인삼추출(抽出, Extraction) 실험 실습

 인삼 추출(抽出, Extraction) 실험 실습

   추출이란?                                     

재료로 사용되는 원료 중에는 광물질도 있으나 극히 일부의 녹각과 같은 난용성인 동물성 원료가 있으며, 대부분은 식물성으로 약효를 나타내는 유효성분들은 물, 식용주정 등과 같은 용매에 잘 녹기 때문에 이들 용매는 한방재료의 유효성분을 용해하는 수단으로 사용될 수 있다. 이와 같이 용매를 사용하여 유효성분을 분리하는 조작을 추출(抽出, extraction)이라 한다. 추출에 쓰이는 원료에 용매를 가하여 추출해 낸 액을 추출액이라 하며, 이 추출액의 농축물을 엑스(精, Ext.)라 표기하고 있다. 추출하고 남는 불용성 고형물을 추출 잔유물 또는 폐기물이라 한다.

추출원료는 대부분 한약 건재상을 중심으로 거래되는 건조된 재료로 수분함량이 낮은 고체이다. 따라서 추출조작은 용매와 접촉하여 건재에 함유되어 있는 용질을 액체 속으로 이동시키는 일종의 물질이동조작이다. 이때 물질의 이동속도는 추출하려고 하는 추출재료와 용매사이의 농도차의 크기에 비례하게 되며, 용질이 고체-액체 2개의 상(相) 사이에서 평형상태에 도달하면 용질의 이동은 일어나지 않는다.

추출은 평형상태와 밀접한 관계가 있기 때문에 용매와 재료를 효과적으로 접촉시켜 평형에 도달하게 하여 유효성분을 분리하는 조작이라 할 수 있다. 추출공정은 생산가격과 연계되어 있어 추출시간 및 추출횟수의 선정도 고려해야 한다. 실제 공장에서 최종 추출회수의 선정은 경제성이 고려되어야 하므로 실험에 의해 결정한다. 저렴한 가격의 원료를 여러 차례 추출할 필요가 있을까?

 녹용이나 인삼류를 비롯한 고가의 원료는 제품의 경제성을 고려하여 3～4회 추출하고 있다.

   추출용매

   식품위생법에 용매는 종류를 한정하고 있으며, 종류에 따라서는 잔류량의 허용치까지도 정하고 있다. 인삼의 경우 용매로는 물, 식용주정, 물과 식용주정의 혼합으로 규정하고 있다.

   용매의 사용은 용질의 이동속도와 관계가 있으므로 사용에 앞서 원료와 용매를 대상으로 여러 조건을 설정한 실험을 통해 용매의 조건을 정해야 한다. 용매의 선정에는 일반 및 유효성분을 비롯하여 물리적인 특성과 관능적인 요소까지 고려해야 한다. 이는 최종제품의 품질에 크게 영향을 주기 때문이다. 예를 들면 인삼의 경우 물만을 용매로 사용하면 구수하고 부드러운 맛을 가진 농축물을 얻을 수 있고, 식용주정을 용매로 사용하면 고농도 일수록 쓴맛이 강하며 강한 인삼향을 느낄 수 있는 농축물을 얻을 수 있다.

 

물과 식용주정을 혼합 정도에 따라 선정하여 사용하면 맛과 향에서  특성이 있는 농축물을 얻게 된다. 그러나 농축물의 용도는 고려해야 한다. 그 이유는 물과 주정은 용해도가 다르기 때문에 물로 추출한 농축물을 식용주정에 용해하거나 식용주정으로 추출ㆍ농축한 액을 물에 녹여 보면 용해액은 혼탁하게 된다. 따라서 인삼엑스를 원료로 투명한 음료를 제조할 때 식용주정으로 추출ㆍ농축한 액은 여액을 여과해도 원료로 사용하기에 부적합하기 때문이다.

 

용매의 차이는 추출하고자 하는 재료의 성분과도 큰 차이를 갖게 된다. 위에서도 언급되었지만 주정의 농도가 높은 용매일수록 정유성분의 함량이 높아져 재료가 갖고 있는 향기성분이 많이 용출되어 재료 원래의 향을 갖게 할 수 있어 방향성이 좋은 추출물을 얻을 수 있고, 전분질과 같은 고분자물질이 적게 용출되므로 고형분의 함량이 높은 농축물에서도 유동성이 좋은 제품을 얻을 수 있다.

   

물을 용매로 사용하면 전분질을 비롯한 다양한 성분들이 용출되어 많은 성분을 얻을 수 있으며 내용물의 회수율, 즉 수율이 높으며 주정에 비해 용매의 값이 낮아 경제적이나 농축시간이 길어져 생산비가 높아지는 단점이 있다. 또한 농축물의 색은 짙어지고 숙성된 향을 가진 제품이 생산되며, 농축물의 물성은 점도가 높아 끈적임이 강해진다. 농축물을 음료의 원료로 사용하고자 할 때는 물 추출물의 사용이 바람직하며, 향미를 음미하며 즐기는 차류(茶類)를 제조할 때에는 높은 농도의 식용주정을 추출용매로 사용하는 것이 이상적이다.