고기능성 홍삼사포닌성분의 함량을 증대시키기 위한 목적으로 홍삼엑스에 열처리, 산(acid)처리하여 그 가능성을 조사하였다. 산도를 조정하지 않은 무처리구(control, pH 4.4)에 $120^{\circ}C$ 열처리한 경우 ginsenoside-$Rg_3$의 함량이 약 2배 정도 증가였다. 구연산으로 pH 2.0으로 조정하고 온도처리한 처리구에서는 2.8배나 많은 ginsenoside-$Rg_3$ 성분이 증가하였으나 다른 유효한 사포닌의 파괴가 두드러져 처음 홍삼엑스에 함유되어 있던 총사포닌의 65% 정도가 소실되었다. $80^{\circ}C$에서 12시간 처리를 한 경우에는 pH를 2.5와 2.0로 조정한 처리구에서는 11.20 mg과 12.50 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg보다 3.3배 이상 ginsenoside-$Rg_3$ 성분이 변환되었다. Ginsenoside-$Rb_1,\;Rb_2$, Rc, Re, $Rg_1$의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고 홍삼 특이성분(ginsenoside-$Rg_3,\;Rh_2,\;Rh_1$)의 함량은 현저히 증가되었다. 매실엑스로 pH를 2.5로 조정한 처리구에서는 13.34 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg보다 4배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 비록 31%정도의 total saponin의 감소가 있었으나 $120^{\circ}C$의 고온처리에서 처럼 다른 유효한 사포닌의 큰 손실 없이 $60^{\circ}C$에 12시간 처리하는 것만으로도 다량의 ginsenoside-$Rg_3$를 생산하는 것을 확인하였다.
고기능성 홍삼사포닌성분의 함량을 증대시키기 위한 목적으로 홍삼엑스에 열처리, 산(acid)처리하여 그 가능성을 조사하였다. 산도를 조정하지 않은 무처리구(control, pH 4.4)에 $120^{\circ}C$ 열처리한 경우 ginsenoside-$Rg_3$의 함량이 약 2배 정도 증가였다. 구연산으로 pH 2.0으로 조정하고 온도처리한 처리구에서는 2.8배나 많은 ginsenoside-$Rg_3$ 성분이 증가하였으나 다른 유효한 사포닌의 파괴가 두드러져 처음 홍삼엑스에 함유되어 있던 총사포닌의 65% 정도가 소실되었다. $80^{\circ}C$에서 12시간 처리를 한 경우에는 pH를 2.5와 2.0로 조정한 처리구에서는 11.20 mg과 12.50 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg보다 3.3배 이상 ginsenoside-$Rg_3$ 성분이 변환되었다. Ginsenoside-$Rb_1,\;Rb_2$, Rc, Re, $Rg_1$의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고 홍삼 특이성분(ginsenoside-$Rg_3,\;Rh_2,\;Rh_1$)의 함량은 현저히 증가되었다. 매실엑스로 pH를 2.5로 조정한 처리구에서는 13.34 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg보다 4배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 비록 31%정도의 total saponin의 감소가 있었으나 $120^{\circ}C$의 고온처리에서 처럼 다른 유효한 사포닌의 큰 손실 없이 $60^{\circ}C$에 12시간 처리하는 것만으로도 다량의 ginsenoside-$Rg_3$를 생산하는 것을 확인하였다.
To increase the contents of functional ginsenosides by conversion, especially ginsenoside-$Rg_3$ and $Rh_2$, the extracts of red ginseng were treated with high temperature and citric acid or apricot extract. When the extracts were subject to $120^{\circ}C$ for 2 hour...
To increase the contents of functional ginsenosides by conversion, especially ginsenoside-$Rg_3$ and $Rh_2$, the extracts of red ginseng were treated with high temperature and citric acid or apricot extract. When the extracts were subject to $120^{\circ}C$ for 2 hours, the content of ginsenoside-$Rg_3$ was increased 2 times than in control. When the extracts were subject to $120^{\circ}C$ and acidic conditions adjusted with citric acid, the ginsenoside-$Rg_3$, was detected 2.8 times, but other ginsenoside were decreased heavily to 65%. When the extract were treated with for 12 hours at $80^{\circ}C$, the content of ginsenoside-$Rg_3$ was increased to 3.3 times, Also, when the red ginseng extracts were treated with apricot extract, the ginsenoside-$Rg_3$ was detected to 4 times than in control, but other ginsenoside were decreased lightly to 35%, not same as at the $120^{\circ}C$ treatment.
To increase the contents of functional ginsenosides by conversion, especially ginsenoside-$Rg_3$ and $Rh_2$, the extracts of red ginseng were treated with high temperature and citric acid or apricot extract. When the extracts were subject to $120^{\circ}C$ for 2 hours, the content of ginsenoside-$Rg_3$ was increased 2 times than in control. When the extracts were subject to $120^{\circ}C$ and acidic conditions adjusted with citric acid, the ginsenoside-$Rg_3$, was detected 2.8 times, but other ginsenoside were decreased heavily to 65%. When the extract were treated with for 12 hours at $80^{\circ}C$, the content of ginsenoside-$Rg_3$ was increased to 3.3 times, Also, when the red ginseng extracts were treated with apricot extract, the ginsenoside-$Rg_3$ was detected to 4 times than in control, but other ginsenoside were decreased lightly to 35%, not same as at the $120^{\circ}C$ treatment.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
그러나 이들 성분은 홍삼에 극히 미량으로 들어 있기 때문에 이들의 함량을 증대 시키면 인삼의 부가가치 증대로 연결된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 고기능성 홍삼사포닌성분의 함량을 증대시키기 위한 목적으로 홍삼엑스에 열처리, 산(acid)처리하여 그 가 능성을 조사하였다.
따라서 본 연구에서는 고온 처리에 의한 현저한 다른 유효 사포닌의 손실없이 효율적으로 기능성 사포닌 특히 ginsenoside-Rg3를 다량 생산하는 기술개발을 목표로 연구를 수행하였다.
그러나 이들 성분은 홍삼에 극히 미량으로 들어 있기 때문에 이들의 함량을 증대 시키면 인삼의 부가가치 증대로 연결된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 고기능성 홍삼사포닌성분의 함량을 증대시키기 위한 목적으로 홍삼엑스에 열처리, 산(acid)처리하여 그 가 능성을 조사하였다.
0 정도로 높게 되면 제품을 개발하는데 있어서 식미효과 뿐만 이 아니라 액상제품을 생산할 경우에 침전물이 생기며, 특히 구연산을 사용할 경우 농도가 높게 되면 음복 후에 속에서 거부감을 느낄 수도 있는 단점이 있다. 따라서 이러한 단점 을 극복하기 위해서 본 연구에서는 식품원료로서 사용되면서 산도가 높은 매실엑스(pH 1.7)에 주목하게 되었다. 매실엑스 를 이용하여 홍삼엑스의 pH를 2.
본 연구는 농림기술개발과제(ARPC)의 연구비 지원에 의하여 수행되었으며 이에 대해 심심한 감사를 표하는 바이다.
그러나 원료생산을 위한 이들 방법은 특수한 시설장비가 필요하고 생리적인 활성이 있는 다른 인삼 사포닌 성분의 파괴가 현저하고 효율성이 떨 어지는 단점이 있다. 본 연구에서는 특별한 시설장비 없이 간단하면서도 보다 효율적 이며 경제적으로 다른 인삼 사포닌 성분의 현저한 파괴없이 면역 및 항암효과증진에 효과가 있는 ginsenoside-Rg3 성분과 홍삼특이성분을 현저히 증가 시키는 방법을 성공적으로 개발 하였다.
제안 방법
사포닌 화합물의 확인 및 정량에 사용된 개별 사포닌 성분인 ginsenosides 표준품 (Rgl, Rf, Re, Rd, Rc, Rb2, Rbl, Rg2, Rg3, Rhi, Rh2)은 한국인삼연초연구원에서 분양 받은 것을 사용하였다. Chromatogram 의 각 peak 는 표준 품 사포닌의 chromatography에 의하여 동정하였고, 각 ginsenosides 의 함량은 표준품과 비교하여 peak 높이로 계산하였다.
0 등으로 맞추었다. 또한 시중에서 식품용 으로 판매되고 있는 67°brix 매실엑스(pH 1.6, 바산, 한국) 를 25°brix 홍삼엑스에 첨가하면서 각각 pH를 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0의 5개 처리용 시료를 준비한 후 사포닌 변환 실험에 이용하였다. 대조구는 산도를 조정하지 않은 25° brix 홍삼엑스(pH 4.
7)에 주목하게 되었다. 매실엑스 를 이용하여 홍삼엑스의 pH를 2.5, 3.0, 3.5, 4.0으로 조정 하여 사포닌의 변환여부를 조사하였다.
온도에 따른 사포닌 변환을 조사하기 위한 120℃의 고온 처리는 autoclave# 이용하여 각 처리구별 시료를 삼각플라 스크를 넣어 알루미늄 호일로 밀봉한 후 2시간씩 열처리를 하였다. 60℃와 80℃의 온도 처리는 항온 수조(Biichi, Germany)에 넣어 시간대별로 처리하였다.
처리된 각각의 시료들은 ginsenosides의 함량분석을 하기 위해서 일정량씩 취하여 수포화 n-butanol 추출법인 Ando 등(1971)의 방법에 따라서 분석 시료를 준비하였다. 처리한 홍삼엑스 5 g을 취한 후 감압농축하여 수분을 제거하고 에테르로 추출하여 탈지시킨 후 수포화 n-butanol로 3회 추출하고 이들을 모두 합하여 증류수로 1회 세척한 후 수 층은 버리고 n-butanol층만 rotavapor(B?chi, Germany) 를 이용하여 감압 . 농축시킨 후 HPLC용 메탄올 500 ul에 용해한 후 0.
홍삼엑스는 관행적인 방법에 의하여 제조된 60°birx 홍삼 엑기스(미삼 70%, 주근 30%, 수분함량 29.6%)를 증류수에 용해하여 25°brix 용액으로 만든 후 이들에 구연산(citric acid, Sigma) 50%(pH 0.56) 용액을 첨가하면서 pH를 2.0, 2.5; 3.0, 3.5, 4.0 등으로 맞추었다. 또한 시중에서 식품용 으로 판매되고 있는 67°brix 매실엑스(pH 1.
대상 데이터
75의 높은 산도를 나타낸다. 구연산을 사용하여 산도를 조정할 경우 직접 식품원료로 서 사용가능하기 때문에 본 연구에서는 산도조정을 위해서 50%의 구연산 용액을 사용하였다. 그 결과 Table 1에서 보는 바와 같이 pH 조정을 하지 않은 무처리구(control, pH 4.
0의 5개 처리용 시료를 준비한 후 사포닌 변환 실험에 이용하였다. 대조구는 산도를 조정하지 않은 25° brix 홍삼엑스(pH 4.4)를 사용하였다.
정량하였다. 사포닌 화합물의 확인 및 정량에 사용된 개별 사포닌 성분인 ginsenosides 표준품 (Rgl, Rf, Re, Rd, Rc, Rb2, Rbl, Rg2, Rg3, Rhi, Rh2)은 한국인삼연초연구원에서 분양 받은 것을 사용하였다. Chromatogram 의 각 peak 는 표준 품 사포닌의 chromatography에 의하여 동정하였고, 각 ginsenosides 의 함량은 표준품과 비교하여 peak 높이로 계산하였다.
이론/모형
처리된 각각의 시료들은 ginsenosides의 함량분석을 하기 위해서 일정량씩 취하여 수포화 n-butanol 추출법인 Ando 등(1971)의 방법에 따라서 분석 시료를 준비하였다. 처리한 홍삼엑스 5 g을 취한 후 감압농축하여 수분을 제거하고 에테르로 추출하여 탈지시킨 후 수포화 n-butanol로 3회 추출하고 이들을 모두 합하여 증류수로 1회 세척한 후 수 층은 버리고 n-butanol층만 rotavapor(B?chi, Germany) 를 이용하여 감압 .
성능/효과
3 mg 보다 4배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 80℃ 처리구에서 와 동일하게 총 사포닌 중 ginsenoside-Rbi, Rb2, Rc, Re, Rgi의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고, 역시 홍삼 특이적인 성분인 ginsenoside-Rg3, Rh2의 함량은 증가되는 경향을 나타내었다(Table 3). 구연산 처리로 pH를 2.
3배 이상 ginsenoside-Rg3 성 분이 변환되었다. Ginsenoside-Rbi, Rb2, Rc, Re, Rgi의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고 홍삼 특 이성분(ginsenoside-Rg3, Rh2, Rhi)의 함량은 현저히 증가 되었다. 매실엑스로 pH를 2.
구연산을 사용하여 산도를 조정할 경우 직접 식품원료로 서 사용가능하기 때문에 본 연구에서는 산도조정을 위해서 50%의 구연산 용액을 사용하였다. 그 결과 Table 1에서 보는 바와 같이 pH 조정을 하지 않은 무처리구(control, pH 4.4)에 120℃ 열처리를 2시간 하였을 경우 ginsenoside- Rg3의 함량이 약 2배 정도 증가하는데 그친 반면, pH를 조 정하고 열처리를 한 경우에는 상당한 사포닌 성분의 변환이 일어났다. 특히 50% 구연산(pH 0.
홍삼엑스의 산도를 조정하고 80℃에서 12시간 처 리를 한 후 사포닌을 분 리하여 HPLC로 분석한 결과 무처리의 경우 120℃에서 2시간 열처리한 경우에는 ginsenoside-Rg3의 함량이 약 2배 이상 증가한데 반하여(Table 1), 80℃의 무처리구에서는 거의 사포닌의 변환을 관찰할 수 없었다(Table 2). 그러나 pH 를 조정하여 산도가 높아질수록 ginsenoside-Rg3의 함량이 현저하게 증가하였는데, 특히 pH를 2.5와 2.0로 조정한 처리구에서는 11.20 mg과 12.50 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg보다 3.3배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 총 사포닌 중 ginsenoside-Rbi, Rb2, Rc, Re, Rgi의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고 홍삼 특이성분 (ginsenoside-Rg3, Rh2, Rhi)의 함량은 현저히 증가되었다 (Table 2).
그러나 pH를 조정하여 산도가 높아질수록 ginsenosi- de-Rg3의 함량이 뚜렷하게 증가하였는데, 특히 pH를 2.5 로 조정한 처리구에서는 13.34 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg 보다 4배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 80℃ 처리구에서 와 동일하게 총 사포닌 중 ginsenoside-Rbi, Rb2, Rc, Re, Rgi의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고, 역시 홍삼 특이적인 성분인 ginsenoside-Rg3, Rh2의 함량은 증가되는 경향을 나타내었다(Table 3).
Ginsenoside-Rbi, Rb2, Rc, Re, Rgi의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고 홍삼 특 이성분(ginsenoside-Rg3, Rh2, Rhi)의 함량은 현저히 증가 되었다. 매실엑스로 pH를 2.5로 조정한 처리구에서는 13.34 mg으로 홍삼엑스의 3.3 mg보다 4배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 비록 31%정도의 total saponin의 감소가 있었으나 120℃의 고온처리에서 처럼 다른 유효한 사포닌의 큰 손실 없이 60℃에 12시간 처리하는 것만으로도 다량의 ginsenoside-Rg3를 생산하는 것을 확인하였다.
매실엑스로 홍삼엑스이 pH를 조정한 후 온도를 80℃와 60℃로 처리하여 비교한 결과 큰 차이를 보이지 않았다 (data 미제시). 처리 온도가 낮을수록 비용적인 측면에서 유 리하기 때문에 매실엑스로 pH를 조정한 후 60℃에서 12시간 처리하였다.
34 mg으 로 ginsenoside-Rg3의 높은 변환율을 보였다. 비록 31%정도의 total saponin의 감소가 있었으나 120℃의 고온처리 에서 처럼 다른 유효한 사포닌의 큰 손실 없이 60℃에 12시간 처리하는 것만으로도 다량의 ginsenoside-Rg3를 생산 하는 것을 확인하였다. 그러나 구연산(citric acid)으로 산도 를 조정한 처리구 보다 매실(apricot extract)엑스 처리한 구에서 보다 효율적으로 ginsenoside-Rg3의 변환이 되는 점에 대해서는 금후 지속적인 연구를 통하여 밝혀야할 부분 이다.
34 mg으 로 ginsenoside-Rg3의 높은 변환율을 보였다. 비록 31%정도의 total saponin의 감소가 있었으나 120℃의 고온처리 에서 처럼 다른 유효한 사포닌의 큰 손실 없이 60℃에 12시간 처리하는 것만으로도 다량의 ginsenoside-Rg3를 생산 하는 것을 확인하였다. 그러나 구연산(citric acid)으로 산도 를 조정한 처리구 보다 매실(apricot extract)엑스 처리한 구에서 보다 효율적으로 ginsenoside-Rg3의 변환이 되는 점에 대해서는 금후 지속적인 연구를 통하여 밝혀야할 부분 이다.
열처리와 산도조절을 병행처리하였을 ginsenoside의 변 환율이 증가하였으나, 산도가 높아질수록 소실변환이 급격히 증가하였다. 이것이 단지 산도차이 때문인 산도와 온도의 병행에 따른 효과인지를 알아보기 위해서 pH 조정을 하지 않은 무처리구(pH 4.
3배 이상 변환된 것으로 분석되었다. 총 사포닌 중 ginsenoside-Rbi, Rb2, Rc, Re, Rgi의 함량이 산도가 높아짐에 따라서 급격히 소실되었고 홍삼 특이성분 (ginsenoside-Rg3, Rh2, Rhi)의 함량은 현저히 증가되었다 (Table 2).
4)에 120℃ 열처리를 2시간 하였을 경우 ginsenoside- Rg3의 함량이 약 2배 정도 증가하는데 그친 반면, pH를 조 정하고 열처리를 한 경우에는 상당한 사포닌 성분의 변환이 일어났다. 특히 50% 구연산(pH 0.56)용액으로 pH 2.0으로 조정한 처리구에서는 2.8배나 많은 ginsenoside-Rg3 성분 이 증가하였으나 다른 유효한 사포닌의 파괴가 두드러져 처 음 홍삼엑스에 함유되어 있던 총사포닌의 65% 정도가 소실 되는 결과를 나타내었다.
홍삼엑스에 50% 구연산을 처리하여 pH를 조정하고 온도 처리를 함으로서 생리활성이 높은 ginsenoside-Rg3의 사 포닌 변환을 높일 수 있는 결과 얻었다. 그러나 산도가 2.
후속연구
비록 31%정도의 total saponin의 감소가 있었으나 120℃의 고온처리 에서 처럼 다른 유효한 사포닌의 큰 손실 없이 60℃에 12시간 처리하는 것만으로도 다량의 ginsenoside-Rg3를 생산 하는 것을 확인하였다. 그러나 구연산(citric acid)으로 산도 를 조정한 처리구 보다 매실(apricot extract)엑스 처리한 구에서 보다 효율적으로 ginsenoside-Rg3의 변환이 되는 점에 대해서는 금후 지속적인 연구를 통하여 밝혀야할 부분 이다.
그러나 기존 홍삼 중에는 ginsenoside-Rg3가 미량으로 존재(0.02%)하므로, 이들 성분이 고함유된 인삼추출물을 만 들 수 있는 가에 초점을 맞추어 국내외에서 다각적인 연구 검토가 진행되고 있고, 이미 일부 제품이 출시되어 판매되고 있으며 금후 후발 제품이 개발되어 시장에 경쟁적으로 출시 될 것으로 전망된다. 그러나 이들 방법은 특수한 시설장비가 필요하고 생리적인 활성이 있는 다른 인삼 사포닌 성분의 파 괴가 현저한 단점이 있다.
참고문헌 (17)
Ando, T., O. Tanaka and S. Shibata. 1971. Comparative studies on the saponins and sapogenins of ginseng and related crude drugs. Syoyakugaku Zasshi. 25: 28-32
Choi, K.J. 1991. The constituent of material ginseng and management of quality, Korean. J. Ginseng Sci. 15: 247-256
Hideo, H., J.H. Seong, M. Yasatosi, W. Masamori and J.D. Hur. 1998. Metabolites of ginseng saponin by enterobacteria and anticancer substance in clude it's useful constituent. Korea Patent No. 10-164266-000
Huo, Y., L. Zhao, M. Utsuyama and K. Hirokawa. 1998. Effects of ginseng saponin on the immunity of young and old mice. Proceeding of the 7th International Symposium on Ginseng, The Korean Society of Ginseng. pp. 281-288
Joo, C.N. 1990. Some physiological and biochemical aspects of saponin fraction of Panax ginseng C.A.Meyer. korean. J. Ginseng. Sci. 14: 143-156
Jung, N.P., S.O. Song and S.U. Choi. 2000. Cytotoxicity of white and red ginseng against cancer cells and their effects on the cell cycle. J. Ginseng Res. 24: 183-187
Kim, Y.W. 1998. Glucocorticoid receptor-induced down-regulation of metalloproteinse-9 (MMP-9) by ginseng components, panaxdiol (PD) and panaxatriol (PT), contributes to inhibition of the invasive capacity of HT1080 human fibrosacoma cells. Proceeding of the 7th Int'l Symposium on Ginseng, The Korean Society of Ginseng, pp. 224-230
Matsunaga, H., M. Katano, H. Yamamoto, H. Fujito, M. Mori and K. Takata. 1990. Cytotoxic activity of polyacetylene compounds in Panax ginseng C.A. Meyer. Chem. Pharm. Bull. 38: 3480-3482
Mochizuki, M., Y.C. Yoo, K. Matsuzawa, K. Sato, I. Saiki, S. Tono- Oka, K.I. Samukawa and I. Azuma. 1995. Inhibitory effect of tumor metastasis in mice by saponins, ginsenoside-Rb2, 20(R)- and 20(S)- ginsenoside-Rg3, of red ginseng. Biol. Pharm. Bull. 18: 1197-1202
Nam, K.Y. 2005. The comparative understanding between red ginseng and white ginsengs processed ginsengs (Panax ginseng C.A. Meyer). J. Ginseng Res. 29: 1-18
Park, J.D. 1996. Recent studies on the chemical constituents of Korean Ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer). Korean J. Ginseng Sci. 20: 389-415
Shibata, S., T. Tanaka, T. Ando, M. Sado, S. Tsushima and T. Ohsawa. 1966. Chemical studies on oriental plant drugs (XIV). Protopanaxadiol, a genuine sapogenin of ginseng saponin. Chem. Pharm. Bull. 14: 595-600
Takagi, K., H. Saito and H. Nabata. 1972. Pharmacological studies of Panax ginseng root : Estimation of pharmacological action of Panax ginseng root. Jap. J. Pharmacol. 22: 245-259
Yamamoto, H., M.Kutano and H. Matsunaga. 1990. Anti-tumor substance from Panax ginseng roots. Korean J. Ginseng Sci. 14: 244-252
Yokozawa, T., H. Oura and Y. Kawashima. 1987. Effect of administration of ginsenoside-Rb2 in diabetic rats : In terms of carbohydrate and lipid metabolites. Chem. Pharm. Bull. 35: 4872- 4877
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.