KR20090112027A - 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법 - Google Patents

항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090112027A
KR20090112027A KR1020080037694A KR20080037694A KR20090112027A KR 20090112027 A KR20090112027 A KR 20090112027A KR 1020080037694 A KR1020080037694 A KR 1020080037694A KR 20080037694 A KR20080037694 A KR 20080037694A KR 20090112027 A KR20090112027 A KR 20090112027A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ginseng
extruded
extract
ginseng extract
extrusion
Prior art date
Application number
KR1020080037694A
Other languages
English (en)
Inventor
류기형
김미환
김만수
Original Assignee
공주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 공주대학교 산학협력단 filed Critical 공주대학교 산학협력단
Priority to KR1020080037694A priority Critical patent/KR20090112027A/ko
Publication of KR20090112027A publication Critical patent/KR20090112027A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L19/00—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof
    • A23L19/10—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof of tuberous or like starch containing root crops
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L19/00—Products from fruits or vegetables; Preparation or treatment thereof
    • A23L19/09—Mashed or comminuted products, e.g. pulp, purée, sauce, or products made therefrom, e.g. snacks
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/105—Plant extracts, their artificial duplicates or their derivatives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/20—Natural extracts
    • A23V2250/21—Plant extracts
    • A23V2250/2124—Ginseng

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)

Abstract

본 발명은 압출성형 인삼추출물의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균 활성 및 항산화 활성이 우수한 압출성형 인삼추출물에 관한 것으로, 본 발명의 방법에서는 최적의 압출성형변수로 인삼을 압출성형한 후, 이를 추출함으로써 제조된 인삼 추출물이 식품 유발 병원균에 대해 우수한 항균 활성을 갖고, 홍삼 추출물 보다 더 좋은 전자 공여능을 가지며, 항산화 활성이 높아 자연적인 합성 항산화제를 대체할 수 있는 식품 저장 보존제로서 사용할 수 있는 효과가 있어 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
인삼, 압출성형, 항균활성, 항산화활성

Description

항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및 그 제조방법{Extruded Ginseng Extracts having Antibacterial and Antioxidant Activity and Method for Preparing the same}
본 발명은 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 최적화된 압출성형변수로 인삼을 압출성형하고, 이를 추출하는 것을 특징으로 하는 압출성형 인삼 추출물의 제조 방법 및 이를 통해 제조된 식품유발 병원균에 대해 항균활성을 갖고, 항산화 활성이 우수한 압출성형 인삼 추출에 관한 것이다.
약물처방의 대안으로 식물의 추출물을 이용하는 방법이 1990년대에 크게 유행하였다. 현재에는 천연의 항균성 물질과 항균성으로써 항산화 효과를 나타내는 물질에 관심이 집중되고 있다. 많은 식물의 종들과 향신료가 가진 보존성이 항산화성과 항균성이 있는 구성요소의 존재를 암시한다.
고려 인삼(오갈피나무과)은 한국에서 가장 널리 사용되는 약초재료이다. 인 삼의 가장 약학적으로 활성을 가진 요소들은 트리테르펜 사포닌 진세노이드(triterpene saponins ginsenosides)라고 불리는 트리테르펜 사포닌(triterpene saponins)이다. 지금까지 30여종의 진세노이드(ginsenosides)가 분리되었다. 인삼의 의학적인 특성은 인삼의 항산화적인 능력과 연결되어 있다. 인삼에서 발견된 몇 가지 배당체들이 항산화제로서의 작용을 나타내었다. 가장 최근에 인삼 추출물이 돼지의 파보바이러스(PPV)를 유발하는 스타피로코커스 아우레우스(Staphylococcus aureus)와 에리시펠로트릭스 루시오파티아(Erysipelothrix rhusiopathia)에 대항하는데 도움을 주는 특성을 가지고 있다고 보고되었다.
특히, 홍삼은 초기억제작용과 혈관 확장 작용과 항종양 효과와 같은 강력한 생물학적 활성을 가지고 있다. 지정된 시간을 증기 처리한 인삼을 홍삼이라 한다. 인삼에 증기를 투입하여 제조한 홍삼은 11가지에서 16가지의 사포닌의 증가가 확인 되었다고 보고된 바 있다. 이전의 연구에서 사용했던 압출성형공정은 단시간에 많은 양의 인삼을 홍삼화 할 수 있는 편리한 공정이다. 압출성형공정은 고온과 높은 전단력을 이용하여 특별한 물리적 화학적인 특성을 가진 물질을 생산하는 연속적인 공정이다. 이 공정은 낮은 비용과 고온 단시간 열처리 공정을 이용하여 전 세계적으로 식품소재를 만드는 공정에 널리 이용되고 있다. 생산물의 품질은 압출성형기의 형태, 스크루 조합, 시료의 수분함량, 배럴 온도와 구조, 스크루 속도와 시료 투입량에 따라 다양해진다.
본 발명자들은 상기와 같은 점에 착안하여 인삼추출물의 항균성과 항산화성에 대한 예의 연구를 거듭한 결과 다양한 압출성형공정변수가 압출성형한 인삼 추 출물의 수율에 미치는 영향을 확립하고, 압출성형한 인삼추출물의 항균성과 항산화작용을 홍삼 및 압출성형하지 않은 인삼추출물과 비교하여 측정함으로써 본 발명에 이르게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 신규한 압출성형 인삼추출물의 제조방법을 제공하고, 이 방법을 통해 제조한 항균 활성 및 항산화 활성이 우수한 압출성형 인삼추출물을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 최적의 수율로 제조하기 위한 압출성형기의 최적의 압출성형변수를 찾아내어, 이를 통해 압출성형한 인삼 추출물의 수율에 미치는 영향을 확립하고, 압출성형한 인삼추출물의 항균성과 항산화작용을 홍삼 및 압출성형하지 않은 인삼추출물과 비교하여 측정함으로써 달성되었다.
본 발명은 백삼을 최적 압출성형변수로 운전되는 압출성형기에서 압출성형하는 단계; 상기 압출성형 백삼을 열풍건조기로 건조하는 단계; 상기 건조된 압출성형 백삼을 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 압출성형 백삼 분말을 증류수와 유기용매 혼합물로 추출하는 단계; 및 상기 추출물을 여과하고, 감압하에 용매를 제거하는 단계로 이루어진 압출성형 인삼추출물의 제조방법을 제공한다.
상기에서 바람직한 압출성형기의 최적 압출성형변수 100℃ 내지 130℃, 바람직하게는 130℃의 배럴온도, 스크루 직경 25 내지 35 mm, 바람직하게는 29.0 mm, 스크루 회전속도 200 내지 300 rpm, 바람직하게는 250 rpm, 수분함량 20 내지 30%, 원료 사입량 100 내지 200 g/min, 바람직하게는 140 g/min 및 사출구 직경 2 내지 4 mm, 바람직하게는 3.0 mm이다.
또한, 상기 압출성형 백삼의 열풍 건조는 40 내지 60℃, 바람직하게는 50℃에서 5 내지 10 시간, 바람직하게는 8 시간 동안 수행된다.
또한, 상기 건조된 압출성형 백삼의 분쇄는 30 내지 50 메쉬, 바람직하게는 40 메쉬의 표준체로 수행된다.
또한, 상기 분쇄된 압출성형 백삼 분말의 추출은 25 내지 35℃에서 증류수와 유기용매를 0:10 내지 10:0의 비율로, 바람직하게는 1:8의 비율로 혼합하여 수행되며, 유기용매로는 에탄올과 메탄올이 바람직하다.
배럴온도 130℃, 스크류 회전속도 250 rpm, 원료 사입량 140 g/min, 사출구 3 mm의 조건으로 압출성형한 압출성형물의 진세노사이드 조성 및 말톨 함유량이 홍삼에 가장 가까웠으며 항균활성 및 항산화 활성도 뛰어났다. 압출성형 공정변수 중 스크류 회전속도와 원료 사입량, 사출구의 크기는 압출성형시 가해지는 압력과 전단력에 영향을 미친다. 그리고 배럴온도 및 수분함량은 원료에 함유되어 있는 전분의 호화에 영향을 미친다. 그러므로 압출성형 공정변수에서 배럴온도, 수분함량, 스크류 회전속도, 원료 사입량, 사출구의 크기는 중요한 요인들이라고 할 수 있다.
일반적으로 식품을 가열 건조할 경우 전분함유 식품은 전분에 영향을 가장 적게 미치면서 빠르게 건조시킬 수 있는 조건으로 60℃ 미만의 온도를 선택하게 된다. 일반적으로 전분은 60℃ 이상에서 호화가 일어나기 때문이다.
추출조건은 유기용매의 종류 및 그 혼합비율, 온도에 따라 추출되어 지는 물질이 달라진다. 여러 가지 유기용매를 사용하였을 경우 에탄올과 메탄올을 사용하였을 때 가장 높은 항균활성과 항산화 활성을 나타내었으며 증류수와 유기용매의 혼합비율을 1:8로 하였을 때 가장 높은 항균활성과 항산화 활성을 나타내었다.
본 발명은 상기의 방법으로 제조되어, 식품유발 병원균에 대해 항균 활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼추출물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 항균 활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 조성물을 유효성분으로 함유하는 식품 보존용 조성물.
본 발명에 따른 압출성형 인삼 추출물은 바실러스 서브틸러스 또는 살모넬라 티피무리움과 같은 식물유래 병원균에 대하여 항균활성을 갖기 때문에 항산화물질의 대안이 될 수 있으며, 항산화 활성이 우수하여 식품의 저장에 있어 자연적인 합성 항산화제를 대신하여 첨가물로 이용될 수 있다.
본 발명은 압출성형 인삼추출물의 제조방법 및 그로부터 제조된 항균 활성 및 항산화 활성이 우수한 압출성형 인삼추출물에 관한 것으로, 본 발명의 방법에서는 최적의 압출성형변수로 인삼을 압출성형한 후, 이를 추출함으로써 제조된 인삼 추출물이 식품 유발 병원균에 대해 우수한 항균 활성을 갖고, 홍삼 추출물 보다 더 좋은 전자 공여능을 가지며, 항산화 활성이 높아 자연적인 합성 항산화제를 대체할 수 있는 식품 저장 보존제로서 사용할 수 있는 효과가 있어 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시형태를 실시예를 참고로 하여 보다 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 인삼의 압출성형
본 실시예에 사용된 인삼은 4년근 백삼 분말(동진제약, 충남 금산), 4년근 홍삼분말(동진제약, 충남 금산)을 사용하였다. β-카로텐, 리놀레산, 2,2-디페닐-1-피크리하이드라질 라디칼(DPPH), 갈산, 폴린-치오칼테우스 페놀(Folin-Ciocalteu’s phenol) 및 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)은 시그마(Sigma)사 제품(St. Louis, MO, USA)을 사용하였다.
백삼분말의 압출성형에 사용된 압출성형기는 자체 제작한 실험용 쌍축압출성형기(THK 31T, Inchon Machinery Co., Korea)이며, 압출성형기의 스크루 직경은 29.0 mm, 직경과 길이의 비(L/D ratio)는 25:1이었다.
압출성형공정 변수는 배럴온도 120℃, 스크루 회전속도 250 rpm, 수분함량 20, 25와 30%, 원료 사입량 140 g/min, 사출구 직경 3.0 mm로 고정하여 실험하였 다. 압출성형백삼 시료는 열풍건조기(HB-502MP, Han Beak Co., Korea)에서 50℃, 8시간 건조하였으며, 건조된 시료는 가정용 분쇄기(FM-681, Hanil, Korea)로 분쇄한 다음, 40 mesh 표준체(Testing sieve, Chung-gye Sanggong Co., Korea)를 통과한 분말을 4℃에서 보관하여 분석 시료로 이용하였다.
실시예 2 : 추출 수율 및 총페놀성 화합물의 측정
백삼 분말 20g을 증류수와 100%, 80% 및 60%의 에탄올과 메탄올을 이용하여 25℃와 35℃에서 1:8의 비율로 혼합하여 추출하였다. 혼합물은 24시간 동안 110 rpm으로 흔들어 주었다. 추출물은 뷰흐너 깔때기를 이용하여 여과지(Whatman No.1)를 통과시켜 여과하고, 용매는 감압 하에서 회전식 농축기(Buchi, R-200, Switzerland)를 이용하여 제거하였다. 이 과정은 3회 반복 실험하였다. 건조한 조추출물은 실험 전까지 4℃이하에서 보관하였다. 추출물은 사용하기 전에 증류수나 100% dimethyl sulfoxide (DMSO)로 용해시켰다. 추출 수율은 다음 식을 이용하여 계산하였다.
Figure 112008029000812-PAT00001
인삼 추출물의 총페놀성 화합물의 구성요소는 폴린-치오칼테우 색도계법에 의하여 결정되고, 갈산이 표준물질로 사용되었다. 반응 혼합물은 0.1 mL 의 추출물(20 mg/mL), 7.9 mL의 증류수, 0.5 mL의 폴린-치오칼테우 페놀 시약 및 20% Na2CO3 1.5 mL로 만들었다. 혼합한 후 튜브는 암소에 2시간 동안 반응시킨 후 측정 하였다. 765 nm에서 흡광도 값을 측정하였고 갈산(GAE)/추출물(mg)의 다양한 농도를 이용하여 작성한 검량선을 통해 페놀성화합물을 계산하였다.
인삼추출물의 추출수율과 총페놀성화합물은 표 1에 요약하였다. 추출수율은 인삼분말의 초기무게를 기준으로 계산하였고, 총페놀성화합물의 함량은 갈산(GAE) (R2 = 0.99, y = 0.001x - 0.0042)의 검량선을 기본으로 하여 건조중량의 μg/mg으로 표현하였다.
<표 1>
인삼추출물의 추출수율과 총페놀성화합물
Figure 112008029000812-PAT00002
EtOH = 에탄올, MeOH = 메탄올, GAE = 갈산 등가물
a : 인삼 추출물의 수율(%)은 용매 추출 방법으로 수득하였다. 각 값은 평균 표준 편차이다.
b : 총페놀성화합물 함량은 폴린-치오칼테우 방법으로 측정하였다. 각 값은 평균 표준 편차이다.
압출성형인삼의 추출수율은 21.86 ± 0.28% (EtOH 추출물) 내지 27.74 ± 0.47% (MeOH 추출물)의 범위로 나타났으며, EtOH 과 MeOH 추출모두 인삼과 홍삼추출물의 추출수율보다 낮았다. MeOH추출에서 수분함량 30%, 배럴 온도 100℃의 조건에서 압출성형인삼이 가장 높은 추출수율을 나타내었다. 페놀 물질들은 환경에 의한 식물의 상호작용에 의해 생산되는 2차 대사산물이다. 서로 다른 압출성형조건의 시료 중 MeOH로 추출 한 수분함량 20%, 배럴온도 100℃의 조건의 압출성형인삼의 총페놀성화합물 함량(423.20 ± 5.29 g GAE/mg)이 가장 높게 나타났고, EtOH로 추출한 동일 조건의 압출성형인삼의 경우는 (385.87 ± 5.00 g GAE/mg)로 나타났다. 이는 대부분의 압출성형인삼 추출물의 총페놀성화합물 함량이 홍삼추출물의 함량 (206.87 ± 2.52 g GAE/mg and 220.53 ± 5.03 g GAE/mg, 각각 EtOH과 MeOH로 추출)보다 높았다. 높은 수분함량과 낮은 배럴온도의 압출성형조건에서 총페놀성화합물의 함량은 낮게 나타났다. MeOH로 추출한 인삼 추출은 페놀물질을 추출하는데 가장 효율적인 방법이었다.
실시예 3 : 디스크확산측정법을 이용한 항균활성 측정
본 실시예에 사용된 두 가지 미생물 균주는 주요한 식품유발 병원균으로써 한국생물자원센터로부터 분양받은 바실러스 서브틸러스(Bacillus subtilis)(KCTC 1023) 및 살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium)(KCTC 1925)을 사용하였다.
항균활성 실험은 국립 진단 검사실 기준위원회(NCCLS)에 준하여 표준화된 방법을 이용하였다. 미생물들은 30 mL의 배지에서 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 배양액들은 무균의 염용액(0.85% NaCl)에 넣고 표준물질인 맥팔랜드(McFarland) No. 0.5와 혼탁정도를 비교하였다. 뮬러 힌튼 아가(Mueller Hinton Agar) 20 mL을 페트리 접시에 따라놓고 굳기를 기다렸다. 페트리 접시를 건조시킨 후 접종물의 현탁액 0.1 mL을 일정하게 도말하였다. 각각의 인삼추출물 30 microliters에 포함된 500 mg/mL를 한천배지 표면에 위치한 직경이 6 mm인 종이디스크에 스며들게 하여 37℃에서 24시간동안 배양하였다. 세균에 대한 양성 대조구로 젠타마이신(Gentamycin), 스트렙토마이신(Streptomycin) 및 테라마이신(Tetramycin) 각각 5 mg/mL을 이용 하였다. 켄토코나졸(Ketoconazole)은 칸디다 알비칸스(Candida albicans)에 대한 양성 대조군으로 이용되었고, 증류수와 100% DMSO 는 음성 대조군으로 이용되었다. 종이디스크 주변의 청정구역의 직경(mm)을 측정하여 항균성을 평가하였다. 모든 실험은 3 반복하였다.
EtOH 과 MeOH을 이용한 인삼추출물의 바실러스 서브틸러스 및 살모넬라 티피무리움에 대한 결과는 표 2 및 3에 나타내었다.
<표 2>
바실러스 서브틸러스에 대한 인삼추출물의 저해 영역 직경
Figure 112008029000812-PAT00003
EtOH = 에탄올, MeOH = 메탄올
a : 3회 반복의 평균
<표 3>
살모넬라 티피무리움에 대한 인삼추출물의 저해 영역 직경
Figure 112008029000812-PAT00004
EtOH = 에탄올, MeOH = 메탄올
a : 3회 반복의 평균
모든 인삼 추출물이 1000 mg/mL의 농도에서 바실러스 서브틸러스에 효과적이었으나, 살모넬라 티피무리움에는 저해가 나타나지 않았다. MeOH을 이용한 인삼추출물은 EtOH을 이용한 인삼추출물보다 조금 높은 저해율을 나타냈다. 바실러스 서브틸러스의 경우 저해 영역의 직경 측정값이 EtOH을 이용한 압출성형인삼 추출물의 경우 10.13 mm 와 11.63 mm 사이였고, MeOH을 이용한 압출성형인삼 추출물은 11.43 mm 와 12.90 mm 사이였다. 20%의 수분함량과 배럴온도 115℃의 압출성형조건에서 가장 높은 활성을 나타내었는데, 3개의 EtOH을 이용한 압출성형인삼과 5개의 MeOH을 이용한 압출성형인삼의 추출물이 1500 mg/ml 의 농도에서 살모넬라 티피무리움에 대해 각각 8.50 ± 0.07 mm 와 9.31 ± 0.05 mm의 저해영역을 보였다.
이와 유사하게 그중 몇 개의 압출성형인삼추출물이 바실러스 서브틸러스에 대해서도 가장 높은 항균성을 나타내었다. 물을 이용한 음성대조군에서 미생물균주의 생육에 영향을 주지는 못했다. 본 연구에서 이용한 모든 인삼추출물의 항균적 특성은 상업적으로 이용되는 제약성분들(Gentamycin, Streptomycin and Tetracycline)에 비해 낮은 값을 나타냈다. 압출성형인삼 추출물이 그람 음성균보다 그람 양성균에서 항균성이 더욱 높게 나타난 것은 주목할 만하다. 이 결과는 그람양성 미생물이 한 개의 세포벽만 가지고 있는 것에 비해 그람 음성균은 세포벽이 외부의 세포막과 복합적인 구조로 이루어졌기 때문에 나타난 사실이다.
실시예 4 : 전자공여능를 이용한 DPPH 분석
추출물들은 브랜드-윌리암스(Brand-Williams)가 고안한 수소 공여(hydrogen donating) 법이나, 전자공여능을 이용하여 안정한 기초적인 DPPH (2,2-Diphenyl-1-picryhydrazyl radical)를 측정하였다. 간단히 말해서, 메탄올로 추출한 100 μL의 다양한 농도(10 and 20 mg/mL)의 추출물에 0.1 mM DPPH 메탄올 용액 5 mL 을 첨가하여 실온에서 30분 반응시킨 후 517 nm 블랭크와 비교하여 흡광도를 측정하였다. 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT)가 양성대조군으로 사용되었다. 라디칼-소거 ㅎ 활성을 다음 식을 이용하여 계산하였다.
소거 활성(%) = (Absblank - Abssample/Absblank) x 100
상기 식에서,
Absblank는 시험물질을 제외한 모든 시약을 넣고 대조구의 반응으로 측정한 흡광도를 나타낸 값이고,
Abssample은 시험물질의 흡광도 값이다.
DPPH (2,2-Diphenyl-1-picryhydrazyl)법의 항산화물질들이 가장 안정한 라디칼에 작용하는 방법에 기초를 두고 있다. 흡광도 517 nm에서의 안정한 자유 라디칼의 특성을 가지고 있는 DPPH 라디칼은 자연성분의 전자공여능에 관여한다. 이 방법은 DPPH-H가 반응하여 생긴 비라디칼에 의하여 수소공여 항산화물에 의한 MeOH-DPPH 용액의 감소를 기준으로 측정한다. EtOH 과 MeOH을 이용한 인삼추출물에 의해서 생기는 자유전자수용력은 도 1 및 2에 나타내었다. 도 1 및 2에서 Ex-1, Ex-2 및 Ex-3은 각각 배럴온도 100℃, 115℃ 및 130℃의 압출 조건에서 20% MC로부터 추출한 인삼 추출물이고, Ex-4, Ex-5 및 Ex-6은 각각 배럴온도 130℃, 115℃ 및 100℃의 압출 조건에서 20% MC로부터 추출한 인삼 추출물이며, Ex-7, Ex-8 및 Ex-9는 각각 배럴온도 100℃, 115℃ 및 130℃의 압출 조건에서 20% MC로부터 추출한 인삼 추출물이다.
도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 모든 추출물은 안정한 라디칼 DPPH-에서 노란색의 디페닐피크릴하이드라진으로 감소시킬 수 있다. MeOH을 이용한 인삼추출물은 순서대로 24.03%, 17.42% 및 13.29% (수분함량 30%에서 각각 130℃, 115℃ 와 100℃), 33.19%, 25.02% 및 17.98% (수분함량 25%에서 각각 130℃, 115℃ 와 100℃), 49.24%, 52.50% 및 38.25% (수분함량 20%에서 각각 130℃, 115℃ 와 100℃)의 추출율을 나타내었다. EtOH을 이용한 압출성형인삼 추출물의 공여지수값은 같은 압출성형조건의 MeOH를 이용한 결과와 비슷하였다. 이 결과로부터 수분함량 20%, 배럴온도 115℃에서의 압출성형인삼 시료가 강력한 자유라디칼 공여성분을 포함하고 있다고 여겨진다. 압출성형인삼 추출물 중에 어느 것도 양성대조구인 BHT (94.88%)에 대하여 공여효과를 나타내진 못했다. 그러나 수분함량 20%, 25%의 모든 EtOH 과 MeOH을 이용한 압출성형인삼 추출물(EtOH: 18.94%, MeOH: 22.14%), 의 경우 강한 한산화력을 가졌다고 알려진 식물인 홍삼 추출물보다 더 좋은 공여능을 나타냈다.
실시예 6 : β- 카로텐 - 리놀레산을 이용한 항균활성 분석
β-카로텐/리놀레산의 모액(stock solution)으로 다음을 준비하였다.
첫 번째로, 2.0 mg의 β-카로텐을 10 mL의 클로로포름에 용해시킨 후 이 용액의 2 mL을 피펫팅하여 100 mL의 둥근바닥 플라스크에 담아두고, 40°C 10분간 감압농축하여 클로로포름을 제거하고, 25 μL의 리놀레산, 트윈 40 유화제(Tween 40 emulsifier) 및 증류수 100 mL을 넣고 강하게 흔들어 준다. 에탄올로 추출한 추출물 100 μL이 담긴 테스트 튜브에 유액의 일부(3 mL)를 혼합한다. 샘플이 담긴 테스트 튜브와 2개의 블랭크; 그중 하나는 항산화제 BHT를 양성대조군으로써 사용한 것이고, 다른 하나는 추출물대신에 동량의 다른 용매를 넣고 50°C의 뜨거운 물에서 2시간 동안 배양하였다. 항산화 활성은 다음 식을 이용하여 120분 배양액을 대조군으로 하여 저해율을 %로 나타내었다.
항산화 활성(%) = 1 - (A 0 - A t ) / (A 0 - A t ) x 100
β-카로텐-리놀 모델 시스템을 사용하여 20 mg/mL의 농도의 BHT와 인삼추출물의 항산화성을 측정하였다. β-카로텐의 표백의 기작은 리놀레산으로부터 형성된 하이드로퍼옥사이드로부터 자유라디칼이 만들어지는 현상의 결과이다. β-카로텐 표백을 저해하는 추출물은 전자공여체이고 뛰어난 항산화물질이다. 이 실험의 결과는 도 3 및 4에 나타내었다. 도 3 및 4에서 Ex-1, Ex-2 및 Ex-3은 각각 배럴온도 100℃, 115℃ 및 130℃의 압출 조건에서 20% MC로부터 추출한 인삼 추출물이고, Ex-4, Ex-5 및 Ex-6은 각각 배럴온도 130℃, 115℃ 및 100℃의 압출 조건에서 20% MC로부터 추출한 인삼 추출물이며, Ex-7, Ex-8 및 Ex-9는 각각 배럴온도 100℃, 115℃ 및 130℃의 압출 조건에서 20% MC로부터 추출한 인삼 추출물이다.
도 3 및 4에 나타낸 바와 같이, EtOH을 이용한 압출성형 인삼추출물과 MeOH을 이용한 압출성형 인삼 추출물의 사이에서 확연한 차이는 발견되지 않았다. 수분하량 20%, 배럴온도 100℃의 압출성형조건에서 MeOH을 이용한 압출성형인삼 추출물 에서 가장 높은 항산화활성 값을 나타냈다. 모든 압출성형인삼 시료와 비교했을 때, 수분함량 30%, 배럴온도 130℃의 조건, EtOH을 이용한 압출성형인삼 추출물에서 55.88%로 β-carotene 산화에 대한 가장 낮은 저해율을 나타냈다. MeOH로 추출한 수분함량 20%인 모든 압출성형인삼(100℃ = 74.38%, 115℃ = 74.24% and 130℃ = 70.54%)은 같은 농도의 홍삼 추출물에에 비하여 높은 활성을 나타내었다. 그러나, 압출성형시료에 의하여 제공되는 β- 카로텐 표백의 보호는 BHT 표준품(94.94% at 20 mg/mL)에 비하여 낮았다. 이것은 추출물이 에멀젼 타입의 시스템에서 항산화적인 보존제로써 사용할 수 있는 잠재력이 있다는 것을 의미한다.
인삼 추출물의 총페놀성 화합물과 공여능(%) 그리고 항산화성(%)의 상호작용은 선형회귀분석에 의하여 분석하고 그 결과를 도 5 및 6에 나타내었다. 도 5 및 6에서 GAE는 갈산 등가물이고, △은 에탄올이며, ▒은 메탄올이다.
도 5 및 6에 도시한 바와 같이, 공여능이 총페놀성 화합물(EtOH을 이용한 인삼 추출물 R2 = 0.9606, MeOH을 이용한 인삼추출물, R2 = 0.9325 )과 높은 상관관계가 있다는 것을 보여준다. 한편, 총페놀성물질과 항산화성 사이의 0.5 이하로 매우 약한 상관관계가 나타났다. 이것은 항산화성의 측정 방법이 사용된 기질이나 생산물이 조절되거나 조건에 매우 크게 의존하면서 생긴 문제이다. 항산화활성을 측정하는 다른 기작에 기본을 한 다른 방법들이 같은 시료로부터 다른 결과로 만든 이유이다. 본 연구에서, 다양한 인삼의 추출물의 항산화성은 전자 교환 반응에 기초를 둔 DPPH법과 수소원자 교환반응에 기본을 둔 β-카로텐-리놀레산 법에 의하여 측정되었다. 게다가, 빈슨(Vinson) 등은 혼합물에 존재하는 항산화물질들의 상호작 용이 항산화물질의 농도에만 의존하는 것이 아니라 구조와 항산화 물질간의 상호작용에 의하여 만들어진다는 이론을 설립하였다.
결론적으로, 바실러스 서브틸러스는 모든 압출성형인삼추출물에 민감하게 반응하였고, 그에 반하여 살모넬라 티피무리움은 몇 개의 압출성형인삼 추출물에 저해를 보였다. DPPH법과 항산화성의 결과 값이 압출성형인삼 추출물이 항산화물질의 대안이 있다는 것을 나타냈다. 알려진 바와 같이, 페놀성물질의 농도와 자유라디칼 공여능 사이에는 아주 큰 상호작용이 존재하지만, β-카로텐 표백법과 총페놀성화합물에 의한 항산화성 측정법 사이에는 아무런 상호작용이 존재하지 않는다. 이것은 식품의 저장에 아주 흥미 있는 사실을 제공하고, 그들의 자연적인 합성 항산화제를 대신하여 첨가물로 이용될 수 있음을 의미한다.
도 1은 홍삼 및 백삼과 에탄올 인삼 추출물의 소거 활성(%)을 비교한 그래프이다.
도 2는 홍삼 및 백삼과 메탄올 인삼 추출물의 소거 활성(%)을 비교한 그래프이다.
도 3은 홍삼 및 백삼과 에탄올 인삼 추출물의 항산화활성(%)을 비교한 그래프이다.
도 4는 홍삼 및 백삼과 메탄올 인삼 추출물의 항산화활성(%)을 비교한 그래프이다.
도 5는 총페놀성화합물 함량과 소거활성(%)을 비교한 그래프이다.
도 6은 총페놀성화합물 함량과 항산화활성(%)을 비교한 그래프이다.

Claims (5)

  1. 백삼을 압출성형기에서 압출성형하는 단계;
    상기 압출성형 백삼을 열풍건조기로 건조하는 단계;
    상기 건조된 압출성형 백삼을 분쇄하는 단계;
    상기 분쇄된 압출성형 백삼 분말을 증류수와 유기용매 혼합물로 추출하는 단계; 및
    상기 추출물을 여과하고, 감압하에 용매를 제거하는 단계
    로 이루어진 압출성형 인삼추출물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압출성형기가 100℃ 내지 130℃의 배럴온도, 스크루 직경 25 내지 35 mm, 스크루 회전속도 200 내지 300 rpm, 수분함량 20 내지 30%, 원료 사입량 100 내지 200 g/min 및 사출구 직경 2 내지 4 mm의 압출성형변수로 운전되는 것을 특징으로 하는 압출성형 인삼추출물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분쇄된 압출성형 백삼 분말의 추출이 25 내지 35℃에서 증류수와 유기용매를 0:10 내지 10:0의 비율로 수행되는 것을 특징으로 하는 압출성형 인삼추출물의 제조방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되어, 식품유발 병원균에 대해 항균 활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼추출물.
  5. 제4항의 항균 활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 조성물을 유효성분으로 함유하는 식품 보존용 조성물.
KR1020080037694A 2008-04-23 2008-04-23 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법 KR20090112027A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080037694A KR20090112027A (ko) 2008-04-23 2008-04-23 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080037694A KR20090112027A (ko) 2008-04-23 2008-04-23 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090112027A true KR20090112027A (ko) 2009-10-28

Family

ID=41553262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080037694A KR20090112027A (ko) 2008-04-23 2008-04-23 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090112027A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101408004B1 (ko) * 2012-05-18 2014-06-19 건국대학교 산학협력단 인삼 부산물의 아임계수 추출물을 함유하는 항균제 조성물
KR20180011618A (ko) * 2016-07-25 2018-02-02 주식회사 한국인삼공사 식물 추출물을 포함하는 항균 조성물
KR20180131651A (ko) * 2017-05-30 2018-12-11 성신비에스티(주) 백삼 및 짚신나물, 단삼, 미역취 복합 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 조성물

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101408004B1 (ko) * 2012-05-18 2014-06-19 건국대학교 산학협력단 인삼 부산물의 아임계수 추출물을 함유하는 항균제 조성물
KR20180011618A (ko) * 2016-07-25 2018-02-02 주식회사 한국인삼공사 식물 추출물을 포함하는 항균 조성물
KR20180131651A (ko) * 2017-05-30 2018-12-11 성신비에스티(주) 백삼 및 짚신나물, 단삼, 미역취 복합 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gezer et al. Free-radical scavenging capacity and antimicrobial activity of wild edible mushroom from Turkey
Staroszczyk et al. Fish gelatin films containing aqueous extracts from phenolic-rich fruit pomace
Turkoglu et al. Antioxidant and antimicrobial activities of Morchella conica Pers.
Mak et al. Antioxidant and antibacterial activities of hibiscus (Hibiscus rosa-sinensis L.) and Cassia (Senna bicapsularis L.) flower extracts
Wang et al. Antioxidant capacities, procyanidins and pigments in avocados of different strains and cultivars
Nassar et al. Chemical constituents of clove (Syzygium aromaticum, Fam. Myrtaceae) and their antioxidant activity
Barcia et al. Occurrence of low molecular weight phenolics in Vitis vinifera red grape cultivars and their winemaking by-products from São Paulo (Brazil)
Ravichandran et al. Lipid occurrence, distribution and degradation to flavour volatiles during tea processing
Salem et al. Evaluation of antibacterial, antifungal, and antioxidant activities of safflower natural dyes during flowering
Kanmaz Subcritical water extraction of phenolic compounds from flaxseed meal sticks using accelerated solvent extractor (ASE)
Wangthong et al. Biological activities and safety of Thanaka (Hesperethusa crenulata) stem bark
Muhamad et al. The antibacterial activities and chemical composition of extracts from Carica papaya cv. Sekaki/Hong Kong seed
Popovici Soxhlet extraction and characterisation of natural compounds from walnut (Juglans regia L.) by-products
CA2548430A1 (en) Plant materials extraction method
Mechraoui et al. Determination of polyphenols content, antioxidant and antibacterial activity of Nigella sativa L. Seed phenolic extracts
Bakkaloglu et al. Optimization of ultrasound-assisted extraction of turkish propolis and characterization of phenolic profile, antioxidant and antimicrobial activity
Serrano-Díaz et al. Preservation of saffron floral bio-residues by hot air convection
Vučić et al. Antibacterial and antioxidant activities of bilberry (Vaccinium myrtillus L.) in vitro
Karsheva et al. Natural antioxidants from citrus mandarin peels. Extraction of polyphenols; effect of operational conditions on total polyphenols contents and antioxidant activity
Arlofa et al. Effectiveness of durian peel extract as a natural anti-bacterial agent
Baysal et al. Determination of theoretical calculations by DFT method and investigation of antioxidant, antimicrobial properties of olive leaf extracts from different regions
KR20090112027A (ko) 항균활성 및 항산화 활성을 갖는 압출성형 인삼 추출물 및그 제조방법
James et al. Anticancer activity of microalgae extract on human cancer cell line (MG-63)
Youssef et al. Evaluation the bioactive compounds extracted from dried banana (Musa sp.) peels which obtained by different drying methods
Radojević et al. Antioxidative and antimicrobial properties of different extracts from Sideritis montana L

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application