KR20110111142A

KR20110111142A - 인삼에 함유된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법

Info

Publication number: KR20110111142A
Application number: KR1020100030553A
Authority: KR
Inventors: 임동만; 민선학; 황교열; 이재연
Original assignee: (주)바이오토피아; 아람루멘시스템(주); 임동만
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2011-10-10

Abstract

본 발명은 인삼에 함유된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인삼에 미생물을 접종하고 배양하여서 효소액을 얻고, 이 효소액과 반응시킨 인삼을 초고압처리하므로써 인삼에 포함되어 있는 유효성분의 전구체 물질들이 그 유효성분 형태로 변환(conversion)되도록 유도하여 인삼 중의 활성성분의 함량을 증강시킬 수 있는 인삼의 가공방법 및 상기 방법으로 가공된 인삼에 관한 것이다.
본 발명은 미생물에 의해 유도된 인삼효소액으로 인삼을 처리한 후 초고압처리를 실시함으로써 인삼의 저장성을 개선하여 유통기한을 늘리고, 빠른 시간 내에 품질의 변화 없이 홍삼으로 제조되도록 하는 동시에 상기 인삼을 이용해 유효성분의 손실이 최소화된 상태로 많은 양의 인삼 활성성분이 추출되도록 하는 인삼의 가공방법을 제공할 수 있다.

Description

인삼에 함유된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법{PROCESSING METHOD OF GINSENG FOR ENHANCING CONTENTS OF ACTIVE COMPONENTS IN THE GINSENG}

본 발명은 인삼에 함유된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인삼에 미생물을 접종하고 배양하여서 효소액을 얻고, 이 효소액과 반응시킨 인삼을 초고압처리하므로써 인삼에 포함되어 있는 유효성분의 전구체 물질들이 그 유효성분 형태로 변환(conversion)되도록 유도하여 인삼 중의 활성성분의 함량을 증강시킬 수 있는 인삼의 가공방법 및 상기 방법으로 가공된 인삼에 관한 것이다.

인삼과 홍삼은 수천 년 전부터 우리나라 및 중국 등의 한방의학에서 매우 가치가 높은 의약품으로 이용되어 온 천연물 소재로 수많은 의서에 인삼의 약효가 수록되어 있다. 이처럼 오랫동안 약재로 이용되어 왔음에도 불구하고 임상연구를 통한 과학적인 규명은 실제로는 부족한 형편이다. 하지만 현대 의학이 주류를 이루고 있는 오늘날에도 보약으로서 인삼의 인기가 떨어지지 않고, 건강기능식품 중 부동의 1위를 차지하고 있는 것은 오랜 임상 역사에 의해 약효와 부작용이 적고 안전도가 높은 생약이란 점이 인정받았음을 의미한다.

동양에서 인삼은 식물분류학 상으로 오갈피나무과(Araliaceae)의 인삼속(Panax)에 속하는 다년생 음지성 초본식물로서, 오래 전부터 한방에 중요한 약재로 사용되어 왔다(Choi KJ. Constituent and quality control of ginseng. Korean J Ginseng Sci 15: 247-256, 1991). 여기서 ‘Panax'란 어원은 회랍어로 Pan(all)과 Axos(cure)의 복합어로 만병을 치료한다는 뜻이다.

인삼의 성분은 약 60%의 탄수화물, 8 내지 15%의 조단백질, 1 내지 3%의 조지방, 4 내지 6%의 회분, 3 내지 7%의 조사포닌, 그 외 미량성분들로 구성되어 있다(KG & TRI. New Korean Ginseng. Korea Ginseng & Tabacco Research Institute. Daejeon, Korea. pp. 13-260, 1996). 사포닌 성분은 주로 식물에 광범위하게 분포되어 있는데, 인삼에 함유되어 있는 것은 트리테르페노이드(triterpenoid)계의 담마란(dammarane)계 사포닌으로서 인삼속 식물에만 특이적으로 존재한다(Shibata, S., T. Tanaka, T. Ando, M. Sado, S. Tsushima and T. Ohsawa. Chemical studies on oriental plant drugs (XIV). Protopanaxadiol, a genuine sapogenin of ginseng saponin. Chem. Pharm. Bull. 14: 595-600, 1966). 이외에도 폴리아세틸렌(polyacetylene), 방향족 화합물, 산성펩타이드(acidic peptide) 등의 성분을 함유하고 있다[Nam KY, Contemporary Korean ginseng (chemical consituents and pharmacolgical activity). Korean Ginseng & Tabacco Research Institute. 1-54, 1996].

인삼의 주된 효능은 간 보호 및 해독(Kwak HS, Joo CN. Effect of ginseng saponin fraction on ethanol metabolism in rat liver. Korean J Ginseng Sci 12: 76-81, 1980), 항피로(Takagi, K. Pharmacological studies in ginseng. Proc. 1st intl. Ginseng Symp, Seoul, Korea. p119-127, 1974), 항스트레스(Kim ND, Han BH, Lee EB, Kong JY, Studies on ginseng on antistress effects. Korean J Pharmacog 10: 61-65, 1979), 면역증진(Kim MJ, Jung NP. The effect of ginseng saponin fractions on mouse immune system. Korean J Ginseng Sci. 11: 130-135 1987; Park HW, Kim SC, Jung NP, The effect of mouse. Korean J Ginseng Sci 12: 63-68, 1988), 중추신경흥분작용(Saito H, Lee YM. Pharmacological properties of panax ginseng root. Proc. 2nd Intl. Ginseng Symp, Seoul, Korea. p 109-114, 1978), 항암(Park, M,G, Korean ginseng. Korea Ginseng and Research Institute, Taejon, Korea. 1996), 항산화(Han, B.H., Park, M.W., Woo, L.K., Woo, W.S., Han, Y.N. Studies on the antioxidant components of Korean ginseng. Proc 2nd Intl. Ginseng Symp, Seoul, Korea. p13-15. 1978), 동맥경화 예방(Yammamoto M, Hyashi Y, Kumagai A, Lipid metabolism and several saponin principles. Proc. 3rd Intl. Ginseng Symp, Seoul, Korea. p 115-116, 1980), 물질대사 및 내분비계, 신경계, 순환기계, 소화기계 등에 약리작용이 있고, 이러한 효능들은 대부분 담마란계의 트리테르펜(triterpene)에 글루코스, 람노스, 자일로스, 아라비노스 등의 당류가 결합한 29종의 사포닌(saponin, ginsenoside)이 주된 작용을 한다.

인삼은 일반적으로 백삼과 홍삼으로 구분되는데, 백삼은 수삼을 햇볕·열풍 또는 기타 방법으로 익히지 아니하고 말린 것을 말하며 홍삼은 수삼을 수증기 또는 기타 방법으로 쪄서 익혀 건조한 것을 말하며 홍삼의 제조 과정 중에는 사포닌 변형과 아미노산 변화 그리고 갈변화 등의 여러 가지 화학적인 변화가 수반된다(Chepurnov, S.A., Chepunova, N.E., Park, J.G., Buzinova, E.V., Lubinov, Ⅱ, Kabanova, N.P., Nam, G.Y. Effect of red ginseng triol saponin fractions on the sparial menory fuction studied with 2-Arm Radical Maze. Korean J Ginseng Sci 18:p32-38, 1994). 홍삼에는 백삼에 없는 새로운 사포닌을 함유하고 있으며, 폴리아세틸렌, 페놀성 성분 등의 비극성 성분의 함량이 백삼에 비해 높게 존재한다는 것이 밝혀졌다(Kitagawa I, Chemical studies on the crude drug processing. v. on the constituents of ginseng radix rubra(Ⅱ) : comparison of the constituents of white and red ginseng prepared form the same Panax ginseng root. Yakugatu Zassi. 107: 495-505, 1987; Li XG, Studies on the transforming mechanism of amino acid components in ginseng in the course of ginseng processing. Korean J ginseng Sci. 16: 64-67. 1992). 특히, 홍삼의 제조과정에서 발생되는 열에 의해 인삼에는 존재하지 않는 홍삼만의 특유 성분인 진세노사이드(ginsenoside) Rg₂, Rg₃, Rh₁, Rh₂ 등의 사포닌 성분이 새로이 생성되며, 이러한 홍삼 특유 사포닌은 암예방 작용(Yun, T.K., Lee, Y.S., Lee, Y.H., Yun, H.Y., Cancer chemopreventive compounds of red ginseng produced from Panax ginseng C.A. Meyer. J Ginseng Res 25: 107-111, 2001), 암세포 성장억제 작용(Keum YS, Park KK, Lee JM, Chun KS, Park JH, Lee SK, Kwon H, Surh YJ. Antioxidant and anti-tumor promoting activities of the methanol extract of heat-proessed ginseng. Cancer Lett 150: 41-48. 2000), 혈압강하작용(Jeon BH, Kim HS, Chang SJ. Effect of saponin and non-saponin of Panax ginseng on the blood pressure in the renovascular hypertensive rats. J Ginseng Res 23: 81-87, 1999 ; Kang SY, Kim ND. The antihypertensive effect of red ginseng saponin and the endothelium-derived vascular relaxation. Korean J Ginseng Sci 16: 175-182, 1992), 뇌신경세포 보호 및 학습능력 개선작용(Kim DH, Kwak KH, Lee KJ, Kim SJ. Effects of Korea red ginseng total saponin on repeated unpredictable stress induced changes of proliferation of neural progentitor cells and BDNF mRNA expression in adult rat hippocampus. J Ginseng Res 28: 94-103, 2004; Petkov VD, Mosharrof AH. Effects of standardized ginseng extract on learning, memory and physical capabilities. Am J Chin Med 15: 19-29. 1987), 항혈전 작용(Lee JH, Park HJ. Effects of lipophilic fraction from Korean red ginseng on platelet aggregation and blood coagulation in rats fed with corn oil and beeftallow diet. Korean J Ginseng Sci 19: 206-211. 1995; Jung KY, Kim DS, Oh SR, Lee IS, Lee JJ, Park JD, Kim SI, Lee HK. Platelet activating factor antagonist activity of ginsenosides. Biol Pharm Bull 21: 79-80, 1998), 항산화 작용(Bae KC, Kim SH. Antioxidant effects of Korea ginseng radix, Korea red ginseng radix and total saponin. Korean J Oreental Medical Pathology 12: 72-81,1998) 등이 있다.

백삼과 홍삼의 효능차이는 바로 이러한 홍삼에 미량 함유되어 있는 특이성분의 차이에서 오는 것으로 여겨진다. 이러한 사포닌이 체내에서 흡수될 때는 사람의 장내에 있는 특유 미생물에 의해 분해되어 체내로 흡수된다. 하지만 인삼 사포닌을 분해하는 장내 미생물은 사람의 체질에 따라 그리고 식습관에 따라 그 존재의 유무와 보유하고 있는 정도가 다르며, 그로 인해 인삼의 복용 후 저마다 효능의 차이가 나타날 수 있다. 어떤 사람은 사포닌 중 디올(diol)형태 만을, 어떤 사람은 트리올(triol)형태 만을, 어떤 사람은 전혀 흡수를 하지 못하는 경우도 있다.

최근에 기술개발이 한창인 발효홍삼은 이러한 장내 미생물의 차이로 인한 효능과 흡수율의 차이를 없애기 위해, 홍삼을 미리 장내 미생물로 발효시킴으로써 개인차를 극복하고 체내 흡수율을 증대시키고자 한 것이다. 발효홍삼에 대한 기대는, 첫째 발효과학을 통해 미리 흡수 가능한 인삼 사포닌의 형태로 만들어줌으로써 체내 흡수력을 증진시키고, 둘째 사포닌 분해능을 갖는 장내미생물의 존재 유무에 관계없이 누구나 인삼 사포닌의 효능을 발휘할 수 있도록 표준화를 이룩했다는 점이다.

국내 특허공개 제10-2009-0086806호에는 초고압처리기를 사용하여 20 내지 100 MPa로 베타글루카나아제(β-glucanase), 펙티나아제(pectinase), 헤미셀룰라아제(hemicellulase), 셀룰라아제(cellulase), 아라비아제(arabinase),크실란아제(xylanase) 등을 단독 혹은 복합으로 다양하게 처리하여 추출효과를 극대화시키는 추출방법이 기재되어 있다. 상기 특허공개에서는 인삼 내 활성성분의 추출효율을 증강시키기 위하여 기존에 상업적으로 사용되는 효소에 의해 인삼의 효소분해를 시도하였다.

본 발명에서는 미생물 배양 기술을 이용하여 다양한 당화효소들을 생산할 수 있는 다양한 식용미생물, 가장 바람직하게는 곰팡이균들을 초고압처리 전에 먼저 인삼, 특히 인삼의 외피부분과 반응시켜서 인삼분해능이 우수한 효소를 유도시켜 활성화함으로써 보다 단순하고 효과적인 공정으로 홍삼, 장뇌삼 및 종래의 초고압처리 인삼 보다 우수한 진세노사이드를 함유한 인삼을 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하였다.

본 발명에서는 인삼을 홍삼화하는 시간을 크게 단축시키고 저장성 향상, 조사포닌 함량 증진 및 홍삼에서만 존재하는 유익한 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법을 개발하고자 노력하였다. 특히 인삼유도효소를 초고압처리방법에 적용하여 인삼을 홍삼화하는 최적조건을 확립으로써 인삼의 형태를 유지하는 동시에 홍삼화하는 시간을 크게 단축시키며 기능성분 증진을 통해 인삼품질을 크게 개선시키는 방법을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

이에 더하여 다량의 전분과 섬유질로 구성되어 있는 인삼을 단순한 열수추출보다는 인삼의 진세노사이드를 효과적으로 변환시킬 수 있는 효소처리기술을 적용하여 초고압처리기에서 반응시킴으로써 홍삼, 장뇌삼 및 종래의 초고압처리 인삼보다 우수한 사포닌을 다량 얻을 수 있었으며, 체내 흡수가 좋은 비극성 사포닌 함량을 더욱 증대시킴으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은

초고압처리에 의한 인삼가공방법에 있어서,

1) 전체 배양액의 부피에 대하여 세척된 인삼 2 내지 20 %(w/v)에 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp.), 라이조푸스 속(Rhizopus sp.), 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.), 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.) 및 바실러스 속(Bacillus sp.)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 미생물을 접종하여 25 내지 50 ℃에서 6 내지 48시간 동안 배양하여 인삼효소액을 얻는 단계;

2) 상기 단계 1)에서 얻어진 인삼효소액 중에 세척된 인삼을 추가로 첨가하여 효소 처리하는 단계;

3) 인삼효소액으로 처리된 인삼을 초고압처리기에 투입하여 20 내지 600 Mpa의 압력 하에 40 내지 80 ℃에서 30분 내지 48시간 동안 반응시키는 단계; 및

4) 상기 단계 3)에서 초고압처리 된 인삼을 수분의 함량이 6 내지 15%가 되도록 건조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인삼에 포함된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법인 것이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 인삼을 가수분해할 수 있는 효소를 얻기 위하여 먼저 인삼을 미생물과 반응시켜 효소액을 얻는다.

상기한 효소액을 유도하기 위한 미생물로는, 식품으로 사용가능하며 인삼의 진세노사이드를 변환시킬 수 있는 효소 생산이 가능한 세균 및 진균을 모두 이용할 수 있으며, 특별히 한정되지는 않는다. 본 발명에서 사용가능한 균주로는, 특히, 바실러스(Bacillus) 속, 즉, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis), 바실러스 메센테리쿠스(Bacillus mesentericus), 바실러스 리체니포미스(Bacillus licheniformis) 등과 락토바실러스(Lactobacillus) 속, 즉 락토바실러스 엑시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카제이(Lactobacillus casei), 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum), 락토바실러스 람노수스(Lactoabacillus rhamnosus) 등 균주들을 사용할 수 있다. 바람직하게는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 우자미(Aspergillus usami), 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori), 라이조푸스 자포니쿠스(Rhizopus japonicus) 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae) 등 진균류 균주를 사용할 수 있다.

바람직하게는 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp.), 라이조푸스 속(Rhizopus sp.), 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.), 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.) 및 바실러스 속(Bacillus sp.)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 미생물이 사용된다.

상기한 미생물들은 곡자 및 누룩 등에 존재하며, 아밀라아제(amylase), 크실란아제(xylanase), 셀룰라아제(cellulase), 펙티나아제(pectinase) 등 전분의 당화에 종래 사용되었던 다양한 가수분해 효소들을 생산하는 미생물 균주로서, 본 발명에 있어서는, 더욱 바람직하게는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 우자미(Aspergillus usami), 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae), 라이조푸스 자포니쿠스(Rhizopus zaponicus) 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 혼합하여 첨가한다.

상기한 균주들을 감자포도당배지(Potato Dextrose Broth, PDB)에 접종하여 25 내지 35 ℃, 바람직하게는 30℃에서 3일간 진탕배양하여 각각을 동량으로 혼합한 미생물 혼합액을 준비한다. 본 발명에 있어서, 미생물 균주의 배양은 PDB 액체배지를 사용할 수 있고, 맥아추출물 배지(malt extract medium), 효모맥아추출물 배지(yeast malt extract medium), 밀기울 배지(wheat bran medium) 등 다양한 배지들을 사용할 수 있다.

상기한 바와 같이 제조된 미생물 혼합액에 2 내지 20 %(w/v)의 인삼, 바람직하게는 인삼의 외피 또는 미삼 부분을 3 내지 5%(w/v) 첨가하여 25 내지 50 ℃, 바람직하게는 35 ℃에서, 6 내지 48시간 동안 배양하여 인삼효소액을 제조한다. 인삼효소액 제조시, 미생물과 인삼을 반응시키는 시간은 인삼의 가수분해 정도와 효소 활성이 최대가 되는 12시간 정도가 가장 바람직하다. 이때 사용가능한 배지는 PDB 배지에만 한정되지 않으며 각각의 미생물에 적합한 모든 종류의 배지를 사용할 수 있는데, 예를 들면 맥아추출물 배지, 효모맥아추출물 배지, 밀기울배지 등이 있다.

본 발명에 따른 인삼의 가수분해 효소액을 제조하기 위해 미생물 배양액에 첨가되는 인삼은 수삼, 백삼, 피부백삼, 홍삼, 장뇌삼 등으로, 특별한 제한 없이 모든 종류의 인삼을 사용할 수 있다. 또한 인삼의 정선 및 손질 시에 부산물로 얻어지는 미삼 및 인삼 외피 등 인삼의 부위에 있어서도 제한이 없다. 본 발명의 방법에 따라 인삼의 가수분해 효소액을 유도하는데 있어서는 상기 인삼들을 전분의 호화 및 액화를 통한 효소반응의 원활한 작용을 위하여 80 내지 90 ℃에서 2시간 이상 증자한 인삼을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, ‘인삼효소액’이란 가수분해 효소를 생산할 수 있는 미생물과 수삼, 백삼, 홍삼 또는 장뇌삼 등의 인삼을 배양하여서 얻어지는 인삼의 가수분해 산물과 미생물을 포함하는 배양액 또는 상기한 배양액을 원심분리하여 얻어진 상등액을 의미한다.

본 발명의 방법에 따라 얻어진 인삼효소액은 그대로 사용하거나, 진공농축하여 농축액으로 또는 농축액을 희석하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 동결건조에 의해 분말화하여 4 ℃에서 저온 보관하고 사용할 때마다 필요한 양을 적당한 용매에 용해하여 사용한다. 동결건조된 분말은, 바람직하게는 물 또는 아세트산나트륨 수용액에 용해하여 사용한다.

다음 단계에서는, 상기한 바와 같이 제조된 인삼효소액으로 인삼을 효소처리한다. 이 때 사용되는 인삼은 수삼, 백삼, 피부백삼, 홍삼, 장뇌삼 등으로, 특별한 제한 없이 모든 종류의 인삼을 사용할 수 있으며, 인삼의 부위에 있어서도 제한이 없다. 바람직하게는 80 내지 90 ℃에서 2시간 이상 증자한 인삼을 사용한다. 인삼효소액으로 인삼을 처리하는데 있어서는 세척되고 미삼부분이 제거된 증자인삼을 전분의 호화 및 액화를 통한 효소반응의 원활한 작용을 위하여 효소액 중에 침지시켜서 인삼효소액이 충분히 접촉되도록 한다. 이때, 인삼이 효소액에 충분히 잠기지 않거나 처리 시간이 짧으면 목적하는 효소반응 정도를 얻을 수 없으며, 처리 시간이 길어지면 인삼이 완전히 분해되어 그 형태를 잃게 된다. 인삼효소액에 의한 인삼 처리시간은 바람직하기로는 30분 정도이다.

본 발명에 따르면, 인삼효소액으로 처리된 인삼은 인삼만을 선별하여 초고압처리기에 투입한 후, 20 내지 600 MPa, 바람직하게는 300 MPa의 압력 하에 40 내지 80 ℃, 바람직하게는 60 ℃에서 30 분 내지 48 시간 동안, 바람직하게는 2시간 동안 초고압처리한다. 인삼효소액으로 처리된 인삼을 추가로 초고압처리함으로써 인삼에 함유되어 있는 유효성분의 전구물질들이 진세노사이드로 다량 전환될 수 있다.

상기한 바와 같이, 초고압처리된 인삼은 건조 과정을 통해 종래의 홍삼, 장뇌삼 및 기존 초고압처리 인삼보다 우수한, 진세노사이드가 다량 함유된 인삼으로 제조될 수 있다. 본 발명에 있어서, 초고압처리된 인삼을 건조하는 방법은, 바람직하게는 양건 또는 40 내지 80 ℃에서의 열풍건조를 적용할 수 있으며, 더욱 바람직하기로는 60 ℃에서의 열풍건조이다. 건조를 종결하는 시점은 초고압처리 인삼의 수분함량이 6 내지 15%를 기준으로 건조시간을 조절할 수 있다.

본 발명의 방법에 따라 인삼효소액을 제조하고, 상기 인삼효소액으로 처리된 인삼을 초고압처리하여서 얻어지는 인삼은 인삼 중의 유효성분 전구체 물질이 유효성분으로 전환되어 활성성분 함량이 증가된다.

도 1은 무처리 인삼(백삼)(대조구 1), 초고압처리 인삼(대조구 2) 및 본 발명에 따른 방법으로 처리된 인삼(실시예) 각각을 추출하고, 각각의 추출물에 대하여 분광광도계로 200 내지 450 nm 범위에서 측정된 흡광도를 나타낸 그래프이다. 상기한 범위에서는 인삼의 활성성분 중 사포닌 폴리아세틸렌, 산성펩타이드 및 방향족화합물이 검출되는데, 그래프의 면적크기를 분석하여 추출수율을 확인할 수 있다. 도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명의 방법으로 제조된 인삼의 활성성분 수율이 대조구들과 비교하여 월등히 더 높은 것을 알 수 있다.

본 발명에 따라 인삼효소액으로 전처리하여 초고압처리된 인삼의 품질을 백삼, 홍삼 및 초고압처리 인삼과 육안 및 관능으로 비교한 결과, 대조 인삼들 보다 인삼 맛이 진하고 부드럽고, 인삼향이 가장 짙었으며, 외관은 투명한 적갈색이고 백태가 적었다. 또한, 본 발명의 방법으로 제조된 인삼은 조직에 있어서 내부 기공 및 균열이 적으며 치밀하여 관능적 품질면에서도 가장 우수하였다.

본 발명은 미생물에 의해 유도된 인삼효소액으로 인삼을 처리한 후 초고압처리를 실시함으로써 인삼의 저장성을 개선하여 유통기한을 늘리고, 빠른 시간 내에 품질의 변화 없이 홍삼으로 제조되도록 하는 동시에 상기 인삼을 이용해 유효성분의 손실이 최소화된 상태로 많은 양의 인삼 활성성분이 추출되도록 하는 인삼의 가공방법을 제공할 수 있다.

도 1은 무처리 인삼(백삼)(대조구 1), 초고압처리 인삼(대조구 2) 및 본 발명의 실시예 3의 방법으로 처리된 인삼(실시예) 각각에 대하여 분광광도계를 이용하여 측정된 200 내지 450 nm에서의 흡광도를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 인삼효소액 처리와 초고압처리과정에 의해 인삼에 포함된 활성성분 함량을 강화시키는 인삼의 가공방법 공정을 단계별로 나타낸 흐름도이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기 실시예는 단지 본 발명을 구체적으로 설명하는 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 인삼 및 홍삼 제조

경기도 안성시 금광면에서 6년근 수삼을 구입하여 인삼(Ginseng, 人蔘)으로 사용하였고, 장뇌삼은 경북안동소재 천지영농조합법인에서 2006년 재배 수확된 국내산 산양삼을 사용하였다. 구입한 수삼과 장뇌삼을 흐르는 물로 세척한 다음 미삼을 제거하고 주근과 분근 부분만을 60 ℃ 열풍건조기(Dong-A, Model DA-VO-64, Korea)에서 4일 동안 건조시킨 후 일광으로 건조하여 백삼(인삼)을 얻었다.

별도로, 홍삼을 만들기 위하여 상기 백삼(인삼)가공과 같은 방식으로 세척하였고 홍삼가공방법은 97℃에서 3시간 동안 증숙하였다. 그리고 상기 인삼과 동일한 방법으로 60℃로 건조한 후 양건으로 건조하여 홍삼을 제조하였다.

실시예 2 인삼 유도 조효소제의 제조

500 ml 감자포도당배지(Difco) 각각에 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 우자미(Aspergillus usami), 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae), 라이조푸스 자포니쿠스(Rhizopus japonicus), 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)를 각각 접종하여 30 ℃에서 3일간 진탕배양한 후 각 배양액을 동량씩 취하여 혼합한 다음, 4,000 rpm으로 10분간 원심분리하였다.

상기에서 얻어진 균체침전물을 3 L 용량의 인삼외피부분 5%(w/v)가 함유된 감자포도당배지에 혼합한 후 35℃, 12시간 반응하여 인삼외피를 분해할 수 있는 효소를 유도시켜서 인삼효소액을 얻었다. 얻어진 인삼효소액을 4,000 rpm으로 10분간 원심분리한 후, 상등액 만을 취하여 동결건조하여 동결건조분말을 얻었으며, 이를 초고압 전처리를 위한 인삼 조효소제로 사용하였다.

실시예 3 인삼 조효소제 처리 및 초고압처리 인삼의 제조

상기 실시예 2에서 얻어진 인삼 조효소제 100 g을 1 L의 0.05 M 아세트산나트륨 용액(pH 5.0)에 현탁시켜 조효소액을 제조하였다.

실시예 1에서 건조된 각 인삼과 홍삼을 습식멸균기(복성, 한국)에서 85 ℃의 온도로 1시간 동안 증자하여 60 ℃ 이하로 냉각시킨 후, 각각을 미리 조제한 조효소액에 30분간 침지하였다. 조효소액으로 처리된 인삼을 다시 초고압처리기(DFS-2L, 일본동양공업사)로 옮기고 60 ℃, 300 MPa의 압력 하에 2시간 동안 반응시켰다.

초고압처리기에서 반응이 끝난 인삼을 60 ℃에서 수분 12 내지 13%가 되도록 열풍 건조하였다.

건조된 인삼효소액 처리+초고압처리 인삼을 분쇄하여 분말로 만들고, 무처리 백삼, 홍삼, 장뇌삼 및 초고압처리 인삼 각각을 분쇄하여 분말로 만들었다. 추출수율, 조사포닌 함량, 진세노사이드 등을 분석하였다.

각각의 분말을 추출하여 원심분리한 후, 분광광도계를 이용하여 상등액의 추출수율을 비교한 결과 대조구들에 비하여 인삼효소액 처리+초고압 처리 인삼이 가장 넓은 면적비를 나타내어 사포닌, 폴리아세틸렌, 산성펩타이드, 방향족화합물 등 이외 다양한 추출된 성분들의 추출수율이 우수함을 알 수 있었다(도 1).

실험예 1 : 인삼의 진세노사이드 분석

상기 실시예 3에서 제조된 각 인삼 추출물들에 80% 에탄올 100 ml를 가하여 3시간 동안 환류하여 진세노사이드를 추출하였으며, 이 환류액을 10 ml까지 농축하였다.

각 농축액 1 g을 평량하여 70% 에탄올 50 ml를 가하고 80 ℃ 진탕배양기에서 2회 추출하고 여과지(Whatman #1)를 이용하여 여과하였다. 여액은 진공농축기를 이용, 감압 건조하고 50 ml의 증류수를 가하여 용해하였다. 이 용액 1 ml에 디에틸에테르 2 ml를 가하여 혼합한 후, 1,500 rpm에서 10분간 원심분리하여 디에틸에테르를 제거하고 여기에 다시 불포화 부탄올을 1.5 ml를 가하여 혼합한 다음 부탄올층을 회수하였다. 3회 재반복하여 수용성불순물을 세척하였다.

이렇게 얻어진 부탄올층은 40 ℃에서 질소가스를 분사하여 건조하였다. 여기에 메탄올 0.5 ml를 가한 후, 0.45 um 멤브레인 필터로 여과하여 HPLC 시료로 사용하였다. HPLC 분석은 Prevail Carbohydrate ES 5u column(Alltech, USA)이 장착된 HPLC(Shiseido, 일본)를 이용하여 분석하였다. 이동상은 아세토니트릴, 이소프로필알콜, 물(HPLC Grade, JT Baker, USA)을 사용하였으며, 전개온도는 35 ℃이었고, 유속은 분당 0.8 ml이었다. 크로마토그램은 ELSD 검출기(Alltech, USA)를 이용하여 검출하였고, 주성분 사포닌은 진세노사이드 Rb₁, Rb₂, R_c, R_d, R_e, R_f, Rg₁, Rg₂, Rg₃, Rh₁ 그리고 Rh₂의 표준품을 사용, 검량선을 작성, 비교·정량하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1에서 보이는 바와 같이, 진세노사이드 함량에 있어서도 백삼, 홍삼, 장뇌삼 및 기존초고압처리 인삼에 비하여 실시예 3의 인삼에서 더 높은 수치를 나타내었다.

시험구명	진세노사이드(mg/g)
시험구명	Rg₃	Rg₂	Rg₁	R_f	R_e	R_d	R_c	Rb₂	Rb₁	Rh₁	Rh₂
백삼	0.2	0.1	0.7	0.2	1.1	0.5	1.3	1.5	3.5	0.0	0.0
홍삼	0.2	0.2	1.3	0.3	1.4	0.4	1.4	1.1	4.0	0.0	0.0
장뇌삼	0.0	0.0	0.3	0.3	1.2	0.3	0.4	0.5	3.4	0.0	0.0
초고압처리 인삼	0.2	0.2	1.2	0.3	1.6	0.3	1.4	1.1	5.5	0.0	0.0
인삼효소액 +초고압처리인삼	0.7	0.3	2.6	0.4	1.9	0.4	1.5	1.7	5.9	0.0	0.0

실험예 2 : 인삼 중의 환원당 분석

상기 실험예 1에서 얻어진 각 시험구의 인삼에서 외피로부터 직경 5 mm 안쪽 부분만을 조심스럽게 커터칼로 도려내어 분말화한 후, 각 시료를 증류수에 일정비율로 희석하였다. 알칼리성 조건 하에서 환원당과 1:1로 반응하여 540 nm에서 환원당 함량을 측정할 수 있는 디엔에스(DNS, dinitrosalicylic acid) 용액을 각각의 시료에 첨가하고, 0.1%(w/v) 포도당을 표준용액으로 하여 환원당을 분석하였다. 그 결과, 표 2와 같이 실시예 3에 따른 인삼효소액 처리+초고압처리 인삼이 상대적으로 가장 높은 환원당 수율을 나타내었다.

상기한 결과로부터 인삼효소액으로 인삼을 처리하고 추가로 초고압처리를 실시하므로써 인삼효소액의 작용이 인삼 내부에까지 미치는 것임을 알 수 있다.

이와 더불어 인삼효소액의 작용으로 인하여 활성성분의 상대적 추출수율 및 조사포닌 함량 또한 증가되는 것으로 확인되었다.

시험구명	환원당(%)	상대적 추출수율 (%)	조사포닌 함량 (단위 건조중량 mg/g)
백삼	18	100	45
홍삼	20	110	47
장뇌삼	18	100	43
초고압처리 인삼	22	116	50
인삼효소액+ 초고압처리인삼	25	145	65

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형의 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 본 발명의 특허청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

Claims

초고압처리에 의한 인삼가공방법에 있어서,
1) 전체 배양액의 부피에 대하여 세척된 인삼 2 내지 20 %(w/v)에 아스퍼질러스 속(Aspergillus sp.), 라이조푸스 속(Rhizopus sp.), 사카로마이세스 속(Saccharomyces sp.), 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.) 및 바실러스 속(Bacillus sp.)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 미생물을 접종하여 25 내지 50 ℃에서 6 내지 48시간 동안 배양하여 인삼효소액을 얻는 단계;
2) 상기 단계 1)에서 얻어진 인삼효소액 중에 세척된 인삼을 추가로 첨가하여 효소 처리하는 단계;
3) 인삼효소액으로 처리된 인삼을 초고압처리기에 투입하여 20 내지 600 Mpa의 압력 하에 40 내지 80 ℃에서 30분 내지 48시간 동안 반응시키는 단계; 및
4) 상기 단계 3)에서 초고압처리 된 인삼을 수분의 함량이 6 내지 15%가 되도록 건조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인삼에 포함된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 1)에서는 인삼의 외피를 전체 배양액의 부피에 대하여 3 내지 5 %(w/v)를 첨가하여서 되는 것을 특징으로 하는 인삼에 포함된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법.
제 1항에 있어서, 상기 미생물은 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 우자미(Aspergillus usami), 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae), 라이조푸스 자포니쿠스(Rhizopus japonicus) 및 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)인 것을 특징으로 하는 인삼에 포함된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법.
제 1항에 있어서, 상기 단계 2)의 효소 처리단계에서는 80 내지 90 ℃에서 2시간 이상 증자한 인삼을 사용하는 것을 특징으로 하는 인삼에 포함된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 초고압처리 단계는 효소액 처리된 인삼을 60 ℃에서 300 Mpa의 압력 하에 2시간동안 처리한 후 건조하는 것을 특징으로 하는 인삼에 포함된 활성성분 함량을 증강시키는 인삼의 가공방법.