 인삼(saccharified ginseng)의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따라, 상기 제조방법으로 제조된 당화 인삼(saccharified ginseng)을 사포닌 분해능을 갖는 유산균 또는 장내세균으로 발효시키는 단계(발효 단계)를 포함하는, 바람직하게는 상기 발효 단계를 수행한 후, 얻어지는 배양액을 50 ∼ 85 ℃에서 4 ∼ 12 시간 동안 숙성시키는 단계(숙성 단계)를 더 포함하는, 인삼 추출물의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 따라, 인삼을 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소로 처리하면, 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소에 의해 인삼에 함유되어 있는 전분질이 당(특히, 산성 다당체)으로 전환되어, 인삼 특유의 고미를 차폐하여 관능성을 개선할 수 있을 뿐 아니라, 상기 산성 다당체 등의 당이 유산균 또는 장내세균의 탄소원으로서 작용함으로써 더욱 우수한 미생물 발효 환경을 제공할 수 있다. 또 한, 외부로부터 당을 가하지 아니하고 자체에 함유한 다당류를 가수분해하여 당도를 높여 맛을 개선시킴으로써, 당뇨병 환자나 비만 또는 칼로리를 제한해야 하는 환자도 부담없이 섭취할 수 있게 한다. 나아가, 상기 인삼으로부터 생성되는 산성 다당체 등의 당은 면역력 증진, 조혈 및 고지혈증 예방 등의 약리활성을 가지므로(박명규; 고려인삼, 고려인삼연초연구원, 1994), 이를 이용하여 인삼 추출물을 제조할 경우, 약리활성이 더욱 우수한 인삼 추출물을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인삼 추출물(발효 인삼)의 제조방법은 사포닌 분해능을 갖는 유산균 및/또는 장내 세균으로 인삼을 발효시키고, 배양액을 특정 온도에서 일정 기간 숙성시킴으로써, 유산균 및/또는 장내 세균의 내부에 존재하는 발효 효소를 활용할 수 있도록 함과 동시에, 얻어지는 추출물 중에 다른 진세노사이드 유도체에 비하여 항종양 및 항암효과가 우수한 것으로 알려져 있는 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 얻어지는 인삼 추출물은 종래의 열처리 과정에서 생성되는 HMF (Hydroxylmethylfurfual) 등과 같은 발암물질 생성을 배제할 수 있으며, 열 및/또는 산처리 공정에 따라 필연적으로 거쳐야 하는 중화 공정도 배제할 수 있고, 추출정제를 통하지 않고 직접 식품으로서의 사용이 가능하다.

본 명세서에서, "산성 다당체(acidic polysaccharides)"라 함은 펙틴 유사물질로서 람노오스(rhamnose), 글루코오스(glucose). 아라비노스(arabinose) 등으로 구성된 헤테로 다당체(hetero-polysaccharide)를 말하며, 구체적으로는 갈락튜론산(galacturonic acid), 우론산(Uronic acid) 등을 포함한다.

또한, "당화 인삼(saccharified ginseng)"이라 함은 인삼에 약 50% 이상 함유된 전분이나 다당류가 효소(아밀라제, 글루코아밀라제, 셀룰라아제, 펙티나아제 등)나 산의 작용으로 가수분해되어 단당류나 이당류로 전환된 인삼을 말한다.

본 발명은 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소로 인삼을 처리하는 단계를 포함하는, 산성 다당체의 함량이 증가된 당화 인삼의 제조방법을 포함한다.

상기 제조방법에서 사용되는 인삼은 특별히 한정된 것은 아니며, 인삼 그 자체 및 인삼 가공물을 모두 사용할 수 있으며, 예를 들어, 수삼, 홍삼, 홍미삼, 백삼, 미삼, 인삼 열매, 인삼 잎 등을 사용하거나 인삼 추출액 및 인삼 분말 등을 사용할 수 있다. 상기 인삼의 원산지는 제한되지 아니하며, 예를 들어 고려인삼, 삼칠인삼, 미국인삼, 죽절인삼, 히말라야인삼, 베트남인삼 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 또한, 상기 인삼은 필요에 따라 통상의 방법으로 멸균시켜 사용할 수도 있다. 또한, 대한민국 특허등록 제497,895호에서 개시하는 건조 분말 형태의 인삼, 산 처리 인삼, 고온처리 인삼 및 가압처리 인삼 등도 사용할 수도 있다. 상기 인삼 분말은 적어도 100 메쉬 이상의 입자크기를 갖는 분말이 인삼의 표면적을 증가시켜 미생물의 발효 속도를 높일 수 있다.

본 발명의 당화 인삼의 제조방법에서 사용하는 상기 발아맥아(發芽麥芽)는 발아시킨(germinated) 맥아(麥芽)로서, 발아된 맥아를 그대로 (즉, 발아 생맥아) 사용하거나 이를 건조시킨 것(즉, 발아 건조맥아)을 사용할 수 있다. 또한, 상기 발아 생맥아 및 발아 건조맥아를 혼합하여 사용할 수도 있다. 상기 발아맥아는 상업적으로 구입할 수도 있다. 상기 발아맥아는 아밀라아제 등의 전분 분해효소를 함 유하고 있어 인삼 자체에서 유래하는 다당류를 분해하여 감미를 상승시킨다.

또한, 발아미강(發芽米糠)이라 함은, 발아현미(發芽玄米)에서 백미(白米)로 도정하는 과정에서 생기는 쌀눈과 쌀겨로 이루어진 속껍질 가루로서, 발아현미에는 비타민, 아미노산, 효소, SOD(superoxide dismutase) 등 인체에 유용한 성분들이 생성되며, 지방, 단백질, 식이섬유가 영양소의 많은 부분을 차지하고 있고, 비타민 A와 티아민, 피리독신, 니아신 등의 비타민 B군 및 칼슘, 아연, 철분 등의 미네랄이 주성분을 이루고 있다. 또한, 발아과정에서 생성된 아밀라아제 등의 효소를 함유하고 있으며, 곡류에 부족한 필수 아미노산인 리신이 다량 함유되어 있고, 구성 지방산의 70% 이상이 올레인산, 리놀레산, 리놀렌산 등의 불포화지방산인 것으로 알려져 있다. 상기 발아미강은 상업적으로 구입할 수도 있다.

또한, 전분 분해효소로는 α-아밀라아제, β-아밀라아제, 셀룰라아제, 글루코아밀라아제, 및/또는 펙티나아제 등이 열거될 수 있다. 상기 전분분해효소는 상업적으로 시판되고 있는 전분분해효소, 예를 들어 Novozyme biotech사(덴마크)의 Termamyl L. Liquazym, Supra, BAN, Sweetzyme, AMG 300L, AMG E, Promozyme, Dextrozyme, Fungamyl, Maltogenase 등을 사용할 수도 있다.

상기 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소에 의한 인삼의 처리는 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소를, 필요에 따라 파쇄한 후, 물에 현탁시켜 얻은 현탁액에 인삼을 침지하거나, 또는 상기 현탁액을 여과 또는 원심분리하여 얻은 수용액에 인삼을 침지함으로써 수행될 수 있다.

또한, 발아맥아, 발아미강에 함유되어 있는 효소의 활성을 증진시키기 위하 여, 염화칼슘, 지베렐린 등의 효소 활성화제를 가하여 현탁액 또는 수용액을 제조하는 것이 바람직하다. 상기 효소 활성화제의 함량은 선택되는 효소 활성화제에 따라 상이하다. 예를 들어, 염화칼슘을 효소 활성화제로 사용하는 경우, 상기 현탁액 또는 수용액은 0.005∼0.1 중량%, 바람직하게는 약 0.01 중량%의 염화칼슘을 함유할 수 있고, 지베렐린을 효소 활성화제로 사용하는 경우, 상기 현탁액 또는 수용액은 0.5∼3 ppm, 바람직하게는 약 1 ppm의 지베렐린을 함유할 수 있다.

또한, 발아맥아, 발아미강에 함유되어 있는 효소의 활성을 증진시키기 위하여, 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소를 물에 현탁시키고, 산소 또는 공기를 포화시키는 것이 바람직하다. 상기 산소 또는 공기 포화 공정은 0 ∼ 65 ℃에서, 바람직하게는 30 ∼ 60 ℃에서, 약 6 시간 이상 산소 또는 공기를 버블링함으로써 수행될 수 있다.

상기 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소를 함유하는 현탁액 또는 수용액 중에 인삼을 침지하는 공정은 40 ∼ 60 ℃에서 6 ∼ 12 시간 동안 수행될 수 있으나, 상기 온도 및 침지 시간은 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 침지 공정은 2회 이상 반복적으로 실시할 수도 있다.

또한, 상기 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소를 함유하는 현탁액 또는 수용액의 사용량은 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 인삼 1 중량부에 대하여 약 5 중량부를 사용할 수 있다.

상기와 같이 제조되는 당화 인삼은, 예를 들어 감압 건조, 열풍 건조 등의 통상의 방법에 따라 건조할 수 있다.

상기 당화 인삼은 면역력 증진, 조혈 및 고지혈증 예방 등의 효과가 우수한 산성 다당체를 높은 함량으로 함유한다.

본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 당화 인삼을 사포닌 분해능을 갖는 유산균 또는 장내세균으로 발효시키는 단계(발효 단계)를 포함하는 인삼 추출물의 제조방법을 포함한다. 상기한 인삼 추출물의 제조방법으로 제조된 인삼 추출물은 면역력 증진, 조혈 및 고지혈증 예방 등의 효과가 우수한 산성 다당체가 높은 함량으로 함유된다.

상기 당화 인삼은 상기한 바와 같이 침지 공정으로부터 회수한 당화 인삼을 그대로 사용할 수도 있고, 감압 건조, 열풍 건조 등의 통상의 방법에 따라 건조한 당화 인삼을 사용할 수도 있다. 또한 상기 당화 인삼을 분말화하여 사용할 수도 있으며, 상기 당화 인삼 분말은 적어도 100 메쉬 이상의 입자크기를 갖는 분말이 인삼의 표면적을 증가시켜 미생물의 발효 속도를 높일 수 있다.

상기 사포닌 분해능을 갖는 유산균 또는 장내 세균은 인삼 발효 분야에서 통상적으로 사용되는 미생물을 모두 사용할 수 있다.

상기 사포닌 분해능을 갖는 유산균으로는 락토바실루스(Lactobacillus)속, 스트렙토코코스(Streptococcus) 속, 락토코코스(Lactococcus) 속 등의 유산균을 사용할 수 있다. 예를 들어, 락토바실러스 람노즈 ATCC 7469주 (Lactobacillus rhamnose ATCC 7469), 락토바실러스 가세리 DSM 20243 주 (Lactobacillus gasseri DSM 20243), 락토바실러스 말리 (Lactobacillus gmali ATCC 27304), 락토바실러스 플란타룸 ATCC 14947 (Lactobacillus plantarum ATCC 14947), 락토바실러스 플란타 룸 ATCC 10241 (Lactobacillus plantatum ATCC 10241), 또는 락토바실러스 락티스(Lactobacillus lactis) 등의 락토바실루스(Lactobacillus)속 유산균을 사용할 수 있다. 또한, 스트렙토코코스 써모필루스 (Streptococcus thermophilus) 등의 스트렙토코코스(Streptococcus) 속 유산균을 사용할 수 있으며, 락토코코스 락티스(Lactococcus lactis), 락토코코스 락티스 ATCC 15577 (Lactococcus lactis ATCC 15577) 등의 락토코코스(Lactococcus) 속 유산균을 사용할 수 있다.

상기 사포닌 분해능을 갖는 장내 세균의 예는 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis), 비피도박테리움 비피둠(B. bifidum), 비피도박테리움 K-103(경희대 약대 김동현 교수실, Arch. Pharm. Res., 21, p54-61, 1988 참조), 비피도박테리움 K-506(경희대 약대 김동현 교수실, Arch. Pharm. Res., 21, p 54-61, 1988) 비피도박테리움 K-513 (경희대 약대 김동현 교수실, Arch. Pharm. Res., 21, p 54-61, 1988), 비피도박테리움 K-525 (경희대 약대 김동현 교수실, Arch. Pharm. Res., 21, p54-61, 1988), 비피도박테리움 KK-1 (기탁번호: KCCM 10364), 비피도박테리움 KK-2 (기탁번호: KCCM 10365), 비피도박테리움 아돌레센티스 ATCC 15703 주 (Bifidobacterium adolescentis ATCC 15703), 비피도박테리움 비피듐 JCM 7002 주 (Bifidobacterium bifidum JCM 7002) 등의 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속 유산균을 포함한다. 또한, 상기 사포닌 분해능을 갖는 장내 세균으로는 사카로마이세스 세레비시에 IFO 0309 주 (Saccharomyces cerevisiae IFO 0309) 등의 사카로마이세스(Saccharomyses) 속 미생물, 클로스트리디움 부티리쿰(Clostridium butyricum) 등의 클로스트리디움(Clostridium butyricum) 속 미생 물, 박테리오이데스 JY-6(경희대 약대 김동현 교수실, Biol. Pharm. Bull., 23, pp1481-1485, 2000) 등의 박테리오이데스(Bacterioides) 속 미생물, 푸소박테리움 K-60 (경희대 약대 김동현 교수실, Biol. Pharm. Bull., 23, pp1481-1485, 2000) 등의 푸소박테리움(Fusobacterium) 속 미생물, 유박테리움 L-8(경희대 약대 김동현 교수실, Biol. Pharm. Bull., 23, pp1481-1485, 2000) 등의 유박테리움(Eubacterium) 속 미생물을 사용할 수도 있다.

상기 사포닌 분해능을 갖는 유산균 또는 장내 세균은 단독으로 사용하거나 혼합 균주로서 사용할 수도 있으며, 바람직하게는 락토바실러스 플란타럼 (Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 에시도필러스(Lactobacillus acidophillus), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum) 및 비피도박테리움 인판티스(Bifidobacterium infantis)를 사용할 수 있다.

상기 유산균 또는 장내 세균으로 인삼을 발효시키는 방법은 종래의 방법(대한민국 특허등록 제479,803호, 제497,895호, 제517,899호, 제618,171호 등)에 따라 수행할 수 있다. 예를 들어, 인삼 분말 또는 인삼의 추출액(예를 들어, 알콜 또는 알콜 수용액 추출액, 열수 추출액 등)을 물에 현탁하여 유산균 및/또는 장내 세균을 넣고, 20 ∼ 50 ℃, 바람직하게는 25 ∼ 40 ℃, 더욱 바람직하게는 30 ∼ 37 ℃에서, 12 시간 ∼ 15 일, 바람직하게 24 시간 ∼ 5 일 동안 배양함으로써 수행할 수 있다.

상기 유산균 또는 장내 세균으로 인삼을 발효시키는 공정은 전처리 과정으로 서, 유산균 또는 장내 세균 접종 전에, 배양기(또는 발효기)를 감압하여 공기를 제거한 후 미생물 배양용 혼합가스를 공급하여 인삼(예를 들어, 인삼 분말 또는 인삼의 추출액)에 함유되어 있는 용존산소를 제거함으로써, 종균 발효액의 투침을 용이하게 하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 미생물 배양용 혼합가스는 질소 75 ∼ 90 %, 이산화탄소 3 ∼ 10 %, 및 수소 5 ∼ 15 %의 혼합가스일 수 있다.

상기와 같은 발효 과정을 거침으로써, 인삼 원재료에 함유된 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd 등이 진세노사이드 Rg3, △20-진세노사이드 Rg3, 파낙시트리올(panaxytriol), 파낙시돌(panaxydol), 파낙시놀(panaxynol), 진세노사이드 Rc, 진세노사이드 Rb2, 진세노사이드 Re, 화합물 K(Compound K), 20(R)-진세노사이드 Rh2, 20(R)-프로토파낙사디올(20(R)-protopanaxadiol), △20-진세노사이드 Rh2, 20(S)-프로토파낙사디올(20(S)-protopanaxadiol), 20(S)-진세노사이드 Rh1, 진세노사이드 Rh2, 20(S)-프로토파낙사트리올(20(S)-protopanaxatriol) 등으로 생물전환된다.

본 발명의 인삼 추출물 제조방법은 바람직하게는 상기 발효 단계를 수행한 후, 얻어지는 배양액을 50 ∼ 85 ℃에서 4 ∼ 12 시간 동안 숙성시키는 단계(숙성 단계)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기에서 얻어진 배양액을 50 ∼ 85 ℃에서 4 ∼ 12 시간 동안 숙성시키는 단계를 포함함으로써, 얻어지는 추출물 중에 항종양 및 항암효과가 우수한 것으로 알려져 있는 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3의 함량을 높일 수 있다.

상기 숙성은 50 ∼ 85 ℃에서 수행될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 약 55 ℃에서 수행될 수 있다. 또한 상기 숙성은 4 ∼ 12 시간, 더욱 바람직하게는 4 ∼ 6 시간 동안 수행될 수 있다. 필요에 따라, 상기 숙성 공정의 수행 전, 즉 발효 단계의 공정을 수행한 후 숙성 단계의 공정을 수행하기 전에, 배양기 내의 탄산가스를 제거하는 공정을 수행할 수 있다. 배양기 내의 탄산가스 제거 공정은 예를 들어, 배양기를 감압하여 공기를 제거한 후 미생물 배양용 혼합가스로 배양기 내의 공기를 치환함으로써 수행될 수 있다.

본 발명의 제조방법에 따라 얻어지는 인삼 추출물은 종래의 열처리 과정에서 생성되는 HMF 등과 같은 발암물질 생성을 배제할 수 있으며, 열 및/또는 산처리 공정에 따라 필연적으로 거쳐야 하는 중화 공정도 배제할 수 있고, 추출정제를 통하지 않고 직접 식품으로서의 사용이 가능하다.

따라서, 본 발명의 제조방법에 따라 얻어진 인삼 추출물은 통상의 방법에 따라 농축시키거나 동결건조하여 분말화하여 그대로 식품에 적용할 수 있다. 즉, 숙성과정을 통하여 얻어진 숙성액을 농축 또는 동결건조한 것을 그대로 식품에 적용 수 있으며, 또는 상기 숙성액을 원심분리하여 취한 상등액을 농축 또는 동결건조하는 단계를 거쳐 얻어진 것을 그대로 식품에 적용할 수도 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1.

발아 생맥아 300 g에 정제수 300 ㎖을 넣고 60 ℃에서 12 시간 동안 산소를 넣어 산소를 포화시키고, 진탕하여 현탁액을 제조한 후, 원심분리하여 맥아 함유 수용액을 얻었다. 고려인삼 50g에 상기 수용액 250 ㎖를 가한 후, 60 ℃를 유지하면서 12 시간 동안 유지한 다음, 인삼을 회수하여 건조시켜 당화 인삼을 제조하였고, 이를 분쇄하여 당화 고려인삼 분말을 제조하였다.

실시예 2.

발아 건조맥아 300 g에 0.01% 염화칼슘 수용액 300 ㎖을 넣고 60 ℃에서 12 시간 동안 공기를 넣어 산소를 포화시키고, 진탕하여 현탁액을 제조한 후, 여과하여 맥아 함유 수용액을 얻었다. 미국인삼 50g에 상기 수용액 250 ㎖를 가한 후, 60 ℃를 유지하면서 12 시간 동안 유지한 다음, 인삼을 회수하여 건조시켜 당화 인삼을 제조하였고, 이를 분쇄하여 당화 미국인삼 분말을 제조하였다.

실시예 3.

발아 생맥아 300 g에 1 ppm 지베렐린을 함유하는 정제수 300 ㎖을 넣고 60 ℃에서 12 시간 동안 공기를 넣어 산소를 포화시키고, 진탕하여 현탁액을 제조한 후, 여과하여 맥아 함유 수용액을 얻었다. 베트남인삼 50g에 상기 수용액 250 ㎖를 가한 후, 60 ℃를 유지하면서 12 시간 동안 유지한 다음, 인삼을 회수하여 건조시켜 당화 인삼을 제조하였고, 이를 분쇄하여 당화 베트남인삼 분말을 제조하였다.

실시예 4.

발아미강 가루 30 g에 정제수 300 ㎖을 넣고 60 ℃에서 12 시간 동안 공기를 넣어 산소를 포화시키고, 진탕하여 현탁액을 제조한 후, 여과하여 미강 추출액을 얻었다. 죽절인삼 50g에 상기 미강 추출액 250 ㎖를 가한 후, 60 ℃를 유지하면서 12 시간 동안 유지한 다음, 인삼을 회수하여 건조하였다. 남은 침적액을 다시 1차 당화된 인삼에 반복 침적시켜 동일하게 조작하여 당화 인삼을 제조하였고, 이를 분쇄하여 당화 죽절인삼 분말을 제조하였다.

실시예 5.

실시예 4와 동일한 방법으로 죽절인삼 대신 히말라야인삼을 사용하여 당화 히말라야인삼을 제조하였다.

실시예 6.

고려 홍삼 50g에 물 250 ㎖를 전분분해효소 AMG 300L (Novozyme biotech사, 덴마크) 300L 0.1 g을 가하여 60 ℃에서 12 시간 동안 유지한 다음, 홍삼을 회수하여 건조하였다. 남은 침적액을 다시 1차 당화된 홍삼에 반복 침적시켜 동일하게 조작하여 당화홍삼을 제조하였고, 이를 분쇄하여 당화홍삼 분말을 제조하였다.

실시예 7.

실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말 50 g에 물 250 ml를 가하고, 85℃에서 멸균한 다음, 락토바실루스 플란타럼 KCTC 3108(Lactobacillus plantarum KCTC 3108)를 약 2 %의 농도로 접종한 후, 발효기의 산소를 감압펌프를 이용하여 공기를 제거한 후 배양용 혼합가스(질소 85 %, 이산화탄소 5 %, 및 수소 10 %)로 치환시켜 용존산소 제거한 후 약 37 ℃에서 2일 동안 교반하면서 배양하였다. 배양기를 감압한 다음, 내부의 공기를 상기한 미생물 배양용 혼합가스로 치환한 후, 약 55 ℃에서 5 시간 동안 숙성시켰다. 얻어진 숙성액을 60 ℃에서 진공건조하여 인삼 추출물(즉, 발효인삼)을 제조하였다.

실시예 8.

실시예 2에서 제조한 당화 인삼을 사용하고, 락토바실루스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 대신 비피도박테리움 롱검 KCCM 11953(Bifidobacterium longum KCCM 11953)을 사용하여, 실시예 7과 동일한 방법으로 발효인삼을 제조하였다.

실시예 9.

실시예 3에서 제조한 당화 인삼을 사용하고, 락토바실루스 플란타럼(Lactobacillus plantarum) 대신 사카로마이세스 세레비시애 KCCM 50549(Sacharomyses cerevisiae KCCM 50549)을 사용하여, 실시예 7과 동일한 방법으로 발효인삼을 제조하였다.

실시예 10.

실시예 4에서 제조한 당화인삼을 사용하여, 실시예 7과 동일한 방법으로 발효인삼을 제조하였다.

실시예 11.

실시예 5에서 제조한 당화인삼을 사용하여, 실시예 8과 동일한 방법으로 발효인삼을 제조하였다.

실시예 12.

실시예 6에서 제조한 당화홍삼을 사용하여, 실시예 9와 동일한 방법으로 발효인삼을 제조하였다.

시험예

백삼 및 홍삼을 올리고당에 48 시간 동안 침지시켜, 당침 백삼 및 당침 홍삼을 제조하였다. 상기 백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼 및 실시예에서 제조한 당화 인삼 분말에 대하여, 성상 및 관능 시험, 건조감량 시험, 당도 및 환원당의 정량, 물엑스 함량 측정, 70% 에탄올엑스 함량 측정, 총사포닌 함량 측정, 물추출물의 분자량 분포도 조사 등을 실시하였다.

시험예 1. 성상 및 관능시험

성인 남녀 12명을 대상으로 백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 및 실시예 5에서 제조한 당화 인삼 분말(당화 홍삼 분말)을 가지고 성상 및 관능 시험을 수행하였으며, 그 결과는 표 1과 같다. 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명에 따라 제조한 당화 인삼은 그 원료인 인삼 및 홍삼과 색상이 유사하였으나 약간 진한 색상을 보였으며, 당화 홍삼은 홍삼에 비하여 유사하거나 약간 진한 색으로 변화되었는데, 이는 당화시킨 후 건조하는 동안 자체 용출이 조직 내에 침적되면서 어두워지는 것으로 사료된다.

	백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼
외관 색상	황색	홍갈색	황갈색	갈색	황갈색	갈색
고 미a)	+++++	+++++	+++	+++	+++	+++
감 미a)	+	+	+++++	+++++	+++	+++
질감(유연성)a)	+	++	+++++	+++++	+++++	+++++

a) 성인 남녀 12명이 평가함. 강함(+++++) ↔ 약함(+)

또한 인삼 특유의 고미와 감미를 보면 백삼 및 홍삼은 고미가 강하고 단맛이 적은 반면 당침 인삼과 당침 홍삼은 고미가 상대적으로 약하고 감미가 증가되었는데 이는 인삼 및 홍삼에 당 성분을 인위적으로 침적시킨 것으로 인삼과 홍삼의 고미를 당 성분이 은폐하기 때문이다. 또한 당화 인삼과 당화 홍삼은 인삼과 홍삼에 비하여 고미는 그대로 유지되고 있으며 감미는 상대적으로 적지만 수삼 및 인삼에 비하여 감미가 등가된 것으로 보아 당화 조작에 의하여 당도가 증가하였고 그 결과 고미가 은폐되어 당침 인삼 및 당침 홍삼과 같은 맛을 내는 것으로 사료된다.

시험예 2. 건조감량시험

백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 및 실시예 5에서 제조한 당화 인삼 분말(당화 홍삼 분말)을 각각 10.0 g을 정밀히 달아 102±2 ℃에서 항량이 될 때까지 건조하여 감소된 무게를 측정하였으며, 그 결과는 표 2와 같다.

	백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼
1 회 시험	9.23	9.57	8.56	8.67	9.42	9.39
2 회 시험	9.38	9.67	8.19	8.89	9.13	9.28
3 회 시험	9.41	9.34	8.47	8.4	9.08	9.59
평 균(%)	9.34	9.53	8.41	8.65	9.21	9.42

표 2에서 알 수 있는 마와 같이, 본 발명에 따라 제조된 당화인삼의 인삼의 성분 함량에는 큰 차이가 없다.

시험예 3. 당도 및 환원당의 정량

백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 및 실시예 5에서 제조한 당화 인삼 분말(당화 홍삼 분말)을 각각 분쇄기에 넣고 분쇄하여 20 메쉬를 통과시킨 후, 가루 10.0 g을 정밀히 달아 정제수 100 ml에 넣고 환류냉각기를 달고 수욕에서 1 시간 동안 가온한 다음 여과하고 여액을 취한 다음, 잔사는 다시 이 조작을 2 회 더 반복하여 여액을 모두 합하고, 60℃ 이하에서 감압농축한 다음 잔사에 물을 가하여 녹여 정확히 25 ml가 되게 만들어 검액으로 하였다.

각각 검액과 공시험액을 가지고 당도계를 써서 당도를 측정하였다. 따로 환원당 함량은 당도 실험에서 얻은 검액과 공시험액을 가지고 환원당 정량법에 따라 정량하였다. 시험 결과는 표 3과 같다.

		백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼
당도 (bx)	1 회	8	10	25	25	16	17
	2 회	9	11	24	28	17	19
	3 회	8	10	26	27	19	18
환원당 (%)	1 회	6.5	7.2	17.8	18.6	12.3	13.9
	2 회	6.8	7.0	17.2	18.0	12.7	13.5
	3 회	6.3	6.7	18.1	18.9	13.1	14.1

표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 따라 제조된 당화인삼 및 당화홍삼은 당침인삼류에 비해 당도 및 환원당을 낮았으나, 인삼류에 비해 당도 및 환원당의 증가로 인하여 인삼에서 느끼는 고미를 감소시켜 당화인삼에서도 단맛의 감미를 느낄 수 있음을 알 수 있다.

시험예 4. 물엑스 함량 및 70% 에탄올엑스 함량

백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 및 실시예 5에서 제조한 당화 인삼 분말(당화 홍삼 분말)을 각각 분쇄기에 넣고 분쇄하여 20 메쉬를 통과시킨 후, 가루 10.0 g을 정밀히 달아 물 100 ml를 넣고 환류냉각기를 설치한 다음 수욕상에서 2 시간 동안 가온한 다음 여과하였다. 이 조작을 2 회 더 실시하여 여액을 모두 합한 다음 기지 중량의 플라스크에 넣고 60℃ 이하에서 감압 하에 증발시킨 다음 다시 102±2 ℃의 건조기에 넣고 항량이 될 때까지 건조하여 추출되어 나온 엑스의 중량을 환산하였다.

		백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼
물엑스 (%)	1 회	29	32	35	38	36	37
	2 회	31	35	41	40	30	31
	3 회	28	31	39	42	32	35
70% 에탄올 엑스 (%)	1 회	35	38	38	40	38	45
	2 회	39	43	42	43	37	50
	3 회	43	45	46	49	40	48

표 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 당화인삼 및 당화홍삼의 물 추출물 및 알코올 추출물 함량을 당침인삼류 및 인삼류와 비교해 보면 큰 차이가 없다. 이러한 결과는 인삼의 유효성분의 추출함량에 큰 차이가 없음을 나타낸다.

시험예 5. 조 사포닌 함량 실험

백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 및 실시예 5에서 제조한 당화 인삼 분말(당화 홍삼 분말)을 각각 분쇄기에 넣고 분쇄하여 20 메쉬를 통과시킨 후, 가루 5.0 g을 정밀히 달아 대한민국 식품 공전의 인삼 및 홍삼제품의 사포닌 정량법에 따라 시험하였으며, 그 결과는 표 5와 같다.

	백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼
1 회 시험	26.8	29.8	25.7	27.4	28.5	28.7
2 회 시험	28.4	28.9	27.9	28.2	29.2	29.3
3 회 시험	29.7	29.1	28.4	29.1	27.9	27.1
평 균	28.30	29.27	27.33	28.23	28.53	28.37

표 5에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 당화인삼 및 당화홍삼에 함유된 유효성분인 조사포닌의 함량을 분석한 결과, 인삼류 및 당침인삼류와 비교해 볼 때 거의 비슷했다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 발아맥아, 발아미강, 및 전분 분해 효소를 이용하여 당화 공정을 실시해도 당화인삼의 유효성분인 사포닌의 함량에는 큰 변화가 주지 않는다는 것을 알 수 있다.

시험예 6. 물추출물의 분자량 분포도 실험

인삼에 있어서 당화된 성분이 많을수록 그 분자량은 감소한다. 또한 맥아-함유 수용액 중에는 맥아 자체에 함유된 수용성 당이 존재하므로, 당화 과정에서 이들이 자체 당화되어 인삼 검체에 잔류할 수 있으므로 공시험을 실시하였다.

백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 및 실시예 5에서 제조한 당화 인삼 분말(당화 홍삼 분말)을 각각 분쇄기로 분쇄하여 20메쉬를 통과하는 가루로 만들고, 60℃ 이하에서 항량이 될 때까지 감압 건조한 다음 이 검체 10.0g을 정밀히 달아 정제수 100 ml를 가하고 환류냉각기를 설치한 다음 수욕상에서 1 시간 동안 가온하고 여과하였다. 따로 잔사를 이와 같은 조작을 2 회 더 반복하여 여액을 모두 합하고 60℃ 이하에서 감압농축한 다음 정확히 100 ml가 되게 하여 검액으로 하였다. 상기 검액과 공시험액을 각각 0.5 ml씩 취하여 기지 중량(실리카겔 데시케이터에서 24시간 이상 건조한 것)의 분자량별 cut-off centrifuging membrane filter(분자량 30만, 10만, 5만, 3천 컷오프)를 써서 원심 분리한 다음 각 필터를 여과하고 감압데시케이터(실리카겔)에 넣어 항량이 될 때까지 건조한 다음 각 필터에 여과된 질량을 측정하였으며, 그 결과는 표 6과 같다. 상기 시험은 3 회 반복하였으며 이로부터 평균을 구하였다.

분자량	백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼
30만 이상	44	32	27	24	19	18
30만~10만	22	24	26	25	20	19
10만~ 5만	14	16	14	13	25	26
5만 ~ 5천	12	19	17	17	23	25
5천 이하	8	9	16	20	13	12

표 6에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 당화인삼 및 당화홍삼의 물 추출물의 분자량 분포를 비교해 보면, 인삼류와 당침인삼류는 전분질을 많이 포함하고 있기 때문에 물 추출물의 분자량 분포가 30만 이상에서 44 % 보인 반면, 당화공정을 실시하여 제조된 당화인삼 및 당화홍삼은 거대분자인 전분질이 저분자화 되어 분자량 5천 ∼ 10만 사이에서 51 %를 나타내었다.

상기 분자량 분포도 시험에서 얻은 분자량 5천 이하의 검체에 정제수 1 ml를 가하여 녹여 멤브레인 필터로 여과하여 검액으로 하였다. 상기 검액을 가지고 다음의 조건에 따라 고성능 액체크로마토그라프법으로 분석하였으며, 그 결과는 도 1a 내지 1c와 같다. 도 1a는 당 표준품의 HPLC 차트이며, 도 1b는 고려인삼의 HPLC 차트이고, 도 1c는 실시예 1에 얻은 당화 인삼으로부터 얻은 HPLC 차트이다.

기구 : Shimadzu Prominence

칼럼 : Gromsil ODS 4.6(i, d) × 250mm

이동상 A: 아세토니트릴:증류수=15:85

이동상 B: 아세토니트릴:증류수=80:20

유속 : 1.0㎖/min

검출기 : ELSD(Alltech)

도 1a 내지 1c에서 보는 바와 같이 발아맥아 등을 이용하여 당화인삼을 제조할 경우 전분질 당류가 이당류 및 환원당으로 전환된다는 것을 알 수 있다.

시험예 8. 산성 다당체 함량분석

인삼으로부터 생성되는 산성 다당체는 주로 갈락튜론산(galacturonic acid)으로서, 이는 분자구조상 펙틴과 유사하므므로 펙틴 정량에 사용되는 카바졸-술폰산(carbazole-sulfuric acid) 방법으로 산성 다당체 함량을 측정하였다.

백삼, 홍삼, 당침 백삼, 당침 홍삼, 실시예 1에서 제조한 당화 인삼 분말, 실시예 6에서 제조한 당화 홍삼 분말, 및 실시예 12에서 제조한 발효 당화홍삼 분말을 물로 추출하여 각각 0.5 ㎖에 카바졸(0.1% 에탄올) 0.25㎖을 가해 잘 혼합하고 진한 황산 3 ㎖를 가하였다. 수욕상에서 85 ℃, 5분 동안 가열하고 상온에서 15분 동안 방냉한 후 525 ㎚에서 흡광도를 측정함으로써 그 함량을 결정하였다. 이때 블랭크(blank)에는 카바졸(carbazole) 대신에 에탄올을 사용하였다. 이러한 방법으로 측정한 산성 다당체의 함량은 표 7과 같다.

	백삼	홍삼	당침인삼	당침홍삼	당화인삼	당화홍삼	발효 당화홍삼
산성 다당체 함량(%)	2.4	4.2	2.5	4.3	6.8	7.5	7.1

상기 표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 당화공정을 실시하여 제조된 당화인삼의 산상다당체 함량은 인삼류 및 당침인삼류에 비해 높은 함량을 보였으며, 추가 공정으로 유산균 및/또는 장내세균으로 발효를 실시할지라도 당화인삼에 비해 약간 함량이 감소하지만, 인삼류와 당침인삼류에 비해서는 높은 함량 수준을 보였다.

시험예 8.

비교예로서 대한민국 특허등록 제228,510호(실시예 1) 및 대한민국 특허등록 제479,803호(실시예 4)에 개시된 바에 따라, 인삼추출물을 제조하였다 (각각 비교예 1 및 2). 상기 비교예 1에서 Rg3 분획을 얻기 위한 컬럼 크로마토그래피 공정은 추출물과의 직접적인 비교를 위하여 생략하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 인삼 추출물의 성분변화를 측정하였다. 즉, 얻어진 인삼 추출물 5 g을 정밀히 달아 100 ㎖의 농축플라스크에 취하고, 감압농축 후 물포화 부탄올 50ml를 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 물포화 부탄올 10 ㎖로 세척하고 여액 및 세액을 합하여 250 ㎖ 분액깔때기에 넣고 물 20 ㎖로 잘 진탕시켜 수세하였다. 물포화 부탄올 추출액 전액을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 수욕 중에서 감압 농축하여 부탄올을 제거한 다음 그 잔류물에 에테르 50 ㎖를 넣고 환류냉각기를 붙여 수욕 중에서 36 ℃로 30분간 가열하여 탈지시킨 후 에테르를 제거하였다. 얻어진 잔류물에 10배의 메탄올을 가하여 완전히 용해한 다음 필터(0.45 ㎛)를 사용하여 여과한 다음 고속액체크로마토그래피(HPLC)로 진세노사이드 성분을 정량분석 하였으며, 그 결과는 다음 표 8과 같다. 상기 HPLC 조건은 다음과 같다.

기구 : Shimadzu Prominence

칼럼 : Gromsil ODS 4.6(i, d) × 250mm

이동상 A: 아세토니트릴:증류수=15:85

이동상 B: 아세토니트릴:증류수=80:20

유속 : 1.0㎖/min

검출기 : ELSD(Alltech)

구분	진세노사이드(Ginsenoside) (%)
	실시예 7	실시예 8	실시예 9	비교예 1	비교예 2
진세노사이드 Rb1	0.2	0.3	0.2	2.7	2.8
진세노사이드 Rb2	0.3	0.3	0.3	1.5	2.1
진세노사이드 Rc	0.2	0.2	0.2	1.6	2.0
진세노사이드 Rd	0.4	0.3	0.2	0.8	1.1
진세노사이드 Rg3	26.8	26.4	26.2	15.2	23.4
△20-진세노사이드 Rg3	10.5	11.1	10.9	5.8	0.8
진세노사이드 Rh2	0.3	0.4	0.3	< 1	0.2
화합물 K	0.2	0.1	0.1	0	0

상기 표 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 유산균 또는 장내 세균에 의한 발효를 거치지 않고 열처리 및 유기용매 추출 공정을 통하여 제조한 비교예 1의 인삼 추출물의 경우 진세노사이드 Rg3의 함량이 상대적으로 높으나 만족할만한 수준은 아니며, 산처리 및 유산균 발효를 거쳐 제조한 비교예 2의 인삼 추출물은 비교예 1의 경우보다 진세노사이드 Rg3의 함량이 증가하였으나 △20-진세노사이드 Rg3 함량은 여전히 낮다. 이에 반하여, 유산균 또는 장내 세균 발효 및 숙성 공정을 거쳐 제조한 인삼 추출물은 매우 높은 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세노사이드 Rg3 함량을 가진다.

시험예 9. 유효 진세노사이드의 생체이용률 측정

실시예 12에서 제조한 발효 당화 홍삼 추출물 40 g을 60 ∼ 70 kg의 건강한 성인(남자, n=3)에게 1회 경구 투여한 후, 1 시간, 2 시간, 6 시간, 12 시간, 24 시간에 혈액 샘플(5 ㎖)을 취하여, 혈중에 존재하는 사포닌 및 사포닌 대사체를 분석하였다. 시간별로 혈액 5㎖를 채혈하여 분석조건은 고체상 추출기(Solid phase extraction)를 이용하여 진세노사이드를 추출 정제한 다음, 메탄올을 가하여 고체상 추출기 흡착제에 흡착된 진세노사이드를 용출시킨 뒤 필터(0.45㎛)를 사용하여 여과한 다음 고속액체크로마토그래피(HPLC)로 진세노사이드 성분을 정량 분석하였다. 혈중 사포닌 유도체들의 경시변화를 측정한 결과는 도 2(진세노사이드 Rg3) 및 도 3(△20-진세노사이드 Rg3)과 같다.

인삼의 약리성분으로 알려진 사포닌은 배당체구조로 되어 있어 사포닌은 그 자체로 흡수되지 않고 장내 미생물에 의해서 사포닌 대사물(화합물 K, 진세노사이드 F1 등)로 생물전환된 후 체내 흡수율이 증진된다고 알려져 있다(Hasegawa H., J. Pharmacol. Sci., 2004, 95(2):153-157; Tawab M. A. et al., Drug Metab. Dispos., 2003, 31(8):1065-1071.). 도 2 및 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 30분-2시간에 진세노사이드 Rg3 및 △20 진세노사이드 Rg3 성분이 각각 최대 흡수를 보였으며. 본 발명 인삼추출물(발효인삼)과 홍삼 실험군을 비교할 경우, 본 발명에 따른 인삼추출물의 체내흡수율이 20 배 이상 증대된 것을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 제조방법에 따른 인삼 추출물은 적은 량을 섭취하여도 높은 약리 효능을 발휘하며, 사람의 체질에 관계없이 효능의 표준화를 볼 수 있으며, 적은 복용량으로도 높은 약리 효능을 발휘하기 때문에 상업적으로 다양한 응용이 가능하다.

본 발명의 당화 인삼 제조방법은 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소에 의해 인삼에 함유되어 있는 전분질이 당(특히, 산성 다당체)으로 전환되어, 인삼 특유의 고미를 차폐하여 관능성을 개선할 수 있을 뿐 아니라, 상기 산성 다당체 등의 당이 유산균 또는 장내세균의 탄소원으로서 작용함으로써 더욱 우수한 미생물 발효 환경을 제공할 수 있다. 또한, 외부로부터 당을 가하지 아니하고 자체에 함유한 다당류를 가수분해하여 당도를 높여 맛을 개선시킴으로써, 당뇨병 환자나 비만 또는 칼로리를 제한해야 하는 환자도 부담없이 섭취할 수 있게 한다. 나아가, 상기 인삼으로부터 생성되는 산성 다당체 등의 당은 면역력 증진, 조혈 및 고지혈증 예방 등의 약리활성을 가지므로, 이를 이용하여 인삼 추출물을 제조할 경우, 약리활성이 더욱 우수한 인삼 추출물을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인삼 추출물의 제조방법은 사포닌 분해능을 갖는 유산균 및/또는 장내 세균으로 인삼을 발효시키고, 배양액을 특정 온도에서 일정 기간 숙성시킴으로써, 유산균 및/또는 장내 세균의 내부에 존재하는 발효 효소를 활용할 수 있도록 함과 동시에, 얻어지는 추출물 중에 다른 진세노사이드 유도체에 비하여 항종양 및 항암효과가 우수한 것으로 알려져 있는 진세노사이드 Rg3 및 △20-진세 노사이드 Rg3의 함량을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 얻어지는 인삼 추출물은 종래의 열처리 과정에서 생성되는 HMF (Hydroxylmethylfurfual) 등과 같은 발암물질 생성을 배제할 수 있으며, 열 및/또는 산처리 공정에 따라 필연적으로 거쳐야 하는 중화 공정도 배제할 수 있고, 추출정제를 통하지 않고 직접 식품으로서의 사용이 가능하다.

Claims (13)

1. 발아맥아(發芽麥芽), 발아미강(發芽米糠), 또는 전분 분해효소로 인삼을 처리하는 단계를 포함하는, 산성 다당체의 함량이 증가된 당화 인삼(saccharified ginseng)의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 처리가 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소를 물에 현탁시켜 얻은 현탁액; 또는 상기 현탁액을 여과 또는 원심분리하여 얻은 수용액에 인삼을 침지함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 현탁액이 염화칼슘 또는 지베렐린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 현탁액이 발아맥아, 발아미강, 또는 전분 분해효소를 물에 현탁시키고, 산소를 포화시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 침지가 40 ∼ 60 ℃에서 6 ∼ 12 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 제조방법으로 제조된 당화 인삼(saccharified ginseng)을 사포닌 분해능을 갖는 유산균 또는 장내세균으로 발효시키는 단계(이하 "발효 단계" 라 함)를 포함하는 인삼 추출물의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 발효 단계를 수행한 후, 얻어지는 배양액을 50 ∼ 85 ℃에서 4 ∼ 12 시간 동안 숙성시키는 단계(이하 "숙성 단계" 라 함)를 더 포함하는 인삼 추출물의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 숙성이 55 ℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 숙성이 4 ∼ 6 시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 발효 단계의 공정을 수행한 후 상기 숙성 단계의 공정을 수행하기 전에, 배양기 내의 탄산가스를 제거하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 발효 단계에 있어서, 상기 유산균 또는 장내 세균 접종 전에, 배양기를 감압하여 공기를 제거한 후 미생물 배양용 혼합가스로 배양기 내의 공기를 치환하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 숙성 단계의 공정을 수행하여 얻어진 숙성액을 농축 또는 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 숙성 단계의 공정을 수행하여 얻어진 숙성액을 원심분리하여 취한 상등액을 농축 또는 동결건조하는 것을 특징으로 하는 제조방법.

Images