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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 유산균의 다양한 건강증진 효과를 위해 유산균 혼합물(Lactobacillus casei와 Bifidobacterium logum 1:1)을 이용(Parvez 등 2006)하여 제조한 발효홍삼 농축액으로 노인의 건강증진을 고려한 노인용 기능성 간식(발효홍삼양갱)을 제조하여 그 항산화성 및 품질특성을 평가하였다.
제안 방법
- 200 ㎖ 물과 67 ºBrix로 농축시킨 발효홍삼 농축액(양갱 총량의 0, 5, 10, 15, 20%)과 한천분말 10 g, 설탕 50 g을 각각 혼합한 후 10분간 실온에서 방치하였다.
- 1, London, England)를 사용하여 3회 반복하여 측정하였고, 데이터는 평균값으로 나타내었다. TPA(Texture profile analysis) test 방법으로 경도(hardness), 탄력성(springiness), 검성(gumminess), 씹힘성(chewiness), 응집성(cohesiveness)을 측정하였다.
- Tepe 등(2006)의 방법을 변형하여 전자공여능(electron donation ability, EDA)을 측정하였다. 시료 200 ㎕에 에탄올에 용해된 0.
- 그리고 노인 건강증진 식품을 제조하고자 발효홍삼 농축액 첨가비율(0%, 5%, 10%, 15%, 20%)을 달리하여 발효홍삼 양갱을 제조하고 그 품질특성을 평가하였다.
- 따라서 본 연구에서는 발효홍삼의 항산화활성을 알아보고자 DPPH(IC50)값을 측정한 결과, 전자공여능(EDA%) 값을 50% 감소시키는 홍삼과 발효홍삼 추출액의 수율에 대한 농도 IC50(inhibition concentration) 값을 측정한 결과는 Table 3에 제시하였다. 대조군인 홍삼의 IC50 값은 16.
- 발효홍삼 농축액 첨가 수준에 따라 Fig. 1과 같이 제조된 양갱의 색도 측정은 색차계(Chroma Meter Cr-300, Minolta, Tokyo, Japan)를 사용하여 명도(L, lightness), 적색도(a, redness), 황색도(b, yellowness) 값으로 표시하였으며, 각 시료 당 3회 반복 측정하여 그 평균값을 나타내었다. 이 때 표준 백색판의 L, a, b값은 각각 97.
- 발효홍삼 농축액 첨가 양갱 샘플들(Fig. 1)을 가로 3 ㎝×세로 3 ㎝×높이 1.5 ㎝의 양갱 틀에 부어 굳힌 후 texture analyzer(TAXT Express V2.1, London, England)를 사용하여 3회 반복하여 측정하였고, 데이터는 평균값으로 나타내었다.
- 발효홍삼 시료 5.0 g에 250 ㎖ 70%(v/v) 메탄올을 가하여 ultra-sonication(JAC ultra-sonica 2010, KOPO, Hwa-seong, Korea)을 사용하여 75℃에서 1시간 동안 추출하였다. 추출 후 여과지(Advantec, Dublin, CA, USA)로 여과한 다음 감압농축기(Eyela N-N, EYELA, Tokyo, Japan)를 이용하여 용매를 제거하였다.
- 본 연구에서는 유산균 혼합물(Lactobacillus casei와 Bifidobacterium logum 1:1)을 이용하여 발효홍삼을 제조하여 강화된 기능성 성분을 확인하였다.
- 분석에 사용한 칼럼은 μ-Bondapak C18(3.9×150 ㎜, Waters, Miliford, MA, USA), 이동상은 acetonitrile(Merck, Darmstadt, Germany), acetonitrile의 비율을 15%에서 35%, 60% 그리고 80%로 순차적으로 늘려주었다.
- Tepe 등(2006)의 방법을 변형하여 전자공여능(electron donation ability, EDA)을 측정하였다. 시료 200 ㎕에 에탄올에 용해된 0.2 mM DPPH 용액 800 ㎕를 첨가하여 30분 방치 후 반응액의 흡광도 값은 UV spectrophotometer(UV-1201, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 520 ㎚에서 측정하였다. EDA(%) 값을 50% 감소시키는 농도를 계산하여 IC50을 나타내었다.
- 추출 후 여과지(Advantec, Dublin, CA, USA)로 여과한 다음 감압농축기(Eyela N-N, EYELA, Tokyo, Japan)를 이용하여 용매를 제거하였다. 이 감압농축액을 5 ㎖의 메탄올에 녹여 HPLC(Shimadzu 10A system, Shimadzu, Tokyo, Japan)를 이용하여 분석하였다. 분석에 사용한 칼럼은 μ-Bondapak C18(3.
- 주정으로 추출된 시료는 진공 감압농축기를 이용, 60℃ 이하에서 67ºBrix가 될 때까지 농축 하였다.
- 1)의 관능적인 특성에 대하여 평가하도록 하였다. 평가 시 사용한 척도는 7점 기호 척도를 이용하였으며, 특성이 좋을수록 높은 점수를 기록하는 방법으로 하였고, 검사항목은 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 조직감(texture), 전체적인 기호도(overall quality)로 하였다.
- 본 실험에 사용한 홍삼은 엔헬시바이오(Gunsan, Korea)에 서 2010년 6월 10일 구입하여 사용하였다. 홍삼추출물(RGEx)의 제조를 위해 홍삼 중량의 4배의 70%(v/v) 주정(Korea Ethanol Supplies, Seoul, Korea)을 가하여 상온에서 8시간 동안 2회 추출한 다음 원심분리기(Continuous centrifuge, Kansai, Japan)를 이용하여 여과하였다. 주정으로 추출된 시료는 진공 감압농축기를 이용, 60℃ 이하에서 67ºBrix가 될 때까지 농축 하였다.
대상 데이터
- 0 ㎖/min, 검출기는 ELSD(Evaporative Light Scattering Detector, ELSD ZAM 3000, Schambeck SFD GmbH, Bad Honnef, Germany)를 사용하였다. Standard curve 작성을 위한 ginsenoside 표준품은 Wako(Tokyo, Japan)사 제품을 사용하였다.
- 발효홍삼 농축액 첨가 수준에 따른 양갱 제조에 사용한 발효홍삼 농축액, 흰강낭콩앙금(대두식품, 군산, 한국), 한천분말(CJ Cheiledang, Asan, Korea) 및 설탕(CJ Cheiledang, Asan, Korea)은 구입하여 실온에서 보관하면서 재료로 사용하였다.
- 발효홍삼 농축액 첨가 수준에 따른 양갱의 관능검사는 훈련된 대학생 요원으로 15명을 대상으로 시료(Fig. 1)의 관능적인 특성에 대하여 평가하도록 하였다. 평가 시 사용한 척도는 7점 기호 척도를 이용하였으며, 특성이 좋을수록 높은 점수를 기록하는 방법으로 하였고, 검사항목은 색(color), 향(flavor), 맛(taste), 조직감(texture), 전체적인 기호도(overall quality)로 하였다.
- 본 실험에 사용한 홍삼은 엔헬시바이오(Gunsan, Korea)에 서 2010년 6월 10일 구입하여 사용하였다. 홍삼추출물(RGEx)의 제조를 위해 홍삼 중량의 4배의 70%(v/v) 주정(Korea Ethanol Supplies, Seoul, Korea)을 가하여 상온에서 8시간 동안 2회 추출한 다음 원심분리기(Continuous centrifuge, Kansai, Japan)를 이용하여 여과하였다.
- 양갱 제조 용기 는 2ℓ 용 내열성 파이렉스 컵(Pyrex, York, USA)이었으며, 전기레인지(Nippon Electric Glass, Tokyo, Japan)를 사용하여 60℃에서 10분, 80℃에서 10분간 잘 저어가면서 균질화시킨 후 가로×세로×높이(3 ㎝×3 ㎝×1.5 ㎝)의 용기에 부어 상온에 서 1시간 방치하여 성형이 이루어진 후 품질평가용 시료로 사용하였다.
- 9×150 ㎜, Waters, Miliford, MA, USA), 이동상은 acetonitrile(Merck, Darmstadt, Germany), acetonitrile의 비율을 15%에서 35%, 60% 그리고 80%로 순차적으로 늘려주었다. 용출온도는 실온이었으며, 유속은 1.0 ㎖/min, 검출기는 ELSD(Evaporative Light Scattering Detector, ELSD ZAM 3000, Schambeck SFD GmbH, Bad Honnef, Germany)를 사용하였다. Standard curve 작성을 위한 ginsenoside 표준품은 Wako(Tokyo, Japan)사 제품을 사용하였다.
데이터처리
- 6) Values are mean±S.D., 7) Values with the same superscript letter in the raw are significantly different at ∂=0.05 by Duncan's multiple range test.
- 7) Values with the same superscript letter in the raw are significantly different at ∂=0.05 by Duncan's multiple range test.
- 또한 홍삼과 발효홍삼 ginsenoside 함량 분석치의 비교는 student's t-test로 검정하였다.
- 본 연구에서 얻어진 발효홍삼 양갱의 품질특성에 관한 모든 측정치는 Mean±S.D.로 나타내었고, 각 평균치간 차이에 대한 유의성은 Statistical Analysis System(SAS, Version 9.2)을 이용하여 ANOVA를 실시한 후, Duncan's multiple range test로 각 군의 평균차이에 대한 사후검정을 하였으며, 통계적 유의성을 5% 수준에서 분석하였다.
성능/효과
- 관능 평가결과, 홍삼농축액 10% 첨가 양갱의 맛, 색, 향, 질감 등이 다른 군들에 비해 우수하게 나타났다.
- 대조군인 홍삼의 IC50 값은 16.32±0.29 ㎎/g으로 매우 높았으나, 홍삼의 발효 배양일이 지남에 따라 6.11 ㎎/g에서 최저 3.22 ㎎/g의 분포를 나타내어 배양일이 증가할수록 IC50 값이 감소함으로써 항산화 활성이 증가된 것으로 나타났다.
- 발효홍삼 첨가 수준별 색도 측정 결과, L값과 b값은 발효홍삼 농축액 첨가 비율이 증가할수록 유의적으로 감소하였다(p<0.05).
- 본 연구에서 홍삼 및 발효홍삼의 개별 ginsenosides의 함량 분포를 비교·분석한 결과는 Table 2에 제시된 바와 같이, 배당체 구조를 이룬 ginsenoside-Rb1, -Rb2, -Rc 등의 사포닌 함량은 홍삼이 발효홍삼에 비해 높게 나타났으나, 20(S)-Rg3, 20(R)- Rg3, Compound K 함량은 홍삼에 비해 발효홍삼에서 높게 나타났다.
- 유산균 혼합물에 의한 발효로 인해 발효홍삼의 전자공여능(EDA%)는 6.11～3.22 ㎎/g의 범 위로 감소하여 홍삼(16.32±0.29 ㎎/g)에 비해 항산화활성이 우수한 것으로 나타났다.
- 홍삼 및 발효홍삼의 ginsenosides의 함량 차이를 분석한 결과, ginsenoside-Rb1, -Rb2, -Rc 등의 사포닌 함량은 홍삼이 발효홍삼에 비해 높게 나타났으나, 발효홍 삼에서는 항암활성이 우수한 대사산물인 20(S)-Rg3, 20(R)-Rg3, Compound K 함량이 홍삼에 비해 높게 나타났다.
후속연구
- 이 결과로 발효홍삼의 주된 진세노사이드는 Rg3와 Compound K이며, 홍삼의 배당체 구조인 ginsenoside-Rb1, -Rb2, -Rc가 장내 박테리아에 의해 Rg3와 Compound K로 변형됨으로써 홍삼에 비해 발효홍삼이 면역증진이나 항암효과 등 인구 고령화와 관련된 질환을 예방 및 치료(지근억 2011)하는데 더 효과적일 것으로 기대된다. 즉, 백삼과 비교 시 발효홍삼의 Rg3와 Compound K의 증가는 면역활성 강화에 더 효과적인 식품으로 생각할 수 있겠다.
- 차후 본 자료를 기초로 하여 발효홍삼을 이용하여 제조한 제품에 대한 기능성을 효과적으로 평가할 수 있는 후속 연구를 기대한다.
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