[논문]고려인삼의 부위별 Malonyl Ginsenoside 함량 비교 분석

박영식; 오명환; 이환; 정종태; 조윤호; 표미경

고려인삼의 부위별 Malonyl Ginsenoside 함량 비교 분석
Comparison of Malonyl Ginsenoside Contents in Parts of Korean Ginseng 원문보기

생약학회지, v.48 no.1, 2017년, pp.82 - 87

박영식 ((재)금산국제인삼약초연구소) , 오명환 ((재)금산국제인삼약초연구소) , 이환 ((재)금산국제인삼약초연구소) , 정종태 ((재)금산국제인삼약초연구소) , 조윤호 ((재)금산국제인삼약초연구소) , 표미경 ((재)금산국제인삼약초연구소)

Abstract ▼ AI-Helper

Malonyl ginsenoside content of the Panax ginseng C.A. Meyer is known to account for 35% to 60% of total ginsenosides content. However, its distribution by ginseng part has not been studied. In this study, four kinds of malonyl ginsenosides were compared in Korean white ginseng part using the purified malonyl ginsenoside standards in our laboratory. White ginseng was prepared by the freeze drying ($-70^{\circ}C$, 48 h) or air drying ($50^{\circ}C$, 48 h) methods form 4-year-old ginseng. Malonyl ginsenoside content of main, lateral, and fine root, and of the main root without skin and its skin was compared. Malonyl ginsenosides (m-Rb1, m-Rb2, m-Rc and m-Rd) content (58%, 19.17 mg/g) in total ginsenosides of air dried white ginseng was decreased about 4% compared to its content of freeze dried white ginseng (62%, 20.40 mg/g). Malonyl ginsenoside content was the highest in fine root, compared to the main or lateral root. Malonyl ginsenosides content in skin of main root was 20.08 mg/g, while its content of the main root without skin was 2.58 mg/g. These results are expected to help establishment of quality specification and processing process in Korean white ginseng.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Ginsenoside 함량은 인삼제품의 품질 규격에 영향을 미치므로 부위별 ginsenoside 함량 분포는 인삼제품 생산을 위한 제조공정에 있어서 매우 중요한 요소로 작용한다. 그러나, 수삼 또는 백삼에서 사포닌 성분의 절반을 차지하고 있는 malonyl ginsenoside의 부위별 분포에 대한 연구는 아직 보고된 바 없어 동체, 지근, 세근 그리고 동체(껍질), 동체(내근), 지근(껍질), 지근 (내근)으로 구분하여 각각의 malonyl ginsenoside 함량 분포를 비교 분석하여 백삼의 품질 규질 규격 및 가공제조 공정 표준화를 위한 기초자료로서 제공하고자 하였다.
동체, 주근, 세근의 부위별 Malonyl Ginsenosides 함량 − ginsenoside 함량은 인삼제품의 품질 규격에 영향을 미치므로 부위별 ginsenoside 함량 분포에 대한 정보는 인삼 제품의 제조공정에 있어서 매우 중요하다. 중성 ginsenoside 의 부위별 ginsenoside 함량에 대한 연구는 많이 보고 ^17-19)되어 있으나, total ginsenoside 함량의 약 절반을 차지하고 있는 malonyl ginsenoside의 부위별 함량 분포에 대한 연구는 아직 보고되지 않고 있어 malonyl ginsenoside가 어디에 많이 함유되어 있는지 확인하고자 하였다. 수삼을 동체(main root), 지근(lateral root), 세근(fine root)으로 구분하여 -70
제안 방법
- 1차 추출하고 남은 잔여물에 70% 메탄올 70 ml을 가하여 위와 같은 조작을 한 번 더 반복한 후실린지필터(0.45 µm)로 여과하여 분석하였다.
- 0 ml, 시료 주입량은 20 µl, 검출조건은 PDA Detector(Water, 2998)에서 203 nm 조건하에 분석을 진행하였다. Ginsenoside 함량은 수분함량에 따른 수분 보정을 시행하였다. Ginsenoside 함량 분석을 위해 사용한 ginsenoside(Rg1, Re, Rf, Rb1, Rc, Rb2, Rb3, Rd) 표준물질은 AMBO institute(Daejeon, Korea)에서, acetonitrile, methanol(MeOH)은 Burdick & Jackson(USA)에서 구입하였으며, malonyl ginsenoside(m-Rb1, m-Rb2, m-Rc, m-Rd)는본 연구소에서 순수 분리하여 표준품으로 사용하였다.
- HPLC 분석용 컬럼은 Kinetex C18(5 µm 250 mm×4.6 mm, Phenomenex, USA)을 사용하였고, 용매 이동상 조건은 0.015% trifluoroacetic acid(TFA) in water(A)와 0.015% TFA in acetonitrile (B)을 사용하여 solvent B의 비율을 18%(0분)에서 24%(30분), 32%(40분), 40%(79분), 80%(90분), 100%(95분)으로 순차적으로 변화시켜 주고 다시 18%(110분)로 조절하였다.
- 실험재료 − 실험에 사용된 인삼은 2016년 2월 충남 금산군 지역시장에서 금산에서 재배된 4년근 수삼(10 kg)을 구입하여 서울대학교 지형준 명예교수의 검증을 받아 사용하였다. Malonyl ginsenoside가 건조 방법에 따라 달라지는지 알아보기 위하여 수삼을 물로 씻은 후, 세로로 반을 절개하여 한쪽은 백삼 제조시 가장 많이 이용되는 열풍건조(50℃)로, 다른 한쪽은 동결건조(-70℃)하여 두 시료의 동등성을 확보하였다. 또한 물에 씻은 수삼을 동체, 지근, 세근으로 구분하고, 일부의 동체와 지근은 칼로 껍질을 까서 내근과 표피로 구분하여 동결건조하여 분석시료로 사용하였다.
- ¹³⁾백삼을 제조하기 위하여 일반적으로 가장 많이 이용되는 건조방법은 40~50^oC의 열풍 건조기를 이용한 열풍건조방법이다. 건조과정 중에 malonyl ginsenoside의 분해는 백삼의 품질규격과 관련되기 때문에 건조방법에 따른 malonyl ginsenoside 함량 변화를 분석하였다. 시료의 동등성을 확보하기 위하여 세척한 수삼을 세로로 반을 절개하여 한쪽은 50^oC의 열풍건조로, 다른 한쪽은 -70 고려인삼의 malonyl ginsenoside는 백삼에 다량 함유되어 있는 성분으로서 사포닌 성분의 약 절반을 차지하고 있으나, 분리정제 및 분석이 까다로워 ginsenoside 분석에서 제외되어 왔고, 건조 방법이나 부위에 따른 함량 분포 등이 알려져 있지 않다. 따라서, 본 연구자들은 자체적으로 malonyl ginsenosides를 분리정제하고, 분석법을 확립하여 백삼의 건조 방법과 부위에 따른 malonyl ginsenosides의 분포를 조사하였다. 조사결과 malonyl ginsenosides의 함량은 동결건조 백삼보다 열풍건조 백삼에서 약 4% 정도 감소하여 큰 차이를 보이지 않았으나, 부위에 따른 함량 분포는 세근, 지근, 동체 순으로 심하게 차이가 나타나는 것을 확인하였으며, 내근보다도 껍질에서 높은 함량을 나타내는 것을 확인하였다.
- Malonyl ginsenoside가 건조 방법에 따라 달라지는지 알아보기 위하여 수삼을 물로 씻은 후, 세로로 반을 절개하여 한쪽은 백삼 제조시 가장 많이 이용되는 열풍건조(50℃)로, 다른 한쪽은 동결건조(-70℃)하여 두 시료의 동등성을 확보하였다. 또한 물에 씻은 수삼을 동체, 지근, 세근으로 구분하고, 일부의 동체와 지근은 칼로 껍질을 까서 내근과 표피로 구분하여 동결건조하여 분석시료로 사용하였다.
- 45 µm)로 여과하여 분석하였다. 분석시료는 열풍건조 백삼, 동결건조 백삼, 동결건조한 동체, 지근, 세근, 동체 내근, 동체 표피, 지근 내근, 지근 표피로 나누어 조제 하였다. 제조된 각각의 시료는 분말화하여 분석시료로 사용하였다.
- 건조과정 중에 malonyl ginsenoside의 분해는 백삼의 품질규격과 관련되기 때문에 건조방법에 따른 malonyl ginsenoside 함량 변화를 분석하였다. 시료의 동등성을 확보하기 위하여 세척한 수삼을 세로로 반을 절개하여 한쪽은 50^oC의 열풍건조로, 다른 한쪽은 -70℃의 동결건조 방법으로 백삼을 제조하였다. Table I과 Fig.
- 인삼 내근과 표피에 함유된 Malonyl Ginsenosides 함량 − malonyl ginsenoside가 내근과 표피중에 함유된 함량 분포를 알아보기 위하여 수삼의 동체와 지근을 칼로 껍질을 까서 동체(껍질), 동체(내근), 지근(껍질), 지근(내근)으로 구분하여 malonyl ginsenoside 함량 분포를 비교 분석하였다.
- 컬럼 온도는 40℃, 유속은 분당 1.0 ml, 시료 주입량은 20 µl, 검출조건은 PDA Detector(Water, 2998)에서 203 nm 조건하에 분석을 진행하였다.
대상 데이터
- Ginsenoside 함량 분석을 위해 사용한 ginsenoside(Rg1, Re, Rf, Rb1, Rc, Rb2, Rb3, Rd) 표준물질은 AMBO institute(Daejeon, Korea)에서, acetonitrile, methanol(MeOH)은 Burdick & Jackson(USA)에서 구입하였으며, malonyl ginsenoside(m-Rb1, m-Rb2, m-Rc, m-Rd)는본 연구소에서 순수 분리하여 표준품으로 사용하였다.
- Malonyl Ginsenoside 함량분석 − HPLC 분석기기는 Waters사의 1525 series(USA)를 사용하였다.
- 실험재료 − 실험에 사용된 인삼은 2016년 2월 충남 금산군 지역시장에서 금산에서 재배된 4년근 수삼(10 kg)을 구입하여 서울대학교 지형준 명예교수의 검증을 받아 사용하였다.
데이터처리
- Mean values±SD from triplicate analyzed experiments are shown. p-values were calculated by student t-test.
- 통계분석 − 실험결과는 3반복 실험을 통하여 평균±표준편차(mean±S.D.)로 표시하였으며, 통계처리는 SPSS 21(SPSS Inc., Chicago, USA) 통계프로그램을 이용하여 IndependentSample t-test 또는 ANOVA 분석과 Tukey Ba 다중검정에 의해 p<0.05 수준에서 평균간의 유의성을 판정하였다.

성능/효과

3333px;">℃의 동결건조 방법으로 백삼을 제조하였다. Table I과 Fig. 1에 나타낸 바와 같이, 동결건조 백삼의 total ginsenoside 함량은 32.58 mg/g으로 열풍건조 백삼의 32.67mg/g과 큰 차이가 없었으며, m-Rb1, m-Rb2, m-Rc, m-Rd등 4종류의 malonyl ginsenoside의 합은 동결건조 백삼에서 20.40 mg/g으로 total ginsenoside 함량의 62%를 차지하였고,열풍건조 백삼에서 19.17 mg/g으로 total ginsenoside 함량의 58%로 나타나 열풍건조하는 동안 약 4% 정도 감소한 것으로 나타났으나, 백삼의 품질에 영향을 미칠 정도의 큰 감소는 없었다. Liu 등 ¹²⁾에 의한 fresh ginseng(Panax ginseng) 의 m-Rb1, m-Rb2, m-Rc, m-Rd 등 4종류의 malonyl ginsenoside의 합의 분석값은 13.
인삼 내근과 표피에 함유된 Malonyl Ginsenosides 함량 − malonyl ginsenoside가 내근과 표피중에 함유된 함량 분포를 알아보기 위하여 수삼의 동체와 지근을 칼로 껍질을 까서 동체(껍질), 동체(내근), 지근(껍질), 지근(내근)으로 구분하여 malonyl ginsenoside 함량 분포를 비교 분석하였다. Total malonyl ginsenoside 함량은 동체의 내근에서 2.58 mg/g, 동체의 표피에서 20.08 mg/g, 지근의 내근에서 13.19 mg/g, 지근의 표피에서 29.44 mg/g으로 동체 및 지근 모두에서 내근보다는 표피에 많이 함유된 것을 확인할 수 있었다(Table III, Fig. 3). Total ginsenoside 함량은 동체의 내근에서 5.
2). m-Rb1, m-Rb2, m-Rc, m-Rd 등 4종류의 malonyl ginsenoside의 합은 동체가 6.75 mg/g, 지근이 14.16 mg/g, 세근이 46.95 mg/g으로 나타나 동체보다 지근이 2.09배, 세근은 약 6.95배 많이 함유되어 세근으로 갈수록 중성 ginsenoside보다 malonyl ginsenoside가 더 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 m-Rb1, mRb2, m-Rc, m-Rd 각각의 함량은 동체에서 3.
3 mg/g의 57%로 나타나, 본 연구의 열풍건조한 백삼에서의 ginsenoside함량값보다 다소 낮게 나타났으나 malonyl ginsenoside의 합의 분석값에 의한 total ginsenoside 분석값의 비율은 유사하게 나타났다. 개별 malonyl ginsenoside의 함량을 비교하였을 경우에는 m-Rb1은 동결건조 백삼에서 8.93 mg/g, 열풍 건조 백삼에서 7.51 mg/g으로 나타났고, 이에 대응하는 중성 ginsenoside Rb1은 동결건조 백삼에서 3.37 mg/g, 열풍 건조백삼에서 3.82 mg/g으로 나타나 열풍 건조하는 동안 mRb1의 일부가 중성 ginsenoside Rb1으로 전환된 것을 확인할 수 있었다. 그러나, m-Rb2, m-Rc 및 m–Rd는 동결건조 백삼이나 열풍건조 백삼에서 통계적인 차이가 없게 나타나 열풍건조하는 동안 크게 변화하지 않은 것으로 확인되었다.
이것은 세근>지근>주근의 순으로 다량 함유되어 있는 malonyl ginsenoside가 열처리 공정에 의해 중성 ginsenoside로 전환되어 나타난 결과로 보여진다. 본 연구자들에 의한 가공 방법에 따른 ginsenoside 함량 비교를 위한 시료의 동등성을 확보하기 위하여 수삼을 세로로 반으로 절개한 뒤 그대로 열풍 건조한 백삼과 홍삼과의 malonyl ginsenoside를 포함한 ginsenoside 함량비교 ²⁰⁾에서 백삼이 22.816 mg/g으로 나타나고, 홍삼이 19.998 mg/g으로 나타나 백삼이 홍삼보다 약간 많은 것으로 나타났는데, 이것은 찌는 과정 중에 malonyl ginsenosides와중성 진세노시이드의 malonyl 기와 당이 일부 떨어져 중성ginsenoside나 Rg3와 같은 당쇄가 적은 ginsenoside로 전환 되기 때문인 것으로 확인되었다. 이러한 결과들을 고려해볼 때 백삼의 품질 평가에 있어서 malonyl ginsenosides 분석은 반드시 포함되어야 할 것으로 사료된다.
부위별 평균 근장 및 근중 − 백삼의 동체 평균 근장은 11.9±1.8 cm, 근중은 37.7±6.1 g, 지근의 평균 근장은 8.6± 3.7 cm, 근중은 4.4±2.0 g, 세근의 평균 근장은 6.8±1.3 cm, 근중은 2.3±1.5 g으로 측정되었다.
수삼을 동체(main root), 지근(lateral root), 세근(fine root)으로 구분하여 -70℃ 에서 동결건조한 후 ginsenoside를 분석한 결과 malonyl ginsenoside를 포함한 total ginsenoside 함량은 동체가 14.15mg/g, 지근이 26.35 mg/g, 세근이 84.15 mg/g으로 동체보다 지근이 1.86배, 세근은 약 5.94배 많이 함유된 것을 확인할 수 있었다(Table II, Fig. 2).
73 mg/g으로 동체와 지근 모두에서 표피에 함유된 ginsenoside 함량이 높게 나타나, Han 등에 의한 인삼 동체의 중심주보다 피층에서 total ginsenoside 함량이 높게 나타난다는 보고²¹⁾와 일치하였다. 이와 같은 결과는 수삼을 박피하여 건조하는 전통적인 백삼의 제조 방식보다는 표피를 보존한 상태로의 건조방식이 백삼의 malonyl ginsenosides를 포함한 total ginsenoside 함량을 높이는 데 훨씬 유리할 것으로 사료되었다.
따라서, 본 연구자들은 자체적으로 malonyl ginsenosides를 분리정제하고, 분석법을 확립하여 백삼의 건조 방법과 부위에 따른 malonyl ginsenosides의 분포를 조사하였다. 조사결과 malonyl ginsenosides의 함량은 동결건조 백삼보다 열풍건조 백삼에서 약 4% 정도 감소하여 큰 차이를 보이지 않았으나, 부위에 따른 함량 분포는 세근, 지근, 동체 순으로 심하게 차이가 나타나는 것을 확인하였으며, 내근보다도 껍질에서 높은 함량을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 malonyl ginsenosides가 백삼의 품질 규격에서 반드시 포함되어야 한다는 것을 강하게 시사하며, 인삼제품 생산을 위한 가공 공정 표준화의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

후속연구

조사결과 malonyl ginsenosides의 함량은 동결건조 백삼보다 열풍건조 백삼에서 약 4% 정도 감소하여 큰 차이를 보이지 않았으나, 부위에 따른 함량 분포는 세근, 지근, 동체 순으로 심하게 차이가 나타나는 것을 확인하였으며, 내근보다도 껍질에서 높은 함량을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 malonyl ginsenosides가 백삼의 품질 규격에서 반드시 포함되어야 한다는 것을 강하게 시사하며, 인삼제품 생산을 위한 가공 공정 표준화의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
998 mg/g으로 나타나 백삼이 홍삼보다 약간 많은 것으로 나타났는데, 이것은 찌는 과정 중에 malonyl ginsenosides와중성 진세노시이드의 malonyl 기와 당이 일부 떨어져 중성ginsenoside나 Rg3와 같은 당쇄가 적은 ginsenoside로 전환 되기 때문인 것으로 확인되었다. 이러한 결과들을 고려해볼 때 백삼의 품질 평가에 있어서 malonyl ginsenosides 분석은 반드시 포함되어야 할 것으로 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고려인삼은 무엇인가?	A. Meyer)은 두릅나무과 (Araliaceae) 인삼속(Panax)에 속하는 초본류로서 그 뿌리를 약용으로 사용하였으며, 약초 중의 영약으로 여겨져 우리나라를 비롯한 동아시아에서 수천 년간 사용되어져 왔다.1) 고려인삼은 전통적으로 백삼을 근거로 한 한방의학적 산물로 원기회복, 체력증강, 면역증강, 노화방지 및 강장제 등의 효능이 알려져 왔으며, 현대에는 면역력 증진,2) 항피로 작용,3)혈당강화,4) 간기능 회복,5) 콜레스테롤 개선,6) 기억력 개선,7) 항암8) 및 항산화9) 효과 등 다양한 효능이 밝혀지면서 식의 약품뿐만 아니라 향장품 소재로서도 인기가 높아가고 있는 추세이다.
	고려인삼의 효능은 무엇인가?	Meyer)은 두릅나무과 (Araliaceae) 인삼속(Panax)에 속하는 초본류로서 그 뿌리를 약용으로 사용하였으며, 약초 중의 영약으로 여겨져 우리나라를 비롯한 동아시아에서 수천 년간 사용되어져 왔다.1) 고려인삼은 전통적으로 백삼을 근거로 한 한방의학적 산물로 원기회복, 체력증강, 면역증강, 노화방지 및 강장제 등의 효능이 알려져 왔으며, 현대에는 면역력 증진,2) 항피로 작용,3)혈당강화,4) 간기능 회복,5) 콜레스테롤 개선,6) 기억력 개선,7) 항암8) 및 항산화9) 효과 등 다양한 효능이 밝혀지면서 식의 약품뿐만 아니라 향장품 소재로서도 인기가 높아가고 있는 추세이다.
	고려인삼에서 어느 부위가 ginsenoside total함량이 높은가?	Ginsenoside는 부위와 직경에 따라 다르게 분포하고 있어 total 함량은 세근, 지근, 동체 순으로 높게 함유된 것으로 알려져 있고,15) 같은 부위에서도 직경이 작을수록 함량이 높게 나타는 것으로 보고11)되고 있다. Ginsenoside 함량은 인삼제품의 품질 규격에 영향을 미치므로 부위별 ginsenoside 함량 분포는 인삼제품 생산을 위한 제조공정에 있어서 매우 중요한 요소로 작용한다.

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동의어: Packet Collision Rate

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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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