KR101479105B1 - 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용한 천연물의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용하여 천연물 고유의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 천연물을 식용 가능한 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)을 이용하여 45~70℃에서 발효를 함에 있어서, 발효와 동시에 추출을 함으로써 기존의 발효를 통해 얻어지는 유용 생리활성 물질의 함량이 증진되며, 동시 추출 발효에 의해 전체적인 공정 소요 시간이 짧아져 경제적인 효과 또한 증가할 것으로 사료된다.
따라서 본 발명의 방법으로 동시 중온 추출 발효된 천연물으로부터 유용 생리활성 물질을 효과적으로 추출하여 생리활성 기능을 갖는 건강기능식품, 약학적 제제 및 화장품의 제조에 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용한 천연물의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법{A method for boosting biological activity with fermented extract natural substance}
본 발명은 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용하여 천연물 고유의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.
최근 한국인은 서구화된 식생활로 불균형한 영양섭취와 고열량의 식이를 섭취하고 공해와 과도한 스트레스를 받는 환경 하에서 생활하고 있다. 이로 인한 인체면역력의 저하는 각종 질병을 유발시키고, 성인병 및 암 등의 발병률을 증가시키는 원인으로 작용하고 있다(Shim et al., 2001;Kang et al., 2004). 이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 생리활성을 가지고 있는 천연물질을 탐색하거나, 천연물질의 유용 생리활성물질의 함량을 증진시키는 방법에 대한 연구가 필요한 실정이다.
한편, 발효기술은 과거로부터 우리나라의 음식에 흔히 사용되던 기술로, 최근에 들어서는 기존 식품산업에서 사용되던 기술이 화장품이나 각종 음료 제조 등으로 많은 발전을 이루고 있다. 그 중 기존의 유산균(Lactobacillus)은 치즈, 발효유 및 유산균음료 등의 발효 유제품을 비롯하여 각종 발효 식품의 제조에 전 세계적으로 광범위하게 응용되고 있는 산업적으로 중요한 미생물이다.
이러한 일반 유산균을 이용하여 제품을 발효시킬 경우 발효 제품의 풍미 및 발효 중에 생산되는 각종 생리활성 물질의 생산에 한계가 있으며, 유산균의 종류에 따라서 천연물을 발효하였을 때 발효 수율이 달라질 수 있고, 유산균의 종류에 따라 발효에 대한 활성이 다르다. 그러나 종래 신규 발효 공정을 개발하여 공정 시간을 단축시키고 천연물질이 가지고 있는 다양한 생리활성물질의 함량을 증진시키는 방법에 대한 연구는 미진하였다.
따라서, 천연물질의 생리활성을 극대화 시킬 수 있는 신규 유산균 확보 및 발효 가능한 각종 천연물의 생리활성을 높일 수 있는 방법에 대한 새로운 연구가 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2012-0018914호 한국등록특허 제0665317호
따라서 본 발명의 목적은 발효 가능한 천연물으로부터 유용 생리활성물질의 함량을 증진시키는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명은 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 45~70℃에서 발효를 함에 있어서, 발효와 동시에 중온에서 추출을 하는 방법으로 천연물 고유의 유용 생리활성물질의 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법으로 제조된 동시 중온 추출 발효된 천연물을 유효성분으로 함유하는 생리활성 기능을 갖는 건강기능식품, 약학적 조성물 및 화장료 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 호열성 균을 25~37℃의 온도에서 24시간 동안 배양하는 단계; (b) 배양된 호열성 균을 원심 분리하여 균체를 얻는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계에서 얻어진 균체를 45~70℃의 중온에서 천연물이 함유된 배양배지의 전체 중량대비 1~20 중량%의 양으로 접종하고 24~72 시간 동안 발효 및 추출을 동시에 수행하는 단계를 포함하는, 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용한 천연물의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 호열성 균은 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 (c) 단계에서 천연물이 함유된 배양배지는 SIM-7 배지(글루코스 15g/L, 이스트 추출물 7.5g/L, BACTO 트립톤 10g/L, 아가 15g/L) 대 천연물이 9:1~6:4의 혼합비(부피비)로 혼합된 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 천연물은 인삼, 산삼, 더덕 또는 황금일 수 있다.
또한, 본 발명은 제1항의 방법으로 수득한 천연물의 생리활성 물질을 유효성분으로 포함하는 기능성 약학적 조성물, 화장료 조성물 또는 건강기능식품을 제공한다.
본 발명은 천연물을 식용 가능한 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)을 이용하여 45~70℃에서 발효를 함에 있어서, 발효와 동시에 추출을 함으로써 기존의 발효를 통해 얻어지는 유용 생리활성 물질의 함량이 증진되며, 동시 추출 발효에 의해 전체적인 공정 소요 시간이 짧아져 경제적인 효과 또한 증가할 것으로 사료된다.
따라서 본 발명의 방법으로 동시 중온 추출 발효된 천연물으로부터 유용 생리활성 물질을 효과적으로 추출하여 생리활성 기능을 갖는 건강기능식품, 약학적 제제 및 화장품의 제조에 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 (a) 호열성 균을 25~37℃의 온도에서 24시간 동안 배양하는 단계; (b) 배양된 호열성 균을 원심 분리하여 균체를 얻는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계에서 얻어진 균체를 45~70℃의 중온에서 천연물이 함유된 배양배지의 전체 중량대비 1~20 중량%의 양으로 접종하고 24~72 시간 동안 발효 및 추출을 동시에 수행하는 단계를 포함하는 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용한 천연물의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법을 제공함에 그 특징이 있다.
최근 한국인은 서구화된 식생활로 불균형한 영양섭취와 고열량의 식이를 섭취하고 공해와 과도한 스트레스를 받는 환경 하에서 생활하고 있다. 이로 인한 인체면역력의 저하는 각종 질병을 유발시키고, 성인병 및 암 등의 발병률을 증가시키는 원인으로 작용하고 있다(Shim et al., 2001;Kang et al., 2004). 이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 생리활성을 가지고 있는 천연물질을 탐색하거나, 천연물질의 유용 생리활성물질의 함량을 증진시키는 방법에 대한 연구가 필요한 실정이나 아직 그 연구가 미진하였다.
이에 본 발명자들은 천연물의 생리활성 물질 함량을 증진시키는 방법에 대해 연구하고 있던 중, 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용하였을 때 천연물이 가지고 있는 고유의 생리활성 물질의 함량을 극대화 시킬 수 있다는 사실을 확인함으로써 본 발명의 동시 중온 추출 및 발효 공정의 방법으로 수득한 천연물의 생리활성 물질을 유효성분으로 포함하는 기능성 약학적 조성물, 화장료 조성물 또는 건강기능식품으로의 사용 가능성을 확인하였다.
호열성 세균은 높은 온도영역에서 생육하는 세균군의 하나로, 호열균의 명확한 정의는 없지만 일반적으로 50~60℃ 이상에서 생육할 수 있는 균을 말하며, 상기 방법에 있어서 호열성 균은 호열성 미생물이라면 모두 사용할 수 있으나, 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명은 기존의 발효방법인 락토바실러스 내지는 비피도박테리아 등의 유산균을 이용하여 37℃에서 발효하는 방법을 통해 단순히 유용 생리활성 물질의 함량을 증진시키는 것이 아닌 식용 가능한 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 이용하여 45~70℃에서 발효를 함에 있어서, 발효와 동시에 추출을 함으로써 기존의 발효를 통해 얻어지는 유용 생리활성 물질 뿐만 아니라 추출 시 얻어지는 유용 생리활성 물질을 동시에 얻을 수 있으며, 기존의 유산균을 이용한 37℃ 발효 공정 및 80~100℃의 온도에서 열수 추출하는 공정을 본 발명의 공정과 비교하였을 때, 본 발명의 공정이 기존의 공정보다 단순화되고 유용생리활성 물질의 함량이 증진되며, 낮은 온도에서 추출 및 발효가 동시에 됨으로써, 저탄소 공정으로의 가치가 있고 천연물의 내부와 외부 조직의 형태학적 변화로 인해 발효 효율이 증진 될 것으로 생각되며 동시 추출 및 발효에 의해 전체적인 공정 소요 시간이 짧아져 경제적으로도 유용하다.
본 발명에서는 본 발명의 동시 추출 발효 공정이 실제로 천연물의 생리활성물질의 함량을 증진시키는 지를 알아보기 위하여 인삼, 산삼, 황금 및 더덕을 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)을 이용하여 동시 추출 발효한 뒤 각 천연물의 생리활성을 일반 발효하였을 때와 비교한 결과, 인삼 및 산삼 배양근에서 일반 열수추출 또는 일반 발효공정을 하였을 때보다 본 발명의 동시 추출 발효공정을 거쳤을 때 저분자 진세노사이드 Rh2와 Rg3의 함량이 증가함을 알 수 있었으며(표 1 참조), 황금과 더덕을 일반 발효하였을 때 보다 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 하였을 때 항산화 활성을 나타내는 지표인 DPPH 소거활성, 환원력 측정 및 총 페놀 함량 모두 높게 나타나(표 2 및 표 3 참조), 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 거치면 천연물질의 유용 생리활성 물질의 함량을 증진시키는 효과가 있음을 알 수 있었다.
인삼(Panax Ginseng C.A. Mayer)은 한의학뿐만 아니라 민간요법으로 널리 알려져 사용되어온 대표적인 약용식물로서 오가피(Araliaceae)과에 속하는 다년생 초본류이다. 인삼은 전분 등의 탄수화물이 60~70%로 높은 구성비를 나타내며 triterpenoid saponins을 비롯한 polyacetylenes, phenolic compounds, polysaccharides, peptidoglycans 등의 성분을 함유하고 있다. 또한 그 외에 단백질과 펩티드(Protein, Peptides), 알칼로이드 성분(Alkaloids), 정유성분과 식물스테롤(Essential oil, Phytosterol), 아미노산, 핵산, 비타민, 리그난 성분, 미네랄(Minerals)등이 함유되어 있다. 대개 인삼의 생리활성은 사포닌, 다당체 및 펩타이드류에 의한 것으로 진세노사이드를 중심으로 많은 연구가 이루어지기 시작하여 중추신경계 조절, 기억력, 학습효능개선 및 항스트레스 작용을 하며 면역기능 조절작용, 암세포 증식 및 전이 억제 작용, 항산화 작용, 항당뇨 작용, 간기능 개선, 방사선 방어 작용, 혈전형성 억제 등의 다양한 약리작용이 과학적으로 입증됨에 따라 동양 한방 뿐 아니라 현대의학에서도 의약품 및 기능성 보조식품으로 그 수요가 증가하고 있다.
황금은 꿀풀과에 속하는 여러해살이 초본식물인 황금(Scutellaria baicalensis GEORGE)의 뿌리로 만든 약재로서, 바이카레인(Baicalein)·바이카린(Baicalin)·워고닌(Wogonin)·워고노사이드(Wogonoside) 등의 생리활성물질이 함유되어 있으며, 예로부터 해열, 이뇨, 지사, 이담 및 소염제로 이용되어 왔다.
또한, 더덕은 도라지 과의 여러해살이풀로 향기가 뛰어나서 독특한 향을 내는데 많이 쓰이며 식용 섬유질이 풍부하고 씹히는 맛이 탄탄하여 산에서 나는 고기에 비유되곤 했다. 사포닌, 총페놀, 총플라보노이드 등의 성분이 함유되어 있고, 다양한 약리 효능이 있지만 그 중 가장 중요한 효능은 조혈작용에 도움을 준다는 점이다.
따라서, 본 발명은 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용하여 천연물 고유의 유용한 생리활성물질의 함량을 증진시켜 줄 수 있다는 점에 특징이 있으며, 본 발명의 방법으로 수득한 천연물의 생리활성 물질을 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 제공한다.
상기 약학적 조성물은 항산화 기능을 갖는 약학적 조성물일 수 있으나, 상기 생리활성은 발효 가능한 천연물 자체의 생리활성에 기인하는 것으로 본 발명의 실시예에서 실험한 인삼, 산삼, 황금 또는 더덕 추출물의 사포닌, 총페놀, 퐁플라보노이드, 항산화 및 진세노사이드에 한정되는 것은 아니다.
상기 약학적 조성물은 활성산소가 과량으로 축적되어 발병되는 질환의 예방 및 치료인 것을 특징으로 한다. 활성산소가 과량으로 축적되어 발병하는 질환은 간장 질환, 뇌졸중, 심근경색, 당뇨병성 혈관장애, 고지혈증, 급성염증, 류마티스, 암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물을 의약품으로 사용하는 경우, 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.
본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다.
즉, 본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물은 실제 임상 투여 시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(Calcium carbonate), 수크로스(Sucrose) 또는 락토오스(Lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하며, 일일 투여량은 생리활성이 증진된 천연물 제조물의 양을 기준으로 0.1 내지 100 ㎎/㎏이고, 바람직하게는 30 내지 86 ㎎/㎏이고, 더욱 바람직하게는 50 내지 60mg/kg이며, 하루 1 ~ 6 회 투여될 수 있다.
본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물을 유효성분으로 함유하는 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 본 발명의 천연물 제조물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물은 원료 총 중량에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g 이다.
상기 외에 본 발명의 생리활성이 증진된 천연물 제조물은 여러가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 생리활성이 증진된 천연물 제조물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 생리활성이 증진된 천연물 제조물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
아울러, 본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물을 유효성분으로 함유하는 화장품 조성물을 제공한다.
본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물을 화장품으로 사용하는 경우, 일반적인 유화 제형 및 가용화 제형의 형태로 제조할 수 있다. 유화 제형의 화장품으로는 영양화장수, 크림, 에센스 등이 있으며, 가용화 제형의 화장품으로는 유연화장수가 있다.
적합한 화장품의 제형으로는 예를 들면 용액, 겔, 고체 또는 반죽 무수 생성물, 수상에 유상을 분산시켜 얻은 에멀젼, 현탁액, 마이크로에멀젼, 마이크로캡슐, 미세과립구 또는 이온형(리포좀), 비이온형의 소낭 분산제의 형태, 크림, 스킨, 로션, 파우더, 연고, 스프레이 또는 콘실 스틱의 형태로 제공될 수 있다. 또한, 폼(foam)의 형태 또는 압축된 추진제를 더 함유한 에어로졸 조성물의 형태로도 제조될 수 있다.
또한, 상기 화장품은 본 발명의 방법으로 제조된 생리활성이 증진된 천연물 제조물에 추가로 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 또는 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제 및 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 또는 친유성 활성제, 지질 소낭 또는 화장품에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 화장품학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
< 실시예 1>
동시 추출 발효 공정
본 발명의 발명자들은 천연물의 유용 생리활성을 증진시키기 위하여 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans) 균을 이용하여 추출과 발효를 동시에하는 공정을 채택하였다.
먼저, 클린벤치에서 초기 30℃ 온도에서 24시간 동안 SIM-7 (Glucose 15g/L, Yeast extract, 7.5g/L, BACTO tryptone 10g/L, Agar, 15g/L) 배지에 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans) 균을 배양하여 1차적으로 적응시키고 1차 배양을 통해 적응된 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans) 균을 10분간 4500x g의 속도로 원심분리하여 균체를 따로 얻었다. 이후, 상기에서 얻어진 1 x 106 CFU/mL 로 조절한 식용가능한 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 58℃의 온도에서 SIM-7 (Glucose 15g/L, Yeast extract, 7.5g/L, BACTO tryptone 10g/L, Agar, 15g/L) 배지와 발효 가능한 천연물(인삼, 산삼, 황금 및 더덕)을 7:3 비율로 제작한 배지에 전체 중량대비 10%의 양으로 접종하여 48시간 동안 동시 추출 발효하였다.
< 실험예 1>
본 발명의 동시 추출 발효처리한 인삼 및 산삼의 진세노사이드 함량 측정
상기 실시예 1에서 얻어진 인삼 및 산삼의 동시 추출 발효물을 농축 시킨 후 파우더 형태로 제조한 뒤 아래의 방법에 명시한 것과 같이 진세노사이드 Rh2 및 Rg3를 분석 하였다. 전처리 된 진세노사이드 함량을 측정하기 위해 식품공정에 명시되어있는 부탄올 추출법을 통해 진세노사이드 함량을 측정 하였다. 인삼 추출물및 산삼배양근 2g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60ml에 녹여 분획 깔개기에 옮기고 에테르 60ml로 씻은 다음 무층을 수포화 부탄올 60ml로 3회 추출하였다. 얻어진 부탄올 층의 추출액을 모두 합쳐서 물 50ml로 씻은 후 수포화 부탄올 층을 미리 향량으로 한 농축 플라스크에 옮겨 감압 농출 후 105℃에서 20분간 건조하고, 다시 데시게이타에서 30분간 식혀 무게를 달아 조사포닌양을 구하였다.
상기의 방법으로 얻어진 조사포닌에 메탄올 1ml을 가하여 용해 시키고, 0.45㎛ 필터로 여과한 다음 HPLC 조건에 따라 진세노사이드 Rh2 및 Rg3 의 함량을 측정하였다. 인삼 및 산삼의 진세노사이드를 분석하기 위해 HPLC 를 사용하였으며 조건은 다음과 같다. 칼럼은 Phenomenex의 C18 column (5㎛, 150 x 4.600 mm)을 사용하였으며, 유속은 1ml / min, 온도는 40 ℃의 조건으로 실험을 하였다. 이동상으로는 A : Acetonitrile 과 B: Water를 사용하였으며 이동상의 구배는 A : B의 비율 80:20(v/v), 0분, 0-10분(30% B), 10-25분(50% B), 25-40(100% B), 40-50분(100% B), 50-55분(0% B), 55-58분(0% B)의 조건으로 분석을 하였다.
인삼 및 산삼배양근의 공정별 저분자 진세노사이드 Rh2및 Rg3의 함량비교 (mg/g)
공정 인삼 산삼배양근
Rh2 Rg3 Rh2 Rg3
일반 열수 N.D 0.134 0.007 0.960
일반 발효 공정 0.780 2.910 0.931 3.255
동시 추출 발효 공정 2.402 4.352 1.932 3.005
표 1은 생 인삼을 100℃의 조건에서 일반 열수추출하였을 경우의 저분자 진세노사이드 Rh2 및 Rg3의 농도를 대조군(control)으로 설정하여 본 발명의 동시 추출 발효 공정의 저분자 진세노사이드 Rh2 및 Rg3의 생성 농도를 비교한 결과, 인삼을 열수추출하였을 때 저분자 진세노사이드 Rh2는 생성되지 않았고, 진세노사이드 Rg3는 0.134 mg/g의 양으로 극소의 양이 생성되었다.
또한, 보통의 유산균 발효를 통해 얻어진 인삼의 저분자 진세노사이드 Rh2와 Rg3의 양은 0.780mg/g 과 2.910mg/g 으로 일반 열수 공정에서 얻어진 양보다 많은 양이 생성되어졌고, 본 발명의 호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)을 이용하여 동시 추출 발효를 한 경우에 Rh2 및 Rg3의 양은 각각 2.402 mg/g 과 4.352 mg/g 으로 많은 양의 저분자 진세노사이드를 얻은 것을 알 수 있었다. 이러한 결과와 동일하게 산삼배양근에 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 했을 때 진세노사이드 Rh2와 Rg3의 양을 가장 많이 얻었음을 확인하였다.
따라서, 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 이용하여 45~70℃의 중온에서 발효와 동시에 추출을 한 본 발명의 공정을 이용하면 많은 양의 진세노사이드 Rh2 및 Rg3를 수득할 수 있음을 알 수 있다.
< 실험예 2>
본 발명의 동시 추출 발효처리한 황금의 항산화능 측정
상기 실시예 1에서 얻어진 황금의 동시 추출 발효물을 농축 시킨 후 파우더 형태로 제조한 뒤 각각 DPPH 소거활성, 환원력 측정 및 총 페놀 함량 측정실험을 하였다.
호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 이용한 동시 추출 발효 황금의 항산화 활성 실험
DPPH free radical
scavenging ratio (%)
Reducing power (O.D.) Total phenol contents (㎎/㎖)
동시 추출 발효 황금 85.11 1.190 5.32
일반 발효 황금 72.39 0.913 3.96
그 결과, 표 2의 결과에서 나타낸 것과 같이 일반 발효하였을 때 보다 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 하였을 때 DPPH 소거활성, 환원력 측정 및 총 페놀 함량 모두 높게 나타나, 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 거치면 유용 생리활성 물질의 항산화 활성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
< 실험예 3>
본 발명의 동시 추출 발효처리한 더덕의 항산화능 측정
상기 실시예 1에서 얻어진 황금의 동시 추출 발효물을 농축 시킨 후 파우더 형태로 제조한 뒤 각각 DPPH 소거활성, 환원력 측정 및 총 페놀 함량 측정실험을 하였다.
호열성 균인 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)를 이용한 동시 추출 발효 더덕의 항산화 활성 실험
DPPH free radical
scavenging ratio (%)
Reducing power (O.D.) Total phenol contents (㎎/㎖)
동시 추출 발효 더덕 75.90 1.329 6.03
일반 발효 더덕 70.11 0.977 4.52
그 결과, 표 3의 결과에서 나타낸 것과 같이 일반 발효하였을 때 보다 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 하였을 때 DPPH 소거활성, 환원력 측정 및 총 페놀 함량 모두 높게 나타나, 본 발명의 동시 추출 발효 공정을 거치면 유용 생리활성 물질의 항산화 활성이 뛰어난 것을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. (a) 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)을 25~37 ℃의 온도에서 24시간 동안 배양하는 단계;
    (b) 배양된 바실러스 코아귤란스를 10분간 4500 X g의 속도로 원심 분리하여 균체를 얻는 단계; 및
    (c) SIM-7 배지(글루코스 15g/L, 이스트 추출물 7.5 g/L, BACTO 트립톤 10g/L 및 아가 15g/L) 대 더덕, 인삼 및 산삼배양근으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나의 천연물이 9:1~6:4의 농도비로 혼합된 배양배지에 상기 (b)단계에서 얻어진 균체를 전체 중량대비 1~20 중량 %의 양으로 접종하고, 45~70℃에서 24~72 시간 동안 발효 및 추출을 동시에 수행하는 단계를 포함하는, 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용하여 더덕추출물의 총페놀 함량과 인삼 및 산삼배양근 추출물의 진세노사이드 함량을 증진시키는 방법.
  2. (a) 바실러스 코아귤란스(Bacillus coagulans)을 25~37 ℃의 온도에서 24시간 동안 배양하는 단계;
    (b) 배양된 바실러스 코아귤란스를 10분간 4500 X g의 속도로 원심 분리하여 균체를 얻는 단계; 및
    (c) SIM-7 배지(글루코스 15g/L, 이스트 추출물 7.5 g/L, BACTO 트립톤 10g/L 및 아가 15g/L) 대 황금이 9:1~6:4의 농도비로 혼합된 배양배지에; 상기 (b)단계에서 얻어진 균체를 전체 중량대비 1~20 중량 %의 양으로 접종하고, 45~70℃에서 24~72 시간 동안 발효 및 추출을 동시에 수행하는 단계를 포함하는, 동시 중온 추출 및 발효 공정을 이용하여 황금추출물의 총페놀 함량을 증진시키는 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항의 방법으로 수득한 추출물을 유효성분으로 포함하는 화장료 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항의 방법으로 수득한 추출물을 유효성분으로 포함하는 건강기능식품.
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