KR101512841B1 - 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물 - Google Patents
효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 건강기능식품으로 널리 사용되는 홍삼을 효모로 발효하고, 효소를 처리함으로써 홍삼 내에 존재하는 진세노사이드의 함량을 높일 수 있는 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법, 그 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물에 관한 것으로, 홍삼 분말과 증류수를 100g: 100㎖ 비율로 혼합하여 현탁물을 만들고 살균하는 단계와; 상기 살균된 현탁물에 현탁물의 총 부피에 대하여 카자크스타니아 유니스포라(kazachstania unispora) 효모(Saccharomyces) 균주 5%(v/v)를 접종하여 혼합물을 만드는 단계와; 상기 카자크스타니아 유니스포라 균주가 접종된 혼합물을 28℃에서 5일 동안 정치배양하여 발효물을 얻는 단계와; 상기 발효물에 발효물 총 중량에 대하여 팩틴분해효소 0.2%(w/w)를 첨가하고 37℃에서 24시간 동안 효소처리하여 효소처리물을 획득하는 단계와; 상기 효소처리물에 70%(v/v) 에탄올 1000ml를 첨가하여 3시간 동안 환류추출하여 추출액을 획득하는 단계와; 상기 환류추출된 추출액을 여과지를 사용하여 고형분을 제거하여 여과액을 획득하는 단계 및; 상기 여과액을 농축기를 사용하여 60℃에서 감압농축하는 단계;로 효소처리된 발효 홍삼 추출물이 제조되고, 상기 효소처리된 발효 홍삼 추출물은 우론산을 765.7 내지 895.7㎍/㎖를 함유하고, 폴리페놀을 289.1 내지 298.1㎍/㎖를 함유하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 상기 방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 유효성분으로 포함하는 식품 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건강기능식품으로 널리 사용되는 홍삼을 효모로 발효하고, 효소를 처리함으로써 홍삼 내에 존재하는 진세노사이드의 함량을 높일 수 있는 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물에 관한 것이다.
최근 생활수준이 향상됨에 따라 삶의 질을 중시하는 웰빙 트랜드가 사회 전반에 확산되고 있으며, 이는 발효식품에 대한 깊은 관심으로도 이어져 다양한 종류의 관련제품들이 출시되고 있다.
발효는 미생물이 가지고 있는 효소를 이용하여 유기물을 분해시켜서 인간 생활에 유용한 물질을 제조하는 일종의 생물전환 과정을 일컫는다. 대표적인 발효 미생물로는 유산균, 효모, 고초균 등이 있으며, 다양한 식품 및 화장품들이 이러한 미생물을 이용한 발효 과정에 의해 생산되고 있다.
식물에 존재하는 생리활성물질들 대부분은 당과 결합하여 고분자 물질 형태로 존재한다. 하지만, 미생물 발효 과정을 거치게 되면 고분자 형태의 물질이 저분자 형태로 전환되어 체내 흡수율이 증가됨은 물론 기존의 불활성 상태에서 활성 상태로 전환되어 생체 이용률 또한 크게 증가되는 것으로 알려져 있다. 따라서 유산균이나 효모 등과 같은 미생물에 의한 발효는 천연 식물소재의 효능을 극대화할 수 있는 좋은 방편이기 때문에 식품 및 화장품 개발에 다양하게 이용되고 있다.
일반적으로 식물들은 플라보노이드(flavonoid), 알카로이드(alkaroid), 터페노이드(terpenoid), 사포닌(saponin) 등과 같은 이차 대사물을 만들어 외부로부터 자신을 보호하거나 자신의 분화인자로 사용한다. 인삼의 경우도 타 식물과 마찬가지로 이차 대사물을 만드는데, 대표적인 이차 대사물이 사포닌(진세노사이드)이다. 원래 사포닌 자체는 활성이 매우 강한 물질이지만, 인삼에서 사포닌은 당이 결합되어 활성이 없는 배당체 형태로 존재한다. 따라서 인삼에 존재하는 사포닌의 활성을 증가시키기 위하여 배당체를 비배당체로 전환시킬 필요가 있으며, 이러한 과정에 미생물 발효가 매우 효과적으로 작용할 것으로 인식되고 있다.
인삼(PanaxginsengC.A.Mayer)은 한국을 대표하는 약용식물로, 수 천년 동안 위장병 치료, 혈액순환 촉진, 활력증강 등에 전통적으로 사용되었으며, 현대의학에서는 항당뇨, 항산화, 항암, 면역증강 등에 효과적임이 보고되었다(Keum YS et al., (2000) Cancer Lett. 150: 41-48; Shibata S, (2001) J. Kor. Med. Sci. 16: 28-37; Rotshteyn Y & Zito SW (2004) J. Ethnopharmacol. 93: 337-344).
이러한 인삼의 효능은 주요성분인 진세노사이드(ginsenosides) 외에도 페놀화합물(phenolic compounds), 산성 다당(acidic polysaccharides), 플라보노이드(flavonoids) 등에 기인하는 것으로 알려져 있다(Park SN et al., (1990) Kor. J. Ginseng Sci. 14: 191-199; Park KM et al.,(2001) Planta Med. 67: 122-126; Xie JT et al., (2004) Pharmacol. Res. 49: 113-117).
진세노사이드는 크게 프로토파낙사디올(protopanaxadiol)계인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등과 프로토파낙사트리올계인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등으로 나뉜다. 이와 같은 진세노사이드들은 사람이 섭취하게 되면 장내에 존재하는 특정 미생물에 의해 분해되어 체내로 흡수된다.
장내 미생물에 의한 대사과정을 살펴보자면 먼저 프로토파낙사디옥계 화합물인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등은 진세노사이드 F2를 경유하여 컴파운드 K로 대사된다. 또한 프로토파낙사트리올계 화합물인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등은 진세노사이드 Rh1 또는 F1으로 대사되어 결국엔 프로토파낙사트리올로 대사된다. 이러한 대사과정에는 장내에 우세균인 박테로이드(Bacteroids) 속, 푸조박테리움 (Fusobacterium)속, 프레보텔라(Provetella) 속 미생물 등이 관여하는 것으로 알려져 있다(김동현, (2005) 식품기술 제18권: 42-51).
그러나 사람의 장내 미생물은 개인별로 차이가 있기 때문에, 똑같은 인삼을 섭취하더라도 개개인에 따라 그 효능과 섭취율은 다르게 나타난다는 문제점이 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것이 한국 공개특허 제10-2013-0062628호이다.
상기 선행특허는 홍삼을 홍삼 중량 대비 15∼25배 중량의 정제수에 첨가하고 115∼125℃에서 1∼3시간 동안 추출하여 추출물을 얻으며, 상기의 추출물을 30∼40℃로 냉각한 후 추출물에 락토바실러스 퍼멘텀 JS(Lactobacillus fermentum JS, LBF)(KCCM-10499) 균주를 추출물 중량 대비 2∼5% 접종하고 12∼120시간 동안 발효시켜 발효물을 얻으며, 상기 발효물을 115∼125℃에서 10∼30분 동안 열처리를 실시함으로써, 진세노사이드 Rg3, Rg5 및 Rk1의 함량이 증가된 발효 홍삼을 획득할 수 있다.
그러나, 선행특허는 진세노사이드(ginsenoside)가 진세노사이드 Rg3, 진세노사이드 Rg5 및 진세노사이드 Rk1으로 생물전환(Bio-conversion)되나, 기존에 존재하던 진세노사이드 Re&Rg1 및 진세노사이드 Rb1의 함량이 대폭적으로 감소한다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 홍삼을 효모를 이용하여 발효하고, 효소로 처리하여 진세노사이드 함량이 증가된 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 효소처리된 발효 홍삼의 제조방법은 효모(Saccharomyces)의 일종인 카자크스타니아 유니스포라(kazachstania unispora) 균주를 홍삼에 접종하는 단계와; 상기 카자크스타니아 유니스포라 균주가 접종된 홍삼을 정치배양하는 단계 및; 상기 배양된 홍삼을 펙틴분해효소(pectolytic enzyme)로 효소처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법은 홍삼 분말과 증류수를 100g : 100㎖ 비율로 혼합하여 현탁물을 만들고 살균하는 단계와; 상기 살균된 현탁물에 현탁물의 총 부피에 대하여 카자크스타니아 유니스포라(kazachstania unispora) 효모(Saccharomyces) 균주 5%(v/v)를 접종하여 혼합물을 만드는 단계와; 상기 카자크스타니아 유니스포라 균주가 접종된 혼합물을 28℃에서 5일 동안 정치배양하여 발효물을 얻는 단계와; 상기 발효물에 발효물 총 중량에 대하여 팩틴분해효소 0.2%(w/w)를 첨가하고 37℃에서 24시간 동안 효소처리하여 효소처리물을 획득하는 단계와; 상기 효소처리물에 70%(v/v) 에탄올 1000ml를 첨가하여 3시간 동안 환류추출하여 추출액을 획득하는 단계와; 상기 환류추출된 추출액을 여과지를 사용하여 고형분을 제거하여 여과액을 획득하는 단계 및; 상기 여과액을 농축기를 사용하여 60℃에서 감압농축하는 단계;로 효소처리된 발효 홍삼 추출물이 제조되고, 상기 효소처리된 발효 홍삼 추출물은 우론산을 765.7 내지 895.7㎍/㎖를 함유하고, 폴리페놀을 289.1 내지 298.1㎍/㎖를 함유하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물은 홍삼을 효모 속 카자크스타니아 유니스포라를 이용하여 발효한 후, 효소 처리하였기에, 페놀 화합물 및 산성 다당의 함량이 높다는 이점이 있다.
또한, 홍삼의 체내 흡수율이 증가되고 생리활성이 높은 진세노사이드가 다량 생성된다는 이점이 있다.
또한, 대식세포의 활성을 촉진시키는 효과가 우수하여, 면역증강 활성이 뛰어나다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실험예 2에 따른 효소처리된 발효 홍삼과 종래의 홍삼을 투여한 마우스 대식세포(Raw264.7 cells)에서 분비되는 일산화질소(NO)의 분비량을 측정한 결과를 나타낸 그래프.
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물을 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 실험예 2에 따른 효소처리된 발효 홍삼과 종래의 홍삼을 투여한 마우스 대식세포(Raw264.7 cells)에서 분비되는 일산화질소(NO)의 분비량을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실험예 2에 따른 효소처리된 발효 홍삼을 투여한 마우스 대식세포(Raw264.7 cells)에서 분비되는 일산화질소(NO)의 분비량이 종래의 홍삼을 투여한 마우스 대식세포(Raw264.7 cells)에서 분비되는 일산화질소의 분비량에 비해 월등함을 알 수 있다.
본 발명의 유효성분인 발효 홍삼 추출물을 얻기 위해 사용되는 재료인 "홍삼"은 수삼을 수증기로 쪄서 말린 것으로, 예로부터 한반도를 중심으로 민간에 널리 이용되어 왔다. 홍삼은 원재료인 인삼과 마찬가지로 면역증강, 심혈관계 조절 및 항암 효능이 있는 것으로 보고되어 있으며, 이러한 가공 과정을 거치면서 홍삼의 주요한 생리활성물질인 진세노사이드 Rg3, Rh2, Rh1 등이 증가된다.
상기 발효 홍삼은 바람직하게는 미생물을 사용하여 상기 홍삼을 발효한 후, 효소처리하여 얻어진 것일 수 있으며, 상기 미생물로는 글리코시드(glycoside) 결합 가수분해능을 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용할 수 있다. 예컨대, 락토바실러스(Lactobacillus) 속, 비피도박테리움(Bifidobacterium) 속, 락토코커스(Lactococcus) 속, 루코노스톡(Leuconostoc) 속 등의 유산균; 아스퍼질러스(Aspergillus) 속 등의 곰팡이; 사카로미세스(Sacccharomyces) 속, 캔디다(candida) 속 등의 효모로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용하여 발효된 것일 수 있으며, 바람직하게는 효모, 특히 사카로미세스(Saccharomyces) 속 미생물에 의한 발효물일 수 있다.
상기 발효는 바람직하게는 20 내지 30℃에서 1 내지 5일간, 보다 바람직하게는 25 내지 28℃에서, 2 내지 4일간 이루어질 수 있으며, 상기 범위로 발효를 진행함으로써 미생물 생장을 촉진시켜 발효 효율을 높일 수 있다.
상기 효소처리는 효모로 발효된 발효 홍삼에 효소를 발효 홍삼 중량 대비 0.01 내지 1%(w/w) 첨가하는 것이 바람직하다. 효소가 0.01%(w/w) 미만인 경우 효소가 활성화되는 농도에 미치지 못하여 그 효과를 기대하기 어렵고, 1%(w/w)를 초과할 경우, 활성이 포화상태에 이르러 활성도가 증가되지 않는다.
상기 효소처리는 바람직하게는 30 내지 40℃에서, 6 내지 48시간, 보다 바람직하게는 35 내지 38℃에서 12 내지 36시간 이루어질 수 있으며, 상기 범위로 효소처리를 진행함으로써 효소 활성도를 증가시켜 효소처리 효율을 높일 수 있다.
상기 발효 홍삼 추출물은 발효 홍삼 추출물 그 자체는 물론이고 이를 건조, 냉동, 냉동 후 해동, 분쇄 또는 파쇄한 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
상기 발효 홍삼 추출물의 추출물은 당업계에서 조추출물(crude extract)로 통용되는 의미는 물론이고, 광의적으로는 용매 분획물도 모두 포함하는 의미로 사용된다.
본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 발효 홍삼 추출물은 발효 및 효소처리된 홍삼을 추출하여 얻어진 것일 수 있다.
상기 발효 홍삼으로부터 추출물을 추출하기 위한 적절한 용매로는 당업계에 공지된 통상적인 추출용매라면 어느 것을 사용해도 무방하나, 바람직하게는 물, 탄소수 1 내지 4의 무수 또는 함수 저급 알코올(예: 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 추출 용매를 사용하여 추출된 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 30 내지 95%(v/v)의 농도를 갖는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 가장 바람직하게는 60 내지 80%(v/v)의 농도를 갖는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올을 사용하여 추출된 것일 수 있다.
상기 발효 홍삼 추출물은 상술한 추출, 또는 추출 및 발효 과정 이후에 추가적으로 정제과정을 더욱 거쳐서 얻어진 것일 수 있다. 예컨대, 상기 발효 홍삼 추출물을 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 얻은 분획 및 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획도 본 발명의 발효 홍삼 추출물에 포함된다.
상술한 과정을 거쳐 얻어진 발효 홍삼 추출물은, 이후 상압 또는 감압 하에서 증류 등의 방법으로 용매를 제거하고 농축 또는 건조하거나, 동결 건조 또는 열풍 건조하는 등과 같은 추가적인 과정을 더욱 거쳐 분말상태로 제조될 수 있으며, 또한 이에 제한되지 않고 당업자의 선택에 따라 목적 및 사용에 적합하도록 당 분야에서 일반적으로 수행 가능한 공정들을 추가로 실시하여 적절한 형태, 예를 들어, 캡슐(capsule), 정제(tablet), 분말(powder), 환(丸), 농축액(liquid) 등으로 제조될 수 있다.
상기 조성물이 식품 조성물 형태로 제공될 경우, 유효성분으로서 발효 홍삼 추출물뿐만 아니라, 식품 제조 시 통상적으로 첨가되는 탄수화물 또는 향미제를 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이크로덱스크린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 향미제로는 특별히 제한되자 않고 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐)를 사용할 수 있다.
예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분인 발효 홍삼 추출물 이외에, 액상과당, 설탕, 포도당 및 여러 가지 과즙 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
상기 발효 홍삼 추출물은 바람직하게는 고형분 기준으로 전체 조성물 중량의 0.1 내지 99.9 중량%로 포함될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 발효 홍삼 추출물의 제조
금산에서 구입한 홍삼 분말 100 g에 증류수 100 ㎖를 첨가하여 현탁한 후, 가압살균하였다. 가압살균된 홍삼 현탁액에 효모의 일종인 카자크스타니아 유니스포라(KCTC No. 7169; 대전, 한국)를 5%(v/v) 수준으로 접종하여 28℃에서 5일간 정치배양하였다. 여기에 펙틴분해효소인 Pectinex Ultra SP-L(novozymes, Denmark)을 0.2%(w/w) 첨가하여 37℃에서 24시간 처리하였다. 이후, 70%(v/v) 에탄올 1,000 ㎖를 첨가하여 3시간 동안 환류추출한 다음, 추출액을 냉각시키고 않고, 뜨거운 상태에서 여과지(Whatman사 제조)를 사용하여 고형분을 제거하였다. 걸러진 여과액을 통상의 농축기(EYELA, Japan)를 사용하여 60℃에서 감압농축하여 발효 홍삼 추출물을 제조하였다.
실험예
1: 발효 홍삼 추출물의
가수분해물
분석
폴리페놀 함량은 Folin-Denis 법(Dewanto, V., Wu, X., & Liu, R. H. (2002b), Processed sweet corn has higher antioxidant activity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 50: 4959-4964)에 준하여 측정하였으며, 총당과 산성당의 함량은 phenol-sulfuric acid법과 Blumenkrantz과 Asboe-Hansen법(Blumenkrantz, N. and Asboe-Hansen, G. (1973) Anal. Biochem., 54: 484)에 의해 측정하였다.
진세노사이드의 분석은 HPLC를 사용하여 다음과 같은 방법에 준하여 분석하였다. 각 농축액 1 g을 평량하여 70% 에탄올 50 ㎖를 가하여 80℃ 진탕 배양기에서 2회 추출하고 Whatman #1 paper를 이용하여 여과하였다. 여액은 진공 농축기를 이용, 감압 건조하고 50 ㎖의 증류수를 가하여 용해하였다. 이 용액 1㎖에 디에틸에테르 2 mL을 가하여 혼합한 후, 1,500 rpm에서 10분간 원심분리하여 디에틸에테르를 제거하고 여기에 다시 물포화 부탄올을 1.5 ㎖ 가하여 혼합한 다음 부탄올 층을 회수 하였다. 3회 재반복하여 회수한 부탄올층에 증류수 1.5 ㎖을 가하여 혼합하고 원심분리하여 물층을 제거하였으며, 본 조작을 2회 반복하여 수용성 불순물을 세척하였다. 이렇게 얻어진 부탄올층은 40℃에서 N2 가스를 분사하여 건조하였으며 여기에 메탄올 0.5 mL을 가한 후, 0.45 멤브레인(membrane) 필터로 여과하여 HPLC 분석용 시료로 사용하였다. HPLC 분석은 Prevail Carbohydrate ES 5 column(Alltech, USA)이 장착된 HPLC를 이용, ELSD로 분석하였으며, 하기 표 1 및 2에 표시한 바와 같은 조건에서 수행하였다. 한편 진세노사이드 분석시에는 앰보연구소(대덕, 한국)에서 구입한 14종의 표준물질(컴파운드 K, Rh2, Rh1, Rg5, Rk1, Rg2, Rg3, Rg1, Rf, Re, Rd, Rb2, Rc,Rb2)을 이용하여 표준곡선을 작성하고 각 피크 면적비로부터 함량을 계산하였다.
기기들 | SP930D Solvent delivery pump SDV50A Vacuum degasser and valve module CTS 30 Column oven(Young-Lin Co. Ltd., Korea) |
검출기 | ELSD(GmbH, Germany) |
컬럼 | Prevail Carbohydrate ES 5 , 250mm(Alltech, USA) |
오븐 온도 | 35℃ |
이동상 | A(Acetonitrile : Water : IPA = 80 : 5 : 15) B(Acetonitrile : Water : IPA = 67 : 21 : 12) |
주입량 | 20 ㎕ |
Time(min) | Flow(mL/min) | %A | %B |
Initial | 0.8 | 90 | 10 |
28 | 0.8 | 15 | 85 |
35 | 0.8 | 20 | 80 |
45 | 0.8 | 25 | 75 |
50 | 0.8 | 10 | 90 |
51 | 0.8 | 0 | 100 |
57 | 0.8 | 75 | 25 |
58 | 0.8 | 90 | 10 |
65 | 0.8 | 90 | 10 |
그 결과, 실시예 1에 따른 홍삼 분말을 이용한 발효 홍삼에서, 하기 표 3에 나타낸 바와 같이, 발효하지 않은 홍삼(대조군)의 총당함량은 82.4 mg/㎖으로, 발효 홍삼에 비하여 높은 함량을 보였으나, 발효 홍삼은 44.7 mg/㎖ 함량을 보였다. 이는 발효에 관여하는 효모가 생육에 필요한 탄소원으로 홍삼 내에 존재하는 당을 이용하였음을 보여준 결과이다.
이에 반하여 산성당의 함량은 발효하지 않은 홍삼은 225.8 ㎍/㎖ 함량인 반면 발효 홍삼의 경우 830.7 ㎍/㎖으로 훨씬 많은 양의 산성당이 생성되었음을 알 수 있었다. 산성당은 홍삼의 생리활성물질 중에서 면역활성 증진에 관여하는 것으로 알려져 있다.
폴리페놀의 함량은 발효 홍삼이 293.6 ㎍/㎖이었으나, 발효하지 않은 홍삼은 217.3 ㎍/㎖으로 낮은 함량을 보였다. 이상의 결과에서 알 수 있듯이, 생리활성물질로 알려진 산성당과 폴레페놀 물질이 증가하는 것으로 보아 특정 효모 균주를 이용한 발효 홍삼은 발효하지 않은 홍삼에 비하여 생리활성물질의 함량이 높아 생리활성 또한 높을 것으로 기대된다.
구분 | 총당함량 (mg/㎖) |
우론산 (㎍/㎖) |
폴리페놀 (㎍/㎖) |
Solid (%) |
pH |
대조군 | 82.4±9.8 | 225.8±12.5 | 217.3±6.1 | 4.39±0.03 | 4.56 |
발효 홍삼 | 44.7±5.2 | 830.7±65.0 | 293.6±4.5 | 4.51±0.07 | 3.83 |
또한, 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 홍삼 분말을 이용한 발효 홍삼의 진세노사이드 함량을 측정한 결과, 발효 홍삼은 발효 전 홍삼에서 측정되지 않았던 컴파운드 K를 함유하고 있으며, 그 함량은 각각 16.6 ㎍/㎖이었다. Rg3 함량이 발효 전 홍삼에서는 82.9 ㎍/㎖이었으나, 미생물 발효 과정을 거치면서 911.7 ㎍/㎖의 높은 함량을 보였다.
또한 Rd 함량도 발효 전 687.2 ㎍/㎖이었으나, 발효 홍삼의 경우 755.2 ㎍/㎖ 함량으로 높은 함량을 보였다. 발효 홍삼에 의해 생성되었던 컴파운드 K, Rd와 Rg3는 Rb2, Rc, Rb1으로부터 발효 과정을 거치면서 전환되는 진세노사이드로, 초기에 이들의 함량이 높은 것은 상대적으로 발효 홍삼의 특징을 부여하는 진세노사이드인 컴파운드 K, Rg3와 같은 흡수율과 생리활성이 높은 진세노사이드 생성이 가능하다. 따라서 Rb2, Rc, Rb1의 함량을 비교한 결과, 발효하지 않은 홍삼에서는 3816.6 ㎍/㎖이었으나, 발효 홍삼은 4135.9 ㎍/㎖으로 비교적 높은 함량을 보였다. 이상 발효 홍삼을 제조하여 각 성분들을 비교한 결과, 발효 홍삼은 생리활성이 높은 것으로 보고되었던 특정 성분(컴파운드 K, Rd 및 Rg3)의 함량이 발효하지 않은 홍삼에 비하여 높은 특성을 보였다.
진세노사이드 | 농도(㎍/㎖) | |
대조군 | 발효 홍삼 | |
컴파운드 K | 0 | 16.6 |
Rh2 | 21.6 | 148.8 |
Rh1 | 27.3 | 113.0 |
Rg5+Rk1 | 205.5 | 1849.1 |
Rg2 | 213.8 | 597.2 |
Rg3 | 82.9 | 911.7 |
Rg1 | 321.5 | 248.5 |
Rf | 262.0 | 329.3 |
Re | 1037.8 | 79.5 |
Rd | 687.2 | 755.2 |
Rb2+Rc | 2184.5 | 2410.3 |
Rb1 | 1632.1 | 1725.6 |
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 발효 홍삼은 발효가 되지 않은 홍삼에 비하여 페놀 화합물 및 산성다당의 함량이 증가됨은 물론, 생리활성이 높은 진세노사이드 또한 다량으로 생성되는 것을 알 수 있다.
실험예
2: 발효 홍삼의 면역증강 효능 평가
대식세포는 면역반응에 있어서 선천성 면역을 담당하는 것으로 잘 알려져 있으며, 면역증강 효능 연구에 마우스 대식세포주(Raw264.7 cells; 한국세포주은행, 서울, 한국)가 널리 사용되고 있다. Raw264.7 세포가 활성화되면, 일산화질소(nitric oxide), TNF-(tumor necrosis factor-), IL-1(interleukin-1), IL-6(interleukin-6) 등을 다량으로 생산하여 분비하는 것으로 알려져 있다.
발효 홍삼의 면역증강 효능을 평가하기 위하여 Raw264.7 세포에서 일산화질소 생성량을 측정하였다. Raw264.7 세포를 96 well plate에 1x105 cells/well로 접종한 후, 10%(v/v) 우태아혈청(fetal bovine serum; Gibco Co., USA)이 함유된 DMEM(Gibco Co., USA) 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 12시간 배양하였다. 이후 상기 실시예 1에서 제조된 홍삼 추출물 및 발효 홍삼 추출물을 다양한 농도(0, 10, 25, 50, 100, 200 ㎍/mL)로 처리하여 24시간 배양하였다. 배양액에 동일한 양의 Griess reagent(1% sulfanilamide 및 0.1% N-[1-naphthy]-ethylenediamine dihydrochloride in 5% phosphoric acid; Sigma, USA)를 첨가하고 실온에서 10분간 반응시킨 후, ELISA reader(BIO-TEK Instruments Inc., Power wave X340, USA)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 양성대조군으로 1 ㎍/㎖ 농도의 LPS(lipopolysaccharide; Sigma, USA)를 사용하였으며, NO 농도는 NaNO2 표준액(Sigma, USA)을 이용하여 정량곡선을 작성한 후, 이를 기준으로 계산하였다.
따라서, 도 1에서 나타난 바와 같이, 마우스 대식세포에서 일산화질소의 생성량은 홍삼 처리군 및 발효 홍삼 처리군 모두에서 치리농도에 의존적으로 증가되었다. 무엇보다도 일산화질소 생성량은 발효 홍삼 처리군이 홍삼 처리군보다 높았으며, 이러한 차이는 저농도 처리 시에 더욱 두드러졌다. 따라서 발효 홍삼이 발효되지 않은 홍삼에 비해 대식세포 활성화를 통한 면역증강 효능이 우수함을 알 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법과 그 제조방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물 및 이를 함유하는 식품 조성물은 홍삼을 효모 속 카자크스타니아 유니스포라를 이용하여 발효한 후, 효소 처리하였기에, 페놀 화합물 및 산성 다당의 함량이 높다. 또한, 홍삼의 체내 흡수율이 증가되고 생리활성이 높은 진세노사이드가 다량 생성된다. 또한, 대식세포의 활성을 촉진시키는 효과가 우수하여, 면역증강 활성이 뛰어나다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (9)
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- 홍삼 분말과 증류수를 100g : 100㎖ 비율로 혼합하여 현탁물을 만들고 살균하는 단계와;
상기 살균된 현탁물에 현탁물의 총 부피에 대하여 카자크스타니아 유니스포라(kazachstania unispora) 효모(Saccharomyces) 균주 5%(v/v)를 접종하여 혼합물을 만드는 단계와;
상기 카자크스타니아 유니스포라 균주가 접종된 혼합물을 28℃에서 5일 동안 정치배양하여 발효물을 얻는 단계와;
상기 발효물에 발효물 총 중량에 대하여 팩틴분해효소 0.2%(w/w)를 첨가하고 37℃에서 24시간 동안 효소처리하여 효소처리물을 획득하는 단계와;
상기 효소처리물에 70%(v/v) 에탄올 1000ml를 첨가하여 3시간 동안 환류추출하여 추출액을 획득하는 단계와;
상기 환류추출된 추출액을 여과지를 사용하여 고형분을 제거하여 여과액을 획득하는 단계 및;
상기 여과액을 농축기를 사용하여 60℃에서 감압농축하는 단계;로 효소처리된 발효 홍삼 추출물이 제조되고,
상기 효소처리된 발효 홍삼 추출물은 우론산을 765.7 내지 895.7㎍/㎖를 함유하고, 폴리페놀을 289.1 내지 298.1㎍/㎖를 함유하는 것을 특징으로 하는 효소처리된 발효 홍삼 추출물의 제조방법.
- 삭제
- 청구항 5의 방법에 의해 제조된 효소처리된 발효 홍삼 추출물.
- 청구항 7에 있어서,
상기 효소처리된 발효 홍삼 추출물은 캡슐(capsule), 정제(tablet), 분말(powder), 환(丸), 농축액(liquid) 중에서 선택된 어느 하나 형태로 제형화 되는 것을 특징으로 하는 효소처리된 발효 홍삼 추출물.
- 청구항 5의 방법에 의해 제조된 효소처리된 발효홍삼 추출물과 식품학적 부형제를 포함하되, 상기 효소처리된 발효 홍삼 추출물 0.1∼99.9 중량%과, 식품학적 부형제 0.1∼99.9 중량%가 포함되는 것을 특징으로 하는 식품 조성물.
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