This study was conducted to investigate changes in composition of ginsenosides and color of processed ginsengs prepared by different steaming-drying times. Processed ginsengs were prepared from white ginseng with skin by 9-time repeated steaming at $96^{\circ}C$ for 3 hours and followed b...
This study was conducted to investigate changes in composition of ginsenosides and color of processed ginsengs prepared by different steaming-drying times. Processed ginsengs were prepared from white ginseng with skin by 9-time repeated steaming at $96^{\circ}C$ for 3 hours and followed by hot air-drying at $50^{\circ}C$ for 24 hours. As the times of steaming processes increased, lightness (L value) decreased and redness (a value) increased in color of ginseng powders. Crude saponin contents and ginsenosides compositions in processed ginsengs prepared by different steaming-drying times were investigated using the HPLC method, respecively. Crude saponin contents according to increasing steaming-drying times decreased in some degree. In the case of major ginsenosides, the contents of $Rb_1$, $Rb_2$, Rc, Rd, Rf, Re, $RG_1$, Re were decreased with increase in steamimg times, but those of $Rh_1$, $Rg_3$, $Rk_1$ were increased after especially 3 times of steaming processes. Interestingly, in black ginseng were prepared by 9 times steaming processes, the content of ginsenoside $Rg_3$ was 8.20 mg/g, approximately 18 times higher than that (0.46 mg/g) in red ginseng. In addition, the ratio of the protopanaxadiol group and protopanaxatiol group (PD/PT) were increased from 1.9 to 8.4 due to increasing times of steamming process.
This study was conducted to investigate changes in composition of ginsenosides and color of processed ginsengs prepared by different steaming-drying times. Processed ginsengs were prepared from white ginseng with skin by 9-time repeated steaming at $96^{\circ}C$ for 3 hours and followed by hot air-drying at $50^{\circ}C$ for 24 hours. As the times of steaming processes increased, lightness (L value) decreased and redness (a value) increased in color of ginseng powders. Crude saponin contents and ginsenosides compositions in processed ginsengs prepared by different steaming-drying times were investigated using the HPLC method, respecively. Crude saponin contents according to increasing steaming-drying times decreased in some degree. In the case of major ginsenosides, the contents of $Rb_1$, $Rb_2$, Rc, Rd, Rf, Re, $RG_1$, Re were decreased with increase in steamimg times, but those of $Rh_1$, $Rg_3$, $Rk_1$ were increased after especially 3 times of steaming processes. Interestingly, in black ginseng were prepared by 9 times steaming processes, the content of ginsenoside $Rg_3$ was 8.20 mg/g, approximately 18 times higher than that (0.46 mg/g) in red ginseng. In addition, the ratio of the protopanaxadiol group and protopanaxatiol group (PD/PT) were increased from 1.9 to 8.4 due to increasing times of steamming process.
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문제 정의
따라서 본 연구는 흑삼의 가공공정과 품질기준 설정에 대한 기초 자료를 얻기 위하여 수삼으로부터 제조된 피부직삼을 증삼기를 이용하여 구증구포하여 흑삼을 제조하는 과정에서 외관 색깔과 주요 생리활성 성분인 ginsenosides의 함유조성 변화를 조사하고 아울러 열처리 과정에서 생성이 우려되는 벤조 피렌 (B(a)P) 함량에 대해서도 조사하였다.
분석법으로 HPLC-UV법이나 HPLCFLD법을 주로 사용하였으나 이 방법은 방해물질을 구분할 수 없는 단점이 있다. 본 연구에서는 감도와 선택성에서 뛰어난 GC-MS (SIM)방법을 사용하여 흑삼의 안전성을 조사하였다. 표준물질을 사용하여 검정곡선을 작성한 결과 Fig.
제안 방법
6년근 피부직삼을 무압식 증삼기내에서 96℃로 3시간 증삼한 후 50℃에서 24시간 0~9번 열풍건조하여 증포 횟수별 제조 수율을 조사한 결과는 Fig. 1에서와 같다. 수삼으로부터 제조된 피부직삼 (수분 함량 15% 이하)을 원료삼으로 하여 증포 횟수별 가공인삼의 제조 수율은 증포 횟수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며 9증9포한 가공삼의 경우는 평균 92.
6년근의 원료수삼으로 제조한 피부직삼을 사판에 배열한 후 무압식 증삼기 (1.6 × 2.0 × 2.0 m, 아성공업사, 경기 부천시) 내에서 96℃에서 3시간 증삼한 후 50℃에서 24시간 열풍건조를 각각 0~9번씩 반복하여 가공인삼을 제조하였다.
에테르 층을 2회 제거한 뒤 수층에 수포화 부탄올을 가하여 separatory funnel에서 분리하였다. 수층에 수포화부탄올로 추출하기를 3회 반복한 후 부탄올을 감압 농축기로 제거하여 부탄올 추출물 즉 조사포닌을 정량하였다.
조사포닌 분석을 위해 인삼분말시료를 각각 10 g를 취하여 70% 에탄올로 6시간씩 3회 환류 추출 하였다. 추출한 용액을 실온까지 냉각시킨 후 여과한 뒤 감압 농축기를 이용하여 에탄올과 물을 제거하고 얻어진 농축물에 증류수 200㎖를 가하여 현탁시킨 후 에테르 150㎖을 넣고 separatory funnel에서 층 분리하였다.
흑삼분말 시료 5 g을 증류수 20㎖에 1시간 침지 시킨 후 헥산을 10㎖ 넣어 헥산층을 추출하였다. 추출한 헥산층을 감압농축기 (MG-2100, Buchi, Switzerland)를 이용하여 농축한 후 MeOH 100㎕에 녹여 GC-MS (6890series, Agilent, USA)에 주입하여 결과를 얻었다. 기기분석조건에서 컬럼은 HP-5MS (60 m × 250㎜ × 0.
대상 데이터
기기분석조건에서 컬럼은 HP-5MS (60 m × 250㎜ × 0.25㎛)을 사용하였고, Split mode 에서 split ratio 는 5 : 1로 하였다.
수삼을 세척한 후 건조기 내에서 1차 건조 (60 ± 5℃, 12시간)→ 2차 건조 (50 ± 5℃, 6시간)→ 3차 건조 (45 ±5℃, 10시간)→ 일광 건조하여 피부직삼으로 제조하여 증포 횟수별 가공인삼의 원료삼으로 사용하였다.
제조한 추출물 50㎎을 메탄올 1㎖에 녹인 후 0.50㎛ 필터로 여과한 여액을 HPLC (Shimadzu LC-6AD-Japan) 분석을 위한 시료로 사용하였다. 컬럼은 Bischoff C18-ACE EPS column (4.
0 m, 아성공업사, 경기 부천시) 내에서 96℃에서 3시간 증삼한 후 50℃에서 24시간 열풍건조를 각각 0~9번씩 반복하여 가공인삼을 제조하였다. 증포 횟수별 가공인삼은 고려바이오 홍삼(주)에서 제조하였다.
충남 금산 인삼 농가포장에서 재래종 6년근을 수확하여 사용하였다. 수삼을 세척한 후 건조기 내에서 1차 건조 (60 ± 5℃, 12시간)→ 2차 건조 (50 ± 5℃, 6시간)→ 3차 건조 (45 ±5℃, 10시간)→ 일광 건조하여 피부직삼으로 제조하여 증포 횟수별 가공인삼의 원료삼으로 사용하였다.
피부직삼, 1회, 3회, 5회, 7회, 9회 증숙/건조 가공하여 제조된 각각의 가공인삼을 각각 개체중에 따라 대(평균 31.5 g), 중(평균 24.5 g), 소(평균 17.5 g)로 각각 10개체씩을 분쇄하여 분석용 시료로 사용하였다.
데이터처리
이 연구에 사용한 시험방법의 검출한계 (limit of detection, LOD)는 벤조피렌이 검출되지 않는 흑삼 5개의 시료에 0.01㎍/㎏이 되도록 첨가한 다음 평균과 표준편차를 구하여 표준편차에 3.14를 곱한 값으로 계산하였고 정량한계 (limit of quantitation, LOQ)는 위의 표준편차에 10을 곱한 값으로 계산하였다. 그 결과 검출한계는 0.
이론/모형
흑삼의 벤조피렌 분석은 식품의약품안전청 (2007) “건강기능식품중 벤조피렌 시험법지침”에 근거하여 다음과 같이 실험하였다.
성능/효과
54㎎/g으로 점차 감소하며 유의차를 보였으나. 5, 7, 9회의 증숙/건조시에는 19.58, 19.66, 19.13㎎/g으로 total ginsenoside 함량은 유의차를 보이지 않았다. PPD계 ginsenoside인 Rb1, Rb2, Rc, Rd는 가공 전 각각의 평균함량은 7.
GC-MS (SIM)방법으로 표준물질과 시료를 분석한 결과 크로마토그램 상에서 방해물질 없이 매우 낮은 농도까지 측정이 가능하였다. 표준물질 0.
04㎎/g으로 PPD계 ginsenoside는 증가 추세를 보였으며, PPT계 ginsenoside는 현저한 감소를 보였다. PD/PT 비율이 증숙 건조 처리 전에는 1.9였으나, 증숙/건조 횟수 증가에 따라 각각 2.2, 4.4, 6.2, 7.3, 8.4로 현저한 증가를 보였다. 이는 증숙 횟수의 증가에 따라 PPT계 ginsenoside Re와 Rg1의 감소가 현저하고 상대적으로 PPD계 ginsenoside인 Rb1, Rb2, Rc, Rd의 감소에도 불구하고, Rg3, Rk1의 현저한 증가로 인해서 나타난 결과로 여겨진다.
13㎎/g으로 total ginsenoside 함량은 유의차를 보이지 않았다. PPD계 ginsenoside인 Rb1, Rb2, Rc, Rd는 가공 전 각각의 평균함량은 7.08, 4.05, 2.55, 1.38㎎/g을 나타내었으나, 구증구포 후 2.23, 1.06, 1.02, 0.51 g/㎎으로 증숙처리를 거치면서 유의차를 보이며 급격하게 감소하는 경향이었다. 증숙처리 전 PPT계 ginsenoside로 알려진 Re, Rg1의 평균함량은 2.
4와 같다. 가공 전 PPD, PPT계 ginsenosides의 함량은 각각 15.05, 7.82㎎/g이었으나, 구증구포 후 17.09, 2.04㎎/g으로 PPD계 ginsenoside는 증가 추세를 보였으며, PPT계 ginsenoside는 현저한 감소를 보였다. PD/PT 비율이 증숙 건조 처리 전에는 1.
0㎍/㎏ 이하로 설정하고 있다. 따라서 본 실험방법에 의해 제조된 흑삼은 벤조피렌 함량이 이들 생약재 및 식품기준보다 매우 낮아 안전한 식품 소재로 사료된다.
3과 같다. 밝기를 나타내는 L값은 가공전 80.46이었고, 가공처리 3회 증숙처리 시까지는 각각 51.52, 45.46, 36.92로 급격한 감소를 보이다가 4회 증숙처리부터 최종 9회 증숙처리까지는 34.56, 35.78, 35.19, 31.77, 31.57, 30.39로 증숙처리 횟수의 증가에 따라 서서히 감소하였다. 적색도를 나타내는 a값은 증숙 전 5.
본 연구에서 사용된 흑삼의 안전성을 확인하기 위하여 벤조 피렌 분석 결과 구증구포 과정 중 증포 횟수가 많은 8증8포에서 0.04㎍/㎏, 9증9포에서 0.04㎍/㎏ 나타내었다. 우리나라에서는 벤조피렌의 허용 함량은 생약재로서 숙지황의 벤조피렌 함량 기준은 5㎍/㎏ 이하로 규정하고 있다 (식품공전, 2010).
1에서와 같다. 수삼으로부터 제조된 피부직삼 (수분 함량 15% 이하)을 원료삼으로 하여 증포 횟수별 가공인삼의 제조 수율은 증포 횟수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보였으며 9증9포한 가공삼의 경우는 평균 92.7%로 피부직삼 (원료삼) 대비 약 7%의 무게 감소를 보였다. 일반적으로 원료수삼 (수분 70% 이상 기준)으로부터 가공 인삼류의 수율은 수분 15% 이내 기준으로, 백삼 (본삼)과 홍삼은 27%로 정하고 있는데 (2009 농림부 통계자료집, 2010), 9증9포의 흑삼 경우는 약 25% 정도로 백삼과 홍삼에 비해 제조수율이 약간 감소하는 것으로 보인다.
39로 증숙처리 횟수의 증가에 따라 서서히 감소하였다. 적색도를 나타내는 a값은 증숙 전 5.66이었으나, 1회 처리부터 3회 처리까지 각각 9.50, 9.82, 10.38로 증가하다가, 이후 4회 처리 후부터는 10.14, 9.50, 9.13, 9.11, 8.86, 8.83으로 처리 횟수가 증가함에 따라 조금씩 감소하는 경향이었다. 황색도를 나타내는 b값은 증숙 전 21.
수삼의 개체 크기 간 및 증숙공정에 따른 주요 ginsenoside 함량의 변화는 Table 3와 같다. 증숙처리 전 피부직삼의 total ginsenoside 함량이 평균 22.87 g/㎎인 피부직삼을 1, 3회의 증숙과 건조 공정을 거침에 따라 각각 21.75, 19.54㎎/g으로 점차 감소하며 유의차를 보였으나. 5, 7, 9회의 증숙/건조시에는 19.
5에서와 같다. 증포 횟수 증가에 따라 Rg3는 현저하게 증가하였는데 20(S)-Rg3와 20(R)-Rg3 함량은 비슷한 수치로 증가하였으며, 특히 9회 증포한 흑삼의 ginsenoside Rg3 (S+R) 함량은 1회 증숙한 홍삼 0.46㎎/g의 18배 높은 함량 (8.28㎎/g)을 보였다. 이러한 결과는 Lee 등 (2006)과 Sun 등 (2009)이 보고한 증숙 횟수가 증가할수록 Rg3 함량이 증가된다는 연구결과와 일치하였다.
증포 횟수별 가공삼의 외관은 Fig. 2에서와 같이 1차 증숙된 인삼은 전형적인 홍삼의 형태를 띠었으며, 2차 증숙을 거쳐 8차의 증숙 과정을 거치면 점점 색깔이 적갈색에서 흑색으로 변하는 것을 알 수 있었다. 9차 증숙 과정을 거치면 완전히 외형이 흑색인 흑삼을 제조 할 수 있었다.
23㎎/g(불검출)을 나타내었다. 현재 건강기능식품으로서 인삼/홍삼의 원료제조기준은 Rg1과 Rb1의 함량을 합하여 0.8~34㎎/g으로 규정하고 있어 구증구포한 흑삼의 경우도 이 기준에 적합한 것으로 보였다. 그러나 의약품으로 인삼·홍삼의 대한약전의 지표성분 규격기준은 ginsenoside Rg1 0.
후속연구
이상의 결과로 보아 무압식 증삼기를 통해 제조된 가공삼은 증포횟수 증가에 따라 담흑갈색 또는 흑다갈색을 띠게 되고 ginsenosides의 성분조성 변화가 일어나고, 특히 다양한 약리활성을 발현하는 Rg3와 Rk1 등의 함량이 증가하여 기존의 홍삼과는 차별성 있는 식품소재로 사용될 수 있고, 아울러 본 실험결과들은 금후 흑삼의 지표 성분 및 품질기준 설정를 위한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
흑삼의 제조 가공법에서 증삼 온도와 건조 시간 등이 차이가 있는 이유는?
, 2008), 증삼 온도와 건조 시간 등이 보고자들에 의해 차이가 있다. 일부 흑삼은 옹기나 시루를 이용하여 (Jo et al, 2009) 찌는 과정을 반복하기 때문에 대량 생산에 어려움이 수반된다. 더욱이 어느 정도의 온도에서 얼마 동안 찔 것인지, 건조는 어떻게, 얼마나 할 것인지 등 표준화 공정이 아직 설정되어 있지 않다. 또한 구증구포로 제조된 흑삼이나 일부 구증구포 과정 중의 이화학적 특성 변화에 대한 연구 결과가 발표되 었으나 (Kim et al.
백삼은 무엇인가?
인삼은 가공 방법에 따라 수삼, 백삼, 태극삼 및 홍삼 등으로 분류된다. 백삼은 수삼을 햇볕 또는 열풍으로 건조시킨 것이고, 태극삼은 수삼을 뜨거운 물에 일정시간 넣어 익혀 말린 것이며, 홍삼은 수삼을 수증기 또는 기타 방법으로 쪄서 익혀 건조한 것을 말한다. 특히 홍삼은 증숙 과정을 거치는 동안 열처리가 가해짐으로 조직 중의 전분 입자가 호화되어 백삼보다 소화율이 높으며, 각종 효소들이 불활성화 되어 백삼보다 저장성이 양호하다.
홍삼이 백삼보다 소화율이 높은 이유는 무엇인가?
백삼은 수삼을 햇볕 또는 열풍으로 건조시킨 것이고, 태극삼은 수삼을 뜨거운 물에 일정시간 넣어 익혀 말린 것이며, 홍삼은 수삼을 수증기 또는 기타 방법으로 쪄서 익혀 건조한 것을 말한다. 특히 홍삼은 증숙 과정을 거치는 동안 열처리가 가해짐으로 조직 중의 전분 입자가 호화되어 백삼보다 소화율이 높으며, 각종 효소들이 불활성화 되어 백삼보다 저장성이 양호하다. 또한, 제조과정 중 일부 성분의 화학적 변환이 일어나 수삼이나 백삼에 존재하지 않는 새로운 생리활성 성분의 생성과 함량 증가가 일어난다 (Kitagawa et al.
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