WO2018066807A1 - 전처리 공정에 의해 기능성 및 기호성이 개선된 팽화 인삼의 제조 방법 - Google Patents

전처리 공정에 의해 기능성 및 기호성이 개선된 팽화 인삼의 제조 방법 Download PDF

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이점균
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing expanded ginseng with improved palatability with health functionality.
  • Ginseng is a perennial herbaceous herbaceous plant belonging to the Panax of the Araliaceae in terms of plant taxonomy and has long been used as an important herb in herbal medicine.
  • Saponins of ginseng have physiological effects such as anticancer activity, antioxidant activity, arteriosclerosis and hypertension prevention, liver function improvement, antifatigue, antistress action, anti-aging, brain activity promotion, anti-inflammatory activity, allergic disease treatment and protein synthesis ability. It is known that Korean red ginseng has excellent physiological activities such as antioxidant, hypotension, alcoholic hyperlipidemia, hypoglycemic action.
  • Ginseng is generally divided into white and red ginseng according to the processing method.
  • White ginseng refers to dried raw ginseng, which is mined from the field, that is, dried ginseng as it is.
  • Red ginseng is steamed and dried and processed with various chemical changes such as saponin modification and amino acid change in the manufacturing process.
  • Red ginseng produces saponin components such as ginsenosides Rg2, Rg3, Rh1, and Rh2 which do not exist in ginseng due to the heat applied during the manufacturing process.
  • the active ingredients unique to red ginseng are cancer prevention, cancer cell growth suppression, and blood pressure lowering. It can be expected to have excellent pharmacological effects due to excellent neuroprotective and learning ability, antithrombotic action and antioxidant action.
  • ginseng products are products extracted with water or other solvents, and active ingredients of ginseng are dissolved in extract products and processed into easy-to-eat forms. However, even if the active ingredient in red ginseng is extracted through the extraction process, some of the active ingredients remain in the ginseng, and a large amount of useful human components including ginsenosides are ingested and discarded.
  • ginseng Since ginseng is hard to be used as a food because its tissue is hard, it is processed into an extract extracted with water or alcohol, a concentrate concentrated under reduced pressure, or a powder form.
  • Korean ginseng is exported worldwide because of its excellent functionality.
  • the main export destinations are Japan and China. Recently, the United States and Europe have been in the spotlight as new export destinations.
  • Korean ginseng despite its excellent functionality, has a limitation in demand because the general consumer may feel rejected due to the strong earthy aroma and bitter taste.
  • an object of the present invention is to provide a method for producing expanded ginseng ginseng has been improved by minimizing carbonization of ginseng and increased body absorption of the active ingredient.
  • dipping ginseng in carbonated water (b) adjusting the moisture content of the ginseng to 5.0 to 20.0 wt% based on the ginseng total weight; And (c) swelling at a pressure of 6 to 9kg / cm 2 , and a temperature of 100 to 130 °C; provides a manufacturing method of expanded ginseng comprising.
  • the method may further include heat-treating the ginseng surface before the step (a).
  • the heat treatment may supply moisture to the surface of the ginseng and irradiate far infrared rays.
  • the heat treatment may be performed for 20 to 60 minutes.
  • step (a) may be carried out at a pressure of 0.3 to 5.0 MPa.
  • the step (a) may be performed for 30 to 120 minutes at a temperature of 5 to 25 °C.
  • step (b) it can be naturally dried at room temperature to adjust the moisture content.
  • the step of grinding the expanded ginseng there is provided a method for producing puffed ginseng extract comprising the step of extracting the ground ginseng.
  • the expanded ginseng prepared by the above method may not only increase the ginsenoside component useful for the human body but also significantly increase the extraction efficiency due to its excellent porosity.
  • the manufacturing method of the expanded ginseng can be performed even under relatively mild conditions, so that carbonization of the ginseng and the destruction of the active ingredient thereof can be minimized.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method of preparing expanded ginseng according to an aspect of the present invention.
  • the numerical range includes the numerical values defined in the range. All maximum numerical limits given throughout this specification include all lower numerical limits as if the lower numerical limits were clearly written. All minimum numerical limits given throughout this specification include all higher numerical limitations as if the higher numerical limit were clearly written. All numerical limitations given throughout this specification will include all better numerical ranges within the broader numerical range, as the narrower numerical limitations are clearly written.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a method of preparing expanded ginseng according to an aspect of the present invention.
  • one aspect of the present invention comprises the steps of (a) dipping ginseng in carbonated water; (b) adjusting the moisture content of the ginseng to 5.0 to 20.0 wt% based on the ginseng total weight; And (c) swelling at a pressure of 6 to 9 kg / cm 2 and a temperature of 100 to 130 ° C.
  • the ginseng is a perennial plant belonging to the genus Panax , and the genus Panax is known as a perennial root of the genus Araliaceae in plant taxonomy.
  • saponins contained in Korean ginseng are ginsenosides Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rg1, Re, etc., and memory loss caused by damage to animal models or hippocampus neurons damaged by scopolamine. It is known to mitigate.
  • the ginseng is not only commonly used ginseng ( Panax ginseng CA. Meyer ), but also Panax ginseng ( Panax quinquefolium ), Panax Notoginseng ( Panax notoginseng ), Panax japonicum , and Panax ginseng trifolium ) and Himalayan ginseng ( Panax pseudoginseng ) and all kinds of hemp, etc., and the origin, type and form of hemp are not limited.
  • the processing form of the ginseng is not limited, for example, ginseng, white ginseng, camphor ginseng, red ginseng, and the like may be used, and regardless of the portion, main ginseng or misam may be used.
  • the expanded ginseng manufacturing method may include a step of immersing ginseng in carbonated water as a pretreatment step using carbonated water.
  • the puffing refers to a method of instantaneously lowering the pressure at high temperature and high pressure to induce gelatinization of starch in the expanded material, and causing expansion of the volume due to evaporation of moisture.
  • the expansion may be a direct expansion method or an indirect expansion method.
  • the indirect expansion method may be a product such as cereals, confectionery, meat substitutes, feed, etc. by extrusion molding using heat and shear stress.
  • a product such as popcorn or rice jungjeong may be manufactured by directly applying heat and pressure in a closed space.
  • Applying high pressure and heat to a particular material can impart porosity as the tissue structure expands by swelling and gelatinization of the tissue in the material.
  • the Mailliard reaction causes browning of the material, and the flavor may be increased due to volatile substances such as formic acid, acetaldehyde, formaldehyde and glyoxal.
  • Ginseng may be decomposed, synthesized, or condensed in a puffing process to increase the content of water-soluble solids and may be accompanied by changes in various components.
  • reducing sugars and nitrogen compounds may promote browning reaction by heat treatment, and enhance flavor and taste.
  • browning material produced in ginseng may have a strong antioxidant activity against the rancidity of lipids, so the preservation of ginseng may be improved.
  • the ginseng may be immersed in carbonated water in the step (a) before the expansion process.
  • the preparation method of the expanded ginseng may increase the expansion efficiency through a pretreatment process using carbonated water and perform the expansion process in a relatively mild condition to minimize the destruction of pharmacological components and to improve palatability.
  • the carbonated water is water in which carbonate ions (HCO 3 ⁇ ) are dissolved, but the concentration of the carbonate ions is not particularly limited, but preferably 250 to 500 mg / L and a pH of 4.0 to 6.0.
  • the carbonated water is a colorless, odorless, tasteless saturated aqueous solution of carbon dioxide to supply water to the inside of the ginseng tissue and expand the tissue structure to significantly increase the efficiency of the expansion process.
  • the carbonated water is harmless to the human body, and only changes the structure of ginseng tissue, does not affect the active ingredient or palatability, and cost efficiency is also excellent.
  • the manufacturing method of the expanded ginseng can not only increase the efficiency of the carbonization reaction through the carbonated water pretreatment process but also produce various pharmacological components that are not converted by the conventional carbonization process by interacting with carbonate ions and active ingredients in ginseng. Can be.
  • Step (a) may be performed at a pressure of 0.3 to 5.0 MPa.
  • the extraction temperature can be lowered to suppress emission of carbon dioxide gas into the air, and the extraction conditions at low temperature and high pressure can be maintained to prevent a decrease in process efficiency.
  • the carbonate ions effectively penetrate into the ginseng tissue at high pressure to expand the tissue structure and effectively interact with the pharmacological components contained in the ginseng, thereby maximizing the efficiency of the pretreatment process.
  • excessively high pressure may cause an increase in process cost, and at low pressures, interaction between carbonate and ginseng tissue may be reduced.
  • the step (a) may be performed for 30 to 120 minutes at a temperature of 5 to 25 °C.
  • process temperature is less than 5 °C ginseng tissue is rigid and the tissue structure does not expand effectively, if more than 25 °C carbon dioxide gas is discharged into the air may reduce the process efficiency.
  • the process time is less than 30 minutes, the tissue structure of ginseng may not be sufficiently extended, the desired technical effect may not be implemented, if more than 120 minutes, the time is excessively excessive and the cost efficiency may be reduced.
  • the moisture content of the ginseng may be adjusted to 5.0 to 20.0 wt% based on the ginseng total weight.
  • the ginseng may contain a large amount of water by the carbonated water pretreatment process, it is possible to increase the expansion efficiency by controlling the content of the contained water. Excessive or excessive moisture content may reduce the swelling efficiency or increase the carbonization of ginseng tissue.
  • step (b) it can be naturally dried at room temperature to control the moisture content.
  • the moisture content is reduced by directly applying heat to the ginseng, the pharmacological component may be destroyed by heat, and thus, the natural dryness at room temperature may be minimized to negatively affect the commerciality of the expanded ginseng.
  • step (c) it can be swollen at a pressure of 6 to 9kg / cm 2 , and a temperature of 100 to 130 °C.
  • the expansion process may be performed in a rotary expansion machine widely used in the art.
  • the expansion process is performed under relatively high pressure and high temperature conditions, but the pretreatment process using the carbonated water can make the expansion condition significantly milder.
  • the swelling process can be performed under relatively low temperatures and pressures so that deterioration of nutrients and flavors can be minimized and process costs can also be reduced.
  • it may further comprise the step of heat-treating the ginseng surface before the step (a), the heat treatment may be performed by supplying moisture to the surface of the ginseng and irradiated with far infrared rays.
  • the ginseng may increase the pretreatment efficiency because the pores of the surface is expanded by the heat treatment and the tissue structure is flexible, and in particular, the process efficiency that may be lowered in the low temperature pretreatment process may be compensated by the heat treatment process.
  • the far-infrared ray is a wavelength of 50 to 1,000 ⁇ m as an electromagnetic radiation of a long wavelength in the infrared radiation as a long wavelength can easily penetrate into the inside of the ginseng and can even heat the ginseng as a whole.
  • the far infrared rays increase the physiological activity of ginseng can increase the flavor with health functionalities.
  • the heat treatment may be performed for 20 to 60 minutes.
  • the manufacturing method of the expanded ginseng can be performed under mild conditions in order to minimize the change in the characteristics of ginseng that may be caused by external factors such as heat or pressure in the process, the bioactive substance contained in the ginseng when the heat treatment process is long Since this can be deformed, the heat treatment conditions can be appropriately controlled.
  • Another aspect of the present invention comprises the steps of grinding the expanded ginseng; And it provides a method for producing puffed ginseng extract comprising the step of extracting the ground ginseng.
  • the expanded ginseng can be shortened the extraction time of the active ingredient because the tissue is porous by the expansion, and the content of ginsenosides useful for the human body can be increased and the bitter taste peculiar to ginseng or red ginseng can be removed.
  • the extract refers to a solvent in which an active ingredient contained in the extract material is transferred by contacting a solvent and an extract material under specific conditions, and extracting a component dissolved in a solvent from a natural product using water or an organic solvent. It may include all of the specific components, such as those obtained by extracting only specific components such as oil.
  • the kind of solvent is not particularly limited, and various solvents may be used as necessary.
  • the expanded ginseng extract may be extracted with one or more solvents selected from the group consisting of water, lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, and 1,3-butylene glycol, and the extraction process
  • the solvent may be performed by a conventional method in the art, such as cooling, warming, heating, etc. using the solvent.
  • the extract may be prepared by washing the expanded ginseng with water, drying and pulverizing, extracting and filtering for about 1 to 24 hours with a solvent having a volume of 8 to 12 times the weight of each raw material.
  • the extract may be obtained in powder form by an additional process such as distillation under reduced pressure or lyophilization, and may also include an extract that has undergone conventional purification.
  • the extract may be subjected to various purification methods additionally performed, such as separation using an ultrafiltration membrane having a constant molecular weight cut-off value, separation by various chromatography (manufactured for separation according to size, charge, hydrophobicity, or affinity). It may comprise a fraction obtained through.
  • red ginseng Four-year-old dried red ginseng (Korean ginseng) was prepared. The red ginseng was immersed in carbonated water at pH 5.5 for 90 minutes, and the temperature and pressure were maintained at 10 ° C. and 1.0 MPa, respectively.
  • the red ginseng was dried so that the water content of about 10.0% by weight at room temperature.
  • the red ginseng was put in a preheated rotary expander and heated with a burner to expand and expand the cover of the expander at a pressure of 9 kg / cm 2 and a temperature of 140 to 150 ° C.
  • Puffed ginseng was prepared in the same manner as in Example 1 except that the infrared ray was irradiated for 30 minutes before being immersed in carbonated water.
  • red ginseng Four-year-old dried red ginseng was immersed in purified water for 30 minutes and dried at room temperature to have a water content of about 10.0% by weight. Thereafter, puffed ginseng was prepared in the same manner as in Example 1, but red ginseng and ginseng fruit (water content 7.0 wt%) ground to a particle size of 2.0 mm were mixed at a weight ratio of 2: 1 to carry out puffing process.
  • Puffed ginseng was prepared in the same manner as in Example 1, but the puffed process was performed under relatively relaxed conditions at a pressure of 6 kg / cm 2 and a temperature of 105 to 110 ° C.
  • Puffed ginseng was prepared in the same manner as in Example 1, but red ginseng was puffed without further processing without being immersed in carbonated water.
  • Expanded ginseng was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, but expanded conditions were the same as in Example 4.
  • the expanded ginseng of the embodiment is considered to be because the expansion efficiency and the porosity of the tissue is increased by the ginseng fruit added together in the pretreatment process or expansion process to facilitate the penetration of the solvent into the ginseng tissue.
  • Example 4 did not decrease the expansion efficiency even under relatively relaxed conditions due to the pretreatment of carbonated water, it was evaluated that the expansion efficiency is remarkably excellent compared to Comparative Examples 1 and 2.
  • Extracts based on Examples 1 to 4 significantly increased the content of ginsenoside component relative to the weight.
  • Comparative Examples 1 and 2 which were subjected to the expansion process in a conventional manner, contain major saponins (Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1) and minor saponins (Rd, Rg3, Rg2, Rh1, Rh2, F1). It was analyzed that Comparative Example 2, which performed the expansion process under mild and mild conditions, had less content of saponin and irradiated Phoninin than Comparative Example 1.
  • Example 4 although the expansion process was performed under mild conditions, the expansion efficiency was increased by the pretreatment process using carbonated water, and the content of saponin and irradiated ponin was analyzed at a significantly higher level compared to Comparative Examples 1 and 2.
  • Examples 1 to 4 are not only ginsenosides, such as Rh2, Rg3 and Compound K, but also increase the content of ginsenoside metabolite, which is an easily absorbed form. Judging.
  • the expanded ginseng according to Examples 1 to 4 has a high ginsenoside content, which is not only excellent in functionality, but also better in taste and aroma than conventional red ginseng extracts, thereby satisfying consumers' preferences as a high-quality ginseng product. You can.

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Abstract

본 발명은 기능성 및 기호성이 개선된 팽화 인삼의 제조 방법에 관한 것으로, (a) 인삼을 탄산수에 침지시키는 단계; (b) 상기 인삼의 수분 함량을 인삼 총 중량 대비 5.0 내지 20.0 중량%로 조절하는 단계; 및 (c) 6 내지 9kg/cm2의 압력, 및 100 내지 130℃의 온도에서 팽화하는 단계;를 포함하는 팽화 인삼의 제조 방법이 제공된다.

Description

전처리 공정에 의해 기능성 및 기호성이 개선된 팽화 인삼의 제조 방법
본 발명은 건강 기능성과 함께 기호성이 개선된 팽화 인삼의 제조 방법에 관한 것이다.
인삼은 식물 분류학상으로 오갈피나무과(Araliaceae)의 인삼속(Panax)에 속하는 다년생 음지성 초본식물로서 오래 전부터 한방에서 중요한 약재로 사용되었다. 인삼의 사포닌은 항암 작용, 항산화 작용, 동맥경화 및 고혈압 예방, 간기능개선, 항피로, 항스트레스 작용, 노화방지, 두뇌활동 촉진, 항염활성, 알레르기성 질환치료 및 단백질합성 능력의 촉진 등의 생리활성이 있으며, 고려 홍삼은 항산화, 혈압강하, 알코올성 고지혈증 개선, 혈당강하작용 등의 우수한 생리활성을 보유하는 것으로 알려져 있다.
인삼은 일반적으로 가공방법에 따라 백삼과 홍삼으로 구분된다. 백삼은 밭에서 채굴한 가공되지 아니한 인삼 즉, 수삼을 그대로 건조한 것을 지칭하며 홍삼은 수삼을 증숙하여 건조 가공한 것으로 제조과정에서 사포닌 변형과 아미노산 변화 등 여러 화학적인 변화가 수반된다.
홍삼은 제조과정에서 가해지는 열에 의해 인삼에 존재하지 않는 진세노사이드 Rg2, Rg3, Rh1, Rh2 등의 사포닌 성분이 생성되며, 홍삼 특유의 유효 성분은 암예방 작용, 암세포 성장억제 작용, 혈압 강하작용, 뇌신경세포 보호 및 학습능력 개선작용, 항혈전 작용, 항산화 작용 등이 우수하여 탁월한 약리 효능을 기대할 수 있다.
한편, 최근 홍삼의 건강 증진 효과에 대한 수요자들의 관심이 증대되면서, 관련 제품에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
인삼 제품에 있어서 대표적인 제품은 물 또는 타 용매로 추출한 제품으로서, 인삼의 유효 성분이 추출물 제품에 용해되어 취식이 용이한 형태로 가공된다. 그러나 추출 공정을 통해 홍삼 내의 유효 성분을 추출해내더라도 인삼 내에 일부 유효성분이 추출되지 않고 남아있어 진세노사이드를 비롯한 다량의 인체 유용 성분은 섭취되지 않고 버려질 수 밖에 없다.
인삼은 그 조직이 단단하여 그대로 식품으로 사용하기 어려워 물이나 주정으로 추출한 추출액, 이를 감압 농축한 농축액, 또는 분말 형태로 가공되고 있다.
현재 국내의 고려인삼은 우수한 기능성으로 인해 전세계적으로 수출되고 있다. 주요한 수출 대상국은 일본, 중국 등이며 최근에는 미국이나, 유럽이 새로운 수출 대상국으로 각광받고 있다.
그러나, 고려인삼은 우수한 기능성에도 불구하고 강한 흙의 향과 함께 쓴맛으로 인해 일반 수요자가 거부감을 느낄 수 있어 수요층에 한계가 있다.
상기 문제점을 해결하고자 인삼에 대한 다양한 가공 방법이 개발되고 있으며 팽화 공정이 적용되기도 하였으나, 팽화 공정은 고온 및 고압의 조건에서 수행되므로 인삼의 탄화로 인해 개별 사포닌 성분이 파괴되는 문제점이 있다.
따라서 생활 수준의 향상과 함께 인삼에 대한 관심이 확산되면서 일반 수요자의 기호성을 충족시킬 수 있는 인삼의 가공 방법에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인삼의 탄화가 최소화되고 유효 성분의 체내흡수율이 증대되어 기호성이 개선된 팽화 인삼의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 인삼을 탄산수에 침지시키는 단계; (b) 상기 인삼의 수분 함량을 인삼 총 중량 대비 5.0 내지 20.0 중량%로 조절하는 단계; 및 (c) 6 내지 9kg/cm2의 압력, 및 100 내지 130℃의 온도에서 팽화하는 단계;를 포함하는 팽화 인삼의 제조 방법이 제공된다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에 상기 인삼 표면을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열처리는 상기 인삼 표면에 수분을 공급하고 원적외선을 조사할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 열처리는 20분 내지 60분 동안 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는 0.3 내지 5.0 MPa의 압력에서 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는 5 내지 25℃의 온도에서 30 내지 120분 동안 수행될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (b) 단계에서 상온에서 자연 건조하여 수분 함량을 조절할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 팽화 인삼을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 인삼을 추출하는 단계를 포함하는 팽화 인삼 추출물의 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 상기 방법에 의해 제조된 팽화 인삼은 인체에 유용한 진세노사이드 성분이 증가될 뿐만 아니라, 우수한 다공 특성으로 인해 추출 효율이 현저히 증대될 수 있다.
또한, 상기 팽화 인삼의 제조 방법은 상대적으로 온화한 조건에서도 수행될 수 있으므로 인삼의 탄화 및 이로 인한 유효 성분의 파괴가 최소화될 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 팽화 인삼의 제조 방법을 도식화한 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
수치 범위는 상기 범위에 정의된 수치를 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진모든 최대의 수치 제한은 낮은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 낮은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 최소의 수치 제한은 더 높은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼 모든 더 높은 수치 제한을 포함한다. 본 명세서에 걸쳐 주어진 모든 수치 제한은 더 좁은 수치 제한이 명확히 쓰여져 있는 것처럼, 더 넓은 수치 범위 내의 더 좋은 모든 수치 범위를 포함할 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 기술하나, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되지 아니함은 자명하다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 팽화 인삼의 제조 방법을 도식화한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 측면은 (a) 인삼을 탄산수에 침지시키는 단계; (b) 상기 인삼의 수분 함량을 인삼 총 중량 대비 5.0 내지 20.0 중량%로 조절하는 단계; 및 (c) 6 내지 9kg/cm2의 압력, 및 100 내지 130℃의 온도에서 팽화하는 단계;를 포함하는 팽화 인삼의 제조 방법을 제공한다.
상기 인삼은 파낙스(Panax)속에 속하는 다년생 식물로, 파낙스 속 식물은 식물 분류학상 오가피(Araliaceae)과에 속하는 다년생 숙근초로서 지구상에 십여 종이 알려져 있다. 특히 고려인삼에 다량 함유된 사포닌은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rg1, Re 등이 있으며, 스코폴라민(scopolamine)으로 손상된 동물모델이나 해마(hippocampus) 신경세포의 손상에 의한 기억력 감퇴를 완화시키는 것으로 알려진다.
상기 인삼은 통상적으로 상용되는 인삼(Panax ginseng C.A . Meyer) 뿐만 아니라, 화기삼(Panax quinquefolium), 전칠삼 (Panax notoginseng), 죽절삼(Panax japonicum), 삼엽삼(Panax trifolium) 및 히말라야삼(Panax pseudoginseng) 등 모든 종류의 삼을 포괄할 수 있으며, 삼의 원산지, 종류 및 형태 등은 제한되지 아니한다. 또한, 상기 인삼의 가공형태는 제한되지 않으므로, 예컨대 수삼, 백삼, 장뇌삼, 홍삼 등을 사용할 수 있고, 부위와 무관하게 본삼 또는 미삼을 사용할 수도 있다.
상기 팽화 인삼의 제조 방법은 탄산수를 이용한 전처리 단계로서, 인삼을 탄산수에 침지시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 팽화(Puffing)는 고온 및 고압의 조건에서 압력을 순간적으로 저하시켜 팽화 재료 중의 전분의 호화를 유도하고, 수분의 증발로 인해 부피의 팽창을 야기시키는 공법을 지칭한다.
상기 팽화는 직접팽화법 및 간접팽화법이 있다. 상기 간접팽화법은 열과 전단응력을 이용한 압출성형 방법으로 씨리얼, 과자류, 육류 대체품, 사료 등의 제품이 제조될 수 있다. 상기 직접팽화법은 밀폐된 공간에서 열과 압력을 직접적으로 가하는 방법으로 팝콘이나 쌀강정 등의 제품이 제조될 수 있다.
특정 재료에 대한 높은 압력과 열을 가하면, 재료 내 조직의 팽윤 및 호화에 의해 조직 구조가 팽창하면서 다공성이 부여될 수 있다. 또한 마이얄 반응(Mailliard reaction)에 의해 재료의 갈변이 야기하고, 포름산, 아세트알데히드, 포름알데히드, 글리옥살 등의 휘발성 물질로 인해 풍미가 증가될 수 있다.
인삼은 팽화 공정에서 분해, 합성, 축합 등의 반응이 일어나 수용성 고형분의 함량이 증가하고 다양한 성분의 변화가 수반될 수 있다. 특히, 환원성 당 및 질소화합물은 열처리에 의한 갈변화 반응을 촉진하고, 풍미와 식미를 증진할 수 있다. 또한, 인삼에서 생성된 갈변 물질은 지질의 산패에 대하여 강한 항산화 활성을 가지므로 인삼의 보존력이 향상될 수 있다.
그러나, 팽화 공정은 고압 및 고열에서 수행되므로 사포닌 등 인삼에 함유된 다양한 생리 활성 물질이 파괴되고 풍미나 맛이 변질될 수도 있다.
따라서 팽화 공정 이전에 상기 (a) 단계에서 상기 인삼을 탄산수에 침지시킬 수 있다. 상기 팽화 인삼의 제조 방법은 탄산수를 이용한 전처리 공정을 통해 팽화효율을 증대시키고 상대적으로 온화한 조건에서 팽화 공정을 수행하여 약리 성분의 파괴를 최소화함과 동시에 기호성을 증진시킬 수 있다.
상기 탄산수는 탄산 이온(HCO3 -)이 용해된 물로서 상기 탄산 이온의 농도는 특별히 제한되지 않으나 바람직하게는 250 내지 500mg/L이고 pH가 4.0 내지 6.0일 수 있다. 상기 탄산수는 무색, 무취, 무미의 이산화탄소의 포화수용액으로서 상기 인삼 조직 내부에 수분을 공급하고 조직 구조를 팽창시켜 팽화 공정의 효율을 현저하게 증대시킬 수 있다. 특히, 상기 탄산수는 인체에 무해하고 인삼 조직의 구조만을 변화시킬 뿐 유효 성분이나 기호성에는 영향을 미치지 않으며 비용 효율 역시 우수하다.
또한, 상기 팽화 인삼의 제조 방법은 상기 탄산수 전처리 공정을 통하여 탄화 반응의 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 탄산 이온 및 인삼 내의 유효 성분이 상호 작용하여 종래 탄화 공정에서 의해 변환되지 않는 각종 약리 성분이 생성될 수 있다.
상기 (a) 단계는 0.3 내지 5.0 MPa의 압력에서 수행될 수 있다.
상기 탄산 이온은 상온에서 용해도가 상대적으로 낮으므로 추출 온도를 낮춰 탄산가스의 공기 중 배출을 억제할 수 있으며, 저온 및 고압의 추출 조건을 유지하여 공정 효율의 저하를 방지할 수 있다.
특히, 상기 탄산 이온은 고압에서 상기 인삼 조직 내로 효과적으로 침투하여 조직 구조를 확장시킬 뿐만 아니라 인삼에 함유된 약리 성분과 효과적으로 상호 작용하므로 전처리 공정의 효율이 극대화될 수 있다. 다만, 과도하게 높은 압력은 공정 비용의 상승을 야기하고, 낮은 압력에서 탄산 이온 및 인삼 조직 간 상호 작용이 감소할 수 있다.
상기 (a) 단계는 5 내지 25℃의 온도에서 30 내지 120분 동안 수행될 수 있다.
상기 공정 온도가 5℃ 미만이면 인삼 조직이 경직되어 조직 구조가 효과적으로 팽창하지 않고, 25℃ 초과이면 탄산 가스가 공기 중으로 배출되어 공정 효율이 저하될 수 있다.
또한, 상기 공정 시간이 30분 미만이면 인삼의 조직 구조가 충분히 확장되지 않아 목적하는 기술적 효과가 구현되지 않을 수 있으며, 120분 초과이면 시간이 과다하게 소요되어 비용 효율이 저하될 수 있다.
한편, 상기 (b) 단계에서 상기 인삼의 수분 함량을 인삼 총 중량 대비 5.0 내지 20.0 중량%로 조절할 수 있다.
상기 인삼은 탄산수 전처리 공정에 의해 다량의 수분을 함유할 수 있으며, 함유된 수분의 함량을 제어하여 팽화 효율을 증대시킬 수 있다. 수분 함량이 과다하거나 과소한 경우 팽화 효율이 감소하거나, 인삼 조직의 탄화 현상이 증대될 수 있다.
상기 (b) 단계에서 상온에서 자연 건조하여 수분 함량을 조절할 수 있다. 상기 인삼에 직접 열을 가하여 수분 함량을 감소시키는 경우 열에 의해 약리 성분이 파괴될 수 있으므로 상온에서 자연 건조시켜 팽화 인삼의 상품성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 요인을 최소화할 수 있다.
상기 (c) 단계에서 6 내지 9kg/cm2의 압력, 및 100 내지 130℃의 온도에서 팽화시킬 수 있다.
상기 팽화 공정은 당해 기술 분야에서 널리 사용되는 회전식 팽화기에서 수행될 수 있다.
통상적으로 상기 팽화 공정은 상대적으로 고압 및 고온의 조건에서 수행되나, 상기 탄산수를 이용한 전처리 공정은 팽화 조건을 현저히 온화하게 할 수 있다. 특히, 상대적으로 낮은 온도 및 압력 하에서 팽화 공정이 수행될 수 있으므로 영양 성분 및 풍미의 저하가 최소화될 수 있으며 공정 비용 역시 감소할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계 이전에 상기 인삼 표면을 열처리하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 열처리는 상기 인삼 표면에 수분을 공급하고 원적외선을 조사하여 수행될 수 있다.
상기 인삼은 열처리에 의해 표면의 기공이 확장되고 조직 구조가 유연해지므로 전처리 효율이 증대될 수 있고, 특히 저온의 전처리 공정에서 저하될 수 있는 공정 효율은 열처리 공정에 의해 보상될 수 있다.
또한, 상기 원적외선은 50 내지 1,000㎛의 파장으로 적외선 복사 중에서 파장이 긴 영역의 전자기 복사로서 파장이 길어 상기 인삼 내부로 용이하게 침투할 수 있으며 인삼을 전체적으로 고르게 가열할 수 있다. 특히, 상기 원적외선은 인삼의 생리 활성을 증대시키므로 건강 기능성과 함께 풍미를 증대시킬 수 있다.
상기 열처리는 20분 내지 60분 동안 수행될 수 있다. 상기 팽화 인삼의 제조방법은 공정상 열이나 압력 등 등 외부 요인에 의해 유발될 수 있는 인삼의 특성 변화를 최소화하고자 온화한 조건 하에서 수행할 수 있으며, 열처리 공정 시간이 길 때 인삼에 함유된 생리 활성 물질이 변형될 수 있으므로 열처리 조건은 적절히 제어될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 팽화 인삼을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 인삼을 추출하는 단계를 포함하는 팽화 인삼 추출물의 제조 방법을 제공한다.
상기 팽화 인삼은 팽화에 의해 조직이 다공질화 되므로 유효 성분의 추출 시간이 단축될 수 있을 뿐만 아니라, 인체에 유용한 진세노사이드의 함량이 증대되고 인삼 또는 홍삼 특유의 쓴 맛이 제거될 수 있다.
상기 추출물은 용매와 추출재료를 특정 조건하에서 접촉시킴으로써 추출 재료에 함유된 유효 성분이 전이된 용매를 지칭하는 것으로, 물이나 유기용매를 이용하여 천연물로부터 용매에 용해되는 성분을 추출해 낸 것, 천연물의 특정 성분, 예컨대 오일과 같은 특정 성분만을 추출하여 얻어진 것 등을 모두 포함할 수 있다.
또한, 상기 팽화 인삼의 추출 공정에 있어서 용매의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 필요에 따라 다양한 용매가 사용될 수 있다.
예컨대, 상기 팽화 인삼 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 아세톤, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트 및 1,3-부틸렌글라이콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 용매로 추출될 수 있으며, 상기 추출 공정은 상기 용매를 사용하여 냉침, 온침, 가열 등 당해 기술 분야의 통상적인 방법에 의해 수행될 수 있다.
예컨대, 상기 추출물은 상기 팽화 인삼을 수세한 후 건조 및 분쇄하여, 각 원료 중량의 8 내지 12배에 달하는 부피의 용매로 약 1시간 내지 24시간 동안 추출하고 여과함으로써 제조될 수 있다.
상기 추출물은 감압 증류 또는 동결 건조 등과 같은 추가적인 공정에 의해 분말 상태로 수득될 수 있으며, 통상적인 정제 과정을 거친 추출물도 포함할 수 있다. 또한, 상기 추출물은 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획물을 포함할 수 있다.
이하 실시예를 통해, 본 발명을 더욱 상술하나 하기 실시예에 의해 본 발명이 제한되지 아니함은 자명하다.
실시예 1
4년근 건조 홍미삼(한국인삼)을 준비하였다. 상기 홍미삼을 pH 5.5의 탄산수에 90분간 침지하고, 온도 및 압력을 각각 10℃, 1.0MPa로 유지하였다.
반응 종료 후 상온에서 상기 홍미삼의 수분 함량이 약 10.0 중량%가 되도록 건조하였다.
상기 홍미삼을 미리 예열된 회전식 팽화기에 넣은 후 버너로 가열하여 9kg/cm2의 압력 및 140 내지 150℃의 온도에서 팽화기의 덮개를 개방하여 팽화시켰다.
실시예 2
탄산수에 담지하기 전에 원적외선을 30분 동안 조사하여 열처리한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 팽화 인삼을 제조하였다.
실시예 3
4년근 건조 홍미삼을 정제수에 30분간 침지한 후 상온에서 수분 함량이 약 10.0 중량%가 되도록 건조하였다. 이후 실시예 1과 동일한 방법으로 팽화 인삼을 제조하되, 홍미삼 및 2.0mm의 입도로 분쇄된 인삼 열매(수분 함량 7.0 중량%)를 2:1의 중량비로 혼합하여 팽화 공정을 수행하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일한 방법으로 팽화 인삼을 제조하되, 6kg/cm2의 압력 및 105 내지 110℃의 온도의 상대적으로 완화된 조건에서 팽화 공정을 수행하였다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 방법으로 팽화 인삼을 제조하되, 홍미삼을 탄산수에 침지하지 않고 별도의 가공 없이 팽화시켰다.
비교예 2
비교예 1과 동일한 방법으로 팽화 인삼을 제조하되, 팽화 조건을 실시예 4와 동일하게 하였다.
실험예 1: 관능성 평가
실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2의 팽화 인삼을 50g을 상기 인삼의 10 배수에 이르는 정제수에 투입한 후 8시간 가열하여 추출물을 제조하였다. 수득된 추출물을 상온에서 냉각하여 여과지(Toyo No.41)로 여과하였으며 잔류물은 동일한 조작을 반복하여 추출물을 분리하였다. 분리된 추출물을 70 내지 80℃의 수온에서 감압농축(Buhi EL131, Rotavapor. Swiss)하여 실험용 시료를 완성하였다.
평가단 100인을 대상으로 상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 홍삼맛, 식감 및 전체적인 만족도를 조사하고, 하기 표 1에 나타내었다.
구분 맛(풍미) 향 식감 총평
실시예 1 4.3 4.1 4.5 4.3
실시예 2 4.4 4.3 4.6 4.4
실시예 3 4.6 4.6 4.4 4.5
실시예 4 4.4 4.5 4.5 4.5
비교예 1 3.2 2.9 3.1 3.1
비교예 2 3.0 2.6 2.7 2.8
평가 점수는 5: 매우 우수 / 4: 우수 / 3: 보통 / 2: 미흡 / 1: 매우 미흡으로 기준을 부여하였으며, 100인의 평가결과에 대한 평균치를 나타내었다.
시험 결과 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 시료는 비교예 1 및 2와 비교하여 식감, 홍삼향, 풍미가 뛰어나 만족도가 높았으며 따라서 전체적인 상품성이 뛰어난 것으로 평가되었다.
실험예 2 : 농축액의 수율 비교
실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2의 팽화 인삼 각각 100 g에 70%(v/v)의 에탄올을 20배 가한 뒤, 80℃에서 추출 시간을 달리하여 추출하였다. 킴블 필터링 플라스크(Kimble-filtering flask)에 펀넬(funnel)을 장착하고 여과지를 사용하여 추출물을 여과한 후 회전 진공 증발기(rotary vacuum evaporator)를 사용하여 감압농축하였다.
약 105℃에서 2 시간 건조시켜 분말 상태로 수득된 시료의 중량을 측정하여 원재료에 대한 백분율로 추출 수율을 산출하고 하기 표 2에 나타내었다.
구분 추출시간
4h 8h 12h 16h 20h 24h
실시예 1 47.2 49.7 50.5 52.2 53.7 54.9
실시예 2 48.2 50.7 51.8 53.6 54.5 56.1
실시예 3 46.3 48.1 49.9 51.1 52.4 53.8
실시예 4 46.9 48.8 50.7 51.9 53.5 54.6
비교예 1 39.1 42.3 45.6 46.9 48.2 49.1
비교예 2 33.1 37.5 40.1 42.3 43.8 46.4
상기 표 2와 같이, 탄산수 전처리를 하거나 인삼 열매와 함께 팽화한 인삼의 추출 수율은 약 46 내지 56%(w/w)에 이르렀으나, 일반적인 조건 또는 완화된 조건에서 별도의 가공 없이 팽화한 인삼의 추출 수율은 약 33 내지 49%(w/w)에 불과하였다.
실시예의 팽화 인삼은 전처리 가공 또는 팽화 공정에서 함께 투입된 인삼 열매에 의해 팽화 효율이 증가되고 조직의 다공성이 증대되어 용매의 인삼 조직 내 침투가 용이해졌기 때문으로 판단된다.
특히, 실시예 4의 팽화 인삼은 탄산수의 전처리로 인해 상대적으로 완화된 조건에서도 팽화 효율이 저하되지 않았으며, 비교예 1 및 2와 비교하여 팽화 효율이 현저히 우수한 것으로 평가되었다.
실험예 3 : 유효성분의 함량 비교
실험예 1에서 수득한 실험용 시료의 유효 성분의 함량을 분석하고 하기 표 3에 나타내었다.
[함량(mg/g)]
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
조사포닌 251.5 263.3 258.7 250.4 187.2 165.7
Rb1 25.19 27.1 28.3 25.1 13.2 8.15
Rb2 21.4 23.5 24.2 20.3 16.4 10.3
Rc 17.6 18.2 19.5 17.6 8.3 6.5
Rd 13.3 17.3 20.5 15.3 8.2 6.7
Re 25.2 24.5 26.2 24.3 13.5 11.6
Rf 14.2 17.3 18.4 13.9 9.4 6.4
Rg1 25.1 26.1 27.1 23.2 18.1 13.4
Rd 32.3 33.9 34.3 31.5 12.2 7.9
Rg3 24.5 26.5 22.1 22.8 8.4 6.5
Rg2 15.3 16.8 12.6 13.8 9.3 6.8
Rh1 17.1 18.8 14.6 13.3 5.1 3.7
Rh2 28.9 29.4 26.2 23.2 9.1 4.8
F1 9.2 10.2 13.2 8.7 3.7 1.5
F2 13.2 14.1 15.6 11.3 4.3 1.7
Compound K 6.1 6.2 6.8 5.4 3.9 1.3
실시예 1 내지 4를 원료로 한 추출물은 중량 대비 진세노사이드 성분의 함량이 현저히 증가하였다.
통상적인 방법으로 팽화 공정을 수행한 비교예 1 및 2는 메이저 사포닌(Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1) 및 마이너 사포닌(Rd, Rg3, Rg2, Rh1, Rh2, F1) 함량이 적었으며 온화한 조건에서 팽화 공정을 수행한 비교예 2는 비교예 1 대비 사포닌 및 조사포닌의 함량이 더 적은 것으로 분석되었다.
반면, 실시예 4는 온화한 조건에서 팽화 공정을 수행하였음에도 탄산수를 통한 전처리 공정에 의해 팽화 효율이 증대되었으며 사포닌 및 조사포닌의 함량이 비교예 1 및 2와 비교하여 현저히 높은 수준으로 분석되었다.
또한, 실시예 1 내지 4는 Rh2, Rg3 및 Compound K 등 진세노사이드뿐 아니라, 흡수되기 쉬운 형태인 진세노사이드 메타볼라이트의 함량이 전체적으로 증가하였으므로 체내 흡수가 용이하고 건강 증진 효과가 우수할 것으로 판단된다.
즉 상기 결과는 실시예 1 내지 4에 따른 팽화 인삼은 진세노사이드 함량이 현저히 높아 기능성이 우수할 뿐만 아니라, 맛과 향 역시 기존의 홍삼 추출물에 비해 우수하므로, 고급 인삼 제품으로서 소비자의 기호를 충족시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. (a) 인삼을 탄산수에 침지시키는 단계;
    (b) 상기 인삼의 수분 함량을 인삼 총 중량 대비 5.0 내지 20.0 중량%로 조절하는 단계; 및
    (c) 6 내지 9kg/cm2의 압력, 및 100 내지 130℃의 온도에서 팽화하는 단계;를 포함하는 팽화 인삼의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에 상기 인삼 표면을 열처리하는 단계를 더 포함하는 팽화 인삼의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열처리는 상기 인삼 표면에 수분을 공급하고 원적외선을 조사하는 팽화인삼의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열처리는 20분 내지 60분 동안 수행되는 팽화 인삼의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 0.3 내지 5.0 MPa의 압력에서 수행되는 팽화 인삼의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 5 내지 25℃의 온도에서 30 내지 120분 동안 수행되는 팽화인삼의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 상온에서 자연 건조하여 수분 함량을 조절하는 팽화 인삼의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항의 팽화 인삼을 분쇄하는 단계; 및 상기 분쇄된 인삼을 추출하는 단계를 포함하는 팽화 인삼 추출물의 제조 방법.
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