포도주스 침지 제조 흑삼의 Ginsenoside Rg3 함량 변화와 Acetylcholinesterase 억제효과 Change of Ginsenoside Rg3 and Acetylcholinesterase Inhibition of Black Ginseng Manufactured by Grape Juice Soaking원문보기
흑삼의 속성제조와 ginsenoside$Rg_3$ 함량을 극대화하고자 흑삼 제조시 포도주스에 24시간 침지한 후 $120^{\circ}C$에서 30분간 3회 반복 증숙하여 흑삼을 제조한 후 HPLC 방법을 이용하여 ginsenosides를 분석하였다. 포도주스에 침지하여 제조한 흑삼의 ginsenoside $Rg_3$ 함량은 10.91 mg/g으로 구증구포 방법으로 제조한 흑삼보다 약 2배 가량 함량이 증가되었다. 총 사포닌 함량은 14.97 mg/g으로 전통적인 구증구포 방식으로 제조한 흑삼 (12.79 mg)보다 그 함량이 높았다. 흑삼의 단회투여 (200 mg/kg, p.o.)에 의한 뇌조직 AChE 활성은 투여 24시간 후에 유의적으로 억제되는 효과를 보여주었다. 따라서 본 연구에 적용한 새로운 제조방법은 ginsenoside $Rg_3$를 강화하는 흑삼의 속성제조에 효과적인 방법으로 판단된다. 또한, AChE 활성억제를 통해 흑삼이 뇌기능 개선에 대한 잠재적인 효능을 가지고 있는 것으로 사료된다.
흑삼의 속성제조와 ginsenoside $Rg_3$ 함량을 극대화하고자 흑삼 제조시 포도주스에 24시간 침지한 후 $120^{\circ}C$에서 30분간 3회 반복 증숙하여 흑삼을 제조한 후 HPLC 방법을 이용하여 ginsenosides를 분석하였다. 포도주스에 침지하여 제조한 흑삼의 ginsenoside $Rg_3$ 함량은 10.91 mg/g으로 구증구포 방법으로 제조한 흑삼보다 약 2배 가량 함량이 증가되었다. 총 사포닌 함량은 14.97 mg/g으로 전통적인 구증구포 방식으로 제조한 흑삼 (12.79 mg)보다 그 함량이 높았다. 흑삼의 단회투여 (200 mg/kg, p.o.)에 의한 뇌조직 AChE 활성은 투여 24시간 후에 유의적으로 억제되는 효과를 보여주었다. 따라서 본 연구에 적용한 새로운 제조방법은 ginsenoside $Rg_3$를 강화하는 흑삼의 속성제조에 효과적인 방법으로 판단된다. 또한, AChE 활성억제를 통해 흑삼이 뇌기능 개선에 대한 잠재적인 효능을 가지고 있는 것으로 사료된다.
This study was conducted to develop a new method for enhancing ginsenoside $Rg_3$, which is abundant in black ginseng. The cognition-enhancing effect of black ginseng extract was investigated via the assay of acetylcholinesterase (AChE) activity. Black ginseng I was prepared through the t...
This study was conducted to develop a new method for enhancing ginsenoside $Rg_3$, which is abundant in black ginseng. The cognition-enhancing effect of black ginseng extract was investigated via the assay of acetylcholinesterase (AChE) activity. Black ginseng I was prepared through the traditional method (by steaming and drying nine times repetitions). Black ginseng II, on the other hand, was prepared by steaming the ginseng three times at $120^{\circ}C$ for 30 min after soaking it in grape juice for 24 h. The ginsenosides of white, red, and black ginseng I, and II were investigated using the HPLC method, respectively. In black ginseng II, the ginsenoside $Rg_3$ contents, which cannot be found in white ginseng, amounted to 10.91 mg/g, approximately 18 times more than that in red ginseng. In the in-vivo study, black ginseng extract (200 mg/kg, p.o.) inhibited the AChE activity after 24 h by a single administration in the brain. Thus, the new manufacturing method for black ginseng was found to more effective in the conversion of ginsenoside $Rg_3$ compared to the traditional method. Black ginseng may also have the effect of preventing the cognitive impairment induced by cholinergic dysfunction.
This study was conducted to develop a new method for enhancing ginsenoside $Rg_3$, which is abundant in black ginseng. The cognition-enhancing effect of black ginseng extract was investigated via the assay of acetylcholinesterase (AChE) activity. Black ginseng I was prepared through the traditional method (by steaming and drying nine times repetitions). Black ginseng II, on the other hand, was prepared by steaming the ginseng three times at $120^{\circ}C$ for 30 min after soaking it in grape juice for 24 h. The ginsenosides of white, red, and black ginseng I, and II were investigated using the HPLC method, respectively. In black ginseng II, the ginsenoside $Rg_3$ contents, which cannot be found in white ginseng, amounted to 10.91 mg/g, approximately 18 times more than that in red ginseng. In the in-vivo study, black ginseng extract (200 mg/kg, p.o.) inhibited the AChE activity after 24 h by a single administration in the brain. Thus, the new manufacturing method for black ginseng was found to more effective in the conversion of ginsenoside $Rg_3$ compared to the traditional method. Black ginseng may also have the effect of preventing the cognitive impairment induced by cholinergic dysfunction.
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문제 정의
즉, 포도주스에 함유된 저 농도 유기산에 의한 당의 가수분해와 고온 증숙에 의한 사포닌 변환 원리를 이용하여 흑삼을 속성 제조하고, 특정 ginsenoside Rg3 함량을 극대화시키는 제조방법을 개발하고자 하였다. 또한 뇌조직의 주요 신경전달 물질인 acetylcholine을 분해하는 효소로 기억 및 인지력을 저하시키는 주요 원인인 acetylcholinesterase (AChE)의 억제효과를 통해 흑삼의 기억력 개선효과를 살펴보고자 하였다.
본 연구는 흑삼 제조시 인삼 사포닌의 변환 방법 중 가장 많이 사용되는 산에 의한 화학적 변환 방법을 이용하여 흑삼을 제조하였다. 즉, 포도주스에 함유된 저 농도 유기산에 의한 당의 가수분해와 고온 증숙에 의한 사포닌 변환 원리를 이용하여 흑삼을 속성 제조하고, 특정 ginsenoside Rg3 함량을 극대화시키는 제조방법을 개발하고자 하였다. 또한 뇌조직의 주요 신경전달 물질인 acetylcholine을 분해하는 효소로 기억 및 인지력을 저하시키는 주요 원인인 acetylcholinesterase (AChE)의 억제효과를 통해 흑삼의 기억력 개선효과를 살펴보고자 하였다.
제안 방법
4년근 수삼을 Sun 등15)의 방법에 따라 98℃에서 3시간 증숙한 후 65℃에서 18시간 건조하는 과정을 9번 반복하여 구증구포 흑삼을 제조하였다 (흑삼I). Sun의16) 연구에서 유기산을 많이 함유하고 있는 사과주스, 파인애플 주스, 포도주스중 ginsenoside Rg3 함량이 높았던 포도주스를 선택하여 흑삼II를 제조하였다.
투여 1시간, 6시간, 24시간 경과 후에 각 그룹의 (n=5) 뇌를 적출하여 AChE 활성을 측정하였다. 대조군은 생리식염수를 투여하였다. 실험과 관련된 동물 사육은 미국 국립보건원 (NIH, National Institutes of Health)에서 제시한 기준 (No.
의 논문을 변형하여 사용하였다. 백삼, 홍삼, 흑삼 분말 1 g에 80% 에탄올 20 mL을 첨가하여 50℃에서 1시간 동안 ultrasonication (60kHz, heat power 330W)을 실시하였다. 추출은 3회 반복하였다.
본 연구는 흑삼 제조시 인삼 사포닌의 변환 방법 중 가장 많이 사용되는 산에 의한 화학적 변환 방법을 이용하여 흑삼을 제조하였다. 즉, 포도주스에 함유된 저 농도 유기산에 의한 당의 가수분해와 고온 증숙에 의한 사포닌 변환 원리를 이용하여 흑삼을 속성 제조하고, 특정 ginsenoside Rg3 함량을 극대화시키는 제조방법을 개발하고자 하였다.
사포닌 추출은 Shi 등17)의 논문을 변형하여 사용하였다. 백삼, 홍삼, 흑삼 분말 1 g에 80% 에탄올 20 mL을 첨가하여 50℃에서 1시간 동안 ultrasonication (60kHz, heat power 330W)을 실시하였다.
흑삼II 추출물의 단회투여 농도는 Ahn 등18)의 연구를 참고하여 200 mg/kg을 경구투여하였다. 투여 1시간, 6시간, 24시간 경과 후에 각 그룹의 (n=5) 뇌를 적출하여 AChE 활성을 측정하였다. 대조군은 생리식염수를 투여하였다.
증숙과 건조과정을 3번 반복하였다. 흑삼II 추출물은 흑삼 분말에 80% 에탄올을 10배량 가하여 60℃에서 1시간 동안 ultrasonication한 후 여과하였고, 추출과정은 3회 반복 실시하였다. 추출 여액은 감압 농축한 후 동결 건조하여 시료로 사용하였다.
흑삼의 속성제조와 ginsenoside Rg3 함량을 극대화하고자 흑삼 제조시 포도주스에 24시간 침지한 후 120℃에서 30분간 3회 반복 증숙하여 흑삼을 제조한 후 HPLC 방법을 이용하여 ginsenosides를 분석하였다. 포도주스에 침지하여 제조한 흑삼의 ginsenoside Rg3 함량은 10.
대상 데이터
의 방법에 따라 98℃에서 3시간 증숙한 후 65℃에서 18시간 건조하는 과정을 9번 반복하여 구증구포 흑삼을 제조하였다 (흑삼I). Sun의16) 연구에서 유기산을 많이 함유하고 있는 사과주스, 파인애플 주스, 포도주스중 ginsenoside Rg3 함량이 높았던 포도주스를 선택하여 흑삼II를 제조하였다. 백삼을 포도주스에 4℃에서 24시간 침지시켜 120℃에서 30분간 증숙한 후 65℃에서 24시간 건조하였다.
본 연구에 사용한 홍삼은 금산 수삼센터에서 구매한 4년근 수삼을 세척하여 98℃에서 2시간 30분간 증숙한 후 65℃에서 건조하여 사용하였다. 백삼은 수삼을 65℃에서 건조하여 사용하였다.
4 mm, 5 μm)을 이용하였으며, 검출기는 UV detector (203 nm)를 사용하였다. 이동상은 물 (A)과 acetonitrile (B)의 gradient system을 사용하였다. 용출조건은 B를 기준으로 0-30분; 20%, 30-60분; 20-45%, 60-78분; 45-75%, 78-80분; 75-80%, 80-100분; 80-100% 이었다.
컬럼은 ACE 5 C18 (250×0.4 mm, 5 μm)을 이용하였으며, 검출기는 UV detector (203 nm)를 사용하였다.
데이터처리
모든 실험에서 얻어진 자료는 SPSS 통계 package program (statistical package social science, version 15.0)을 이용하여 분산분석 (ANOVA)을 실시하였고, 처리군 간의 유의성은 Duncan’s multiple range test로 p<0.05 수준에서 유의성 검정을 실시하였다.
물과 사료섭취는 제한하지 않고 공급하였다. 흑삼II 추출물의 단회투여 농도는 Ahn 등18)의 연구를 참고하여 200 mg/kg을 경구투여하였다. 투여 1시간, 6시간, 24시간 경과 후에 각 그룹의 (n=5) 뇌를 적출하여 AChE 활성을 측정하였다.
성능/효과
11종의 총 사포닌 함량은 백삼 10.47±0.86 mg/g, 홍삼 12.80±0.35 mg/g, 흑삼I 12.79±1.15 mg/g, 흑삼II 14.97±0.68 mg/g로 포도주스에 침지하여 제조한 흑삼II의 총 사포닌 함량이 유의적으로 가장 높았다 (p<0.05).
20) 반면, 포도주스에 침지한 흑삼의 ginsenoside Rg3 함량이 흑삼보다 높은 이유는 포도 주스에 함유되어 있는 malate, citrate, lactate, phosphate 등의 유기산 성분이 인삼 증숙시 산 촉매 가수분해를 촉진하여 ginsenoside Rg3의 함량이 증가된 것으로 사료된다.21)
23) 콜린성 가설에 따르면, 노인성 치매와 같은 기억손상 환자는 뇌 조직의 콜린성 기능이 선택적 혹은 비가역적 손상 때문인 것으로 알려졌다.24) 위의 결과를 통하여 볼 때, 흑삼은 콜린성 장애로 인한 기억손상 질환에 잠재적인 보호효과 있는 것으로 사료된다.
1에 나타내었다. Ginsenoside Rg3는 백삼에서는 검출되지 않았으며, 포도주스에 침지하여 제조한 흑삼II에서 10.91 mg/g으로 전체 사포닌의 73%를 차지하는 높은 함량을 나타내었다. 흑삼II의 ginsenoside Rg3 함량은 홍삼의 17.
대조군의 AChE 활성은 1.57±0.16 Unit/mg protein (100%)이었으며, 투여 1시간, 6시간 후에는 각각 대조군의 97% (1.53±0.16 Unit/mg protein), 96% (1.51±0.20 Unit/mg protein)로 대조군의 활성과 차이를 보이지 않았다.
)에 의한 뇌조직 AChE 활성은 투여 24시간 후에 유의적으로 억제되는 효과를 보여주었다. 따라서 본 연구에 적용한 새로운 제조방법은 ginsenoside Rg3를 강화하는 흑삼의 속성제조에 효과적인 방법으로 판단된다. 또한, AChE 활성억제를 통해 흑삼이 뇌기능 개선에 대한 잠재적인 효능을 가지고 있는 것으로 사료된다.
따라서 본 연구에 적용한 새로운 제조방법은 ginsenoside Rg3를 강화하는 흑삼의 속성제조에 효과적인 방법으로 판단된다. 또한, AChE 활성억제를 통해 흑삼이 뇌기능 개선에 대한 잠재적인 효능을 가지고 있는 것으로 사료된다.
또한 항염증 및 항산화 효과가 있는 ginsenoside Rb1보다도 20(S)-Rg3의 hydroxyl radical소거활성이 큰 것으로 보고하였다. 본 연구에서 제조한 흑삼의 ginsenoside Rg3 10.91 mg/kg 중 20(S)-Rg3는 6.73 mg/g으로 총 사포닌의 45%를 차지하였다.
91 mg/g으로 구증구포 방법으로 제조한 흑삼보다 약 2배 가량 함량이 증가되었다. 총 사포닌 함량은 14.97 mg/g으로 전통적인 구증구포 방식으로 제조한 흑삼 (12.79 mg)보다 그 함량이 높았다. 흑삼의 단회투여 (200 mg/kg, p.
함량을 극대화하고자 흑삼 제조시 포도주스에 24시간 침지한 후 120℃에서 30분간 3회 반복 증숙하여 흑삼을 제조한 후 HPLC 방법을 이용하여 ginsenosides를 분석하였다. 포도주스에 침지하여 제조한 흑삼의 ginsenoside Rg3 함량은 10.91 mg/g으로 구증구포 방법으로 제조한 흑삼보다 약 2배 가량 함량이 증가되었다. 총 사포닌 함량은 14.
79 mg)보다 그 함량이 높았다. 흑삼의 단회투여 (200 mg/kg, p.o.)에 의한 뇌조직 AChE 활성은 투여 24시간 후에 유의적으로 억제되는 효과를 보여주었다. 따라서 본 연구에 적용한 새로운 제조방법은 ginsenoside Rg3를 강화하는 흑삼의 속성제조에 효과적인 방법으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
고려인삼이란 무엇인가?
A. Meyer)은 오갈피나무과 (Araliaceae)에 속하는 다년생 초본류로 아시아, 러시아를 비롯하여 유럽에서도 진귀한 약재로 광범위하게 사용되어 왔다.1)
인삼의 생리활성 물질은 무엇인가?
인삼에는 ginseonside, phenol compounds, polyacethylene, polysaccharide 등과 같은 성분들이 함유되어 있어 다양한 생리활성을 나타내는 것으로 보고되었다.2-6) 특히, ginsenoside는 생화학 및 약리작용을 나타내는 인삼의 주요 성분으로 알려져 있으며, 최근에는 기능성 물질을 다량 함유하는 인삼가공제품 개발의 일환으로 한약의 전통적인 가공방법이 적용되고 있다.
구증구포 흑삼 제조의 단점은 무엇인가?
구증구포 방법으로 흑삼을 제조할 경우에는 다단계 과정을 거치기 때문에 제조시간과 경비가 많이 소요되어 대량생산과 가격경쟁의 어려움을 극복하기 위한 효율적인 제조방법을 찾는 시도가 계속되고 있다. 일반적으로 인삼 사포닌을 변환시키는 방법으로는 산·염기에 의한 화학적 전환, 기질 특이성을 이용한 효소적 전환, Smit 방법 등이 있으나 아직까지 실용화되지 않은 실정이다.
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