본 실험에서는 홍삼 추출액의 유효 성분인 진세노사이드 함량을 증가시키고자 하였으며, 그 홍삼 추출액을 이용하여 건강기능성 식품을 개발하고자 실시하였다. 이 때, 한국에서 채취한 6년근 홍삼을 원료로 추출한 홍삼원액을 조제하였고, 여러 종류의 효소 (temamy, celluclast, viscozyme 및 AMG)처리에 따른 원액의 진세노사이드 추출 수율 및 성분구성 등에 미치는 영향을 조사하였다. 그 중 효소 AMG가 홍삼을 추출했을 때 홍삼 원액의 진세노사이드 함량을 크게 증가시켰으며, 이 효소는 α‐amylase의 주성분이다. α‐Amylase효소를 생산하기 위해서 청국장으로부터 효소를 고생산하는 미생물을 분리하였다. 분리한 균은 생화학적 활성을 확인하였고, 유전자염기서열분석을 수행하여 Bacillus subtilis으로 동정한 결과 Bacillus subtilis BY09로 명명되었다. 그리고 ...
본 실험에서는 홍삼 추출액의 유효 성분인 진세노사이드 함량을 증가시키고자 하였으며, 그 홍삼 추출액을 이용하여 건강기능성 식품을 개발하고자 실시하였다. 이 때, 한국에서 채취한 6년근 홍삼을 원료로 추출한 홍삼원액을 조제하였고, 여러 종류의 효소 (temamy, celluclast, viscozyme 및 AMG)처리에 따른 원액의 진세노사이드 추출 수율 및 성분구성 등에 미치는 영향을 조사하였다. 그 중 효소 AMG가 홍삼을 추출했을 때 홍삼 원액의 진세노사이드 함량을 크게 증가시켰으며, 이 효소는 α‐amylase의 주성분이다. α‐Amylase효소를 생산하기 위해서 청국장으로부터 효소를 고생산하는 미생물을 분리하였다. 분리한 균은 생화학적 활성을 확인하였고, 유전자염기서열분석을 수행하여 Bacillus subtilis으로 동정한 결과 Bacillus subtilis BY09로 명명되었다. 그리고 B. subtilis BY09의 α‐amylase 대량 생산을 위해 반응표면분석법을 이용하여 배지 성분 조성과 배양조건을 최적화 하였다. α‐Amylase생산능은 배지의 초기pH 7.0‐7.5와 배양온도 35℃에서 가장 높았으며, Plackett-Burman design에 의해 α‐amylase 생산량에 최대 영향을 주는 요인을 선택한 결과로 3가지 인자 (soytone, starch, CaCl2)를 선정하였다. 인자 선택 후 배지 최적화를 위하여 반응표면분석법을 통해 얻은 배지의 최적조성 농도 결과는 soytone 1.41%, starch 0.11%, CaCl2 271.70 mg/L, (K2HPO4 0.15%, tween 60은 0.1%) 로 나왔다. 이 조건에서의 최적 배지에서 36 시간 배양할 경우 α‐amylase 최대 예상 생산량은 11.76 U/mL로 95% 신뢰수준 (10.12~13.40 U/mL)이었으며, 실제 실험에서 α‐amylase 생산량은 11.19. U/mL로 예측 값과 비슷하게 나왔다. B. subtilis BY09 배양액 (α‐amylase 400 mU/mL)을 홍삼분말에 처리한 결과는 홍삼 추출액 중 protopanaxadiol (PPD) 진세노사이드 (Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd 및 Rg3)의 함량이 10% 증가하였으며 protopanaxatriol (PPT) 진세노사이드 (Rg1, Re)의 함량은 변화가 없었다. 진세노사이드의 추출 수율은 추출온도가 상승될수록 증가되었지만 온도 80℃일 경우에는 열에 대해 불안정함을 나타냈고, 70℃ 이하에서는 대체적으로 안정한 결과를 보였다. 따라서, PPD 계 진세노사이드는 PPT 계 진세노사이드에 비하여 열에 대한 안정성이 높은 것으로 나타났다. 그리고 홍삼 추출액의 환원당 및 총 페놀 함량은 조효소액으로 처리하였을 때에 처리하지 않았을 때 보다 각각 51% (환원당) 및 27% (총 페놀 함량)이상 증가하는 것으로 보였다. 총 활성물질의 함량은 조효소액을 전 처리한 경우는 15.573 mg/mL이며, 효소 무처리구는 13.308 mg/mL로 결과적으로 효소 전처리의 경우가 더 높은 함량을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 추출액의 DPPH라디칼 소거능은 무처리구의 경우 70.50%, 효소 처리구의 경우 82.18%로 무처리구 보다 효소 처리구의 경우 황산화 활성이 더 높게 나타났다. 또한 총 항산화 활성 (ABTS+)은 무처리구의 경우 47.59%, 효소 처리구의 경우 51.23%으로 나타났으며, 환원력은 각각 0.246 및 0.269로 효소 처리구의 경우 더 높게 나타내었다. 또한, 조효소액의 처리에 의하여 홍삼추출액의 전분 및 다당류를 분해하면서 환원당을 생성하여 쓴 맛을 개선시킬 수 있었다. 진세노사이드 함량이 강화 된 홍삼 추출액과 홍삼 퓨레를 활용하여 건강기능성 제품을 개발하고자 양갱과 식빵, 쿠키를 제조하여 품질특성을 평가하였다. 홍삼 추출액 첨가량을 달리하여 제조한 양갱은 홍삼 추출액 첨가량의 증가에 따라 추출액에 함유된 색소에 의하여 명도가 감소하고 적색도와 황색도는 증가 하였으며, 경도는 대조구에 비해15%, 30% 첨가까지 감소 하다 45%, 60% 첨가 시 증가하였으나 대조구보다 전반적으로 낮게 나타났다. 전체적인 기호도는 30%와 45% 첨가 수준에서 높게 평가되었다. 홍삼 추출액 첨가로 맛과 향 및 색도가 증가되어 양갱의 전체적인 기호도가 높아지나 60% 첨가구에서는 기호도가 낮게 평가되었다. 이는 홍삼 추출액 첨가량의 증가로 향이 강해져 기호도가 낮아진 것으로 판단된다. 홍삼 추출액 첨가량을 달리하여 제조한 식빵은 첨가량의 증가에 따라 명도가 감소하고 적색도와 황색도는 증가하였으며, 경도와 껌성, 씹힘성은 약해지고 탄력성과 응집성은 강해졌다. 전체적인 기호도는 30.6% 첨가구가 높게 평가되었다. 홍삼 추출액의 첨가로 식빵의 색상이 짙어지고 향미성분의 증가와 조직감이 향상되어 기호도가 높아진 것으로 판단된다. 홍삼 퓨레 첨가수준을 달리하여 제조한 쿠키는 홍삼 퓨레의 첨가량이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도는 증가하였으며, 경도는 낮아지고 퍼짐성은 약해져 직경이 줄어들고 높이가 높아졌다. 전체적인 기호도는 4% 첨가수준에서 높게 평가되었다. 홍삼 퓨레의 첨가로 쿠키의 색상이 짙어지고 향이 증가되어 기호성이 높아지며, 퓨레에 함유된 수분이 경도와 퍼짐성에 영향을 미친 것으로 판단된다. 진세노사이드 함량이 증가된 홍삼 추출액과 홍삼 퓨레를 이용한 실험 결과를 토대로 전체적인 기호도에 따른 최적 배합비로 양갱, 식빵, 쿠키 등의 건강 기능성 제품의 개발 가능성이 충분한 것으로 사료된다.
본 실험에서는 홍삼 추출액의 유효 성분인 진세노사이드 함량을 증가시키고자 하였으며, 그 홍삼 추출액을 이용하여 건강기능성 식품을 개발하고자 실시하였다. 이 때, 한국에서 채취한 6년근 홍삼을 원료로 추출한 홍삼원액을 조제하였고, 여러 종류의 효소 (temamy, celluclast, viscozyme 및 AMG)처리에 따른 원액의 진세노사이드 추출 수율 및 성분구성 등에 미치는 영향을 조사하였다. 그 중 효소 AMG가 홍삼을 추출했을 때 홍삼 원액의 진세노사이드 함량을 크게 증가시켰으며, 이 효소는 α‐amylase의 주성분이다. α‐Amylase효소를 생산하기 위해서 청국장으로부터 효소를 고생산하는 미생물을 분리하였다. 분리한 균은 생화학적 활성을 확인하였고, 유전자염기서열분석을 수행하여 Bacillus subtilis으로 동정한 결과 Bacillus subtilis BY09로 명명되었다. 그리고 B. subtilis BY09의 α‐amylase 대량 생산을 위해 반응표면분석법을 이용하여 배지 성분 조성과 배양조건을 최적화 하였다. α‐Amylase생산능은 배지의 초기pH 7.0‐7.5와 배양온도 35℃에서 가장 높았으며, Plackett-Burman design에 의해 α‐amylase 생산량에 최대 영향을 주는 요인을 선택한 결과로 3가지 인자 (soytone, starch, CaCl2)를 선정하였다. 인자 선택 후 배지 최적화를 위하여 반응표면분석법을 통해 얻은 배지의 최적조성 농도 결과는 soytone 1.41%, starch 0.11%, CaCl2 271.70 mg/L, (K2HPO4 0.15%, tween 60은 0.1%) 로 나왔다. 이 조건에서의 최적 배지에서 36 시간 배양할 경우 α‐amylase 최대 예상 생산량은 11.76 U/mL로 95% 신뢰수준 (10.12~13.40 U/mL)이었으며, 실제 실험에서 α‐amylase 생산량은 11.19. U/mL로 예측 값과 비슷하게 나왔다. B. subtilis BY09 배양액 (α‐amylase 400 mU/mL)을 홍삼분말에 처리한 결과는 홍삼 추출액 중 protopanaxadiol (PPD) 진세노사이드 (Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd 및 Rg3)의 함량이 10% 증가하였으며 protopanaxatriol (PPT) 진세노사이드 (Rg1, Re)의 함량은 변화가 없었다. 진세노사이드의 추출 수율은 추출온도가 상승될수록 증가되었지만 온도 80℃일 경우에는 열에 대해 불안정함을 나타냈고, 70℃ 이하에서는 대체적으로 안정한 결과를 보였다. 따라서, PPD 계 진세노사이드는 PPT 계 진세노사이드에 비하여 열에 대한 안정성이 높은 것으로 나타났다. 그리고 홍삼 추출액의 환원당 및 총 페놀 함량은 조효소액으로 처리하였을 때에 처리하지 않았을 때 보다 각각 51% (환원당) 및 27% (총 페놀 함량)이상 증가하는 것으로 보였다. 총 활성물질의 함량은 조효소액을 전 처리한 경우는 15.573 mg/mL이며, 효소 무처리구는 13.308 mg/mL로 결과적으로 효소 전처리의 경우가 더 높은 함량을 나타낸 것을 확인할 수 있었다. 추출액의 DPPH라디칼 소거능은 무처리구의 경우 70.50%, 효소 처리구의 경우 82.18%로 무처리구 보다 효소 처리구의 경우 황산화 활성이 더 높게 나타났다. 또한 총 항산화 활성 (ABTS+)은 무처리구의 경우 47.59%, 효소 처리구의 경우 51.23%으로 나타났으며, 환원력은 각각 0.246 및 0.269로 효소 처리구의 경우 더 높게 나타내었다. 또한, 조효소액의 처리에 의하여 홍삼추출액의 전분 및 다당류를 분해하면서 환원당을 생성하여 쓴 맛을 개선시킬 수 있었다. 진세노사이드 함량이 강화 된 홍삼 추출액과 홍삼 퓨레를 활용하여 건강기능성 제품을 개발하고자 양갱과 식빵, 쿠키를 제조하여 품질특성을 평가하였다. 홍삼 추출액 첨가량을 달리하여 제조한 양갱은 홍삼 추출액 첨가량의 증가에 따라 추출액에 함유된 색소에 의하여 명도가 감소하고 적색도와 황색도는 증가 하였으며, 경도는 대조구에 비해15%, 30% 첨가까지 감소 하다 45%, 60% 첨가 시 증가하였으나 대조구보다 전반적으로 낮게 나타났다. 전체적인 기호도는 30%와 45% 첨가 수준에서 높게 평가되었다. 홍삼 추출액 첨가로 맛과 향 및 색도가 증가되어 양갱의 전체적인 기호도가 높아지나 60% 첨가구에서는 기호도가 낮게 평가되었다. 이는 홍삼 추출액 첨가량의 증가로 향이 강해져 기호도가 낮아진 것으로 판단된다. 홍삼 추출액 첨가량을 달리하여 제조한 식빵은 첨가량의 증가에 따라 명도가 감소하고 적색도와 황색도는 증가하였으며, 경도와 껌성, 씹힘성은 약해지고 탄력성과 응집성은 강해졌다. 전체적인 기호도는 30.6% 첨가구가 높게 평가되었다. 홍삼 추출액의 첨가로 식빵의 색상이 짙어지고 향미성분의 증가와 조직감이 향상되어 기호도가 높아진 것으로 판단된다. 홍삼 퓨레 첨가수준을 달리하여 제조한 쿠키는 홍삼 퓨레의 첨가량이 증가함에 따라 명도는 감소하고 적색도와 황색도는 증가하였으며, 경도는 낮아지고 퍼짐성은 약해져 직경이 줄어들고 높이가 높아졌다. 전체적인 기호도는 4% 첨가수준에서 높게 평가되었다. 홍삼 퓨레의 첨가로 쿠키의 색상이 짙어지고 향이 증가되어 기호성이 높아지며, 퓨레에 함유된 수분이 경도와 퍼짐성에 영향을 미친 것으로 판단된다. 진세노사이드 함량이 증가된 홍삼 추출액과 홍삼 퓨레를 이용한 실험 결과를 토대로 전체적인 기호도에 따른 최적 배합비로 양갱, 식빵, 쿠키 등의 건강 기능성 제품의 개발 가능성이 충분한 것으로 사료된다.
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