KR20170006359A - 와송을 이용한 고기능성 와송추출물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 와송이 갖는 유익한 성분들을 더욱 효과적이고 우수한 품질로 추출이 가능함에 따라, 이를 각종 식품, 음료 등의 제조시에 활용되거나 또는 차로 이용되는 경우에 더욱 우수한 기능성과 사용성 및 안전성이 배가되어 고급제품 및 고부가성 창출에 크게 기여할 수 있는 와송을 이용한 고기능성 와송추출물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 식품에 첨가 또는 포함시켜 사용할 수 있고, 다양한 효능과 기능성을 갖는 것으로 알려진 와송을 주성분으로 제조되며, 와송이 갖는 유효한 맛과 향 및 영양성분이 순도 높게 추출되고, 고형체로 이루이지는 "와송 추출물"을 제조함에 있어서, 와송을 뭍로 씻은 다음 건조기 또는 자연건조를 통해 겉면에 묻은 수분을 제거하여 와송재료를 얻는 와송원재료준비단계; 상기 와송원재료를 믹서기에 갈은 후 망으로 섬유질을 걸러내어 와송원액을 얻는 와송원액제조단계; 와송원액을 -40℃의 온도에서 급속으로 동결한 다음 액화단계 없이 곧바로 기체로 승화시켜 수분함량 10중량% 이하로 동결건조된 와송추출물을 얻는 와송동결승화건조단계; 로 이루어지는 것이다.

Description

와송을 이용한 고기능성 와송추출물 및 그 제조방법{Additives and a method for manufacturing highly functional sign with wasong}

본 발명은 와송이 갖는 유익한 성분들을 더욱 효과적이고 우수한 품질로 추출이 가능함에 따라, 이를 각종 식품, 음료 등의 제조시에 활용되거나 또는 차로 이용되는 경우에 더욱 우수한 기능성과 사용성 및 안전성이 배가되어 고급제품 및 고부가성 창출에 크게 기여할 수 있는 와송을 이용한 고기능성 와송추출물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상 와송(瓦松)은, 바위솔(Orostachys japonicus A. Berger)이라 하며 일명 암송(岩松), 옥송(屋松), 작엽하초(昨葉何草) 등으로 불리는 돌나물과(Crassulaceae)의 다년생 초본식물로서 한방에서 해열(解熱), 소종(消腫), 지혈(止血), 이습(利濕) 등에 사용되며 민간요법으로 암 치료에도 많이 이용되고 있다.

와송의 근생엽은 로제트형으로 퍼지며 끝이 굳어져서 가시처럼 되고 원줄기에 잎이 달리며 엽병이 없고 여름철에 나오는 근생엽과 더불어 끝이 굳어지지 않고 다만 뾰족해질 뿐이며 피침형으로서 녹색이지만 자주색 또는 분을 칠한 듯한 백색인 것도 있다.

꽃은 9월에 피고 백색이며 총상 화서는 길이 6∼15cm로서 화병이 없는 꽃이 밀착하고 포는 피침형이며 끝이 뾰족하고, 꽃받침은 5개로서 피침형이고 녹색이며 꽃잎도 5개로서 피침형 예두이고 길이 6mm 정도이며, 수술은 10개이며 꽃잎보다 길고 자방은 5개이며 화분은 적색이지만 점차 흑색으로 된다.

또한 와송은, 여름부터 가을에 걸쳐 채취하며 뿌리를 제거한 전초(全草)를 햇볕에 말려 약용으로 쓰이는 것으로 되어 있고, 당본초(唐本草)에는 구중(口中)의 건조(乾燥)와 통증(痛症)에 사용한다고 하며 본초강목(本草綱目)에는 대장하혈(大腸下血)에 물로 추출하여 복용하고,

모든 상처에 도포하면 수렴효과가 있다고 하며 본초재신(本草再新)에는 백독(百毒)을 치료하고 종(腫)을 소실시키며 분류초약성(分類草藥性)에는 치질의 종통출혈(腫痛出血)을 다스리는 데는 약초를 전액(煎液)으로하여 세척한다고 하며 본초재신에는 창(瘡)과 유(癒)에 효과가 있다고 한다.

또 발표된 논문에 따르면, 와송의 MeOH추출물은 Salmonella typhimurium TA98과 TA100에서 각각 AFB1의 돌연변이 유발성을 크게 저해했으며 5%의 첨가농도에서는 거의 대부분(97%)이 저해되는 것을 확인할 수 있었고,

AFB1은 indirect mutagen(돌연변이 유발효인)으로 간의 microsomal fraction에 있는 효소계에 의해 activation을 받는데 와송의 MeOH추출물은 발암물질의 전환 또는 발암물질이 DNA와 결합하는 것을 저해하는 작용 인자임을 발견하였다.

따라서 와송은 직접적인 항암작용에 앞서 항돌연변이적 역할을 담당하고 있는 것으로 판단되고, 이 항돌연변이적 역할을 하는물질을 동정하기 위해 MeOH추출물을 분획하여 AFB1에 대한 항돌연변이 효과를 검토한 결과,

와송의 항돌연변이성 물질은 대체적으로 각 분획에 걸쳐 넓게 분포되어 있음을 확인할 수 있었으며, 와송의 Flavonoid류, Triterpene 및 식물성 Sterol 등의 성분들이 광범위하게 AFB1의 돌연변이 유발성에 대한 저해효과를 나타내었다고 볼 수 있었다.

이들 분리 동정된 물질중 상대적으로 강한 효과를 나태내는 β-sitosterol과 astragalin 및 kaempferol-3-thamnosyl-7-glucoside의 농도별에 따른 저해효과를 검토한 결과 세 화합물 모두 첨가농도의 증가에 따라 저해효과가 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 β-sitosterol의 경우 농도 증가에 따라 두드러진 저해효과를 관찰할 수 있었다.

결국, 항암제로 민간에 널리 사용되는 와송은 항돌염변이 효과가 있다고 하겠고, 와송에서의 항돌연변이 효과는 어느한 화합물에 의한 것이라기보다는 다양한 화합물의 복합, 즉 와송의 주성분인 Triterpene, Sterol 및 Flavonoid성분들의 복합작용에 의한 항돌연변이적 효과에 의해 일어난 결과라고볼수 있으며, 민간에 항암제로 쓰이는 와송이 항암효과에 대한 생화학적 연구가 더 계속되어야 한다고 생각한다.(" 박희준 외 8인, 와송의 항돌연변이 효과, 약학회지, 제35권 제4호, 253-257, 1991")

또, 민간에서는 토혈, 비출혈, 열독, 급성 무황달형, 전염성 간염, 말라리아, 경풍, 방광결석, 임병, 습진, 폐렴 및 광견에 물렸을 때 등의 치료에도 유용하게 사용될 수 있는 것으로 확인되고,

인체 노화의 원인이 되는 활성산소에 대한 항산화력이 있는 것으로 알려진 와송에 대해 항산화 방어계를 연구한 결과 항산화효과가 있는 것으로 확인되었고 시기별로는 9월의 것이 가장 높았다.

따라서 바위솔의 정제된 추출물 내에는 in vitro cell transformation을 억제시키는 물질이 존재하는 것이 명확하며, 그러나 이들 물질이 암세포의 chromatin 결합 여부 및 저농도 하에서의 암세포 증식억제 등에 대한 연구는 추후 수행할 예정이다.(" 김충현 외 5인, 바위솔 추출물의 항산화효과 및 암세포 증식억제, Korean J. Medicinal Corp. Sci. 11(1), 31-39, 2003.")

아울러, 지금까지 분리, 보고된 와송의 성분으로는 friedelin, epi-friedlanol, glutinone, glutinol과 같은 트리테르페노이드(triterpenoid)류와 β-sitosterol, campesterol등의 스테롤(sterol)계열 물질, 지방산 에스테르(fatty acid ester)류 및 kaempferol, quercetin과 같은 플라보노이드(flavonoid), 4-hydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, gallicacid 등의 방향산(aromatic acid) 등이 있다.

또한 중국산 와송(自瓦松, O. fimbriatus Berger)에서 당의 성분으로sedoheptulosan, isopropylidene sedoheptulose, 플라보노이드 성분으로 kaempferol-3-glucosyl-7-rhamnoside가 알려져 있다.

특히, 와송에 다량 포함된 플라보노이드 (Flavonoid)는, 흔히 벌집이라고들 알고 있는데 식물이 세균, 바이러스 등으로부터 자신을 보호하기 위해 분비하는 수지를 꿀벌이 여러 식물에서 채취해 자신의 타액과 효소 등을 혼합해 만드는 물질이며서, 주로 벌집의 입구와 가장자리 부분에 많은데 벌집을 만드는 일종의 접착제 역할을 할 뿐만 아니라 벌들이 제집을 드나들 때 입구에 묻어있는 프로폴리스로 인해 내부로 균이 들어가는 것을 막아주는 등 '천연 페니실린'이라고 할 정도로 세균이나 바이러스의 침투를 막는 강력한 항균작용을 하는 프로폴리스의 주성분으로서,

결국, 플라보노이드 (Flavonoid)는 강력한 항균ㆍ항암ㆍ항바이러스ㆍ항알레르기 및 항염증 활성을 지니며 독성은 거의 나타나지 않는 것으로 보고되고 있으며, 모든 질병의 원인이 되는 체내의 산화작용을 억제한다는 사실이 알려지면서 플라보노이드계(系) 물질의 개발 및 활용에 관한 관심이 지속적으로 커지고 있고,

이를 토대로, 식약청(식품의약품안전청) 등에서는 플라보노이드 즉 프로폴리스는 강력한 항균, 항생, 항산화 작용으로 면역력을 높이고 감기 등 감염성 질환이나 알레르기 질환의 개선 및 항산화 작용과 구강에서의 항균작용에도 크게 도움이 되는 것으로 보도한 바 있다.

한편 와송 추출법은, 와송을 이용하여 다양한 식품이나 음료, 차 등을 제조하거나 기타의 제품을 생산하고자 할 때, 그 와송으로 부터 유효한 성분만을 추출해 내는 방법으로 현재까지 아주 다양한 추출법이 이용되고 있다.

종래의 와송 추출법 중에는 일정량의 물 또는 정제수에 와송을 투입한 다음 일정한 시간(약 1~3시간) 동안 고온(100℃ 이상)에서 추출하는 열수추출법이 대표적으로 많이 이용되고 있다.

그 다음으로는 메탄올, 에탄올, 글리세린, 에틸아세테이트, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디클로로메탄, 클로로포름, 에틸에테르, 부틸렌글라이콜 및 헥산으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 용매를 이용하여 추출한 하는 용매를 이용한 추출법도 흔하게 사용되고 있고,

때에 따라서는 생 와송(건조되지 않는 상태)을 믹서기 등으로 갈은 대음 섬유질을 제거하고 남은 와송원액을 그대로 사용하는 와송생원액제조법도 간혹 이용되고 있다.

그러나 이러한 종래의 와송추출법 및 이로부터 취득된 그 추출물은, 와송이 갖는 유효한 성분들의 추출율 및 그 정도에 있어서 어느 한계를 가질 뿐 아니라 취득된 물질이 액체 상태에 국한됨에 따라 이를 활용하는 범위 또한 매우 제한적인 문제점이 있고,

무엇보다 고온을 가하여 추출하는 열수출출법의 경우에는 열처리하는 과정에서 와송이 갖는 유효한 성분들 중 상당부분이 파괴될 수 있어 우수한 고기능성의 추출물을 기대하기 어려운 문제점이 있으며,

열처리 없이 와송성분을 추출하는 와송생원액제조법의 경우에는 추출된 액체내에 인체에 유해한 균들이 존재할 수 있음으로 안전성면에서 일간 우려되는 문제점이 있을 뿐 아니라

와송 고유의 시고 쓴 맛과 같은 거부감이 그대로 존재함에 따라 이를 해결하기 위한 별도의 처리 또는 부재료를 더 쓰거나 기타 다른 조치가 있어야 하는 등 상당한 문제점이 있었다.

특히, 기존의 와송추출물은 액상으로 이루어져 있기 때문에 따뜻한 물에 고체의 와송 물질을 담그고 녹여서 마시는 차(茶)와 같은 제품으로는 사용이 불가능하고,

차(茶) 외에도 고체 상태로 사용하는 것 자체가 가능하지 못하기 때문에 사용범위가 매우 제한적일 수밖에 없다.

더군다나 기존과 같은 추출법은 와송이 갖는 순수한 유효성분만을 추출하는 것이 아니라 와송에 포함된 상당량의 수분까지 함께 추출되는 것은 물론, 용매로 사용된 물질의 상당부분도 함께 포함하게 됨으로, 와송 성분의 순도면에서 크게 떨어질 뿐 아니라 이를 활용할 때 농도를 간음하는 기준 또한 그 만큼 부 정확할 수밖에 없는 등 여러모로 문제점이 많은 실정이다.

이에 본 발명에서는 와송으로 부터 그 유효한 성분을 추출할 때, 기존과 같이 고온을 사용하지 않아 열에 의한 영양소의 파괴가 전혀 없고, 초저온에 의해 균을 사멸하여 그 안전성 또한 명확하게 보장되고, 특히 와송성분의 순도가 매우 높을 뿐 아니라 기존과 같이 액상이 아닌 고체형태로 제공이 가능함으로 각종 음식물 조리시 또는 음료의 제조시 와송의 기능성 첨가제로 유용하게 활용될 수 있는 것은 물론 차(茶)와 같은 제품으로 사용하면 더욱 더 부가성 높은 새로운 제품으로 이용될 수 있는 와송을 이용한 고기능성 와송추출물 및 그 제조방법을 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

위 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 식품에 첨가 또는 포함시켜 사용할 수 있고, 다양한 효능과 기능성을 갖는 것으로 알려진 와송을 주성분으로 제조되며, 와송이 갖는 유효한 맛과 향 및 영양성분이 순도 높게 추출되고, 고형체로 이루이지는 "와송 추출물"을 제조함에 있어서, 와송을 뭍로 씻은 다음 건조기 또는 자연건조를 통해 겉면에 묻은 수분을 제거하여 와송재료를 얻는 와송원재료준비단계; 상기 와송원재료를 믹서기에 갈은 후 망으로 섬유질을 걸러내어 와송원액을 얻는 와송원액제조단계; 와송원액을 -40℃의 온도에서 급속으로 동결한 다음 액화단계 없이 곧바로 기체로 승화시켜 수분함량 10중량% 이하로 동결건조된 와송추출물을 얻는 와송동결승화건조단계; 로 이루어지는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 와송을 이용한 고기능성 와송추출물 및 그 제조방법은, 기존과 같이 단순하게 와송을 갈아서 생즙으로 추출하거나 열수 또는 용매로 액상으로만 추출하는 기존과 달리, 고체형태(일정한 크기의 입자 또는 분말 등)로 제공이 가능함으로 보다 폭넓게 사용할 수 있을 뿐 아니라 와송성분의 순도가 매우 높아서 보다 와송성분의 첨가량을 간음하고 조절하기에도 보다 명확하고, 물에 투입하면 미세한 잔류물도 없이 아주 깔끔한 하게 녹아서 희석되어 유용하며, 초저온 동결승화건조에 의해 제조되는 과정에서 와송이 갖는 거부감(시거나 쓴맛)은 크게 완화시키면서도 영양 및 기능성을 오히려 활성화되어 더욱 우수한 품질이 제공되는 등 그 기대되는 바가 실로 다대한 발명이다.

본 발명의 와송을 이용한 고기능성 기호 첨가물 및 그 제조방법은, 첨부된 각 도면 및 다수의 실시예를 통하여 좀 더 상세히 설명하면 하기와 같다.

즉, 본 발명은 식품(음식, 음료, 차 등)에 첨가 또는 포함시켜 사용할 수 있고, 다양한 효능과 기능성을 갖는 것으로 알려진 와송을 주성분으로 제조되며, 와송이 갖는 유효한 맛과 향 및 영양성분이 순도 높게 추출되고, 고형체(일정한 크기의 입자 또는 분말)로 이루이지는 "와송 추출물"을 제조함에 있어서,

와송(와송의 잎, 꽃, 뿌리, 줄기, 가지 중 어느 하나이상)을 뭍로 씻은 다음 건조기 또는 자연건조를 통해 겉면에 묻은 수분을 깨끗하게 제거하여 와송재료를 얻는 와송원재료준비단계;

상기 와송원재료를 믹서기에 갈은 후 망으로 섬유질을 걸러내어 와송원액을 얻는 와송원액제조단계;

와송원액을 -40℃의 온도에서 급속으로 동결한 다음 그 얼음을 액화단계 없이 곧바로 기체로 승화시켜 수분함량 10중량% 이하로 동결건조된 와송추출물을 얻는 와송동결승화건조단계; 로 이루어지는 것을 그 특징적 요지로 하였다.

이와 같은 방법으로 와송추출물은 얻게 되면, 전술된 바와 같이 와송 또는 와송원액에 포함되어 있는 수분 중 90 중량% 이상이 제거된 초건조 상태의 와송 건조물이 생성될 수 있고,

특히 일정한 온도로 가열하여 건조기는 일반 건조와 달리 동결된 얼음상태에서 액화 없이 곧바로 기체화로 변하는 동결+승화에 의해 건조가 이루어지기 때문에,

와송에 포함된 고유의 맛과 향은 물론 유효한 영양성분들이 기존과 같이 열에 의하여 변형 또는 파괴되는 일 없이 완벽하게 유지되면서도 초저온에 의해 살균까지 유효하게 이루어질 수 있기 때문에,

변형없이 살아있는 순수 와송성분으로 이루어지고 멸균으로 인한 안전성 및 초 건조에 의한 장기 보관성까지 완벽하게 갖춘 고기능성의 와송 추출물을 얻을 수 있게 된다.

이렇게 얻은 와송 추출물은 동결건조시 사용된 용기로부터 일정한 크기의 덩어리 형태로 취득할 수도 있지만, 분쇄를 통하여 적당한 입자크기 또는 분말 등으로 만든 다음 필요한 포장용기(초건조 상태의 유지를 위하여 진공으로 포장하는 것이 바람직함)에 담아서 판매하면 된다.

그리고 상기 와송동결승화건조단계는, 와송원액제조단계를 통해 취득된 와송원액을 일정한 크기의 용기에 담고, 이를 -40℃의 초저온에서 약 10∼ 40분 동안 급속으로 동결시키는 와송급속동결단계를 실시하고;

상기 와송급속동결단계가 완료되면, 급속ㅇ동결된 상기 와송동결체를 동결건조용 진공쳄버에 투입하여 5 torr 이상의 진공도 및 0.098℃ 이하 온도의 분위기에서 동결건조시켜, 와송동결체에 포함된 얼음(고체)을 액화단계 없이 곧바로 기체로 승화되고 이 과정에서 수분함량이 10 중량% 이하의 와송 추출물을 얻게되는 와송동결승화건조단계를 실시하는 것으로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 와송동결건조단계를 통해 얻게 되는 수분함량 10 중량% 이하의 와송추출물은 곧바로 상품화로 이용할 수 있지만,

상기 와송동결승화건조단계 이후에 30℃∼50℃의 온도조건을 갖는 일반 열건조기를 이용하여, 남아 있는 10중량% 이하의 잔류수분 즉 내부에 존재하는 유리수까지 완전하게 제거하여 수분함량이 1~2중량% 이하로 더욱 초건된 와송추출물을 얻을 수 있고,

이렇게 되면 와송 추출물의 저장성, 보관성 및 상품성과 부가성 증대에 더욱 더 기여할 수 있음으로 바람직하다.

다시 한 번 강조하지만, 위와 같이 와송원액을 이용하여 와송동결건조(동결+승화)에 의하여 건조시키면,

일반 건조(인정한 온도의 열과의 접촉)와 달리 동결된 상태에서 얼음이 액화과정 없이 곧바로 기체로 승화되는 원리에 의해 열의 의한 변질없이 오로지 그 수분만 제거되기 때문에,

재료인 와송원액의 형태, 모양 및 부피 등을 포함하는 외관이 원형 그대로 유지가 가능한 상태에서 수분만 제거되고,

특히 얼음에서 곧바로 기화되는 승화가 일어나는 부분에서는 완전히 수화 및 탈수된 상태로 급속히 전이되므로 일반건조에서 일어나는 가용성 성분의 이동, 비효소적 갈변, 단백질의 변성 이 거의 일어나지 않기 때문에,

휘발성인 와송의 고유한 향과 색상, 영양성분 뿐 아니라 고유한 맛까지도 손실 없이 그대로 유지시킬 수 있으며,

건조된 상태는 아주 가볍고 다공성의 구조이면서도 당초의 와송재료 대비 90중량% 이하로 초 건조된 상태가 됨으로,

기존 와송 대비 저장성 및 보관성이 월등히 개선할 수 있을 뿐 아니라 초저온에 의한 멸균 기능까지 자동으로 이루어짐으로 안정성 및 와송추출물의 보관 및 유통기간의 증대에도 크게 도움이 될 수 있으며,

이러한 이점은 와송의 새로운 소비형태를 양산하는 동시에 언제 어디서나 고기능성의 와송을 손쉽게 접할 수 있고,

와송의 부가성 증대는 물론 와송 소비의 비약적인 촉진과 그 활성화에 결정적인 역할이 기대된다.

또한 이렇게 취득된 상기 와송추출물은 각종 음식물을 제조할 때나 요리시, 또는 다양한 음료를 비롯하여 다른 액상의 제품들을 제조할 때.

와송의 기호성 첨가물로 사용하면 와송이 갖는 맛과 향, 영양 및 그 기능성이 제공됨으로 새로운 기호품으로 유용하게 사용될 수 있고,

특히 뜨거운 물에 와송추출물을 투입하면 남는 건데기나 잔류물이 전혀 없이 와송이 갖는 고유의 빛깔이나 맛, 향, 영양성분이 모두 녹아들면서 훌륭한 와송 차(茶)로서의 활용성 및 그 가치도 매우 높다.

Claims (3)

1. 식품에 첨가 또는 포함시켜 사용할 수 있고, 다양한 효능과 기능성을 갖는 것으로 알려진 와송을 주성분으로 제조되며, 와송이 갖는 유효한 맛과 향 및 영양성분이 순도 높게 추출되고, 고형체로 이루이지는 "와송 추출물"을 제조함에 있어서,
   
   와송을 뭍로 씻은 다음 건조기 또는 자연건조를 통해 겉면에 묻은 수분을 제거하여 와송재료를 얻는 와송원재료준비단계;
   상기 와송원재료를 믹서기에 갈은 후 망으로 섬유질을 걸러내어 와송원액을 얻는 와송원액제조단계;
   와송원액을 -40℃의 온도에서 급속으로 동결한 다음 액화단계 없이 곧바로 기체로 승화시켜 수분함량 10중량% 이하로 동결건조된 와송추출물을 얻는 와송동결승화건조단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 와송을 이용한 고기능성 와송추출물의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 와송동결승화건조단계는,
   와송원액제조단계를 통해 취득된 와송원액을 일정한 크기의 용기에 담고, 이를 -40℃의 초저온에서 약 10∼ 40분 동안 급속으로 동결시키는 와송급속동결단계를 실시하고;
   상기 와송급속동결단계가 완료되면, 급속ㅇ동결된 상기 와송동결체를 동결건조용 진공쳄버에 투입하여 5 torr 이상의 진공도 및 0.098℃ 이하 온도의 분위기에서 동결건조시켜, 와송동결체에 포함된 얼음(고체)을 액화단계 없이 곧바로 기체로 승화되고 이 과정에서 수분함량이 10 중량% 이하의 와송 추출물을 얻게되는 와송동결승화건조단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 와송을 이용한 고기능성 와송추출물의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 와송동결승화건조단계 이후,
   30℃∼50℃의 온도조건을 갖는 일반 열건조기를 이용하여, 남아 있는 10중량% 이하의 잔류수분까지 제거하여 수분함량이 1~2중량% 이하가 되도록 추가적인 건조를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 와송을 이용한 고기능성 와송추출물의 제조방법.