[논문]증숙 온도와 시간에 따른 4년근 인삼의 이화학적 특성

유진; 장인배; 문지원; 장인복; 이성우; 서수정

doi:10.7783/kjmcs.2019.27.2.86

증숙 온도와 시간에 따른 4년근 인삼의 이화학적 특성
Physicochemical Characteristics of a 4-Year-Old Ginseng Based on Steaming Temperatures and Times 원문보기

韓國藥用作物學會誌 = Korean journal of medicinal crop science, v.27 no.2, 2019년, pp.86 - 95

유진 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 장인배 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 문지원 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 장인복 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 이성우 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부) , 서수정 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부)

Abstract ▼ AI-Helper

Background: Depending on the processing method, the raw materials constituents change in various ways. In particular, a heat treatment process, such as steaming, changes the color and aroma of a raw material to increase its palatability and number of physiologically active ingredients. Methods and Results: In the present study, the effects of the steaming temperature and time on the yield, color, proximal composition, and total polyphenol and ginsenoside content of a 4-year-old ginseng root were analyzed. The yield tended to decrease with the increase of steaming time at each temperature and the total ginsenoside content increased with increasing of steaming temperature except at $80^{\circ}C$. Conclusions: These results suggest that steaming at $100^{\circ}C$ for 6 - 9 hours or at $110^{\circ}C$ for 3 - 6 hours is suitable for increasing total polyphenol and ginsenoside content with less yield reduction in a 4-year-old ginseng root.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Manufacturing yield of 4-year-old ginseng by steamingconditions.
표 Table 2. Hunter’s color value and browning color of 4-year-old ginseng by steaming conditions.
표 Table 3. Proximate compositions of 4-year-old ginseng by steaming conditions.
그림 Fig. 1. Total polyphenol contents of 4-year-old ginseng by steaming conditions.
그림 Fig. 2. HPLC chromatograms of ginsenosides.
그림 Fig. 3. Total ginsenoside contents of 4-years-old ginseng by steaming conditions.
표 Table 4. Changes in ginsenosides compositions of 4-year-old ginseng by steaming conditions. (㎎/g, dry weight)

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 5 - 6년근에 비해 상대적으로 활용도가 낮은 4년근 인삼을 이용하여 인삼 가공 시 많이 사용하고 있는 공정인 증숙을 조건별로 처리하여 증숙 온도와 시간이 4년근 인삼의 색도, 일반성분, 총 폴리페놀 함량 그리고 진세노사이드 함량 등을 분석하여 제품 개발에 필요한 자료를 얻기 위해 수행하였다.

제안 방법

02 g 이었다. 선별한 수삼을 세척한후 지근을 제거하여 주근 부분만을 실험 재료로 사용하였고 증숙기 (HD-WH350, Anyang, Korea)를 이용하여 80, 90, 100 및 110℃ 각 온도에서 3, 6, 9, 12, 24 및 48 시간 인삼 (Panax ginseng C. A. Meyer)을 증숙하였다. 증숙한 인삼은 동결건조기 (Lyoph-Pride20, Ilshin Biobase Co.
추출 시료 50 ㎕ 에 2% Na₂CO₃ 용액 1 ㎖ 을 첨가하고 3 분 동안 반응시킨 후 50% Folin-Ciocalteu’s phenol 용액 50 ㎕ 을 첨가하여 실온에 30 분간 동안 반응을 진행시켰다. 이 후 UV spectrophotometer (MULTISKAN GO, Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)를 이용하여 750 ㎚에서 흡광도를 측정하였으며, 총 폴리페놀 함량은 gallic acid의 함량과 비교하여 계산하였다.
증숙 조건에 따라 4년근 인삼의 진세노사이드 함량과 조성을 분석하기 위해 Fig. 2와 같이 11 개의 진세노사이드 함량 peak를 확인하였다.
증숙 처리구의 수율을 비교하기 위하여 처리 전 수삼의 주근 부위 무게를 칭량하였다. 증숙과 건조 단계가 모두 완료된 후 분쇄한 무게를 처리구별로 칭량한 후 처음 칭량했던 수삼의 주근 무게로 나누어 주었다.
증숙 처리구의 수율을 비교하기 위하여 처리 전 수삼의 주근 부위 무게를 칭량하였다. 증숙과 건조 단계가 모두 완료된 후 분쇄한 무게를 처리구별로 칭량한 후 처음 칭량했던 수삼의 주근 무게로 나누어 주었다.
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis method를 변형하여 측정하였다. 추출 시료 50 ㎕ 에 2% Na₂CO₃ 용액 1 ㎖ 을 첨가하고 3 분 동안 반응시킨 후 50% Folin-Ciocalteu’s phenol 용액 50 ㎕ 을 첨가하여 실온에 30 분간 동안 반응을 진행시켰다.

대상 데이터

실험재료로 2017년 10월 경상북도 영주시에서 수확한 4년근 재래종 수삼을 사용하였고 이때 수삼의 평균 동직경은 15.54 ㎜ 평균 근중은 16.02 g 이었다. 선별한 수삼을 세척한후 지근을 제거하여 주근 부분만을 실험 재료로 사용하였고 증숙기 (HD-WH350, Anyang, Korea)를 이용하여 80, 90, 100 및 110℃ 각 온도에서 3, 6, 9, 12, 24 및 48 시간 인삼 (Panax ginseng C.
증숙 조건에 따라 처리된 시료의 총 11 종의 진세노사이드를 분석하였다. 진세노사이드 표준품 11 종은 Re, Rg_¹ , Rf, Rb ₁ , Rg ₂ , Rg ₃ , Rh ₁ , Rc, Rb ₂ , Rb₃ , Rd (Chroma Dex, Irvine, CA, USA)를 사용하였다.
Meyer)을 증숙하였다. 증숙한 인삼은 동결건조기 (Lyoph-Pride20, Ilshin Biobase Co., Dongducheon, Korea)를 이용하여 건조한 후 분쇄하여 분석용 시료로 사용하였다.
증숙 조건에 따라 처리된 시료의 총 11 종의 진세노사이드를 분석하였다. 진세노사이드 표준품 11 종은 Re, Rg_¹ , Rf, Rb ₁ , Rg ₂ , Rg ₃ , Rh ₁ , Rc, Rb ₂ , Rb₃ , Rd (Chroma Dex, Irvine, CA, USA)를 사용하였다. 진세노사이드 분석을 위해 인삼 분말시료 0.

데이터처리

모든 분석은 SAS 프로그램 (SAS v 9.4, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA)을 이용하여 분산분석 (ANOVA)을 실시 한 후 처리 간에 차이가 있을 경우 5% 유의수준에서 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 분석하였다.

이론/모형

일반성분은 농업과학기술 연구조사분석 기준의 식품 품질 특성에 준하여 분석하였다 (NIAST, 2012). 수분함량은 상압가열건조법에 따라 시행하였고 조단백질은 Kjeldahl법으로, 조지 방은 Soxhlet 추출법으로, 조회분은 직접회화법에 의해 550℃ 에서 회화한 후 평량하였다. 탄수화물은 시료의 총 무게에서 수분, 조단백질, 조지방, 조회분의 함량을 뺀 값으로 나타내었다.
일반성분은 농업과학기술 연구조사분석 기준의 식품 품질 특성에 준하여 분석하였다 (NIAST, 2012). 수분함량은 상압가열건조법에 따라 시행하였고 조단백질은 Kjeldahl법으로, 조지 방은 Soxhlet 추출법으로, 조회분은 직접회화법에 의해 550℃ 에서 회화한 후 평량하였다.

성능/효과

본 연구에서도 100℃와 110℃ 증숙 처리 시 유사한 결과를 나타내었다 (Table 4). 100℃ 증숙 처리구에서 Rb 1 함량을 변화를 보면, 증숙 초기부터 12 시간까지는 2.22 ㎎/g에서 6.46 ㎎/g 까지 계속 유의하게 증가하지만 처리 24 시간을 기점으로 급격하게 감소하였다. 특히 100℃ 및 48 시간 처리는 0.
100℃와 110℃ 처리구에서는 증숙 24 시간 이후부터 총 폴리페놀 함량이 크게 증가하였는데, 100℃ 및 24 시간 증숙 처리구 (8.57 ㎎/g)는 100℃ 및 12 시간 처리구 (5.73 ㎎/g) 대비 총 폴리페놀 함량이 약 1.5 배 증가하였고, 110℃ 및 24시간 처리구 (12.26 ㎎/g)도 110℃ 및 12 시간 처리구(5.69 ㎎/g) 대비 2.2 배 증가하였다.
78 ㎎/g로 가장 높은 값을 나타내었다. 80℃ 증숙 처리구는 시간에 따라 유의한 차이는 있었지만 다른 처리구에 비해 그차이가 크지 않았고 증숙 시간이 증가할수록 총 진세노사이드 함량은 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 같은 시간을 증숙 처리해주었을 때 3 - 6 시간에서는 증숙 온도가 높을수록 총 진세노사이드 함량도 높은 경향이었지만 9 시간 이후부터는 주로 90 - 100℃ 처리에서 총 진세노사이드 함량이 높게 나타났다 (Fig.
63 ㎎/g까지 증가하였다. 80℃ 증숙 처리구를 제외한 90 - 110℃ 처리구에서는 증숙 시간이 증가할수록 총 페놀성 화합물 함량이 대체로 증가하는 경향을 나타내었다. 이와 같이 총 폴리페놀 함량이 증가한 것은 이전 연구들과 마찬가지로 결합형 폴리페놀 성분이 열처리에 의해 유리형 폴리페놀 성분으로 전환되어 용출이 용이해졌거나 고분자 폴리페놀 화합물이 저분자 폴리페놀 화합물로 분해되었기 때문으로 생각된다 (Yoon et al.
Rh₁ 함량 또한 수삼일 때보다 증숙 과정 후 값이 증가하였는데, 80 - 90℃ 에서는 증숙 시간이 증가할수록 유의하게 증가하는 경향이었고 100 - 110℃에서는 Rh₁ 함량은 대체로 80 -90℃ 처리구보다 높았다. Rg ₃ , Rh ₁ 등은 수삼과 백삼에 매우 미량으로 포함되어 있는데, 수삼에 증숙 처리를 하면 구조적으로 불안정한 Dammarane계 사포닌의 C-20의 glycosyl이 가수분해되어 prosapogenin이 되고 남은 수산기는 반전평형반응을 일으켜 C-20 (R), C-20 (S)의 혼합물이 되는데 이 때 Rg 3 , Rh 1 등이 많이 생성되어 수삼이나 백삼보다 홍삼에 더 높은 함량의 Rg 3 , Rh 1 등이 존재한다 (Kim et al.
3). 각 온도별로 보면 총 진세노사이드 함량은 90℃로 9 시간 처리했을 때 13.23 ㎎/g, 100℃로 12 시간 처리했을 때 23.07 ㎎/g 그리고 110℃로 6 시간 처리했을 때 18.78 ㎎/g로 가장 높은 값을 나타내었다. 80℃ 증숙 처리구는 시간에 따라 유의한 차이는 있었지만 다른 처리구에 비해 그차이가 크지 않았고 증숙 시간이 증가할수록 총 진세노사이드 함량은 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내었다.
Meyer)의 제조 수율은 Table 1과 같다. 각 온도에서 증숙 시간이 증가할수록 수율은 감소하는 경향을 나타내었다.
각 증숙 조건에서 총 진세노사이드의 함량 변화를 살펴본결과, 증숙 온도가 높을수록 총 진세노사이드 함량은 높은 경향이었다 (Fig. 3). 각 온도별로 보면 총 진세노사이드 함량은 90℃로 9 시간 처리했을 때 13.
80℃ 증숙 처리구는 시간에 따라 유의한 차이는 있었지만 다른 처리구에 비해 그차이가 크지 않았고 증숙 시간이 증가할수록 총 진세노사이드 함량은 증가하다가 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 같은 시간을 증숙 처리해주었을 때 3 - 6 시간에서는 증숙 온도가 높을수록 총 진세노사이드 함량도 높은 경향이었지만 9 시간 이후부터는 주로 90 - 100℃ 처리에서 총 진세노사이드 함량이 높게 나타났다 (Fig. 3).
5년근 인삼의 주근과 지근에서 증숙 시간이 길어질수록 Rg ₃ 함량이 유의하게 증가하였다는 Kim 등 (2007)의 연구결과와 같이 본 연구에서도 증숙 시간이 증가할수록 Rg₃ 함량은 유의하게 증가하였다. 또한 증숙 시간이 같을 때에는 온도가 높은 수록 Rg₃ 함량이 높은 것을 확인할 수 있었다. 비교적 낮은 온도인 80℃에서 48 시간 증숙 처리를 했을 때에는 Rg ₃함량이 각 0.
본 연구 결과, 증숙 조건에 따라 4년근 인삼의 이화학적 특성이 변화는 것을 확인하였다. 위 결과들을 종합하여 볼 때 4 년근 인삼을 증숙하여 사용하고자 할 때 수율과 일반 성분의 감소가 적으면서 폴리페놀과 총 진세노사이드 함량의 증대가 일어나는 100℃에서 6 - 9 시간 동안 또는 110℃에서 3 - 6 시간 동안 공정하는 것이 좋을 것으로 판단된다.
, 2010). 본 연구에서는 100℃ 처리구부터 증숙 시간에 따른 갈변도의 변화가 뚜렷했는데 처리 시간이 증가할수록 갈색도도 유의하게 증가하였다. 인삼에 함유되어 있는 유리당과 유리 아미노산이 가열 처리에 의하여 갈색화 반응이 일어나는데 (Lee et al.
, 2007). 본 연구에서도 각 온도에서 48 시간 동안 증숙 처리한 후 총폴리페놀 함량을 분석하였을 때, 80℃일 때는 6.23 ㎎/g, 90℃ 일 때 7.44 ㎎/g, 100℃ 일 때 10.58 ㎎/g 그리고 110℃일 때 14.63 ㎎/g 으로 이전 결과와 일치하였지만 비교적 증숙 처리,즉 열처리가 긴 12 시간 이상 처리구부터 이러한 경향이 나타났다. 또한 80℃ 온도로 3 시간부터 48 시간까지 증숙 처리를 한 후의 총 폴리페놀 함량은 시간 처리별로 유의한 차이를 볼수 없었는데 비교적 높지 않은 온도에서 증숙 처리를 진행했기 때문으로 생각된다.
본 연구 결과, 증숙 조건에 따라 4년근 인삼의 이화학적 특성이 변화는 것을 확인하였다. 위 결과들을 종합하여 볼 때 4 년근 인삼을 증숙하여 사용하고자 할 때 수율과 일반 성분의 감소가 적으면서 폴리페놀과 총 진세노사이드 함량의 증대가 일어나는 100℃에서 6 - 9 시간 동안 또는 110℃에서 3 - 6 시간 동안 공정하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 다만 수삼을 고온에서 여러 번 찌고 말리는 과정에서 인삼이 탄화되어 벤조피렌이 생성되는 경우가 일부 존재하고 (Kim et al.
47 g/100g 보다 높은 값을 보였다. 증숙 조건에 따른 탄수화물 함량의 일정한 증감 경향은 찾을 수 없었지만 110℃, 24 시간 이상 처리부터 탄수화물 함량이 감소하여 110℃, 48 시간 처리구는 71.91g/100g으로 대조구와 비슷한 수치까지 감소하였다. 4년근 수삼을 이용하여 증숙 95℃, 6 시간 처리 후 건조하여 제조한 홍삼과 건조 시간만을 같도록 제조한 백삼과 비교했을 때 탄수화물 함량이 유의하게 감소했던 Oh 등 (2016)의 이전 결과와 일부 일치하였다.
증숙 처리를 하여 제조한 인삼의 탄수화물 함량은 72.46 -79.02 g/100g 범위의 값을 나타내었고 증숙 처리를 하지 않은 대조구의 탄수화물의 함량 71.47 g/100g 보다 높은 값을 보였다. 증숙 조건에 따른 탄수화물 함량의 일정한 증감 경향은 찾을 수 없었지만 110℃, 24 시간 이상 처리부터 탄수화물 함량이 감소하여 110℃, 48 시간 처리구는 71.
증숙 처리를 하지 않은 대조구의 총 폴리페놀 함량은 5.48 ㎎/g 이었지만 증숙 조건에 따라 최대 14.63 ㎎/g까지 증가하였다. 80℃ 증숙 처리구를 제외한 90 - 110℃ 처리구에서는 증숙 시간이 증가할수록 총 페놀성 화합물 함량이 대체로 증가하는 경향을 나타내었다.
비교적 낮은 온도인 80℃와 90℃에서는 증숙 12 - 24 시간 사이에 급격한 수율 감소를 나타내었지만 100℃와 110℃에서는 증숙 9 - 12 시간 사이에 눈이 띄는 수율 감소를 보였다. 특히 수율 변화가 가장 컸던 증숙 조건은 다음과 같았는데, 90℃, 24 시간 처리구는 90℃, 12 시간 처리구 대비 수율이약 30%, 100℃, 12 시간 처리구는 100℃, 9 시간 처리구 대비 수율이 약 42.2%나 감소하였다. 4년근 인삼을 증숙 시 과도한 수율 감소를 방지하기 위해서는 증숙 온도에 따라 시간을 적절히 조절해야 할 것으로 생각된다.

후속연구

위 결과들을 종합하여 볼 때 4 년근 인삼을 증숙하여 사용하고자 할 때 수율과 일반 성분의 감소가 적으면서 폴리페놀과 총 진세노사이드 함량의 증대가 일어나는 100℃에서 6 - 9 시간 동안 또는 110℃에서 3 - 6 시간 동안 공정하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 다만 수삼을 고온에서 여러 번 찌고 말리는 과정에서 인삼이 탄화되어 벤조피렌이 생성되는 경우가 일부 존재하고 (Kim et al., 2011), 식품 조리 및 가공 시 탄수화물, 단백질 및 지방 등이 불완전 연소 과정을 겪으며 위험물질이 생성 (Jin et al., 2012)될 수 있으므로 안정성 측면에서 이 공정에 대한 추가 검토가 필요 하다. 또한 상압·감압조건의 적용과 증숙 횟수 등을 달리하여 증숙 시간을 줄일 수 있는 추가적인 연구도 병행되어야 할 것이다.
, 2012)될 수 있으므로 안정성 측면에서 이 공정에 대한 추가 검토가 필요 하다. 또한 상압·감압조건의 적용과 증숙 횟수 등을 달리하여 증숙 시간을 줄일 수 있는 추가적인 연구도 병행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인삼이란?	A. Meyer)은 오갈피나무과 (Araliaceae)에 속하는 다년생 식물로, 주로 사용되는 뿌리는 일반 탄수화물 (60 - 70%), 단백질과 아미노산 등을 포함한 질소화합물 (12 - 16%), 사포닌 (3 - 6%), 지방산과 페놀화합물 등의 지용성 성분 (1 - 2%), 회분 (4 - 6%), 수용성 비타민 (0.05%) 등으로 구성되어 있다 (RDA, 2014).
	인삼이 효능은 무엇인가?	인삼은 주요 약리성분으로 보고된 인삼 사포닌 (진세노사이드)과 산성다당체 등 비사포닌계 성분들의 복합적인 작용으로 면역력 증진, 항암 및 항산화 효과, 혈당 강화, 콜레스테롤 흡수 저하 (Park et al., 1996; Yun et al., 2001; Lee et al., 2004; Nam, 2005) 등의 약리 효과가 인정되어 의약품과 건강기능식품의 소재로 이용되고 있다.
	인삼의 가공방법 중 열을 가하는 공정의 장단점은 무엇인가?	, 2007). 열을 가한 후증기를 이용하여 가공하는 방식은 조리수와의 직접적인 접촉이 없어 삶기에 비해 원료의 색채와 풍미를 살릴 수 있지만 열에 의한 영양성분의 손실이 일어날 수 있다 (Jang et al., 2018).

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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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