KR101360960B1 - 천마자염의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천마를 함유하고 있는 자염인 천마자염을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 천마를 세척 및 세절한 후 증자하고, 이를 열수 추출하여 천마의 유효성분을 함유하고 있는 천마 추출물을 제조하는 단계; 해수를 갈대가 식재된 갯벌토로 이루어진 증발지에서 염도 20 내지 30%가 되도록 자연증발시키고, 이를 채수한 후 침전조에서 정치하여 불순물을 제거하는 단계; 상기 천마 추출물에 상기 불순물이 제거된 해수를 혼합하고 50 내지 70℃의 온도에서 가열증발시켜 황산칼슘 및 황산마그네슘과 같은 불순물을 제거하고 남은 천마농축수를 제조하는 단계, 및 상기 천마농축수를 80 내지 150℃의 온도에서 가열증발시키면서 상층의 거품을 걷어내어 자염을 석출하는 단계를 포함하는 천마자염의 제조방법에 관한 것이다.

Description

천마자염의 제조방법{Method for preparing boiled salt comprising Gastrodia Elata Blume}

본 발명은 천마자염의 제조방법에 관한 것으로, 일반 천일염 및 자염에 비해 건강기능성을 높인 자염(煮鹽)으로서 천마의 유용성분이 함유된 천마자염의 제조방법에 관한 것이다.

천마(Gastrodiae Rhizoma)는 한국, 일본, 중국 등지에 자생하는 난초과(Orcbidaceae)에 속하는 다년생 기생초본인 천마(Gastrodia elata blume) 및 동속근연식물의 근경을 건조한 것으로, 적근, 귀독우, 난모, 신초, 정풍초 등의 다른 명칭으로 부르기도 한다. 엽록소가 없어서 탄소동화 작용을 이용한 영양 물질의 광합성이 불가능하고, 뿌리가 없는 관계로 뽕나무 버섯(Armillaria mellea)과 편리 공생을 하여 영양을 공급받아 생장한다.

천마는 부식질이 많은 계곡의 숲 속에서 자라는 다년초로서 높이 60 내지 100cm이며, 잎이 없고, 감자 같은 괴경이 있다. 괴경은 긴 타원형이고 길이는 보통 10 내지 18cm인데, 술을 담아 쪄서 말린 것이 천마이다.

천마의 임상적 효능들은 본초강목, 동의보감을 비롯한 여러 본초문헌들에 널리 기록되어 있는데 주로 고혈압, 두통, 마비, 신경성 질환, 당뇨병 등의 성인병과 스트레스, 피로 등의 증상에 대하여 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 우리나라의 민간에서도 일찍부터 천마를 두통과 현기증, 수족마비, 중풍, 전간(발작) 등을 치료하는데 이용하여 왔다. 또한 항산화 작용, 항혈전작용, 감마-아미노뷰티릭산(GABA)성 신경전달 조절작용이 있음이 밝혀졌고 항경련 작용기전이 보고되었다.

이와 같이 한방으로만 전래되던 천마의 효능이 점차 알려지면서 최근에는 여러 측면에서 생리화학적 연구가 활발히 추진되고 있다. 현재까지 분리된 천마의 성분은 대부분 페놀성 화합물로서 가스트로딘을 비롯한 페놀성 배당체, 가스트로다이제닌 외 다수의 페놀성 화합물, 그리고 유황 함유 페놀성 화합물 등이 있으며, 비페놀성 화합물로는 서슘알데하이드(circumaldehyde) 등이 보고되는 등 천마의 약리적인 효능이 인정됨에 따라 가공식품으로의 개발 확대가 더욱 요구되고 있다.

또한, 천마의 유효성분으로는 가스트로딘, 페놀성 화합물, 유기산, 당 및 베타-시토스테롤 등 몇 종류의 성분이 보고되었으나 그 외의 활성물질 및 이들의 생체 내에서 체내동태에 대한 연구가 필요한 실정이다. 중국의 연구보고들을 보면 천마에는 바닐릴 알콜(vanillyl alchohol), 바닐린, 벤잘데하이즈(benzaldehydes), 배당체 등이 있다고 알려져 있는 정도이며, 천마소(acetylgastrodin), 천마대원(p-hydroxybenzyl alcohol) 등의 성분은 주사약제로도 개발되고 있다.

한편, 우리의 선조들은 해수가 증발하여 염분이 농축된 갯벌함토나 염분함량이 높은 흙(섯꼭지)을 해수로 걸러 염도를 높인 다음 가마에서 끓여 염을 석출하는 전오염법(煎熬鹽法)에 의하여 자염(煮鹽)과 간수(또는 고염(苦鹽))을 만들어 왔다. 특히, 자염(煮鹽)은 단순한 무기염뿐만 아니라 킬레이트성 유기산미네랄착염이 상당히 존재하고 있기 때문에 동물이 섭취하였을 때 유용미네랄 공급이 용이하며, 특히 염분을 첨가하는 발효식품인 된장, 고추장, 김치와 같은 발효식품의 제조시 자염을 사용하면 유기산미네랄 공급이 충분할 때 활발한 대사활동을 하는 고초균(Bacillus subtilis), 유산발효균과 같은 발효 미생물이 활발한 대사활동을 할 수 있게 됨으로써 양질의 발효식품을 제조할 수 있는 특징이 있다.

그러나, 자염(煮鹽)의 제조 방법은 1907년경 우리나라에 도입된 천일제염법에 비하여 연료비 및 인건비가 높아서 자염의 생산량은 최근까지 거의 전무하다시피 하였다. 다만, 최근의 웰빙 트렌드에 맞추어 천일염보다는 자염의 효능이 알려지기 시작하면서 자염의 제조가 조금씩 이루어지고 있으나 아직까지는 한계가 있는 것이 현실이다.

이에 본 발명자는 종래 자염(煮鹽)을 생산하는 공정에 있어 황산칼슘 및 황산마그네슘과 같은 불순물의 제거가 종래에 비하여 용이할 뿐만 아니라 상술한 천마의 유용성분이 함유되어 보다 기능적인 자염을 생산하고자 예의 노력하였으며, 그 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 하나의 목적은 천마를 세척 및 세절한 후 증자하고, 이를 열수 추출하여 천마의 유효성분을 함유하고 있는 천마 추출물을 제조하는 단계; 해수를 갈대가 식재된 갯벌토로 이루어진 증발지에서 염도 20 내지 30%가 되도록 자연증발시키고, 이를 채수한 후 침전조에서 정치하여 불순물을 제거하는 단계; 상기 천마 추출물에 상기 불순물이 제거된 해수를 혼합하고 50 내지 70℃의 온도에서 가열증발시켜 황산칼슘 및 황산마그네슘과 같은 불순물을 제거하고 남은 천마농축수를 제조하는 단계, 및 상기 천마농축수를 80 내지 150℃의 온도에서 가열증발시키면서 상층의 거품을 걷어내어 자염을 석출하는 단계를 포함하는 천마자염의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 방법에 의하여 제조된 천마자염을 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 천마의 유용성분이 함유된 자염인 천마자염을 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명의 천마자염을 제조하는 방법은 크게 세 가지의 공정으로 구분할 수 있다. 하나는 천마 추출물을 제조하는 공정(S101 내지 S103 단계)이며, 다른 하나는 불순물이 제거된 함수를 제조하는 공정(S201 및 S202 단계)이며, 또 다른 하나는 천마자염을 제조하는 공정(S301 및 S302 단계)이다. 이하, 본 명세서에 첨부된 도 1을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 천마 추출물을 제조하는 공정으로서, 이는 천마를 세척 및 세절하는 단계(S101), 상기 세절된 천마를 증자하는 단계(S102) 및 상기 증자된 천마를 열수 추출하는 단계(S103)로 이루어진다.

상기 세척 및 세절하는 단계(S101)는 천마를 물로 잘 씻어 흙이나 먼지 등의 이물질을 제거하고 수세미 또는 칼 등을 이용하여 겉껍질을 벗겨 낸 다음 2 내지 5mm, 바람직하게는 3 내지 4mm의 크기로 세절기 등을 이용하여 세절함으로써 이루어진다.

다음으로, 상기 세절된 천마를 증자하는 단계(S102)로, 상기 세절된 천마를 98 내지 105℃, 바람직하게는 100 내지 105℃의 가열 온도로 30분 내지 40분 동안 증자한다. 이러한 증자 과정에 의하여 하기 열수 추출 과정에 있어서 천마의 유용 성분이 최대한 추출되는 효과가 있으며, 또한 천마의 쓴맛, 찝질한 맛, 떫은 맛 등의 부정적인 맛과 향이 감소되고 구수한 맛의 천마 추출물을 얻을 수 있어 최종 제조물인 천마자염의 천마로 인한 부정적인 맛과 향을 제거할 수 있는 효과가 있다. 만일 상기 증자 온도 및 시간 이외의 범위에서 증자가 이루어지는 경우 상술한 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 상기 온도의 미만에서 천마의 증자가 이루어지는 경우 천마의 색상이 노란색으로 변색되거나 상기 온도를 초과하여 천마의 증자가 이루어지는 경우 천마의 색상이 갈색으로 변색되어 최종 천마자염의 색상이 기호적이지 않은 문제점이 있다.

한편, 상기 증자를 함에 있어서 보다 바람직하게는 대기압 이상으로 가압을 하면서 증자하는 것이 바람직하다. 이에 의하여 천마의 조직이 보다 연하여지고, 이로부터 하기의 열수 추출 과정에 의한 천마의 유용성분의 추출이 보다 용이해지는 효과가 있다.

다음으로, 상기 증자된 천마를 열수 추출하여 천마 열수 추출물을 얻는 단계(S103)이다. 본 열수 추출은 95 내지 105℃에서 15분 내지 25분 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 100℃에서 20분 동안 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 상기 추출 온도가 95℃ 미만이거나 추출 시간이 15분 미만인 경우 가용성 고형분량이 작아 천마의 유용성분을 제대로 추출할 수 없으므로 바람직하지 아니하며, 상기 추출 온도가 105℃를 초과하거나 25분을 초과하는 경우 가용성 고형분량이 더 이상 증가하지 않으므로 경제적으로 바람직하지 않다.

상기 단계에 의하여 제조된 천마 추출물은 상온으로 냉각하여 이하의 천마자염 공정에 이용하게 된다.

상기한 공정에 의하여 제조된 천마 추출물에 대하여 페놀성 함량을 조사한 결과 열수 추출물을 시행한 천마 추출물에 비하여 본 발명에 의하여 제조된 천마 추출물의 총 페놀 함량 및 항산화 효능이 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있었다.

한편, 자염을 제조하는 공정은 해수를 갈대가 식재된 갯벌토에서 자연 증발시켜 염도 20 내지 30%의 해수를 채수하는 단계(S201) 및 상기 채수된 해수를 침전조에서 정치하여 불순물을 제거하는 단계(S202)로 이루어진다.

상기 해수 채수 단계(S201)는 다시 갈대가 식재된 갯벌토로 해수를 채수하는 단계(S201-1), 상기 채수된 해수를 염도 20 내지 30%가 될 때까지 자연 증발시키는 단계(S201-2) 및 상기 염도 조절된 해수를 침전조로 이동시키기 위해 채수하는 단계(S201-3)로 구분할 수 있다.

먼저, 갈대가 식재된 갯벌토로 이루어진 증발지에 해수를 채수하는 단계(S201-1)로서, 상기 갈대는 중금속의 제거 기능이 탁월하기 때문에 채수된 해수에 함유된 질소 및 인 등의 중금속을 제거하기 위한 별도의 시설물을 설치하지 않아도 되는 장점이 있다. 따라서, 갈대가 식재되어 있거나 식재할 수 있는 곳이면 별도의 해수 급수 및 보관 시설을 함으로써 본 발명에 있어서의 증발지가 될 수 있다.

그리고, 상기 채수된 해수는 염도 20 내지 30%가 될 때까지 태양열과 바람 등을 이용하여 자연 증발시키고(S201-2), 그 염도 조절된 해수를 침전조로 이동시키기 위해 채수하게 된다(S201-3).

다음으로, 상기 채수된 해수를 침전조에서 정치하고 불순물을 제거하는 단계(S202)이다. 구체적으로, 상기 증발지에서 채수된 고염도의 해수는 침전조로 보내지고, 그 침전조에서 2 내지 5일 동안 정치한다. 이와 같이 고염도의 해수를 침전조에서 정치하는 이유는 해수의 증발과 채수 과정에서 포함될 수 있는 불순물, 즉 갯벌토를 침전시키고 부유물을 채 등으로 걷어내어 불순물을 제거하기 위함이다. 상기 정치는 갯벌토의 침전 및 부유물의 제거가 완료되는 기간이면 특별히 시간적 제한이 없으나, 바람직하게는 2일 내지 3일 동안 이루어진다.

상기한 바와 같이 불순물이 제거된 고염도의 해수는 하기에서 상술하는 본 발명의 최종 산물인 천마자염을 제조하는데 사용된다.

보다 구체적으로, 상기 제조한 천마 추출물에 상기 불순물이 제거된 고염도의 해수를 혼합하고 50 내지 70℃의 온도에서 가열증발하여 황산칼슘 및 황산마그네슘과 같은 불순물을 분리시킨 천마농축수를 제조하고(S301), 그 천마농축수를 다시 80 내지 150℃의 온도에서 가열증발시키면서 상층의 거품을 걷어내어 자염을 석출함으로써(S302) 천마자염을 제조한다.

상기 천마농축수의 제조 단계(S301)에서 천마 추출물 및 고염도의 해수를 혼합하는 비율은 중량비를 기준으로 0.1 내지 0.5: 1의 중량비율, 바람직하게는 0.1 내지 0.3: 1의 중량비율이다. 상기 중량비 미만일 경우 천마 추출물의 함량이 미미하여 천마의 유용성분이 충분하게 함유되지 않으며, 상기 중량비를 초과하는 경우 천마 추출물의 색상으로 인하여 최종 제조되는 천마자염의 색상이 연노랑색을 나타내어 외관상 좋지 않은 문제점이 있다.

또한, 상기 천마농축수의 제조 단계(S301)에서 상기 온도 이외의 온도에서 가열 증발이 이루어지는 경우 황산칼슘 및 황산마그네슘과 같은 불순물의 석출이 충분히 이루어지지 않는다. 또한, 상기 가열증발의 시간은 10분 내지 30분이 바람직하며, 상기 시간의 미만일 경우 불순물의 석출이 충분하지 않으며, 상기 시간을 초과하는 경우 불순물의 석출이 더 이상 이루어지지 않아 비경제적이다.

불순물이 석출되고 남은 상기 천마농축수는 다시 80 내지 150℃에서 가열증발시키면 염 결정의 형태로 이루어지는데, 그 염 결정이 천마가 함유된 본 발명의 천마자염이다. 그 천마자염에 대하여 성분 분석을 한 결과 천마 추출물에 함유된 유용한 성분의 손실이 거의 없이 포함되어 있으며, 미네랄 등의 함량이 천일염 및 일반 자염에 비하여 증가하였음을 확인할 수 있었다.

따라서, 상기 방법에 의하여 제조된 천마자염은 일반 천일염이나 자염을 대체한 기능적 식품소재로서 사용이 가능할 것이다.

상술한 바와 같은 방법에 의하여 제조된 본 발명의 천마자염은 천마의 유용성분의 손실 없이 함유되어 있을 뿐만 아니라 천마의 이취 및 이미 등이 제거되어 있기 때문에 음식을 조리할 때 종래 소금 대용으로 첨가되는 경우 천마의 유용성분을 함께 섭취할 수 있으며, 또한 각종 미네랄이 풍부하게 함유되어 있기 때문에 기능성 식품으로서 섭취가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천마자염을 제조하는 순서도이다.

본 발명은 이하 실시예를 통하여 좀더 구체적으로 설명될 것이다. 이러한 실시예는 단지 본 발명이 좀더 이해될 수 있도록 예시적으로 제시되는 것이므로, 이들 실시예로서 본 발명의 범위를 한정해서는 안 될 것이다.

실시예 1 : 천마 추출물의 제조

1-1. 천마의 세척 및 세절

시중에서 판매되고 있는 천마를 구입하여 깨끗한 물로 잘 씻어 흙이나 먼지 등의 이물질을 제거한 후 세절기를 이용하여 가로, 세로, 높이가 약 3mm 정도가 되도록 세절하였다.

1-2. 천마의 증자

상기 1-1의 세척 및 세절된 천마를 압력솥에 넣고 100℃에서 30분 동안 증자시켰다.

1-3. 천마의 열수 추출물 제조

상기 1-2의 증자된 천마를 100℃에서 20분 동안 열수 추출하였다.

실시예 2 : 고염도의 해수 제조

순천만의 갈대가 식재되어 있는 갯벌토에 해수를 보관할 수 있도록 약 50cm 높이로 흙둑을 쌓은 후 이를 증발지로 하였다. 상기 증발지에 순천만의 해수를 채수하고 7일 동안 자연 증발시켰더니 해수의 염도가 22%가 되었다. 상기 22%의 염도의 해수를 양수기를 이용하여 침전조로 채수한 후 3일 동안 정치시켰다. 정치시키는 과정에서 조심스럽게 뜰채로 부유물을 건져 내었다. 정치 후 3일이 경과한 시점에 바닥에 침전된 갯벌토가 다시 혼합되지 않도록 조심스럽게 해수만을 채수하여 보관 장소에 보관하였다.

실시예 3 : 천마자염의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 천마 추출물과 상기 실시예 2에서 제조된 해수를 0.2: 1의 중량비로 혼합하였다. 상기 혼합물을 전통 가마솥에 넣고 60℃로 20분 동안 가열하여 황산칼슘 및 황산마그네슘 등의 불순물이 석출되도록 하였고, 그 석출물만을 제거하였다. 다음으로, 석출물이 제거된 혼합물을 다시 전통 가마솥에 넣고 100℃로 가열하면서 상층에 생성되는 거품 등을 제거하였다. 계속적으로 가열 증발시키면 최종적으로 염 결정이 형성되는데, 그 염 결정이 천마자염인 것이다.

비교예 1 :

상기 실시예 1의 제조 공정에 있어서, 증숙 과정 없이 세절된 천마를 동일한 조건의 열수 추출을 하였다.

시험예 1 : 총 폴리페놀 함량 측정

상기 실시예 1에서 제조된 천마 추출물, 상기 실시예 3에서 제조된 천마자염과 상기 비교예 1에서 제조된 천마 추출물의 총 폴리페놀 함량을 측정하기 위하여 함유된 페놀성 물질이 phosphomolybdic acid와 반응하여 청색을 나타내는 것을 이용한 Folin-Denis법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구체적으로, 각 추출물 또는 천마자염을 용해시킨 용해물을 Watman No.5로 여과시킨 후 헥산으로 지질을 제거한 다음 40℃ 진공농축 건고 후 80% 에탄올 용액 5ml로 정용하였다. 그 정용액 1ml와 Folin-Denis 시약 3ml를 혼합하여 30분간 실온에 방치한 다음 10% Na2CO3 용액 3ml를 가하여 혼합하고 실온에서 1시간 정치시킨 후 760nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때 표준검량곡선은 garlic acid를 이용하여 작성하였다.

총 페놀함량의 측정 결과
대조군	비교예 1	실시예 1	실시예 3
91.80	96.50	111.68	106.04

상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 천마 추출물과 이를 함유하는 천마자염은 증숙 과정없이 열수 추출한 천마 추출물(비교예 1)에 비하여 총 페놀함량이 증가하였다. 또한, 본 발명에 의한 천마 추출물의 총 페놀함량과 본 발명의 천마자염의 총 페놀함량은 거의 함량변화가 미미한 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 본 발명에서와 같이 증숙 과정을 통하여 천마 추출물을 제조하는 경우 천마의 주요한 약리 성분으로서 알려져 있는 gastrodin, p-hydroxy benzyl alcohol, p-hydroxy benzylaldehyde 및 vanillin 등의 페놀성 물질을 효과적으로 함유시킬 수 있음을 제시한다. 또한, 본 발명의 천마자염도 천마의 유용한 성분을 함유하고 있음을 제시한다.

시험예 2 : 항산화 활성 측정

천마 추출물 및 천마자염의 항산화 활성은 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디칼 소거활성으로 측정하였으며, 이는 Blois의 방법에 준하여 변형하여 측정하였다. 구체적으로, 각 추출물 1ml에 60uM DPPH 3ml를 넣고 vortex한 후 15분 동안 암소에 방치한 다음 517nm에서 흡광도를 측정하여 다음 식에 의하여 하기 표 2에 나타내었다.

비교예 1	실시예 1	실시예 3
70.85	84.65	88.34

상기 표 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 천마 추출물 및 이를 포함하는 천마자염은 항산화 효과가 우수한 것임을 알 수 있었다.

시험예 3 : 본 발명의 천마자염의 미네랄 성분 분석

상기 실시예 2의 해수 및 실시예 3에 의하여 제조된 천마자염에 함유된 미네랄 성분들의 함량을 분석하였다. 각 미네랄 성분의 정량은 원자흡광광도계(varian model spectrAA-300AA)를 사용하였고, 그 결과를 하기 표 3에 기재하였다.

미네랄 성분	실시예 2(mg/L)	실시예 3(mg/L)
Cl-	8,900	127,800
K	289	491
Ca	228	840
Mg	840	1,320

상기 표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 천마자염은 미네랄 성분이 우수하여 기능성 식품 소재로 유용한 것임을 알 수 있었다.

S101 : 세척 및 세절 단계
S102 : 증자 단계
S103 : 열수 추출 단계
S201-1 : 갈대 식재된 증발지에 해수 채수 단계
S201-2 : 염도 20 ~ 30% 되도록 자연증발 단계
S201-3 : 해수 채수 단계
S202 : 침전조에서 정치 및 불순물 제거 단계
S301 : 혼합, 가열증발 및 불순물 제거 단계
S302 : 가열증발, 상층 거품 제거 및 천마자염 제조 완료 단계

Claims (5)

1. 천마를 세척 및 세절한 후 98 내지 105℃에서 30분 내지 40분 동안 증자하고, 이를 대기압 이상으로 가압하면서 열수 추출하여 천마의 유효성분을 함유하고 있는 천마 추출물을 제조하는 단계;
   해수를 갈대가 식재된 갯벌토로 이루어진 증발지에서 염도 20 내지 30%가 되도록 자연증발시키고 이를 채수한 후 침전조에서 정치하여 불순물을 제거하는 단계;
   상기 제조된 천마 추출물과 상기 불순물이 제거된 해수를 0.1 내지 0.5: 1의 중량비로 혼합하고 50 내지 70℃에서 가열증발시켜 불순물을 석출하고 남은 천마농축수를 제조하는 단계; 및
   상기 천마농축수를 80 내지 150℃의 온도에서 가열증발시키면서 상층의 거품을 걷어내어 자염을 석출하는 단계를 포함하는 천마자염의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 증자된 천마의 열수 추출은 95 내지 105℃에서 15분 내지 25분 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 천마자염의 제조방법.
   
4. 삭제
5. 제1항 또는 제3항의 제조 방법에 의하여 제조된 천마자염.

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