KR101062747B1 - 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 홍삼농축액을 숙성시켜 홍삼농축액 분말을 제조한 후 제조된 분말에 주정을 가하여 과립을 제조하는 단계를 포함하는 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 홍삼농축액을 특정 조건 하에서 숙성시키고 이를 분무건조하여 홍삼농축액 분말을 제조함으로써 색도가 증가된 홍삼농축액 분말을 얻을 수 있다. 또한 제조된 홍삼농축액 분말을 다시 특정 방법으로 과립화하여 색도뿐만 아니라 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립을 제조할 수 있다.

홍삼농축액, 과립, 색도, 유동성, 숙성, 분무건조, 열풍건조

Description

색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법 {A method for producing red ginseng extracts with increased chromaticity and fluidity}

본 발명은 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 홍삼농축액을 숙성시켜 홍삼농축액 분말을 제조한 후 제조된 분말에 주정을 가하여 과립을 제조하는 단계를 포함하는 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법에 관한 것이다.

인삼의 주요 유효성분은 진세노사이드(Ginsenoside)이며, 지속적인 연구결과로 화학구조가 해명되고 약리활성 성분이 밝혀지고 있다. 인삼의 유효성분인 사포닌의 주요 특징은 인체 내에서 지방분해력이 크며, 영양성분 흡수와 소화를 촉진하고, 세포내의 효소를 활성화하여 신진대사를 촉진하며, 혈청 단백질의 촉진과 에너지를 증가시켜 원기회복과 식욕부진 등을 개선하는 효과가 있다고 알려져 있다.

인삼은 가공방법에 따라 인삼의 원형을 유지하고 있는 수삼(fresh ginseng), 홍삼(red ginseng), 백삼(white ginseng) 등 크게 3가지로 구분되는데, 수삼은 밭 에서 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, 상기 증기로 찌는 과정에서 열에 의한 가수분해가 일어나 진세노사이드 Rg3, Rg2, Rg5, Rh2, Rh4 등의 홍삼 특유 성분이 생성된다고 알려져 있다. 최근에는 인삼의 효능을 극대화시킨 형태의 홍삼이 다양한 제형으로 많이 이용되고 있으며, 진세노사이드 성분을 증가시키는 가공방법도 많이 소개되고 있다.

이와 같은 홍삼을 유효성분으로 하는 제품은 대부분 농축액 또는 분말 형태로 홍삼 제품의 제조에 이용되는데, 이러한 농축액 또는 분말 형태의 홍삼은 기존의 방법으로 과립을 제조하는데 어려움이 있으며 제품화 시 색도가 떨어지는 단점이 있다. 예를 들어, 홍삼농축액 분말은 강한 흡습력으로 인해 쉽게 끈적이게 되어 유동성이 낮아 타정이 용이하지 않으며 또한 물에 완전히 용해되지 못하고 알코올에서도 완전히 용해되지 못하는 단점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 유동성이 증가되어 타정이 용이하고 색도가 증가되어 홍삼제품의 원료로 이용할 경우 제품의 색도가 증가될 수 있음을 확인하고, 본　발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립을 제공하는데 있다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계들을 포함하는 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법을 제공한다:

a) 홍삼으로부터 홍삼농축액을 얻는 단계;

b) 상기 홍삼농축액을 50-70℃에서 2-4일간 숙성시키는 단계;

c) 상기 숙성된 홍삼농축액을 분무건조하여 분말을 제조하는 단계; 및

d) 상기 분말에 주정을 가한 후 과립기를 이용하여 과립을 제조하는 단계.

본 발명의 홍삼농축액 과립의 제조방법은, 홍삼농축액 분말을 과립화하기 위한 조건을 설정하기 위한 신규한 방법으로서 홍삼의 유효성분인 진세노사이드 성분은 그대로 유지하면서 유동성 및 색도를 동시에 증가시켜 홍삼 제품의 가공 공정 및 품질을 개선시키는 장점이 있다. 특히 색도를 증가시키는 방법은 홍삼농축액을 특정 조건에서 숙성시켜 색도를 강화시키는 색도 강화 1단계(상기 b단계)와 숙성된 홍삼농축액 분말을 과립화하여 색도를 강화시키는 강화 2단계(상기 d단계)를 거치게 된다.

본 발명에서, 명도 (L) 값은 작을수록 검은색에 가까우므로 색상이 진하게 된 다는 의미이고, 색상명도 (%) 값은 대조군대비 명도 감소비율을 표시한 값으로 비율이 증가하면 명도 (L)가 감소한다는 의미이므로 색상이 증가한다. 안식각 (θ) 은 측정각이 작을수록 분체의 유동성이 크다는 의미이다.

본 발명에서, 홍삼 자체의 건조 분말을 이용하여 과립을 제조하기보다 본 발명에서와 같이 상기 홍삼농축액 분말을 이용하여 과립을 제조하는 장점은 다음과 같다.

1) 홍삼농축액 분말은 홍삼을 추출, 농축하여 분말화한 것으로 이렇게 되면 이용할 수 있는 제품의 범위가 좀더 광범위해 진다. 홍삼농축액은 액상제품에 이용되는데 반해 홍삼농축액을 분말화한 홍삼농축액 분말은 과립차, 타브렛, 연질캡슐 등 주로 고형제품에 폭넓게 이용할 수 있다는 장점이 있다.

2) 최근에는 홍삼 분말 보다 홍삼농축액 분말을 사용하는데 이것의 가장 큰 이유는 기존 홍삼 함량보다 고농도로 홍삼을 복용할 수 있다는 점이다. 예를 들어 홍삼 분말 100 g을 가지고 홍삼농축액을 만들면 50 g이 생산되고 이것을 분말화한다면 홍삼 분말보다 약 2배 농축된 홍삼성분을 제품에 이용할 수 있다는 의미가 된다. 그러나 홍삼농축액 분말은 그 흡습성으로 인해 상온에서 쉽게 품질 안정성이 떨어지고, 제품화 시에도 흡습성이 심하고, 유동성이 낮은 관계로 타블렛 등 제품화하기가 어려워서 이것을 극복하기 위해서 기타 부형제를 첨가하여야 하는 단점이 있다. 또한 최근 소비자들의 기호성이 제품의 색상이 진한 것을 선호하는데 홍삼농축액 분말은 색상도 농축액에 비해 약하다는 단점이 있다.

3) 따라서 홍삼농축액 분말을 과립화함으로써 기존 농축액 분말의 이러한 단점을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 유동성이 증가하고 색상도 증가한 장점을 얻을 수 있다.

본 발명의 방법에서, 상기 a)단계의 홍삼농축액은 홍삼을 다양한 식물 추출 방법, 예컨대 열수 추출, 유기 용매 추출, 초임계 추출, 환류 냉각 추출 등 종래 알려진 어떠한 추출방법을 이용하여 추출함으로서 홍삼으로부터 얻을 수 있으나, 바람직하게는 홍삼 중량의 5-20배 부피의 증류수를 가하여 70-100℃에서 2-10 시간 동안 2회 이상 열수추출하고 그 추출물을 1,000-10,000 rpm으로 원심분리한 후 상등액을 70℃ 이하에서 농축하여 수득된 농축액일 수 있다.

본 발명의 방법에서, 상기 d)단계의 주정농도는 70-90%인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 홍삼농축액 분말이 알코올 90% 이상의 주정 또는 70%이하의 주정에서는 너무 쉽게 용해되어 과립의 성형에 용이하지 않게 되기 때문이며 이를 해결하기 위해 상기 농도의 주정을 사용하게 된다. 이러한 주정은 과립 제조를 용이하게 하기 위하여 홍삼농축액 분말의 중량 당 15-25%의 부피(v/w)를 첨가하게 된다.

본 발명의 방법에서, 상기 d)단계 후 제조된 과립을 30-45℃에서 2-4시간 열풍건조하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 과립 제조 후 수분으로 인해 과립이 약간 축축하게 되는데 이렇게 되면 수분함량으로 인해 미생물품질안정성을 확 보할 수 없다는 단점이 있고 또한 취급 시에도 불편하다는 단점이 있으므로, 과립을 열풍으로 단시간에 건조시키는 상기 열풍건조 단계를 수행하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 홍삼농축액 과립을 제공한다. 본 발명의 유동성 및 색도가 증가된 홍삼농축액 과립은 홍삼제품의 원료로 이용되어 최종 홍삼 제품의 색도를 증가시킬 수 있다. 따라서 색도에 따른 제품 기호도가 향상되어 소비자의 구매 욕구를 유발할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.

실시예 1. 홍삼농축액의 제조

홍삼농축액은 홍삼(6년근, 한국인삼공사, 2009년) 100 g에 증류수 1,000 ml (10배, v/w)를 가하여 85℃에서 5시간 씩 3회 추출하였다. 추출액을 원심분리 (5,000 rpm, 30분)한 후 상등액을 70℃ 이하에서 농축하여 홍삼농축액(고형분 64%)을 제조하였다.

실시예 2. 홍삼농축액의 숙성

실시예 1에서 제조된 홍삼농축액(100%)을 워터배스(water bath)에서 60℃, 48시간 처리하였다. 처리 후 숙성된 홍삼농축액의 진세노사이드 함량 및 색도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]. 숙성된 홍삼농축액의 진세노사이트 함량 및 색도

1)Ginsenoside는 대건물 %

2)명도(L): 0(흑색) ~ 100(흰색): 값이 작을수록 검은색 증가, 적색도(a): 값이 클수록 적색도 증가, 황색도(b): 값이 클수록 황색도 증가.

표 1에서, 숙성 처리한 홍삼농축액(처리군)은 색상 명도(L값)이 37.21로 대조군 홍삼농축액 41.65보다 값이 감소되어 색상이 진하게 강화되었다. 그러나 인삼의 유효지표성분인 진세노사이드 함량은 큰 차이가 관찰되지 않아서, 상기 숙성 처리에 의해 1차 색상이 강화된 것으로 판단된다.

실시예 3. 홍삼농축액 분말의 제조

실시예 1에서 제조된 홍삼농축액 100 g에 증류수 1,000 ml(10배, v/w)를 가하여 분무건조기를 이용하여 분무건조(200℃) 한 후, 사별(100 mesh)하여 홍삼농축액 분말을 제조하였다. 도 1은 제조된 홍삼농축액 분말의 사진이다.

실시예 4. 홍삼농축액 분말의 과립제조

실시예 3에서 제조된 홍삼농축액 분말(수분 5%) 250 g에 85.5% 주정을 50 ml (20%, v/w)가하여 혼합하고 스피드 믹서(과립기, Keumsung, KM10)로 과립을 제조(100 ~ 150 rpm, 5분 ~ 10분) 하였다. 이것을 사별(12 mesh, 직경 1.7 mm)한 후, 45℃ 이하에서 3시간 동안 열풍건조 하였다. 열풍건조물을 체(sieve)로 사별(35 mesh, 직경 0.5 mm)하여 과립을 제조하였다. 도 2는 제조된 홍삼농축액 과립의 사진이다.

실시예 5. 홍삼농축액 분말 및 과립의 색도측정

실시예 3과 4에서 제조된 홍삼농축액 분말 및 과립에 대한 색도를 색도측정기(Spectrophotometer CM-3700d, Konica Minolata)를 이용하여 측정한 결과는 하기 표 2와 같다.

[표 2]. 홍삼농축액 분말 및 과립의 색도 비교 결과

* 명도(L): 0(흑색) ~ 100(흰색): 값이 작을수록 검은색 증가, 적색도(a): 값이 클수록 적색도 증가, 황색도(b): 값이 클수록 황색도 증가.

표 2에서, 홍삼농축액 분말을 과립화하면 홍삼농축액 분말보다 명도(L값)가 감소(L값 0은 검은색, L값 100은 흰색, 값이 작을수록 검은색에 가까워지므로 색상이 진한 것으로 해석)하여 색상 명도가 진하게 되는 것을 확인하였다.

또한, 홍삼농축액 분말의 과립(처리군)의 명도값(L)은 39.5로 홍삼농축액 분말(대조군)의 명도값 54.78에 비해 15.28이 감소하였고, 이를 상기 색상계산식으로 계산하면 홍삼농축액 분말(대조군) 대비 27.9% 색상이 진하게 된 것으로 나타나서 처리된 분말 과립은 색상이 대조군보다 진하게 강화되는 것을 확인하였다.

한편, 적색도(a값)는 대조군 11.76에서 처리군 12.75로 약간 증가하였고, 황색도(b값)는 대조군 22.11에서 처리군 15.97로 감소하였으나, 큰 차이는 관찰되지 않았다.

실험예 6. 홍삼농축액 분말 및 과립의 유동성 비교

분체의 유동성은 타정이나 캅셀 충전, 분체의 공급조작 등의 성패에 관계하는 중요한 분체 물성이다. 분체의 유동성(fluidity)은 입자의 밀도, 입자경, 입자형상, 표면상태 등에 따라서 영향을 받는데, 일반적으로는 안식각(angle of repose)을 측정하여 판단할 수 있다. 안식각의 측정은 페트리디쉬 위에 여두로부터 과립 분체를 유출시켜 퇴적시킨 후 안식각(θ)을 직접 측정함으로써 계산하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다. 안식각(θ)은 측정값이 작을수록 유동성이 크다고 알려져 있다 (제제공학편찬위원회. 1999. 제제공학. p.121~125. 도서출판 신일상사). 도 3은 분체의 안식각 및 그 측정방법을 나타내는 모식도이다 (h: 분체의 높이, r: 분체퇴적물의 반지름, θ: 분체퇴적물의 각도). 도 4는 홍삼농축액 분말 및 홍삼농축액 분말의 과립에 대한 안식각 측정결과를 나타내는 사진이다.

[표 3]. 홍삼농축액 분말 및 과립의 유동성 안식각 측정결과

일반적으로 안식각이 작을수록 유동성이 크다고 알려져 있는데, 안식각 을 계산하는 상기 공식에 대입한 결과, 홍삼농축액 분말 과립의 안식각은 21.2로 홍삼농축액 분말의 22.4보다 작아서 유동성이 향상된 것으로 나타났다.

실시예 7. 홍삼농축액 분말 및 과립의 사포닌 함량측정

홍삼농축액 분말(대조군), 및 상기 실시예 4에서 제조된 홍삼농축액 분말 과립에 대한 홍삼성분함량은 <건강기능식품공전 2008> 방법에 준하여 다음과 같이 측정하였다. 시료 약 1 g을 정밀히 달아 250 ml 환류용 플라스크에 넣고 50% 메탄올 용액 50 ml을 가하여 70~80℃의 수욕조에서 1시간 동안 환류추출한 후 냉각시키고 원심분리하여 상등액을 취하였다. 잔류물에 다시 50% 메탄올 용액 50 ml을 가하여 70~80℃의 수욕조에서 1시간 동안 환류 추출한 후 냉각시키고 원심분리하여 상등액을 얻었다. 상기 시료 추출액의 상등액과 그 잔류물로부터 얻은 상등액을 합하여 250 ml 농축플라스크에 넣고 60℃ 이하에서 감압농축 하였다. 농축물을 물-아세토니트릴(80:20, v/v) 혼합용매 2 ml에 녹인 후 0.45 μm 멤브레인 필터로 여과하여 HPLC 분석하였다. 이 때 사용한 HPLC 분석조건은 칼럼 ODS(4.6 mm x 250 mm), 검출기 UV(측정파장 203 nm), 이동상 물-아세토니트릴 혼합용매(유량 1.6 ml/min) 이었다. 시험 용액 20 μl과 홍삼사포닌 진세노사이드 표준용액 20 μl을 HPLC에 주입하고 상기의 HPLC 분석방법으로 분석하여 각각 진세노사이드 Rg1, Re, Rf, Rh1, Rg2(S), Rg2(R), Rb1, Rc, Rb2, Rd, Rg3(S), 및 Rg3(R) 각각의 피크 면적을 얻어서 함량을 계산하였다. 결과는 하기 표 4와 표 5에 나타내었다.

[표 4]. 총 진세노사이드 및 Rg1+Rb1의 함량

[표 5]. 개별 진세노사이드 함량

표 4에서, 인삼의 지표성분인 진세노사이드 함량을 HPLC로 조사한 결과, 홍삼농축액 분말(대조군), 및 홍삼농축액 분말 과립의 총 진세노사이드함량은 대조군은 30.6 mg/g이었고, 처리군인 홍삼농축액 분말 과립의 경우도 30.0 mg/g로 큰 변화가 없었다. 또한 건강기능식품에서 중요한 지표성분으로 이용되는 Rg1+Rb1의 함량도 대조군과 처리군 각각 8.35 및 8.31 mg/g로 큰 차이가 없이 안정하였다. 또한 표 5에서, 개별 진세노사이드 함량도 조사한 12종의 개별진세노사이드 대조군과 큰 차이 없이 안정한 것으로 확인되었다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 홍삼농축액을 특정 조건 하에서 숙성시키고 이를 분무건조하여 홍삼농축액 분말을 제조함으로써 색도가 증가된 홍삼농축액 분말을 얻을 수 있다. 또한 제조된 홍삼농축액 분말을 다시 특정 방법으로 과립화하여 색도뿐만 아니라 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립을 제조할 수 있다. 따라서 본 발명의 홍삼농축액 과립은 유동성이 향상되어 홍삼 제품의 제조에 유용하게 사용될 수 있으며 이와 함께 향상된 색도로 인하여 제품 선호도가 증가되어 소비자의 구매 욕구를 자극할 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 홍삼농축액 분말의 사진이다.

도 2는 본 발명에 따라 제조된 홍삼농축액 과립의 사진이다.

도 3은 분체의 안식각 및 그 측정방법을 나타내는 모식도이다 (h: 분체의 높이, r: 분체퇴적물의 반지름, θ: 분체퇴적물의 각도).

도 4는 홍삼농축액 분말 및 홍삼농축액 분말의 과립에 대한 안식각 측정결과를 나타내는 사진이다.

Claims (5)

1. 하기 단계들을 포함하는 색도 및 유동성이 증가된 홍삼농축액 과립의 제조방법:

   a) 홍삼으로부터 홍삼농축액을 얻는 단계;

   b) 상기 홍삼농축액을 50-70℃에서 2-4일간 숙성시키는 단계;

   c) 상기 숙성된 홍삼농축액을 분무건조하여 분말을 제조하는 단계; 및

   d) 상기 분말에 주정을 가한 후 과립기를 이용하여 과립을 제조하는 단계.
2. 제 1항에 있어서, 상기 a)단계의 홍삼농축액은 홍삼을 열수추출한 후 원심분리 및 농축하여 수득된 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 d)단계의 주정농도는 70-90%인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 d)단계 후 제조된 과립을 30-45℃에서 2-4시간 열풍건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 홍삼농축액 과립.

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