KR102052530B1 - 증숙한 인삼 및 미생물을 이용한 발효홍삼의 제조방법 - Google Patents
증숙한 인삼 및 미생물을 이용한 발효홍삼의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 진세노사이드(ginsenoside) Rg3 함량이 증가된 발효홍삼의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 1회 증숙한 인삼에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주 및/또는 바실러스(Bacillus) 속 균주를 접종하여 발효시킨 후 반복적인 증숙 및 건조 과정을 거쳐 진세노사이드 Rg3 함량을 증진시킨 발효홍삼의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 발효홍삼을 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 발효홍삼의 제조방법을 이용하는 경우, 생리활성을 가지는 진세노사이드 Rg3 성분을 증가시키며 필요한 약리활성에 맞추어 간단하고 빠르게 발효홍삼을 제조할 수 있으므로, 질병치료제, 예방제 및 건강기능식품의 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 특별한 시설이나 장비를 요하지 않아 간단하고 비용면에서도 효율적이며, 선발된 균주만을 순수 배양하여 사용하기 때문에 다른 미생물과의 교차 오염의 문제점을 방지하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 진세노사이드(ginsenoside) Rg3 함량이 증가된 발효홍삼의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 1회 증숙한 인삼에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주 및/또는 바실러스(Bacillus) 속 균주를 접종하여 발효시킨 후 반복적인 증숙 및 건조 과정을 거쳐 진세노사이드 Rg3 함량을 증진시킨 발효홍삼의 제조방법 및 상기 방법에 의해 제조된 발효홍삼을 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
인삼은 반음지성 식물로서 오가피과(Araliaceae), 인삼속(Panax)에 속 식물로, 성질은 약간 따뜻하고 맛은 달고 약간 쓰며, 건강 증진과 질병 예방의 효과가 있는 대표적 한약재로 사용되어 왔다. 인삼은 수삼(水蔘, freshginseng)을 그대로 사용하거나, 건조시켜 백삼(白蔘, white ginseng)의 형태로 제조하여 사용하거나 또는 증숙 시켜서 홍삼(紅蔘, red ginseng)의 형태로 제조하여 사용되었다.
최근에는, 가공된 인삼에만 존재하는 인삼사포닌의 함량을 더욱 높이기 위한 많은 연구가 진행되었으며, 그 결과 태극삼(太極參, taeguk ginseng), 흑삼(黑參, black ginseng) 등의 가공인삼이 개발되었다. 특히, 흑삼은 수회 증숙 및 건조 과정을 거쳐 인삼이 검은색으로 변한 삼을 의미하는 것으로서, 수회 증숙 및 건조 과정을 거치면서 기본적으로 존재하는 인삼사포닌이 소실되지 않을 뿐만 아니라, 가공된 인삼에만 존재하는 인삼사포닌의 함량이 증진되는 것으로 알려져 있어, 이러한 흑삼을 보다 효과적으로 제조하는 방법에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다.
과거 인삼의 약리효능을 강화시킨 예로서 인삼의 가공방법에 따라 백삼제품과 홍삼제품으로 구별될 수 있으며, 특정 성분의 진세노사이드 함량이 백삼에 비하여 홍삼이 훨씬 더 높아, 이러한 함량 차이로 인하여 홍삼제품의 약리효능이 더 뛰어나다. 또한 인삼의 약리효능을 강화시키기 위한 수삼(인삼)의 가공방법으로 열처리에 의한 방법, 산 및 효소에 의한 방법, 미생물에 의한 방법 등이 알려져 있으며, 열처리에 의한 방법은 구증구포(九蒸九曝)에 의한 흑삼의 제조방법과 홍삼 농축액 및 추출액을 고온, 고압 처리하는 방법이 잘 알려져 있다.
최근 들어 홍삼에 함유된 유용한 성분들 중에서 암 예방 및 항암작용 효능이 보다 뛰어난 진세노사이드 Rg3, Rb1과 같은 특정성분의 변환에 대한 선택성을 높여 암 예방 및 항암작용의 약리활성이 뛰어난 고부가가치의 건강식품 등을 제조하는 기술이 요구되고 있다. 홍삼은 증숙 후 건조하는 과정에서 유효 성분이 보다 농축되는데, 사포닌과 같은 인체에 유효한 생리활성 성분이 생성되어 소화흡수가 잘 되고 면역체계 증진 및 기능강화에 도움을 줄 수 있다.
사포닌은 화학적으로 배당체(glycoside)라 부르는 화합물의 일종이다. 식물의 뿌리, 줄기, 잎, 껍질, 씨 등에 포함되어 있으며, 항암, 항산화, 콜레스테롤 저하에 효과적인 생리활성물질로서 진세노사이드(ginsenoside)라 불린다. 진세노사이드의 종류는 약 30여종으로, 그 중 진세노사이드 Rb1이 전체 사포닌의 약 23%를 차지할 정도로 가장 함유량이 많고, Rg1이 약 19%, Re가 15%, Rb2가 11%, Rc가 12%, Rd가 약 7% 함유되어 있다고 알려져 있다. 여러 종류의 진세노사이드 중 Rg3는 백삼에는 없고 산삼과 홍삼에만 미량으로 존재하는 성분이다.
진세노사이드 Rg3는 혈전생성을 억제하고 혈소판의 응집을 억제하며, 혈관을 확장하여 혈액순환을 촉진 하며 혈압을 떨어뜨리는 효능이 있다. 또한 암세포의 전이를 억제하고 항암제에 대한 내성의 발생을 억제하며 치매예방작용이 강한 효능이 있다. Rg3는 효과가 뛰어나지만 홍삼에만 미량으로 존재하기 때문에 홍삼 내의 Rg3의 함유량을 높이기 위한 연구가 진행되어 왔다.
이에 본 발명자들은 홍삼에 미량 포함되어 있는 진세노사이드 Rg3의 함량을 증가시키고, 그에 따라 항산화 기능이 강화된 홍삼을 제조하기 위하여, 1회 증숙한 인삼에 유용 미생물을 접종하여 발효시키고 추가로 증숙 및 건조 단계를 8회 반복하여 발효홍삼을 제조하였으며, 제조된 발효홍삼의 Rg3 함량이 증가됨을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 목적은 생리활성을 나타내는 인삼사포닌 성분인 Rg3의 함량이 증가된 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 Rg3의 함량이 증가된 발효홍삼을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 Rg3의 함량이 증가된 발효홍삼을 포함하여 건강에 도움이 되는 식품을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 1회 증숙한 인삼에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주 및/또는 바실러스(Bacillus) 속 균주를 접종하여 발효시키는 단계; (b) 상기 발효된 인삼을 증숙하고 건조하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계를 7회 추가적으로 반복하는 단계;를 포함하는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 방법에 의해 제조된 발효홍삼 및 상기 발효홍삼을 포함하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 발효홍삼의 제조방법을 이용하는 경우, 생리활성을 가지는 진세노사이드 Rg3 성분을 증가시키며 필요한 약리활성에 맞추어 간단하고 빠르게 발효홍삼을 제조할 수 있으므로, 질병치료제, 예방제 및 건강기능식품의 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에 따른 제조방법은 특별한 시설이나 장비를 요하지 않아 간단하고 비용면에서도 효율적이며, 선발된 균주만을 순수 배양하여 사용하기 때문에 다른 미생물과의 교차 오염의 문제점을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발효홍삼 제조공정을 나타낸 모식도이다.
도 2는 Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis 또는 혼합균주를 이용하여 제조된 발효홍삼의 진세노사이드 Rg3, Rg1, Rb1 함량을 나타낸 그래프이다.
도 2는 Aspergillus oryzae, Bacillus subtilis 또는 혼합균주를 이용하여 제조된 발효홍삼의 진세노사이드 Rg3, Rg1, Rb1 함량을 나타낸 그래프이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명자들은 가공된 인삼에만 존재하는 인삼사포닌 성분의 함량이 증가된 홍삼을 제조하는 방법을 개발하고자 노력한 결과, 인삼 또는 홍삼에 아스퍼질러스속 균을 접종하고 증숙공정과 건조공정을 총 9번 수행하여 인삼 사포닌 성분의 현저한 파괴없이 면역 및 생리활성에 효과가 있는 진세노사이드 Rg3 성분의 함량이 현저히 증가된 발효홍삼을 제조하였다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) 1회 증숙한 인삼에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주 및/또는 바실러스(Bacillus) 속 균주를 접종하여 발효시키는 단계; (b) 상기 발효된 인삼을 증숙하고 건조하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계를 7회 추가적으로 반복하는 단계;를 포함하는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 인삼은 수삼을 세척한 후 증숙하여 제조할 수 있다.
‘인삼’은 식물 분류학상 오가과 인삼속에 속하는 다년생 숙근초로서 지구상에 약 11종이 알려져 있으며, 대표적인 종의 예로는, 아시아 극동 지역(북위 33 ~ 48: 한국, 북만주, 러시아 일부)에 자생하며 약효가 매우 우수한 고려인삼(Panax ginseng C.A.Meyer); 미국, 캐나다에서 자생 및 재배하고 있는 미국삼(Panax quinquefolium L.); 중국 운남성 동남부로부터 광서성 서남부 지역에서 야생 또는 재배하고 있는 전칠삼(Panax notoginseng F.H.Chen); 및, 일본, 중국 서남부, 네팔에 이르기까지 분포되어 있는 죽절삼(Panax japonicus C.A.Meyer) 등이 있다. 현재 인삼의 사용은, 재배하여 채취한 상태 그대로의 수삼을 상온에서 건조시킨 백삼, 수삼을 가열 처리하여 제조되는 홍삼, 선삼 또는 흑삼 등의 형태로 사용되고 있다.
본 발명에 있어서, 발효홍삼 제조에 사용되는 인삼은 공지된 다양한 삼을 사용할 수 있으며, 고려삼, 회기삼, 전칠삼, 죽절삼, 삼엽삼, 히말라야삼 및 베트남삼일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서, 고려인삼을 사용하였다.
홍삼은 수삼으로부터 특수한 증숙, 건조 및 가공 공정을 통해 제조된 생약의 일종이다. 열처리에 따른 성분 변화로 인해 홍삼에는 진세노사이드(Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rg1, Re 등) 및 항산화 활성 물질이 수삼이나 백삼에 비해 다량 함유되어 있고, 특유의 진세노사이드가 생성되기도 한다. 상기 여러 종류의 진세노사이드는 자양강장, 중추신경계 증상개선효과, 학습기능 증진, 기억력 향상, 생체 저항력 증진, 생체의 항상성 유지, 혈당 강하 기능, 해독 촉진 작용, 간 보호 및 재생, 심근세포보호 및 심기능 강화, 혈중콜레스테롤 함량저하, 혈압조절, 항암효과 등의 다양한 약리 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
본 명세서에서, 용어 ‘증숙(蒸熟)’은 ‘증자’와 동일한 의미로 사용되며, 수삼 또는 인삼으로부터 홍삼을 제조하기 위해 쪄서(또는 삶아서) 익히는 공정을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 증숙은 70 내지 110℃에서 3 내지 6시간 동안 증숙하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주는 유익균인 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 니제르(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 우사미(Aspergillus usamii), 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii), 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori) 또는 아스퍼질러스 카와치(Aspergillus kawachii)인 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae)인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 바실러스(Bacillus) 속 균주는 유익균인 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 또는 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans)인 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)인 것을 특징으로 할 수 있다.
접종균 Aspergillus oryzae는 메주 제조 등에 사용하는 황국균으로, 1회 증숙한 인삼에 상기 접종균을 접종하고, 접종한 인삼은 발효실에서 24시간 ~ 48시간 발효할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (a) 단계의 발효는 30 내지 40℃에서 24 내지 48시간 동안 발효시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 (b) 단계의 증숙은 70 내지 110℃에서 3 내지 6시간 동안 증숙하고, 건조는 30 내지 50℃에서 3 내지 12시간 동안 건조하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 건조는 열풍건조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 균주 접종 전 1회 증숙, Aspergillus oryzae , Bacillus subtilis 또는 이들의 혼합균주 접종 및 발효 후 8회 증숙 단계를 포함하여 총 9회 증숙 및 건조 단계를 거쳐 발효홍삼을 제조하였다. 증숙 및 건조 단계가 9회보다 적거나, 10회 이상인 경우 제조된 발효홍삼의 Rg3 함량이 낮은 문제가 있으므로, 총 9회 증숙 및 건조 단계를 포함하는 것이 Rg3 함량을 높이면서 가장 효율적인 제조방법임을 확인하였다.
본 발명에 있어서, 상기 제조된 발효홍삼의 진세노사이드(ginsenoside) Rg3 함량이 2.30 내지 5.02mg/g인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 ‘발효홍삼’은 인삼에 미생물을 접종한 후 발효시켜 수득한 발효된 인삼을 의미한다.
본 발명은 다른 관점에서, 상기 방법을 이용하여 제조되고, 진세노사이드(ginsenoside) Rg3 함량이 2.30 내지 5.02mg/g인 발효홍삼에 관한 것이다.
홍삼 특유의 유효성분인 진세노사이드를 포함하는 다양한 제품들이, 예컨대, 농축, 분말, 캡슐, 액상 제제, 음료 등의 다양한 형태로 가공되어 판매되고 있다. 이 중 액상 제제, 음료 등은 복용이 간편하고 흡수가 빠르다는 장점이 있어 소비자에게 높은 선호도를 보인다.
본 발명에 있어서, 상기 발효홍삼은 농축, 분말, 캡슐, 액상 제제, 음료 등의 다양한 형태로 가공될 수 있으며, 바람직하게는 액상 제제로 가공될 수 있다. 상기 액상 제제는 홍삼의 추출액, 침출액 등으로 홍삼으로부터 유래 되는 모든 액체를 포함한다.
본 발명에 따른 제조방법을 이용하여 제조된 발효홍삼은 우수한 사포닌 함량을 가지므로, 건강식품뿐만 아니라 의약품, 화장품 및 사료용 조성물의 원료로도 이용될 수 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 발효홍삼을 포함하는 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 식품은 예를 들면 각종 건강식품, 갱년기 및 노인성 식품, 미용식품 등의 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제 등을 포함한다. 상기 조성물은 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있는 약제이다.
상기 식품 조성물에 첨가될 수 있는 발효홍삼의 양은 일반적으로 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 식품 건강 음료 조성물은 100ml 기준으로 0.02 내지 10g, 바람직하게는 0.3 내지 1g이다.
본 발명에 따른 발효홍삼을 함유하는 건강 음료의 성분은 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이, 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 포함할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 포도당, 과당, 말토오스, 수크로오스, 덱스트린, 시클로 덱스트린 등의 통상의 당 및 자일리톨, 솔비톨, 에리스리톨 등의 당알콜을 포함할 수 있다. 또한, 타우마틴 및 스테비아 추출물를 포함하는 천연 향미제, 및 사카린 아스파탐 등의 인공 감미료도 유리하게 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
1:
증숙
횟수에 따른 홍삼의
Rg3
함량 비교
4~5년근 수삼을 구입(경북영주, 희망인삼사(난발삼))한 후 세척하고 증숙기에서 80℃, 3시간 증숙하고, 40℃에서 8시간 동안 건조시키는 공정으로 인삼을 제조하여 시료를 채취하였다.
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 증숙공정의 횟수가 3회에서 9회로 증가할 경우, Rg3 함량은 증가하는 양상을 나타내었다.
9회 증숙하여 홍삼을 제조한 결과, 3회 증숙보다는 Rg3의 함량이 현저하게 증가됨을 확인하였다. 또한, 10회 증숙하는 경우 Rg3의 함량이 9회 증숙하는 경우보다 오히려 감소되므로, 10회 이상 증숙하는 경우 유효성분의 소실이 예상됨을 확인하였다.
실시예
2: 미생물을 이용한 발효 홍삼의 진세노사이드
Rg3
증진 분석
3회 증숙한 홍삼, 9회 증숙한 홍삼, 9회 증숙 및 Aspergillus oryzae 균주(㈜충무발효(울산, 울주군), “황국”(메주제조시 사용하는 메주균))를 접종한 홍삼, 9회 증숙 및 Bacillus subtillus 균주(발효미생물산업진흥원, SCK115022)를 접종한 홍삼 또는 9회 증숙 및 Aspergillus oryzae 균주와 Bacillus subtillus 균주의 혼합 균주를 접종한 홍삼을 준비하였다. Aspergillus oryzae 및 Bacillus subtillus 의 혼합 균주에서 혼합비는 임의적일 수 있으며, 각 균주의 접종 함량은 일반적인 접종 기준에 의하여 수행하였다. 바람직하게, 균주의 접종 후 발효 일수는 최소 1일 이상에서 2일 이내로 설정할 수 있으며, 조건에 따라서 변경될 수도 있다. 균주의 종류가 2종 이상일 경우, 각 균주마다 차례로 배양되거나 함께 배양될 수 있다.
홍삼에 각 균주를 접종하여 배양 및 발효시킨 후, 발효홍삼의 Rg3 함량을 비교하였다.
그 결과, 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실험군 1번(3회 증자)보다 실험군 2번(9회 증자, Aspergillus oryzae)에서 Rg3의 함량이 평균 4~5배 증가한 것을 확인하였다.
1번: 3회 증자, 무균
2번: Aspergillus oryzae - 9회 증자, 단일균주
3번: Bacillus subtillus - 9회 증자, 단일균주
4번: Aspergillus oryzae + Bacillus subtillus - 9회 증자, 혼합균주(홍삼 1.3kg 기준, 5배 희석한 B. subtillus 50g(균주 100ml+물 400ml) + A. oryzae 20g)
5번: Aspergillus oryzae + Bacillus subtillus - 9회 증자, 혼합균주(홍삼 1.3kg 기준, 5배 희석한 B. subtillus 25g(균주 100ml+물 400ml) + A. oryzae 10g)
가장 효과적으로 Rg3 함량을 증가시킬 수 있는 방법을 검토한 결과, Aspergillus oryzae 균주를 접종하여 총 9회 증숙·건조하여 발효시키는 공정이 바람직했다(도 2).
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 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 (8)
- (a) 70 내지 110℃에서 3 내지 6시간 동안 증숙한 인삼에 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 또는 바실러스 코아귤런스(Bacillus coagulans)를 접종하여 30 내지 40℃에서 24 내지 48시간 동안 발효시키는 단계;
(b) 상기 발효된 인삼을 70 내지 110℃에서 3 내지 6시간 동안 증숙하고 30 내지 50℃에서 3 내지 12시간 동안 건조하는 단계; 및
(c) 상기 (b) 단계를 7회 추가적으로 반복하는 단계;를 포함하는 발효홍삼의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 균주는 아스퍼질러스 오리재(Aspergillus oryzae), 아스퍼질러스 니제르(Aspergillus niger), 아스퍼질러스 우사미(Aspergillus usamii), 아스퍼질러스 시로우사미(Aspergillus shirousamii), 아스퍼질러스 아와모리(Aspergillus awamori) 또는 아스퍼질러스 카와치(Aspergillus kawachii)인 것을 특징으로 하는 발효홍삼의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 제조된 발효홍삼의 진세노사이드(ginsenoside) Rg3 함량이 2.30 내지 5.02mg/g인 것을 특징으로 하는 발효홍삼의 제조방법.
- 삭제
- 삭제
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