KR20130023131A - 인삼 및 홍삼 유래 사포닌 성분의 전환을 위한 복합발효제제, 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액 - Google Patents
인삼 및 홍삼 유래 사포닌 성분의 전환을 위한 복합발효제제, 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 인삼 및 홍삼 유래 사포닌 성분의 전환을 위한 복합발효제제, 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액에 관한 것으로, 구체적으로 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 유산균 1 내지 5중량% 및 효소 95 내지 99중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효제제, 이를 이용하여 인삼 또는 홍삼 발효액을 제조하는 방법 및 이를 이용하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유산균과 효소를 함께 이용하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼의 약리성분인 진세노사이드(ginsenoside)를 발효하여 마이너 사포닌(minor saponin)을 생성할 수 있는 복합발효제제, 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액에 관한 것이다
홍삼에 포함된 사포닌 성분(진세노사이드)은 생리학적 혹은 약리학적 유효성분으로서, 항당뇨, 항바이러스, 항암, 항염, 노화예방, 갱년기 증상 개선, 순환기 질환 및 간장질환 개선 등에 탁월한 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
최근에는 진세노사이드의 전환에 대한 많은 연구들이 진행되면서 고분자 사포닌이 새로운 저분자 사포닌으로 전환되어 이러한 저분자 사포닌이 새로운 효능을 가지게 되는 등 약리 효능 면에서 더 우수하다는 사실이 밝혀졌다. 진세노사이드는 사람이 섭취했을 때 장내세균이 배당체를 기질로 하는 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase)의 작용으로 글리코시드 결합(glycosidic bond)를 끊어 배당체를 비당체화 하고 체내로 흡수되어 약리 효능을 나타낸다.
하지만, 장내 유용미생물은 사람에 따라 존재여부가 다르고, 장내 유용미생물이 존재할 경우에 개체수가 다르기 때문에, 사포닌의 흡수여부와 흡수량에 차이가 발생되며, 결국 사람마다 사포닌의 효능의 발현 정도가 다르게 된다. 또한, 이러한 사포닌 대사 산물은 일반홍삼에 존재하지 않거나, 체내에 흡수되는 대사 산물의 양이 매우 적다는 문제가 존재한다.
이에, 체내에 흡수될 수 있는 사포닌 대사 산물의 양을 증가시키기 위한 연구가 수행되고 있는데, 주로 산 가수분해, 열처리, 효소 가수분해 및 유기 합성 등의 방법이 시도되었다. 그 중에서도 효소에 의한 사포닌의 가수분해 방법은 낮은 온도에서 수행될 수 있으며, 조작이 간편하고 효소의 기질 특이성으로 인하여, 부산물이 적다는 점에서 사포닌 대사 산물 생산에 가장 적합한 방법이라 할 수 있다(대한민국 등록특허 제10-0884616 호, 대한민국 공개특허 제10-2011-0014374호 및 대한민국 등록특허 제10-1050821호). 상기와 같은 유산균 또는 효소를 이용하여 사포닌 대사산물의 양을 증가시키는 방법은 사포닌의 체내 흡수력에 대한 개인차를 극복할 수 있으며, 섭취효과를 표준화하는 것을 가능하게 한다.
그러나, 지금까지의 효소에 의한 사포닌 대사산물 전환 연구는 주로 장내 세균, 토양 미생물 및 식묵 조직에서 분리한 미생물에 집중되어 있는 실정이다. 또한, 이들 방법은 식용에 적합하지 않다는 점에서 실용화에 다소 어려움이 있다.
본 발명의 목적은 홍삼 사포닌 대사 산물의 양을 증가시킬 수 있는 최적화된 발효 조건을 제공하는 복합발효제제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 제조 효율성, 음용 편의성, 관능성 및 대중성을 제공하는 홍삼 발효액의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 유산균 1 내지 5중량% 및 효소 95 내지 99중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효제제를 제공한다.
또한, 본 발명은 1) 인삼 또는 홍삼 추출물을 제조하는 단계; 2) 상기 단계 1)에서 제조된 인삼 또는 홍삼 추출물에 상기 복합발효제제를 접종하여, 30~40℃에서 8~15시간 동안 1차 발효시키는 단계; 및 3) 상기 단계 2)에서 1차 발효된 인삼 또는 홍삼 추출물을 55~65℃에서 4~10시간 동안 2차 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 홍삼 발효액을 제공한다.
본 발명에 따른 복합발효제제를 이용한 인삼 또는 홍삼 발효는 비피도박테리움 속 유산균과 효소를 함께 사용하는 발효 공정을 통하여, 홍삼 발효 시간을 단축하고 사포닌 대사 산물의 양을 증가시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 복합발효제제를 이용한 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법은 두 단계의 온도 변화 단계를 포함하는 발효과정을 통하여, 사포닌을 체내 흡수 가능한 사포닌 대사산물로 높은 효율로 전환시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액은 회오리공법을 이용하여 추출된 인삼 또는 홍삼 추출액을 이용함으로써, 인삼 또는 홍삼에 포함된 사포닌 성분을 손상, 용출 또는 증발시키지 않고 보존할 수 있어, 약용 성분 함량 및 약리 효과 측면에서 더욱 우수하다.
도 1은 본 발명에 따른 복합발효제제를 이용한 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 이용되는 균주의 베타 글루코시데이즈 분비 활성을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 이용되는 효소의 베타 글루코시데이즈 분비 활성을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 유산균 및 효소를 포함하는 복합발효제제에 의한 발효 전과 후에 있어서, 사포닌을 사포닌 대사산물로 전환하는 능력을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 있어서, 사포닌을 사포닌 대사산물로 전환하는 능력을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 이용되는 균주의 베타 글루코시데이즈 분비 활성을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 이용되는 효소의 베타 글루코시데이즈 분비 활성을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 유산균 및 효소를 포함하는 복합발효제제에 의한 발효 전과 후에 있어서, 사포닌을 사포닌 대사산물로 전환하는 능력을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 있어서, 사포닌을 사포닌 대사산물로 전환하는 능력을 TLC 분석을 통하여 확인한 도면이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명은 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 유산균 1 내지 5중량% 및 효소 95 내지 99중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효제제를 제공한다. 상기 복합발효제제는 식물의 추출물을 발효시켜, 인체에 유용한 성분을 포함하는 발효액을 제조하는데 적용가능하며, 상기 식물은 인삼 또는 홍삼과 같이 진세노사이드를 포함하는 식물인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 복합발효제제에 상기 유산균은 1 내지 5중량%, 효소는 95 내지 99중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 유산균 및 효소의 함량이 상술한 범위를 만족할 경우, 상기 유산균 및 효소를 함께 포함하는 복합발효제제의 발효 효율을 높일 수 있고, 상기 복합발효제제를 이용하여 인삼 또는 홍삼 추출물에 대한 발효 시, 유용한 성분으로 마이너 사포닌과 같은 사포닌 대사산물의 함량을 증가시킬 수 있다.
상기 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 유산균은 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 BB-12인 것이 바람직하다. 상기 비비포박테리움 속 BB-12균주는 크리스챤 한센 社의 BB-12 blend-30 IF 균주를 구매하여 사용할 수 있다. 상기 비피도박테리움 BB-12 균은 식용가능하며, 인삼 또는 홍삼에 포함된 사포닌 성분을 효과적으로 사포닌 대사산물로 전환시킬 뿐만 아니라, 이를 효소와 함께 사용하였을 때 관능적, 기능적으로 우수한 효과를 제공하는 인삼 또는 홍삼 발효액을 제조할 수 있으므로 바람직하다.
상기 효소는 수미자임 AC(sumizyme AC)인 것을 특징으로 하는 복합발효제제인 것이 바람직하다. 상기 수미자임 AC 효소는 사포닌을 사포닌 대사산물로 전환시키는 효과가 우수하여 상술한 비피도박테리움 속 유산균과 함께 사용하였을 때 발효액 제조 효율을 상승시킬 수 있으며, 고함량의 사포닌 대사산물을 생성할 수 있게 한다. 또한, 수미자임 AC 효소를 비피도박테리움 속 유산균과 함께 사용하였을 때, 관능적으로도 우수한 효과를 나타내므로 산업상 이용가치가 매우 높다. 또한, 상기 효소는 셀룰레이스 계통으로, 인삼 또는 홍삼 뿐만 아니라 다양한 식물의 발효에 적용이 가능하다.
상기 복합발효제제는 제제에 적당한 굳기나 형상을 주기 위해서, 또는 일정 용량, 중량을 주어 취급하기 쉬운 크기로 할 목적을 부형제를 더 포함할 수 있다. 상기 복합발효제제 100중량부에 대하여, 식품으로 섭취가능한 부형제 400 내지 500중량부를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 부형제는 다당류 또는 단당류인 것이 바람직하고, 구체적으로 덱스트린 또는 포도당일 수 있지만, 식품에 적용할 수 있는 부형제라면 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 1) 인삼 또는 홍삼 추출물을 제조하는 단계; 2) 상기 단계 1)에서 제조된 인삼 또는 홍삼 추출물에 상기 유산균 및 효소를 포함하는 복합발효제제를 접종하여, 30~40℃에서 8~15시간 동안 1차 발효시키는 단계; 및 3) 상기 단계 2)에서 1차 발효된 인삼 또는 홍삼 추출물을 55~65℃에서 4~10시간 동안 2차 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법을 제공한다.
상기 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)의 인삼 또는 홍삼은 시판되는 것을 제한 없이 이용할 수 있으나, 양삼, 기타삼, 세미 등인 것이 바람직하다.
상기 인삼 또는 홍삼 발효액 제조방법에 있어서, 상기 단계 1)의 인삼 또는 홍삼 추출물은 인삼 또는 홍삼 유효성분의 추출 수율을 높이기 위하여, 0.5 내지 3 ㎝ 내외로 절삼하여 사용하는 것이 바람직하며, 1 내지 1.5 ㎝ 내외로 절삼하는 것이 더욱 바람직하다. 상술한 범위로 인삼 또는 홍삼을 절삼한 후 추출하는 경우, 인삼 또는 홍삼의 유효성분을 더욱 효과적으로 추출할 수 있게 된다.
또한, 상기 단계 1)의 인삼 또는 홍삼 추출물은 80~100℃의 온도에서 20~24시간 동안 회오리 공법을 이용하여 추출될 수 있으며, 83~87℃의 온도에서 24시간 동안 회오리 공법을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 회오리 공법은 인삼 또는 홍삼에 포함된 사포닌 성분을 손상, 용출 또는 증발시키지 않고 보존할 수 있어, 약용 성분 함량 및 약리 효과 측면에서 더욱 우수하며, 추출 시간을 단축할 수 있으므로 제조효율 측면에서도 바람직하다.
상기 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2)의 유산균은 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 균을 이용하는 것이 바람직하며, 그 중 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 BB-12를 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 상기 비피도박테리움 속 BB-12균주는 크리스챤 한센 社의 BB-12 blend-30 IF 균주를 구매하여 사용할 수 있다. 상기 비피도박테리움 BB-12 균은 식용가능하며, 인삼 또는 홍삼에 포함된 사포닌 성분을 효과적으로 사포닌 대사산물로 전환시킬 뿐만 아니라, 이를 효소와 함께 사용하였을 때 관능적, 기능적으로 우수한 효과를 제공하는 인삼 또는 홍삼 발효액을 제조할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 상기 단계 2)의 유산균은 인삼 또는 홍삼 추출물 전체 부피를 기준으로 0.35%(w/v) 내지 0.5%(w/v)의 함량으로 접종하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 %(w/v)은 인삼 또는 홍삼 추출물 전체 부피(L)에 대한 유산균의 중량(g)을 의미한다. 상술한 범위의 유산균을 이용하여 인삼 또는 홍삼 발효액을 제조하는 경우, 고함량의 사포닌 대사산물을 포함하면서도 관능적으로 우수한 인삼 또는 홍삼 발효액을 제공할 수 있다.
상기 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 있어서, 상기 단계 2)의 효소는 수미자임 AC(sumizyme AC)인 것이 바람직하다. 수미자임 AC 효소는 사포닌을 사포닌 대사산물로 전환시키는 효과가 우수하여 상술한 비피도박테리움 속 유산균과 함께 사용하였을 때 발효액의 제조 효율을 상승시킬 수 있으며, 고함량의 사포닌 대사산물을 생성할 수 있게 한다. 또한, 수미자임 AC 효소를 비피도박테리움 속 유산균과 함께 사용하였을 때, 관능적으로도 우수한 효과를 나타내므로 산업상 이용가치가 매우 높다.
또한, 상기 단계 2)의 효소는 인삼 또는 홍삼 추출액 전체 부피를 기준으로 10%(w/v) 내지 25%(w/v)를 첨가하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 %(w/v)은 인삼 또는 홍삼 추출물 전체 부피(L)에 대한 효소의 중량(g)을 의미한다. 상술한 범위는 사포닌 대사산물 전환 및 관능적으로 우수한 효과를 나타내므로 바람직하다.
상기 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에서, 상기 복합발효제제는 제제에 적당한 굳기나 형상을 주기 위해서, 또는 일정 용량, 중량을 주어 취급하기 쉬운 크기로 할 목적을 부형제를 더 포함할 수 있다. 상기 복합발효제제 100중량부에 대하여, 식품으로 섭취가능한 부형제 400 내지 500중량부를 더 포함하는 것이 바람직하고, 상기 부형제는 다당류 또는 단당류인 것이 바람직하고, 구체적으로 덱스트린 또는 포도당일 수 있지만, 식품에 적용할 수 있는 부형제라면 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법은 상기 단계 3) 이후, 4) 90~100℃에서 20~40분 동안 살균하는 단계; 5) 80~90℃에서 20분~1시간 동안 충진하는 단계; 6) 90~100℃에서 5~20분 동안 후살균하는 단계; 및 7) 상기 후살균된 인삼 또는 홍삼 발효액을 37℃에서 포장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단계 4)에서는 90~100℃에서 20~40분 동안 살균 공정을 수행할 수 있으며, 90~95℃에서 30분 동안 살균 공정을 수행하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 단계 5) 에서는 80~90℃에서 20분~1시간 동안 충진될 수 있으며, 80~85℃에서 30분 내지 40분 동안 충진되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 단계 6)에서는 90~100℃에서 5~20분 동안 후살균 될 수 있으며, 95~100℃에서 10분 동안 후살균되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명은 상술한 제조방법에 의해서 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액을 제공한다.
상기에서 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 관하여 기재된 내용은 본 발명의 인삼 또는 홍삼 발효액에 모두 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의하여 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것이며, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
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제조예
1: 홍삼 추출물의 제조>
충청남도 금산군에서 구입한 4년근 홍삼을 이용하여, 홍삼 추출물을 제조하였다. 사용한 홍삼의 종류는 양삼(良蔘), 기타삼 및 세미이며, 하기 4개의 군과 같은 조합으로 사용하였다(표 1 참조). 세미의 경우 년근을 구분하지 않고, 1등급을 사용하였다.
| 4년근 양삼(50지) | 4년근 기타삼(小) | 세미(1등급) | 추출수 | |
| A 타입 | 600g | 300g | 24L | |
| B 타입 | 300g | 300g | 300g | 24L |
| C 타입 | 300g | 300g | 16L | |
| D 타입 | 300g | 300g | 16L |
추출 수율을 높이기 위하여 상기 표 1에 기재된 각 타입별로 원재료를 칭량하고, 절삼기(제조사: 정성기계 / 다채움秀 전용 제작)를 이용하여, 1~1.5 cm의 길이로 절삼하였다. 상기 추출수는 웅진코웨이 filter(Model: P-150U)로 여과한 pH 6.4의 물을 사용하였다.
상기 절삼된 홍삼은 멸균된 포망에 담아 추출기(제조사: 정성기계 / 다채움秀 전용 제작)에 넣고, 95~98℃에서 1시간 추출하여 홍삼 원료에 의한 오염 요인을 제거하였다. 그 후, 85℃온도에서 23시간 동안 회오리 공법을 이용하여 추출하였다.
상기 회오리 공법은 정성기계와 웅진식품 주식회사에서 개발한 공법으로서, 5℃ 이하의 온도부터 40~60초 간격으로 30~50초씩 회오리를 일으키며, 85℃의 온도로 점진적으로 온도를 상승시키면서, 액체를 순환 및 혼합시키는 것을 특징으로 한다. 상기 회오리 공법은 원적외선 등을 이용한 기존 추출방식에 비하여, 추출시간을 약 6시간 정도 단축하는 효과를 나타냈으며, 관능 및 사포닌 대사산물의 함량 또한 우수하였다.
상기 표 1에 기재된 각 타입은 모두 80~85%의 수율로 추출되었으며, 하기 실험예에는 A 타입 추출물을 사용하였다.
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실험예
1: 유산균의 특성 확인>
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실험예
1-1: 유산균의 베타-
글루코시데이즈
활성 확인>
베타-글루코시데이즈(β-glucosidase)는 사포닌 성분을 체내 흡수가능한 대사 산물로 분해하는 능력을 갖는 것으로 알려져 있다. 이에, 사포닌을 체내에 흡수될 수 있는 사포닌 대사산물인 C-K, F2 및 Rd로 전환시킬 수 있는 유산균을 선발하기 위하여, 우선 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase)를 분비하는 균주를 에스쿨린 아가(Esculin agar) 방법을 이용하여 선발하였다.
상기 에스쿨린 아가 방법은, 균주의 베타-글루코시데이즈 효소 분비 여부를 확인하는 방법이다. 만일, 균주가 베타-글루코시데이즈를 분비하는 경우 에스쿨린의 베타-글루코오스가 절단되어, 에스쿨레틴이 생성하게 되며, 이는 구연산 철 암모늄(ferric ammonium citrate)이 반응하여, 플레이트(plate) 위의 콜로니(colony)주위에 검은색의 복합체를 형성시킨다. 이러한 검정색 복합체를 형성한 유산균들을 선발하여, 실제 사포닌 전환 능력을 확인하는데 사용하였다.
구체적으로, 시중에 유통되고 있는 락토바실러스(Lactobacillus)속, 스트렙토코코스(Streptococcus)속, 루코노스톡(Leuconostoc)속, 비피도박테리움(Bifidobacterium)속, 락토코코스(Lactococcus)속 등의 유산균을 에스쿨린 방법을 이용하여 베타-글루코시데이즈 활성을 확인한 결과, 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 페디코코스(Pedicoccus) 및 비피도박테리움 BB-12 균주가 선발되었다.
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실험예
1-2: 유산균의 사포닌
대사산물
전환 실험>
상기 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출액에 상기 선발된 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 페디코코스(Pedicoccus) 및 비피도박테리움 BB-12 균주 배양액을 0.001%~0.15%(v/v) 농도로 각각 접종한 후, 1~24시간 동안 37℃에서 발효시킨 후, TLC 분석을 수행하였다. 이에 대한 대조군(control, C)으로는 유산균을 첨가하지 않은 홍삼 추출액(제조예 1의 A타입)을 이용하였으며, 스탠다드(standard, s)로는 일반적인 사포닌을 이용하여, TLC 분석을 수행하였다.
TLC 분석을 위하여 silica gel 60 F254 TLC plate를 사용하였으며, 부탄올 추출액을 TLC 플레이트에 점적한 후, CHCl3-MeOH-H2O를 65:35:10(v/v/v), lower phase의 혼합용매를 이용하여 전개하였다. 전개한 TLC 플레이트는 10% 황산을 분무한 후 열을 가해 발색시켜 결과를 확인하였다.
TLC 분석 결과, 비피도박테리움(Bifidobacterium) BB-12 유산균의 사포닌 전환 능력을 확인할 수 있었다(도 2). 도 2는 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 페디코코스(Pedicoccus) 및 비피도박테리움 BB-12 균주 배양액 0.1, 0.05, 및 0.03%(v/v)로 접종한 후, 24 시간 동안 발효시킨 배양액을 이용한 TLC 결과를 나타낸다(도 2 참조).
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실험예
2: 효소의 사포닌
대사산물
전환 실험>
인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법에 효과적인 효소를 확인하기 위하여, 시중에 유통중인 식용 가능한 효소 중 비교적 베타-글루코시데이즈 역가가 높은 사이톨레이즈(Cytolase), 셀룰레이즈(Cellulase), 수미자임 AC(Sumizyme AC), 아이솔레이즈(Isolase) 및 펙티네이즈(pectinase) 등을 상기 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출물에 첨가하여 발효시켰다.
구체적으로 상기 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출액에 사이톨레이즈(Cytolase), 셀룰레이즈(Cellulase), 수미자임 AC(Sumizyme AC), 아이솔레이즈(Isolase) 및 펙티네이즈(pectinase) 효소를 0.01%, 0.05%, 0.06%, 0.08%, 0.089%, 0.09%, 0.1%, 0.12%, 0.15%, 0.19%, 0.197%, 0.2%, 0.23% 0.3%, 0.4%, 0.5%, 1% (v/v)의 농도로 각각 첨가한 후, 1~24시간 동안 60 ℃에서 발효시킨 후, TLC 분석을 수행하였다.
이에 대한 대조군(control, C)으로는 유산균을 첨가하지 않은 홍삼 추출액(제조예 1의 A타입)을 이용하였으며, 스탠다드(standard, S)로는 일반적인 사포닌을 이용하였다.
그 결과 수미자임 AC(Sumizyme AC) 효소의 사포닌 전환 능력이 가장 우수함을 확인할 수 있었다(도 3 참조). 하기 도 3에는 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출액에 0.2%, 0.3%, 0.4%(v/v) 농도의 수미자임 AC 효소를 첨가한 후, 24 시간 동안 발효시킨 배양액을 이용한 TLC 결과가 나타나있다(도 3 참조). 도 2에서 1~3번 레인은 각각 0.2%, 0.3%, 0.4%(v/v) 농도의 수미자임 AC 효소를 첨가한 결과를 의미한다.
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실시예
1>
유산균 및 효소를 포함하는 복합발효제를 제조하였다. 구체적으로, 비피도박테리움(Bifodobacterium)속 BB-12 0.092g 및 상기 수미자임 AC(sumizyme AC) 3.6g을 혼합하여 복합발효제제를 제조하였다.
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실시예
2>
상기 실시예 1에 있어서, 부형제로 덱스트린 16.308g을 더 추가하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 복합발효제제를 제조하였다.
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실험예
3:
복합발효제제에
의한 발효 전, 후의 사포닌
대사산물의
함량 변화 측정>
상기 제조예 1의 A타입 홍삼 추출액 20L 에 상기 실시예 2의 복합발효제제를 20g 첨가하여 발효기(WJFK1)에서 37℃에서 10~12시간 동안 1차 발효를 수행한 후, 60℃에서 5~10시간 동안 2차 발효를 수행하였다.
발효 전과 후의 발효액에 대하여 TLC 분석을 수행하여, 홍삼 추출액에 포함된 성분의 변화를 관찰하였다. 대조군으로(control, C) 발효 전은 유산균 및 효소를 포함하는 복합발효제제에 의한 발효 전의 홍삼 추출액(제조예 1의 A타입)을 이용하였으며, 스탠다드(standard, S)로는 일반적인 사포닌을 이용하였다.
그 결과, 홍삼 추출액에 포함된 주요 사포닌인 Rb1이 상기 복합발효제제에 의한 발효과정에 의해서, 사포닌 대사산물인 C-K, F2, Rd로 전환되는 것을 확인할 수 있었다(도 4 참조).
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실험예
4: 사포닌
대사산물의
함량 변화 측정>
우선, 상기 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출액 20L 에 상기 실시예 1의 복합발효제제를 3.692g 첨가하여 발효기(WJFK1)에서 37℃에서 10~12시간 동안 1차 발효를 수행한 후, 60℃에서 5~10시간 동안 2차 발효를 수행하였다.
발효 후, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 및 15시간째의 발효액을 TLC 분석을 수행하여, 홍삼 추출액에 포함된 사포닌 성분이 효과적으로 사포닌 대사산물로 전환되었는지를 확인하였다. 이에 대한 대조군(control, C)으로는 유산균을 첨가하지 않은 홍삼 추출액(제조예 1의 A타입)을 이용하였으며, 스탠다드(standard, s)로는 일반적인 사포닌을 이용하였다.
그 결과, 홍삼 추출액에 포함된 주요 사포닌인 Rb1이 상기 발효과정에 의해서, 사포닌 대사산물인 C-K, F2, Rd로 전환되는 것을 확인할 수 있었다(도 5 참조). 발효 시간이 6시간에서 15시간으로 증가할수록, Rb1이 모두 분해되고 상기 사포닌 대사산물의 함량이 모두 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
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실험예
5:
진세노사이드
(
ginsenoside
) 분석>
진세노사이드(ginsenoside) 분석은 상기 실험예 4에서 실시예 1의 복합발효제제를 이용하여 획득된 사포닌 대사산물을 부탄올에 용해한 후, 농축기를 이용하여 농축한 후, 메탄올에 녹여 HLPC 분석에 이용하였다. 이때 분석은 Integrated NS 3000i HPLC System ([주] 휴텍스, 대한민국)과 역상의 SUPELCO社 C18 column (250 × 4.6 mm, ID 5 μm), 파장 203nm의 UV detector를 이용하여 수행되었다. 용매로는 아세토나이트릴(acetonitrile)과 증류수(Solvent B)가 사용되었으며, gradient는 총 100분 동안 0, 8, 18, 48,58, 63, 80분마다 각각 20:80, 20:80, 40:60, 80:20, 100:0, 100:0, 20:80의 비율로 조절되었고, 유속은 1 ml/분 이었다.
그 결과, 하기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법을 이용하여 제조한 인삼 또는 홍삼 발효액은 비피도박테리움 BB-12(제조사: 크리스챤 한센, 제품 균주명: BB-12 blend-30 IF) 및 수미자임 AC 효소를 포함하는 복합발효제제에 의한 발효를 통하여, 대조군(상기 제조예 1의 A타입 홍삼 추출물)에 비하여 Rd는 약 2.5배, Rg3는 약 1.25배 C-K는 약 1.22배 등 기능성 사포닌 대사산물들이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
| Rb1 | Rc | Rb2 | Rd | Rg3 | Rg1 | Re | Rg2 | C-K | |
| 대조군 | 0.118 | 0.076 | 0.057 | 0.036 | 0.067 | 0.043 | 0.072 | 0.032 | 0.083 |
| 실시예 1의 복합발효제제에 의하여 발효된 인삼 또는 홍삼 발효액 | 0.004 | 0.045 | 0.036 | 0.09 | 0.083 | 0.02 | 0.062 | 0.022 | 0.101 |
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실험예
6:
pH
분석>
본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 발효 시간에 따른 pH 변화를 pH meter(Orion-550A)를 이용하여 분석하였다. 상기 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출물을 발효 전 0시간째의 시료로 사용하였다.
그 결과, 하기 표 3에 나타난 바와 같이 발효가 진행됨에 따라, 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액이 약간의 산성을 나타내는 것을 알 수 있었다(표 3 참조).
<
실험예
7:
Brix
분석>
본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 발효 시간에 따른 Brix 변화를 Brix meter(ATAGO-Rx-5000α)를 이용하여 분석하였다. 상기 제조예 1의 A 타입 홍삼 추출물을 발효 전 0시간째의 시료로 사용하였다.
그 결과, 하기 표 3에 나타난 바와 같이 발효가 진행됨에 따라, 본 발명에 따른 인삼 또는 홍삼 발효액의 당도가 약간 상승하는 것을 알 수 있었다.
| 0h | 6h | 7h | 8h | 9h | 10h | 11h | 12h | 15h | |
| pH | 5.08 | 4.97 | 4.93 | 4.92 | 4.91 | 4.91 | 4.9 | 4.89 | 4.91 |
| Brix(°) | 2.13 | 2.36 | 2.37 | 2.34 | 2.4 | 2.38 | 2.34 | 2.41 | 2.26 |
Claims (13)
- 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 유산균 1 내지 5중량% 및 효소 95 내지 99중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효제제.
- 청구항 1에 있어서, 상기 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 유산균은 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 BB-12인 것을 특징으로 하는 복합발효제제.
- 청구항 1에 있어서, 상기 효소는 수미자임 AC(sumizyme AC)인 것을 특징으로 하는 복합발효제제.
- 청구항 1에 있어서, 상기 복합발효제제 100중량부에 대하여, 식품으로 섭취가능한 부형제 400 내지 500중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합발효제제.
- 청구항 4에 있어서, 상기 부형제는 다당류 또는 단당류인 것을 특징으로 하는 복합발효제제.
- 1) 인삼 또는 홍삼 추출물을 제조하는 단계;
2) 상기 단계 1)에서 제조된 인삼 또는 홍삼 추출물에 청구항 1의 복합발효제제를 접종하여, 30~40℃에서 8~15시간 동안 1차 발효시키는 단계; 및
3) 상기 단계 2)에서 1차 발효된 인삼 또는 홍삼 추출물을 55~65℃에서 4~10시간 동안 2차 발효시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법. - 청구항 6에 있어서, 상기 단계 1)의 인삼 또는 홍삼 추출물은 80~100℃의 온도에서 20~24시간 동안 회오리 공법을 이용하여 추출되는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 복합발효제제는, 상기 복합발효제제 100중량부에 대하여 식품으로 섭취가능한 부형제 400 내지 500중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 비피도박테리움(Bifidobacterium)속은 비피도박테리움(Bifidobacterium)속 BB-12인 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 단계 2)의 복합발효제제에서, 유산균은 상기 인삼 또는 홍삼 추출물 전체 부피를 기준으로 0.35%(w/v) 내지 0.5%(w/v)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 단계 2)의 복합발효제제에서, 효소는 수미자임 AC(Sumizyme AC)인 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법.
- 청구항 6에 있어서, 상기 단계 2)의 효소는 상기 인삼 또는 홍삼 추출물 전체 부피를 기준으로 10%(w/v) 내지 25%(w/v)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 인삼 또는 홍삼 발효액의 제조방법.
- 청구항 6 내지 12 중 어느 한 항의 제조방법에 의하여 제조된 인삼 또는 홍삼 발효액.
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-
2012
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