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문제 정의
- 따라서 본 연구는 4, 5, 6년 근에서 연근과 직경에 따른 뿌리의 조직 비율 및 ginsenoside 함량 변화 등을 조사하여 ginsenoside 함량이 높은 원료삼의 선정 기준 및 고사포닌 품종의 선발법으로 활용 가능성을 검토하기 위하여 실시하였다.
제안 방법
- Column은 Bischoff C18 ace-ESP (250 × 4.6㎜, 4㎛, Bischoff Co., Germany)을 사용하였으며, UV wavelength는 203㎚, flow rate는 1.0㎖/min, Column temperature는 35℃에서 실시하였으며, HPLC 용리조건은 acetonitrile (%):water (%) 가 20:80 (0분), 20:80 (10분), 29:71 (39분), 41:59 (67분), 47:53 (70분), 71:29 (90분), 71:29 (95분), 20:80 (95분), 20:80 (115분)로 실시하였다.
- Ginsenoside 추출은 각 시료를 3반복으로 3 g 측량하여 50% methanol 60 ㎖를 250 ㎖의 삼각플라스크에 넣고 ultra-sonicater (60 khz, heat power 330 W; JAC Ultrasonica 4020, KODO, Korea)로 35 ± 5℃에서 1시간동안 각각 추출하였다.
- 개체별 동체는 Digmatic caliper CD-15CP (Mitutoyo Corp. Japan)를 이용하여 직경이 일정한 부위를 약 0.8 ~ 1.2 cm 두께로 자르고, Surgical Blade No. 11 (Feather Safety Razor Co. Japan)로 중심주 (Xylem-Pith)와 피층 (Epidermis-Cortex)으로 구분하여 분리하였다.
- 추출시료액 5 ㎖를 cartridge에 loading하고 5 ㎖ dd-H2O로 서서히 용출하고 5 ㎖ 20% MeOH로 서서히 용출하여 제거하였다. 최종적으로 이 cartridge에 10 ㎖ 90% MeOH를 처리하여 서서히 ginsenoside 성분을 용출시켜 0.45 ㎛ polytetrafluoroethylene (PTFE) syringe filter (Waters, Milford, MA, USA)로 여과한 후 UV Detector 가 부착된 HPLC (NS-4000, FUTECS Co., Korea)로 분석하였다.
- 표준용액은 12종의 ginsenoside 표준품을 각각 1 ㎎으로 정확히 평량하여 10 ㎖ MeOH로 용해시켜 1000 ppm 농도로 표준원액을 만들고, MeOH로 희석하여 83.33, 41.67, 20.83 및 10.42 ppm 농도가 되도록 만든 후 HPLC에 주입, 3회 반복하여 얻은 크로마토그램으로부터 농도와 피크 면적의 계산값으로 정량곡선을 작성하였다. 정량곡선에서 농도에 따른 회귀계수 (R) 는 ginsenoside Rb1 (0.
대상 데이터
- Ginsenoside (Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2, Rg3, Rh1, Rh2) 표준물질은 Fleton Natural Products Co., Ltd (China)에서, water, acetonitrile, MeOH은 J. T. Baker (USA)에서 구입하여 사용하였다.
- 본 실험에는 전라북도 고창 지역에서 2007년부터 2012년까지 직파재배 한 4, 5, 6년생 자경종을 수확하고 연근별로 각각 20개체씩 샘플링하여 뇌두, 동체, 지근, 세근으로 분리하였다. 개체별 동체는 Digmatic caliper CD-15CP (Mitutoyo Corp.
성능/효과
- 4, 5, 6년 근 동체 피층의 총 10 종의 ginsenoside (Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2, Rh1) 함량은 각각 19.09, 22.90, 26.70 ㎎/g, 중심주는 8.83, 6.54, 5.33 ㎎/g으로 연근이 증가할수록 피층의 ginsenoside 함량은 증가한 반면 중심주는 감소하였다 (Fig. 1).
- 4, 5, 6년 근 동체 횡단면의 피층 평균 면적은 2.81, 3.39, 3.90 cm2, 중심주는 2.62, 3.48, 4.49 cm2 이었고, 피층면적의 비율은 각각 51.8, 49.3, 46.5%로 고년 근으로 갈수록 감소하였다. 4, 5, 6년 근 동체의 조직별 생체중은 피층이 각각 19.
- 5%로 고년 근으로 갈수록 감소하였다. 4, 5, 6년 근 동체의 조직별 생체중은 피층이 각각 19.57, 20.31, 24.00 g, 중심주 19.68, 22.37, 30.18 g이고, 피층의 생체중 비율은 각각 49.9, 42.7, 44.3%로 고년 근으로 갈수록 감소하였다. 건물중은 피층이 4.
- 4, 5, 6년 근 뿌리 부위별 total ginsenoside 함량은 뇌두는 각각 76.22, 78.44, 75.65mg/g, 동체 16.91, 16.63, 15.03mg/g, 지근 48.19, 44,.89, 39.54 mg/g, 세근 71.73, 78.38, 76.50 mg/g으로 세근 > 지근 > 동체 순으로 높았고 뇌두는 세근과 유사하였다 (Fig. 2).
- 4, 5, 6년 근 평균 생체중은 각각 60.48, 75.61, 91.86 g이었고, 부위별로는 뇌두 4.24, 4.77, 5.95 g, 동체 39.25, 42.67, 54.18 g, 지근 11.02, 21.63, 24.12 g, 세근 5.97, 6.54, 7.61 g이었고 동체 > 지근 > 세근 > 뇌두 순으로 생체중의 비중이 높았다.
- 4, 5, 6년 근의 뇌두 평균 직경은 각각 11.72, 16.52, 16.58 mm, 동체 26.31, 29.58, 32.71mm 지근 8.02, 10.91, 11.01 mm로 연근이 증가함에 따라 증가하였으나 증가폭은 일정하지 않았다.
- 51%이었다. 5년 근 피층의 비율은 각각 60.9, 58.3, 54.0, 52.8, 50.2%, 중심주의 비율은 각각 39.1, 41.7, 46.0, 47.2, 49.8%, 6년 근 피층의 비율은 각각 55.4, 52.8, 50.5, 49.4, 49.7%, 중심주의 비율은 각각 44.6, 47.2, 49.5, 50.3, 50.6%로 연근과 관계없이 직경이 감소함에 따라 피층의 비율은 증가하고, 중심주의 비율은 감소하였으며, 같은 직경에서는 4, 5년 근보다 6년 근에서 피층의 비율이 낮았다. 이러한 결과는 Park (1988) 등이 인삼의 직경이 클수록 중심주의 비율은 커진다는 결과와 일치하였다.
- Ginsenoside 함량은 중심주보다 피층에서 높고, 직경이 클수록, 연근이 증가할수록 중심주의 비율이 증가하며, 중심주의 ginsenoside 함량은 연근이 증가할수록 감소하였다. 따라서 고년 근일수록, 직경이 클수록 gisnenoside 함량은 감소하게 된다.
- 4와 같다. 동체 직경이 증가할수록 total ginsenoside 함량은 감소하고, 같은 직경에서는 고년근보다 저년근에서 total ginsenoside 함량이 높았다. 이러한 결과는 직경이 증가 할수록 피층보다 중심주의 비율이 증가하였고, 같은 직경에서는 저년근에서 피층의 비율이 높았기 높기 때문이다.
- 동체의 피층과 중심주의 종류별 ginsenoside 함량은 모두 중심주보다 피층에서 높았으며, 특히 Rb1, Re, Rg1은 연근이 증가함에 따라 피층에서 증가하고 중심주에서 감소하여 고년 근에서 함량차이가 높게 나타났다 (Table 2).
- 모든 연근에서 뇌두는 ginsenoside Rb1, Rb2, Rb3, Rg2, 세근은 Rc, Rg1을 제외한 모든 성분이 뇌두, 세근 > 지근 > 동체 순으로 함량이 높게 나타났다.
- 뿌리 부위별 ginsenoside 함량은 뇌두와 세근에서 높게 나타나지만, 뿌리 전체에 대한 무게 비율은 각각 1.2 ~ 1.4%, 8.4 ~ 12.0% 로 동체 57.5 ~ 65.9%, 지근 20.8 ~ 31.4%에 비해 낮아 인삼 전체 ginsenoside 함량에 미치는 영향은 동체와 지근보다 낮았다. 따라서 인삼의 총 ginsenosside 함량은 동체, 지근, 세근의 비율이 높게 좌우할 것으로 생각된다.
- 이상과 같이 연근이 증가함에 따라 피층과 중심주의 면적, 생체중, 건물중은 모두 증가하였으나 증가폭은 피층보다 중심주가 더 컸으며, 피층의 비율은 4>5>6년 근 순으로 높았다.
후속연구
- , 2011), 같은 동체 직경에서는 지근의 직경이 작고 세근의 발달이 양호한 개체를 선발하는 것이 유리할 것이다. 그러나 인삼의 품질 인자는 여러 종류의 비사포닌 성분도 있으므로 비사포닌 성분과 직경 및 뿌리 부위별 함량과의 관계 등에 관한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
- 이상과 같이 인삼의 형태적 특성과 ginsenoside 함량 등은 재배기간과 재배지역의 기상, 재배 토양 등의 환경, 품종의 유전적 차이 등에 의하여 변화하기 때문에 원료삼의 생산년도, 생산지역, 품종 등에 따라 기능성 제품의 품질과 수율에 많은 영향을 줄 것이다. 그러므로 재배환경과 유전자의 발현에 의하여 표현된 인삼의 형태적 특성과 조직의 구조 등으로 인삼의 ginsenoside 함량을 예측할 수 있다면 원료삼은 물론 고사포닌 품종의 선발법으로 활용할 수 있을 것이다.
- 고사포닌 계통은 동체와 지근의 직경이 작고, 중심주보다 피층의 비율이 높고, 세근의 발달이 양호한 개체일 것으로 판단된다. 따라서 뿌리직경, 피층비, 세근의 발달정도등을 고사포닌 품종을 육성하기 위한 선발 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
- 이상과 같이 인삼의 형태적 특성과 ginsenoside 함량 등은 재배기간과 재배지역의 기상, 재배 토양 등의 환경, 품종의 유전적 차이 등에 의하여 변화하기 때문에 원료삼의 생산년도, 생산지역, 품종 등에 따라 기능성 제품의 품질과 수율에 많은 영향을 줄 것이다. 그러므로 재배환경과 유전자의 발현에 의하여 표현된 인삼의 형태적 특성과 조직의 구조 등으로 인삼의 ginsenoside 함량을 예측할 수 있다면 원료삼은 물론 고사포닌 품종의 선발법으로 활용할 수 있을 것이다.
- 이상의 결과를 종합하면 사포닌 함량이 높은 원료삼을 선정하기 위해서는 동체의 직경이 작고, 중심주보다 피층의 비율이 높은 것을 선택 하여야 할 것이다. 또한 ginsenoside 성분 외 페놀함량 및 항산화 활성은 동체, 지근 부위보다 세근에서 높게 나타나며, 세근 중에서도 직경이 작은 부위에서 높게 나타나기 때문에 (Jo et al.
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