KR100945587B1 - 동충하초 균사체로 발효시켜 다양한 생리활성을 갖는 진세노사이드 대사체를 다량 함유하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법 - Google Patents
동충하초 균사체로 발효시켜 다양한 생리활성을 갖는 진세노사이드 대사체를 다량 함유하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법 Download PDFInfo
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-
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-
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- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
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- A23V2250/21—Plant extracts
Abstract
본 발명은 동충하초 균사체로 발효시켜 다양한 생리활성을 갖는 진세노사이드 대사체를 다량 함유하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것으로, 특히 인삼 또는 홍삼에 번데기 동충하초(Cordyceps militaris) 균사체를 접종하여 발효시킴으로써 다양한 생리활성을 가진 진세노사이드 대사체를 다량 함유하며, 진세노사이드의 체내 섭취율을 현저히 향상시킬 수 있는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
발효인삼, 발효홍삼, 진세노사이드, 번데기 동충하초
Description
본 발명은 인삼 또는 홍삼에 번데기 동충하초 균사체를 접종하여 발효시켜 다양한 생리활성을 갖는 진세노사이드 대사체를 다량 함유하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
인삼은 식품 분류학상 오가피과(Panax)의 인삼속에 속하는 다년생 숙근초로서 지금까지 콜레스테롤 저하, 혈압강하, 혈류증가, 항산화 작용, 항노화 작용, 항암제 등의 활성을 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
인삼은 섭취 시 비극성이 높은 알카로이드 등은 위에서 흡수되나, 대부분의 다당체, 사포닌 등은 흡수되지 않는다. 이들은 장내에 서식하는 균주들과 접하게 되고, 이 균주들은 쉽게 이용가능한 당 부분을 분해하여 체내로 흡수하게 된다. 당 이 분해되어 흡수되기 쉬운 형태인 진세노사이드 대사체(예를 들어, 화합물 K((compound K) 등)은 이후 혈액 내로 흡수되어 인체에 약효를 발휘하게 된다. 이런 장내세균 전환체 또는 대사체들은 경구투여 되기 전의 사포닌들과 비교해서 대부분이 약효가 상당히 증가된다.
인삼의 주성분은 사포닌인 ‘진세노사이드(ginsenoside)’이며, 프로토페낙사디올(protopanaxadiol)계인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등과 프로토페낙사트리올(protopanaxatriol)계인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등이 알려져 있다(Wu and Zhong, 1999). 이 성분들의 약리작용으로는 항암활성, 항염증, 항당뇨작용 등이 알려져 있다. 이 성분들을 직접 암세포를 이용하여 in vitro에서 항암활성 등을 측정하면 활성은 없으나, 경구투여할 경우 장내세균의 대사를 받아 화합물 K 등으로 전환되면서 강한 암세포독성과 암전이 억제 활성을 나타낸다((Shinkai et al., 1996; (Li et al.,2005).
장내세균에 의하여 인삼이 대사되는 과정을 살펴보면, 먼저 프로토페낙사디올계 화합물인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등은 진세노사이드 F2를 경유하여 화합물 K로 대사된다. 이러한 대사반응은 장내에 우세균인 Bacteroides속, Fusobacterium속, Provetella속 균주 등에 의해 촉매된다. 또한, 프로토페낙사트리올계 화합물인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등은 이들 속 균주들에 의해 진세노사이드 Rh1 또는 F1로 대사되고, 더 나아가 protopanaxatriol로 대사된다(Bae et al., 2004, 2003).
이렇게 전환된 진세노사이드를 함유한 인삼을 복용하게 되면 장내세균에 의 해 진세노사이드 Rh2, 더 나아가서 protopanxadiol로 전환될 수 있다.
그러나 인삼사포닌을 분해하는 장내세균은 사람의 체질 및 식습관에 따라 저마다 효능의 차이가 나타날 수 있다. 따라서, 상기와 같이 인삼의 사포닌을 대사를 시킬 수 없는 사람들은 인삼사포닌의 극성을 비극성 화합물로 전환시킬 수 없어 혈액 중으로 인삼 사포닌의 흡수가 어렵게 되며, 인삼을 섭취하더라도 그 효능을 기대하기는 쉽지 않다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 섭취 전 번데기 동충하초 균사체를 이용하여 진세노사이드를 발효 전환시킴으로써 다양한 생리활성을 가진 진세노사이드 대사체를 다량 함유하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 다양한 생리활성을 가진 진세노사이드 및 진세노사이드 대사체의 체내 흡수율을 향상시킬 수 있는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인삼 또는 홍삼에 번데기 동충하초(Cordyceps militaris) 균사체를 첨가하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다.
특히, 상기 번데기 동충하초 균사체는 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 번데기 동충하초 균사체는 동충하초(Cordyceps sinensis), 차가버섯(Inonotus obliquus), 흰목이버섯(Trenella fuciformis), 표고버섯(Lentinus edodes), 잎새버섯(Grifola frondosa), 상황버섯(Phellinus linteus) 등의 버섯 균사체와 함께 사용될 수 있다.
상기 발효는 3~5일간 실시되는 것이 좋다.
본 발명의 발효인삼 또는 발효홍삼은 섭취 전 번데기 동충하초 균사체를 이용하여 진세노사이드를 발효 전환함으로써 다양한 생리활성을 가진 진세노사이드 대사체를 다량 함유하고 있으며, 이러한 진세노사이드 및 진세노사이드 대사체의 체내 섭취율을 향상시킬 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
이하 본 명세서에서 기재하는 ‘사포닌’은 특별하게 다른 언급이 없는 한 진세노사이드, 즉 인삼사포닌을 의미하는 것이다.
또한, 본 명세서에서는 기재의 편의상 본 발명의 방법이 인삼 또는 홍삼에 적용되는 것으로 기재하고 있으나, 본 발명은 다양한 형태로 가공된 모든 인삼, 예컨대 수삼, 미삼, 백삼 및 홍삼에 모두 적용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 포함되는 것이다.
본 발명자는 진세노사이드가 장내세균에 의해 대사되었을 때 그 약리효과가 발현된다는 점에 착안하여 연구한 결과, 인삼이나 홍삼을 섭취하기 이전에 버섯 균사체를 이용하여 진세노사이드를 섭취하기 쉬운 대사체로 전환한 결과, 번데기 동충하초 균사체에 의해 발효 전환된 발효인삼이나 발효홍삼의 경우 체내 흡수되기 쉬운 형태의 진세노사이드 대사체를 다량 함유하며, 진세노사이드 및 진세노사이드 대사체의 체내 흡수율을 현격히 향상시킬 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 발효인삼 또는 발효홍삼은 인삼 또는 홍삼에 번데기 동충하초(Cordyceps militaris) 균사체를 첨가하여 발효시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 상기 인삼은 공지된 다양한 인삼을 사용할 수 있으며, 고려삼(Panax ginseng), 회기삼(P. quiquefolius), 전칠삼(P. notoginseng), 죽절삼(P. japonicus), 삼엽삼(P. trifolium), 히말라야삼(P. pseudoginseng) 및 베트남삼(P. vietnamensis)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 또한 본 발명에 사용되는 상기 홍삼은 상기 인삼을 가공처리 하여 제조된 것을 사용할 수 있다.
상기 인삼 또는 홍삼은 분말, 추출액 등 다양한 형태로 이용될 수 있다. 특히, 상기 홍삼이 추출액 형태로 이용될 경우에는 15brix 이상의 농도로 이용하는 것이 최종 제조된 발효홍삼 중 진세노사이드 함량 증가와 진세노사이드 대사체의 전환에 있어 더욱 좋다.
본 발명의 방법에 따르면, 먼저 인삼 또는 홍삼에 번데기 동충하초 균사체를 접종한다.
본 발명에서 사용되는 상기 번데기 동충하초 균사체는 균사체 자체, 이의 배양액, 상기 배양액의 농축액, 상기 배양액의 건조물 등을 사용할 수 있다. 이때, 번데기 동충하초 균사체의 배양액이란 당업계에 공지된 통상의 배지 및 조건에서 배양한 결과물을 의미한다.
특히, 상기 번데기 동충하초 균사체는 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)는 번데기 동충하초로부터 분리된다.
구체적으로, 상기 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)는 번데기 동충하초 추출물을 희석하여 적당한 배지에 배양한 후 배양된 집락의 성상이 우세한 균주를 분리하고, 이들의 16S rDNA의 염기 서열을 결정하고 기존 등록된 다른 균주들과의 상동성을 측정하여 분리 균주를 동정하였다.
그 결과, 번데기 동충하초 추출물로부터 분리한 균주는 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris)임을 확인하였으며, 2009년 4월 24일자로 한국생명공학연구원의 유전자은행(KCTC)에에 기탁번호 KCTC 11504BP로 기탁되었다.
상기 번데기 동충하초 균사체의 접종량은 특별히 제한되지 않으나, 구체적으로 인삼 또는 홍삼 전체 부피에 대하여 1.0~4.0%(v/v)로 접종할 수 있으며, 바람직하게는 2.0~4.0%(v/v)로 접종할 수 있다. 상기 접종범위 내에서는 균주의 증식속도가 빨라 더욱 좋다.
상기 번데기 동충하초 균사체는 필요에 따라 동충하초(Cordyceps sinensis), 차가버섯(Inonotus obliquus), 흰목이버섯(Trenella fuciformis), 표고버섯(Lentinus edodes), 잎새버섯(Grifola frondosa), 상황버섯(Phellinus linteus) 등의 버섯 균사체와 함께 사용할 수 있다. 이때, 상기 버섯 균사체들의 접종량은 특별히 제한되지 않으나, 인삼 또는 홍삼 전체 부피에 대하여 1.0~4.0%(v/v)로 접 종할 수 있다.
상기와 같이 번데기 동충하초 균사체 또는 필요에 따라 버섯 균사체들을 접종한 다음에는 특정온도에서 일정시간 배양한다. 이때, 상기 배양 온도 및 시간은 당업자가 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 25~37℃에서 3~5일간 실시하는 것이 좋다. 특히, 배지로 홍삼 추출액을 이용할 경우 배양시간은 3일인 것이 가장 바람직하며, 홍삼 분말을 이용할 경우에는 배양시간이 5일인 것이 가장 바람직하다. 배양시간이 상기 범위일 경우에는 발효인삼이나 발효홍삼 중 최대의 진세노사이드와 진세노사이드 대사체를 함유하게 되어 더욱 좋다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 발효인삼 또는 발효홍삼은 인삼 또는 홍삼이 가지는 고유의 진세노사이드가 번데기 동충하초 균사체에 의해 발효 전환되어 체내에 흡수되기 쉬운 형태의 진세노사이드 대사체를 다량 함유하며, 이로써 발효인삼이나 발효홍삼 섭취 시 진세노사이드 및 진세노사이드 대사체의 체내 흡수율을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.
특히, 상기와 같은 본 발명에 따라 번데기 동충하초 균사체를 이용하여 발효 전환된 발효인삼 또는 발효홍삼은 발효 전 인삼 또는 홍삼에 포함되어 있는 Rg3, Rg5, Rk1, CK, Rh1, Rg2 등의 진세노사이드 대사체 총 함량 대비 1.5~2.5배, 바람직하게는 1.8~2.3배의 진세노사이드 대사체를 포함한다.
상기와 같이 제조된 본 발명의 발효인삼 또는 발효홍삼은 그대로 제품화할 수도 있지만 일반적으로 풍미를 올리거나 맛과 향이 우수한 제품(예를 들어, 식품, 약품 등)으로 만들기 위해 여러 가지의 성분을 첨가, 배합하여 최종 제품화할 수 있다.
상기 제품이라 함은 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하는 것으로, 그 종류에는 제한이 없으며, 상기 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP), 이의 배양액, 상기 배양액의 농축액, 상기 배양액의 건조물 등을 함유하는 이외에 다른 성분의 첨가에는 특별한 제한이 없다. 또한 상기 첨가, 배합하는 성분으로는 각종 천연추출물이나 당질, 유화제, 감미료, 산미료, 과즙 등이 있다.
본 발명에서는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조를 위한 일실시예로, 홍삼 분말과 홍삼 추출액을 이용하여 각각의 홍삼 분말과 홍삼 추출액에 PDB(Potato Dextrase Broth)에서 전배양한 버섯 균사체들, 구체적으로 번데기 동충하초 균사체(Cordyceps militaris SR-2(KCTC 11504BP))를 비롯하여 동충하초(Cordyceps sinensis), 차가버섯(Inonotus obliquus), 흰목이버섯(Trenella fuciformis), 표고버섯(Lentinus edodes) 및 잎새버섯(Grifola frondosa) 균사체를 각각 접종 및 배양하여 홍삼발효물을 제조하였다. 이같이 각각의 버섯 균사체를 접종 및 배양하여 제조된 홍삼발효물의 특성과 진세노사이드 및 대사체 함량을 평가하여 버섯 균사체들 중 번데기 동충하초 균사체가 인삼 및 홍삼에 함유된 진세노사이드를 발효 전환시키는데 매우 유용함을 확인하였다.
이하에서는 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
(균주 및
전배양
)
이하 발효홍삼 제조를 위하여 실시예들에 사용된 균주는 고려대학교 식품영양학과 기능성식품 연구실에서 보유하고 있는 버섯 균사체인 동충하초(Cordyceps sinensis), 차가버섯(Inonotus obliquus 26136, Inonotus obliquus 26147), 흰목이버섯(Trenella fuciformis), 표고버섯(Lentinus edodes) 및 잎새버섯(Grifola frondosa) 균사체를 사용하였다.
또한 상기 버섯 균사체들은 PDB(Potato Dextrase Broth, Difco Laboratories, St. Louis, USA)를 사용하여 25℃에서 5일간 전배양하였다.
실시예
1.
코디셉스
밀리타리스
(
Cordyceps
militaris
)
SR
-2(
KCTC
11504
BP
) 분리 및 동정
(균주 분리)
강원도 평창군에 소재하는 야산에서 유충을 기주로 하는 자실체를 분리하였으며, 자실체는 곤봉형의 머리부분과 이를 지지하는 자루부분으로 이루어져 있는데, 지상부 32×3㎜이고 담황색을 띠며 자루부분은 20㎜ 가량이었다. 분리한 자실체로부터 포자를 채취하여 water agar(Agar 20g, Water 1L) 배지에 접종하였다. 25℃ 인큐베이터에서 배양하면서 생육하는 균사 부위만을 2, 3차에 걸쳐 계속 이식 배양하여 균사체를 분리하였다.
(분리 균주 동정)
상기 번데기 동충하초로부터 분리된 균주(SR-2)의 균주 확인을 위한 염기서열 분석은 ITS1, ITS2 및 5.8S rDNA gene을 코딩(coding)하는 rDNA영역을 중합연쇄반응으로 증폭하여 시행하였다(White et al,. 1990). PCR(Gene Amp PCR System 2400, Perkin-Elmer)은 ITS5F(5'- GGAAGTAAAAGTGGTAACAAGG-3')와 ITS4R(5'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3')을 프라이머(primer)세트와 PCR premix(Bioneer Co., Korea)를 이용하여 초기변성(pre-denaturation) 94℃/5분, 변성(denaturation) 94℃/30초, 담금(annealing) 50℃/30초, 증폭(expresion) 72℃/1분 조건하에서 30 회 반복하고, 72℃/7분 추가 연장반응을 시행하였다. PCR 반응물은 1.6% 아가로스 겔(agarose gel)에서 확인하고, 젤 밴드를 잘라 QIAquick gel extraction kit(Qiagen, Germany)로 정제한 다음, pBluescrip phagemid (Stratagene, La Jolla USA)에 클로닝하여 염기서열분석에 사용하였다. 염기서열 분석을 통하여 얻어진 분리균주의 rDNA 부분 염기서열은 Blast network service를 이용하여 GenBank에 등록된 다른 균주의 염기서열과 비교함으로써 계통분류학적 유연관계를 분석하였다. 각 염기서열의 alignment는 Clustal X software와 Mega 3 program을 사용하여 정렬하였으며, 계통도는 neighbor-joining 방법을 사용하여 작성하였다(Saitou, N. and M. Nei. 1987. The neighbor-joining method : a new method for reconstructing phylogenetic trees. Mol. Biol. Evol. 4, 406-425).
그 결과, 표 1에 나타난 바와 같이 SR-2는 번데기 동충하초(Cordyceps militaris)이었다. 상기 SR-2는 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2로 명명되었고, 2009년 4월 24일자로 한국생명공학연구원의 유전자은행(KCTC)에 기탁번호 KCTC 11504BP로 기탁되었다.
또한, 도 1에 나타낸 계통수에 따르면 분리균주 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) KCTC 11504BP는 Cordyceps militaris CICC14014, Cordyceps militaris KACC500161 , Cordyceps militaris Tian-D, Cordyceps militaris C-8과 유전적 특성이 일치함에 따라 번데기 동충하초 버섯 균주임을 확인하였다.
실시예
2. 발효 홍삼 제조
홍삼 추출액(60brix)에 증류수를 가하여 18brix로 희석한 후, pH를 6.0으로 조정하여 가압살균하였다. 상기 가압살균한 홍삼 현탁액에 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)와 상기 PDB에서 전배양한 버섯 균사체를 각각 총 배양액의 2%(v/v) 수준으로 접종한 다음, 25℃에서 서서히 교반하면서 5일간 배양하여 홍삼발효물을 제조하였다.
실시예
3. 발효 홍삼 제조
금산에서 구입한 홍삼 분말 5g에 증류수 50㎖를 가하여 현탁한 후 가압살균하였다. 상기 가압살균한 홍삼 현탁액에 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)와 상기 PDB에서 전배양한 버섯 균사체를 각각 총 배양액의 2%(v/v) 수준으로 접종한 다음, 37℃에서 서서히 교반하면서 5일간 배양하여 홍삼발효물을 제조하였다.
비교예
1
상기 실시예 2에서 홍삼 현탁액에 버섯 균사체를 처리하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 실시하였다.
비교예
2
상기 실시예 3에서 홍삼 현탁액에 버섯 균사체를 처리하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 실시하였다.
상기 실시예 2 및 3과 비교예 1 및 2에서 제조한 각각의 홍삼발효물에 80% 에탄올 300㎖를 가하여 3시간 동안 환류하여 진세노사이드를 추출한 다음, 이 환류액을 30㎖까지 농축하였다. 이같이 처리하여 얻은 홍삼발효물을 이용하여 아래와 같은 실험에 사용하였다.
실험예
1. 홍삼 추출액을 이용한
홍삼발효물의
특성 평가
상기 실시예 2 및 비교예 1의 홍삼발효물의 폴리페놀함량, 총당 및 산성당 함량을 다음과 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
먼저, 폴리페놀함량은 FolinDenis 법(Dewanto, V., Wu, X., & Liu, R. H. (2002b). Processed sweet corn has higher antioxidant activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50, 49594964.)에 준하여 측정하였으며, 총당과 산성당의 함량은 phenolsulfuric acid법과 Blumenkrantz과 AsboeHansen법(Blumenkrantz, N. and AsboeHansen, G. (1973) Anal. Biochem., 54, 484)에 의해 측정하였다.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 버섯 균사체를 이용하여 발효하기 전 pH는 5.60이었으나, 발효가 진행된 5일 후에는 pH가 5.02~5.24로 감소하였다. 또한 고형분 함량은 발효 전에는 22.67%이었으나, 버섯 균사체에 의해 발효 전환된 후에는 16.67~21.60%로 다소 감소하였다.
총당 함량의 경우에도 버섯 균사체를 이용하여 발효시키지 않은 경우(비교예 1)에는 444.79㎎/㎖로 버섯 균사체에 의해 발효 전환된 실시예 2의 발효홍삼(319.12~405.74㎎/㎖)과 비교하여 높은 함량을 보였다. 이는 발효에 관여하는 버섯 균사체 생육에 필요한 탄소원으로 홍삼 추출액의 당이 이용되었음을 보여준 결과임을 알 수 있었다.
한편, 산성당 함량의 경우에는 버섯 균사체를 이용하여 발효시키지 않은 경우(비교예 1)에는 1307.07㎍/㎖인 반면, 차가버섯 균사체1 , 2 및 표고버섯 균사체에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우에는 각각 1549.49㎍/㎖, 1670.71㎍/㎖, 2155.56㎍/㎖로 높은 함량을 나타내었다. 홍삼에 함유된 산성당은 항암 등 면역활성물질로 알려져 있으므로 이러한 성분의 증가는 바람직한 것이다.
또한 폴리페놀 함량의 경우에는 버섯 균사체를 이용하여 발효시키지 않은 경우(비교예 1) 1052.76㎍/㎖이었으며, 버섯 균사체에 의해 발효 전환된 실시예 2의 경우 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)에 의해 발효 전환된 발효홍삼을 제외하고는 모든 발효홍삼에서 약간 감소하는 경향을 나타내었다.
실험예
2. 홍삼 추출액을 이용한
홍삼발효물의
총
진세노사이드
함량 및
대
사체 함량 측정
상기 실시예 2 및 비교예 1의 홍삼발효물의 진세노사이드의 분석을 위하여 HPLC를 사용하여 다음과 같은 방법에 준하여 분석하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
상기 실시예 2 및 비교예 1의 발효홍삼 농축액 1g을 각각 평량하여 70% 에탄올 50㎖를 가하여 80℃의 진탕 배양기에서 2회 추출하고 Whatman #1 paper를 이용하여 여과하였다. 이 여액을 진공농축기를 이용하여 감압 건조하고 50㎖의 증류수를 가하여 용해하였다. 상기 용액 1㎖에 디에틸에테르 2㎖을 가하여 혼합한 후, 1500rpm에서 10분간 원심분리하여 디에틸에테르를 제거하고, 여기에 다시 불포화 부탄올을 1.5㎖ 가하여 혼합한 다음 부탄올 층을 회수하였다. 3회 재 반복하여 회수한 부탄올층에 증류수 1.5㎖을 가하여 혼합하고 원심분리하여 물층을 제거하였으며, 이같은 조작을 2회 재반복하여 수용성 불순물을 세척하였다. 이렇게 얻어진 부탄올층은 40℃에서 N2 가스를 분사하면서 건조하였으며, 여기에 메탄올 0.5㎖을 가한 후, 0.45㎛ 멤브레인 필터로 여과하여 HPLC 분석용 시료로 사용하였다. HPLC 분석은 Prevail Carbohydrate ES 5μ column(Alltech, USA)이 장착된 HPLC를 이용하여 ELSD로 분석하였으며, 하기 표 3 및 표 4(그레디언트 테이블)에 표시한 바와 같은 조건에서 수행하였다. 한편, 진세노사이드 분석 시에는 엠보연구소(대덕, 한국)에서 구입한 14종의 표준물질(compound K, Rh2, Rh1, Rg5, Rk1, Rg2, Rg3, Rg1, Rf, Re, Rd, Rb2, Rc, Rb2)을 이용하여 표준곡선을 작성하고, 각 피크 면적비로부터 함량을 계산하였다.
실험결과 도 2에 도시한 바와 같이, 총 진세노사이드 함량은 발효 전(비교예 1) 6020.0㎍/㎖이었으나, 실시예 2의 경우에는 흰목이버섯 균사체, 차가버섯1 균사체, 표고버섯 균사체에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우에는 발효 전에 비하여 총 진세노사이드 함량이 낮게 나타났으며, 동충하초 균사체, 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP), 차가버섯2 균사체 및 잎새버섯 균사체에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우에는 다소 높은 함량을 보였다.
한편, 홍삼 이용시 가장 중요한 것은 진세노사이드 대사체의 함량으로, 비교예 1 및 실시예 2의 홍삼발효물로부터 진세노사이드 대사체인 Rg3, Rg5, Rk1, 화합물 K(CK), Rh1 및 Rg2의 함량을 측정한 결과, 발효 전(비교예 1)에는 1579.0㎍/㎖이었으나, 실시예 2의 경우에는 버섯 균사체에 의한 발효과정을 통하여 진세노사이드 대사체의 함량이 2085.3~3977.9㎍/㎖로 증가함을 확인할 수 있었다. 특히, 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP) 및 잎새버섯 균사체를 이용하여 발효 전환시킨 발효홍삼의 경우에는 각각 3045.5㎍/㎖, 3066.89㎍/㎖로 진세노사이드 대사체 함량이 높게 나타났다.
실험예
3. 홍삼 추출액 농도에 따른
홍삼발효물의
총
진세노사이드
함량 및 대사체 함량 측정
상기 실시예 2에서 홍삼 추출액(60brix)에 증류수를 가하여 그 농도를 각각 5, 10, 15, 20brix로 달리한 다음, 각각의 추출액에 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)를 접종하고 9일간 배양하였다. 그 다음, 홍삼발효액의 총 진세노사이드 함량과 대사체 함량을 측정하고, 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 이때, 진세노사이드의 분석은 상기 실험예 2와 같은 방법으로 실시하였다.
실험결과 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 번데기 동충하초 균사체 배양 시 홍삼 추출액의 농도가 5brix인 경우에는 진세노사이드 함량과 대사체의 전환 정도가 미미하게 나타났으나, 홍삼 추출액의 농도가 15, 20birx인 경우에는 진세노사이드 함량과 대사체의 전환이 뚜렷히 증가함을 확인할 수 있었다. 특히, 배양 3일에 가장 높은 진세노사이드 함량과 대사체의 전환을 보였으며, 5일에는 약간 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내었다.
따라서, 홍삼 추출액에 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)를 접종하여 배양할 경우, 15brix 이상의 홍삼 추출액에 번데기 동충하초 균사체를 접종하여 3일간 배양하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다.
실험예
4. 홍삼 분말을 이용한
홍삼발효물의
총
진세노사이드
함량 및
대사
체 함량 측정
홍삼 분말을 이용하여 상기 실시예 3 및 비교예 2의 홍삼발효물의 총 진세노사이드 함량 및 대사체 함량을 상기 실험예 2와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다. 이때, 진세노사이드의 분석은 상기 실험예 2와 같은 방법으로 실시하였다.
실험결과 도 5에 도시한 바와 같이, 총 진세노사이드 함량은 발효 전(비교예 1) 5650.0㎍/㎖이었다. 실시예 3의 발효홍삼의 경우에는 흰목이버섯 균사체, 차가버섯1 ,2 균사체, 표고버섯 균사체에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우에는 총 진세노사이드 함량이 낮게 나타났으나, 동충하초 균사체, 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP) 및 잎새버섯 균사체에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우에는 각각 5807.7㎍/㎖, 7930.6㎍/㎖, 6967.7㎍/㎖으로 다소 높은 함량을 나타내었다.
또한, 진세노사이드 대사체의 함량은 발효 전(비교예 1) 1248.1㎍/㎖이었으나, 실시예 2의 발효홍삼의 경우에는 버섯 균사체에 의한 발효과정을 통하여 1432.3~2590.2㎍/㎖로 증가하였음을 확인할 수 있었다. 특히, 홍삼추출액을 이용하여 실험한 실험예 2에서 보인 바와 유사하게 홍삼 분말을 이용한 경우에도 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP) 및 잎새버섯 균사체에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우 2590.2㎍/㎖, 2315.5㎍/㎖으로 높은 대사체 함량을 나타내었다.
이같이 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)의 경우 홍삼 추출액과 홍삼 분말 발효 시 모두 총 진세노사이드 함량과 진세노사이드의 발효 전환을 통한 대사체의 함량이 가장 높게 나타났으며, 이같은 결과를 통하여 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)가 홍삼 추출액과 홍삼 분말 중 함유된 진세노사이드의 발효 전환에 가장 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
실험예
5. 배양시간에 따른
홍삼발효물의
총
진세노사이드
함량 및
대사체
함량 측정
상기 실험예 4에서 우수한 진세노사이드와 대사체 함량을 나타낸 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)를 이용하여 배양시간에 따른 총 진세노사이드 함량과 대사체 함량을 측정하고, 그 결과를 도 6에 나타내었다. 이때, 진세노사이드의 분석은 상기 실험예 2와 같은 방법으로 실시하였다.
실험결과 도 6에 도시한 바와 같이, 번데기 동충하초 균사체인 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)에 의해 발효 전환된 발효홍삼의 경우 발효시간이 경과할수록 총 진세노사이드 함량이 증가하다가 3, 5일에 가장 높은 진세노사이드 함량을 보였으며, 이후 다시 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 홍삼의 기준물질인 Rg1과 Rb1의 함량의 경우에도 총 진세노사이드 함량과 유사한 변화를 나타내었다. 반면, 진세노사이드 대사체 함량의 경우 5일까지는 서서히 증가하다가 그 이후에는 다소 감소하는 경향을 나타내었다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한 첨부된 청구 범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 번데기 동충하초 분리균주의 계통도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 버섯 균사체를 이용하여 홍삼 추출액을 발효 전환시킨 홍삼발효물과 버섯 균사체로 발효시키지 않은 경우의 총 진세노사이드 함량 및 대사체 함량을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 번데기 동충하초 균사체를 이용하여 홍삼 추출액을 발효 전환시킨 홍삼발효물과 균사체로 발효시키지 않은 경우의 홍삼 추출액 농도에 따른 총 진세노사이드 함량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 번데기 동충하초 균사체를 이용하여 홍삼 추출액을 발효 전환시킨 홍삼발효물과 균사체로 발효시키지 않은 경우의 홍삼 추출액 농도에 따른 진세노사이드 대사체 함량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 버섯 균사체를 이용하여 홍삼 분말을 발효 전환시킨 홍삼발효물과 버섯 균사체로 발효시키지 않은 경우의 총 진세노사이드 함량 및 대사체 함량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 번데기 동충하초 균사체를 이용하여 홍삼 분말을 발효 전환시킨 홍삼발효물의 배양시간에 따른 총 진세노사이드 함량 및 대사체 함량을 나타낸 그래프이다.
Claims (9)
- 인삼 또는 홍삼에 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)를 첨가하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 코디셉스 밀리타리스(Cordyceps militaris) SR-2(KCTC 11504BP)는 동충하초(Cordyceps sinensis), 차가버섯(Inonotus obliquus), 흰목이버섯(Trenella fuciformis), 표고버섯(Lentinus edodes), 잎새버섯(Grifola frondosa), 상황버섯(Phellinus linteus) 중 선택된 어느 하나 이상의 버섯 균사체와 혼합하여 첨가되는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 발효는 3~5일간 실시하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
- 제1항에 있어서,상기 인삼 또는 홍삼은 분말 또는 추출액의 형태인 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
- 제5항에 있어서,상기 홍삼이 추출액 형태일 경우, 그 농도가 적어도 15brix인 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
- 제 1항 또는 제 3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼.
- 제7항에 있어서,상기 발효인삼 또는 발효홍삼은 발효 전 인삼 또는 홍삼에 포함되어 있는 진 세노사이드 대사체(Rg3, Rg5, Rk1, 화합물 K, Rh1 및 Rg2) 총 함량에 대하여 1.8~2.5배의 진세노사이드 대사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼.
- 제1항 또는 제 3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020090064204A KR100945587B1 (ko) | 2009-07-14 | 2009-07-14 | 동충하초 균사체로 발효시켜 다양한 생리활성을 갖는 진세노사이드 대사체를 다량 함유하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법 |
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|---|---|
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