KR101413084B1 - 건지황 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건지황 가공공정에 관한 것으로, 더욱 상세히는 일정한 조건으로 이루어지는 압출성형기를 설계하고 그 조건에 따라 압출성형기를 사용하여 건지황을 가공함으로써 단시간에 간편하게 숙지황과 유사한 건지황을 제조할 수 있는 압출성형을 이용한 건지황 가공바업에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출성형을 이용한 건지황 가공방법은 건지황을 100메쉬 이하의 크기로 분쇄하는 단계와, 분쇄된 건지황 미분을 압출성형장치에 투입하여 압출성형하는 단계를 포함한다. 또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출성형장치는 건지황 미분이 투입되는 투입구(60)가 형성되고 압출되면서 토출되는 노즐(50) 형성된 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100) 내부에 투입되는 건지황 미분을 압출하도록 회전되는 스크류(20)와, 상기 스크류(20)를 구동하기 위해 연결된 구동모터(10)와, 상기 스크류(20)가 설치된 케이싱(100) 외면에 일정길이마다 온도를 다르게 조절할 수 있도록 설치된 다수개의 바렐(30)을 포함한다.

Description

건지황 가공방법 {Preparing method for Rehmanniae Radix Preparata by Extrusion}

본 발명은 건지황 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 일정한 조건으로 이루어지는 압출성형기를 설계하고 그 조건에 따라 압출성형기를 사용하여 건지황을 가공함으로써 단시간에 간편하게 숙지황과 유사한 건지황을 제조할 수 있는 압출성형을 이용한 건지황 가공방법에 관한 것이다.

지황은 현삼과(Scrophulariaceae)의 다년생 숙근초로서 식물분류학적으로 여러 가지 학명으로 명명되어 왔으며 현재 우리나라에서는 Rehmannia glutinosa(Gaertn.) Libosch. ex Steud.로(이우철, 1996, 한국식물명고; 국가표준식물목록) 통일하고 있으며, 대한약전(8개정)에는 지황의 기원식물을 Rehmannia glutinosa Liboschitz var. purpurea Makino로 하고 있다.

지황의 이용부위는 뿌리이며, 대부분 한약재로 이용된다. 육색이 황적색을 띠며 뿌리가 굵고 긴 것이 상품으로 취급하고 있다. 대한약전 생약규격집에 의하면 '한약으로 제조된 생지황의 뿌리는 원주형∼방추형을 이루고 길이 5∼15 cm, 지름 8∼20 mm로 때로는 꺾이었거나 변형되어 있다. 바깥 면은 황적색∼황적갈색을 띠고 가로로 깊이 패어진 골이 있으며, 질은 매우 연하여 잘 꺾인다. 꺾은 면은 평탄하며 목부는 백색, 피부는 엷은 황정색이다. 피부와 목부에는 전혀 기계조직이 없고 목부에는 망문도관이 방사상으로 배열되어 있다'고 형태를 규정하고 있다. 지황은 특이한 냄새가 있고 맛은 처음에는 단 것 같으나 뒤에는 조금 쓰다.

지황의 분류는 다음과 같다.

1) 생지황 : 지황 Rehmannia glutinosa Liboschitz var. purpurea Makino의 신선한 뿌리이다.

2) 건지황 : 지황의 신선한 뿌리를 40∼50℃에서 건조하며 생지황 무게의 25∼30% 정도가 된다.

3) 숙지황 : 생지황을 포제가공한 것이다.

지황의 효능은 생지황의 약리작용은 보혈, 강장, 해열약으로 빈혈이나 토혈, 그리고 허약증 등에 효능이 있다. 또한 강심, 지혈작용이 있어서 하혈, 자궁출혈 등에 사용하며, 결핵성 쇠약에 효과가 있고, 타방상에 외상약으로 사용한다. 생지황은 일반적으로 동의보감의 처방인 '경옥고'를 제조하는 주원료 사용되고 있다. 건지황은 생지황을 건조한 것으로 약성이 차서 소화장애를 유발하므로, 대부분 약술로 9번 찌고 말린 숙지황을 한약재로 사용하고 있다. 숙지황은 약성을 따뜻하게 만들어 소화장애가 없으며 보혈, 강장, 강심, 당뇨병, 혈압강하, 해열 작용을 하며, 빈혈이나 토혈, 그리고 허약증에 효능이 있으며, 우리나라 기성한의서에 의한 처방약제로 '육미지황탕'과 '십전대보탕'의 주약재로 사용된다.

기존의 숙지황 제조공정은 다음과 같다. 숙지황은 보통 술, 사인(공사인), 진피를 보료로 하여 속과 겉이 검게 되고 윤기가 흐르며 질이 부드럽고 연하며 점조하게 될 때까지 찌고 말리는 작업을 반복하여 제조한다. 「한약생산학 각론(최성규, 신광출판사, 2009)」에서는 지황의 생뿌리 혹은 건지황을 찜통에 수증기로 찐 다음 약주를 묻혀 햇볕에 말린 후 다시 꿀물을 골고루 묻히고 약간 말린다. 이를 다시 찜솥에 찌고 말려 꿀물을 묻히는 과정을 9번 반복해서 만든다. 숙지황은 불규칙한 덩어리로 크기가 고르지 않고, 표면은 검고 광택이 나며, 점성이 크다. 질은 유연하고 질겨서 잘 잘라지지 않으며 잘린 면은 흑색이고 광택이 있다.

2010년 식품의약품안전청의 한약재 표준제조공정지침에 따르면, 숙지황 제조공정은 아래의 표 1에 도시된 바와 같다.

이러한 숙지황 제조공정을 단순화하면 아래의 표 2와 같다.

도 1을 참고하면, 종래기술에 의한 숙지황 제조공정 모식도가 도시되어 있다. 상술한 표 1, 2와 도 1을 참고하면, 종래기술에 의한 숙지황 제조공정을 정확하게 파악할 수 있다.

또한 종래 선행문헌으로는 특허등록 10-0839326호를 들 수 있는데, 이 선행문헌에는 각 공정에 숯을 사용하여 숙지황을 제조한다는 것을 특징으로 하고 있다.

그러나 종래기술에 의한 숙지황 제조공정은 술에 담그기, 증숙, 건조 과정을 9회에 걸쳐 반복해야 하기 때문에 시간이 많이 걸리고 많은 노동력을 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 압출성형 기술을 활용하여 기존의 번거로운 숙지황 제조공정을 개선하고 압출성형장치를 이용하여 한 번에 숙지황와 유사한 건지황을 가공할 수 있는 간편한 건지황 가공방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 건지황을 100메쉬 이하의 크기로 분쇄하는 단계와, 분쇄된 건지황 미분을 압출성형장치에 투입하여 압출성형하는 단계를 포함하고, 상기 압출성형장치의 건지황 미분이 통과하는 내부 온도는 111-147℃이고, 건지황 미분의 투입량은 10-20kg/hr이다.

바람직하게는, 상기 압출성형장치의 토출되는 노즐의 직경은 3mm이다.

바람직하게는, 상기 압출성형장치의 내부에는 같은 방향으로 두 개의 스크류가 설치된다.

바람직하게는, 상기 스크류에는 역방향으로 건지황 미분을 밀도록 일부분에 역스크류가 형성될 수 있다.

본 발명에 의한 압출성형장치는, 건지황 미분이 투입되는 투입구가 형성되고 압출되면서 토출되는 노즐 형성된 케이싱과, 상기 케이싱 내부에 투입되는 건지황 미분을 토출하도록 회전되는 스크류와, 상기 스크류를 구동하기 위해 연결된 구동모터와, 상기 스크류가 설치된 케이싱 외면에 일정길이마다 온도를 다르게 조절할 수 있도록 설치된 다수개의 바렐을 포함한다.

바람직하게는, 상기 케이싱의 길이/직경의 비가 20정도이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 간편하고 신속하게 건지황 가공를 위한 압출성형 처리의 최적 조건을 제시함으로써 기계화시켜 노동력을 절감하는 동시에 신속하게 수요에 대응할 수 있는 효과를 제공한다.

(2) 십전대보탕 등에 많이 활용되는 숙지황의 간편 제조공정 개발을 통하여 관련 소재 및 제품개발 분야의 산업적 시장의 확대를 기대할 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 숙지황 제조공정의 사진 모식도이다.
도 2는 본 발명에 의한 건지황 가공용 압출성형장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 의한 건지황 가공용 압출성형장치의 일부 구성요소인 스크류의 사시도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출성형을 이용한 건지황 가공방법은 건지황을 100메쉬 이하의 크기로 분쇄하는 단계와, 분쇄된 건지황 미분을 압출성형장치에 투입하여 압출성형하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출성형장치는 건지황 미분이 투입되는 투입구(60)가 형성되고 압출되면서 토출되는 노즐(50) 형성된 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100) 내부에 투입되는 건지황 미분을 압출하도록 회전되는 스크류(20)와, 상기 스크류(20)를 구동하기 위해 연결된 구동모터(10)와, 상기 스크류(20)가 설치된 케이싱(100) 외면에 일정길이마다 온도를 다르게 조절할 수 있도록 설치된 다수개의 바렐(30)을 포함한다.

한편, 압출성형 기술은 단일공정으로 반죽, cooking, 성형 및 살균이 이루어져 노동력 및 시간 절약에 이점을 가지고 있어 스낵, 크래커, 및 시리얼 등을 제조하는 식품산업에 많이 이용되고 있다. 압출성형처리 중에 발생되는 고열, 고압, 고전단력에 의해 고밀도 조직이 팽화하여 밀도가 낮아지고 내부에 기공이 형성되어 부드러운 조직으로 되면서 표면적이 증가하는 특징이 있다.

이와 같은 번거로운 기존의 숙지황 제조공정은 압출성형 기술을 적용함으로써 단 한 번의 제조공정으로 개선하였다. 압출성형 기술을 활용한 간편 건지황 가공공정 모식도는 종래기술의 표 2에 대비하여 다음과 같다.

압출성형처리를 위한 건지황 전처리 및 일반성분 분석을 하면 아래의 표 4와 같다. 국산 건지황 40kg(2010년 생산)을 구입하여 해머밀과 핀밀로 조분쇄, 미분쇄(100메쉬 이하)하여 건지황 미분을 30kg 제조하였다. 원료 기본특성을 이해하기 위하여 일반성분인 수분, 단백질, 지방, 회분 함량을 AOAC 방법에 의하여 분석하였다.

본 발명에 사용한 압출성형 장치는 동방향 완전 맞물림형 이축압출성형기(Corotating, intermeshing Brothers Co., Switzerland)로서 지름이 3mm인 원형 사출구 노즐 하나를 열어 제조하였다. 바렐의 길이/직경의 비가 20이고, 바렐의 가열온도(반응변수)는 120∼170℃로 조정하였다. 또한 강한 층밀림을 유도하기 위하여 3개의 역방향 스크류(Reverse screw element : RSM)를 조합하였으며, 스크류 속도는 45rpm으로 일정하게 유지하였다. 원료투입량도 일정하게(16kg/hr) 유지하고 물은 첨가하지 않는 조건으로 건지황을 가공하였다.

즉, 압출성형장치는, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 건지황 미분이 투입되는 투입구(60)가 형성되고 압출되면서 토출되는 노즐(50) 형성된 케이싱(100)과, 상기 케이싱(100) 내부에 투입되는 건지황 미분을 압출하도록 회전되는 스크류(20)와, 상기 스크류(20)를 구동하기 위해 연결된 구동모터(10)와, 상기 스크류(20)가 설치된 케이싱(100) 외면에 일정길이마다 온도를 다르게 조절할 수 있도록 설치된 다수개의 바렐(30)을 포함하되, 상기 스크류(20)는 두 개가 나란히 같은 방향으로 설치되고, 상기 스크류(20)에는 역방향으로 건지황 미분을 밀도록 일부분에 역스크류(22)가 순방향 스크류(21)와 같이 형성되어 있으며, 상기 케이싱(100)의 길이/직경의 비가 20이다. 바렐의 외면에는 온도조절을 위한 서모커플(thermocouple)이 설치되어 있다.

이러한 조건들을 정리하면 아래 표 5와 같다.

실험을 여러 개의 시료로 나누고, 건지황 가공을 위한 압출성형처리 실험설계를 아래의 표 6과 같이 하였다.

압출성형장치의 기계적 소모에너지를 분석한다. 압출성형 조건에 따른 기계적 소모 에너지(Specific mechanical energy : SME)는 다음 수학식 1에 의하여 계산하였다.

압출성형장치를 이용하여 건지황을 가공하였고, 그 결과는 표 7과 같다. 건지황 가공을 위하여 선정된 압출성형처리 바렐온도는 실제 실험시 원료투입 등에 의하여 10℃ 정도 낮아졌으며, 기계적 소모에너지는 바렐온도를 가장 높게 처리한 6번 시료가 회전력(torque) 값이 가장 적게 나타나면서 349.0 KJ/kg으로 가장 낮았다.

압출 건지황의 외관형태를 살펴보면, 압출 건지황 시료 1번과 2번이 속과 겉이 검고 윤기가 흐르며 질이 부드럽고 연하며 점조가 되어 있는 형태로 기존의 제조법으로 만들어진 상품의 품질기준에 적합한 숙지황과 매우 유사한 외관을 나타내었다.

압출 건지황의 수분함량은 상압건조법을 활용하였으며, 105℃ 건조오븐에서 4시간 건조시켜 무게를 측정하고 항량이 될 때까지 이 과정을 반복하여 측정하였다. 아래의 표 8과 같이, 지황의 압출성형처리 온도가 높아질수록 압출 건지황의 수분함량은 적게 나타났다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

10 : 구동모터 20 : 스크류
21 : 순방향 스크류 22 : 역스크류
30 : 바렐 40 : 서모커플
50 : 노즐 60 : 투입구
100 : 케이싱

Claims (8)

1. 건지황을 100메쉬 이하의 크기로 분쇄하는 단계;
   분쇄된 건지황 미분을 압출성형장치에 투입하여 압출성형하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 압출성형장치의 건지황 미분이 통과하는 내부 온도는 111-140℃이고, 건지황 미분의 투입량은 10-20kg/hr이며, 상기 압출성형장치 케이싱은 그 길이/직경의 비가 20이고, 상기 압출성형장치의 노즐 직경은 3mm인 것을 특징으로 하는 압출성형을 이용한 건지황 가공방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 압출성형장치는 그 내부에 두 개의 스크류가 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 압출성형을 이용한 건지황 가공방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 스크류는 그 일부분에 역방향으로 건지황 미분을 밀도록 역스크류가 형성된 것을 특징으로 하는 압출성형을 이용한 건지황 가공방법.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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