KR101607452B1

KR101607452B1 - 벤조피렌 함량이 저감되고 침출 효율이 높은 흑편삼의 제조방법

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Publication number: KR101607452B1
Application number: KR1020150131601A
Authority: KR
Inventors: 최성근; 전병선; 이창순; 박기태; 박노영; 김도연; 이수영
Original assignee: 대동고려삼 주식회사
Priority date: 2015-09-17
Filing date: 2015-09-17
Publication date: 2016-03-30
Also published as: KR101607452B9

Abstract

본 발명은 (a) 세척한 수삼을 증숙하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 증숙한 수삼을 건조하여 홍삼을 제조하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 제조한 홍삼을 탄산칼슘 수용액에 침지시킨 후 꺼내어 숙성시키는 단계; 및 (d) 상기 (c)단계의 숙성시킨 홍삼을 절단하고 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼 및 상기 흑편삼을 이용하여 제조된 가공식품에 관한 것이다.

Description

벤조피렌 함량이 저감되고 침출 효율이 높은 흑편삼의 제조방법{Method for producing sliced black ginseng with reduced benzopyrene content and improved leaching efficiency}

인삼은 식물 분류학상으로 오갈피나무과(Araliaceae)의 인삼속(Panax)에 속하는 다년생 음지성 초본식물로서 오래전부터 한방에서 중요한 약재로 사용되어져 왔다. 인삼을 그대로 사용하거나 건조하여 이용하고 있으며, 또한, 인삼을 증숙시켜 홍삼을 제조하여 사용되기도 한다. 인삼을 증숙하여 홍삼을 제조하게 되면, 삼의 약리작용이 변화되어 삼에는 없던 성분이 생기거나, 기존에 존재하던 성분들의 함량이 증가한다고 보고된 바 있다.

우리나라의 홍삼은 약 1,000년 전부터 제조된 역사적 기록을 가지고 있으며, 현재는 약 35억 달러의 세계시장규모로 형성되어 국내벤처기업들이 세계시장에 진입하기 좋은 고유의 전통한약재 또는 건강기능식품이다. 근래 들어 인삼의 약리효능 연구의 과학적 진보에 따라 인삼으로부터 특유의 진세노사이드 성분을 분리하고, 그 화학구조를 밝히는 한편, 인삼의 유효성분과 약리효능을 구명함에 따라 인삼의 개별 사포닌마다 그 약리효능이 각각 다르고 새로운 효능이 속속들이 밝혀짐으로써 특정성분의 사포닌을 강화시킨 기능성 제품을 효율적이고 경제성 있게 제조하기 위한 인삼의 가공 및 제조방법과 관련된 기술이 개발되고 있으며, 이러한 기술들이 각광받고 있는 실정이다.

상기와 관련하여 과거 인삼의 약리효능을 강화시킨 예로서 백삼과 흑삼의 차이를 들 수 있으며, 수삼의 가공방법의 차이에 따라 백삼, 홍삼 및 흑삼 제품으로 나눌 수 있고, 이들 백삼, 홍삼 및 흑삼 제품의 진세노사이드 함량은 백삼에 비해 홍삼 및 흑삼에 훨씬 더 많이 함유되어 있다. 이것은 백삼보다 홍삼 및 흑삼 제품의 약리효능이 더 뛰어나다는 것을 나타내기 때문에, 홍삼 및 흑삼을 더 선호하는 경향을 가지는 이유가 되었다.

특히, 흑삼의 전통적인 제조공정은 열처리에 의한 방법인 구증구포에 의하여 흑삼을 제조하는 방법이 알려져 있으며, 구증구포의 과정 중 색상이 백색(수삼, 백삼)→ 적다갈색(홍삼)→흑다갈색(흑삼)으로 변하며 맛과 유용성도 변하게 된다.

전통적인 방법에 따라 제조된 흑삼의 효능은 인삼을 구증구포하는 과정에서 생삼의 독소들이 제거되고 인체에 유익한 생리활성 성분들이 생겨나서 백삼에 없는 항산화 작용 성분과 다양한 아미노산, 유리지방산 등이 포함되어 있고, 인삼보다 많은 30여 종류의 사포닌(Rg1, Rh2, Rg3 등) 성분을 함유하며, 인삼과는 다르게 중성화가 되어 흡수력이 매우 뛰어나고 열이 많은 사람도 복용하는데 아무런 문제가 발생하지 않는다.

또한, 흑삼은 구증구포(九蒸九曝) 과정에서 인삼조직 중 전분 입자가 졸(sol) 상태에서 겔(gel) 상태로 전환되기 때문에 수삼, 홍삼보다 소화흡수가 잘 되며, 구증구포를 거치는 동안 화학적 성분 변화가 일어남에 따라 새로운 생리활성성분이 생성되어 인체에 유익한 성분이 증가하므로 유효성분 함량이 높으며, 숙취제거, 노화방지, 피로개선, 스트레스 저하효과, 혈액순환, 면역기능, 골다공증 예방, 빈혈치료, 남성불임치료효과, 고혈압 및 당뇨병 개선 등에서 홍삼보다 함유 성분이 탁월하다.

그리고 최근 (사)한국인삼제품협회의 효능 검사결과에 의하면 대표적인 항암 성분이자 혈압강하, 뇌신경세포 보호작용, 항혈전작용, 항산화작용 등의 효능을 가진 사포닌 성분 중 진세노사이드(Ginsenosides) Rg3 등 10여 개 항목에서 흑삼이 홍삼에 비해 월등하게 더 함유되어 있고, 이는 인삼보다는 홍삼이, 홍삼보다는 흑삼이 사포닌 약리작용에 있어 효과가 큰 것을 의미한다.

상기와 같이 홍삼보다 더 인삼을 여러 번 증숙하고 건조하는 과정을 거쳐서 인삼보다 활성성분이 뛰어난 흑삼을 제조하는 것에 큰 관심을 두고 있는 실정이다. 그러나 현재까지 알려진 흑삼의 제조방법은 그 제조과정이 복잡하며 시간이 오래 걸리고 제조과정에서 실패하는 경우가 많아져서 고가의 가격으로 산업화되어 일상생활에 이용되기 어려움이 있다. 또한, 높은 온도에서 수증기로 찌는 증숙 및 열풍건조기 내에서 고온으로 건조하는 단계에서 발생하는 벤조피렌으로 인해 소비자들이 흑삼의 섭취를 꺼리는 문제점이 있다.

한국등록특허 제1302513호에는 흑삼 건조절편의 제조방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제1076697호에는 봉밀절편홍삼의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 벤조피렌 함량이 저감되고 침출 효율이 높은 흑편삼의 제조방법과는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 벤조피렌 함량이 저감되고 침출 효율이 높은 흑편삼을 제조하기 위해, 탄산칼슘 처리 조건, 건조조건 등의 제조조건을 최적화하여 흑편삼을 제조함으로써, 기존의 흑편삼에 비해 특정 진세노사이드 함량이 다량 증진될 뿐만 아니라, 벤조피렌 발생을 저감화시키고 침출 효율을 극대화한 흑편삼의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (a) 세척한 수삼을 증숙하는 단계; (b) 상기 (a)단계의 증숙한 수삼을 건조하여 홍삼을 제조하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 제조한 홍삼을 탄산칼슘 수용액에 침지시킨 후 꺼내어 숙성시키는 단계; 및 (d) 상기 (c)단계의 숙성시킨 홍삼을 절단하고 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 흑편삼을 이용하여 제조된 가공식품을 제공한다.

기존의 흑삼은 인삼 및 홍삼보다 활성성분이 뛰어나지만 제조과정이 복잡하고 시간이 오래 걸려서 제조비용 및 노력이 많이 들어, 고가의 가격으로 형성되어 소비자들도 흑삼 구입 시 부담이 큰 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명은 기존의 흑편삼 제조과정에서 9회 이상 증숙 및 건조를 반복하는 과정을 획기적으로 줄여 1회 증숙 및 2회 건조과정만으로 흑편삼으로 제조하여 제조시간 및 비용을 줄일 수 있어 건강식품시장에서 산업경쟁력이 높은 흑편삼을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 흑편삼은 특정 진세노사이드 함량이 증진될 뿐만 아니라, 벤조피렌 함량도 현저하게 저감되어 소비자들이 안전하게 섭취할 수 있는 이점이 있고, 흑편삼의 쓴맛은 감소하여 부드러운 맛이 증가하고 침출 효율이 높아 침출차로 섭취가 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 방법으로 제조된 흑편삼의 사진이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

(a) 세척한 수삼을 증숙하는 단계;

(b) 상기 (a)단계의 증숙한 수삼을 건조하여 홍삼을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 제조한 홍삼을 탄산칼슘 수용액에 침지시킨 후 꺼내어 숙성시키는 단계; 및

(d) 상기 (c)단계의 숙성시킨 홍삼을 절단하고 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 흑편삼의 제조방법에서, 상기 (c)단계의 침지는 바람직하게는 0.08~0.12%(w/v) 탄산칼슘 수용액에 50~70분 동안 침지할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.1% 탄산칼슘 수용액에 60분 동안 침지할 수 있다. 상기와 같이 홍삼을 탄산칼슘 수용액에 침지하는 것이 흑편삼 제조 시 증숙 및 건조 횟수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 증숙 단계에서 Rg3 및 Rh2의 진세노사이드로 변환되는 것을 촉진시킬 수 있었고, 제조된 흑편삼 내 벤조피렌 함량도 감소시킬 수 있었다. 그러나, 침지 농도 및 시간이 상기 범위 미만일 경우 침지하는 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과할 경우 탄산칼슘 수용액에 진세노사이드 성분이 용출되고 벤조피렌 함량도 증가하므로 바람직하지 않다.

또한, 본 발명의 흑편삼의 제조방법에서, 상기 (d)단계의 건조는 바람직하게는 55~65℃에서 2.5~3.5일 동안 건조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 60℃에서 3일 동안 건조할 수 있다. 상기와 같은 조건으로 건조하는 것이 흑편삼의 벤조피렌 함량은 저감되면서 기호도가 우수한 흑편삼으로 제조할 수 있었다.

본 발명의 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼의 제조방법은, 보다 구체적으로는

(a) 세척한 수삼을 80~120℃에서 2~4시간 동안 증숙하는 단계;

(b) 상기 (a)단계의 증숙한 수삼을 40~60℃에서 20~28시간 동안 건조하여 홍삼을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 제조한 홍삼을 0.08~0.12% 탄산칼슘 수용액에 50~70분 동안 침지시킨 후 꺼내어 60~80℃에서 3~5일 동안 숙성시키는 단계; 및

(d) 상기 (c)단계의 숙성시킨 홍삼을 1~2 ㎜ 두께로 절단하고 55~65℃에서 2.5~3.5일 동안 건조하는 단계를 포함할 수 있으며,

더욱 구체적으로는

(a) 세척한 수삼을 100℃에서 3시간 동안 증숙하는 단계;

(b) 상기 (a)단계의 증숙한 수삼을 50℃에서 24시간 동안 건조하여 홍삼을 제조하는 단계;

(c) 상기 (b)단계의 제조한 홍삼을 0.1% 탄산칼슘 수용액에 60분 동안 침지시킨 후 꺼내어 60℃에서 3일 동안 숙성시키는 단계; 및

(d) 상기 (c)단계의 숙성시킨 홍삼을 1~2 ㎜ 두께로 절단하고 60℃에서 3일 동안 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 흑편삼의 제조방법에서, 상기 (c)단계와 같이 탄산칼슘 수용액을 처리한 홍삼을 꺼내어 상기와 같은 조건으로 숙성시킴으로써, 탄산칼슘 수용액이 홍삼 내부로 균일하게 스며들 수 있도록 하였다.

본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조된 벤조피렌 함량이 저감된 흑편삼을 제공한다. 본 발명에서 사용되는 흑편삼은 흑색을 띠는 가공인삼을 일정한 두께로 절단한 것으로, 흑삼 절편이라고도 한다. 본 발명의 흑편삼은 흑편삼의 쓴맛은 감소하여 부드러운 맛이 증가하고 침출 효율이 높아 소비자들의 섭취가 용이하고, 특정 진세노사이드 함량도 증진되어 품질이 우수하고, 제조기간도 7일 이내로 완성할 수 있기 때문에 건강식품시장에서 산업경쟁력이 높은 흑편삼을 제공할 수 있다. 또한, 벤조피렌 함량도 현저하게 저감되어 소비자들이 안전하게 섭취할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 또한, 상기 흑편삼을 이용하여 제조된 가공식품을 제공한다. 상기 가공식품으로는 환, 차, 건강기능성 식품류, 분말, 술, 과자, 비스켓, 초콜렛, 빵 또는 음료일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 실험 결과에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

제조예 1: 흑편삼 제조

(a) 중미삼을 포함하는 동체삼과 미삼을 분리하여 수삼을 세척하였다.

(b) 상기 세척한 동체삼을 100℃에서 3시간 동안 증숙하였다.

(c) 상기 증숙한 동체삼을 열풍건조기로 50℃ 이하로 24시간 동안 건조하여 홍삼을 제조하였다.

(d) 상기 제조한 홍삼을 0.1%(w/v) 탄산칼슘 수용액에 1시간 동안 침지시켜 수분 함량을 30%(v/w)로 조절한 후 꺼내어 60℃에서 3일 동안 숙성시켰다.

(e) 상기 숙성시킨 홍삼을 1~2 ㎜ 두께로 절단하고 60℃에서 3일 동안 건조시켜 흑편삼을 제조하였다(도 1).

1. 벤조피렌 분석방법

벤조피렌 분석방법은 2007년 12월 31일자 식품의약품안전청 건강기능식품(소위 흑삼)중 벤조피렌 시험법 지침에 따라 시료 3~5 g을 칭량하여 디클로로메탄으로 추출 및 농축한 후, 헥산에 녹여 프로리실 카트리지를 통과한 후 건조시켜 아세토나이트릴에 녹여 액체크로마토그래프(High Performance Liquid Chromatograph)로 분석하였다. 내부 표준물질로는 3-메틸콜란트렌을 사용하였으며, 검출기는 형광검출기(Fluorescence detector)를 사용하였다. 또한, 칼럼은 역상분배형(C₁₈ Supelco LC-PAH 4.6 ㎜×250 ㎜ I.D.)을 사용하였고 분석조건은 하기의 표 1과 같다.

벤조피렌 분석조건

장비	가동조건
주입 용량	10 ㎕
컬럼 온도	35℃
이동상	Acetonitrile:H₂O = 8:2
검출기 파장	여기파장 296 nm, 측정파장 404 nm
유속	1.0 ㎖/min

2. 진세노사이드 함량 측정 방법

진세노사이드의 함량 분석은 UVD(Ultra Visible Detector)가 장착된 HPLC(High Performance Liquid Chromatography)로 분석하였고, 분석조건은 하기 표 2와 같고, 함량 계산식은 하기 식과 같다.

진세노사이드 함량(㎎/g) = S × (a×b)/시료채취량(g)

S: 시험용액 중 개별 진세노사이드 농도(㎎/㎖)

a: 시험용액의 전량(㎖)

b: 희석배수

진세노사이드 분석조건

장비	GILSON system
검출기	UV detector(203 nm)
컬럼	Frontosil 120-5-C18-ace-EPS (4.6 mm×250 mm, 5.0 ㎛)
컬럼온도	40℃
이동상	Acetonitrile:D.W. (gradient)
유속	1.2 ㎖/min
주입 용량	20 ㎕

실시예 1: 흑편삼의 침출 효율 및 관능검사

상기 제조예 1의 방법으로 제조된 흑편삼과, 상기 제조예 1에서 (a) 내지 (c)단계에 걸쳐 제조된 홍삼을 1~2 ㎜ 두께로 절단한 홍삼절편(비교예 1), 상기 제조예 1의 방법으로 제조하되 (d)단계의 탄산칼슘 침지하지 않고 제조된 비교예 2를 각각 5 g을 100 ㎖의 열수에 침출한 후 침출액의 Brix 및 색상을 측정하였으며, 또한, 상기 시료를 침출한 침출차의 관능 검사(5점 척도법)를 수행한 결과는 하기 표 3과 같다.

흑편삼의 침출 효율 및 관능검사

구 분	침출시간	비교예 1	비교예 2	제조예 1
Brix(%)	1시간	1.5	1.7	1.9
	2시간	2.1	2.3	2.7
	3시간	2.4	2.5	3.0
	4시간	2.5	2.6	3.2
색상 (OD 440 nm)	1시간	0.51	1.01	2.78
	2시간	0.64	1.52	2.87
	3시간	0.85	1.80	3.02
	4시간	0.75	2.02	3.02
관능선호도		2.20	3.12	4.00

표 3에서 보는 것처럼 제조예 1과 비교예 모두 침출시간이 경과함에 따라 Brix와 색상이 증가하였으나 침출 3시간부터 증가세가 완만하게 나타났고, 비교예들에 비해 제조예 1이 침출 효율이 더 높게 나타났다. 또한, 관능적 선호도는 비교예들에 비해 제조예 1의 흑편삼이 높은 선호도를 나타내었다.

실시예 2: 건조온도 및 기간에 따른 흑편삼의 벤조피렌 함량

상기 제조예 1의 방법으로 제조하되, 상기 (e)단계의 건조온도 및 기간을 달리하여 제조된 흑편삼의 벤조피렌 함량은 하기 표 4와 같다.

건조온도 및 기간에 따른 흑편삼의 벤조피렌 함량(㎍/kg)

건조온도	건조기간	벤조피렌 함량(㎍/kg)	기준
50℃	3일	0.06	2.0 ㎍/kg 이하
60℃	3일	0.04
	4일	0.07
	5일	0.08
70℃	3일	0.10
	4일	0.11
	5일	0.11
80℃	3일	0.12
	4일	0.12
	5일	0.14

그 결과, 모든 건조온도 및 시간에서 우리나라 식품에 있어 벤조피렌 허용 기준치인 2.0 ㎍/kg 이하로 나타났다. 건조조건에서는 60℃에서 3일 동안 건조시켜 흑편삼을 제조하는 것이 벤조피렌 함량이 가장 낮게 나타났다.

실시예 3: 탄산칼슘 수용액 처리 농도에 따른 흑편삼의 벤조피렌 함량

상기 제조예 1의 방법으로 제조하되, 상기 (d)단계의 탄산칼슘 수용액의 농도를 달리하여 제조한 흑편삼의 벤조피렌 함량은 하기 표 5와 같다.

탄산칼슘 수용액 처리 농도에 따른 흑편삼의 벤조피렌 함량(㎍/kg)

탄산칼슘 수용액 농도(w/v)	벤조피렌 함량(㎍/kg)
0.05%	0.05
0.1%	0.04
0.2%	0.10

그 결과, 탄산칼슘 수용액 농도를 0.1% 이하로 제조하여 홍삼을 침지하는 것이 벤조피렌 함량이 낮게 나타났다.

실시예 4: 탄산칼슘 수용액 처리 농도를 달리한 흑편삼의 진세노사이드 함량

상기 실시예 3의 결과, 벤조피렌 함량이 낮게 나타난 탄산칼슘 용액 0.05%와 0.1% 농도에서 처리하여 제조한 흑편삼과 제조예 1의 방법으로 제조하되 탄산칼슘 처리하지 않고 제조된 흑편삼을 가지고 진세노사이드 함량을 측정하였다.

탄산칼슘 수용액 처리 농도를 달리한 흑편삼의 진세노사이드 함량(㎎/g)

진세노사이드 종류	탄산칼슘 무처리	0.05% 탄산칼슘 수용액 처리	0.1% 탄산칼슘 수용액 처리
Rb1	0.32	0.55	0.77
Rg1	0.15	0.29	0.42
Rg3	2.24	3.08	3.27
Rh2	1.02	1.13	1.42

그 결과, 0.1% 탄산칼슘 수용액에 침지하여 제조된 흑편삼이 탄산칼슘 무처리 및 탄산칼슘 수용액을 다른 농도로 처리하여 제조된 흑편삼에 비해 Rb1, Rg1, Rg3 및 Rh2 함량이 증진됨을 확인할 수 있었다(표 6).

Claims

(a) 세척한 수삼을 80~120℃에서 2~4시간 동안 증숙하는 단계;
(b) 상기 (a)단계의 증숙한 수삼을 40~60℃에서 20~28시간 동안 건조하여 홍삼을 제조하는 단계;
(c) 상기 (b)단계의 제조한 홍삼을 0.08~0.12% 탄산칼슘 수용액에 50~70분 동안 침지시킨 후 꺼내어 60~80℃에서 3~5일 동안 숙성시키는 단계; 및
(d) 상기 (c)단계의 숙성시킨 홍삼을 1~2 ㎜ 두께로 절단하고 55~65℃에서 2.5~3.5일 동안 건조하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 벤조피렌 함량이 저감되고 침출 효율 및 Rh2 함량이 증진된 흑편삼의 제조방법.
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제1항의 방법으로 제조된 벤조피렌 함량이 저감되고 침출 효율 및 Rh2 함량이 증진된 흑편삼.
제4항의 흑편삼을 이용하여 제조된 가공식품.