KR101218275B1 - 인삼 또는 홍삼에 효모를 첨가하여 발효하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법 - Google Patents

인삼 또는 홍삼에 효모를 첨가하여 발효하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 효모를 이용한 발효인삼 또는 발효홍삼의 신규한 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 발효인삼 또는 발효홍삼을 제조하는데 필요한 반응 시간 절감 및 발효인산 또는 발효홍삼 생산시설의 대형화가 가능하다. 본 발명은 진세노사이드 화합물-K의 함량이 현저히 증가된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공한다.

Description

인삼 또는 홍삼에 효모를 첨가하여 발효하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법{Methods for Preparing Fermented Ginseng or Fermented Red Ginseng Using Yeast}
본 발명은 인삼 또는 홍삼에 효모(yeast)를 첨가하여 발효하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
인삼은 식물 분류학상 오가피과(Panax)의 인삼속에 속하는 다년생 숙근초로서 지구상에 약 11종이 알려져 있다. 인삼은 지금까지 많은 약리실험을 통해 콜레스테롤 저하, 지질과산화 억제, 혈압강하, 혈류증가, 뇌혈관확장, 심장기능항진, 항부정맥, 항혈전, 혈소판응집 억제, 만성신부전 치료 효과, 세포독성 및 암 억제, 면역조절 작용, 기억력 증가, 뇌대사 항진, 항스트레스, 항산화 작용, 항노화 작용, 항궤양 및 위액분비 억제, 작업 능력 항진, 방사선에 대한 보호작용, 항당뇨, 해독, 간세포 효소 증가, 천식 치료, 항염증, 진통작용, 빈혈치료, 생식능력 증진 및 성수행능력 증진, 알코올 혈중농도 저하, 항알러지, 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. 당이 분해되어 흡수되기 쉬운 형태인 진세노사이드 대사체(예를 들어, 화합물 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 J et al., J Biotechnol 68:89-99(1999)). 이 성분들의 약리작용으로는 항암활성, 항염증, 항당뇨작용 등이 알려져 있다. 이 성분들을 직접 암세포를 이용하여 인 비트로에서 항암활성 등을 측정하면 활성은 없으나, 경구투여할 경우 장내세균의 대사를 받아 화합물 K 등으로 전환되면서 강한 암세포독성과 암전이 억제 활성을 나타낸다.
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 프로토페낙사트리올로 대사된다.
최근에는 이러한 인삼의 약효성분이 인체 내로 용이하게 흡수되도록 하며, 인삼에 극미량으로 존재하는 성분들을 강화시키는 방법으로서 인삼을 장내 미생물또는 유산균을 이용하여 발효하거나 및 효소를 처리하는 방법 등이 사용되고 있다.
대한민국 특허출원 공개 제2006-0001834호는 인삼 또는 홍삼에 김치 유산균을 접종하고 유기산을 처리하는 단계를 포함하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 개시하고 있다. 대한민국 특허출원 공개 제2003-61756호는 인삼을 아스퍼질러스로 발효한 후 전분 분해효소 및 단백질 분해효소로 분해하는 것을 특징으로 하는 기능성 및 관능성이 우수한 인삼 발효액의 제조방법을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 특허출원 공개 제2006-74970호는 락토바실러스 카제이 하세가와 균주로 인삼 내의 배당체 성분을 분해하여 얻은 분해물을 포함하는 발효인삼을 개시하고 있다. 대한민국 특허출원 공개 제1998-040224호는 다양한 락토바실러스 균주로 인삼을 발효하여 사포닌 분해물을 포함하는 발효인삼을 개시하고 있다.
발효홍삼을 제조하는 방법은 현재 누룩균을 이용한 발효, 유산균을 이용한 발효, 장내세균을 이용한 발효, 효소를 이용한 발효 등이 특허로 출원 또는 등록되어 있다. 하지만 효모를 이용한 방법은 아직까지 없다. 이는 알코올을 생산 하는 효모의 경우 맛의 변성과 알코올의 생산 배당체의 당 가수분해가 원활하지 않기 때문이다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은, 인삼 또는 홍삼에 포함되어 있는 사포닌, 즉 진세노사이드를 인체에 보다 유용한 형태로 전환(conversion)시킬 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구 노력한 결과, 인삼 또는 홍삼에 효모를 접종하여 발효하면 인삼 또는 홍삼 고유의 진세노사이드가 인체에 유용한 형태의 진세노사이드(특히, 화합물-K)로 전환됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 인삼 또는 홍삼에 효모(yeast)를 첨가하여 발효하는 것을 특징으로 하는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다.
본 발명자들은 인삼 또는 홍삼에 포함되어 있는 사포닌, 즉 진세노사이드를 인체에 보다 유용한 형태로 전환(conversion)시킬 수 있는 방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 인삼 또는 홍삼에 효모를 접종하여 발효하면 인삼 또는 홍삼 고유의 진세노사이드가 인체에 유용한 형태의 진세노사이드(특히, 화합물-K)로 전환됨을 확인하였다.
본 발명은 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것이다.
기재의 편의상, 본 발명의 방법은 인삼 또는 홍삼에 적용되는 것으로 본 명세서에 기재되어 있다. 그러나, 본 발명은 다양한 형태로 가공된 모든 인삼, 예컨대, 수삼, 미삼, 백삼 및 홍삼에 적용될 수 있으며, 이는 본 발명의 범위에 포함된다는 것은 당업자에게 명확하다.
본 발명의 방법의 각 단계를 언급하면서 사용되는 용어 “인삼”은 홍삼을 만들기 위한 처리를 하지 않은 인삼을 의미한다.
본 발명에서 이용되는 인삼으로는, 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. 본 발명에서 이용되는 홍삼은 상기 인삼을 가공처리 하여 제조된 것이다.
또한, 본 발명에서 이용되는 홍삼농축액은 상기 홍삼을 농축하여 제조한 것이다. 홍삼을 농축하는 것은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 실시할 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 우선 효모를 인삼 또는 홍삼에 접종한다.
본 발명에 적합한 효모는 당업계에 공지된 다양한 효모를 포함한다. 본 명세서에서 용어 “효모(yeast)”는 자낭균류에 속하는 균으로 엽록소가 없는 단세포로 이루어진 원형 또는 타원형의 균을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 효모는, Pichia anomola, Pichia anomola, Pichia guilliermondii, Pichia kluyveri, Pichia membranifaciens, Pichia norvegensis, Pichia ohmeri, Pichia pastoris 및 Pichia subpelliculosa로 구성된 군으로부터 선택되는 효모이다. 보다 바람직하게는, 본 발명에서 이용되는 효모는 Pichia anomola, Pichia anomola, Pichia pastoris 또는 Pichia subpelliculosa이며, 가장 바람직하게는 Pichia pastoris 이다.
효모의 접종은 인삼 또는 홍삼의 추출액, 인삼 또는 홍삼의 농축액, 혹은 인삼 또는 홍삼 뿌리의 절편이 침지된 물에 할 수 있다. 효모의 접종량은 특별히 제한되지 않으며, 발효액 전체 부피에 대하여 0.5-10 %(v/v)가 바람직하며, 보다 바람직하게는 1-5 %(v/v)이다.
본 발명에 따르면, 효모는 고정화 또는 비고정화 시킨 효모를 이용할 수 있다. 효모를 고정화하는 것은 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 실시할 수 있다.
구체적인 일 실시예에 따라 고정화 과정을 설명하면 다음과 같다: 효모를 살균된 10 mL의 YPD 배양액에 접종하고 30℃에서 24시간 동안 배양한 후 배양액을 살균된 100 mL의 YPD 배양액에 넣고 24시간 배양한다. 배양된 균을 원심분리하여 균체를 수득하고 5% 소듐 알기네이트 용액 또는 10% PVA(poly-vinyl alcohol) 및 3% 소듐 알기네이트 혼합 용액에 수득된 균체를 1% 첨가한 후 골고루 섞은 후, 교반하고 있는 0.3M 칼슘 클로라이드 용액에 떨어뜨려 비드를 만든다. 비드는 24시간 동안 냉장 보관한 후 0.5M KH2PO4(pH 5) 용액으로 교체하여 1시간 동안 보관하고 증류수로 세척하여 고정화를 완료한다.
이렇게 고정화된 효모는 비고정화 효모와 비교하여 홍삼 발효과정에서 현저한 장점을 발휘한다. 고정화된 효모의 최적 반응 온도는 비고정화 효모와 비교하여 약 10-20℃ 정도 높은 쪽으로 이동한다. 따라서, 고정화된 효모를 이용하는 경우에는 바람직하게는 30-50℃, 보다 바람직하게는 40-50℃, 가장 바람직하게는 45-50℃의 온도에서 발효공정이 실시된다. 이러한 고온 생산방법은 산업적 스케일의 대량 생산 시스템에서 유리하다.
본 발명의 고정화 효모를 배치(batch) 반응기 또는 컬럼형 반응기에 적용하여 인삼 또는 홍삼을 발효할 수 있다.
구체적인 일 실시예에 따라 고정화 효모를 이용한 배치 반응 발효 과정을 설명하면 다음과 같다: 고정화 효모를 살균된 10% 홍삼 농축액과 10% YPD 배지가 첨가된 1 L의 배양액에 접종하고 교반기를 이용하여 교반하면서 37℃에서 24시간 동안 배양한다. 배양이 완료된 후 부직포를 이용하여 비드를 제거하고 발효 홍삼액은 멸균하여 72 브릭스로 농축한다.
구체적인 일 실시예에 따라 고정화 효모를 이용한 컬럼 충진형 발효 과정을 설명하면 다음과 같다: 45℃로 항온 유지된 유리 컬럼(50×300mm)에 고정화된 비드를 채우고 이송펌프에 5% 홍삼농축액을 유속 1 mL/분으로 상부에서 하부로 흘려준다. 수득한 발효 홍삼액은 멸균한 후 72 브릭스로 농축한다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 의해 제조된 발효홍삼은 진세노사이드 화합물- K의 함량이 현저하게 증가한다. 진세노사이드 화합물-K는 20-O-β-D-글루코피라노실-20(S)-프로토파낙사디올 (20-O-β-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol)로서, 인삼의 사포닌 성분 중 프로토파낙사디올에 당(글루코오즈)이 하나 붙어 있는 구조를 갖는다. 진세노사이드 화합물-K는 홍삼에는 존재하지 않는 발효홍삼의 특이 성분으로 암세포 증식 억제 작용, 종양 증식 억제 작용 및 항암제의 항암 활성 증대 작용 등의 약리적 효능이 있는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 효모를 이용하여 홍삼 농축액을 발효한 후 진세노사이드 화합물-K의 함량은 총 조사포닌 함량의 10% 이상이 된다(표 3). 장내세균 및 누룩균을 이용하여 홍삼 농축액을 발효한 경우에 진세노사이드 화합물-K가 전혀 생성되지 않고, 유산균을 이용하여 발효한 경우에는 진세노사이드 화합물-K의 생성은 0.1 mg 미만이나 효모를 이용하여 발효한 경우에 진세노사이드 화합물-K가 10 mg 이상 생성된다. 본 발명의 일 구체예인 실시예 4에서 확인할 수 있듯이, 효모를 이용한 발효 과정을 통해 진세노사이드 화합물-K가 특이적으로 생성된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공한다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 효모를 이용한 발효인삼 또는 발효홍삼의 신규한 제조방법을 제공한다.
(b) 본 발명에 따르면, 진세노사이드 화합물-K의 함량이 현저히 증가된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공한다.
(c) 본 발명은 반응 시간 절감 및 생산시설 대형화가 가능하다는 이점이 있다.
도 1은 Pichia pastoris 고정화 비드의 단면도를 나타낸 그림이다.
(a) 주사전자현미경(SEM)을 통한 외부형태, (b) 주사전자현미경을 통한 내부형태, (c) 광학현미경을 통한 단면형태
도 2는 발효홍삼의 사포닌을 LC-MS/MS를 통해 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
(a) 표준품, (b)진세노사이드 화합물-K 및 Rh2의 LC-MS/MS 크로마토그램
도 3은 효모 발효 전후의 사포닌 변화를 나타낸 크로마토그램이다.
도 4는 효모 발효홍삼의 공정 모식도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예 1: 효모의 고정화(immobilization)
알기네이트 고정
효모(Pichia pastoris, KCTC 7190)를 10 mL의 YPD 배양액에 접종하고 30℃에서 24시간 동안 배양한다. 배양된 접종원은 살균된 100 mL의 YPD 배지에 접종하고 1일간 배양한 후 배양된 균을 3000 rpm에서 15분간 원심분리 하여 균체를 수득하였다. 5% 소듐 알기네이트 용액에 수득된 세포를 1% 첨가한 후 거품이 생기지 않도록 조심스럽게 골고루 혼합하였다. 골고루 섞인 균 혼합액을 0.3M 칼슘 클로라이드 용액에 떨어뜨려 비드를 제조하였다. 형성된 비드는 24시간 동안 냉장 보관한 후 증류수로 깨끗이 세척하였다.
PVA-알기네이트 고정
효모(Pichia pastoris , KCTC 7190)를 10 mL의 YPD 배양액에 접종하고 30℃에서 24시간 동안 배양하였다. 배양된 접종원은 살균된 100 mL의 YPD 배지에 접종하고 1일간 배양한 후 배양된 균을 3000 rpm에서 15분간 원심분리 하여 균체를 수득하였다. 10% PVA(poly-vinyl alcohol) 및 3% 소듐 알기네이트를 혼합한 용액에 수득된 균체를 1% 첨가한 후 거품이 생기지 않도록 조심스럽게 골고루 혼합하였다. 0.3M 칼슘 클로라이드 용액에 떨어뜨려 비드를 제조하였다. 형성된 비드는 24시간 동안 냉장 보관한 후 0.5M KH2PO4 pH 5 용액으로 교체하여 1시간 보관한 후에 증류수로 깨끗이 세척하였다.
고정화 결과
두 가지의 고정화방법 중 물리적 형태적 특징을 살펴보면 알기네이트 고정을 이용할 경우가 PVA 알기네이트 고정에 비해 경도가 높으며 외형적 형태의 경우 동일하다(도 1). 단 알기네이트 고정의 경우 충격에 의한 파손이 생기나 PVA + 알기네이트 고정의 경우 충격에 강한 강점을 가지고 있다. 효모고정의 경우 발효에 있어 균을 이용한 고정에 비하여 반응온도를 올릴 수 있으며 고정화 단계에서 균체량의 함량을 높이거나 비드를 이용한 응용적 발효가 가능하다. 본 발명에서는 배치 배양(batch culture)을 기본으로 하였으며 반응의 균체반응과 동일한 재현을 위하여 조건을 같이 하였다. 비드 내부와 외피층에 균체가 포집되어 있는 것을 확인 할 수 있으며 균체를 이용한 발효에 비해 비드를 이용하여 공정상 여과과정이 매우 용이해 진다.
실시예 2: 비고정화 효모발효
접종원 배양은 반응 기질의 1%로 고정하였으며 1 L 발효를 기준으로 설명한다.
10 mL의 YPD 배양액에 효모를 접종하여 30℃에서 24시간 동안 배양하였다. 배양된 접종원은 살균된 10% 홍삼 농축액과 10% YPD 배지가 첨가된 1 L의 배양액에 접종하였다. 30℃에서 24시간 배양하고 121℃에서 15분간 살균한 후 3000 rpm에서 15분간 원심분리 한 후 72 브릭스(brix)로 농축하였다.
P. pastoris를 10 mL의 YPD 배지에서 30℃에서 1일간 배양한 후 물에 10% YPD 배지에 15% 홍삼을 첨가한 배지에 접종한다. 30℃에서 1시간 단위로 2일간 배양하여 진세노사이드 화합물-K(ginsenoside compound-K)의 생성정도와 홍삼의 기준인 Rb1 및 Rg1의 함량을 분석하여 배양 시간을 최적화 하였다. 그 결과 6시간 이전에는 홍삼 성분의 변화가 없으나 그 이후로 발효의 양상을 보였다. 28시간 이후부터는 진세노사이드 화합물-K의 생성이 줄어들고 알코올생성이 급격히 늘어나며 풍미의 변화가 발생하였다. 따라서 최적의 배양 시간을 24시간으로 하였다.
실시예 3: 고정화 효모발효
배치( Batch ) 반응
준비된 고정화 효모를 살균된 10% 홍삼 농축액과 10% YPD 배지가 첨가된 1L의 배양액에 접종하였다. 교반기를 이용하여 교반하며 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 배양이 완료된 후 부직포를 이용하여 비드를 제거한 후 발효 홍삼액을 121℃에서 15분간 멸균한 다음 72 브릭스로 농축하였다. 1시간 단위로 시료를 수득하여 분석에 사용하였다.
컬럼 충진형 반응
45℃로 항온 유지된 유리 컬럼(50×300mm)에 고정화된 비드를 채우고 이송펌프에 5% 홍삼농축액을 유속 1 mL/분으로 상부에서 하부로 흘려주었다. 수득한 발효 홍삼액은 121℃에서 15분간 멸균한 후 72 브릭스로 농축하였다. 1시간 단위로 시료를 수득하여 분석에 사용하였다.
발효 진행정도
P. pastoris를 고정한 비드를 증류수로 충분히 세척하고 냉장 보관한 후 물에 10% YPD 배지에 15% 홍삼을 첨가한 배지에 접종한다. 비드가 충분히 교반이 될 수 있도록 하고 40℃에서 1시간 단위로 2일간 배양하여 진세노사이드 화합물-K의 생성정도와 홍삼의 기준인 Rb1 및 Rg1의 함량을 분석하여 배양 시간을 최적화 하였다. 그 결과 16시간을 적정 반응 시간으로 하였다.
각 조건에 대한 발효반응 진행정도
온도(℃) 비고정화 고정화
배치 반응 충진형 반응
(유속 1 mL/분)
30 26시간 28시간 반응이 거의 일어나지 않음
40 반응이 진행 되다 멈춤 18시간 반응이 일어나나 전환율이 낮음
50 반응 없음. 균체 사멸 11시간 발효 홍삼 가능
P. pastoris의 반응 온도의 경우 30℃를 최적 배양 온도로 알려진 반면 고정화를 통하여 50℃까지 반응이 가능한 것을 확인할 수 있었다. 뿐만 아니라 배치(batch) 반응에서 반응 시간을 하루에서 11시간 배양으로 줄일 수 있었다(표 1). 고정화의 경우 외부와의 차단에 의해 발효온도가 비고정화 반응보다 높은 온도에서 이루어지고 이는 사포닌이 높은 온도에 의해 당의 결합이 낮은 온도보다 결합력이 낮아져 효모에 의한 가수분해가 쉽게 일어나는 것을 알 수 있었다. 또한 고정화를 이용한 발효는 알코올 발효보다 당 가수분해에 더 적합한 것으로 보인다. 변형된 충진형 발효의 경우 생산의 대형화를 위한 하나의 방법으로 확인 하였으며 고온에서 흐르는 동안 당의 가수분해가 일어나서 연속적인 생산이 가능하다.
실시예 4: 조사포닌 분석
조사포닌 분석방법
사포는 분석은 LC-MS/MS(Agilent 1100, AB사 API-2000)를 이용하였으며 분석조건은 표 2에 기술하였다. 표준물질은 인삼 및 홍삼으로부터 분리하여 NMR 및 FAB-MASS를 통하여 동정한 것을 사용하였으며 표준품은 0.1 mg/mL의 농도로 메탄올에 녹여 기준물질로 삼았다. 시료제조는 5 g의 엑기스를 10 mL의 물에 용해시킨 후 분획여두를 이용하여 부탄올로 용매분획하여 부탄올 층을 회수 농축하여 조사포닌을 얻었다. 농축된 분석시료는 1 mg/mL로 메탄올에 용해하여 사용하였다.
LC-MS/MS 분석기기 및 분석조건
HPLC 시스템 Agilent 1100
바이너리 펌프 G1312A
탈기장치 G1379A
자동 샘플러 G1313A
컬럼 오븐 G1316A
LC-MS/MS 시스템 API-2000, (AB, USA)
이온 소스 Electro-spray ionization(ESI)
가스 N2
소프트웨어 Analyst TM 1.4.1
컬럼 Waters symmetry C18 (2.1×150mm 3.5)
유속 0.2 /min
시료주입량 5
이동 단계
A : H2O (0.2% formic acid / 0.04% ammonia)
B : ACN 		시간 A B
0 80 20
140 20 80
조사포닌 분석결과
LC-MS/MS 분석은 Agilent 1100 series HPLC에 AB사의 API-2000이 장착된 기기를 사용하였으며 네거티브 이온 모드에서 280에서 1300까지 Q1MS 스캔 모드를 통해 분석하였다. 진세노사이드 화합물-K는 분자량 621.6 [M-H]+로 확인하였으며 베이스 피크로 667.7 [M-HCOO-]+ 로 포름산(formic acid)이 결합한 분자량이다(도 3). 진세노사이드 화합물-K는 홍삼의 경우 존재하지 않으며 발효홍삼의 특이 성분이며 기능성 활성물질로 알려져 있다. 따라서 발효의 기준으로 이용하였으며 효모를 사용한 발효 후 그 함량은 10% 이상으로 확인하였다. 현재 시판되고 있는 발효홍삼 중 유산균을 이용한 발효제품, 누룩균을 이용한 발효제품, 장내세균을 이용한 발효제품과 비교 분석하였다(표 3). 전환사포닌의 다양성과 함량에 있어 현격한 차이를 나타냈으며 조사포닌의 함량 또한 차이를 보였다. 효모를 이용한 발효의 경우 특이적으로 Rh2의 생성보다 진세노사이드 화합물-K의 생성을 더 많이 보이고 있으며 이는 장내세균과 유산균을 이용한 발효에 비해 특이적이다.
발효홍삼의 사포닌 함량 비교
성분명 효모
발효		 H 사
(장내세균)		 G 사
(누룩균)		 Y 사
(유산균)		 홍삼
진세노사이드 Rb1 1.59 3.33 2.99 >0.1 5.09
진세노사이드 Rb2,b3 <0.1 <0.1 0.43 >0.1 0.81
진세노사이드 Rc 0.31 0.51 <0.1 >0.1 0.57
진세노사이드 Rd 1.18 2.41 2.11 >0.1 3.70
진세노사이드 Re 2.55 4.11 3.60 >0.1 6.05
진세노사이드 Rg1 2.38 2.59 2.99 4.11
진세노사이드 Rh1 7.58 9.35 9.84 1.52
진세노사이드 Rg3 11.1 2.58 2.96 4.56 7.44
진세노사이드 Rg2 7.05 5.80 3.16 0.51
진세노사이드 F1 0.13 <0.1 <0.1 1.10
진세노사이드 F2 1.42 1.12 1.39 0.49
진세노사이드 Rh2 <0.1 N <0.1 20.21 N
진세노사이드 화합물-K 10.6 N N <0.1 N
진세노사이드 PPD 3.63 2.75 6.18 6.35 1.76
진세노사이드 PPT <0.1 <0.1 <0.1 <0.1
총 조사포닌 61 mg/g 43 mg/g 48 mg/g 55 mg/g 73 mg/g
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 인삼 또는 홍삼에 피키아 파스토리스(Pichia pastoris) 효모(yeast)를 첨가하여 발효하여 진세노사이드 화합물-K(ginsenoside compound-K)의 함량을 증가시키는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 효모는 고정화 또는 비고정화 시킨 효모인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 고정화 효모는 알기네이트(alginate) 또는 PVA(poly-vinyl alcohol)-알기네이트 혼합물을 이용하여 고정화하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 고정화 효모는 배치 반응 또는 충진형 반응에 이용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  7. 삭제
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101564487B1 (ko) * 2013-11-14 2015-10-29 주점숙 저분자 진세노사이드의 제조방법
KR20180042697A (ko) * 2016-10-18 2018-04-26 건국대학교 산학협력단 신규한 고온성 베타-글루코시다아제 효소를 이용한 진세노사이드 컴파운드 k 제조방법
CN109609395A (zh) * 2019-01-04 2019-04-12 中国食品发酵工业研究院有限公司 毛榛毕赤酵母及其应用
CN110257267A (zh) * 2019-07-12 2019-09-20 东北林业大学 一株可降解聚乙烯的季也蒙毕赤酵母
CN111763705A (zh) * 2019-04-01 2020-10-13 伽蓝（集团）股份有限公司 一种人参皂苷组合物的制备方法及其应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007302643A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Nichirei Foods:Kk γ−アミノ酪酸含有人参発酵物及びその製造方法
KR20090109760A (ko) * 2008-04-16 2009-10-21 주식회사 엔유씨전자 Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｍｅｎｔｕｍＮＵＣ-Ｃ1 ＫＣＣＭ10929Ｐ로 제조한 발효홍삼 및 그제조방법
KR20110087900A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 주식회사 비피도 고정화된 베타-글리코시다제를 이용한 진세노사이드 컴파운드 케이의 연속생산 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007302643A (ja) * 2006-05-15 2007-11-22 Nichirei Foods:Kk γ−アミノ酪酸含有人参発酵物及びその製造方法
KR20090109760A (ko) * 2008-04-16 2009-10-21 주식회사 엔유씨전자 Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｍｅｎｔｕｍＮＵＣ-Ｃ1 ＫＣＣＭ10929Ｐ로 제조한 발효홍삼 및 그제조방법
KR20110087900A (ko) * 2010-01-27 2011-08-03 주식회사 비피도 고정화된 베타-글리코시다제를 이용한 진세노사이드 컴파운드 케이의 연속생산 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101564487B1 (ko) * 2013-11-14 2015-10-29 주점숙 저분자 진세노사이드의 제조방법
KR20180042697A (ko) * 2016-10-18 2018-04-26 건국대학교 산학협력단 신규한 고온성 베타-글루코시다아제 효소를 이용한 진세노사이드 컴파운드 k 제조방법
KR101878392B1 (ko) * 2016-10-18 2018-07-13 건국대학교 산학협력단 신규한 고온성 베타-글루코시다아제 효소를 이용한 진세노사이드 컴파운드 k 제조방법
CN109609395A (zh) * 2019-01-04 2019-04-12 中国食品发酵工业研究院有限公司 毛榛毕赤酵母及其应用
CN111763705A (zh) * 2019-04-01 2020-10-13 伽蓝（集团）股份有限公司 一种人参皂苷组合物的制备方法及其应用
CN111763705B (zh) * 2019-04-01 2024-04-19 上海自然堂集团有限公司 一种人参皂苷组合物的制备方法及其应用
CN110257267A (zh) * 2019-07-12 2019-09-20 东北林业大学 一株可降解聚乙烯的季也蒙毕赤酵母

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