KR102093514B1 - 해삼의 추출방법 및 동 방법에 의한 추출물을 함유한 식품 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 해삼을 열풍, 음지자연건조 및 동결건조 중에서 선택된 어느 한 방법에 의해 건조하는 단계; 상기 해삼의 건조물을 열수 혹은 80~90% 에탄올을 이용하여 추출물을 얻는 단계를 포함하는 해삼의 추출방법을 제공한다.
Description
본 발명은 해삼의 추출방법 및 동 방법에 의한 추출물을 함유한 식품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생리활성물질이 풍부한 해삼의 추출물을 고수율로 간단하고 저렴한 방법을 통해 얻을 수 있는 고수율의 해삼추출물을 얻는 방법과 이를 통해 얻어진 해삼추출물을 포함하는 식품에 관한 것이다.
해삼은 중국을 비롯한 동양에서 예로부터 진액을 보하는 약으로서, 당뇨병, 천식 등에 탁월한 효과를 나타내고, 여름에 온도 상승으로 땀을 많이 흘려 기력상실과 허탈상태에 빠졌을 때 기력을 되찾을 수 있는 약으로 알려져 있다. 해삼은 몸의 일부가 절단되었을 때 3개월만에 절단부위가 원상 복귀되고, 내장이 제거되어도 1개월만에 새로운 내장이 생기는 놀라운 복원력을 가지고 있는 바, 한방과 민간요법에서는 해삼이 인체 단핵세포와 거식세포의 담식능력을 제고시켜 면역기능을 왕성하게 하고 상처의 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 현대과학에 의해 밝혀진 바에 의하면, 해삼에는 단백질과 비타민 B류가 풍부하고, 요오드 성분이 많이 함유되어 있으며, 각종 식품 및 의약품의 원료로 사용되는 콘드로이틴성분이 다량 함유되어 있다고 한다.
해삼의 주요성분은 당단백질과 황산콘드로이틴이며 당단백질로는 주로 퓨코스(fucose), 글루코스, 만누론산(mannuronic acid), N-아세틸글루코사민 등의 다당류로 주로 구성되어 있다.
해삼의 영양학적 연구로는 혈소판 응집에 주요인이 되는 산성 점액성 다당류(acidic mucopolysaccaride)에 관한 연구 및 황산콘드로이틴과 같은 구조를 가지는 황산화 다당류의 구조 특성에 관한 연구가 있으며(Vieira et al., J. Biol. Chem.,263, 18176, 1998), 해삼의 체벽에서 분리한 글루코사미노글리칸의 구성성분과 함량을 보고한 것이 있고(Kariya et al.,J. Biol. Chem., 265, 5081, 1990), 해삼 체벽에서 추출한 황산콘드로이틴의 구조를 밝힌 것이 있다(Vieira et al., J. Biol.Chem., 266, 13530, 1991).
이와 같이 주로 점착성이 있는 당단백질로 구성된 해삼은 유통 중 산소와의 접촉을 통해 쉽게 변질될 수 있으며 이와 같은 단점을 극복하기 위하여 해삼은 생 것을 잡아 냉장보관한 후 수일 내로 먹는 경우가 아니면 통상적으로 건조시켜 유통시켜야 한다.
하지만, 건해삼 자체만으로도 영양성분이나 생리활성성분이 충분하여 식품학상 가치가 높은 것이 사실이지만, 여타 다른 가공식품의 첨가물로써 제공되어질 수 없기에 부가가치를 보다 높이는데 있어서 한계가 있고, 이를 위해 추출물의 형태로써 가공되어질 것이 요구된다. 해삼을 이용한 추출물의 제조공정으로 주로 열수추출방법이 알려져 있으나, 이러한 방법에 의하면 추출수율이 크지 않아 다량의 해삼이 요구되는 비경제성이 문제시되고 있다.
이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 그 목적은 생리활성물질이 풍부한 해삼의 추출물을 고수율로 간단하고 저렴한 방법을 통해 얻을 수 있는 고수율의 해삼추출물 및 이를 포함하는 식품을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.
해삼을 열풍, 음지자연건조 및 동결건조 중에서 선택된 어느 한 방법에 의해 건조하는 단계;
상기 해삼의 건조물을 열수 혹은 80~90% 에탄올을 이용하여 추출물을 얻는 단계를 포함하는 해삼의 추출방법.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 생리활성물질이 풍부한 해삼의 추출물을 고수율로 간단하고 저렴한 방법을 통해 얻을 수 있어 해삼양식업자의 소득증진은 물론이거니와 국민건강의 증진에도 기여하고, 나아가 해삼추출물의 수출을 통해 국가경제의 성장에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
도 1은 본 발명에 따른 해삼추출물의 공정흐름도.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 해삼추출물의 제조방법은,
해삼을 열풍, 음지자연건조 및 동결건조 중에서 선택된 어느 한 방법에 의해 건조하는 단계;
상기 해삼의 건조물을 열수 혹은 80~90% 에탄올을 이용하여 추출물을 얻는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 내용을 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 생리활성물질이 풍부한 해삼의 추출물을 고수율로 간단하고 저렴한 방법을 통해 얻기 위하여 해삼의 건조물 혹은 건조물의 분말을 이용한다.
해삼의 건조물은 열풍을 이용하여 건조하거나, 음지에서의 자연건조 내지 동결건조의 방법이 사용될 수 있다.
바람직하게는 해삼 건조물의 분말은 생해삼으로부터 내장을 제거한 후 1차 자숙하는 단계; 상기 1차 자숙을 거친 해삼을 냉동보관하는 단계; 상기 냉동보관된 해삼을 2차 자숙하는 단계; 및 상기 2차 자숙된 해삼을 건조하여 분쇄하는 단계를 거쳐 얻어진 것으로 하는 것이 좋다.
상기 1차 자숙과정은 내장을 제거한 해삼을 원료로 하여 해삼의 중량대비 3~5배의 물을 가하여 자숙하는 과정을 포함한다.
1차 자숙과정은 바람직하게는 90~100℃에서 수행되어지며, 만일 90℃ 미만으로 자숙할 경우 자숙이 충분하게 이루어지기 어렵고, 100℃를 초과할 경우 각종 생리활성물질의 용출 내지 파괴의 우려가 높다.
이때 1차 자숙시간은 바람직하게는 10~60분간 수행하는 것으로 한다. 상기 시간을 초과할 경우에는 해삼의 각종 생리활성물질 내지 기능성 유용성분이 파괴되어질 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 1차 자숙을 거친 해삼의 냉동보관은 -20 ~ -18℃에서 수행하며, 이는 보존성을 좋게 하여 필요시마다 꺼내어 사용할 수 있도록 하기 위한 효과뿐만 아니라, 추출물의 수율을 증가시키기 위해 후속하는 2차 자숙과정을 위해서도 요구되어진다. 이러한 목적을 위해 냉동보관은 바람직하게는 1~2일간 수행되어진다.
냉동보관을 거친 1차 자숙해삼을 원료로 하여 1차 자숙과정에서와 마찬가지로 해삼의 중량대비 3~5배의 물을 가하여 2차 자숙하는 과정을 수행한다.
2차 자숙과정은 바람직하게는 90~100℃에서 수행되어지며, 만일 90℃ 미만으로 자숙할 경우 자숙이 충분하게 이루어지기 어렵고, 100℃를 초과할 경우 각종 생리활성물질의 용출 내지 파괴의 우려가 높다.
이때 2차 자숙시간은 1차 자숙과정에서와 마찬가지로 바람직하게는 10~60분간 수행하는 것으로 한다. 상기 시간을 초과할 경우에는 해삼의 각종 생리활성물질 내지 기능성 유용성분이 파괴되어질 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기와 같은 과정을 거쳐 준비된 2차 자숙해삼은 드라이오븐(dry oven)에 건조한 후, 믹서기 등을 이용하여 분쇄하여 추출원료로써 준비되어진다. 이때, 믹서기를 이용한 분쇄는 2~3mm 정도의 직경을 갖는 크기로 분쇄하는 것이 추출물의 수율을 극대화함에 있어 바람직하다.
보다 바람직하게는 2차 자숙해삼을 드라이오븐에서 건조한 후 팽화장치를 이용하여 10~13kg/㎠, 110~130℃에서 2~10분간 팽화한 팽화해삼을 얻은 후, 믹서기를 이용하여 분쇄한 것을 추출원료로 하는 것이 추출수율을 극대화함에 있어 좋다.
상기와 같은 과정을 거쳐 준비된 해삼의 건조분말은 후속 공정을 통해 80~90% 에탄올, 바람직하게는 80% 에탄올을 이용하여 고수율로 추출물의 형태로 제조되어진다.
본 발명에서 80~90% 에탄올을 사용하는 이유로는 해삼을 구성하는 단백질을 변성하고 지질을 용해하면서 추출작용을 효과적으로 수행할 수 있기 때문이다. 물은 세포의 변성을 야기 시킴에 있어 중요한 역할을 수행하며, 따라서 에탄올의 농도가 90%를 초과하면 해삼의 세포는 변성될 수 없기 때문에 추출수율이 떨어지고, 80% 미만의 농도에서는 지질의 분해가 충분히 일어나질 않게 되어 물이 세포에 들어갈 수 없기 때문에 이 역시 추출수율을 떨어뜨리는 원인이 된다.
본 발명에서는 추출수율을 더욱 증가시키기 위해 해삼 분말시료에 80~90% 에탄올을 넣어준 뒤, 호일로 입구를 감싼 다음 1~5 시간 동안 소니케이션(sonication)을 수행한다. 소니케이션은 20~40℃의 저온상태에서 10 내지 120 kHz의 진동주파수에서 10 내지 120 분 동안 상온에서 운전되어지는 것이 바람직하며, 이와 같은 소니케이션을 위해 예를 들어, Sonicator(BANDERIN SONOREX)가 이용되어질 수 있지만, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
소니케이션을 수행한 이후 6~24시간 동안, 바람직하게는 상온에서 밤샘방치하여 추출공정을 수행한다.
상기와 같이 분말해삼에 대한 에탄올 추출과정을 거친 후 얻어진 추출물을 수거하여 여과한다. 여과과정은 바람직하게는 300mm 여과 페이퍼를 이용하여 수행되어질 수 있다.
여과를 거친 여과액은 감압농축과정을 거쳐 에탄올을 분리한 후, 물만 얻어내어 트레이에 담아 동결건조되어진다. 동결건조물은 추출물질을 동결시키고, 수증기의 부분압을 낮춤으로써 얼음을 직접 증기로 만드는 승화에 의해 얻어진다. 여기서 부분압을 낮춘다는 의미는 물의 3중점 이하로 압력을 낮춘다는 것을 의미하고(6 mbar or 4.6 Torr), 낮은 압력하에서 얼음의 형태를 가지는 수분은 열 에너지를 공급함으로써 액체로 변하는 것이 아니라 수증기로 직접 승화한다. 승화된 얼음 결정체들은 공간을 남기기 때문에, 건조된 물질은 무수히 많은 틈을 포함하고 있어서, 수분 흡수가 용이해 재수화 (re-hydration)시 완전하게 재용해되는 특성을 제공하게 된다.
상기와 같은 과정을 거쳐 생리활성물질이 풍부한 해삼의 추출물을 고수율로 간단하고 저렴한 방법을 통해 얻을 수 있고, 다양한 식품소재의 첨가물로써 사용이 가능하게 된다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 하나 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
[실시예 1] 해삼건조물의 제조
생해삼의 내장을 제거한 후 열풍을 이용하여 24시간 동안 건조하여 해삼의 건조물을 얻었다.
[실시예 2] 해삼건조물의 제조
생해삼의 내장을 제거한 후 음지에서 자연건조하는 방법으로 3일 동안 건조하여 해삼의 건조물을 얻었다.
[실시예 3] 해삼건조물의 제조
생해삼의 내장을 제거한 후 -70℃의 질소를 이용하여 동결건조를 수행하여 해삼의 동결건조물을 얻었다.
[실시예 4]
도 1에 도시한 바와 같이, 먼저 생해삼을 구입하여 내장을 제거한 후 100℃로 30분간 끓여 1차 자숙공정을 수행하였다. 상기 1차 자숙을 거친 해삼을 -20℃에서 1일간 냉동보관한 후, 다시 100℃로 30분간 끓여 2차 자숙공정을 수행하였다.
상기와 같은 과정을 거쳐 준비된 2차 자숙해삼을 드라이오븐(dry oven)에 넣고 건조한 후, 믹서기를 이용하여 분쇄한 후 메쉬로 체걸음을 하여 직경 2~3 mm 분말을 얻었다.
[실시예 5] 해삼 추출물의 제조
실시예 1 내지 4의 해삼의 각 건조물에 80℃의 물을 부피비로 10배 사입하여 6시간 동안 열수추출하여 열수추출물을 얻었다.
또, 1600ml 에탄올과 400ml 증류수로 80% 에탄올을 제조하고, 삼각플라스크에 실시예 1 내지 실시예 4로부터 얻어낸 해삼건조물 시료 410g과 80% 에탄올 2000ml를 넣어준 뒤, 호일로 입구를 감싼 다음 2시간 동안 30℃에서 120 kHz의 진동주파수를 이용하여 소니케이션을 실시하였다. 그런 다음, 상온에서 밤샘 추출하고 300mm 여과 페이퍼(ADVANTEC. LOT NO. 70712907)를 이용하여 필터링하였다. 얻어진 추출액을 감압농축기에 넣어준 뒤, 에탄올만 감압농축하고, 물만 얻어내어 트레이에 담아 딥프리저(Deep Freezer)에서 얼린 뒤, 동결건조시킨 후 수율을 측정하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또, 실시예 1 내지 4의 각 해삼건조물을 이용하여 90% 에탄올을 이용하여 위에서와 동일한 방법에 의해 추출물을 얻었다.
| 시료 | 수율(%) | ||
| 열수 | 에탄올(80%) | 에탄올(90%) | |
| 실시예 1 | 14.25 | 15.32 | 15.10 |
| 실시예 2 | 14.56 | 15.61 | 15.33 |
| 실시예 3 | 14.83 | 16.01 | 15.88 |
| 실시예 4 | 15.27 | 17.21 | 16.64 |
[실험예] 항산화효과
상기 실시예 5에서 얻은 각 추출물의 자유라디칼 소거능을 1,1-diphenyl-2-pycryl-hydrazyl(DPPH)를 이용하여 측정하였다.[Blois, M.S., Nature 181, 1990(1958)] DPPH는 비교적 안정한 자유라디칼로서 라디칼 상태로 존재시 517 ㎚에서 최대 흡광을 보이며, 소거되면 흡광성을 잃는다. 본 시험에서 DPPH는 시그마사에서 구입하여 사용하였으며, 0.15 μM의 농도로 메틸알콜에 녹여 사용하였다. 먼저, 상기 각 실시예의 추출물을 96-웰 플레이트(well plate)의 각 웰에 100 ㎕씩 넣었다. 여기에 DPPH용액을 100 ㎕씩 첨가하고, 상온에서 30분간 방치한 다음, 마이크로 플레이트 리더(Micro plate reader, BioT다 EL-340)을 이용하여 540 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 이때, 대조군으로는 상기의 추출물들을 대신하여 아스콜빈산 100 ㎕를 넣은 것을 사용하였다. 상기와 같이 시료를 처리군의 흡광도가 대조군의 흡광도의 절반이 될 때의 상기 추출물 농도를 IC50(inhibitory concentration 50)으로 표시하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 시료 | IC50 | ||
| 열수 | 에탄올(80%) | 에탄올(90%) | |
| 실시예 1 | 0.003% | 0.005% | 0.004% |
| 실시예 2 | 0.003% | 0.005% | 0.003% |
| 실시예 3 | 0.003% | 0.006% | 0.004% |
| 실시예 4 | 0.003% | 0.007% | 0.005% |
| 비교예 | 0.006% | ||
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (1)
- 생해삼을 구입하여 내장을 제거한 후 100℃로 30분간 끓여 1차 자숙공정을 수행하는 단계; 상기 1차 자숙공정을 거친 해삼을 -20℃에서 1일간 냉동보관한 후, 다시 100℃로 30분간 끓여 2차 자숙공정을 수행하는 단계; 상기와 같은 과정을 거쳐 준비된 2차 자숙해삼을 드라이오븐에 넣고 건조한 후, 믹서기를 이용하여 분쇄한 후 메쉬로 체걸음을 하여 직경 2~3 mm 분말을 얻는 단계; 해삼의 분말에 80% 에탄올 넣어준 뒤, 2시간 동안 30℃에서 120 kHz의 진동주파수를 이용하여 소니케이션을 실시하는 단계; 상온에서 밤샘 추출하고 여과 페이퍼를 이용하여 필터링하는 단계; 및 얻어진 추출액을 감압농축기에 넣어준 뒤, 에탄올만 감압농축하고, 물만 얻어내어 트레이에 담아 딥프리저에서 얼린 뒤, 동결건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해삼의 추출방법.
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