KR20120090359A - 생강에서 진지베린 성분을 추출하는 방법 - Google Patents

생강에서 진지베린 성분을 추출하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생강을 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법에 관한 것으로 좀 더 자세하게는 50 내지 150bar, 60 내지 70℃하에서 생강과를 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 생강 추출 방법은 초임계 추출 조건에 따라 생강의 향 성분을 가지는 유효성분을 효과적으로 추출할 수 있다.

Description

생강에서 진지베린 성분을 추출하는 방법{METHOD FOR EXTRACTION OF ZINGIBERENE IN GINGER}
본 발명은 생강을 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법에 관한 것이다.
생강(Zingiber officinale Roscoe)은 생강과(Zingiberaceae) 식물에 속하는 진지버(Zingiber) 속 식물로서, 동남아시아 등지에 광범위하게 분포되어 있으며 민간요법으로 이용되어 왔다. 진지버속 식물이 민간요법으로 사용되는 예로는, 말레이시아에서 여러 진지버속 식물의 뿌리가 위통, 멀미, 구토, 간질, 인후통, 기침, 타박상, 상처, 해산, 안질환, 간장병, 류머티즘, 근육통, 백선(버짐), 천식, 발열, 악성종양 및 종기 등의 치료제로 사용된 예가 있다. 생강의 성분으로는 전분이 전체의 40~60%를 차지하고, 방향신미성분, 수지 단백질, 섬유소, 펜토산, 무기질 등이 있으며, 생강의 매운 맛은 전저론(gingerone), 진저롤(gingerol), 쇼가올(shogaol), 디히드로진저롤(dihydrogingerol), 방향성분은 시트랄(citral), 캄펜(camphene) 등 40여 종이 알려져 있다. 또한, 생강 뿌리의 주성분으로 커큐미노이드(curcuminoid), 플라보노이드 글리코사이드(flavonoid glycoside), 세스퀴터페노이드(sesquiterpenoid) 및 폴리페놀(polyphenol) 등이 보고되어 있다. 생강의 뿌리는 인도네시아에서 복통, 설사, 구충, 통증, 류마티즘, 자궁질환을 치료하는 전통 약재로 사용되어 왔다(Ozaki et al., Chem. Pharm. Bull., 39, pp2353-2356, 1991). 또한 활성에 관한 연구로서는 항산화 작용(Masuda et al., Chem. Lett., 1, pp189-192, 1993; Jitoe et al., Tetrahedron Lett., 35, pp981-984, 1994), 항염증 작용(Ozaki et al., Chem. Pharm. Bull., 39, pp2353-2356, 1991; Jeenapongsa et al., J. Ethnopharmacol., 87, pp143-148, 2003), 살충작용(Nugroho et al., Phytochemistry, 41, pp129-132, 1996) 및 자궁 이완 작용(Kanjanapothi et al., Planta Med., 53, pp329-332, 1987)이 보고되었으며, 생강의 뿌리의 성분에 관한 연구에서는 페닐부테노이드(phenylbutenoid) 및 커큐미노이드(curcuminoid)가 보고되었다(Masuda and Jitoe, Phytochemistry, 39, pp459-461, 1995; Tuntiwachwuttikul et al., Phytochemistry, 20, 1164-1165, 1981; Masuda et al., Chem. Lett., 1, pp189-192, 1993; Jitoe et al., Tetrahedron Lett., 35, pp981-984, 1994).
특히, 최근 중국산 생강이 수입되면서, 국내산 생강의 확보와 연중 출하를 보장하기 위하여, 국내산 생강의 생강유(ginger oil) 및 올레오레진(oleoresin) 추출물을 상품화할 수 있도록 효과적인 추출 방법의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 생강을 항산화, 항균 및 향기성분을 가지는 유효성분을 효과적으로 추출하기 위한 최적의 추출 조건을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 50 내지 150bar, 60 내지 70℃하에서 생강과를 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법을 제공한다. 다른 구체예에서, 상기 생강과는 강황, 생강 및 양하로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법을 제공한다.
일 구체예에서, 450 내지 550bar, 30 내지 40℃하에서 생강과를 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법을 제공한다. 다른 구체예에서, 상기 생강과는 강황, 생강 및 양하로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법을 제공한다.
향신료 추출물인 "올레오레진(oleoresin)"은 휘발성기름, 트리글리세라이드, 수지물질의 복합체를 이루어져 있다. 이들 각각 성분들은 톡쏘는 맛, 향미 등 독특한 기능 물질로 작용하므로 식품산업에서 널리 이용되고 있다.
본 발명에서 "초임계 추출"은 물질의 기상과 액상의 상경계지점인 임계점 이상의 압력과 온도를 설정해 줌으로써 액상의 용해력과 기상의 확산계수와 점도의 특성을 지니게 하여 신속한 추출과 선택적 추출이 가능하게 하는 방법이다. 또한 초임계 유체는 주로 이산화탄소 혹은 이산화탄소와 미량의 보조용매로 형성되기 때문에 용매추출법에 비해 유해성 용매의 잔존 위험이 없을 뿐만 아니라 상온 부근에서 추출조작이 이루어질 수 있기 때문에 천연물 또는 식품과 같이 열에 민감한 물질의 추출에 유용한 방법이다.
"진저롤"은 올레오레진의 약 1/3을 차지하고 있으며 aldehyde unit(side chain)의 길이가 다른 여러 동족체의 혼합물로 존재한다. connell등은 생강에서 gingerol을 분리하여 알데하이드 유닛(aldehyde unit)의 길이에 따라 6-, 8-, 10-gingerol로 명명하고 이들이 53:17:30의 비율로 존재한다고 보고하였다. 그 후 Masada등은 3-, 4-, 5-진저롤의 존재를 발견하였고 chen은 14-진저롤의 존재를 처음 확인하였다. 이와 같이 진저롤은 3-, 4-, 5-, 6-, 8-, 10-, 11-, 12-, 14-진저롤 동족체의 혼합물이며, 일반적으로 6-진저롤이 가장 우세하고 아울러 8-, 10-진저롤이 소량 함유되어 있는 것으로 알려져 있으며 side chain의 길이에 따라 자극성에도 다소 차이가 있는 것으로 알려져 있다.
한편 쇼가올(shogaol)과 진저론(zingerone)은 원래 신선한 생강 중에는 존재하지 않으며 생강의 조제, 가공, 저장 중에 탈수와 retro-aldol 반응에 의하여 생기는 artifact이며 이들은 진저롤 보다 자극성이 떨어지는 것으로 알려져 있다.
생강의 정유성분 중 생강의 매운맛을 내게 하는 주성분인 6-진저롤은 항산화, 항염증의 특성을 가지고 있어 많은 연구가 진행되고 있다.
본 발명에 의한 생강 추출 방법은 초임계 추출 조건에 따라 항산화, 항균 및 향기성분을 가지는 유효성분을 효과적으로 추출할 수 있다.
도 1은 에탄올 용매 생강추출물의 항균성을 평가한 실험 결과이다.
도 2는 초임계 추출을 통한 생강추출물의 항균성을 평가한 실험 결과이다.
도 3은 100 bar 35℃ 초임계 추출물의 향기성분을 크로마토그램(chromatogram)으로 도식화한 것이다.
도 4는 100 bar 65℃ 초임계 추출물의 향기성분을 크로마토그램(chromatogram)으로 도식화한 것이다.
도 5는 500 bar 35℃ 초임계 추출물의 향기성분을 크로마토그램(chromatogram)으로 도식화한 것이다.
도 6은 500 bar 65℃ 초임계 추출물의 향기성분을 크로마토그램(chromatogram)으로 도식화한 것이다.
도 7은 에탄올 생강추출물의 향기성분을 크로마토그램(chromatogram)으로 도식화한 것이다.
도 8 및 9는 생강추출물의 DPPH라디칼 소거활성을 나타낸 그래프이다.
도 10은 생강추출물의 L6세포에서의 H2O2로 인한 ATP 감소억제 효과를 나타낸 그래프이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예 1. 올레오레진(Oleoresin)의 최적추출 조건 확립
1-1. 에탄올을 이용한 올레오레진의 최적 추출조건 확립
생강 중의 올레오레진 성분을 추출하기 위하여 에탄올을 용매로 하여 추출을 진행하였다. 추출농도는 생강분말과 에탄올의 비율을 1:2, 1:4, 1:6 및 1:8로 하였고, 이때의 추출온도는 50℃, 추출시간은 90min으로 고정하여 추출하고 수율을 측정하였다. 추출율이 가장 높은 생강분말과 에탄올의 비율을 기준으로 한 후 추출온도를 35℃, 50℃, 65℃ 및 80℃의 조건으로 추출하여 추출수율을 측정하였다. 그리고 추출수율이 가장 높았던 추출온도 조건으로 추출시간을 1, 3, 5, 7시간씩 생강분말을 추출하여 수율을 측정하였다. 각 조건에 따라 생강분말을 추출한 후 뷔흐너 (Buhner) 깔대기에 여과지(whatman No. 42)를 깔고 추출물을 흡인 여과하였고, 여과된 여액을 50℃에서 감압농축한 생강 농축물을 용매 추출시료로 하였다.
1-2. 초임계 추출 장치를 이용한 올레오레진의 최적 추출조건 확립
생강 중의 올레오레진 성분의 추출을 위해 초임계 이산화탄소 추출장치(Greentek21 Co., Ltd., Anyang, Korea)를 이용하여 추출을 진행하였다. 추출조는 내용량 500mL의 용량으로 생강분말 200g을 투입하여 에너자이즈드 씰(energized seal)로 밀봉하였으며, 추출기의 헤드 부분과 본체는 클램프 채결 방식을 사용하였다. CO2 실린더에서 나온 CO2 는 콘덴서를 거쳐 액화되어 CO2 펌프에서 압축된 뒤 추출조로 들어가게 된다. 추출조에서 나온 이산화탄소와 추출물은 압력이 상압으로 낮아지면서 이산화탄소는 날아가고 리시버(receiver)에 모인 추출물을 생강 초임계 추출물 시료로 하였다. 올레오레진의 최적 추출조건을 확립하기 위하여 추출압력(100 bar, 250 bar, 500 bar)과 추출온도(35℃, 50℃, 65℃)를 각각 달리하여 추출하였다.
실시예 2. 생강 추출물의 평가
2-1. 항균활성 평가
항균활성 실험에 사용된 균주는 식품의 부패나 병원성 미생물로 알려진 Gram 음성, Gram 양성 세균을 한국생명공학연구원 생물자원센터에서 분양받아 3회 계대배양하여 사용하였다. 시험균주와 사용배지 및 배양온도는 표 1에 나타내었다.
구 분 균 주 배 지 배양온도
(℃)
Gram(-) Pseudomonas aeruginosa KCTC 2004 Nutrient agar 37
Escherichia coli KCTC 1039 Nutrient agar 37
Gram(+) Staphylococcus aureus KCTC 1621 Nutrient agar 37
Bacillus subtilis KCTC 1022 Nutrient agar 30
Listeria monocytogenes KCTC 3569 Brain Heart Infusion agar 37
에탄올 및 초임계 추출한 생강 추출물을 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 0.1%, 1%, 5%의 농도로 희석하여 시료로 사용하였다. 생강 추출물의 항균력 시험은 한천, 배지 확산법(paper disc agar diffusion)에 따라 진행하였다. -70℃에 보관해두었던 실험용 균주 stock을 각 균주에 맞는 Nutrient (Difco, USA), Brain Heart Infusion (BHI: Difco, USA) 생육배지에 접종하여 24시간 전배양하였다. 균주가 배양된 생육배지를 Nutrient agar, Brain Heart Infusion agar에 100 ㎕씩 분주하고 스프레딩(spreading)하여 균주를 배지에 흡수시킨 후 멸균된 8mm paper disc(Tokyo Roshi Kaisha)를 올려 배지에 밀착시키고 각각의 생강추출물 용액을 35 ㎕ 흡수시켰다. 각 균주에 맞는 배양온도에서 24시간 배양시킨 후 disc 주위의 생육저해환의 크기를 측정하여 항균력을 확인하였다.
2-2. 생강추출물의 향기성분 분석
생강추출물의 휘발성 냄새성분의 분리 농축과 분석은 휘발성 성분 포집기(Gerstel Dynamic headspace analyzer: DHS)와 gas chromatography(GC)(Agilent 6890, Palo Alto, USA)와 GC-mass spectrometry(Agilent 5972MSD, Palo Alto, USA)를 사용하였으며, GC-Mass에 의해 분리된 peak의 성분은 mass spectrum library에 근거하여 동정하였다.
휘발성 성분의 분석을 위한 GC와 GC-Mass의 작동 조건은 다음과 같다. GC는 Supelcowax 10™(0.25 mm × 60 m, film thickness 0.25㎛) column이 장착된 Agilent 6890(USA)을 사용하였다. 오븐의 온도는 50℃에서 시작하여 5℃/min의 속도로 승온하여 280℃에서 4분간 유지시켰고, carrier gas는 헬륨(He)을 1.1 mL/min의 흐름속도로 사용하였다. GC-Mass는 Supelcowax 10™(0.25 mm × 60 m, film thickness 0.25㎛) column이 장착된 Agilent 5972MSD를 사용하였다.
2-3. 저장 중 품질 특성 변화
생강 추출물을 vial에 담아 4℃와 30℃에서 30일간 저장하면서 품질 특성 변화를 살펴보았다. 에탄올 용매 추출물은 추출수율이 가장 높았던 조건인 비율 1:6, 추출온도 50℃, 추출시간 5 시간의 조건에서 추출된 추출물의 저장성을 살펴보았으며, 초임계추출물의 경우 각 추출조건에 따른 9개 시료 전체에 대하여 저장성실험을 실시하였다.
2-3-1. 색도측정
생강 추출물의 색도 측정은 측색색차계(color and color difference meter)를 이용하여 각 처리구에 대한 생강의 L값, a값, b값 그리고 ΔE값을 측정하였다. 색도측정시 시료를 추출물 0.1 g에 DMSO(dimethyl sulfoxide) 10 mL 용해하여 측정하였다. 이때 사용한 표준 백색판의 L, a, b 값은 각각 L: 100.01, a: -0.02, b: -0.00 이었다.
2-3-2. HPLC 를 이용한 추출물의 저장 중 유용성분 변화 분석
생강시료의 활성성분을 규명하기 위하여 제조된 생강추출물에 함유된 6-진저롤, 8-진저롤, 10-진저롤, 6-쇼가올, curcumin의 함량을 HPLC를 이용하여 정량하였다.　 HPLC는 Jasco Co. (Japan)의 분석용 액체크로마토그래피를 사용하였고 컬럼은 Waters symmetry C-8 reversed phase column (150 × 3.9 mm, Cat. No. WATO 54235)을, 이동상은 methanol-water (65:35, v/v)를 1 ㎖/min의 속도로 용출하였고 시료의 검출은 282 nm 에서 측정하였다. 분석표준물질은 6-진저롤, 8-진저롤, 10-진저롤, 6-쇼가올은 chromadex사 에서 구입하여 사용하였고 커큐민은 sigma-aldrich 사에서 구입하여 사용하였다. 시료액은 생강추출물을 5 mg/㎖로 메탄올에 녹인 후 0.45 um syringe filter (Millipore)로 여과하여 제조하였고 이를 분석용 시료로 사용하였다.
2-4. 생강추출물의 항산화 및 활성평가
2-4-1. DPPH radical 소거효과 측정
　제조된 생강 추출물 시료의 DPPH 라디칼 소거활성을 측정하였다. 측정방법은 Blois(1958)의 방법을 변형하여 에탄올 3 mL에 각각의 농도로 80% 에탄올에 희석한 각각의 생강 추출물을 0.2 mL 첨가하고 에탄올에 녹인 4 × 10-4M DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich Inc.)용액을 0.8 mL 가하고 10초간 흔들어 주었다. 이것을 10분간 상온에 방치하여 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. DPPH 라디칼 제거능은 시료 첨가구와 음성 대조군의 흡광도를 측정하여 백분율로 나타내었으며 양성 대조군은 비타민 C로 하였다.
2-4-2. L6 세포의 ATP 생성량 측정
L6 세포에서의 ATP 생성량 측정은 ATP bioluminescence assay kit HS II (Roche, Germany) 을 사용하여 측정하였다. L6 cell 을 1 × 105 cells/ml의 농도로 96 웰플레이트에 씨딩(seeding)하고 24 시간 동안 배양한 후 각각의 농도의 생강시료와 2 mM H2O2를 동시에 처리하고 다시 24 시간 동안 배양시킨 후 세포를 분해시켜 ATP 생물 발광 분석(bioluminescence assay)을 실시하고 측정기 (Molecular Devices. USA) 를 사용하여 흡광도를 측정하였다.
실시예 3. 생강 추출물의 추출 수율
3-1. 용매에 의한 추출
3-1-1. 생강분말과 에탄올의 비율에 따른 추출수율
생강분말과 에탄올의 비율을 1:2, 1:4, 1:6 및 1:8로 하여 추출한 추출물의 수율은 표 2와 같다. 추출 용매비율 1:2의 경우 다른 처리구보다 9.73%로 조금 낮게 나타났고, 다른 비율에서는 수율에 큰 차이 없이 비슷하게 나타났다. 에탄올 양이 추출수율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 그리고 추출 용매비율이 1:6과 1:8에서 수율이 각각 10.91%, 10.96%로 큰 차이가 없는 것으로 나타나 올레오레진 추출에는 에탄올 양을 좀 줄일 수 있는 생강분말과 에탄올 비율을 1:6으로 하였다.
추출 용매비율 (생강분말:EtOH) 수율 (%)
1:2 9.73
1:4 10.72
1:6 10.91
1:8 10.96
3-1-2. 추출온도에 따른 생강분말의 추출수율
앞의 결과에 따라 에탄올과 생강분말의 용매비율을 1:6으로 고정하고 추출온도를 35℃, 50℃, 65℃ 및 80℃로 하여 추출한 생강추출물의 수율은 표 3과 같다. 추출온도가 높을수록 수율도 조금씩 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 65℃와 80℃에서 각각 12.08%, 12.56%로 높게 나타났는데, 이는 추출온도가 낮은 35℃와 50℃의 추출물에서 나타나지 않았던 올레오레진 이외 회수가 어려운 물질(resin)이 높은 온도에서 추출되어 수율에 영향을 준다고 보고한 정등의 결과와 유사한 것으로 사료되었다. 이에 따라 높은 온도에서의 추출은 적합하지 않은 것으로 판단되어 올레오레진의 추출을 50℃에서 하는 것으로 결정하였다.
추출온도 (℃) 수율 (%)
35 10.05
50 10.84
65 12.08
80 12.56
3-1-3. 추출시간에 따른 생강분말의 추출수율
앞서 실험에서 결정된 생강과 에탄올의 용매비율을 1:6, 추출온도를 50℃로 고정하고 추출시간을 1, 3, 5 및 7시간으로 하여 추출한 추출물의 수율은 표 4와 같다. 표 4에 나타난 것과 같이 추출시간이 수율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
추출시간 (hrs) 수율 (%)
1 10.53
3 10.64
5 10.64
7 10.43
3-2. 초임계 추출에 의한 생강분말의 올레오레진 추출 수율
생강 중의 유효성분의 추출을 위하여 초임계유체를 이용하여 압력 및 온도를 달리한 9개 처리구의 추출 결과는 표 5와 같다. 앞서 용매로 추출한 추출물의 수율과 달리 초임계 장치의 압력과 온도에 따른 수율에 있어서 분명한 차이가 있었다. 추출압력 100 bar 처리구에서 250 bar, 500 bar의 압력 조건과 달리 추출온도가 높아질수록 수율이 오히려 낮아지는 결과를 보였다. 즉, 추출압력 100 bar 35℃ 온도에서의 추출수율은 6.08%이었고, 50℃에서는 4.17% 그리고 65℃온도로 추출한 시료의 경우 3.77%로 가장 낮은 수율을 나타내었다. 추출압력 250 bar에서는 추출온도 35℃, 50℃, 65℃의 경우 각각 7.36%, 7.60%, 8.90%의 추출수율을 나타내었다. 그리고 초임계유체 추출시 가장 높은 추출수율을 나타낸 조건은 추출압력 500 bar, 추출온도 65℃로 추출 수율은 8.96%를 나타내었다. 이로 볼때 생강의 초임계 추출 수율은 추출압력이 증가할수록 그리고 추출온도가 높아질수록 추출수율이 높아지는 것을 알 수 있었다.
추출조건 추출수율 (%)
추출압력 (bar) 추출온도 (℃)
100 35 6.08
100 50 4.17
100 65 3.77
250 35 7.36
250 50 7.60
250 65 8.09
500 35 7.80
500 50 7.90
500 65 8.96
실시예 4. 생강추출물의 평가 결과
4-1. 항균활성 평가
한 각 처리별 올레오레진의 항균활성 검증을 위해 사용된 균주는 녹농균(Pseudomanas aeruginosa ), 고초균(Bacillus subtilis ), 리스테리아균(Listeria monocytogenes), 포도상구균(Staphylococcus aureus ), 대장균 O157(Escherichia coli O157)이었다. 부패 원인균으로는 동물성 식품의 부패 원인이 되는 녹농균 (Pseudomanas aeruginosa )과 내열성 포자를 형성하며 그람양성 호기성 세균으로 식품의 발효에도 이용되지만 부패균인 고초균(Bacillus subtilis )을 사용하였다. 위생상태의 지표가 되고 식중독의 원인이 되는 균으로 통성 혐기성 간균으로 냉장온도에서 잘 자라며 폐혈증 및 유산을 유발시키는 리스테리아증 원인균인 리스테리아균 ( Listeria monocytogenes ), 통성 혐기성 균으로 포도상구균으로 불리며 열에 안정하며 독소형 식중독 원인균인 포도상구균(Staphylococcus aureus ), 미국, 일본에서 대규모 식중독 사태를 일으키고 감염시 출혈성 신증후군 및 출혈성 장염 등의 증상을 유발하는 대장균 0157(Escherichia coli O157)을 사용하여 각 균주에 대한 생강 추출물의 항균활성을 살펴보았다. 알코올로 추출된 12개 처리구와 초임계 장치로 추출된 9개 처리구의 추출물을 각각 0.1%, 1%, 5%로 희석하여, 농도에 따라 추출물이 균주의 생육을 억제하는 정도를 다음 표 6,7 과 도 1, 2에 나타내었다.
추출물의 농도에 따른 항균활성 결과 녹농균을 제외한 나머지 균주들은 농도 의존적으로 처리농도가 증가할수록 항균활성을 나타내는 투명대(clear zone) 크기가 비례적으로 증가하였다. 특히 리스테리아 모노키토게네스(L. monocytogenes)의 경우 초임계 추출 250 bar 35℃를 5% 처리한 조건에서 투명대(clear zone)가 22 mm로 나타나 다른 추출물과 비교하여 강한 항균력을 나타냈다.
생강추출물 희석농도 0.1% 처리구의 경우 용매추출 시료에서 녹농균의 투명대(clear zone)가 다른 균주와 비교하여 크게 나타나 강한 항균활성을 보였고, 초임계 추출물의 경우 0.1%, 1% 및 5% 농도 모두에서 리스테리아 모노키토게네스 의 항균 활성이 크게 나타났다. 포도상구균의 경우 용매, 초임계추출 0.1% 농도에서 투명대(clear zone)가 전혀 나타나지 않았으며, E. coli는 초임계 추출물에서 투명대(clear zone)가 나타나지 않아 저농도에서는 항균활성이 거의 없음을 확인하였다.
생강추출물 희석농도 1% 처리구의 경우 용매추출 시료에서 리스테리아 모노키토게네스와 녹농균 균주의 투명대(clear zone)가 다른 세 균주와 비교하였을 때 더 크고 뚜렷하게 나타나 강한 항균활성을 나타냈고, 초임계 추출물의 경우는 리스테리아 모노키토게네스에서 항균활성이 가장 강하게 나타났고 E. coli에서 활성이 가장 약하게 나타났다.
생강 추출물 희석농도 5% 처리구의 경우 용매 추출시료에서 0.1%, 1% 농도와 마찬가지로 리스테리아 모노키토게네스에서 항균활성이 가장 높게 나타났으며, 추출시료 중 1:6의 농도로 추출한 추출물의 투명대(clear zone)가 16.5 mm로 다른 처리구에 비해 가장 강한 항균성을 보여주었다. 녹농균, 고초균, 포도상구균의 경우 추출조건에 따라 큰 차이 없이 항균력이 비슷하게 나타났고, E. coli의 경우 추출조건이나 추출물의 농도와 관계없이 항균활성에 큰 차이를 보이지 않았다.
초임계 추출물의 경우도 리스테리아 모노키토게네스에서 가장 높은 항균활성을 보였는데, 추출시료 중 250 bar 65℃ 추출물과 100 bar 35℃ 추출물의 투명대(clear zone)가 가장 크게 나타났다. B. subtilis에서는 100 bar 35℃ 조건에서 투명대(clear zone)가 14 mm, 500 bar 65℃ 추출조건에서 16.5 mm로 크게 나타나 다른 추출조건보다 높은 항균활성을 보여주었다. 그리고 E. coli 에서는 추출압력 100 bar의 조건에서 다른 압력 조건에서 추출한 추출물보다 강한 항균활성을 나타내었고, P. aeruginosa, S. aureus 균주의 경우 다른 균주와 비교하여 낮은 항균활성을 보였다.
종합적으로 용매 및 초임계 추출조건에 따른 각 생강 각 추출물의 항균활성을 살펴 볼때, 리스테리아 모노키토게네스 균주에 대한 추출물의 항균력이 가장 크게 나타났다. 이와 함께 항균력이 가장 강하게 나타난 추출조건은 용매추출물의 경우 1:6의 농도에서 추출한 추출물이었고, 초임계 추출물에서는 100 bar 35℃, 250 bar 35℃, 250 bar 65℃ 조건에서 강한 항균력을 보여주었다.
추출조건 투명대(clear zone, mm)
리스테리아 모노키토게네스 (L. monocytogenes ) 녹농균
(P. aeruginosa ) 		고초균
(B. subtilis ) 		포도상구균
(S. aureus ) 		대장균
(E. coli )
농도(%) 0.1 1 5 0.1 1 5 0.1 1 5 0.1 1 5 0.1 1 5
대조군1 ) -2) - - +3) + + - - - - - - - - -
1:2 12.0 12.5　 15.5 14.0 ++4) ++ 9.0 11.0 12.0 ++ 10.0 ++ 9.0 9.0 9.0
1:4 11.0 14.0　 15.5 12.5 12.5 ++ 9.0 12.0 11.0 ++ 10.0 11.0 8.0 9.0 9.0
1:6 11.5 12.5　 16.5 12.0 12.0 11.5 9.0 12.0 13.0 ++ 10.0 12.0 8.0 9.0 9.0
1:8 11.5 13.0　 16.0 11.5 12.0 12.0 9.0 10.0 13.0 ++ 10.0 11.0 8.0 8.0 8.0
35℃ 8.0 10.0　 13.0 11.5 12.0 12.5 9.0 11.0 11.0 ++ 10.0 12.0 8.0 8.0 8.0
50℃ 8.0 11.0　 13.0 12.0 11.5 11.5 8.0 10.0 12.0 ++ 11.0 12.0 8.0 8.0 9.0
65℃ 8.0 11.0　 13.0 12.0 ++ 12.5 9.0 11.0 12.0 ++ ++ 11.5 8.0 9.0 9.0
80℃ 11.0 12.0　 15.0 11.5 12.0 12.0 9.0 11.0 13.0 ++ ++ 12.0 9.0 9.0 9.0
1 hr 8.0 11.5　 14.0 12.0 ++ ++ 9.0 12.0 11.0 ++ 11.0 12.0 9.0 9.0 9.0
3 hrs 10.0 11.0　 14.0 11.0 12.0 12.0 9.0 11.0 12.0 ++ 10.0 11.0 9.0 9.0 9.0
5 hrs 10.0 12.0　 15.0 ++ 11.5 11.5 9.0 11.0 11.0 ++ 10.0 11.0 9.0 9.0 9.0
7 hrs 11.0 13.0　 15.0 12.0 11.5 12.0 9.0 11.0 11.0 ++ ++ 11.0 8.0 9.0 10.0
1) DMSO(dimethyl sulfoxide).
2) Not detected.
3) Slight growth.
4) Less than 8mm.
추출조건 투명대(clear zone, mm)
리스테리아 모노키토게네스 (L. monocytogenes )
녹농균
(P. aeruginosa ) 		고초균
(B. subtilis ) 		포도상구균
(S. aureus ) 		대장균
(E. coli )
농도(%) 0.1 1 5 0.1 1 5 0.1 1 5 0.1 1 5 0.1 1 5
Control1 ) -2) - - +3) + + - - - - - - - - -
100/35 12.0　 11.5 20.0　 10.0　 11.0 11.0　 9.0　 11.0 14.0　 ++4) 11.0 12.0　 ++ ++ 13.0　
100/50 12.0　 16.5 17.0 11.0　 11.0 11.0 9.0　 10.5 11.0 ++ 11.0 12.0 ++ 11.0 11.0
100/65 16.0　 15.0 16.0 10.5　 11.5 11.0 8.0　 9.0 10.0 ++ 8.0 10.0 ++ 11.0 12.0
250/35 11.5　 15.0 22.0 10.0　 10.0 10.0 9.0　 9.0 13.0 ++ ++ 10.0 ++ ++ 11.0
250/50 12.5　 15.0 18.0 11.0　 11.0 11.0 8.0　 9.0 12.0 ++ 11.0 11.5 ++ ++ 10.0
250/65 12.0　 15.0 23.0 10.0　 11.0 11.0 9.0　 10.0 12.0 ++ 11.0 11.0 ++ ++ 11.0
500/35 11.0　 11.0 16.5 10.0　 10.0 10.0 8.0　 9.0 11.0 ++ 10.0 10.0 ++ ++ 9.0
500/50 12.5　 15.0 16.5 10.0　 11.0 11.0 8.0　 10.0 15.0 ++ 10.0 10.0 ++ ++ 10.0
500/65 11.5　 15.0 17.0 11.0　 11.0 11.0 10.0　 10.0 16.5 ++ 10.0 11.0 ++ ++ 10.0
1) DMSO(dimethyl sulfoxide).
2) Not detected.
3) Slight growth.
4) Less than 8mm.
*250bar/20℃ 및 250bar/80℃ 에서는 투명대가 20mm이하일 것으로 보이고, 250bar/35℃ 및250bar/65℃에서 리스테리아 모노키토게네에 대한 항균활성이 가장 뛰어나므로 임계적 의의가 있음을 알 수 있다.
4-2. 생강추출물의 향기성분 및 품질특성 조사
4-2-1. 생강추출물의 향기성분 분석결과
생강의 성분 중 휘발성 정유는 매우 복잡한 성분들로 구성되어 있는데 connell과 chen 등에 의하면 50~65% 이상의 세스퀴터펜의 탄화수소물(sesquiterpene hydrocarbons)과 소량의 산소화된 세스퀴테르페노이드(oxygenated sesquiterpenoids), 모노터페노이드 화합물(monoterpenoid compound)과 여러 화합물(miscellaneous compound)로 구성되어 있는 터페노이드(terpenoid)의 복잡한 화합물이라고 한다. 생강 휘발성 정유 내의 세스퀴터펜의 탄화수소물에는 비사볼렌 탄소(bisabolene carbon) 골격에 기초를 둔 (-)-진지베린(α), (-)-β-비사볼렌, (+)-αγ-커큐민등이 있고, 산소화된 세스퀴테르페노이드 에는 진지베롤이 모노터페노이드에는 캄펜(camphene), 게라니올(geraniol), 1,8-시네올 등이 있다.
초임계 추출 조건이 각각 100 bar 35℃ 추출물, 100 bar 65℃ 추출물, 500 bar 35℃ 추출물, 500 bar 65℃ 추출물의 향기성분 조성을 GC/MS로 분석하였으며, GC/MS 분석에 의하여 동정된 휘발성 향기성분의 조성과 함량은 표 8에 나타내었고 도 3, 4, 5, 6 및 7에 크로마토그램으로 도식화 하였다.
초임계 추출물 중 100 bar 35℃ 추출물의 주요 휘발성 향기성분은 2,3-부탄디올, 진지베린, αγ-커큐민, β-sesquiphellandre, β-펠렌드렌으로 각각 확인된 총 향기성분의 31.18%, 24.40%, 9.41%, 8.92%, 4.66%를 차지하였는데, 다른 초임계 추출조건과 비교하였을 때 2,3-부탄디올의 함량이 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 초임계 추출 100 bar 35℃의 조건에서 가장 높게 검출된 2,3-부탄디올의 경우 아세트알데하이드, 에틸아세테이트와 함께 저비점 휘발성 성분으로 일반적인 추출방법인 SDE(simultaneous distillation extraction)법에서 분리하기 어려운 휘발성이 강한 물질로 알려져 있다.
초임계 추출조건 100 bar 65℃ 추출물의 주요 휘발성 향기성분은 진지베린, 2,3-부탄디올, αγ-커큐민, β-sesquiphellandre, β-펠렌드렌으로 각각 31.60%, 13.91%, 12.32%, 11.56%, 6.26%로 나타났다. 이 중 진지베린의 경우 다른 초임계 추출물 중 가장 높게 나타났다.　 진지베린은 화장품 및 향료에 널리 사용되어 왔으며, 최근 연구에서 항바이러스성, 항위궤양성 및 피임효과가 확인되었다는 보고가 있다. 또한 생강에 특징적인 향기를 부여하는데 중요한 성분들로 알려진 네랄(neral), 제라니알(geranial), α-테르피네올, 보닐아세테이트, 진지베린, β-오데스몰, β-세스퀴페란드롤(sesquiphellandrol) 등이 알려져 있는데 이중 본 실험에서 확인된 α-테르피네올, 보닐아세테이트와 진지베린의 함량이 각각 1.34%, 0.64%, 31.60%로 초임계 추출조건 중 100 bar 65℃ 조건에서 가장 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다.
500 bar 35℃ 추출물의 주요향기성분 조성의 경우 진지베린 29.05%, 2,3-부탄디올 14.10%, αγ-커큐민 10.92%, β-sesquiphellandre 9.79%, β-비사보렌 5.09%로 나타났으며, 특히 β-펠렌드렌과 α-펠렌드렌이 각각 8.20%와 6.90%로 다른 추출조건과 비교하여 높게 검출된 것을 확인하였다.
500 bar 65℃ 추출물의 주요향기성분 조성의 경우 진지베린, 2,3-부탄디올, αγ-커큐민, β-sesquiphellandre, β-펠렌드렌이 각각 25.48%, 24.34%, 9.58%, 8.66%, 6.52%의 조성을 나타내었고, 다른 추출조건과 비교하여 acetic acid의 함량이 5.32%로 높게 나타난 것을 확인하였다.
Peak No. Retention time Compounds 11) 22) 33) 44)
1 7.26 acetic acid 3.66 2.19 4.95 5.32
2 13.25 2,3-butanediol 31.18 13.91 14.10 24.34
3 18.11 6-methyl-5-hepten-2-one 0.49 0.74 0.98 0.81
4 20.39 β-phellandrene 4.66 6.26 8.20 6.52
5 20.49 Eucalyptol 0.95 1.27 1.53 1.31
6 23.12 terpinolene 0.43 0.66 0.68 0.54
7 23.39 cumic alcohol 0.32 0.47 0.57 0.48
8 24.24 borneol 0.08 0.11 0.12 0.09
9 28.33 α-terpineol 0.64 1.34 1.13 0.83
10 32.60 bornyl acetate 0.43 0.64 0.49 0.43
11 32.72 2-undecanone 0.22 0.39 0.29 0.24
12 36.47 cycloisosativene 0.87 1.09 1.08 0.92
13 36.84 α-cubebene 1.25 1.52 1.17 1.36
14 37.47 2,4-diisoprophenyl-1-methyl-1-vinyl cyclohexane 0.95 1.30 1.16 0.97
15 39.20 γ-elemene 0.84 1.13 1.04 0.87
16 39.94 β-farnesene 0.76 0.79 0.75 0.72
17 41.42 αγ-curcumene 9.41 12.32 10.92 9.58
18 42.16 zingiberene 24.40 31.60 29.05 25.48
19 42.48 α-farnesene 5.45 5.35 6.90 6.13
20 42.65 β-bisabolene 4.09 5.34 5.09 4.39
21 43.29 β-sesquiphellandre 8.92 11.56 9.79 8.66
1) 초임계 추출 100 bar, 35℃ 추출물.
2) 초임계 추출 100 bar, 65℃ 추출물.
3) 초임계 추출 500 bar, 35℃ 추출물.
4) 초임계 추출 500 bar, 65℃ 추출물.
* 100bar/95℃에서는 진지베린 추출 수율이 30.00% 이하일 것으로 보이고, 500bar/5℃에서는 진지베린 추출 수율이 25% 이하일 것으로 보이므로 100bar/65℃ 및 500bar/35℃에서 임계적 의의가 있음을 알 수 있다.
4-2-2. 생강추출물의 저장 중 품질특성 변화
(가) 색도
생강추출물의 저장 중 색도변화를 살펴보기 위하여 4℃와 30℃에서 4주간 저장 후 색도를 초기치와 비교하였다. 표 9는 생강추출물의 저장 초기 색도 결과를 나타낸 것으로 초임계 및 에탄올 추출 각 처리구 별로 차이가 있었다. 용매추출한 추출물의 경우 적색도를 나타내는 a값이 12.48, 황색도를 나타내는 b값이 30.98로 초임계 추출물과 비교해 볼 때 상대적으로 높게 나타나 색깔이 좀 더 짙은 것을 알 수 있었다. 그리고 초임계 추출물의 경우 추출압력 250 bar와 500 bar 처리구의 경우 추출온도에 대하여 L값, a값, b값 모두 큰 차이가 없는 결과를 나타내었다. 반면 추출압력 100bar의 경우 추출온도가 높아질수록 밝기 L값과 황색도 b값은 감소하였고, 적색도 a값은 증가하는 경향을 보여주었다. 전반적인 색도(ΔE)의 경우 100 bar 65℃에서 추출한 추출액이 가장 높은 89.12의 색도를 나타내었고 500 bar 65℃에서 추출한 추출액이 추출조건에서 가장 낮은 81.60의 색도를 보여주었다.
추출조건 L a b ΔE
용매1 ) 19.67　 12.48　 30.98　 84.01　
100 bar, 35℃ 17.78 -5.87 12.73 84.54
100bar, 50℃ 10.88 -2.35 4.25 88.89
100bar, 65℃ 10.48 -1.60　 2.65 89.12
250bar, 35℃ 17.66 -6.15 19.33 84.77
250bar, 50℃ 18.26 -6.14 19.29 84.36
250bar, 65℃ 17.38 -5.86 18.42 84.93
500bar, 35℃ 20.18 -6.68 21.98 83.12
500bar, 50℃ 19.82 -6.35 21.67 83.35
500bar, 65℃ 22.39 -6.91 23.31 81.60　
1) 1:6, 50℃, 5시간 추출.
용매 및 초임계 추출한 생강추출물의 4℃에서 4주간 저장한 색도결과는 표 10과 같다. 표 9의 저장 초기치 생강추출물의 색도와 비교해 볼 때, 밝기를 나타내는 L값과 적색도를 나타내는 a값 및 황색도를 나타내는 b값이 모두 저장 4주 동안 약간 감소하는 결과를 나타내었다. 특히, 초임계추출 100 bar 35℃ 및 250 bar 35℃ 추출물의 색깔 경우 밝기를 나타내는 L값에 있어서 다른 처리구에 비하여 감소의 폭이 다소 큰 것으로 나타났다. 그리고 초임계 추출물 중 추출압력 500 bar 처리 추출물의 경우 초기 색도와 비교하여 저장 4주 경과 이후에도 변화가 크지 않은 것을 알 수 있었다. 에탄올 용매 추출한 생강추출물의 저장 4주 경과후 색도의 경우 L값이 10.30, a값이 5.78, b값이 15.83로 초기치 색도 L값 19.67, a값 12.48, b값 30.98과 비교하여 크게 감소한 것을 알 수 있었다.
추출조건 L a b ΔE
용매1 ) 10.30　 5.78　 15.83　 89.50　
100/35 12.44　 -4.14　 9.93　 88.00　
100/50 10.76　 -2.34　 3.93　 88.96　
100/65 10.06　 -1.38　 2.08　 89.38　
250/35 13.70　 -4.98　 14.29　 87.28　
250/50 18.02　 -6.22　 17.20　 84.48　
250/65 15.16　 -5.31　 15.74　 86.36　
500/35 17.94　 -5.86　 18.96　 84.57　
500/50 17.48　 -5.44　 19.27　 84.88　
500/65 20.13　 -6.01　 21.31　 83.13　
1) 1:6, 50℃, 5시간 추출.
생강추출물을 30℃에서 4주간 저장한 후 측정한 색도는 표 11과 같다. 4℃에 저장한 처리구와 비교하였을 때 색도의 감소폭이나 증가폭이 조금 더 크게 나타났다. 초임계 추출 250 bar 35℃ 추출물과, 500 bar 65℃ 추출물의 황색도 b값에 있어서 4℃ 저장 추출물의 경우 감소하였지만 30℃ 저장 추출물에서는 오히려 증가한 것을 알 수 있었다. 그리고 초임계 추출조건 250 bar 35℃와 500 bar 65℃ 추출물에서 색도 변화가 크게 나타나 전반적인 색도(ΔE)가 각각 77.54, 73.86으로 색도가 크게 감소한 것을 알 수 있었다. 특히, 500 bar 65℃ 추출물의 색도가 L: 33.12, a: -5.21, b: 31.27 로 초기값(L: 22.39, a: -6.91, b: 23.31)과 비교하였을 때 색도의 변화가 가장 크게 나타나 저장 중 다른 추출물보다 안정성이 떨어지는 것으로 판단되었다.
추출조건 L a b ΔE
용매1 ) 12.78　 9.12　 20.46　 88.14　
100/35 12.90　 -4.10　 9.01　 87.69　
100/50 10.30　 -2.12　 3.45　 89.24　
100/65 13.46　 -1.91　 1.70　 87.22　
250/35 27.86　 -6.56　 22.30　 77.54　
250/50 15.73　 -4.69　 16.45　 85.98　
250/65 16.30　 -4.96　 16.59　 85.61　
500/35 17.89　 -4.70　 19.77　 84.60　
500/50 20.08　 -5.20　 21.53　 83.15　
500/65 33.12　 -5.21　 31.27　 73.86　
1) 1:6, 50℃, 5시간 추출.
(나) HPLC 를 이용한 생강추출물의 저장 중 주요 진저롤 성분분석
6-진저롤(1-4'-hydroxy-3'-methoxyphenyl-5-hydroxy-3-decanone)은 분자량이 294인 항산화 물질이다. 염화철-아스코베이트(FeCl3-ascorbate) 시스템에 의한 인지질의 산화를 막는 항산화 물질로 알려져 있고, 특히 superoxide 음이온 같은 활성산소종(reactive oxygen species)의 발생에 영향을 미치는 물질인 잔틴 산화효소(xanthine oxidase)의 저해효과도 가지고 있는 것으로 보고되어져 있다.
표 12는 초임계 및 용매 추출물의 주요 유용성분인 6-진저롤, 8-진저롤, 10-진저롤, 6-쇼가올 및 curcumin을 분석한 결과이다. 초임계 추출물의 경우 동일 압력 조건에서는 추출온도가 높을수록 유용성분 함량이 다소 감소하는 경향을 나타냈고 추출압력이 높을수록 유용성분의 함량이 높은 경향을 나타냈다. 추출물 중 6-진저롤, 8-진저롤, 10-진저롤 6-쇼가올 및 curcumin 등 모든 유용성분 함량이 가장 높게 나타난 추출 조건은 추출압력 250 bar 추출온도 50℃에서 처리한 시료였다. 그리고 에탄올 용매를 이용하여 추출한 추출물의 경우 초임계 추출물과 비교해 볼때 유용성분 함량이 전체적으로 낮게 나타났다. 이와 함께 생강 추출물의 저장 안정성을 살펴보기 위하여 생강 추출물을 4℃와 30℃ 저장고에서 30일 저장 후의 유용성분의 변화를 HPLC로 측정한 결과는 표 13, 14와 같다. 4℃에서 저장한 생강 추출물의 경우 초기함량과 비교하여 큰 변화 없이 그대로 유지되는 경향을 보여 낮은 온도에서 추출물의 유용성분이 안정적으로 유지되는 것을 알 수 있었다. 그리고 30℃에서 저장한 추출물의 경우도 초기 유용성분의 함량보다는 다소 감소하였지만 감소폭이 크게 나타나지 않아 높은 온도에서도 다소 안정적인 것을 알 수 있었다.
　(%)
　 초임계 추출물 (압력/온도:bar/℃) 용매 추출물
100/35 100/50 100/65 250/35 250/50 250/65 500/35 500/50 500/65
6-진저롤 18.76　 10.88　 5.35　 18.38　 18.95　 14.35　 13.76　 14.98　 11.35　 10.46　
8-진저롤 5.34　 2.69　 1.30　 5.35　 5.46　 4.06　 3.93　 4.30　 3.35　 2.90　
10-진저롤 4.31　 1.79　 0.64　 4.60　 4.79　 3.52　 3.39　 3.84　 2.96　 2.41　
6-쇼가올 2.42　 2.99　 1.76　 2.50　 2.42　 1.91　 1.81　 1.98　 1.54　 1.40　
curcumin 0.63　 0.00　 0.00　 1.24　 1.56　 1.17　 1.07　 1.19　 1.10　 0.99　
　(%)
　 초임계 추출물 (압력/온도:bar/℃) 용매 추출물
100/35 100/50 100/65 250/35 250/50 250/65 500/35 500/50 500/65
6-진저롤 17.24 9.47 4.91 17.64 16.91 12.44 12.45 13.66 10.79 8.15
8-진저롤 4.95 2.83 1.25 4.94 4.89 3.71 3.61 3.92 3.05 2.56
10-진저롤 4.01 1.43 0.56 4.30 4.52 3.24 3.06 3.69 2.76 2.10
6-쇼가올 2.16 2.68 1.60 2.16 2.71 1.63 1.51 0.98 1.24 1.18
curcumin 0.44 0.00 0.00 1.01 1.45 0.96 0.93 0.80 0.79 0.75
　(%)
　 초임계 추출물 (압력/온도:bar/℃) 용매 추출물
100/35 100/50 100/65 250/35 250/50 250/65 500/35 500/50 500/65
6-진저롤 14.83 8.26 4.72 13.41 12.23 12.78 11.81 12.38 10.49 8.86
8-진저롤 3.75 2.03 0.92 3.94 3.47 3.68 3.42 3.61 2.98 2.61
10-진저롤 2.92 1.20 0.40 3.37 3.00 3.15 2.95 3.12 2.56 2.16
6-쇼가올 1.70 2.37 1.34 1.78 1.59 1.66 1.61 1.59 1.38 1.37
curcumin 0.00 0.00 0.00 1.03 1.18 1.25 1.12 1.19 1.04 0.81
4-3. 생강추출물의 항산화 및 활성평가
4-3-1. 생강추출방법에 따른 생리활성 변화
(가) 생강시료
생강을 여러 용매비율 (시료 1-4), 추출온도 (시료 5-8), 추출시간 (시료 9-12)에 따라 추출한 시료와 추출압력, 추출온도에 따라 제조된 초임계 추출시료 (시료 13-21)를 표 15에 나타난 바와 같이 시험에 사용하였다.
시료번호 추출방법, 용매, 조건
1 추출비율 (생강분말:EtOH=1:2), 추출온도 50℃, 3시간추출
2 추출비율 (생강분말:EtOH=1:4), 추출온도 50℃, 3시간추출
3 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 50℃, 3시간추출
4 추출비율 (생강분말:EtOH=1:8), 추출온도 50℃, 3시간추출
5 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 35℃, 3시간추출
6 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 50℃, 3시간추출
7 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 65℃, 3시간추출
8 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 80℃, 3시간추출
9 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 50℃, 1시간추출
10 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 50℃, 3시간추출
11 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 50℃, 5시간추출
12 추출비율 (생강분말:EtOH=1:6), 추출온도 50℃, 7시간추출
13 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 100bar, 추출온도 35℃
14 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 100bar, 추출온도 50℃
15 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 100bar, 추출온도 65℃
16 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 250bar, 추출온도 35℃
17 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 250bar, 추출온도 50℃
18 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 250bar, 추출온도 65℃
19 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 500bar, 추출온도 35℃
20 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 500bar, 추출온도 50℃
21 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 500bar, 추출온도 65℃
* 초임계 이산화탄소 추출, 추출압력 500bar, 추출온도 80℃에서 DPPH 억제율은 70%(100ppm) 이하일 것으로 보이므로 500bar/65℃에서 임계적 의의가 있음을 알 수 있다.
(나) Radical 소거효과 측정
제조된 생강 추출물 시료의 DPPH radical 소거활성을 측정한 결과는 도 8및 도9와 같다. 측정방법은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 에탄올 3 ml 에 각각의 농도로 80% 에탄올에 희석한 각각의 생강 추출시료를 0.2 ml 첨가하고 에탄올에 녹인 4 × 10-4M DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl, Sigma-Aldrich Inc.) 용액을 0.8 ml 가하고 10 초간 vortexing하였다. 이것을 10 분간 상온에 방치하여 반응 시킨 후 517 nm 에서 흡광도를 측정하였다. DPPH radical scavenging ability는 시료 첨가구와 음성 대조군의 흡광도를 측정하여 백분율로 나타내었으며 양성 대조군은 Vit. C를 사용하였다.
측정결과 추출방법에 따른 DPPH radical 소거활성의 큰 차이는 나타나지 않았으나 용매 추출물에 비하여 초임계 추출물이 높은 경향을 나타내었다.
(다) L6 세포의 ATP 생성량에 미치는 영향
L6 세포에서의 ATP 생성량 측정은 ATP bioluminescence assay kit HS II (Roche, Germany)을 사용하여 측정하였다. L6 cell을 1 × 105 cells/ml의 농도로 96 well plate에 seeding하고 24 시간 동안 배양한 후 각각의 농도의 생강시료와 2 mM H2O2를 동시에 처리하고 다시 24 시간 동안 배양시킨 후 세포를 lysis 시켜 ATP bioluminescence assay를 실시하고 luminometer (Molecular Devices. USA) 를 사용하여 흡광도를 측정하였다. 측정결과 도10과 같이 생강 초임계 추출물 (시료 21)이 일반 추출물 (시료 5)에 비하여 hydrogen peroxide로 인하여 감소된 L6세포의 ATP 생성량을 효과적으로 증가시킴을 확인할 수 있었다.
지금까지 예시적인 실시 태양을 참조하여 본 발명을 기술하여 왔지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변화를 실시할 수 있으며 그의 요소들을 등가물로 대체할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명이 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 50 내지 150bar, 60 내지 70℃하에서 생강과를 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 생강과는 강황, 생강 및 양하로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법.
  3. 450 내지 550bar, 30 내지 40℃하에서 생강과를 초임계 추출하여 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 생강과는 강황, 생강 및 양하로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진지베린(zingiberene) 성분을 추출하는 방법.
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