[논문]고온고압 처리가 홍삼의 이화학적 특성 및 항산화 효과에 미치는 영향

김은영; 김염; 김경탁; 임태규; 장미; 조장원; 이영경; 홍희도

doi:10.9799/ksfan.2016.29.3.438

고온고압 처리가 홍삼의 이화학적 특성 및 항산화 효과에 미치는 영향
Effect of High Temperature and High Pressure on Physicochemical Properties and Antioxidant Activity of Korean Red Ginseng 원문보기

한국식품영양학회지 = The Korean journal of food and nutrition, v.29 no.3, 2016년, pp.438 - 447

김은영 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 김염 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 김경탁 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 임태규 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 장미 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 조장원 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 이영경 (한국식품연구원 전통식품연구센터) , 홍희도 (한국식품연구원 전통식품연구센터)

초록
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본 연구에서는 최대한 인삼의 외형을 원형삼 형태의 홍삼과 유사하게 유지하면서도 기능성은 증진시킬 수 있는 신속한 고온고압 처리 공정을 확립하기 위하여 다양한 고온고압 처리공정 조건에 따른 이화학적 성분 특성 및 항산화 활성 변화를 살펴보았다. 산성다당체 및 홍삼 특유의 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3의 함량은 $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$의 고온고압 처리조건에서 가장 높은 반면, 총 페놀 화합물 및 말톨 함량은 $156^{\circ}C$, $5kg/cm^2$의 고온고압 처리조건에서 가장 높았다. 그러나 홍삼의 증자 처리 시 $156^{\circ}C$, $5kg/cm^2$의 처리조건에서는 시료가 터지거나 외형의 변형이 심하기 때문에 $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$를 최적 온도 및 압력으로 설정하였다. 한편, 증자 시간이 증가함에 따라 총 페놀 화합물, 말톨 및 흑삼특이 진세노사이드 함량은 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으나, 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타냈으므로, $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$에서 20분 동안 증자 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 설정하였다. 최종적으로 이러한 최적조건을 통해 제조된 홍삼의 항산화 효능을 분석한 결과, 시중에서 판매되는 백삼, 홍삼 및 흑삼과 비교하여 높은 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타냈다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 고온고압 처리를 통한 신규홍삼 제조기술은 그 형태가 기존의 홍삼 제품과 유사하면서도 공정이 신속하고, 품질은 흑삼과 비슷한 고기능성 신규 인삼제품 개발 시 응용 가능한 공정으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted in order to investigate the physiochemical properties and antioxidative activity of red ginseng manufactured using the high temperature high pressure (HTHP) process, which is faster and simpler than the conventional process. According to increasing the steaming temperature, pressure and time, the content of minor non-polar ginsenosides, such as Rg3, Rk3, Rh4, Rk1 and Rg5 gradually increased. Also, the contents of acidic polysaccharide, total phenolic compounds and maltol gradually increased. Based on the results of the physiochemical properties and appearance quality, the optimum conditions of HTHP process were estimated as $140^{\circ}C$, $3kg/cm^2$ in 20 min. The total phenolic compounds and maltol contents of the HTHP process red ginseng (1.0% and 2.49 mg%, respectively) were higher than those of conventional red ginseng (0.23% and 0.60 mg%, respectively). In addition, the antioxidative activity was investigated using DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) and ABTS (2,2'-aziono-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid)) radical scavenging activity. DPPH and ABTS radical scavenging activities of HTHP process red ginseng increased by 3.4 and 3.6 folds, respectively, compared with conventional red ginseng. In addition, total phenolic compounds and maltol contents, as well as the antioxidant activity of the HTHP process red ginseng were similar to black ginseng. The present results suggest that the HTHP process is available for the development of value-added red ginseng products.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

원형삼 형태의 고기능성 인삼제품 개발 연구 또한 흑삼의 예와 같이 고온고압조건에서 장시간 열처리하거나, 열처리와 건조공정을 수차례 반복함으로써 제조시간이 길고, 홍삼 특유의 고기능성 성분 증가는 확인되지만 인삼의 외형적 품질이 크게 저하되는 문제점이 있었다. 따라서 본 연구에서는 최대한 인삼의 외형을 원형삼 형태의 홍삼과 유사하게 유지하면서도 기능성은 증진시킬 수 있는 신속 고온고압 처리 공정을 확립하고, 고온고압 처리공정 중의 이화학적 성분 특성 및 항산화 활성 등을 조사하였다.
본 연구에서는 최대한 인삼의 외형을 원형삼 형태의 홍삼과 유사하게 유지하면서도 기능성은 증진시킬 수 있는 신속한 고온고압 처리 공정을 확립하기 위하여 다양한 고온고압처리공정 조건에 따른 이화학적 성분 특성 및 항산화 활성변화를 살펴보았다. 산성다당체 및 홍삼 특유의 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3의 함량은 140℃, 3 kg/cm²의 고온고압 처리조건에서 가장 높은 반면, 총 페놀 화합물 및 말톨 함량은 156℃, 5 kg/cm²의 고온고압 처리조건에서 가장 높았다.

제안 방법

1.0 mM의 AAPH(2,2‘azobis(2-amodino-propane) deihydrochloride)를 라디칼 유도제로 사용하고, 2.5 mM의 ABTS 와 함께 혼합액을 조제한 후 68℃ 수욕에서 12분간 반응시키고, 냉각한 다음 734 nm에서 ABTS solution OD 값이 0.7±0.1가 되도록 조정하였다.
ABTS (2,2'-aziono-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) radical 소거능은 Berg 등(1999)의 방법을 변형하여 다음과 같이 측정하였다.
산성다당체 및 홍삼 특유의 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3의 함량은 140℃, 3 kg/cm²의 고온고압 처리조건에서 가장 높은 반면, 총 페놀 화합물 및 말톨 함량은 156℃, 5 kg/cm²의 고온고압 처리조건에서 가장 높았다. 그러나 홍삼의 증자 처리 시 156℃, 5 kg/cm²의 처리조건에서는 시료가 터지거나 외형의 변형이 심하기 때문에 140℃, 3 kg/cm²를 최적 온도 및 압력으로 설정하였다. 한편, 증자 시간이 증가함에 따라 총 페놀 화합물, 말톨 및 흑삼특이 진세노사이드 함량은 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으나, 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타냈으므로, 140℃, 3 kg/cm²에서 20분 동안 증자 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 설정하였다.
분말 시료의 색은 색도계(ColorQUEST Ⅱ, Hunter Lab, Virginia, USA)를 이용하여 측정한 후 Hunter Color scale에 의해 L(밝기), a(적색도), b값(황색도)을 3회 반복 측정하여 평균값으로 나타내었다. 색도 측정 시 표준판은 L값 97.
인삼 시료는 5년근 수삼(경동시장, 서울)을 시중에서 구입하여 선별, 세척, 치미의 과정을 거쳐 고온고압 처리에 사용하였다. 수삼을 50℃ 열풍으로 30~36시간 동안 1차 건조하여 수분 함량을 30%로 조정한 후 자체 제작한 고온고압 가열처리용 기기를 활용하여 상압(95℃), 1 kg/cm²(117℃), 3 kg/cm² (140℃), 5 kg/cm²(156℃)의 증기압 하에서 20분 증자처리 한 후, 30℃에서 12시간 동안 감압 건조하여 고온고압 처리 홍삼시료를 제조하였다. 시간에 따른 홍삼 시료는 같은 방법으로 1차 건조 후 자체 제작한 고온고압 가열처리용 기기를 활용하여 3 kg/cm²(140℃)의 조건하에서 10분에서 90분 증자처리 한 후, 30℃에서 12시간 동안 감압 건조하여 제조하였다.
수삼을 50℃ 열풍으로 30~36시간 동안 1차 건조하여 수분 함량을 30%로 조정한 후 자체 제작한 고온고압 가열처리용 기기를 활용하여 상압(95℃), 1 kg/cm²(117℃), 3 kg/cm² (140℃), 5 kg/cm²(156℃)의 증기압 하에서 20분 증자처리 한 후, 30℃에서 12시간 동안 감압 건조하여 고온고압 처리 홍삼시료를 제조하였다. 시간에 따른 홍삼 시료는 같은 방법으로 1차 건조 후 자체 제작한 고온고압 가열처리용 기기를 활용하여 3 kg/cm²(140℃)의 조건하에서 10분에서 90분 증자처리 한 후, 30℃에서 12시간 동안 감압 건조하여 제조하였다. 시중 제품과의 항산화 활성 비교평가를 위한 시료는 140℃, 3 kg/cm²에서 20분간 처리한 고온고압 처리 홍삼을 사용하였다.
시료 1 g에 50% 에탄올 20 mL를 첨가하고, 환류냉각 장치를 부착시켜 가용성분을 추출하였다. 추출물은 여과 후 감압농축하고, HPLC용 50% 에탄올에 녹인 후 0.
시료 각 1 g에 80% 메탄올 10 mL 넣어 30분간 초음파 추출한 후 0.2 μm 필터로 여과한 다음, UPLC(Hitachi, Japan)를 이용하여 진세노사이드 조성 및 함량을 분석하였다.
시료용액 20 μL와 0.1 mM DPPH 용약 180 μL를 혼합 후 30분간 실온에 방치하여 517 nm에서 흡광도를 측정한 후, 대조군에 대하여 시험액 첨가구의 흡광도를 비교하여 다음과 같이 DPPH 라디칼 소거능을 계산하였다.
시간에 따른 홍삼 시료는 같은 방법으로 1차 건조 후 자체 제작한 고온고압 가열처리용 기기를 활용하여 3 kg/cm²(140℃)의 조건하에서 10분에서 90분 증자처리 한 후, 30℃에서 12시간 동안 감압 건조하여 제조하였다. 시중 제품과의 항산화 활성 비교평가를 위한 시료는 140℃, 3 kg/cm²에서 20분간 처리한 고온고압 처리 홍삼을 사용하였다. 비교 분석용 흑삼은 5년근 수삼을 원료로 하여 95℃에서 3시간, 50℃에서 30시간 동안 찌고 말리는 과정을 9번 반복하여 제조하였으며, 백삼(5년근, 1등급, 30편, 서울 경동시장)과 홍삼제품(5년근, 기타 등급, 11~20편, 서울 경동시장)은 시중에서 구입하여 사용하였다.
최종적으로 고온고압 증자 처리 시 156℃, 5 kg/cm² 이상의 온도와 압력에서는 시료가 터지거나 외형의 변형이 심하면서 이화학적 특성의 차이는 거의 없기 때문에, 140℃, 3 kg/cm² 조건으로 처리한 군을 최적 온도와 압력으로 설정하였다. 특히 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타내어 140℃, 3 kg/cm²에서 20분 동안 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 하였다.
추출물은 여과 후 감압농축하고, HPLC용 50% 에탄올에 녹인 후 0.45 μm 필터로 여과한 다음, HPLC를 이용하여 말톨 함량분석에 사용하였다.
추출물은 여과한 후 감압 농축시키고, 증류수 10 mL로 녹인 후 0.45 μm로 여과하여 총 페놀 화합물 함량 분석을 위한 시료로 사용하였다.
조건으로 처리한 군을 최적 온도와 압력으로 설정하였다. 특히 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타내어 140℃, 3 kg/cm²에서 20분 동안 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 하였다. 이렇게 인삼의 외형은 홍삼과 유사하면서도 제조 공정을 간편화 한 HTHP 홍삼을 제조한 후, 최종적으로 시중에서 판매하는 백삼, 홍삼 및 흑삼과 주요 항산화 성분과 그 효능을 비교 분석한 결과를 Fig.

대상 데이터

시중 제품과의 항산화 활성 비교평가를 위한 시료는 140℃, 3 kg/cm²에서 20분간 처리한 고온고압 처리 홍삼을 사용하였다. 비교 분석용 흑삼은 5년근 수삼을 원료로 하여 95℃에서 3시간, 50℃에서 30시간 동안 찌고 말리는 과정을 9번 반복하여 제조하였으며, 백삼(5년근, 1등급, 30편, 서울 경동시장)과 홍삼제품(5년근, 기타 등급, 11~20편, 서울 경동시장)은 시중에서 구입하여 사용하였다. 성분 분석 및 활성 평가를 위한 시료는 실험실용 분쇄기(Cyclotec™ 1093, FOSS Co.
성분 분석 및 활성 평가를 위한 시료는 실험실용 분쇄기(Cyclotec™ 1093, FOSS Co., Kyoto, Japan)로 60 mesh 이하로 분쇄하여 사용하였다.
인삼 시료는 5년근 수삼(경동시장, 서울)을 시중에서 구입하여 선별, 세척, 치미의 과정을 거쳐 고온고압 처리에 사용하였다. 수삼을 50℃ 열풍으로 30~36시간 동안 1차 건조하여 수분 함량을 30%로 조정한 후 자체 제작한 고온고압 가열처리용 기기를 활용하여 상압(95℃), 1 kg/cm²(117℃), 3 kg/cm² (140℃), 5 kg/cm²(156℃)의 증기압 하에서 20분 증자처리 한 후, 30℃에서 12시간 동안 감압 건조하여 고온고압 처리 홍삼시료를 제조하였다.
컬럼은 ACQUITY BEH C18(50×2.1 mm, 1.7 μm, Waters, Dublin, Ireland)을 이용하였으며, 이동상으로는 acetonitrile(A)과 물(B)의 gradient system을 사용하였다.

데이터처리

실험결과의 통계분석은 IBM SPSS Statistics(Ver 22.0, IBM Corp., Armonk, NY, USA)를 이용하여 수행하였고, 유의성 검증을 위해 ANOVA 분산분석 및 Duncan's multiple range test를 실시하였다.

이론/모형

DPPH(α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl) 라디칼에 대한 소거활성능은 Blois의 방법(Blois MS 1958)에 따라 측정하였다.
가용성 총당 함량은 열수 추출물을 0.45 μm로 여과한 후 glucose를 표준물질로 하여 phenol-sulfuric acid법(Dubois 등 1956)으로 분석하였다.
산성다당체 함량은 열수 추출물 5 mL에 냉 에탄올 20 mL를 첨가하고, 4℃에서 10,000 × g로 20분간 원심분리시켜 얻은 침전물을 일정량의 증류수로 재현탁시킨 후, β-D-galacturonic acid를 표준물질로 하여 carbazole-sulfuric acid 법(Do 등 1993)으로 분석하였다.
총 페놀 화합물 함량은 Folin-Ciocalteu 법(Singleton & Rossi 1965)에 따라 측정하였으며, 이때 표준물질은 gallic acid를 사용하였다.

성능/효과

DPPH 라디칼 소거능을 살펴본 결과(Fig. 3), 농도 1 mg/mL에서 백삼과 홍삼은 각각 12.07%, 23.98%로 낮은 활성을 보인 반면, HTHP 처리한 홍삼의 경우 85.22% 수준으로 기존홍삼과 비교하여 3배 이상의 높은 활성을 나타냈다. 특히, 이는 구증구포한 흑삼(72.
이와 같이 온도와 압력을 가해 식품의 생리활성 성분을 증진시킨 사례로 감초(Woo 등 2006), 마늘(Kwon 등 2006), 배(Hwang 등 2006), 수삼(Yang 등 2006) 등의 시료에 고온고압처리를 함으로써 폴리페놀 및 플라보노이드 성분의 함량을 증진키시고, 결과적으로 항산화 활성이 증가된 연구가 보고되어 있다. Fig. 3과 같이 백삼, 홍삼, HTHP 처리 홍삼, 흑삼의 ABTS 라디칼 소거능을 확인한 결과, 농도 0.1 mg/mL 수준에서 백삼과 홍삼은 각각 15.80, 28.70%의 수치를 보인 반면, HTHP 처리한 홍삼의 경우 97.48%로 매우 높은 항산화 활성을 나타냈다. 이러한 결과는 인삼을 9번 증숙 및 건조하는 과정을 거친 흑삼(89.
10 mg%로 각각 5배와 7배 정도 높아지는 경향을 나타내었다. 결과적으로 증자시간이 증가함에 따라 폴리페놀 및 말톨과 같은 항산화 성분이 크게 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
64 mg%로 말톨 함량이 가장 크게 증가하였다. 결과적으로 증자압력을 증가시킴에 따라 폴리페놀 화합물과 말톨 같은 항산화 성분이 크게 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
결과적으로, 고온고압 처리는 홍삼의 폴리페놀 화합물과 말톨 성분 등의 기능성 성분의 함량을 증가시켰으며, 이를 통해 항산화 활성을 증가시킨다는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 조건은 그 형태가 기존의 홍삼 제품과 유사하면서도 공정이 신속하고, 품질은 흑삼과 비슷한 고기능성 인삼제품 개발 시 응용 가능한 공정으로 사료된다.
고온고압 처리 시 증자시간에 따른 총 페놀 화합물의 함량 및 말톨 함량 변화를 살펴본 결과(Table 4), 두 가지 성분 모두 증자시간이 길어짐에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 총 페놀 화합물 함량은 초기 건조인삼 0.
최종적으로 이러한 최적조건을 통해 제조된 홍삼의 항산화 효능을 분석한 결과, 시중에서 판매되는 백삼, 홍삼 및 흑삼과 비교하여 높은 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타냈다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 고온고압 처리를 통한 신규홍삼 제조기술은 그 형태가 기존의 홍삼 제품과 유사하면서도 공정이 신속하고, 품질은 흑삼과 비슷한 고기능성 신규 인삼제품 개발 시 응용 가능한 공정으로 사료된다.
대조군인 건삼에서는 진세노사이드인 Rg1와 Re 그리고 Rb1, Rb2, Rc, Rd가 많이 검출되었으나, 증자처리 한 경우에는 이런 물질이 변환되어 흡수가 빠르고 항암 활성 등이 높은 것으로 알려진 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3, Rk3, Rh4, Rk1 및 Rg5 등의 성분이 많이 생성되었다. 반면, 홍삼에만 존재하는 특이 진세노사이드인 Rh1, Rg2, Rg3 성분의 경우, 140℃, 3 kg/cm² 처리군에서 가장 높은 함량을 나타내었고, 온도와 압력이 더 높아질 경우에는 함량이 다시 감소하는 경향을 보였다. 이는 Park JH(2004)의 연구결과와 유사한 결과로 처리 온도에 따라 함량이 증가하다가, 정점을 찍은 후 감소하는 경향을 나타내었는데, 고온으로 열처리할수록 극성의 사포닌부터 분해가 시작되어 점차 비극성 사포닌 부분만 남게 되기 때문이다.
페놀 화합물은 한 분자 내에 2개 이상의 phenolic hydroxyl 기를 가진 방향족 화합물로 자연계에 널리 분포되어 있으며, 항산화, 항암, 항균, 간 보호 및 혈압강화효능 등 다양한 생리활성을 나타내는 물질이다(Park 등 2003; Lee 등 2006b). 본 연구에서 증자 조건에 따른 총 폴리페놀 함량은 증자온도와 압력의 증가에 따라 증가하였다(Table 3). 대조군인 건삼의 경우, 초기 0.
그 중 다양한 식물 또는 버섯에 함유되어 항암작용 및 면역 활성 증강작용 등이 있는 것으로 알려진 산성다당체 성분은 인삼 혹은 홍삼에서도 주요 생리활성 성분으로 인식되어 많은 연구가 수행되어 왔다(Jo 등 2011). 본 연구에서, 총당의 함량은 증자온도와 압력이 증가할수록 증가하다가 감소하는 경향을 보였는데(Table 3), 홍삼은 증숙 과정에서 maltose, fructose와 같은 유리당이 생성된다고 알려져 있어, 이로 인해 가용성 총 당의 증가가 일어난 것으로 사료된다. 이렇게 생성된 유리당은 이후 아미노산과 반응하여 홍삼의 색을 결정하는 요인이 된다.
전반적으로 증자시간이 길어짐에 따라 외관적으로 터짐이나 갈라짐 같은 현상은 나타나지 않았으나, 30분 이상 증자처리 시에는 색이 검게 변하는 경향을 나타내었다. 분말 색도를 측정해 본 결과, 건조인삼의 경우 L값이 82.71이었으나, 10분간의 증자 후 54.53으로 낮아지고, 30분 이상에서는 42.60~40.39로 크게 낮아지는 경향을 나타내었다. 적색도(a값)의 경우, 건조인삼의 1.
본 연구에서는 최대한 인삼의 외형을 원형삼 형태의 홍삼과 유사하게 유지하면서도 기능성은 증진시킬 수 있는 신속한 고온고압 처리 공정을 확립하기 위하여 다양한 고온고압처리공정 조건에 따른 이화학적 성분 특성 및 항산화 활성변화를 살펴보았다. 산성다당체 및 홍삼 특유의 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3의 함량은 140℃, 3 kg/cm²의 고온고압 처리조건에서 가장 높은 반면, 총 페놀 화합물 및 말톨 함량은 156℃, 5 kg/cm²의 고온고압 처리조건에서 가장 높았다. 그러나 홍삼의 증자 처리 시 156℃, 5 kg/cm²의 처리조건에서는 시료가 터지거나 외형의 변형이 심하기 때문에 140℃, 3 kg/cm²를 최적 온도 및 압력으로 설정하였다.
산성다당체 또한 증가 후 감소하는 경향을 나타냈는데, 이는 가열온도가 높아질수록 산성다당체 함량이 증가하였으며, 일정수준의 증가 후 더 이상 증가하지 않은 것과 유사한 결과이다 (Park JH 2004). 이는 열처리에 의해 조직성분이 분해되어 산성다당체가 가용화되기 쉬운 상태가 되어 추출 효율이 높아지는 것으로 추정되었으며, 본 연구에서 산성다당체는 140℃, 3 kg/cm²의 조건에서 7.09%로 가장 높은 함량을 나타내었다.
증자처리 시간에 따른 홍삼의 가용성 총당, 산성다당체 함량, 총 페놀 화합물 등 이화학적 성분 변화를 살펴본 결과를 Table 4에 나타내었다. 이전 결과와 마찬가지로 대조군인 건삼에 비해 고온고압 처리한 홍삼의 경우, 총당과 산성당 함량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 산성다당체 함량은 2배 정도 증가하였다. 증자처리시간에 따른 차이를 보면 총당은 다소 증가하고, 산성다당체 함량은 다소 감소하는 경향을 나타내었으나, 전반적으로 큰 차이는 아닌 것으로 판단되었다.
2 및 Table 2와 같다. 전반적으로 증자시간이 길어짐에 따라 외관적으로 터짐이나 갈라짐 같은 현상은 나타나지 않았으나, 30분 이상 증자처리 시에는 색이 검게 변하는 경향을 나타내었다. 분말 색도를 측정해 본 결과, 건조인삼의 경우 L값이 82.
증자 처리 시간에 따른 홍삼의 진세노사이드 함량은 Table 6에 나타내었다. 증자시간이 증가함에 따라 마이너 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3, Rk3, Rh4, Rk1, Rg5 등의 성분이 점진적으로 증가하는 경향을 보였다. 특히, 30분 증자하였을 때 상기의 홍삼특이 진세노사이드가 가장 높은 함량을 나타내었고, 60분으로 증자하였을 때 다시 감소하는 것으로 나타났다.
이전 결과와 마찬가지로 대조군인 건삼에 비해 고온고압 처리한 홍삼의 경우, 총당과 산성당 함량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 특히 산성다당체 함량은 2배 정도 증가하였다. 증자처리시간에 따른 차이를 보면 총당은 다소 증가하고, 산성다당체 함량은 다소 감소하는 경향을 나타내었으나, 전반적으로 큰 차이는 아닌 것으로 판단되었다.
고온고압 처리 시 증자시간에 따른 총 페놀 화합물의 함량 및 말톨 함량 변화를 살펴본 결과(Table 4), 두 가지 성분 모두 증자시간이 길어짐에 따라 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 총 페놀 화합물 함량은 초기 건조인삼 0.25%에 비해 20분 처리 시에 1.76%, 30분 처리 시에 2.36%로 각각 7배와 9배 높아지는 경향을 나타내었으며, 본 연구에서 항산화 활성의 주요 지표로 활용한 말톨 함량의 경우에도 초기 건조인삼의 경우 1.16 mg%이었으나, 20분 처리 시에 5.59 mg%, 30분 처리 시에 8.10 mg%로 각각 5배와 7배 정도 높아지는 경향을 나타내었다. 결과적으로 증자시간이 증가함에 따라 폴리페놀 및 말톨과 같은 항산화 성분이 크게 증가한다는 것을 확인할 수 있었다.
총 폴리페놀 함량을 측정한 결과, HTHP 처리한 홍삼의 경우, 1.0% 수준으로 백삼(0.15%), 홍삼(0.23%), 흑삼(0.87%)과 비교하여 유의적으로 높은 폴리페놀 함량을 확인하였다. 홍삼 특유 항산화 성분으로 알려진 말톨의 경우, HTHP 처리한 홍삼에서 2.
한편, 증자 시간이 증가함에 따라 총 페놀 화합물, 말톨 및 흑삼특이 진세노사이드 함량은 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으나, 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타냈으므로, 140℃, 3 kg/cm²에서 20분 동안 증자 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 설정하였다. 최종적으로 이러한 최적조건을 통해 제조된 홍삼의 항산화 효능을 분석한 결과, 시중에서 판매되는 백삼, 홍삼 및 흑삼과 비교하여 높은 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타냈다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 고온고압 처리를 통한 신규홍삼 제조기술은 그 형태가 기존의 홍삼 제품과 유사하면서도 공정이 신속하고, 품질은 흑삼과 비슷한 고기능성 신규 인삼제품 개발 시 응용 가능한 공정으로 사료된다.
증자시간이 증가함에 따라 마이너 진세노사이드 Rh1, Rg2, Rg3, Rk3, Rh4, Rk1, Rg5 등의 성분이 점진적으로 증가하는 경향을 보였다. 특히, 30분 증자하였을 때 상기의 홍삼특이 진세노사이드가 가장 높은 함량을 나타내었고, 60분으로 증자하였을 때 다시 감소하는 것으로 나타났다. 이는 증자 처리에 의해 가수 분해되어 주요 진세노사이드로부터 C-20 위치에 결합한 당이 이탈하거나, C-20 위치의 수산기의 이성화에 의해 홍삼 특유의 사포닌들이 생성된 것에 기인한 것으로 판단되었다.
그러나 홍삼의 증자 처리 시 156℃, 5 kg/cm²의 처리조건에서는 시료가 터지거나 외형의 변형이 심하기 때문에 140℃, 3 kg/cm²를 최적 온도 및 압력으로 설정하였다. 한편, 증자 시간이 증가함에 따라 총 페놀 화합물, 말톨 및 흑삼특이 진세노사이드 함량은 지속적으로 증가하는 경향을 나타내었으나, 20분간 처리한 군의 외형이 기존의 홍삼과 가장 유사한 외관을 나타냈으므로, 140℃, 3 kg/cm²에서 20분 동안 증자 처리하는 것을 본 실험의 최적 조건으로 설정하였다. 최종적으로 이러한 최적조건을 통해 제조된 홍삼의 항산화 효능을 분석한 결과, 시중에서 판매되는 백삼, 홍삼 및 흑삼과 비교하여 높은 항산화 성분 및 항산화 활성을 나타냈다.
87%)과 비교하여 유의적으로 높은 폴리페놀 함량을 확인하였다. 홍삼 특유 항산화 성분으로 알려진 말톨의 경우, HTHP 처리한 홍삼에서 2.49 mg% 수준으로 기존 홍삼(0.60 mg%) 및 백삼(0.34 mg%)에 비해 4~7배 이상 증가한 결과를 나타냈다. 반면, 흑삼의 경우 3.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식품에 있어 열처리 가공의 목적은 무엇인가?	인삼의 제품 및 소비 형태를 보면, 주로 수삼, 백삼 또는 건삼, 홍삼 등의 원형삼과 2차 가공한 인삼 농축액 등의 일부 가공제품이 주를 이루고 있었으나, 최근 인삼의 특정 성분 또는 기능성을 강화시킨 선삼, 팽화홍삼, 흑삼(구증구포 인삼) 등 다양한 형태의 새로운 인삼제품 개발이 이루어지고 있고, 처리방법이나 형태의 차이는 있으나, 이를 위하여 가장 많이 이용되고 있는 가공처리 방법 중의 하나가 열처리 공정이었다. 일반적으로 식품에 있어 열처리 가공은 식품 또는 생약재의 독성 및 부작용 경감, 저장수명 연장, 성분 변화 및 약효의 증강, 맛, 향, 색과 같은 식품의 관능적 품질 개선을 목적으로 이루어졌으나(Lee 등 2006a), 영양소 파괴 및 활성물질의 손실 등이 열처리 가공의 문제점으로 지적되고 있다. 그러나 최근 들어 표고버섯(Choi 등 2005), 감초(Woo 등 2006), 마늘(Kwon 등 2006), 배(Hwang 등 2006), 인삼(Yang 등 2006), 토마토(Dewanto 등 2002a), 단옥수수(Dewanto 등 2002b), 귤피(Jeong 등 2004) 등의 고온고압 처리 시 폴리페놀 화합물 및 플라보노이드 성분의 함량과 항산화 활성이 증가되었다는 연구 결과에서 보듯이, 식품의 열처리 시 다양한 화학적 변화가 발생되어 생리활성 물질이 증가한다는 연구결과도 다수 보고되고 있다.
	홍삼은 어떤 공정을 통해 어떤 기능성을 높인 인삼가공제품인가?	실제 인삼제품 중에서 많은 소비 비중을 차지하고 있는 홍삼의 경우에도 수삼을 일정시간 가열증기로 열처리하여 특이 진세노사이드 및 말톨과 같은 폴리페놀 화합물 함량을 증가시킨 제품으로 볼 수 있으며, 고려인삼의 열처리 시 항산화성을 나타내는 총 페놀 화합물 함량 및 플라보노이드 함량, 홍삼 특이 진세노사이드인 Rg3 함량이 증가하며, 유리당이 증가하고 제조공정 중 갈변현상으로 적색도가 증가함으로서 외형적 품질 또한 증진된다고 보고된 바 있다(Yang 등 2006; Hong 등 2007; Kwak 등 2008). 최근 들어서는 기존의 인삼가공 제품 제조공정을 탈피하여 고기능성 인삼제품 개발을 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.
	홍삼의 다양한 고온고압 처리공정 조건에 따른 이화학적 성분 특성 및 항산화 활성 변화를 분석한 연구에서 고온고압 증자 처리 시, 홍삼에 함유된 기능성 성분의 변화는 어떻게 되는가?	결과적으로, 고온고압 처리는 홍삼의 폴리페놀 화합물과 말톨 성분 등의 기능성 성분의 함량을 증가시켰으며, 이를 통해 항산화 활성을 증가시킨다는 것을 확인하였다. 따라서, 이러한 조건은 그 형태가 기존의 홍삼 제품과 유사하면서도 공정이 신속하고, 품질은 흑삼과 비슷한 고기능성 인삼제품 개발 시 응용 가능한 공정으로 사료된다.

참고문헌 (28)

Berg R, Haenen GR, Berg H, Bast A. 1999. Applicability of an improved Trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC) assay for evaluation of antioxidant capacity measurements of mixtures. Food Chem 66:511-517

상세보기
Blois MS. 1958. Antioxidant determination by the use a stable free radical. Nature 181:1199-1200

상세보기
Choi CS, Kim KI, Hong HD, Choi SY, Lee YC, Kim KT, Rho J, Kim SS, Kim YC. 2006. Phenolic acid composition and antioxidative activity of white ginseng (Panax ginseng, C.A. Meyer). J Ginseng Res 30:22-30

원문보기 상세보기
Choi Y, Lee SM, Chun J, Lee HB, Lee J. 2005. Influence of heat treatment on the antioxidant activities and poly phenolic compounds of Shiitake (Lentinus edodes) mushroom. Food Chem 99:381-387
Court WE. 2000. Ginseng: The Geneus Panax. Harwooed Academic publishers, Amsterdam, Netherlands pp.23-39
Dewanto V, Wu X, Adom KK, Liu RH. 2002a. Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity. J Agric Food Chem 50:3010-3014

상세보기
Dewanto V, Xianzhong W, Liu RH. 2002b. Processed sweet corn has higher antioxidant activitiy. J Agric Food Chem 50:4959-4964

상세보기
Do JH, Lee HO, Lee SK, Jang JK, Lee SD, Sung HS. 1993. Colorimetric determination of acidic polysaccharide from Panax ginseng, its extraction condition and stability. Korean J Ginseng Sci 17:139-144
Dubois M, Gilles KA, Hamilton JK, Robers PA, Smith F. 1956. Colorimetric method for determination of sugar and related substances. Anal Chem 28:350-356

상세보기
Hong HD, Kim YC, Rho J, Kim KT, Lee YC. 2007. Changes on physicochemical properties of Panax ginseng C. A. Meyer during repeated steaming process. J Ginseng Res 31:222-229

원문보기 상세보기
Hwang IG, Woo KS, Kim TM, Kim DJ, Yang MH, Jeong HS. 2006. Change of physicochemical characteristics of Korean pear (Pyrus pyrifolia Nakai) juice with heat treatment conditions. Korean J Food Sci Technol 38:342-347
Jeong SM, Kim SY, Kim DR, Jo SC, Nam KC, Ahn DU, Lee SC. 2004. Effect of heat treatment on the antioxidant activity of extracts from cirtus peels. J Agric Food Chem 52:3389-3393

상세보기
Jo HK, Sung MC, Ko SK. 2011. The comparison of ginseng prosapogenin composition and contents in red and black ginseng. Kor J Pharmacogn 42:361-365
Kim EK, Lee JH, Cho SH, Sen GN, Jin LG, Myung CS, Oh HJ, Kim DH, Yun JD, Roh SS, Park YJ, Seo YB, Song GY. 2008. Preparation of black ginseng by new methods and its antitumor activity. Kor J Herbology 23:85-92
Kim WY, Kim JM, Han SB, Lee SK, Kim ND, Park MK, Kim CK, Park JH. 2000. Steaming of ginseng at high temperature enhances bilogical activity. J Nat Prod 63:1702-1704

상세보기
Kwak YS, Choi KH, Kyung JS, Won JY, Rhee MH, Lee JG, Hwang MS, Kim SC, Park CK, Song KB, Han GH. 2008. Effect 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

원문보기 상세보기
Kwon OC. Woo KS, Kim TM, Kim DJ, Hong HT, Jeong HS. 2006. Physicochemical characteristics of garlic (Allium satiuum L.) on the high temperature and pressure treatment. Korean J Food Sci Technol 38:331-336
Lee JH, Shen GN, Kim EK, Shin HJ, Myung CS, Oh HJ, Kim DH, Roh SS, Cho W, Seo YB, Park YJ, Kang CW, Song GY. 2006a. Preparation of black ginseng and its antitumor activity. Korean J Oriental Physiology & Pathology 20:951-956
Lee SJ, Park DW, Jang HG, Kim CY, Park YS, Kim TC, Heo BG. 2006b. Total phenol content, electron donating ability and tyrosinase inhibition activity of pear cut branch extract. Kor J Hort Sci Technol 24:338-342
Nam KY, Ko SR, Choi KJ. 1999. Relationship of saponin and non-saponin for the quality of ginseng. J Ginseng Res 26: 17-25
Nam KY, Lee NR, Moon BD, Song GY, Shin HS, Choi JE. 2012. Changes of ginsenosides and color from black ginsengs prepared by steaming-drying cycles. Korean J Medicinal Crop 20:27-35

원문보기 상세보기
Park CK, Jeon BS, Yang JW. 2003. The chemical components of Korean ginseng. Korean J Food Industry Nutr 8:10-23
Park JD. 1996. Recent studies on the chemical constituents of Korean ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer). Korean J Ginseng Sci 20:389-415
Park JH. 2004. Sun ginseng - A new processed ginseng with fortified activity. Food Ind Nutr 9:23-27
Singleton VL, Rossi JA. 1965. Colorimetry of total phenolic with phosphomolybdic-phosphotungstric acid reagent. Am J Enol Vitic 16:144-158
Woo KS, Hang KI, Kim KY, Lee HB, Jeong HS. 2006. Antioxidative activity of heat treated licorice (Glycyrrhiza uralensis Fisch) extracts. Korean J Food Sci Technol 38: 355-360
Yang SJ, Woo KS, Yoo JS, Kang TS, Noh YH, Lee J, Jeong HS. 2006. Change of Korean ginseng components with high temperature and pressure treatment. Korean J Food Sci Technol 38:521-525
Yoon BR, Lee YJ, Hong HD, Lee YC, Kim YC, Rhee YK, Kim KT, Lee OH. 2012. Inhibitory effects of Panax ginseng C. A. Mayer treated with high temperature and high pressure on oxidative stress. Korean J Food Nutr 25:800-806

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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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