KR101470987B1

KR101470987B1 - 산양산삼 홍삼내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법

Info

Publication number: KR101470987B1
Application number: KR1020140022503A
Authority: KR
Inventors: 엄병헌; 김은옥; 서구량; 상아방; 강석우; 김우리
Original assignee: 양양군
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2014-12-09

Abstract

본 발명은 산양산삼 홍삼을 특별한 조건에서 처리하여, 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 관한 발명이다.

Description

산양산삼 홍삼내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법 {METHOD FOR INCREASING CONCENTRATION OF ACTIVE INGREDIENTS IN RED RAW GINSENG}

흔히 가공하지 않은 산양산삼을 일컫는 산양산삼 수삼은 이끼로 수삼을 감싸서 수분을 보존하는 방법으로 유통되지만, 위생상 좋지 않고, 수일 이상 보관할 수 없다는 단점이 있다. 아울러, 수삼을 그대로 섭취할 경우, 수삼의 세포막과 세포벽이 그대로 살아 있어서, 소화 흡수율이 저조한 단점이 있어서, 이를 가공하여 산양산삼 홍삼의 형태로 유통하는 것이 보통이다. 그런데 유용성분을 다량으로 포함하는 산양산삼 홍삼을 제조하기 위해 수삼을 처리하는 과정에서 인체에 유해한 벤조피렌이 생성될 수 있다는 문제점이 있는 한편, 벤조피렌이 생성되지 않도록 수삼을 마일드한 조건에서 처리하는 경우에는 홍산의 유용성분이 낮은 함량으로 추출된다는 문제점이 있다. 이에 따라, 산양산삼 홍삼의 유용성분을 다량으로 추출하면서 벤조피렌을 생성시키지 않는 산양산삼 홍삼 추출물의 제조를 위한 최적 조건을 밝히는 것이 당업계의 과제이었다.

대한민국 공개특허 제10-2000-0067723 호

본 발명의 목적은 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분, 구체적으로 진세노사이드 또는 페놀성 화합물의 함량을 증가시키는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 관점은 산양산삼 홍삼과 40 내지 60% 알코올을 120 내지 180 ℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 처리하여 산양산삼 홍삼 추출물을 얻는 것을 포함하는, 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 방법으로 얻어진 산양산삼 홍삼 추출물을 포함하는 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 의하면, 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분인 진세노사이드 또는 페놀성 화합물의 함량을 증가시킬 수 있다. 아울러, 유효성분의 함량을 극대화시키면서, 고온고압 가공시 흔히 발생하는 인체 유해물질인 벤조피렌을 생성시키지 않기 때문에, 유용하다.

도 1은 에탄올 농도 변화에 따라 추출되는 산양산삼 홍삼 추출물의 진세노사이드 함량을 확인한 것이다.
도 2는 압력 변화에 따라 추출되는 산양산삼 홍삼 추출물의 진세노사이드 함량을 확인한 것이다.
도 3은 온도 변화에 따라 추출되는 산양산삼 홍삼 추출물의 진세노사이드 함량을 확인한 것이다.
도 4는 추출시간 변화에 따라 추출되는 산양산삼 홍삼 추출물의 진세노사이드 함량을 확인한 것이다.

본 발명은 일 관점에서, 산양산삼 홍삼과 40 내지 60중량% 알코올을 120 내지 180 ℃의 온도에서 10 내지 30분 동안 처리하여 산양산삼 홍삼 추출물을 얻는 것을 포함하는, 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 상기 "산양산삼 홍삼"은 산양산삼 수삼을 쪄서 말린 붉은 산양산삼을 의미할 수 있다. 구체적으로 상기 '수삼'은 흙에서 캐어내어 말리지 않은 상태의 산양산삼을 의미할 수 있으며, 이러한 수삼을 일정한 용기에 넣고 가열된 수증기를 이용하여, 일정시간 찐 후, 열풍 건조 등을 이용하여 건조시킨 것을 의미할 수 있다. 구체적으로 본 명세서에서 상기 산양산삼 홍삼은 98? 조건에서 18시간 증숙한 후, 60℃ 건조기에서 48시간 동안 건조하여 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 당업계에 알려져 있는 산양산삼 홍삼의 제조방법이라면 제한 없이 사용할 수 있다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 상기와 같이 40 내지 60% 알코올 존재하에서 산양산삼 홍삼을 추출하여야 진세노사이드의 함량이 증가할 수 있다. 상기와 같은 관점에서, 본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 알코올의 농도는 41 내지 59 중량%, 42 내지 58 중량%, 43 내지 57 중량%, 44 내지 56 중량% 또는 43 내지 55 중량%일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 120 ℃ 이하의 온도에서는 진세노사이드가 극미량 생성되어 적절하지 않고, 180 ℃ 이상의 온도에서는 유해물질인 벤조피렌이 다량 생성되어 적절하지 않다. 상기와 같은 관점에서, 본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 산양산삼 홍삼 추출물을 얻기 위한 온도는 125 내지 175 ℃, 130 내지 170 ℃, 135 내지 165 ℃ 또는 140 내지 160 ℃일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 10분 미만으로 산양산삼 홍삼을 처리하는 경우 처리시간이 충분하지 않아 유효성분이 극미량으로 생성되었고, 30분을 초과하여 처리하는 경우, 유해성분이 생성되어 적절하지 않았다. 상기와 같은 관점에서, 본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 산양산삼 홍삼 추출물을 얻기 위한 처리 시간은 11 내지 29분, 12 내지 28분, 13 내지 27분, 14 내지 26분 또는 15 내지 25분일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 상기 알코올은 C₁ 내지 C₆ 알코올일 수 있다. 구체적으로 상기 알코올은 에탄올을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 상기 유효성분은 진세노사이드 또는 페놀성 화합물일 수 있다. 본 발명의 일 관점인 상기 방법에 의하면, 산양산삼 홍삼 내 유용성분인 진세노사이드 및 항산화 효과를 가지는 페놀성 화합물의 총 함량을 증가시킬 수 있어서, 유용하다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 상기 진세노사이드는 Rb1, Rg1 및 Rg3로 구성된 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.125중량% 이상의 진세노사이드를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 관점인 상기 방법에 의하면, 유해물질인 벤조피렌을 생성시키지 않으면서도 진세노사이드를 다량 함유할 수 있어서, 유용하다. 상기와 같은 관점에서, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.13중량% 이상, 0.135중량% 이상, 또는 0.14중량% 이상의 진세노사이드를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 99.9% 이하의 진세노사이드를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 관점인 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법에 있어서, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.47중량% 이상의 페놀성 화합물을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 관점인 상기 방법에 의하면, 유해물질인 벤조피렌을 생성시키지 않으면서도 페놀성 화합물을 다량 함유할 수 있어서, 유용하다. 상기와 같은 관점에서, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.52중량% 이상, 0.57중량% 이상, 0.62중량% 이상, 0.67중량% 이상 또는 0.72중량% 이상의 진세노사이드를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 99.9% 이하의 진세노사이드를 포함할 수 있다.

본 발명은 다른 관점에서 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.125중량% 이상의 진세노사이드를 포함하는, 산양산삼 홍삼 추출물에 관한 것이다. 상기 추출물은 유해물질인 벤조피렌을 생성시키지 않으면서도 진세노사이드를 다량 함유할 수 있어서, 유용하다. 상기와 같은 관점에서, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.13중량% 이상, 0.135중량% 이상, 또는 0.14중량% 이상의 진세노사이드를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 99.9% 이하의 진세노사이드를 포함할 수 있다.

본 발명은 또 다른 관점에서, 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.47중량% 이상의 페놀성 화합물을 포함하는, 산양산삼 홍삼 추출물에 관한 것이다. 본 발명의 일 관점인 상기 방법에 의하면, 유해물질인 벤조피렌을 생성시키지 않으면서도 페놀성 화합물을 다량 함유할 수 있어서, 유용하다. 상기와 같은 관점에서, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 0.52중량% 이상, 0.57중량% 이상, 0.62중량% 이상, 0.67중량% 이상 또는 0.72중량% 이상의 진세노사이드를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 산양산삼 홍삼 추출물은 산양산삼 홍삼 추출물 총 중량에 대하여 99.9% 이하의 진세노사이드를 포함할 수 있다.

이하, 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 범위가 이에 한정되지 않는다.

[ 실시예 1] 산양산삼 홍삼의 제조

산양산삼을 수세한 후 가정용 산양산삼 홍삼제조기(HK-10000, 산양산삼 홍삼본가, 한국)로 98℃ 조건에서 18시간 증숙한 후, 60℃ 건조기에서 48시간 동안 건조하여 산양산삼 홍삼을 제조하였다.

[ 실험예 1] 에탄올 농도, 압력, 온도 및 추출시간에 따른 산양산삼 홍삼 추출물의 제조

고온고압추출 (pressurized liquid extraction, PLE)은 11 mL 스테인레스 스틸 추출 셀과 60 mL collection vial이 장착된 Dionex ASE 200 accelerated solvent extractor (Sunnyvale, CA, USA)를 사용하여 실시예 1에서 얻어진 산양산삼 홍삼 5 g에 대해 에탄올 농도 (20, 50, 70, 100% 각각에 대해 1500 psi, 100℃, 10분), 압력 (1000, 1500, 2000, 2500 psi 각각에 대해 50%에탄올, 100℃, 10분), 온도 (50, 100, 150, 200℃ 각각에 대해 50%에탄올, 1500 psi, 10분) 및 추출시간(5, 10, 20, 30분 각각에 대해 50%에탄올, 1500 psi, 100℃)을 각각 변화시켜 가면서 실시하였다. 각각의 추출액은 50 mL 튜브로 옮긴 다음, 50% 에탄올 20 mL로 정용한 후, 0.45 μm PVDF syringe filter (Whatman, Maidstone, England)를 통과시킨 다음 HPLC (1200 series, Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA)분석을 진행하여 진세노사이드 함량을 측정하였다. 이 때, 분석조건으로 컬럼은 Kinetex C18 column (4.6 × 150 mm, Phenomenex, USA), 검출기는 UV(203 nm), 이동상은 아세토니트릴 (A)과 증류수 (B)를 0~10분, 20% A; 10~40분 40% A; 40~50분, 55% A; 50~70분, 100% A의 조건으로 선형 구배하였으며, 유량은 1.0 mL/min로 하고, 시료주입량은 10 μL로 하였다. 산양산삼 홍삼 사포닌류의 정량 분석을 위한 표준액은 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2(20R), Rg2(20S), Rg3(20R), Rg3(20S), F4, Rk1, Rk3, Rh4, Rg5 및 Rg6의 17종 표준품 (엠보연구소, 대전, 한국)을 메탄올에 녹인 후 적당한 농도로 희석하여 HPLC 3회 분석하였으며, 얻어진 각각의 진세노사이드에 대한 표준품 농도와 피크 면적에 대해 검량곡선을 작성하였다.

그 결과 (도 1), 50% 에탄올로 추출시 가장 높은 진세노사이드 함량을 나타내었다. 에탄올은 높은 농도를 가질 때보다, 50% 에탄올로 추출하는 경우의 진세노사이드 함량이 가장 높았다. 한편, 압력이 높아짐에 따라 진세노사이드의 함량 역시 증가하였으며 (도 2), 온도 역시 높아질수록 진세노사이드의 함량이 증가함을 확인할 수 있었다 (도 3). 아울러, 추출시간 역시 장기간 처리시보다 20분 간 추출하는 경우, 진세노사이드의 함량이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다 (도 4).

[ 실험예 2] 온도 및 추출시간 변화에 따른 산양산삼 홍삼 내 유효성분의 추출량 비교

실시예 1에서 얻어진 산양산삼 홍삼으로부터 진세노사이드의 추출조건에 대하여 중심합성계획(central composite design, CCD)을 사용하여 실험 설계하였고, 추출조건의 최적화를 위하여 반응표면분석법(response surface methodology, RSM)을 사용하였다. 중심합성계획에서 독립(조건)변수로 온도(40~200℃, X1), 추출시간(5~25분, X2)을 -2, -1, 0, 1, 2의 5단계로 부호화하여 중심합성계획에 따라 13구간으로 설정하여 추출하였다(표 2). 또한 추출물의 품질 특성에 관련된 종속(반응)변수로서는 진세노사이드 Rg1, Rb1, Rg3(20S) 함량의 합, 총 폴리페놀 및 벤조피렌 함량으로 하였으며, 3회 반복 측정하여 평균값을 회귀분석에 사용하였다. 실험계획 및 통계분석은 Design Expert 7.1.3(Stat-Ease Inc., Minneapolis, MN, USA) 프로그램을 이용하였다.

	Coded variables		Natural variables
Run No.	X₁	X₂	temperature(℃)	time (min)
1	0	0	120	15
2	1	-1	160	10
3	-2	0	40	15
4	-1	-1	80	10
5	1	1	160	20
6	0	0	120	15
7	0	-2	120	5
8	0	2	120	25
9	-1	1	80	20
10	0	0	120	15
11	0	0	120	15
12	2	0	200	15
13	0	0	120	15

표 1에서 넘버링한 13개의 케이스 각각의 온도 및 반응시간 조건 하(2000psi, 50%에탄올)에서 산양산삼 홍삼 추출물을 얻었고, 실험예 1의 방법을 사용하여 각각의 산양산삼 홍삼 추출물 내 존재하는 진세노사이드의 함량을 측정하였다(표 2). 페놀성 화합물의 총 함량은 추출 시료 용액 80 μL에 2 N Folin-Ciocalteau's phenol reagent 20 μL를 넣고 혼합하여 실온에서 5분간 반응시켰다. 이렇게 얻어진 반응용액에 20% Na2CO3 용액 100 μL을 넣어 다시 혼합한 다음 상온에서 30분 동안 정치한 후 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도는 갈릭산을 이용하여 검량곡선을 작성하였고 총 폴리페놀 함량을 계산하였다(표 2). 한편, 각각의 추출물 내의 벤조피렌 함량은 각각의 추출물 10 mL를 취해 헥산 10 mL로 분획한 다음 헥산층을 감압농축하여 메탄올로 용해한 후 0.45 μm PVDF syringe filter를 통과시킨 다음 HPLC (1200 series, Agilent Technologies)로 정량하였다. 이 때 분석조건으로 컬럼은 Kinetex C18 column (4.6 × 150 mm, Phenomenex, USA), 검출기는 UV(280 nm), 이동상은 80% 아세토니트릴을 사용하여 isocratic 조건으로 분석하였으며, 유량은 1.0 mL/min로 하고, 시료주입량은 10 μL로 하였다. 분석결과 머무름 시간에 의해 정성 확인을 하였으며 피이크 면적법으로 정량하였다(표 2).

	Responses (mg/100 g sample)
Run No.	Ginsenoside Rb1+Rg1+Rg3(20S)	Total phenolics	Benzopyrene (μg/100)
1	95.46	206.45	ND²
2	120.62	463.23	ND
3	30.54	36.78	ND
4	43.78	37.61	ND
5	146.28	788.22	ND
6	92.50	232.08	ND
7	40.84	64.18	ND
8	103.94	249.54	ND
9	89.07	98.37	ND
10	103.10	230.48	ND
11	89.53	235.61	ND
12	90.54	210.34	7.8
13	91.02	232.36	ND

¹Not detected

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 진세노사이드 Rb1, Rg1 및 Rg3(20S)의 합 및 페놀성 화합물의 총 함량을 증가시키기 위한 최적의 추출 온도 및 시간은 158.42℃, 20.7 분으로 확인되었고, 이러한 조건에서 유해성분인 벤조피렌 역시 발견되지 않는 것을 확인하였다.

[ 실험예 3] 다양한 추출방법에 따른 산양산삼 홍삼추출물 제조 및 비교

실험예 2에 의해 밝혀진 최적 조건에서 산양산삼 홍삼을 추출하고, 이를 당업계에서 일반적으로 사용하는 초음파 (sonicator) 및 환류냉각 (reflux) 추출법과 비교하였다 (표 3).

Extraction method	EtOH concentration (%)	Extraction time (min)	Temperature (℃)	Solvent volumn (mL)	Rb1+Rg1+Rg3(20S) (mg/100 g DW)	Total phenolics (mg/100 g DW)	Benzopyrene
Sonicator	50	120	25	50	75.73	89.09	ND¹
Reflux	50	120	80	50	94.35	203.41	ND
PLE	50	20	160	14	146.24	452.68	ND

¹Not detected

그 결과, 당업계에서 사용하는 가장 일반적인 추출방법인 초음파 및 환류냉각 추출시, 2 시간의 추출 시간과 시료양의 10배에 해당하는 50 mL의 용매 양이 필요한 반면, 실험예 2에 의해 알아낸 조건 하에서 추출시간과 추출 용매의 양이 각각 20분, 14 mL로 급격히 감소하므로, 적은 양의 용매만으로 또한 훨씬 단시간에 추출할 수 있어서 경제적이라는 장점이 있었다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 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

산양산삼 홍삼과 50 중량%의 에탄올을 160℃의 온도 및 2000psi 압력에서 20분 동안 처리하여 산양산삼 홍삼 추출물을 얻는 것을 포함하는, 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법으로,
상기 유효성분은 진세노사이드 및 페놀성 화합물이고,
상기 진세노사이드는 Rb1, Rg1 및 Rg3이고,
상기 진세노사이드의 함량은 산양산삼 홍삼 100g당 146.28mg이고,
상기 페놀성 화합물의 함량은 산양산삼 홍삼 100g당 788.22mg인, 산양산삼 홍삼 추출물 내 유효성분의 함량을 증가시키는 방법.
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