KR101683478B1 - Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조방법 - Google Patents

Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건 하에 발효한 후 숙성하여 발효 홍삼을 제조하고, 상기 제조한 발효 홍삼을 멸균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼 및 발효 홍삼 내의 Rg3 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.

Description

Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조방법{Method for producing fermented red ginseng with enhanced ginsenoside Rg3 content}
본 발명은 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건하에서 발효한 후, 숙성하여 발효 홍삼을 제조하고, 상기 제조한 발효 홍삼을 멸균하는 단계를 포함하여 제조하는 것을 특징으로 하는 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조방법, 상기 방법으로 제조된 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼 및 발효 홍삼 내의 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.
인삼은 식물 분류학상 오가피과(Panax)의 인삼 속에 속하는 다년생 숙근초로서 지구상에 약 11종이 알려져 있다. 인삼은 지금까지 많은 약리실험을 통해 콜레스테롤 저하, 지질과산화 억제, 혈압강하, 혈류증가, 뇌혈관확장, 심장기능항진, 항부정맥, 항혈전, 혈소판응집 억제, 만성신부전 치료 효과, 세포독성 및 암 억제, 면역조절 작용, 기억력 증가, 뇌대사 항진, 항스트레스, 항산화 작용, 항노화 작용, 항궤양 및 위액분비 억제, 작업 능력 항진, 방사선에 대한 보호작용, 항당뇨, 해독, 간세포 효소 증가, 천식 치료, 항염증, 진통작용, 빈혈치료, 생식능력 증진 및 성 수행능력 증진, 알코올 혈중농도 저하, 항알러지, 항암제 등의 활성이 있는 것으로 알려져 있다.
한편, 홍삼은 말리지 않은 인삼(Panax ginseng C.A. Meyer), 즉 수삼을 쪄서 익히고 말려서 제조하며, 붉은 빛깔을 나타내기 때문에 홍삼이라고 부른다. 수분을 15% 이하로 함유하고 있기 때문에 보관이 용이하며, 다양한 유효 성분을 함유하고 있어 약제나 건강식품으로 애용되고 있고, 특히 우리나라 사람이 가장 애용하는 건강 기능식품이다. 홍삼의 주요 성분으로는 배당체(glycoside), 인삼향성분(panacen), 폴리아세틸렌계 화합물, 함질소성분, 플라보노이드, 비타민, 미량원소, 효소, 항산화물질, 유기산, 아미노산 등이 있으며, 특히 백삼에 들어있지 않는 Rh2, Rs1, Rs2 뿐만 아니라, 인삼에 극미량 존재하는 Rg3의 진세노사이드가 함유되어 있어, 선호되고 있다. 이러한 홍삼은 자체의 성분만으로도 다양한 약리적 효과를 기대할 수 있으나, 현대인들의 건강에 대한 관심이 높아지면서 보다 효과가 우수하고 다양한 기능성이 부여된 홍삼 제품이 요구되고 있으며, 이에 따라 다양한 홍삼 제품의 개발이 이루어지고 있다.
최근 들어 이러한 인삼 또는 홍삼의 약효 성분이 인체 내로 용이하게 흡수되도록 하며, 극미량의 유효성분을 강화하는 방법으로 인삼 또는 홍삼을 농축하는 방법 등이 사용되고 있다. 이와 관련된 기술로서, 한국등록특허 제0789678호는 김치 유산균을 이용한 발효인삼 또는 발효 홍삼의 제조방법을 개시하고 있고, 한국등록특허 제0522445호는 기능성 및 관능성이 우수한 인삼발효액의 제조방법을 개시하고 있다. 또한, 한국등록특허 제0789261호는 배당체 분해물을 함유하는 발효인삼 및 이의 제조방법을 개시하고 있으며, 한국등록특허 제0856790호는 발효인삼 또는 홍삼의 제조방법을 개시하고 있으나, 본 발명의 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조방법과는 상이한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 발효 홍삼을 제조하는 단계로, 멸균, 발효, 숙성 및 멸균 과정을 최적화하여 Rg3 진세노사이드 함량이 증진되면서 유효성분 흡수율을 높이고, 쓴맛이 적고 맛이 부드러워 소비자들의 기호도에 적합한 발효 홍삼의 제조방법을 제공함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 홍삼농축분말을 멸균하는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건 하에서 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 숙성하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 멸균하는 단계;를 포함하는 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 것을 특징으로 하는 발효 홍삼의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 홍삼농축분말을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 단계; (b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건 하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)를 이용하며, 34~40℃에서 4~6일 동안 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계; (c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 75~95℃에서 20~28시간 동안 숙성하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 홍삼 내의 Rg3 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법으로 제조한 발효 홍삼은 종래의 방법으로 제조한 발효 홍삼에 비해 Rg3 진세노사이드 함량이 증진되고 쓴맛이 적고 맛이 부드러워 소비자들이 거리낌없이 섭취할 수 있는 건강식품으로서 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 발효 홍삼을 가공하여 엑기스, 환 및 음료 등의 여러 제품 형태로 응용할 수 있어, 이를 통해 농가의 소득 증대를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 발효 홍삼에 포함된 진세노사이드 함량(g/kg)을 분석한 그래프로, #1은 대조구로서, 홍삼농축액 분말이고; #2는 종래의 발효방법으로 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033)를 이용하여 제조한 발효 홍삼이며; #3은 pH가 4인 조건하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F5(한국공개특허 제2013-0017142호)를 이용하여 제조한 발효 홍삼이고; #4는 pH가 6인 조건 하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F5(한국공개특허 제2013-0017142호)를 이용하여 제조한 발효 홍삼이다. #5는 pH가 4인 조건하에서 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033)를 이용하여 제조한 발효 홍삼이고; #6은 pH가 6인 조건 하에서 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033)를 이용하여 제조한 발효 홍삼이다.
본 발명은
(a) 홍삼농축분말을 멸균하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건 하에서 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 숙성하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 멸균하는 단계;를 포함하는 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 것을 특징으로 하는 발효 홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
상기 단계 (a)에서, 멸균은 110~130℃에서 10~20분 동안 수행하는 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다. 상기 단계 (b)에서, 발효는 유산균을 이용하는 것이 바람직하며, 바람직한 유산균의 일례로는 락토바실러스(Lactobacillus) 속, 스트렙토코커스(Streptococcus) 속, 락토코커스(Lactococcus) 속, 엔테로코커스(Enterococcus) 속, 페디오코커스(Pediococcus) 속, 류코노스톡(Leuconostoc) 속, 바이셀라(Weissella) 속 및 비피도박테리움(Bificobacterium) 속으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 균주일 수 있으며, 더 바람직하게는 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)를 이용하는 것이며, 더더욱 바람직하게는 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5(한국공개특허 제2013-0017142호) 또는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus) KCTC 5033 균주를 이용하는 것이지만 이에 한정하지 않는다.
또한, 본 발명의 발효 홍삼의 제조방법에서, 상기 단계 (d)에서 멸균한 발효 홍삼을 원심분리한 후, 동결건조하는 공정을 추가로 포함할 수 있는데, 바람직하게는 멸균한 발효 홍삼을 6,000~10,000rpm으로 15~25분 동안 원심분리한 후, 얻은 상등액을 동결건조할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 멸균한 발효 홍삼을 8,000rpm으로 20분 동안 원심분리한 후 얻은 상등액을 동결건조할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 원심분리 공정을 통해 발효 홍삼의 균 배양액에서 발효 홍삼액만을 확보할 수 있었고, 원심 분리 후 동결건조 과정을 통해 발효 홍삼의 Rg3 진세노사이드 성분의 손실이나 원치 않은 성분의 변성을 초래하지 않으면서 건조할 수 있는 것이다.
본 발명의 발효 홍삼의 제조방법은, 보다 구체적으로는
(a) 홍삼농축분말을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건 하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)를 이용하여 34~40℃에서 4~6일 동안 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 75~95℃에서 20~28시간 동안 숙성하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 단계;를 포함하는 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 것을 특징으로 하는 발효 홍삼의 제조방법일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 제조 방법으로 제조된 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼에 관한 것이다.
또한, 본 발명은
(a) 홍삼농축분말을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 단계;
(b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 4 내지 7인 조건 하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 또는 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus)를 이용하여 34~40℃에서 4~6일 동안 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계;
(c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 75~95℃에서 20~28시간 동안 숙성하는 단계; 및
(d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 110~130℃에서 10~20분 동안 멸균하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 홍삼 내의 Rg3 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.
이하, 제조예 및 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 제조예 및 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
제조예 1: 발효 홍삼의 제조
Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 발효 홍삼의 제조는 하기와 같이 1) 홍삼농축분말의 제조, 2) 멸균, 3) 발효, 4) 숙성 및 5) 멸균의 순으로 발효 홍삼을 제조하였고, 이후, 6) 동결건조하여 보관하였다.
1) 홍삼농축분말의 제조
수삼을 정선하여 껍질 (망상조직)을 벗기지 않은 채 증기로 쪄서 건조시켜 홍삼 제조과정을 거친 후, 물이나 주정 또는 물과 주정을 혼합한 용매로 추출하여 여과한 가용성 홍삼성분을 농축하여 홍삼농축액을 제조하였다. 그 후 홍삼농축액을 그대로 분말화 하였다.
2) 멸균
상기 제조한 홍삼농축분말을 121℃에서 15분간 멸균하였다.
3) 발효
상기 멸균된 5%(v/v)의 홍삼농축분말을 포함하는 배지에 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F5(한국공개특허 제2013-0017142호) 및 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033)를 각각 접종한 후, 온도가 37℃이고 pH가 4 내지 7인 조건 하에서 5일 동안 발효하였다.
4) 숙성
상기 발효한 홍삼을 85℃에서 1일간 숙성시켰다.
5) 멸균
상기 숙성시킨 발효 홍삼을 121℃에서 15분간 멸균시켰다.
6) 동결건조
단계 5)에서 멸균한 발효 홍삼 균 배양액에서 발효 홍삼액만을 확보하기 위해, 8,000rpm으로 20분 동안 원심분리하여 상등액을 획득하고, 이를 동결건조하였다.
실시예 1: 발효 홍삼에 포함된 진세노사이드의 함량 분석
본 발명의 제조예 1에서 제조한 발효 홍삼에 포함된 진세노사이드의 함량을 분석하였다. 대조구로 홍삼농축분말(대조구 1)과 멸균-발효-멸균의 조건으로 제조한 발효 홍삼(대조구 2)을 이용하였으며, 대조구 2의 경우, 홍삼농축분말(대조구 1)을 121℃에서 15분간 멸균하고, 멸균된 10%(v/v)의 홍삼농축분말이 포함된 배지에 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033)를 접종한 후, 37℃에서 5일 동안 발효하고, 다시 121℃에서 15분간 멸균하여 제조한 발효 홍삼을 이용하였다.
본 발명의 제조 방법으로 제조된 발효 홍삼(#3 및 #4)은 Rg3 진세노사이드의 함량(g/kg)이 다른 진세노사이드 성분에 비해 매우 높게 나타났다. 그 중에서도, #4의 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5 균주(한국공개특허 제2013-0017142호)를 이용하고, pH가 6인 조건 하에서 제조한 발효 홍삼이 45.97±5.55g/kg으로 가장 높은 Rg3 진세노사이드의 함량을 나타냈다. 또한, 락토바실러스 람노서스(Lactobacillus rhamnosus KCTC 5033)를 이용한 발효 홍삼(#5 및 #6)의 경우, 락토바실러스 플란타룸 JBMI F5 균주를 이용한 경우보다는 다소 낮기는 하지만, 종래의 방법으로 발효한 것에 비해서 두 배 이상 증가하여 Rg3 진세노사이드의 함량이 35.63~38.57g/kg으로 나타났다.
한편, 대조구로서 분석한 홍삼농축분말(#1)의 Rg1 및 Rb1은 다른 처리구들에 비해 높은 함량을 나타내었으나, Rg3는 가장 낮은 함량을 나타내었다. 또한, 대조구 2의 발효 홍삼(#2)은 홍삼농축분말(#1)에 비해서는 다소 높은 17.06g/kg의 함량을 나타냈으나, 본 발명의 발효 홍삼 제조방법(멸균-발효-숙성-멸균)으로 제조한 것에 비하면 낮은 것을 확인할 수 있었다.
결과적으로, 홍삼농축분말을 멸균-발효-숙성-멸균으로 이루어지는 공정, 특히 발효 단계에서 pH 조건 및 균주에 따른 차이에 의해 Rg3 함량의 차이가 있음을 알 수 있었다.
# 시료 pH Rg1 (g/kg) Rb1(g/kg) Rg3(g/kg)
1 홍삼 농축액 분말 7.03±0.90 22.58±5.51 5.23±0.93
2 락토바실러스 람노서스 4 2.08 5.99 17.06
3 락토바실러스 플란타룸 F5 4 1.81±0.72 0.21±0.13 25.53±2.97
4 락토바실러스 플란타룸 F5 6 1.87±0.64 2.25±0.73 45.97±5.55
5 락토바실러스 람노서스 4 1.74±0.74 1.26±0.47 38.57±3.69
6 락토바실러스 람노서스 6 2.77±0.50 9.07±0.65 35.63±6.27

Claims (5)

  1. (a) 홍삼농축분말을 121℃에서 15분 동안 멸균하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 6인 조건 하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F5 균주(KACC91638P)를 이용하여 37℃에서 5일 동안 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 85℃에서 24시간 동안 숙성하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 121℃에서 15분 동안 멸균하는 단계;를 포함하는 Rg3 진세노사이드 함량이 증진된 것을 특징으로 하는 발효 홍삼의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. (a) 홍삼농축분말을 121℃에서 15분 동안 멸균하는 단계;
    (b) 상기 단계 (a)에서 멸균한 홍삼농축분말을 pH가 6인 조건 하에서 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) JBMI F5 균주(KACC91638P)를 이용하여 37℃에서 5일 동안 발효하여 발효 홍삼을 제조하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)에서 제조한 발효 홍삼을 85℃에서 24시간 동안 숙성하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (c)에서 숙성된 발효 홍삼을 121℃에서 15분 동안 멸균하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효 홍삼 내의 Rg3 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법.
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