인삼잎과 줄기 혼합 추출물의 영양성분, Ginsenoside 함량 및 기본적 안전성 평가 Nutritional Composition, Ginsenoside Content and Fundermental Safety Evaluation with Leaf and Stem Extract of Panax ginseng원문보기
인삼을 재배한 후 널리 이용되지 못하고 있는 잎, 줄기 등 인삼 부산물의 활용방안을 모색하고자 연구를 수행하였다. 이에 따라 인삼잎과 줄기를 혼합하여 추출한 추출물을 대상으로 일반 영양성분 함량, 무기질 함량, 아미노산 및 지방산 조성을 분석하고 세포독성에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 인삼잎, 줄기 혼합 추출물의 수분함량은 96.61%, 탄수화물 2.51%, 조회분 0.53%, 조지방 0.20% 및 조단백질이 0.15%이었다. 무기질 중 칼륨함량이 102.56 mg/100 g으로 가장 높았고 그 외 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 인 및 철분, 망간, 아연, 구리도 함유되어 있었다. Glutamic acid와 aspartic acid 등 산성아미노산 함량이 높게 나타났고 필수아미노산이 모두 함유되어 있었다. 또한 불포화지방산 함량은 56.52%이었고 palmitic acid 함량이 39.99%로 가장 높았고, linoleic acid 14.96%, docosatetranoic acid 13.31%, linolenic acid 12.19%의 순이었다. 인삼의 총 ginenoside 함량은 0.82 mg/mL이 었고 PD/PT 함유 비율은 0.68이었다. 정상적인 간과 신장 세포의 생존율에는 negative effect를 나타내지 않았고 미토콘드리아와 라이소좀 수준에서 세포독성을 나타내지 않았다. 인삼잎, 줄기 혼합 추출물의 약리효능을 나타내는 gensenoside의 함량이 0.82 mg/mL로서 비교적 소량 함유되어 있으나 인삼 부산물의 활용차원에서 동물의 사료나 기능성 식품 재료로의 사용은 가능할 것으로 생각된다. 향후 동물실험 및 임상실험을 이용한 기능성 평가를 통해 확실하고 구체적인 활용방안의 모색이 요구되어진다.
인삼을 재배한 후 널리 이용되지 못하고 있는 잎, 줄기 등 인삼 부산물의 활용방안을 모색하고자 연구를 수행하였다. 이에 따라 인삼잎과 줄기를 혼합하여 추출한 추출물을 대상으로 일반 영양성분 함량, 무기질 함량, 아미노산 및 지방산 조성을 분석하고 세포독성에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 인삼잎, 줄기 혼합 추출물의 수분함량은 96.61%, 탄수화물 2.51%, 조회분 0.53%, 조지방 0.20% 및 조단백질이 0.15%이었다. 무기질 중 칼륨함량이 102.56 mg/100 g으로 가장 높았고 그 외 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 인 및 철분, 망간, 아연, 구리도 함유되어 있었다. Glutamic acid와 aspartic acid 등 산성아미노산 함량이 높게 나타났고 필수아미노산이 모두 함유되어 있었다. 또한 불포화지방산 함량은 56.52%이었고 palmitic acid 함량이 39.99%로 가장 높았고, linoleic acid 14.96%, docosatetranoic acid 13.31%, linolenic acid 12.19%의 순이었다. 인삼의 총 ginenoside 함량은 0.82 mg/mL이 었고 PD/PT 함유 비율은 0.68이었다. 정상적인 간과 신장 세포의 생존율에는 negative effect를 나타내지 않았고 미토콘드리아와 라이소좀 수준에서 세포독성을 나타내지 않았다. 인삼잎, 줄기 혼합 추출물의 약리효능을 나타내는 gensenoside의 함량이 0.82 mg/mL로서 비교적 소량 함유되어 있으나 인삼 부산물의 활용차원에서 동물의 사료나 기능성 식품 재료로의 사용은 가능할 것으로 생각된다. 향후 동물실험 및 임상실험을 이용한 기능성 평가를 통해 확실하고 구체적인 활용방안의 모색이 요구되어진다.
This study was conducted to investigate the application possibility of leaf and stem extract (LSE) from the mixture of leaf and stem of Panax ginseng. This study measured the general nutritional composition, aminoacid minerals contents and fatty acid composition of LSE. We conducted analysis of the ...
This study was conducted to investigate the application possibility of leaf and stem extract (LSE) from the mixture of leaf and stem of Panax ginseng. This study measured the general nutritional composition, aminoacid minerals contents and fatty acid composition of LSE. We conducted analysis of the ginsenoside content by HPLC and the cell cytotoxicity tests in normal liver and kidney cells. The approximate composition of LSE was 2.51% of carbohydrate 0.53% of crude ash,0.20% of crude fat and 0.15% of crude protein, respectively. LSE contained 102.56 mg/100 g of K ion and high contents of acidic amino acids such as glutamic acid and aspartic acid. In addition to this, it contained all essential amino acids. The major compositions of fatty acids were 39.99% of palmitic acid 14.96% of linoleic acid, 13.31% of docosatetranoic acid and 12.91% of linolenic acid, The total ginsenoside was 0.82 mg/mL, and ratio of PD/PT was 0.68. Negative effects were not found from the results of the cell toxicity respection. These results imply that leaf and stem of Panax gineng could be used as possible food resources and functional food material and feed stuff.
This study was conducted to investigate the application possibility of leaf and stem extract (LSE) from the mixture of leaf and stem of Panax ginseng. This study measured the general nutritional composition, aminoacid minerals contents and fatty acid composition of LSE. We conducted analysis of the ginsenoside content by HPLC and the cell cytotoxicity tests in normal liver and kidney cells. The approximate composition of LSE was 2.51% of carbohydrate 0.53% of crude ash,0.20% of crude fat and 0.15% of crude protein, respectively. LSE contained 102.56 mg/100 g of K ion and high contents of acidic amino acids such as glutamic acid and aspartic acid. In addition to this, it contained all essential amino acids. The major compositions of fatty acids were 39.99% of palmitic acid 14.96% of linoleic acid, 13.31% of docosatetranoic acid and 12.91% of linolenic acid, The total ginsenoside was 0.82 mg/mL, and ratio of PD/PT was 0.68. Negative effects were not found from the results of the cell toxicity respection. These results imply that leaf and stem of Panax gineng could be used as possible food resources and functional food material and feed stuff.
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문제 정의
실정이다. 이에 본 연구자들은 인삼잎과 줄기를 혼합하여 추출한 인삼잎, 줄기 혼합 추출물을 동물의 사료로 이용하거나 또는 현대인들이 저렴하고 손쉽게 사용할 수 있는 기능성 식품 또는 건강식품으로 개발할 수 있는지 여부를 판단하고자 인삼잎, 줄기 혼합 추출물에 대해 영 양성 분, ginsenoside 함량을 측정하였고 세포 독성 실험을 통해 기본적인 안전성을 평가하였다.
인삼을 재배한 후 널리 이용되지 못하고 있는 잎, 줄기 등 인삼 부산물의 활용방안을 모색하고자 연구를 수행하였다. 이에 따라 인삼잎과 줄기를 혼합하여 추출한 추출물을 대상으로 일반 영 양성 분 함량, 무기질 함량, 아미노산 및 지방산조성을 분석하고 세포독성에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다.
인삼성 분에 대한 연구는 지 금까지 주로 주근(主根)과 미 근(尾根)에 대하여 이루어져 왔고 지상부에 대해서는 보고가 거의 없는 실정이다. 특히 전북지방의 일부 재배지역의 白蔘採取團에서 수확시기에는 아직 인삼잎이 고사하지 않아 이것을 그늘에 말려두었다가 가축의 약용으로 이용하는 사례가 있으므로(46) 인삼잎과 줄기에 대해 그 약효가 알려지고 있는 dammarane계사포닌의 함량을 조사하여 인삼채취 후 부산물로 나오는 인삼잎과 줄기를 이용한 제제나 제품 등을 개발할 수 있는 기초자료를 얻고자 인삼잎과 줄기의 추출물에 대해 ginsenoside함량을 조사하였다.
제안 방법
5 N-NaOH/M簡eOH로 추줄한 후 Morrison과 Simth의 방법 (34) 에 의해 BF3-methanoL로 methylation하여 Gas Chro-matograhy(Hewlett Packand 6890, Denver, USA)에 주입 하여 함량을 분석하였다. 각 지방산 함량은 자동면적적분기 에서 area%(percent of total fatty acid)로 구했으며 각 지방산의 동정은 동일한 조건 하에서 standard fatty acid ester 등(Nu check Co., GLC 87A)에 대해 분석하여 얻은 retention time과 비교하여 이루어졌다. 이때 detector는 FID, column 은 HP-FFAP를 사용하였다.
0085 pL/200 11L medium)를 처 리하고 24시간 동안 배 양하였다. 그런 다음 상등액을 제거하고 50 μL의 MTT 용액 (5 mg/mL)에 넣고 4시간 후에 MTT 용액을 제거한 후 DMSO를 100 JJL 가하여 실온에서 5~ 10분 동안 shaking시 킨 후에 540nm에서 ELISA reader(Power Wave X, Bio-Tek Instruments, Inc, USA)로 흡광도를 측정하였다(36).
즉, 수분함량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 Semi-micro kjeldahl법 (kjeltec 1030 Auto Analyzer, Tecator, Sweden), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법 (IS-31-GWB15, Ilsin, Korea), 식이섬유 함량은 HzSQf-NaOH 분해법(Fiberatec system M 1020 Hot Extract, Tecxator, Sweden), 조회분은 직접회화법으로 측정하였다. 당질은 총 100에서 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 및 식이섬유소를 뺀 값으로 계산하여 구하였다.
6 x 104 cell/well로 조정 한 후 96 w이1 plate에 분주하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 동안 배 양하였다. 배양 상등액을 제거한 후에 준비된 시료(10 虬, 20 μL, 50 UL, 100 UL/200 J1L medium)와 에멀젼 시 료(DMSO에 1차 dilution시 켜 서 0.0017 虬, 0.00425 虬, 0.0085 pL/200 11L medium)를 처 리하고 24시간 동안 배 양하였다. 그런 다음 상등액을 제거하고 50 μL의 MTT 용액 (5 mg/mL)에 넣고 4시간 후에 MTT 용액을 제거한 후 DMSO를 100 JJL 가하여 실온에서 5~ 10분 동안 shaking시 킨 후에 540nm에서 ELISA reader(Power Wave X, Bio-Tek Instruments, Inc, USA)로 흡광도를 측정하였다(36).
수행하였다. 이에 따라 인삼잎과 줄기를 혼합하여 추출한 추출물을 대상으로 일반 영 양성 분 함량, 무기질 함량, 아미노산 및 지방산조성을 분석하고 세포독성에 미치는 영향을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 인삼잎, 줄기 혼합 추출물의 수분함량은 96.
일반성분, 무기질 및 아미노산 함량은 다음의 방법에 따라 3회 반복실험하였다.
대상 데이터
4~5년근의 인삼(강화도)을 수확하고 잎이 달린 줄기를 비닐하우스에서 건조하였다. 건조된 인삼잎과 줄기를 3 : 2의 중량으로 섞어 이의 5배(v/w) 중량의 물을 증탕기(Mammoth IV, Sewon Engineering, Korea)에 넣고 98℃에서 14시간 추출하였다.
MTT assay : 한국 세포주 은행(KCLB)에서 분양받은 liver celKNCTC clone 1469)과 kidney cell(VERO)을 3.23 x 105 cell/well, 4.6 x 104 cell/well로 조정 한 후 96 w이1 plate에 분주하여 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 동안 배 양하였다. 배양 상등액을 제거한 후에 준비된 시료(10 虬, 20 μL, 50 UL, 100 UL/200 J1L medium)와 에멀젼 시 료(DMSO에 1차 dilution시 켜 서 0.
NR assay : 한국 세포주 은행(KCLB)에서 분양받은 liver celKNCTC clone 1469)과 kidney cell(VERO)을 96 well plate에 3.23 x 105 cell/well, 4.6 x 104 cell/well로 조정 된 세 포를 분주하고 37℃, 5% CO2 incubator에서 24시간 동안 배 양하였다. 배양 상등액을 제거한 후에 준비된 시료(10 UL, 20 HL, 50 UL, 100 pL/200 pL medium)와 에멀젼시료(DMSO에 1 차 dilution시 켜서 0.
4 cm, 5 Um, Merck Co.產 이동상으로 용매 A는 acetonitrile/water/isoprogyl alcohol (80:5:15), 용매 日는 acetonitrile/water/isopropyl alcohol(80: 2015)을 사용하였다. 용매 A와 B의 혼합비율은 초기에 A:B 가 70:30이 었고 20분간 0:100으로 상승시 켜 35분간 유지 시 켰다.
본 연구에서 사용한 인삼잎과 줄기의 혼합 추출물은 수분 96.61%, 당질 2.51%, 조회 분 0.53%, 조지방 0.20% 및 조단백질 0.15%로 구성되어 있었다. 또한 무기질 중에서는 칼륨(102.
이론/모형
HPLC system으로서 펌프는 미국 Waters사의 모델 510 을, 검출기는 미국 AHtech사의 모델 ELSD 2000을 사용하였다. 컬럼은 Lichrosorb NH2(25x0.
인삼부산물의 활용에 있어 안전성 평가를 위해 정상세포 즉 kidney c이KVERO 76)과 liver celi(NCTC)을 이용하여 MTT [3-(4f5-dimethyliazol-2-yl)-2J5_diphenyl-tetrazolium bramide]와 NR(Neutral Red) assay를 실시하였다.
일반성분 : 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 및 식이섬유소함량을 식품공전(31)의 방법에 의해 분석하였다. 즉, 수분함량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 Semi-micro kjeldahl법 (kjeltec 1030 Auto Analyzer, Tecator, Sweden), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법 (IS-31-GWB15, Ilsin, Korea), 식이섬유 함량은 HzSQf-NaOH 분해법(Fiberatec system M 1020 Hot Extract, Tecxator, Sweden), 조회분은 직접회화법으로 측정하였다.
식품공전(31)의 방법에 의해 분석하였다. 즉, 수분함량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질은 Semi-micro kjeldahl법 (kjeltec 1030 Auto Analyzer, Tecator, Sweden), 조지방 함량은 Soxhlet 추출법 (IS-31-GWB15, Ilsin, Korea), 식이섬유 함량은 HzSQf-NaOH 분해법(Fiberatec system M 1020 Hot Extract, Tecxator, Sweden), 조회분은 직접회화법으로 측정하였다. 당질은 총 100에서 수분, 조단백질, 조지방, 조회분 및 식이섬유소를 뺀 값으로 계산하여 구하였다.
지방산 조성 : 지방산 조성은 Folch 등의 방법 (33)에 따라 0.5 N-NaOH/M簡eOH로 추줄한 후 Morrison과 Simth의 방법 (34) 에 의해 BF3-methanoL로 methylation하여 Gas Chro-matograhy(Hewlett Packand 6890, Denver, USA)에 주입 하여 함량을 분석하였다. 각 지방산 함량은 자동면적적분기 에서 area%(percent of total fatty acid)로 구했으며 각 지방산의 동정은 동일한 조건 하에서 standard fatty acid ester 등(Nu check Co.
성능/효과
3년근과 4년근 인삼잎의 에탄올 추출물 중 panaxodiol(PD)의 함량은 각각 0.51%, 0.57%이었고 panaxatriol(PT)의 함량은 각각 1.48%, 1.57%이 었다(46). 또한 3년과 4년근줄기의 PD 함량은 각각 0.
56 mg/100 g으로 가장 높았고 그 외 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 인 및 철분, 망간, 아연, 구리도 함유되어 있었다. Glutamic acid와 aspartic acid 등 산성 아미노산 함량이 높게 나타났고 필수아미노산이 모두 함유되어 있었다. 또한 불포화지방산 함량은 56.
12 mg/mL 함유되어 있었고 Rgi, Rd, Rb% Rbi, Rf 및 Rc 순으로 그 함량이 높았다. Panaxadiol(PD)사포닌이 0.33 mg/mL, panaxatriol(PT)사포닌이 0.49 mg/mL 함유되어 있었고 총 ginsenoide의 양(PD + PT)은 0.82 mg/mL이었다.
즉 인 삼잎 , 줄기 혼합 추출물은 세포성장과 분화비율을 증진시키고 간과 신장세포의 미토콘드리아와 라이소좀에는 어떠한 negative effect를 나타내지 않았다. 따라서 인삼의 잎과 줄기 혼합 추출물은 정상세포의 성장에 큰 영향을 미치지 않았고 cell viability가 control보다 높게 나타나 오히려 정 상세 포의 성 장에 유익 한 효과가 있을 것이라고 볼 수 있겠다. 이 결과를 기초로 향후 세포성장에 미치는 영향을 좀 더 자세히 조사해 보면 인삼잎, 줄기혼합 추출물의 또 다른 효능을 확인해 볼 수 있으리라 생각된다.
Glutamic acid와 aspartic acid 등 산성 아미노산 함량이 높게 나타났고 필수아미노산이 모두 함유되어 있었다. 또한 불포화지방산 함량은 56.52%이 었고 palmitic acid 함량이 39.99%로 가장 높았고, linoleic acid 14.96%, docosatetranoic acid 13.31%, linolenic acid 12.19%의 순이 었다. 인삼의 총 ginenoside 함량은 0.
본 결과에서는 ginsenoside Rg2의 함량이 가장 높았으며(0.04 mg/mL), Rh(hi +h2), Rg3가 각각 0.14 mg/mL, 0.12 mg/mL 함유되어 있었고 Rgi, Rd, Rb% Rbi, Rf 및 Rc 순으로 그 함량이 높았다. Panaxadiol(PD)사포닌이 0.
본 연구 결과는 선행연구(24, 25)들과 유사한 경 향으로 인삼과 같이 인삼잎, 줄기 혼합 추출물도 불포화지방산 함량이 높음을 알 수 있었다. 잎과 줄기를 섞어서 건조한 후 물을 넣고 추출한 액에 대한 일반성분 분석 결과가 없어 절대적인 함량의 비 교는 어 려 우나 인삼을 제 외 한 잎 또는 줄기 를 각각 분석한 선행 연구(25, 36-45)의 결과들과 비교시 비슷한 성분함량을 가지고 있었다고 판단된다.
40°] 었다(46). 본 연구에서 총 ginsenoside 함량은 0.82 mg이고 PD 계 열은 0.33 mg/mL, PT 계열은 0.49 mg/mL였고 PD/PT 비율은 0.68이었다.
본 연구에서는 잎과 줄기를 함께 섞어 추출한 추출물이므로 앞의 연구들과 비 교하기 는 어 려 우나 palmitic acid 함량이 39.99%로 가장 높았고 linoleic acid함량이 14.96%, docosatetr anoic acid함량이 13.31%, linolenic acid함량이 12.19% 이었다. 총 포화지방산(SFA)。] 43.
인삼잎과 줄기의 혼합 추출물의 지방산 조성은 Table 2에서 나타낸 바와 같이 불포화지방산 함량이 포화지방산보다 높은 것으로 나타났다.
후속연구
효능을 지 닌 약재의 부산물로서 미 약하나마 약리효능을 발휘 할 수 있을 것으로 생각된다. 부산물의 활용관점에서 동물의 사료로 사용을 권장할 수 있으리라 생각되며 영양성분뿐 아니라 약리효능을 발휘할 수 있는 ginsenosides의 분석 결과와 기타 polyphenol 등의 함량분석을 토대로 향후 생리 활성 능력을 조사하여 차 종류로의 이용뿐 아니라 다각도의 활용가능성을 모색할 필요가 있을 것이다.
앞으로 인삼의 적정투여용량 설정과 관련하여 인체실험을 통한 활성성분의 pharmacokinetics와 생체내 bioavailability 에 대한 연구가 이루어져야겠으나 본 연구에서 사용한 인삼 부산물의 성분과 약리효능을 지닌 ginsenoides 함량을 고려하여 이들을 동물의 사료나 건강식 품 또는 기 능성 식 품의 원료로 사용할 수 있는 가능성도 있다고 생각된다. 앞으로 본 연구자들은 임상실험을 통해 기능성 평가에 관한 연구를 지속하고자 하며 본 결과가 인삼 부산물인 잎과 줄기를 이용한 제품의 개발 및 기능성 평가에 있어서도 참고적인 자료가 되기를 기대한다.
특히 인삼은 단순한 전통약물로서 동양권뿐만 아니라 서구권에서도 그 소비가 증가추세 에 있어서 양의 학적 관점에서 인삼의 사용과 복용에 대한 이해가 요망되고 있다. 앞으로 인삼의 적정투여용량 설정과 관련하여 인체실험을 통한 활성성분의 pharmacokinetics와 생체내 bioavailability 에 대한 연구가 이루어져야겠으나 본 연구에서 사용한 인삼 부산물의 성분과 약리효능을 지닌 ginsenoides 함량을 고려하여 이들을 동물의 사료나 건강식 품 또는 기 능성 식 품의 원료로 사용할 수 있는 가능성도 있다고 생각된다. 앞으로 본 연구자들은 임상실험을 통해 기능성 평가에 관한 연구를 지속하고자 하며 본 결과가 인삼 부산물인 잎과 줄기를 이용한 제품의 개발 및 기능성 평가에 있어서도 참고적인 자료가 되기를 기대한다.
여러가지 ginsenoside의 약리효능이 보고되어 있으나(30) 본 연구의 인삼 부산물의 ginsenoside 함량이 약리효능을 발휘 하는지 의 여 부는 동물실험 등을 통해 확실한 효능확인을 필요로 한다. 보고된 인삼의 ginsenoside 함량과 비교 시 에는 매우 미비한 양의 ginsenoside를 함유하고 있었으나 오히려 극소량의 함량이 식품으로의 활용을 위해서는 더욱 바람직한 측면도 있을 것으로 생각된다.
따라서 인삼의 잎과 줄기 혼합 추출물은 정상세포의 성장에 큰 영향을 미치지 않았고 cell viability가 control보다 높게 나타나 오히려 정 상세 포의 성 장에 유익 한 효과가 있을 것이라고 볼 수 있겠다. 이 결과를 기초로 향후 세포성장에 미치는 영향을 좀 더 자세히 조사해 보면 인삼잎, 줄기혼합 추출물의 또 다른 효능을 확인해 볼 수 있으리라 생각된다.
정상적인 간과 신장 세포의 생존율에는 negative effect-f- 나타내지 않았고 미토콘드리 아와 라이 소좀 수준에서 세포독성 을 나타내지 않았다. 인삼잎, 줄기 혼합 추출물의 약리효능을 나타내는 gensenoside의 함량이 0.82 mg/mL로서 비교적 소량 함유되어 있으나 인삼 부산물의 활용차원에서 동물의 사료나 기능성 식품 재료로의 사용은 가능할 것으로 생각된다. 향후 동물실험 및 임상실험을 이용한 기능성 평가를 통해 확실하고 구체적인 활용방안의 모색이 요구되어진다.
그러나 인삼 생산과정에서 부산물로 나오는 인삼의 잎과 줄기 등에 관한 연구는 대부분이 잎과 줄기 각각에 대 한 ginsenoside 및 영 양성 분 분석 에 관한 보고(24-26)들이다. 최근 들어 인삼잎을 이용한 차의 개발에 관한 연구(27)가 보고되고 있고 식품학적인 관점에서 인삼 부산물들을 이용하고자 하는 관심이 증대되고 있어 향후 부산물의 성분 뿐 아니라 활용방안에 관한 광범위한 연구가 기대된다.
82 mg/mL로서 비교적 소량 함유되어 있으나 인삼 부산물의 활용차원에서 동물의 사료나 기능성 식품 재료로의 사용은 가능할 것으로 생각된다. 향후 동물실험 및 임상실험을 이용한 기능성 평가를 통해 확실하고 구체적인 활용방안의 모색이 요구되어진다.
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