[비즈월드] 사포닌(saponin) 등의 약효 성분이 다량 함유되어 있어 '바다의 산삼'이라고 불리는 '해삼(海蔘)'. 해삼은 극피동물 해삼강에 속하는 해삼류의 총칭으로 생물로서 횟감으로 이용되거나 식초절임 또는 건제품으로 가공되어 기력회복과 보양 목적으로 선호되는 식품 재료다.

해삼에는 사포닌 이외에 칼슘과 철분이 풍부해 치아와 골격의 형성, 근육의 정상적인 수축 등에 효능이 있고 요오드, 알긴산 등이 풍부하게 함유되어 체내의 신진대사를 촉진하고 혈액을 정화하는 기능이 있다.

도 해삼에는 아르기닌, 시스틴 등의 단백질이 풍부하고 다당류와 무기질 성분이 많이 함유되어 있으며, 비타민 B1, B2, 아미노산과 팔미틴산, 스테아린산, 올레인산, 리놀렌산 등의 지방산이 들어있다.

생해삼의 주요 섭취 부분인 체벽(體壁)은 주로 단백질로 구성되어 있고 상기 단백질은 콜라겐과 점질성 다당체인 푸코스 당 함유 콘드로이틴 황산(chondroitin sulfate), 강글리오시드(ganglioside), 글라이코스핑고리피드(glycosphingolipid) 등으로 이루어져 있으며, 해삼의 콜라겐은 수분을 보유하는 보습효과와 항산화 활성 및 혈압감소 작용이 있는 것으로 알려져 있다.

특히 해삼은 대장 상피세포의 소낭선을 자극해 점액분비량을 증가시키는 점질다당체의 주성분인 콘드로이친 황산(chondroitin sulfate)과 면역 및 염증반응 조절에 관여하는 사포닌을 함유하고 있어서 위염 억제에 중요한 항산화 효과 및 상처치료 효과, 항균, 항암, 항염 효과를 제공한다.

해삼의 성분을 구체적으로 살펴보면 단백질 21.5 %, 당분 1.4 %, 지방 0.3 % 정도이고 나머지는 대부분 콜라겐 성분으로 이루어져 있어서 섭취 때 소화흡수가 어렵고, 더불어 해삼에서 추출한 당단백질을 여러 단백질원과 함께 섭취하면 4~11 % 정도 소화율이 저하된다는 학계의 연구결과도 발표되어 있다.

단백질은 아미노산(amino acid)이라고 하는 비교적 단순한 분자들이 연결되어 만들어진 복잡한 구조의 거대분자로서, 단백질을 이루고 있는 아미노산들이 화학결합을 통해 서로 연결되어 폴리펩타이드(polypeptide)를 형성하고 아미노산보다 펩티드(peptide)가 장관(腸管)에서 잘 흡수된다고 알려져 있어 단백질이 풍부한 해삼의 섭취는 단백질을 가수분해해 아미노산 잔기의 수가 적은 펩타이드로 전환하는 것이 소화흡수율을 향상시키는데 유리하다.

이를 위해 한국 등록특허 제100311903호에는 '해삼 펩타이드 제조방법'이 제안되었는데, 건조해삼분말을 열수 및 에탄올 추출한 후 파파인, 브로멜라인, 판크레아틴, 트립신의 단백질 분해효소를 이용하여 단백질을 펩타이드로 분해함으로써 해삼의 소화흡수율을 향상시키는 방법을 개발해 냈다.

그런데 해삼에는 단백질 외에 인체 유용한 사포닌 성분이 함유되어 있고 상기 사포닌은 해삼에 함유된 당과 결합한 배당체의 형태로 존재하는데, 당과 사포닌이 결합된 배당체는 소화흡수율이 낮고, 특히 장관에 당과 사포닌을 분해하는 미생물이 없을 경우 사포닌이 인체에 흡수되지 않는다.

이런 관점에서 해당 발명은 단백질을 펩타이드로 분해하여 단백질의 소화흡수율은 향상시킬 수 있으나 당과 사포닌이 결합된 배당체를 분해하지 못하여 사포닌의 소화흡수율이 낮은 문제는 해결하지 못했다는 평가를 받는다.

다른 공개특허 제1020140016461호(해삼발효추출물 및 이를 함유하는 피부화장료)에는 고초균, 유산균, 효모를 이용해 해삼의 고분자 화합물을 저분자 화합물로 전환하는 방법이 제시되어 있으며, 이런 미생물들은 탄수화물, 당, 단백질을 분해하거나 이들의 분해효소를 생산해 해삼의 고분자 물질을 저분자 물질로 전환함으로써 피부에 유용한 물질을 얻을 수 있도록 했다.

이 발명에 사용되는 미생물들은 탄수화물, 당, 단백질을 분해하여 피부에 유용한 물질로 전환할 수 있지만 이들 미생물들은 세포막에 노출되어 있는 모든 단백질을 비선택적으로 분해하기 때문에 발효된 해삼의 식품영양적 가치가 하락하고, 사포닌과 결합된 당은 잘 분해되지 않아서 해삼의 사포닌 성분에 대한 소화흡수율을 개선하는데는 미흡하다.

이러한 문제를 해결하기 위해 재단법인 강릉과학산업진흥원이 2016년 2월 5일 등록받은 '발효 해삼의 제조방법 및 이로부터 제조된 발효 해삼(등록번호 제101594490호)'는 해삼을 가수분해한 후 발효시켜 해삼에 함유된 유용성분의 인체흡수율을 향상시킬 수 있는 발효 해삼의 제조방법을 제시했으며, 알칼라아제와 플라보자임 효소에 의한 2 단계의 가수분해 과정을 통해 고분자의 단백질을 저분자의 펩타이드로 분해한 후 유산균으로 발효시킴으로써 소화흡수율이 낮은 고분자의 단백질과 사포닌 배당체를 소화흡수율이 높은 저분자의 펩타이드와
사포닌 비배당체로 전환시켜 해삼 성분의 인체흡수율을 향상시키고자 했다.

그런데 이 발명의 경우 해삼의 유용성분을 인체에 흡수하는데 초점이 맞춰졌다는 단점이 있는 것으로 알려졌다. 해삼을 알칼라아제와 플라보자임의 2 단계로 가수분해해 단백질을 충분히 분해시켜 인체흡수율은 향상되나, 2 단계의 가수분해에 의해 과도하게 분해되어 쓴맛이 강하게 나는 단점과 함께 어패류 특유의 비린내가 제거되지 않으므로 이를 섭취할 때 거부감을 주는 단점이 있다는 것이다.

이에 한 개인 발명가가 이런 선행 특허기술들의 단점을 보완해 2018년 11월 29일 출원(출원번호 제1020180151232호)한 '해삼 발효차의 제조방법'의 신기술이 올해 6월 18일 등록(등록번호 제102126458호)을 받았다.

이 발명가는 해당 발명에 대해 "해삼을 발효 및 가수분해해 해삼에 함유된 유용성분을 인체가 좀 더 많이 흡수할 수 있도록 하면서 해삼의 비린내를 제거, 차로서 음용해도 섭취의 거부감이 없는 해삼 발효차의 제조방법에 관한 것이다"라고 요약 설명했다.

이미 선행 기술에 대해 충분히 연구한 이 발명가는 해삼 발효차를 만드는데 있어 증자한 해삼을 고초균으로 발효시킴과 동시에 알칼라아제 효소로 가수분해해 해삼의 고분자 단백질을 저분자의 펩타이드로 분해하고 해삼의 사포닌을 배당체에서 비배당체로 전환시켜 해삼에 함유된 유용성분의 인체흡수율을 향상시킬 수 있도록 했다.

여기에 아몬드와 무즙, 현미분말, 녹차 진액 분말 등을 함유시켰다. 아몬드는 베타-글루코시다아제 활성이 높아서 해삼의 사포닌 배당체를 비배당체로 좀 더 전환시키고 무즙은 소화흡수를 도와서 해삼에 함유된 유용성분을 인체가 좀 더 흡수할 수 있도록 하는 촉진제 역할을 한다.

게다가 무즙의 휘발성 성분은 해삼의 발효와 가수분해 과정에서 휘발하면서 해삼의 비린내를 동반·제거해 해삼 발효차 섭취 때 비린내로 인한 거부감을 해소할 수 있도록 하는 효과까지 나타냈다.

이를 위해 이 발명가는 우선 채집한 해삼의 고기부분과 내장 부분을 분리한 후 물을 혼합해 5~10분 동안 삶은 후 고초균 0.5~2.0와 알칼라아제 0.5~2.0를 첨가하고 45~65 ℃의 온도로 36~72시간 발효 및 가수분해해 해삼 발효액을 제조한다. 이 해삼 발효액 25~35%에 볶은 현미 분말 60~70% 및 녹차 진액 분말 1~5%를 혼합해 해삼 발효차의 제조방법을 제공한다.

삶는 단계 이후에 삶은 해삼육, 내장 및 물에서 삶은 해삼육과 내장을 건져내고 남은 물에 무를 넣어 마쇄하고 고형물을 제거한 다음 상기 건져낸 해삼육과 내장을 혼합해 발효 및 가수분해하는 방법을 반복한 결과 유효성분을 상리고 비린내는 없앤 발효차(茶)를 만드는데 성공했다.