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KR-20260061330-A - METHOD FOR PRODUCING SOLID-FERMENTED GINSENG TEA WITH ENHANCED INFUSION PROPERTY THROUGH AGLYCONIZATION OF POLYSACCHARIDES, AND FERMENTED GINSENG TEA PRODUCED THEREBY

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Abstract

본 발명은 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 다당체의 아글리콘화에 의해 인체 흡수율이 향상되고 침출성이 개선된 발효 인삼차의 제조 방법에 있어서, (a) 인삼을 1~2mm 크기로 분쇄하는 단계(S100); (b) 상기 단계 S100에서 분쇄된 인삼을 60~80℃에서 증숙하는 단계(S200); (c) 상기 단계 S200에서 증숙된 인삼을 수분함량이 50~60% 범위가 되도록 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 단계(S300); (d) 상기 단계 S300의 결과물에 대하여, 36~60시간 안정화 후 온도를 30~35℃로 낮추고, β-글루코시다아제 활성을 갖는 누룩, 유산균 또는 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 결과물을 전기 건조기를 이용하여 수분함량을 4~5% 이하로 건조하는 단계(S500)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 본 발명의 또 다른 특징에 따른 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 발효 인삼차는, 상기 제조 방법들 중 어느 하나에 따른 방법에 의해 제조된 것을 그 구성상의 특징으로 한다. 본 발명에서 제안하고 있는 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효 인삼차에 따르면, 인삼 내 주요 다당체와 사포닌 성분이 β-글루코시다아제 활성에 의해 분해되어 아글리콘화됨으로써, 체내 흡수율이 발효 전 대비 약 10% 수준 향상되며, 특히 malonyl ginsenoside가 Rb1, Rg1, Rg2, Rf, Rd, F1, Rh1, Rh2, Rg3 및 compound K(CK) 등의 흡수성 높은 형태로 전환되어, 생리활성이 강화된 기능성 인삼 성분을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에서 제안하고 있는 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차 제조 방법은, 증숙, 카라멜화 또는 마이야르 반응, 발효 및 건조 단계를 순차적으로 수행함으로써, 인삼 조직 내 다당체의 구조가 완화되고, 세포벽 투수성이 개선되어 침출성이 향상되며, 이에 따라 발효 인삼차는 일반 열탕 추출뿐 아니라 더치커피 추출장치를 이용한 콜드브루 방식으로도 효율적으로 추출될 수 있으며, 인삼 고유의 향미와 감칠맛이 부드럽게 유지된다. 뿐만 아니라, 본 발명에서 제안하고 있는 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 발효 인삼차는, 펠릿 형태로 제조되어 고형차 제품으로 활용될 수 있고, 추출액을 30mL 고농도 스틱 또는 250mL 파우치 음료 형태로 제형화할 수 있어, 대량 생산 및 유통에 용이하며, 특히 인체 흡수율 향상과 침출 효율 개선이라는 두 가지 효과를 동시에 실현함으로써, 기능성 음료 시장 및 프리미엄 인삼차 산업 전반에 높은 산업적 이용 가능성을 제공한다.

Inventors

  • 김동일
  • 김에녹
  • 유대석

Assignees

  • 김동일

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20251023
Priority Date
20241026

Claims (7)

  1. 다당체의 아글리콘화에 의해 인체 흡수율이 향상되고 침출성이 개선된 발효 인삼차의 제조 방법에 있어서, (a) 인삼을 1~2mm 크기로 분쇄하는 단계(S100); (b) 상기 단계 S100에서 분쇄된 인삼을 60~80℃에서 증숙하는 단계(S200); (c) 상기 단계 S200에서 증숙된 인삼을 수분함량이 50~60% 범위가 되도록 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도하는 단계(S300); (d) 상기 단계 S300의 결과물에 대하여, 36~60시간 안정화 후 온도를 30~35℃로 낮추고, β-글루코시다아제 활성을 갖는 누룩, 유산균 또는 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 결과물을 전기 건조기를 이용하여 수분함량을 4~5% 이하로 건조하는 단계(S500)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발효 단계(S400)는, Panax ginseng 내의 malonyl ginsenoside를 Rb1, Rg1, Rg2, Rf, Rd, F1, Rh1, Rh2, Rg3 및 compound K(CK)의 형태로 전환시켜, 발효 전 대비 약 10% 수준의 흡수율 향상을 유도하는 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유익 미생물은, 수탁번호 KCTC16320BP로 기탁된 아스퍼질러스 오리제(Aspergillus oryzae) 균주인 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단계 S300의 카라멜화 또는 마이야르 반응 유도 시, 인삼의 당류 및 아미노산 간 반응을 균일하게 진행시키기 위해 수분을 인삼 중량 대비 40~60% 가해주는 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 건조된 발효 인삼을 펠릿 형태로 압축 성형하여 더치커피 추출장치에서 콜드브루 방식으로 침출 가능한 고체 발효 인삼차로 제조하는 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 콜드브루 추출액은 30mL 고농도 스틱 제형으로 제조되거나, 정제수를 가하여 250mL 파우치 음료 형태로 희석하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는, 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 발효 인삼차.

Description

다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효 인삼차{METHOD FOR PRODUCING SOLID-FERMENTED GINSENG TEA WITH ENHANCED INFUSION PROPERTY THROUGH AGLYCONIZATION OF POLYSACCHARIDES, AND FERMENTED GINSENG TEA PRODUCED THEREBY} 본 발명은 식품공학 및 기능성 음료 제조 기술 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 인삼(Panax ginseng)에 함유된 다당체와 사포닌 성분을 아글리콘화(aglyconization)함으로써 인체 흡수율과 침출 효율을 동시에 향상시킬 수 있는 발효 인삼차의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 발효 인삼차에 관한 것이다. 본 발명은 특히, β-글루코시다아제(β-glucosidase) 활성을 갖는 미생물을 이용한 고체 발효(solid-state fermentation)를 통해 인삼 내의 malonyl ginsenoside를 흡수성이 우수한 Rb1, Rg1, Rg3, Rh1, compound K 등으로 전환시키고, 동시에 인삼 조직 내 다당체를 분해하여 침출성을 개선함으로써, 콜드브루(cold-brew) 추출이 가능한 고형 발효 인삼차 제품을 제공한다. 이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 일실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다. 일반적으로 인삼(Panax ginseng)은 사포닌, 다당체, 아미노산, 폴리페놀 등의 생리활성 성분을 함유하고 있어 면역 증진, 피로 회복, 항산화 및 항염증 작용 등에 유익한 천연 소재로 널리 알려져 있다. 이러한 인삼을 음용 형태로 이용하기 위한 대표적인 방식이 인삼차이며, 건조 또는 분말 형태의 인삼을 뜨거운 물에 침출시켜 추출하는 방법이 일반적이다. 그러나 종래의 인삼차 제조 방법은, 인삼 세포벽이 두껍고 다당체 구조가 치밀하여 침출성이 낮고, 사포닌(ginsenoside)의 체내 흡수율이 낮다는 문제가 있다. 특히, 인삼의 주요 활성 성분인 malonyl ginsenoside는 수용성이 높지만 분자량이 커서 소화 과정에서 흡수율이 낮고, 인체 내에서 생리활성 형태로 전환되기 어렵다는 한계가 있다. 이에 따라, 일반적인 열탕 추출 방식에서는 유효성분의 용출량이 제한되며, 냉침(콜드브루) 형태로는 충분한 농도의 인삼차를 얻기 어렵다. 또한, 인삼을 단순히 분말화하거나 열처리하는 기존 공정은 향미 손실과 변색이 쉽게 일어나고, 음용 시 떫은맛이나 잔여 침전물이 발생하기 쉬워 제품의 기호도 및 상품성이 떨어진다. 이러한 문제를 개선하기 위해 일부 연구에서는 인삼의 효소 처리나 발효 공정을 시도하였으나, 미생물의 효소 활성을 안정적으로 제어하기 어렵고, 다당체의 구조적 변형이나 사포닌 전환 효율이 낮다는 한계가 있었다. 따라서, 인삼 내의 다당체를 분해하여 아글리콘화(aglyconization)를 유도하고, 동시에 사포닌 성분을 흡수성 높은 형태로 전환시키며, 침출성이 우수한 발효 인삼차를 제조할 수 있는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다. 한편, 본 발명과 관련된 선행기술로서, 등록특허공보 제10-1314762호(발명의 명칭: 인삼열매 또는 씨앗을 발효시켜 추출한 발효물의 제조방법 및 이를 이용한 발효식품, 공개일자: 2013년 4월 4일) 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 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차의 제조 방법의 전체 공정 흐름도를 나타낸 도면. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 발효 인삼차의 펠릿 구조 및 콜드브루 추출 과정을 도시한 개략도. 도 3은 본 발명의 발효 인삼(Y.MAYIM-Ginseng)과 일반 인삼(Ginseng), 홍삼(Red ginseng), 흑삼(Black ginseng) 간의 주요 진세노사이드 성분 함량을 비교한 그래프. 도 4는 본 발명의 핵심 공정인 ‘다당체의 아글리콘화를 이용한 고체 발효 과정’을 시각적으로 나타낸 도면. 도 5는 표 1의 데이터를 바탕으로, 발효 전후의 주요 ginsenoside 성분에 대한 HPLC 피크면적비 변화를 절대값(%) 기준으로 도시한 그래프. 도 6은 Caco-2 세포 단층 모델에서 측정한 ginsenoside Rg1, Rb1, Rg3, Rh1의 겉보기 투과계수(Papp, ×10-6 cm/s)를 발효 전(비교예 1)과 발효 후(실시예 1)로 비교하여 도시한 그래프. 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 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차 제조 방법의 전체 공정 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차 제조 방법은, 인삼 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. (1) 인삼 분쇄 단계 (S100) 본 발명의 일 실시예에 따른 다당체의 아글리콘화를 이용한 침출이 잘 되는 고체 발효 인삼차 제조 방법은, 먼저 인삼을 1~2mm 크기로 분쇄하는 단계(S100)를 수행한다. 본 단계는 인삼의 세포 구조를 물리적으로 파쇄하여 이후 공정에서의 열전달 및 효소 반응 효율을 향상시키기 위한 전처리 공정이다. 인삼은 섬유질과 다당체가 복합적으로 결합되어 있어 조직이 매우 치밀하므로, 1~2mm 크기로 균일하게 분쇄함으로써 표면적을 극대화하고, 증숙 및 발효 시 내부 성분의 노출과 반응성을 높일 수 있다. 특히, 이 크기는 과도한 세포 파괴에 따른 성분 손실을 방지하면서도, 발효 단계에서 미생물 효소가 인삼 세포벽과 다당체에 직접 작용할 수 있는 최적의 입도 범위로 설정된 것이다. 즉, S100 단계는 아글리콘화 반응의 효율성과 발효 균의 침투성을 결정짓는 기초 단계이다. (2) 증숙 단계 (S200) 다음으로, 단계 S100에서 분쇄된 인삼을 60~80℃의 온도에서 증숙하는 단계(S200)를 수행한다. 증숙 단계는 인삼 조직을 연화시키고, 세포벽의 반투막 구조를 느슨하게 만들어 이후 열반응(카라멜화 또는 마이야르 반응)과 발효 과정이 원활히 진행되도록 하는 핵심적인 전처리 단계이다. 증숙 과정에서 인삼 내 전분, 다당체, 단백질이 부분적으로 변성되어 반응성이 증가하며, 내부 수분이 균일하게 확산되어 열전달 효율이 향상된다. 또한, 증숙은 인삼의 고유한 쓴맛 성분 일부를 제거하고, 향미를 부드럽게 조정하는 역할을 하며, 미생물 오염원을 제거해 발효 전 균주 배양 환경을 안정화한다. 따라서 본 단계는 이후 발효 공정의 미생물 활성을 보장하고, 다당체 분해의 기초 구조를 형성하기 위한 필수 단계이다. (3) 카라멜화 또는 마이야르 반응 유도 단계 (S300) 단계 S200에서 증숙된 인삼을 수분함량이 50~60% 범위가 되도록 카라멜화 또는 마이야르 반응을 유도한다. 본 단계에서는 증숙된 인삼을 일정한 수분함량(50~60%) 하에 가열하여 당류와 아미노산 간의 비효소적 갈변 반응(카라멜화 또는 마이야르 반응)을 유도한다. 이러한 반응은 단순한 색 변화가 아니라, 인삼 내 향미 전구체(멜라노이딘, 피라진, 푸란계 화합물 등)를 형성하고, 발효 단계에서 효소 활성에 의해 추가적인 대사 전환이 일어날 수 있는 화학적 기반을 마련한다. 또한, 적정한 수분(40~60%)을 유지하면 반응속도가 촉진되어 상대적으로 낮은 온도에서도 빠르게 카라멜화 및 마이야르 반응이 진행된다. 이는 과도한 탈수로 인한 탄화나 향 손실을 방지하고, 발효균이 선호하는 환경적 수분 수준을 유지하게 해준다. 즉, S300 단계는 향미 전구체 형성과 아글리콘화 효율 증대의 중간 연결고리 역할을 한다. (4) 미생물 접종 및 발효 단계 (S400)