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문제 정의
- 따라서 본 연구는 동체, 지근, 세근에서 항당요 및 항암과 관련된 ginsenoside 함량을 최대화 하는 홍삼의 물 추출액을 생산하기 위한 조건을 구명하기 위하여 실시하였다.
- 본 연구는 홍삼의 기능성 식품개발을 위한 기초 자료로 활용하기 위하여 추출 시간에 따른 홍삼 부위별 ginsenoside 의 함량 변화를 비교하였다. 동체, 지근 및 세근의 총 ginsenoside 최고 함량은 동체 21시간, 지근 18시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 23.
제안 방법
- Ginsenoside 추출은 Shi et al. (2007)의 방법을 변형하여 사용하였다. 분말 화된 홍삼 시료 2 g을 각각 250 ml의 삼각플라스크에 넣고 70% EtOH 100 ml을 가하여 ultrasonicater (60 khz ml, heat power 330 W; JAC Ultrasonica 4020,KODO, Korea)로 50℃에서 1시간 추출하였다.
- 추출물을 냉각 시켜 여과한 후 잔사에 같은 양의 70% EtOH를 넣고 앞의 방법으로 2회 반복 추출하였다. 총 3회에 걸쳐 추출된 성분을 모아 rotary evaporator (LABOROTA 4000 efficient, Heidolph Instruments GmbH & Co. KG, GERMANY)를 이용하여 50℃에서 감압 농축시킨 후 건조된 물질에 HPLC 용 증류수 25 ml을 가해 현탁하였다.
- 홍삼의 동체와 지근은 0.5 cm, 세근은 2 cm 내외로 잘라 각각 1 kg씩 정량하여 면주머니에 넣은 다음 20 L의 생수가 들어있는 인삼 추출기(용남산업 50 L 용)에 넣고 75℃로 가열하면서 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24시간 별로 500ml의 추출액을 채취하여 filter paper(150 mm, Advantec, Toyo Roshi Kaisha, Japan)를 이용하여 2회 거른 후에 ginsenoside 분석에 사용하였다.
대상 데이터
- 8 ml/min, 컬럼 온도는 35 ℃ 로 실시하였다. HPLC 분석용매는 Solvent A (H2O:ACN=97:3), Solvent B (20mM Ammonium Acetate: ACN:Methanol=55: 40:5), Solvent C (H20:ACN=10:90)이 고 기울기 용리 조건은 Table 2와 같다.
- 이 cartridge에 10 ml 90% MeOH를 처리하여 서서히 gin-senoside 성분을 용출시켰다. 인삼추출 현탁액이 Sep-Pak Cis cartridge0]] 통과한 용출액을 모두 받아 0.45 polytetrafluoroethylene (PTFE) syringe filter (Waters, Milford, MA, USA)로 여과하여 Evaporative Light Scattering Detector (ELSD)가 부착된 HPLC (Futecs model NS-4000 apparatus, Korea)로 분석하였다 Ginsenoside 표준물질은 Canfo chemical (China)사에서 구입하여 사용하였으며, 컬럼은 PRONTOSIL NC (250 x 4.6 mm)를 사용하였고 flow rate는 0.8 ml/min, 컬럼 온도는 35 ℃ 로 실시하였다. HPLC 분석용매는 Solvent A (H2O:ACN=97:3), Solvent B (20mM Ammonium Acetate: ACN:Methanol=55: 40:5), Solvent C (H20:ACN=10:90)이 고 기울기 용리 조건은 Table 2와 같다.
- 홍삼은 5년 근의 재래종 원료수삼을 세척하여 증숙(97℃, 3시간)기차 건조(60±5℃)—2차 건조(50±5℃)r일광 건조한 원형 홍삼을 구입하여 사용하였다. 홍삼의 특성은 동체, 지근의 평균 근장은 10.
- 홍삼의 ginsenoside 분석은 Wonder Blender (WB-1, 220- 240V, 820W, SANPLATEC CORP.)를 이용하여 분말화한 후 ginsenoside 추출용 시료로 사용하였다.
이론/모형
- Solid-phase extraction (SPE) 전처리 방법은 Kim et al. (2008)의 방법을 약간 변형한 Choi et al. (2009)의 방법을 사용하였다. 즉 Sep-Pak Cis cartridge을 먼저 5 ml MeOH 로 서서히 용출시켜 1차 conditioning을 하고 다시 5 ml dd-HQ로 2차 conditioning 시켰다.
성능/효과
- 1%(12시간 추출)로 세근에서 추출비율이 가장 높았다. ginsenoside Rgi, Rbi의 추출비율은 동체 8.4%, 지근 21.3%, 세근 66.3%, Rb2와 Re의 추출비율은 동체 31.9%, 지근 13.7%, 세근 64.0%, Rg2, Rg3의 주줄 비율은 동체 93.4%, 지근 134.9%, 세근 145.2%이었다. 이와 같이 ginsenoside 추출비율은 뿌리의 부위 및 ginsenoside의 종류 따라 차이가 컸다.
- 함량 변화를 비교하였다. 동체, 지근 및 세근의 총 ginsenoside 최고 함량은 동체 21시간, 지근 18시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 23.04, 65.68 295.92 mg/100 ml 이었고, 추출시간이 증가할수록 ginsenoside의 총량은 감소하였다. Ginsenoside Rgi 과 Rbi 의 최고 함량은 동체 21시간, 지근 15시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 5.
- 이상과 같이 동일한 추출온도에서 최고함량을 나타내는 추출 시간의 차이는 추출 원료로 사용하는 홍삼의 직경 및 입자의 크기, 홍삼과 용매의 비율 등의 차이에 기인되는 것으로 생각된다.
- 이상과 같이 동체, 지근, 세근 추출액의 ginsenosdie 최고함량을 나타내는 추출시간은직경이 큰 동체가 직경이 작은 세근보다 늦게 나타났다. 따라서 ginsenoside 함량을 증가시키기 위해서는 직경이 유사한 개체별로 추출하는 것이 타당할 것으로 생각된다.
- 34 mg이었다. 이상과 같이 동체는 21시간, 지근 18시간, 세근 12시간 추출액에서 최고 함량을 나타냈으며, 그 이후에는 점차적으로 감소하였다. 이상과 같이 총 ginsenoside의 최고 함량을 나타내는 추출시간은 동체보다 직경이 작은 지근과 세근에서 짧았다.
- 이상과 같이 동체는 21시간, 지근 18시간, 세근 12시간 추출액에서 최고 함량을 나타냈으며, 그 이후에는 점차적으로 감소하였다. 이상과 같이 총 ginsenoside의 최고 함량을 나타내는 추출시간은 동체보다 직경이 작은 지근과 세근에서 짧았다. Lee et al(2008)은 홍삼 30지와 홍미삼을 2 : 1 비율로 물 추출한 결과 75℃ 24시간 추출액에서 0.
- 이상과 깉-이 총 ginsenoside 및 주요 ginsenoside 추출 비율은 동체와 지근보다 세근에서 높은 경향이었으며, 홍삼액으로 추출되는 비율은 ginsenoside의 종류에 따라 다양하게 나타났다. 특히 동체와 지근에서 ginsenoside Rbi, Rc, Rgi 등의 추출비율이 낮은 것은 ginsenoside Rbi, Rc, Rgi 등이 열에 약하여 Rg2, Rg3로 전환되었기 때문이다.
- 추출량 + 홍삼함량 X 100)은 Table 5와 같다. 총 ginsenoside 추출비율은 동체 21.3%(21시간 추출), 지근 2L 1%(18시간추출), 세근 67.1%(12시간 추출)로 세근에서 추출비율이 가장 높았다. ginsenoside Rgi, Rbi의 추출비율은 동체 8.
- 18 mg/g로 세근, 지근, 동체 순으로 많았다. 항당뇨에 효과가 있는 ginsenoside Rb2와 Re 함량은 세근 20.62 mg/g, 지근 14.64 mg/g, 동체 3.18 mg/g이었고, 항암작용이 있는 ginsenoside R&와 Rgs 함량은 세근 L88 mg/g, 지근 1.36 mg/g, 동체 0.91 mg/g으로 세근에서 함유량이 많았다. Rbi의 함량은 세근 29.
- 항당뇨작용을 나타내는 Rb2와 Re의 함량은 추출 시간이 길어질수록 증가하여 동체 21시간(5.08 mg/100 ml), 지근 18시간(10.05 mg/100 ml), 세근 9시간(70.02 mg/100 ml)의 추출액에서 최고 함량을 나타냈으며, 그 이후의 추출액에서는 감소하였다.
- 항암 및 암 전이 억제활성을 나타내는 ginsenoside Rg2, Rg3 함량은 24시간 추출액에서 동체 4.41 mg/100 ml, 지근 10.36 mg/100 ml, 세근 28.45 mg/100 ml이 추출되 었으며, 추출시간이 증가할수록 함량도 증가하였다. Li et al.
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