KR-20260061324-A - MICROBIAL FERMENTATION PROCESS FOR ENHANCING PALATABILITY OF MEDICINAL HERBS

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Abstract

본 발명은 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 한약재를 이용한 발효 한약재의 제조 방법에 있어서, (a) 한방에서 처방되는 한약재를 1~2mm 크기로 분쇄하는 단계(S100); (b) 상기 단계 S100에서 분쇄된 한약재를 60~80℃에서 증숙하는 단계(S200); (c) 상기 단계 S200에서 증숙된 한약재를 수분함량이 50~60% 범위가 되도록 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 단계(S300); (d) 상기 단계 S300의 결과물에 대하여, 48시간 후 온도를 30~35℃로 낮추고, 누룩, 유산균, 고초균 중 적어도 하나 이상의 유익 미생물을 접종하여, 32~38℃의 온도 및 60~90%의 습도에서 24~48시간 발효시키는 단계(S400); 및 (e) 상기 단계 S400에서 발효된 한약재를, 전기 건조기를 이용하여 수분함량을 4~5% 이하로 건조시키는 단계(S500)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 본 발명에서 제안하고 있는 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에 따르면, 한약재 고유의 향기 성분과 색소 성분을 손상시키지 않으면서, 발효 공정 중 생성되는 유기산, 아미노산 및 당류 변화를 통해 쓴맛 및 떫은맛을 저감시키며, 특히 누룩, 유산균, 고초균 등의 미생물에 의해 한약재 내 다당류, 전분 및 단백질이 부분적으로 분해되어, 감칠맛(umami) 및 단맛(sweetness)이 증진되고, 한약재 특유의 거부감 있는 풍미가 완화됨으로써, 기존의 비발효 한약재에 비해 풍미와 색택이 조화롭게 향상되어 소비자 기호성이 현저히 개선된다. 또한, 본 발명에서 제안하고 있는 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에 따르면, 미생물의 대사산물(예: 젖산, 아세트산, 글루탐산 등)의 형성으로 인하여 산미의 균형과 향미의 복합성이 향상되고, 폴리페놀류 및 마이야르 반응 생성물에 의해 색택이 안정화되며, 이러한 변화는 한약재의 쓴맛 성분(사포닌, 탄닌 등)을 완화시키는 동시에, 섭취 시 부드럽고 구수한 향미를 부여한다. 뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 발효 방법은, 비발효 한약재에 비해 유의미하게 높은 기호성(palatability)을 가지며, 이는 한약재의 기능성과 생리활성을 유지하면서도 소비자 수용성을 현저히 향상시키는 기술적 효과를 제공한다.

Inventors

김동일
김에녹
유대석

Assignees

주식회사 와이마임

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20251023
Priority Date: 20241026

Claims (6)

미생물을 활용한 발효 한약재의 제조 방법에 있어서, (a) 한방에서 처방되는 한약재를 1~2mm 크기로 분쇄하는 단계(S100); (b) 상기 단계 S100에서 분쇄된 한약재를 60~80℃에서 증숙하는 단계(S200); (c) 상기 단계 S200에서 증숙된 한약재를 수분함량이 50~60% 범위가 되도록 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 단계(S300); (d) 상기 단계 S300의 결과물에 대하여, 48시간 후 온도를 30~35℃로 낮추고, 누룩, 유산균, 고초균 중 적어도 하나 이상의 유익 미생물을 접종하여, 32~38℃의 온도 및 60~90%의 습도에서 24~48시간 발효시키는 단계(S400); 및 (e) 상기 단계 S400에서 발효된 한약재를, 전기 건조기를 이용하여 수분함량을 4~5% 이하로 건조시키는 단계(S500)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법.
제1항에 있어서, 상기 한약재는 당귀, 작약, 천궁, 지황, 인삼, 녹차, 산조인, 감초, 건강, 강황, 황기, 길경 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법.
제1항에 있어서, 상기 발효 단계(S400)에서 접종되는 유익 미생물은, 곡자균(Aspergillus oryzae), 고초균(Bacillus subtilis) 및 유산균(Lactobacillus plantarum) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법.
제3항에 있어서, 상기 유익 미생물은, 수탁번호 KCTC16320BP로 기탁된 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 균주인 것을 특징으로 하는, 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법.
제1항에 있어서, 상기 발효 단계(S400)는, 미생물의 성장과 효소 활성화를 촉진하기 위해 발효 용기 내 산소 농도를 15~25% 범위로 유지하면서 수행되는 것을 특징으로 하는, 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법에 의해 제조된 한약재는, 비발효 한약재에 비해 쓴맛이 감소되고 색택 및 풍미가 개선되는 것을 특징으로 하는, 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법.

Description

미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법{MICROBIAL FERMENTATION PROCESS FOR ENHANCING PALATABILITY OF MEDICINAL HERBS} 본 발명은 한약재의 발효 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 누룩, 유산균, 고초균 등의 유익 미생물을 활용하여 한약재의 쓴맛 및 한약 특유의 향을 저감하고, 풍미와 색택을 개선함으로써 소비자의 기호성을 향상시키는 미생물 기반 한약재 발효 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 식품공학 및 생명공학 분야에 속하며, 한약재의 관능적 품질을 개선하고 기능성 물질의 생리활성을 유지시키는 기호성 개선형 한약재 발효기술에 관한 것이다. 이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. 한약재는 인체의 생리 기능을 조절하고 면역력을 증진시키는 천연 의약자원으로서 오랜 기간 다양한 한방 처방에 이용되어 왔다. 그러나 대부분의 한약재는 사포닌(saponin), 탄닌(tannin) 등의 쓴맛 성분과 특유의 한약 냄새로 인해 섭취 시 거부감을 유발하는 경우가 많으며, 이러한 관능적 한계로 인해 소비자 기호성이 낮은 문제가 있다. 특히, 현대의 건강기능식품 시장에서는 한약재의 효능뿐만 아니라 맛·향·색 등 관능적 품질(organoleptic quality)이 소비자의 구매 결정에 중요한 요소로 작용하고 있어, 기호성 개선이 산업적 과제로 대두되고 있다. 한편, 일부 선행기술에서는 한약재를 당류, 효소, 또는 특정 균주를 이용하여 발효시키는 방법이 제안된 바 있으나, 대부분은 발효 조건이 일정하지 않거나, 발효 중 한약재의 고유 향기 성분과 색소가 손상되어 풍미의 불균형, 색택의 열화(deterioration) 등의 문제가 발생하였다. 또한, 발효 미생물의 생육환경이 적정하게 제어되지 않아, 효소 활성과 유기산 생성량의 차이로 인해 발효 품질이 일정하지 않은 한계도 존재하였다. 이에 따라, 한약재의 유효성분을 유지하면서도 쓴맛과 특유 향을 저감시키고, 색택과 풍미를 안정적으로 개선할 수 있는 미생물 기반의 한약재 발효 기술이 요구되고 있다. 한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허공보 제10-0975140호(발명의 명칭: 한약재 또는 곡류 발효방법, 공개일자: 2010년 1월 6일) 등이 개시된 바 있다. 전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법의 전체 공정 흐름도를 나타낸 도면. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에서, 발효 공정(S400) 중 미생물의 생육 및 발효 조건(온도, 습도)에 따른 변화를 개략적으로 도시한 그래프. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에 의해 제조된 발효 한약재와 비발효 한약재의 색도(L*, a*, b*) 비교 결과를 나타낸 그래프. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에 의해 제조된 발효 한약재와 비발효 한약재의 관능평가 결과(맛, 색택, 선호도)에 대한 평균 점수를 나타낸 막대그래프. 아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아니다. 따라서 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 동일 범위의 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법의 전체 공정 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법은, 한약재 분쇄 단계(S100), 증숙 단계(S200), 카라멜화 또는 마이야르 반응 유도 단계(S300), 미생물 접종 및 발효 단계(S400), 및 건조 단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다. 각각의 단계들에 대해서는 이하에서 자세히 설명하기로 한다. (S100) 한약재의 분쇄 단계 본 발명에 따른 발효 한약재 제조 방법은, 먼저 한방에서 처방되는 한약재를 1~2mm 크기로 분쇄하는 단계(S100)를 포함한다. 상기 한약재는 당귀, 작약, 천궁, 지황, 인삼, 녹차, 산조인, 감초, 건강, 강황, 황기, 길경 등 전통 한약 처방에 사용되는 약재 중 하나 이상일 수 있다. 분쇄 단계(S100)는 고속 절단기 또는 망절단기를 이용하여 수행될 수 있으며, 한약재의 표면적을 증가시켜 이후 발효 공정에서 미생물의 부착 및 침투가 용이하도록 한다. (S200) 증숙 단계 다음으로, 단계 S100에서 분쇄된 한약재를 60~80℃의 온도에서 증숙하는 단계(S200)를 수행한다. 이 단계는 한약재의 세포벽을 연화시켜 미생물의 효소 접근성을 향상시키고, 한약재 내에 존재하는 휘발성 잡취 성분을 일부 제거하여 향미를 개선하는 역할을 한다. 또한, 증숙 과정 중 한약재 내 다당류 일부가 호화(糊化)되어 미생물의 초기 성장에 필요한 탄소원을 공급할 수 있다. (S300) 카라멜화 또는 마이야르 반응 유도 단계 단계 S200에서 증숙된 한약재를 수분함량이 50~60% 범위가 되도록 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도한다. 본 단계는 열처리 조건(온도, 시간, 수분 함량 등)을 제어하여 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도함으로써, 한약재 내의 당류, 아미노산, 폴리페놀류 등이 비효소적으로 반응하여 풍미, 색상 및 생리활성이 개선된 상태로 전환되도록 한다. 이러한 갈변 반응 과정은 단순한 열 가공이 아니라, 당류의 탈수, 중합에 의한 방향족 화합물 및 멜라노이딘계 고분자 물질의 생성을 통해 항산화성, 항균성 및 항염성을 부여하며, 발효 단계에서 미생물의 접근성과 대사 효율을 향상시키는 전처리 역할을 수행한다. 따라서, 본 단계는 증숙 후 바로 발효를 수행하는 종래 공정에 비해, 발효 효율과 기능성 활성물질의 생성량을 증대시키고, 불쾌한 생약취를 완화하여 기호성을 향상시키며, 최종 발효물의 품질 안정성과 저장성을 향상시키는 기술적 효과를 제공한다. (S400) 미생물 접종 및 발효 단계 단계 S300의 결과물에 대하여, 48시간 후 온도를 30~35℃로 낮추고, 누룩, 유산균, 고초균 중 적어도 하나 이상의 유익 미생물을 접종하여, 32~38℃의 온도 및 60~90%의 습도에서 24~48시간 발효시키는 단계(S400)를 수행한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물을 활용한 기호성이 개선된 한약재 발효 방법에서, 발효 공정(S400) 중 미생물의 생육 및 발효 조건(온도, 습도)에 따른 변화를 개략적으로 도시한 그래프이다. 한편, 미생물로서 본 출원인이 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC, Korean Collection for Type Cultures)에 2025년 5월 8일자로 기탁한 수탁번호 KCTC16320BP의 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae)가 사용될 수 있다. 실시예에 따라서는, 대상물 1kg에 5%씩 접종하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 균주는 부다페스트 조약에 따른 국제기탁으로서, 본 출원일 현재 유효하게 보존되어 있으며, 본 발명의 실시를 위하여 필요시 열람 또는 분양이 가능하다. 이 단계에서 미생물은 한약재 내 전분, 단백질 및 섬유질을 부분적으로 분해하여 감칠맛과 단맛을 생성하는 유기산, 아미노산 및 저분자 당류를 형성한다. 발효 온도가 32℃ 미만이면 미생물 활성도가 저하되어 발효가 지연되고, 38℃를 초과하면 효소 변성이 발생하여 향기 성분이 손상될 수 있으므로, 상기 범위가 가장 바람직하다. (S500) 건조 단계 단계 S400에서 발효가 완료된 한약재는 전기 건조기를 이용하여 수분함량이 4~5% 이하가 되도록 건조시키는 단계(S500)를 거친다. 이 건조 과정은 제품의 저장 안정성을 확보하고, 미생물의 과도한 후발효를 방지하기 위한 것이다. 또한, 수분함량이 5%를 초과하면 제품 변질 및 저장성 저하가 우려되므로, 상기 범위가 바람직하다. 이와 같이 제조된 발효 한약재는 비발효 한약재에 비해 쓴맛이 완화되고, 감칠맛과 단맛이 향상되어 풍미와 색택이 조화롭게 개선된다. 이하, 본 발명을 보다 구체