KR101079698B1 - 수율 향상 및 추출시간 단축을 위한 홍삼 추출방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홍삼으로부터 지표성분을 추출하여 농축액을 제조하기 위한 추출액을 생산함에 있어 추출시간 단축 및 지표성분 회수율을 증대시키기 위한 홍삼 추출방법에 관한 것이다. 본 발명의 수율 향상 및 추출시간 단축을 위한 홍삼 추출방법은, 원료인 홍삼을 준비하는 단계 1과; 상기 홍삼을 물과 함께 제 1 탱크에 투입하고, 제 1 탱크에 연결된 분쇄기에 의해 홍삼을 분쇄시키면서 제 1 탱크에서 추출하는 단계 2와; 상기 제 1 탱크에서 추출된 추출물을 추출액과 고형물로 분리하여, 추출액을 별도로 수집하는 단계 3과; 분리된 고형물을 이송받아 물과 함께 별도의 탱크에 투입하여 추출하는 단계 4와; 상기 별도의 탱크에서 추출된 추출물을 이송받아 추출액과 고형물로 분리하여, 추출액을 별도로 수집하는 단계 5를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수율 향상 및 추출시간 단축을 위한 홍삼 추출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 홍삼으로부터 지표성분을 추출하여 농축액을 제조하기 위한 추출액을 생산함에 있어 추출시간 단축 및 지표성분 회수율을 증대시키기 위한 홍삼 추출방법에 관한 것이다.
홍삼 추출공정은 원료인 홍삼 내에 용매를 침투시켜 지표성분을 분리해 내는 공정이다. 추출 공정은 홍삼으로부터 지표성분을 단시간에 최대한 효율적으로 추출해내는 것이 관건이다.
통상 많은 지표성분과 높은 수율을 얻기 위해서는 장시간의 추출이 필요하지만, 이러한 장시간의 추출은 유효한 지표성분이 파괴되는 문제점이 있다.
홍삼에서 농축액 제조를 위한 추출액을 추출하기 위해서 다회 추출, 환류 추출, 알코올 추출, 초고압 추출 등 다양한 방법이 시도되고 있는데, 이러한 방법들은 추출 수율이 떨어지지 않으면서 추출 시간을 단축시키고 지표성분을 증대시키기 위해 개발된 것이다.
특히 다회 추출의 경우 분말상의 홍삼 원료를 85~90℃사이의 온도에서 12시간씩 7회 추출하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 장시간의 추출에 따른 생산비용의 상승 등 여러가지 문제점이 있었고, 또한 추출후 추출물에서 고형물과 추출액의 분리할 때, 필터의 막힘 등으로 인해 대량 생산이 곤란한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,추출시간을 단축하는 한편 지표성분의 파괴를 최소화하며, 수율이 높은 홍삼 추출방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 수율 향상 및 추출시간 단축을 위한 홍삼 추출방법은,
원료인 홍삼을 준비하는 단계 1과;
상기 홍삼을 물과 함께 제 1 탱크에 투입하고, 제 1 탱크에 연결된 분쇄기에 의해 홍삼을 분쇄시키면서 제 1 탱크에서 추출하는 단계 2와;
상기 제 1 탱크에서 추출된 추출물을 추출액과 고형물로 분리하여, 추출액을 별도로 수집하는 단계 3과;
분리된 고형물을 이송받아 물과 함께 별도의 탱크에 투입하여 추출하는 단계 4와;
상기 별도의 탱크에서 추출된 추출물을 이송받아 추출액과 고형물로 분리하여, 추출액을 별도로 수집하는 단계 5를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 단계 2에서 제 1 탱크에 연결된 분쇄기는 쵸퍼 펌프를 사용하고, 단계 3과 단계 5에서의 분리는 스크류 데칸타를 사용하는 것이 바람직하다.
단계 2 및 단계 4에서 홍삼 또는 고형물은 중량대비 8~12배의 물과 함께 투입되고, 80~90℃에서 6~8시간 추출하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 의하면, 지표성분과 수율이 증대되고, 추출시간을 단축할 수 있는 효과가 있다. 또한 원료인 홍삼을 절단하지 않고 그대로 사용하게 되므로, 위생상의 문제가 생기지 않고, 공정을 단순화하고 원료 가공비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명을 실시하기 위한 장치를 나타낸 구성도.
도 2는 추출회수에 따른 추출액의 당도변화를 나타낸 선도.
도 3은 본 발명 일실시예에 따라 제조된 홍삼 농축액의 UPLC분석 선도.
도 2는 추출회수에 따른 추출액의 당도변화를 나타낸 선도.
도 3은 본 발명 일실시예에 따라 제조된 홍삼 농축액의 UPLC분석 선도.
이하, 본 발명을 그 실시예에 따라 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예 홍삼 추출방법에 사용되는 장치를 나타낸 것이다.
본 실시예에서는 추출탱크를 6개 사용하였으며, 제 1 탱크(10)의 외부에는 쵸퍼펌프(20)가 부착되어 있다. 쵸퍼 펌프(20)는 제 1 탱크(10)의 내용물을 흡입하여 분쇄하고 다시 이를 제 1 탱크로 이송하는 역할을 하게 된다. 각 탱크(10~15)는 추출이 완료된 후 추출물을 스크류 데칸타(30)로 이송시키도록 스크류 데칸타(30)에 연결되어 있다. 또한 스크류 데칸타(30)는 각 탱크로부터 이송받은 추출물을 고액분리하여 액상인 추출액은 별도로 수집할 수 있도록 하며, 고형물은 다시 정해진 탱크로 이송하도록 설치되어 있다.
본 실시예 홍삼 추출방법은 그 원료로 절단하지 않은 원형 그대로의 홍삼(1)을 사용하였다.(단계 1) 원료 홍삼은 분말상이 아닌 한 적당한 크기로 절단하여 사용하는 것도 가능하다.
분말상의 홍삼은 분말화하는데 별도의 제조공정 및 설비가 추가되므로 가공비용이 상승할 뿐만 아니라, 추출후 추출물에서 추출액을 필터 등을 통하여 걸러내고 남은 고형물을 다시 추출하는 단계가 효율적이지 못한 문제점이 있었다.
절단되지 않은 홍삼 3㎏을 제 1 탱크(10)에 투입하고 홍삼 중량대비 8~12배의 물을 투입한다. 이후 80~90℃에서 6~8시간 추출을 시행한다. 이때 제 1 탱크(10) 외부에 설치된 초퍼 펌프(20)는 제 1 탱크(10)의 내용물(홍삼과 물)을 흡입하여 파쇄하고 다시 제 1 탱크(10)로 이송하게 된다.(단계 2)
제 1 탱크(10)에서의 추출이 완료되면 추출물은 스크류 데칸타(30)로 보내진다. 스크류 데칸타(30)에서 추출물은 농축액과 고형물로 분리되며, 추출액은 스크류 데칸타(30)의 제 1 출구(31)로부터 배출되어 별도로 수집되게 된다.(단계 3) 또한 고형물은 스크류 데칸타의 제 2 출구(32)로 배출되어 제 2 탱크(11)로 보내지며, 제 2 탱크(11)에서 다시 고형물 중량대비 8~12배의 물과 혼합되어 80~90℃에서 6~8시간 추출이 시행된다.(단계 4) 제 2 탱크(11)에서 추출이 완료되면, 추출물은 다시 스크류 데칸타로 보내져 추출액과 고형물로 분리되고, 추출액은 별도로 수집되고,(단계 5) 고형물은 다시 제 3 탱크(12)로 보내진다.
이후, 제 3,4,5,6 탱크(12~15)에서도 제 2 탱크와 동일한 조건으로 순차적으로 추출을 시행하게 되는데, 추출액의 당도를 측정하여 당도가 0.1 brix°가 될 때까지 추출을 하게 된다. 본 실시예에서는 도 2에 도시한 바와 같이 6회 추출시 당도가 0.1 brix°에 달하였다. 통상의 방법대로 추출물을 추출한 비교예에서는 7회 추출을 하여야만 당도가 0.1 brix°에 달하게 된다.
즉, 본 실시예에서는 총 48시간(6회 × 8시간)의 추출을 통해 당도가 0.1 brix에 달할 수 있는 반면, 비교예에서는 총 84시간(7회 ×12시간)동안 추출하여야만 당도가 0.1 brix에 달하게 되므로, 본 실시예와 같은 방법을 사용하면 적은 추출시간과 횟수에 의해서도 높은 추출 수율을 얻을 수 있다.
비교예는 종래의 추출방법, 즉 분말상의 홍삼 원료 3㎏을 약 20리터의 물과 함께 80~90℃사이의 온도에서 12시간씩 당도가 0.1 brix°가 될 때까지 7회 추출한 것이다.
본 실시예에서는 6회 추출한 추출액을 서로 혼합하고, 이를 원심분리후 농축시켜 수분 36%의 홍삼 농축액 2.55㎏을 얻을 수 있었다.
이 홍삼 농축액을 초고성능 액체 크로마토그래피(UPLC, Ultra Performance Liquid Chromatography)로 분석한 결과 도 3에 도시된 바와 같이 사포닌 Rg1, Rb1, Rg3 등이 검출되었다. 이때 시험용액은 홍삼 농축액 2.00g를 물 50ml에 녹인 후 0.20㎛ 멤브레인 필터(membrane filter)로 여과한 것을 사용하였고, UPLC 컬럼은 BEH C18 1.7μm(2.1 x 50 mm; Waters사 제품), 이동상은 물과 아세토니트릴의 혼합용매, 검출기는 자외선검출기(UV 203 nm)를 각각 사용하였다.
또한, 사포닌의 함량을 고압 액체 크로마토그래피(HPLC, High Pressure Liquid Chromatography)로 측정한 결과는 다음 표 1과 같다.
|
|
함량 (mg/g) | 실시예/비교예 |
|
| 실시예 | 비교예 | ||
| Rg1 | 3.43 | 2.07 | 1.65 |
| Rb1 | 9.37 | 8.86 | 1.08 |
| Rg3 | 0.46 | 1.84 | 0.25 |
| Rg1 + Rb1 | 12.80 | 10.89 | 1.18 |
본 발명에 의해 추출한 추출액으로 제조한 농축액은 비교예의 농축액에 비해 지표성분의 함량 즉 진세노사이드(Ginsenoside) Rg1 + Rb1 의 함량이 1.18배 더 많이 함유되어 있는 것으로 측정되었다.
표 1의 비교예는 도 2의 비교예를 위하여 얻은 추출액을 원심분리하여 농축한 농축액의 결과이다.
따라서, 종래의 추출방법과 대비하여 본 발명은 추출시간 및 회수를 대폭 줄일 수 있어 지표성분의 파괴를 막을 수 있을 뿐만 아니라 생산비용도 절감되며, 지표성분을 대폭 증대시킬 수 있게 된다.
10 : 제 1 탱크 11 : 제 2 탱크
20 : 쵸퍼 펌프 30 : 스크류 데칸타
20 : 쵸퍼 펌프 30 : 스크류 데칸타
Claims (3)
- 원료인 홍삼을 준비하는 단계 1과;
상기 홍삼을 물과 함께 제 1 탱크에 투입하고, 제 1 탱크에 연결된 분쇄기에 의해 홍삼을 분쇄시키면서 제 1 탱크에서 추출하는 단계 2와;
상기 제 1 탱크에서 추출된 추출물을 추출액과 고형물로 분리하여, 추출액을 별도로 수집하는 단계 3과;
분리된 고형물을 이송받아 물과 함께 별도의 탱크에 투입하여 추출하는 단계 4와;
상기 별도의 탱크에서 추출된 추출물을 이송받아 추출액과 고형물로 분리하여, 추출액을 별도로 수집하는 단계 5를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 홍삼 추출방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 단계 2에서 제 1 탱크에 연결된 분쇄기는 쵸퍼 펌프를 사용하고, 단계 3과 단계 5에서의 분리는 스크류 데칸타를 사용하는 것을 특징으로 하는 홍삼 추출방법.
- 제 1 항에 있어서,
단계 2 및 단계 4에서 홍삼 또는 고형물은 중량대비 8~12배의 물과 함께 투입되고, 80~90℃에서 6~8시간 추출하는 것을 특징으로 하는 홍삼 추출방법.
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