[논문]초음파 처리에 의한 인삼 잎과 줄기의 진세노사이드 성분 변화

남윤민; 신호준; 양병욱; 박종대; 조순현; 김형춘; 고성권

초음파 처리에 의한 인삼 잎과 줄기의 진세노사이드 성분 변화
Changes in Ginsenosides Composition of Ginseng Leaf and Stem after an Ultrasonication Process 원문보기

생약학회지, v.47 no.4, 2016년, pp.352 - 359

남윤민 (세명대학교 한방식품영양학부) , 신호준 (세명대학교 한방식품영양학부) , 양병욱 (고려인삼연구(주)) , 박종대 (고려인삼연구(주)) , 조순현 (대원대학교 제약품질과) , 김형춘 (강원대학교 약학대학) , 고성권 (세명대학교 한방식품영양학부)

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study is to develop a new preparation process of ginseng leaf and stem extracts having high concentrations of ginsenoside Rg2, Rg3, Rg5, Rh1, a special component of red and black ginseng. Chemical transformation from ginseng saponin glycosides to prosapogenin was analyzed by the HPLC. Extracts of ginseng (Panax ginseng) leaf and stem were processed under several treatment conditions including ultrasonication treatments. The content of total saponin reached their heights at 17 hr (UGL-17) of ultrasonication treatment, followed by 16 hr (UGL-16) and 7 hr (UGL-7) of ultrasonication treatment at $100^{\circ}C$. UGL-17 findings show that the ginseng leaf and stem that had been processed with ultrasonication for 17 hours peaked in the level of Rg2, Rg3 and Rh1. In addition, UGL-16 contained ginsenoside Rg5 at high concentrations. It is thought that such results provide basic information in preparing ginseng leaf and stem extracts with functionality enhanced.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

건조한 인삼 잎 줄기에 증류수를 가하고 100℃에서 초음파 처리를 실시하여 ginsenoside Rg2, Rg3, Rg5, Rh1과 같은 prosapogenin을 고농도로 함유하는 조성물을 개발하고자 하였다. 인삼사포닌 성분분석은 Fig.
그러나, 인삼 재배 부산폐기물인 인삼 잎과 줄기에 대한 초음파 처리 연구가 아직 시행되지 않은 점에 착안하여 건조한 인삼 잎과 줄기에 100℃에서 초음파로 처리를 했을 때 인삼사포닌 배당체가 인삼 prosapogenin으로 전환되는 것을 HPLC법으로 확인하여 진세노사이드 Rg2, Rg3, Rh1 등의 인삼 활성 prosapogenin을 고농도로 함유하는 엑스 개발의 최적 조건을 확인하고자 한다.

제안 방법

HPLC-ginsenoside의 분석 − 위에서 얻은 엑스를 이 등35)의 조건을 응용하여 HPLC를 실시하고, 상법에 따라 표품과 직접 비교하여 인삼사포닌의 함량 및 조성을 각 시료당 3회 반복 실험하여 결과의 재현성을 확인하여 분석하였다.
이동상은 acetonitrile(HPLC grade; Sigma-Aldrich Chem Co., U.S.A.)과 증류수(HPLC급, B&J, U.S.A.)이며, acetonitrile의 비율을 17%(0 min)에서 25%(25 min), 40%(50 min), 60%(105 min) 그리고 100%(110 min)로 순차적으로 늘려주고 마지막으로 다시 17%로 조절하였다.
5 kg에 2l의 증류수를 초음파 처리기(KODO, Hwaseong, Korea, 출력 1,200 W, 주파수 28 KHz)에 넣고, 100℃에서 매 1시간씩 초음파 처리할 때마다 초음파 처리액 100 ml씩을 떠내고 나서, 증류수 100 ml씩을 넣어 처리하였다. 이와 같은 방법으로 1시간(UGLS-1), 2시간(UGLS-2), 3시간(UGLS-3), 4시간(UGLS-4), 5시간(UGLS5), 6시간(UGLS-6), 7시간(UGLS-7), 8시간(UGLS-8), 9시간(UGLS-9), 10시간(UGLS-10), 11시간(UGLS-11), 12시간(UGLS-12), 13시간(UGLS-13), 14시간(UGLS-14), 15시간(UGLS-15), 16시간(UGLS-16), 17시간(UGLS-17), 18시간(UGLS-18), 19시간(UGLS-19), 그리고 20시간(UGLS-20) 초음파 처리 인삼 잎 줄기 처리액을 얻었고, 이를 감압농축하여 초음파 처리 인삼 잎 줄기 엑스를 얻었다(Table I 참조).
인삼 잎 및 줄기 초음파 처리 엑스(UGLS) 조제 − 건조한 인삼 잎 줄기 1.5 kg에 2l의 증류수를 초음파 처리기(KODO, Hwaseong, Korea, 출력 1,200 W, 주파수 28 KHz)에 넣고, 100℃에서 매 1시간씩 초음파 처리할 때마다 초음파 처리액 100 ml씩을 떠내고 나서, 증류수 100 ml씩을 넣어 처리하였다.
건조한 인삼 잎 줄기에 증류수를 가하고 100℃에서 초음파 처리를 실시하여 ginsenoside Rg2, Rg3, Rg5, Rh1과 같은 prosapogenin을 고농도로 함유하는 조성물을 개발하고자 하였다. 인삼사포닌 성분분석은 Fig. 2에서 보는바와 같이, ginsenosides Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2, Rg3, Rg5, Rg6, Rh1, Rh4, Rk1, Rk3, F1 그리고 F4를 대상으로 HPLC법으로 검토하였다.
전개온도는 실온, 유속은 분당 0.8 ml, 크로마토그램은 UV 디텍터[UV/Vis Waters 2487 Dual λ Absorbance Detector(Waters, Milford, MA, U.S.A.]를 이용하여 203 nm에서 검출하였다.

대상 데이터

사용한 HPLC 장치는 Waters 1525 binary HPLC system(Waters, Milford, MA, U.S.A.)이며, 컬럼은 Eurospher 100-5 C18(3×250 mm; Knauer, Born, Germany)을 사용하였다.
실험재료 − 본 연구에 사용한 인삼 잎과 줄기는 충청북도 음성(재배자: 남성엽)에서 2010년 9월 20일에 수삼 채굴시 폐기되는 4년 근 인삼 지상부(열매를 제외한 잎과 줄기 포함) 10 kg을 채집하였고, 건조는 음성의 충북인삼영농조합법인(대표: 남성엽)에서 시행하였으며, 제품표본(Fig. 1)은 세명대학교 한방식품연구실에 보관하고 있다.
표품은 Chromadex(U.S.A.)와 엠보연구소(Korea)로부터 구입한 순도 99% 이상의 ginsenoside(ginsenosides Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2, 20S-Rg3, 20R-Rg3, 20E-Rg5, 20Z-Rg5, Rg6, Rh1, Rh4, Rk1, Rk3, F1, F4)를 사용하였다. 사용한 HPLC 장치는 Waters 1525 binary HPLC system(Waters, Milford, MA, U.

성능/효과

117%)의 순으로 높은 함량을 나타내었다. 17시간 초음파처리한 인삼 잎 줄기 엑스의 진세노사이드 Rg2의 함량은 1시간 초음파 처리한 인삼 잎 줄기 엑스에 비하여 약 12배의 함량을 보여주었다.
Table I에서 보는바와 같이 각 진세노사이드의 총 합인 총 사포닌(total saponin) 함량에 있어서는 UGLS-17이 1.257%이었으며 UGLS-16는 1.196%이었으며, UGLS-7는 1.006%로서 초음파와 100℃에서 17시간 처리한 인삼 잎, 줄기 엑스의 총 사포닌이 높은 함량을 보여주었다.
또한, 홍삼 특유성분으로 항암작용,³⁶⁾ 혈압강하작용,³⁷⁾ 뇌 신경세포 보호작용,³⁸⁾ 항혈전작용,³⁹⁾ 항산화작용⁴⁰⁾을 나타내는 진세노사이드 Rg3의 경우, UGLS-17이 0.189%로서 가장 높은 함량을 나타내었으며, UGLS-16(0.181%), UGLS19(0.129%)의 순으로 높은 함량을 나타내었다.

후속연구

본 연구를 통하여 인삼 잎 줄기 엑스에 초음파 17시간 처리시 홍삼특유 기능성분인 ginsenoside Rg2, Rg3, Rh1이 0.178%, 0.189%, 0.232%로 홍삼 및 흑삼의 특유활성성분 함유 엑스를 제조할 수 있음을 확인하였고, 따라서, 이와 같은 결과를 통하여 기능성 강화 신소재 개발로 초음파 처리 인삼 잎 줄기 엑스를 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인삼은 무엇인가?	A. Meyer)은 두릅나무과(Araliaceae)식물로 한반도가 원산인 한국의 특산 약용식물이며, 5,000여년 전부터 보원기제로 사용되어온 중요한 한방약 중의 하나이다. 동양에서 가장 오래된 본초서인 신농본초경에 인삼은 오장을 보하고, 원기를 보충한다고 기록되어 있다.
	인삼의 주요 생리활성물질은 무엇인가?	인삼의 주요한 생리활성물질은 인삼사포닌(ginsenosides), polyacetylenes, 산성다당체, 인삼단백질, 페놀성 물질 등이 알려져 있다.8-10) 그 중에서 인삼사포닌은 Shibata 등9)의 연구에 의해서 그 화학구조가 명확히 확인되었고, 항당뇨 활성7)을 비롯하여 항암작용, 항산화작용, 동맥경화 및 고혈압의 예방, 간 기능 촉진 및 숙취제거효과, 항 피로 및 항 스트레스 작용, 노화방지 작용, 두뇌활동 촉진작용, 항염활성, 알레르기성 질환치료, 단백질합성능력의 촉진 등이 보고되었다.
	인삼의 주요한 생리활성물질 중 특히 어떤 물질이 항암작용에 좋은가?	인삼의 주요한 생리활성물질은 인삼사포닌(ginsenosides), polyacetylenes, 산성다당체, 인삼단백질, 페놀성 물질 등이 알려져 있다.8-10) 그 중에서 인삼사포닌은 Shibata 등9)의 연구에 의해서 그 화학구조가 명확히 확인되었고, 항당뇨 활성7)을 비롯하여 항암작용, 항산화작용, 동맥경화 및 고혈압의 예방, 간 기능 촉진 및 숙취제거효과, 항 피로 및 항 스트레스 작용, 노화방지 작용, 두뇌활동 촉진작용, 항염활성, 알레르기성 질환치료, 단백질합성능력의 촉진 등이 보고되었다.8)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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