인삼 재배시 생육기간 동안 환경적 요인인 미세기포수가 ginsenoside 생성에 미치는 영향 The Effect of Environmental Fine Bubble on the Production of Ginsenoside during the Growth Period of Ginseng Cultivation원문보기
본 연구는 환경정화에 주로 사용되는 미세기포를 2년 근 인삼 지속적으로 처리하여 인삼이 성장하면서 변화되는 형태와 ginsenoside 변화를 조사하는 융합적 연구이다. 인삼 재배시 미세기포수를 적용하여 4개월 동안(120일) 재배한 후 인삼의 잎과 뿌리의 부위별 ginsenoside 함량과 조성을 분석하였다. 잎에 일반수를 처리한 결과 protopanaxatriol(PPT) 계열 Re 함량만 월등히 높게 나타났지만 미세기포수를 처리한 결과 protopanaxadiol(PPD) 계열 Rb1, RC, Rb2, Rd 성분도 같이 증가시키는 것을 확인하였다. 특히 Re, Rb1이 다량 증가함으로써 전체적인 total ginsenoside가 증가하는 요인이 되었다. 인삼의 부위별 PD/PT 비율은 미세기포수를 처리한 잎에서는 0.811으로 나타나고 뿌리는 1.28로 나타났다. 이것은 미세기포수 처리가 뿌리에서 ginsenoside의 합성을 유도하여 PD/PT 비율이 1과 가까운 결가를 가져와 유용성분의 증가 및 고른 분포 이루어졌다고 판단된다. 따라서 미세버블수를 사용한 고품질 인삼을 생산하는 재배 방법을 제시하고 인삼의 뿌리와 더불어 잎도 기능성 식품 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
본 연구는 환경정화에 주로 사용되는 미세기포를 2년 근 인삼 지속적으로 처리하여 인삼이 성장하면서 변화되는 형태와 ginsenoside 변화를 조사하는 융합적 연구이다. 인삼 재배시 미세기포수를 적용하여 4개월 동안(120일) 재배한 후 인삼의 잎과 뿌리의 부위별 ginsenoside 함량과 조성을 분석하였다. 잎에 일반수를 처리한 결과 protopanaxatriol(PPT) 계열 Re 함량만 월등히 높게 나타났지만 미세기포수를 처리한 결과 protopanaxadiol(PPD) 계열 Rb1, RC, Rb2, Rd 성분도 같이 증가시키는 것을 확인하였다. 특히 Re, Rb1이 다량 증가함으로써 전체적인 total ginsenoside가 증가하는 요인이 되었다. 인삼의 부위별 PD/PT 비율은 미세기포수를 처리한 잎에서는 0.811으로 나타나고 뿌리는 1.28로 나타났다. 이것은 미세기포수 처리가 뿌리에서 ginsenoside의 합성을 유도하여 PD/PT 비율이 1과 가까운 결가를 가져와 유용성분의 증가 및 고른 분포 이루어졌다고 판단된다. 따라서 미세버블수를 사용한 고품질 인삼을 생산하는 재배 방법을 제시하고 인삼의 뿌리와 더불어 잎도 기능성 식품 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
This study was conducted to investigate changes in ginsenoside by continuously treating fine bubble, which are mainly used for environmental purification, in 2-year-old ginseng. The ginsenoside content and composition of ginseng leaves and roots were analyzed for 4 months (120 days) after applicatio...
This study was conducted to investigate changes in ginsenoside by continuously treating fine bubble, which are mainly used for environmental purification, in 2-year-old ginseng. The ginsenoside content and composition of ginseng leaves and roots were analyzed for 4 months (120 days) after application of Fine bubble. As a result of treatment with common water in leaves, only Re of protopanaxatriol was significantly higher and As a result of treatment with fine buble, it was confirmed that protopanaxadiol Rb1, RC, Rb2 and Rd components were also increased. Especially, the increase of Re and Rb1 resulted in an increase of total ginsenoside. The ratio of PD / PT to ginseng was 0.811 in finebubble treated leaves and 1.28 in root. The fine bubble treatment induced the synthesis of ginsenoside from the roots and resulted in a PD / PT ratio of close to 1. Therefore, this study suggests a method of cultivating high quality ginseng using fine bubble water and suggests possibility of using it as a functional food material which can be used with leaves as well as roots.
This study was conducted to investigate changes in ginsenoside by continuously treating fine bubble, which are mainly used for environmental purification, in 2-year-old ginseng. The ginsenoside content and composition of ginseng leaves and roots were analyzed for 4 months (120 days) after application of Fine bubble. As a result of treatment with common water in leaves, only Re of protopanaxatriol was significantly higher and As a result of treatment with fine buble, it was confirmed that protopanaxadiol Rb1, RC, Rb2 and Rd components were also increased. Especially, the increase of Re and Rb1 resulted in an increase of total ginsenoside. The ratio of PD / PT to ginseng was 0.811 in finebubble treated leaves and 1.28 in root. The fine bubble treatment induced the synthesis of ginsenoside from the roots and resulted in a PD / PT ratio of close to 1. Therefore, this study suggests a method of cultivating high quality ginseng using fine bubble water and suggests possibility of using it as a functional food material which can be used with leaves as well as roots.
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문제 정의
최근 들어서 미세기포가 가지는 특이한 물리적 특성[13]을 이용하여 농업에 적용하는 과정으로 상추의 수경 재배 중 미세기포를 주입한 실험[14]을 진행되었으며 미세기포를 처리한 오존수를 이용하여 채소류를 세척함으로써 보이는 잔류물 제거 효과[15,16]를 확인한 연구와 미세기포를 상추에 처리하여 제품을 포장 및 저장하면서 일어나는 품질변화[17]에 대한 연구 결과도 있다. 따라서 본 연구는 2년 근 인삼 재배시 미세기포를 처리함으로써 재배 후에 변화되는 인삼의 부위별 ginsenoside의 변화량을 분석하여 고품질 인삼을 생산할 수 있는 재배기술을 마련하고자 수행되었다.
인삼 생육시 처리 조건에 따라 변화되는 ginsenoside 조성에 대해서 조사하였다. 잎에서는 처리 조건과 상관없이 Re>Rd.
제안 방법
Ginsenoside 함량은 Waters Alliance HPLC system(Waters, USA)를 이용하여 측정하였다. HPLC 분석은 Waters XBridge C18 (150 X 4.
Ginsenoside 함량은 Waters Alliance HPLC system(Waters, USA)를 이용하여 측정하였다. HPLC 분석은 Waters XBridge C18 (150 X 4.6 mm, 5 ㎛, Waters) 컬럼을 사용하여 실시하였다. HPLC 이동상의 조건은 water (A), acetonitrile (B)을 혼합하여 gradient 조건으로 용출하였는데, gradient 조건은 table.
0 g 크기의 재래종 묘삼을 2017년 3월 30일 농가로부터 구입하여 5℃ 저온 저장고에 1주일 보관 후 4월 7일 30 X 30 트레이에 정식하였다. 실험군과 대조군으로 나누어서 실험군은 2-3주 간격으로 상토가 건조하기 전에 충분히 젖을 정도로 미세기포수를 처리하고 대조군도은 2-3주 간격으로 상토가 건조하기 전에 충분히 젖을 정도로 일반수를 처리 하였다. 이후 분석시료는 4개월 재배하여 수확 하였고, 잎과 뿌리로 나누어 세척 후에 건조테이블에서 자연건조로 약 5일간 건조후 완전 분쇄하여 사용하였다.
인삼 재배시 미세기포수를 적용하여 변화되는 성분 분석을 위해 4개월 동안(120일) 재배한 후 인삼의 지상부(잎)와 지하부(뿌리)의 부위별 ginsenoside 함량과 조성을 분석하였다. 2년 근 인삼의 지상부에 일반수와 미세기포수를 처리한 결과 protopanaxatriol (PPT) 계열의 Re 함량이 동일하게 높은 수치를 나타났지만 미세기포수를 처리한 인삼에서는 protopanaxadiol (PPD) 계열의 Rb1, RC, Rb2, Rd도 증가되는 것을 확인하였다.
인삼의 잎과 뿌리에서 변화되는 ginsenoside 함량을 비교하였다. 잎을 살펴보면 일반수를 처리한 인삼에서는 ginsenoside 중 Re 함량이 월등히 높았고 Rg3(r) 함량이 가장 낮게 나타났고 미세기포수를 처리한 인삼 또한 Re 함량이 가장 높게 나타났고 Rf 함량이 가장 낮게 나타났다(Fig.
일반수와 미세기포수를 처리한 후 재배된 인삼에서의 부위별 ginsenoside 함량을 구체적으로 비교 검토하였다. 잎을 살펴보면 미세기포수를 처리한 인삼의 ginsenoside가 전체적으로 증가 하는데 패턴이 일반수를 처리한 인삼과 동일한 양상으로 ginsenoside 증가됨을 보이고 있다(Fig.
대상 데이터
SPE (Solid Phase Extraction) 처리용 카트리지는 Sep-Pak Plus C18 cartridge를 사용하였다. 2년 근 인삼은 실험군과 대조군으로 나누어 각각 인삼재배용 상토를 사용하였고 분석할 시료는 4개월 재배하여 채취하였다.
인삼의 ginsenoside 성분은 Chromadex사( rvine, USA)의 Rg1, Re,Rf, Rb1, Rc, Rb2, Rg3 등을 구입하여 사용하였다. HPLC 분석용 MeOH은 Merck사(Darmstadt, Germany) 제품을 사용하였고 그 외 인삼시료의 추출에는 HPLC급 용매를 사용하였다. SPE (Solid Phase Extraction) 처리용 카트리지는 Sep-Pak Plus C18 cartridge를 사용하였다.
HPLC 분석용 MeOH은 Merck사(Darmstadt, Germany) 제품을 사용하였고 그 외 인삼시료의 추출에는 HPLC급 용매를 사용하였다. SPE (Solid Phase Extraction) 처리용 카트리지는 Sep-Pak Plus C18 cartridge를 사용하였다. 2년 근 인삼은 실험군과 대조군으로 나누어 각각 인삼재배용 상토를 사용하였고 분석할 시료는 4개월 재배하여 채취하였다.
인삼의 ginsenoside 성분은 Chromadex사( rvine, USA)의 Rg1, Re,Rf, Rb1, Rc, Rb2, Rg3 등을 구입하여 사용하였다. HPLC 분석용 MeOH은 Merck사(Darmstadt, Germany) 제품을 사용하였고 그 외 인삼시료의 추출에는 HPLC급 용매를 사용하였다.
인삼품종은 약 0.8–1.0 g 크기의 재래종 묘삼을 2017년 3월 30일 농가로부터 구입하여 5℃ 저온 저장고에 1주일 보관 후 4월 7일 30 X 30 트레이에 정식하였다.
데이터처리
8 ml/min, 43℃로 하였고, UV 검출기의 파장은 203 ㎜로 분석하였다. 이렇게 제조된 각각의 용액을 autosampler로 10 ㎕씩 주입하여 분석실험을 실시하였고 각 ginsenoside의 함량은 표준품과 비교하여 Peak 넓이로 계산하였다.
성능/효과
인삼 재배시 미세기포수를 적용하여 변화되는 성분 분석을 위해 4개월 동안(120일) 재배한 후 인삼의 지상부(잎)와 지하부(뿌리)의 부위별 ginsenoside 함량과 조성을 분석하였다. 2년 근 인삼의 지상부에 일반수와 미세기포수를 처리한 결과 protopanaxatriol (PPT) 계열의 Re 함량이 동일하게 높은 수치를 나타났지만 미세기포수를 처리한 인삼에서는 protopanaxadiol (PPD) 계열의 Rb1, RC, Rb2, Rd도 증가되는 것을 확인하였다. 뿌리에서는 미세기포수를 처리한 인삼이 protopanaxadiol (PPT)계열의 성분이 골고루 함량이 증가되는 것으로 나타내는 것으로 나타났는데 특히 Re, Rb1이 다량 증가함으로써 전체적인 total ginsenoside가 증가하는 요인이 되었다.
3). 뿌리를 확인해보면 total ginsenoside 함량이 일반수를 처리한 인삼과 미세기포수를 처리한 인삼의 함량이 유사한 수준이지만 일반수를 처리한 인삼의 PD/PT ratio는 0.375로 나왔고, 미세기포수를 처리한 인삼의 PD/PT ratio는 1.28로 확인되었다. 이것은 일반수에서는 PPT 계열의 Rg1, Rf 함량이 낮은 대신에 PPD 계열의 Rg1, Rc, Rb2, Rd, Rg3 높게 나타나 비율이 한쪽으로 치우치는 경향을 보이고 있지만 미세기포수를 처리한 인삼에서는 PPT 계열의 Rg1, Rf의 함량이 증가하고 반대로 PPD 계열의 Rc, Rb2이 감소함으로써 전체적인 비율이 고루 분포하는 특징을 나타내었다(Fig.
2년 근 인삼의 지상부에 일반수와 미세기포수를 처리한 결과 protopanaxatriol (PPT) 계열의 Re 함량이 동일하게 높은 수치를 나타났지만 미세기포수를 처리한 인삼에서는 protopanaxadiol (PPD) 계열의 Rb1, RC, Rb2, Rd도 증가되는 것을 확인하였다. 뿌리에서는 미세기포수를 처리한 인삼이 protopanaxadiol (PPT)계열의 성분이 골고루 함량이 증가되는 것으로 나타내는 것으로 나타났는데 특히 Re, Rb1이 다량 증가함으로써 전체적인 total ginsenoside가 증가하는 요인이 되었다. 인삼의 부위별 PD/PT 비율이 일반수 처리한 인삼의 잎에서는 2.
인삼은 잎보다 뿌리는 섭취하는데 뿌리에서 미세기포를 처리하게 되면 진정작용을 하는 Rg1과 자극작용을 하는 Rb1을 편중 없이 섭취할 수 있는 점이 있다. 일반수를 이용한 인삼 재배시는 2-3종의 특정 ginsenoside에 편중되어 균일한 분포를 나타내지 않지만 미세기포수를 처리하면 total ginsenoside는 크게 변화되지 않으면서 PPD계와 PPT계 ginsenoside 성분이 고루 생성되어 기능성을 증가 시킬 수 있다고 판단된다. 따라서 미세기포수를 사용한 재배방법이 ginsenoside 함량을 증가시켜 인삼의 상품성을 높힘으로써 일반적 재배방법의 인삼과 차별화가 가능하다.
인삼의 잎과 뿌리에서 변화되는 ginsenoside 함량을 비교하였다. 잎을 살펴보면 일반수를 처리한 인삼에서는 ginsenoside 중 Re 함량이 월등히 높았고 Rg3(r) 함량이 가장 낮게 나타났고 미세기포수를 처리한 인삼 또한 Re 함량이 가장 높게 나타났고 Rf 함량이 가장 낮게 나타났다(Fig. 3). 뿌리를 살펴보면 일반수를 처리한 인삼에서는 Re 함량이 가장 높게 나타나고 Rg3(r) 함량이 가장 낮게 나타났지만 다른 ginsenoside와 큰 함량의 차이가 없다.
4). 전체적으로 잎과 뿌리의 ginsenoside 함량을 비교하면 잎에서는 PPT 계열의 Re 함량이 월등히 높은 함량을 나타내고 PPD 계열의 Rb, Rc, Rd 함량은 적은 함량을 나타내고 있지만 지하부인 뿌리에서는 PPT 계열의 Re 함량이 높게 나타나고 있지만 PPD 계열의 Rb, Rc, Rd 또한 골고루 함량을 나타내는 것으로 나타났다. 특히 미세기포수를 처리한 뿌리에서는 Re, Rb1이 증가함으로써 전체적인 total ginsenoside가 증가하는 요인이 되었다.
4). 특히 PPT 계열의 Re 함량이 급격히 증가될 뿐만 아니라 Rg1, Rf도 증가되었고 PPD 계열인 Rb1도 증가하였다. 하지만 Rc, Rb2, Rd, Rg3는 오히려 감소되는 것을 볼 수 있다.
후속연구
이것은 미세기포수를 처리함으로써 뿌리의 ginsenoside의 합성을 유도하여 PD/PT 비율이 좋아지고 더불어 유용성분의 증가 및 고른 분포가 이루어졌다고 판단된다. 따라서 미세기포수를 이용한 인삼 재배시 total ginsenoside 함량을 증가시켜 고품질 인삼을 생산하는 차별화된 재배 방법을 제시하고 뿌리와 더불어 잎과 줄기 모두를 기능성 식품 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시했다고 판단되어진다.
따라서 미세기포수를 사용한 재배방법이 ginsenoside 함량을 증가시켜 인삼의 상품성을 높힘으로써 일반적 재배방법의 인삼과 차별화가 가능하다. 또한 식품과 화장품의 중요한 원료로 개발하고자 한다면 미세기포수를 사용한 재배방법이 효율적인 방안이 될 수 있을 것으로 기대되어 진다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
인삼의 주요한 생리활성물질은?
Meyer)에 관한 과학적 연구는 1957년 adaptogen설[2]을 발표하면서 활발히 진행되기 시작하면서 인삼의 효능이 생리학, 생화학, 약리학, 병리학적인 이론을 바탕으로 한 임상학적인 연구결과가 보고되고 있다. 인삼의 주요한 생리활성물질은 사포닌이라고 불리는 진세노사이드(ginsenoside), polyacetylene, 산성 다당체, 인삼 단백질, 페놀성 물질 등의 성분들이 밝혀졌다[3,4,5,6,7,8]. 그 중 진세노사이드는 인삼 식물에만 함유하고 있는 dammarane 형태를 가진 triterpenonid 배당체로 그 화학구조가 명확히 확인되었고, 기능이 항당뇨 활성[9]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, 단백질합성의 촉진 등의 작용이 보고되었다[6].
인삼의 특징은 무엇인가?
인삼은 대표적인 약용식물로써 여러 질병을 예방하고 치료하여 건강을 유지, 증진시키는 효과가 특출한 것으로 알려져 있다[1]. 고려인삼(Panax ginseng C.
dammarane 사포닌은 어떻게 구분하는가?
그러나 실제 인삼을 추출하여 분석할 때 상당한 양이 검출되는 인삼사포닌은 ginsenoside 중 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rg1의 6종이며, 백삼이나 홍삼을 추출하여 분석하는 경우 6종이며, 이 6종이 전체 dammarane 사포닌의 90% 이상을 차지하고 있고 나머지 사포닌 성분들은 그 함량이 낮다[10]. 이 중 6번 위치에 수소(H)가 결합되어 있는 Rb1, Rb2, Rc, Rd등을 protopanaxadi (PPD) 계열 사포닌이라 하고, 6번째 위치에 수산화기(OH)가 결합된 Re, Rg1등은 protopanaxatriol (PPT)계열 사포닌이라고 한다.
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