KR101245076B1 - 소태나무 껍질 추출물을 이용한 산삼배양근의 향기 성분 증진 방법 - Google Patents

소태나무 껍질 추출물을 이용한 산삼배양근의 향기 성분 증진 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소태나무 껍질 추출물을 이용하여 인삼 향기 성분이 증가하는 산삼배양근을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소태나무 껍질 추출물을 정제수 50배 가수하여 90℃ 12시간 추출한 후 산삼배양근 배지에 L당 7.5g 첨가하여 배양하는 단계로 배양 제조된 산삼배양근은 인삼 향기 성분 중 리모넨(LIMONENE) 계열 성분, 테르피놀렌(Terpinolene) 계열 성분, 그리고 베타-엘레멘(beta-ELEMENE) 계열 성분이 증가한다는 발명에 관한 것이다.

Description

소태나무 껍질 추출물을 이용한 산삼배양근의 향기 성분 증진 방법 {method for increasing aromatic compounds in cultured wild ginseng using the Picrasma quassioides Benn bark extract}
본 발명은 소태나무 껍질 추출물을 이용하여 산삼배양근의 인삼향을 증진시키는 방법으로서, 구체적으로는 조직배양에 의해 증식된 산삼 부정근을 배지에 접종하여 생물반응 배양기에 배양할 시 소태나무 껍질 추출물을 배지와 혼합할 경우 인삼향 성분이 증진한다는 효과에 관한 것이다.
소태나무는 소태나무과 소태나무속에 속하는 갈잎큰키나무이다. 소태나무과는 열대지방에 약 28속 150여종이 있으며 소태나무속은 전세계에 약 8종이 있고, 우리나라에는 1종이 분포되어 있다.
소태나무는 높이가 9∼12m까지 산에서 자라고, 나무껍질은 진한 흑갈색이며 노목은 세로로 갈라진다. 어린가지는 진한 녹색이고 털이 없으며 뚜렷한 황색의 껍질눈이 있다. 작은잎의 길이는 4∼10cm이며 너비가 2∼4cm이고 끝은 길고 뾰족하며 밑부분은 넓은 쐐기꼴이고 양측은 비대칭이며, 가장자리에 고르지 않는 톱니가 있다. 잎자루는 매우 짧거나 거의 없다. 작은 잎 앞면은 털이 없고 광택이 있으며 뒷면 잎맥 위에 털이 있거나 없다. 꽃받침은 4∼5개이고 난형이며 가는 털이 덮여 있는 때도 있다. 꽃잎은 4∼5개이고, 4∼5개의 열이 있는 꽃받침의 밑부분에 붙어 있다. 개화기는 4∼6월이고 결실기는 8∼9월이다. 달걀형 핵과 열매는 검게 익으며 꽃받침이 달여 있다.
소태나무는 주로 젖어서 비옥한 골짜기, 숲가, 시냇가 등에 자라고, 이름의 유래는 이 나무의 껍질이 소의 태처럼 쓰이기 때문에 '소태나무' 라는 이름이 붙게 되었다고 한다.
인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 오갈피나무과(Araliaceae) 인삼속(Panax)에 속하는 다년생 초본으로 한방에서 사용되는 한약재 중의 하나로 달면서 쓴맛이 있고, 따뜻한 기운을 가지고 있으며, 원기를 보하고 비장을 보호하고, 폐를 튼튼하게 해주는 등 본초학적 효능을 가지고 있다.
인삼 및 산삼의 주요 생리활성 물질은 진세노사이드(ginsenoside)라고도 불리는 사포닌과 정유성분, 폴리아세틸렌, 페놀성분, 배당체 및 산성펩타이드 등이 있으며, 그 밖에도 비타민, 당류, 무기질과 같은 다양한 성분들이 함유되어 있다.
일반적인 인삼 및 산삼의 생리활성 효능은 중추신경계의 작용, 면역기능강화 작용, 항암작용, 간기능 강화작용 등이 보고되어 있다.
또한 야생에서 자란 것 인삼을 일컷는 산삼은 당뇨, 암, 혈압, 등 각종 성인병 예방과 신진대사 촉진 작용을 하며, 인체의 저항력을 높임과 동시에 면역기능을 향상시켜 준다고 알려져 있다.
최근에는 산삼근의 배양이 실험실에서 가능해짐에 따라 산삼에 대한 더 많은 연구가 이루어지고 있다. 산삼배양근은 천연 야생산삼으로부터 조직을 분리하여 세포괴와 부정근을 단계별로 유도하고, 이들 뿌리 중에서 건실한 것을 선별한 후, 생물반응기를 이용하여 45일 가량 배양하여 생산되고 있다.
이러한 산삼배양근은 야생 산삼 및 인삼과 동일한 진세노사이드 성분등을 함유 하고 있고, 대체로 인삼보다 사포닌 함량이 높고 인삼에서는 볼 수 없는 다양한 약리성분을 함유하고 있는 것으로 알려져 있다.
그리고 이를 이용한 다양한 제품개발이 시도되고 있어, 현재 추출음료 및 농축액 유형의 제품이 유통되고 있다.
인삼 및 산삼의 향기성분 연구는 초기에 methoxypyrazine계와 sesquiterpene alcohol류의 대하여 수행되었으며, limonene과 linalool 같은 monoterpene류도 발견되었다.
또한 향기성분으로서 수증기로 증류한 후 ether 추출하여 농축한 시료로부터 alcohol, ester, monoterpene과 다량의 sesquiterpene류 등이 분리되었고, 이러한 성분을 분리하여 인삼 및 산삼의 주요 향기 성분으로 제시하고 이들의 화학적인 구조도 규명되었다.
하지만 산삼배양근은 단기적인 시간의 인공배양이 원인인 듯 일부 특유의 인삼 및 산삼 향미가 약한면이 있다. 향미 관능검사는 남녀 각각 10명씩 총 20명의 패널이 생물 인삼과 산삼배양근을 직접 향을 맡고 먹어보면서 표현하도록 하였다.
[표 1]
인삼과 산삼배양근 향미 기호도 평가
Figure 112010504017811-pat00001
표1에서 보듯이 산삼배양근의 향미에 대한 단점을 보안하기 위해 향기 성분을 증진하는 방법을 모색하였고, 이중 소태나무 껍질 추출물을 이용하여 산삼배양근을 배양한 결과 향기 성분이 증진되는 것을 확인하고 이를 발명하였다.
이에 본 발명은 종래의 산삼배양근 배양 후 수확한 원료에서 향기가 약한 것을 해결하기 위한 것으로, 소태나무 껍질 추출물을 이용하여 산삼배양근을 배양함에 따라 유효성분인 향기성분이 증가한다는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산삼배양근을 배양하는데에 있어서 이용하는 산삼 부정근, 배양액, 생물반응기 외에 소태나무 껍질 추출물을 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 방법에 의해 배양된 산삼배양근으로 건조된 소태나무 껍질에 정제수를 50배 가수하여 90℃ 12시간 추출하고 산삼배양근 배지에 L당 7.5g 첨가하여 약 45일 ∼ 50일간 배양하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 방법에 의해 생산된 산삼배양근과 일반 배양된 산삼배양근을 SPME 및 GC-MS 방법으로 향기성분을 분석하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 내용을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 사용하는 산삼배양근은 엄선된 산삼을 재료로 하여 선별된 것으며 생물반응기를 이용하여 산삼처럼 뿌리만 대량으로 생산 할 수 있는 것으로 본 재료로 사용되는 산삼의 경우 정제수 및 주정으로 산삼 표면에 붙어 있는 미생물을 일차적으로 제거한 무균상 내에서 불로 그을어 미생물을 완전히 제거한 다음 내부에 있는 생장조직을 분리하여 배양하여 사용한 것을 특징으로 한다.
또한 발명의 사용하는 산삼 조직은 1차적으로 유리접시에 영양액을 넣고 스팀으로 소독한 후, 미생물이 완전히 제거된 산삼내부 생장조직을 배양한 다음 일정한 온도로 유지시켜 주면 조직에서 직접 가는 뿌리가 자라나오는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 사용하는 유리접시에 배양된 산삼조직은 우수한 line을 선발하는 것으로 생장속도, 생체중량 및 건중량의 정도에 따라 선별한 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명을 위해 1차 선발된 산삼배양근을 line별로 20L 규모의 생물반응기에서 배양한 다음 Agilent 사로부터 구입한 최신 HPLC를 이용하여 사포닌 함량을 정확히 분석한 다음 인삼류나 장뇌삼보다 평균치가 높은 line을 선발하여 대량생산을 위한 재료로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 인삼 특유의 향기 성분이 높은 산삼배양근을 생산하기 위해 건조된 소태나무 껍질에 정제수를 50배 가수하여 90℃ 12시간 추출하고 산삼배양근 배지에 L당 7.5g 첨가하여 약 45일 ∼ 50일간 배양하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 인삼 향기 성분이 증가된 산삼배양근을 확인하여 위하여 휘발성 향기성분 추출은 SPME방법으로 실시하여 SPME fiber를 고정시켜서 성분을 흡착시켰고, 성분 분석 및 동정을 위해 GC-MS 및 column을 사용하여 Wiley/NBS library와 Kovat index계산 결과를 바탕으로 확인하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 인삼 향기 성분이 증가된 산삼배양근을 확인한 결과 , 대조군 대비 리모넨(LIMONENE) 계열 성분이 2배, 테르피놀렌(Terpinolene) 계열 성분이 약 8배, 베타-엘레멘(beta-ELEMENE) 계열 성분이 약 9배 증가하는 것을 특징으로 한다.
이상 살펴본 바와 같이, 발명의 인삼 향기 성분이 증가한 산삼배양근 생산은 기존 산삼배양근 원료보다 관능 및 향미에서 품질이 개선되는 큰 효과가 있다.
또, 본 발명의 인삼 향기 성분이 증가한 산삼배양근 생산은 향 후 산삼배양근을 제품에 적용 시 합성 인삼향 및 홍삼향 등 첨가물을 사용하지 않고도 제품 향 부분에 있어서 단점을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 소태나무 껍질 추출물을 이용해 배양한 산삼배양근이 일반 대조군보다 인삼 향기 성분이 증가한 GC-MS 실험 결과
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
소태나무 껍질 추출물을 이용한 산삼배양근 배양
＜1-1＞ 소태나무 껍질 추출물 제조
본 발명의 소태나무 껍질은 한방 전문 자연초 업체를 통해 구입하였다. 국산 소태나무 껍질 원료를 이용하였으며 적갈색의 외관상 이상이 없고 건조된 것을 사용하였다.
본 발명의 소태나무 껍질 추출물을 제조하기 위해 소태나무 20g을 깨끗한 물에 씻어 용기에 물 1kg과 소태나무 껍질을 넣고 90℃ 12시간 추출한다. 이렇게 제조된 소태나무 추출물은 산삼배양근 배양에 사용된다.
＜1-2＞ 소태나무 추출물이 함유된 배양 조건
＜실시예 1-1＞에서 제조한 소태나무 추출물을 이용하여 산삼배양근을 배양하였다.
대조군으로 접종할 산삼배양근 100g을 생물반응기에 배지 10L와 함께 넣는다. 이때 반드시 멸균 및 오염되지 않는 곳에서 작업을 진행한다. 그리고 실험군으로는 접종할 산삼배양근 100g을 생물반응기에 배지 10L와 함께 넣고 추가적으로 소태나무 껍질 추출물을 7.5g/L 농도에 맞춰 첨가한다.
산삼배양근 배양 준비가 완료되었으면 상온에서 약 45일 ∼ 50일간 부유 배양시킨다.
산삼배양근의 향기 성분 측정
＜실시예 1＞에서와 같이 약 45일 ∼ 50일간 배양된 대조군 및 실험군 산삼배양근에서 배지를 제거하고 수확한다. 수확한 산삼배양근은 건조시키지 않고 한정된 것은 아니지만 지퍼백등 비닐에 넣어 냉장 보관한다.
산삼배양근의 휘발성 향기 성분 추출은 SPME방법을 사용하며, 실제 인삼의 향기를 맡을 때와 동일한 조건이 되도록 Ziploc에 넣어져 있는 시료를 약 40℃의 열풍건조(FO-450M, Jeio-tech, Korea)안에 넣고 직접 SPME fiber(75um carboxen-polydimethylsiloxane, Supelco, U.S.A)를 고정시켜 샘플에 있는 headspace gas를 30분 동안 흡착시켰다. 이렇게 흡착된 SPME fiber는 바로 GC의 injector에 주입하여 FID로써 검출하였다. GC 분석조건은 DB-1 column (1.5um * 0.53mm * 30m, J＆W, U.S.A)을 사용하였으며 column의 온도는 40℃ 3min에서 250℃ 5min까지 분당 6℃로 상승시켰으며, carrier gas는 Helium ( 24cm/Sec )을 사용하였다. 분리된 성분의 동정은 GC-MS(HP 6890GC-HP 5973MSD)를 사용하였고, column은 HP-1 (1.5um * 0.32mm * 30m, Hewlett Packard, U.S.A) 이다. GC-MS의 조건은 column의 34cm/sec 유속만을 제외하고는 GC의 온도조건과 동일하게 분석하였으며, 이온화 에너지는 70eV 이었다. GC로 분리된 각 peak의 성분은 GC-MS의 wiley/NBS library와 Kovat index 계산 결과를 바탕으로 확인하였다.
[표 2]
대조군 및 소태나무 추출물을 이용한 산삼배양근 향기 성분 비교 분석
Figure 112010504017811-pat00002
결과 [표2]에서와 같이 인삼 향기 성분 중 리모넨(LIMONENE) 계열 성분이 대조군에 비해 실험군에서 약 2배 증가된 것을 확인하였다. 또한 테르피놀렌(Terpinolene) 계열 성분은 약 8배, 베타-엘레멘(beta-ELEMENE) 계열 성분은 약 9배 증가함을 확인하였다.
따라서, 현재 일반적인 산삼배양근 배양 방법은 무균 배지를 이용한 배양방법이다. 이는 인공배양이라는 특징 때문에 원료에 있어서 인삼 향기 성분이 약한 것을 확인 할 수 있다. 하지만 소태나무 껍질 추출물을 첨가하는 배지를 이용하여 배양한다면 대조군보다 실험군에서 과학적으로 인삼 향기 성분이 증가됨을 확인 할 수 있고, 제품에 적용할 경우 향미 및 관능에 대한 품질이 높아질 것이다. 또한 아직 실험된 적은 없지만 시설재배 인삼의 경우에도 이를 활용하여 향미 및 관능에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 판단된다.

Claims (2)

  1. 건조된 소태나무 껍질에 정제수를 50배 가수하여 90℃, 12시간 추출하고 산삼배양근 배지에 L당 7.5g 첨가하여 약 45일 ∼ 50일간 배양 후 수확하여 인삼 향기 성분 중 리모넨(LIMONENE) 계열 성분, 테르피놀렌(Terpinolene) 계열 성분, 그리고 베타-엘레멘(beta-ELEMENE) 계열 성분이 증가하는 산삼배양근 제조 방법.
  2. 삭제
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