KR101233987B1 - 발효홍삼의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발효홍삼의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 희유 진세노사이드의 함량을 현저하게 증진시킬 수 있는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.

Description

발효홍삼의 제조방법{Manufacturing method of fermentative red ginseng}
본 발명은 발효홍삼의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 희유 진세노사이드의 함량을 현저하게 증진시킬 수 있는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.
인삼의 대표적인 종의 예로는, 아시아 극동 지역 (북위 33 ~ 48 : 한국, 북만주, 러시아 일부)에 자생하며, 약효가 매우 우수한 고려인삼 (Panax ginseng C.A.Meyer); 미국, 캐나다에서 자생 및 재배하고 있는 미국삼(Panax quinquefolium L.); 중국 운남성 동남부로부터 광서성 서남부 지역에서 야생 또는 재배하고 있는 전칠삼 (Panax notoginseng F.H.Chen); 및, 일본, 중국 서남부, 네팔에 이르기까지 분포되어 있는 죽절삼 (Panax japonicus C.A.Meyer) 등이 있다.
인삼은 신농본초경에 상품으로 수재되어 있을 뿐만 아니라 예로부터 귀중한 보약으로 사용되어 오고 있다. 지금까지 많은 약리 실험을 통해 인삼은 스트레스에 대한 생체의 비특이적 저항성을 강화시키고 항산성 작용을 갖고 있음이 밝혀져 있다. 그 외에 고혈압의 개선, 인슐린 작용증강, 알록산 (ALLOXAN) 당뇨 마우스에서의 혈당강하효과, 흰 쥐의 간 RNA 합성, 단백질 합성, 당 및 지질대사 촉진효과, 항암효과 등이 있음이 밝혀졌다.
상술한 인삼의 주요 활성성분은 진세노사이드사포닌)이다. 진세노사이드류 화합물은 3가지 유형으로 나눌 수 있다. 먼저 한 종류는 올레안난(Oleanane)형 Pentacyclic Triterpene 사포닌으로 sapogenin은 Oleanonic acid이고 다른 두 종류는 Dammarane형의 Tetracyclic triterpene saponin: protopanoxadiol(PPD)와 Protopanaxatriol(PPT)이다. 프로토파나사디올(Protopanaxadiol)류 사포닌은 Ra1, Ra2, Ra3, Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Rg3, Rg5, Rh2, Rh3, F2, C-K 등을 포함하고 프로토파나사트리올(Protopanaxatriol)류 사포닌은 Ginsenoside Re, Rf, Rg1, Rg2, Rg4, Rh1, Rh4등 이다.
비록 Ginsenoside (사포닌)의 종류가 40여종에 달하지만 오직 Rg3, Rg5, Rh2, Rh3등 희유 사포닌 및 Rg2, Rg4, Rh1, Rh4 등 활성이 높은 사포닌만이 더욱 가치가 있다. 예를 들어 Rh2(Rh3 포함)은 항암, 암세포 사멸, 항혈전, 항암제 내성방지, 면역력을 증가시키고, Rh1(Rh4 포함) 은 항암, 간장보호, 항유리기 작용이 있으며; Rg3(Rg5 포함) 은 항혈전, 항암, 기억력 제고, 항유리기 작용이 있으며; Rg2(Rg4 포함) 은 심장보호, 기억력 향상, 항혈전, 항유리기 작용이 있다.
그런데, 인삼중에 함량이 비교적 높은 것은 글리콜계 사포닌 Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd 등과 Triol계 사포닌 Re, Rg1, Rf 등이 있다. 그리고 백삼은 보존하기 쉽지 않아 사람들은 현재 대부분 백삼을 홍삼으로 가공하여 보존하거나 식용하고 있다. 전통적인 홍삼가공방법은 백삼을 95~100℃하에 2시간 정도 증숙한 뒤 건조시키는 공정을 9회 반복하는 것이다. 상술한 종래의 홍삼제조방법을 통해 제조된 홍삼은 통상의 글리콜계 사포닌 또는 트리올계 사포닌을 희유 진세노사이드로 전환시키는데 어느 정도 효과가 있었지만, 이런 과정을 거쳐 생성된 희유 진세노사이드의 함량 역시 극히 미미한 수준에 불과하여 이를 제품으로 생산하는 경우 희유 진세노사이드의 효능이 제대로 발휘되기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 첫번째 해결하려는 과제는 홍삼에 특정한 미생물을 접종한 후 이를 발효시켜 희유 진세노사이드의 함량을 비약적으로 향상시킬 수 있는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 두번째 해결하려는 과제는 수삼 자체의 효소의 활성을 최대한 살리면서 증숙공정을 수행하여 희유 진세노사이드의 함량을 비약적으로 향상시킬 수 있는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 세번째 해결하려는 과제는 본 발명의 증숙공정의 수행 시 증숙조건을 한정하거나 특정한 물질을 첨가하여 희유 진세노사이드의 함량을 더욱 향상시킬 수 있는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 네번째 해결하려는 과제는, 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼을 포함하는 건강보조식품을 제공하는 것이다.
상술한 첫번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 (a) 수삼을 증숙하여 홍삼을 제조하는 단계 및 (b) 제조된 홍삼에 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416을 접종하여 발효시키는 단계를 포함하는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 두번째 과제를 달성하기 위하여, 상기 (a)단계는 바람직하게는 1) 수삼을 95 ~ 100℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소의 활성을 70 ~ 80% 유지하는 1차 증숙단계, 2) 상기 1차 증숙단계를 거친 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 증숙하는 2차 증숙단계, 3) 상기 2차 증숙단계를 거친 수삼을 50 ~ 60℃에서 60 ~ 90분간 증숙하는 3차 증숙단계, 4) 상기 3차 증숙단계를 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 증숙하는 4차 증숙단계, 5) 상기 4차 증숙단계를 거친 수삼을 120 ~ 140℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소를 불활성화시키는 5차 증숙단계, 6) 상기 5차 증숙단계를 거친 수삼을 20 ~ 30℃에서 1 ~ 5시간 건조하여 수삼 농축액을 제조하는 단계, 및 7) 상기 농축액 제조단계를 거친 수삼을 70 ~ 80℃에서 15 ~ 24시간 동안 발효시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 세번째 과제를 달성하기 위하여, 상기 1) 단계는 0.1 ~ 0.15㎏/㎠의 수증기압에서 반응이 수행될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 1) 단계 이전에 수삼을 숙신산 용매에 침전시키고 숙신산을 수삼내부에 잘 스며들게 하기 위하여 20 ~ 30분간 감압처리하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 숙신산 용매의 농도는 0.5 ~ 1M일 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 1) 단계에서 0.5 ~ 2M의 DMSO를 투입할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 6) 단계에서 글루코만난을 첨가할 수 있다.
상술한 세번째 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼 및 식품학적으로 허용가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강보조식품을 제공한다.
본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 건강보조식품은 분말, 음료, 정제, 편, 캡슐 및 시럽으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제형일 수 있다.
이하, 본 발명에 사용된 용어를 설명한다.
본 명세서에서 용어 “사포닌”은 특별하게 다른 언급이 없는 한, 진세노사이드, 즉 인삼사포닌과 동일한 의미로 사용되고 있다.
용어 "희유 진세노사이드"라 함은 수삼에 포함된 진세노사이드 성분 중 효능이 우수하나 그 함량이 극히 미미한 성분을 통칭하는 것으로서 Rg3, Rg5, Rh2, Rh3 등이 이에 포함된다.
기재의 편의상, 본 발명의 방법은 발효홍삼에 적용되는 것으로 본 명세서에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 가공된 모든 홍삼에 적용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 포함된다는 것은 당업자에게 명확하다.
본 발명의 방법의 각 단계를 언급하면서 사용되는 용어 “수삼”은 홍삼을 만들기 위한 처리를 하지 않은 인삼을 의미한다. 수삼은 홍삼과 비교하여 희유 진세노사이드의 함량이 낮은 특징이 있다.
본 발명에서 이용되는 수삼으로는, 공지된 다양한 수삼을 사용할 수 있으며, 고려삼(Panax ginseng), 회기삼(P.quiquefolius), 전칠삼(P. notoginseng), 죽절삼(P. japonicus), 삼엽삼(P. trifolium), 히말라야삼(P.pseudoginseng) 및 베트남삼(P. vietnamensis)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서 이용되는 홍삼은 상기 수삼을 가공처리 하여 제조된 것이다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 수삼은 고려삼(Panaxginseng) 또는 전칠삼(P. notoginseng)이다.
본 발명의 제조방법은 통상의 9증9포의 홍삼 제조방법에 비하여 증삼공정이 온도조건만 변화시키면서 하나의 공정으로 진행되므로 홍삼제조 시 발생하는 시간 및 비용을 현저하게 줄일 수 있다.
또한 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼은 희유 진세노사이드(특히 Rg3, Rh2), C-K 등의 함량이 통상의 홍삼 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼에 비하여 비약적으로 증진되는 효과를 가진다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상술한 바와 같이 종래의 전통적인 9증9포의 방법으로 제조된 홍삼은 통상의 글리콜계 사포닌 또는 트리올계 사포닌을 희유 진세노사이드로 전환시키는데 어느 정도 효과가 있었지만, 이런 과정을 거쳐 생성된 희유 진세노사이드의 함량 역시 극히 미미한 수준에 불과하여 이를 제품으로 생산하는 경우 희유 진세노사이드의 효능이 제대로 발휘되기 어려운 문제가 있었다.
이에 본 발명에서는 (a) 수삼을 증숙하여 홍삼을 제조하는 단계 및 (b) 제조된 홍삼에 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416을 접종하여 발효시키는 단계를 포함하는 발효홍삼의 제조방법을 제공하여 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 희유 진세노사이드의 함량을 비약적으로 향상시킬 수 있게 된다.
먼저, (a) 수삼을 증숙하여 홍삼을 제조하는 단계를 설명한다. 본 발명의 수삼을 증숙하여 홍삼을 제조하는 단계는 통상적으로 수삼을 증숙하여 홍삼을 제조하는 방법이라면 제한없이 적용될 수 있으며, 9증9포의 방법으로 홍삼을 제조하는 방법 역시 적용될 수 있다.
이에, 본 발명의 한 측면에 따르면, 상기 (a) 단계는 1) 수삼을 95 ~ 100℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소의 활성을 70 ~ 80% 유지하는 1차 증숙단계, 2) 상기 1차 증숙단계를 거친 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 증숙하는 2차 증숙단계, 3) 상기 2차 증숙단계를 거친 수삼을 50 ~ 60℃에서 60 ~ 90분간 증숙하는 3차 증숙단계, 4) 상기 3차 증숙단계를 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 증숙하는 4차 증숙단계, 5) 상기 4차 증숙단계를 거친 수삼을 120 ~ 140℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소를 불활성화시키는 5차 증숙단계, 6) 상기 5차 증숙단계를 거친 수삼을 20 ~ 30℃에서 1 ~ 5시간 건조하여 수삼 농축액을 제조하는 단계, 및 7) 상기 농축액 제조단계를 거친 수삼을 70 ~ 80℃에서 15 ~ 24시간 동안 발효시키는 단계를 포함하는 발효홍삼의 제조방법을 제공하여 희유 진세노사이드의 함량을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
먼저, 본 발명의 한 측면에 따른 증숙단계를 설명한다. 상술한 본 발명의 증숙단계는 수삼을 수세한 후 증숙기에 넣고 열을 가하여 증숙하는 것으로서, 증숙단계의 중간에 별도의 건조단계를 거치는 것이 아니라 하나의 증숙단계에서 온도조건만을 변화시킨 것이다. 다시 말해, 증숙기 내부로 투입된 수삼은 중간에 건조하기 위하여 밖으로 빼내는 것이 아니라 증숙기 내부에서 온도조건 및 증숙시간을 4차례 바꾸어 하나의 공정으로 증숙공정이 수행되는 것으로서, 상술한 1차 증숙단계 내지 5차 증숙단계는 각각 독립적인 공정이 아니라 하나의 공정으로서 온도조건 및 증숙시간에 변화를 준 것이다.
구체적으로, 수삼을 증숙기에 넣고 1차 증숙공정을 수행한다. 보다 구체적으로 수삼이 자체적으로 보유한 사포닌 효소의 활성을 70 ~ 80% 유지하기 위하여 수삼을 95 ~ 100℃에서 10 ~ 20분간 증숙하는 것으로서, 만일 95℃ 미만으로 증숙하면 증숙효과가 미미하고, 100℃를 초과하면 사포닌 효소의 활성을 유지하기 어렵다. 또한 증숙시간이 10분 미만인 경우에는 증숙효과를 달성하기 어렵고, 20분을 초과하는 경우에는 사포닌 효소의 활성이 유지되지 않으므로 희유 진세노사이드의 함량이 현저하게 떨어지게 된다(표 1 참조).
상기 1차 증숙단계를 거친 수삼을 온도를 낮추어 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 2차 증숙한다. 만일 2차 증숙온도가 70℃ 미만이면 증숙효과가 미미하고 90℃를 초과하면 사포닌 효소의 활성을 유지시키기 어려워진다. 또한 증숙시간이 1시간 미만이면 증숙효과가 미미하고 3시간을 초과하면 경제성이 떨어진다.
상기 2차 증숙단계를 거친 수삼을 온도를 더욱 낮추어 50 ~ 60℃에서 60 ~ 90분간 3차 증숙한다. 2차 증숙을 거친 후 온도를 더욱 낮추는 것이 희유 진세노사이드의 함량증진에 도움이 되며 50℃ 미만이면 증숙효과가 미미하고, 60℃를 초과하면 온도를 낮춘 의미가 없어지게 된다. 또한 증숙시간이 60분 미만이면 증숙효과가 미미하고 90분을 초과하면 경제성이 떨어진다.
상기 3차 증숙단계를 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 4차 증숙한다. 구체적인 조건은 2차 증숙과 동일하며 5차 증숙과정에서 효소를 불활성화 시키기 위한 예비단계로서 4차 증숙단계를 거치게 된다.
다음, 상기 4차 증숙단계를 거친 수삼을 120 ~ 140℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소를 불활성화시키는 5차 증숙단계를 거친다. 상기 단계는 수삼의 사포닌 효소를 불활성화시키기 위한 단계로서 증숙온도가 120℃ 미만이면 사포닌 효소의 불활성을 달성하기 어렵고, 140℃를 초과하면 수삼이 손상될 우려가 있다. 증숙시간 역시 10분 미만이면 증숙효과를 달성하기 어렵고, 20분을 초과하면 비경제적이다.
다음 상기 5차 증숙단계를 거친 수삼을 20 ~ 30℃에서 1 ~ 5시간 건조하여 수삼 농축액을 제조하는 단계로서 통상의 건조공정 및 농축액의 제조방법에 따라 제조될 수 있다. 또한 열풍건조 또는 자연건조 모두 가능하다. 이 때 불필요한 고형분을 제거하기 위하여 글루코만난을 더 첨가하는 것도 가능하다.
마지막으로 상기 건조 및 농축공정을 통해 제조된 수삼 농축액을 통상의 홍삼발효기에서 70 ~ 80℃에서 15 ~ 24시간 동안 발효시켜 발효홍삼을 제조한다. 이때 사용될 수 있는 발효기의 종류에는 제한이 없으며 바람직하게는 수삼 농축액에 직접 열을 가하는 것이 아니라 파이프에 수증기를 통과시켜 온도를 유지하는 간접가열방식에 의해 발효홍삼을 제조할 수 있다.
결국 상술한 본 발명의 한 측면에 따른 홍삼의 제조방법은 통상의 9증9포의 홍삼 제조방법에 비하여 증삼공정이 온도조건만 변화시키면서 하나의 공정으로 진행되므로 홍삼제조 시 발생하는 시간 및 비용을 현저하게 줄일 수 있다. 또한 본 발명의 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼은 희유 진세노사이드(특히 Rg3, Rh2), C-K 등의 함량이 통상의 홍삼 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼에 비하여 비약적으로 증진되는 효과를 가진다.
한편, 상기 1차 증숙단계 이전에 수삼을 숙신산 용매에 침전시켜 희유 진세노사이드의 함량을 더욱 증진시킬 수 있다. 이 경우 숙신산을 수삼내부에 잘 스며들게 하기 위하여 20 ~ 30분간 감압처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때 감압조건은 10 ~ 30℃에서 진공도 50 ~ 200mmHg의 감압조건을 통해 감압을 수행할 있으며 감압수단은 통상의 감압기를 이용하거나 플라스크 상에서 압력을 감소시켜 감압공정을 수행할 수 있으며, 이 경우 상기 숙신산 용매의 농도는 0.5 ~ 1M일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에서는 숙신산 용매에 수삼을 침전시켰으며, 숙신산이 아닌 다른종류의 유기산 예를 들어 시트르산, 구연산으로 수삼을 처리하는 경우 숙신산보다 희유 진세노사이드의 함량증진 효과가 현저하게 떨어지는 단점이 있다(표 1 참조).
이에 더하여, 상기 1차 증숙단계는 0.1 ~ 0.15㎏/㎠의 수증기압에서 반응을 수행하여 희유 진세노사이드의 함량을 더욱 증진시킬 수 있다(표 1 참조). 이를 위하여 상기 증숙단계는 고압 증숙기에서 수행될 수 있으며, 만일 수증기압이 0.1㎏/㎠ 미만이면 희유 진세노사이드의 함량증진 효과가 미미하고, 0.15㎏/㎠를 초과하는 경우에도 희유 진세노사이드의 함량증진 효과가 거의 발생하지 않게된다.
나아가, 상기 1차 증숙단계에서 희유 진세노사이드의 함량을 더욱 증진시키기 위하여 0.5 ~ 2M의 DMSO(Dimethyl Sulfoxide)를 투입할 수 있다. 이 경우 증숙되는 수삼 100중량부에 대하여 1 ~ 3중량부를 첨가할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, DMSO의 첨가를 통해 희유 진세노사이드의 함량의 증진을 도모할 수 있다(표 1 참조). 만일 DMSO의 함량이 0.5M 미만이면 첨가효과가 미미하고 2M을 초과하면 경제성이 떨어지는 단점을 가진다.
결국, 상술한 조건을 포함하여 제조된 발효홍삼은 희유 진세노사이드의 함량이 많아지며, 상술한 모든 조건을 동시에 만족하는 경우 희유 진세노사이드의 함량이 현저하게 증진하게 되는 것이다.
다음 (b) 단계로서 상기 (a) 단계를 거쳐 제조된 홍삼에 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416을 접종하여 발효시킨다. 구체적으로 상술한 본 발명의 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416 균주는 이를 홍삼에 접종하여 발효시키는 경우 균주를 접종하지 않거나 다른 종류의 락토바실러스 사케이 균주를 접종하는 경우에 비하여 희유 진세노사이드를 비약적으로 향상시킬 수 있으며(표 1 참조) 상기 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416 균주는 한국생명공학원 생물자원센터 분양받아 사용할 수 있다.
본 발명의 균주를 이용한 발효는 상술한 인삼에 상기 균주를 접종하고 상기 균주의 적당한 발효온도인 25∼40℃에서 20시간∼96시간동안 배양함으로써 수행될 수 있다. 상기에서 균주의 접종량은 홍삼의 전체 부피에 대해 상기에서 균주의 접종량은 바람직하게는 홍삼의 전체 부피에 대해 1 ~ 3%(v/v)이고, 균수는 102~ 103CFU/㎖일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 방법을 통해 제조된 발효홍삼 및 식품학적으로 허용가능한 식품보조 첨가제를 포함하여 건강보조식품을 제조할 수 있으며, 상기 건강보조식품은 통상적인 분말, 음료, 정제, 편, 캡슐 및 시럽으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제형일 수 있다.
상기 건강보조식품은 바람직하게는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예 1>
신선한 수삼을 취하여 세척한 후 증숙기에 넣고 110℃에서 3시간 증숙하고, 다시 40℃에서 3시간 열풍건조한 후, 이를 8회 반복하여 발효홍삼 원료를 얻었다. 수득한 발효된 홍삼원료를 90℃에서 8배수에 물을 가하여 8시간에 1회씩 3회 반복 추출하고 40℃에서 30 브릭스(brix)까지 저온 농축하였다. 상기 저온농축한 홍삼추출물을 5℃로 냉각하고 16,000rpm으로 원심 분리하여 침전물을 제거하고 이를 발효챔버에 넣은 후 80℃에서 20시간 정도 발효시켰다. 그 뒤 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416 현탁액 200ml를 접종하고 30℃ 항온 배양기에서 2일간 발효시켜 발효홍삼을 수득하였다.
<실시예 2>
신선한 수삼을 취하여 세척한 후 고압 증숙기에 넣고 95℃에서 10분간 증숙하였다. 그 뒤 온도를 70℃로 낮추어 2시간 정도 증숙한 후 온도를 50℃로 내려 70분간 반응시키고 다시 70℃에서 2시간 반응시킨 후 온도를 130℃로 올리고 20분간 증심을 실시하고 이를 건조하여 발효홍삼 원료를 얻었다. 수득한 발효된 홍삼원료를 90℃에서 8배수에 물을 가하여 8시간에 1회씩 3회 반복 추출하고 40℃ 이하에서 30 브릭스(brix)까지 저온 농축하였다. 상기 저온농축한 홍삼추출물을 5℃로 냉각하고 16,000rpm으로 원심 분리하여 침전물을 제거하고 이를 발효챔버에 넣은 후 80℃에서 20시간 정도 발효시켰다. 그 뒤 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416 현탁액 200ml를 접종하고 30℃ 항온 배양기에서 2일간 발효시켜 발효홍삼을 수득하였다.
<실시예 3>
신선한 수삼을 세척한 후 증숙기에 넣기 전에 1.0M의 숙신산 용매에 침전시키고 200mmHg에서 감압처리한 후 증숙기에 넣은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<실시예 4>
최초 95℃에서 10분간 증숙하는 단계는 고압 증숙기의 수증기압을 0.1 ㎏/㎠를 유지한 상태에서 반응을 수행한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<실시예 5>
최초 95℃에서 10분간 증숙하는 단계에서 1M의 DMSO 1L를 투입한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<실시예 6>
신선한 수삼을 세척한 후 1.0M의 숙신산 용매에 침전시키고 200mmHg에서 감압처리하였다. 그 뒤 고압 증숙기에 넣고 수증기압을 0.1 ㎏/㎠를 유지한 상태에서 95℃에서 10분간 증숙하였다. 이 때 1M의 DMSO를 고압 증숙기에 투입하였다. 이후 수증기압을 제거하고 온도를 70℃로 낮추어 2시간 정도 증숙한 후 온도를 50℃로 내려 70분간 반응시키고 다시 70℃에서 2시간 반응시킨 후 온도를 130℃로 올리고 20분간 증심을 실시하고 이를 건조하여 발효홍삼 원료를 얻었다. 수득한 발효된 홍삼원료를 90℃에서 8배수에 물을 가하여 8시간에 1회씩 3회 반복 추출하고 40℃ 이하에서 30 브릭스(brix)까지 저온 농축하였다. 상기 저온농축한 홍삼추출물을 5℃로 냉각하고 16,000rpm으로 원심 분리하여 침전물을 제거하고 이를 발효챔버에 넣은 후 80℃에서 20시간 정도 발효시켰다. 그 뒤 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416 현탁액 200ml를 접종하고 30℃ 항온 배양기에서 2일간 발효시켜 발효홍삼을 수득하였다.
<비교예 1>
통상의 9증9포의 방법으로 발효홍삼을 제조하였다. 구체적으로 110℃에서 3시간 증숙하고, 다시 40℃에서 3시간 열풍건조한 후, 이를 8회 반복하여 발효홍삼 원료를 얻었다. 수득한 발효된 홍삼원료를 90℃에서 8배수에 물을 가하여 8시간에 1회씩 3회 반복 추출하고 40℃ 이하에서 30 브릭스(brix)까지 저온 농축하였다. 상기 저온농축한 홍삼추출물을 5℃로 냉각하고 16,000rpm으로 원심 분리하여 침전물을 제거하고 이를 발효챔버에 넣은 후 80℃에서 20시간 정도 발효시켜 발효홍삼을 수득하였다.
<비교예 2>
락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416가 아닌 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 3802를 접종한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<비교예 3>
최초 95℃에서 2시간 동안 증숙한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<비교예 4>
1.0M의 숙신산 용매가 아닌 1.0M의 구연산 용매를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<비교예 5>
수증기압을 0.25 ㎏/㎠로 유지한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 실시하여 발효홍삼을 수득하였다.
<실험예>
실시예 1 ~ 6과 비교예 1 ~ 5에서 수득한 발효홍삼에 대하여 HPLC를 실시하여 진세노사이드의 함량을 분석하여 표 1에 나타내었다. 구체적인 HPLC의 조건은 HPLC 분석 조건으로는 Agilent 1100 series HPLC 시스템(독일 Agilent 사)을 사용하였고 컬럼은 Agilent XDB-C18(4.6×150mm,5micron), 컬럼의 오븐 온도는 30℃, 샘플의 로딩양은 20㎕로 하였다. 이동상으로는 20% 아세토니트릴에서 80%아세토니트릴을 135분간 농도구배하였다. 유속은 분당 1ml로 하였으며 컬럼 세척은 100℃ 아세토니트릴로 10분간 세척하였고 203nm에서 검출하였다
사포닌 함량(단위 : 중량%)
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 비교예1 비교예 2 비교예3 비교예4 비교예5
Rb1 0.33 0.31 0.30 0.30 0.31 0.27 0.37 0.36 0.32 0.31 0.32
Rb2 0.06 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03 0.09 0.08 0.06 0.06 0.05
Rc 0.15 0.13 0.12 0.11 0.12 0.08 0.18 0.17 0.15 0.13 0.13
Rd 0.06 0.05 0.04 0.04 0.03 0.02 0.08 0.06 0.05 0.12 0.05
Re 0.11 0.12 0.13 0.11 0.11 0.10 0.14 0.12 0.14 0.12 0.11
Rg1 0.21 0.25 0.31 0.30 0.19 0.22 0.24 0.21 0.23 0.33 0.27
Rg2 0.017 0.035 0.047 0.052 0.043 0.061 0.003 0.009 0.021 0.038 0.046
Rg3 0.24 0.42 0.62 0.68 0.58 0.77 0.002 0.07 0.28 0.48 0.57
Rg4 0.031 0.038 0.047 0.048 0.042 0.058 + 0.014 0.033 0.041 0.041
Rg5 0.024 0.032 0.039 0.049 0.055 0.09 0.002 0.013 0.029 0.036 0.037
Rh1 0.011 0.03 0.049 0.045 0.051 0.084 0.007 0.01 0.025 0.04 0.043
Rh2 0.019 0.03 0.038 0.041 0.032 0.045 0.0005 0.009 0.031 0.037 0.028
Rh4 0.02 0.025 0.031 0.035 0.028 0.049 0.004 0.014 0.026 0.029 0.031
C-K 0.003 0.004 0.005 0.007 0.006 0.009 + 0.001 0.002 0.004 0.002
단, 표 1에서 C-K 는 사포닌 C와 K의 합을 의미하며, "+"는 극미량을 의미한다.
표 1에서 알 수 있듯이, 통상의 9증9포의 방법으로 발효홍삼을 제조한 비교예 1에 비하여 본 발명의 실시예 1의 균주를 접종하여 발효시킨 발효홍삼이 희유 진세노사이드(Rg)의 전환능이 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있다. 나아가 동일한 락토바실러스 사케이의 균주라 하더라도 본 발명의 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 13416의 균주를 접종한 실시예 1이 락토바실러스 사케이( Lactobacillus sakei) KCTC 3802를 접종한 비교예 2에 비하여 희유 진세노사이드(Rg) 및 C-K 전환능이 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있다.
또한, 동일한 균주를 통해 발효를 진행하더라도 통상의 9증9포의 방법으로 제조한 실시예 1에 비하여 특정한 온도와 시간을 만족하는 실시예 2의 희유 진세노사이드의 전환능이 더욱 우수하였으며 최초 증숙단계에서 증숙시간을 줄여 수삼 자체효소의 활성을 유지한 실시예 2가 증숙시간을 늘린 비교예 3에 비하여 Rg3,Rg4 및 C-K의 함량이 현저하게 증가하였다.
또한, 증숙과정 이전에 숙신산으로 처리한 실시예 3은 이를 처리하지 않은 실시예 2에 비하여 Rg2, Rh2 및 Rg3의 함량이 현저하게 개선되었다. 그러나 숙신산이 아닌 구연산으로 처리한 비교예 4는 실시예 3에 비하여 Rg3의 함량이 70% 수준에 불과하였다. 나아가, 최초 증숙단계에서 0.1 ~ 0.15㎏/㎠의 수증기압을 부가한 실시예 4는 실시예 2에 비하여 Rg3, Rh2 및 C-K의 함량이 현저하게 증가하였으나, 0.25㎏/㎠를 부가한 비교예 5는 수증기압을 부가하지 않은 실시예 2에 비하여 Rg3의 함량은 상승하였지만 실시예 4에 비하여는 함량이 미달하였고 C-K의 함량은 오히려 떨어진 것을 확인할 수 있다.
또한 DMSO를 첨가한 실시예 5가 이를 첨가하지 않은 실시예 2에 비하여 희유진세노사이드의 전환능이 현저하게 우수하였다.
한편, 실시예 1 ~ 5의 모든 구성요소를 채용한 실시예 6의 희유 진세노사이드의 함량이 이들 실시예 1 ~ 5에 비하여 현저하게 증진된 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 발효홍삼제조방법을 통해 제조된 발효홍삼은 희유 진세노사이드의 함량이 일반 발효홍삼에 비하여 현저하게 우수하므로 건강식품산업에 대단히 유용하다.

Claims (11)

  1. (a) 수삼에 0.5 ~ 2M의 DMSO를 투입하고 증숙하여 홍삼을 제조하는 단계; 및
    (b) 제조된 홍삼에 락토바실러스 사케이(Lactobacillus sakei) KCTC 13416을 접종하여 발효시키는 단계를 포함하는 발효홍삼의 제조방법에 있어서,
    상기 (a)단계는,
    1) 수삼을 95 ~ 100℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소의 활성을 70 ~ 80% 유지하는 1차 증숙단계;
    2) 상기 1차 증숙단계를 거친 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 증숙하는 2차 증숙단계;
    3) 상기 2차 증숙단계를 거친 수삼을 50 ~ 60℃에서 60 ~ 90분간 증숙하는 3차 증숙단계;
    4) 상기 3차 증숙단계를 수삼을 70 ~ 90℃에서 1 ~ 3시간 동안 증숙하는 4차 증숙단계;
    5) 상기 4차 증숙단계를 거친 수삼을 120 ~ 140℃에서 10 ~ 20분간 증숙하여 수삼의 사포닌 효소를 불활성화시키는 5차 증숙단계;
    6) 상기 5차 증숙단계를 거친 수삼을 20 ~ 30℃에서 1 ~ 5시간 건조하여 수삼 농축액을 제조하는 단계; 및
    7) 상기 농축액 제조단계를 거친 수삼을 70 ~ 80℃에서 15 ~ 24시간 동안 발효시키는 단계를 포함하는 발효홍삼의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1) 단계는 0.1 ~ 0.15㎏/㎠의 수증기압에서 반응이 수행되는 것을 특징으로 하는 발효홍삼의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1) 단계 이전에 수삼을 숙신산 용매에 침전시키고 숙신산을 수삼내부에 잘 스며들게 하기 위하여 20 ~ 30분간 감압처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발효홍삼의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 숙신산 용매의 농도는 0.5 ~ 1M인 것을 특징으로 하는 발효홍삼의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 6) 단계에서 글루코만난을 첨가하는 것을 특징으로 하는 발효홍삼의 제조방법.
  8. 제1항, 제3항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항의 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼.
  9. 제8항의 발효홍삼 및 영양제, 비타민, 광물, 풍미제, 착색제, 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식품학적으로 허용가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강보조식품.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건강보조식품은 분말, 음료, 정제, 편, 캡슐 및 시럽으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제형인 것을 특징으로 하는 건강보조식품.
  11. 삭제
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