KR101924280B1 - 사포닌 추출효율이 개선된 인삼 추출물 제조방법 및 이의 인삼 추출물을 포함하는 조성물 - Google Patents

사포닌 추출효율이 개선된 인삼 추출물 제조방법 및 이의 인삼 추출물을 포함하는 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인삼 추출물에 관한 것으로, 특히 사포닌 추출효율을 개선한 인삼 추출물 제조방법 및 그에 따라 제조된 인삼 추출물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 인삼 추출물 제조방법에 의해 제조된 인삼 추출물은 유화력 및 유화안정성이 효과적으로 개선되며, 본 발명은 인삼 추출물 제조 시, 용매에 식용유지를 혼합하여 제조하는 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

사포닌 추출효율이 개선된 인삼 추출물 제조방법 및 이의 인삼 추출물을 포함하는 조성물{Composition comprising ginseng extract and method for preparation of ginseng extract with enhanced saponine extraction efficiency and composition comprising ginseng extract thereof}
본 발명은 인삼 추출물에 관한 것으로, 특히 사포닌 추출효율이 개선된 인삼 추출물 제조방법 및 그에 따른 인삼 추출물에 관한 것이다.
인삼은 오갈피나무과 인삼속에 속하는 다년생 초본류로서, 한방에서는 그 뿌리를 인삼이라 하며 약용으로 사용한다. 최근 인삼이 건강식품으로서 각광을 받기 시작함에 따라 그 수요가 급증하고 있는바, 식품으로서의 기호적인 측면과 약효에 대한 과학적 입증을 위한 연구가 필요하다.
인삼 성분에 대해서는 1854년 미국의 Garriques가 인삼으로부터 무정형의 배당체 혼합물을 분리하여 panaquion이라고 명명하면서 최초의 과학적인 연구가 시작되었다. 그러나 본격적으로 현대과학적인 연구가 시작된 것은 1960년대이며, 특히 중요한 연구 결과 중 하나는 소련의 Brekhman에 의해 그때까지의 연구결과를 총괄적으로 정리하여 볼 때 인삼의 유효성분으로서 사포닌(saponin) 성분의 효능에 관한 것이었다. 그 후, 사포닌 성분을 중심으로 많은 연구들이 수행되어 왔다(高麗人蔘, 1994, 韓國人蔘煙草硏究院).
고려인삼으로 대표되는 Panax속 식물은 북태평양 연안의 아시아 및 북아메리카 대륙에 거쳐 생육하는 다년생 초본으로 약 11 종이 알려져 있다. Panax속 식물에는 사포닌, 산당체, 및 단백질 등이 함유되어 있고, 다량 함유된 사포닌은 그 종류도 매우 다양하며, 인삼의 여러 가지 약리효능 발현에 관여하고 있다. 지금까지 약 29종 이상의 사포닌이 분리되어 있는데, 비당부의 구조적 특징에 따라 디올(diol)계, 트리올(triol)계 및 올레난(oleanane)계로 구분할 수 있다.
사포닌의 약리작용에 대해서 많은 연구결과가 있으며, 대표적인 사포닌 중 진세노사이드 Rb1은 중추억제 및 정신안정 작용, 중추성 섭식 억제작용, 공격성 행동억제, 진통작용, 항경련작용, 부신피질 자극 호르몬 및 코티코스테론 분비 촉진작용, 항불안작용, 콜레스테롤 생합성 촉진작용, 고콜레스테롤과 중성지방 및 유리지방산의 저하작용 등의 약리작용이 보고되었다.
또 다른 대표적인 사포닌인 진세노사이드 Rd는 부신피질 자극 호르몬, 코티코스테론 분비 촉진작용, 신장사구체 비대 억제 등의 약리작용이 보고되었다.
또 다른 대표적인 사포닌인 진세노사이드 Rg1은 면역기능 증강작용, 혈소판 응집 억제, 항트롬빈, 선용활성화 작용, 기억 및 학습기능 증진작용, 항피로 작용, 항스트레스 작용, 항염증작용, 간세포 증식 및 DNA합성 촉진 등의 약리작용이 보고되었다.
또 다른 대표적인 사포닌인 진세노사이드 Rg2는 혈소판 응집억제, 항트롬빈, 선용활성화 작용, 기억감퇴 개선, 평활근세포 증식억제작용, 아세틸콜린 유도 카테콜아민 분비 억제 및 세포내 칼슘유입 억제작용 등의 약리작용이 보고되었다.
또 다른 대표적인 사포닌인 진세노사이드 Rg3는 암세포 전이 억제작용, 혈소판 응집억제 및 항혈전 작용, 실험적 간 상해 억제작용, 혈관이완 작용, 항암제의 내성 억제작용 등의 약리작용이 보고되었다.
또 다른 대표적인 사포닌인 진세노사이드 Rh1은 실험적 간 상해 억제작용, 종양세포 분화 촉진, 혈소판 응집억제 및 선용활성화 작용 등의 약리작용이 보고되었다.
또 다른 대표적인 사포닌인 진세노사이드 Rh2는 암세포 증식 억제작용, 암세포 재분화유도 촉진작용, 암세포 침윤 억제작용, 종양증식 억제작용, 항암제의 항암활성 증대작용 등의 약리작용이 보고되었다.
한편, 인삼을 이용한 건강 음료의 제조방법은 인삼의 추출물 중 특정 성분만을 분리 추출하여 이용하는 방법이 대부분이었으며, 이러한 인삼 추출물을 포함하는 음료 제조 시, 불용성 고체성분인 인삼 분말의 침전 및 액상의 상분리에 의한 층분리 등으로 인해 장기간 안정한 상태를 유지하는 것이 어려운 실정이었다.
이에, 대한민국 등록특허 제10-0658772호와 같이 인삼의 초미세 분말화를 통해 인삼의 전체 성분을 섭취하면서도 음료의 안정성을 확보한 제품이 개발되었다.
그러나, 인삼 분말의 침전을 방지하기 위한 합성 안정제, 풍미를 증진하기 위해 사용된 유지성분의 유화안정성을 위한 합성 유화제 등의 합성 첨가물의 사용으로 인해 소비자들의 불안감이 증가하고 있는 상황이다.
최근 커피의 카제인나트륨과 인산염 이슈에서 민감한 반응을 보인 소비자들에서 알 수 있듯이 합성첨가물에 대한 소비자들의 부정적 인식은 향후에도 지속될 것으로 예상된다.
그러나, 천연 안정제 및 천연 유화제는 합성 안정제 및 합성 유화제에 비하여 유화력 및 분산안정성이 떨어져 음료 상품화에 적용되기 어려운 상황이다.
따라서, 인삼 영양 성분을 섭취할 수 있으면서도, 합성 안정제와 합성 유화제를 실질적으로 포함하지 않는 인삼 음료 제조방법의 개발이 필요한 상황이다.
대한민국 등록특허공보 제 10-0658772호
高麗人蔘, 1994, 韓國人蔘煙草硏究院
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상술한 문제를 해결하고, 인삼 추출물의 유효성분 함량을 개선하고, 유화 안정성이 개선된 인삼 추출물을 제조하는 방법, 이러한 방법에 따라 제조된 가공 인삼 추출물, 및 상기 인삼 추출물을 포함하는 조성물을 제공하기 위한 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 추출용매에 식용유지를 혼합하여 제조한 인삼 추출물을 제공한다. 구체적으로 하기 단계를 포함하는 인삼 추출물의 제조방법, 이러한 방법에 따라 제조된 인삼 추출물, 및 이러한 인삼 추출물을 포함하는 조성물을 제공한다.
(a) 인삼분말, 용매, 및 식용유지를 혼합하는 단계;
(b) 상기 혼합물을 이용해 인삼 추출물을 제조하는 단계.
본 발명자들은 상기 단계를 포함해 인삼 추출물을 제조하면, 추출물 내 인삼 영양성분 특히, 사포닌, 산당체, 단백질의 함량이 증가할 뿐만 아니라, 인삼 추출물을 이용하여 음료 조성물 제조 시, 음료 조성물의 유화력 및 유화안정성이 현저하게 개선되는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
일 실시예에서 인삼 추출물 내 사포닌 함량이 높을수록 유화력이 개선되고, 산당체 및 단백질의 함량이 증가할수록 유화안정성이 개선되는 것을 확인하였다.
본 발명의 명세서에 있어서, ‘인삼’은 학명 Panax schinseng NEES으로 두릅나무과의 다년생 초본 식물을 말하며, 생장환경, 생장기간, 또는 가공방법에 따라 인삼을 분류하는 명칭에 국한되지 않고, 상기 학명에 해당되는 것은 모두 본 발명에서 지칭하는 인삼에 포함된다. 예컨대, 수삼, 백삼, 홍삼, 산양삼, 산삼 또는 산삼배양근이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
각 단계별로 구체적으로 설명하면, 하기와 같다.
(a) 인삼분말, 용매, 및 식용유지를 혼합하는 단계
상기 인삼분말을 준비하기 위해, 시판되는 인삼분말을 사용할 수 있으며, 또는 당업계에 공지된 방법으로 인삼분말을 제조하여 사용할 수 있다. 예컨대, 세척한 인삼을 1일 동안 태양 빛에 건조하고, 4등분으로 슬라이스 한 후, 분쇄기에 투입하여 인삼분말을 준비할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 인삼분말은 수삼분말, 백삼분말, 홍삼분말, 산양삼분말, 산삼분말 또는 흑삼분말 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 백삼분말, 홍삼분말, 흑삼분말, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 더 바람직하게는 백삼분말을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용매는 인삼분말로부터 각종 성분을 추출하기 위한 추출용매로서 사용되는 것으로, 당업계에서 추출용매로 사용하는 것이라면 특별히 제한되지는 않으나, 물, C2-C4인 알코올, 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물 또는 에탄올을 사용할 수 있고, 더 바람직하게는 물을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 물을 용매로 하는 경우 제조된 인삼 추출물의 유화력이 가장 효과적으로 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
상기 식용유지는 당업계에서 사용할 수 있는 식용유지라면 제한되는 것은 아니며, 예를 들어 대두유, 카놀라유, 포도씨유, 올리브유, 옥배유, 아마인유, 미강유, 채종유, 땅콩유, 유채유, 옥수수유, 야자유, 카카오유, 팜핵유 등 식물성 유지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 대두유, 카놀라유, 포도씨유, 올리브유를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 식용유지는 식용유지:용매의 중량비가 1:1.5-25로 용매와 혼합할 수 있으며, 바람직하게는 1:2-20으로 혼합할 수 있다. 상기 식용유지가 용매와 1:1.5-25의 중량비로 혼합되는 경우 인삼 추출물 내 사포닌 함량을 효과적으로 개선할 수 있으며, 본 발명이 목적하는 유화력 및 유화안정성을 개선할 수 있는 인삼 추출물을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명자들은 백삼분말을 사용하는 경우, 식용유지를 용매 총 중량 대비 10 중량% 혼합하는 경우, 사포닌 함량이 가장 높음을 확인하였다. 또한, 홍삼분말 또는 흑삼분말을 사용하는 경우, 식용유지를 용매 총 중량 대비 25-30 중량% 혼합하는 경우, 사포닌 함량이 가장 높음을 확인하였다.
또한, 상기 인삼분말은 인삼분말:용매의 중량비가 1:5-15로 용매와 혼합할 수 있으며, 바람직하게는 1:8-12, 가장 바람직하게는 1:10으로 혼합할 수 있다. 상기 인삼분말이 용매와 1:5-15의 중량비로 혼합되는 경우 본 발명이 목적하는 유화력 및 유화안정성을 개선할 수 있는 인삼 추출물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 인삼분말은 백삼분말과 홍삼분말을 혼합한 혼합분말을 사용할 수 있으며, 혼합분말을 사용하는 경우, 인삼 추출물 내 사포닌과 산당체 및 단백질 함량을 개선할 수 있다. 특히 상기 혼합분말 내 혼합 중량비는 백삼분말:홍삼분말로 95:5 내지 60:40, 바람직하게는 90:10 내지 70:30, 가장 바람직하게는 80:20으로 혼합할 수 있다. 상기 혼합 중량비를 95:5 내지 60:40으로 하는 경우, 인삼 추출물 내 사포닌의 함량 뿐만 아니라, 유화력과 유화 안정성이 현저하게 개선된 인삼 추출물을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명자들은 유화상태는 유화력과 유화안정성으로 평가할 수 있으며, 사포닌 함량이 높은 경우 유화력이 개선되며, 사포닌 외 단백질 및 산당체의 함량이 높은 경우 유화안정성이 개선되는 것을 확인하였다.
일 실시예에서, 백삼분말을 이용하여 인삼 추출물 제조 시, 단백질 및 산당체의 함량이 우수하고, 홍삼분말을 이용하여 인삼 추출물 제조 시, 사포닌의 함량이 우수함을 확인하였다.
(b) 상기 혼합물을 이용해 추출물을 제조하는 단계
본 단계에서 인삼분말 내 유효성분의 추출이 이루어지며, 상기 추출 단계는 통상의 기술자가 당업계에 공지된 다양한 방법을 선택할 수 있으며, 예컨대, 가열추출, 교반추출 등의 방법을 선택할 수 있다. 바람직하게는 고속 균질화의 방법을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 명세서에 있어서 ‘고속 균질화’는 반응물을 원심식 균질기(homogenizer), 또는 원심분리기 등을 이용하여 일정한 교반 속도로 교반하는 일련의 과정을 총칭하기 위해 사용한다.
상기 고속 균질화 단계는 구체적으로 하기의 단계들을 포함할 수 있다.
(b1) 5,000 내지 10,000 rpm인 일정한 속도에서 5 내지 40분 동안 교반하는 제 1 균질단계;
(b2) 10,000 내지 15,000 rpm인 일정한 속도에서 5 내지 100분 동안 교반하는 제 2 균질단계.
특히, 상기 제 2 균질단계 (b2)는 5 내지 60분 동안 교반할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명자들은 식용유지를 혼합하지 않고 물로만 인삼 추출물을 제조하는 경우와 비교하여, 식용유지를 혼합하여 특정 시간 교반하는 경우 인삼 추출물 내 사포닌 함량이 개선됨을 확인하였다.
상기의 고속 균질화 단계 후 (c) 상기 고속 균질화 후 상등액을 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 고속 균질화 후 분리된 상등액을 회수하여 인삼 추출물을 제공할 수 있다. 바람직하게는 상기 고속 균질화 후 분리된 침전물을 여과하여 (a)단계, (b)단계를 수회 반복, 바람직하게는 1-3회 반복한 후 분리된 상등액을 회수하여 인삼 추출물을 제공할 수 있다.
상기 인삼 추출물은 가공 분말 제조, 음료 조성물 제조, 또는 기타 식품 조성물 제조에 제공될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
추가적으로, 본 발명의 제조방법은 (d) 인삼 추출물을 농축하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 공정을 통해, 고농축액 인삼 추출물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 ‘농축’을 위한 방법으로 통상의 기술자가 당업계에 공지된 다양한 방법을 선택할 수 있으며, 예컨대 열풍으로 용매를 증발시키는 방법, 또는 동결건조의 방법 등을 선택할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 가공방법에 따르면, 유화력 및 유화안정성이 개선된 인삼 추출물을 제공할 수 있다. 인삼 추출물의 유화력 및 유화안정성은 인삼의 유효성분, 예컨대 사포닌, 단백질, 산당체 등의 함량에 의해 결정될 수 있으며, 특히 본 발명자들은 본 발명의 가공방법에 따라 인삼 추출물을 제조하는 경우, 본 발명이 아닌 가공방법으로 제조된 인삼 추출물의 사포닌 추출효율과 비교하여 사포닌 추출효율이 개선됨을 확인하였다.
본 발명의 일 양태에서, 본 발명자들은 건조된 백삼 원료의 사포닌 함량 (28.4-30.8 mg/g)과 비교하여, 본 발명에 따라 제조된 백삼 추출물의 사포닌 함량이 21.1-23.7 mg/g임을 확인하였다.
본 발명의 일 양태에서, 추출효율을 {(인삼 추출물의 사포닌 함량)/(원료의 사포닌 함량) * 100 (%)}로 계산하여, 68% 내지 84%의 추출효율을 확인하였다. 다만, 통상의 기술자는 본 발명의 사포닌 추출효율은 상기 수치에 제한되는 것이 아님을 이해할 것이다.
본 발명은 통상의 기술자가 당업계 공지된 다양한 방법에 의해 상기 인삼 추출물을 포함하는 인삼 가공 분말 조성물을 제공할 수 있다. 예컨대, 열풍건조, 냉풍건조, 또는 동결건조 등의 방법을 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 인삼 가공 분말 조성물의 제조방법에 있어, (b) 단계에서 상기 혼합물은 인삼 본연의 씁쓸한 맛을 감소시키고, 풍미를 증진시키기 위한 각종 감미제 및 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 감미제는 예를 들어, 솔비톨, 올리고당, 벌꿀, 아카시아꿀, 락토스, 만니톨, 말티톨, 사카린, 수크랄로스, 설탕, 자일리톨, 타우린, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 감미제의 함량은 상등액 총 중량 대비 0.1 내지 20 중량% 포함할 수 있다. 상기 함량 내로 포함되는 경우, 조성물의 안정성을 저해하지 않는 범위 내에서, 향미를 증진시킬 수 있다.
상기 기타 첨가제로는 예컨대, 필요에 따라 분말을 코팅하기 위한 코팅물질을 포함할 수 있다. 상기 코팅물질은 말토덱스트린, 전지분유, 탈지분유, 싸이클로덱스트린 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 말토덱스트린 0.1 내지 15 중량%를 포함할 수 있다. 상기 함량 내로 포함되는 경우, 조성물의 안정성을 저해하지 않는 범위 내에서, 첨가제로서의 기능을 발휘할 수 있다.
특히, 본 발명은 통상적으로 당업계에 공지된 동결건조의 방법으로 하여 인삼 가공 분말 조성물을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 인삼 추출물을 건조하여 제조한 인삼 가공 분말 조성물을 유효성분으로 포함하여 유화액 제조 시, 인삼분말을 얻기 위해 수삼을 건조시킬 때, 건조온도가 낮을수록 유화처리 후 지방구의 입자크기가 변하지 않는 것을 확인하였다. 이를 통해, 인삼 추출물을 건조하여, 가공 분말 제조 시, 유화에 관여하는 성분이 열에 의해 변성될 수 있음을 확인하였고, 가공 분말 제조 시, 동결건조의 방법이 냉풍, 열풍건조의 방법보다 더 우수함을 확인하였다. 따라서, 인삼 추출물을 동결건조의 방법으로 분말화하는 경우, 유화안정성이 우수함을 확인하였다.
본 발명에 따른 가공방법에 따르면, 유화력 및 유화안정성이 개선된 인삼 가공 분말 조성물을 제공할 수 있다. 구체적으로 인삼 가공 분말 조성물을 물을 용매로 하여 0.2% 용액을 만들고, 620 nm 파장에서의 Optical Density(OD)를 측정하는 경우, OD 값이 0.1-0.4일 수 있으며; 사포닌의 함량은 건조된 인삼 가공 분말 조성물 기준 37-102 mg/g일 수 있으며; 단백질의 함량은 건조된 인삼 가공 분말 조성물 기준 9-13 중량%일 수 있으며; 또는 산당체의 함량은 건조된 인삼 가공 분말 조성물 기준 0.5-2.4 중량%일 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 인삼 가공 분말 조성물의 유화력을 확인하기 위하여, 인삼 가공 분말 조성물을 포함하는 용액을 제조하는 경우, 그 농도가 고농도일수록 계면장력값이 낮아지는 것을 확인하였다.
본 발명에 따른 명세서에 있어서 ‘계면장력’은 2종의 액체가 혼합하지 않고 층을 이루어 접할 때, 이 계면의 길이(또는 넓이)를 감소시키기 위해 발생하는 힘을 지칭하는 용어로, 그 값이 작아지는 경우 유화효과가 있음을 나타낸다. 통상적으로 mN/m의 단위로 측정할 수 있으며, 예컨대 KRUSS SITE 100 (KRUSS 사) 등의 계면장력측정기를 사용하여 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 본 발명자들은 인삼분말은 백삼분말을 사용하고, 용매로 에탄올을 사용하여 추출한 후, 동결건조하여 제조한 인삼 가공 분말 추출물을 물을 용매로 0.2% 용액, 0.01% 용액 및 0.0001% 용액을 제조하였다. 상기 용액들의 계면장력값을 측정한 결과, 0.2% 용액의 경우는 약 11 mN/m의 계면장력값을 갖고, 0.01% 용액의 경우 약 23 mN/m의 계면장력값을 갖고, 0.0001% 용액의 경우는 약 37 mN/m의 계면장력값을 얻었으며, 이를 통해, 인삼 가공 분말 조성물의 농도가 높을수록, 유화력이 좋아지는 것을 확인하였다.
본 발명은 다른 종류의 인삼분말로부터 제조된 인삼 가공 분말 조성물을 혼합하여, 음료 조성물을 제공할 수 있다. 예컨대, 백삼 가공 분말 조성물과 홍삼 가공 분말 조성물을 혼합하여 음료 조성물을 제공할 수 있으며, 혼합하여 사용하는 경우, 혼합 중량비는 백삼분말:홍삼분말로 95:5 내지 60:40, 바람직하게는 90:10 내지 70:30, 가장 바람직하게는 80:20으로 혼합할 수 있다. 상기 혼합 중량비를 95:5 내지 60:40으로 하는 경우, 유화상태가 현저하게 개선된 음료 조성물을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명자들은 산당체 및 단백질 함량이 현저히 높은 백삼분말과 사포닌 함량이 현저히 높은 홍삼분말을 80:20으로 혼합하여 사용하는 경우, 인삼 추출물의 유화력과 유화안정성이 개선될 뿐만 아니라 사포닌 함량을 최대화 할 수 있음을 확인하였다.
본 발명은 본 발명에 따라 제조된 인삼 추출물을 포함하는 음료 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 음료 조성물은 액제를 더 포함할 수 있으며, 이에 따라 액상 음료 조성물을 제공할 수 있다.
상기 액제는 당 업계에서 액상 음료 조성물을 제조하기 위해 통상적으로 사용하는 액제이면 제한되지 않고 사용할 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명자들은 본 발명에 따라 제조된 인삼 추출물을 증류수를 액제로 하여 음료 조성물을 제조하였다.
바람직하게는, 상기 액제의 함량은 인삼 추출물:액제 중량비 1:0.5-4로 포함할 수 있으며, 더 바람직하게는 1:1.5-3.5로 포함할 수 있다. 상기 액제의 함량이 인삼 추출물 대비 1:0.5-4인 경우 음료 조성물 총 중량 대비 인삼 첨가량이 2-5 중량%이며, 본 발명이 목적하는 사포닌을 다량 함유할 뿐만 아니라, 유화력 및 유화안정성이 개선된 액상 음료 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 음료 조성물은 인삼 본연의 씁쓸한 맛을 감소시키고, 풍미를 증진시키기 위한 각종 감미제 및 점증제를 더 포함할 수 있다.
상기 감미제는 예를 들어, 솔비톨, 올리고당, 벌꿀, 아카시아꿀, 락토스, 만니톨, 말티톨, 사카린, 수크랄로스, 설탕, 자일리톨, 타우린, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 감미제의 함량은 상등액 총 중량 대비 0.1 내지 20 중량% 포함할 수 있다.
상기 점증제는 필요에 따라 아라비아검, 구아검, 산탄검 등 각종 검의 혼합물 또는 통상적으로 음료 조성물에 사용하는 점증제를 사용할 수 있으며, 그 함량은 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 인삼 가공 분말 조성물을 유화 유효성분으로 포함하는 음료 조성물을 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명자들은 상기 인삼 가공 분말 조성물로 본 발명의 제조방법에 따라 제조된, 백삼 가공 분말 조성물을 사용하는 경우, 음료 조성물의 유화상태가 현저하게 개선되는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명은 상기 인삼 추출물을 유화 유효성분으로 포함하는 인삼 유화 식품 조성물을 제공할 수 있으며, 특히 인삼 유화 음료 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 음료 조성물은 인삼 가공 분말 조성물 또는 인삼 추출물 외 별도의 유화제를 실질적으로 포함하지 않는다.
상기 ‘실질적으로 포함하지 않는다’는 조성물의 총 중량 대비 5 중량% 미만, 바람직하게 1 중량% 이하, 더욱 바람직하게 0.1 중량% 이하, 가장 바람직하게 0 중량% (즉, 전혀 포함하지 않음)로 포함하는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명에 따른 인삼 가공 분말 조성물 또는 인삼 추출물을 유화 유효성분으로 포함하는 조성물은 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 보다 구체적으로, 식품 조성물, 약학 조성물, 또는 화장품 조성물로 활용될 수 있다.
본 발명은 사포닌 추출효율이 개선된 인삼 추출물 제조방법을 제공할 수 있으며, 또한 유화력 및 유화안정성이 개선된 인삼 추출물, 및 상기 인삼 추출물을 포함하는 조성물을 제공할 수 있으며, 특히 인삼 추출물 또는 인삼 가공 분말 조성물 외 별도의 유화제를 사용하지 않고 유화상태가 개선된 음료 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 백삼분말을 일정량의 식용유지를 첨가한 물에 넣고 고속균질화 시키는 방법을 도시한 것이다.
도 2는 백삼분말과 홍삼분말의 첨가량을 달리하여 제조한 음료의 유화 상태를 도시한 것이다. 여기에서 백삼분말:홍삼분말의 혼합 중량비는 도면의 왼쪽부터 100:0, 70:30, 90:10, 92.5:7.5, 95:5, 97.5:2.5 이다.
도 3은 오일 첨가량에 따른 백삼분말, 홍삼분말 내 사포닌 추출함량을 진세노사이드 별로 나타내고 총 함량(total)을 나타낸 실험값이다. 사포닌 함량의 단위는 mg/g으로 나타내었다. 여기에서, No-1은 오일 농도에 따라 1차 유화처리, No-2는 1차 오일 유화처리 후 잔사를 다시 2차 오일 유화처리 한 것이며, No-Re는 2차오일로 유화처리 후 잔사에 대한 사포닌 함량을 나타낸다.
도 4는 오일 첨가량에 따른 홍삼분말 내 사포닌 추출함량을 진세노사이드 별로 나타내고 총 함량(total)을 나타낸 실험값이며, 사포닌 함량의 단위는 mg/ml이다. 여기에서, 식용유지는 카놀라유를 사용하였다.
도 5는 식용유지 첨가량에 따라 백삼분말, 홍삼분말 및 흑삼분말 내 사포닌 추출효율(%)을 비교하여 나타낸 것이다. 여기에서, 식용유지는 카놀라유를 사용하였다.
도 6은 인삼 추출물 제조 시 식용유지 첨가유무에 따른, 인삼 추출물을 포함하는 용액 제조 시, 유화상태를 비교한 사진이다.
도 7은 백삼분말, 홍삼분말, 및 흑삼분말 각각을 카놀라유를 5% 첨가한 물에 혼합한 후, 각각의 교반 속도에서 20분간 추출한 경우, 총 사포닌 함량을 비교하여 도시한 것이다. 여기에서, 원료는 원료의 총 사포닌 함량을 나타낸다.
도 8은 백삼분말, 홍삼분말, 및 흑삼분말 각각을 카놀라유를 5% 첨가한 물에 혼합한 후, 각각의 교반 시간 동안 10,000 rpm의 속도로 추출한 경우, 총 사포닌 함량을 비교하여 도시한 것이다. 여기에서, 원료는 원료의 총 사포닌 함량을 나타내며, 대조구는 각각의 분말을 메탄올에 용해한 후, 90-95°C에서 24시간 추출한 총 사포닌 함량 값을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 방법에 따라 제조된 백삼 가공 분말 및 홍삼 가공 분말의 혼합비율에 따른 유화력 및 유화안정성을 비교한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 방법에 따라 제조된 백삼 가공 분말 및 홍삼 가공 분말의 혼합비율에 따른 사포닌 추출 회수율을 비교한 그래프이다.
도 11은 인삼 추출물 제조 시, 식용유지의 종류별 유화안정성 및 기호도를 비교한 그래프이다.
도 12는 본 발명에 따라 인삼 추출물을 제조하는 제조방법의 기술공정도를 도시화한 것이다. 다만, 본 기술공정도는 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니다.
도 13은 본 발명에 따른 인삼 추출물을 포함하는 음료 조성물 및 분말 조성물을 제조하는 개발 공정도를 도시화한 것이다. 다만, 본 개발 공정도는 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 도면 및 실시예 등을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
인삼분말 내 사포닌 추출함량 및 추출효율 비교
식용유지의 함량에 따른 인삼분말 내 사포닌 추출함량을 비교하기 위하여, 인삼분말, 물, 식용유지를 혼합하여 4,000 rpm의 속도로 30분간 교반한 후, 상등액을 회수하여 사포닌 추출함량을 도 3-4에 나타내었다. 인삼분말은 백삼분말과 홍삼분말을 사용하였으며, No-1은 오일농도에 따라 1차 유화처리, No-2는 1차 오일 유화처리 후 잔사를 다시 2차 오일 유화처리 한 것이며, No-Re는 2차 오일로 유화처리 후 잔사에 대한 사포닌 함량을 나타낸다.
또한, 식용유지의 함량에 따른 인삼분말 내 사포닌 추출효율을 비교하기 위하여, 상기의 사포닌 추출함량에 대한 사포닌 추출효율을 도 5에 나타내었다. 흑삼분말에 대하여도 위와 같이 사포닌을 추출하여 함량을 측정하였으며, 식용유지는 카놀라유를 사용하였다. 추출효율은 ‘추출물 내 사포닌 함량/가공 전 사포닌 함량 * 100 (%)’으로 계산되었다.
도 3 및 4에서 보는 바와 같이, 오일 첨가량이 증가할수록, 인삼분말 내 사포닌 추출 함량이 증가하는 경향을 나타내었다.
도 5에서 보는 바와 같이, 홍삼 특유 사포닌은 식용유지 첨가량이 높을수록 추출효율이 증가하는 것을 확인하였다.
실시예 1-3 및 비교예 1-4의 사포닌 추출함량 비교
백삼분말을 카놀라유를 5% 혼합한 물에 넣고 속도 10,000 rpm으로 각각 20분, 40분, 60분 동안 교반한 후, 상등액을 회수하여 사포닌 추출함량을 표 1에 나타내었다. 사포닌 함량은 건물 기준 mg/g으로 표시되었다.
실시예 1-3은 각각 20분, 40분, 60분의 교반과정을 거쳐 제조되었다.
비교예 1은 백삼분말을 70% 메탄올과 혼합한 후 50°C에서 5시간 동안 추출한 후 사포닌 추출함량을 나타낸 것이다.
비교예 2-4는 식용유지를 혼합하지 않은 물에 백삼분말을 넣고 속도 10,000 rpm으로 각각 20분, 40분, 60분 동안 교반한 후, 사포닌 추출함량을 나타낸 것이다.
mg/g Rg1 Re Rf Rb1 Rc Rg2 Rh1 Rb2 Rb3 Rd 총 합
비교예1 4.75 5.51 1.15 9.79 4.03 0.35 - 2.42 0.32 1.31 29.63
비교예2 3.83 4.96 0.88 4.89 2.40 0.29 0.02 1.17 0.19 0.55 19.19
비교예3 3.91 5.23 1.00 5.24 2.54 0.31 0.03 1.33 0.21 0.55 20.37
비교예4 3.96 4.64 0.91 4.74 2.17 0.38 0.03 0.82 0.13 0.58 18.39
실시예1 4.00 5.10 1.03 5.51 2.53 0.34 - 1.27 0.21 0.55 20.54
실시예2 4.06 5.31 1.05 6.02 3.02 0.34 - 1.27 0.22 0.78 22.07
실시예3 4.58 5.70 1.14 7.09 3.71 0.35 - 1.62 0.23 1.06 25.48
물 단독의 용매를 이용하여 인삼 추출물을 제조한 비교예 2-4가 사포닌 함량이 18.39-20.37 mg/g인 점과 비교하여, 식용유지를 혼합한 용매를 이용하여 인삼 추출물을 제조한 실시예 1-3의 사포닌 함량이 20.54-25.48 mg/g으로 식용유지를 혼합하여 추출한 경우, 사포닌 추출에 있어 더 우수함을 확인하였다.
또한, 사포닌 총 함량에 있어 비교예 1이 29.63 mg/g으로 실시예 1-3과 비교하여 더 높았으나, 시간당 추출함량으로 환산하여 비교하면, 추출시간이 5시간이었던 비교예 1은 29.63mg/g /5hr로 계산하여, 5.93 mg/g·hr인데 반해, 추출시간이 1시간이었던 실시예 3은 25.48 mg/g·hr로, 실시예가 추출효율의 측면에서 비교예 1보다 더 우수함을 확인하였다.
추출조건의 비교: 교반 속도 및 추출시간
백삼분말, 홍삼분말, 및 흑삼분말 각각을 카놀라유를 혼합한 메탄올에 용해한 후, 각각의 추출조건에 따라 추출한 총 사포닌 함량 값을 도 7-8에 나타냈다. 특히, 동일 시간동안 교반 속도를 달리한 결과를 도 7에 나타냈으며, 동일 교반 속도에서 추출시간을 달리한 결과를 도 8에 나타내었다.
원료는 식품공전에 표기된 인삼사포닌 분석방법에 따라 묽은 메탄올로 50~60℃의 온도에서 추출하여 총 사포닌 함량이 측정되었으며, 대조구는 각각의 분말을 물에 용해한 후, 90-95°C에서 24시간 추출하였다.
도 7은 20분 동안 교반 속도를 달리하여 측정한 결과로, 추출 단계에서 교반 속도를 높일수록, 총 사포닌 함량이 증가하는 것을 확인하였다.
도 8은 10,000 rpm의 속도로 추출시간을 달리하여 측정한 결과로, 추출 단계에서 추출시간을 늘릴수록, 총 사포닌 함량이 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 90-95°C에서 24시간 추출한 대조구와 비교하여, 추출시간이 20분 이상인 경우, 본 발명의 방법에 따라 제조된 인삼 추출물 내 총 사포닌 함량이 개선되는 것을 확인하였다.
실시예 4-7의 제조 및 유화상태 비교
[실시예 4-7의 제조]
인삼분말, 물, 식용유지(카놀라유)를 사용하여, 본 발명의 제조방법에 따라 인삼 가공 분말 조성물 실시예 4-7을 제조하였다. 실시예 4는 인삼분말로 백삼분말을 사용하였고, 용매로 물을 사용하여 제조하였으며, 실시예 5는 인삼분말로 백삼분말을 사용하였고, 용매로 70% 에탄올을 사용하여 제조하였으며, 실시예 6은 인삼분말로 흑삼분말을 사용하였고, 용매로 물을 사용하여 제조하였으며, 실시예 7은 인삼분말로 흑삼분말을 사용하였고, 용매로 70% 에탄올을 사용하여 제조하였다.
[계면장력값 측정]
제조한 실시예 4-7을 농도를 달리하여 희석한 후, 각각에 대한 계면장력값을 표 2에 나타내었다.
Figure 112017022259383-pat00001
[OD 측정]
제조한 실시예 4-7, 및 시판 유화제인 Span 20, Tween 20, Tween 40, Tween 60의 620 nm에서의 Optical Density를 측정하여 표 3에 나타내었다. 제조한 실시예 4-7 및 시판 유화제는 0.2% 농도가 되도록 물에 희석하여 측정하였다.
Span20 Tween20 Tween40 Tween60 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
OD
(620nm)
0.61 0.092 0.257 0.478 0.334 0.109 0.111 0.195
[인삼 유효성분의 함량 측정]
제조한 실시예 4-7 내 사포닌, 단백질, 산당체 함량을 표 4에 나타내었다. 사포닌 함량은 실시예 4-7의 건조 분말 기준으로 mg/g으로 측정되었으며, 단백질, 산당체 함량은 분말 조성물 총 중량 대비 중량%로 측정되었다.
실시예4 실시예5 실시예6 실시예7
사포닌 함량 (mg/g DB) 37.96 51.69 69.70 101.52
단백질함량 (중량%) 12.2±0.6 8.3±1.0 12.1±0.9 10.1±1.0
산당체함량 (중량%) 1.8±0.6 1.3±0.4 1.2±0.6 1.3±0.5
[유화력 비교 결과]
표 2를 통해, 0.00001% 농도에서는 각 용액의 계면장력값이 비슷하나, 고농도로 갈수록 계면장력값이 작아지는 것을 통해, 실시예 4-7이 유화력이 있음을 확인하였다. 그 중에서도, 실시예 6 및 실시예 7의 경우가 계면장력값이 작았으며, 이에 따라 유화효과는 실시예 6-7의 경우가 우수함을 확인하였다.
그러나, 표 3을 통해 실시예 4의 OD값은 시판 유화제인 Tween20 및 Tween40 보다 큰 값을 나타냈고, 실시예 4-7 중 실시예 4의 OD값이 가장 큰 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 실시예 4의 유화상태가 가장 우수함을 확인하였다.
표 4의 사포닌 함량을 비교하는 경우, 실시예 6-7의 사포닌 함량이 각각 69.70 mg/g, 101.52 mg/g으로 실시예 4(37.96 mg/g) 및 실시예 5(51.69 mg/g)보다 높았으며, 이는 표 2의 실시예 6-7의 계면장력값이 낮은 결과와 상응하였다. 이를 통해, 사포닌의 함량이 높을수록 유화력이 우수함을 확인하였다.
한편, 표 4의 사포닌 외 성분, 즉 단백질 및 산당체 함량을 비교하는 경우, 실시예 4의 경우가 단백질 및 산당체 함량이 총 15.06±0.2으로, 가장 높은 것을 확인하였으며, 이는 표 3의 OD 측정을 통해 확인하였듯이, 유화상태가 가장 우수한 것과 상응하였다. 이를 통해, 유화상태는 사포닌 이외에 단백질 및 산당체가 관여함을 확인하였다.
종합하면, 유화상태는 유화력과 유화안정성에 의해 평가될 수 있으며, 사포닌의 함량이 높을수록 유화력이 개선되며, 사포닌 외 단백질 및 산당체의 함량이 높을수록 유화안정성이 개선되는 것을 확인하였다.
결론적으로, 사포닌 함량이 높은 실시예 7과 단백질 및 산당체 함량이 높은 실시예 4를 적절히 혼합하여 유화액을 제조하는 경우, 유화상태가 가장 개선될 수 있음을 확인하였다.
혼합분말의 혼합비에 따른 유화상태 비교
삼 가공 분말 조성물 및 홍삼 가공 분말 조성물의 혼합비에 따른 유화력 및 유화안정성을 비교하기 위해, 백삼 가공 분말:홍삼 가공 분말의 혼합 중량비가 100:0 내지 0:100이 되도록 분말을 혼합하였다. 그 후, 분말 총 중량의 10배 중량의 물, 물 총 중량의 5 중량%의 카놀라유, 상기 혼합한 분말을 모두 혼합한 후, 10,000 rpm 으로 40분 동안 교반하였다.
40분의 교반이 끝난 후, 620 nm에서의 OD 값을 측정하여 유화력을 비교하였으며, 유화액 내 미세지방구의 평균 크기로 유화안정성을 비교하여 그 결과를 도 9에 나타내었다.
또한, ‘추출물 내 사포닌 함량/원물 내 사포닌 함량 * 100 (%)’의 방법으로 사포닌 추출회수율을 계산하여, 각 혼합비율에 따른 사포닌추출회수율을 도 11에 나타내었다.
도 9에서 볼 수 있듯이, 백삼 가공 분말: 홍삼 가공 분말의 혼합비가 80:20-40:60인 경우, 유화액 내 유화력 및 유화안정성 측면에서 우수함을 확인하였다.
도 10에서 볼 수 있듯이, 백삼 가공 분말: 홍삼 가공 분말의 혼합비가 95:5-80:20인 경우, 사포닌의 함량이 우수함을 확인하였다.
이를 통해 인삼 가공 분말을 혼합하여, 조성물 내 유화 유효성분으로 사용하는 경우 ,그 혼합비가 80:20일 때 유화상태가 개선된 조성물을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 사포닌 함량이 우수한 조성물을 제조할 수 있음을 확인하였다.

Claims (18)

  1. 인삼분말 및 추출용매에 식용유지를 혼합하여 제조한 인삼 추출물로서, 상기 인삼분말 및 추출용매의 중량비를 1:5-15로 혼합하고, 상기 식용유지는 대두유, 카놀라유 및 포도씨유로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 식용유지와 추출용매의 중량비는 1:1.5-25로 혼합하여 고속 균질화하여 제조한 것을 특징으로 하는 인삼 추출물.
  2. (a) 인삼분말, 추출용매, 및 식용유지를 혼합하는 단계로서, 상기 인삼분말 및 추출용매의 중량비를 1:5-15로 혼합하고, 상기 식용유지는 대두유, 카놀라유 및 포도씨유로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이고, 상기 식용유지와 추출용매의 중량비는 1:1.5-25인 단계; 및
    (b) 상기 혼합물을 고속 균질화하여 추출물을 제조하는 단계를 포함하는 인삼 추출물 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 (a)에서 인삼분말은 백삼분말, 홍삼분말, 흑삼분말, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인삼 추출물 제조방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 (a)에서 인삼분말은 백삼분말인 것을 특징으로 하는 인삼 추출물 제조방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2항에 있어서, 상기 (a)에서 인삼분말은 백삼분말 및 홍삼분말의 혼합분말이며,
    상기 혼합분말 내 혼합 중량비는 백삼분말:홍삼분말로 95:5 내지 60:40인 것을 특징으로 하는 인삼 추출물 제조방법.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 (b)는 고속 균질화 단계이고;
    (c) 상기 고속 균질화 후 상등액을 회수하는 단계를 더 포함하며; 및
    상기 고속 균질화는
    (b1) 5,000 내지 10,000 rpm인 일정한 속도에서 5 내지 40분 동안 교반하는 제 1 균질단계;
    (b2) 10,000 내지 15,000 rpm인 일정한 속도에서 5 내지 100분 동안 교반하는 제 2 균질단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인삼 추출물 제조방법.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 인삼 추출물 제조방법은
    (d) 인삼 추출물을 농축하는 단계를 더 포함하여, 고농축 인삼 추출물을 제조하는 것을 특징으로 하는 인삼 추출물 제조방법.
  10. 제 2항 내지 제4항 및 제7항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조된 유화력 및 유화안정성이 개선된 인삼 추출물.
  11. 제 10항에 따른 상기 인삼 추출물을 포함하여 제조된 인삼 가공 분말 조성물.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 인삼 가공 분말 조성물은 동결건조의 방법으로 제조된 분말인 것을 특징으로 하는 인삼 가공 분말 조성물.
  13. 제 10항에 따른 상기 인삼 추출물을 포함하는 음료 조성물.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 음료 조성물은 액제를 더 포함하며,
    상기 액제의 함량은 인삼 추출물:액제 중량비 1:0.5-4인 것을 특징으로 하는 음료 조성물.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 음료 조성물은 감미제를 더 포함하며;
    상기 감미제의 함량은 조성물 총 중량 대비 0.1 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 음료 조성물.
  16. 제 10항에 따른 상기 인삼 추출물을 유화 유효성분으로 포함하는 인삼 유화 식품 조성물.
  17. 삭제
  18. 제 10항에 따른 상기 인삼 추출물을 유화 유효성분으로 포함하는 인삼 유화 화장료 조성물.
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