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문제 정의
- 본 연구에서는 추출된 산성다당체의 활용도를 높이기 위한 방법의 일환으로 인삼박과 홍삼박으로부터 수용성 산성다당체의 추출조건을 찾고자 하였다. 또한 전보에서16) 검토한 홍삼박과 백삼박 산성다당체의 추출조건을 비교 검토하였다.
제안 방법
- − 백삼박과 홍삼박 시료를 3 g 취하여 30 ml 물을 가하고 교반하면서 추출하였다 추출온도와 시간은 25℃에서 0.5시간, 1시간, 100℃에서 0.5시간, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 동안 각 1회 추출하였다.
- 추출한 다당체 분획을 3,000 rpm에서 20분간 원심 분리하여 얻은 상등액 30 ml 중 20 ml은 동결건조하여 산성다당체의 재수화율을 측정하기 위한 시료로 사용하였다. 나머지 10 ml을 이용하여 백삼박과 홍삼박의 산성다당체와 전분 함량을 측정하였다.
- 본 연구에서는 추출된 산성다당체의 활용도를 높이기 위한 방법의 일환으로 인삼박과 홍삼박으로부터 수용성 산성다당체의 추출조건을 찾고자 하였다. 또한 전보에서16) 검토한 홍삼박과 백삼박 산성다당체의 추출조건을 비교 검토하였다.
- 백삼과 홍삼 추출액 제조 부산물인 백삼박과 홍삼박은 이용율이 낮으나 산성다당체가 다량 함유되어 있어 인삼박으로부터 산성다당체를 효율적으로 추출할 수 있는 조건을 조사하였다. 백삼과 홍삼을 70% 에탄올로 일주일씩 3회 냉침 추출하여 여과하고 남은 잔사를 인삼박 시료로 이용하여 분석한 백삼박과 홍삼박 물 추출물에 함유되어 있는 전분과 산성다당체 함량은 추출온도가 높을수록 증가하였다.
- 5ml 를 가하고 vortexing 한 후에 90℃에서 10분 가열하였다. 실온이 되도록 식힌 뒤 카바졸/에탄올 시약 0.1ml을 가하고 90℃에서 15분 가열한 뒤 UV/Visible spectrophotometer를 이용하여 530 nm 파장에서의 흡광도를 측정하였다. 표준품으로 D-Glucuronic acid 를 증류수로 0, 5, 10, 20, 40 µg/ml 농도가 되도록 조제하여 정량곡선(y = -23.
- 5ml 를 가하고 vortexing 한 후에 90℃에서 10분 가열하였다. 실온이 되도록 식힌 뒤 카바졸/에탄올 시약 0.1ml을 가하고 90℃에서 15분 가열한 뒤 UV/Visible spectrophotometer를 이용하여 530 nm 파장에서의 흡광도를 측정하였다. 표준품으로 D-Glucuronic acid 를 증류수로 0, 5, 10, 20, 40 µg/ml 농도가 되도록 조제하여 정량곡선(y = -23.
- 표준품으로 D-Glucuronic acid 를 증류수로 0, 5, 10, 20, 40 µg/ml 농도가 되도록 조제하여 정량곡선(y = -23.30x2+ 65.83x - 10.81, R2= 0.998)을 작성하였으며 이를 이용하여 각 추출물의 산성다당체 함량을 환산하였다.
- 표준품으로 D-Glucuronic acid를 증류수로 0, 5, 10, 20, 40 µg/ml 농도가 되도록 조제하여 정량 곡선(y = -23.30x2+ 65.83x - 10.81, R2 = 0.998)을 작성하였으며 이를 이용하여 각 추출물의 산성다당체 함량을 환산하였다.
- 시료 3 ml에 DNS reagent 3 ml을 가하여 vortexing하고 90℃에서 15분 가열한 후에 40% potassium sodium tartarate solution(Rochelle salt) 1 ml을 가하고 다시 vortexing 한 후 식히고 UV/Visible spectrophotometer를 이용하여 575 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준품으로 글루코스 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8 mg/ml 용액으로 정량곡선(y =-0.368x2+ 2.000x + 0.093, R2= 0.993)을 작성하였으며, 이를 이용하여 각 추출물의 전분 함량을 환산하였다. 이 실험은 7회 반복하였으며 실험 결과의 평균값을 취하여 통계 처리하였다.
- 시료 3 ml에 DNS reagent 3 ml을 가하여 vortexing하고 90℃에서 15분 가열한 후에 40% potassium sodium tartarate solution(Rochelle salt) 1 ml을 가하고 다시 vortexing 한 후 식히고 UV/Visible spectrophotometer를 이용하여 575 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 표준품으로 글루코스 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8 mg/ml 용액으로 정량곡선(y =-0.368x2+ 2.000x + 0.093, R2= 0.993)을 작성하였으며, 이를 이용하여 각 추출물의 전분 함량을 환산하였다. 이 실험은 7회 반복하였으며 실험 결과의 평균값을 취하여 통계 처리하였다.
대상 데이터
- − 본 실험에 사용한 백삼, 홍삼은 한국산 홍삼, 백삼으로 서울 경동시장에서 상품(上品)을 구입하여 사용하였다.
- − 백삼과 홍삼을 분쇄기로 갈아 분말로 만든 후 100 g을 취하여 70%에탄올 1L를 가하여 일주일 간격으로 3회 냉침 추출 하였다. 각 추출물을 여과하고 남은 잔사를 건조하여 백삼박과 홍삼박 시료로 사용하였다.
데이터처리
- − 실험 결과는 SPSS 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)프로그램을 이용하여ANOVA 처리를 하였으며 시료간의 유의차는 Duncan’s multiple range test로 유의성을 검정하였다.
- 998)을 작성하였으며 이를 이용하여 각 추출물의 산성다당체 함량을 환산하였다. 이 실험은 7회 반복하였으며 실험 결과의 평균값을 취하여 통계 처리하였다.
- 998)을 작성하였으며 이를 이용하여 각 추출물의 산성다당체 함량을 환산하였다. 이 실험은 7회 반복하였으며 실험 결과의 평균값을 취하여 통계 처리하였다.
이론/모형
- − 백삼박과 홍삼박 추출액 중 산성다당체 함량은 카바졸-황산법17)으로 측정하였다.
- Amount of acidic polysaccharide were determined by carbazole-sulfuric acid method. WG: RT 0.
- 97%. Rehydration rates of acidic polysaccharide were determined by carbazole-sulfuric acid method. WG: RT 0.
- 63%. Rehydration rates of starch were determined by estimating the glucose content of hydrolysate by dinitrosalicylic acid method. WG: RT 0.
- Amount of starch were determined by acid hydrolysis with HCl. The contents of starch were determined by estimating the glucose content of hydrolysate by dinitrosalicylic acid method. WG: RT 0.
- − 백삼박과 홍삼박 추출액 중 산성다당체 함량은 카바졸-황산법17)으로 측정하였다. 추출된 산성다당체 1 ml에(건조시료 0.
- − 전분함량은 DNS법 (Dinitrosalicylic acid assay)18)으로 글루코즈를 정량하여 전분과 글루코즈와의 분자량의 비, 즉 0.9를 곱하여 에탄올 침전물에 함유되어 있는 전분함량을 백분율로 나타내었다. 추출한 산성다당체 분획 4 ml에 25% 염산 0.
성능/효과
- 저온에서 추출하는 경우 백삼박으로부터 추출한 산성 다당체의 경우 약 50% 정도의 재수화율을 나타내는 것으로 확인되었다. 그러나 저온에서 추출한 홍삼박 산성다당체는 30분 이상 추출하면 추출 효율이 감소하였으며 재수화율은 추출 시간에 관계 없이 100%로 전량이 수화 가능한 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 백삼박이나 홍삼박으로부터 산성다당체를 추출하여 산업적으로 액상의 제품에 산성다당체를 첨가하고자 할 때 제기되었던 용해도의 문제를 해결할 수 있는 핵심적인 정보가 될 수 있을 것이다.
- 4A). 또한 백삼박은 실온에서보다 가열하는 경우 약 4배 가량 많은 양의 전분이 추출되었으며 추출 시간이 경과함에 따른 전분 추출 함량의 현저한 증가는 관찰되지 않았다 (Fig. 4A). 반면 홍삼박의 경우 추출온도에 따라서 전분의 추출함량이 큰 차이를 (약 3배) 나타냈으며 가열 추출하는 경우 30분이 경과한 다음부터 시간과 관계없이 평균 30.
- 97%의 산성다당체가 추출되었다. 또한 홍삼박을 가열 추출한 경우 같은 조건에서 3.74%, 3.76%, 3.62%, 3.91%, 3.96% 의 산성다당체가 각각 추출되었다.
- 저온에서 추출한 홍삼박 산성다당체 분획에 함유된 전분은 30분 이상 추출하면 재수화율이 감소하였으며 30분 추출한 경우 약 70%의 전분이 재수화 되는 것으로 확인되었다. 반면, 100℃에서 0.5시간, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 추출하는 경우 백삼박으로부터 추출한 산성다당체 분획의 전분 재수화율은 30분 이상 추출하면 80% 이상이 재수화되는 것으로 확인되었으며 홍삼박으로부터 추출한 산성다당체 분획의 전분 역시 30분 추출하였을 때부터 전분의 재수화율은 80% 이상인 것으로 확인하였다(Fig. 4B).
- 이러한 결과는 백삼박이나 홍삼박으로부터 산성다당체를 추출하여 산업적으로 액상의 제품에 산성다당체를 첨가하고자 할 때 제기되었던 용해도의 문제를 해결할 수 있는 핵심적인 정보가 될 수 있을 것이다. 반면, 100℃에서 0.5시간, 1시간, 2시간, 4시간, 6시간 추출하는 경우 백삼박으로부터 추출한 산성다당체의 재수화율은 2시간 추출한 경우 50% 가까이 재수화되는 것으로 확인되었으나 홍삼박으로부터 추출한 산성다당체는 30분 추출하였을 때 50% 가까이 재수화 되었다(Fig. 2B).
- 백삼과 홍삼 추출액 제조 부산물인 백삼박과 홍삼박은 이용율이 낮으나 산성다당체가 다량 함유되어 있어 인삼박으로부터 산성다당체를 효율적으로 추출할 수 있는 조건을 조사하였다. 백삼과 홍삼을 70% 에탄올로 일주일씩 3회 냉침 추출하여 여과하고 남은 잔사를 인삼박 시료로 이용하여 분석한 백삼박과 홍삼박 물 추출물에 함유되어 있는 전분과 산성다당체 함량은 추출온도가 높을수록 증가하였다. 백삼박과 홍삼박으로부터 추출된 산성다당체를 동결건조하였다가 재수화한 추출액의 수용성 산성다당체의 수율은 추출온도가 높을수록 감소하였다.
- 백삼과 홍삼을 70% 에탄올로 일주일씩 3회 냉침 추출하여 여과하고 남은 잔사를 인삼박 시료로 이용하여 분석한 백삼박과 홍삼박 물 추출물에 함유되어 있는 전분과 산성다당체 함량은 추출온도가 높을수록 증가하였다. 백삼박과 홍삼박으로부터 추출된 산성다당체를 동결건조하였다가 재수화한 추출액의 수용성 산성다당체의 수율은 추출온도가 높을수록 감소하였다. 백삼박보다는 홍삼박이 산성다당체와 수용성 다당체 수율이 높은 것으로 확인되었다.
- 백삼박과 홍삼박으로부터 추출된 산성다당체를 동결건조하였다가 재수화한 추출액의 수용성 산성다당체의 수율은 추출온도가 높을수록 감소하였다. 백삼박보다는 홍삼박이 산성다당체와 수용성 다당체 수율이 높은 것으로 확인되었다. 실온에서 추출하는 경우가 고온에서 추출 하는 것보다 백삼박과 홍삼박으로부터 추출되는 수용성 산성다당체 함량을 증가시키고 전분의 함량을 최소화 시켜 그 이용률을 증대시키기는 것으로 확인되었다.
- 1에서 보는 바와 같이 백삼박 보다는 홍삼박에서 더 많은 양의 산성다당체가 추출되었다. 실온 추출인 경우 홍삼박에서 약 20배 가량 높은 함량으로 추출되는 것이 확인되었고 (Fig. 1A) 가열 추출 할 경우에는 약 2배 정도 높은 함량으로 추출되는 것으로 확인 되었다 (Fig. 2A). 또한 백삼박은 실온에서보다 가열하는 경우 약 10배가량 많은 양의 산성다당체가 추출되었으며 추출시간이 경과함에 따라 산성다당체의 추출함량이 증가하였다 (Fig.
- 3과 4에서 보는 바와 같이 백삼박 보다는 홍삼박에서 더 많은 양의 전분이 추출되었다. 실온 추출인 경우 홍삼박에서 약 2배 가량 높은 함량으로 추출되는 것이 확인되었고(Fig. 3A) 가열 추출할 경우에도 약 2배정도 높은 함량으로 추출되는 것으로 확인 되었다(Fig. 4A). 또한 백삼박은 실온에서보다 가열하는 경우 약 4배 가량 많은 양의 전분이 추출되었으며 추출 시간이 경과함에 따른 전분 추출 함량의 현저한 증가는 관찰되지 않았다 (Fig.
- 백삼박보다는 홍삼박이 산성다당체와 수용성 다당체 수율이 높은 것으로 확인되었다. 실온에서 추출하는 경우가 고온에서 추출 하는 것보다 백삼박과 홍삼박으로부터 추출되는 수용성 산성다당체 함량을 증가시키고 전분의 함량을 최소화 시켜 그 이용률을 증대시키기는 것으로 확인되었다.
- 4A). 이 결과로부터 전분의 경우에도 추출 시간보다 온도에 영향을 받는다는 것을 알 수 있으며 전분의 추출함량을 온도와 시간을 조절 함으로서 다르게 추출할 수 있음을 확인하였다.
- 이상의 결과로부터 수용성 산성다당체의 추출 효율을 증가시키기 위해서는 실온 이하의 온도에서 추출하는 것이 산성다당체의 용해도를 증가시키고, 활성성분인 산성다당체의 이용률을 높일 수 있을 것으로 확인되었다.
- 3의 B와 같다. 저온에서 추출하는 경우 백삼박으로부터 추출한 전분의 경우 약 60% 이상 추출되는 것으로 확인되었다. 저온에서 추출한 홍삼박 산성다당체 분획에 함유된 전분은 30분 이상 추출하면 재수화율이 감소하였으며 30분 추출한 경우 약 70%의 전분이 재수화 되는 것으로 확인되었다.
- 저온에서 추출하는 경우 백삼박으로부터 추출한 전분의 경우 약 60% 이상 추출되는 것으로 확인되었다. 저온에서 추출한 홍삼박 산성다당체 분획에 함유된 전분은 30분 이상 추출하면 재수화율이 감소하였으며 30분 추출한 경우 약 70%의 전분이 재수화 되는 것으로 확인되었다. 반면, 100℃에서 0.
후속연구
- 그러나 저온에서 추출한 홍삼박 산성다당체는 30분 이상 추출하면 추출 효율이 감소하였으며 재수화율은 추출 시간에 관계 없이 100%로 전량이 수화 가능한 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 백삼박이나 홍삼박으로부터 산성다당체를 추출하여 산업적으로 액상의 제품에 산성다당체를 첨가하고자 할 때 제기되었던 용해도의 문제를 해결할 수 있는 핵심적인 정보가 될 수 있을 것이다. 반면, 100℃에서 0.
- 뿐만 아니라 알코올 추출 잔사에는 산성다당체의 함량이 높으며 이 산성다당체는 항암7-9) 및 면역 활성4-6)이 높은 것으로 보고된 바 있다. 이렇게 폐기되는 홍삼 박은 자원의 재활용 측면에서 그 속에 함유되어 있는 산성다당체를 추출하여 기존의 홍삼 추출액보다 효능이 우수한 새로운 기능성 소재 개발을 기대할 수 있다.
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