KR101093899B1 - 벤조피렌이 저감된 홍삼 및 흑삼의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수삼의 생리활성성분을 증감시키기 위해 홍삼 및 흑삼으로 변화시키기 위한 과정 중 특히 복수 회에 걸친 고온에서의 증숙 또는 건조와 같은 열처리 단계 시 인체에 유해한 발암물질의 일종인 벤조피렌(Benzo(a)pyrene)의 생성이 어느 단계에서 생성되는지 그 원인을 실험에 의해 파악함으로써 홍삼 및 흑삼의 성분 내 벤조피렌의 발생을 최소화함과 아울러, 대량 생산에 적합한 표준화된 홍삼 및 흑삼의 제조방법을 제안함으로써 국민건강과 홍삼 및 흑삼의 세계화에 이바지할 수 있는 벤조피렌이 저감된 홍삼 및 흑삼의 제조방법에 관한 것이다.
홍삼, 흑삼, 벤조피렌(Benzo(a)pyrene) 감소, 제조방법
Description
본 발명은 수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 방법에 있어서, 특히 복수 회에 걸쳐 높은 온도에서 수증기로 찌는 증숙 및 열풍 건조기 내에서 고온으로 건조하는 단계에서 발생하는 인체에 유해한 발암물질의 일종인 벤조피렌(Benzo(a)pyrene)을 감소시킬 수 있는 홍삼 및 흑삼의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 수삼은 복수 회에 걸친 증숙 및 건조 과정을 통해 붉은 색깔을 가지게 되는 홍삼 단계를 거치게 되며, 홍삼을 재차 복수 회에 걸쳐 증숙 및 건조시키면 검정색을 가지게 되는 흑삼으로 변화게 된다. 이러한 홍삼 및 흑삼은 복수 회에 걸친 증숙 및 건조하는 과정을 통해 수삼의 약리작용의 변화로 인해 수삼과 비교하여 홍삼 내 활성성분 함량은 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 흑삼의 경우에도 홍삼을 재차 복수 회에 걸쳐 증숙 및 건조시키는 공정을 통해 홍삼과 비교하여 진세노사이드 Rg₃성분이 더욱 강화된 것으로 알려져 있다.
파낙스 진생씨, 에이, 메이어(Panax, ginsengc,A,Mayer)라는 학명의 고려수삼은 만병통치라는 의미를 갖는 것으로서, 수삼은 수 천년 동안 민간요법에 의한 경험적 효능이 인정되어 영약으로 국내에 널리 보급되어 있으며, 또한 해외에서도 수삼의 주요성분 및 약리작용에 관한 과학적 연구는 1954년 미국의 개리코스(Garriques)가 수삼으로부터 무정형의 배당체(glycoside) 혼합물을 분리하여 파나킬론(panaquilon)이라고 명명하면서부터 시작되었다. 최근 수삼의 주요성분과 약리효능작용이 과학적으로 규명됨에 따라 자연건강식품으로 다시 각광을 받게 되었으며 그 수요도 점차 크게 신장 되었다. 나아가 국내에서는 경제성장과 생활수준의 향상으로 수삼의 수요는 더욱 가속화되어 요즈음 대중적 자연 건강식품으로 널리 애용되고 있을 뿐만 아니라 김치와 더불어 해외 수출이 가능한 자연건강식품이기도 하다.
특히 흑삼은 신개발 제품으로서 최근에 개발되었기 때문에 정식으로 식품으로 등재되어 있지 않으나, 진세노사이드 Rg₃가 함유되어 있어 파우치나 농축액으로 가공되어 홍삼가공식품류로 분류될 수 있다. 이러한 흑삼은 형태학적으로는 흑색을 띠며, 생리활성성분으로는 진세노사이드 Rg₃함량이 홍삼에 비하여 우수하다. 이는 홍삼을 재차 복수 회에 걸쳐 증숙 및 건조과정에서 진세노사이드들이 가수분해되어 진세노사이드 Rg₃로 전환되기 때문인 것으로 알려져 있다. 이러한 흑삼은 면역력의 증강, 항암 및 성기능 개선 등에서 효과가 있음이 소비자들의 복용 경험을 통해 확인되고 있다.
이러한 흑삼의 제조방법에 대해서는 대한민국등록특허공보 제10-0496418호 (흑미삼제조방법 및 그를 이용하여 제조된 흑미삼), 대한민국공개특허공보 제2006-0005089호(흑삼과 흑미삼의 제조방법), 대한민국등록특허공보 제10-0543862호(활성성분의 함량이 뛰어난 흑삼 및 흑삼 농축액) 등 생리활성성분을 증감시킬 수 있는 다양한 제조방법이 이미 공개되어 있다.
그러나, 상기의 공지기술에 의한 흑삼 제조방법 또는 흑삼 고형물 제조방법은 단지 약리작용 또는 활성성분을 증가시키기 위한 제조방법에 관한 것으로서, 세척한 수삼을 복수 회에 걸쳐 증숙 및 건조하여 홍삼 및 흑삼을 제조하는 공정에서 생성되는 인체에 유해한 발암 물질의 일종인 벤조피렌을 감소시킬 수 있는 어떠한 방법도 기술되어 있지 않기 때문에 홍삼 및 흑삼을 제조하는 공정에서 생성되는 벤조피렌을 감소시킬 수 있는 제조방법의 출현이 요망되었다.
한편, 상기한 벤조피렌은 다환방향족탄화수소(PAHs, polycyclic aromatic hydrocarbons) 그룹에 속하는 황색의 결정성 고체로서, 식품에 있어 탄수화물, 단백질, 지질 등이 300∼600℃ 사이 온도에서 분해 시 불완전연소로 인하여 생성되는 것으로 알려져 있으며, 국제암연구소(IARC, International Agency for Research on Cancer)의 경우 1989년에 1차 독성평가를 진행하였고, 2006년 8월 재평가를 하여 벤조피렌은 제 1 그룹 인체 발암 물질로 분류하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 수삼의 생리활성성분을 증감시키기 위해 홍삼 및 흑삼으로 변화시키기 위한 과정 중 특히 복수 회에 걸친 고온에서의 증숙 또는 건조와 같은 열처리 단계 시 인체에 유해한 발암물질의 일종인 벤조피렌이 어느 단계에서 생성되는지 그 원인을 실험에 의해 파악함으로써 홍삼 및 흑삼의 성분 내 벤조피렌의 발생을 최소화함과 아울러, 대량 생산에 적합한 표준화된 홍삼 및 흑삼의 제조방법을 제안함으로써 국민건강과 홍삼 및 흑삼의 세계화에 이바지할 수 있는 벤조피렌이 저감된 홍삼 및 흑삼의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 중미삼을 포함하는 동체삼과 미삼으로 분리하여 수삼을 세척하는 세척 단계와; 상기의 세척 단계를 거친 동체삼을 증숙하는 증숙 단계와; 상기의 증숙 단계를 거친 동체삼을 건조하는 건조 단계; 및 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 반복하여 홍삼을 제조하는 방법에 있어서, 상기 증숙 단계에서는 세척 단계를 거친 동체삼을 80℃ 내지 120℃ 범위에서 수증기로 2시간 내지 4시간 동안 증숙하고, 상기 건조 단계에서는 증숙 단계를 거친 동체삼을 열풍 건조기 내에서 30℃ 내지 50℃ 범위에서 24시간 동안 건조하며, 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 3회 반복하여 홍삼을 제조하되, 상기의 미삼을 이용하여 홍삼을 제조하는 경우 상기의 건조 단계에서는 30℃ 이하로 건조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌이 저감된 홍삼의 제조방법이 제공된다.
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한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 형태에 따르면, 중미삼을 포함하는 동체삼과 미삼으로 분리하여 수삼을 세척하는 세척 단계와; 상기의 세척 단계를 거친 동체삼을 증숙하는 증숙 단계와; 상기의 증숙 단계를 거친 동체삼을 건조하는 건조 단계; 및 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 반복하여 흑삼을 제조하는 방법에 있어서, 상기 증숙 단계에서는 세척 단계를 거친 동체삼을 80℃ 내지 120℃ 범위에서 수증기로 2시간 내지 4시간 동안 증숙하고, 상기 건조 단계에서는 증숙 단계를 거친 동체삼을 열풍 건조기 내에서 30℃ 내지 50℃ 범위에서 24시간 동안 건조하며, 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 9회 반복하여 흑삼을 제조하되, 상기의 미삼을 이용하여 흑삼을 제조하는 경우 상기의 건조 단계에서는 30℃ 이하로 건조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌이 저감된 흑삼의 제조방법이 제공된다.
삭제
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인체에 유해한 발암 물질의 일종인 벤조피렌이 저감된 홍삼 및 흑삼의 제조방법은 기존의 공지된 홍삼 및 흑삼의 제조 방법을 위한 필수 공정인 증숙 및 건조 단계에서 벤조피렌이 생성되는 원인을 명확히 밝혀내고, 그 원인을 표본삼아 홍삼 및 흑삼의 결과물에 함유된 벤조피렌의 생성량을 최소화할 수 있다.
또한, 벤조피렌의 생성을 최소화함과 동시에 홍삼 및 흑삼의 대량 생산을 위 한 표준화를 제공함으로써 농가 수입 증대 및 안전한 건강보조식품으로 국민건강에 이바지할 수 있으며, 나아가 국내의 건강보조식품을 세계화할 수 있는 매우 유용한 발명이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 실험 결과에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 벤조피렌을 저감시키는 홍삼 및 흑삼의 제조방법을 위해 다음과 같은 방법으로 실험을 하였다. 다만, 우리나라에서는 식품에 있어 벤조피렌 허용 기준치는 유일하게 올리버 오일에서만 2ppb 이하로 규정되어 있고, 홍삼 및 흑삼과 관련해서는 법적 규정이 없기 때문에 올리버 오일의 규정을 따라 실험을 하였다.
본 실험은 중부대학교 산학협력단 내 생명과학연구소에서 진행되었으며, 원료삼은 2007년 11월 1일에 금산수삼시장에 구입한 5년근 최상품을 구입하여 세척 후 채반에서 물을 뺀 후 시료로서 사용하였다.
벤조피렌분석방법은 2007년 12월 31일자 식품의약품안전청 '건강기능식품(소위 흑삼)중 벤조피렌 시험법 지침'에 따라 원료삼 시료 3∼5g을 칭량하여 디크로로메탄으로 추출 및 농축한 후, 헥산에 녹여 프로리실카트리지를 통과·건조시켜 아세토나이트릴에 녹여 액체크로마토그래프(High Performance Liquid Chromatograph)로 분석하였다. 내부 표준물질로는 3-메틸콜란트젠을 사용하였으며, 검출기는 형광검출기(Fluorescence detector)를 사용하였다. 또한 칼럼은 역상분배형(C18 Supelco LC-PAH 4.6mm × 250mm I.D.)을 사용하였고 분석조건은 하기의 표 1과 같다.
| Operating | Condition |
| Injection volume | 10㎕ |
| Column temp. | 35℃ |
| Mobile phase | Acetonitrile : H2O = 8 : 2 |
| Detector wavelength | 여기파장 296nm, 측정파장 404nm |
| Flow rate | 1.0mL/min |
수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 공정 중 증숙 단계에서의 증숙 온도에 따른 벤조피렌 생성량 조사를 위해 증숙 온도를 각각 80℃, 100℃ 및 120℃로 달리하여 2시간 동안 수삼을 증숙하여 열풍 건조기 내에서 50℃로 2시간 건조한 후 1주일 이상 태양 건조하였으며, 건조한 시료는 분말화하여 증숙 온도에 따른 흑삼의 벤조피렌 생성량 분석시료로 사용하였다.
상기한 증숙 온도 80℃, 100℃ 및 120℃에 따른 벤조피렌 함량은 하기의 표 2와 같다.
상기 표 2에서 알 수 있듯이 수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 공정 중 증숙 단계에서 증숙 온도에 따른 벤조피렌 생성량은 증숙 온도의 전 구간에서 0.09ppb 내외의 비슷한 함량이 생성되었다. 이러한 결과는 증숙 단계에서의 증숙 온도는 벤조피렌의 생성에 큰 영향을 주지 않음을 설명하고 있다. 따라서 수증기로 수삼을 찔 때는 벤조피렌의 생성이 온도에 영향을 받지 않음을 알 수 있다.
수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 공정 중 열풍 건조기 내에서 이루어지는 건조 단계의 건조 온도에 따른 벤조피렌 생성량 조사를 위하여 100℃에서 2시간을 증숙한 수삼 시료를 각각의 건조 온도 50℃, 80℃, 100℃ 및 120℃로 달리하면서 열풍 건조기 내에서 24시간 동안 건조하여, 분말화한 시료를 벤조피렌 생성량 시료로 사용하였다.
상기한 건조 온도를 50℃, 80℃, 100℃ 및 120℃에 따른 벤조피렌 생성량은 하기의 표 3과 같다.
상기의 표 3에서 알 수 있듯이 수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 공정 중 열풍 건조기 내에서 이루어지는 건조 단계의 건조 온도에 따른 벤조피렌 생성량은 건조 온도가 상승할수록 벤조피렌은 유의성(p<0.01) 있게 증가함을 알 수 있다. 이 결과로부터 수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 공정에 있어 건조 온도가 벤조피렌 생성에 관여하고 있으며, 또한 건조 온도가 높아지면 벤조피렌의 생성량도 증가함을 알 수 있다. 다만, 50℃ 이하 조건에서의 실험은 통상적으로 고유의 홍삼 제조 방법에서 건조 방법은 자연건조 방식으로서 상온 24℃에서 이루어지는 것으로 알려져 있으나, 홍삼 및 흑삼의 대량 생산을 위해서는 최소한 30℃로 유지된 열풍 건조기 내에서 이루어져야 함으로 본 실험에서는 최소 온도 40℃ 건조시부터 벤조피렌 생성량을 조사하였다.
또한, 수삼을 홍삼 및 흑삼을 제조하기 위해서는 증숙 및 건조를 복수 회에 걸쳐 반복하는 단계를 거쳐야 하기 때문에 증숙 및 건조 횟수가 벤조피렌 생성에 미치는 영향을 알기 위해서 증숙 온도 100℃ 및 건조 온도 50℃의 동일한 조건하에서 9회에 걸쳐 증숙 및 건조 단계를 반복하였다.
상기한 증숙 온도 100℃ 및 건조 온도 50℃의 동일한 조건하에서 9회 반복적으로 증숙 및 건조 단계에 따른 벤조피렌 생성량은 하기의 표 4와 같다.
상기 표 4에서 알 수 있듯이 수삼을 홍삼 및 흑삼으로 제조하는 공정 중 9회 이상 반복되는 단계에 있어서, 증숙 및 건조 과정은 그 횟수가 증가하면 벤조피렌의 생성량도 증가함을 알 수 있다. 하지만 이러한 증숙 및 건조 횟수에 따른 벤조피렌 생성량 증가는 미약하다고 할 수 있으며, p<0.05에서의 유의성은 인정되지 않았다. 따라서 동일한 조건에서 복수 회에 걸쳐 증숙 및 건조를 반복하는 경우에는 최초의 증숙 및 건조 조건이 벤조피렌의 생성량에 큰 영향이 있는 것으로 판단된다.
한편, 수삼은 부위에 따라 크게 동체삼(중미삼 포함)과 미삼으로 구분할 수 있으며 수삼의 부위에 따른 벤조피렌의 생성량을 알아보기 위하여, 80℃에서 2시간 증숙한 후 열풍 건조기 내에서 50℃로 24시간 동안 건조하는 과정을 4회 반복하여 4포의 흑삼을 동체삼(중미삼 포함)과 미삼으로 구분하여 벤조피렌 생성량을 분석하였다.
상기한 80℃에서 2시간 증숙한 후 열풍 건조기 내에서 50℃로 24시간 동안 건조하는 과정을 4회 반복하여 4포의 흑삼을 동체삼(중미삼 포함)과 미삼으로 구분하여 실험한 벤조피렌 생성량은 하기의 표 5와 같다.
상기의 표 5에서 알 수 있듯이 수삼의 부위별 벤조피렌 생성량은 동체삼(중미삼 포함)이 0.09ppb, 미삼이 0.37ppb로 미삼에서 동체삼(중미삼 포함) 보다 4배 이상의 많은 함량을 포함한 벤조피렌이 생성되었다. 이는 동체삼(중미삼 포함)에 비하여 미삼 부위는 가늘기 때문에 낮은 온도에서 증숙 및 건조 단계의 반복만으로도 미삼의 탄화가 진행되어 벤조피렌의 생성량이 증가하는 것을 알 수 있다. 따라서 홍삼 및 흑삼을 제조하는 경우에는 동체삼(중미삼 포함)만을 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 미삼을 사용하는 경우 자연건조 온도인 상온 24℃에서 건조를 하거나 최대 30℃ 이하에서 건조하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
상기 표 2 내지 표 5에서 알 수 있듯이 수삼을 홍삼 및 흑삼으로 변화하기 위한 열처리 공정에 의해 제조하는 방법에 있어서 벤조피렌의 생성량은 증숙 단계의 증숙 온도에 대해서는 큰 영향을 받지 않았으나, 건조 단계의 건조 온도의 경우에는 온도가 높을수록 벤조피렌의 유의성(p<0.01) 있는 증가를 보였다.
또한, 홍삼 및 흑삼의 제공 공정에 있어 증숙 온도 및 건조 온도를 일정하게 유지한 후 증숙 및 건조 단계를 반복하는 경우에도 벤조피렌이 생성량의 증가는 있으나 벤조피렌 생성량은 미약하였으며, p<0.05에서의 유의성은 인정되지 않았다. 따라서 일정한 조건에서 복수 회에 걸쳐 증숙 및 건조 단계를 반복하는 경우는 최초의 증숙 및 건조 조건이 벤조피렌의 생성량에 큰 영향이 있는 것으로 판단된다.
또한, 동체삼(중미삼 포함)과 미삼의 부위별에 따른 벤조피렌의 생성량은 증숙 온도 및 건조 온도를 동일하게 유지한 후 증숙 및 건조 단계를 반복하는 경우 미삼 부위에서 많이 생성되는 것을 알 수 있었다.
따라서, 홍삼 및 흑삼을 제조하는 방법에 있어서 동체삼(중미삼 포함)과 미삼은 분리하여 동체삼(중미삼 포함)만을 원료로 선택하여 증숙 및 건조 과정을 반복하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 상기의 동체삼(중미삼 포함)의 경우 증숙 온도는 80℃ 내지 120℃ 범위에서 2시간 내지 4시간 동안 증숙한 후, 30℃ 내지 50℃ 범위에서 22시간 내지 26시간 동안 열풍 건조를 하는 것이 벤조피렌의 생성량을 최소화할 수 있음을 알 수 있었다.
다만, 분리된 미삼을 원료로 사용하여야 하는 경우 증숙 온도는 80℃ 내지 120℃ 범위에서 2시간 내지 4시간 동안 증숙한 후, 30℃ 이하에서 24시간 내지 26시간 동안 열풍 건조 또는 일광 건조를 하는 것이 벤조피렌의 생성량을 최소화할 수 있음을 알 수 있었다.
Claims (4)
- 중미삼을 포함하는 동체삼과 미삼으로 분리하여 수삼을 세척하는 세척 단계와; 상기의 세척 단계를 거친 동체삼을 증숙하는 증숙 단계와; 상기의 증숙 단계를 거친 동체삼을 건조하는 건조 단계; 및 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 반복하여 홍삼을 제조하는 방법에 있어서,상기 증숙 단계에서는 세척 단계를 거친 동체삼을 80℃ 내지 120℃ 범위에서 수증기로 2시간 내지 4시간 동안 증숙하고, 상기 건조 단계에서는 증숙 단계를 거친 동체삼을 열풍 건조기 내에서 30℃ 내지 50℃ 범위에서 24시간 동안 건조하며, 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 3회 반복하여 홍삼을 제조하되, 상기 분리된 미삼은 80℃ 내지 120℃ 범위에서 수증기로 2시간 내지 4시간 동안 증숙하는 단계 및 열풍 건조기 내에서 30℃ 이하로 24시간 동안 건조하는 단계를 3회 반복하여 홍삼을 제조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌이 저감된 홍삼의 제조방법.
- 중미삼을 포함하는 동체삼과 미삼으로 분리하여 수삼을 세척하는 세척 단계와; 상기의 세척 단계를 거친 동체삼을 증숙하는 증숙 단계와; 상기의 증숙 단계를 거친 동체삼을 건조하는 건조 단계; 및 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 반복하여 흑삼을 제조하는 방법에 있어서,상기 증숙 단계에서는 세척 단계를 거친 동체삼을 80℃ 내지 120℃ 범위에서 수증기로 2시간 내지 4시간 동안 증숙하고, 상기 건조 단계에서는 증숙 단계를 거친 동체삼을 열풍 건조기 내에서 30℃ 내지 50℃ 범위에서 24시간 동안 건조하며, 상기의 증숙 단계 및 건조 단계를 9회 반복하여 흑삼을 제조하되, 상기 분리된 미삼은 80℃ 내지 120℃ 범위에서 수증기로 2시간 내지 4시간 동안 증숙하는 단계 및 열풍 건조기 내에서 30℃ 이하로 24시간 동안 건조하는 단계를 9회 반복하여 흑삼을 제조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌이 저감된 흑삼의 제조방법.
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