KR20230094224A - 진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 향상된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법 - Google Patents

진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 향상된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 향상된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따라 제조된 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K 함량이 증가되고, 보존성, 항산화 활성, 항염 활성 및 장용성이 증진된 것이다. 또한, 상기 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드의 체내 흡수율이 높고, 휴대가 간편하며, 정량 섭취가 용이하므로, 현대인의 건강 증진에 매우 유용하다.

Description

진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 향상된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법{Method for producing double-coating red ginseng granule with enhanced ginsenoside content and improved antioxidant and anti-inflammatory activity}
본 발명은 진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 향상된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법에 관한 것이다.
인삼 및 홍삼의 효능성분으로 알려진 것은 사포닌(saponin)이다. 인삼 및 홍삼의 사포닌은 배당체의 일종으로 다른 식물에서 발견되는 사포닌과는 다른 특이한 화학구조를 가지고 있으며, 그 효능도 큰 차이가 난다. 인삼 및 홍삼의 사포닌은 타 식물계 사포닌과 구별하기 위해서 인삼(ginseng) 배당체(glycoside)란 의미로 '진세노사이드(Ginsenoside)'라고 부른다.
최근 분석기술의 발달에 따라 지금까지 30여 종의 진세노사이드 화학구조가 밝혀졌다. 이는 서양삼 14종, 중국의 전칠삼 15종에 비해 월등히 많은 종류이다. 진세노사이드는 담마란(dammarane) 골격을 갖는 배당체를 기반으로 화학구조상 R1, R2, R3 자리에 어떤 종류의 당이 몇 개 붙는지에 따라 디올계(PPD)와 트리올계(PPT) 등의 진세노사이드로 분류된다.
가공과정 중 이러한 진세노사이드에 높은 압력을 가하거나 효소 첨가, 또는 가열할 경우, 당이 일부 떨어져 나가거나 새로운 이중결합이 생기면서 독특한 진세노사이드가 만들어진다. 따라서 인삼의 가공방법에 따라 여러 가지 유형의 진세노사이드가 함유된 제품들이 출시되고 있다.
인삼 사포닌이 체내에 흡수되기 위해서는 디올계 진세노사이드는 20(S)-프로토파낙사디올 20-O-β-D-글루코피라노사이드(20(S)-protopanaxadiol 20-O-β-D-glucopyranoside, FGM 1, 이하, '화합물 K'라 함)로, 그리고 트리올계 진세노사이드는 20(S)-프로토파낙사트리올 (20(S)-protopanaxatriol, FGM 4)로 분해된 후 체내에 흡수되면서 효능을 발휘하는데, 열이나 산, 압력, 소화효소 등에 의해서는 소량만이 전환되어 최종적으로 체내에 흡수될 뿐이다.
2004년 한국식품영양학과학회에 보고된 "한국인의 장내 미생물에 의한 사포닌 분해 능력의 개인차"라는 논문에 따르면, 한국인 중 37.5 ％는 사포닌을 분해할 수 있는 효소가 아예 없거나 효소 성분 중 일부가 결여되어 사포닌을 제대로 분해할 수 없는 상태인 것으로 나타났다. 그러므로 사포닌 분해 효소가 아예 없거나 적은 사람은 아무리 인삼이나 홍삼을 많이 복용하여도 인체에서 활용이 되지 못하고 배설하게 된다.
이런 면에서 이미 외부에서 효소 반응을 완료하여, 개인의 대사 기능에 관계없이 인삼 또는 홍삼의 유효성분을 흡수할 수 있는 형태로 전환시킴으로써, 누구나 효과를 볼 수 있는 제품으로 개발하는 것은 매우 바람직하다고 볼 수 있다.
한편, 원적외선은 약 3∼1,000 ㎛의 파장을 가지고 있으며, 가열과 비가열의 방법으로 이용되며, 식품의 숙성, 풍미향상 등에 적용되고 있다. 원적외선은 생물적으로 활성이 있으며, 물질의 중심까지 고르게 열을 전달하는 특성을 가지고 있으며 (Inoue etal., 1989, Int. J. Biom. 33: 145-150), 이러한 특성으로 인해 가열시간을 단축시킴으로써 에너지 절감 등의 효과를 가져 올 수 있고, 열분해에 의한 영양물질 또는 생리활성물질의 손실을 최적화 할 수 있다. 천연 항산화 물질들은 중합체인 polyphenol, tocopherol, flavonoid 등의 고분자를 가지고 있는데 원적외선 처리가 이들을 저분자로 유리시킨다고 보고되었으며 (Niwa etal., 1986, Inflammation. 10: 79-91), 또한 원적외선 처리에 의하여 왕겨의 고분자 polyphenol들이 유리되어 항산화능이 증가되었다는 보고가 있다 (Lee etal., 2003, J. Agric. Food Chem. 51: 4400-4403).
최근에 건강에 대한 관심이 높아짐에 따라 면역력증진 및 원기 회복 등의 효능이 있는 인삼 및 홍삼을 간편하게 섭취하기 위한 건강식품 예컨대, 인삼 및 홍삼차 제품 등의 다양한 건강기능식품에 대한 복용이 많아졌다. 그러나, 기존의 시판되는 홍삼 과립의 경우 당 함량이 매우 높고 홍삼 성분은 미량으로 첨가되어 있을 뿐만 아니라, 홍삼 과립을 제조하는 과정 중 진세노사이드 함량이 감소할 뿐만 아니라 용해도가 떨어져 음용 과정 시 항상 온수에 용해하여야 하고, 용해되도록 장시간 저어 주어야하는 불편함이 있었다.
이러한 불편함을 개선하기 위한 방법으로서, 한국등록특허 제10-1603171호에 진세노사이드 함량이 증진된 홍삼 농축 과립의 제조방법이 개시되어 있으나, 상기 방법으로 제조된 홍삼 농축 과립은 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K는 함유되어 있지 않으며, 보존성이 낮은 단점이 있다.
본 발명자들은 상기한 문제점들을 해결한 홍삼 과립을 개발하고자 연구하는 과정에서, 홍삼농축액 시드 분말을, 알파-아밀라아제 및 판크레아틴 복합효소를 이용하여 효소처리한 홍삼농축액 발효액으로 1차 코팅하는 과정에서 원적외선을 조사하고, 홍삼농축액 및 천연다당류를 혼합한 용액으로 2차 코팅하는 경우, 진세노사이드 화합물 K를 포함한 진세노사이드의 함량이 증가되고, 항산화 활성, 항염 활성, 보존성 및 용해성이 증진된 홍삼 과립이 제조됨을 구체적으로 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
KR 10-1603171 B
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 진세노사이드 함량이 증가되고, 항산화 활성 및 항염 활성이 증진된 홍삼 과립을 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (1) 홍삼농축액, 알파-아밀라아제 및 판크레아틴이 1 : 1.5-3.5의 중량비로 혼합된 복합효소 및 물을 혼합한 후 효소 반응시켜 효소처리 홍삼농축액을 제조하는 단계; (2) 상기 효소처리 홍삼농축액을 분무건조하여 홍삼농축액 시드 분말을 제조하는 단계; (3) 상기 홍삼농축액 시드 분말을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하고, 유동층코팅과립기 상부의 원적외선 조사 장치를 통해 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 상기 효소처리 홍삼농축액을 분사하여 과립으로 성형하는 단계; (4) 상기 효소처리 홍삼농축액, 천연다당류 및 정제수를 혼합하여 2차 코팅 용액을 제조하는 단계; 및 (5) 상기 (3) 단계에서 제조한 과립을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 (4) 단계의 2차 코팅 용액을 분사하여 이중 코팅 과립으로 성형하는 단계;를 포함하는 진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 증진된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (1) 단계의 홍삼농축액 및 복합효소는 100 : 1-10의 중량비로 혼합되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (1) 단계의 효소 반응은 20 내지 80 ℃에서 5분 내지 20시간 동안 10 내지 50 rpm으로 교반하며 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (1) 단계의 효소 반응은 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하는 가운데 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, (2) 단계의 효소처리 홍삼농축액은 분무건조하기 전 또는 후에 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (3) 및 (5) 단계의 유동층코팅과립기는 흡입공기온도가 60 내지 90℃이고, 유동화 분말온도가 40 내지 50℃이며, 유동화를 위한 분무공기압은 2.8 내지 3.2kg/㎠이고, 1차 코팅 용액 또는 2차 코팅 용액의 투입속도는 1 내지 200 g/분일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 (4) 단계의 천연다당류는 구아검, 잔탄검, 아라비아검, 셀룰로오스검, 트라가칸트검, 로거스트콩검, 카라야검, 가티검, 타라검 및 곤약검 중에서 선택된 2종 이상의 검일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 천연다당류는 젤란검 및 아라비아검이 1 : 1-3의 중량비로 혼합된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합이 적어도 7.0 mg/g 이상이고, 진세노사이드 F2의 함량이 적어도 5.0 mg/g 이상이고, 진세노사이드 화합물 K의 함량이 적어도 4.0 mg/g 이상일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 방법에 따라 제조되어, 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합, 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K 함량이 증가되고, 항산화 및 항염 활성이 증진된 이중 코팅 홍삼 과립을 제공한다.
본 발명에 따라 제조된 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K 함량이 증가되고, 보존성, 항산화 활성, 항염 활성 및 장용성이 증진된 것이다. 또한, 상기 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드의 체내 흡수율이 높고, 휴대가 간편하며, 정량 섭취가 용이하므로, 현대인의 건강 증진에 매우 유용하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서, “진세노사이드 지표”는 ① 화합물 K의 함량, 또는 ② Rg1, Rb1 및 Rg3의 합계(Rg1+Rb1+Rg3)로 표시할 수 있으며, 이것은 화합물 K의 생산효율 및/또는 홍삼 과립의 품질을 나타내는 지표가 될 수 있다. 상기 지표들이 일정 수준을 초과하는 본 발명의 홍삼 과립은 Rg1, Rb1 및 Rg3를 합한 값이 크면서 화합물 K의 함량이 높으므로, 품질이 매우 우수하다.
본 발명은 (1) 홍삼농축액, 알파-아밀라아제 및 판크레아틴이 1 : 1.5-3.5의 중량비로 혼합된 복합효소 및 물을 혼합한 후 효소 반응시켜 효소처리 홍삼농축액을 제조하는 단계; (2) 상기 효소처리 홍삼농축액을 분무건조하여 홍삼농축액 시드 분말을 제조하는 단계; (3) 상기 홍삼농축액 시드 분말을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하고, 유동층코팅과립기 상부의 원적외선 조사 장치를 통해 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 상기 효소처리 홍삼농축액을 분사하여 과립으로 성형하는 단계; (4) 상기 효소처리 홍삼농축액, 천연다당류 및 정제수를 혼합하여 2차 코팅 용액을 제조하는 단계; 및 (5) 상기 (3) 단계에서 제조한 과립을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 (4) 단계의 2차 코팅 용액을 분사하여 이중 코팅 과립으로 성형하는 단계;를 포함하는 진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 증진된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법에 관한 것이다.
하기 실시예에서는 본 발명에 따라 제조된 이중 코팅 홍삼 과립이 홍삼농축액만으로 제조된 대조군 홍삼 과립에 비해 진세노사이드 지표(Rg1, Rb1 및 Rg3의 총합이 높고, 진세노사이드 화합물 K의 함량이 더욱 높음)가 우수하고, 흡습성이 낮으며, 고온고습 환경에서 장기간 보관하여도 유효성분 함량의 감소율이 낮아 보존성이 증진된 것을 구체적으로 확인하였다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 이중 코팅 홍삼 과립은 홍삼농축액만으로 제조된 대조군 홍삼 과립에 비해 항산화 활성 및 항염 활성이 현저히 증진된 것을 구체적으로 확인하였다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 이중 코팅 홍삼 과립은 홍삼농축액만으로 제조된 대조군 홍삼 과립에 비해 용해성이 더욱 증진되므로 음용이 용이하며, 맛과 냄새 등이 더욱 개선된 것을 구체적으로 확인하였다.
본 발명에 이용되는 "홍삼(Panax ginseng C.A. Meyer)"은 증기 또는 태양 건조, 바람직하게는 증기를 통하여 인삼을 가열하여 제조된 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어 "인삼"은 고려삼(Panax ginseng), 회기삼(P. quiquefolius), 전칠삼(P. notoginseng), 죽절삼(P. japonicus), 삼엽삼(P. trifolium), 히말라야삼(P. pseudoginseng), 베트남삼(P. vietnamensis) 및 미국삼 (Panax quinquefolium)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 인삼은 고려삼(Panax ginseng)이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 “인삼”은 다양한 형태로 가공된 모든 인삼, 예컨대, 수삼, 미삼, 백삼, 태극삼, 흑삼, 호정화 인삼, 효소처리 인삼, 발효 인삼을 포함하나, 춘미삼, 묘삼, 삼피, 인삼박은 제외되며, 4년근 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서의 용어 “홍삼농축액”은 홍삼을 농축하여 수득된 액으로서, 통상적으로 시판되는 것을 사용하거나 당 분야에 공지된 방법, 예를 들어 홍삼을 착즙하여 얻은 홍삼 착즙액, 또는 홍삼을 추출하여 얻은 홍삼 추출액을 농축하는 방법에 따라 제조하여 사용할 수 있다. 이때, 홍삼농축액은 농도가 50 내지 70 brix, 바람직하게는 60 내지 70 brix인 것이 바람직하다.
바람직한 구체예로서, 상기 홍삼농축액은 홍삼을 홍삼 중량 대비 7∼20배량의 정제수에 첨가하고 70∼120 ℃, 바람직하게는 70~90 ℃로 가열하여 최초 정제수의 부피 대비 5∼50％가 되도록 추출한 후 여과 및 농축하여 얻을 수 있다.
본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법의 단계 (1)에서는 홍삼농축액, 알파-아밀라아제 및 판크레아틴이 1 : 1.5-3.5의 중량비로 혼합된 복합효소 및 물을 혼합한 후 효소 반응시켜 효소처리 홍삼농축액을 제조한다.
상기 판크레아틴은 돼지 췌장에서 유래된 췌장 효소 복합물로써, 탄수화물, 단백질 및 지방에 대한 소화력을 가지며, 프로테아제, 아밀라아제 및 리파아제로 이루어진 것일 수 있다.
상기 알파-아밀라아제 및 판크레아틴이 1 : 1.5-3.5의 중량비로 혼합된 복합효소는 홍삼농축액 내의 PPT계열 주요 사포닌인 Re를 Rg1 및 F1으로, PPD계열 주요 사포닌인 Rb1 및 Rc를 F2 및 화합물 K로 효율적으로 전환시킬 수 있으며, 특히 홍삼농축액 내의 진세노사이드 F2 및 화합물 K의 함량을 현저히 증가시킬 수 있다.
또한 홍삼농축액을 상기 복합효소로 처리하는 경우 효소처리 전에 비해 진세노사이드 Re, Rf, Rh1, Rh2, Rb2, Rb3 및 Rd 중에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 Re, Rd 및 Rf 중에서 선택된 1종 이상의 진세노사이드 함량이 증가하고, 항산화 활성 및 항염 활성이 현저히 증가한다. 다만, 효소처리 과정에서 상기 알파-아밀라아제 및 판크레아틴의 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 오히려 상기 진세노사이드 함량이 감소할 수 있다.
상기 홍삼농축액 및 상기 복합효소는 100 : 1-10의 중량비, 바람직하게는 100 : 2-5의 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 홍삼농축액 및 복합효소의 중량비가 상기 범위일 때, 홍삼농축액에 함유된 고분자 진세노사이드를 인체 내에서 소화 흡수율이 높은 저분자 진세노사이드로 전환하는 가수분해율이 최대로 상승할 뿐만 아니라 관능적으로도 우수한 효과를 나타낸다. 상기 홍삼농축액 및 복합효소의 중량비가 상기 하한치 미만인 경우에는 저분자 진세노사이드로 전환하는 가수분해율이 현저히 낮아질 수 있고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 이상 효소반응이 발생하여 이취 및 이미가 있을 수 있으며, 가수분해율이 오히려 낮아질 수 있다.
상기 홍삼농축액 및 복합효소를 혼합한 후에는 정제수를 첨가하여 혼합 용액의 농도가 10-30 brix, 바람직하게는 16-24 brix가 되도록 조정할 수 있다.
또한, 상기 효소 반응은 20 내지 80 ℃, 바람직하게는 30 내지 50 ℃, 더욱 바람직하게는 35 내지 55 ℃에서 5분 내지 20시간, 바람직하게는 10분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 10분 내지 5시간, 더욱 바람직하게는 10 내지 60분, 더욱 바람직하게는 20분 내지 40분 동안 10 내지 50 rpm으로 교반하며 이루어질 수 있다.
또한, 상기 효소 반응은 상기 조건에서 2 내지 14 ㎛, 바람직하게는 4 내지 10 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하며 이루어질 수 있다. 상기 원적외선을 조사하면서 효소 반응시키는 경우 원적외선을 조사하지 않고 효소 반응시키는 경우에 비해 진세노사이드 F2, 화합물 K, 및 진세노사이드 Rg1, Rb1, Rg3, Re, Rd 및 Rf 중에서 선택된 1종 이상의 진세노사이드 함량이 더욱 증가하게 된다. 다만, 원적외선 조사하는 과정에서 상기 범위의 파장을 벗어나는 경우에는 오히려 진세노사이드 함량이 감소할 수 있다.
본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법의 단계 (2)에서는 상기 효소처리 홍삼농축액을 분무건조하여 홍삼농축액 시드 분말을 제조한다.
상기 홍삼농축액을 건조하는 과정에서 분무건조하여 분말화하는 경우 분말의 수득량이 상기 홍삼농축액의 고형분 대비 30 내지 40 중량%로서 실험실 수준에서 얻어지는 수득량보다 현저히 높은 수득율을 나타내어 대량생산에 적합한 것으로 나타났다.
상기와 같이 홍삼농축액을 분무건조하는 최적의 조건은 입구 온도 200±10℃, 출구 온도 95±5℃, 분무 압력 80 내지 85 bar의 조건인 것으로 나타났다.
이와 같이 제조된 홍삼농축액 시드 분말은 85 내지 90%로 높은 수율로 수득되었고, 입도가 균일한 성상으로 제조되었다.
또한, 상기 홍삼농축액은 분무건조하기 전 또는 후에 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 1 내지 2시간 동안 조사할 수 있다. 상기와 같이 원적외선을 조사한 홍삼농축액은 원적외선 조사 전에 비해 Re, Rf, Rh1, Rh2, Rb2, Rb3 및 Rd 중에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 Re, Rd 및 Rf 중에서 선택된 1종 이상의 진세노사이드 함량이 증가한다. 다만, 원적외선 조사하는 과정에서 상기 범위의 파장 또는 시간을 벗어나는 경우에는 오히려 진세노사이드 함량이 감소할 수 있다.
또한, 본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법의 단계 (3)에서는 상기 (1) 단계에서 제조한 홍삼농축액 시드 분말을 유동층코팅과립기 하단에 투입하고, 유동층코팅과립기 상부의 원적외선 조사 장치를 통해 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 상기 (2) 단계의 1차 코팅 용액을 분사하여 과립으로 성형한다.
상기와 같이 유동층코팅과립기 내에서 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하면서 제조된 홍삼 과립은 원적외선 조사 전에 비해 Rg1, Rb1, Rg3, Re, Rf, Rh1, Rh2, Rb2, Rb3 및 Rd 중에서 선택된 1종 이상, 바람직하게는 Rg1, Rb1, Rg3, Re, Rd 및 Rf 중에서 선택된 1종 이상의 진세노사이드 함량이 더욱 증가한다. 다만, 원적외선 조사하는 과정에서 상기 범위의 파장을 벗어나는 경우에는 오히려 진세노사이드 함량이 감소할 수 있다.
상기 유동층코팅과립기는 흡입공기온도가 60 내지 90℃이고, 유동화 분말온도가 40 내지 50℃이며, 유동화를 위한 분무공기압은 2.8 내지 3.2kg/㎠이고, 1차 코팅 용액 또는 2차 코팅 용액의 투입속도는 1 내지 200 g/분, 바람직하게는 80 내지 120 g/분일 수 있다. 상기 유동층코팅과립기 작동 시간은 원료 투입량에 따라 달라질 수 있으나, 1 내지 20 시간, 바람직하게는 5 내지 15 시간이 소요되기 때문에, 유동층코팅과립기에 로딩된 1차 코팅 용액은 유동층코팅과립기에 로딩된 상태에서 1차 코팅 용액에 함유된 홍삼농축액 내의 고분자 진세노사이드의 추가 가수분해 반응이 발생할 수 있다.
상기와 같은 조건으로 홍삼농축액 시드 분말을 과립화하는 경우 과립화가 잘 이루어지면서 과립의 성상이 균일해지고, 과립의 용해도가 개선되며, 과립 수율이 높고, 과립의 보존성이 높아진다. 무엇보다도, 상기와 같은 조건으로 과립화를 진행하면, 진세노사이드 F2 및 화합물 K와 같은 저분자 진세노사이드 함량이 높아지고, 진세노사이드 지표가 더욱 우수해진다.
본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법의 단계 (4)에서는 홍삼농축액, 천연다당류 및 정제수를 혼합하여 2차 코팅 용액을 제조한다.
상기 천연다당류는 구아검, 잔탄검, 아라비아검, 셀룰로오스검, 트라가칸트검, 로거스트콩검, 카라야검, 가티검, 타라검 및 곤약검 중에서 선택된 2종 이상의 검일 수 있다. 바람직하게는, 상기 천연다당류는 젤란검 및 아라비아검일 수 있고, 더욱 바람직하게는 젤란검 및 아라비아검이 1 : 1-3의 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 1.5-2.5의 중량비로 혼합된 것일 수 있다. 상기 젤란검 및 아라비아검의 중량비가 상기 범위일 때, 과립 수율이 현저히 상승하고, 홍삼 과립의 보존성이 현저히 증대될 뿐만 아니라 관능적으로도 우수한 효과를 나타낸다. 상기 젤란검에 대한 아라비아검의 중량비가 상기 하한치 미만인 경우에는 홍삼 과립의 보존성 증대 효과가 미미해지고, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 과립 수율이 오히려 낮아질 수 있다.
상기 천연다당류는 물과 혼합하여 수용액의 상태로 혼합될 수 있으며, 상기 홍삼농축액 100 중량부에 대하여 건조중량 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 3 내지 7 중량부로 혼합될 수 있다.
상기 홍삼농축액 및 천연다당류를 혼합한 후에는 정제수를 첨가하여 혼합 용액의 농도가 10-30 brix, 바람직하게는 16-24 brix가 되도록 조정할 수 있다.
본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법의 단계 (5)에서는 상기 (3) 단계에서 제조한 과립을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 (4) 단계의 2차 코팅 용액을 분사하여 이중 코팅 과립으로 성형한다.
상기 유동층코팅과립기는 흡입공기온도가 60 내지 90 ℃이고, 유동화 분말온도가 40 내지 50℃이며, 유동화를 위한 분무공기압은 2.8 내지 3.2 kg/㎠이고, 1차 코팅 용액 또는 2차 코팅 용액의 투입속도는 1 내지 200 g/분, 바람직하게는 80 내지 120 g/분일 수 있다.
상기와 같은 조건으로 (3) 단계에서 제조한 과립을 이중 코팅 과립으로 과립화하는 경우 과립화가 잘 이루어지면서 과립의 성상이 균일해지고, 과립의 용해도가 개선되며, 과립 수율이 높고, 과립의 보존성이 더욱 높아진다.
본 발명에 따라 제조되는 이중 코팅 홍삼 과립은 홍삼농축액 시드 분말, 홍삼농축액이 상기 복합효소로 효소처리되어 홍삼농축액 내 진세노사이드 지표가 더욱 우수해진 1차 코팅층, 및 홍삼농축액과 천연다당류의 혼합 용액으로 이루어진 2차 코팅층으로 구성 되어, 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합, 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K 함량이 증가되고, 항산화 활성, 항염 활성, 보존성 및 용해성이 증진된 것이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합이 적어도 7.0 mg/g 이상, 바람직하게는 7.0 내지 15.0 mg/g, 더욱 바람직하게는 9.0 내지 13.0 mg/g이고, 진세노사이드 F2의 함량이 적어도 5.0 mg/g 이상, 바람직하게는 5.0 내지 10.0 mg/g, 더욱 바람직하게는 6.0 내지 8.0 mg/g이며, 진세노사이드 화합물 K의 함량이 적어도 4.0 mg/g 이상, 바람직하게는 4.0 내지 7.0 mg/g, 더욱 바람직하게는 4.5 내지 6.5 mg/g일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 방법에 따라 제조되어 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합, 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K 함량이 증가되고, 항산화 활성, 항염 활성, 보존성 및 용해성이 증진된 이중 코팅 홍삼 과립에 관한 것이다.
상기 홍삼 과립 내 유효성분 함량과 관련하여, “건강기능식품의 기준 및 규격”(식약처 고시 제2016-143호, 2016.12.21.)의 홍삼 항목, 지표성분 함량부를 보면, “진세노사이드 Rg1, Rb1 및 Rg3를 합하여 2.5-34 mg/g 함유”가 기준치라고 기재되어 있다. 또 동 문서의 “최종제품의 요건” 항목을 보면 기능적으로 “면역력 증진, 피로개선, 혈소판 응집억제를 통한 혈액흐름/기억력 개선, 항산화, 갱년기 여성의 건강에 도움을 줄 수 있음”의 요건을 충족해야 한다고 기재되어 있다.또한, 상기 문서의 세부항목을 살펴보면, “면역력 증진과 피로 개선”에 도움을 주기 위해서는 지표성분(Rg1+Rb1+Rg3)의 함량이 3-80 mg/g, “혈소판 응집억제를 통한 혈액흐름/기억력 개선, 항산화”에 도움을 주려면 지표성분 합계가 2.4-80 mg/g이어야 한다고 기재되어 있다.
하기 실시예에 기재한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 이중 코팅 홍삼 과립은 화합물 K의 함량이 적어도 4.0 mg/g 이상이면서도 상기 지표성분의 합계(Rg1, Rb1 및 Rg3)가 적어도 7.0 mg/g 이상이며, 진세노사이드 F2가 5.0 mg/g 이상이므로, 면역력 증진 및 피로 개선, 혈액흐름 개선, 기억력 개선, 항산화 및 항염 등에 도움이 될 수 있는 매우 우수한 진세노사이드 조성을 갖는다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명하겠으나, 다음 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
제조예 1: 홍삼농축액 효소처리물(1차 코팅 용액)의 제조
(a) 홍삼(4년근 인삼 가공)을 홍삼 중량 대비 10배량의 정제수에 첨가하고 90 ℃로 가열하여 최초 정제수의 부피 대비 20%가 되도록 추출한 후 여과지로 여과하여 얻은 홍삼 추출액을 농도가 60 brix가 되도록 농축한 후 121 ℃에서 15분간 멸균하여 홍삼농축액을 수득하였다.
(b) 상기 (a) 단계에서 준비한 홍삼농축액 및 복합효소(알파-아밀라아제 : 판크레아틴 = 1 : 2(w/w))를 100 : 3의 중량비로 혼합하였다. 그리고, 상기 혼합물에 정제수를 첨가하여 농도가 20 brix가 되도록 조정한 후 40 ℃에서 30 rpm으로 교반하면서 원적외선 조사 장치를 통해 10 ㎛ 파장의 원적외선을 조사하면서 30분 동안 효소반응시켜 홍삼농축액 효소처리물(1차 코팅 용액)을 제조하였다.
(c) 상기 홍삼농축액 효소처리물을 90 ℃에서 20분간 반응시켜 효소를 불활성화시켜 홍삼농축액 효소처리물(1차 코팅 용액)을 제조하였다.
제조예 2: 원적외선 조사 생략
제조예 1과 동일하게 실시하되, (b) 단계에서 원적외선 조사를 생략하여 홍삼농축액 효소처리물을 제조하였다.
비교제조예 1: 홍삼농축액 only
제조예 1의 (a) 단계와 동일한 방법으로 홍삼농축액을 수득하였다.
비교제조예 2: 알파-아밀라아제 : 판크레아틴 = 1 : 1의 중량비
제조예 1과 동일하게 실시하되, (b) 단계에서 알파-아밀라아제 : 판크레아틴을 1 : 2의 중량비 대신 1 : 1의 중량비로 하여 홍삼농축액 효소처리물을 제조하였다.
비교제조예 3: 알파-아밀라아제 : 판크레아틴 = 1 : 4의 중량비
제조예 1과 동일하게 실시하되, (b) 단계에서 알파-아밀라아제 : 판크레아틴을 1 : 2의 중량비 대신 1 : 4의 중량비로 하여 홍삼농축액 효소처리물을 제조하였다.
비교제조예 4: 단일 효소(알파 아밀라아제) 이용
제조예 1과 동일하게 실시하되, (b) 단계에서 복합 효소 대신 단일 효소(알파-아밀라아제)를 이용하여 홍삼농축액 효소처리물을 제조하였다.
비교제조예 5: 단일 효소(판크레아틴) 이용
제조예 1과 동일하게 실시하되, (b) 단계에서 복합 효소 대신 단일 효소(판크레아틴)를 이용하여 홍삼농축액 효소처리물을 제조하였다.
비교제조예 6: 프로테아제 : 알파-아밀라아제 = 1 : 2.5의 중량비
제조예 1과 동일하게 실시하되, (b) 단계에서 알파-아밀라아제 : 판크레아틴이 1 : 2 중량비인 복합효소 대신 프로테아제 : 알파-아밀라아제가 1 : 2.5의 중량비인 복합효소로 홍삼농축액 효소처리물을 제조하였다.
예비시험예: 진세노사이드 함량 측정
분석시약은 물(HPLC grade, JT Baker, 미국) 및 아세토나이트릴(HPLC grade, acetonitrile; JT Baker)을 사용하였고, 표준품은 진세노사이드 Rg1, Rg3, Rb1(HWI ANALYTIK GmbH, 독일); Rd 및 화합물 K(Compound K)를 사용하였다.
HPLC-UVD(High Performance Liquid Chromatography-Ultraviolet Detector)는 Ultimate 3000 series(Thermo, 미국)를 사용하였다.
제조예 및 비교제조예의 시료 약 2 g을 50 ㎖ 부피의 플라스크에 취하고 증류수를 표선까지 채운 후 완전하게 용해시켜 시린지 필터(syringe filter, 0.45 μm)로 여과하였다.
진세노사이드는 고성능 액체크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC) 분석으로 실시하였다. 컬럼은 Capcell pak C18 column(Shiseido, 5 μm, 250ｘ4.6 mm), 이동상은 아세토나이트릴(acetonitrile)과 3차 증류수를 사용하였다. 시료 주입량은 10 ㎕, 유속은 1.0 ㎖/분, 온도는 30℃, UV 검출기는 203 nm에서 하기 표 1과 같은 이동상 조건으로 측정하였다.
시간 (분) A : 물 B : 아세토니트릴
0 80 20
5 80 20
20 77 23
25 70 30
30 60 40
35 50 50
60 15 85
65 15 85
66 80 20
75 80 20
시료의 정량값은 측정값의 피크면적을 검량선 (y = ax + b) 식에 대입한 후 아래의 계산식에 의해 산출하여 하기 표 2에 나타내었다. 또한 검량선은 x축에 농도를 y축에 피크면적을 적용하여 최소자승법으로 계산하였다.
정량값 (mg/g) = C x (a x b)/S x 1/1,000
(C : 시험 용액 중 개별 진세노사이드 농도(㎍/㎖),
a : 시험 용액의 전량 (㎖), b : 희석배수
S : 시료 채취량 (g), 1/1,000 : 단위 환산 계수)
구분 진세노사이드 함량(mg/g)
Rg1+Rb1+Rg3 Re Rf F2 화합물 K
제조예 1 13.83±0.12 3.02±0.48 1.92±0.23 6.13±0.35 5.64±0.22
제조예 2 10.53±0.37 2.88±0.33 1.17±0.13 5.34±0.16 4.54±0.63
비교제조예 1 11.17±0.23 2.41±0.07 0.40±0.03 N.D. N.D.
비교제조예 2 11.96±0.31 2.84±0.18 0.96±0.05 1.03±0.10 2.13±0.06
비교제조예 3 11.23±0.16 2.59±0.25 0.54±0.04 1.24±0.07 1.67±0.12
비교제조예 4 10.02±0.11 3.67±0.14 0.53±0.02 0.92±0.03 0.94±0.07
비교제조예 5 12.34±0.53 3.16±0.37 0.54±0.05 0.80±0.09 1.06±0.64
비교제조예 6 11.26±0.16 2.51±0.25 0.52±0.02 2.06±0.10 1.11±0.19
상기 표 2를 살펴보면, 제조예에 따른 홍삼농축액 발효물이 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합이 적어도 10.0 mg/g 이상이면서, 비교제조예에 비해 진세노사이드 F2 및 화합물 K의 함량이 현저히 높아 진세노사이드 지표가 더욱 우수하고, 생체 이용률이 더욱 높은 것을 확인할 수 있다.
실시예 1: 이중 코팅 홍삼 과립의 제조
(1) 상기 제조예 1에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물에 원적외선 건조기 (한국에너지기술, Seoul, Korea)를 이용하여 10 ㎛ 파장의 원적외선을 90분 동안 조사하였다.
상기 홍삼농축액을 입구(lnlet) 온도 200±10℃, 출구(outlet) 온도 95±5℃, 챔버 압력 -4㎜Hg, 분무 압력 80 내지 85 bar의 조건인 스프레이 드라이어(spray dryer)에 투입한 후 분무건조하여 홍삼농축액 시드 분말을 수득하였다.
(2) 상기 (1) 단계에서 제조한 홍삼농축액 시드 분말을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하였으며, 유동층코팅과립기 상부의 원적외선 조사 장치를 통해 10 ㎛ 파장의 원적외선을 조사하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 1차 코팅 용액으로서 제조예 1에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물을 분사하여 과립으로 성형하였다. 이때, 유동층코팅과립기는 흡입공기온도가 80 ℃이고, 홍삼농축액 시드 분말온도가 45 ℃이며, 유동화를 위한 분무공기압은 3.0 kg/㎠이고, 상기 1차 코팅 용액의 투입 속도는 90 g/분으로 설정하였다.
(3) 젤란검 및 아라비아검을 1 : 2의 중량비로 혼합한 후 정제수를 첨가하여 천연다당류 수용액을 제조하였다.
(4) 상기 제조예 1에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물 100 중량부에 대하여 상기 천연다당류 수용액 건조중량 5 중량부를 혼합한 후, 혼합 용액의 농도가 20 brix가 되도록 조정하여 2차 코팅 용액을 제조하였다.
(5) 상기 (2) 단계에서 제조한 과립을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 (4) 단계의 2차 코팅 용액을 분사하여 이중 코팅 과립으로 성형하였다. 이때, 유동층코팅과립기는 흡입공기온도가 80 ℃이고, 상기 과립 온도가 45 ℃이며, 유동화를 위한 분무공기압은 3.0 kg/㎠이고, 상기 2차 코팅 용액의 투입 속도는 90 g/분으로 설정하였다.
실시예 2: 이중 코팅 홍삼 과립의 제조
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 1에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물 대신 제조예 2에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물을 적용하여 이중 코팅 홍삼 과립을 제조하였다.
실시예 3: (1) 단계의 원적외선 조사 생략
실시예 1과 동일하게 실시하되, (1) 단계에서의 원적외선 조사를 생략하고 이중 코팅 홍삼 과립을 제조하였다.
실시예 4: 아라비아검 only
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (3) 단계에서 젤란검 및 아라비아검 대신 아라비아검만을 이용하여 천연다당류 수용액을 제조한 후 홍삼 과립을 제조하였다.
실시예 5: 젤란검 only
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (3) 단계에서 젤란검 및 아라비아검 대신 젤란검만을 이용하여 천연다당류 수용액을 제조한 후 홍삼 과립을 제조하였다.
비교예 1: 효소 처리 생략
실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 1에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물 대신 제조예 1의 (a) 단계에서 제조한 홍삼농축액만을 적용하여 이중 코팅 홍삼 과립을 제조하였다.
비교예 2: 원적외선 조사 생략
실시예 2와 동일한 방법으로 실시하되, (1) 단계와 (2) 단계 모두에서 원적외선 조사를 생략하고 홍삼 과립을 제조하였다.
비교예 3: 1차 코팅 생략
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (1) 단계 및 (2) 단계의 1차 코팅 과정을 생략하고 홍삼 과립을 제조하였다.
비교예 4: 2차 코팅 생략
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, (4) 및 (5) 단계의 2차 코팅 과정을 생략하고 홍삼 과립을 제조하였다.
비교예 5~9: 이중 코팅 홍삼 과립의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 제조예 1에서 제조한 홍삼농축액 효소처리물 대신 각각 비교제조예 2~6의 홍삼농축액 효소처리물을 적용하여 이중 코팅 홍삼 과립을 제조하였다.
구분 적용 제조예
비교예 5 비교제조예 2
비교예 6 비교제조예 3
비교예 7 비교제조예 4
비교예 8 비교제조예 5
비교예 9 비교제조예 6
<시험예>
통계 처리
모든 통계 분석은 SPSS 버전 18.0(IBM, Chicago, IL, USA)을 사용하여 수행되었다. Duncan의 post-hoc test를 이용한 일원 분산 분석(one-way ANOVA)을 사용하여 실험군 간의 평균값의 차이(p <0.05)를 결정하였다. 하기 실험은 각각 적어도 3번 이상 반복하였으며, 각각의 실험데이터는 평균±표준 편차(SD)로 표시하였다.
시험예 1: 홍삼 과립의 진세노사이드 함량 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 홍삼 과립의 진세노사이드 함량을 예비시험예와 동일한 방법으로 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
구분 진세노사이드 함량(mg/g)
Rg1+Rb1+Rg3 Re Rf F2 화합물 K
대조군 10.12±0.17 3.23±0.14 0.38±0.03 N.D. N.D.
실시예 1 14.09±0.84 4.03±0.26 1.98±0.15 6.22±0.48 6.05±0.26
실시예 2 12.55±0.65 3.18±0.30 1.31±0.09 5.50±0.21 4.72±0.35
실시예 3 14.26±0.15 3.58±0.23 1.52±0.12 5.84±0.58 5.67±0.24
실시예 4 14.18±0.13 3.90±0.21 1.16±0.10 5.61±0.31 5.86±0.05
실시예 5 13.14±0.09 3.67±0.17 1.13±0.04 5.74±0.18 5.89±0.14
비교예 1 10.49±0.33 3.03±0.26 0.45±0.04 N.D. N.D.
비교예 2 11.45±0.07 3.04±0.18 1.03±0.03 5.05±0.46 4.04±0.33
비교예 3 13.34±0.18 3.89±0.09 1.16±0.07 5.49±0.13 4.95±0.19
비교예 4 13.86±0.08 3.07±0.26 1.29±0.08 5.65±0.11 5.35±0.08
비교예 5 11.32±0.19 3.96±0.20 1.14±0.05 1.59±0.14 2.38±0.04
비교예 6 11.12±0.21 3.37±0.18 0.71±0.03 1.96±0.12 2.02±0.18
비교예 7 11.64±1.15 3.45±0.23 0.75±0.06 1.64±0.24 1.58±0.29
비교예 8 11.55±1.08 3.04±0.09 0.79±0.02 1.27±0.31 1.84±0.44
비교예 9 11.59±1.14 2.85±0.31 0.84±0.07 2.24±0.40 2.06±0.11
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 홍삼 과립이 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합이 적어도 10.0 mg/g 이상이면서, 비교제조예에 비해 진세노사이드 F2 및 화합물 K의 함량이 현저히 높아 진세노사이드 지표가 더욱 우수하고, 생체 이용률이 더욱 높은 것을 확인할 수 있다.
시험예 2: 홍삼 과립의 장용성 측정 - 산성 용액에서의 용해도
투명한 용기에 25 ℃의 물 100 g을 넣고, 1N 염산 용액으로 pH를 3.0로 조정한 후, 실시예 및 비교예에 따른 각각의 홍삼 과립 5 g씩을 넣은 후 뚜껑을 닫고 상하진동체에 올린 후 170 rpm 및 상하 진동폭 7 cm 조건하에서 홍삼 과립이 완전 용해되기까지의 시간을 측정하였다. 상기 측정 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 완전 용해되는데 필요한 시간 (초)
대조군 26.4
실시예 1 47.2
실시예 2 48.6
실시예 3 48.5
실시예 4 32.2
실시예 5 29.3
비교예 1 41.2
비교예 2 47.5
비교예 3 40.3
비교예 4 31.7
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 이중 코팅 홍삼 과립은 이중 코팅에 의해 위액과 같은 산성 용액 조건에서 용해되는 시간이 길어져 장용성 효과를 보이는 것으로 확인되었다.
시험예 3: 홍삼 과립의 흡습성 측정
일반적으로 과립의 흡습성은 저장안정성과 밀접한 관계가 있으며 흡습성이 크면 덩어리지고 굳어지는 현상이 발생하기 쉬우며 저장 안정성이 낮은 것으로 알려져 있다.
실시예 및 비교예에 따른 홍삼 과립을 20.0 g씩 500 mL 비커에 담아, 온도 40℃, 상대습도 80%로 조정된 항온 항습기(Humidity Chamber)를 이용하여 7일간 보관하면서 중량 증가 정도를 측정하여 하기 표 6에 나타내었다.
구분 무게 (g)
0일 3일 후 7일 후
대조군 20.0 21.13 22.09
실시예 1 20.0 20.10 20.12
실시예 2 20.0 20.09 20.10
실시예 3 20.0 20.10 20.12
실시예 4 20.0 21.05 21.98
실시예 5 20.0 21.00 21.93
비교예 1 20.0 20.10 20.13
비교예 2 20.0 20.10 20.15
비교예 3 20.0 20.16 20.17
비교예 4 20.0 22.91 25.83
상기 표 6에 나타낸 바와 같이, 실시예에 따른 홍삼 과립이 이중 코팅을 하지 않은 비교예에 비해 상대적으로 흡습성이 낮은 것을 알 수 있다.
시험예 4: 가속시험 안정성 실험 - 유효성분 안전성 평가
상기 실시예 및 비교예에 따른 홍삼 과립을 40 ℃, 상대습도 70% 조건에서 40일 동안 보관하면서 진세노사이드 함량을 측정하여, 저장기간에 따른 유효성분의 함량(진세노사이드 함량)을 초기 저장일(0일)의 유효성분 함량에 대한 상대비율로 계산하여 하기 표 7에 나타내었다.
구분 총 진세노사이드 함량
(% of 0일)
대조군 0일 100
20일 96.12
40일 86.67
실시예 1 0일 100
20일 99.80
40일 99.62
실시예 2 0일 100
20일 99.93
40일 99.80
실시예 3 0일 100
20일 99.85
40일 99.66
실시예 4 0일 100
20일 96.91
40일 91.58
실시예 5 0일 100
20일 96.53
40일 92.09
비교예 1 0일 100
20일 99.78
40일 99.59
비교예 2 0일 100
20일 99.87
40일 99.63
비교예 3 0일 100
20일 95.16
40일 91.54
비교예 4 0일 100
20일 94.05
40일 88.68
상기 표 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 이중 코팅 홍삼 과립은 홍삼농축액만으로 구성된 대조군과 비교하여 고온고습 환경에서 저장기간 경과에 따른 총 진세노사이드 함량 감소가 적은 것을 알 수 있다.
시험예 5: 항산화 시험
실시예 및 비교예에 따른 홍삼 과립을 증류수에 녹인 후, 다양한 농도로 희석한 시험액을 준비하였다.
96-well plate에 다양한 농도로 희석한 시험액 100 μL와 0.15 mM DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 용액 100 μL을 넣고 혼합하여 실온에 30분간 반응시킨 후 570 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 결과 값은 시료를 첨가하지 않은 대조군과 비교하여 유리 라디칼의 제거 활성을 나타냈으며, 양성대조군으로는 ascorbic acid를 사용하였다. DPPH radical 소거능은 아래의 식으로 산출하였고, SC50값은 각 농도별 radical 소거능에 대한 검량선에서 radical 소거능이 50%가 되는 농도를 계산하여 하기 표 8에 나타내었다.
[수학식 1]
DPPH 라디칼 소거능(%) = (1-A/B) x 100
(A: 시료 첨가구의 흡광도, B: 무처리구의 흡광도)
구분 SC50 (mg/mL)
대조군 1.35±0.02
실시예 1 0.95±0.05
실시예 2 1.05±0.03
실시예 3 1.00±0.01
비교예 1 1.25±0.01
비교예 2 1.27±0.03
비교예 3 1.32±0.02
비교예 4 1.29±0.02
비교예 5 1.31±0.03
비교예 6 1.30±0.02
비교예 7 1.33±0.04
비교예 8 1.34±0.02
비교예 9 1.22±0.03
상기 표 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립은 대조군 및 비교예에 비해 항산화 활성이 더욱 증진된 것을 확인할 수 있다.
시험예 6: 항염 효능 시험 - NO 생성 억제능 측정
Mouse macrophage cell인 RAW 264.7 cell에 염증 유발 물질인 LPS (Lipopolysaccharide)를 인위적으로 처리하여 유도된 NO(Nitric oxide)의 양을 측정함으로써 항염 효능을 평가하였다.
먼저, 실시예 및 비교예에 따른 홍삼 과립 약 2 g을 50 ㎖의 증류수에 완전하게 용해시켰다.
이후 96-well plate에 well 당 2×105 cells/well 이 되도록 분주한 다음, 24시간 동안 37℃, 5% CO2 incubator에서 배양하였다. Overnight 한 다음 새로운 배지로 교환해주고 LPS (1 μg/mL)와 상기 실시예 및 비교예의 시료를 각각 투여하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후, 배지 상층액을 취해 13,000 rpm에서 3분 동안 원심 분리하여 상등액만 모은 후, Griess 시약과 1:1로 반응시키고 570 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 그 결과를 LPS 투여 대조군에 대한 상대 비율로 하기 표 9에 나타내었다. 각 시험 물질에 대한 농도별 실험은 3개의 well에 걸쳐 수행되었으며, 그 결과를 3개 측정값의 평균 ± 표준편차로 나타내었다. 통계적 유의성을 검토하기 위해 대조값에서의 변동을 one-way ANOVA test에 의해 판정하였으며, P 값이 5% 미만인 경우 (p < 0.05) 통계적으로 유의성이 있는 것으로 간주하였다.
구분 NO 생성량 (% of control)
LPS 투여 대조군 100
실시예 1 37.5±2.5
실시예 2 53.4±3.3
실시예 3 41.1±7.8
비교예 1 97.2±9.5
비교예 2 65.1±4.3
비교예 5 77.3±2.5
비교예 6 85.5±4.7
비교예 7 90.3±3.2
비교예 8 92.4±5.3
비교예 9 82.6±6.3
상기 표 9를 살펴보면, 본 발명의 이중 코팅 홍삼 과립은 대조군 및 비교예에 비해 항염 활성이 현저히 증대된 것을 확인할 수 있다.
시험예 7: 관능평가
상기 실시예 및 비교예에 따른 홍삼 과립의 관능평가를 실시하였다.
구체적으로, 관능평가는 홍삼 과립 1.5 g을 100 mL의 물에 용해시켜 음용하였을 때의 맛, 냄새 및 전체적인 기호도를 평가하였다.
식품관련 분야에서 3년 이상의 관능검사 경력을 지닌 남녀 각각 50명을 패널로 구성하였고, 9점 척도법(최저 1점, 최고 9점)에 준하여 기호도 검사를 실시하였으며, 이때 통계처리는 SPSS 12.0 통계 프로그램을 사용하고 다중범위 검정(DMR-test; Duncan multiple range test)으로 유의수준 p<0.05에서 유의성을 검증하였다. 상기의 평가 결과를 하기 표 10에 나타내었다.
구분 맛 냄새 전체적 기호도
대조군 5.8 5.7 5.8
실시예 1 7.7 7.3 7.5
실시예 2 7.3 6.9 7.1
비교예 1 5.5 6.0 5.7
비교예 2 6.2 6.1 6.1
비교예 3 6.9 6.8 6.8
비교예 4 7.0 6.7 6.9
비교예 5 6.5 6.2 6.3
비교예 6 7.1 6.5 6.8
비교예 7 6.3 6.4 6.3
비교예 8 6.2 6.4 6.3
비교예 9 6.5 6.0 6.2
상기 표 10을 살펴보면, 실시예의 홍삼 과립이 비교예에 비해 전체적으로 기호도가 우수한 것을 확인하였다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (10)

  1. (1) 홍삼농축액, 알파-아밀라아제 및 판크레아틴이 1 : 1.5-3.5의 중량비로 혼합된 복합효소 및 물을 혼합한 후 효소 반응시켜 효소처리 홍삼농축액을 제조하는 단계;
    (2) 상기 효소처리 홍삼농축액을 분무건조하여 홍삼농축액 시드 분말을 제조하는 단계;
    (3) 상기 홍삼농축액 시드 분말을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하고, 유동층코팅과립기 상부의 원적외선 조사 장치를 통해 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 상기 효소처리 홍삼농축액을 분사하여 과립으로 성형하는 단계;
    (4) 상기 효소처리 홍삼농축액, 천연다당류 및 정제수를 혼합하여 2차 코팅 용액을 제조하는 단계; 및
    (5) 상기 (3) 단계에서 제조한 과립을 유동층코팅과립기 하단에 투입한 후 가열된 공기를 투입하면서, 유동층코팅과립기 하부의 분사노즐을 통해 (4) 단계의 2차 코팅 용액을 분사하여 이중 코팅 과립으로 성형하는 단계;를 포함하는 진세노사이드 함량이 증가되고 항산화 및 항염 활성이 증진된 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (1) 단계의 홍삼농축액 및 복합효소는 100 : 1-10의 중량비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    (1) 단계의 효소 반응은 20 내지 80 ℃에서 5분 내지 20시간 동안 10 내지 50 rpm으로 교반하며 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (1) 단계의 효소 반응은 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사하는 가운데 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    (2) 단계의 효소처리 홍삼농축액은 분무건조하기 전 또는 후에 2 내지 14 ㎛ 범위의 파장을 방출하는 원적외선을 조사한 것임을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    (3) 및 (5) 단계의 유동층코팅과립기는
    흡입공기온도가 60 내지 90℃이고, 유동화 분말온도가 40 내지 50℃이며, 유동화를 위한 분무공기압은 2.8 내지 3.2kg/㎠이고, 1차 코팅 용액 또는 2차 코팅 용액의 투입속도는 1 내지 200 g/분인 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    (4) 단계의 천연다당류는 구아검, 잔탄검, 아라비아검, 셀룰로오스검, 트라가칸트검, 로거스트콩검, 카라야검, 가티검, 타라검 및 곤약검 중에서 선택된 2종 이상의 검인 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 천연다당류는 젤란검 및 아라비아검이 1 : 1-3의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이중 코팅 홍삼 과립은 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합이 적어도 10.0 mg/g 이상이고, 진세노사이드 F2의 함량이 적어도 5.0 mg/g 이상이며, 진세노사이드 화합물 K의 함량이 적어도 5.0 mg/g 이상인 것을 특징으로 하는 이중 코팅 홍삼 과립의 제조방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되어, 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3의 총합, 진세노사이드 F2 및 진세노사이드 화합물 K 함량이 증가되고, 항산화 및 항염 활성이 증진된 이중 코팅 홍삼 과립.
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