본 연구에서는 4년근 인삼의 활용도를 높이기 위하여 효소적 가수분해 조건에 따른 품질 특성을 조사하였다. 인삼은 증숙 후 분쇄하여 가수분해 효소제 A, B, C 및 D 4종에 처리에 따른 품질특성을 조사한 결과 pH 5.5~5.6, 당도 4.0~4.33으로 큰 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 D 효소제에서 가장 높았으며, B, C 및 A 순으로 나타났다. D 효소제의 농도 0.3%(w/w)까지 조사포닌, 환원당 및 총당 함량이 증가하였으며 이후에는 농도에 따른 차이는 없었다. 가수분해시간이 경과함에 따라 유효성분이 증가하였으나 3시간 이후 큰 변화는 없었으며, $60^{\circ}C$로 처리하였을 때 조사포닌 함량이 높게 나타났다. 이상의 실험결과 D 효소제, 효소제 농도 0.3% (w/w)로 $60^{\circ}C$에서 3시간의 조건이 가장 적합한 나타났으며 이때 환원당, 총당 및 조사포닌 함량은 각각 18.11, 36.21 및 4.23 mg/g으로 확인되었다. 따라서 효소적 가수분해 방법은 4년근 인삼의 유효성분 증가에 효과적으로 다양한 활용 방법이 기대되었다.
본 연구에서는 4년근 인삼의 활용도를 높이기 위하여 효소적 가수분해 조건에 따른 품질 특성을 조사하였다. 인삼은 증숙 후 분쇄하여 가수분해 효소제 A, B, C 및 D 4종에 처리에 따른 품질특성을 조사한 결과 pH 5.5~5.6, 당도 4.0~4.33으로 큰 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 D 효소제에서 가장 높았으며, B, C 및 A 순으로 나타났다. D 효소제의 농도 0.3%(w/w)까지 조사포닌, 환원당 및 총당 함량이 증가하였으며 이후에는 농도에 따른 차이는 없었다. 가수분해시간이 경과함에 따라 유효성분이 증가하였으나 3시간 이후 큰 변화는 없었으며, $60^{\circ}C$로 처리하였을 때 조사포닌 함량이 높게 나타났다. 이상의 실험결과 D 효소제, 효소제 농도 0.3% (w/w)로 $60^{\circ}C$에서 3시간의 조건이 가장 적합한 나타났으며 이때 환원당, 총당 및 조사포닌 함량은 각각 18.11, 36.21 및 4.23 mg/g으로 확인되었다. 따라서 효소적 가수분해 방법은 4년근 인삼의 유효성분 증가에 효과적으로 다양한 활용 방법이 기대되었다.
This study investigated quality characteristics of 4 year-old ginseng by enzymatic hydrolysis conditions to increase utilization. Ginseng was ground after steaming and was each treated with hydrolase A, B, C and D. When quality characteristics by the enzymes were examined, no significant difference ...
This study investigated quality characteristics of 4 year-old ginseng by enzymatic hydrolysis conditions to increase utilization. Ginseng was ground after steaming and was each treated with hydrolase A, B, C and D. When quality characteristics by the enzymes were examined, no significant difference was observed with pH of 5.5~5.6 and the sugar content of 4.0~4.33. The crude saponin content was the highest in ginseng treated with D, followed by B, C and A. The crude saponin, the reducing sugar and the total sugar contents increased until 0.3% (w/w) concentration in enzyme D with no significant difference by its concentration. Although active ingredients increased with time passage of hydrolysis, no significant change was found after three hours and the crude saponin content was the highest when ginseng was treated at $60^{\circ}C$. From these results, optimum conditions for 4 year-old ginseng were $60^{\circ}C$ for 3 hours with 0.3% (w/w) enzyme D, and under these conditions the reducing sugar, the total sugar and the crude saponin contents recorded 18.11, 36.21 and 4.23 mg/g, respectively. Therefore, enzymatic hydrolysis was found to be effective in increasing active ingredients of 4 year-old ginseng with various usages expected.
This study investigated quality characteristics of 4 year-old ginseng by enzymatic hydrolysis conditions to increase utilization. Ginseng was ground after steaming and was each treated with hydrolase A, B, C and D. When quality characteristics by the enzymes were examined, no significant difference was observed with pH of 5.5~5.6 and the sugar content of 4.0~4.33. The crude saponin content was the highest in ginseng treated with D, followed by B, C and A. The crude saponin, the reducing sugar and the total sugar contents increased until 0.3% (w/w) concentration in enzyme D with no significant difference by its concentration. Although active ingredients increased with time passage of hydrolysis, no significant change was found after three hours and the crude saponin content was the highest when ginseng was treated at $60^{\circ}C$. From these results, optimum conditions for 4 year-old ginseng were $60^{\circ}C$ for 3 hours with 0.3% (w/w) enzyme D, and under these conditions the reducing sugar, the total sugar and the crude saponin contents recorded 18.11, 36.21 and 4.23 mg/g, respectively. Therefore, enzymatic hydrolysis was found to be effective in increasing active ingredients of 4 year-old ginseng with various usages expected.
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문제 정의
본 연구에서는 4년근 인삼의 활용도를 높이기 위하여 효소적 가수분해 조건에 따른 품질 특성을 조사하였다. 인삼은 증숙 후 분쇄하여 가수분해 효소제 A, B, C 및 D 4종에 처리에 따른 품질특성을 조사한 결과 pH 5.
본 연구에서는 5～6년근 인삼에 비해 상대적으로 상품성이 낮은 4년근 인삼의 효소적 가수분해조건에 따른 품질특성을 조사하여 다양한 활용방안을 모색하고자 한다.
제안 방법
pH는 pH meter(Metrohm 691, Metrohm Ltd., Herisau, Swiss), 당도는 digital refractometer(PR-101, ATAGO Co., Tokyo, Japan)를 사용하여 측정하였다.
1%(w/w), 3시간 처리한 조사포닌 함량과 유사한 경향으로 나타나 가수분해시간이 조사포닌 함량 변화에 미치는 영향이 높은 것으로 판단된다. 따라서 효소 농도 0.3%(w/w)에서 3시간 처리하였을 때 조사포닌 함량이 높게 나타나 최적 가수분해시간은 3시간으로 설정하였다. 환원당 및 총당을 조사한 결과 Fig.
상기의 결과에서 설정된 D의 농도에 따른 인삼의 품질특성을 조사하였다. 그 결과 Table 2와 같이 pH는 효소 농도에 따라 큰 차이가 없었으며, 당도는 효소처리구가 무처리구에 비해 0.
선별된 효소제의 농도를 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 및 0.5%(w/w), 가수분해시간을 1, 3, 5 및 7시간, 가수분해온도를 50, 60, 70 및 80ºC로 각각 처리해 85ºC에서 24시간 추출한 후 10,000 rpm에서 15분 동안 원심분리 하여 품질특성 분석을 위한 시료로 사용하였다.
수층을 수포화 n-butanol로 3회 추출한 후 감압농축 하여 105ºC에서 건조시켜 시료에 대한 건물량(mg/g)으로 나타내었다.
인삼 중량에 대비해 효소제 4종을 각각 첨가하여 60ºC에서 6시간 동안 처리하였고, 85ºC에서 24시간 추출한 후 10,000 rpm에서 15분 동안 원심분리 하여 품질특성 분석을 위한 시료로 사용하였다.
인삼을 증숙 후 균질화 시켜 인삼의 중량에 대비하여 효소제 0.3%(w/w)를 첨가하고, 1, 3, 5 및 7시간 각각 처리하여 추출한 다음 가수분해시간에 따른 품질 특성을 조사하였다. 가수분해시간에 따른 pH 및 당도는 Table 3과 같이 pH는 가수분해시간에 따라 큰 차이가 없었으며 당도는 가수분해 1시간에서 0.
인삼을 증숙 후 균질화 시켜 효소제 0.3%(w/w)를 첨가하여 3시간 동안 50, 60, 70 및 80ºC에서 각각 처리하여 가수분해 온도에 따른 영향을 조사하였다.
인삼을 증숙 후 균질화시켜 인삼 중량에 대비하여 효소제 농도를 0.1%(w/w) 첨가하고 추출한 다음 효소제 종류에 따른 품질특성을 조사하였다. 그 결과 Table 1과 같이 pH는 효소제 종류에 따른 차이가 없었으며, 당도는 대조구와 비교하여 모든 구간에서 0.
대상 데이터
본 실험에 사용된 인삼은 2009년 경상북도 영주에서 재배한 4년근 수삼을 풍기인삼농협에서 구입하여 사용하였다. 전분 가수분해효소(A, 30,000 unit/g; B, 50,000 unit/g; C, 45,000 unit/g)는 (주)이앤바이오택(E&Bio Co.
조사포닌 함량은 D 효소제에서 가장 높았으며, B, C 및 A 순으로 나타났다. D 효소제의 농도 0.3%(w/w)까지 조사포닌, 환원당 및 총당 함량이 증가하였으며 이후에는 농도에 따른 차이는 없었다. 가수분해시간이 경과함에 따라 유효성분이 증가하였으나 3시간 이후 큰 변화는 없었으며, 60ºC로 처리하였을 때 조사포닌 함량이 높게 나타났다.
5ºBrix 증가한 이후 큰 변화는 없었다. 가수분해 시간에 따른 조사포닌 함량은 가수분해 1시간째 급격히 증가하였으며 이후 처리시간이 길어짐에 따라 조금씩 증가하는 경향으로 나타났다. 조사포닌 함량은 가수분해 3시간째 4.
가수분해시간이 경과함에 따라 유효성분이 증가하였으나 3시간 이후 큰 변화는 없었으며, 60ºC로 처리하였을 때 조사포닌 함량이 높게 나타났다.
그 결과 Table 1과 같이 pH는 효소제 종류에 따른 차이가 없었으며, 당도는 대조구와 비교하여 모든 구간에서 0.3～0.4ºBrix 정도 증가하였으나 효소제 종류에 따른 큰 차이는 없었다.
그 결과 Table 2와 같이 pH는 효소 농도에 따라 큰 차이가 없었으며, 당도는 효소처리구가 무처리구에 비해 0.5ºBrix 정도 높게 나타났다.
따라서 효소처리 조건은 효소 농도 0.3%(w/w), 3시간 및 가수분해온도 60ºC로 하였을 때 가장 효과적인 것으로 나타났다.
이상의 실험결과 D 효소제, 효소제 농도 0.3%(w/w)로 60ºC에서 3시간의 조건이 가장 적합한 나타났으며 이때 환원당, 총당 및 조사포닌 함량은 각각 18.11, 36.21 및 4.23 mg/g으로 확인되었다.
4ºBrix 정도 증가하였으나 효소제 종류에 따른 큰 차이는 없었다. 조사포닌 분석 결과, 모든 효소제 처리구에서 증가하는 경향으로 나타났으며 특히 D 처리구가 8.87 mg/g으로 가장 높게 나타났고, B, C 및 A 순으로 증가하는 경향으로 나타났다. 이러한 결과는 Ko 등 (16)이 Peninillium sp.
33으로 큰 차이가 없었다. 조사포닌 함량은 D 효소제에서 가장 높았으며, B, C 및 A 순으로 나타났다. D 효소제의 농도 0.
5ºBrix 정도 높게 나타났다. 조사포닌 함량은 Table 2와 같이 효소 처리구간이 무처리구에 비해 높게 증가하는 경향으로 나타났으며 효소 농도 0.3%(w/w)까지 증가한 후 조금씩 감소하는 경향으로 나타나 최적 효소 농도는 0.3%(w/w)로 설정하였다. 환원당 및 총당을 조사한 결과 Fig.
가수분해 시간에 따른 조사포닌 함량은 가수분해 1시간째 급격히 증가하였으며 이후 처리시간이 길어짐에 따라 조금씩 증가하는 경향으로 나타났다. 조사포닌 함량은 가수분해 3시간째 4.23 mg/g으로 가장 높게 나타났으며, 이후 조금 감소하는 경향을 나타내었다. 가수분해 1시간에서 조사포닌 함량은 효소 농도 0.
즉, 60ºC에서 효소제가 가장 높은 활성을 나타내어 조사포닌 함량 증가에 영향을 준 것으로 확인할 수 있었다.
환원당 및 총당 함량은 Fig. 3과 같이 가수분해 온도에 의해 모두 증가하는 경향으로 나타났으며, 환원당 및 총당 함량은 효소처리 온도 60ºC에서 181.1 및 362.1 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었다.
3%(w/w)로 설정하였다. 환원당 및 총당을 조사한 결과 Fig. 1과 같이 효소처리구가 무처리구에 비해 환원당 및 총당이 모두 증가하였으며 환원당은 효소 농도 0.3%(w/w), 총당은 효소 농도 0.4%(w/w) 이상에서는 조금 감소하는 경향으로 나타났다. 이러한 결과는 Jang 등(28)이 당분해 효소를 이용 하여 환원당 함량이 증가되었다는 연구보고와 유사한 경향으로 나타났다.
3%(w/w)에서 3시간 처리하였을 때 조사포닌 함량이 높게 나타나 최적 가수분해시간은 3시간으로 설정하였다. 환원당 및 총당을 조사한 결과 Fig. 2와 같이 환원당은 효소처리 3 및 5시간에서 181.1, 182.3 mg/g으로 증가하였으며, 총당은 효소처리 3 및 5시간에서 362.1, 369.1 mg/g으로 증가하여 이후 조금 감소하는 경향으로 나타났다. 따라서 가수분해 시간에 따른 환원당 및 총당 함량의 변화는 비슷한 경향으로 나타났다.
후속연구
23 mg/g으로 확인되었다. 따라서 효소적 가수분해 방법은 4년근 인삼의 유효성분 증가에 효과적으로 다양한 활용 방법이 기대되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인삼의 비 사포닌계에 대한 약리 효능에는 무엇이 있는가?
인삼의 약리효능에 관한 연구들은 약효성분인 사포닌을 중심으로 이루어져 있으며 최근까지 당뇨병과 같은 대사질환, 간기능 강화, 스트레스, 고혈압, 갱년기 질환 및 심혈관 질환 개선작용 등에 관해 약리작용이 밝혀졌다(3-6). 최근에는 비사포닌계에 대한 약리효능으로 암세포 증식 억제효과, 간보호 효과, 항바이러스 작용 등이 보고되었다(7,8).
고려인삼이란 무엇인가?
A. Meyer)은 오가과 (Araliaceae)에 속하는 다년생 초본으로 한국의 대표적인 약용식물이다. 인삼의 주요 약리성분은 인삼 사포닌(ginsenoside)과 비사포닌계의 페놀성 성분, 폴리아세틸렌, 알칼로이드, 산성펩티드 및 항산화성 방향족화합물 등이 보고되어 있다(1).
인삼의 주요 약리성분은?
Meyer)은 오가과 (Araliaceae)에 속하는 다년생 초본으로 한국의 대표적인 약용식물이다. 인삼의 주요 약리성분은 인삼 사포닌(ginsenoside)과 비사포닌계의 페놀성 성분, 폴리아세틸렌, 알칼로이드, 산성펩티드 및 항산화성 방향족화합물 등이 보고되어 있다(1). 인삼 사포닌은 triterpenoid 배당체로 비당부의 구조적 특징에 따라 20(S)-protopanaxadiol(PPD)계, 20(S)-protopanaxatriol(PPT)계 및 oleanolic acid로 구분되며 비당 부분인 PPD와 PPT의 일정부분에 glucose, xylose, arabinose 및 rhamnose와 같은 당류가 에테르 결합을 하고 있다 (2).
참고문헌 (28)
Im GY, Jang SY, Jeong YG. 2010. Quality characteristics of Panax ginseng C. A. Meyer with steaming heat and wet grinding conditions. J Korean Soc Food Sci Nutr 39: 1005-1010.
Choe HJ, Han HS, Park JH, Son JH, Bae JH, Seong TS, Choe C. 2003. Natural products organic chemistry: antioxidantive, phospholipase $A_2$ inhibiting, and anticancer effect of polyphenol rich fractions from Panax ginseng C. A. Meyer. J Korean Soc Agric Chem Biotechnol 46: 251-256.
Hwang WI, Oh SK. 1984. A study on the anticancer activities of lipid soluble ginseng extract and ginseng saponin derivatives against some cancer cells. J Ginseng Res 8:153-166.
Kwak YS, Choi KH, Kyung JS, Won JY, Rhee MH, Lee JG, Hwang MS, Kim SC, Park CK, Song KB, Han GH. 2008. Effects of high temperature heating on the some physicochemical properties of Korean red ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) water extract. J Ginseng Res 32: 120-126.
Yang SJ, Woo KS, Yoo JS, Kang TS, Noh YH, Lee JS, Jeong HS. 2006. Change of Korean ginseng components with high temperature and pressure treatment. J Korean Food Sci Technol 38: 521-525.
Bae EA, Kim NY, Han MJ, Choo MK. 2003. Transformation of ginsenosides to compound K (IH-901) by lactic acid bacteria of human intestine. J Microbiol Biotechnol 13: 9-14.
Im KS, Chung HY, Park SH, Je NK. 1995. Anticancer effect of hydrolyzed monogluco-ginsenoside of total saponin from ginseng leaf. J Ginseng Res 19: 291-294.
Ko SR, Suzuki Y, Choi KJ, Kim YH. 2000. Enzymatic preparation of genuine prosapogenin, 20(S)-ginsenoside $Rh_1$ , from ginsenosides Re and $Rg_1$ . Biosci Biotechnol Biochem 64: 2739-2743.
Kim YC, Yim JH, Rho JH, Cho CW, Rhee YK. 2007. Antioxidant activity of white ginseng extracts prepared by enzyme treatment on V79-4 cells induced by oxidative stress. J Ginseng Res 31: 203-209.
Kim MJ, Lim KR, Jung TK, Yoon KS. 2007. Antiaging effects of astragalus membranaceus root extract. J Soc Cosmet Sci 33: 33-40.
Quan LH, Liang ZQ, Kim HB, Kim SH, Kim SY, Noh YD, Yang DC. 2008. Conversion of ginsenoside Rd to compound K by crude enzymes extracted from Lactobacillus brevis LH8. J Ginseng Res 32: 226-231.
Kim KR, Jang MJ, Choi SW, Woo MH, Choi JH. 2006. Effects of water extract from enzymic-treated hamcho (Salicornia herbacea) on lipid metabolism in rats fed high cholesterol diet. J Korean Soc Food Sci Nutr 35: 55-60.
Park NY, Jeong YJ. 2006. Quality properties of oak mushroom (Lentinus edodes) based on extraction condition and enzyme treatment. J Korean Soc Food Sci Nutr 35: 1273-1279.
Ando T, Tanaka O, Shibata S. 1971. Chemical studies on the oriental plant drugs. (XXV) Comparative studies on the saponins and sapogenins of ginseng and related crude drugs. Soyakugaku Zasshi 25: 28-33.
Jeong JY. 2010. Enzymatic bioconversion of saponins from Panax ginseng. MS Thesis. Inje university, Gyeongnam, Korea. p 1-60.
Park SY, Bae EA, Sung JH, Lee SK, Kim DH. 2001. Purification and characterization of ginsenoside $Rb_1$ metabolizing beta-glucosidase from Fusobacterium K-60, a human in testinal anaerocia bacterium. Biosci Biotechnol Biochem 64: 1163-1169.
Takino Y. 1994. Studies on the pharmacodynamics of ginsenoside- Rg1, -Rb1 and -Rb2 in rats. Yakugaku Zaxxhi 114: 550-564.
Jang SY, Woo SM, Kim TY, Yeo SH, Kim SB, Hong JY, Jeong YJ. 2008. Quality characteristics on enzyme treatment of brown rice (Goami ) alcohol fermentation byproduct. Korean J Food Preserv 15: 477-482.
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