KR100881634B1 - 압출성형, 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이증가된 홍삼액과 산삼배양근액 및 장뇌산삼액의 제조방법 - Google Patents

압출성형, 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이증가된 홍삼액과 산삼배양근액 및 장뇌산삼액의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우수한 사포닌 함량과 기호성이 증가된 홍삼액과 산삼배양근액 및 장뇌산삼액의 제조방법에 관한 것으로 홍삼 및 산삼배양근, 장뇌산삼을 열풍 건조 후 80~100메쉬로 분쇄하여 압출성형 처리한 후 재차 80~100메쉬로 분쇄 후 20~35MHZ의 초음파로 분쇄 후 물과 주정으로 추출한 후 여과하여 아스퍼질러스 오리재(Asperigillus oryzae), 페니실리움 크리소게늄(Penicillium chrysogenum), 락토바실러스 아밀로리퀴파시언스(Lactobacillus amyloliquefaciens), 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus)의 균주를 각각 배양한 후 배양된 액에서 발효 잔사물을 제거한 발효여액에서 효소를 분리하여 정제한 효소를 여과한 홍삼, 산삼 및/또는 장뇌산삼액 추출액을 효소 발효시켜 물 불용성 침전물 감소와 우수한 사포닌 함량 및 산성 다당체가 증가된 홍삼액, 산삼배양근액, 장뇌산삼액을 제조할 수 있는 방법이다.
기호성, 압출성형, 초음파, 홍삼액, 산삼배양근액, 장뇌산삼액, 효소, 사포닌

Description

압출성형, 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 홍삼액과 산삼배양근액 및 장뇌산삼액의 제조방법{The manufacturing process of extrusion puffed, supersonics waves and fermented red ginseng and mountain ginseng extracts}
본 발명은 압출성형, 초음파 발효처리에 의해 우수한 사포닌 함량 및 산성 다당체가 증가된 홍삼액, 산삼배양근액 및 장뇌산삼액의 제조방법에 관한 것으로 홍삼액, 산삼배양근액이나 장뇌산삼액이 가공 후에도 풍미가 증가되고, 흙냄새나 탄내(누린내)와 같은 이미, 이취가 없을 뿐만 아니라 인체에 유효한 사포닌 함량과 산성다당체가 증가한 홍삼액과 산삼배양근액 및 장뇌산삼액의 제조방법에 관한 것이다.
인삼은 수 천년 전부터 자양강장제로 사용되어 왔으며, 고려인삼은 임상적 경험의학에 의하여 그 효능이 실증되어 왔으며, 많은 연구결과들이 이를 뒷받침하고 있다.
파낙스 진생 씨 에이 메이어(Panax Ginseng C.A. Meyer)라는 학명의 고려인삼은 만병통치라는 의미를 갖는 것으로서 고려인삼은 수 천년 동안 민간요법에 의한 경험적 효능이 인정되어 영약으로 애용되고 있다.
최근에는 기능성 식품으로서도 이용되는 추세이며 서양 의학자들도 대체요법의 수단으로 관심을 가지고 연구하고 있다. 인삼에 대한 과학적 연구는 1854년 미국의 게리큐스(Garriques)가 인삼으로부터 무정형의 배당체(panaquilon)를 분리한 것이 최초이며, 그 후 1957년 소련의 약리학자인 브레크만(Breckmann)에 의하여 사포닌 유효설이 제창되면서 본격적인 연구가 시작되었다. 최근 고려인삼의 주요 성분과 약리 효능 작용이 과학적으로 규명됨에 따라 자연 건강식품으로 다시 각광을 받게 되어 그 수요도 점차 크게 신장되고 있으며, 경제 성장과 생활수준의 향상으로 더욱 가속화되어 요즈음 대중적 자연건강식품으로 널리 애용되고 있다.
그러나, 장뇌산삼이나 고려인삼은 상기와 같은 약리 효능작용을 지님에도 불구하고 종래의 가공공정에 의하여 제조한 제품은 장뇌산삼이나 고려인삼의 향 즉, 흙냄새와 비슷한 향을 지니고 있어 여자들이나 청소년 특히 외국인들에 의하여 기피 되어지는 경향이 있어 상기 장뇌산삼이나 고려인삼의 약리 효능을 그대로 지니고 있으면서 기호성이 우수한 고려인삼의 새로운 가공공정의 개발이 절실하게 요구되는 실정이다.
또한, 산삼배양근은 야생 산삼의 조직을 분리한 후 식물조직 배양기술을 이용하여 생물공학적으로 산삼의 부정근을 다량 배양한 것으로 이는 천연 산삼과 유 전자 염기서열이 같으며, 산삼배양근은 고려인삼, 홍삼과 달리 농약 사용을 전혀 아니하였으므로 잔류 농약과 중금속도 검출되지 않았으나, 배양시의 배양액 고유의 이미, 이취가 있어서 고려인삼처럼 기호성이 떨어지는 단점이 있었다.
이에 따라 고려인삼 및 산삼 배양근, 장뇌산삼을 전처리 단계 및 가공시에 일정한 처리를 가하여 좀더 기호성이 증가된 대중적인 맛을 지니는 홍삼제품 및 산삼배양근, 장뇌산삼 제품을 개발하려는 시도가 계속되고 있으며, 이러한 시도는 고려인삼 및 산삼 배양근 장뇌산삼 제품의 맛을 보다 구수하게 하는 방법으로 로우스팅(Roasting), 마이크로웨이브(Microwave), 원적외선 등을 이용한 여러 가지 방법들이 있으나, 이들 방법으로는 고려인삼이나 산삼 배양근 및 장뇌산삼 자체의 향의 저감효과를 충분하게 기대할 수는 없었다.
이러한 방법을 개선하고자 대한민국 특허 제10-0522445호에는 퍼핑처리에 의해 가공된 인삼의 유효성분 추출 방법 및 이를 유효성분으로 하는 건강식품에 대하여 기술하고 있으며, 이는 원료 인삼의 퍼핑처리를 최대압력 15kg/㎠, 온도 120~150℃의 조건으로 처리하고 있으나 이는 높은 온도의 직화처리로 인하여 탄내(누린내)와 고온처리로 인한 발암물질인 벤조필렌(Benzopyrene)이 생성될 염려가 있으며, 고려인삼 전처리시 많은 시간과 노력이 필요한 단점이 있었으며, 또한 기능성 및 관능성이 우수한 인삼 발효액을 위한 발효균주도 아스퍼질러스 속균만을 이용하여 1차 및 2차 발효하고 있으나 이는 균주의 선택이 한 속균만을 사용하여 그 효과가 복합균주 사용시보다 감소되는 경향이 있었다.
또한, 대한민국 특허출원 제2006-0067946호(발효ㆍ팽화 처리에 의해 풍미와 사포닌 함량이 우수한 홍삼액의 제조방법)에서는 퍼핑처리의 조건을 압력 3~5kg/㎠, 온도 95~115℃에서 3~8분간 처리로 저온으로 인한 탄내(누린내) 저감효과와 발암물질인 벤조필렌(Benzopyrene)의 생성을 억제하는 효과가 있으나, 발효균주의 사용을 아스퍼질러스 속균과 바실러스 속균을 사용함으로서 곰팡이와 세균주 상호간의 작용으로 바실러스 세균의 증식이 아스퍼질러스 곰팡이의 성장으로 억제되어 바실러스 속균의 사용효과가 절감되는 문제가 있으며, 1차 발효만으로 생산시간이 단축되는 효과는 있지만, 충분한 사포닌 함량이 우수한 홍삼액을 제조하기 위한 발효의 목적을 달성하기 어려운 단점이 있었다.
대한민국 특허 제10-0535371호(압출성형공법을 이용한 인삼 침출차의 제조방법 및 그 제품)에서는 압출성형조건이 수분함량 10~40%로 사출구의 온도가 80~130℃, 100~350rpm에서 크기가 200㎛~0.5㎜에서 처리하는 것이나, 이러한 처리는 인삼침출차 자체가 최종 제품인 관계로 처리시 시간과 에너지가 많이 소요된다는 단점이 있었으며,
대한민국 특허 제10-063598호(압출성형공정에 의한 인삼 가공식품의 제조방법)에서는 사출구 온도 100~150℃ 및 사출구 직경이 1.0~3.0mm의 조건에서 압출성형공정도 시간과 에너지가 많이 소요되며,
대한민국 공개특허 제10-2005-0011679호(압출성형공정을 이용한 홍삼 및 홍삼강화 팽화식품의 제조방법)에서도 사출구의 온도 70~180℃, 스크류 회전속도 100~400rpm, 수분함량 5~40중량%로 시행하는 것도 역시 시간과 에너지가 많이 소요되는 단점이 있었다.
또한, 최근에는 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 팽화 및 발효에 의한 기호성과 사포닌 함량이 증가된 홍삼액과 산삼배양근액의 제조방법이 게시되고 있으나, 이러한 기술 역시 추출하는데 48 내지 72시간의 시간이 소요될 뿐만 아니라, GMP 등의 분리구역에서 발효를 진행하더라도 다른 생산품과 교차 오염의 문제가 있었으며, 압출성형 볶음 등에 있어서도 추출 후에 원료삼에 유효성분이 20~30% 정도 잔존하므로 귀한 홍삼이나 산삼배양근 및 장뇌산삼의 손실이 많다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래 기술이 지니는 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로 그 목적은 원료 홍삼과 산삼 배양근 및 장뇌산삼이 갖고 있는 유효성분을 효과적으로 추출하기 위하여 압출성형에 의해 조직을 파괴하고, 압출성형에 의해 파괴된 조직을 추출시 다시 초음파 추출로 시간 절약 및 유효성분 추출을 용이하게 하며, 추출한 추출액을 여과한 후 각각의 균주 즉, 곰팡이 독성이 없는 균인 아스퍼질러스 오리제(Asperigillus oryzae), 바실러스 아밀로리케패시언스(Bacillus amyloliquefaciens), 페니실리움 크리소제늄(Penicillium chrysogenum), 스트렙토마이시스 그리서스(Strepomyces griseus), 페니실리움 퍼퍼로게넘(Penicillium purpurogenum)으로부터 얻은 효소 즉, 알파 아밀라제(α-amylase), 베타 아밀라제(β-amylase), 셀루라제(cellulase), 글루코옥시디아제(gluco oxidase), 리파제(Lipase), 프로테아제(Protease) 등 독성이 없는 균주를 7~8시간 정도 발효처리하여 사포닌 및 산성다당체의 추출을 증가시켜 유효성분의 함량을 증가시킴은 물론 기호성이 향상된 압출성형 홍삼액 및 산삼배양근액, 장뇌산삼액의 제조에 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로 도1 및 도2에 나타낸 바와 같은 공정으로 이루어진다.
즉, 도 1에 의한 본 발명은,
4년근 이상의 신선한 원료 인삼 또는 장뇌산삼을 수집, 선발하여 이물질을 제거한 후 일정한 크기로 절각하는 단계;
절각된 원료인삼 또는 장뇌산삼을 85~95℃의 증기로 6~8시간 쪄주는 스티밍(Steaming) 단계;
증기로 쪄진 원료인삼 또는 장뇌산삼을 60~70℃의 뜨거운 공기로 건조하여 수분 함량이 10~14중량%가 되도록 하는 원료홍삼 또는 장뇌산삼 제조 단계;
얻어진 원료 홍삼 또는 장뇌산삼을 95~105℃의 뜨거운 공기로 건조시키는 단계;
건조된 원료 홍삼 또는 장뇌산삼을 80~100메쉬로 분쇄하는 단계;
분쇄 건조된 원료 홍삼 또는 장뇌산삼에 함유된 이물질을 제거한 후 수분이 30~40중량%가 되도록 가습한 후 압출 성형하는 단계;
압출 성형된 홍삼 또는 장뇌산삼을 재차 수분함량이 10~14중량%가 되도록 건조하여 80~100메쉬가 되도록 분쇄하는 단계;
재차 분쇄된 홍삼 또는 장뇌산삼에 6~12배의 물이나 주정을 가하여 초음파 추출하고 여과하는 단계;
추출 여과된 홍삼 또는 장뇌산삼 액을 고형분 30~40중량%에서 추출 정제된 효소를 0.4~0.6중량% 첨가하여 60~90℃에서 7~8시간 효소 발효시키는 단계;
효소 발효된 발효액을 100℃까지 온도를 올리면서 효소를 실활 파괴시키며 여과하는 단계;
여과된 홍삼 또는 장뇌산삼 액을 수분을 제거하여 농축하는 단계; 및
농축된 홍삼 또는 장뇌산삼 발효액을 용기에 포장하여 출하하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 및 초음파 추출 효소 발효에 의한 우수한 사포닌과 산성 다당체가 있으며 기호성이 증가된 홍삼액 또는 장뇌산삼액의 제조방법에 관한 것이며,
도 2에 의한 본 발명은,
천연의 깊은 산에서 채취한 천중산삼을 구입하여 조직을 분리하는 단계;
분리한 조직을 식물조직 배양처럼 무균실에서 살균하는 단계;
살균한 산삼을 배양조에 배양액을 넣은 후 접종하는 단계;
접종된 산삼을 실온(18~20℃)에서 산소를 공급하면서 60일 이상 배양한 후 배양액 제거 후 수분이 12±2중량%가 되도록 원료산삼 배양근을 제조하는 단계;
원료 산삼배양근을 95~105℃의 뜨거운 공기로 건조시키는 단계;
건조된 원료 산삼배양근을 80~100메쉬로 분쇄하는 단계;
분쇄 건조된 산삼배양근에 함유된 이물질을 제거한 후 수분이 30~40중량%가 되도록 가습한 후 압출 성형하는 단계;
압출 성형된 산삼배양근을 재차 수분함량이 10~14중량%가 되도록 건조하여 80~100메쉬가 되도록 분쇄하는 단계;
재차 분쇄된 산삼배양근에 6~12배의 물이나 주정을 가하여 초음파 추출하고 여과하는 단계;
추출 여과된 산삼배양근액을 고형분 30~40중량%에서 추출 정제된 효소를 0.4~0.6중량% 첨가하여 60~90℃에서 7~8시간 효소 발효시키는 단계;
효소 발효된 발효액을 100℃까지 온도를 올리면서 효소를 실활 파괴시키며 여과하는 단계;
여과된 산삼배양근액을 수분을 제거하여 농축하는 단계; 및
농축된 산삼배양근 발효액을 용기에 포장하여 출하하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 및 초음파 추출 효소 발효에 의한 우수한 사포닌과 산성 다당체가 있으며 기호성이 증가된 산삼배양근액의 제조방법에 관한 것이다.
한편, 상기에서 정제된 효소는,
아스퍼질러스 오리제(Asperigillus oryzae), 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 페니실리움 크리소게늄(Penicillium chrysogenum), 스트렙토마이시스 그리세우스(Strepomyces griseus), 페니실리움 퍼퍼로게늄(Penicillium purpurogenum) 등을 각각 생육 조건에 맞게 7~10일간 균주를 배양하는 단계;
배양된 균주를 여과하는 단계; 및
여과된 균주 배양액을 투석 및 전기영동법에 의하여 효소액을 정제하는 단계로 이루어진다.
상기한 정제된 효소액은 알파 아밀라제(α-amylase), 베타 아밀라제(β- amylase), 셀루라제(cellulase), 그루코옥시다제(gluco oxidase), 말토헥사제(maltohexase), 아밀로그루코옥시다제(amylo gluco oxidase) 리파제(Lipase), 프로테아제(Protease) 등 독성이 없는 균주를 함유하고 있다.
상기한 정제된 효소액은 발효에 의하여 전분, 셀루로오즈 등의 고분자 중합체의 세포벽을 용해시켜 사포닌 추출량을 증대시키는데 목적이 있다.
또한, 상기에서 추출시 초음파 추출을 하는 것은 홍삼, 장뇌산삼 및 산삼배양근에서 분쇄된 입자를 초음파에 의하여 더욱 미세하게 입자를 분쇄하면서 추출하기 때문에 팽화, 압출성형, 볶음 등의 종래의 기술에서 추출 후에 잔존할 수 있었던 유효성분까지 추출함으로써 유효성분의 90~95%까지 추출이 가능하여 실질적으로 15~25%의 수율을 상승시킬 수 있는 것이다.
또한, 종래기술은 고형분을 농축 후 1차 발효와 2차 발효의 2단계 발효과정을 거치므로 48~72시간의 긴 시간이 소요되었으나, 본 발명은 미생물이 생산한 정제된 효소만 사용하여 7~8시간의 효소 발효로 상대적으로 높은 수율과 획기적인 가공시간을 절약할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따라 제조되는 압출성형, 초음파 발효처리에 의해 우수한 사포닌 함량 및 산성 다당체가 증가된 홍삼액, 산삼배양근액 및 장뇌산삼액은 건강식품뿐만 아니라 의약품, 화장품 및 사료용 조성물의 원료로도 이용될 수 있다.
본 발명에 의하면 홍삼액, 산삼배양근액 및 장뇌산삼액은 가공 후에도 흙냄새와 같은 자체의 냄새를 저감하고 홍삼 및 산삼배양근 및 장뇌산삼이 개선된 압출성형 및 초음파 추출하기 때문에 고온을 요하지 않으므로 탄화되어 누린내 같은 이미, 이취와 벤조필렌 같은 발암물질 생성을 억제하며 남녀노소가 즐길 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 정제된 효소를 사용하여 효소발효시킴으로 가공시간이 1/6~1/9 정도로 절약되는 시간 절약효과가 있다.
또한, 본 발명은 균주만 별도 구획에서 배양 정제한 효소만 사용하기 때문에 다른 미생물과의 교차오염의 문제점을 방지하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 초음파 추출에 따라 원료 홍삼 등에 잔존할 수 있는 유효성분까지 추출이 가능하여 수율을 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에 본 발명의 내용을 실시예에 의하여 설명하지만 본 발명의 권리범위가 이들 실시예로 한정되는 것은 아니며, 실시예는 본 발명의 내용을 용이하게 이해할 수 있도록 제시되는 것일 뿐이다.
<실시예 1,2>
홍삼액 및/또는 장뇌산삼액의 제조와 산삼배양근액의 제조를 각각 실시예 1, 2로 함.
4년근 이상의 홍삼 및/또는 장뇌산삼과 산삼배양근을 크기별로 선별하여 이물질을 제거한 후 약 건조하여 80~100메쉬로 분쇄한 후 수분을 가하여 압출성형한 후 다시 건조하여 분쇄한 후 진동수 2만5천의 초음파를 작동시켜 순수한 물로 1~3차 추출한 후 다시 주정으로 4차 추출하여 여과한 후 여과액에 정제된 효소 알파 아밀라제(α-amylase), 베타 아밀라제(β-amylase), 셀루라제(cellulase), 그루코옥시다제(gluco oxidase), 말토헥사제(maltohexase), 아밀로그루코옥시다제(amylo gluco oxidase) 리파제(Lipase), 프로테아제(Protease) 중에서 5종류를 선택하여 각20%씩 같은 량으로 혼합한 정제효소를 0.5중량% 첨가하여 8시간 동안 효소 발효시킨 후 여과하여 농축하여 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼 배양근액을 제조하였다.
일반 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼배양근액과 본 실시예 1,2의 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼배양근액의 일반성분을 분석한 결과는 다음 표 1과 같다.
<표 1> 단위; 중량%
항목 홍삼액 장뇌산삼액 산삼배양근액
일반 홍삼액 본 발명 홍삼액 일반 장뇌삼액 본 발명 장뇌삼액 일반 산삼배양근액 본 발명 산삼배양근액
수분 33.62 33.98 34.56 35.65 32.96 33.83
회분 0.76 0.52 4.21 3.11 2.32 1.95
조지방 0.58 0.49 3.62 2.51 1.92 1.67
조단백 11.92 13.20 6.32 8.29 7.10 8.21
물불용성 침전물 1.25 0.56 1.21 0.42 1.32 0.62
총당 47.49 58.62 38.26 43.69 40.26 46.35
진세노사이드 18.96 22.71 11.98 13.79 13.65 16.51
상기 표 1의 결과로부터 본 발명의 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼배양근액은 회분과 조지방은 약간 감소하지만 이는 실험오차 범위내의 감소로 큰 의미가 없는 것이며, 우리 몸에 직접적인 영향을 미치는 총당이나 진세노사이드는 크게 증가하고 있음을 알 수 있고, 특히 물 불용성 침전물이 현저하게 감소하고 있음을 알 수 있어, 이는 본 발명의 초음파 추출에 따라 원료 홍삼, 장뇌산삼 및 산삼배양근에 함유된 유효성분의 추출이 가능하여 수율을 상승시키고 있음을 알 수 있다.
사포닌의 성분 변화
상기 홍삼추출액, 장뇌산삼 추출액 및 산삼배양근 추출액 각각 7g을 달아 수포화 부탄올 50ml로 75℃에서 3회 1시간씩 반복 환류 추출하여 이를 분액여두에 모아 20ml 증류수로 분리한 후 수포화 부탄올 층을 분액한다. 항량된 농축 플라스크를 사용하여 감압 농축한 후 농축물에 에테르 50ml로 36℃에서 20분간 환류 추출하여 통상의 방법인 표2의 HPLC 운전조건으로 지방을 분리해낸 다음 잔류물을 건조기에서 20분간 건조하고 데시게이터에서 30분간 방냉하여 다음의 식에 따라 조사포닌의 함량을 구하여 표 3, 표 4 및 표 5에 나타내었다.
홍삼, 장뇌산삼 및 산삼 배양근 조사포닌 함량 = (A-B)/C
A; 불포화 부탄올 층을 농축 건조한 후의 플라스크의 건조무게(mg)
B; 항량으로 한 빈 플라스크의 무게(mg)
C; 검체의 채취량
<표 2> HPLC 운전조건
기구 Water Alliance 2699, PDA, ZQ2000
컬럼 XterraTMMS C18 3.5㎛ 2.1×50mm
이동상 18% acetonitrile～20% acetonitrile Gradient
검출기 PDA(200～400nm Scan)
MS검출기 ZQ System(Waters)
유속 0.25m/min
주입량 10ml/min
<표 3> 홍삼추출액의 진세노사이드 성분비교 단위 중량%
진세노사이드(Ginsenoside) 일반 홍삼액 본 발명 홍삼액
PD Rg1 3.16 3.72
Re 4.09 4.50
Rh1 0.86 0.95
Rb1 2.99 3.28
PT Rc 3.12 3.59
Rb2 2.86 3.43
Rd 1.25 1.51
Rg3 0.85 1.73
PD1 ) 10.84 12.45
PT2 ) 8.08 10.26
PD/PT 1.34 1.21
Total 18.92 22.71
1) PD=파낙사디올 진세노사이드(Panaxadiol Ginsenoside)
2) PT=파낙사트리올 진세노사이드(Panaxatriol Ginsenoside)
<표 4> 장뇌산삼의 진세노사이드 성분 비교 단위 중량%
진세노사이드(Ginsenoside) 일반 장뇌산삼 액 본 발명 장뇌산삼 액
PD Rg1 1.61 1.77
Re 2.10 2.31
Rh1 1.96 2.16
Rb1 0.92 0.95
PT Rc 2.12 2.33
Rb2 1.33 1.52
Rd 1.37 1.47
Rg3 0.57 1.25
PD1 ) 6.59 7.19
PT2 ) 5.39 6.57
PD/PT 1.22 1.09
Total 11.98 13.76
1) PD=파낙사디올 진세노사이드(Panaxadiol Ginsenoside)
2) PT=파낙사트리올 진세노사이드(Panaxatriol Ginsenoside)
<표 5> 산삼배양근액의 진세노사이드 성분비교 단위 중량%
진세노사이드(Ginsenoside) 일반 산삼배양근액 본 발명 산삼배양근액
PD Rg1 1.93 2.12
Re 0.96 1.26
Rh1 2.60 3.02
Rb1 1.92 2.15
PT Rc 2.26 2.38
Rb2 1.97 2.27
Rd 1.36 1.51
Rg3 0.65 1.80
PD1 ) 7.41 8.55
PT2 ) 6.26 7.96
PD/PT 1.19 1.07
Total 13.65 16.51
1) PD=파낙사디올 진세노사이드(Panaxadiol Ginsenoside)
2) PT=파낙사트리올 진세노사이드(Panaxatriol Ginsenoside)
상기 표 3, 표 4 및 표 5에서 보는바와 같이 진세노사이드(Ginsenoside)의 함량이 본 발명 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼배양근액 추출액이 일반 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼배양근액 추출액보다 각각 20.03%, 14.86% 및 20.95% 증가하였으며, 이러한 결과는 압출성형 및 초음파 처리로 유효성분에 대한 추출 수율 개선이 이루어짐에도 Rg1이 증가되고 특히 Rg3의 증가가 뚜렷이 나타났는데 이는 파낙사디올(Panaxadiol) 계통의 진세노사이드 Ra1, Ra2, Ra3의 성분들이 분해되어 전환되었기 때문인 것으로 추정되며, 이는 본 발명의 효능으로 이해할 수 있다.
또한, 고분자 물질인 인삼 다당체 성분으로 여러 종류의 산성 다당체가 분리 보고되고 있으며, 이들 산성 다당체 성분들의 생리 활성으로는 실험적 당뇨병 유발물질인 알록산 처리로 유도되는 고혈당을 현저히 억제하는 저혈당 효과가 있다는 것이 알려지고 있다. 또한, 인체의 면역기능을 증진시키므로서 항종양 활성을 나타내기도 하는 다당체 성분인 산성 다당체를 이온크래마토그래피하여 측정한 결과를 <표 6>에 나타내었다.
<표 6> 산성 다당체 함량 및 함수율
항목 홍삼액 장뇌산삼액 산삼배양근액
일반 홍삼액 본 발명 홍삼액 일반 장뇌산삼액 본 발명 장뇌산삼액 일반 산삼배양근액 본 발명 산삼배양근액
산성 다당체 함량(mg/g) 52.62 63.72 11.62 13.96 8.87 10.86
함유율(중량%) 5.26 6.37 1.16 1.39 0.89 1.08
상기 표에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 초음파 추출 및 효소 발효에 의한 홍삼액, 장뇌산삼액 및 산삼배양근액의 수율이 19~23%정도 증가함을 알 수 있어 본 발명의 제품의 성능의 우수함을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 특성을 파악하기 위하여 관능검사를 실시하여 그 결과를 표 5 및 표 6에 나타내었다.
관능검사는 통산적인 방법을 이용하는 것으로 본 발명의 품질을 평가하기 위한 것으로 그 방법 자체가 이 건 발명의 기술 내용을 한정하는 것은 아니다.
관능검사
1. 검사요원의 선정
관능검사를 하기 위한 검사요원(panel)의 선정은 실험실에서 훈련된 15명의 검사원에게 시료를 제공하여 향미묘사시험법(Flavor profile method)에 의하여 시료에서 느낄 수 있는 맛과 냄새를 모두 묘사하게 한 후 그 결과에서 중복되는 용어와 비슷한 표현은 정리하고, 각 묘사의 강도를 참작하여 향미를 대표할 수 있는 냄새 및 표현을 선정하였다. 전체 참가자 중 선정된 묘사에 가장 많은 표현을 한 사람 20명을 1차로 선정하고 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛의 4가지 기본 맛에 대한 한계치 측정(Threshold test)을 실시하여 어떤 맛에 대하여 지나치게 예민하거나 둔한 사람을 제외시킨 다음 평균치에 가까운 평가를 한 사람 10명을 최종적으로 검사요원으로 선정하여 관능검사를 실시하였다.
2. 관능적 품질검사
홍삼 농축액 및 산삼배양근 농축액의 맛과 향에 대하여 11가지 묘사 즉, 홍삼 냄새, 배양근 냄새, 흙 냄새, 풀 냄새, 홍삼 맛, 배양근 맛, 단맛, 쓴맛, 탄맛, 색, 기호도를 선정하여 향미묘사시험법(Flavor profile method)으로 홍삼 농축액과 산삼배양근 농축액의 맛과 냄새 등을 묘사하고, 각 묘사에 대하여 정량적으로 묘사시험분석법(Quantitative Descriptive Analysis ; QDA)으로 표현하였다. 시료 3가지를 시식한 후 대단히 좋다(5점), 좋다(4점), 보통이다(3점), 나쁘다(2점), 대단 히 나쁘다(1점)의 5단계로 표시하였다. 그리고 각 시료의 검사 사이에 정제수로 입안을 행군 후 다음 맛을 보게 하였으며, 제시된 시료의 온도는 60~65℃로 하였다.
<표 7> 홍삼추출액 관능검사 결과 분석표 5점 만점
종류 ＼ 구분 일반 홍삼 추출액 본 발명 홍삼 추출액
냄새 홍삼냄새 4.3 3.8
흙 냄새 4.2 2.3
풀 냄새 4.3 2.6
맛 홍삼 맛 4.1 3.5
단맛 4.0 3.4
쓴맛 4.5 2.9
탄맛 3.9 2.9
색깔 4.1 4.7
기호도 4.2 4.9
<표 8> 장뇌산삼액 관능검사 결과 분석표 5점 만점
종류 ＼ 구분 일반 장뇌산삼액 본 발명 장뇌산삼액
냄새 장뇌산삼 냄새 4.2 3.0
흙냄새 4.3 2.9
풀냄새 4.1 3.3
맛 장뇌산삼 맛 4.3 2.6
단맛 4.2 2.8
쓴맛 4.1 2.9
탄맛 4.0 3.0
색깔 4.2 4.8
기호도 4.1 4.8
<표 9> 산삼배양근추출액 관능검사 결과 분석표 5점 만점
종류 ＼ 구분 일반산삼 배양근 추출액 본 발명 산삼 배양근 추출액
냄새 산삼배양근냄새 4.0 3.1
배양액냄새 4.1 3.2
풀 냄새 3.9 2.9
맛 산삼배양근 맛 3.8 3.8
단맛 3.9 2.6
상기 표 7, 표 8 및 표 9에서 보는 바와 같이 모든 불유쾌한 냄새는 본 발명 홍삼, 장뇌산삼 및 산삼 배양근 추출액이 상대적으로 양호함을 알 수 있으며, 맛에 있어서도 홍삼 맛, 장뇌산삼 맛, 산삼배양근 맛, 쓴맛, 탄맛은 낮고, 단맛은 높은 점수를 나타내고 있어 모든 검사항목에서 본 발명이 우수한 것으로 평가되고 있으며, 기호도에 있어서는 만점에 가까운 호감을 갖는 것으로 나타났다.
한편, 본 발명에 이용되는 각 균주의 특성 및 효소의 종류를 다음 표 10-1 내지 10-5에 나타내었다.
<10-1> 아스퍼질러스 오리제의 균주 특성 및 효소 종류
특성 Asperigillus oryzae
그람 염색 양성
포자형성 양성(형성)
성장온도 28~30℃
PH 5.5에서 성장 양성
호기적 조건에서의 성장 양성
α-amylase생성 양성
cellulase 생성 양성
protease 생성 양성
Lipase 생성 양성
<10-2> 페니실륨 크리소게눔의 균주 특성 및 효소 종류
특성 Penicillium chrysogenum
그람 염색 양성
포자 형성 양성(형성)
성장 온도 25~30℃
PH5.5에서의 성장 양성
호기적 조건에서의 성장 양성
α-amylase 생성 양성
β-amylase 생성 양성
cellulase 생성 양성
protease 생성 양성
<10-3> 페니실륨 퍼푸로게늄의 균주 특성 및 효소 종류
특성 Penicillium purpurogenum
그람 염색 양성
포자 형성 양성(형성)
성장 온도 25~30℃
PH5.5에서의 성장 양성
호기적 조건에서의 성장 양성
α-amylase 양성
β-amylase 양성
cellulase 양성
maltohexose 양성
<10-4> 바실러스 아미로리퀴파시엔스의 균주 특성 및 효소 종류
특성 Bacillus amyloliqueciens
그람 염색 양성
포자 형성 약한 양성(잘 안됨)
성장 온도 35~40℃
PH5.5에서의 성장 양성
호기적 조건에서의 성장 양성
α-amylase 양성
β-amylase 양성
cellulase 양성
<10-5> 스트렙토마이세스 그리세우스의 균주 특성 및 효소 종류
특성 Streptomyces griceus
그람 염색 양성
포자 형성 음성
성장 온도 30~40℃
PH5.5에서의 성장 양성
호기적 조건에서의 성장 양성
α-amylase, β-amylase 양성
도 1은 본 발명의 홍삼 및 장뇌산삼 액 제조공정을 보인 플로차트.
도 2는 본 발명의 산삼배양근액 제조공정을 보인 플로차트이다.

Claims (9)

  1. 4년근 이상의 신선한 원료 인삼을 수집, 선발하여 이물질을 제거한 후 일정한 크기로 절각하는 단계;
    절각된 원료 인삼을 85~95℃의 증기로 6~8시간 쪄주는 스티밍(Steaming) 단계;
    증기로 쪄진 원료 인삼을 60~70℃의 뜨거운 공기로 건조하여 수분 함량이 10~14중량%가 되도록 하는 원료 홍삼 제조 단계;
    얻어진 원료 홍삼을 95~105℃의 뜨거운 공기로 건조시키는 단계;
    건조된 원료 홍삼을 80~100메쉬로 분쇄하는 단계;
    분쇄 건조된 원료 홍삼에 함유된 이물질을 제거한 후 수분이 30~40중량%가 되도록 가습한 후 압출 성형하는 단계;
    압출 성형된 홍삼을 재차 수분함량이 10~14중량%가 되도록 건조하여 80~100메쉬가 되도록 분쇄하는 단계;
    재차 분쇄된 홍삼에 6~12배의 물이나 주정을 가하여 초음파 추출하고 여과하는 단계;
    추출 여과된 홍삼액을 고형분 30~40중량%에서 추출 정제된 효소를 0.4~0.6중량% 첨가하여 60~90℃에서 7~8시간 효소 발효시키는 단계;
    효소 발효된 발효액을 100℃까지 온도를 올리면서 효소를 실활 파괴시키며 여과하는 단계;
    여과된 홍삼액을 수분을 제거하여 농축하는 단계; 및
    농축된 홍삼 발효액을 용기에 포장하여 출하하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 홍삼액의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 효소의 정제는,
    아스퍼질러스 오리제(Asperigillus oryzae), 바실러스 아밀로리퀴피시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 페니실리움 크리소게늄(Penicillium chrysogenum), 스트렙토마이세스 그리세우스(Strepomyces griseus), 페니실리움 퍼푸로게넘(Penicillium purpurogenum) 을 각각 생육 조건에 맞게 7~10일간 균주를 배양하는 단계;
    배양된 균주를 여과하는 단계; 및
    여과된 균주 배양액을 투석 및 전기영동법에 의하여 효소액을 정제하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 홍삼액의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 정제된 효소는,
    알파 아밀라제(α-amylase), 베타 아밀라제(β-amylase), 셀루라제(cellulase), 그루코옥시다제(gluco oxidase), 말토헥사제(maltohexase), 아밀로그루코옥시다제(amylo gluco oxidase) 리파제(Lipase), 프로테아제(Protease) 중에서 5종류를 선택하여 각20%씩 같은 량으로 혼합한 정제효소를 사용하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 홍삼액 의 제조방법.
  4. 천연의 깊은 산에서 채취한 천중산삼을 구입하여 조직을 분리하는 단계;
    분리한 조직을 식물조직 배양처럼 무균실에서 살균하는 단계;
    살균한 산삼을 배양조에 배양액을 넣은 후 접종하는 단계;
    접종된 산삼을 실온(18~20℃)에서 산소를 공급하면서 60일 이상 배양한 후 배양액 제거 후 수분이 12±2중량%가 되도록 원료산삼 배양근을 제조하는 단계;
    원료 산삼배양근을 95~105℃의 뜨거운 공기로 건조시키는 단계;
    건조된 원료 산삼배양근을 80~100메쉬로 분쇄하는 단계;
    분쇄 건조된 산삼배양근에 함유된 이물질을 제거한 후 수분이 30~40중량%가 되도록 가습한 후 압출 성형하는 단계;
    압출 성형된 산삼배양근을 재차 수분함량이 10~14중량%가 되도록 건조하여 80~100메쉬가 되도록 분쇄하는 단계;
    재차 분쇄된 산삼배양근에 6~12배의 물이나 주정을 가하여 초음파 추출하고 여과하는 단계;
    추출 여과된 산삼배양근액을 고형분 30~40중량%에서 추출 정제된 효소를 0.4~0.5중량% 첨가하여 60~90℃에서 7~8시간 효소 발효시키는 단계;
    효소 발효된 발효액을 100℃까지 온도를 올리면서 효소를 실활 파괴시키며 여과하는 단계;
    여과된 산삼배양근액을 수분을 제거하여 농축하는 단계; 및
    농축된 산삼배양근 발효액을 용기에 포장하여 출하하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 산삼배양근액의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 효소의 정제는,
    아스퍼질러스 오리제(Asperigillus oryzae), 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 페니실리움 크리소게늄(Penicillium chrysogenum), 스트렙토마이세스 그리세우스(Strepomyces griseus), 페니실리움 퍼푸로게넘(Penicillium purpurogenum) 을 각각 생육 조건에 맞게 7~10일간 균주를 배양하는 단계;
    배양된 균주를 여과하는 단계; 및
    여과된 균주 배양액을 투석 및 전기영동법에 의하여 효소액을 정제하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 산삼배양근액의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 정제된 효소는,
    알파 아밀라제(α-amylase), 베타 아밀라제(β-amylase), 셀루라제(cellulase), 그루코옥시다제(gluco oxidase), 말토헥사제(maltohexase), 아밀로그루코옥시다제(amylo gluco oxidase) 리파제(Lipase), 프로테아제(Protease) 중에서 5종류를 선택하여 각20%씩 같은 량으로 혼합한 정제효소를 사용하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌 함량이 증가된 산삼배양근액의 제조방법.
  7. 신선한 원료 장뇌산삼을 수집, 선발하여 이물질을 제거한 후 일정한 크기로 절각하는 단계;
    절각된 원료 장뇌산삼을 85~95℃의 증기로 6~8시간 쪄주는 스티밍(Steaming) 단계;
    증기로 쪄진 원료장뇌산삼을 60~70℃의 뜨거운 공기로 건조하여 수분 함량이 10~14중량%가 되도록 하는 원료장뇌산삼 제조 단계;
    얻어진 원료장뇌산삼을 95~105℃의 뜨거운 공기로 건조시키는 단계;
    건조된 원료장뇌산삼을 80~100메쉬로 분쇄하는 단계;
    분쇄 건조된 원료장뇌산삼에 함유된 이물질을 제거한 후 수분이 30~40중량%가 되도록 가습한 후 압출 성형하는 단계;
    압출 성형된 장뇌산삼을 재차 수분함량이 10~14중량%가 되도록 건조하여 80~100메쉬로 분쇄하는 단계;
    재차 분쇄된 장뇌산삼에 6~12배의 물이나 주정을 가하여 초음파 추출하고 여과하는 단계;
    추출 여과된 장뇌산삼액을 고형분 30~40중량%에서 추출 정제된 효소를 0.4~0.6 중량% 첨가하여 60~90℃에서 7~8시간 효소 발효시키는 단계;
    효소 발효된 발효액을 100℃까지 온도를 올리면서 효소를 실활 파괴시키며 여과하는 단계;
    여과된 장뇌산삼액을 수분을 제거하여 농축하는 단계; 및
    농축된 장뇌산삼 발효액을 용기에 포장하여 출하하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌함량이 증가된 장뇌산삼액의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 효소의 정제는,
    아스퍼질러스 오리제(Asperigillus oryzae), 바실러스 아밀로리퀴피시엔스(Bacillus amyloliquefaciens), 페니실리움 크리소게늄(Penicillium chrysogenum), 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus), 페니실리움 퍼프로게넘(Penicillium purpurogenum)을 각각 생육 조건에 맞게 7~10일간 균주를 배양하는 단계;
    배양된 균주를 여과하는 단계; 및
    여과된 균주 배양액을 투석 및 전기영동법에 의하여 효소액을 정제하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌함량이 증가된 장뇌산삼액의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서, 정제된 효소는,
    알파 아밀라제(α-amylase), 베타 아밀라제(β-amylase), 셀루라제(cellulase), 그루코옥시다제(gluco oxidase),말토헥사제(maltohexase), 아밀로 그루코옥시다제(amylo gluco oxidase), 리파제(lipase), 프로테아제(protease) 중에서 5종류를 선택하여 각 20%씩 같은 량으로 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 압출 성형 초음파 및 발효에 의한 우수한 사포닌함량이 증가된 장뇌산삼액의 제조방법.
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