KR20150094176A

KR20150094176A - 특정 진세노사이드의 함량을 증진시킨 인삼 열매 추출물

Info

Publication number: KR20150094176A
Application number: KR1020140015128A
Authority: KR
Inventors: 김선영; 허성일; 권동주; 용종우; 정낙원; 서형주; 권형주; 전성호
Original assignee: 재단법인 홍천메디칼허브연구소; 고려대학교 산학협력단; 한림대학교 산학협력단; 주식회사 하티
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2014-02-10
Publication date: 2015-08-19

Abstract

일측면에서 본 발명은 인삼 열매를 하나 이상의 효소로 처리하여, 특정 진세노사이드의 함량이 증진된 인삼 열매 추출물, 그를 포함하는 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

특정 진세노사이드의 함량을 증진시킨 인삼 열매 추출물 {EXTRACT OF GINSENG FRUIT CONTAING AN INCREASED AMOUNT OF SPECIFIC GINSENOSIDES}

본 발명은 일측면에서 효소 처리가 된 인삼 열매 추출물, 그를 포함하는 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인삼 특이 사포닌인 진세노사이드는 인삼의 가장 중요한 약리 성분으로 최근까지 인삼으로부터 약 30여종 이상의 진세노사이드가 분리되어 밝혀지고 있지만, 그 중 주요 진세노사이드인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2의 8종의 진세노사이드가 총 진세노사이드의 95% 이상을 차지하고 있다.

인삼 특이 사포닌인 진세노사이드는 다른 식물의 사포닌과 달리 독성이 없고 0.001% 이하에서는 용혈작용을 나타내지 않는 것(田中治, 藥用人蔘共立出版, p43, 1981)으로 알려져 있고 중추신경 억제작용, 단백질합성 촉진작용, 부신피질호르몬 분비촉진작용, 면역증강작용 등이 있는 것으로 보고되고 있다.

저분자 진세노사이드인 compound K (CK), Rh2, Rg2, Rg3 등은 일반 인삼에서는 거의 추출이 되지 않고 홍삼에서 일부 검출되기 때문에 홍삼으로부터 특정 진세노사이드의 수율을 증대시키기 위한 다양한 방법이 개발되고 있다.

또한, 인삼의 줄기와 잎은 광합성을 통해 뿌리 발달에 영향을 주지만, 열매는 오히려 영양분을 소모하여 뿌리 생육을 저해하여 폐기되는 부산물이다. 그러나 최근 인삼 열매의 진세노사이드 함량이 뿌리보다 높다는 연구결과가 밝혀지면서, 건강기능식품 및 미용분야에서 인삼 열매 관련 제품에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있으며, 2013년 농촌진흥청 “인삼 부산물의 제품화 컨셉 가능성 분석” 보고서에 의하면 열매(과육)는 음료, 차 등의 건강기능식품으로 제품화 가치가 가장 높은 것으로 평가되었다.

한국 공개특허 제2012-0106218호

"인삼 부산물의 제품화 컨셉 가능성 분석" 보고서, 농촌진흥청, 2013년

기존의 특정 진세노사이드를 얻기 위한 전처리 가수분해 방법 중 고온처리방법 및 증숙공정은 높은 온도를 유지하여 여러번 반복하기 때문에 에너지 소모가 많아 경제적인 손실이 따르며 특정 진세노사이드의 수율이 낮은 문제점이 있었다. 이에, 본 발명은 일측면에서 특정 진세노사이드의 함량이 증진된 인삼 열매 추출물 및 그를 포함하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

일측면에서, 본 발명은 인삼 열매 추출물로서, 효소 처리가 되어, 진세노사이드 CK(Compound K) 0.20~0.50 mg/g, Rh2 0.20~0.50 mg/g, F1 0.080~0.20 mg/g, Rh1 1.5~5.0 mg/g, Rg2 2.0~6.0 mg/g 및 Rg3 0.50~4.0 mg/g으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 인삼 열매 추출물을 제공한다.

상기 효소는 일측면에서 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 락타아제(lactase), 베타글루코시다아제, 나린지나제(naringinase), 자일라아제(xylanase), 아라비나아제(arabinase) 및 펙티나아제(pectinase)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.

다른 일측면에서, 본 발명은 특정 진세노사이드의 함량이 증진된 인삼 열매 추출물을 포함하는 조성물을 제공하며, 상기 조성물은 건강기능식품 조성물일 수 있다.

또 다른 일측면에서, 본 발명은 인삼 열매에 셀룰라아제(cellulase) 0.01~0.5 중량%를 가하여 10~80℃에서 2~12시간 동안 효소 반응하는 것을 포함하는 인삼 열매 추출물의 제조방법을 제공한다.

일반적으로 진세노사이드는 체내에서 흡수될 때 사람의 장내에 있는 특유 미생물에 의해서 분해되어야 체내로 흡수될 수 있다. 하지만 인삼 진세노사이드를 분해하는 장내 미생물은 사람의 체질에 따라서, 그리고 식습관에 따라서 그 존재의 유무 및 보유하고 있는 정도가 다르므로, 그로 인해서 인삼의 복용 후 나타나는 효능에 차이가 생긴다. 그러나, 본 발명의 일측면에 따른 조성물은 인삼 열매 추출물을 간단한 효소처리를 통해서 체내 흡수가 용이하고 고기능성인 특정 진세노사이드의 형태로 미리 만들어주며, 그로 인해 체내 흡수력을 증진시켜 준다. 따라서 진세노사이드의 분해능을 갖는 장내 미생물의 존재 유무에 상관없이 누구나 특정 진세노사이드의 효능을 나타낼 수 있다.

나아가, 인삼 열매 추출물이 가지고 있는 효과인 항당뇨 작용, 항암작용, 심혈관 장애 개선, 항염증 작용, 항피로 작용, 항스트레스, 방사능 조사에 대한 방어작용, 중추신경계에 대한 작용, 간기능 개선, 빈혈개선, 면역기능조절, 강정작용(성 기능 개선), 항산화 활성 및 노화억제 효능, 및 갱년기 장애 개선 등의 효과를 나타낼 수 있다.

또한, 인삼에 있어서 영양분을 소모하여 뿌리 생육을 저해하기 때문에 그냥 폐기되는 부산물인 열매를 사용함으로써, 경제성을 도모할 수 있다.

도 1은 셀룰라아제 효소를 처리하기 전의 인삼 열매 추출물의 진세노사이드 함량을 분석한 HPLC 크로마토그램(Chromatogram)을 나타낸 것이다.
도 2는 셀룰라아제 효소를 처리한 후의 인삼 열매 추출물의 진세노사이드 함량을 분석한 HPLC 크로마토그램(Chromatogram)을 나타낸 것이다.

본 발명은 일측면에서 효소처리를 한 인삼 열매 추출물을 포함하는 조성물일 수 있다. 본 명세서에서 개시되는 “인삼(Panax ginseng)”은 식물 분류학상 미나리목, 두릅나무과의 인삼속에 속하는 다년생 초본식물로서 지구상에 약 11종이 알려져 있다. 가공방법에 따라 가공하지 아니한 수삼, 수삼을 건조시킨 백삼, 수삼을 쪄서 건조시킨 홍삼 등이 있으며, 재배방법에 따라서는 인삼 밭에서 인위적으로 재배한 재배삼, 인삼씨를 산 중에 뿌려서 자연상태에서 재배한 장뇌삼, 자연상태로 자생한 산삼 등이 있는데, 본 발명에서의 인삼은 상기 모든 인삼 종류를 포함한다.

본 명세서에서 개시되는 “인삼 열매”는 인삼의 열매 부분을 의미하며, “산양삼 열매”를 포함하는 의미이다.

본 발명에서 "추출물"은 추출액, 정제물, 희석액, 농축액, 및 건조물을 모두 포함한다.

인삼 열매 추출물에 포함되어 있는 진세노사이드의 화학구조는 크게 당부분(glycone)과 비당부분(aglycone)으로 구성된 배당체이다. 이러한 진세노사이드는 체내에서 흡수될 때는 사람의 장내에 있는 특유 미생물에 의해 분해되어 체내로 흡수된다. 하지만 인삼의 진세노사이드를 분해하는 장내 미생물은 사람의 체질에 따라 그리고 식습관 따라 그 존재의 유무와 보유하고 있는 정도가 다르며, 그로 인해 인삼의 복용 후의 효능에 차이가 나타날 수 있다. 특히, 진세노사이드 중 Compound-K(CK)는 장내미생물에 의해 당이 제거되어 생성되며 장에 분비되는 담즙과 함께 체내로 흡수되는 물질로서, 진세노사이드를 분해하는 장내 미생물의 역할이 중요하다. CK는 일반적으로 인삼추출물에서는 극미량이 존재하는 성분으로 장내미생물에 의해 당 분해 대사 작용으로 Rb1, Rb2, Rc 등이 단계적으로 분해되어 체내에서 흡수 가능한 CK로 분해된다.

본 발명은 일측면에서 인삼 열매 추출물의 효소처리를 통해서 CK, Rg3, F1, Rh1, Rh2, Rg2 등의 체내 흡수가 가능한 형태로 진세노사이드를 미리 만들어줌으로써 체내 흡수력을 증진시키고, 진세노사이드 분해능을 갖는 장내미생물의 존재 유무에 관계없이 누구나 진세노사이드의 효능을 발휘할 수 있게 만들어 준다.

인삼 열매 추출물의 제조는 일측면에서 인삼 열매의 종자를 제거한 후에, 과육과 과피를 건조한 원료를 사용한 것일 수 있다. 그 다음, 인삼 열매(예를 들어, 수분함량 14% 이하)를 파분쇄하여 물에 일측면에서 2~24시간, 다른 일측면에서 3~15시간, 또 다른 일측면에서 4~10시간 동안 침지시킨다. 인삼 침지액에 셀룰라아제(cellulase) 등의 효소를 가하고(예를 들어, 상업용으로 흔히 사용하는 셀루클라스트® 1.5L(Celluclast 1.5L, Novo Nodricks사)를 0.01~0.5% (w/w)를 가하고, 일측면에서 10~80℃, 다른 일측면에서 20~70℃, 또 다른 일측면에서 30-60℃의 온도를 사용하여, 일측면에서 0.5~14시간, 다른 일측면에서 1~13시간, 또 다른 일측면에서 2~12시간 동안 교반하여, 효소 반응을 시킨다.

상기 효소는 일측면에서 헤미셀룰라아제, 락타아제(lactase), 베타글루코시다아제, 나린지나제(naringinase) 등일 수 있으며, 셀룰로오스 및 베타-D-글루칸에서 1,4-베타-D-글루코시드 결합을 분해할 수 있는 것이면 이에 제한이 없다. 또한, 상기 효소는 일측면에서 자일라아제(xylanase), 아라비나아제(arabinase), 펙티나아제(pectinase)일 수 있다.

효소 반응 후, 일측면에서 70~110℃, 다른 일측면에서 80~100℃, 또 다른 일측면에서 85~95℃에서 추출을 3~5회 정도 실시한 다음 통상의 방법으로 여과과정을 거친 후 인삼 열매 추출물을 제조한다. 나아가, 추출물을 감압 농축하여 농축물을 제조한다. 본 발명의 인삼 열매는 일측면에서 추출물일 수 있으며, 상기 추출물은 일측면에서 농축물의 형태일 수 있으며, 다른 일측면에서 농축액의 형태일 수 있다.

본 발명의 효소 처리가 된 인삼 열매 추출물은 CK 0.20~0.50 mg/g, Rh2 0.20~0.50 mg/g, F1 0.080~0.20 mg/g, Rh1 1.5~5.0 mg/g, Rg2 2.0~6.0 mg/g 및 Rg3 0.50~4.0 mg/g으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 효소 처리 전·후에 인삼 열매 추출물에 포함된 특정 진세노사이드의 함유량의 증가율은 CK 2~10%, Rh2 3~10%, F1 1.1~5%, Rh1 1.5~8%, Rg2 1.2~8% 및 Rg3 2~10%로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.

효소 처리가 된 인삼 열매 추출물에 포함된 특정 진세노사이드의 총 함량은 효소 처리 전에 비해서 약 3배 정도 증가한다.

[실시예] 효소 처리가 된 인삼 열매 추출물의 제조

인삼 열매(개성인삼농협에서 구입)의 종자를 제거한 후 과육과 과피를 건조한 원료를 파분쇄하여 물에 8시간 동안 침지하였다. 인삼 침지액에 상업용으로 흔히 사용되는 셀루클라스트® 1.5L(Celluclast, Novo Nodricks사)을 0.1%(w/w) 가하여, 40℃에서 6시간 동안 충분히 교반하여, 효소 반응을 시켰다. 효소 반응 후 90℃에서 추출을 4회 실시한 다음 1차 필터링(60~100 mesh) 및 2차 원심분리(9,000~12,000 rpm)의 통상의 방법으로 여과과정을 거친 후 감압 농축하여 인삼 열매 추출물을 농축액으로 제조하였다.

[비교예] 효소 처리가 되지 않은 인삼 열매 추출물의 제조

상기 실시예에서, 인삼 열매에 효소를 처리하는 과정을 제외하고는 동일하게 실시하여 효소 처리가 되지 않은 인삼 열매 추출물을 농축액으로 제조하였다.

[실험예] HPLC 크로마토그램에 의한 진세노사이드의 분석

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 인삼 열매 추출물로 HPLC 크로마토그램을 사용하여 진세노사이드의 함량을 분석하였다. 진세노사이드의 HPLC 분석 조건은 하기 표 1과 같으며, 용매 기울기(Gradient) 조건은 하기 표 2와 같다.

Control factor	condition
solvent A	0.2% H3PO4 in H2O
solvent B	0.2% H3PO4 in Acetonitrile(아세토니트릴)
column	Hi-Chrom C18 4.6 × 250mm, 5um (serial No. : KR100-5C18-7759)
column oven	30℃
injection volume	10uL
flow	1ml/min

시간 (min)	A 용매 (%)	B 용매 (%)
0	80	20
5	80	20
20	77	23
25	70	30
30	60	40
35	50	50
60	15	85
62	15	85
65	80	20
75	80	20

상기에서 인삼 열매 추출물에 포함된 진세노사이드의 함량 변화를 분석한 결과를 하기 표 3에 나타내었으며, 비교예 및 실시예의 HPLC 크로마토그램을 도 1 및 2에 나타내었다. 즉, 도 1은 셀룰라아제 효소를 처리하기 전의 인삼 열매 추출물(비교예)의 진세노사이드 함량을 분석한 HPLC 크로마토그램(Chromatogram)을 나타낸 것이며, 도 2는 셀룰라아제 효소를 처리한 후의 인삼 열매 추출물(실시예)의 진세노사이드 함량을 분석한 HPLC 크로마토그램(Chromatogram)을 나타낸 것이다.

효소 처리 전과 후의 인삼 열매 추출물의 진세노사이드 함량 변화

진세노사이드			효소처리 전(비교예)	효소처리 후(실시예)	증감비율
화합물명		분자식 (분자량)	함량 (mg/g)	함량 (mg/g)	증가량(mg)	비율
특정 진세노사이드	CK	C₃₆H₆₂O₈ (622)	0.096 ± 0.016	0.398 ± 0.001	△0.302	4.15
	Rh2	C₃₆H₆₂O₈ (622)	0.083 ± 0.009	0.419 ± 0.015	△0.336	5.03
	F1	C₃₆H₆₂O₉ (638)	0.074 ± 0.002	0.085 ± 0.005	△0.011	1.15
	Rh1	C₃₆H₆₂O₉ (638)	0.973 ± 0.093	3.114 ± 0.200	△2.141	3.20
	Rg2	C₄₂H₇₂O₁₃ (784)	1.684 ± 0.148	3.968 ± 0.203	△2.284	2.36
	Rg3	C₄₂H₇₂O₁₃ (784)	0.349 ± 0.060	1.913 ± 0.133	△1.564	5.49
	합계		3.258	9.897	△6.639	3.04
기타 진세노사이드	Rf	C₄₂H₇₂O₁₄ (800)	0.079 ± 0.017	0.066 ± 0.048	▽0.023	0.71
	Rg1	C₄₂H₇₂O₁₄ (800)	0.483 ± 0.036	0.322 ± 0.014	▽0.161	0.67
	Rd	C₄₈H₈₂O₁₈ (946)	1.759 ± 0.207	1.871 ± 0.089	△0.112	1.06
	Re	C₄₈H₈₂O₁₈ (946)	9.895 ± 0.244	4.896 ± 0.207	▽4.999	0.49
	Rb2 + Rb3	Rb2: C₅₃H₉₀O₂₂ (1078) Rb3: C₅₃H₉₀O₂₂ (1078)	2.899 ± 0.270	1.801 ± 0.062	▽1.098	0.62
	Rc	C₅₃H₉₀O₂₂ (1078)	1.455 ± 0.154	0.992 ± 0.040	▽0.463	0.68
	Rb1	C₅₄H₉₂O₂₃ (1108)	4.098 ± 0.356	2.235 ± 0.031	▽1.863	0.55
	합계		20.668	12.173	▽8.496	0.59
	합 계		23.927	22.070

인삼 열매 추출물에 효소를 처리한 결과, 효소 처리를 하기 전에 비하여 특정 진세노사이드인 CK, Rh2, F1, Rh1, Rg2 및 Rg3의 함량이 모두 증가하였으며, 반면에 고분자 진세노사이드의 함량은 모두 감소하였다. 또한, 효소 처리를 통해서 인삼 열매 추출물에 포함되는 특정 진세노사이드의 총 함량은 효소 처리 전과 비교하였을 때, 3.258 mg/g에서 9.897 mg/g으로 변화하여 약 3배 정도 증가하였다.

본 발명은 일측면에서 효소 처리가 된 인삼 열매 추출물을 포함하는 식품조성물, 약학 조성물, 화장료 조성물, 또는 건강기능식품 조성물일 수 있다.

[제형예 1] 건강 식품

하기 표 4에 기재된 조성에 따라 통상적인 방법으로 건강식품을 제조하였다.

배합 성분	함량
효소 처리가 된 인삼 열매 추출물	100μg
비타민 A 아세테이트	70μg
비타민 E	1.0mg
비타민 B1	0.13mg
비타민 B2	0.15mg
비타민 B6	0.5mg
비타민 B12	0.2μg
비타민 C	10mg
비오틴	10μg
니코틴산아미드	1.7mg
엽산	50μg
판토텐산 칼슘	0.5mg
황산 제1철	1.75mg
산화아연	0.82mg
탄산마그네슘	25.3mg
제1인산칼륨	15mg
제2인산칼슘	55mg
구연산칼륨	90mg
탄산칼슘	100mg
염화마그네슘	24.8mg

상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강 식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

[제형예 2] 건강 음료

하기 표 5에 기재된 조성에 따라 통상적인 방법으로 팩을 제조하였다.

배합 성분	함량
효소 처리가 된 인삼 열매 추출물	1000μg
구연산	1000mg
올리고당	100 g
타우린	1g
정제수	잔량

통상의 건강 음료 제조 방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균한다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims

인삼 열매 추출물로서,
상기 추출물은 효소 처리가 된 것이며,
상기 추출물은 진세노사이드 CK(Compound K) 0.20~0.50 mg/g, Rh2 0.20~0.50 mg/g, F1 0.080~0.20 mg/g, Rh1 1.5~5.0 mg/g, Rg2 2.0~6.0 mg/g 및 Rg3 0.50~4.0 mg/g으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것인, 인삼 열매 추출물.
제1항에 있어서,
상기 효소는 셀룰라아제, 헤미셀룰라아제, 락타아제(lactase), 베타글루코시다아제, 나린지나제(naringinase), 자일라아제(xylanase), 아라비나아제(arabinase) 및 펙티나아제(pectinase)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 인삼 열매 추출물.
제1항에 있어서,
상기 추출물은 농축물의 형태인, 인삼 열매 추출물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 인삼 열매 추출물을 포함하는 조성물.
제4항에 있어서,
상기 조성물은 건강기능식품 조성물인 조성물.
인삼 열매 추출물의 제조방법에 있어서,
상기 제조방법은 인삼 열매에 셀룰라아제(cellulase) 0.01~0.5 중량%를 가하여 10~80℃에서 2~12시간 동안 효소 반응하는 것을 포함하는 것인, 인삼 열매 추출물의 제조방법.