KR102249707B1 - 초고압 처리를 이용한 인삼열매의 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 인삼열매를 초고압 처리하는 초고압 처리단계를 포함하는 인삼열매 가공 방법에 관한 것이다. 본 명세서에 따르면 이러한 초고압 처리를 통하여 기호도가 매우 높은 인삼열매의 과즙으로서, 인삼열매에 포함된 유효성분의 함량을 더 높은 수준으로 포함하는 인삼열매의 과즙을 더 높은 수율로 수득하는 것이 가능하다. 따라서 본 명세서의 인삼열매 가공 방법은 이를 필요로 하는 식품, 화장품, 또는 약학분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

초고압 처리를 이용한 인삼열매의 가공방법{PROCESSING METHOD FOR GINSENG FRUITS USING HIGH HYDROSTATIC PRESSURE}

본 명세서는 초고압 처리를 이용하여 인삼 열매를 가공하는 방법에 관한 것이다.

인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 오가피과 인삼 속에 속하는 식물로 한국, 중국 및 일본 등지에서 2,000여년 전부터 사용되어 온 생약으로, 경험적으로 질병을 예방하고 수명을 연장시킬 목적으로 사용되어 왔으며, 지금까지 알려진 인삼의 효능 및 효과는 중추신경계에 대한 작용, 항발암 작용, 항암활성, 면역기능 조절작용, 항당뇨 작용, 간기능 항진효능, 심혈관 장해개선, 항동맥경화 작용, 혈압조절 작용, 갱년기 장애 개선, 골다공증에 미치는 효과, 항스트레스 및 항피로 작용, 항산화 활성 및 노화억제 효능 등이 있다(최신고려인삼 ‘성분 및 효능편’, 한국인삼연초연구원, 56-112, 1996).

인삼의 대표적 생리활성 성분인 진세노사이드(Ginsenoside)는 인삼의 지상 및 지하부에 고르게 분포되어 있으며, 특히 인삼 근(뿌리), 인삼엽 및 인삼 열매 등 부위에 따라 진세노사이드 함량뿐만 아니라 조성도 다른 것으로 알려져 있다(Attele AS et al, Biochem Pharmacol, 58; 1685-1693, 1999). 그 중에서도 인삼 열매는 인삼 근(뿌리)과 다른 진세노사이드 성분 함량과 성분을 바탕으로 항당뇨 효능에 있어서 인삼근 보다 우수한 결과를 나타내는 것으로 보고되었다(Dey L. et al., Phytomedicine, 10; 600-605, 2003).

또한 인삼 열매는 예로부터 인삼 보다도 귀하게 여겨지는 것으로서 종자 획득을 목적으로 선별되고 수확되어 왔다. 인삼 열매는 인삼의 재배기간 중 4년생에 한해서 1회만 채종하게 되며, 3년생에서 채종하면 종자가 너무 작기 때문에 좋은 묘삼을 생산하기가 어렵고 5년생 이상에서 채종하면 종자는 충실하고 좋으나 인삼뿌리의 비대발육을 억제할 뿐만 아니라 조직이 치밀하지 못하여 홍삼을 제조할 때 홍삼품질이 크게 저하될 수 있다. 또 채종횟수를 재배기간 중에 2회 이상 채종하면 수량 및 홍삼품질이 크게 저하된다(최신고려인삼 ‘재배편’, 한국인삼연초연구원, 130-131, 1996).

KR 10-0445184 B1

인삼 열매는 과피, 과육 그리고 종자로 이루어져 있으며, 과피와 과육을 압착하게 되면 과즙을 얻을 수 있다. 본 명세서는 이러한 인삼 열매를 가공함에 있어서 인삼 열매의 유효성분 함량을 풍부하게 유지하면서 그 과즙을 보다 효과적으로 수득하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하며, 본 발명의 일 측면은 인삼 열매에 초고압 처리를 하여 효과적으로 인삼 열매 과즙을 수득할 수 있는 인삼 열매 가공방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법에 의하면 인삼열매의 과즙을 수득하는 과정에 있어서, 과피와 과육으로부터 얻어지는 인삼열매 과즙을 보다 효과적으로 수득할 수 있으며 과피 제거시에 버려지는 과육을 활용하여 기호도가 높은 인삼열매 과즙을 수득하는 것이 가능하다. 즉, 인삼열매의 총 중량을 기준으로 하여 더 높은 수율로 기호도가 매우 높은 인삼열매 과즙을 수득하는 것이 가능하다. 또한 이러한 가공 방법에 의하면 그 인삼열매에 포함된 유효성분의 함량을 더 높은 수준으로 수득하는 것이 가능하다. 따라서 인삼 열매의 가공이 필요한 식품, 화장품, 또는 약학 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 인삼열매 가공방법에 의해서 수득될 수 있는 과즙, 과육, 과피, 또는 이들의 조합이 제조되는 가공도를 나타낸 것에 해당하며, 각 알파벳은 해당 공정에서 수득될 수 있는 원료 또는 추출물을 나타낸다.

본 발명은 일 측면에 있어서, 인삼열매를 초고압 처리하는 초고압 처리 단계를 포함하는 인삼열매 가공 방법에 관한 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 방법은, 기호도가 현저히 우수한 인삼열매 과즙을 수득할 수 있는 효과를 나타내며, 특히 인삼열매를 종자분리하여 얻어진 인삼열매 과즙, 과육, 및 과피 혼합물을 디캔팅하여 분리된 고형물로서, 과피 및 과육 혼합물에 초고압 처리 및 압착하여 기호도가 현저히 우수한 인삼열매 과즙을 추가적으로 수득할 수 있는 효과를 나타낸다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 초고압 처리 이후에 인삼 열매를 압착하여 과즙을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 인삼열매를 초고압 처리하는 단계 이전에 인삼열매에서 종자를 제거하는 종자 제거 단계를 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 초고압 처리 단계는 종자가 제거된 인삼열매를 초고압 처리하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 초고압 처리단계 이전, 종자 제거 단계 이후에 종자가 제거된 인삼열매를 과즙과 고형물로 분리하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리 단계는 분리된 인삼열매 고형물을 초고압 처리하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 초고압 처리 단계 이후에 초고압 처리 된 고형물을 압착하여 인삼열매 과즙을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 초고압 처리 단계 이후에 초고압 처리된 인삼열매로부터 인삼열매 과즙을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 인삼열매 과즙을 수득하는 단계는 초고압 처리된 인삼열매를 압착하여 과즙을 수득하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 인삼열매 과즙을 수득하는 단계 이후에 수득된 인삼열매 과즙을 추출하는 추출 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 추출 단계 이후에 추출물을 여과하는 여과 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 여과 단계 이후에 여과물을 농축하는 농축단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 농축 단계 이후에 농축물을 건조하는 건조단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 추출단계는 인삼열매 과즙을 물, 유기용매, 또는 이들의 혼합물로 추출하는 단계일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 측면에 있어서, 물은 증류수 또는 정제수를 포함하고, 유기 용매는 C₁~C₆의 저급 알코올, 아세톤, 에테르, 에틸아세테이트, 디에틸에테르, 에틸메틸케톤 및 클로로포름으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로 상기 알코올은 메탄올 또는 에탄올 일 수 있다. 더 구체적으로 상기 에탄올은 70중량% 내지 100중량% 농도의 에탄올 일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 추출 단계에서 본 발명의 일 측면에 있어서, 추출은 열수 추출, 에탄올 추출, 가열 추출, 냉침 추출, 환류 추출, 환류냉각 추출, 또는 초음파 추출 등이 이용될 수 있으며, 당업자에게 자명한 추출법이라면 제한이 없으며, 구체적으로 추출은 열수추출 또는 에탄올 추출 일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 추출은 실온에서 수행할 수도 있으나, 보다 효율적인 추출을 위해서는 가온 조건 하에서 수행할 수 있으며, 바람직하게는 약 20 내지 60℃, 더욱 바람직하게는 약 40℃의 온도에서 추출할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 추출시간은 약 3내지 약 36시간, 구체적으로는 10시간 내지 30시간, 구체적으로는 15시간 내지 30시간, 더욱 구체적으로는 20시간 내지 27시간, 가장 구체적으로는 24시간 동안 수행할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 추출 용매 및 추출 온도 등의 조건에 따라 달라질 수 있다. 상기 추출은 활성성분을 보다 다량 수득하기 위해 1 회 이상 여러 번 추출할 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 5회, 더욱 바람직하게는 3회 연속추출하여 합한 추출액을 이용할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 여과단계는 통상의 기술자가 자명하게 이용할 수 있는 여과 방법이라면 한정되지 않으며, 구체적으로 흔히 수득할 수 있는 여과지를 이용하거나 또는 규조토 여과기 등을 사용하여 수행할 수 있다. 이러한 여과는 1회 내지 5회 반복되어 수행될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 농축은 증발농축, 동결농축, 역삼투압 농축, 또는 감압농축일 수 있으며, 감압농축인 경우 50 내지 100mmHg의 압력 조건에서 50℃ 내지 60℃의 온도 조건 하에서 농축을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 측면에 있어서, 이러한 농축 과정의 수행만으로 인삼열매 과즙이 분말화 될 수 있으나, 스케일이 커질수록 하기의 동결건조 또는 분무 건조를 추가적으로 수행할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 건조는 증발 건조, 분무 건조, 동결 건조일 수 있으며, 구체적으로 동결 건조시에는 -50 내지 -70℃ 에서 3~4일 동안 동결 건조를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 인삼열매 고형물은 인삼열매 과즙을 제외한 과피 및 과육의 혼합물일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 분리 단계는 초고압 처리 이전에 인삼열매를 디캔팅(decanting)하는 단계일 수 있으며, 구체적으로 종자가 제거된 인삼열매를 디캔팅하여 인삼열매 고형물 및 인삼열매 과즙으로 분리하는 것일 수 있다.

발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 초고압 처리 이후에 인삼 열매를 디캔팅하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 인삼열매의 과즙, 과육 및 과피 혼합물을 디캔팅 하여 과즙을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 상기 방법은 수득되거나 분리된 과즙을 유기용매로 추출하여 인삼열매 추출물을 수득하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 인삼열매 추출물을 수득하는 단계는 추출, 여과, 및 농축공정을 수행하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 디캔팅(decanting)은 혼합물에서 침전물과 같은 고체상 물질과 액체상 물질을 서로 분리하는 공정을 의미하는 것일 수 있으며, 본 발명의 기술분야의 통상의 기술자가 용이하고 자명하게 도출할 수 있는 공정을 의미한다. 본 발명의 일 측면에 있어서, 디캔터(decantor)는 이러한 디캔팅 공정을 수행하는 기구 또는 장치를 의미하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, “초고압 처리”는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 자명하게 이해할 수 있는 기술을 의미하는 것으로서, 처리 대상에 현저하게 높은 압력을 처리하는 것을 의미할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리는 100MPa이상 내지 1000MPa의 압력으로 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로 본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리는 100MPa 이상, 200MPa 이상, 300MPa 이상, 400MPa 이상, 500MPa 이상, 550MPa 이상, 600MPa 이상, 650MPa 이상, 700MPa 이상, 800MPa 이상, 900MPa 이상, 또는 1000MPa 이상의 압력으로 수행하거나 1000MPa 이하, 900MPa 이하, 800MPa 이하, 700MPa 이하, 650MPa 이하, 600MPa 이하, 550MPa 이하, 500MPa 이하, 400MPa 이하, 300MPa 이하, 200MPa 이하, 또는 100MPa 이하의 압력으로 수행하는 것일 수 있다. 더 구체적으로 초고압 처리는 500MPa 내지 700MPa, 또는 550MPa 내지 650MPa 이하, 또는 580MPa 내지 620MPa의 압력으로 수행하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리(High Hydrostatic Pressure)는 초고압 처리 장치를 통하여 수행되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리(High Hydrostatic Pressure)는 수압 또는 대기압을 이용하여 인삼열매에 압력을 가하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 수압 또는 대기압은 초고압 처리 장치의 수압 또는 대기압일 수 있다. 구체적으로, 상기 수압은 등정압일 수 있다.

초고압 가공에 사용되는 등정압(isostatic pressure)은 낮은 온도에서 액체를 압력 매체로 하는 저온 등정압(cold isostatic pressure; CIP)과 최고 2000℃의 높은 온도에서 기체를 압력 매체로 하는 고온 등정압(hot pressure; HIP)이 사용될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, “인삼열매”는 생(生)인삼열매 그 자체, 또는 종자가 분리된 것으로서 과즙, 과육, 및 과피로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리는 상온에서 수행하는 것일 수 있다. 또한 본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리는 -15℃ 이상, -10℃ 이상, -5℃ 이상, 0℃ 이상, 5℃ 이상, 10℃ 이상, 15℃ 이상, 20℃ 이상, 25℃ 이상, 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상, 100℃ 이상, 150℃ 이상 또는 200℃ 이상의 온도에서 이루어지는 것일 수 있으며 300℃이하, 200℃이하, 150℃이하, 100℃이하, 90℃이하, 80℃이하, 70℃이하, 60℃이하, 50℃이하, 40℃이하, 30℃이하, 25℃이하, 20℃이하, 15℃이하, 또는 10℃이하의 온도에서 수행하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리는 10초 내지 2시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로 본 발명의 일 측면에 있어서, 초고압 처리는 10초 이상, 20초 이상, 40초 이상, 1분 이상, 2분 이상, 3분 이상, 5분 이상, 10분 이상, 15분 이상, 20분 이상, 30분 이상, 40분 이상, 50분 이상, 1시간 이상 동안 수행되는 것일 수 있으며, 1시간 20분 이하, 1시간 이하, 50분 이하, 40분 이하, 30분 이하, 20분 이하, 15분 이하, 10분 이하, 5분 이하, 3분 이하, 2분 이하, 1분 이하, 40초 이하, 20초 이하, 또는 10초 이하 동안 수행되는 것일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 인삼열매 가공 방법은 초고압 처리를 통해 유해 미생물을 살균하는 효과를 거둘 수 있다. 초고압 처리를 통해, 인삼열매 내에 존재할 수 있는 해충, 기생충, 곰팡이 또는 바이러스 등을 파괴 내지 증식을 억제하는 효과가 있다. 따라서 본 명세서에 따른 인삼열매 가공 방법은 별도의 살균 공정이 요구되지 않는 장점이 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 종자 제거 단계는 종자분리기에 세척한 인삼열매를 넣고 2~10배, 구체적으로 2~3배 가량의 정제수를 첨가하여 분리과정을 진행할 수 있다. 이때 인삼의 종자가 약 75kg 내외로 회수되며, 인삼열매의 과피, 과육, 및 과즙이 함유된 착즙액이 약 120~150kg 수득될 수 있고, 착즙액의 고형분 함량은 2.5~4.2중량% 가량으로 유지될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 분리 단계로서 디캔팅 단계는 디캔터를 사용하여 과피와 과육을 비롯한 고형물을 분리하고, 순수 과즙을 수득하는 것일 수 있다. 이때, 순수 과즙을 감압농축과정을 거쳐 농축액을 제조하면 인삼열매농축액이라 할 수 있는 층을 약 15~20kg 가량 수득할 수 있으며, 고형분의 함량이 약 6~15중량% 범위일 수 있다.

본 발명은 일 측면에 있어서, 본 발명의 일 측면에 따른 방법으로 가공된 인삼열매 또는 인삼열매 과즙일 수 있다.

본 발명은 일 측면에 있어서, 하기 특성 중 하나 이상을 가지는 것을 특징으로 하는 인삼열매 과즙 또는 그 추출물일 수 있으며, 이러한 인삼열매 과즙은 본 발명의 일 측면에 따른 방법으로 가공된 것일 수 있다:

(1) 인삼열매 과즙의 총중량을 기준으로 20ppm 이상의 안토시아닌 농도;

(2) 인삼열매 과즙의 총중량을 기준으로 50mg/100g 이상의 비타민 E 함량.

본 발명의 일 측면에 있어서, 인삼열매 과즙 또는 추출물의 특성은 하기와 같은 것일 수 있다:

(1) 인삼열매 과즙의 총 중량을 기준으로 안토시아닌 농도가 20ppm 이상, 22ppm 이상, 24ppm 이상, 26ppm 이상, 27ppm 이상, 28ppm 이상, 29ppm 이상, 30ppm 이상, 35ppm 이상, 40ppm 이상, 45ppm 이상, 50ppm 이상, 100ppm 이상, 200ppm 이상, 500ppm 이상, 또는 1,000ppm 이상이거나 2,000ppm 이하, 1,000ppm 이하, 500ppm 이하, 200ppm 이하, 100ppm 이하, 50ppm 이하, 45ppm 이하, 40ppm 이하, 35ppm 이하, 30ppm 이하, 29ppm 이하, 28ppm 이하, 27ppm 이하, 26ppm 이하, 24ppm 이하, 22ppm 이하, 또는 20ppm 이하인 특성, 구체적으로 안토시아닌 농도가 20ppm 내지 40ppm 인 특성, 더 구체적으로 안토시아닌 농도가 22ppm 내지 35ppm인 특성, 더 구체적으로 안토시아닌 농도가 25ppm 내지 30ppm 인 특성:

(2) 인삼열매 과즙의 총 중량을 기준으로 비타민 E의 함량이 40mg/100g 이상, 50mg/100g 이상, 55mg/100g 이상, 60mg/100g 이상, 62mg/100g 이상, 64mg/100g 이상, 66mg/100g 이상, 68mg/100g 이상, 70mg/100g 이상, 72mg/100g 이상, 74mg/100g 이상, 76mg/100g 이상, 78mg/100g 이상, 80mg/100g 이상, 90mg/100g 이상, 100mg/100g 이상, 200mg/100g 이상, 300mg/100g 이상, 400mg/100g 이상, 500mg/100g 이상, 1,000mg/100g 이상이거나 1,000mg/100g 이하, 500mg/100g 이하, 400mg/100g 이하, 300mg/100g 이하, 200mg/100g 이하, 100mg/100g 이하, 90mg/100g 이하, 80mg/100g 이하, 78mg/100g 이하, 76mg/100g 이하, 74mg/100g 이하, 72mg/100g 이하, 70mg/100g 이하, 68mg/100g 이하, 66mg/100g 이하, 64mg/100g 이하, 62mg/100g 이하, 60mg/100g 이하, 55mg/100g 이하, 50mg/100g 이하, 또는 40mg/100g 이하인 특성, 구체적으로 40mg/100g 내지 200mg/100g인 특성, 더 구체적으로 50mg/100g 내지 100mg/100g인 특성, 더 구체적으로 60mg/100g 내지 90mg/100g인 특성, 더 구체적으로 65mg/100g 내지 80mg/100g인 특성, 더 구체적으로 70mg/100g 내지 75mg/100g인 특성.

본 명세서에서 “추출물"은 추출 방법, 추출 용매, 추출된 성분 또는 추출물의 형태를 불문하고, 천연물의 성분을 뽑아냄으로써 얻어진 물질을 모두 포함하는 것이며 또한 천연물의 성분을 뽑아내어 얻어진 물질을 추출 후 다른 방법으로 가공 또는 처리하여 얻어질 수 있는 물질을 모두 포함하는 광범위한 개념이며, 구체적으로 상기 가공 또는 처리는 추출물을 추가적으로 발효, 또는 효소처리 하는 것일 수 있다. 따라서 본 명세서에서 추출물은 발효물, 농축물, 건조물을 포함하는 광범위한 개념이며, 구체적으로 본 명세서에서 추출물은 발효물일 수 있다.

본 명세서에서 “인삼 열매 추출물”은 추출 방법, 추출 용매, 추출된 성분 또는 추출물의 형태를 불문하고, 인삼 열매의 성분을 뽑아냄으로써 얻어진 물질을 모두 포함하는 것이며 그 성분을 뽑아내는 과정에서 열, 산(acid), 염기(base), 효소 등으로 처리하는 공정을 포함하는 추출 방법을 통해 얻어진 물질을 포함하며 또한 인삼 열매의 성분을 뽑아내어 얻어진 물질을 추출 후 다른 방법으로 가공 또는 처리하여 얻어질 수 있는 물질을 모두 포함하는 광범위한 개념이다. 구체적으로 상기 가공 또는 처리는 인삼 열매 추출물을 추가적으로 발효 또는 효소처리 등을 하는 것일 수 있다. 따라서, 본 명세서의 인삼 열매 추출물은 발효물일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 인삼 열매 추출물은 하기 인삼 열매의 추출물일 수 있으며, 구체적으로 이는 생 인삼열매의 추출물 또는 인삼 열매 건조물의 추출물 일 수 있다. 본 명세서에서 생 인삼열매, 인삼 열매의 건조물 또는 추출 과정을 위해 사용될 수 있는 인삼 열매의 다른 가공물(예를 들어 발효물, 건조 분쇄물 등)은 서로 그 조성이 유사하거나 또는 동일한 것일 수 있다. 따라서 상기 조성이 유사하거나 또는 동일한 생 인삼열매 또는 인삼 열매의 건조물 또는 인삼열매의 다른 가공물들은 본 명세서에서 개시하는 인삼 열매 추출물의 효과 및 용도를 동일하게 나타내는 것일 수 있다.

본 명세서의 일 측면에 있어서, “인삼 열매”는 추출물의 형태이거나, 생(生) 인삼 열매, 생약 자체의 분쇄물, 생약의 건조물, 생약의 건조 분쇄물, 인삼 열매의 발효물 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 사용되는 인삼 열매는 그 입수 방법에 제한이 없으며, 재배하여 사용하거나 시판되는 것을 구입하여 사용할 수도 있다. 본 명세서의 인삼 열매의 경우 반드시 건조를 통해서 제조되는 것은 아니며 인삼 열매의 유효 성분을 추출하기에 적절한 형태의 원료라면 제한되지 않는다. 본 명세서에서 생 인삼 열매는 인삼 열매를 수확한 뒤 건조 등의 가공을 하지 않은 인삼 열매를 의미할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 인삼열매 가공 방법의 경우 인삼 열매에 초고압 처리를 하는 것을 특징으로 한다. 즉, 인삼의 뿌리에 해당하는 인삼근에 초고압 처리를 하는 것이 아니라, 그 과실인 인삼열매에 초고압 처리를 하는 것을 특징으로 하는 것이다. 인삼열매의 경우 인삼근과는 전혀 다른 대상에 해당하며, 특히 각각이 포함하고 있는 진세노사이드 함량이 전혀 상이하게 구성되어 있고(KR 10-2013-0078238 출원 참조), 인삼근은 섬유질을 많이 포함하고 있는 반면에 인삼열매는 과실에 해당하는 것으로서 과육이 더 무르며, 구체적으로 인삼열매의 과피에 붙어있는 과육에 대해 처리하는 경우에는 초고압 처리의 조건이 전혀 달라질 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 시험예를 통하여 설명한다. 실시예 및 시험예는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 하기의 실시예의 범위로 제한되는 것은 아니다.

또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 이 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않고 첨부한 특허청구범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

[실시예 1]

1) 인삼열매 수확 및 세척

4년 생 이상의 인삼으로부터 열매를 100 kg 수확했다. 수확한 인삼열매를 깨끗한 물에 담가서 세척했다. 필요에 따라 식품용 세정제 또는 계면활성제를 적정량 물에 용해시키고 인삼열매를 물에 세척한 후 흐르는 물에 깨끗하게 헹궈내었다.

2) 인삼열매 종자분리

종자분리기를 이용하여 인삼열매의 종자와 그 외 부위 즉, 과육과 과피 그리고 과즙을 분리하였다. 이때 종자분리기에 세척한 인삼열매를 넣고 3배 가량의 정제수를 첨가하여 분리과정을 진행하였다. 인삼의 종자가 약 75kg내외로 회수되었으며, 인삼열매의 과피, 과육, 및 과즙이 함유된 착즙액이 약 150 kg을 얻을 수 있고 이때 착즙액의 고형분 함량은 약 3.5중량% 가량을 유지하게 하였다.

3) 인삼열매 착즙혼합액의 디캔팅(decanting) 공정

인삼열매 착즙혼합액은 식품가공기기로서 디캔터(Decanter)를 이용하여 인삼열매의 과피와 과육을 착즙혼합액으로 분리하였다. 디캔터설비는 원심추출기(Centrifugal extractor), 분리기(saparator), 원심여과기(centrifugal filter) 기능을 하는 것으로서 고상/액상, 액상/액상의 복합 시료로부터 상분리 기능을 갖는 것을 의미한다.

디캔터를 사용하여 과피와 과육을 비롯한 고형물을 분리하였고, 순수 과즙을 50mmHg에서 감압농축과정을 거쳐 농축액을 제조하면 인삼열매농축액이라 할 수 있는 층은 약 20kg 가량 얻어내게 되며, 고형분 함량은 약 15중량%가 되도록 하였다. 디캔터 분리를 기준으로 과즙이 2/3를 차지하며, 과피와 과육혼합물이 1/3가량 구분되었다. 순수 과즙에 대하여 70중량% 농도의 에탄올을 순수 과즙에 대하여 3배량 첨가하고, 이를 상온(25℃)에서 24시간 동안 추출하였다. 그런 뒤 이를 규조토 여과기에서 여과하고, 감압농축기를 이용하여 50mmHg의 압력, 50℃의 온도에서 감압 농축하여 인삼열매 추출농축분말(A)을 얻었다. 하기에서 인삼열매 추출농축분말을 얻기 위한 추출, 여과 및 농축 과정은 이와 동일하게 수행하였다.

4) 초고압 처리 공정

디캔팅 후 인삼열매의 과피와 과육 혼합물에 대하여 초고압가공을 실시하였다. 이러한 초고압가공은 물을 매개로하여 수압으로 압력을 전달하는 시스템으로서 등방정수압의 원리를 이용하는 가공법이며, 과피와 과육혼합물에 대하여 600MPa의 압력으로 1분 동안, 상온(25℃내외)에서 초고압 가공을 실시하였다.

5) 초고압처리 혼합물의 회수

초고압처리 후 과육 내 인삼열매 식물세포벽의 투과율 변화로 인하여 인삼열매의 과즙이 쉽게 용출되기 시작하며, 일반적인 압착기를 이용하여 열매과즙을 회수하였다. 인삼열매 100kg 시료대비 5중량% 이상의 열매과즙을 얻어낼 수 있었다. 이렇게 초고압 처리 후 압착하여 얻어진 열매과즙에 대하여 추출하여 여과한 후 농축하여 인삼열매 추출농축분말(B)을 얻었다.

[실시예2]

실시예 1의 2)단계에서 착즙액(과즙/과육/과피)에 대하여 600MPa의 압력으로, 1분동안, 상온(25℃내외)조건에서 초고압처리를 하였다. 그 후 디캔터로 처리하여 초고압처리를 거친 과즙 및 과피혼합물과, 과육혼합물을 각각 얻었다. 이후 과즙은 그대로 추출하여 여과한 후 농축하여 인삼열매 추출농축분말(D)을 얻었다.

[비교예1]

실시예1의 3)단계에서 디캔터에 의한 분리 후 과피와 과육혼합물을 그대로 추출하여 여과한후 농축하여 인삼열매 추출농축분말(C)을 얻었다.

[비교예2]

실시예 1의 2)단계에서 착즙액(과즙/과육/과피의 혼합물)로부터 그대로 추출하여 여과한 후 농축하여 인삼열매 추출농축분말(E)을 얻었다.

상기 인삼열매 추출농축분말로서 A 내지 E에 해당하는 것들은 도 1에 개시되어 있는 바와 같은 공정도를 따라서 수행하여 얻어진 것들에 해당한다.

[실험예 1] 각 인삼열매 추출농축분말에 대한 비교 평가

1) 각 단계에서 원료수득량과 추출물수득량의 비교

상기 실시예 및 비교예에 따른 인삼열매 추출농축분말 A 내지 E의 제조과정에 있어서, 각 단계에서 인삼열매 100kg을 기준으로 하였을 때 각 단계별 수득량을 원료수득량(kg)으로 나타내고, 그 수득원료를 추출물로 제조한 수율을 추출물 수득량으로 하기 표 1에 나타내었다.

2) 안토시아닌 성분의 비교

상기 제조된 인삼열매 추출농축분말 A 내지 E에 함유된 안토시아닌 성분을 정량 분석하였다.

이때, 안토시아니딘 키트(시아니딘 클로라이드, 델피니딘 클로라이드, 말비딘 클로라이드, 페라고닌 클로라이드), 시아니딘 유도체 키트(시아니딘 클로라이드, 시아닌 클로라이드, 아이디어인 클로라이드, 케라시아닌 클로라이드, 쿠로마닌 클로라이드), 페라고니딘 클로라이드, 페튜니딘 클로라이드 표준을 이용하여 인삼열매 추출농축분말의 안토시아닌을 정량 분석하였고, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

3) 비타민 E 함량의 비교

A 내지 E의 인삼열매 추출농축분말에 대하여 식품의약품 안전처 건강기능식품기준규격에 의거한 “비타민E” 제4.3-4 비타민E 시험법을 사용하여 각 분말의 비타민 E 함량을 측정하였다. 이러한 결과는 하기 표 1에 함께 나타내었다.

4) 기호도 비교

상기 제조된 인삼열매 추출농축분말 A 내지 E의 기호도를 평가하기 위하여 각각의 분말에 대해 관능평가를 수행하였으며, A~E의 추출분말 1g을 100mL의 음용수에 완전히 용해시켜서 관능평가에 사용하였다.

이러한 관능평가는 7점 척도법을 이용하여 수행하였으며 잘 훈련된 패널 20명을 대상으로 실시하였다. 이러한 평가 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었으며, 기호도 결과에 있어서 ‘+’표시가 많을수록 기호도가 좋은 것을 의미한다.

인삼열매 분말	원료 수득량(kg)	추출물 수득량(kg)	안토시아닌 (ppm)	비타민E (mg/100g)	기호도
실시예 1의 A	20	1.6	26.1	68	+++++
실시예 1의 B	5	0.5	27.4	72	+++++
비교예 1의 C	10	0.8	11.0	5	+
실시예 2의 D	23	1.8	20.9	33	+++
비교예 2의 E	30	3.6	18.0	38	+

*주)안토시아닌함량은 말비딘 클로라이드, 아이디어인 클로라이드, 페라고니딘 클로라이드, 케라시아닌 클로라이드 4종의 합으로 표시하였음(ppm).

*주2) 비타민 E 함량은 mg/100g, a-TE 표기임.

상기 표 1의 결과에 따르면, 하기와 같은 사실들을 확인할 수 있다. 종자분리 후 수득된 과즙, 과육 및 과피 혼합물을 그대로 추출한 것(E)에 비하여 이를 초고압 처리한 뒤 디캔팅 하여 분리한 과즙(D)의 경우가 추출물의 수득량은 다소 적으나 기호도가 현저하게 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, E를 디캔팅 하여 얻어진 과즙(A)과 E를 비교해 보면 마찬가지로 기호도가 현저하게 우수한 것에 해당한다. 이로부터, 인삼열매 혼합물을 디캔팅하여 수득된 과즙의 경우 그 기호도가 높은 것을 확인할 수 있다.

B와 C의 인삼열매 추출농축분말의 기호도를 비교하면 본 발명에 따라 초고압 처리 한 후에 압착하여 수득된 과즙(B)이 추출물 수득량은 다소 적으나, 현저하게 기호도가 우수한 것을 확인할 수 있다.

과즙을 수득하는 과정에 있어서, D와 같이 과즙, 과육, 및 과피혼합물에 초고압처리 후 디캔팅하여 수득하는 것보다 A와 B를 합한 경우처럼 과즙, 과육, 및 과피혼합물을 먼저 디캔팅하여 과즙을 수득하고(A) 나머지 과피 및 과육 혼합물에 초고압 처리를 하여 압착한 뒤 과즙(B)을 수득하는 것이 원료 수득량이 있어서 25kg으로서 D의 23kg보다 많으며, 추출물의 수득량도 A와 B의 합이 D보다 많다. 또한, A와 B는 기호도가 D에 비하여 우수한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일측면에 따른 방법에 의하면 더 높은 수율로 기호도가 우수한 인삼열매 과즙을 수득할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

또한, 안토시아닌, 비타민 E 함량의 경우 초고압처리를 하지 않은 E에 비하여 초고압 처리한 뒤 디캔팅한 D가 안토시아닌 함량은 더 높은 비타민 E함량은 다소 적은 것을 확인할 수 있었다. 또한, E를 디캔팅 하여 얻어진 A와 E를 비교하면 안토시아닌 함량이 약 1.5배 상승되었으며 비타민 E함량은 약 1.8배 상승된 것을 확인할 수 있었고, 이로부터 종자가 제거된 인삼열매 혼합물을 디캔팅 하여 수득된 과즙의 경우 기호도 뿐만 아니라 안토시아닌 및 비타민 E의 함량이 우수하고 기호도가 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.

B와 C의 안토시아닌, 및 비타민 E 함량을 비교하면 본 발명에 따라 초고압 처리 한 후에 압착하여 수득된 과즙인 B가 C에 비하여 안토시아닌 함량은 약 2.5배, 비타민 E함량은 약 14.5배 상승된 것을 확인할 수 있었으며 기호도도 현저하게 상승되었다.

과즙 수득 시에 D의 경로에 따라 수득하는 것 보다는 A와 B를 수득하는 공정에 따르는 것이 총 안토시아닌 함량이 2.5배, 총 비타민 E 함량이 4.2배 높고 기호도 또한 현저하게 상승된 것을 확인할 수 있다. 상기 결과들에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 방법에 따라 인삼열매 과즙을 가공하는 경우에 더 높은 수율, 기호도, 안토시아닌 및 비타민 E함량을 가지고 기호도가 현저하게 우수한 인삼열매 과즙을 수득하는 것이 가능하다는 점을 확인할 수 있었다.

[실험예 2] 초고압 처리시 압력 변화에 따른 비교 평가

상기 실시예 1의 B를 수득하는 과정에 있어서, 초고압 처리의 압력을 서로 달리하여 얻어진 인삼열매 추출농축분말에 대해 실험예 1의 원료수득량, 추출물 수득량, 안토시아닌 함량, 비타민 E함량, 및 기호도에 대한 관능평가를 동일하게 수행하였다. 이러한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

압력(MPa)	원료수득량(kg)	추출물수득량(kg)	안토시아닌(ppm)	비타민 E(mg/100g)	기호도
0	3.6	0.2	18.3	39	++
300	3.9	0.3	20.4	51	+++
600	5	0.5	27.4	72	+++++

*안토시아닌 및 비타민 E 함량의 경우 표 1에 기재된 주석과 동일함.

상기 표 2의 결과에 따르면, 초고압 처리를 하지 않는 경우에 비하여 초고압 처리를 하는 것이 원료수득량, 추출물 수득량에 있어서 더 많은 양을 수득할 수 있어 그 수율이 우수하다. 또한, 안토시아닌 및 비타민 E 함량에 있어서도 더 많은 양을 포함하고 있는 과즙을 수득할 수 있으며, 기호도가 더 우수해 짐을 확인할 수 있었다.

특히, 300MPa의 압력을 처리한 경우 보다 600MPa의 압력을 처리한 경우에 원료수득량과 추출물 수득량이 더 증가하였으며, 안토시아닌 함량과 비타민 E의 함량도 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 기호도의 경우에도 더욱 우수한 효과를 나타내었다.

이러한 결과로부터, 본 발명의 일 측면에 따라 인삼열매를 초고압 가공 처리하는 경우에 수득할 수 있는 과즙과 추출물의 수율이 증가하고 인삼열매의 성분으로서 안토시아닌 및 비타민의 함량이 상승되어 기호가 증가함을 확인할 수 있었다. 특히, 600MPa로 처리한 경우에 그 효과가 가장 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.

Claims (11)

1. 인삼열매를 500MPa 내지 700MPa의 압력 및 15℃ 내지 25℃의 온도에서 20초 이상 내지 5분 미만 동안 초고압 처리하는 초고압 처리 단계를 포함하는 인삼열매 가공 방법.
2. 제1항에 있어서,
   초고압 처리단계 이전에 인삼열매에서 종자를 제거하는 종자 제거 단계를 더 포함하며,
   상기 초고압 처리 단계는 종자가 제거된 인삼열매를 초고압 처리하는 것인 방법.
3. 제2항에 있어서,
   초고압 처리단계 이전, 종자 제거 단계 이후에 종자가 제거된 인삼열매를 과즙과 고형물로 분리하는 단계를 더 포함하는 방법.
4. 제3항에 있어서,
   초고압 처리 단계는 분리된 고형물을 초고압 처리하는 것인 방법.
5. 제4항에 있어서,
   초고압 처리 단계 이후에 초고압 처리 된 고형물을 압착하여 인삼열매 과즙을 수득하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제2항에 있어서,
   초고압 처리 단계 이후에 초고압 처리된 인삼열매로부터 인삼열매 과즙을 수득하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제1항에 있어서,
   초고압 처리는 수압 또는 대기압을 이용하여 인삼열매에 압력을 가하는 것인 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 가공된 인삼열매.
9. 제8항에 있어서, 상기 가공된 인삼열매는 인삼열매 과즙인, 인삼열매.
10. 하기 특성 중 하나 이상을 가지는 것을 특징으로 하는 인삼열매 과즙:
    (1) 인삼열매 과즙 분말의 총중량을 기준으로 20ppm 이상의 안토시아닌 농도;
    (2) 인삼열매 과즙 분말의 총중량을 기준으로 50mg/100g 이상의 비타민 E 함량.
11. 삭제

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