KR20130109502A - 식물 농축 입자 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물 농축 입자에 관한 것으로 구체적으로는 덱스트린을 함유하여 저온에서 고농도로 농축되어 존재할 수 있도록 용해성을 증가시킨 입자에 관한 것이다.
Description
본 발명은 식물 농축 입자에 관한 것으로 구체적으로는 덱스트린을 함유하여 저온에서 고농도로 농축되어 존재할 수 있도록 용해성을 증가시킨 입자에 관한 것이다.
고농도 농축액 제품은 음용 과정에 있어서, 사용용기의 관리상 어려움 또는 액상제품의 유통상 문제점 등을 가진다. 상기와 같은 문제점을 해결하고 동시에 고농도 농축액제품의 용매의 온도에 구애받지 않고 섭취하기 위하여, 분말형태의 제품이 많이 출시되고 있다. 당업계에서 분말을 만들기 위해 분무건조법(spray dry)을 가장 많이 이용하는데, 이는 농축액을 물에 용해하여 분사액을 만들고 이 분사액을 내부온도가 130-160℃인 길이가 긴통 안으로 분사하여 자유낙하 하면서 건조되는 방식으로 제조된다. 그러나 상기 방법은 공정중에 노즐이 막히거나 금방 흡습되고 용해도가 떨어져 음용과정 시 온수에 용해해야 하며 용해되도록 장시간 저어 주어야 하는 불편함이 있다.
또한 이러한 방법들은 용해에 도움을 주기는 하지만 부형제 양이 많이 들어가야 하기 때문에 주성분을 많이 못 넣는 것이 한계이기도 하다.
구체적으로, 녹차의 경우에는 분말화 기재인 싸이클로덱스트린을 이용하여 분말화 시키는 사례가 알려져 있으나, 인삼류는 싸이클로덱스트린을 첨가하면 진세노이드 함량에 영향을 미쳐 사용하기에 적합하지 않다.
이에 본 발명자들은 덱스트린을 식물 추출물에 적용시, 부형제와 주성분이 1:1 로만 섞는다고 하여도 50%이상의 주성분이 함유되면서도, 저온에서 고농도로 용해가 가능함을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 저온에서도 고농도로 용해될 수 있는 입자를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 농축된 식물 추출물을 포함하는 입자로서, 상기 입자는 농축된 식물 추출물 및 덱스트린을 포함하며, 상기 입자는 향상된 용해도를 갖는, 식물 농축 입자를 제공한다.
본 발명의 식물 농축 입자는 50%이상의 농축된 식물 추출물을 포함할 뿐 아니라, 실온 또는 저온에서 용해가 가능하게 되어, 온도에 제한됨이 없이 고농도로 용해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 입자가 얻어지는 순서도이다.
본 발명은 일 관점에서 농축된 식물 추출물을 포함하는 입자로서, 상기 입자는 농축된 식물 추출물 및 덱스트린을 포함하며, 상기 입자는 향상된 용해도를 갖는, 식물 농축 입자에 관한 것이다.
본 명세서에서 상기 식물의 종류에는 제한이 없으며, 구체적으로 인삼 또는 과일을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 상기 식물 추출물은 식물의 열매, 뿌리, 줄기, 잎 등을 포함하는 식물의 전 부위로부터 제한없이 얻어질 수 있다.
본 명세서에서 상기 추출물은 유기용매법, 가속용매추출장치(accelerated solvent extracter, ASE) 또는 가압용매추출장치(pressurized liquid extraction, PLE)를 이용하여 추출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업자에게 자명한 추출방법에 의하여 추출할 수 있다.
본 명세서에서 상기 식물 농축 입자는 저온, 실온 및 고온 용매 가용인 것일 수 있다. 즉, 본원발명에 의한 식물 농축 입자는 고온뿐만 아니라, 실온 및 저온에서도 용해성이 우수하여 쉽게 용매 가용성을 가진다.
본 명세서에서 실온이라 함은 20 내지 30℃, 구체적으로 23 내지 27℃를 의미한다. 본 명세서에서 저온이라 함은 상기 실온보다 낮은 온도를 의미하고, 고온이라 함은 상기 실온보다 높은 온도를 의미한다.
본 명세서에서 상기 용매는 특별히 제한되는 것은 아니고, 물, 알코올 등을 의미한다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자에 있어서, 상기 덱스트린은 말토덱스트린, 분지성 덱스트린 및 다공성 덱스트린으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
말토덱스트린은 녹말의 불완전 가수분해로 생성된 탄수화물로 이당류인 말토오스나 단당류인 글루코오스로 가수분해되기 직전의 덱스트린이다. 말토덱스트린 평균 분자량은 100 내지 2,000 일 수 있으며, 예를 들어 약 100 내지 1,500일 수 있다. 말토덱스트린의 분자 구조식을 하기 나타내었다.
다공성 덱스트린의 경우에는 입자 내에 다량의 구멍이 존재하는 구조이며, 유지를 흡착하는 능력이 있어 이 구멍 안에 다른 물질을 흡착한다. 또한 다공성 덱스트린 입자 자체가 크고 가벼운, 속이 비어 있는 구조이기 때문에 다른 물질 간의 간격을 만들어 결론적으로 해당 물질의 표면적이 증가하는 효과를 가져온다. 따라서 다공성 덱스트린과 다른 물질이 같이 있을 경우, 해당 물질의 표면적(물과 만나는 면적)이 증가하여 용해도가 증가할 수 있을 것이다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자에 있어서, 상기 인삼은 홍삼, 백삼, 흑삼, 산삼, 장뇌삼 및 산양삼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 명세서에서 백삼은 수삼, 즉 원형을 유지한 생인삼을 말하고, 홍삼은 생인삼을 쪄서 익혀 건조한 것으로 건조과정에서 갈변반응이 일어나 담황갈색 내지 적갈색을 띄는 것이다. 흑삼은 홍삼을 더 여러 번 찌고 건조하여 흑색으로 변화한 인삼을 말한다. 산삼은 자생 인삼을 말하며, 장뇌삼은 심어서 기른 산삼을 말한다. 산양삼은 산간의 삼림하에서 인위적으로 종자나 묘삼을 파종 이식하여 재배한 인삼이다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자에 있어서, 상기 농축된 인삼 추출물은 인삼 고형분을 60 내지 90 중량%로 함유할 수 있다.
건강기능식품 공전상의 홍삼 농축액의 기준규격은 고형분 함량이 60%를 초과하여야 하며, 반면, 고형분 함량이 90% 미만일 경우 흐름성이 좋지 않아 제조공정상의 불편함을 야기할 수 있으며 농축액의 손실이 많아진다는 단점이 있다. 상기와 같은 관점에서, 본 명세서의 인삼 추출물은 인삼 고형분을 60 내지 90 중량%로 함유할 수 있다. 상기와 같은 관점에서, 본 명세서의 인삼 추출물은 인삼 고형분을 62 내지 97 중량%, 65 내지 95 중량%, 67 내지 92 중량%, 70 내지 90 중량% 또는 72 내지 88중량%로 함유할 수 있다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자에 있어서, 상기 입자는 분말 또는 그래뉼일 수 있다. 본 명세서에서 분말은 비교적 작은 입자를 의미하는 것이다. 구체적으로 상기 분말은 1㎛이상 내지 100㎛이하의 입자 크기를 가지는 식물 농축 입자를 의미하는 것이고, 상기와 같은 관점에서 본 명세서의 분말은 5㎛이상 내지 95㎛이하, 10㎛이상 내지 90㎛이하, 15㎛이상 내지 85㎛이하, 20㎛이상 내지 80㎛이하, 25㎛이상 내지 75 ㎛이하, 30㎛이상 내지 70㎛이하 또는 35㎛이상 내지 65㎛이하의 입자 크기를 가질 수 있다. 아울러 본 명세서에서 그래뉼은 비교적 큰 입자를 의미하는 것으로서, 구체적으로 0.1mm초과 내지 5mm이하의 입자 크기를 가지는 식물 농축 입자를 의미하는 것이다. 상기와 같은 관점에서 본 명세서의 그래뉼은 0.3mm초과 내지 4.7mm이하, 0.5mm초과 내지 4.5mm이하, 0.7mm초과 내지 4.3mm이하, 0.9mm초과 내지 4.0mm이하, 1.1mm초과 내지 3.7mm이하, 1.3mm초과 내지 3.5mm이하 또는 1.5mm초과 내지 3.3mm이하의 입자 크기를 가지는 식물 농축 입자를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자에 있어서,상기 식물 농축입자는 농축된 식물 추출물을 30 내지 70중량%로 포함할 수 있다. 농축된 식물 추출물이 30중량%미만으로 포함되는 경우, 고농도의 식물 농축입자를 포함한다는 본 발명의 목적에 부합하지 않으며, 70중량%를 초과하여 포함되는 경우, 저온에서 석출되는 것으로 확인되었다. 상기와 같은 관점에 있어서, 본 발명의 식물 농축입자는 농축된 식물 추출물을 32 내지 69중량%, 34 내지 68중량%, 36 내지 67중량%, 38 내지 66중량%, 40 내지 65중량%, 42 내지 64중량% 또는 44 내지 62중량%로 포함할 수 있다.
식물 농축액이 상기 범위로 함유될 때 인삼에 의한 효과가 충분히 발휘되면서 경제적이며, 덱스트린이 상기 범위로 함유될 때 그에 따라 저온에서의 용해성이 우수해진다.
본 발명은 다른 관점에서
상기의 농축된 식물 추출물을 포함하는 입자의 제조방법으로서,
(a) 식물 추출물을 농축하여 덱스트린과 혼합하고 5~20분간 방치하는 단계;
(b) 상기 방치하였던 혼합물을 건조시키는 단계; 및
(c) 상기 건조물을 분쇄하고 체에 거르는 단계를 포함하는, 식물 농축 입자의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자의 제조방법에 있어서, 상기 입자는 그래뉼이고, 상기 방법은
(a) 식물 추출물을 농축하여 덱스트린과 혼합하고 5~20분간 방치하는 단계;
(a-1) 상기 방치하였던 혼합물을 -70℃이하로 동결시키는 단계
(b) 상기 동결시킨 혼합물을 건조시키는 단계; 및
(c) 상기 건조물을 분쇄하고 체에 거르는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 상기 (a) 단계에서, '방치'한다는 것은 식물 추출물과 덱스트린의 혼합물에 물리적, 화학적인 처리를 하지 않고, 혼합물을 그대로 놓아두고 5분 내지 20분 동안 기다린다는 것을 의미한다. 5분 내지 20분 동안 방치하여야, 혼합 과정에 따른 혼합물의 움직임이 멈추고 안정화되어 덱스트린이 식물 추출물 사이에 잘 녹아 들어갈 수 있고 이에 따라 수용성을 증대시킬 수 있다. 특히 본 명세서의 식물 추출물은 수분함량이 작고 덱스트린이 식물 추출물에 용해된 직후에 수분함량이 더 줄어들게 되어, 분자구조의 움직임이 둔해지고 분자구조 자리를 잡기 위한 시간이 필요하게 되는데 상기와 같이 방치하는 단계를 거침에 따라서 고점도 제형의 분자구조가 자리를 잡을 수 있게 된다. 상기와 같은 관점에서 본 발명의 방치단계는 6분 내지 19분, 7분 내지 18분, 8분 내지 17분, 9분 내지 16분 또는 10분 내지 15분 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자의 제조방법에 있어서, 상기 농축된 인삼 추출물은
(ⅰ) 물과 주정의 혼합 용매에 인삼을 담그는 단계
(ⅱ) 65~75℃에서 9~11시간 동안 3~5회 반복하여 추출하는 단계; 및
(ⅲ) 65~75℃ 온도조건 및 500~700mmHG 압력조건 하에서 감압 농축시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 관점인 식물 농축 입자의 제조방법에 있어서, 상기 혼합용매에서 물:주정의 부피비는 0.5~2:1일 수 있다. 물:주정의 부피비가 0.5:1보다 작으면 에탄올의 함량이 너무 많고, 물:주정의 부피비가 2:1보다 크면 물의 함량이 너무 많아서 희석되므로 추출이 이루어지지 않는다. 상기와 같은 관점에서, 상기 혼합용매에서 물:주정의 부피비는 0.6~1.9:1, 0.7~1.8:1, 0.8~1.7:1, 0.9~1.6:1 또는 1.0~1.5:1일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[
실시예
1] 홍삼 농축액 제조
추출 탱크에 원료 홍삼 500g을 투입하고 물과 주정을 부피비 1:1로 혼합한 용매 1.5L를 추출기에 넣고 70℃에서 10시간 동안 4회 반복 추출하고 그 추출액을 250mesh 여과기로 가압식 여과하고, 그 액을 감압 농축기에 옮겨 600mmHg, 온도 70℃에서 고형분 함량 60%이상이 되도록 농축시키고, 살균탱크에 옮겨 83℃에서 20분간 스팀 살균하여 홍삼 농축액(Rg1+Rb1=6mg/g이상)을 제조하였다.
[
실시예
2] 식물 농축 분말의 제조
[실시예 2-1]
실시예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 5g을 말토덱스트린 5g와 교반한 후, 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 체눈 (크기 30 um)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 식물 농축 분말이 얻어진다.
[실시예 2-2]
실시예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 5g을 분지성 덱스트린 5g와 교반한 후, 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 체눈 (크기 30 um)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 식물 농축 분말이 얻어진다.
[실시예 2-3]
실시예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 5g을 다공성 덱스트린 5g와 교반한 후, 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 체눈 (크기 30 um)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 식물 농축 분말이 얻어진다.
[
실시예
3] 식물 농축
그래뉼의
제조
[실시예 3-1]
실시예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 5g을 말토덱스트린 5g와 교반한 후, 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 막자사발을 이용하여 분쇄하고, 체눈 (크기 2.5mm)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 식물 농축 그래뉼이 얻어진다.
[실시예 3-2]
실시예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 5g을 분지성 덱스트린 5g와 교반한 후, 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 막자사발을 이용하여 분쇄하고, 체눈 (크기 2.5mm)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 식물 농축 그래뉼이 얻어진다.
[실시예 3-3]
실시예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 5g을 다공성 덱스트린 5g와 교반한 후, 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 막자사발을 이용하여 분쇄하고, 체눈 (크기 2.5mm)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 식물 농축 그래뉼이 얻어진다.
[
비교예
1]
추출 탱크에 원료 홍삼 500g을 투입하고 물과 주정을 부피비 1:1로 혼합한 용매 1.5L를 추출기에 넣고 70℃에서 10시간 동안 4회 반복 추출하고 그 추출액을 250mesh 여과기로 가압식 여과하고, 그 액을 감압 농축기에 옮겨 600mmHg, 온도 70℃에서 고형분 함량 60% 이상이 되도록 농축시키고, 살균탱크에 옮겨 83℃에서 20분간 스팀 살균하여 홍삼 농축액(Rg1+Rb1=6mg/g이상)을 제조하였다.
[비교예 1-1]
상기 비교예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 10g을 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 체눈 (크기 30 um)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 분말이 얻어진다.
[비교예 1-2]
상기 비교예 1에 의하여 얻어진 홍삼 농축액 10g을 동결 건조법으로 건조하였다. 상기 건조물을 막자사발을 이용하여 분쇄하고, 체눈 (크기 2.5mm)으로 통과시키는 시브 (Sieve) 공정으로 처리하면 그래뉼이 얻어진다.
[
실험예
1] 용해성 측정 (분말)
상기 실시예 2 및 비교예 1-2에 의하여 얻어진 각각의 분말의 용해 특성을 측정하였다.
물의 온도를 10℃, 25℃, 85℃로 변화시키면서, 각 온도에서 상기 분말 각각을 1분간 200 rpm으로 교반하여 용해의 정도를 판단했다. 용해를 판단하는 기준은 투명 용기 바닥과 벽면에 농축액이 남아 있지 않고 균일하게 섞이는 것을 말한다. 각 온도에서의 용해 정도를 하기 표 1에 나타내었다.
| 용해조건 | 실시예 2-1 | 실시예 2-2 | 실시예 2-3 | 비교예 1-1 |
| 10℃ | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 | 다량의 침전물 |
| 25℃ | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 | 소량의 침전물 |
| 85℃ | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 |
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 실시예 2의 분말은 저온, 실온 및 고온에서 완전히 용해되었으며, 특히 실시예 2-3의 경우, 가장 단시간 내에 완전 용해되었다. 반면, 비교예 1-1의 경우, 10℃에서는 거의 용해되지 않으며, 25℃에서도 여전히 소량의 침전물이 존재하였으며, 85℃에 이르러서야 용해되는 것을 관찰할 수 있었다.
따라서, 본원발명에 따른 식물 농축 입자는 온도에 대한 제한 없이 저온에서도 소비자의 기호에 따라 고농축으로 즐길 수 있을 것이다.
[
실험예
2] 용해성 측정 (
그래뉼
)
상기 실시예 3 및 비교예 1-2 각각의 용해 특성을 측정하였다.
물의 온도를 10℃, 25℃, 85℃로 변화시키면서, 각 온도에서 1분간 200 rpm으로 교반하여 용해의 정도를 판단했다. 용해를 판단하는 기준은 투명 용기 바닥과 벽면에 농축액이 남아 있지 않고 균일하게 섞이는 것을 말한다. 각 온도에서의 용해 정도를 하기 표 1에 나타내었다.
| 용해조건 | 실시예 3-1 | 실시예 3-2 | 실시예 3-3 | 비교예 |
| 10℃ | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 | 다량의 침전물 |
| 25℃ | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 | 소량의 침전물 |
| 85℃ | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 | 완전 용해 |
상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 실시예 3의 그래뉼은 저온, 실온 및 고온에서 완전히 용해되었으며, 특히 실시예 3-3의 경우, 가장 단시간 내에 완전 용해되었다. 반면, 비교예 1-2의 경우, 10℃에서는 거의 용해되지 않으며, 25℃에서도 여전히 소량의 침전물이 존재하였으며, 85℃에 이르러서야 용해되는 것을 관찰할 수 있었다.
따라서, 본원발명에 따른 식물 농축 입자는 온도에 대한 제한 없이 저온에서도 소비자의 기호에 따라 고농축으로 즐길 수 있을 것이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (11)
- 농축된 식물 추출물을 포함하는 입자로서,
상기 입자는 농축된 식물 추출물 및 덱스트린을 포함하며,
상기 입자는 향상된 용해도를 갖는, 식물 농축 입자. - 제1항에 있어서 상기 식물은 인삼 또는 과일을 포함하는, 식물 농축 입자.
- 제1항에 있어서 상기 덱스트린은 말토덱스트린, 분지성 덱스트린 및 다공성 덱스트린으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 식물 농축 입자.
- 제2항에 있어서 상기 인삼은 홍삼, 백삼, 흑삼, 산삼, 장뇌삼 및 산양삼으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 식물 농축 입자.
- 제2항에 있어서, 상기 농축된 인삼 추출물은 인삼 고형분을 60 내지 90 중량% 함유하는, 식물 농축 입자.
- 제1항에 있어서 상기 입자는 분말 또는 그래뉼인, 식물 농축 입자.
- 제1항에 있어서 상기 식물 농축입자는 농축된 식물 추출물을 30 내지 70중량%로 포함하는, 식물 농축 입자.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 농축된 식물 추출물을 포함하는 입자의 제조방법으로서,
(a) 식물 추출물을 농축하여 덱스트린과 혼합하고 5~20분간 방치하는 단계;
(b) 상기 방치하였던 혼합물을 건조시키는 단계; 및
(c) 상기 건조물을 분쇄하고 체에 거르는 단계를 포함하는, 식물 농축 입자의 제조방법. - 제8항에 있어서, 상기 입자는 그래뉼이고
상기 방법은
(a) 식물 추출물을 농축하여 덱스트린과 혼합하고 5~20분간 방치하는 단계;
(a-1) 상기 방치하였던 혼합물을 -70℃이하로 동결시키는 단계
(b) 상기 동결시킨 혼합물을 건조시키는 단계; 및
(c) 상기 건조물을 분쇄하고 체에 거르는 단계를 포함하는, 식물 농축 입자의 제조방법. - 제 8항에 있어서, 상기 농축된 인삼 추출물은
(ⅰ) 물과 주정의 혼합 용매에 인삼을 담그는 단계
(ⅱ) 65~75℃에서 9~11시간 동안 3~5회 반복하여 추출하는 단계; 및
(ⅲ) 65~75℃ 온도조건 및 500~700mmHG 압력조건 하에서 감압 농축시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조된, 식물 농축 입자의 제조방법. - 제10항에 있어서, 상기 혼합용매에서 물:주정의 부피비는 0.5~2:1인, 식물 농축 입자의 제조방법.
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