KR101065956B1 - 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법 - Google Patents

Abstract

홍삼내의 유효성분의 함량을 증가시킬 수 있는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법이 개시된다. 개시된 본 발명에 의한 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법은, 수삼을 준비하는 단계, 준비된 수삼을 효소 Sumyzyme MC, Multifect pectinase FE 및, Cytolase PCL5 중 적어도 어느 하나의 펙티나아제(Pectinase) 또는 이러한 펙티나아제에 아밀라아제(Amylase)인 Spezyme Prime과 혼합하여 처리하는 단계, 효소처리된 수삼을 초고압 처리하는 단계 및, 수삼을 후처리하여 건조하는 단계를 포함한다. 이러한 홍삼제조방법에 의하면, 기존의 수삼보다 조사포닌의 함량을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 특이 진세노사이드의 함량을 증가시킬 수 있다.

수삼, 홍삼, 진세노사이드, 조사포닌, 효소, 초고압.

Description

효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법{A METHOD FOR PROCESSING RED GINSENG BY ENZYME AND HIGH HYDROSTATIC PRESSURE}

본 발명은 홍삼제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 홍삼 내의 유효성분을 증대시킬 수 있도록 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인삼이라 함은, 4년 이상 6년 이하로 재배하여 채굴하게 되는데 이 채굴되어 가공되기 이전 즉, 채굴된 상태 그대로의 인삼을 지칭하여 "수삼"이라 한다. 상기 수삼은 대략 75% 가량의 수분을 함유하고 있어, 쉽게 무르고 변색된다. 그로 인해, 상기 수삼은 장기 저장에 불리하며, 유통 중 부패되거나 외력에 의해 상처 입기 쉬운 단점을 가진다.

상기와 같은 수삼의 단점을 보안하여 수삼을 장기간 보관하기 위해, 상기 수삼을 건조하는 방식이 일반적이다. 이때, 상기 수삼의 껍질을 벗기고 건조한 것은 "백삼"이라 지칭하며, 상기 수삼의 껍질을 벗기지 않고 증기로 쪄서 건조한 것을 "홍삼"이라 한다.

이 중, 상기 홍삼은 장기보관이 용이하다는 장점뿐 아니라, 증기로 찌는 과정 중 열에 의해 유효성분들이 생성되는 또 다른 이점을 가진다. 구체적으로, 상기 홍삼의 제조과정 중에서 사포닌의 열분해에 의해 분자구조의 변화가 일어나 화학적인 성분이 변화됨으로써, 인체에 유효한 특수 성분들이 생성된다. 특히, 상기 홍삼의 경우, 수삼이나 백삼에는 없는 특이 성분으로 알려진 "진세노사이드(ginseniside) Rg3"는 암세포증식억제 및 항종양의 효능을 가진 것으로 알려져 있다.

따라서, 근래에는 상기와 같은 유효성분을 증대시킬 수 있는 홍삼의 제조방법에 대한 연구/개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 홍삼내의 유효성분을 증대시킬 수 있는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법은, 수삼을 준비하는 단계, 상기 준비된 수삼을 효소로 처리하는 단계, 상기 효소처리된 수삼을 초고압 처리하는 단계 및, 상기 수삼을 후처리하여 건조하는 단계를 포함한다.

상기 수삼준비단계는, 상기 수삼을 세척하는 단계 및, 상기 세척된 수삼을 미세하게 분쇄하는 단계를 포함한다.

상기 효소처리단계는, Sumyzyme MC, Multifect pectinase FE 및, Cytolase PCL5 중 적어도 어느 하나의 펙티나아제(Pectinase)를 이용한다. 또한, 상기 효소처리단계는, 상기 수삼의 중량 대비 0.5% 내지 4%의 범위의 효소를 첨가하여 상기 수삼을 효소 반응시킨다. 이때, 상기 효소처리단계는, 상기 효소 중 적어도 어느 하나에 Spezyme Prime을 혼합하여 상기 수삼을 처리할 수도 있다. 또한, 상기 효소처리단계는, 상기 효소가 첨가된 수삼의 pH를 4.5 내지 5.5로 보정하는 단계를 구비한다.

상기 초고압처리단계는, 초고압처리기기를 이용하여 상기 효소처리된 수삼을 10MPa 내지 200MPa의 압력, 20℃ 내지 50℃의 온도 환경에서 5분 내지 20분간 처리 한다.

상기 후처리 및 건조단계는, 상기 초고압처리 즉시, 100℃의 고압멸균기에서 2시간 동안 효소 불활성화 및 증삼화과정을 행하는 후처리단계 및, 상기 후처리된 수삼을 50℃의 건조환경에서 건조하는 건조단계를 포함한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 준비된 수삼에 효소를 첨가하여 반응시킨 후 초고압 처리하여 홍삼을 제조함으로써, 기존의 홍삼 대비 조사포닌과 진세노사이드와 같은 유효성분의 증대를 기대할 수 있다. 구체적으로, 효소 및/또는 초고압 처리된 홍삼은 무처리된 홍삼 대비 사포닌의 함량이 1.8배 증가되는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, HPLC로 개별 진세노사이드를 분석한 결과 지질과산화 억제효과, 혈소판 응집 억제효과 및 항암효과 등의 특성을 가지는 Rf, Rh1, Rh2 및 Rg3의 함량이 무처리 수삼에 비해 각각 2.4배, 1.6배, 1.1배 및 2배 증가되는 효과를 가진다.

그로 인해, 홍삼 특유의 유효성분이 증대됨과 아울러, 인삼 고유의 맛과 향을 보유한 홍삼의 제조가 가능해진다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 의한 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트가 도시된다. 도 1에서와 같이, 본 발명에 의한 홍삼제조방법은 수삼준비단계(S10), 효소처리단계(S20), 초고압처리단계(S30) 및, 후처리단계(S40)를 포함한다. 여기서, 상기 효소처리단계(S20)는 상기 수삼을 효소 Sumyzyme MC와 같은 프로토펙티나아제(Protopectinase), Multifect pectinase FE와 같은 펙티나아제(Pectinase) 및, Cytolase PCL5와 같은 셀룰라아제(Cellulase) 중 적어도 어느 하나의 펙티나아제(Pectinase)류 효소로 처리한다. 또한, 상기 초고압처리단계(S30)는 10MPa 내지 200MPa의 압력, 20℃ 내지 50℃의 온도 환경에서 5분 내지 20분간 상기 효소처리된 수삼을 초고압 처리한다.

참고로, 도 2에 도시된 그래프에서 알 수 있듯이, 본 발명에서 홍삼제조 시 효소를 첨가한 처리구는 효소를 첨가하지 않은 무처리와 비교하여 조사포닌의 함량이 높음을 알 수 있다.

또한, 도 3의 도시와 같이, 상기 수삼을 초고압 처리만을 할 경우, 무처리 홍삼과 조사포닌 함량의 차이가 미비함을 알 수 있다. 대신에, 효소와 초고압처리를 동시에 할 경우, 초고압 처리 또는 효소처리만을 할 경우에 대비하여 그 조사포닌의 함량이 월등히 우수함을 알 수 있다. 즉, 효소 및 초고압처리되어 제조된 홍삼의 경우, 무처리된 홍삼에 함유된 조사포닌과 비교하여 대략 1.8배 가량의 조사포닌이 함유된다.

이러한 구성을 가지는 본 발명에 의한 홍삼제조방법의 실시예 1 내지 4를 하기와 같이 보다 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

우선, 상기 준비단계(S10)는 상기 수삼을 세척하는 단계(S11)와, 세척된 수삼을 미세하게 분쇄하는 단계(S12)를 포함한다. 여기서, 상기 수삼은 한국 금산에 서 생산된 4년근 수삼을 시료 수삼으로 선별하여 흐르는 물에 깨끗이 세척한다(S11). 상기 세척된 수삼은 대략 200g정도를 믹서기와 같은 분쇄기를 이용하여 미세하게 분쇄한다(S12).

상기와 같이 준비된 수삼은 효소처리된다(S20). 여기서, 상기 효소처리단계(S20)는 Sumyzyme MC, 펙티나아제와 아밀라아제류 효소인 Spezyme Prime와 같은 α-amylase를 혼합한 Multifect pectinase FE + Spezyme Prime, 그리고, Cytolase PCL5 + Spezyme Prime중 어느 하나를 상기 수삼의 중량 대비 0.5% 첨가하여 반응시키는 효소첨가단계(S21)와, 구연산으로 pH를 4.5 내지 5.5로 보정하는 pH 보정단계(S22)를 포함한다.

상기 효소처리된 수삼은 진공 포장되어 초고압기기에 의해 초고압처리된다(S30). 이때, 본 실시예 1에서는 100MPa의 압력과 50℃의 온도로 조성된 초고압환경에서 10분간 초고압처리한다. 이러한 초고압처리가 완료되면, 상기 수삼은 후처리된 후 건조되어 홍삼으로 최종 제조된다(S40). 구체적으로, 상기 초고압처리가 완료되면(S30), 그 즉시 100℃의 고압멸균기에서 2시간 효소 불활성화 및 증삼화 과정을 가지는 후처리단계(S41)를 거친 후, 이 반응물을 50℃의 건조분위기를 조성하는 건조기 내에서 건조한다(S42). 이로써, 효소와 초고압처리된 홍삼의 제조가 완료된다.

[실시예 2]

본 실시예 2에서는 상기에서 설명한 실시예 1과 동일한 방법으로 수삼을 준 비한 다음에(S10), 효소 Multifect pectinase FE 펙티나아제와 Spezyme Prime 아밀라아제를 상기 수삼의 중량에 대해 상호 동일한 비율로 첨가하여 효소처리한다(S20). 본 실시예에서는 상기 Multifect pectinase FE와 Spezyme Prime을 상기 수삼의 중량에 대해 각각 0.5%, 1%, 2%, 3% 및 4% 첨가하는 것으로 예시한다.

이 후, 상기 효소가 첨가된 수삼은 진공 포장되어 60분간 초고압처리된다(S30). 이때의 압력과 온도는 실시예 1과 동일하다. 또한, 상기 초고압처리 이후의 후처리 및 건조단계(S40) 또한, 상기 실시예 1과 동일한 조건하에서 이루어진다.

참고로, 상기 Multifect pectinase FE와 Spezyme Prime를 상기 수삼의 중량에 대해 각각 0.5%, 1%, 2%, 3% 및 4%로 첨가함으로써 효소농도에 따른 조사포닌의 함량을 실험한 결과가 도 4의 그래프에 도시된다. 도 4의 도시와 같이, 상기 수삼의 중량 대비 효소의 농도가 높아질수록 조사포닌의 함량이 높아짐을 알 수 있다. 아울러, 상기 수삼의 중량 대비 효소농도가 2%, 3% 및 4%일 경우, 그 조사포닌의 함량이 유사함을 알 수 있다. 그러므로, 상기 효소첨가단계(S21)에서 첨가되는 효소의 농도는 수삼의 중량 대비 4%이내가 적절하다.

[실시예 3]

본 실시예 3에서는 상기 실시예 1에서와 동일하게 수삼을 준비한 이후에(S10), 상기 효소처리단계(S20)에서 Cytolase PCL5 펙티나아제를 상기 수삼의 중량 대비 2% 첨가하고(S21), 구연산으로 pH의 농도를 4.5 내지 5.5로 보정한 다(S22). 그 후, 상기 효소처리된 수삼을 진공포장하여 100MPa, 50℃의 환경에서 각각 0분, 5분, 10분 그리고 20분간 초고압처리함으로써, 그 결과를 비교하였다. 그 결과 그래프가 도 5에 도시된다.

도 5를 참고하면, 상기 제조된 홍삼내의 조사포닌의 함량은 상기 효소처리된 수삼을 10분간 초고압처리할 때 가장 높으며, 20분 이후부터는 점차적으로 함량이 감소됨을 알 수 있다. 그러므로, 상기 효소처리된 수삼의 초고압처리 시간은 대략 20분 이내가 적절하다.

[실시예 4]

본 실시예 4에서는 상술한 실시예 1에서와 마찬가지로, 상기 수삼을 처리한 후(S10), 다음과 같이 4가지 방식으로 처리된 수삼을 마련한다.

구체적으로, 상술한 실시예 1과 같이 수삼을 세척한 후 분쇄된 수삼(이하, "무처리 수삼"으로 지칭함), 상기와 같이 세척 후 분쇄된 수삼을 50℃의 온도하에서 100MPa의 압력으로 60분간 초고압 처리한 수삼(이하, "초고압처리 수삼"으로 지칭함), 상기와 같이 세척 후 분쇄된 수삼에 효소를 첨가한 후 50℃의 온도하에서 100MPa의 압력으로 60분간 초고압 처리한 수삼(이하, "효소/초고압처리 수삼"으로 지칭함), 그리고, 50℃의 온도하에서 60분간 효소반응 시킨 수삼(이하, "효소처리 수삼"으로 지칭함)을 각각 마련한다. 이렇게 마련된 무처리 수삼, 초고압처리 수삼, 효소/초고압처리 수삼 및 효소처리 수삼은 100℃의 온도에서 2시간 동안 증삼한 후 50℃의 건조환경에서 건조됨으로써, 홍삼으로 제조된다.

한편, 상기와 같은 무처리 수삼과, 초고압처리 수삼, 효소/초고압처리 수삼 및 효소처리 수삼의 성분을 비교한 결과가 하기 표 1에 개시된다. 표에서 비교의 편의를 위해, 상기 초고압처리 수삼, 효소/초고압처리 수삼 및 효소처리 수삼을 "처리 수삼"으로 통칭한다.

하기 HPLC로 분석한 결과인 표 1을 참고하면, 상기 처리 수삼의 진세노사이드 성분 중, 지질과산화 억제효과가 우수한 Rf, 혈소판 응집 억제 작용이 있는 Rh1, 그리고, 항암효과가 있는 Rh2, Rg3의 함량이 무처리 수삼에 비해 각각 2.4배, 1.6배, 1.1배 및 2배 증가됨을 알 수 있다. 참고로, 표 1은 무처리 수삼 및 처리 수삼의 진세노사이드 함량 비교표로서, 단위는 mg/g이다.

구분	무처리 수삼	처리 수삼
Ginsenoside-Rh2	0.27	0.30
Ginsenoside-Rh1	0.98	1.58
Ginsenoside-Rg2	0.99	0.76
Ginsenoside-Rg3	1.02	2.04
Ginsenoside-Rg1	4.83	3.36
Ginsenoside-Rf	1.21	2.88
Ginsenoside-Re	0.35	0.25
Ginsenoside-Rd	0.18	0.05
Ginsenoside-Rb2	0.03	0.03
Ginsenoside-Rc	0.052	0.05
Ginsenoside-Rb3	0.22	0.05
Ginsenoside-Rb1	0.43	0.03
합계	11.04	11.38

아울러, 상기 무처리 수삼과 처리 수삼의 진세노사이드의 개별 성분을 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)로 분석한 결과가 도 6 및 도 7에 도시된다. 도 6 및 도 7의 도시와 같이, 상기 무처리된 수삼에 비해 처리 수삼의 진세노사이드 성분 중 Rf, Rh1, Rh2 및 Rg3의 성분이 도 6에 도시된 무처리된 수삼의 성분에 비해 증가됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 1 내지 4를 예시하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트,

도 2는 효소종류에 따른 조사포닌의 함량을 비교한 그래프,

도 3은 무처리, 초고압, 효소/초고압 및 효소처리된 홍삼의 조사포닌 함량을 비교한 그래프,

도 4는 효소농도에 따른 조사포린의 함량을 비교한 그래프,

도 5는 초고압 처리시간에 따른 조사포닌의 함량을 비교한 그래프,

도 6은 무처리된 홍삼의 진세노사이드 성분을 분석한 HPLC 결과를 나타낸 그래프, 그리고,

도 7은 효소/초고압 처리된 진세노사이드 성분을 분석한 HPLC 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (11)

1. 수삼을 준비하는 단계;

   상기 준비된 수삼을 효소로 처리하는 단계;

   상기 효소처리된 수삼을 초고압 처리하는 단계; 및

   상기 수삼을 효소 불활성화 및 증삼화과정을 포함하는 후처리후, 건조하는 단계;

   를 포함하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 효소처리단계는, 펙티나아제(Pectinase)류 효소를 이용하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 수삼의 중량 대비 0.5% 내지 4%의 범위의 효소를 첨가하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 효소처리단계는, 상기 펙티나아제류 효소에 아밀라아제류 효소를 혼합하여 상기 수삼을 처리하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 효소처리단계는,

   상기 효소가 첨가된 수삼의 pH를 4.5 내지 5.5로 보정하는 단계;

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 초고압처리단계는,

   초고압처리기기를 이용하여 상기 효소처리된 수삼을 10MPa 내지 200MPa의 압력, 20℃ 내지 50℃의 온도 환경에서 5분 내지 20분간 처리하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수삼준비단계는,

   상기 수삼을 세척하는 단계; 및

   상기 세척된 수삼을 미세하게 분쇄하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 후처리 및 건조단계는,

   상기 후처리의 효소 불활성화 및 증삼화과정은 상기 초고압처리 즉시, 100℃의 고압멸균기에서 2시간 동안 이루어지며,

   상기 건조단계는 상기 후처리된 수삼을 50℃의 건조환경에서 건조하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
9. 수삼을 효소로 처리하는 단계;

   상기 효소처리된 수삼을 10MPa 내지 200MPa의 압력, 20℃ 내지 50℃의 온도 환경에서 5분 내지 20분간 초고압 처리하는 단계; 및

   상기 수삼을 효소 불활성화 및 증삼화과정을 포함하는 후처리 후, 건조하는 단계;

   를 포함하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 효소처리단계는, 펙티나아제(Pectinase)류 효소를 이용하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 효소처리단계는,

    상기 수삼의 중량 대비 0.5% 내지 4%의 범위의 효소를 첨가하는 것을 특징으로 하는 효소 및 초고압을 이용한 홍삼제조방법.

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