KR20150125785A - 녹강균을 이용한 진세노사이드 함량이 증가된 홍삼 제제 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진세노사이드 compound K 및 Rh1 함량을 다량 함유하는 홍삼 제제의 제조방법에 관한 것으로, 녹강균을 접종하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명의 제조 방법을 이용하면 기존에 알려진 진세노사이드의 함량보다 증가된 홍삼 제제를 제조할 수 있으며, 특히 본 발명의 방법을 이용하면 진세노사이드 중에서도 Compound K 및 Rh1을 증가시킬 수 있으므로, 항암, 암치료, 항암제 독성 감소, 암예방, 혈전병 예방 효과가 증가하는 효과가 있다.

Description

녹강균을 이용한 진세노사이드 함량이 증가된 홍삼 제제 및 이의 제조방법 {Red ginseng preparations containing abundant ginsenoside using a Metarhizium anisopliae and method thereof}

본 발명은 진세노사이드 성분이 강화된 홍삼 제제를 제조하는 방법에 관한 것이다.

인삼은 식물학적으로 오가과(Araliaceae)의 인삼속(Panax)에 속하는 식물로서, 동양에서는 오래전부터 효능 및 유효성이 잘 알려져 온 한약재이다.

근래 들어 인삼의 약리효능 연구의 과학적 진보에 따라 인삼으로부터 특유의 진세노사이드 성분을 분리하고, 그 화학구조를 밝히는 한편, 인삼의 유효성분과 약리효능을 구명함에 따라 인삼의 개별 사포닌마다 그 약리 효능이 각각 다르고 새로운 효능이 속속들이 밝혀짐으로써 특정 성분의 사포닌을 강화시킨 기능성 제품을 효율적이고 경제성 있게 제조하기 위한 인삼의 가공 및 제조방법과 관련된 기술이 개발되고 있으며, 이러한 기술들이 각광을 받고 있다.

인삼에 함유된 특정성분의 사포닌을 강화시킨 기술과 관련하여 고전적인 방법으로 구증구포에 의한 흑삼 제조 방법이 알려져 있으며, 홍삼 추출액 및 추출액을 고온 고압처리하여 열처리에 의한 방법이 있는데, 고전적인 흑삼 제조의 방법은 제조공정에 따른 시간이 너무 긴 단점이 있고, 고온고압처리 방법은 제조공정에 따른 시간은 단축할 수 있으나 고온고압에 의한 에너지 소비에 따른 비용이 증가하고, 공정 안정성이 낮은 단점이 있다.

그리고 미생물(유산균)에 의한 방법, 산 및 효소에 의한 가수분해방법 등이 있으며, 미생물(유산균)에 의한 방법은 특정 사포닌을 선택적으로 강화시킬수 있는 장점이 있으나, 유산균의 선택과 배양하는 기술이 어렵고, 공정이 복잡하고 관리하기가 어렵다는 단점이 있으며, 상기 가수 분해 방법은 산의 종류나 효소의 종류에 따라서 특정 사포닌의 선택성이나 변환효율이 차이가 나고, 일반적으로 미생물에 의한 방법보다 선택성이나 변환효율이 다소 떨어진다는 것이 단점이 있지만 공정이 간단하여 생산단가를 현저히 낮출 수 있는 장점이 있고, 특히 특정 사포닌 변환에 적합한 산이나 효소의 선택과 공정의 최적조건을 개발한다면 산업경쟁력이 가장 큰 기술이다.

홍삼은 수삼을 수증기 처리하여 제조되는 열처리 과정에서 비당부분인 아글리콘에 에테르 결합된 당부분 글리콘이 쉽게 가수분해 되고 그와 동시에 결합부위의 수산기가 반전 평형을 일으킴으로서 그 조성과 함량의 변화가 일어난다. 이렇게 하여 생성된 홍삼 사포닌은 백삼보다 2~30배 많은 양이 생성되고, 백삼에는 없는 F4, Rk3, Rh4, Rg3, Rk1 및 Rg5 등의 미량 진세노사이드 성분이 존재하여 약효가 증가되어 그에 맞는 다양한 효능이 강화된 소재를 개발할 수 있다.

또한 인삼에 함유된 특정성분의 사포닌을 강화시키는 방법으로, 대한민국 공개특허 공보 공개번호 10-2010-0098208호에는 Rg3 및 Rh2의 함량이 증가된 흑삼의 제조방법을 개시된 바 있으나, 이는 복잡한 공정을 가지고 있다는 단점이 있다.

한편, 동충하초를 포함하는 곤충병원성 진균은 겨울에는 벌레 상태로 있다가 여름에 자좌가 돋아나는 특성을 가지고 있다. 포자 또는 균사가 곤충에 침입한 후 기주 내에 있는 영양원을 이용하여 증식 후 내생균핵을 만든 후 제외로 자죄를 형성한다. 그 중 완전세대를 형성하며 자낭균문(Ascomycota)에 속하는 진균으로는 Cordyceps속, Shimizuomyces속, Torrubiella속 등 3속이 알려져 있고 일명 동충하초라고 할 수 있는 대표적인 속은 Cordyceps이다.

Cordyoceps속은 현재 전 세계적으로 300여종이 분포하는 것으로 알려져 있으며, 백강균(Beauveria bassiana), 녹강균(Metarhizium anisopliae)과 같은 불완전균문(Deuteromycota)에 속하는 대부분의 곤충병원생진균이 Cordyceps속의 불완전세대로 알려져 있다.

이에 본 발명자들은 종래기술의 문제점을 극복하기 위해서, 녹강균을 이용하여 미량의 진세노사이드를 다량 함유할 수 있도록 하는 홍삼 제제를 제조하는 기술을 개발함으로서, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 녹강균을 이용한 홍삼 제제의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 진세노사이드를 다량 함유하는 홍삼 제제의 제조 방법을 제공한다:

a) 홍삼 추출액을 영양 배지에 첨가한 후, 멸균하는 단계;

b) 상기 배지에 녹강균(Beauveria bassiana)을 접종하고, 액체배양하여 배양액을 얻는 단계; 및

c) 상기 배양액에 부탄올(BuOH)를 첨가한 후, 초음파처리(sonication)하여 부탄올 분획물을 분리하는 단계.

본 발명의 일구현예에 있어서, 상기 진세노사이드는 컴파운드케이(compound K) 또는 Rh1인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구현예에 있어서, 상기 홍삼 분말은 0.1 내지 10 중량%의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 a)단계에서 멸균은 100 내지 150℃에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 a)단계에서 멸균은 10 내지 30분간 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서,상기 녹강균은 1~20 %(v/v)의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 b)단계에서 액체배양은 1주 내지 5주 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 부탄올은 배양액 대비 3:7~7:3의 비율로 첨가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 구현예에 있어서, 상기 초음파처리는 10분 내지 120분 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 녹강균을 접종하는 방법으로 홍삼 추출액의 미량 진세노사이드가 높은 함량으로 포함된 홍삼 제제를 제조할 수 있다. 이는 홍삼이 분리, 정제과정을 거치면서 생산수율이 낮아지고, 이에 따라 단가가 높아지는 단점을 해결할 수 있다. 이렇게 제조된 가공 홍삼 추출 추출액은 기존의 분리, 정제과정을 거치는 것보다 비교적 낮은 단가에도 불구하고, 높은 함량의 미량 진세노사이드가 함유되고 주름개선, 항산화 및 미백 효과가 뛰어나 효능의 미미 및 피부 부작용 유발 등의 여러 가지 문제점을 가지고 있는 기존 화장품 원료들의 단점을 개선하여 높은 성장률을 보이는 기능성 화장품 시장에 좋은 원료 및 항암, 암치료, 항암제 독성 감소, 암예방, 면역증진 및 혈전병 예방에 특히 우수한 compound K 및 Rh1이 강화된 기능성을 가진 식품의 원료나 제품이 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 홍삼 제제 제조 방법을 단계별로 나타낸 모식도이다.
도 2는 녹강균을 접종하지 않은 홍삼 추출물과 녹강균을 접종한 홍삼 추출물의 TLC 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 녹강균을 접종한 홍삼추출물과 다른 균주들을 접종한 홍삼추출물의 TLC 분석결과를 비교하여 나타낸 도면이다.

본 발명자들은 녹강균을 접종하여 홍삼 제제를 제조하여, 진세노사이드의 함량이 현저히 증가된 홍삼 제제를 제조하는 방법을 개발함으로써, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 진세노사이드를 다량 함유하는 홍삼 제제의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다:

a) 홍삼 추출액을 영양 배지에 첨가한 후, 멸균하는 단계;

b) 상기 배지에 녹강균(Beauveria bassiana)을 접종하고, 액체배양하여 배양액을 얻는 단계; 및

c) 상기 배양액에 부탄올(BuOH)를 첨가한 후, 초음파처리(sonication)하여 부탄올 분획물을 분리하는 단계.

본 발명에서 제조하는 홍삼 제제는, 진세노사이드 성분이 현저히 증가된 것을 특징으로 하고, 특히 진세노사이드 성분 중 compound K 및 Rh1의 양이 현저히 증가된 장점을 가진다.

본 발명자들은 일반적인 홍삼 추출액과 본 발명의 방법으로 제조된 홍삼 추출액을 비교한 결과, 본 발명의 방법으로 제조된 홍삼 추출액의 compound K 및 Rh1이 현저하게 증가한 것을 확인하였다(실시예 2 참조).

따라서, 본 발명의 방법을 이용하면 진세노사이드의 함량이 획기적으로 증가한 기능성 제품을 제공할 수 있다.

하기에서 본 발명의 단계들을 보다 상세하게 설명한다.

상기 a) 단계는 홍삼 추출액을 영양 배지에 첨가한 후, 멸균하는 단계이다. 상기 홍삼 추출액은 홍삼에 용매를 첨가하여 얻어내는 것이라면 무엇이든 가능하다.

본 발명의 일실시예로, 상기 홍삼 추출액은 영양배지에 0.1 내지 10 중량% 농도로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 0.5~1.5 중량%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 본 발명의 실시예와 같이 1 중량% 농도일 때 우수한 진세노사이드 증가 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로, 상기 a) 단계에서 멸균은 100 내지 150℃에서 10분 내지 30분 간 수행될 수 있고, 보다 바람직한 온도는 110 내지 130℃일 수 있으나, 배지를 멸균시킬 수 있는 온도 및 시간이라면 상기 범위에 제한되지 않는다.

상기 b) 단계는 배지에 녹강균을 접종하고, 액체배양하여 배양액을 얻는 단계이다. 상기 녹강균 배양액은 homogenase하여 첨가되며, 배지에 대하여 1~20 %(v/v)로 접종될 수 있고, 바람직하게는 5~15%(v/v) 접종될 수 있으며, 가장 바람직하게는 10%(v/v) 접종될 수 있다. 상기 범위보다 적은 녹강균을 사용하면 진세노사이드의 증가 효과를 획득하지 못할 수 있으며, 상기 범위보다 많은 녹강균을 사용할 경우 추후 농축 과정에서 불순물이 발생할 가능성이 있다.

본 발명의 다른 실시예로, 상기 액체배양은 1주 내지 5주 동안 수행될 수 있고, 가장 바람직하게는 3주 동안 수행될 때 우수한 진세노사이드 증가효과를 보인다.

본 발명의 c) 단계는 배양액에 부탄올을 첨가하고, 초음파처리하여 부탄올 분획물을 분리하는 단계로, 상기 부탄올의 양은 배양액 대비 3:7~7:3의 비율로 첨가될 수 있고, 가장 바람직하게는 5:5의 비율로 첨가될 수 있으나, 배양액을 농축할 수 있는 양이라면 이에 제한되지 않는다.

상기 초음파처리는 10분 내지 120분 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 1시간 동안 초음파처리하여 감압농축 할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[ 실시예 ]

실시예 1. 홍삼 추출액 제조

홍삼 추출액을 영양배지(Nutrient broth)에 1%의 농도로 첨가하고, 121℃에서 20분 간 멸균해주었다.

녹강균(M. anisopliae) 배양액은 homogenase하여 백삼이 첨가된 영양 배지에 10% (v/v)로 접종하고, 3주 동안 액체배양 해주었다.

배양이 끝난 flask에 BuOH(부탄올)를 1:1로 첨가하고 1시간 동안 sonication한 후 BuOH 층을 분리하여 감압농축하여 홍삼 추출액을 제조하였다.

실시예 2. 진세노사이드 함량 확인

본 발명의 홍삼 추출액의 진세노사이드 함량을 확인하기 위해서, 농축이 끝난 BuOH 분획물은 MeOH를 넣어 녹여낸 후, 0.2 um syringe filter하여 TLC 분석에 사용하였다.

홍삼 추출액에 대한 분석을 위해 사용된 TLC는 (TLC silica gel 60 F254)를 사용하였고, 진세노사이드 TLC 분석은 부탄올로 fraction 한 시료를 silica gel TLC 판에 점적하여 클로러포름:에탄올 (8:1)로 40분간 전개한 다음 10% H₂SO₄ 용액을 분무한 후 100℃에서 5분간 가열하여 발색시켜 표준품 대비 시료 중의 ginsenosides pattern을 비교 분석하였다. 그 결과는 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타낸 것과 같이, 녹강균을 접종하여 발효한 홍삼추출물은 ginsenoside Rh1 및 compound K 함량이 현저히 증가하는 것으로 관찰되었다.

실시예 3. 다른 균주와의 함량 비교

본 발명의 녹강균을 접종하여 발효한 홍삼 추출액의 진세노사이드 함량을 다른 균주인 Leuconostoc citreum 및 Cordyceps militaris와 비교하기 위한 실험을 실시하였다. Leuconostoc citreum 및 Cordyceps militaris를 이용하여, 실시예 1과 같이 추출액을 얻어 실험에 사용하였다. 본 실시예 역시 각 추출액의 농축이 끝난 후, BuOH 분획물은 MeOH를 넣어 녹여낸 후, 0.2 um syringe filter하여 TLC 분석에 사용하였다.

홍삼 추출액에 대한 분석을 위해 사용된 TLC는 (TLC silica gel 60 F254)를 사용하였고, 진세노사이드 TLC 분석은 부탄올로 fraction 한 시료를 silica gel TLC 판에 점적하여 클로러포름:에탄올 (8:1)로 40분간 전개한 다음 10% H2SO4 용액을 분무한 후 100℃에서 5분간 가열하여 발색시켜 표준품 대비 시료 중의 ginsenosides pattern을 비교 분석하였다. 그 결과는 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타낸 것과 같이, 다른 균주들과 비교할 때, 녹강균을 접종하여 발효한 홍삼추출물의 ginsenoside Rh1 및 compound K 함량이 보다 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

Claims (9)

1. 하기 단계를 포함하는 진세노사이드를 다량 함유하는 홍삼 제제의 제조 방법:
   a) 홍삼 추출액을 영양 배지에 첨가한 후, 멸균하는 단계;
   b) 상기 배지에 녹강균(Metarhizium anisopliae)을 접종하고, 액체배양하여 배양액을 얻는 단계; 및
   c) 상기 배양액에 부탄올(BuOH)를 첨가한 후, 초음파처리(sonication)하여 부탄올 분획물을 분리하는 단계.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 진세노사이드는 컴파운드케이(compound K) 또는 Rh1인 것을 특징으로 하는, 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 홍삼 추출액은 0.1 내지 10 중량%의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 a)단계에서 멸균은 100 내지 150℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 a)단계에서 멸균은 10 내지 30분간 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 녹강균은 1~20 %(v/v)의 농도로 첨가되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 b)단계에서 액체배양은 1주 내지 5주 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 부탄올은 배양액 대비 3:7~7:3의 비율로 첨가되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 초음파처리는 10분 내지 120분 동안 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
   

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