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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 5년근 경북 풍기산 수삼으로 만든 홍삼의 품질향상을 위한 제조방법 개선을 위하여 증자시간과 건조방법이 홍삼의 품질 및 기능성 성분에 미치는 영향을 검토하였다.
가설 설정
- b: Degree of yellowness (yellow +70 <-> -80 blue).
제안 방법
- 경북 풍기산 원료삼의 증자 및 건조 조건별 홍삼의 품질 및 기능성을 알아보기 위해 5년 근을 대상으로 증자 조건(2.5, 3.5, 4.5시간)과 건조 조건(열풍건조"60-65P/24시간, 40P/3-4일, 동결건조: -80℃(2/56시간, 원적외선건조: 900 62℃(3/68시간) 별로 이화학적 특성과 ginsenoside 함량을 비교 분석하였다. 시료의 황색도와 갈변도는 지근이 본근에 비해 높은 수치를 보였으며, 증자시간 3.
- 분말과 50% 에탄올 주줄물의 색도는 Hunter lab. optical sensor (D25, Reston, VA, USA)로 Hunter color parameter(L, a, b, zkE) 를 측정하였다. 이때 표준 백판의 L, a, b 값은 각각 90.
- 5시간과 열풍건조 조건은 현재 상업적으로 이용되고 있는 조건범위이다. 건조 조건은 3.5시간 증자한 시료를 대상으로 열풍건조(60-651, 24시간 및 40℃, 3-4일), 동결건조(-8(TC, 56시간) 및 원적외선건조(900 W, 62℃, 68시간)로 구분하여 건조조건별 품질특성을 비교 평가하였다. 추출물은 증자 및 건조 조건별 홍삼시료 분말 1 g에 50% 에탄올 50mL를 가하여 실온(200에서 24시간 shaking (150rpm)한 후 Whatman No.
- 3이었다. 시료의 갈변도는 50% 에탄올 추출물을 가지고 spec- trophotometer(UV-1601, Shimadzu, Tokyo, Japan) 을 이용하여 420nm에서 흡광도를 측정하였다(3).
- 25 mL와 conc- H2SO4 3mL를 넣은 후 8(TC에서 5분간 반응시킨 다음 실온에서 15분간 방치한 것을 525nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 Blois(8)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 50% ethanol 추출액 0.
- 전자공여능은 Blois(8)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 50% ethanol 추출액 0.5 mL에 a, a'-diphenyl-P-picrylhydrael(DPPH) 12 mg에 100% 에탄올 100 mL를 가하여 녹인 후 517nm에서 흡광도가 1.0이 될때 까지 50% 에탄올을 가하여 조제한 DPPH 용액을 5mL 가하여 교반한 후 흡광도를 측정하였다. 전자 공여능(%)은 100-(시료첨가구의 흡광도/무첨가구의 흡광도)X100]으로 계산하였다.
- 즉, 50% 에탄올 주줄액 0.5 mL에 carbazole 0.25 mL와 conc- H2SO4 3mL를 넣은 후 8(TC에서 5분간 반응시킨 다음 실온에서 15분간 방치한 것을 525nm에서 흡광도를 측정하였다. 전자공여능은 Blois(8)의 방법을 변형하여 측정하였다.
- 소거능은 Kato 등(9)의 방법으로 측정하였다. 즉, 50% 에탄올 추출물 1 mL에 1 mM NaNO2 용액 1 mL을 가한 후 0.1 N HCl(pH 1.2), 0.2 M 구연산 완충액 (pH 3.0, 4.2, 6.0)을 사용하여 반응용액의 pH를 각각 1.2, 3.0, 4.2, 6.0 으로 조정한 후 각 반응용액을 10mL로 정용하였다. 각 반응 용액을 37℃(:에서 1시간 동안 반응시킨 후 1 mL을 취하여 2% 초산 용액 5mL을 첨가한 다음 griess 용액을 0.
- 총 페놀성 화합물의 함량 측정은 Folin-Denis법(5)을 일부 변형하여 사용하였다. 즉, 50% 에탈올 추출물 ImL에 Folin시약 1 mL을 혼합하여 실온에서 3분간 정치한 뒤 10% N&CO3 용액 1 mL을 가하여 혼합한 후 실온에서 1시간 정치한 다음 700nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선의 작성은 caffeic acid를 1-50 /mg 농도로 조제하여 작성하였다.
- 증자 조건으로 증자시간을 2.5, 3.5, 4.5시간으로 각각 구분하여 열풍건조(60-65℃, 24시간 및 40℃, 3-4일)하고 품질 특성을 비교 평가하였다. 여기서 증자시간 3.
- 대한 백분율로서 나타내었다(4). 총 페놀성 화합물의 함량 측정은 Folin-Denis법(5)을 일부 변형하여 사용하였다. 즉, 50% 에탈올 추출물 ImL에 Folin시약 1 mL을 혼합하여 실온에서 3분간 정치한 뒤 10% N&CO3 용액 1 mL을 가하여 혼합한 후 실온에서 1시간 정치한 다음 700nm에서 흡광도를 측정하였다.
- 표준곡선의 작성은 caffeic acid를 1-50 /mg 농도로 조제하여 작성하였다. 총 플라보노이드 함량은 50% 에탄올 추출물 시료 0.5 mL를 시험관에 각각 분취하여 ethyl alcohol 1.5 mL, 10% aluminium nitrate 0.1 mL, 1 M potassium acetate 0.1 mL와 증류수 2.8mL을 가하여 충분히 교반한 후 실온에서 40분간 방치한 다음 410nm에서 흡광도를 측정하였다(6). 표준곡선은 hesperidia 0- 100 mg%의 농도로 조제하여 작성하였다.
- 홍삼분말 5 g에 80% methanol 50mL를 가하여 100W에서 microwave를 3분간 조사한 후 추출액을 여과(Whatman No. 41) 하였다(4). 이러한 추출과정을 3회 반복 실시하여 추출액을 합하고 55℃(2에서 감압 농축한 다음 잔여물을 증류수를 이용해 50 mL 로 정용하였다.
대상 데이터
- 경북 풍기지역에서 생산된 2005년산 5년근 수삼을 홍삼 제조용 원료로 사용하였다. 아래에서 언급한 증자와 건조 조건에 따라 제조한 홍삼을 본근과 지근으로 나누고 분쇄(100 mesh 이하) 하여 분석용 시료로 사용하였다.
- 원료로 사용하였다. 아래에서 언급한 증자와 건조 조건에 따라 제조한 홍삼을 본근과 지근으로 나누고 분쇄(100 mesh 이하) 하여 분석용 시료로 사용하였다.
- 5시간 증자한 시료를 대상으로 열풍건조(60-651, 24시간 및 40℃, 3-4일), 동결건조(-8(TC, 56시간) 및 원적외선건조(900 W, 62℃, 68시간)로 구분하여 건조조건별 품질특성을 비교 평가하였다. 추출물은 증자 및 건조 조건별 홍삼시료 분말 1 g에 50% 에탄올 50mL를 가하여 실온(200에서 24시간 shaking (150rpm)한 후 Whatman No. 41 여과지로 여과하여 실험용 추출물을 제조하였다.
데이터처리
- 모든 측정은 시료 당 3회 반복 실시하였고, 측정결과는 SAS에 의한 분산분석과 Duncan의 다중검정으로 통계적 유의성을 검정하였다 (11).
이론/모형
- 산성다당체 함량은 carbazole-sulfuric acid 방법(7)으로 측정하였다. 즉, 50% 에탄올 주줄액 0.
- 아질산염 소거능은 Kato 등(9)의 방법으로 측정하였다. 즉, 50% 에탄올 추출물 1 mL에 1 mM NaNO2 용액 1 mL을 가한 후 0.
성능/효과
- 그러나 시료의 조사포닌 함량은 증자시간에 따라 유의적인 변화를 보이지 않았다. Ginsenoside 패턴 및 함량을 보면 모든 시료에서 ginsenoside-Rge Re, Rf, Rb2 등의 순으로 높은함량을 차지하였으나, 이들의 함량은 증자시간이 길어질수록 감소하는 경향이었다. 그러나 항암성 등 기능성 (1-3)이 주목받고 있는 -Rg3 및 -Rig의 함량은 증자시간이 길어질수록 유의적으로 증가하였는데, 본근은 3.
- 결과는 Table 4에 나타내었다. 가용성 고형분의 함량은 본삼(0.560-0.740%)이 지삼(0.535-0.850%)에 비해 낮은 값을 보였으며 열풍건조, 원적외선건조, 동결건조의 순으로 높은 함량을 나타내었다. 이는 Yoon 등(3)의 가열처리를 하지 않은 인삼이 가열 처리한 인삼보다 낯은 가용성 고형분 함량을 보였다는 결과와 일치하였다.
- 시료의 총 페놀, 총 플라보노이드 및 산성다당체 함량은 본근에 비해 지근에서 각각 높은 함량을 보였다. 건조 방법에서는 열풍건조 시료에서 총 페놀과 산성다당체 함량이 타 건조방법에 비해 유의적으로 낮은 반면, 총 플라보노이드 함량과 전자공여능은 동결건조 시료에서 가장 낮은 값을 보였다(p< 0.01). 그러나 전반적인 경향에서는 건조방법에 따라 기능성의 변화는 크지 않았다.
- 그러나 추출물의 갈변도에서는 건조방법에 따라 시료부위별 차이가 일관성을 보이지 않았다. 건조방법 별 분말의 황색도는 열풍건조나 동결건조에 비해 원적외선 건조 시료에서 높은 값을 보였으며, 전반적 색차에서도 동일한 양상이었다. 그러나 에탄올 추출물의 황색도와 갈변도는 원적외선건조, 열풍건조, 동결건조의 순으로 유의적으로 높은 값을 나타내었다3 <0.
- Table 2에 나타내었다. 건조방법에 따른 시료 부위별 색도는 원적외선 처리된 50% 에탄올 추출물을 제외하고는 지근이 본근에 비해 유의적으로 높은 황색도와 전반적인 색차 크기를 보였다(Table 2). 그러나 추출물의 갈변도에서는 건조방법에 따라 시료부위별 차이가 일관성을 보이지 않았다.
- 건조방법 별 분말의 황색도는 열풍건조나 동결건조에 비해 원적외선 건조 시료에서 높은 값을 보였으며, 전반적 색차에서도 동일한 양상이었다. 그러나 에탄올 추출물의 황색도와 갈변도는 원적외선건조, 열풍건조, 동결건조의 순으로 유의적으로 높은 값을 나타내었다3 <0.01). 이 같은 결과는 동결건조나 열풍건조에 비해 원적외선 건조가 증자된 수삼시료의 갈변반응에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- Ginsenoside 패턴 및 함량을 보면 모든 시료에서 ginsenoside-Rge Re, Rf, Rb2 등의 순으로 높은함량을 차지하였으나, 이들의 함량은 증자시간이 길어질수록 감소하는 경향이었다. 그러나 항암성 등 기능성 (1-3)이 주목받고 있는 -Rg3 및 -Rig의 함량은 증자시간이 길어질수록 유의적으로 증가하였는데, 본근은 3.5시간, 지근은 4.5시간 증자 시료에서 각각 가장 높은 함량을 보여주었다3<0.01). 본 시료는 diol 계열(Rb Rc, Rb2, Rd)에 비해 triol 계열의 ginsenoside 함량이 더 높게 나타났다.
- 0에서 높은 값을 보였다. 그리고 모든 pH에서 유사하게 3.5시간 이상의 장시간 증삼은 아질산염 소거능의 감소를 초래하는 것으로 확인되었으며, 이 같은 현상은 본삼에 비해 지근에서 뚜렷하였다. 따라서 원료수삼의 증자 시간은 3.
- 5시간 이상의 장시간 증삼은 아질산염 소거능의 감소를 초래하는 것으로 확인되었으며, 이 같은 현상은 본삼에 비해 지근에서 뚜렷하였다. 따라서 원료수삼의 증자 시간은 3.5시간 범위가 양호한 것으로 나타났다.
- Do 등(7)은 인삼의 다당체는 홍삼 제조 중 증자에 의해 가용화되기 쉬운 상태로 되어 더 많이 추출되는 것으로 보고되었지만, 본 연구에서는 시료의 부위에 따라 최적 증자시간이 다름을 확인하였다. 또한 pH 조건을 달리하여 아질산염 소거능을 측정한 결과, 증자시료의 아질산염 소거능은 pH 1.2와 3.0에서 높은 값을 보였다. 그리고 모든 pH에서 유사하게 3.
- 01). 본 시료는 diol 계열(Rb Rc, Rb2, Rd)에 비해 triol 계열의 ginsenoside 함량이 더 높게 나타났다. 이는 Ryu(14)의 보고에서와 같이 증자삼에서 triol계 사포닌의 종류와 함량의 증가는 diol계 사포닌의 malonyl-ginsenoside 가 증자에 의해 malonyl기의 분해로 사포닌의 구조적 변화를 일으켰기 때문이다.
- 측정한 결과는 Table 5에 나타내었다. 본근과 지근의 비교에서 조사포닌 함량은 각각 3.58-4.44%와 8.92-10.24%로 지근이 본근에 비해 높은 것으로 확인되었다. 이는 인삼의 사포닌 성분은 표피부에 많이 존재하므로 표피의 면적이 넓은 지근이 높다고 판단된다.
- Noh 등(13)은 양배추의 총 페놀성 화합물의 함량은 건조의 영향 보다는 추출용매나 추출시간 등의 영향을 받는다고 보고한 바 있다. 시료의 아질산염 소거능은 pH 3.0에서 가장 높은 값을 보였으나 건조방법별로는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과에서 건조방법에 따른 홍삼 시료의 화학성분과 기능성은 동결건조나 열풍건조에 비해 원적외선 건조시료에서 다소양호한 결과를 보여주었다(Table 4).
- 5시간의 순으로 높은 값을 보였다. 시료의 전자공여능은 증자 시간 2.5시간에 비해 3.5, 4.5시간에서 높게 나타났으며, 산성다당체는 본체는 4.5시간, 지근은 3.5 시간 증자시료에서 가장 높은 값을 보였다. Do 등(7)은 인삼의 다당체는 홍삼 제조 중 증자에 의해 가용화되기 쉬운 상태로 되어 더 많이 추출되는 것으로 보고되었지만, 본 연구에서는 시료의 부위에 따라 최적 증자시간이 다름을 확인하였다.
- 이는 Yoon 등(3)의 가열처리를 하지 않은 인삼이 가열 처리한 인삼보다 낯은 가용성 고형분 함량을 보였다는 결과와 일치하였다. 시료의 총 페놀, 총 플라보노이드 및 산성다당체 함량은 본근에 비해 지근에서 각각 높은 함량을 보였다. 건조 방법에서는 열풍건조 시료에서 총 페놀과 산성다당체 함량이 타 건조방법에 비해 유의적으로 낮은 반면, 총 플라보노이드 함량과 전자공여능은 동결건조 시료에서 가장 낮은 값을 보였다(p< 0.
- 5시간)과 건조 조건(열풍건조"60-65P/24시간, 40P/3-4일, 동결건조: -80℃(2/56시간, 원적외선건조: 900 62℃(3/68시간) 별로 이화학적 특성과 ginsenoside 함량을 비교 분석하였다. 시료의 황색도와 갈변도는 지근이 본근에 비해 높은 수치를 보였으며, 증자시간 3.5, 4.5, 2.5시간의 순으로 그리고, 원적외선건조, 열풍건조, 동결건조의 순으로 높은' 수치를 보였다. 증자 및 건조시료의 가용성 고형분, 총 페놀, 총 플라보노이드, 산성다당체, 전자공여능등의 특성은 3.
- 01). 이 같은 결과는 동결건조나 열풍건조에 비해 원적외선 건조가 증자된 수삼시료의 갈변반응에 더 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 0에서 가장 높은 값을 보였으나 건조방법별로는 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과에서 건조방법에 따른 홍삼 시료의 화학성분과 기능성은 동결건조나 열풍건조에 비해 원적외선 건조시료에서 다소양호한 결과를 보여주었다(Table 4).
- 한편 원적외선건조시료에서는 -Rh], -Rc 및 -Rd의 함량이 가장높았다. 이상의 결과에서 볼 때 증자된 시료의 건조방법을 ginsenoside 관점에서 고려한다면 동결건조방법(2, 824 mg%)이 열풍건조(2, 669 mg%)나 원적외선건조(2, 667 mg%)에 비해 가장 타당한것으로 판단되었다. 그러나 홍삼제조과정에서 생성된 ginsenoside- Rg3 및 2(1, 13, 14)의 함량은 동결건조와 열풍건조 간에 유의적인 차이가 없지만, ginsenoside-Rg[을 제외한 나머지 ginsenoside 함량에서는 동결건조 시료가 상당히 높은 함량을 보였다.
- 84%)의 함량이 높게 나타났으며, 건조방법별 차이는 보이지 않았다. 주요 ginsenoside의 건조방법에 따른 함량 차이를 보면, 열풍건조시료에서는 함량이 가장 많은 ginsenoside-R&만이 가장 높은 함량을 보였고, 동결건조시료에서는 -Re, -Rb2, -Rf, -Rg3, -Rh2 등이 가장 높은 값을 보였다. 한편 원적외선건조시료에서는 -Rh], -Rc 및 -Rd의 함량이 가장높았다.
- 5시간의 순으로 그리고, 원적외선건조, 열풍건조, 동결건조의 순으로 높은' 수치를 보였다. 증자 및 건조시료의 가용성 고형분, 총 페놀, 총 플라보노이드, 산성다당체, 전자공여능등의 특성은 3.5시간 증자와 원적외선 건조가 가장 양호한 결과를 보였다. 조사포닌 함량은 증자시간 및 건조방법에 영향을 받지 않았다.
- 증자시간에 따른 홍삼 분말 및 50% 에탄올 추출액의 색도는 홍삼 본체에 비해 지근에서 높은 황색도(b값) 및 갈변도(420 nm)를 보인 반면, 낮은 명도(L 값)를 나타내었다. 증자시간에 따른 경향에서는 3.5시간, 4.5시간, 2.5시간의 순으로 높은 황색도와 전반적인 색차(AE)를 보였을 뿐 아니라 갈변도에 있어서도 가장 높은 값을 보였다. 이는 Yoon 등 (3)의 보고에서 수삼원료의 증자처리에서 갈색도는 가열온도와 가열시간이 증가할수록 증가하는 보고와 다소 상이한 결과를 보였다.
- 결과는 Table 1에 나타내었다. 증자시간에 따른 홍삼 분말 및 50% 에탄올 추출액의 색도는 홍삼 본체에 비해 지근에서 높은 황색도(b값) 및 갈변도(420 nm)를 보인 반면, 낮은 명도(L 값)를 나타내었다. 증자시간에 따른 경향에서는 3.
- Park 등(12)은 홍삼의 경우 가열온도가 증가할수록 가용성 고형분 함량이 감소하는 것으로 보고한 바 있다. 총 페놀과 총 플라보노이드 함량은 각각 증자 3.5, 4.5, 2.5시간의 순으로 높은 값을 보였다. 시료의 전자공여능은 증자 시간 2.
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