보고서 정보
주관연구기관 |
국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2014-02 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 |
TRKO201400011342 |
과제고유번호 |
1395021266 |
사업명 |
FTA대응 경쟁력향상기술개발 |
DB 구축일자 |
2014-06-28
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201400011342 |
초록
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Ⅳ. 연구개발결과
○ 인삼 연근별 유효 성분의 표준화
- HPLC 이용 인삼 간편 추출법에 의한 진세노사이드 분석법 확립
- 3년간 전국 주요 인삼 주산지에서 4~6년근 인삼을 수집하여 다각도로 분석한 결과 4~6년근 사이, 즉 연근별로는 진세노사이드 8~10종에 대한 유효 성분에 차이가 없었다.
○ 인삼 연근별 가공시 유효 성분의 표준화
- 인삼 연근별 가공 시에 유효 성분 함량 차이는 연근별 차이보다 지역 및 재배농가간의 차이가 더 큰 경향이었고 이를 홍삼으로 제조했을 때 역시 연근에 따른 유효성분의
Ⅳ. 연구개발결과
○ 인삼 연근별 유효 성분의 표준화
- HPLC 이용 인삼 간편 추출법에 의한 진세노사이드 분석법 확립
- 3년간 전국 주요 인삼 주산지에서 4~6년근 인삼을 수집하여 다각도로 분석한 결과 4~6년근 사이, 즉 연근별로는 진세노사이드 8~10종에 대한 유효 성분에 차이가 없었다.
○ 인삼 연근별 가공시 유효 성분의 표준화
- 인삼 연근별 가공 시에 유효 성분 함량 차이는 연근별 차이보다 지역 및 재배농가간의 차이가 더 큰 경향이었고 이를 홍삼으로 제조했을 때 역시 연근에 따른 유효성분의 비율 변화 등은 발견되지 않았다.
- 증숙온도 100℃부터는 증기의 압력이 급격히 높아져 증숙 2~4시간에도 균열이 나타나며 105℃는 외형이 심하게 변형되고 총 진세노사이드 함량도 감소하였다. 증숙온도 98℃에서는 6~8시간의 장시간 증숙에도 총 유효성분의 감소가 없었으며 고온·고압에서 나타나는 홍삼 특유 진세노사이드 함량도 증가하였으므로 홍삼제조 시 유효성분 감소 최소화를 위한 증숙 한계온도는 99℃가 적절하였다.
- 홍삼 제조 시 적정 증숙시간은 원료삼의 크기(근경)에 따른 차이를 보이지 않았으며 재배방법과 수확시기가 같은 원료삼인 경우 크기에 상관없이 증숙시간에 따라 비슷한 증숙정도를 나타내었다.
○ 특정성분 강화기술 개발
- 산에 의한 특정성분 강화 최적조건 확립 : 유기산에 의해 Rg6, F4, Rk3, Rh4, S-Rg3, R-Rg3, F3, Rk1, Rg5 등의 미량성분들이 증가, 특히 Rg3, Rk1, Rg5의 성분이 대량 증가하는 조건을 확립하였다.
- 효소 펙틴아제에 의한 ginsenoside Rd 강화 최적조건을 확립하고 L.plantarum 발효에 의한 Ginsenoside Rd 강화 최적조건을 선발하였고, 스케일업 발효공정을 확립하여 공정 표준화하였다.
- 한외여과법에 의한 PPD강화 사포닌 분획(Rb1/Rg1=15 이상) 제조법을 확립하였고, Ginsenoside Rd (1.5 g 이상, 97.8%), F2 (114 mg, 순도 91.7%), CK (9 mg, 순도 97.1%) 분리 및 분리공정을 확립하였다.
- 효소발효홍삼(RGF2)의 발모 효능을 확인하였고 Ginsenoside Rd의 미백효능 및 주름개선효과와 항염증 효과 우수하여 화장품 소재 개발 가능성을 확인하였다.
○ 인삼 기능성식품 원료화를 위한 유해물질 저감기술 개발
- 시험 농약의 잔류분석법을 검증하기 위하여 무처리 인삼에 시험농약 표준품을 각각 0.5 ppm 및 2.0 ppm으로 3반복 처리하여 분석한 결과 전체 회수율은 73.6 ∼ 117.0%이었고, 변이계수 (coefficient of variation, C.V.)는 0.2 ∼ 2.8%이었다.
- 유기인산계 농약인 difenoconazole, azoxystrobin의 제거율은 차아염소산수 > 에탄올 > 헥산 > 중성세제 순으로 나타났다. 차아염소산수 처리시 difenoconazole과 azoxystrobin은 각각 95.5%, 90%로 높은 제거율을 보였다.
- 유기염소계 농약인 tolclofos-methyl은 에탄올 85.2% > 차아염소산수 82.7% > 헥산 78.4% > 중성세제 37.6% 순으로 나타났으며, cypermethrin은 차아염소산수 96% > 에탄올 86.3% > 헥산 75% > 중성세제 53.9% 순으로 나타났다.
- 흡착제로 활성탄을 사용하였을 경우, 활성탄 입자가 작을수록 잔류농약 제거율이 높게 나타났다.
- 세척용액를 에탄올로 사용하였을 경우, 활성탄의 잔류농약제거 효과가 증류수를 사용하였을때보다도 시료 농약 모두에서 증가하였다.
○ 특이사포닌 강화된 인삼기능성 인삼제품개발
- 특정성분인 Ginsenoside Rd를 강화시키는 발효공정 개발에서 홍삼농축액과 정제수로 12brix의 홍삼배지를 제조하고 10%의 조효소 투입하여 50℃에서 2일간 배양 후 효소불활성화 살균 90℃ 20시간 실시한 뒤 Lactobacillus plantarum 균주를 1% 접종하여 36℃에서 2일간 발효하여 Ginsenoside Rd강화 발효홍삼 제조하였으며, 이공정은 특별한 개선 없이 현장에서 대량생산이 가능하다.
Abstract
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This study was carried out difference of ginsenoside contents from 4 years to 6 years ginseng gathered Gumsan, Punggi, and Gochang which were known for famous produce area in Korea. We set up pretreatment method of 8~10 kinds of ginsenoside using HPLC. 10 kind of ginsenoside were Rg1, Re, Rf, Rb1, R
This study was carried out difference of ginsenoside contents from 4 years to 6 years ginseng gathered Gumsan, Punggi, and Gochang which were known for famous produce area in Korea. We set up pretreatment method of 8~10 kinds of ginsenoside using HPLC. 10 kind of ginsenoside were Rg1, Re, Rf, Rb1, Rg2, Rh1, Rc, Rb2, Rb3, and Rd. Among them the highest quantity of ginsenoside was Rg1 and Rb3 positioned the lowest quantity of ginsenoside. There were no significant difference from 4 years to 6 years ginseng in ginsenoside contents also we got same result according to produce area. Total ginsenoside contents ranged from 1.69 to 0.88mg/g depend on ginseng cultivation period. Similarity there were no significant difference in ginsenoside contents based on ginseng size that was 12 separated by weight.
The ratio and total content of ginsenosides was not significantly different by age of root, but more different by cultivation region. It was same result when the ginseng was processed by steaming the root followed by drying.
The steaming temperature over 100℃ induced cracks in ginseng within 2~4 hours which made its appearance worse. Also the total content of ginsenosides decreased when the ginseng was steamed at the temperature that induced cracks. The steaming temperature of 98℃ did not affect the appearance and total ginsenosides even when it was steamed for 6~8 hours. Therefore the limit point of seatming temperature should be 99℃ in order to minimize the loss of ginsenosides.
The appropriate steaming time did not show the difference in accordance with the root diameter. It was supposed to be related to the condition of raw material.
The aim of this study was the method development by standardization of functional food materials and enhancement of biologically available components for ginseng masterpiece. Ginsenoside Rg6, F4, Rk3, Rh4, S-Rg3, R-Rg3, F3, Rk1, and Rg5 were enhanced by organic acid treatment and ginsenoside Rd, F2, and Compound K were enhanced by enzyme treatment and fermentation by microorganism. Ginsenoside Rd was selected as a biologically available ingredient of ginseng. PPD-type ginsenosides including ginsenoside Rb1, Rb2, and Rc are metabolized to ginsenoside Rd by pectinase and Lactobacillus plantarum. We established industrial preparation method for fermented-red ginseng containing increased ginsenoside Rd. These method have a some advantage such as practicable by participated company, ten times enhancement of ginsenoside Rd without decreasing of quality index component of ginsenoside Rg1 and Rb1, the cost effective method by decreasing of period of fermentation, and no artificial additives except enzyme. other method was developed cost effective method of edible panaxadiol saponin enriched fraction using the ultrafiltration. Ginsenoside Rd enhanced ginseng and ginsenoside Rd showed hair tonic, anti-inflammatory, anti-wrinkle and skin-lightening effect. These results suggest that Ginsenoside Rd enhanced ginseng could be developed as a new ginseng materials in food and cosmetic industrials.
Ginseng, the root of P anax ginseng C. A. Meyer, has been regarded as one of the invaluable remedies in Chinese traditional medicine for more than 1000 years. Ginseng is presently used as a health tonic, and inadaptogenic, antiaging, prophylactic, and restorative remedies. Ingeneral, growth of high-quality ginseng requires 4 to 6years of cultivation. It should be cultivated under shade conditions, and consecutive cultivation in the same soil should be avoided. Disease control still remains the central problem in commercial cultivation of ginseng globally. Furthermore, improper use of pesticides not only pollutes the cultivating soil, and ground water, but also leads to accumulation of pesticides in the plants. Therefore, from a healthcare perspective, safety issues considering the balance between adverse effects and therapeutic benefit must be dealt with, the need to extract and analyse residual contaminants in ginseng and its extract is an apparent problem.
The present study was carried out to investigate the removal efficiency of pesticides in ginseng using various eluent and adsorbent. Pesticides used in this study were procymidone, total endosulfan, difenoconazole, azoxystrobin, Cypermthrin and tolclofos-methyl. Analytical method for residual pesticides was established by GC/μeECD. The results of method validation showed recovery rate 73~114%, linearity (R2 value) 0.999~1.000, LOD 0.01~0.02 μg/mL, LOQ 0.02~0.06 μg/mL, respectively. The fresh ginseng was soaked for 2 min in the commercial product solution of each pesticide and then dried. The eluent such as 2% detergent, 200 ppm sodium hypochlorite, ethanol, and hexane were examined, respectively. Ethanol treatment displayed the highest removal rate of tolclofos-methyl with removal rate 85.2%, followed by 200 ppm sodium hypochlorite (82.7%), hexane (78.4%), and 2% detergent (37.6%). Whereas, removal rate of cypermethrin in 200 ppm sodium hypochlorite (96%) was found to be the most effective, followed by ethanol (86.3%), hexane (75%), and 2% detergent (53.9%). NucharⓇ SA-20 as adsorbent was used. Removal rate of pesticides on the adsorbent in ethanol showed higher removal rate than in the distilled water. Removal rate of active carbon in water were 82.7% for procymidone, 62.1% for endosulfan, 75.8% for difenoconazole, and 76.6% for azoxystrobine, respectively. However, removal rate of pesticides in the ethanol increased more than in distilled water. The highest removal rate with 91.9% in ethanol solution was difenoconazole.
These results suggest that active carbon in ethanol solution was most effective for removing residual pesticide.
Red ginseng medium is made of red ginseng extract and purified water. Put the coenzyme into the medium for culture, inoculate 1% of Lactobacillus plantarum strain, and Ginsenoside Rd reinforced fermentation red ginseng is made. Samples and prototypes were made: Concentrate product type which can control Ginsenoside content stably, Compressional product type having the lowest possibility of Ginsenoside ingredient conversion, Concentrate powder product type having diverse advantages of use in spite of low yield rate based on input amount, and Capsule product type helping internal absorption of Ginsenoside.
목차 Contents
- 표 지 ... 1
- 제 출 문 ... 2
- 요 약 문 ... 3
- S U M M A R Y ... 7
- 목 차 ... 10
- 제 1 장 서 론 ... 11
- 제1절 인삼 연근별 및 가공시 유효 성분의 표준화 ... 11
- 제2절 특정성분 강화기술 개발 ... 11
- 제3절 인삼 기능성식품 원료화를 위한 유해물질 저감기술 개발 ... 12
- 제4절 특이사포닌 강화된 인삼기능성 인삼제품개발 ... 12
- 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 14
- 제1절 인삼 연근별 및 가공시 유효 성분의 표준화 ... 14
- 제2절 특정성분 강화기술 개발 ... 14
- 제3절 인삼 기능성식품 원료화를 위한 유해물질 저감기술 개발 ... 15
- 제4절 특이사포닌 강화된 인삼기능성 인삼제품개발 ... 16
- 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 17
- 제1절 인삼 연근별 유효 성분의 표준화 ... 17
- 제2절 인삼 연근별 가공시 유효 성분의 표준화 ... 24
- 제3절 특정성분 강화기술 개발 ... 41
- 제4절 인삼 기능성식품 원료화를 위한 유해물질 저감기술 개발 ... 111
- 제5절 특이사포닌 강화된 인삼기능성 인삼제품개발 ... 156
- 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도 ... 170
- 1절 : 목표대비 달성도 ... 170
- 2절 : 정량적 성과(논문게재, 특허출원, 기타) ... 172
- 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 177
- 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 178
- 제1절 인삼소재의 글로벌화를 위한 미국(시카고) 시장 조사 결과 ... 178
- 제 7 장 기타 중요 변동사항 ... 181
- 제 8 장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 182
- 제 9 장 참고문헌 ... 183
- 끝페이지 ... 186
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