KR101423116B1 - 저온 미분쇄기를 이용한 삼 배양근 초미세 분말의 제조 방법 및 그에 따른 삼 배양근 초미세 분말 - Google Patents
저온 미분쇄기를 이용한 삼 배양근 초미세 분말의 제조 방법 및 그에 따른 삼 배양근 초미세 분말 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 삼 부정근을 저온 미분쇄기로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말 및 상기 삼 배양근 초미세 분말을 함유하는 식품 및 음료에 관한 것으로, 본 발명의 저온 미분쇄기를 이용하여 제조된 삼 배양근 초미세 분말은 입자 크기가 크게 감소함으로써, 삼 배양근의 구조가 변하고 표면적이 증가하여 조직감의 개선뿐만 아니라 체내 이용율과 흡수율 증대에 기여할 수 있어 삼 배양근 초미세 분말로 제조된 가공 제품들은 유효성분들을 몸속으로 더 쉽게 소화 흡수할 수 있게 하므로, 삼을 이용한 건강식품 산업에 크게 기여할 수 있다.
Description
본 발명은 저온 미분쇄기를 이용한 삼 배양근 초미세 분말의 제조 방법 및 그에 따른 삼 배양근 초미세 분말에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼 부정근을 저온 미분쇄기로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(Water Absorption Index, WAI) 또는 팽윤력(Swelling powder, SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법, 상기 방법에 의해 제조된 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말 및 상기 삼 배양근 초미세 분말을 함유하는 식품 및 음료에 관한 것이다.
식품 개발에 있어서 분립체 기술은 중요한 기술 중의 하나로 최근에는 소재의 복합화, 미분화, 다양한 분자에 특성을 부여하는 미립자 설계기술 등 고도의 기술이 요구되고 있는 분야로 미세 화학분야로부터 기술도입이 진행되고 있다. 이 중에서도 초미세 분쇄기법은 재료 및 식품과학 분야에서 최근 각광을 받고 있는 첨단 가공기술로 초미세 분쇄에 따른 입자크기의 감소에 의한 조직감 개선뿐만 아니라 체내 이용율과 흡수율 증대 등을 기대할 수 있다. 미세분쇄 기술로는 건식과 습식방식이 있는데 건식의 경우에는 1㎛가 한계로 알려져 있으나, 습식분쇄에서는 나노 사이즈의 분쇄가 가능하며 미세분쇄 효율이 더 높은 것으로 알려져 있다. 공정에 영향을 미치는 인자로는 온도, 출구 온도(outlet temperature), atomizer 속도 및 종류, 펌핑 속도(pumping rate) 등이 있다.
초미쇄 분쇄기술을 사용해서 분말의 입자 크기를 마이크로 사이즈로 감소시키면 식물소재의 구조가 변하고 표면적이 증가하게 된다. 이렇게 되면, 마이크로 사이즈 분말은 큰 입자로 이루어진 식물소재가 가지지 못하는 특성을 가지게 되는데, 마이크로 사이즈로 가공된 식물소재들은 조분의 식물소재보다 더 많은 유효성분들을 함유하고, 소재의 품질과 풍미를 향상시킨다. 또한 발효나 효소에 의한 분말의 분해속도를 향상시킬 뿐만 아니라 물에 대한 수용성도 증가시켜 소재를 섭취할 경우 유효성분들을 몸속으로 더 쉽게 소화 흡수할 수 있게 하는 장점을 가지고 있다.
산삼 배양근과 같은 약용식물의 경우 가공에 있어 일반적으로 엑기스를 제조하여 이용하게 되는데 엑기스 제조에 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 연속공정으로 생산할 수 없으므로 식품소재로의 활용에 제한을 받고 있다. 만약 고유한 유효성분, 색, 향기, 풍미 등을 최대한 보존하면서 액체 속에서 유효성분이 쉽게 용출되고 차가운 물에도 쉽게 녹을 수 있는 콜로이드 입자 크기 범위인 0.1-10㎛까지 산물을 초미세 분말화할 수 있게 된다면 초미세 분말화된 산삼배양근을 손쉽고 용이하게 섭취하게 할 수 있을 것으로 기대된다.
한편, 한국등록특허 제0856567호에는 산삼 배양근 분말이 함유된 건강보조식품의 제조 방법이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2004-0021862호에는 산양 산삼 생수삼 엑기스 제조방법 및 산양 산삼 엑기스동결 건조 분말을 포함하는 건강식품이 개시되어 있으나, 본 발명에서와 같이 저온 미분쇄기를 이용한 삼 배양근 초미세 분말의 제조 방법 및 그에 따른 삼 배양근 초미세 분말에 대해서는 밝혀진 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법을 확립함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 삼 부정근을 저온 미분쇄기로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 함유하는 식품 또는 음료를 제공한다.
본 발명의 저온 미분쇄기를 이용하여 제조된 삼 배양근 초미세 분말은 입자 크기가 크게 감소함으로써, 삼 배양근의 구조가 변하고 표면적이 증가하여 조직감의 개선뿐만 아니라 체내 이용율과 흡수율 증대에 기여할 수 있어 삼 배양근 초미세 분말로 제조된 가공 제품들은 유효성분들을 몸속으로 더 쉽게 소화 흡수할 수 있게 하므로, 삼을 이용한 건강식품 산업에 크게 기여할 수 있다.
도 1은 산삼 배양근의 조파쇄 분말(A) 및 초미세 분말(B)의 형태적 특징 및 입도 분포를 나타낸다.
도 2는 산삼 배양근의 조파쇄 분말 및 초미세 분말의 SEM(Scanning elecreon microscope) 관찰 결과를 나타낸다. (A;조파쇄 분말 ×30 확대, B;조파쇄 분말 ×100 확대, C;초미세 분말 ×300 확대, D;초미세 분말 ×100 확대)
도 3은 5g 산삼 배양근의 초미세 분말(좌) 및 조파쇄 분말(우) 각각의 현탁 특성을 비교한 결과이다. (A) 24시간 전 (B) 24시간 후
도 4는 산삼 배양근의 초미쇄 분말을 이용한 건강 기능성 식품(환 타입)을 나타낸다.
도 2는 산삼 배양근의 조파쇄 분말 및 초미세 분말의 SEM(Scanning elecreon microscope) 관찰 결과를 나타낸다. (A;조파쇄 분말 ×30 확대, B;조파쇄 분말 ×100 확대, C;초미세 분말 ×300 확대, D;초미세 분말 ×100 확대)
도 3은 5g 산삼 배양근의 초미세 분말(좌) 및 조파쇄 분말(우) 각각의 현탁 특성을 비교한 결과이다. (A) 24시간 전 (B) 24시간 후
도 4는 산삼 배양근의 초미쇄 분말을 이용한 건강 기능성 식품(환 타입)을 나타낸다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 삼 부정근을 저온 미분쇄기로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(Water Absorption Index, WAI) 또는 팽윤력(Swelling powder, SW)은 감소되고, 수분용해지수(Water solubility Index, WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 삼 식물체는 인삼 및 재배삼, 장뢰삼 또는 산삼일 수 있으며, 바람직하게는 산삼 또는 인삼 식물체일 수 있고, 가장 바람직하게는 산삼일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 특정 진세노사이드는 진세노사이드 NotoR1, Ro, Rf, Rb1 또는 Rb3 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 저온은 -22 ~ -18℃일 수 있고, 바람직하게는 -20℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 삼 배양근 초미세 분말의 입도는 18~23㎛일 수 있고, 바람직하게는 20㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 삼 배양근 초미세 분말의 평균 입도는 21㎛으로, 조파쇄 분말의 평균 입도인 93.24㎛보다 현저히 작으므로, 본 발명의 삼 배양근 초미세 분말은 조파쇄 분말보다 수분 흡수력(Water Absorption Index, WAI) 또는 팽윤력(Swelling powder, SW)은 감소되고, 수분용해지수(Water solubility Index, WSI)는 증가된 특징을 가질 수 있는 것이다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법은 산삼 부정근을 -22 ~ -18℃의 저온 미분쇄기로 18~23㎛ 입도로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법을 제공할 수 있으며,
바람직하게는 산삼 부정근을 -20℃의 저온 미분쇄기로 20㎛ 입도로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법을 제공할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 제조 방법에 의해 제조된 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 제공한다.
본 발명의 삼 배양근 초미세 분말의 평균 입도는 21㎛으로, 조파쇄 분말의 평균 입도인 93.24㎛보다 현저히 작으므로, 본 발명의 삼 배양근 초미세 분말은 조파쇄 분말보다 수분 흡수력(Water Absorption Index, WAI) 또는 팽윤력(Swelling powder, SW)은 감소되고, 수분용해지수(Water solubility Index, WSI)는 증가된 특징을 가질 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 삼 배양근 초미세 분말을 함유하는 식품 또는 음료를 제공한다.
본 발명의 삼 배양근 초미세 분말을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 수분 삼 배양근 초미세 분말을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다.
유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에는 본 발명의 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI)는 증가된 삼 배양근 초미세 분말 원료에 대하여 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 확실하다.
상기 식품 또는 음료의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품 또는 음료의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품 또는 건강음료를 모두 포함한다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
식물재료
산삼 배양근의 초미세 분말 제조실험에 있어 사용한 재료는 최적화된 조건으로 배양된 산삼 부정근을 이용하였으며, 초미세 분말(ultrafine powder)의 제조는 원재료를 저온 미분쇄기(Eco D and S Co., Ltd, Korea)를 이용하였고, 대조구는 조파쇄 분말(coarse powder)을 이용하였다.
초미세 분쇄기를 통한 산삼 배양근
의
분말화
산삼 배양근의 초미세 분쇄를 위하여 사용된 장치로는 분쇄 중의 마찰열로 인한 영양성분의 손실을 방지하기 위하여 모든 기구의 온도를 저온으로 유지할 수 있도록 고안된 저온 미분쇄기(Eco D and S Co., Ltd, Korea)를 사용하여 재료를 분말화하였다. 저온 미분쇄기는 투입부, 분쇄영역 및 배출부의 형태로 구성되어 있으며, 실험재료를 정량으로 공급하기 위하여 기어타입의 정량공급 장치를 설치 이용하였고, 대조구인 조파쇄의 경우 일반 가정용 믹서기를 이용하여 제조하였다. 초미세 분쇄기의 사양과 분쇄 조건은 표 1과 같다.
| Standard | Set |
| Model | EDD-10 |
| Feeding size(mm) | 1-2 |
| Freeding rate(kg/hr) | 3 |
| Moisture contents(%) | 13-15 |
| Circumferential velocity(m/s) | 110 |
| Mill chamber cooling system(℃) | -22 ~ -18 |
초미세
분말화된
산삼 배양근
의
특성 분석
최적화된 배양조건으로 배양된 산삼 부정근을 대상으로 하여 저온 미분쇄기(Eco D and S Co., Ltd, Korea)를 사용하여 분말화한 후 배양 부정근의 분쇄생성물에 대한 입도를 확인하기 위해 Particle Size Analyzer(Malvern Ins. Ltd, Mastersiser - 2000, U. K)를 이용하여 입도를 분석하였다. 분산제는 에탄올 95%를 사용하였고, 분말을 분산제에 넣어 1분간 분산시킨 후 5회 반복하여 입자를 측정하였다. 공시재료의 입자 분석은 체적(volume)의 크기에 따른 누적입도 분포도, 비표면적, 부피기준 평균 입도의 값도 측정하였다. 분포조사는 산삼 배양근의 입자크기를 체적(Volume)의 크기에 따라서 입도 분포도 d(0.1), d(0.5), d(0.9)의 값으로 측정하였는데, d(0.1)은 입자크기 분포곡선에서 시료 부피 10%일 때 입자크기를 나타내며, d(0.5)는 입자크기 분포곡선에서 시료 부피 50%일 때의 입자크기, d(0.9)는 입자크기 분포곡선에서 시료 부피 90%일 때의 입자의 크기를 나타낸다. 조파쇄 및 저온 미분쇄기(Eco D and S Co., Ltd, Korea)를 사용하여 초미세 분말화된 산삼 배양근의 외형적 특성을 주사현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM, S-4300, Hitachi, Tokyo, Japan)을 이용하여 관찰하였다.
초미세 분쇄에 따른 산삼
배양근의
수용성 측정
조파쇄 및 초미세 분말환 산삼 배양근을 150~250㎛의 체를 통과시킨 후 시료 1g과 증류수 40㎖를 원심분리 튜브에 투입하여 30℃로 30분간 교반시킨 후, 원심분리기(MEGA17R Hanil, Inchen-city, Korea)를 이용하여 상대 원심력 20,000g (13,680 rpm)에서 10분간 원심 분리하였고 상등액을 분리하여 열풍건조기를 이용하여 건조하였다. 건조된 상등의 고형분량과 초미세 분말화한 산삼 배양근 시료의 무게를 측정하여 수분 흡수력 WAI(Water Absorption capacity index(수학식 1)), 팽윤력 SW(Swelling powder (수학식 2)), 수분용해지수 WSI (Water solubility index (수학식 3))을 아래와 같은 식에 대입하여 산출하였다.
산삼
배양근의
조파쇄
및 초미세 분말의
진세노사이드
함량비교
조파쇄 분말(coarse powder)과 초미세 분말(ultrafine powder) 산삼 배양근 간의 진세노사이드 함량 비교를 수행하기 위하여 HPLC 분석을 실시하였다. 배양한 산삼부정근을 대상으로 하였으며, 각 배양근 시료를 동결건조기 (ILSHIN FD5505)를 이용하여 건조하고 분쇄하여 분말 시료를 제조하였고, 분말 시료 1 g에 70% 메탄올 10㎖를 가한 후 80℃ 항온 수조에서 환류법으로 3회 추출하고 감압농축 하였다. 감압농축된 추출물을 물로 재현탁한 후 디에틸 에테르(diethyl ether)를 가하여 분획함으로써 지용성 성분을 제거하고, 다시 수포화 n-부탄올을 첨가하여 해당된 수포화 n-부탄올 층을 3회에 걸쳐 분획하고 다시 감압농축하여 조사포닌을 획득하였다. 이를 분획한 후 추출하여 감압 농축하였다. 최종 주입 용매로는 메탄올을 사용하였다. 20㎕을 취하여 HPLC(Pharmacia LKB system)에 주입하여 분석하였다. 컬럼은 Altec Platinum C18 column (particle size 1.5lm, 3397 mm)을 사용하였고, 구배용출(gradient elution)을 하였다.
초미세
분말화된
배양
산삼부정근의
제품화 (
환류제품
)
초미세 분말화된 제품은 상기 기술한 바와 같이 진세노사이드와 같은 산삼 배양근의 유용성분 용출양이 극대화되고 수용화가 높은 특성을 가지고 있을 뿐 아니라 분말상태로 보관 가능하고 원료 자체가 가지는 식이섬유 등을 함께 포함하고 있음으로 보존과 유통상에 문제(미생물 오염, 부패, 효소발현에 의한 유용성분 파괴)가 발생하는 수삼 자체를 이용하는 것이나 조제에 많은 시간이 소요되며 복용할 때마다 끓여야 하는 불편이 있는 추출물 형태의 가공품보다 더 우수한 가공 적성을 가지고 있다고 하겠다.
초미세 분말 산삼 배양근에 대한 제품화는 '대환 제품'으로 제조하였는데 대환 제품은 생약을 개어서 둥글게 3.75 g 크기로 빚은 환약을 말한다. 최근 산삼 배양근과 같은 생약 소재의 제품 제형을 의약품이나 건강식품업계에서 주로 사용하는 팅크제, 캡슐제, 액체희석제(liquid dilution), 타정제품으로 적용하여 편의성에 근거한 정형화된 제형을 사용하고 있다. 하지만 이러한 제형은 생약제제에 대한 많은 가공공정이 적용되고 분리 및 분획, 첨가제 사용에 의해 유용성분의 파괴 및 영양학적 불균형을 초래하고 원소재가 가지는 고유한 가치를 감소시키고 있다. 대환 제형의 장점으로는 유효성분을 파괴하지 않고 그대로 섭취할 수 있고 순수 한방원료를 높은 열에 가열하지 않고 원료성분을 철저한 세척과 저온건조를 거쳐 그대로 분말화하여 소량의 농축액과 꿀을 혼합하여 빚어서 밀봉 포장할 수 있는 특징을 가지므로 순수 생약원료에 들어있는 여러 가지 유효성분 및 영양성분들을 모두 섭취할 수 있는 장점을 가지고 있다.
따라서, 초미세 분말화된 산삼 배양근에 대한 가공적성 판단 및 제품화 달성을 위하여 시제품을 제조하였는데, 대환 제품 제조 시 대환 1개의 무게는 일반적인 대환 제품 무게인 3.75g으로 결정하였으며, 대환 1개에 산삼 초미세 분말(0.06g, 1.6%)을 첨가하였다. 산삼 배양근 분말을 포함한 나머지 9가지 재료(산삼 배양근 분말, 홍삼 엑기스, 녹용분말(하대), 침향 추출액, 마카분말, 결정과당, 유당(락토밀), 대두분, 팽화 쌀가루, 글리세린을 혼합하여 원료로 사용하였다(표 2).
| 원료 | 함량 (%) | 대환 개(3.75g) | 비고 |
| 산삼 배양근 분말 | 1.6 | 0.06 | |
| 홍삼 엑기스 | 37 | 1.3875 | 기능성 식품 등재 조건 |
| 녹용분말(하대) | 0.1 | 0.00375 | |
| 침향 추출액 | 0.5 | 0.01875 | |
| 마카분말 | 17.8 | 0.6675 | |
| 과당(함수결정포도당) | 7 | 0.2625 | |
| 유당(락토밀) | 6 | 0.225 | |
| 대두분 | 20 | 0.75 | |
| 팽화 쌀가루 | 10 | 0.375 | |
| 글리세린 | 보습용 | ||
| 합계 | 100 | 3.75 |
실시예
1. 초미세 분쇄에 따른 산삼
배양근
분말의 물리화학적 특성 변화 분석(
입도분석
및 외형적 특성)
동결 건조된 산삼 배양근을 저온 미분쇄기를 이용하여 초미세 분말화 하였으며 조파쇄 분말(coarse powder)과 초미세 분말(ultrafine powder)을 대상으로 입도 분석을 수행한 결과, 분쇄 속도를 100m/s로 하여 분쇄시킨 조파쇄 산삼 배양근 분말의 경우 입도 분포가 d(0.1)에서 32.072㎛, d(0.5)에서는 83.636㎛, d(0.9)에서는 164.036㎛로 나타났고, 평균 입도는 93.24㎛로 나타났다(표 3 및 도 1).
| coarse powder | ultrafine powder | |
| d(0.1)1 | 32.07 | 3.73 |
| d(0.5)2 | 83.63 | 15.46 |
| d(0.9)3 | 164.03 | 46.26 |
| 평균 | 93.24 | 21.089 |
반면, 동일 분쇄속도에서 분쇄시킨 초미세 분말화된 산삼 배양근의 경우 입도 분포가 d(0.1)에서 3.703㎛, d(0.5)에서 15.146㎛, d(0.9)에서 46.260㎛의 값을 나타내었고, 평균 입도는 21.089㎛로 측정되어 산삼 배양근의 조파쇄 분말에 비하여 초미세 분말의 평균 입도가 약 72.151㎛ 정도 작게 나타났다. 또한 입도 분포 d(0.1)에서 보듯이 초미세 및 조파쇄의 최소 입자크기의 차는 28.369㎛로 입자의 크기가 뚜렷이 구분되었다. 입도 분포의 범위는 초미세 분말의 경우 입도 분포 곡선이 20㎛ 범위에서 더 좁은 영역에 분포함으로써 산삼 배양근을 초미세 분말화하여 입도 분포가 균일한 분말로 생산될 수 있음을 확인하였다(도 2).
조파쇄 분말 및 저온 미분쇄기를 사용해서 분쇄된 초미세 분말화된 산삼 배양근의 외형적 형태를 SEM을 이용하여 관찰하였다. 조파쇄 분말은 배율을 30배 및 100배로 적용하고(300배 이상의 경우 입도가 커서 관찰 불가함), 초미세 분말은 100배 및 300배로 관찰하였다. 관찰한 결과 조파쇄 산삼 배양근 분말은 표면이 깨진 것처럼 분말 사이 불규칙한 형태를 보였으며, 입도가 크고 입도의 분포도 매우 넓게 형성되어 있어 균일하지 못한 분말의 형태를 가지는 반면, 초미세 산삼 배양근 분말의 표면은 비교적 구형의 형태로 나타나며 입도가 작고 입도 분포도 좁은 형태를 나타내었다(도 3).
실시예
2. 초미세 분쇄에 따른 산삼
배양근의
화학적 특성
저온 초미세 분쇄기에 의해 분쇄된 산삼 배양근 초미세 분말의 수용성을 조파쇄 분말과 비교 측정한 결과, 조파쇄 산삼 배양근 분말의 수분 흡수력(WAI)은 4.12로 나타난 반면, 초미세 분말화된 산삼 배양근의 WAI는 3.50을 나타내었고, 팽윤력(Swelling powder)의 경우 조파쇄가 9.18, 초미세 분말이 6.46으로 나타나 산삼 배양근 초미세 분말은 입자크기 감소에 따라 수분 흡수력과 팽윤력이 감소하는 결과를 나타내었다.
수분 흡수력이나 팽윤력은 다당류 사슬에 의해서 형성되는 다공성의 매트릭스 구조와 관계가 있는데, 다당류 사슬과 물 분자와의 수소결합을 통해서 많은 양의 물을 보유할 수가 있다. 분쇄된 분말의 입자크기가 크면 이러한 다당류 사슬에 의해 다공성의 매트릭스 구조를 형성하여 분말의 수분 흡수력과 팽윤력이 증가하게 된다. 건조된 분말은 대기나 주변에 존재하는 수분을 흡수하여 서로 뭉치게 된다. 따라서 입도가 넓고 입도 분포가 고르지 않은 상태의 조파쇄 분말의 경우 습도가 높은 곳에 보관 중에 쉽게 뭉치는 특성을 가지는 반면, 초미세 분말의 경우 입자크기가 작고 입도 분포가 좁아 외부의 수분을 쉽게 흡수할 수 없으므로 저장성이 증대될 수 있을 것으로 판단된다.
| WAI | SW | WSI (%) | |
| coarse powder | 4.12 ±0.21 | 9.18 ±0.21 | 18.23 ±0.21 |
| ultrafine powder | 3.50 ±0.21 | 6.46±0.21 | 64.19 ±0.33 |
산삼 배양근의 조파쇄 분말과 초미세 분말의 수분용해지수(WSI)를 비교한 표 4를 보면 조파쇄의 경우 18.23%이고, 초미세의 경우 64.19%로 나타나 초미세 분말의 경우 조파쇄 보다 약 3.6배 정도 수분용해지수(WSI)가 높아지는 효과를 나타내었다. 이러한 결과를 통해 산삼 배양근을 초미세 분말하여 이용하는 경우 분말을 차 형태로 이용하여 혼합하여 음용하는 경우 초미세 분말화에 의해 수화능이 증대되어 물에 양호한 분산력을 가짐으로써 물 분자 사이에 고르게 현탁될 수 있을 것으로 판단된다.
실시예
3. 산삼 배양근
의
조파쇄
및 초미세 분말의
진세노사이드
함량비교
저온 초미세 분쇄기에 의해 분쇄된 산삼 배양근 초미세 분말에서 용출되는 유용성분인 진세노사이드 함량을 분석하여 조파쇄 산삼 배양근 분말과 초미세 분말을 비교한 결과 Rh1과 Rg3를 제외하고 모든 진세노사이드 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 11종의 진세노사이드로 대표되는 총 진세노사이드 함량은 초미세 분말에서 6408.2㎍/gDW, 조파쇄의 경우 4,380㎍/gDW로 나타나 초미세 분말이 조파쇄 분말보다 추출 함량이 1.46배 증대됨을 나타내었다. 각 진세노사이드 함량에 있어서도 노토 진세노사이드(Noto ginsenoside)의 경우 조파쇄가 823.5㎍/g으로 나타난 반면 초미세 분말의 경우 1990.4㎍/g으로 약 2.41배 정도 증가하였고 이 밖에도 Rf, Rb1, Rb3 등이 2배 이상의 함량 증대를 나타내었다. 초미세 분말에서 조파쇄 보다 진세노사이드 함량이 더 증가되어 나타난 것은 조파쇄 분말의 메탄올 추출물의 수율이 21.4%를 나타낸 반면 초미세 분말에 대한 메탄올 추출물의 수율이 41.2%로 2배 이상의 증가를 통해 초미세 분말화 공정 중 진세노사이드의 함량에 변화를 줄 수 있는 화학적 변화에 의한 것보다 산삼 배양근 원재료 추출 시 초미세 분말화에 의해 입도가 감소하였고, 이에 따라 용매에 대한 표면적이 증가하여 산삼 배양근으로부터 더 많은 진세노사이드가 용출되기 때문인 것으로 판단된다.
식물 소재의 시료를 초미세 분말화하는 것은 분쇄과정에 있어 전단력에 의해 추출 시 유용성분의 용출에 대한 장애물로 작용하는 식물 세포벽을 파괴하여 유용성분이 더 잘 용출되어 나올 수 있도록 하는 특성을 가지게 되며 생체 이용률 또한 증대시킬 수 있는 공정으로 적용할 수 있을 것으로 분석되었다. 이와 같이 산삼 배양근을 초미세 분말화와 같은 물리적 가공 방법에 의해 원재료의 수율과 진세노사이드 함량을 증대시킬 수 있을 것으로 분석되었다.
| Coarse | Ultrafine | |
| Yield (%) | 24.0 | 41.2 |
| NotoR1 | 823.5 | 1990.4 |
| Ro | 186.9 | 346.5 |
| Rf | 126.2 | 308.0 |
| Rb1 | 398.9 | 888.3 |
| Rb3 | 174.5 | 310.7 |
| Rh1 | 181.0 | 69.5 |
| Rb2 | 568.6 | 759.0 |
| Rc | 643.0 | 652.0 |
| Rd | 415.0 | 471.8 |
| Rh2 | ND | ND |
| Rh3 | 863.1 | 612.0 |
| Total | 3,541.6 | 5,837.4 |
실시예
4. 초미세
분말화된
배양
산삼부정근의
제품화 (
환류제품
)
최적화된 조건을 통해 배양된 산삼 부정근을 대상으로 하여 초미세 분말화를 수행하고 산삼 배양근에 대한 가공적성 판단 및 제품화 달성을 위하여 초미세 분말화된 산삼 배양근을 주원료로 하는 대환 제품을 제조하여 완성하였다. 제조된 대환제품을 건강기능식품의 품질표시 기준에 적합한지의 여부를 확인하기 위하여 진세노사이드 분석을 실시한 결과, 인삼류에 대한 건강기능식품 품질표기 기준(Rg1+Rb1으로 0.8~3.4mg/g)에 부합되는 Rg1+Rb1 합이 3.4 mg/g에 해당되는 것을 확인하였다.
Claims (9)
- 산삼 부정근을 -22 ~ -18℃의 저온 미분쇄기로 18~23㎛ 입도로 초미세 분말화하는 단계를 포함하는 수분 흡수력(Water Absorption Index, WAI) 또는 팽윤력(Swelling powder, SW)은 감소되고, 수분용해지수(Water solubility Index, WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 산삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 특정 진세노사이드는 진세노사이드 NotoR1, Ro, Rf, Rb1 또는 Rb3인 것을 특징으로 하는 산삼 배양근 초미세 분말을 제조하는 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항 또는 제3항의 제조 방법에 의해 제조된 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 산삼 배양근 초미세 분말.
- 제7항의 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 산삼 배양근 초미세 분말을 함유하는 식품.
- 제7항의 수분 흡수력(WAI) 또는 팽윤력(SW)은 감소되고, 수분용해지수(WSI) 및 특정 진세노사이드 함량이 증가된 산삼 배양근 초미세 분말을 함유하는 음료.
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| KR1020120153279A KR101423116B1 (ko) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 저온 미분쇄기를 이용한 삼 배양근 초미세 분말의 제조 방법 및 그에 따른 삼 배양근 초미세 분말 |
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| KR102499346B1 (ko) | 2022-01-24 | 2023-02-14 | (주)제이비 바이오 | 천연복합발효액과 이를 이용하여 활성성분을 증대시키고 체내흡수율을 개선시킨 고상발효 초미세분말 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20060024927A (ko) * | 2004-09-15 | 2006-03-20 | 씨제이 주식회사 | 기계적 분쇄법에 의한 미크론 사이즈 인삼 분말의제조방법 |
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