KR102493333B1 - 고전단 혼합기를 이용한 홍삼액의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 홍삼액의 제조방법은, 수삼 및 용매를 포함하는 혼합물을 0.1 내지 0.3 MPa 및 100 내지 150 ℃의 조건 하에서 고온고압 처리하는 제1단계; 및 상기 처리된 혼합물을 회전자/고정자 세트를 갖는 고전단 혼합기(high shear mixer)를 이용하여 분쇄 및 혼합하는 제2단계를 포함한다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 높은 함량의 Rg3 및 화합물 K를 함유하고 있으며, 뛰어난 항암작용, 혈압조절작용, 항산화 작용, 및 면역 증강 작용 등을 나타낸다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 적절한 입자 크기의 홍삼 나노입자를 포함하고 있어, 분산성 및 혼합성이 우수하며, 경구 투여시 흡수가 용이하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 전통적인 홍삼의 제조법에 비하여 공정이 간단하여 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 높은 함량의 Rg3 및 화합물 K를 함유하고 있으며, 뛰어난 항암작용, 혈압조절작용, 항산화 작용, 및 면역 증강 작용 등을 나타낸다. 또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 적절한 입자 크기의 홍삼 나노입자를 포함하고 있어, 분산성 및 혼합성이 우수하며, 경구 투여시 흡수가 용이하게 적용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 전통적인 홍삼의 제조법에 비하여 공정이 간단하여 시간을 단축시킬 수 있다.
Description
본 발명은 고전단 혼합기를 이용한 홍삼액의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 고온고압 처리된 수삼을 고전단 혼합기를 이용하여 분쇄 및 혼합하는 방법; 또는 고온고압 처리가 가능한 고전단 혼합기를 이용하여 수삼을 분쇄 및 혼합하는 방법에 관한 것이다.
수삼은 수분함량이 75% 이상으로 저장 안정성이 낮아 보관의 용이성을 위하여 전통적인 방식으로 홍삼을 제조하여 이용해오고 있다. 전통적인 홍삼 제조공정은 세척한 수삼을 90~100℃에서 증자하고, 35~40%의 수분함량이 되도록 1차 건조하여 저장 숙성하고, 수분함량 16% 내외로 2차 건조하여 정형을 거친다. 홍삼은 공정을 거치는 동안 조직 중의 전분 입자가 호화(gelatinization)되어 수삼이나, 백삼에 비해 내용 성분이 잘 우러나고, 복용 후 소화흡수가 되는 것으로 알려져 있다. 또한, 홍삼의 열처리 과정에서 효소의 불활성화 자체의 항산화 물질의 증가로 저장성이 양호한 것으로 보고되었으며, 사포닌의 변형, 아미노산의 변화, 갈변화 등의 화학적인 변화가 수반된다. (Nam, 2005; Ryu, 2003). 이러한 화학전 변화에 의해 수삼이나 백삼에는 존재하지 않는 새로운 생리활성 성분이 생성되는데, 대표적인 것이 ginsenoside(G)-Rg3와 prosapogenin 배당체 성분으로서 항암효능을 비롯한 다양한 생리활성이 보고되었다(Park et al., 2015).
최근에는 이러한 통상의 홍삼제조에 사용되는 증숙 조건에서 탈피하여 특정 진세노사이드의 함량을 증진시키기 위한 방법으로 다양한 연구가 진행되고 있으나, 반복된 증숙과 건조로 제조공정이 복잡하고, 시간이 많이 소요되는 문제가 제기되었다. 또한, 홍삼의 진세노사이드 함량을 증진시키기 위하여 반복적인 증숙을 사용하지 않고, 고온고압 하에서 단시간 증숙하는 방법도 제시된 적이 있으나, 갈변이 심화되어 통상의 홍삼에 비해 매우 어두운 색이 되고 고온고압 처리로 외형이 파열되는 문제가 있었다 (한국특허공보 제 10-1596436).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고온 고압 기능이 있으며 고전단(high shear)의 연속식 혼합기(in-line mixer)를 이용함으로써, 전통적인 홍삼의 제조법에 비하여 공정이 간단하여 제조시간이 단축되고, 홍삼 특유의 성분을 다량 포함하며, 소화흡수가 잘되고 간편하게 섭취할 수 있는 홍삼액 및 홍삼 블록의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Nam KY. 2005. The comparative understanding between red ginseng and white ginsengs; processed ginsengs (Panax ginseng C. A. Meyer). J. Ginsens Res. 29(1)1-18.
Ryu GH. 2003. Present satus of red ginseng products and its manufactuing process. Food Industry and Nutrition. 8(2) 38-42.
Kim AJ, Han MR and Lee SJ. 2012. Antioxidative capacity and qality characteristics of yanggaeng using fermented red ginseng for the elderly. Korean J. Food & Nutr. 25(1), 83-89.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는,
수삼 및 용매를 포함하는 혼합물을 0.1 내지 0.3 MPa 및 80 내지 180 ℃의 조건 하에서 고온고압 처리하는 제1단계; 및
상기 처리된 혼합물을 회전자/고정자 또는 회전자/회전자 세트를 갖는 고전단 혼합기(high shear mixer)를 이용하여 분쇄 및 혼합하는 제2단계를 포함하는, 홍삼액의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 홍삼액의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 홍삼액을 동결건조한 홍삼 건조물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 홍삼액 또는 상기 홍삼 건조물을 유효성분으로 포함하는 건강기능성 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 수삼 및 용매를 포함하는 혼합물을 0.1 내지 0.3 MPa 및 80 내지 180 ℃의 조건 하에서 고온고압 처리하는 제1단계; 및 상기 처리된 혼합물을 회전자/고정자 또는 회전자/회전자 세트를 갖는 고전단 혼합기(high shear mixer)를 이용하여 분쇄 및 혼합하는 제2단계를 포함하는, 홍삼액의 제조방법을 제공한다.
본원에서 사용되는 용어 “수삼”은 밭에서 수확한 생 인삼으로서 원료 수삼의 경우75% 내외의 수분을 함유하고 있다. 본원의 제조방법에 사용되는 수삼은 10 내지 40% 의 수분을 함유하고 있는 것이 바람직하다. 상기 범위의 값으로 수분을 함유하고 있을 경우 제조되는 홍삼액에 유효성분이 효과적으로 침출될 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 수삼은 원료 수삼을 세척한 후 건조한 것일 수 있다. 구체적으로, 세척한 원료 수삼은 50 내지 90℃의 온도 하에서 건조될 수 있다. 상기 온도보다 높은 온도에서 건조할 경우 수삼이 변질될 수 있고, 조건이 세팅된 고온 고압처리하는 제1단계에 영향을 미칠 수 있으며, 낮은 온도에서는 건조 효과가 떨어진다. 상기 건조는 3 내지 6시간 수행될 수 있다. 건조 시간은 상기 수삼의 수분함량 및 건조 온도에 따라 적절히 조절될 수 있다. 이와 같은 건조 과정을 통해 수삼의 수분 함량을 조절할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 “홍삼”은 수삼을 정선하여 망상조직인 껍질을 벗기지 않은 채 증기로 쪄서 건조시킨 담황갈색 또는 담적갈색의 인삼을 말한다. 홍삼에는 수삼이나 백삼 등 다른 인삼에는 들어 있지 않은 특이성분들, 중추신경계에 대한 진정작용과 흥분작용, 조혈작용 및 혈당치 저하, 간보호, 내분비계에 작용하여 성행동이나 생식효과에 간접적으로 유효하게 작용하는 효과, 항염 및 항종양 효과 등이 있는 것으로 보고되어 있다.
본원에서 사용되는 용어 “홍삼액”은 상기 수삼을 증숙하여 유효성분이 용해되고/거나 홍삼이 작은 입자로 분쇄되어 분산된 액상의 물질을 의미한다. 본원의 일 구현예에 따라 제조된 홍삼액은 Rg3, 화합물 K, Rh2를 각각 9, 3, 14 mg/g 이상 포함하고 있어 뛰어난 약리활성 내지 건강기능성을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 진세노사이드 Rg3는 암세포의 전이 억제, 항암제의 내성 억제 활성, 혈관 이완과 혈소판 응집 억제를 통한 혈압 조절작용, 간과 신장 장해 보호 효과, 항산화 작용, 항염증 작용, 신경보호 작용 및 조혈 작용 등 뛰어난 약리 효과를 지니고 있다. 화합물 K(compound K)는 진세노사이드의 장내 세균에 의한 대사 산물로 생성되며, 면역 증강작용, 암세포 증식 억제 작용, 종양 증식 억제 작용 및 항암제의 항암 활성 증대 작용 등의 약리적 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 한편, Rh2는 강한 항암 활성을 나타내며, 세포증식 억제작용, 암세포 침윤억제작용, 종양증식 억제작용, 항암제의 항암활성 증대작용 등이 우수하다고 알려져 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 홍삼액은 홍삼 나노입자를 포함할 수 있다. 홍삼 나노입자를 포함하는 홍삼액은 분산성과 혼합성 및 흡수성이 양호하여 부가가치가 높은 드링크류, 정제류, 캡슐류 등의 건강식품소재나 의약품소재 및 기능성 스킨 케어, 팩 등의 화장품소재로 사용가능하다.
또한 현재 국내에 홍삼을 분말화하는 가공업체가 다수 운용되고 있으나, 대부분의 업체가 커터 밀(cutter mill), 롤 크러셔(roll crusher), 핀 밀(pin mill) 등에 의존해서 평균입자경 150 ㎛으로 조분쇄처리하는 수준에 머물고 있으며, 홍삼 분말을 이용한 신제품 개발에의 응용연구가 극히 제한된 실정이다. 식물섬유를 다량 포함한 홍삼은 단단하고 부서지기 쉬운 물질과 비교하여 분쇄력이 가해지기 어려워 공업 규모에서의 미분말 제조가 곤란하다. 본 발명의 제조방법에 따르면, 공업 규모에서도 나노 단위의 홍삼 입자를 갖는 홍삼액을 균일하고 안정적으로 생산할 수 있다.
본 발명의 홍삼액의 제조방법은 수삼 및 용매를 포함하는 혼합물을 0.1 내지 0.3 MPa 및 80내지 180 ℃의 조건하에서 고온고압 처리하는 제1단계를 포함한다. 구체적으로, 0.15 내지 0.3 MPa의 압력 조건 또는 0.18 내지 0.22 MPa의 압력 조건; 및 100 내지 150℃의 온도 조건 또는 105 내지 130℃의 온도조건에서 수삼을 처리할 수 있다. 상기 온도 및 압력보다 높은 조건에서 처리할 경우 수삼이 변질되어 불순물의 함량이 높아질 수 있으며, 상기 온도 및 압력보다 낮은 조건에서 처리할 경우 Rg3, 화합물 K, 및 Rh2 등의 필요한 유효성분으로의 변화가 충분히 이루어질 수 없어 유효성분의 수득이 어려워 진다. 본원에서 제한되지 않는 일 실시예에 따르면, 수삼은 0.2 MPa 및 110℃의 온도 및 압력 조건하에서 증숙되었다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제1단계에서 상기 혼합물은 수삼 1 중량부와 용매 5 내지 10 중량부를 포함하는 것일 수 있다. 용매의 함량이 상기 범위일 경우에 적절한 점도를 가지며 유효성분을 포함하는 홍삼액을 수득할 수 있다. 상기 용매는 증류수, C1-6 알코올, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 구체적으로, 상기 용매는 증류수일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제1단계의 고온고압 처리는 밀폐된 용기에서 상기 혼합물을 가열하여 수행되는 것일 수 있다. 이 경우, 고온에 의해 발생한 수증기가 밀폐된 용기 내부의 압력을 증가시켜 고온 고압 상태가 유지되도록 할 수 있다. 후술하겠지만, 본원의 제조방법은 연속식 혼합기에서 제1단계 및 제2단계가 동시에 수행될 수 있는데, 이 경우에도 상온 상태에서 수삼과 용매의 혼합물을 고전단 혼합기에 주입하여 밀폐시킨 후, 가열에 의해 발생되는 수증기로 인해 내부 압력을 높일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제1단계는 3 내지 9시간 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1단계는 4 내지 9 시간 수행되는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1단계는 5 내지 9시간 수행되는 것일 수 있다. 제1단계의 진행 시간은 수삼의 입자 분쇄 크기, 제2단계와 동시 진행 여부, 온도, 및 압력에 따라 상기 범위 내에서 적절히 조절될 수 있다.
본 발명의 홍삼액의 제조방법은 상기 제1단계를 통해 처리된 혼합물을 회전자/고정자 또는 회전자/회전자 세트를 갖는 고전단 혼합기(high shear mixer)를 이용하여 분쇄 및 혼합하는 제2단계를 포함한다.
상기 제1단계를 통해 처리된 혼합물은 별도의 가공처리 없이 그대로 제2단계에 사용될 수 있다. 또한, 제1단계와 제2단계가 하나의 장치, 예컨대 연속식 혼합기에서 동시에 수행될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 “고전단 혼합기”는 초당 5.1m(분당 1,000ft) 초과의 팁 속도를 가질 수 있고 가공될 공급 스트림으로 에너지를 공급하기 위해 외부의 기계적 동력 구동 장치를 요구하는 회전자-고정자 또는 회전자/회전자 기계 장치(예를 들어, 콜로이드 밀 또는 회전자-고정자 분산 장치)를 지칭한다. 상기 고정자와 회전자 사이 또는 회전자와 회전자 사이에는 간극이 구비되어 있다. 하나의 발전기 세트는 회전자와 고정자를 포함하며, 상기 간극은 조절 가능할 수 있다. 각 발전기 세트에서 회전자는 축을 중심으로 회전 가능하게 구동되며, 고정자는 고전단 혼합기 벽부에 고정가능하게 연결된다. 회전자는 원기둥 형상, 원뿔 형상 또는 디스크 형상 등으로 될 수 있으며, 고정자는 상기 회전자와 상보적인 구조를 가지며 공간적으로 회전자와 분리되어 있다. 상기 회전자 또는 고정자는 치부(tooth) 또는 스포크(spoke) 등의 복수의 돌출부를 가지고 있어, 상기 돌출부가 상응하는 고정자 또는 회전자와 간극(clearance)을 갖는다. 상기 간극의 크기가 본 발명의 홍삼액 중 홍삼 나노입자의 크기 또는 분산성 등을 결정하는 중요한 역할을 한다. 본 발명의 고전단 혼합기는 상기와 같은 회전자 및 고정자 사이의 간극을 갖는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들어, 국내등록특허 10-1658410 B1에 개시된 장치가 사용될 수 있다. 또한, 본원의 고전단 혼합기는 균일한 유체를 형성하도록 유체가 회전 혼합되는 연속식(in-line) 혼합 분산기일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 회전자와 상기 고정자 사이의 간극은 0.010mm 내지 0.050mm일 수 있다. 구체적으로, 0.015mm 내지 0.040mm일 수 있다. 보다 구체적으로, 0.020mm 내지 0.030mm일 수 있다. 상기 범위보다 간극이 클 경우 원하는 정도의 나노 입자 크기의 홍삼액을 수득할 수 없어 혼합성 및 분산성이 우수한 홍삼 나노 입자를 수득할 수 없다. 상기 범위보다 간극이 작을 경우 과도하게 분해되어 유효성분이 파괴되어 원하는 효과를 나타낼 수 없다. 본원에서 제한되지 않는 일 실시예에 따르면, 상기 회전자와 상기 고정자 또는 회전자/회전자 사이의 간극은 0.020mm일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 회전자는 1,500 내지 6,000rpm으로 회전하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 회전자는 2,000 내지 4,000rpm으로 회전하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 가장 적합한 유동속도를 나타내며, 홍삼액이 원하는 입자크기 및 분산값을 갖도록 분쇄될 수 있다. 본원에서 제한되지 않는 일 실시예에 따르면, 상기 회전자의 회전속도는 3,000rpm이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제2단계는 1 내지 3시간 수행되는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 고온 고압 처리된 수삼은 10 내지 30℃의 조건하에서 1,500 내지 6,000rpm, 구체적으로 2000 내지 4000 rpm으로 교반하는 단계를 거쳐 홍삼액을 수득할 수 있다.
본원에서 제1단계 및 제2단계는 하나의 연속식 혼합기(in-line mixer)에서 동시에 수행되는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 혼합물의 압력 및 온도를 제어할 수 있는 동봉체(enclosure) 또는 하우징(housing) 및 고전단 혼합 장치 하우징을 포함할 수 있다. 또한, 별도의 압력을 제어할 수 있는 컴프레서를 포함하지 않더라도 연속식 혼합기가 밀폐된 경우 고온에 의해 발생되는 수증기로 인해 압력을 높일 수 있다.
이 경우, 동시에 수행되는 제1단계 및 제2단계는, 2 내지 5시간 수행되는 것일 수 있으며, 구체적으로 3 내지 5시간 수행되는 것일 수 있다. 제1단계 및 제2단계를 동시에 수행하는 경우, 분쇄에 의해 고온 고압에 의한 화학적 변화가 효과적으로 나타나므로, 제 1 단계 및 제2단계를 별도로 수행하는 경우에서의 제1단계보다는 짧은 시간에 원하는 결과를 나타낼 수 있다. 나머지 조건은 전술한 바와 같다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 제조방법에 따라 제조된 홍삼액을 제공한다. 상기 제조방법 및 홍삼액에 대한 설명은 전술한 바와 같다. 본원의 홍삼액은 Rg3 및 화합물 K, Rh2를 각각 9, 3, 14 mg/g 이상 포함하는 것일 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 본원의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 평균입경이 500nm 미만인, 구체적으로 300nm 미만인 홍삼 나노입자를 포함할 수 있다. 상기 평균입경은 유체역학적 직경(Z-average)일 수 있다. 이 경우, 다분산지수(polydispersity index; PDI)는 0.600 미만일 수 있다. 일반적인 식물 세포의 크기는 30~50 ㎛로 이보다 작은 크기로 초미세화 할 경우 세포벽이 파괴된 상태가 되어 그 안의 영양성분이 보다 잘 용출되어 나올 수 있고, 흡수율이 높아질 수 있다. 나노입자로 만든 인삼 분말의 경우 진세노사이드의 함량이 증가하고 항산화력이 1.6배 더 높아지는 것을 Wen 등 (2009)의 보고를 통해 확인할 수 있었다(Wen HW, Li WC, Chung RJ, Yin SY, Chou TH, Hsieh PC, Wang PH, Lin IH. 2009. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, Volume 9, Number 7, July 2009, pp. 4108-4115(8)). 상기와 같이 홍삼 나노입자를 포함하는 홍삼액은 분산성과 혼합성 및 흡수성이 양호할 뿐만 아니라, 경구 투여시 흡수가 용이하게 적용될 수 있다. 부가가치가 높은 드링크류, 정제류, 캡슐류 등의 건강식품소재나 의약품소재 및 기능성 스킨 케어, 팩 등의 화장품소재로 사용가능하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 홍삼액을 동결건조한 홍삼 건조물을 제공한다.
본원에서 사용되는 용어 “홍삼 건조물”은 홍삼액을 건조하거나 가공하여 건조하는 등으로 수분의 함량을 3중량% 이하로 건조한 물질을 의미한다.
구체적으로, 홍삼액을 동결 건조하여 수분 함량 1 내지 3 중량%의 분말을 제조할 수 있다. 또한, 수분 함량이 40 내지 90중량%, 구체적으로 50 내지 80 중량%가 되도록 물을 첨가한 후, 홍삼 분말을 반죽한 후 건조하여 블록 형태의 홍삼 건조물을 제조할 수 있다. 이 경우, 홍삼 블록을 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 부형제를 첨가할 수 있다.
홍삼 블록은 기본적으로 100% 홍삼을 원료로 하여 제작하는 것이 가능하며, 경우에 따라 향미를 높이는 부형제(꿀, 올리고당, 기타 등)를 첨가할 수 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 또 다른 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 홍삼액 또는 상기 홍삼 건조물을 유효성분으로 포함하는 건강기능성 식품을 제공한다.
여기에서 홍삼액 및 홍삼 건조물은 전술한 바와 같다.
본원에서 사용되는 용어 “건강기능식품”이라 함은 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
본원에서 건강기능식품 조성물은 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 건강기능식품 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.
상기 건강기능식품 조성물의 제제 형태는 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 건강기능식품 조성물은 상기와 같이 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
또한 상기 건강기능식품 조성물은 유효성분인 홍삼액 또는 홍삼 건조물 외에 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 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 건강기능식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 높은 함량의 Rg, 화합물 K, 및 Rh2 함유하고 있으며, 뛰어난 항암작용, 혈압조절작용, 항산화 작용, 및 면역 증강 작용 등을 나타낸다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액은 적절한 입자 크기의 홍삼 나노입자를 포함하고 있어, 분산성 및 혼합성이 우수하며, 경구 투여시 흡수가 용이하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 제조방법은 전통적인 홍삼의 제조법에 비하여 공정이 간단하여 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 실시예 2를 건조한 분말을 반죽하여 수득한 홍삼 블록의 사진이다.
도 3 내지 도 5는 실시예 2의 입자 크기를 측정한 결과를 도시한 도이다.
도 3 내지 도 5는 실시예 2의 입자 크기를 측정한 결과를 도시한 도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
제조예 1 - 홍삼액의 제조
1. 원료 수삼을 건조 및 분쇄하는 단계
원료 수삼의 물기를 제거한 후 70℃의 온도 조건하에서 5시간 건조하였다. 건조된 수삼을 실온으로 냉각한 후, 분쇄기를 이용하여 적당한 크기로 조분쇄 하였다.
2. 수삼을 고온 고압 처리하는 단계
상기 건조 및 분쇄된 수삼 1 중량부와 증류수 8 중량부를 밀폐된 연속식 혼합기(in-line mixer)에 첨가하여, 110℃ 의 온도로 가열하여 0.2 MPa 의 압력이 유지되도록 하여 7시간 처리하였다. 구체적으로, 발생되는 수증기로 인하여 밀폐된 용기 내부의 기압이 높아져 고온 고압의 상태가 되도록 하였다. 상기 고온 고압 처리에 따라 얻어진 물질을 실시예 1로 하였다.
상기 연속식 혼합기는 내용물의 절단을 위한 회전자 및 고정자를 가지고 있으며, 그 간극이 0.020mm이었다.
3. 냉각 및 교반하는 단계
실시예 1을 실온으로 냉각한 후, 연속식 혼합기 내의 회전자를 회전시켜 하기 표 1의 조건으로 교반 처리하였다. 수득한 홍삼액을 실시예 2로 하였다.
비교예 1 및 2는 고온 고압 처리하지 않은 수삼을 단순 교반하여 수득한 것이다. 실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에 처리된 단계를 하기의 표 1로 나타내었다.
| 고온고압 처리 | 냉각 및 교반 처리 | |||
| 온도, 압력 | 시간 | 시간 | rpm | |
| 실시예 1 | 110℃, 0.2MPa | 7시간 | - | - |
| 실시예 2 | 110℃, 0.2MPa | 7시간 | 2시간 | 3,000 |
| 비교예 1 | - | - | 10분 | 3,000 |
| 비교예 2 | - | - | 2시간 | 3,000 |
실험예 1. HPLC 분석
1. 실험방법
HPLC-UVD(High Performance Liquid Chromatography-Ultraviolet Detector)방법으로 Rg1, Rb1, Rg3, Rh2, 화합물 K의 함량을 측정하였다. 상기 표준액은 고성능 액체크로마토그래피를 이용하여 표준 검량 곡선을 작성한 후, 시험용 샘플의 진세노사이드 함량을 측정하였다. Waters사의 HPLC-UVD 시스템을 이용하였으며 분석조건은 하기와 같다. HPLC 컬럼은 Phenomenex의 kinetexC18, 100Å 2.6μm (4.6mmI.D.X100mm)을 사용하였으며, 이동상은 H2O(A)와 CH3CN(B)을 사용하여 용매 B 비율을 0 내지 80분 동안 20~100%로 분석하였다. 컬럼 온도는 40℃, 유속은 분당 1mL, UV 파장은 203 nm로 설정하여 분석하였다.
2. 결과
고온 고압 처리한 실시예 1과 2에서 홍삼 특유의 성분인 Rg3, 화합물 K(compound K), 및 Rh2가 높은 함량으로 검출됨을 확인할 수 있었다. 이는 고온 처리하지 않은 비교예 1및 2에서는 매우 적거나 검출되지 않은 것으로 고온 고압의 상태가 되도록 고안한 연속식 혼합기를 이용하여 짧은 시간 안에 홍삼액을 제조할 수 있었다. 관련하여, 홍삼 사포닌은 섭취된 후 인간의 장내 박테리아에 의해 ginsenoside -Rb1, -Rb2와 -Rc 등이 대사산물인 compound K나 ginsenoside-Rg3로 대사 되어야만 흡수율이 증가되고, 체내에서 기능성 효과도 발현되는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2012).
| Sample | 검출량 (mg/g ext.) | ||
| Rg3 | Compound K | Rh2 | |
| 비교예 1 | 1.29 | 0.85 | ND |
| 비교예 2 | 2.12 | 0.77 | ND |
| 실시예 1 | 9.15 | 3.99 | 14.33 |
| 실시예 2 | 7.76 | 3.20 | 11.08 |
실험예 2. 입자 크기 분석
실시예 2에 포함된 홍삼 나노 입자 크기를 측정하기 위하여 Malvern사의 입도 측정기를 사용하였다. 분석결과를 도 3 내지 도 5에 나타내었다. 실시예 2에 포함된 홍삼 나노입자의 평균 입자 크기(Z-average)는 248.37±2.95nm으로 나타났다.
제조예 2 - 홍삼 건조물의 제조
상기 실시예 2의 홍삼액을 동결건조하여 분말을 제조하였다. 분말의 수분 함량이 1 내지 3 중량%가 되도록 건조하였다. 이후, 물을 첨가한 후, 홍삼 분말을 반죽하였다. 홍삼 반죽을 블록 모양의 틀에 넣어 동결 후 건조시켰다. 제조된 홍삼 블록을 도 1 및 도 2에 나타내었다. 이 경우, 홍삼 건조물의 기본적으로 100% 홍삼을 원료로 하여 제작하는 것이 가능하며, 경우에 따라 향미를 높이는 부형제(꿀, 올리고당, 기타 등)를 첨가할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (15)
- 수삼 및 용매를 포함하는 혼합물을 0.1 내지 0.3 MPa 및 80 내지 180 ℃의 조건 하에서 고온고압 처리하는 제1단계; 및
상기 처리된 혼합물을 회전자/고정자 세트를 갖는 고전단 혼합기(high shear mixer)를 이용하여 분쇄 및 혼합하는 제2단계를 포함하는, 홍삼액의 제조방법에 있어서,
상기 수삼은 원료 수삼을 세척한 후 50℃ 내지 90℃의 온도에서 3시간 내지 6시간 건조한 것이고,
상기 제1단계에서 상기 혼합물은 수삼 1 중량부와 증류수 5 내지 10 중량부를 포함하고,
상기 제1단계는 3시간 내지 9시간, 상기 제2단계는 1시간 내지 3시간 수행되며,
상기 제2단계에서 회전자는 1500 rpm 내지 6000rpm으로 회전하고,
상기 제2단계에서 회전자와 고정자 사이의 간극은 0.010mm 내지 0.050mm 인, 홍삼액의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계의 고온고압 처리는 밀폐된 용기에서 상기 혼합물을 가열하여 수행되는 것인, 홍삼액의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1단계 및 제2단계는 연속식 혼합기(in-line mixer)에서 동시에 수행되는 것인, 홍삼액의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 제1단계 및 제2단계는 2 내지 5시간 수행되는 것인, 홍삼액의 제조방법.
- 제1항, 제3항, 제8항 및 제9항 중 어느 한 항의 제조방법에 따라 제조된 홍삼액.
- 제10항에 있어서, 상기 홍삼액은 Rg3 및 화합물 K를 각각 9, 3mg/g 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 홍삼액.
- 제10항에 있어서, 상기 홍삼액은 Rh2를 14mg/g 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 홍삼액.
- 제10항에 있어서, 상기 홍삼액은 평균 입경(Z-average)이 300nm 미만인 홍삼 나노입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 홍삼액.
- 제10항의 홍삼액을 동결건조한 홍삼 건조물.
- 제14항의 홍삼 건조물을 유효성분으로 포함하는 건강기능성 식품 조성물.
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| KR101593436B1 (ko) | 2015-06-18 | 2016-02-12 | 박석하 | 고온/고압을 이용한 홍삼제조방법 |
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2020
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Korean J. Food Preserv., Vol. 25, pp. 155-163 (2019.)* |
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| KR20210148699A (ko) | 2021-12-08 |
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