KR100854700B1

KR100854700B1 - 홍삼 농축액을 함유한 기능성 음료

Info

Publication number: KR100854700B1
Application number: KR1020080004883A
Authority: KR
Inventors: 전상대; 채홍기; 민경성; 이생재; 백인호; 주계종; 유영구
Original assignee: 주식회사 한국인삼공사
Priority date: 2008-01-16
Filing date: 2008-01-16
Publication date: 2008-08-27

Abstract

본 발명은 홍삼 농축액을 함유한 기능성 음료에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홍삼 농축액 및 다량의 산소를 함유한 산소수를 포함하는 기능성 음료에 관한 것이다. 본 발명의 일성분인 홍삼 농축액은 고밀도이면서도 분산성과 혼합성 및 흡수성이 양호하고, 또 다른 일성분인 동해 심층수는 저온 안정성과 인체에 부족하기 쉬운 마그네슘, 칼륨, 아연, 셀렌, 망간 등의 무기물 성분이 풍부하고, 대장균 등의 일반 세균이나 화학물질 등으로부터 오염되어 있지 않은 청정성과 성질이 안정된 숙성성과 필수 미량 원소나 다양한 미네랄이 균형있게 포함되어 있으므로, 이러한 홍삼 농축액과 동해 심층수를 함유한 본 발명의 음료는 혈액계 및 면역계등 각종 질병 및 질환으로부터 예방하고 건강을 유지하는 기능성 건강식품으로 유용하며, 특히 면역관련 질환의 예방 및 개선용 음료로 사용될 수 있다.

Description

홍삼 농축액을 함유한 기능성 음료{Functional Beverages Composing Ginseng Steamed Red Concentrated Solution}

본 발명은 홍삼 농축액을 함유한 기능성 음료에 관한 것이다.

고려인삼은 중국의 고서인 급취장(急就章:BC 33-48), 상한론(傷寒論:AD:191-220), 신농본초경(神農本草經:AD 483-496) 등에 의하면 무독하고 불로장생하는 상약(上藥)의 개념으로 효능이 기술되어 있다. 전칠삼(田七參)은 본초강목(本草綱目:AD 1598)에 지혈작용의 효능을 가지는 것으로 기술되어 있다. 인삼의 주요 유효성분은 진세노사이드(Ginsenoside)이며, 지속적인 연구결과로 화학구조가 해명되고 약리활성 성분이 밝혀지고 있다. 인삼의 유효성분인 사포닌의 주요 특징은 인체내에서 지방분해력이 크며, 영양성분 흡수와 소화를 촉진하고, 세포내의 효소를 활성화하여 신진대사를 촉진하며, 혈청 단백질의 촉진과 에너지를 증가시켜 원기회복과 식욕부진 등을 개선하는 효과가 있다고 알려져 있다.

그러나, 사포닌 이외의 다당체에 대한 연구가 꾸준히 진행중이며, 대표적으 로 비사포닌 계열의 물질인 인삼다당체는 인삼에서 분자량의 크기와 이온 강도의 차이에 의한 분리를 통해 얻어지는 물질로서 고분자 다당류의 복합체이다. 이러한 인삼다당체는 조혈 촉진작용, 골수 방어작용, 암세포 살해 면역세포 생성작용, 방사선 민감작용, 혈당 강하작용 등 다양한 효과가 알려져 있다.

인삼은 가공방법에 따라 인삼의 원형을 유지하고 있는 수삼(fresh ginseng), 홍삼(red ginseng), 백삼(white ginseng) 등 크게 3가지로 구분되는데, 수삼은 밭에서 수확한 생 인삼으로 75% 내외의 수분을 함유하고 있어 유통과정에서 부패하거나 손상이 일어나기 쉬워 특별한 저장시설이나 포장 없이는 장기 보관이 어렵다.

홍삼은 수삼을 정선하여 망상조직인 껍질을 벗기지 않은 채 증기로 쪄서 건조시킨 담황갈색 또는 담적갈색의 인삼을 말하는데, 이 또한 수삼이나 백삼 등 다른 인삼에는 들어 있지 않은 특이성분들, 중추신경계에 대한 진정작용과 흥분작용, 조혈작용 및 혈당치 저하, 간보호, 내분비계에 작용하여 성행동이나 생식효과에 간접적으로 유효하게 작용하는 효과, 항염 및 항종양 효과 등이 있는 것으로 보고되어 있다.

한편, 인삼성분 중에는 암세포의 증식억제 및 형태적으로 정상세포로 유도하는 활성성분들이 함유되어 있다. 항발암 작용과 항암제의 항암 활성 증강 효과가 제시되고 있다. 홍삼 중에는 암세포의 전이와 항암제의 내성형성을 억제하는 활성성분이 있는 것으로 보고되고 있으며 이는 홍삼특유성분인 G-Rh2는 암세포를 스스 로 사멸시키는 이른바 "세포사멸(Apoptosis)"를 유발하는 작용과 인터페론 생성을 촉진하는 효과가 있음이 밝혀지고 있다. 또한, 홍삼 추출물은 망내계 대식세포 활성화 작용과 항체 생성에 유효한 영향을 미친다.

홍삼의 사포닌 성분은 동맥경화증 발생 억제와 혈압조절에 중요한 역할을 하는 혈관의 이완반응의 촉진과 혈관내 피세포의 손상을 방어해 주는 효과가 있다. 홍삼은 적혈구 변형능의 개선작용을 가지고 있어 말초순환을 개선시킨다. 홍삼(사포닌)은 혈관 평활근세포의 증식 억제작용을 가지고 있다. 홍삼(성분)은 콜레스테롤 대사 개선작용을 가지고 있다(Korea-Japan Ginseng Symp, 1996).

또한, 홍삼 혈압저하 효과는 홍삼사포닌 성분의 혈관이완반응 촉진작용과 관련이 있다. 홍삼은 고혈압 환자의 생활의 질(QOL)을 개선시키며, 강압제와 병용시 보조치료 요법제로서 유용성이 기대되고 있다(M. Yamamoto, Ginseng Review. vol 9, 1990).

홍삼은 미세순환 개선작용에 의한 난소기능 부활 작용이 있다. 홍삼은 여성 갱년기 장해증상의 개선에 효용성이 있다. 홍삼(성분)은 실험적 골다공증 유도동물에 대한 골 형성 및 골의 생역학적 성질 개선에 유용성이 있다("고려홍삼 조사포닌 분획이 노령 암컷 흰쥐의 생리적 기능에 미치는 영향", 한국식품영양과학회지, 2000). 홍삼(사포닌 분획)은 스트레스 궤양의 발생을 억제하고, 야기된 위궤양 증상의 치유 과정을 촉진하는 작용이 있다.

홍삼은 원재료가 인삼인 것으로 인삼에는 진세노사이드라는 사포닌 물질이 여러 종류로 다량 함유되어있고, 이들 진세노사이드가 각각 자양강장 이외에 불안신경증, 불면, 우울상태 등 중추신경의 증상개선효과, 학습기능의 증진과 기억력을 개선시켜 지적 수행능력을 향상시키는 효능, 외적 유해인자에 대한 비특이적 생체저항력을 증진시켜 주며, 물리적, 화학적, 생물학적인 외적변화에 대하여 생체를 정상화시켜 주며 혈당강하기능, 해독 촉진작용, 간손상보호 및 간재생회복 촉진작용, 심근세포보호작용 및 심기능 강화작용, 혈중콜레스테롤의 함량저하 작용, 혈압조절작용 암세포전이와 항암제의 내성형성을 억제하는 활성효과 등의 다양한 약리효능이 있으므로 인삼은 예로부터 한약재로 널리 쓰였으나 최근에는 건강식품으로 다양한 가공식품이 제조되어 소비되고 있다.

홍삼(紅蔘)은 한의학적으로 전통 제약 기술인 수치법(修治法)에 의해 가공된 수치 생약으로 수삼을 특수한 증숙, 건조 및 가공공정을 통해 제조된다. 이런 공정을 거치는 동안 인삼 조직 중의 전분입자가 호화(糊化)되고, 조직이 견고하며, 각종 효소들이 불활성화 되어 품질이 안정하게 된다. 또한, 온도처리 공정을 거치는 동안 2차적 성분 변화가 일어나 수삼이나 백삼에 존재하지 않는 홍삼 특유의 약효성분(진세노사이드 Rs, Rg1, Rg2, Rh1 등) 등이 생성되며, 항산화활성 등의 활성성분 함량이 증가된다(Kitagawa et al. 1983, 1992). 그러나 홍삼의 주요성분인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re 등의 성분들은 100℃를 초과하는 고온에서 10분이상 추출하였을 때 열과 추출시간의 변화에 불안정하고, 특히 diol계 진세노사이드 성분들은 내열성이 약해 가수분해 반응을 통해 쉽게 triol 성분으로 변환되므 로 그 형태가 변한다고 알려져 있다(박명한, 농학박사학위논문 '볶음처리에 의한 인삼상의 성분변화와 안전성에 관하여', 1994. 8).

또한 인삼은 전분 등의 탄수화물이 60∼70%로 많이 들어 있지만 다른 식물체에서 볼 수 없는 특이성분으로 인삼사포닌(ginsenoside), 폴리아세틸렌(polyacety lene), 항산화활성 페놀계화합물, 간장보호작용을 하는 고미신(gomisin-N, -A), 인슐린 유사작용을 하는 산성펩티드 등이 들어 있다. 이러한 성분들의 약리작용은 당뇨병 예방 효과, 항암작용, 동맥경화 및 고혈압 예방, 간장(肝臟) 보호작용, 위장 병 예방 효과, 숙취 제거, 노화방지 작용, 항 피로 및 항 스트레스 작용, 두뇌활동 촉진, 혈액순환, 면역기능 증강, 빈혈 치료작용, 방사능 방어작용, AIDS 바이러스 증식억제 등이 있다.

한편, 수심 200 m 이하의 해양 심층수는 미네랄 및 영양염류가 풍부할 뿐 아니라 유기질이나 병원균이 거의 없는 청정해수 자원을 뜻한다. 해양 심층수의 수온은 계절을 통해서 연중 거의 일정하며, 해면 표층수의 수온은 16∼28℃이지만, 수심 374m 심층수의 수온은 2℃로 저온 안정성을 나타내는 특성으로 플랑크톤, 미생물, 특히 병원성 세균 등이 적은 청정성(淸淨性)이 있다. 해양 심층수는 일반 세균 외 병원성 대장균과 병원성 바이러스 등 10종류의 세균의 검사에서도 검출되지 않았으며, 총생균수는 표층수의 10분의 1에서 100분의 1 정도로 깨끗한 물이다.

또한, 해양 심층수에는 표층수의 약 5∼10배의 무기영양염류가 포함되어 있 으면서 사람에게 필요한 주요원소가 70종류를 넘는 다종다양한 미네랄성분이 포함되어 있으면서 필요하기는 하지만 다량으로 섭취하면 해가 될 수 있는 필수 미량원소인 동, 아연과 같이 사람의 건강에 깊은 관계가 있는 것은 극히 소량 포함되어 있는 미네랄밸런스(Mineral balance)가 좋은 점이 해양 심층수의 특성이다. 그리고 해양 심층수는 긴 세월동안 심해의 저온ㅇ고압의 상태에서 장기간 동안 숙성되어 유기물의 함량이 적으면서 표층수에 비해 pH가 낮고(pH 7.8 전후), 육상의 하천수나 광천수에 비해서 물 분자의 집단(Cluster)이 적은 특성이 있다.

음료는 지하에서 퍼올린 천연수, 자연수 혹은 정제수에 감미료 등 여러 가지 첨가물이 부가되어 제조된다. 음료 제품으로서는 청량음료, 과실음료, 스포츠 드링크, 쥬스류 등을 들 수 있는데, 첨가재의 종류 및 첨가재에 따라 다양한 음료가 만들어 진다. 그러나 지하수를 퍼올린 천연수(광천수), 자연수 혹은 정제수를 그대로 사용하거나 특정 성분을 추가한 미네랄 음료는, 특정 성분의 미네랄의 보급은 할 수 있을지 모르나 인체에 필요한 다양한 미네랄을 보급할 수 없다. 또한 기존의 음료는 건강용 기능성 음료로서 특정 성분을 섭취할 수도 있지만, 지하에서 퍼올린 천연수, 자연수 혹은 정제수를 사용함으로서 다양한 미네랄의 보급원으로서의 기능은 다하지 못하고 있다.

해양심층수는 원래 생체 지지에 필요한 무기물 영양 염류가 많고, 유기물이나 세균류가 적어 청성성이 있고, 저온에서 안정된 아주 오랫동안 숙성된 물이다. 심층수의 생성을 보면 그린란드, 남극, 블라디보스톡의 해수가 빙하를 만나는 순간 급격히 차가워지고, 거기에다 해수가 얼면서 빠져나오는 염분과 섞이면서 차갑고 무거워진 해수는 밑으로 더 깊은 심해로 가라 않는다. 무거운 물줄기는 수심 200 m에서 최고 4천 미터까지 깊은 바다 속으로 내려가 두꺼운 띠를 형성하는데 이것이 바로 심층수인 것이다. 심해를 흐르는 심층수는 표층수와도 20도 이상의 온도차 때문에 물과 기름처럼 서로 섞이지 않는다. 빛이 없는 심해에선 광합성 대신 분해만 이루어져 심층수에는 각종 미네랄과 함께 유기질 영양분이 풍부해진다. 표 1은 각 취수지역에서의 해양 심층수의 특성을 비교하여 나타낸 것이다. 해양 심층수는 발생 근원과 취수 지역에서 생성된 고유수로 이루어져 취수 지역마다 구성성분이 조금씩 차이를 보이게 된다. 따라서 각각의 해양 심층수 취수지역 마다 고유의 상품을 개발하고 있다. 우리나라 동해 심층수의 근원은 블라디보스톡의 해수이며, 이 블라디보스톡의 침강해수와 동해안의 고유수가 합쳐져 우리나라 동해 고유의 해양 심층수가이루어 진다. 고성, 양양, 강릉, 울진, 울릉도 등 동해안 전역에 분포되어 있으며, 해양 심층수 근원 및 취수 지역이 다른 일본 및 미국의 해양 심층수와는 약간의 다른 특성을 보이고 있다. 표 1에 나타난 바와 같이 우리나라 동해 심층수(고성)의 특성은 수온은 일본 고치현, 오끼나와현, 미국 하와이 심층수보다 더 차고 인산, 규산 등과 같은 영양염류의 함유량은 동해 해양 심층수가 고치현이나 도야마현의 것보다 더 많다. 또한 용존산소량도 타 지역보다 높은 것으로 나타났다.

구분	수온	염분	pH	영양염			용존산소(㎎/㎖)
구분	수온	염분	pH	인산염	질산염	규산염	용존산소(㎎/㎖)
동해심층수(고성)	1.52~1.9	33.72~33.94	7.19~7.90	1.7~4.3	3.6~13.3	72.0~108.0	9.13~9.47
일본고치현심층수	8.1~9.8	34.3~34.4	7.8~7.9	1.1~2.0	12.1~26.0	33.9~56.8	4.1~4.8
일본 도야마현 심층수	1~2	34.1	7.74	1.2~1.8	14~26	30~38	5.0~6.0
일본 오끼나요현 심층수	9.0	34.71	7.93	3.05	21.89	44.81
미국 하와이 심층수	8.2~10.7	34.37~34.29	7.45~7.64	2.89~3.15	39.03~40.86	74.56~79.2	1.24~1.45

이에, 본 발명자들은 홍삼 분말의 응용분야를 넓히기 위한 연구를 수행하여, 홍삼 고유의 성분을 자연 그대로 유지하면서 다양한 입자 크기의 고형물로 이루어진 고밀도의 홍삼 농축액을 개발하고, 이를 일본 고치현, 오끼나와현, 미국 하와이 심층수 보다도 무기물함유량, 용존산소량이 더 많은 우리나라 고유의 동해 해양 심층수를 사용하여 기능성 음료를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 홍삼 농축액을 천연 미네랄이 풍부한 동해 심층수에 용해시킨 기능성 음료를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 홍삼 농축액 및 동해 심층수를 포함하는 기능성 음료를 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 기능성 음료에 있어서, 상기 홍삼 농축액은 ⅰ) 원료가 되는 홍삼을 선별 및 열처리하는 단계; ⅱ) 상기 선별된 홍삼에 정제수를 혼합하여 고온에서 추출하는 단계; ⅲ) 상기 추출된 홍삼액을 가열 및 살균처리하는 단계; ⅳ) 상기 살균처리된 홍삼 추출액을 냉각시키고 불순물을 분리제거하는 단계; ⅴ) 상기 불순물이 제거된 홍삼 추출액을 농축 및 숙성시키는 단계; 및 ⅵ) 상기 홍삼 추출액이 당분 및 전분함량을 측정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 ⅰ) 단계의 선별 및 열처리는 세삼/증삼/건조/정형/선별 공정 및 100~120℃의 열처리 공정으로 이루어지는 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅱ) 단계의 정제수는 원료 홍삼 질량의 4~8배인 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅱ) 단계의 고온은 증기 간접 가열방식으로 80~95℃인 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅱ) 단계의 추출은 연속식 탱크에서 5~8회 수행하거나 배치식 탱크에서 2~5회 수행하는 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅲ) 단계의 가열 및 살균처리는 90~100℃에서 가열 및 순간 냉각/가열 방법으로 살균처리하는 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅳ) 단계의 냉각은 0~10℃에서 수행하는 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅳ) 단계의 불순물의 제거는 5,000~8,000 rpm의 원심분리기를 이용하여 10~30 ℓ/min의 유속으로 냉각 호화된 전분질 및 이물 찌꺼기를 제거하는 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅴ) 단계의 농축 및 숙성은 55~65℃의 저온 진공농축방법으로 농축하여 #100~140체에서 불순물을 제거한 후, 10시간 이상 숙성시키는 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅵ) 단계의 당분 및 전분함량 측정은 40~75 브릭스의 당분 함량 및 2~3% 전분 함량인 것이 보다 바람직하고, 상기 ⅵ) 단계 이후에 홍삼 농축액의 색도, 수분함량 및 미생물 분석을 수행하는 것이 보다 바람직하고, 이때 상기 색도는 0.20~0.50이고, 수분함량은 30~45%이고, 미생물은 100/g 이하인 것이 더더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 기능성 음료에 있어서, 상기 기능성 음료는 홍삼 농축액 질량의 0.1 ~ 5배의 수심 200 m이하에서 취수한 동해 심층수를 첨가하고, 이를 5 ~ 100배의 정제수로 희석하여 제조되는 것이 바람직하고, 상기 동해 심층수는 농축 처리된 심층수를 함유하는 것거나 탈염 처리된 심층수를 함유하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 의한 기능성 음료란 우리나라 동해 심층수를 첨가한 음료, 농축 동해 심층수를 첨가한 음료, 탈염한 동해 심층수를 첨가한 음료, 또는 탈염 동해 심층수에 미네랄 부분을 첨가한 음료 등을 말하고, 음료 제품으로서 예를 들면, 청량음료, 과실음료, 스포츠 드링크, 쥬스류 등을 들 수 있다.

본 발명의 기능성 음료는 홍삼 농축액과 동해 심층수로 제조된다. 이에, 홍삼 농축액의 제조과정과 동해 심층수의 처리과정을 나누어 설명한다.

<홍삼 농축액의 제조>

1. 제 1공정 : 홍삼 선별 및 열처리

계약 재배된 수삼을 검사하여 합격된 것만 수매하여 세삼/증삼/건조/정형/선별 공정을 거처 가공하여 원료창고에 보관된 6년근 원료홍삼을 출고하여, 홍삼근과 홍미삼의 배합비를 7:3으로 하여 정밀하게 칭량하여 약 110℃ 내외에서 균일하게 열처리(전처리)한다.

2. 제 2공정 : 추출

홍삼 질량의 5~6배의 정제수를 혼합하여 80~95℃에서 추출한다. 이때, 추출은 연속식(홍삼정 용 공정) 탱크에서는 6~7회, 배치식(제품용 홍삼정 공정) 탱크에서는 3~4회 반복하여 추출하여 가열 탱크에 이송보관 한다. 여기서 연속식 공정과 배치식의 차이점은 연속식은 홍삼고유의 지표성분 추출 및 색도/맛을 고농도로 균일하게 추출하는데 유리하며, 배치식은 고유한 성분 및 향을 유지되도록 하면서 많은 양을 단시간에 추출하는데 유리하다.

3. 제 3공정 : 가열 및 살균 처리

상기 홍삼 추출액을 95℃에서 가열하고, 순간 냉각/가열 방법으로 살균처리 한다.

4. 제 4공정 : 불순물 분리 제거

상기 살균 처리된 홍삼 추출액을 원심분리가 용이하도록 냉각(4-7℃)하여 약 7,500 rpm의 원심분리기에 지정된 통과유속(20L/분)으로 진행시켜, 냉각 호화된 전 분질과 기타 이물 찌꺼기 등의 불순물을 제거한다.

5. 제 5공정 : 농축 및 숙성

상기 불순물이 제거된 홍삼 추출액을 저온(55-65℃) 진공농축 방법으로 농축하여 120# 체에서 불순물을 제거한 후, 600L 보온 탱크에서 24시간 숙성시킨다.

6. 제 6공정 : 당분 및 전분함량 측정

당도 측정 방법으로 점도 및 전분함량을 측정한다. 당분 농도는 40-75 브릭스(Brix) 범위이고, 전분은 2 - 3% 범위이어야 적합한 홍삼 농축액으로 인정된다. 추가하여, 상기 홍삼 농축액의 최종 제품검사 방법으로 색도, 수분함량, 미생물 등을 분석한다. 색도는 0.20 - 0.50 이내로 하고, 수분함량은 30 - 45% 범위 이내이며, 미생물은 100/g 이하이어야 적합하다. 그 결과, 본 발명의 하기 실시예에서는 고형분이 64%, 수분이 36%로 판명되었다.

본 발명의 홍산 농축액에 대하여 생물학적 면역증강 활성을 실험하기 위해, 임파구 증식능, LAK 세포생성(종양세포 살해활성) 및 질소산화물 생성능을 실험하였다. 그 결과, 본 발명의 홍삼 고농축액에 대한 임파구 증식능은 대조군 1.0에 비하여 22.4(500 ㎍/㎖)로 나타나 그 효과가 월등히 높다는 사실을 확인하였다. 또한, 본 발명의 홍삼 고농축액에 대한 LAK 세포생성(종양세포 살해활성)은 대조군에 비해 9.7 LU10(100 ㎍/㎖)로, 그 효과가 뛰어나다는 사실을 알 수 있었다.

<동해 심층수의 처리>

동해 심층수를 용기에 충전하고 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균한다. 이때, 살균된 동해 심층수로서 음료에 채용 범위는 10% 이하, 바람직한 범위는 5% 이하 최적인 범위는 3%이다. 기타 감미료나 기타 첨가재 등은 동해 심층수에 미리 혼합해 두는 것이 바람직하다.

또 다른 방법으로 동해 심층수의 농축은 역삼투나 전기투석, 증발농축에 의한다. 농축 동해 심층수로서 음료에 채용 범위는 5% 이하, 바람직한 범위는 3% 이하이다.

또 다른 방법으로는 동해 심층수를 탈염시킬 수 있다. 이때, 탈염은 전기투석법, 역삼투막법, 이온교환막법 및 증류법으로부터 적어도 1가지 이상의 처리법에 의한다. 이때, 동해 심층수의 음료 채용 범위는 1 - 99%이다.

또 다른 방법으로는 동해 해양 심층수를 가열증발, 진공증발, 천일건조, 통풍건조 등에 의하여 수분을 증발시키고 얻어지는 증발 건고물을 지하에서 퍼올린 천연수, 자연수 혹은 증류수에 섞어 용기에 충전하고 용기를 멸균실에 넣고 충전물을살균한다. 여기서 동해 심층수의 증발 건고물의 음료에 채용범위는 2% 이하로 하고, 바람직하게는 0.05-0.5%가 좋다. 2%이상이면 염분이 지나치게 많이 함유되어 음료로서 적당하지 않다.

또 다른 방법으로는 과즙과 농축 동해 심층수를 용기에 충전하여 충전물을 살균한다. 여기서 과즙이나 농축 동해 심층수를 천연수로 희석하는 경우, 천연수 의 사용량에 따르고 쥬스의 염분 농도는 5% 이내로 하는 것이 바람직하다.

또 다른 방법으로는 탈염된 동해 심층수와 감미료나 기타 첨가재 등을 용기에 충전하여 충전물을 살균한다. 여기서 탈염 동해 심층수를 채용할 수 있는 범위는 1 - 99%, 바람직한 범위는 5 - 50%, 최적인 범위는 10 - 30%이다.

또 다른 방법으로는 탈염된 동해 심층수를 농축처리하고 농축한 동해 심층수 그리고 감미료나 기타 첨가제 등을 용기에 충전하고 충전물을 살균한다. 여기서 탈염 농축 동해 심층수를 채용할 수 있는 범위는 1 - 99%, 바람직한 범위는 5 - 50%, 최적인 범위는 10 - 30%이다.

또 다른 방법으로는 탈염된 동해 심층수와 무기물 염류와 무기물 이외의 성분을 용기에 충전하고, 충전물을 살균한다.

본 발명의 일성분인 홍삼 농축액은 고밀도이면서도 분산성과 혼합성 및 흡수성이 양호하고, 또 다른 일성분인 동해 심층수는 또 다른 일성분인 동해 심층수는 저온 안정성과 인체에 부족하기 쉬운 마그네슘, 칼륨, 아연, 셀렌, 망간 등의 무기물 성분이 풍부하고, 대장균 등의 일반 세균이나 화학물질 등으로부터 오염되어 있지 않은 청정성과 성질이 안정된 숙성성과 필수 미량 원소나 다양한 미네랄이 균형있게 포함되어 있으므로, 이러한 홍삼 농축액과 동해 심층수를 함유한 본 발명의 음료는 혈액계 및 면역계등 각종 질병 및 질환으로부터 예방하고 건강을 유지하는 기능성 건강식품으로 유용하며, 특히 면역관련 질환의 예방 및 개선용 음료로 사용 될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

<실시예 1> 홍삼 농축액의 제조

본 발명자들은 홍삼(6년근)을 원료로 하여 홍삼 농축액(홍삼정 EXT)를 제조하였다(도 1). 먼저, 6년 된 홍삼의 홍삼근과 홍미삼의 배합비를 7:3으로 청결하게 전처리(선별/열처리)하여 별도 구획된 칭량실에서 1회 추출량 250 내지 450 ㎏씩 추출 탱크별로 정밀하게 소분작업하였다. 그리고 나서, 상기 홍삼 원료를 추출 탱크에 투입하고, 5~6배의 정제수를 혼합하여 추출 탱크 온도를 증기 간접 가열방식으로 80℃에서 95℃로 유지하며, 7~9시간 동안 추출하였다. 상기 추출을 반복하여 실시하였다. 이때, 연속식 탱크에서는 6~7회, 배치식 탱크에서는 3~4회 추출하였다.

상기 추출이 완료된 후, 추출액을 혼합한 후 가열 및 살균처리 하였다. 그리고 나서, 냉각탱크에서 4~6℃로 냉각시키고, 상기 냉각된 추출액을 8,000 rpm 원 심분리기에 10~20분 동안 통과시켜 불순물(전분, 찌꺼기 등)을 분리제거는 원심분리 공정을 실시하였다.

그리고 나서, 상기 순수한 홍삼추출액을 홍삼정 또는 홍삼제품 제조에 적합하도록 감압농축 및 숙성시켰다.

그 후, 홍삼 농축액(홍삼정) 반제품에 대한 당도 측정게이지를 사용하여70-75 브릭스로 하고, 전분함량은 알코올에 용해한 후 침전/건조하여 그 함량이 2-3% 이내가 되도록 보정하여 홍삼정 용량별로, 병입/밀전/캠핑 작업을 실시하여 단위포장 또는 세트포장 하였다.

최종적으로, 완제품에 대한 최종검사를 수행하여 색도는 0.20 - 0.50 이내, 수분함량은 30 - 45% 범위 이내, 미생물은 100/g 이하 여부를 검사 후 출하승인을 받아 대기 창고에 위생보관 하였다.

상기 방법으로 제조된 홍삼 농축액은 고형분이 64%이고, 수분이 36%로 판명되었다.

<실시예 2 내지 실시예 10> 동해 심층수의 처리

실시예 2) 지하에서 퍼올린 천연수와 동해 심층수를 용기에 충전하고 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다. 여기서 천연수와 동해 심층수는 개별적으로 충전한 것도 가능하지만, 미리 혼합해 두고 혼합한 상태에서 충전하는 것도 가능하다. 동해 심층수로서 음료에 채용 범위는 10% 이하, 바람직한 범위는 5% 이하 최적인 범위는 3%이다.

실시예 3) 지하에서 퍼올린 천연수와 동해 심층수와 감미료나 기타 첨가재를 용기에 충전하였다. 다음 용기를 멸균실에 넣고, 충전물을 살균하였다. 여기서 천연수와 동해 심층수는 개별적으로 충전한 것도 가능하지만 미리 혼합해 두고 혼합한 상태에서 충전하는 것도 가능하다. 또 감미료나 기타 첨가재 등은 천연수 또는 동해 심층수에 미리 혼합해 두는 것이 바람직하다. 동해 심층수로서 음료에 채용 범위는 10% 이하, 바람직한 범위는 5% 이하 최적인 범위는 3%이다.

실시예 4) 지하에서 퍼올린 천연수와 농축 동해 심층수를 용기에 충전하고 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다. 여기서 동해 심층수의 농축은 역삼투나 전기투석, 증발농축에 의한다. 농축 동해 심층수로서 음료에 채용 범위는 5% 이하, 바람직한 범위는 3% 이하이다.

실시예 5) 지하에서 퍼올린 천연수와 탈염 동해 심층수를 용기에 충전하고 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다. 여기서 탈염은 전기투석법, 역삼투막법, 이온교환막법 및 증류법으로부터 적어도 1가지 이상의 처리법에 의한다. 동해 심층수의 음료 채용 범위는 1 - 99%이다.

실시예 6) 동해 해양 심층수를 가열증발, 진공증발, 천일건조, 통풍건조 등에 의하여 수분을 증발시키고 얻어지는 증발 건고물을 지하에서 퍼올린 천연수, 자 연수 혹은 증류수에 섞어 용기에 충전하고 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다. 여기서 동해 심층수의 증발 건고물의 음료에 채용범위는 2% 이하로 하고, 바람직하게는 0.05-0.5%가 좋다. 2% 이상이면 염분이 지나치게 많이 함유되어 음료로서 적당하지 않다.

실시예 7) 과즙과 농축 동해 심층수를 용기에 충전하였다. 다음으로 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다. 여기서 과즙이나 농축 동해 심층수를 천연수로 희석하는 경우, 천연수의 사용량에 따르고 쥬스의 염분 농도는 5% 이내로 하는 것이 바람직하다.

실시예 8) 지하에서 퍼올린 천연수와 탈염 동해 심층수와 감미료나 기타 첨가재 등을 용기에 충전하였다. 다음으로 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균한다. 여기서 탈염 동해 심층수를 채용할 수 있는 범위는 1 - 99%, 바람직한 범위는 5 - 50%, 최적인 범위는 10 - 30%이다.

실시예 9) 지하에서 퍼올린 천연수와 탈염 동해 심층수를 농축처리하고 농축한 동해 심층수 그리고 감미료나 기타 첨가재 등을 용기에 충전하였다. 다음으로 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다. 여기서 탈염 농축 동해 심층수를 채용할 수 있는 범위는 1 - 99%, 바람직한 범위는 5 - 50%, 최적인 범위는 10 - 30%이다.

실시예 10) 지하에서 퍼올린 천연수와 탈염 동해 심층수와 무기물 염류와 무기물 이외의 성분을 용기에 충전하였다. 용기를 멸균실에 넣고 충전물을 살균하였다.

이와같은 동해 해양 심층수를 이용한 상기 예에 한정된 것이 아니다. 예를들면 지하에서 퍼 올린 천연수 대용으로 음료 가능한 수돗물이나 하천수 또는 증류수 등을 이용하는 것도 가능하다. 동해 심층수를 탈염 처리하는 경우, 전기투석법, 역삼투막법, 이온교환막법 및 증류법으로부터 적어도 1가지 이상의 처리법에 의해 동해 심층수를 탈염하고 체액에 가까운 성분만을 남겨 두는 것이 바람직하다. 농축은 역삼투나 전기투석, 증발농축 등에 의하여 건고물은 가열증발, 진공증발, 천일건조, 통풍건조 등에 의한다. 기타 첨가재로는 탄산을 사용하여 청량음료를 제조할 수도 있고, 탈염한 동해 심층수에 산소를 불어넣어 용존산소를 증가시킨 음료도 제조할 수 있다. 탈염처리된 물은 맥주, 소주, 막걸리, 과실주 등의 술제조에 도 이용하는 것이 가능하다. 본 발명 음료의 용기에 충전 수단으로서, 동해 해양 심층수와 미네랄 워터 등을 제각기 충전하든지, 미리 혼합해 놓고 혼합상태에서 충전 하는 방법 등 다양한 수단이 있다. 또 충전물 살균 수단으로서 예를 들면 고온증기에 의한 멸균, 적외선, 방사선에 의한 멸균 등을 이용한다.

<실시예 11 내지 실시예 13> 홍삼 음료제조 1

본 발명자들은 홍삼 농축액이 2~20 wt%인 홍삼 농축액을 제조하였다. 이때, 홍삼 농축액 농도가 3~10 wt%인 홍삼 농축액이 바람직하다. 심층수는 0.5 ~ 8 wt% 로 함유될 수 있는데, 1 ~ 5 wt%로 함유되는 것이 바람직하다.

<실시예 14 내지 실시예 16> 홍삼 음료제조 2

상기 추출액방법으로 얻은 홍삼 농축액을 표 2의 실시예 11 ~ 13의 조성대로 물 및 심층수를 혼합(Mixer 이용)한 후 특허 PCT/KR2006/001774의 기술방법 즉, 분리막 contactor을 이용(산소압 3bar, 액체압력 2.5)하여 산소와 심층수가 첨가된 홍삼음료를 제조하였다.

상기 기술된 방법으로 홍삼 농축액을 제조한 후 심층수, 물 및 산소를 실시예 11 ~ 16과 같은 조성으로 제조한 후 연령대 별 시음테스트를 하였다.

	실시예11	실시예12	실시예13	실시예14	실시예15	실시예16
홍삼농축액(g)	1	3	6	3	6	10
물(g)	98	94	89	98	94	89
심층수(g)	1	2	3	1	2	3
산소(㎎/ℓ)				30	45	60

실시예 중 실시예 12, 15에 대한 각 연령대별 시음테스트 결과는 하기 표 3 및 표 4와 같다.

연령대별 선호도 (실시예 12)
관능시험	20대	30대	40대	50대	60대
향	☆	●	☆	★	★
맛	●	☆	☆	☆	★
색	☆	●	☆	★	★

연령대별 선호도 (실시예 15)
관능시험	20대	30대	40대	50대	60대
향	●	●	☆	☆	★
맛	☆	●	●	☆	★
색	●	●	●	●	★

홍삼음료 시음 만족도 조사

★ 90~100 아주만족

☆ 80~90 만족

● 70~80 보통

○ 60~70 미흡

■ 50~60 불만

□ 40~50 아주불만

<실시예 17> 홍삼 농축액의 개별사포닌 분석

본 발명자들은 본 발명의 홍삼 농축액 중 개별사포닌 분석법(SOP)을 사용하여 사포닌 농도를 측정하였다.

상기 SOP는 건강기능식품의 기준 및 규격 중 전부 개정안 입안예고(2007.10.1)중 개별 성분별 시험법에 준하였고, 본 분석 매뉴얼은 상기 분석법의 SOP(Standard Operating Procedure)로서 홍삼 농축액(액류)중 개별사포닌 분석의 세부 표준 분석 절차이다.

구체적으로, 시약은 1) 아세토니트릴(HPLC급(Burdic&Jackson)), 2) 증류수(HPLC급(Burdic&Jackson)), 3) 표준품인 진세노사이드 Rb1, Rg1은 구입(KT&G CRM-002a, -001a)하였다. 4) 표준용액은 표준원액을 메탄올을 사용하여 적절한 농도로 희석하여 사용하였다. 표준원액 및 표준용액은 냉동고(-20℃)에 보관하며, 사용시는 실온에서 방치하여 실온에 도달한 후 잘 흔들어서 사용하였다.

기구는 1) 250 ㎖ 병, 2) Syringe filter(0.45 ㎛, PVDF), 3) HPLC용 용매 여과필터(0.2 ㎛ * φ47 ㎜, nylon), 4) C18 컬럼 : Discovery C18(4.6 ㎜ id * 15 ㎝ * 5 ㎛)를 사용하였다. 사용한 기기 및 장치는 1) 저울(Mettler AE160), 2) HPLC(Agilent 1200series)이다.

시험방법은 먼저, 시험용액을 조제하였다. 시료 약 2~4 g을 정밀히 달아 물 50 ㎖에 완전히 용해한 후 여과하여 시험용액으로 사용하였다. 나노 시료의 경우 여과하여 바로 시험용액으로 사용하였다.

시험조작은 먼저, 고속액체크로마토그래프의 측정 조건은 하기와 같다.

1) 고정상 : C18컬럼(Discovery C18, 4.6 ㎜ id * 15 ㎝ * 5 ㎛)

2) 이동상 : A, 증류수; B,아세토니트릴(유속:1.6 ㎖/분)

시간(분)	물(%)	Acetonitrile(%)
0~10	80	20
10~40	80→68	20→32
40~48	68→58	32→42
48~50	58→0	42→100
50~60	0	100
60~62	0→80	100→20
62~70	80	20

주) 피크의 분리능 등 최적조건을 주기 위해 이동상 비율 및 유속을 변경할 수 있다.

3) 주입량 : 20 ㎕

4) 검출기 : DAD(203 ㎚)

5) 컬럼온도 : 30℃

정량시험은 다음과 같다. 표준용액과 시험용액을 각각 20 ㎕씩 주입하여 앞의 조건에서 시험하였다. 표준용액의 피크의 면적에 의해 구한 검량선을 사용하여 시험용액 중 진세노사이드 Rb1 및 Rg1의 농도(㎎/g)를 구하였다. 이때, 계산식은 다음과 같다.

진세노사이드 Rb1 함량(㎎/g) = 시험용액 중 진세노사이드 농도 = 0.057

진세노사이드 Rg1 함량(㎎/g) = 시험용액 중 진세노사이드 농도 = 0.055

<실시예 18> 홍삼 농축액의 임파구 증식능 실험

본 발명자들은 상기 실시예 1의 방법으로 제조된 홍삼 농축액을 준비하였다.

6 ~ 8 주령의 BALB/c 마우스의 비장세포를 적출하여 검체가 용량별로 함유된 96 well flat-bottom microplate well 당 1.5 X 10⁵개의 세포가 들어가도록 분주한 후 37℃, 5% incubator에서 72시간 배양하였다. ³H-Thymidine을 2 μCi/well로 처리한 후 4시간 더 배양한 다음 세포를 수확하여 scintillation cocktail을 가해 β-counter로 cpm을 측정하여 stimulation index(SI)를 구했다. 표준물질로는 concanavalin A(Con A)를 사용하였다. 자극지수는 아래의 계산식에 의해 계산되었다.

자극지수 = 샘플로 배양된 비장세포의 ³H-Thymidine 인코포레이션(cpm)/대조군 배지로 배양된 비장세포의 ³H-Thymidine 인코포레이션(cpm)

그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.

임파구 증식능 측정실험 결과

구분	임파구 증식능(SI)
대조군	PBS : 1.0
양성대조군	Con A : 40.9(2.5 ㎍/㎖)
실시예 1	22.4(500 ㎍/㎖)

상기 표 6에서 보는 바와 같이, 대조군의 임파구 증식능은 1.0 이었으나, 본 발명의 실시예 1은 22.4(500 ㎍/㎖)이었다. 따라서, 본 발명의 홍삼 농축액은 임파구 증식능이 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.

<실시예 19> 홍삼 농축액의 LAK(Lymphokine-Activated killer) 세포생성능 실험

본 발명의 실시예 1의 방법으로 제조된 홍삼 농축액을 준비하였다. LAK 세포 생성능은 4시간 51Cr 유리법을 이용하였다.

작동 세포는 비장 세포를 24-well plate(Corning, New York, USA)에 3.0 X 10 cell/㎖ 이 되도록 RPMI640-5% FBS 배지로 희석한 후 30 U/㎖의 IL-2 혹은 검체를 넣고 총 2 ㎖씩 37℃, 5% CO₂배양기에서 5일 동안 배양하였다. 5일 후 배양액 2 ㎖를 15 ㎖ tube에 옮겨 담고 원심 분리하여 세포를 침전 시킨 후 HBSS로 2회 세척하였다. 세포의 농도는 5 X 10 cells/㎖ 로 고정시켰다. 이미 준비해 놓은 작동세포와 표적세포의 비율이 100:1, 30:1 또는 10:1이 되도록 조정하여 96-well U-bottomed microplate(Corning, New York, USA)에 넣고 37℃, 5% CO₂배양기에서 4시간 동안 배양하였다. 4시간 후 2,200 rpm에서 5분간 원심분리하고 상층액을 0.1 ㎖씩 취해 γ-counter로 상층액에 유리된 Cr에 의한 γ선의 강도를 측정하여 세포 독성 (Cytotoxicity)을 산출하였다.

다음의 식에 의해 세포독성(Cytotoxicity)을 산출한 후 LU을 구했다. 표준물질로는 인터루킨-2(IL-2)를 사용하였다.

세포독성(Cytotoxicity, %) = ER-SR/MR- SR X 100

* ER: 실험적 억제수치(Experimental release count)

* SR: 자발적 억제수치(Spontaneous release count)

* MR: 최대 결합수치(Maximum incorporation count)

* LD10 : 100만개 세포당 10% 타겟 세포를 lysis 시킬 수 있는 효력세포(effector cell) 수를 의미함(수치가 높을수록 효력 세포(LAK cell)의 생성이 많음을 의미함).

그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

LAK 세포생성능 측정실험 결과

구분	LAK 세포생성능(lytic units)
대조군	PBS : 1.0
양성대조군	IL-2 : 54.6(30 units)
실시예 1	9.7(100 ㎍/㎖)

상기 표 7에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 홍삼 농축액의 LAK 세포생성능은 9.7 LU10(100 ㎍/㎖)임을 확인하여, 그 효과가 뛰어나다는 것을 알 수 있었다.

도 1은 본 발명의 홍삼(6년근)을 원료로 하여 홍삼 농축액의 제조방법을 개략적으로 도시한 공정도이고,

도 2는 개별사포닌(Ginsenoside) Rb1, Rg1 표준품을 나타낸 스펙트럼이고,

도 3은 개별사포닌(Ginsenoside) Rg3 표준품을 나타낸 스펙트럼이고,

도 4는 홍삼 농축액 시료의 개별사포닌 결과를 나타낸 스펙트럼이고,

도 5는 본 발명의 홍삼 농축액의 섬유 시료 개별사포닌 시험결과를 나타낸 스펙트럼이다.

Claims

삭제
ⅰ) 원료가 되는 홍삼을 선별 및 열처리하는 단계;

ⅱ) 상기 선별된 홍삼에 정제수를 혼합하여 고온에서 추출하는 단계;

ⅲ) 상기 추출된 홍삼액을 가열 및 살균처리하는 단계;

ⅳ) 상기 살균처리된 홍삼 추출액을 냉각시키고 불순물을 분리제거하는 단계;

ⅴ) 상기 불순물이 제거된 홍삼 추출액을 55~65℃의 저온 진공농축방법으로 농축하여 #100~140체에서 불순물을 제거하고 숙성하는 홍삼 추출액의 농축 및 숙성 단계; 및

ⅵ) 상기 홍삼 추출액의 당분 및 전분함량을 측정하는 단계를 포함하여 제조된 홍삼 농축액 및,

동해 심층수를 포함하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅰ) 단계의 선별 및 열처리는 세삼/증삼/건조/정형/선별 공정 및 100~120℃의 열처리 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅱ) 단계의 정제수는 원료 홍삼 질량의 4~8배인 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅱ) 단계의 고온은 증기 간접 가열방식으로 80~95℃인 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅱ) 단계의 추출은 연속식 탱크에서 5~8회 수행하거나 배치식 탱크에서 2~5회 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅲ) 단계의 가열 및 살균처리는 90~100℃에서 가열 및 순간 냉각/가열 방법으로 살균처리하는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계의 냉각은 0~10℃에서 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅳ) 단계의 불순물의 제거는 5,000~8,000 rpm의 원심분리기를 이용하여 10~30 ℓ/min의 유속으로 냉각 호화된 전분질 및 이물 찌꺼기를 제거하는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
삭제
제 2항에 있어서, 상기 ⅵ) 단계의 당분 및 전분함량 측정은 40~75 브릭스의 당분 함량 및 2~3% 전분 함량인 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 ⅵ) 단계 이후에 홍삼 농축액의 색도, 수분함량 및 미생물 분석을 수행하며, 상기 색도는 0.20~0.50이고, 수분함량은 30~45%이고, 미생물은 100/g 이하인 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 원료가 되는 홍삼은 홍삼근: 홍미삼 의비가 1: 1~0.2로 함유되는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 2항에 있어서, 상기 기능성 음료는 홍삼 농축액 질량의 0.1 ~ 5배의 수심 200 m이하에서 취수한 동해 심층수를 첨가하고, 이를 5 ~ 100배의 정제수로 희석하여 제조되는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 14항에 있어서, 상기 동해 심층수는 농축 처리된 심층수를 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.
제 14항에 있어서, 상기 동해 심층수는 탈염 처리된 심층수를 함유하는 것을 특징으로 하는 기능성 음료.