KR102106469B1 - 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가된 발효 홍삼의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홍삼 추출액에 복합 효소를 첨가하고 배양하여 배양액을 마련하는 단계; 상기 복합 효소는 Neopectinase d, Ultimase MFC 및 Viscozyme을 1:0.25~0.35:0.25~0.35의 질량비 비율로 혼합한 복합 효소를 사용한다. 상기 배양액에 버퍼를 첨가하여, 상기 첨가된 복합 효소 반응을 촉진시키는 단계; 상기 배양액에 산도조절제를 가하여 산도를 조절하는 단계; 상기 산도 조절 된 상기 배양액을 교반기를 통해 발효하는 단계; 상기 발효된 배양액에 주정을 이용하여 1차 용해시키는 단계; 상기 1차 용해된 추출물을 원심 분리하고 2차 용해시키는 단계; 상기 2차 용해된 추출물을 농축시켜 농축액을 얻는 단계; 상기 농축액을 멸균하는 단계; 및 상기 멸균 처리된 농축액을 분말화하는 단계;를 포함하며, 상기 홍삼 추출액은, 홍삼을 추출기에 투입 후 정제수를 홍삼 중량 대비 약 5~15배수 첨가하여 15~35시간 침지시키는 단계; 및 60℃~100℃의 온도로 5회~7회 반복 추출하는 추출 단계를 통해 얻어지며, 상기 복합 효소 반응 촉진 단계는, 상기 버퍼로서 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)을 사용하며, 상기 버퍼를 30~50℃에서 2~3시간 교반 후 첨가하여, 상기 배양액과 반응시키고, 상기 산도 조절 단계는, 상기 산도조절제로서 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 사용하며, 산도를 4~6으로 조절하고, 상기 교반기를 통한 발효 단계는, 상기 배양액을 40~50℃에서 30~60rpm으로 45~55시간 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 배양액을 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키는 단계;를 더 포함하며, 상기 배양액을 1차 용해시키는 단계에서는, 상기 발효된 배양액에 상기 발효된 배양액의 중량 대비 5~20 중량%의 주정을 투입하여, 1차 용해시키고, 상기 배양액을 2차 용해시키는 단계는, 상기 1차 용해된 추출물을 원심 분리하여 고체 중간산물을 추출하는 단계와, 상기 고체 중간산물에 희석된 주정을 투입하여, 2차 용해시키는 단계를 포함하며, 상기 농축 단계는, 상기 2차 용해된 추출물을 50~60℃에서 30~40brix까지 농축시켜 농축액을 얻는 단계; 및 상기 농축된 배양액에서 상기 주정을 제거하는 단계;를 더 포함하고, 상기 멸균 단계에서는, 상기 농축액을 30~60rpm으로 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키며, 상기 분말화 단계에서는, 상기 멸균 처리된 농축액을 분무건조기를 이용하여 분말화시키는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가된 발효 홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가된 발효 홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
인삼(the root of Panax ginseng C.A. Meyer. Araliaceae)은 중국, 한국, 일본 등의 아시아 국가에서 전통적으로 각종 질병의 치료에 사용되어 온 약재 중 하나이다. 인삼은 약리 효능이 우수하며, 재배조건이 까다롭기 때문에 수확량이 적어서 고가의 영약으로 취급되어 왔으며, 이러한 인삼의 부패 및 손상을 막고, 장기저장, 유통, 품질안정화 등의 목적을 위해 홍삼 제조방법이 발달하였다.
홍삼의 약리효능으로는 기억력 및 학습 효능 개선작용, 항암 활성 및 면역 기능 조절작용, 항당뇨작용, 간 기능 항진 작용 및 독성물질 해독작용, 심혈관 장해개선 및 항동맥 경화작용, 콜레스테롤 개선작용, 항스트레스 및 항피로작용 등이 알려져 있으며, Rh1, Rs1, Rs2, Rs1, Compound-K, Rh2 등의 진세노사이드와 사포닌, maltol, glycerogalacto lipid, glycosyldiglyceride 등의 홍삼고유의 생리활성 물질이 존재하는 것으로 알려져 있다.
근래에 와서 가공기술의 발달로 소비자들이 섭취가 간편하고, 휴대가 편리한 농축액, 정분, 차류, 타브렛, 캡슐, 분말류, 음료, 환제, 절편삼, 봉밀삼, 과자류, 주류 등의 2차 가공 홍삼제품들이 개발되고 있으며, 홍삼제조 및 가공기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래에는 전통적인 홍삼제조의 단위공정인 증자, 건조, 정형 등의 방법만을 사용하여 제품을 제조하였으나, 최근 홍삼의 발효방법에 따른 효능이 차이점이 발견되면서 새로운 제조방법이 나타났으며, 주로 열처리, 산도처리, 효소처리 및 미생물을 이용한 발효처리에 따른 홍삼제품이 제조되어 제품으로 출시되고 있다.
하지만, 상기와 같은 방법들은 특수한 시설장비가 필요하고, 생리적인 활성이 있는 홍삼 고유의 생리활성 성분(특히 Compound K 및 Rh2)의 파괴(함량 감소)가 현저하고 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 홍삼액에 복합 효소를 첨가하여, 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2 성분의 함량을 현저히 증가시키는 발효 홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 홍삼 추출액에 복합 효소를 첨가하고 배양하여 배양액을 마련하는 단계; 상기 복합 효소는 Neopectinase d, Ultimase MFC 및 Viscozyme을 1:0.25~0.35:0.25~0.35의 질량비 비율로 혼합한 복합 효소를 사용한다. 상기 배양액에 버퍼를 첨가하여, 상기 첨가된 복합 효소 반응을 촉진시키는 단계; 상기 배양액에 산도조절제를 가하여 산도를 조절하는 단계; 상기 산도 조절 된 상기 배양액을 교반기를 통해 발효하는 단계; 상기 발효된 배양액에 주정을 이용하여 1차 용해시키는 단계; 상기 1차 용해된 추출물을 원심 분리하고 2차 용해시키는 단계; 상기 2차 용해된 추출물을 농축시켜 농축액을 얻는 단계; 상기 농축액을 멸균하는 단계; 및 상기 멸균 처리된 농축액을 분말화하는 단계;를 포함하는 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가된 발효 홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 홍삼 추출액은, 홍삼을 추출기에 투입 후 정제수를 홍삼 중량 대비 약 5~15배수 첨가하여 15~35시간 침지시키는 단계; 및 60℃~100℃의 온도로 5회~7회 반복 추출하는 추출 단계를 통해 얻을 수 있다.
상기 복합 효소 반응 촉진 단계는, 상기 버퍼로서 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)을 사용하며, 상기 버퍼를 30~50℃에서 2~3시간 교반 후 첨가하여, 상기 배양액과 반응 시킬 수 있다.
상기 산도 조절 단계는, 상기 산도조절제로서 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 사용하며, 산도를 4~6으로 조절할 수 있다.
상기 교반기를 통한 발효 단계는, 상기 배양액을 40~50℃에서 30~60rpm으로 45~55시간 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 배양액을 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 배양액을 1차 용해시키는 단계에서는, 상기 발효된 배양액에 상기 발효된 배양액의 중량 대비 5~20 중량%의 주정을 투입하여, 1차 용해시킬 수 있다.
상기 배양액을 2차 용해시키는 단계는, 상기 1차 용해된 추출물을 원심 분리하여 고체 중간산물을 추출하는 단계와, 상기 고체 중간산물에 희석된 주정을 투입하여, 2차 용해시킬 수 있다.
상기 농축 단계는, 상기 2차 용해된 추출물을 50~60℃에서 30~40brix까지 농축시켜 농축액을 얻는 단계; 및 상기 농축된 배양액에서 상기 주정을 제거하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 멸균 단계에서는, 상기 농축액을 30~60rpm으로 80~90℃에서 15~25분간 멸균시킬 수 있다.
상기 분말화 단계에서는, 상기 멸균 처리된 농축액을 분무건조기를 이용하여 분말화시킬 수 있다.
본 발명의 발효홍삼 제조방법에 따라, 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 현저히 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발효 홍삼 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다. 또한 첨부된 도면은 각 구성요소 간의 관계를 설명하기 위해 크기와 간격 등이 실제와 달리 과장되어 있을 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발효홍삼 제조방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발효홍삼 제조방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 발효홍삼의 제조방법은 홍삼 침지 및 반복 추출을 통하여 홍삼 추출액을 마련하는 단계(S1), 추출액에 복합 효소를 첨가하고 배양하여 배양액을 마련하는 단계(S2), 배양액에 버퍼 첨가 및 복합 효소 반응을 촉진시키는 단계(S3), 배양액에 산도조절제를 첨가하여 산도를 조절하는 단계(S4), 산도 조절된 배양액을 교반기를 통해 발효하는 단계(S5), 발효된 배양액에 주정을 이용하여 1차 용해시키는 단계(S6), 1차 용해된 추출물을 원심 분리하고 2차 용해시키는 단계(S7), 2차 용해된 추출물을 농축시켜 농축액을 얻는 단계(S8), 농축액을 멸균하는 단계(S9) 및 멸균 처리된 농축액을 분말화하는 단계(S10)를 포함한다.
홍삼 침지 및 반복 추출을 통하여 홍삼 추출액을 마련하는 단계(S1)에서는, 원재료인 홍삼을 추출기에 투입 후 정제수를 홍삼 중량 대비 약 5~15배수 첨가하여 15~35시간 침지시킨다. 이 후 침지가 완료된 홍삼을 60℃~100℃의 온도로 5회~7회 반복 추출하는 추출 단계를 통해 홍삼 추출액을 제조하게 된다.
추출액에 복합 효소를 첨가하고 배양하여 배양액을 마련하는 단계(S2)에서는, 준비된 효소 Neopectinase d, Ultimase MFC 및 Viscozyme을 1:0.25~0.35:0.25~0.35의 질량비 비율로 혼합한 복합 효소를 첨가하고 배양하여 배양액을 마련하게 된다.
배양액에 버퍼 첨가 및 복합 효소 반응을 촉진시키는 단계(S3)에서는, 복합 효소 반응을 촉진시키기 위한 버퍼로서, 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)을 사용하며, 두 가지 버퍼를 섞은 후 30~50℃에서 2~3시간 교반한다. 이 후 복합 효소가 첨가 이후 배양된 배양액에 버퍼를 첨가하여 배양액 내 홍삼 추출액과 첨가된 복합 효소 반응이 촉진될 수 있도록 한다.
배양액에 산도조절제를 첨가하여 산도를 조절하는 단계(S4)에서는, 버퍼에 의해 균주 반응이 촉진된 배양액에 산도조절제인 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 사용하여 배양액 내 산도가 4~6이 되도록 조절하게 된다.
산도 조절된 배양액을 교반기를 통해 발효하는 단계(S5)에서는, 산도가 조절된 배양액을 교반기를 통해 40~50℃에서 30~60rpm으로 45~55시간 발효시키게 되며, 이 후 발효된 배양액을 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키게 된다.
발효된 배양액에 주정을 이용하여 1차 용해시키는 단계(S6)에서는, 발효된 배양액에 상기 발효된 배양액의 중량 대비 5~20 중량%의 주정을 투입하고, 30~60rpm으로 일정시간 동안 교반 한다. 이 때 발효에 따른 중간산물 중 고체화된 저용해도의 물질(Compound-K, Rh2)이 주정에 의해 1차 용해된 추출물로 추출된다.
1차 용해된 추출물을 원심 분리하고 2차 용해시키는 단계(S7)에서는, 주정에 의해 1차 용해된 추출물을 원심 분리기를 통하여 원심 분리함으로써 고체 중간 산물을 추출하고, 추출된 고체 중간 산물에 희석된 주정을 투입하여, 2차 용해된 추출물로 추출된다.
2차 용해된 추출물을 농축시켜 농축액을 얻는 단계(S8)에서는, 2차 용해된 추출물을 50~60℃에서 30~40brix까지 농축시켜 농축액을 얻는 이후, 농축된 배양액에서 주정을 제거하게 된다.
농축액을 멸균하는 단계(S9)에서는, 농축 단계에 의해 농축된 농축액을 30~60rpm으로 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키게 된다.
멸균 처리된 농축액을 분말화하는 단계(S10)에서는 멸균 처리된 농축액을 분무건조기를 이용하여 분말화시키게 되며, 최종적으로 Compound-K 및 Rh2 성분이 증대된 홍삼농축액분말을 얻게 된다.
본 발명에 따른 발효홍삼은 상기 발효홍삼 제조방법을 이용하여 제조된다. 본 발명에 따라 제조되는 Compound-K 및 Rh2 성분이 증대된 홍삼(액) 및 홍삼농축액분말은 건강식품뿐만 아니라 의약품, 화장품 및 사료용 원료로도 이용될 수 있다.
본 발명의 발효 홍삼 제조방법을 통해 제조된 발효홍삼 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 더 첨가하여 건강보조식품을 제조할 수 있으며, 건강보조식품은 통상적인 분말, 음료, 정제, 편, 캡슐 및 시럽으로 이루어진 군으로부터 선택되는 제형일 수 있다. 건강보조식품은 바람직하게는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 중점제, pH조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
이하 실험예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실험예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실험예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1]
시중에 판매되는 B사의 국산 6년근 홍삼의(고형분 25%이상) 홍삼근 70중량%, 홍미삼 30중량%를 추출기에 투입 후 정제수를 홍삼 중량대비 약 10배수 투입하고 25시간 동안 침지했다. 80℃ 온도로 6회 반복 추출한 홍삼 추출액을 준비했다.
교반기에 고형분 25%의 홍삼추출액을 1000g 투입 후, 준비된 효소(Neopectinase d는 105g, Ultimase MFC 및 Viscozyme는 각 35g 사용하며, 효소의 사용비가 3:1:1)를 첨가하고 배양하여 배양액을 마련한다.
본 발명의 실험예에 사용된 복합 효소는, 기탁된 Neopectinase d(NOVOZYMES A/S, 덴마크), Ultimase MFC(NOVOZYMES A/S, 덴마크), Viscozyme(NOVOZYMES A/S, 덴마크)를 분양받아 사용했다.
다음으로 복합 효소 반응을 촉진시키기 위한 버퍼로서, 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous)를 정제수 100ml에 2.8g 희석한 용액 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)를 정제수 100ml에 2.4g 희석한 용액을 섞은 후 45℃에서 2.5시간 동안 교반한 혼합용액을 배양액에 첨가했다.
본 발명의 실험예에 사용된 버퍼는, 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous)는 LIANYUNGANG KEDE FOOD INGREDIENTS CO. LTD에서, 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)은 SIGMA-ALDRICH에서 구입하여 사용했다.
버퍼에 의해 복합 효소 반응이 촉진된 배양액에, 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 1:1의 질량비 비율로 혼합한 혼합물을 첨가하여 배양액 내 산도가 4.5가 되도록 조절했다.
산도가 조절된 배양액을 교반기를 통해 45℃에서 60rpm으로 48시간 발효시키고, 이 후 발효된 배양액을 85℃에서 20분간 멸균시켰다.
발효된 배양액의 중량 대비 15중량%의 주정을 투입하고, 60rpm으로 일정시간 동안 교반하여 1차 용해시켰다.
다음으로 주정에 의해 1차 용해된 추출물을 원심 분리기를 통하여 원심 분리함으로써 용해되지 않은 고체 중간 산물을 추출하고, 추출된 고체 중간 산물을 주정 10배수에 희석하여 채에 거른 후, 희석된 주정을 다시 추출물에 투입하여 2차 용해시켰다.
2차 용해된 추출물을 55℃에서 35brix까지 농축시켜 농축액을 얻은 이후, 농축된 배양액에서 주정을 제거하여 고형분 40%까지 농축을 진행했다.
농축액을 60rpm으로 85℃에서 20분간 멸균시킨 후, 멸균이 완료된 농축액을 분무건조기를 이용해 홍삼농축액분말로 분말화 했다.
[비교예 1]
실시예 1에서 복합 효소의 총 사용량은 동일하게 하고 사용비만 2:1:1로 변경하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서 복합 효소의 총 사용량은 동일하게 하고 사용비만 1:1:1로 변경하였다.
[비교예 3]
실시예 1에서 버퍼로 사용된 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)를 첨가하지 않았다.
[비교예 4]
실시예 1에서 산도조절제인 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 첨가하지 않았다.
[비교예 5]
실시예 1에서 원심 분리 추출 과정을 실시하지 않았다.
이상의 실험예에서 얻어진 홍삼농축액분말을 대상으로 원재료 및 교반기에서 24시간 또는 48시간이 경과한 후의 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 측정하였으며, 그 결과를 표 1 내지 표 5를 참조하여 설명한다.
구체적으로 표 1 내지 표 5를 통해 ①첨가된 복합 효소의 사용비 변화 및 교반 시간의 변화에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량 변화, ②버퍼 첨가 여부에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량 변화, ③산도 조절에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량 변화 및 ④배양액의 원심 분리 추출 여부에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량 변화를 나타내었다.
표 1은 실험예에서, 첨가된 복합 효소의 사용비를 3:1:1로 첨가한 것이며, 교반 시간의 변화에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 나타낸 것이다. (실시예 1)
| 원재료 | 24h | 48h | |
| Rg1 | 605.20 | 589.1 | 804.02 |
| Re | 297.48 | 302.49 | 290.67 |
| Rf | 23.95 | 0 | 43.51 |
| Rh1 20s | 0.00 | 0 | 0 |
| Rg2 | 291.68 | 300.23 | 483.93 |
| Rh1 20r | 0.00 | 0 | 0 |
| Rb1 | 793.44 | 154.87 | 199.52 |
| Rb2 | 102.87 | 92.38 | 87.45 |
| Rc | 39.66 | 104.52 | 134.27 |
| Rd | 405.24 | 0 | 123 |
| Rg3 20s | 77.06 | 89.63 | 81.22 |
| Rg3 20r | 39.47 | 71.32 | 69.37 |
| Compound K | 21.12 | 492.31 | 601.79 |
| Rh2 | 0.00 | 92.34 | 100.49 |
표 1과 같이 복합 효소 첨가에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 원재료의 함량에 비해 현저히 증가하였으며, 교반 시간이 증가 할수록 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 더욱 크게 증가했다.
표 1에 나타난바와 같이, 홍삼 추출액에 Neopectinase d, Ultimase MFC 및 Viscozyme을 3:1:1의 질량비 비율로 혼합한 복합 효소를 첨가하고 24시간 교반시킨 경우, 진세노사이드 Compound-K의 생성이 약 23배 증가하였으며, Rh2의 함량 또한 증가했다. 또한, 복합 효소를 첨가한 상태에서, 교반 시간을 달리할 경우(48시간), Compound-K는 약 28배 증가하였으며, Rh2의 함량도 크게 증가했다.
표 2는 실험예에서, 복합 효소의 총 사용량은 동일하게 하고 첨가된 복합 효소의 사용비를 2:1:1 또는 1:1:1로 첨가한 것이며, 교반 시간의 변화에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 나타낸 것이다. (실시예 1 및 비교예 1 과 비교예 2)
| 실시예 1 (사용비 3:1:1) |
비교예 1 (사용비 2:1:1) |
비교예 2 (사용비 1:1:1) |
||||
| 24h | 48h | 24h | 48h | 24h | 48h | |
| Rg1 | 589.1 | 804.02 | 580.69 | 536.78 | 512.35 | 489.22 |
| Re | 302.49 | 290.67 | 276.25 | 269.13 | 248.35 | 202.18 |
| Rf | 0 | 43.51 | 20.11 | 21.08 | 17.65 | 15.27 |
| Rh1 20s | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Rg2 | 300.23 | 483.93 | 276.65 | 258.52 | 183.25 | 122.25 |
| Rh1 20r | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Rb1 | 154.87 | 199.52 | 305.36 | 0 | 378.33 | 50.21 |
| Rb2 | 92.38 | 87.45 | 105.52 | 98.7 | 89.61 | 75.43 |
| Rc | 104.52 | 134.27 | 37.65 | 32.27 | 28.11 | 24.62 |
| Rd | 0 | 123 | 187.68 | 0 | 236.12 | 62.12 |
| Rg3 20s | 89.63 | 81.22 | 68.75 | 62.22 | 50.21 | 42.85 |
| Rg3 20r | 71.32 | 69.37 | 40.26 | 36.89 | 37.22 | 31.08 |
| Compound K | 492.31 | 601.79 | 310.25 | 388.75 | 240.2 | 298.62 |
| Rh2 | 92.34 | 100.49 | 34.2 | 45.67 | 20.12 | 26.68 |
표 2에 나타난 바와 같이 복합 효소의 총 사용량은 동일하게 하고 사용비만 다르게 하여 복합 효소를 첨가하고 24시간 교반시킨 경우, 비교예 2 보다는 비교예 1이, 비교예 1 보다는 실시예 1에서의 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가했다. 또한 교반 시간을 달리할 경우(48시간)에도 비교예 1 및 비교예 2보다는 실시예 1에서 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 크게 증가했다.
표 3은 본 발명의 발효 홍삼 제조방법 중에서, 버퍼 첨가 여부에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 나타낸 것이다.
실시예 1에서는, 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)를 섞은 버퍼를 배양액에 첨가하였다. 비교예 3은 버퍼를 첨가하지 않았다.
| 버퍼 첨가 | 버퍼 미첨가 | |||
| 실시예 1 (사용비 3:1:1) |
비교예 3 (사용비 3:1:1) |
|||
| 24h | 48h | 24h | 48h | |
| Rg1 | 589.1 | 804.02 | 634.86 | 667.12 |
| Re | 302.49 | 290.67 | 298.31 | 265.19 |
| Rf | 0 | 43.51 | 21.33 | 0 |
| Rh1 20s | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Rg2 | 300.23 | 483.93 | 291.56 | 328.66 |
| Rh1 20r | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Rb1 | 154.87 | 199.52 | 173.49 | 0 |
| Rb2 | 92.38 | 87.45 | 98.23 | 57.77 |
| Rc | 104.52 | 134.27 | 164.56 | 125.03 |
| Rd | 0 | 123 | 96.23 | 0 |
| Rg3 20s | 89.63 | 81.22 | 74.69 | 49.08 |
| Rg3 20r | 71.32 | 69.37 | 78.99 | 30.28 |
| Compound K | 492.31 | 601.79 | 400.29 | 461.53 |
| Rh2 | 92.34 | 100.49 | 21.24 | 78.78 |
표 3의 실시예 1에 나타난바와 같이, 버퍼 첨가 여부에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 원재료의 함량에 비해 현저히 증가 하였으며, 버퍼 첨가에 따른 배양액과 버퍼의 반응시간이 증가할수록 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가했다.
또한, 버퍼를 첨가하지 않은 비교예 3보다 버퍼를 첨가한 실시예 1에서 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가했다.
구체적으로 복합 효소가 첨가된 이후 배양된 배양액에 버퍼 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)를 45℃에서 2.5시간 혼합하여 교반 후 첨가한 실시예 1에서, 버퍼를 첨가하지 않은 비교예 3보다 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가했다.
버퍼를 첨가하지 않은 상태로 반응 시간이 24시간 경과 했을 때의 비교예 3보다, 버퍼를 첨가한 실시예 1에서의 진세노사이드 Compound-K가 약 1.2배 증가 하였으며, Rh2는 약 4.3배 증가했다.
또한, 배양액과 버퍼의 반응시간이 증가 할수록(반응 시간 48시간 경과), 비교예 3에서의 Compound-K 및 Rh2 함량 증가보다는 실시예 1에서의 Compound-K 및 Rh2의 함량이 더 크게 증가했다.
표 4는 실험예에서, 산도 조절에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 나타낸 것이다.
실시예 1에서는, 배양액의 산도 조절을 위한 산도조절제로서, 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 1:1의 질량비 비율로 혼합한 혼합물을 첨가하여 배양액 내 산도가 4.5가 되도록 조절했고, 비교예 4는 산도조절제인 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 첨가하지 않았다.
| 산도 조절(pH 4.5) | 산도 미조절(pH 7.6) | |||
| 실시예 1 (사용비 3:1:1) |
비교예 4 (사용비 3:1:1) |
|||
| 24h | 48h | 24h | 48h | |
| Rg1 | 589.1 | 804.02 | 367.23 | 264.98 |
| Re | 302.49 | 290.67 | 276.25 | 269.13 |
| Rf | 0 | 43.51 | 0 | 0 |
| Rh1 20s | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Rg2 | 300.23 | 483.93 | 325.24 | 423.56 |
| Rh1 20r | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Rb1 | 154.87 | 199.52 | 13.5 | 0 |
| Rb2 | 92.38 | 87.45 | 86.4 | 24.7 |
| Rc | 104.52 | 134.27 | 55.9 | 0 |
| Rd | 0 | 123 | 0 | 0 |
| Rg3 20s | 89.63 | 81.22 | 503.7 | 603.5 |
| Rg3 20r | 71.32 | 69.37 | 402.8 | 589.5 |
| Compound K | 492.31 | 601.79 | 0.2 | 0.2 |
| Rh2 | 92.34 | 100.49 | 0 | 0 |
표 4의 실시예 1에 나타난바와 같이, 배양액의 산도 조절에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 원재료의 함량에 비해 현저히 증가하였으며, 산도 조절에 따른 반응시간이 증가할수록 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가했다.
또한, 산도를 조절하지 않은 비교예 4보다 산도를 조절한 실시예 1에서 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 현저히 증가했다.
구체적으로 복합 효소가 첨가된 이후 배양된 배양액에 산도 조절을 위해 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 1:1의 질량비 비율로 혼합하여 배양액에 첨가한 실시예 1에서, 산도를 조절하지 않은 비교예 4보다 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가했다.
산도를 조절하지 않은 상태로 반응 시간이 24시간 경과 했을 때의 비교예 4보다, 산도를 조절한 실시예 1에서의 Compound-K 및 Rh2의 함량이 크게 증가했다.
또한, 산도 조절에 따른 반응시간이 증가 할수록(반응 시간 48시간 경과), 비교예 4에서의 Compound-K 및 Rh2 함량 증가보다는 실시예 1에서의 Compound-K 및 Rh2의 함량이 더 크게 증가했다.
표 5는 실험예에서, 배양액의 원심 분리 추출 여부에 따른 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량을 나타낸 것이다.
실시예 1에서는, 교반기에서 48시간 교반된 배양액의 원심 분리 추출을 실시한 이후에 농축을 진행하였으며, 비교예 5에서는 원심 분리 추출을 실시하지 않고 바로 농축을 진행하였다.
| 원심 분리 실시 | 원심 분리 미실시 | |
| 실시예 1 (사용비 3:1:1) |
비교예 5 (사용비 3:1:1) |
|
| 48h | 48h | |
| 농축 후 | 농축 후 | |
| Rg1 | 804.02 | 805.47 |
| Re | 290.67 | 296.5 |
| Rf | 43.51 | 42.66 |
| Rh1 20s | 0 | 0 |
| Rg2 | 483.93 | 483.21 |
| Rh1 20r | 0 | 0 |
| Rb1 | 199.52 | 206.84 |
| Rb2 | 87.45 | 88.69 |
| Rc | 134.27 | 132.47 |
| Rd | 123 | 124.21 |
| Rg3 20s | 81.22 | 90.05 |
| Rg3 20r | 69.37 | 64.83 |
| Compound K | 601.79 | 480.61 |
| Rh2 | 100.49 | 74.28 |
표 5의 실시예 1에 나타난바와 같이, 발효 단계를 통해 발효된 배양액에 발효된 배양액의 중량 대비 15중량%의 주정을 투입하여 1차 용해시키고, 이 후 1차 용해된 추출물을 원심 분리기를 통해 원심 분리하고 2차 용해시켜 추출된 추출물을 고형분 40%까지 농축시키게 되면, 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 원재료의 함량에 비해 현저히 증가했다.
구체적으로 원심 분리 추출을 실시하지 않은 비교예 5보다 원심 분리 추출을 실시한 실시예 1에서 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 현저히 증가했다.
원심 분리 추출을 실시하지 않은 비교예 5에 비해 원심 분리 추출을 실시한 실시예 1에서의 진세노사이드 Compound-K가 약 1.2배 증가하였고 진세노사이드 Rh2는 약 1.3배 증가했다.
본 발명에 따른 복합 효소 첨가에 의한 발효 홍삼의 제조방법은 가공방법이 간단하고 발효기간이 짧음에도 우수한 결과를 나타내어 발효 홍삼의 가공시간 및 비용을 현저히 줄일 수 있다. 특히 복합 Neopectinase d, Ultimase MFC 및 Viscozyme의 복합 효소를 홍삼 추출액에 첨가 시 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 성분을 함량을 증가시키는 것으로 나타나, 효율성이 높은 발효 홍삼 및 관련 제품을 제조할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 발효홍삼의 제조 방법은 특별한 시설이나 장비를 요하지 않아, 간단하고 보다 효율적이다.
이상에서는 실험예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (10)
- 홍삼 추출액에 복합 효소를 첨가하여 배양액을 마련하는 단계; 상기 복합 효소는 Neopectinase d, Ultimase MFC 및 Viscozyme을 1:0.25~0.35:0.25~0.35의 질량비 비율로 혼합한 복합 효소를 사용하며
상기 배양액에 버퍼를 첨가하여, 상기 첨가된 복합 효소 반응을 촉진시키는 단계;
상기 배양액에 산도조절제를 가하여 산도를 조절하는 단계;
상기 산도 조절 된 상기 배양액을 교반기를 통해 발효하는 단계;
상기 발효된 배양액에 주정을 이용하여 1차 용해시키는 단계;
상기 1차 용해된 추출물을 원심 분리하고 2차 용해시키는 단계;
상기 2차 용해된 추출물을 농축시켜 농축액을 얻는 단계;
상기 농축액을 멸균하는 단계; 및
상기 멸균 처리된 농축액을 분말화하는 단계;를 포함하며,
상기 홍삼 추출액은,
홍삼을 추출기에 투입 후 정제수를 홍삼 중량 대비 5~15배수 첨가하여 15~35시간 침지시키는 단계; 및
60℃~100℃의 온도로 5회~7회 반복 추출하는 추출 단계를 통해 얻어지며,
상기 복합 효소 반응 촉진 단계는,
상기 버퍼로서 인산 이나트륨(Sodium phosphate dibasic anhydrous) 및 인산수소나트륨(Sodium phosphate Monobasic)을 사용하며,
상기 버퍼를 30~50℃에서 2~3시간 교반 후 첨가하여, 상기 배양액과 반응시키고,
상기 산도 조절 단계는,
상기 산도조절제로서 탄산칼슘 및 포리믹스-CS를 사용하며,
산도를 4~6으로 조절하고,
상기 교반기를 통한 발효 단계는,
상기 배양액을 40~50℃에서 30~60rpm으로 45~55시간 발효시키는 단계; 및
상기 발효된 배양액을 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키는 단계;를 더 포함하며,
상기 배양액을 1차 용해시키는 단계에서는,
상기 발효된 배양액에 상기 발효된 배양액의 중량 대비 5~20 중량%의 주정을 투입하여, 1차 용해시키고,
상기 배양액을 2차 용해시키는 단계는,
상기 1차 용해된 추출물을 원심 분리하여 고체 중간산물을 추출하는 단계와,
상기 고체 중간산물에 희석된 주정을 투입하여, 2차 용해시키는 단계를 포함하며,
상기 농축 단계는,
상기 2차 용해된 추출물을 50~60℃에서 30~40brix까지 농축시켜 농축액을 얻는 단계; 및
상기 농축된 배양액에서 상기 주정을 제거하는 단계;를 더 포함하고,
상기 멸균 단계에서는,
상기 농축액을 30~60rpm으로 80~90℃에서 15~25분간 멸균시키며,
상기 분말화 단계에서는,
상기 멸균 처리된 농축액을 분무건조기를 이용하여 분말화시키는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Compound-K 및 Rh2의 함량이 증가된 발효 홍삼의 제조방법. - 삭제
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| KR101409761B1 (ko) * | 2012-06-20 | 2014-06-19 | 주식회사한국야쿠르트 | 효소전환과 유산균 발효를 이용한 화합물 ｋ의 함량이 강화된 발효홍삼 농축액의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 발효홍삼 농축액을 유효성분으로 함유하는 제품 |
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| KR101098467B1 (ko) | 2009-02-04 | 2011-12-26 | 웅진식품주식회사 | 2단계 발효 방식에 의한 발효 홍삼 및 그 제조 방법 |
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| KR101963329B1 (ko) * | 2016-02-25 | 2019-03-28 | 주식회사 일화 | 컴파운드 k가 다량 함유된 홍삼 가수분해 농축액의 제조방법 및 이로부터 수득된 홍삼 가수분해 농축액을 함유하는 조성물 |
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