[논문]인삼 다당체 추출 공정 개발을 위한 인삼의 추출 조건 및 원료에 따른 총당 변화

장순애; 문숙경

인삼 다당체 추출 공정 개발을 위한 인삼의 추출 조건 및 원료에 따른 총당 변화
Analysis of Total Sugar by Extraction Condition and Material to Develope the Extraction Process of Ginseng Polysaccharide 원문보기

한국식품저장유통학회지 = Korean journal of food preservation, v.12 no.4, 2005년, pp.367 - 371

초록
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인삼 속에 다량으로 함유되어 있는 다당체 성분인 진산에 대한 효능이 연구되고 있는 시점에서 산업적으로 이용할 수 있는 대량 추출공정을 위한 추출조건을 분석하였다. 인삼의 종류는 홍삼(5년근)이 $32\%$로 총당의 함량이 가장 높았으며 금산 수삼(5년근)은 $31\%$로 $1\%$ 정도 조금 적게 나타났다. 그러나 홍삼 제조 공정에 따른 효율을 비교해 본 결과 금산 수삼(5년근)과 별 차이가 없어 금산 수삼을 사용하였다. 수삼부위 중 주근, 최적온도 $80^{\circ}C$, 최적 추출시간 6시간 추출 시 총당의 추출 효율이 가장 높았다. 또한 총당의 추출효율을 높이기 위해 인삼 추출물에 protease, ${\alpha}-amylase$, cellulase 효소 처리했을 때 추출 효율이 $20\%$까지 높은 것으로 나타났으며, 인삼 추출액에 주정 알콜농도 $70\%$, 동결건조 방법이 총당 회수율이 높았다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study analyzed the extraction condition for large-scale extraction process to be used industrially. The total sugar content of 5-year Red ginseng in viewpoint of the ginseng materials was highest by $32\%$ and it of 5-year Keumsan ginseng was $31\%$. Therefore 5-year Keumsan ginseng was used by test sample. The next extraction condition, that is the total sugar content of the internal white among the parts of ginseng, the extraction efficiency under the condition of optimal temperature $80^{\circ}C$ and optimal extract time 6hrs, was highest. And the amount of total sugar extracted from ginseng treated with protease, ${\alpha}-amylase$ and cellulase was increased about $20\%$. Total sugar recovery in methods of alcohol concentration $70\%$ and freezer-dry method was highest.

주제어

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문제 정의

따라서 본 논문에서는 인삼 다당체의 새로운 추출 공정을 개발하고자 우선 인삼의 종류별 그리고 추출조건 및 효소처리에 따른 다당체 함량의 변화를 조사.검토하여 그 타당성을 밝히고자 한다.
또한 본 논문의 가치는 고부가가치 인삼제품을 개발하는데 기초정보 및 품질관리를 제공하는데 많은 참고가 될 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 논문에서는 인삼 다당체의 새로운 추출 공정을 개발하고자 우선 인삼의 종류별 그리고 추출조건 및 효소처리에 따른 다당체 함량의 변화를 조사.검토하여 그 타당성을 밝히고자 한다.
본 연구의 목적은 인삼 다당체의 대량 생산 공정이 모색되지 않은 시점에서 인삼으로부터 분리한 다당체(진산 : 47.1% hexose, 43.4% uronic acid, 3.7% 단백질로 구성된 분자량 150,000의 다당체)를 대량 생산함으로써 인삼산업의 위기를 극복하는데 보탬이 되어 수출을 촉진시켜 우리 인삼의 우수성을 확인하며 널리 홍보하는데 있다. 또한 본 논문의 가치는 고부가가치 인삼제품을 개발하는데 기초정보 및 품질관리를 제공하는데 많은 참고가 될 수 있을 것으로 사료된다.
인삼 속에 다량으로 함유되어 있는 다당체 성분인 진산에 대한 효능이 연구되고 있는 시점에서 산업적으로 이용할 수 있는 대량 추출공정을 위한 추출조건을 분석하였다. 인삼의 종류는 홍삼(5년근)이 32%로 총당의 함량이 가장 높았으며 금산 수삼(5년근)은 31%로 1% 정도 조금 적게 나타났다.

제안 방법

금산 수삼(5년근) 추출액에 protease(sigma사), a-amylase (일본 TCI), cellulase(sigma사)를 각각 0.02% 첨가한 후 반응 온도는 40℃ water balh에서 1시간 반응시킨 후 총당의 함량을 조사하였다.
금산 수삼(5년근) 추출액을 15, 20 °Brix 로 각각 농축한 후 주정 알콜(대한주정(주)) 40, 50, 60, 70, 80% 농도로 첨가하여 4시간 동안 교반하고 24시간 침지한 후 원심분리하여 침전물을 취하여 총당의 함량을 조사하였다.
금산 수삼(5년근)을 약 20 g을 달아 소량의 증류수를 사용하여 Waring blendor로 마쇄하고 증류수를 가하여 전량이 100 mL이 되도록 하였고, 백삼과 홍삼은 200 mesh 분말로 하여 5 g을 달아 증류수 100 mL를 각각 조인트 삼각플라스크에 취하여 환류 냉각기를 부착하여 각각의 온도의 water bath에서 가하였다. 추출 온도는 50, 60, 70, 80, 90℃, 추출 시간은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8시간으로 추출하였다.
인삼 추출액의 양을 감소시키기 위해 15, 20 °Brix로 각각 농축하고, 에탄올 침전법에 의한 다당체 추출 방법을 이용하여 총당을 추출하였다. 시약용 에탄올 대신 식품에 사용하기 위해 주정 알코올을 사용하였으며 주정 알콜 농도를 40, 50, 60, 70, 80%로 달리 처리하여 총당의 함량을 조사한 결과 Fig. 4와 같다.
인삼 추출액의 양을 감소시키기 위해 15, 20 °Brix로 각각 농축하고, 에탄올 침전법에 의한 다당체 추출 방법을 이용하여 총당을 추출하였다. 시약용 에탄올 대신 식품에 사용하기 위해 주정 알코올을 사용하였으며 주정 알콜 농도를 40, 50, 60, 70, 80%로 달리 처리하여 총당의 함량을 조사한 결과 Fig.
인삼을 부위별로 주근, 지근, 근피, 뇌두 선별하여 마쇄하여 80℃에서 1시간 추출하여 여과액을 8, 000 rpm에서 원심 분리 한 뒤 농축 건조한 후 총당 함량을 조사한 결과는 Fig. 1에 제시하였다.
금산 수삼(5년근)을 약 20 g을 달아 소량의 증류수를 사용하여 Waring blendor로 마쇄하고 증류수를 가하여 전량이 100 mL이 되도록 하였고, 백삼과 홍삼은 200 mesh 분말로 하여 5 g을 달아 증류수 100 mL를 각각 조인트 삼각플라스크에 취하여 환류 냉각기를 부착하여 각각의 온도의 water bath에서 가하였다. 추출 온도는 50, 60, 70, 80, 90℃, 추출 시간은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8시간으로 추출하였다.
금산 수삼(5년근) 추출액을 분말화하는 과정에서 총당의 함량 변화를 살펴보기 위해 금산 수삼(5년근)을 80℃에서 6시간 추출한다. 추출액을 20 °Brix로 농축하여 주정 알콜 70%를 처리한 후 8, 000 rpm에서 20분간 원심분리하여 침전물을 소량의 증류수로 수거한 후에 동결건조(한일과학 (주) VFD-5085-0030), 분무건조(중부대학 산학연구지원실, 순간 초고온 건조 125℃), 열건조 (제이오텍(주) OF-22G)에 의한 총당의 함량을 조사하였다.

대상 데이터

인삼의 종류는 홍삼(5년근)이 32%로 총당의 함량이 가장 높았으며 금산 수삼(5년근)은 31%로 1% 정도 조금 적게 나타났다. 그러나 홍삼 제조 공정에 따른 효율을 비교해 본 결과 금산 수삼(5년근)과 별 차이가 없어 금산 수삼을 사용하였다.
금산수삼센터에서 금산 수삼(5년근), 진안 수삼(5년근), 금산 백삼(5년근)을 구입하였고, 미국삼과 전칠삼은 홍콩에서 구입하였다. 홍삼은 한국담배 인삼공사에서 분양받아 사용하였다.
금산수삼센터에서 금산 수삼(5년근), 진안 수삼(5년근), 금산 백삼(5년근)을 구입하였고, 미국삼과 전칠삼은 홍콩에서 구입하였다. 홍삼은 한국담배 인삼공사에서 분양받아 사용하였다.

이론/모형

총당은 DNS 방법(14)으로 정량하였다. 즉 위의 추출물을 약 10 mL와 HC1 4 mL을 넣고 80℃에서 환류 냉각하여 시료액을 100배 희석한 검액 1 mL에 DNS 시약 1 mL를 가하고 5분간 끓인 다음, 냉각한 후 물을 8 mL로 채우고 540 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다.

성능/효과

인삼추출액의 건조방법에 따른 총당의 함량은 동결건조 방법이 62%로 가장 높게 나타났다. 다른 건조방법에 비해 동결 건조 방법은 인삼 추출액의 총당 함유율, 고유의 색택, 회수율이 높게 유지될 수 있었으며 반면에 분무건조 방법은 다른 첨가물을 처리하여야 하며 추출액을 농축하는 과정에서 색깔이 갈변화 현상, 분무 과정에서 일부가 분말화가 되지 않고 농축현상을 나타내었다. 또한 분무 건조 후 보관 과정에서 흡습현상이 빠르게 진행되었다.
수삼부위 중 주근, 최적온도 80℃, 최적 추출시간 6시간 추출 시 총당의 추출 효율이 가장 높았다. 또한 총당의 추출 효율을 높이기 위해 인삼 추출물에 protease, a-amylase, cellulase 효소 처리했을 때 추출 효율이 20%까지 높은 것으로 나타났으며, 인삼 추출액에 주정 알콜농도 70%, 동결건조 방법이 총당 회수율이 높았다.
수삼부위 중 주근, 최적온도 80℃, 최적 추출시간 6시간 추출 시 총당의 추출 효율이 가장 높았다. 또한 총당의 추출 효율을 높이기 위해 인삼 추출물에 protease, a-amylase, cellulase 효소 처리했을 때 추출 효율이 20%까지 높은 것으로 나타났으며, 인삼 추출액에 주정 알콜농도 70%, 동결건조 방법이 총당 회수율이 높았다.
이 실험에 Protease 처리시 57%, a-amylase 처리시 61%, cellulase 60%가 추출되었다. 이것은 이(17)등 a-amylase 처리시 33%, cellulase 처리시 19% 산성다당체의 증가되는 것과 같이 a-amylase 처리시 추출 효율이 20%정도 증가되었다.
인삼추출액의 건조방법에 따른 총당의 함량은 동결건조 방법이 62%로 가장 높게 나타났다. 다른 건조방법에 비해 동결 건조 방법은 인삼 추출액의 총당 함유율, 고유의 색택, 회수율이 높게 유지될 수 있었으며 반면에 분무건조 방법은 다른 첨가물을 처리하여야 하며 추출액을 농축하는 과정에서 색깔이 갈변화 현상, 분무 과정에서 일부가 분말화가 되지 않고 농축현상을 나타내었다.

후속연구

7% 단백질로 구성된 분자량 150,000의 다당체)를 대량 생산함으로써 인삼산업의 위기를 극복하는데 보탬이 되어 수출을 촉진시켜 우리 인삼의 우수성을 확인하며 널리 홍보하는데 있다. 또한 본 논문의 가치는 고부가가치 인삼제품을 개발하는데 기초정보 및 품질관리를 제공하는데 많은 참고가 될 수 있을 것으로 사료된다. 따라서 본 논문에서는 인삼 다당체의 새로운 추출 공정을 개발하고자 우선 인삼의 종류별 그리고 추출조건 및 효소처리에 따른 다당체 함량의 변화를 조사.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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