KR100840487B1 - 저온 초고압 처리에 의한 약용식물의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연의 약용식물을 저온에서 초고압으로 전처리한 다음 증숙 건조시킴으로써 각종 유효성분의 추출효율이 향상되고 약용식물 고유의 맛과 향취, 색택 등이 향상되어 다양한 건강기능식품으로 응용될 수 있도록 하는 약용식물의 가공방법에 관한 것으로, 상기 방법은 0∼4℃의 온도로 저장되어 있는 약용식물을 선별하는 선별공정, 상기 선별공정에서 선별된 약용식물의 외부에 묻어있는 이물질 및 일부 미생물과 농약성분을 제거하기 위한 텀블러기계 세척공정, 상기 텀블러기계 세척공정을 거친 약용식물의 수분 함량이 70∼75% 되도록 냉풍 건조하는 건조공정, 상기 건조공정에서 건조된 약용식물을 진공 포장하는 공정, 및 상기 진공 포장된 약용식물을 100~400MPa, 30초~90분, 0~25℃ 조건하에서 처리하는 저온 초고압 처리공정으로 구성된다.

저온, 초고압, 약용식물, 인삼, 도라지, 더덕

Description

저온 초고압 처리에 의한 약용식물의 가공방법{Method of processing medical herbs by extra-high pressure treatment in low temperature}

도 1은 본 발명에 따른 저온 초고압 처리를 하기 전후의 약용식물의 경도를 나타낸 그래프이다.

도 2는 초고압 처리를 위한 통계 기압, 시간, 온도별 조건에서 분석한 조사포닌 함량을 나타낸 그래프이다.

도 3은 초고압 처리에 따른 조사포닌 함량을 시간대별로 나타낸 그래프이다.

본 발명은 저온 초고압 처리에 의한 약용식물의 가공방법에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 천연의 약용식물을 저온에서 초고압으로 전처리한 다음 증숙 건조시킴으로써 각종 유효성분의 추출효율이 향상되고 약용식물 고유의 맛과 향취, 색택 등이 향상되어 다양한 건강기능식품으로 응용될 수 있도록 하는 약용식물의 가공방법에 관한 것이다.

인간의 최대 애환과 고통은 질병이라 할 수 있는데, 특히 난치성 질병과 불치성 질병은 더욱 그러하다. 이러한 인간의 질병을 치유 및 예방하기 위한 의약품의 개발은 인류사회의 큰 과제이며 이를 해결하고자 합성 및 천연의 원재료를 이용한 의약품이 다방면에서 연구 개발되고 있다. 하지만 인간이 만든 합성 유효성분은 치유의 한계가 있고 크고 작은 부작용이 있지만, 천연 유효성분은 부작용이 거의 없으며 무한의 치유력과 생명 연장이 가능한 잇점이 있다.

한편 건강기능식품은 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 다양한 형태로 제조가공한 식품을 말하는데, 여기서 기능성은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 말한다. 이러한 건강기능식품은 식품군에 포함되며, 의약품과의 확연한 차이는 질병의 직접적인 효능, 효과를 주지는 않는다는 것이지만 인체에 유용한 기능을 가져올 수 있으므로 예방적 측면에서 일반인이 건강기능식품을 섭취한다면 도움이 될 수 있다.

건강 기능식품의 원재료로서 오랫동안 이용되어 온 약용식물은 자연적인 건강식품이지만 그 명성에 비해 이용법의 개발은 아직 낙후되어 있다.

예를 들어, 도라지, 더덕 등 천연 약용식물은 아직 다양한 연령층의 소비자 욕구를 충족시키는 제품이 개발된 바 없고 안전성, 건강기능성, 편의성, 기호성, 시장성, 창의성 및 과학적이고 합리적인 수준의 제품 개발이 이루어지고 있지 않다.

또한, 인삼은 수삼을 그대로 먹거나 백삼이나 홍삼으로서 가공하거나, 또는 원료를 추출액, 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등으로 가공하는 방법이 공지된 바 있다.

즉, 백삼은 수삼의 껍질을 벗기거나 혹은 그대로 약 60℃에서 열풍건조나 일광에 의해 건조시켜 가공하며, 홍삼의 경우 0∼2℃의 온도에 저장되어 있는 수삼을 세척한 후 이를 증삼기 내에 넣고 수분함량이 80∼85% 정도가 되도록 수증기를 이용하여 94∼100℃ 온도로 증삼하고, 상기 94∼100℃의 온도에서 증삼이 이루어진 후에 60℃의 온도에서 일차적으로 내부까지 건조가 이루어지도록 건조실에서 일주일간 건조를 시키며, 상기 건조실에서 일차적으로 건조가 이루어진 수삼을 이차적으로 7∼30일간 태양에서 발산되는 빛에 의해 자연건조가 이루어지도록 양건시키는 가공 과정을 거치게 된다.

그러나, 상기와 같이 가공된 백삼 및 홍삼을 농축액으로 추출시, 향이 증발하거나 유출액이 소실되어 수율이 저하되는 문제점이 있었으며, 이를 개선하기 위하여 수삼을 진공포장한 후 초고압 처리함으로써 손실을 최소화하는 방법이 제시된 바 있다.

그러나 고온에서 초고압 처리하는 방법에 의할 경우, 인삼의 열화에 따른 물러짐이 발생되고, 유리당 중 환원당이 증가하여 향의 변화와 색의 갈변이 발생하여 제품의 품질에 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있으며, 또한 전체 공정의 유지 면에서도 고온의 작동으로 인한 기계 부식과 크랙 형성 및 장비 내부의 열에 의한 부작용 발생, 높은 운전비용 등의 문제점이 있었다.

따라서, 종래 천연의 약용식물을 가공하는 방법이 다양하지 못하고, 고온 처 리시의 품질 열화 및 유효성분의 파괴와 같은 한계를 극복하기 위하여 본 발명자는 약용식물의 새로운 가공방법에 관한 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 천연의 약용식물을 저온에서 초고압으로 전처리하여 고온 초고압 처리방법에 비하여 대상물의 열화에 따른 물러짐 또는 향과 색상의 열화를 현저히 개선할 수 있는 약용식물의 가공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 천연의 약용식물을 저온에서 초고압으로 가공 처리함으로써 전체 공정의 유지 및 운전 비용을 감소시켜 경제적인 약용식물의 가공방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 약용식물의 각종 유효성분의 추출효율 및 약용식물 고유의 맛과 향취, 색택 등이 향상되어 다양한 건강기능식품으로 응용될 수 있도록 하는 약용식물의 가공방법을 제공하는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저온 초고압 처리에 의한 약용식물의 가공방법은 0∼4℃의 온도로 저장되어 있는 약용식물을 선별하는 선별공정, 상기 선별공정에서 선별된 약용식물의 외부에 묻어있는 이물질 및 일부 미생물과 농약성분을 제거하기 위한 텀블러기계 세척공정, 상기 텀블러기계 세척공정을 거친 약용식물의 수분 함량이 70∼75% 되도록 냉풍 건조하는 건조공정, 상기 건조공정에서 건조된 약용식물을 진공 포장하는 공정, 및 상기 진공 포장된 약용식물을 100~400MPa, 30초~90분, 0~25℃ 조건하에서 처리하는 저온 초고압 처리공정으로 구성된다.

상기 방법은 또한 상기 초고압 처리공정을 거친 약용식물을 50~70℃에서 열풍 건조시킨 후 7~30일간 양건시키거나 당류를 침투시켜 정과 또는 절편으로 제조하는 공정을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 약용식물 가공방법을 적용하기에 최적인 약용식물은 인삼, 도라지 또는 더덕이 있으나, 본 발명이 이에 한하는 것은 아니다.

본 발명의 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

충남 금산군에서 재배 경작된 6년근 원료 수삼을 농림부 고시 수삼 표준규격에 의해 선별한 후, 0∼4℃의 온도로 저장되어 있는 우수한 수삼을 재선별하여 외부에 묻어있는 흙 등과 같은 이물질이 분리되도록 텀블러 기계세척을 한 다음 표면에 묻어 있는 수분을 건조하였다.

수분이 70∼75% 정도로 일정하게 건조된 수삼을 진공으로 포장하여 300MPa, 10분, 20℃ 조건하에서 저온 초고압 처리한 다음, 포장재를 제거하고 저온 초고압 처리 전과 후의 수삼의 성상을 비교하였다.

그 결과 처리 전의 수삼 고유의 흙, 풀, 꽃 등의 냄새가 처리 후에 더 강해 졌으며, 맛 또한 쌉쌀하고 쓴 맛이 증가하였다. 또 색상은 미백색에서 미갈색으로 변했으며, Rheometer(CR 100-D, Japan)를 이용하여 수삼 동체부위의 경도를 측정하였을 때, 615 g/cm²인 반면에 초고압 처리된 수삼은 589 g/cm²로 나타났다(표 1 및 도 1 참조).

구 분	처리 전	처리 후
냄새	고유의 흙, 풀, 꽃 향 등	고유의 수삼 향 강함
맛	고유의 쌉쌀하고 쓴 맛	고유의 수삼 맛 강함
색상	미백색	미갈색
경도	단단함(615 g/cm2)	조금 물러짐(589 g/cm2)

[표 1] 초고압 처리 전후의 수삼의 성상 비교

실시예 2

수분이 70∼75%로 정도로 일정하게 건조된 수삼을 진공 포장하여 표 2와 같이 기압은 100~400MPa, 시간은 30~180초, 온도는 2~86℃ 범위에서 변화시켜 가며 초고압 처리한 결과, 통계 조건별 실험에 따른 조사포닌 분석치가 기압이 높을수록 함량이 증가하는 것으로 나타났으나, 온도에 따른 변화는 거의 없는 것으로 나타났다. 그러나 45℃ 이상의 고온으로 처리할 경우 저온 처리에 비해 제조된 수삼의 조직이 열화되어 물러지는 현상이 나타났으며, 색이 갈변화되고 물러진 조직으로 인해 이취가 약간 발생하였다.

이어서, 가공의 최적 시간을 설정하기 위하여 기압은 300MPa, 온도는 20℃, 시간은 30초~90분 범위에서 초고압 처리한 다음, 60℃에서 열풍 건조시킨 후 14일간 양건하여 홍삼을 제조한 후 홍삼분말로 분쇄하여 표준시료로 사용하였다. 즉, 100mesh 표준체를 통과한 검체를 건강기능식품 공전법에 따른 "홍삼분말" 시험방법으로 실시하였다. 이 때, 수분함량(%)과 수포화부탄올 추출에 의한 홍삼성분(mg/g)으로 하여 건조 중량법(dry basis, mg/g)으로 나타낸 결과, 표 3과 같이 최적 시간이 10분으로 분석되었다.

[표 2]

기압	시간(초)	온도	함량(mg/g)
161	52	25	54
339	52	25	63
161	148	25	57
339	148	25	68
161	52	65	55
339	52	65	64
161	148	65	57
339	148	65	69
100	100	45	51
400	100	45	69
250	30	45	52
250	180	45	61
250	100	2	59
250	100	86	61
250	100	15	53
250	100	45	60

[표 3]

처리시간	함량(mg/g)
대조구(무처리)	54.02
30초	54.78
1분	54.97
2분	55.14
3분	56.20
5분	57.78
7분	58.80
10분	60.05
15분	58.72
20분	58.82
30분	57.68
60분	58.49
90분	58.17

한편, 농림부 인삼산업법에 따라 본 발명의 저온 초고압 처리 전후에 6년근 홍삼의 체형, 조직, 색택 및 표피 등을 품질 검사하였다. 즉, 홍삼에서 가장 중요 한 내부조직 검사를 위하여 뇌두밑 10mm 이하 부분을 사선으로 절단하여 내공과 내백의 치밀·견고함을 비교하였을 때, 본 발명의 저온 초고압 처리 전에 비하여 처리 후의 조직 치밀도, 내공 및 내백이 상대적으로 우수하게 나타났고, 양삼(3등품)이나 지삼(2등품)이 천삼(1등품)으로 등급이 상향 조정되는 결과를 얻을 수 있었다.

실시예 3

인삼, 도라지 및 더덕을 각각 원료 선별한 후 세척하여 300MPa, 10분, 20℃에서 저온 초고압 처리한 다음 95℃에서 2시간 중숙하고 냉각한 후 50℃에서 3시간 열풍 건조하였다. 그리고, 배합비율에 따라 제조된 당류에 60℃에서 48시간 침지시킨 후 당시럽에 증숙된 정과를 40℃에서 5시간 침지시켜 건조한 다음 진공포장을 하여 약용식물의 정과를 제조하였다.

또, 인삼, 도라지 및 더덕 원료를 각각 정선하여 2mm 두께의 사선으로 절단하여 상온에서 압침하여 정수에 24시간 수회 침지한 후 35℃에서 배합비율에 의한 당시럽 용액에 48시간 침지한 다음 45℃에서 24시간 건조하였다. 그리고, 방습 포장재로 일정량씩 포장하여 약용식물의 절편을 제조하였다.

이렇게 얻어진 정과 및 절편의 제조 전후 성상과 미생물 실험 결과는 표 4에 기재된 바와 같다.

[표 4] 초고압 전처리한 정과, 절편의 제조 전후 성상과 미생물 비교

구분	정 과		절 편
	전	후	전	후
냄새	고유의 냄새	고유의 냄새 강함	고유의 냄새	고유의 냄새 강함
맛	고유의 쓰고 쌉쌀한 맛	고유의 쓰고 쌉쌀한 맛 강함	고유의 쓰고 쌉쌀한 맛	고유의 쓰고 쌉쌀한 맛 강함
색상	미백색	다갈색	미백색	다갈색
일반세균	음성	음성	음성	음성
대장균군	음성	음성	음성	음성

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 인삼, 도라지, 더덕 등 천연 약용식물을 저온에서 초고압 처리 공정을 거쳐 가공함으로써 각종 유효 성분이 증가하고, 고유의 맛과 향취, 색택 등이 그대로 보존되거나 향상됨은 물론, 기능성과 기호성을 동시에 추구할 수 있게 된다.

또한, 고온 초고압 처리의 경우 약용식물 성형물의 열화에 따른 물러짐과 유리당 중 환원당이 증가하여 향의 변화와 색의 갈변이 발생하지만, 본 발명에 따라 저온에서 초고압 처리할 경우는 0~4℃ 냉장 상태로 보관 중인 약용식물을 열적 변화 없이 냉장 온도 그대로 초고압 처리한 후 다시 냉장 보관하므로 생화학적 스트레스에 대한 영향이 적어 효소 제어가 보다 효과적이며 물러짐과 열에 의한 비효소적 갈변 반응이 약하다.

또, 본 발명에 따른 저온 초고압 시스템은 운전, 유지 면에서 고온에 의한 기계 부식과 크랙 형성 및 장비 내부의 열에 의한 부작용을 예방하여 운전비용이 감소되기 때문에 종래의 천연 약용식물의 가공시보다 훨씬 더 효율적이고 경제적이라 할 수 있다.

Claims (3)

1. 0∼4℃의 온도로 저장되어 있는 약용식물을 선별하는 선별공정, 상기 선별공정에서 선별된 약용식물의 외부에 묻어있는 이물질 및 일부 미생물과 농약성분을 제거하기 위한 텀블러기계 세척공정, 상기 텀블러기계 세척공정을 거친 약용식물의 수분 함량이 70∼75% 되도록 냉풍 건조하는 건조공정, 상기 건조공정에서 건조된 약용식물을 진공 포장하는 공정, 및 상기 진공 포장된 약용식물을 100~400MPa, 30초~90분, 0~25℃ 조건하에서 처리하는 저온 초고압 처리공정으로 구성되는 저온 초고압 처리에 의한 약용식물의 가공방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 초고압 처리공정을 거친 약용식물을 50~70℃에서 열풍 건조시킨 후 7~30일간 양건시키거나 당류를 침투시켜 정과 또는 절편으로 제조하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 약용식물의 가공방법.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 약용식물은 인삼, 도라지 또는 더덕인 것을 특징으로 하는 약용식물의 가공방법.

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