KR20120135784A

KR20120135784A - 진세노사이드의 강화방법

Info

Publication number: KR20120135784A
Application number: KR1020110054692A
Authority: KR
Inventors: 정재준; 구세광; 성수현; 정혜진; 윤칠석
Original assignee: 주식회사 아리메드
Priority date: 2011-06-07
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2012-12-17
Also published as: WO2012169690A1; KR101602910B1

Abstract

본 발명은 인삼 또는 홍삼의 추출물을 제조하는 과정에 오존을 처리하는 단계 또는 인삼 추출물 또는 홍삼 추출물에 오존을 처리하는 단계를 포함하는 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 총 사포닌의 함량 감소는 최소화 하면서 다양한 진세노사이드의 함량을 크게 강화하여 증가된 생리활성을 나타내는 인삼 추출물, 홍삼 추출물 및 홍삼을 제공한다. 본 발명의 제조공정은 비교적 간단하여 산업 현장에서 경제적으로 설비구축이 가능하며, 가정에서도 쉽게 이용할 수 있도록 제작할 수 있다. 본 발명에 이용되는 오존은 진세노사이드를 강화시킬 뿐만 아니라, 래디칼 반응에 의해 강한 살균작용을 나타내어 유해 미생물을 사멸시키므로 위생적인 제품을 생산할 수 있다. 본 발명에 이용되는 오존은 반응 후 용존산소로 변화하므로 잔존성과 환경에 대한 부하가 없다.

Description

진세노사이드의 강화방법{Methods for Enrichment of Ginsenosides}

본 발명은 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법 및 이에 의해 제조된 인삼 또는 홍삼 추출물에 관한 것이다.

고려인삼은 세계적으로도 그 약효가 인정되어 한방에서 널리 사용되고 있으며 우리나라의 대표적 생약제로서 생체를 방어하며, 독성물질에 대한 간장 상해방어, 당뇨병과 고지혈증 예방, 면역기능 증진 및 항암 기능 등과 같은 유용한 약리효능을 발휘하며, 특히 홍삼은 부작용이 거의 없는 생약으로 인정되고 있다.

인삼은 통상적으로 4-6년의 긴 재배기간이 소요되며, 수삼은 약 75% 수분을 함유하여 보관이 어려워 주로 가공된 홍삼류를 이용한다. 홍삼은 식물배당체인 사포닌(Saponin) 함량이 높고 그 유효성분인 진세노사이드(Ginsenoside) 중 20(R)-Rg2, 20(S)-Rg3, 20(R)-Rh1, Rh2는 홍삼 특유의 성분으로서 수삼의 열처리 과정에서 Rc와 Rb1으로부터 생성된다. 따라서, 현재까지 온도, 산, 효소 처리 등의 방법으로 수삼에 함유된 진세노사이드 구성성분을 전환시키고 그 함량을 증가시키는 방법이 보고되고 있다.

사포닌은 크게 트리터페노이드성(Triterpenoid) 사포닌과 스테로이드성(Steroid) 사포닌으로 나눌 수 있고, 트리터페노이드성 사포닌은 라노아테인계(Lanoatane), 다마레인계(Dammarane), 어세인계(Ursane) 및 올레아네인계(Oleanane) 사포닌으로 세분화된다. 식물계에 존재하는 대부분 사포닌은 올레아네인계이고, 인삼 사포닌은 타 식물계에 거의 존재하지 않는 다마레인계열의 트리터페노이드성 사포닌으로 밝혀졌다(고성권 등, 우리 인삼의 이해: 25-39, 중앙대학교 출판부, 2006).

인삼 사포닌은 비당부(Aglycone)를 함유하므로 강산으로 가수분해하면 산 촉매에 의한 에피머화(Epimerization) 작용에 의하여 20(S) 및 20(R) 진세노사이드 혼합물이 새롭게 생성된다. 즉, 프로토파낙사디올(ProtoPanaxaDiol)계 사포닌은 C-3 및 C-20의 OH기에 글라이코시드 결합(Glycosidic bond)을 갖고 있으며 그 결합력이 비교적 약하므로 C-20의 글라이코시드 결합이 가수분해되어 프로사포게닌(Prosapogenin)이 얻어지며 따라서 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd 등은 동일한 프로사포게닌으로서 20(R&S)-진세노사이드 Rg3을 생성시킨다. 또한, 프로토파낙사트리올(ProtoPanaxaTriol)계 사포닌인 진세노사이드 Re, Rf, Rg1 등도 역시 C-20의 글라이코시드 결합이 산에 약하므로 다른 종류의 프로사포게닌으로서 진세노사이드 Re의 경우 20(R&S)-진세노사이드 Rg2가 생성된다.

그리고, 진세노사이드 Rb1, Rb2는 C-3의 OH기에 결합한 말단당의 6번 OH는 아세톡실기를 가지고 있으므로 알칼라인 비누화(Alkaline Saponification)하면 진세노사이드 Rb2와 Rc를 생성한다.

말로닐-진세노사이드류도 수삼이나 백삼 중에 존재하며 백삼의 주요 사포닌의 하나로 알려져 있다. 말로닐-진세노사이드류는 프로토파낙사디올계 진세노사이드인 Rb1, Rb2, Rc 및 Rd의 C-3위치에 있는 말단 글루코오스의 6번 수산기(hydroxyl group)에 말론산의 에스테르 결합을 한 화학구조를 가진 산성 사포닌의 일종으로서 다른 진세노사이드와는 다르게 말로닐-진세노사이드류는 매우 수용성이 높은 사포닌으로서 물로 가열하면 말로닐기가 쉽게 제거되어 다른 진세노사이드가 생성된다. 즉, 이들 말로닐기는 불안정하므로 홍삼 제조과정 중 탈 말로닐화되어 진세노사이드-Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rs1, Rs2로 변화한다.

따라서, 홍삼의 제조과정 중 C-20에서 글라이코실 잔기의 제거 및 수산기의 에피머화에 의하여 홍삼 특유의 사포닌으로서 Rh2, 20(S)-Rg3, 20(R)-Rh1, 20(R)-Rg2가 생긴다. 그리고, 홍삼과 백삼의 공통성분으로서 미량 사포닌인 Rh1, Rg2, Rg3도 홍삼 제조과정 중 C-20 위치에서 글라이코실 잔기 이탈에 의해 함량 변화가 일어나므로 홍삼에서 함량이 높아진다. 이처럼, 홍삼특유 성분으로서 얻어지는 사포닌 구성 성분은 인삼에 함유된 진세노사이드류가 제조과정 중에 2차적으로 분해되어 생성되는 것으로 여겨진다. 최근에는, 홍삼으로부터 Rh4, Rg5, Rg6, 20(E)-진세노사이드 F4, Rs3, Rf2 등이 분리 및 명명되고 있다.

상기에 기술한 기본 반응을 응용하여 실시된 종래의 기술을 살펴보면, 다음과 같다:

(a) 신규한 흑삼의 제조방법 및 이를 함유하는 조성물(출원10-2006-0044066호): 건조는 35~70℃에서 12~24시간 간격으로 3회 건조 및 증숙은 85~125℃에서 5~10시간 간격으로 2회 증숙하는 방법

(b) 인삼류의 항암활성 물질 함량의 증진방법(출원10-2003-0059966호): 95~100℃에서 1-12시간 증삼, 50~80℃에서 건조, 영하10~30℃에서 30시간 처리, 100~120℃에서 2-12시간 증삼, 50~80℃에서 5시간 건조하여 Rg1, Rg2, Rg3 및 Rf함량을 증가시키는 방법

(c) 인삼모상근의 열처리에 의한 특정 진세노사이드 제조방법(출원10-2001-0033071호):조직배양 모상근을 105℃에서 60~180분 열처리, 60℃ 건조 및 분말화 하여 Rg3, Rh1, Rh2를 제조하는 방법

(d) 고려인삼의 간이법에 의한 홍삼제조(출원10-2006-0040248호): 설계된 증삼기내 95~98℃에서 3~5시간 증삼 및 45℃에서 30시간 건조하여 Rg3, Rh1를 증가시키는 방법

(e) 가공인삼(출원10-2004-0057668호): 산성 전해수(pH 2.4) 및 알칼리 전해수(pH 12.4)로 50~80℃처리 후 90~120℃ 15시간 열처리하여 Rg2, Rg3, Rg5 함량 증가법

(f) 진세노사이드가 강화된 홍삼을 제조하는 방법(출원10-2006-0131533호): 유기산(젖산, 옥살산, 말산, 시트르산, 아스코르브산)용액에서 감압(25~100mmHg)처리 후 94~100℃에서 3시간 증숙후 건조하여 Rg1, Re, Rc, Rg3함량을 증가 시키는 방법.

(g) 진세노사이드 Rg3이 다량 함유된 홍삼 엑기스 제조방법(출원10-2003-0086604호): 스트르산 용액과 알코올 혼합 용액에서 추출 및 감압 농축하여 Rg3함량을 증가시키는 방법

(h) △20-진세노사이드 함량이 높은 인삼 추출물 가공방법(출원10-2004-0062649호): 구연산, 주석산, 락트산, 호박산, 말레인산, 푸마르산, 글루쿠론산, 초산을 알코올로 용해한 수용액에 침지 및 열 반응 후 추출하여 (Rg5+Rk1)/Rg3 비율을 4~10으로 증강시키는 방법

(i) 홍삼엑스의 산 처리 및 온도처리에 의한 기능성 사포닌 함량 증대방법(출원10-2006-0040247호): 홍삼엑기스에 구연산 혹은 메실 엑기스를 첨가하여 pH2.0~2.5로 조절 후 60~120℃에서 2~12시간 반응시켜 Rg3, Rh1, Rh2함량을 증가시키는 방법

(j) 인삼의 가공방법(출원10-2003-0085983호): 오미자, 산사자, 산수유, 모과, 메실, 유자, 탱자, 사과, 석류, 오렌지와 인삼을 70~120℃에서 1~6시간 열반응, 추출 및 농축하여 (Rg3+Rg5)/(Rb1+Rb2+Rc+Rd)의 비율을 10~45로 증강시키는 방법.

(k) 진세노사이드 Rg3 성분 함량이 높은 흑삼 및 흑삼농축액(출원10-2006-0005237호): 70~100℃에서 8~10시간 9회 증숙 및 60~70℃에서 10회 건조 후 추출하여 Rg3가 5~20, Rb1, Rb2, Rc가 각각 1~5, Rd 1~7, Re 0.1~1.5, Rf 0.5~1.5, Rg 0.1~0.7, Rh1 1~1.5, Compound K가 0.05~0.5mg/g인 농축액 제조방법 등이 소개되고 있다.

즉, 일반적으로는 인삼의 열 및 산 처리로 인한 효과는 Rg3, Rg5, Rg6, Rk1, Rs3, F4등 특정 진세노사이드성분이 증가하거나 새롭게 생성되는 장점은 존재한다. 그러나, 대한민국 국내출원번호 제10-2006-0040247호에 의하면 Rg3 함량은 2-4배 증가하였으나 Rh1, Rg1,Re, Rd, Rc, Rb2, Rb1, Rf 함량의 극심한 감소와 더불어 총 사포닌 함량도 65% 감소하였다. 따라서, 탄 냄새 증가(출원10-2006-0005237호) 및 전체적인 공정에 많은 시간이 소비되는 문제점이 상존하고 있다. 또한, 진세노사이드 Rg3을 다량 함유한 인삼을 만들기 위하여 물리적인 반응인 고온처리, 고압처리, 익스트루더(Extruder)에 의한 팽화처리 혹은 생화학적 반응인 효소 처리하는 방법이 소개되고 있으나 이들 방법은 제조 및 반응시간이 많이 걸리거나, 발효기, 고압 및 고열 가열기 등의 특수장비가 필요하고, 통상의 인삼 가공온도보다 고온으로 처리하므로 탄화되는 경우가 발생하는 등의 제조 공정상의 어려운 문제점이 내재하고 있다. 그리고, 식용 양조식초를 이용하여 pH 조절 및 산 가수분해반응을 이용하여 진세노사이드 Rg3의 함량을 증가시키는 방법(출원10-2003-0041914호)이 소개되고 있으나 역시 최종산물의 식초 맛을 완전히 제거하기가 불가능하다. 아울러, 구연산 등을 함유하는 식물성 추출물을 첨가하는 방법도 순수한 100% 홍삼 혹은 홍삼농축액의 이미지와는 거리감이 상존하고 있다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

본 발명자들은 총 사포닌의 함량 감소는 최소화 하면서 다양한 진세노사이드의 함량을 증가시킬 수 있는 경제적이고 효율적인 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 오존을 처리하는 경우에는 인삼 또는 홍삼 추출물 내의 다양한 진세노사이드의 함량이 강화됨을 확인함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 Rg3 진세노사이드가 강화된 홍삼의 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 Rg3 진세노사이드가 강화된 홍삼을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 비만 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 고지혈 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 혈행 개선용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 고혈압 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 첫 번째 양태에 따르면, 본 발명은 인삼 또는 홍삼의 추출물을 제조하는 과정에 오존을 처리하는 단계 또는 인삼 추출물 또는 홍삼 추출물에 오존을 처리하는 단계를 포함하는 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명자들은 총 사포닌의 함량 감소는 최소화 하면서 다양한 진세노사이드의 함량을 증가시킬 수 있는 경제적이고 효율적인 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법을 개발하고자 예의 연구 노력하였다.

총 사포닌 함량 감소를 최소화하면서 진세노사이드 함량을 증가시킬 수 있는 효율성과 경제성을 겸비한 방법을 개발하는 중요한 이유는 각각의 진세노사이드 성분 함량과 조성에 따라서 인체 생리활성의 강도와 약리적 효과가 달라지기 때문이며, 따라서 진세노사이드 개별 성분 구성 비율 및 함량의 관리가 중요하다.

기존의 방법들은 상기에 기술된 목적을 달성하기 위하여 장시간 동안 많은 외부 에너지를 공급하여 반응을 유도하는 방법으로 화학변화를 일으키고자 하였으므로, 본 발명자들은 종래의 방법들이 다양한 문제점들을 내재하고 있다는 결론을 을 내렸다.

이에, 본 발명자들은 효율적이고 경제적인 반응기전의 방법을 연구하던 중 오존의 강력한 산화력에 주목하게 되었다. 오존은 산소의 동위체로서, 오존이 물과 작용하여 일으키는 래디칼 반응은 강한 살균 및 산화작용을 일으킨다. 따라서 오존은 프로토파낙사다이올계 진세노사이드 및 프로토파낙사트리올계 진세노사이드의 수산기(OH-)와 쉽게 반응하여 산화 분해하므로, 당결합(Glycosidic bond)이 가수분해 되는 효과를 발생시킬 것으로 기대하였으며, 최종적으로는 짧은 시간 내에 진세노사이드 구성 및 함량 변화를 유도할 수 있을 것이라는 이론적 결론을 본 발명자들은 내렸다. 또한, 오존은 반응 후 용존산소로 변화하므로 잔존성과 환경에 대한 부하가 없는 이점을 갖는다는 점에 주목하였다.

하기의 실시예에서 입증하고 예시한 바와 같이, 오존 처리는 보다 경제적이고 효율적으로 다양한 진세노사이드의 강화(enrichment)를 야기하였으며, 이에 인삼 또는 홍삼 제품의 개선 및 다양화에 크게 기여할 것으로 기대한다.

한편, 관련 종래 기술로서 대한민국 특허출원 제10-2004-0057668호는 산성 전해수 및 알칼리 전해수를 처리하여 Rg2, Rg3 및 Rg5를 증가시켰으며, 대한민국 특허출원 제10-2006-0037651호 및 특허출원 제10-2006-0096662호는 수삼의 전 처리공정에서 각각 전해수 및 오존 샤워를 사용하여 농약성분을 제거하였고, 대한민국 특허출원 제10-2008-0004888호는 산소수를 응용하여 홍삼음료에 용존산소함량을 증가시켰으며, 대한민국 특허출원 제10-2001-0036236호는 가압멸균기내에 산소를 충전하여 증삼한 결과 신속하게 개량된 홍삼 제조방법을 기재하고 있다. 또한, 중국 특허출원 제200610163496호 및 제2003112369호는 인삼음료 제조 시 살균을 위하여 오존수를 처리하는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 어떠한 종래 기술도 본 발명에서 채택하고 있는 구성 즉 진세노사이드의 강화를 위하여 오존 처리를 하는 것을 개시하고 있지 않다.

본 발명의 첫 번째 양태는 다음과 같이 나눌 수 있다: (a) 인삼 또는 홍삼추출물 제조 과정 중에 오존 처리; 및 (b) 인삼 추출물 또는 홍삼 추출물에 오존 처리.

오존 처리는 당업계에 공지된 다양한 접촉 방식, 예컨대 산기식, 터빈식, 가압 인젝터 방식 등으로 실시할 수 있다. 바람직하게는, 오존 처리는 버블링 방식, 보다 바람직하게는 산기식으로 실시한다. 산기식(fine bubble diffuser)으로 실시하는 경우, 산기관에 의하여 미세오존기포를 분출하는 방식으로 실시할 수 있다. 이 경우, 산기관의 기공은 20-100 ㎛, 바람직하게는 50-70 ㎛이고, 기포의 크기는 1.5-3 mm가 되도록 한다.

처리되는 오존의 농도는 특별하게 제한되지 않으며, 진세노사이드의 당결합(Glycosidic bond)을 분해할 수 있는 산화력을 가지는 한 어떠한 농도도 무관하다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 오존 처리는 0.01 ppm 이상의 오존 기체를 이용하여 실시한다. 보다 바람직하게는 오존 처리는 0.01-500 ppm, 보다 더 바람직하게는 0.01-200 ppm, 보다 더욱 더 바람직하게는 0.01-50 ppm, 보다 더욱 더 더욱 바람직하게는 0.02-50 ppm의 오존 기체를 이용하여 실시한다.

오존 처리 시 온도는 특별하게 제한되지 않는다. 바람직하게는, 오존 처리는 30-98℃의 온도, 보다 바람직하게는 40-98℃, 보다 더 바람직하게는 50-98℃, 보다 더욱 더 바람직하게는 60-95℃, 가장 바람직하게는 80-95℃에서 실시한다.

오존 처리 시간은 특별하게 제한되지 않는다. 바람직하게는, 오존 처리는 1-600분, 보다 바람직하게는 10-300분, 보다 더 바람직하게는 20-300분 동안 실시한다.

오존 처리는 연속적 또는 간헐적으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 처리되는 오존의 농도가 낮은 경우(예컨대, 0.025 ppm 내지 10 ppm)에는 오존 처리는 연속적으로 하는 것이 바람직하고, 그 이상의 농도의 경우에는 간헐적으로 하는 것이 바람직하다.

오존 처리는 다양한 컨테이너(container)에서 실시할 수 있으며, 예를 들어 항온 수조, 증삼기, 가압용기 또는 농축기(예컨대, 교반 진공 농축기) 내에서 실시할 수 있다.

처리되는 오존 기체는 당업계에 공지된 다양한 방법에 따라 제공될 수 있으며, 예를 들어 자외선 방식, 방전식, 전기 분해식, 냉각 플라즈마 방식 등으로 제공될 수 있다.

오존 처리는 인삼 또는 추출물의 제조 목적에 따라 상술한 인자(접촉 방식, 오존 농도, 처리 시간, 처리 온도 및 오존 제공 방법)를 다양하게 변화시켜 실시할 수 있다. 오존 처리에 영향을 주는 다른 인자로서, pH, 압력 및 오존 접촉조의 깊이와 관련된 접촉조의 형태도 인삼 또는 추출물의 제조 목적에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다.

본 발명에 따라 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물은 총 사포닌의 함량 감소는 최소화 하면서 다양한 진세노사이드의 함량을 증가시킨 것이다. 하기의 실시예에서 입증하고 예시한 바와 같이, 오존 처리에 의해 총 사포닌의 함량은 미량 감소하였으나 총 진세노사이드의 함량은 증가되었다. 종래의 기술들은 소수의 목적하는 진세노사이드를 강화할 수는 있지만, 총 사포닌의 함량 또는 총 진세노사이드의 함량은 크게 감소되는 문제점이 있다. 본 발명은 이러한 문제점을 완벽하게 해결할 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 오존 처리된 인삼 또는 홍삼 추출물은 오존 처리 되지 않은 인삼 또는 홍삼 추출물과 비교하여 총 사포닌의 함량 비율이 1:1 내지 1:0.8, 1:1 내지 1:0.9 또는 1:1 내지 1:0.92이다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 오존 처리된 인삼 또는 홍삼 추출물은 오존 처리 되지 않은 인삼 또는 홍삼 추출물과 비교하여 총 진세노사이드의 함량 비율이 1:1.1 내지 1:5, 1:1.1 내지 1:4 또는 1:1.1 내지 1:3이다.

본 발명에 의해 강화(enrichment) 되는 대표적인 진세노사이드는 Rg3이다. Rg3는 다양한 활성, 예컨대 항암 또는 간 보호 활성을 갖는 프로토파낙사다이올계 진세노사이드이다.

본 명세서에서 Rg3를 언급하면서 사용되는 용어 “강화”는 오존 처리되지 않은 것과 비교하여 Rg3의 함량이 증가된 것을 의미하며, 바람직하게는 1.13-15배, 보다 바람직하게는 1.5-15배, 보다 더 바람직하게는 1.8-12배 증가된 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따라 오존 처리가 된 인삼 또는 홍삼 추출물은 Rg3 이외에도 Rg5, Rg6, Rk1, Rk3, Rs3, Rs4, Rs5, Rh4, F4, Rh1, Rh2, Rg1, Rc, Rb1, Rf 및 Rg2으로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종, 보다 바람직하게는 최소 3종, 보다 더 바람직하게는 최소 5종, 보다 더욱 더 바람직하게는 최소 7종, 가장 바람직하게는 최소 11종의 진세노사이드가 강화된다.

상기 진세노사이드를 언급하면서 사용되는 용어 “강화”는 오존 처리되지 않은 것과 비교하여 해당 진세노사이드의 함량이 1.3-10배 증가된 것을 의미한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 첫 번째 양태는 (a) 인삼 또는 홍삼추출물 제조 과정 중에 오존 처리; 및 (b) 인삼 추출물 또는 홍삼 추출물에 오존 처리로 나눌 수 있다.

소양태 (a)에서 인삼 또는 홍삼추출물 제조는 당업계에 공지된 다양한 방법을 통하여 실시될 수 있다. 예컨대, 인삼 또는 홍삼에 다양한 추출용매를 처리하여 추출물을 얻을 수 있다. 예를 들어, 극성 용매 또는 비극성 용매를 이용할 수 있다. 극성 용매로서 적합한 것은, (i) 물, (ii) 알코올(바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 노말-프로판올, 이소-프로판올, 노말-부탄올, 1-펜탄올, 2-부톡시에탄올 또는 에틸렌글리콜), (iii) 아세트산, (iv) DMFO(dimethyl-formamide) 및 (v) DMSO(dimethyl sulfoxide)를 포함한다. 비극성 용매로서 적합한 것은, 아세톤, 아세토나이트릴, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 플루오로알칸, 펜탄, 헥산, 2,2,4-트리메틸펜탄, 데칸, 사이클로헥산, 사이클로펜탄, 디이소부틸렌, 1-펜텐, 1-클로로부탄, 1-클로로펜탄, o-자일렌, 디이소프로필 에테르, 2-클로로프로판, 톨루엔, 1-클로로프로판, 클로로벤젠, 벤젠, 디에틸 에테르, 디에틸 설파이드, 클로로포름, 디클로로메탄, 1,2-디클로로에탄, 어닐린, 디에틸아민, 에테르, 사염화탄소 및 THF를 포함한다. 가장 바람직하게는, 인삼 또는 홍삼추출물 제조는 열수를 이용하여 실시한다.

이와 같이, 인삼 또는 홍삼에 적합한 추출용매를 처리하고 동시에 오존을 처리하는 경우에는 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 얻을 수 있다. 이 경우, 인삼 또는 홍삼의 동체 또는 단편을 직접 이용하거나 또는 인삼 또는 홍삼의 분말을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은 이미 제조된 인삼 추출물 또는 홍삼 추출물에 오존을 처리하여 진세노사이드를 강화시킬 수 있다. 이 경우, 인삼/홍삼 추출물을 분말화 한 것을 이용할 수 있다.

본 명세서 용어 “인삼”은 홍삼을 제외한 수삼, 미삼, 백삼, 직삼, 곡삼, 태극삼, 박곡삼 및 피부백삼을 포괄하는 용어이다. 본 발명에서 이용되는 인삼으로는, 공지된 다양한 인삼을 사용할 수 있으며, 고려삼(Panax ginseng), 산양삼, 장뇌삼, 서양삼, 미국삼 또는 화기삼(P. quiquefolius), 전칠삼(P. notoginseng), 일본삼 또는 죽절삼(P. japonicus), 삼엽삼(P. trifolium), 히말라야삼(P. pseudoginseng) 및 베트남삼(P. vietnamensis)을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.

또한, 본 명세서에서 용어 “인삼”은 인삼의 지하부뿐만 아니라 지상부의 조직 또는 기관(예컨대, 열매, 잎 또는 줄기)를 포괄하는 용어이다.

본 발명의 두 번째 양태에 따르면, 본 발명은 인삼을 증삼하는 과정에 오존을 처리하는 단계를 포함하는 Rg3 진세노사이드가 강화된 홍삼의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 홍삼 제조방법은 상술한 인삼/홍삼의 제조방법과 동일하게 오존 처리 과정을 포함하기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 반복 기재에 의한 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.

처리되는 오존의 농도는 특별하게 제한되지 않으며, 진세노사이드의 당결합(Glycosidic bond)을 분해할 수 있는 산화력을 가지는 한 어떠한 농도도 무관하다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 오존 처리는 10-100 ppm의 오존 기체, 보다 바람직하게는 20-50 ppm의 오존 기체를 이용하여 실시한다.

오존 처리 시 온도는 특별하게 제한되지 않는다. 바람직하게는, 오존 처리는 70-150℃의 온도, 보다 바람직하게는 80-130℃에서 실시한다.

인삼(또는 수삼)을 증삼하는 과정은 당업계에 공지된 다양한 방법에 따라 실시할 수 있다. 일반적으로 증삼은 수삼을 80-95℃의 증삼기(또는 가압형 용기)에서 2-3시간 동안 찐 후 건조하는 과정을 2-3회 반복하며, 특별한 경우는 가혹한 120℃ 이상의 증삼기에서 제조한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상술한 본 발명의 방법에 의해 제조된 Rg3 진세노사이드가 강화된 홍삼을 제공한다.

인삼 또는 홍삼 추출물은 다양한 제형으로 제공될 수 있으며, 예를 들어 분말, 산제, 정제, 캡슐제, 액제, 음료 및 환제의 제형으로 제공될 수 있다. 상기 분말 및 환제는 장용성 피복제를 피복하여 서방형 제형으로 제공될 수 있다.

본 발명에 따르면, 다양한 진세노사이드가 강화된 인삼 추출물, 홍삼 추출물 및 홍삼이 제공되며 이는 대사질환(예컨대, 비만, 당뇨, 고혈압, 고지혈, 지방간), 암, 부정맥, 혈전, 만성신부전, 면역질환, 기억력 감퇴, 노화, 궤양, 천식, 염증, 통증, 빈혈 및 알러지의 예방, 경감, 치료 또는 개선용 의약품 또는 기능성 식품의 원료 또는 유효성분으로 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 Rg3 진세노사이드가 강화된 본 발명의 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 Rg3 진세노사이드가 강화된 본 발명의 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 고지혈 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 Rg3 진세노사이드가 강화된 본 발명의 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 Rg3 진세노사이드가 강화된 본 발명의 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 혈행 개선용 조성물을 제공한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 Rg3 진세노사이드가 강화된 본 발명의 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 고혈압 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은 약제학적 조성물 또는 식품 조성물로 제공될 수 있다.

본 발명의 조성물이 약제학적 조성물로 제조되는 경우, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여로 적용된다.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 성인 기준으로 0.001-1000 ㎎/kg이다.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물이 식품 조성물로 제조되는 경우, 유효성분으로서 상기 인삼 또는 홍삼 추출물뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물 (예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다.

예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 인삼 또는 홍삼 추출물 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 두충 추출액, 대추 추출액, 감초 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

(a) 본 발명의 방법은 진세노사이드가 강화된 인삼 추출물, 홍삼 추출물 및 홍삼을 제공한다.

(b) 본 발명의 방법은 총 사포닌의 함량 감소는 최소화 하면서 다양한 진세노사이드의 함량을 크게 강화하여 증가된 생리활성을 나타내는 인삼 추출물, 홍삼 추출물 및 홍삼을 제공한다.

(c) 본 발명의 제조공정은 비교적 간단하여 산업 현장에서 경제적으로 설비구축이 가능하며, 가정에서도 쉽게 이용할 수 있도록 제작할 수 있다.

(d) 본 발명에 이용되는 오존은 진세노사이드를 강화시킬 뿐만 아니라, 래디칼 반응에 의해 강한 살균작용을 나타내어 유해 미생물을 사멸시키므로 위생적인 제품을 생산할 수 있다.

(e) 본 발명에 이용되는 오존은 반응 후 용존산소로 변화하므로 잔존성과 환경에 대한 부하가 없다.

(f) 본 발명에 따르면, 목적에 따라 오존 처리의 다양한 조건 예를 들어 접촉 방식, 오존 농도, 처리 시간, 처리 온도 및 오존 제공 방법 등을 변화시켜 적합한 진세노사이드의 조성 및 함량을 갖는 인삼 또는 홍삼의 추출물을 얻을 수 있다.

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

오존은 산화력이 매우 강하나 반응 후 산소로 되돌아가 2차 오염에 대한 우려가 없기 때문에 청정 산화제라고 할 수 있다. 본 발명과 관련하여 오존처리에 영향을 주는 인자로는 오존농도, 압력, pH, 온도, 접촉 및 반응시간 등의 인자가 있으나 본 발명과 관련하여 농도, 온도 및 반응시간의 변화에 수반된 진세노사이드의 변화를 관찰하였다. 또한, 오존 농도 단위로도 g/Nm³(N은 표준상태인 0℃, 1기압을 의미함), wt%, ppm, mg/L 정도가 있으나 여기서는 가장 일반적인 ppm 단위로 하였다. 그리고, 오존 농도 범위는 작업 시 오존이 생체에 미치는 영향을 고려하여 0.025-50 ppm의 범위로 하였으며 반응물과 오존의 접촉방식은 통상적인 산기식(Fine Bubble Diffuser)으로 실시하였다. 즉, 반응조 바닥에 설치된 세라믹으로 제작된 산기관에 의하여 미세오존 기포를 분출시키는 방식으로 산기관의 기공은 60 ㎛이고 기포의 크기는 1.5-3 mm 정도가 되도록 하였다.

본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 “%“는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)%이다.

실시예 1: 기초 반응 확인 시험

(1) 종래의 공지된 방법으로 생산된 홍삼 농축액에 대한 오존 처리

시험에 사용한 홍삼농축액은 (주)바산고려홍삼에서 구입하였고, 오존발생 장치는 에포존 마스터(CRD-1051 모델, (주)카오, 한국)를 사용하였으며, 발생 오존 함량은 0.025 ppm으로서 토출되는 최고 공기용량(Air volume)은 3 L/min이다. 시료의 반응은 직경 5 cm 및 높이 25 cm로 제작한 비이커 바닥에 산기관을 삽입하여 오존발생기 토출구와 튜브로 연결하고 각각 300 g의 홍삼농축액을 넣었다. 준비된 비이커는 95℃ 항온수조에 담그고서 20분, 40분 및 60분 오존가스를 버블링 반응시켰다.

(2) 반응물의 분석

기초 반응 확인 시험에서의 총 사포닌 및 진세노사이드의 분석은 중부대학교 생명과학분석 센터에 의뢰하여 하기의 결과를 얻었다. 결과는 홍삼농축액의 수분함량을 고려하여 비교가 용이하도록 건조물 기준으로 환산하였다.

(3) 총 사포닌 함량의 변화

아래의 표 1에서 보듯이 총 사포닌 함량의 감소량은 대조구 대비 5 중량% 미만으로서 처리조건에 따라 큰 영향은 없는 것으로 판단되었다.

(4) 진세노사이드 함량의 변화

분석된 진세노사이드 중 Re가 4 중량% 감소하였고 다른 진세노사이드는 최저 1.01배-최고 1.39배의 범위로 모두가 증가하였다. 특히, Rg1은 1.4배, Rg2는 1.07배, Rg3은 1.39배 증가하였고 Rh1은 1.32배 Rh2는 1.2배 증가하였다. 그리고, 오존농도 0.025 ppm 및 95℃ 반응 조건에서는 40분 처리 시 가장 양호한 결과를 나타내었다. 따라서, 아주 낮은 오존 농도에서도 상기에서 전술한 반응이 일어남을 확인하였고, 공지된 방법으로 생산된 홍삼 농축액도 추가적으로 진세노사이드가 증가하는 효과가 나타남을 확인하였고, 대조군과 처리군의 총 진세노사이드 함량 비율도 1:1.07-1.28로 증가하였다.

이러한 실험 결과에 기초하여, 급격한 반응을 유도하여 다양한 반응물을 생성시키고자 높은 오존 발생 농도의 실험을 진행하였다.

오존 처리 시간에 따른 총 사포닌 및 진세노사이드의 분석 결과(Unit: mg/g DM Basis).

성분	대조군	오존(O₃) 처리시간
성분	대조군	20분	40분	60분
총 사포닌	136.52	132.93	136.63	135.15
Rg1	0.97	1.16	1.38	1.07
Re	0.84	1.00	1.15	0.81
Rf	1.75	1.80	1.87	1.81
Rg2	2.81	2.47	2.94	3.01
Rh1	0.25	0.30	0.33	0.27
Rb1	4.22	5.06	5.63	4.24
Rc	4.11	4.70	4.90	4.28
Rb2	7.26	8.69	9.20	7.64
Rb3	0.73	0.76	0.86	0.76
Rd	6.30	7.54	7.85	6.63
Rg3	13.47	17.07	18.66	15.27
Rh2	0.15	0.16	0.16	0.18
총 진세노사이드	42.86	50.71	54.93	45.97
대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:1.18	1:1.28	1:1.07

실시예 2: 발생 오존 농도 및 반응 온도별 진세노사이드 함량의 변화

홍삼농축액은 (주)바산고려홍삼에서 구입하였고, 오존발생기는 LAB-S Model((주)오존텍, 한국)을 사용하였고 오존출구 압력은 0-1.5 kg/㎠의 범위이다. 발생오존의 농도 범위는 각각 0.1, 0.5, 2.0, 5.0 및 10 ppm으로 하여 각 처리별 홍삼 농축액은 300 g으로 하여 40분 동안 95℃에서 반응시켰다. 실시예 2부터는 전통의약산업센터의 HPLC를 이용하였다. HPLC는 Waters 717 plus 모델이고 펌프는 Waters 1525 Binary HPLC Pump, 검출기는 ELS(Evaporative Light Scattering, Waters 2420)를 사용하였고 LiChrosorb NH₂ 컬럼 및 농도구배 용출 용매는 ⓐ 아세토니트릴:물:이소프로파놀 = 80:5:15, ⓑ 아세토니트릴:물:이소프로파놀 = 80:20:15로 하였다. 실험 결과는 다음 표 2에 정리되어 있다.

오존 농도에 따른 총 사포닌 및 진세노사이드의 분석 결과(Unit: mg/g DM Basis).

성분	대조군	오존(O₃)
성분	대조군	0.1 ppm	0.5 ppm	2.0 ppm	5.0 ppm	10 ppm
총 사포닌	220.94	218.67	220.23	210.34	210.45	205.26
Rg1	1.89	5.16	4.67	5.78	5.16	6.15
Re	4.31	3.72	4.12	3.35	3.09	3.12
Rf	1.56	2.05	2.95	3.48	4.78	4.56
Rb1	7.56	15.99	17.89	16.24	17.54	16.78
Rc	5.10	11.02	12.15	15.45	13.43	13.67
Rb2	7.24	7.34	5.67	6.78	5.58	5.35
Rg2	2.79	2.79	4.57	6.78	7.12	6.89
Rh1	2.09	2.09	4.25	3.56	4.56	4.95
Rh2	-	0.12	0.45	1.34	1.58	2.56
Rd	2.16	2.15	3.12	3.67	4.89	4.50
Rg6	-	0.23	0.45	0.78	1.27	1.36
F4	-	-	0.35	1.78	2.10	2.78
Rk3	-	0.26	0.57	1.56	3.45	3.13
Rh4	-	-	1.57	2.46	4.62	2.78
Rg3	8.78	6.80	8.78	10.35	16.80	18.27
Rs3	-	0.29	1.22	1.09	0.95	0.91
Rk1	-	0.62	2.78	3.45	7.16	5.78
Rg5	0.28	3.56	3.24	5.67	7.75	6.87
Rs5	-	-	0.13	0.87	1.35	1.14
Rs4	-	-	0.56	1.23	1.78	1.54
총 진세노사이드	43.76	64.19	79.49	95.67	114.96	113.09
대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:1.47	1:1.82	1:2.19	1:2.63	1:2.58

상기 표 2에서 확인할 수 있듯이, 오존의 농도별 변화에서는 농도가 증가할수록 진세노사이드가 명확히 증가하는 경향을 나타내었으며, 오존 발생 농도가 가장 높은 10 ppm에서 Rg3 함량이 가장 양호한 결과를 나타내었다. 대조군과 처리군의 총 진세노사이드 함량 비율은 1:1.47-2.63의 범위이었다.

그러나, 통상적으로 오존을 취급하는 작업에서 오존발생기의 오존발생 농도0.1-0.5 ppm에서는 아주 원활한 배출과 환기가 요구된다. 또한, 1 ppm 이상의 조건에서는 반응 후 배출관을 반드시 외부 방출시킬 필요성이 있다. 아울러 반응 후 배출되는 오존을 가장 효율적으로 분해시킬 수 있는 방법 중 전기히터를 사용하여 300-350℃로 유지되는 기류와 접촉하면 1초 이내 100% 분해되는 경제적인 분해방법이다. 따라서 차후의 작업 안전성을 고려하여 5 ppm을 온도별 반응시험의 발생오존 농도로 하였고 반응온도 설정은 40, 60, 75 및 90℃로 하여 40분 동안 반응시키는 조건으로 실시하였다. 40℃ 이하 온도는 농축액의 점도가 높아서 발생되는 기포에 의한 원활한 혼합의 어려움으로 제외하였다.

반응 온도에 따른 총 사포닌 및 진세노사이드의 분석 결과(Unit: mg/g DM Basis)

성분	대조구	40℃	60℃	75℃	90℃
총 사포닌	220.94	220.12	210.25	215.38	218.25
Rg1	1.89	3.58	4.26	6.12	5.25
Re	4.31	3.89	4.25	4.78	4.25
Rf	1.56	2.12	4.23	5.75	3.12
Rb1	7.56	10.35	12.67	15.34	15.76
Rc	5.10	7.85	9.24	12.38	10.04
Rb2	7.24	6.95	7.56	7.02	6.58
Rg2	2.79	5.67	6.34	7.87	5.56
Rh1	2.09	4.68	5.13	6.45	5.78
Rh2	-	0.95	1.36	2.97	2.58
Rd	2.16	3.93	2.98	4.23	3.90
Rg6	-	1.53	1.98	2.12	1.67
F4	-	1.34	2.45	2.76	1.89
Rk3	-	2.57	2.91	3.45	3.89
Rh4	-	2.38	2.12	2.56	3.58
Rg3	8.78	15.17	16.28	18.34	17.25
Rs3	-	0.87	0.95	1.56	1.14
Rk1	-	3.67	5.67	7.96	8.17
Rg5	0.28	5.68	5.90	6.12	6.75
Rs5	-	4.16	4.72	3.48	2.35
Rs4	-	0.93	1.25	2.16	1.57
총 진세노사이드	43.76	88.27	102.25	123.42	111.08
대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:2.02	1:2.34	1:2.82	1:2.54

표 3에 제시된 온도별 반응시험에서는 75-90℃ 범위가 양호한 결과를 나타내었다. 일반적으로 수중에 확산된 오존은 물의 온도가 낮을수록 오존이 자기분해되는 반감기가 증가되지만 본 시험에서는 이를 고려하여 반응시간 동안 일정하게 주입하였다. 75℃의 조건이 90℃보다 좀 더 향상된 경향을 나타낸 원인으로는 오존의 지기분해시간의 차이 및 진세노사이드의 단순한 열 반응과의 조합으로 판단된다.

실시예 3: 오존처리에 의한 홍삼의 제조

일반적으로 공지된 홍삼제조는 수삼을 80-95℃의 증삼기에서 2-3시간 동안 찐 후 건조하는 과정을 2-3회 반복하며, 특별한 경우는 가혹한 120℃ 이상의 증삼기에서 제조하여 다양한 성분의 진세노사이드를 생성시킨다. 가혹한 처리조건에서 생성된 Rg3, Rg5, Rg6, Rk1, Rk3, Rs3, Rs4, Rs5, Rh4 및 F4 등의 특정 진세노사이드성분이 증가하면 더욱 증가된 생리활성을 나타낸다. 따라서, 실시예 3에서는 가압증기 멸균기(EYELA MAC-6500)를 이용하여 준비된 4년근 수삼을 500 g씩 넣은 후 내부 공기는 50 ppm 농도의 발생오존으로 완전히 치환한 후 120℃ 온도에서 30분, 60분 및 120분 동안 증삼 반응시켰다. 가압멸균기의 압력 및 수증기 배출구는 잔여 오존을 제거하기 위하여 전기히터를 사용한 300-350℃로 유지되는 배출가스 통과관을 부착하였다. 처리된 홍삼은 70% 에탄올로 추출하여 농축하여 고형물 함량 63%로 농축하여 진세노사이드를 분석하였다.

증삼 시간에 따른 총 사포닌 및 진세노사이드의 분석 결과(Unit: mg/g DM Basis).

번호	진세노사이드	대조군	30분	60분	120분
1	Rg1	6.79	8.58	5.07	5.58
2	Re	4.14	6.27	4.02	2.67
3	Rf	1.29	3.61	3.48	5.79
4	Rb1	9.97	18.42	25.12	22.45
5	Rc	5.31	9.69	5.01	4.34
6	Rb2	5.07	8.75	6.93	5.93
7	Rg2	-	1.23	2.68	4.87
8	Rh1	-	0.94	2.05	3.95
9	Rh2	-	-	0.68	2.45
10	Rd	3.41	3.03	4.24	3.42
11	Rg6	-	-	0.59	1.59
12	F4	-	-	1.44	0.87
13	Rk3	-	-	2.02	1.84
14	Rh4	-	-	2.68	4.39
15	Rg3	-	2.98	8.81	12.56
16	20(R)Rg3	-	1.83	6.91	10.78
17	Rs3	-	-	0.68	0.54
18	20(R)Rs3	-	-	0.46	0.78
19	Rk1	-	0.62	7.16	10.56
20	Rg5	-	0.83	9.86	11.57
21	Rs5	-	-	0.80	1.25
22	Rs4	-	-	1.67	0.94
-	총 진세노사이드	35.98	66.78	102.36	119.12
-	대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:1.86	1:2.84	1:3.31

표 4의 결과에 따르면, 공지의 방법으로 제조된 홍삼농축액에서도 본 발명에서 목적하는 효과가 나타나지만, 처음부터 수삼을 이용한 홍삼의 제조에 적용하면 더욱 명확하게 다양한 진세노사이드의 함량을 크게 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서, 대조군인 수삼과 처리군의 총 진세노사이드 함량 비율이 1:3.31로 증가하였다. 아울러, 홍삼화 반응이 신속하게 진행되므로 제조에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있다.

실시예 4: 미국삼( Panax quinquefolius L.) 분말에 대한 오존처리 효과

이상의 실시예에서 오존처리 시 진세노사이드 생성효과를 확인하였다. 아울러, 가격이 저렴한 미국삼은 Rb1, Re 및 Rd의 함량은 고려인삼보다 훨씬 높으며, 조성 분포는 Rb1＞Re＞Rg1=Rc＞Rd이고 이들 성분이 전체 진세노사이드의 약 70%를 차지한다(Chieh-Fu Chen, et al., Acta Pharmacol Science, 29(9):1103-1108( 2008)). 수입된 미국삼 분말(위스콘신 산)을 구입하여 오존처리의 효과를 분석하였다. 처리순서는 분말 250 g을 실시예 1에서 사용한 비이커에 넣은 후 증류수 500 ml을 가한 후 90℃ 항온 수조에서 발생오존 농도는 5 ppm으로하여 60분 동안 버블링 하였다. 반응물 전량을 70% 에탄올로 사포닌을 추출 및 농축하여 진세노사이드 함량을 분석하였다.

미국삼에서 총 사포닌 및 진세노사이드의 분석 결과(Unit: mg/g DM Basis).

진세노사이드	대조군	처리군
Rg1	2.45	3.06
Re	20.54	19.89
F11	1.25	2.03
Rf	-	-
Rb1	18.46	41.54
Rc	2.88	5.76
Rb2	0.44	1.17
Rb3	0.38	0.25
Rg2	-	-
Rh1	-	-
Rh2	-	-
Rd	2.19	6.84
Rg3	-	2.82
총 진세노사이드	48.59	83.36
대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:1.72

표 5에서 제시한 미국삼의 경우도 함유된 진세노사이드 함량이 증가하였고 대조군에는 존재하지 않았던 Rg3도 검출된 결과를 얻었다.

실시예 5: 공지의 홍삼액 제조기에 응용

진세노사이드 함량이 강화된 음료용 홍삼액을 제조하기 위하여, 실시예 1에서 사용한 오존발생 장치인 에포존 마스터(CRD-1051 model, (주) 카오, 한국)의 토출구를 세라믹으로 제작된 산기관(Fine Bubble Diffuser: 산기관의 기공 60 ㎛) 입력구와 내열성 바이톤 튜브로 연결된 산기관을 홍삼본가 홍삼제조기(HK-10000모델, 진홍테크, 한국)의 본체 탕기 내 바닥에 설치하였다. 6년근 수삼 750 g 및 물 3,000 ml을 넣은 후, 홍삼액 제조기의 추출온도는 85℃ 및 가동시간 48시간으로 설정하였다. 가동시작 후 6시간 간격으로 오존발생기(발생오존 농도 0.025 ppm)를 30분 동안 8회 버블링 처리한 최종 홍삼액을 분석하였다.

공지의 홍삼액 제조기에 응용한 결과 (Unit: mg/100g)

성분	대조군 홍삼액	오존처리군 홍삼액
총 사포닌	245.35	285.78
Rg3	87.51	164.93
Rg2	10.23	15.93
Rg1	15.45	20.15
Rf	4.05	4.67
Re	18.95	19.66
Rd	14.76	15.20
Rc	20.45	27.85
Rb2	14.58	15.69
Rb1	33.23	34.25
Rh2	-	1.8
추출액의 고형분(%)	3.35	5.29
총 진세노사이드	219.21	325.42
대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:1.48

표 6의 결과에서 보듯이, 진세노사이드 함량이 매우 우수한 홍삼액을 제조하였다. 특히, Rh2는 오존처리 홍삼액에서만 검출되었고 Rg3 함량은 1.88배 증가하였다. 사용한 0.025 ppm의 오존 농도는 외부로 방출되어도 인체에는 안전한 수준이다. 따라서, 상기 결과를 이용하는 홍삼액 제조기는 공지의 홍삼액 제조기에 오존을 발생시키는 모듈, 기포발생기, 산기관을 부착하는 구조이다.

실시예 6: 오존발생 장치를 부착한 대형 홍삼 농축기에서 응용

6년근 홍삼에 정제수를 가하여 85-95℃에서 추출한 통상적인 홍삼용액을 반응조 수심 깊이가 3 m인 교반 진공 농축기(2000 L, 대성기계, 한국)에 1800 L를 투입하였다. 농축조의 온도를 80-85℃로 설정하고 수분 증발량 100 L/hr의 범위로 감압 농축을 실시하였다. 이때, 사용된 진공 농축기의 바닥에는 지름 1 m의 산기관(Fine Bubble Diffuser)을 설치하고 오존발생기는 LAB-S Model((주)오존텍, 한국)을 사용하여 발생오존농도 30 ppm으로 설정하였다. 농축 실시 전 온도를 85℃로 가온한 후 일차로 오존 버블링을 30분 동안 실시한 후 오존 주입을 정지하였다. 이어서, 진공농축을 1.5 시간 동안 실시한 후 진공을 해제하고 다시 오존을 30분 동안 버블링 실시한 후 오존 주입을 정지하는 순서로 오존은 30분씩 총 4회 버블링 하는 주기적인 반복 공정으로 고형물 함량이 60%가 되도록 농축을 실시하였다. 진공 농축 과정 중에 발생하는 수증기는 잔여 오존을 제거하기 위하여 전기히터를 사용한 300-350℃로 유지되는 배출가스 통과관를 부착하여 통과시킨 후 외부로 배출하였다. 생산된 홍삼농축액을 HPLC로 분석하여 진세노사이드 함량의 변화를 비교하였다.

오존발생 장치가 부착된 대형 홍삼 농축기를 이용한 결과(Unit: mg/g DM Basis).

번호	진세노사이드	대조구	처리구
1	Rg1	5.85	8.26
2	Re	5.37	3.48
3	Rf	2.54	4.89
4	Rb1	10.43	19.27
5	Rc	8.75	5.84
6	Rb2	5.42	4.49
7	Rg2	1.85	6.43
8	Rh1	1.67	4.28
9	Rh2	0.12	2.87
10	Rd	4.28	4.84
11	Rg6	-	2.78
12	F4	-	1.25
13	Rk3	-	1.54
14	Rh4	-	3.28
15	Rg3	4.25	12.78
16	20(R)Rg3	0.87	9.45
17	Rs3	-	0.87
18	20(R)Rs3	-	0.74
19	Rk1	0.53	8.72
20	Rg5	0.34	8.54
21	Rs5	-	1.78
22	Rs4	-	1.02
-	총 진세노사이드	52.27	117.40
-	대조군:처리군 총 진세노사이드 비율	-	1:2.25

표 7에서는 기존의 대형 홍삼농축액 제조기에서 본 발명을 적용한 결과이다. 기존의 농축설비의 경우도 농축기의 하단부에 적당한 산기관을 설치하여 오존발생 장치와 연결하고 배출되는 오존을 분해하기 위한 300-350℃로 유지되는 배출가스 통과관를 부착하면 다양한 진세노사이드 함량이 높은 고품질의 홍삼농축액을 제조할 수 있다.

이상의 제조방법 실시예에서 보듯이, 오존이 반응하는 것은 용해된 오존수 및 오존의 직접 작용에 의한 것이다. 오존의 처리조건에 영향을 주는 다양한 인자, 즉 오존 발생기의 오존가스의 생성방법(자외선 방식, 방전식 및 전기 분해식 등), 반응물과의 접촉시스템(산기식, 터빈식, 가압 인젝터 방식 등) 및 오존 처리에 영향을 주는 인자(농도, 온도, pH, 반응시간, 압력, 오존 접촉조의 깊이와 관련된 접촉조의 형태 등)를 본 발명의 요지 내에서 제조 목적에 따라 다양하게 결정하여, 최적의 인삼 또는 홍삼 추출액을 제조할 수 있다.

본 발명에 따라 특정 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물은 단독으로 제품에 제공될 수도 있으나, 분말, 음료, 정제, 편, 캡슐, 음료, 시럽, 환제 등 다양한 제형으로 제조되어 적용 될 수도 있다. 하기에는 본 발명에 따라 제조된 생산물의 다양한 제형예를 설명한다.

실시예 7: 산제, 정제, 캡슐제, 액제, 음료 및 환제의 제조

7-1. 산제의 제조

약전 제제 총칙 중 산제의 제조방법에 따라 1포 당 하기의 성분 함량으로 제조한다:

실시예 3에서 제조된 홍삼의 건조분말 ---------50 mg

유당 ---------------------------100 mg

탈크 ---------------------------10 mg

HPMC --------------------------10 mg

위의 배합비에 적당량의 정제수를 가하여 혼합한 후 역회전 과립기에서 직경 1 mm, 길이 1.5 mm의 펠렛을 만든 후 열풍건조기에서 건조한다.

7-2. 정제의 제조

약전 제제 총칙 중 정제의 제조방법에 따라 1정 당 하기의 성분 함량으로 제조한다:

실시예 3에서 제조된 홍삼의 건조분말 ---------50 mg

실시예6에서 제조된 홍삼농축액-------------25 mg

산화마그네슘-----------------------15 mg

유당 ---------------------------400 mg

스테아린산 마그네슘-------------------5 mg

위의 배합비로 타정 후 산화티탄과 HPMC(Hydroxypropyl Methylcellulose) 용액으로 정제를 코팅한다.

7-3. 캡슐제의 제조

약전 제제 총칙 중 정제의 제조방법에 따라 1캡슐 당 하기의 성분 함량으로 제조한다:

실시예 3에서 제조된 홍삼의 건조분말--------50 mg

옥수수전분-----------------------100 mg

유당---------------------------100 mg

스테아린산 마그네슘------------------2 mg

7-4. 액제의 제조

약전 제제 총칙 중 정제의 제조방법에 따라 액제100ml당 하기의 성분 함량으로 제조한다:

실시예 2 에서 제조된 홍삼농축액----------50 mg

이성화당 -----------------------10 g

만니톨-------------------------5 g을 정제수 적량에 녹인다.

7-5. 음료의 제조

실시예 5에서 제조된 홍삼추출액 50-80 중량%, 설탕 5-10 중량%, 구연산 0.05-0.3 중량% 및 비타민C 0.1-1 중량%의 첨가물을 혼합하고 여기에 적당량의 정제수를 가하여 혼합음료를 만들고, 85-98℃에서 20-120초 동안 살균한 다음 탄산가스 0.5-0.8%를 주입하여 진세노사이드 함량이 높은 탄산음료를 제조한다.

7-6. 100% 홍삼과립(Granule) 및 환(Pill)제의 제조

실시예 3에서 제조된 홍삼의 미세분말(기기의 용량과 관련하여 최소 베드를 형성할 수 있는 물량 이상 적당량 투입)을 씨앗물질로 하여 저부 스프레이(Buttom Spray)형 유동층 과립기에 투입하고 실시예 5에서 제조된 홍삼농축액을 분무하여 지름이 1-1.5 mm에 달하도록 홍삼농축액을 분부하고 마지막으로 0.5-2%의 HPMC 등의 피복물질로 코팅한다. 유동층 공정기 내 팽창 챔버(Expansion Chamber)의 온도는 50-85℃로 설정한다.

그리고 회전형 로터가 구비된 유동층 공정기에서는 실시예 3에서 제조된 홍삼의 분말(기기의 용량과 관련하여 최소 탄젠트형 분말의 띠 그룹을 형성할 수 있는 물량 이상 적당량 투입)을 씨앗물질로 하여 로타를 회전시키면서 실시예 5에서 제조된 홍삼농축액 기준 0.5%의 HPMC용액 혹은 호화된 전분용액 등의 바인더를 10-20 중량% 가하여 농축액을 희석한 후 분무한다. 동시에, 실시예 3에서 제조된 홍삼의 분말을 추가로 일정하게 로타내부로 이송하여 원형 환을 제조한다. 환의 지름은 용도에 따라 2-6 mm의 크기로 키운다. 원하는 크기에 도달하면 홍삼농축액의 분무를 중지하고, 이어서 즉시 0.5-2%의 HPMC 등의 피복물질을 분무하여 코팅하여 공정을 마무리한다.

7-7. 서방형(Sustained-release) 홍삼과립(Granule) 및 환(Pill)제의 제조

홍삼의 주성분인 사포닌은 수용성이다. 따라서, 다른 음식물이 함께 있으면 흡수에 방해를 받으며 공복에서 흡수율이 더 높다. 실제로 홍삼 제품들은 대부분 식사 전에 섭취하는 게 좋은 것으로 일반인들은 인지하고 있다. 이러한 지식은 과학적으로 보면 어느 정도는 사실이지만, 실제로는 사포닌은 위장에서 분비되는 산에 의해 분해가 되지 않는다. 홍삼성분이 잘 흡수되려면 장내에 서식하는 유산균등 미생물이 사포닌 성분인 배당체를 먼저 분해 후 분리되는 진세노사이드 성분이 흡수된다. 실시예 7-7에서는 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 제형의 생체 이용도를 향상시키고자 실시예 7-6에서 제조한 홍삼과립(Granule) 및 환(Pill)제를 장용성 피복제를 코팅한 서방형 제형을 제조하였다. 장용성 피복제는 공지의 Eudragit L100-55, 에틸 셀룰로오스, Shellac, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 및 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 프탈레이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 음식물이 위장을 완전히 통과하는 데는 최고 2시간이 걸리고 여기에는 만들어진 제형 당 약 30 ㎛ 두께의 피복제가 소요되며 이는 제품 표면적 당 3-4 mg/㎠가 소요되므로 예로서 1 ㎜ 과립의 경우 피복물질이 그래뉼 단위당 약 15%가 소요되므로 최종제품의 홍삼함량이 낮아진다. 따라서, 여기서는 위에 머무는 시간 30-40분을 기준으로 하여 10 ㎛ 두께의 형성에 필요한 피복물질을 사용하였다.

에틸 셀룰로오스 10 g을 에탄올 500 g에 용해하고, 구형 환 1,000 g을 실시예 7-6의 공정 중 마지막 HPMC를 피복하지 않은 것을 저부 스프레이형 혹은 로타 유동층 공정기에 투입한다. 상기 준비된 에탄올 용액을 이용하여 생성물 컨테이너 내부온도가 35-45℃에서 피복하여 서방형 제품을 얻는다.

효능예 1: 비만 및 고지혈증 예방 또는 치료에 대한 효능

상기 실시예 3에서 오존 처리 및 120분 동안 증삼 반응시켜 얻은 본 발명의 조성물을 실시예 7-7에 따라 제조한 서방형 홍삼 과립을 이용한다.

래트 또는 마우스를 실험실 환경에 적응시킨 후, 고지방식이군과 본 발명의 서방형 홍삼 과립 첨가군으로 임의배치하여 일정 기간 사육한다.

실험동물의 체중 증가량 조사

실험기간 동안 실험동물에 대하여 체중 증가량을 측정한다. 실험 결과, 본 발명의 서방형 홍삼 과립을 섭취한 군에서 누적체중증가량은 고지방대조식이군에 비해 유의적으로 더 낮다.

고지혈증 개선 효과의 측정

위에서 제조된 동물모델의 혈장의 지질농도를 측정한다. 동물모델 혈장의 총콜레스테롤, HDL 콜레스테롤 및 중성지방농도를 상업용 키트를 이용하여 측정한다. 실혐 결과, 본 발명의 서방형 홍삼 과립을 섭취한 군에서 혈장 총콜레스테롤 및 LDL + VLDL 콜레스테롤이 유의적으로 감소되고 또한 HDL 콜레스테롤은 증가되어 지질 대사를 개선하는 효과가 있고, 고지혈 예방 또는 치료 효능이 있다.

효능예 2: 당뇨 치료 효능

스트렙토조토신(Streptozotocin(STZ))을 래트 또는 마우스에 투여하여 당뇨를 유발한다. 이어, 당뇨 동물모델에 본 발명의 서방형 홍삼 과립을 투여하고 혈장 포도당을 조사한다. 조사 결과, 본 발명의 서방형 홍삼 과립 투여군이 당뇨 동물모델과 비교하여 혈당 강하 효과가 나타난다.

효능예 3: 혈행 개선 효능

성인을 무작위로 선정하고 채혈한 후, 전혈응집능 억제활성을 측정한다. 전혈에 본 발명의 서방형 홍삼 과립을 용해시킨 용액을 처리하였다. 이어, 혈소판 응집 유도제를 일정량 넣고 임피던스(impedance) 변화로서 전혈 응집 정도를 판정한다. 실험 결과, 본 발명의 홍삼이 혈행 개선 효능이 있다.

효능예 4: 고혈압 예방 또는 치료 효능

유전적으로 고혈압이 야기되는 래트(SHR: spontaneous hypertensive rat)에 본 발명의 서방형 홍삼 과립을 투여하고, 이어 혈압을 검사한다. 실험 결과, 본 발명의 서방형 홍삼 과립을 투여한 경우 혈압 강하 효과가 나타난다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명 의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

인삼 또는 홍삼의 추출물을 제조하는 과정에 오존을 처리하는 단계 또는 인삼 추출물 또는 홍삼 추출물에 오존을 처리하는 단계를 포함하는 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물의 제조방법.
인삼을 증삼하는 과정에 오존을 처리하는 단계를 포함하는 Rg3 진세노사이드가 강화된 홍삼의 제조방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오존 처리는 버블링 방식으로 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오존 처리는 0.01 ppm 이상의 오존 기체를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오존 처리는 0.01-50 ppm의 오존 기체를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 오존 처리는 10-100 ppm의 오존 기체를 이용하여 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오존 처리는 30-98℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 오존 처리는 70-150℃의 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오존 처리는 1-600분 동안 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오존 처리는 항온 수조, 증삼기, 가압용기 또는 농축기 내에서 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 오존 처리는 연속적 또는 간헐적으로 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오존 처리가 된 인삼 또는 홍삼 추출물은 Rg3 이외에도 Rg5, Rg6, Rk1, Rk3, Rs3, Rs4, Rs5, Rh4, F4, Rh1, Rh2, Rg1, Rc, Rb1, Rf 및 Rg2으로 구성된 군으로부터 선택되는 최소 1종의 진세노사이드가 강화 되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 오존 처리가 된 인삼 또는 홍삼 추출물은 오존 처리 되지 않은 인삼 또는 홍삼 추출물과 비교하여 총 진세노사이드의 함량 비율이 1:1.1 내지 1:5.0인 것을 특징으로 하는 방법.
상기 제 1 항의 방법에 의해 제조된 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물.
상기 제 2 항의 방법에 의해 제조된 Rg3 진세노사이드가 강화된 홍삼.
상기 제 14 항의 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 예방 또는 치료용 조성물.
상기 제 14 항의 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 고지혈 예방 또는 치료용 조성물.
상기 제 14 항의 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 조성물.
상기 제 14 항의 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 혈행 개선용 조성물.
상기 제 14 항의 Rg3 진세노사이드가 강화된 인삼 또는 홍삼 추출물을 유효성분으로 포함하는 고혈압 예방 또는 치료용 조성물.