KR20040046382A - 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법, 더욱 상세하게는, 인삼을 알콜이나 온수로 추출하고 남은 인삼박을 염기조건하에서 가수분해하여 다당체를 분리해 내는 방법에 관한 것으로, 인삼박을 염기 수용액하에서 가수분해하여 1차 인삼 추출액을 생성하고, 상기 1차 인삼 추출액을 원심분리하고, 알콜을 가하여 침전시킨 후, 분무 건조하는 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 기존에 그대로 버려지거나 퇴비로 이용되던 인삼 엑기스 추출 잔사인 인삼박으로부터 유용한 다당체를 용이하게 분리해 낼 수 있으며, 특히 염기조건 하에서 가수분해를 수행함으로써 기존의 온수 또는 알콜 추출방법 보다 더 높은 함량의 다당체를 분리해 낼 수 있으며, 공업적인 대량생산 방법으로서 활용할 수 있는 이점이 있다.

Description

인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법{METHOD OF SEPARATING THE POLYSACCHARIDE FRACTIONS FROM GINSENG RESIDUES}

본 발명은 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법, 더욱 상세하게는, 인삼을 알콜이나 온수로 추출하고 남은 인삼박을 염기조건하에서 가수분해하여 다당체를 분리해 내는 방법에 관한 것이다.

인삼에는 활성을 가지고 있는 여러가지 물질들이 함유되어 있어 한약재나 건강식품용으로 많이 사용되고 있다. 일반적으로, 인삼으로 부터 분리된 물질 중 약리작용을 나타내는 것은 대부분 사포닌계 물질이며, 암세포를 직접 살해함으로써 항암작용을 나타내는 것으로 알려진 폴리아세틸렌계 물질 및 면역증강제로서 사용될 수 있는 물질과는 구조상 전혀 다른 것으로 알려져 있다.

이전까지 알려져 있던 인삼에서 분리된 다당체로는, 혈당강하 작용이 있는 D-글루코스로 구성된 글리칸의 일종인 파낙산(panaxan; Konno C, Sugiyama K, Kano M, Takahsh M and Hikino H, Isolation and hypoglycemic activity of panaxans A.B.C.D. and E glycan of panax ginseng roots, Planta Medica 50:434-436, 1984. 참조) 및 여러가지의 단당류(갈락투론산, 글루코스, 아라비노스, 만노스 및 갈락토스 등으로 구성되어 있으며, 특히 갈락투론산의 함량이 높다)의 혼합물인 항보체 작용이 있는 인삼 다당체(Gao Q, Kiyohara H, Cyong J and Yamada H. Chemical properties and anticomplementary activities of polysaccharide fractions from roots and leaves of Panax ginseng, Planta Medica 55: 9-12, 1989. 참조)가 있다.

이러한 인삼내의 다당체를 추출하는 방법은 현재까지 공업화될 정도로 알려지지 않았고 인삼을 직접 복용하거나 또는 인삼의 온수 추출액을 복용하여 왔다.

또한 인삼에 함유된 유효성분을 추출하는 방법으로는 온수 추출방법과 알콜 추출방법이 알려져 있는바. 알콜 추출방법은 특히 홍삼차 제조용 추출액을 얻기 위하여 주로 사용되고 있다. 통상적으로 홍삼의 알콜추출은 70% 이상의 알콜을 이용하고 있는데, 다당체는 알콜 불용성이므로 70% 이상의 알콜로 추출하는 경우에는 소량만이 추출되어 추출잔사인 인삼박에 다량의 다당체가 잔류하게 되고 또한, 온수로 추출하는 경우에도 효과적인 추출이 이루어지지 않았다. 이와같이 다당체가 다량 함유된 알콜 추출잔사인 인삼박은 현재까지 거의 폐기되거나 퇴비등으로 이용되고 있어 다당체 성분이 유용하게 활용되지 못하고 낭비되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명의 목적은, 인삼박을 염기 수용액하에서 가수분해함으로써 인삼박내에 함유된 다당체를 높은 수율로 분리해낼 수 있고, 공업적인 대량 생산 방법으로 손쉽게 제조할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 아래 실시예에서는 구체적인 구성요소 또는 조건등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것일 뿐 이러한 특정사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

본 발명은, 인삼박을 염기 수용액하에서 가수분해하여 1차 인삼 추출액을 생성하고, 상기 1차 인삼 추출액을 원심분리하고, 알콜을 가하여 침전시킨 후 분무 건조하는 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법에 관한 것이다.

인삼박이란, 인삼을 통상의 방법, 즉 온수 추출 또는 알콜 추출방법으로 추출하고 남은 찌꺼기를 이르는 말로, 상술한 바와 같이, 추출 후 인삼박에도 다량의 다당체가 함유되어 있다는 사실을 인지하고 이로부터 유용한 다당체를 추출해내기 위해 사용되었다.

본 발명에 따라 다당체를 추출하기 위해, 먼저, 온수 또는 알콜 추출하고 남은 상기 인삼박을 건조하여 분말 또는 편(조편분말)으로 가공하고, 0.1 내지 5%의 염기 수용액을 상기 조편분말의 건조중량의 10 내지 15배(즉, 인삼박 조편분말 1Kg 당 10ℓ내지 15ℓ의 염기 수용액)정도 첨가한다. 가수분해시 염기 수용액의 사용량이 인삼박 조편분말의 건조중량의 10배 미만인 경우에는 인삼 다당체의 추출이 완전히 이루어지지 않을 수 있고, 15배를 초과할 경우에는 추출이 완료된 후 정제효율이 저하되는 단점이 있다. 여기서 사용되는 염기 수용액의 종류는 약제학적으로허용되는 것이라면 특별히 제한이 없으나, 수산화나트륨 수용액, 수산화바륨 수용액, 수산화칼슘 수용액, 수산화칼륨 수용액인 것이 바람직하며, 특히 5%의 염기 수용액을 사용하는 것이 효과적인 것으로 판명되었다.

그 다음, 상기 인삼박 조편분말과 염기 수용액 혼합물을 40 내지 100℃, 바람직하게는 70 내지 80℃의 온도로 12 내지 24 시간 범위 내에서 교반하면서 가수분해 하여 1차 인삼 추출액을 얻는다. 인삼 자체를 이용하여 추출할 경우에는 60℃이상에서 다당체 이외의 성분들이 다량으로 추출되어 다당체의 선택적 추출과 다당체의 생리적 활성 상실 및 고순도 정제가 어려운 문제가 발생하지만 알콜로 추출한 인삼박을 사용하는 경우에는 이미 불필요한 부분들이 제거되어 있기 때문에 온도를 70 내지 80℃에 맞추어 추출함으로서 미생물의 번식을 예방할 수 있다.

그 다음, 추출이 끝난 상기 1차 추출액을 원심분리하여 인삼 분말 고형분을 제거하여 깨끗한 인삼 추출액을 얻는다.

얻어진 추출액으로부터 다당체를 분리하기 위하여 에탄올, 메탄올과 같은 알콜(70 내지 98%)을 첨가하여 다당체를 침전시키는데, 특히 에탄올이 바람직하다. 상기 알콜 침전은 3회 반복하여 더이상 녹아나오는 다당체가 없도록 하는 것이 바람직하다. 알콜의 농도가 70% 이하일 경우에는 침전율이 심하게 떨어지므로 70% 이상의 알콜을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 얻어진 침전물을 스프레이 드라이어를 통하여 분무 건조하여 백색의 인삼 다당체를 제조할 수 있으며, 이는 상업적으로 기능성 식품 및 식품첨가물로서 적용될 수 있다.

실시예 1

인삼박 분말 100g 에 1%(W/W) 염기성 용액 1500ml를 가하고 잘 흔든 뒤 80℃에서 12시간 동안 추출하고 여과하여 여액을 4℃에서 10,000rpm으로 10분간 원심 분리한 다음, 상등액 200ml 씩을 취하여 10개의 시료를 만들고 각개 시료에 순수 알콜 1000ml를 가하여 혼합한다. 생성된 침전물을 분무 건조하였다.

(1) 인삼 다당체의 당함량 측정

실시예 1 방법에 따라 제조된 인삼 다당체의 당 함량은 페놀-황산법으로 측정하였다. 0.1mg/ml의 농도로 인삼 다당체를 증류수에 용해시킨 용액 20㎕를 가하고 진탕한 후, 60℃에서 20분간 반응시켜 490nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때, 표준품으로는 글루코스를 사용하여 표준 용량곡선을 작성하였다. 분무 건조한 인삼 다당체의 당 함량은 페놀-황산법을 이용하여 측정하였고 측정 결과 당함량이 90% 이상으로 나타났다.

(2) 인삼 다당체의 단백질 함량 측정

실시예 1 방법에 따라 제조된 인삼 다당체의 단백질 함량은 브래드포드법을 기본으로 제품화된 단백질 함량 측정 키트를 사용하여 측정하였다. 소의 혈청 알부민으로 표준 용량 곡선을 작성하였으며 인삼 다당체의 함량은 1.0% 미만이었다.

(3) 인삼 다당체의 분자량 확인

실시예 1 방법에 따라 제조된 인삼 다당체의 분자량은 겔 여과 컬럼을 장치한 액체크로마토그래피를 사용하였으며 이동상으로 0.1 몰 탄산나트륨 수용액을 사용하였고, 유속은 1ml/분, 검출기는 굴절율 검출기를 사용한 결과 수평균분자량(M_n)이 100,000인 인삼 다당체를 얻을 수 있었다.

(4) 인삼 다당체의 적외선 흡수 스펙트럼 분석

실시예 1 방법에 따라 제조된 인삼 다당체를 브롬화칼륨을 이용하여 적외선 흡수 스펙트럼 분석용 박편을 만든 다음 적외선 분광기를 이용하여 분석하였다. 3400 cm^-1부근에 히드록시기, 1000 내지 1100 cm^-1부근에 에스테르기(C-O), 2800 내지 2900 cm^-1에 탄화수소의 흡수 스펙트럼이 확인되어 전형적인 다당계의 흡수 스펙트럼을 확인 할 수 있었다.

실시예 2

실시예 1 의 방법에서, 추출된 인삼 다당체를 침전시키는데 필요한 알콜 농도를 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%로 변화시키면서 침전된 다당체의 당함량을 페놀-황산법으로 측정한 결과를 표에 나타내었다. 알콜의 농도가 70% 미만일 경우에는 다당체의 함량이 적게 나왔으나 함량이 70% 이상일 경우에는 다당체의 함량이 높게 나왔다.

알콜농도(%)	다당체의 함량(%)
30	2.6
40	3.2
50	4.9
60	6.8
70	11.5
80	12.3
90	12.7

실시예 3

실시예 1 의 방법에서, 추출하는데 필요한 염기용액의 농도를 0.1%, 0.5%, 1%, 2%, 5%로 변환시킨후 얻은 인삼 다당체의 당함량을 페놀-황산법으로 측정한 결과를 표에 나타내었다.

염기의 농도(%)	다당체의 함량(%)
0.1	6.4
0.5	11.5
1	12.5
2	12.7
5	13.2

실시예 4

실시예 1 방법에서, 추출하는데 필요한 온도를 40℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃ 변환시킨후 얻은 인삼 다당체의 당함량을 페놀-황산법으로 측정한 결과를 표에 나타내었다.

추출온도(℃)	다당체의 함량(%)
40	3.4
50	5.5
60	7.5
70	12.7
80	13.2
90	13.5

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 기존에 그대로 버려지거나 퇴비로 이용되던 인삼 엑기스 추출 잔사인 인삼박으로부터 유용한 다당체를 용이하게 분리해 낼 수 있으며, 특히 염기조건 하에서 가수분해를 수행함으로써 기존의 온수 또는 알콜 추출방법 보다 더 높은 함량의 다당체를 분리해 낼 수 있으며, 공업적인 대량생산 방법으로서 활용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 인삼박을 염기 수용액하에서 가수분해하여 1차 인삼 추출액을 생성하고, 상기 1차 인삼 추출액을 원심분리하고, 알콜을 가하여 침전시킨 후 분무 건조하는 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 염기 수용액은 수산화나트륨 수용액, 수산화칼슘 수용액, 수산화바륨 수용액의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 염기 수용액은 0.1 내지 5% 농도인 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가수분해는 70℃ 이상의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가수분해는 70℃ 내지 100℃ 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 1차 인삼추출액에 가해지는 알콜은 순도가 70% 이상인 것을 특징으로 하는 인삼박으로부터 다당체를 분리하는 방법.