KR20180024914A

KR20180024914A - 표고버섯으로 제조한 흡착제 및 상기 흡착제를 사용하여 진세노사이드 Rg3을 고농도로 함유하는 분획을 수득하는 방법

Info

Publication number: KR20180024914A
Application number: KR1020160111950A
Authority: KR
Inventors: 김천석; 이경민; 오규희
Original assignee: 영동건강 주식회사
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-03-08
Also published as: KR101950341B1

Abstract

본 발명은 인체에 안전하여 식품 분야에서 사용할 수 있는 흡착제, 및 상기 흡착제를 이용하여 물질을 정제 또는 분리하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 표고버섯을 이용하여 제조된 고체 흡착제, 및 상기 고체 흡착제를 이용하여 주로 인삼 또는 홍삼에 존재하는 진세노사이드 Rg3를 고농도로 함유하는 분획을 신속하고 편리하게 수득하는 방법에 관한 것이다.

Description

표고버섯으로 제조한 흡착제 및 상기 흡착제를 사용하여 진세노사이드 Rg3을 고농도로 함유하는 분획을 수득하는 방법{Adsorbent prepared from a shiitake, and the method for obtaining a fraction containing a high concentration of ginsenoside Rg3 using the same}

본 발명은 인체에 안전하여 식품 분야에서 사용할 수 있는 흡착제, 및 상기 흡착제를 이용하여 물질을 정제 또는 분리하는 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 표고버섯을 이용하여 제조된 고체 흡착제, 및 상기 고체 흡착제를 이용하여 주로 인삼 또는 홍삼에 존재하는 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3을 고농도로 함유하는 분획을 신속하고 편리하게 수득하는 방법에 관한 것이다.

흡착 또는 탈착을 이용한 분리란, 유동가능 물질(기체, 액체 또는 용액)의 혼합물 중의 목적 성분을 흡착 또는 탈착이 가능한 물질을 이용하여 분리하는 조작을 의미하는 것으로서, 흡착 또는 탈착이 가능한 물질을 흡착제(adsorbent), 흡착되어지는 목적 성분을 흡착질(adsorbate), 흡착제와 흡착질을 조합한 것을 흡착계(adsorption system)라 한다. 일반적으로 흡착제로는 미세분말이나 다공성의 넓은 표면적을 가진 물질이 쓰이며 이것은 컬럼 내에 충전된 상태로 존재한다.

화학공업에서는 다양한 합성 흡착제를 포함하여 다양한 종류의 흡착제를, 기체 혹은 액체 혼합물 중의 원하거나 원하지 않는 성분을 분리 또는 정제하거나, 불순물을 제거 또는 유용성분을 회수하는 데에 사용하는 경우가 많다.

종래의 흡착제류의 이화학적 이용과 식품에의 활용여부에 대하여는 하기 표 1에 나타내었다.

종래의 흡착제류	이용	흡착제로서 식품에의 적용 유무	비고
1)활성탄 (Activated Carbon)	대표적인 흡착제의 하나이며 역청탄, 코코넛 껍질로 제조	극히 부분적으로 식품에 사용	선택적 흡탈착 미흡
2)알루미나 (Alumina)	무기 다공성 고체로 알루미나에 물을 흡착시켜 기체에서 수분을 제거하는 건조 공정에 이용	식품에 사용 무	식품에서 흡습제로만 사용됨
3)실리카 겔 (Silica Gel)	실리카 겔 역시 알루미나와 같은 무기 다공성 고체로 기체 건조 공정에 이용	식품에 사용 무	식품에서 흡습제로만 사용됨
4)제올라이트, 모레큐라시브(Zeolite, Molecular Sieve)	낮은 노점(이슬점)을 요구하는 물질을 흡착하는데 이용	식품에 사용 가능	-
5)합성 벤젠 에틸렌 수지	극성별 용질 분리하는데 이용	부분적으로 식품이용허가가 되었으나 벤젠의 발암성 논란이 있음	선택적 흡탈착

특히, 기존에 인삼의 파낙사디올과 파낙사트리올을 분리하기 위한 수단으로서, 벤젠 에틸렌 수지가 이용된 바 있다((Journal of Ginseng Research,　Vol.22 No.3, [1998])[ KCI등재 ]; 등록특허 10-0315097(2001. 11. 26. 공고). 그러나, 흡착제류와 접촉된 물질을 식품 성분으로 사용시 인체에 대한 안전성 등의 위험성 이슈가 있기 때문에, 식품공업에서 사용할 수 있는 흡착제는 매우 제한적이므로, 식품 성분의 분리, 정제 등을 수행할 때 사용을 위하여 상기 문제점이 없는 새로운 흡착제의 개발이 필요하다.

국내 등록특허 제10-0315097호(2001. 11. 26. 공고)

본 발명자들은 식품 분야에서의 사용시 안전성이 확보되고, 흡착물의 탈착 후 활용을 위하여 화학적 흡착(chemical adsorption)이 아닌 물리적 흡착(physical adsorption) 후 탈착할 수 있는 흡착제를 개발하고자 예의 노력하였으며, 식품인 표고버섯을 이용하여 고체 흡착제를 제조함으로써 이와 같은 문제점을 해결할 수 있음을 발견하였다.

따라서, 본 발명은 신체에 대한 안전성이 확보되어 식품 분야에서 활용하기에 적합한 흡착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 특히 진세노사이드 Rg3을 특이적으로 흡착하는 고체 흡착제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 고체 흡착제를 이용하여 주로 인삼 또는 홍삼 중에 함유된 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)을 고농도로 함유하는 분획을 수득하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표고버섯을 이용하여 제조한 고체 흡착제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 고체 흡착제를 이용하여 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3을 고농도로 함유하는 분획을 수득하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 표고버섯을 이용하여 제조한 고체 흡착제는 기존의 합성 흡착제나 비선택성 흡착제가 가지는 인체 위험성이나 비효율성을 가지지 않으며, 이에 의하여 인체 안전성이 확보됨과 동시에 선택적으로 원하는 유효 성분을 고농도로 분리할 수 있게 한다.

또한, 이러한 본 발명에 따른 고체 흡착제를 이용함으로써 식품 및 의약품 원료로서 사용가능한 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)을 고농도로 함유하는 분획을 용이하게 수득할 수 있다.

도 1은 홍삼추출물 용액(대조군), 물 용액, 25% 에탄올 용액, 70% 에탄올 용액에 있어서, 각각의 용액 중 진세노사이드 Rg3 함량을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

본 발명은 인체 안전성이 확보되어 식품 또는 의약품 분야에서 활용가능한 고체 흡착제에 관한 것이다.

일반적으로, 흡착제 표면에는 기체, 액체 또는 용액 중 용질 분자가 흡착되는데, 화학적 흡착은 흡착제와 흡착된 물질 사이에 화학 결합이 생성되는 경우로서 새로운 종류의 표면 화합물이 형성된다고 할 수 있기 때문에 식품으로써 위험성을 초래할 수 있는 가능성이 존재한다. 따라서, 흡착제로부터 흡착물의 탈착 후, 식품 또는 의약품으로서의 안전한 활용을 위하여 본 발명은 화학적 흡착이 아닌 물리적 흡착 후 흡착물을 탈착할 수 있는 고체 흡착제를 제공한다.

본 발명에서 사용한 물리적 흡착은 주로 분자간의 상호인력에 의해서 일어나며, 런던 분산력(London dispersion force), 영구 쌍극자, 유도 쌍극자 및 쌍극자(dipole)-사중극자(quadrupole) 상호작용 등 흡착제와 흡착 분자간의 반데르 발스(Van der Waals)형의 비교적 약한 인력에 의해서 일어나는 가역 현상을 이용하는 방식이다. 본 발명에서는 새로운 화학 결합이 일어나지 않게 하면서 분리 조작을 할 수 있도록 물리적 흡착만을 활용한다.

본 발명에서 사용되는 “흡착(adsorption)”은 2개의 상(相)이 접할 때, 그 상을 구성하고 있는 성분 물질이 경계면에 농축되는 현상으로서, 액체 또는 고체의 표면(계면)에서 어떤 물질의 농도가 변화해 가는 경우를 말한다. 흡착과 관련하여 사용되는 용어로, “흡수(absorption)”, “수착(sorption)” 등이 있다. 흡수는 용질이 2개의 상의 경계면을 지나 1개의 상으로부터 다른 상으로 이동하는 현상으로서, 어떤 물질이 액체 또는 고체의 내부에까지 분자적으로 퍼지는 경우를 말하고, 수착은 흡착과 흡수가 함께 일어나는 현상을 말한다. 그러나 본 발명에서는 흡착과, 이와 유사한 용어, 즉 흡수 또는 수착을 엄격하게 구분하지 않고, “흡착”이라는 용어로 통일하여 사용한다.

본 발명에서 사용되는 “탈착(desorption)”은 흡착한 성분이 흡착제로부터 떨어지는 현상을 말한다.

특히 본 발명에 있어서 탈착은 고체 흡수체의 경계면에 흡착된 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)이 떨어지면서 흡수체 표면에서의 진세노사이드계 화합물의 농도가 감소하는 현상을 말하며, 진세노사이드계 화합물의 운동에너지와 흡착된 상태에서 안정화된 에너지의 차이에 따라 흡착과 탈착의 변화가 일어나게 된다.

흡착 장치에는 교반층 흡착, 고정층 흡착, 이동층 흡착의 3가지 종류가 있다. 교반층 흡착은 흡착제와 피처리수의 혼합 용액을 교반하여 흡착한 것이고, 고정층 흡착은 입자상의 흡착제에 피처리수를 통과시켜 흡착하는 것이며, 이동층 흡착은 흡착제에 일정 시간 통수 후 피처리수를 정지, 조(bath)안의 흡착제층을 이동시키는 것으로서, 처리수의 농도가 항상 일정하고 장치가 간단하며, 설치 면적이 작다는 장점이 있다. 고정층 흡착이 가장 많이 사용되고 있으며, 본 발명에서도 고정층 흡착 방법을 사용한다.

고정층 흡착에서 유체상과 고체상에서의 흡착질의 농도들은 시간과 흡착층의 위치에 따라 변한다. 새로 개발된 고정층에서 흡착이 시작되면 초기에는 대부분의 물질 전달이 유체가 처음으로 새 흡착제와 접촉하는 흡착층 입구 근처에서 일어나게 된다. 출발점에서 고체 흡착제의 흡착 농도는 거리에 따라 지수적으로 떨어져 흡착층 끝에 이르기 전에 0이 되도록 하여야 한다. 서서히 분리하고자하는 용액을 흘려보내면 입구 근처의 고체는 거의 포화된다. 시간이 경과함에 따라 물질 흡착 영역은 흡착층 아래쪽으로 이동한다. 즉, 입구에서 고체가 거의 포화된다.

본 발명에 따른 고체 흡착제는 식용가능한 표고버섯을 이용하여 제조하며, 구체적으로는 다음과 같은 단계를 포함하는 방법으로 제조된다:

1. 식용 표고버섯을 건조한 다음, 분쇄하여 표고버섯 분말을 얻는 단계;

2. 상기 표고버섯 분말을 세척하는 단계; 및

3. 상기 세척한 표고버섯 분말을 건조하는 단계.

본 발명에 있어서, 사용되는 표고버섯은 분쇄된 입자의 평균 크기가 70μm 내지 250μm, 바람직하게는 75μm 내지 150μm(이는 100 내지 200 mesh에 해당함), 보다 바람직하게는 90μm 내지 120μm의 범위이다. 이는 입자의 크기가 250μm을 초과하게 되면 흡착 효율이 떨어지고, 70μm 미만이면 표고버섯분말이 응집하는 경향이 있어 용액의 용출이 잘 이루어지지 않기 때문이다.

그 다음에, 분쇄한 표고버섯의 세척은 상대적으로 극성이 높은 용매와 상대적으로 극성이 작은 용매를 이용하여 수행된다. 구체적으로, 세척은 물과 C1 내지 C4 저급 알코올을 이용하여 수행된다. 본 발명에서 사용되는 상대적으로 극성이 높은 용매는 물과 C1 내지 C4 저급 알코올의 저농도 용매이고, 상대적으로 극성이 낮은 용매는 C1 내지 C4 저급 알코올의 고농도 용매이다. 보다 구체적으로 세척은 물 세척과 C1 내지 C4 저급 알코올 세척을 수행함으로써 이루어지며, 물 세척 이후에 C1 내지 C4 저급 알코올 세척이 이루어질 수도 있고, 그 반대의 순서로도 이루어질 수 있다. 특히 C1 내지 C4 저급 알코올로서는 에탄올을 사용함이 바람직하다. 또한, C1 내지 C4 저급 알코올로는 저농도 알코올과 고농도 알코올 둘 다 사용됨이 바람직하다. 이때, 세척에 사용되는 용매는 물, 저농도 알코올, 고농도 알코올의 순서, 또는 고농도 알코올, 저농도 알코올, 물의 순서일 수 있다. 특히, 분쇄한 표고버섯의 세척은 물 세척, 저농도의 C1 내지 C4 저급 알코올 세척, 고농도의 C1 내지 C4 저급 알코올 세척의 순서로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 명세서에서, 저농도 알코올은 농도가 40% 미만인 알코올의 의미하고, 고농도 알코올은 농도가 40% 이상인 알코올을 의미한다. 저농도 알코올로는 바람직하게 20%~40% 에탄올, 보다 바람직하게는 25% 에탄올이 사용되고, 고농도 알코올로는 바람직하게 50%~90% 에탄올, 보다 바람직하게는 70%~90% 에탄올, 가장 바람직하게는 70% 에탄올이 사용된다.

이때, 물 세척은 1회 이상, 저급 알코올 세척은 2회 이상(저농도 알코올과 고농도 알코올이 모두 사용되는 경우에는 저농도 알코올 세척 횟수와 고농도 알코올 세척 회수를 합한 것임) 수행되며, 바람직하게는 물 세척은 3회 내지 5회, 상기 저급 알코올 세척은 4회 내지 10회 수행된다.

이와 같은 세척 공정을 통하여, 표고버섯에 흡착되어 있는 극성 또는 비극성의 불순물을 대부분, 바람직하게는 전부 제거하게 된다.

세척 공정을 거친 표고버섯분말은 건조 공정을 거친다. 이때, 건조 방법은 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 사용되는 방법으로 이루어질 수 있고, 예를 들어 오븐을 사용할 수 있다.

건조 공정을 거친 표고버섯분말은 식품 또는 의약품에서 사용가능한 성분을 흡착 또는 분리하는 데 사용될 수 있다.

이 때, 건조 공정 후 표고버섯분말이 덩어리로 서로 응집되어 있는 경우에는, 응집되어 있는 분말이 서로 떨어지게 하기 위하여, 표고버섯분말을 가볍게 분쇄 처리하는 단계를 추가로 실행할 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 표고버섯을 처리하여 얻은 표고버섯분말로 이루어진 고체 흡착제를 이용하여 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)이 고농도로 함유된 분획을 수득하는 방법을 제공한다. 구체적으로 상기 방법은,

i) 표고버섯분말로 이루어진 고체 흡착제를 용기에 충전시켜 흡착제 고정층(fixed-bed)을 형성하는 단계;

ii) 액체 상태의 인삼 추출물을 제조하는 단계;

iii) 상기 용기에 상기 ii) 단계의 인삼 추출물을 투입하고, 고체 흡착제에 상기 추출물 중의 표적 성분(진세노사이드계 화합물)을 흡착시키는 단계;

iv) 상기 단계 iii)의 고체 흡착제에 상대적으로 극성이 높은 용매를 도입하여 여과액을 얻는 단계;

v) 상기 단계 iv)를 거친 고체 흡착제에 상대적으로 극성이 낮은 용매를 도입하여 여과액을 얻는 단계

를 포함한다.

이때, 단계 i)에서 고체 흡착제는 미리 물로 적셔서 충분히 흡습된 상태로 충전하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 사용되는 표고버섯분말은 입자의 평균 크기가 70μm 내지 250μm, 바람직하게는 75μm 내지 150μm(이는 100 내지 200 mesh에 해당함), 보다 바람직하게는 90μm 내지 120μm의 범위이다.

분쇄한 표고버섯의 세척은 상대적으로 극성이 높은 용매와 상대적으로 극성이 작은 용매를 이용하여 수행된다. 구체적으로, 세척은 물과 C1 내지 C4 저급 알코올을 이용하여 수행된다. 본 발명에서 사용되는 상대적으로 극성이 높은 용매는 물과 C1 내지 C4 저급 알코올의 저농도 용매이고, 상대적으로 극성이 낮은 용매는 C1 내지 C4 저급 알코올의 고농도 용매이다. 보다 구체적으로 세척은 물 세척과 C1 내지 C4 저급 알코올 세척을 수행함으로써 이루어지며, 물 세척 이후에 C1 내지 C4 저급 알코올 세척이 이루어질 수도 있고, 그 반대의 순서로도 이루어질 수 있다. 특히 C1 내지 C4 저급 알코올로서는 에탄올을 사용함이 바람직하다. 또한, C1 내지 C4 저급 알코올로는 저농도 알코올과 고농도 알코올 둘 다 사용됨이 바람직하다. 이때, 세척에 사용되는 용매는 물, 저농도 알코올, 고농도 알코올의 순서, 또는 고농도 알코올, 저농도 알코올, 물의 순서일 수 있다. 특히, 분쇄한 표고버섯의 세척은 물 세척, 저농도의 C1 내지 C4 저급 알코올 세척, 고농도의 C1 내지 C4 저급 알코올 세척의 순서로 이루어지는 것이 바람직하다.

단계에서 i)에서 흡착제를 충전시키는 용기는 그 종류 또는 형태가 제한되지 않는다. 충전탑, 칼럼, 깔대기 등 물질 분리, 흡탈착에 사용되는 일반적인 형태의 것이면, 어느 것도 사용가능하다.

단계 iv)에서 상대적으로 극성이 높은 용매로는 물과 C1 내지 C4의 저급 알코올의 저농도 용매가 사용될 수 있으며, 단계 v)에서 상대적으로 극성이 낮은 용매로는 C1 내지 C4의 저급 알코올의 고농도 용매가 사용될 수 있다. 본 명세서에서, 저농도 알코올은 농도가 40% 미만인 알코올의 의미하고, 고농도 알코올은 농도가 40% 이상인 알코올을 의미한다. 저농도 알코올로는 바람직하게 25% 에탄올이 사용되고, 고농도 알코올로는 바람직하게 40% 이상의 에탄올, 보다 바람직하게는 70% 이상의 에탄올이 사용된다. 특히, 흡착제를 통과하는 시간이 짧아 단시간 동안 적은 양의 용매로 용출이 가능하고, 당류 등 목적 외의 성분의 용출을 방지하며, 이후에 농축을 수행할 경우 저온에서 용매 휘발이 용이하고, 농축시 기포 생성을 방지할 수 있다는 점에서, 70% 에탄올을 사용함이 가장 바람직하다.

단계 iv)에서 진세노사이드가 용매에 잘 용해되어 용출 효과를 높이기 위하여, 흡착제 고정층에 용출 용매를 도입한 다음, 선택적으로 초음파 처리를 수행할 수 있다. 초음파 처리 시간은 10분 이상, 바람직하게는 20분 내지 40분의 기간 동안 수행되고, 20~80kHz의 파장 범위에서 600 내지 1000W의 출력 범위로 처리한다.

단계 iv)와 단계 v)는 실행 순서의 변경도 가능하다. 즉, 용리에 사용되는 용매는 바람직하게 물, 저농도 알코올, 고농도 알코올의 순서, 또는 고농도 알코올, 저농도 알코올, 물의 순서일 수 있다.

단계 iv)에서 상대적으로 극성이 높은 용매인 물 또는 저농도 알코올을 도입하면, 더 극성인 단당류, 유기산, 극성 진세노사이드 등이 용출된다.

또한, 단계 v)에서 상대적으로 극성이 낮은 용매인 고농도 알코올을 도입하면, 덜 극성인 진세노사이드, 특히 Rg3(Rg3s, Rg3r)이 용출된다.

이와 같이 용출 용매로서 극성이 다른 용매를 사용함으로써, 극성이 높은 물질 또는 극성이 낮은 물질을 함유하는 분획을 얻을 수 있으며, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)이 고농도로 함유된 분획을 얻을 수 있다.

단계 iv) 및 단계 v)는 각각 1회 이상, 바람직하게는 각각 3회 이상 반복적으로 수행되는 것이 좋다.

본 발명에서, 진세노사이드 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)을 얻기 위한 원료로는 특별히 제한되는 것은 아니며, 홍삼, 흑삼, 인삼 등을 사용할 수 있고, 인삼으로는 인삼(Panax ginseng C.A. Meyer), 수삼, 백삼, 화기삼(Panax quinquefolium), 전칠삼(Panax notoginseng), 죽절삼(Panax japonicum), 삼엽삼(Panax trifolium) 및 히말라야삼(Panax pseudoginseng)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 것을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서, 인삼은 홍삼, 흑삼, 수삼, 백삼 등을 포함하는 통상적인 인삼 및 이의 가공삼을 모두 포괄하는 명칭으로 사용된다.

본 발명에 있어서, 인삼은 추출 효율을 높이기 위하여 분쇄 또는 분말화하여 사용될 수 있으며, 당업계에 공지된 통상적인 추출법에 따라 수행될 수 있다. 예를 들면, 물 추출법, 알코올 추출법, 유기용매 추출법 및 초임계 추출법 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물 추출법 또는 알코올 추출법을 이용하나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 알코올 추출법에 있어 사용되는 추출용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 등을 사용할 수 있으며, 상기 유기용매 추출법의 추출용매로는 아세톤, 에테르, 벤젠, 클로로포름, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드, 헥산, 염산, 초산, 포름산, 구연산, 시클로헥산 및 석유에테르 등의 유기용매 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 다만, 식품 또는 의약품의 성분으로서의 활용을 고려하면, 추출용매로는 물 또는 에탄올(주정)을 사용하는 것이 바람직하다.

추출시 첨가되는 추출용매의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 인삼(건조 중량)에 대하여 추출용매를 2배 내지 20배(중량 기준)로 사용할 수 있다. 추출효율을 증가시키기 위해서는 바람직하게는, 인삼 중량(건조 중량 기준)에 대하여 추출용매 5배 내지 15배를 사용하여 2회 이상 수회 반복할 수 있다.

추출온도는 50℃ 내지 110℃가 적절하며, 바람직하게는 70℃ 내지 100℃, 더욱 바람직하게는 75℃ 내외이다. 추출시간은 추출온도에 따라 다르지만, 1시간 내지 48시간, 바람직하게는 2시간 내지 8시간, 더욱 바람직하게는 6시간 동안 추출한다. 또한, 추출시 교반기(shaker)로 교반할 경우에 더욱 추출효율을 증대시킬 수 있다.

본 발명에 따라서 수득한 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r) 함유 분획은 진세노사이드계 화합물, 특히 진세노사이드 Rg3(Rg3s, Rg3r)을 고농도로 함유하여 식품 또는 의약품으로서 활용하기에 적절하다. 또한, 본 발명은 진세노사이드계 화합물을 고농도로 함유하는 분획을 얻는 데 있어서, 식용가능한 표고버섯을 활용하여 제조한 흡착제를 사용함으로써 인체에 대한 안전성도 확보할 수 있다.

이하, 실시예 및 시험예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 시험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 하기 예에 의해 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1] 식용가능한 표고버섯을 이용한 흡착제의 제조

표고버섯은 충북 영동군에서 생산된 것으로서, 충북 영동군 용화면 자계리에서 입수하였고, 이를 건조기(대한과학 사의 드라이오븐)를 사용하여 75℃에서 밤새 건조시켰다(건조 후 수분 함량: 10 내지 13%).

건조된 표고버섯을 평균 입자 크기 90μm 내지 106μm(140 mesh에 해당함)의 범위가 되도록 분쇄하여((주)제이원의 후드믹서 사용) 표고버섯분말을 제조하였다.

상기 표고버섯분말을 10배수(중량 기준) 물로 3회, 10배수(중량 기준) 25% 에탄올로 3회, 10배수(중량 기준) 75% 에탄올로 3회 세척 후 건조기(대한과학 사의 드라이오븐)를 사용하여 75℃에서 밤새 건조시킨 다음(건조 후 수분 함량: 10 내지 13%), 가볍게 분쇄하여 뭉쳐있던 분말이 서로 떨어지게 하였다.

이렇게 얻은 표고버섯분말을 사용 전까지 4℃, 상대습도 20% 이하인 조건 하에서 밀폐 용기에 보관하였다.

[실시예 2] 흡착 장치의 준비

상기 실시예 1에서 준비한 표고버섯분말 120g에 20배수(중량 기준)의 물을 가하여 흡습시킨 후, 충전탑에 충전시켜 흡착제 고정층이 형성된 흡착 장치를 준비하였다. 흡습되었던 물이 충전탑 아래로 빠진 다음, 흡착 공정을 개시하였다.

[실시예 3] 홍삼 추출물의 준비

홍삼은, 충남 금산에서 구입한 수삼을 인삼산업법에 기준하여 증숙시킴으로써 제조하였다.

제조한 홍삼을 분말화한 다음, 분말화한 홍삼 100g을 10배수(중량 기준)의 75% 에탄올로 3회 추출, 10배수(중량 기준)의 50% 에탄올로 3회 추출 후, 두 추출물을 혼합하고 농축하여 홍삼 추출물 100ml를 수득하였다.

[시험예 1] 진세노사이드 Rg3 함유 분획의 수득

상기 실시예 3에서 얻은 홍삼 추출물 농축액 12ml를 80배수(부피 기준) 물로 희석하여 960mL를 준비하고, 이때 용액 중 진세노사이드 Rg3 함량(mg/g)을 분석하였다(분석: Waters 사의 UPLC Aquity H Class 사용). 이 때, 진세노사이드 Rg3 함량은 80배수로 희석한 추출물을 분석하여 얻은 값을 다시 환산하여 희석하기 전의 홍삼 추출물 농축액에 포함된 양으로 구하였다. 이와 같이 희석한 홍삼 추출물을 상기 실시예 2에서 준비한 흡착 장치에 투입하고, 홍삼 추출물에 함유된 용질(진세노사이드계 화합물, 특히 Rg3)을 흡착제에 흡착시켰다. 이때 용리된 물로 희석한 추출물 용액의 여액 중 진세노사이드 Rg3 함량(mg/g)을 분석하였다(분석: Waters 사의 UPLC Aquity H Class 사용).

물로 희석한 추출물 용액이 용리되고 남은 흡착제 층에 25% 에탄올 960mL를 부어주고 통과시켜 여과하는 과정을 3회 반복하였으며, 이때 여액 중 진세노사이드 Rg3 함량(mg/g)을 분석하였다(분석: Waters 사의 UPLC Aquity H Class 사용).

이후, 여과하고 남은 흡착제 층에 70% 에탄올 1L를 부어주고 통과시켜 여과하는 과정을 3회 반복하였으며, 여과된 용액을 농축한 다음, 원래의 용량으로 맞추기 위하여 물 960mL로 정용하고, 용액 중 진세노사이드 Rg3 함량(mg/g)을 측정하였다(분석: Waters 사의 UPLC Aquity H Class 사용).

상기에서 측정한 각각의 용액 중 진세노사이드 Rg3 함량 분석 결과는 도 3 및 하기 표 2에 제시되어 있다.

샘플	Rg3 함량(mg/g)
홍삼 추출물(대조군)	6.8635
용리 후 물 용액	0.178
25% 에탄올 1차 용리 후 용액	0.141
25% 에탄올 2차 용리 후 용액	0.154
25% 에탄올 3차 용리 후 용액	0.173
70% 에탄올 용리 후 용액	6.618

상기 표 2 및 도 3에 나타내어져 있는 바와 같이, 거의 대부분의 진세노사이드 Rg3은 70% 에탄올을 용출 용매로 사용하였을 때 용출되었다. 이와 같은 결과는 극성이 낮은 진세노사이드 Rg3이 극성이 상대적으로 높은 용매인 물 또는 25% 에탄올 용액을 사용하였을 경우에는 흡착제에 부착된 상태로 존재하지만, 극성이 상대적으로 낮은 용매인 70% 에탄올을 용출 용매로 사용하게 되면 흡착제에 부착된 진세노사이드 Rg3이 전부 용출되기 때문이며, 이는 표고버섯분말이 극성이 낮은 진세노사이드 Rg3에 대하여 선택적 흡탈착이 가능한 흡착제로서 작용하는 것이 가능하다는 것을 시사한다.

한편, 홍삼 추출물의 물 희석 용액과 25% 에탄올을 흡착제층에 통과시켰을 때에도 극미량의 진세노사이드 Rg3이 용출된 것으로 분석되었다. 그러나, 홍삼 추출물 중 진세노사이드 Rg3의 양과 여과한 70% 에탄올 용액 중 진세노사이드 Rg3의 양의 차이와 비교하여, 여과한 홍삼 추출물의 물 희석 용액과 여과한 25% 에탄올 중 진세노사이드 Rg3의 양의 합이 더 큰 것으로 산정되었지만, 이는 실제 검출된 양이 적어 정확하지 않은 수치이며, 따라서 실제 존재하는 양은 분석값보다 작을 것으로 예측된다.

또한, 상기에서 홍삼추출물 용액(대조군), 용리 후 물 용액, 25% 에탄올 용리 후 용액, 70% 에탄올 용리 후 용액에 있어서, 각각의 용액의 고형분 중 진세노사이드 R3g 함량 측정 결과는 하기 표 3에 제시되어 있다.

각각의 여액 건조분말 중 진세노사이드 Rg3 함량(mg/g)
홍삼 추출물	18.109
용리 후 물 용액	0.345
25% 에탄올 용리 후 용액	0.624
70% 에탄올 용리 후 용액	28.224

상기 표 3의 결과를 보면, 홍삼 추출물로부터의 진세노사이드 Rg3 수득률보다, 70% 에탄올 용액으로 탈착한 후 용출된 용액으로부터의 진세노사이드 Rg3 수득률이 더 높다는 것을 알 수 있다. 이는 동일한 양의 용액이라도, 70% 에탄올 용액으로 탈착한 후 용출된 용액 중에 진세노사이드 Rg3이 더 높은 농도로 함유되어 있음을 의미한다.

따라서, 본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 진세노사이드 Rg3이 고농도로 함유되어 있는 분획을 효율적으로 얻을 수 있음을 확인하였다.

Claims

70μm 내지 250μm의 평균 입자 크기를 갖는 표고버섯분말로 이루어진 진세노사이드계 화합물 흡착용 고체 흡착제.
제1항에 있어서, 상기 진세노사이드계 화합물은 진세노사이드 Rg3임을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
제1항에 있어서, 상기 표고버섯분말은 표고버섯을 70μm 내지 250μm로 분쇄하여 물 세척과 C1 내지 C4 저급 알코올 세척을 순차적으로 수행하여 제조된 것임을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
제3항에 있어서, 상기 물세척은 1회 이상, 상기 저급 알코올 세척은 2회 이상 수행되는 것을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
제3항에 있어서, 상기 물세척은 3회 내지 5회, 상기 저급 알코올 세척은 4회 내지 10회 수행되는 것을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
제3항에 있어서, 상기 저급 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
제5항에 있어서, 상기 저급 알코올 세척은 저농도 알코올 세척 후, 고농도 알코올 세척 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
제7항에 있어서, 상기 저농도 알코올은 20%~40% 에탄올이고, 상기 고농도 알코올은 70%~90% 에탄올임을 특징으로 하는, 고체 흡착제.
i) 70μm 내지 250μm의 평균 입자크기를 갖는 표고버섯분말로 이루어진 고체 흡착제를 충전탑에 충전시켜 고정층(fixed-bed)을 만드는 단계;
ii) 액체 상태로 인삼 추출물을 제조하는 단계;
iii) 상기 충전탑에 상기 ii) 단계의 인삼 추출물을 투입하고, 고체 흡착제에 상기 추출물 중의 진세노사이드계 화합물을 흡착시키는 단계;
iv) 상기 단계 iii)의 고체 흡착제에 물과 C1 내지 C4의 저급 알코올 저농도 용매를 도입하여 여과액을 얻는 단계; 및
v) 상기 단계 iv)를 거친 고체 흡착제에 C1 내지 C4의 저급 알코올 고농도 용매를 도입하여 여과액을 얻는 단계
를 포함하는, 진세노사이드계 화합물을 고함유하는 분획을 수득하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 단계 iv) 또는 v)는 3회 이상 반복수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 진세노사이드계 화합물은 진세노사이드 Rg3임을 특징으로 하는, 방법
제9항에 있어서, 상기 표고버섯분말은 표고버섯을 70μm 내지 250μm로 분쇄하여 물 세척과 C1 내지 C4 저급 알코올 세척을 순차적으로 수행하여 제조된 것임을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 물세척은 1회 이상, 상기 저급 알코올 세척은 2회 이상 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 물세척은 3회 내지 5회, 상기 저급 알코올 세척은 4회 내지 10회 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
제12항에 있어서, 상기 저급 알코올은 에탄올인 것을 특징으로 하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 저급 알코올 세척은 저농도 알코올 세척 후, 고농도 알코올 세척 순으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 방법.
제9항에 있어서, 상기 인삼은 인삼(Panax ginseng C.A. Meyer), 수삼, 백삼, 화기삼(Panax quinquefolium), 전칠삼(Panax notoginseng), 죽절삼(Panax japonicum), 삼엽삼(Panax trifolium) 및 히말라야삼(Panax pseudoginseng)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상, 및 이들의 가공삼인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 인삼 추출물은 추출용매로서 물 또는 에탄올을 사용하여 제조된 것임을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 수득된 진세노사이드계 화합물은 식품 또는 의약품의 성분으로서 사용가능한 것임을 특징으로 하는 방법.
제9항 내지 제19항의 방법으로 수득한 진세노사이드 Rg3를 고농도로 함유하는 분획물.