KR20180135525A - 진세노사이드 Rg3 고함유 발효가공백삼 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 효소를 이용한 효소 및 초산을 순차적으로 처리하여 진세노사이드 Rg3를 고발현시키는 가공백삼 및 그 제조방법에 관한 것으로 기능성 식품 조성물로 이용할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
Description
본 발명은 효소 및 초산처리를 통해 제조한 진세노사이드(ginsenoside) Rg3 고함유 발효가공백삼 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인삼(人蔘, Panax ginseng)은 두릅나무과에 속하는 여러해살이풀이다. 약용으로 많이 재배한다. 높이는 60 센티미터에 이르고 삼대(줄기)는 해마다 1개가 곧게 자라며 그 끝에 1개의 꽃대(화경)가 이어지고, 3~6개의 잎자루가 돌려난다. 잎은 잎자루가 길고 잎몸은 3~5개로 갈라져서 장상복엽을 이룬다. 잎 앞면의 맥 위에는 털이 있다. 여름에 1개의 가는 꽃줄기가 나와서 그 끝에 4~40개의 담황록색의 작은 꽃이 산형꽃차례에 달린다. 꽃잎과 수술은 5개이며 암술은 1개로 씨방은 하위이다. 열매는 핵과로 편구형이고 성숙하면 선홍색으로 된다. 뿌리는 약용하며 그 형태가 사람 형상이므로 인삼이라 한다. 예로부터 인삼은 불로·장생·경신의 명약으로 일컬어진다. 한국에서 재배되는 인삼의 뿌리는 비대근으로 원뿌리와 2~5개의 지근(支根)으로 되어 있고 미황백색이다. 분지성이 강한 식물이며 그 뿌리의 형태는 나이에 따라 차이가 있고 수확은 4~6년근 때에 한다. 한국 전매품인 홍삼의 원료로 쓰이는 것은 대부분 5~6년근이다. 6년근의 주근(몸통)은 길이 7~10 센티미터 내외이며, 지름은 2.5 센티미터 내외이고, 뿌리 길이는 34 센티미터에 이르고, 무게는 100 그램 정도이다. 인삼은 매년 땅속 줄기 끝에 연결된 뇌두에서 싹이 나오고 가을에는 줄기와 잎이 고사한다.
인삼효능에 대해서는 예로부터 수 천년 동안의 경험에 의하여 약효가 있다고 알려져 왔으며, 현대에서도 세계 각국에서도 활발히 과학적으로 연구가 진행되고 있으며, 효능이 생화학, 생리학 및 병리학적인 지식에 바탕을 둬서 임상학적인 연구결과가 보고되고 있다. 인삼의 화학성분과 약용성분인 사포닌(Ginsenosides)이 신체기능 조절, 즉 생리기능 정상화와 면역력 증진에 탁월한 효과를 가지고 있다고 확인되고 있다.
홍삼은 백삼에는 없으나 면역활성이 우수한 ginsenoside Rg3 등 새로운 사포닌의 발현으로 백삼보다 더 많은 종류의 ginsenoside를 가지고 있으므로 백삼보다 건강 기능성이 더 우수한 것으로 알려져 있다.
본 발명은 홍삼의 ginsenosides 중에서 면역 활성이 우수하여 바이러스성 및 세균성 각종 질환과 암과 같은 종양의 예방과 질병의 개선에 효능이 우수한 ginsenoside Rg3를 홍삼이 아닌 백삼에도 발현시켜 우수한 기능성 가공백삼을 제조하고자 한다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허 10-1218275호에는 인삼 또는 홍삼에 피키아 파스토리스 효모를 첨가하여 진세노사이드 화합물 K의 함량을 증가시키는 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법에 관한 것이 공지되어 있다. 그러나 현재까지 효소 처리 후 초산을 처리하여 진세노사이드 Rg3의 함량을 증가시키는 발효가공백삼 및 그 제조방법에 대해서는 공지된 바 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 효소 및 초산처리를 통해 제조한 진세노사이드 Rg3 고함유 발효가공백삼 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은 백삼을 끊는 물에 30초 데친 후 상온에서 1일간 건조시키는 단계와; 상기 단계에서 얻은 수삼을 효소 β-glucosidase 4mg% 처리 후 수소이온지수를 초산을 이용하여 pH 5로 조절하고 37℃에서 24시간 동안 1차 침지하는 단계와; 상기 단계에서 얻은 1차 침지한 백삼을 상기 1차 침지액의 초산 함량을 22%로 조정 후 48시간 동안 2차 침지하는 단계와; 상기 단계에서 얻은 침지한 백삼을 98℃에서 15시간 동안 증숙시키는 단계와; 상기 단계에서 얻은 증숙시킨 백삼을 62℃에서 15시간 동안 1차 건조시키는 단계와; 상기 단계에서 얻은 1차 건조한 백삼을 30℃에서 수분 함량이 14% 이하가 될 때까지 2차 건조시켜 가공백삼을 제조하는 단계로 이루어지고 상기 단계에서 얻은 가공백삼을 진세노사이드 Rg3 함량을 측정하여 평가함으로써 달성하였다.
본 발명은 효소 β-glucosidase를 이용한 효소 및 초산 처리를 통해 진세노사이드 Rg3를 고발현시키는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 효소 농도 및 침지 시간에 따른 백삼의 진세노사이드 Rg3 함량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 초산 농도 및 침지 시간에 따른 백삼의 진세노사이드 Rg3 함량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 효소 및 초산 처리에 따른 백삼의 외관 및 단면을 나타낸 사진도이다.
도 4는 본 발명에 따른 효소 및 초산 처리에 따른 백삼의 진세노사이드 Rg3 피크를 나타낸 HPLC 크로마토그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 초산 농도 및 침지 시간에 따른 백삼의 진세노사이드 Rg3 함량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 효소 및 초산 처리에 따른 백삼의 외관 및 단면을 나타낸 사진도이다.
도 4는 본 발명에 따른 효소 및 초산 처리에 따른 백삼의 진세노사이드 Rg3 피크를 나타낸 HPLC 크로마토그래프이다.
본 발명은 효소 및 초산의 순차적인 처리를 통해 제조한 진세노사이드 Rg3 고함량 가공백삼 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 상기 백삼에 사용하는 효소는 어느 가수분해효소이든 좋으나 처리공정 및 효과에 있어서 가장 바람직하게는 β-glucosidase(G0395-2.5KU, Sigma)이다. 또, 사용되는 산은 구연산, 개미산 등 유기산도 가하나 최종 백삼의 이미, 이취 문제로 인하여 적절하지 않고 효과도 초산만 못하였다.
본 발명에 따르면, 상기 효소처리 후 초산 등 휘발성 유기산 처리가 가장 바람직하고 염산 등 무기산은 적절하지 않았다. 또 초산 처리 후 효소의 순차적인 처리는 더욱 바람직하지 않았다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예 및 실험예가 본 발명을 예시하기 위한 것에 불과하며 본 발명의 권리범위를 한정하는 것으로 의도되지 않는다.
실시예1. 효소 처리 백삼 제조
본 발명 효소 처리한 백삼을 제조하기 위해 백삼을 끊는 물에 30초간 데치고 상온에서 1일간 건조시킨 후 4~24mg%의 β-glucosidase를 처리한 후 초산을 사용해 pH 5로 조절한 후 37℃에서 6~34시간 침지시켰다. 상기 단계에서 얻은 침지시킨 백삼을 98℃에서 1시간 증숙시킨 후 62℃에서 15시간 1차 건조시키고 30℃에서 수분 함량이 14% 이하가 될 때까지 2차 건조시켜 효소 처리 백삼을 제조하였다.
실험예1. 효소 처리 백삼의 진세노사이드 Rg3 함량 측정
상기 실시예1에서 수득한 본 발명 효소 처리한 백삼의 진세노사이드 Rg3의 함량을 측정하기 위해 하기 표1의 조건으로 효소 농도 및 침지 시간에 따른 발현되는 진세노사이드 Rg3의 함량을 측정하였다. 이를 위해 상기 실시예1에서 수득한 백삼 1g을 70% 에탄올 50mL에 넣어 50℃에서 1시간 sonication한 후 0.45um 실린지 필터로 여과 후 HPLC를 실시하여 진세노사이드 Rg3를 측정하였다. 용매로는 0.1% Acetic acid가 첨가된 18% ACN(Solvent A) 및 0.1% Acetic acid가 첨가된 80% ACN(Solvent B)를 사용하여 측정하였다.
실험 결과, 도1 및 하기 표2에서 알 수 있듯이 최적 효소 농도 14mg%, 최적 침지 시간은 34시간이며 이때 진세노사이드 Rg3 함량은 0.01334mg/g으로 나타났다.
또, 하기 표1에서 알 수 있듯이 능선분석에 의한 진세노사이드 Rg3 최대 예측치는 0.013152mg/g으로 나타났다.
| 실험번호 | 효소전처리 조건 | Ginsenoside Rg3 (mg/g) |
|
| 효소 농도 (mg%) | 침지 시간 (hr) | ||
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
19 19 9 9 14 14 24 4 14 14 |
27 13 27 13 20 20 20 20 34 6 |
0.00838 0.00842 0.00905 0.00744 0.00320 0.00380 0.00765 0.00525 0.01334 0.00610 |
| Ginsenoside | 효소전처리 조건 | |||
| 효소 농도 (mg%) | 침지 시간 (hr) | 최대 예측치 (mg/g) |
Morphology | |
| Rg3 (mg/g) | 14.264756 | 33.949790 | 0.013152 | Minimum |
실시예2. 산 처리 백삼 제조
본 발명 산 처리한 백삼을 제조하기 위해 백삼을 초산용액 10~50%를 처리하고 37℃에서 0~96시간 침지시켰다. 상기 단계에서 얻은 침지시킨 백삼을 98℃에서 1시간 증숙시킨 후 62℃에서 15시간 1차 건조시키고 상온에서 수분 함량이 14% 이하가 될 때까지 2차 건조시켜 산 처리 백삼을 제조하였다.
실험예2. 산 처리 백삼의 진세노사이드 Rg3 함량 측정
상기 실시예2에서 수득한 본 발명 산 처리 백삼의 진세노사이드 Rg3의 함량을 측정하기 위해 하기 표3의 조건으로 초산 농도 및 침지 시간에 따른 발현되는 진세노사이드 Rg3의 함량을 측정하였다. 이를 위해 상기 실시예2에서 수득한 백삼 1g을 70% 에탄올 50mL에 넣어 50℃에서 1시간 sonication한 후 0.45um 실린지 필터로 여과 후 HPLC를 실시하여 진세노사이드 Rg3를 측정하였다. 용매로는 0.1% Acetic acid가 첨가된 18% ACN(Solvent A) 및 0.1% Acetic acid가 첨가된 80% ACN(Solvent B)를 사용하여 측정하였다.
실험 결과, 도2 및 하기 표3에서 알 수 있듯이 최적 초산 농도 22%, 최적 침지 시간은 3.8시간이며 이때 진세노사이드 Rg3 함량은 0.493mg/g으로 나타났다.
또, 하기 표4에서 알 수 있듯이 능선분석에 의한 진세노사이드 Rg3 최대 예측치는 0.492965mg/g으로 나타났다.
| 실험번호 | 산전처리 조건 | Ginsenoside Rg3 (mg/g) |
|
| 초산 농도 (%) | 침지 시간 (hr) | ||
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
20 20 10 10 15 15 25 5 15 15 |
3.5 1.5 3.5 1.5 2.5 2.5 2.5 2.5 4.5 0.5 |
0.419 0.269 0.140 0.225 0.087 0.081 0.266 0.060 0.241 0.016 |
| Ginsenoside | 산처리 조건 | |||
| 초산 농도 (%) | 침지 시간 (hr) | 최대 예측치 (mg/g) | Morphology | |
| Rg3 (mg/g) | 22.317788 | 3.847162 | 0.492965 | Saddle point |
실시예3. 효소 및 산 병행처리 백삼 제조
본 발명 효소 및 산 병행처리한 백삼을 제조하기 위해 백삼을 끊는 물에 30초간 데치고 상온에서 1일간 건조시킨 후 β-glucosidase를 4mg%를 처리하고 수소이온지수를 초산을 이용하여 pH 5로 맞추고 37℃에서 효소액에서 24시간 동안 1차 침지시켰다. 상기 단계에서 얻은 1차 침지시킨 백삼을 상기 단계의 효소액에 초산함량을 22%로 조정한 후 38시간 2차 침지시켰다. 상기 단계에서 얻은 침지시킨 백삼을 98℃에서 1시간 증숙시킨 후 62℃에서 15시간 1차 건조시키고 30℃에서 수분 함량이 14% 이하가 될 때까지 2차 건조시켜 효소 및 산 병행처리 백삼을 제조하였다.
실험예2. 효소 및 산 병행처리 백삼의 진세노사이드 Rg3 함량 측정
상기 실시예3에서 수득한 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼의 진세노사이드 Rg3의 함량을 측정하기 위해 상기 실시예3에서 수득한 백삼 1g을 70% 에탄올 50mL에 넣어 50℃에서 1시간 sonication한 후 0.45um 실린지 필터로 여과 후 HPLC를 실시하여 진세노사이드 Rg3를 측정하였다. 용매로는 0.1% Acetic acid가 첨가된 18% ACN(Solvent A) 및 0.1% Acetic acid가 첨가된 80% ACN(Solvent B)를 사용하여 측정하였다. 대조군으로는 1차 및 2차 침지단계를 거치지 않은 백삼을 사용하였다.
실험 결과, 도3, 도4 및 표5에서 알 수 있듯이 진세노사이드 Rg3의 함량은 0.661mg/g으로 나타났고 대조군에서는 진세노사이드 Rg3가 검출되지 않았다. 또한, 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼의 외관 및 단면의 색상이 백색이었고 형태는 원형을 유지하였다.
| 실험번호 | Ginsenoside Rg3 (mg/g) | 비고 |
| 1 | 0.661 | 효소/산 병행처리 백삼 |
| 2 | 0.000 | 일반 백삼, 대조구 |
한편, 본 발명에 따르면 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물에 포함할 수 있는 식용가능한 담체, 부형제 또는 희석제로 락토즈, 덱스트로즈, 슈크로즈, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알지네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈, 물, 설탕시럽, 메틸셀룰로즈, 메틸 하이드록시 벤조에이트, 프로필 하이드록시 벤조에이트, 활석, 스테아트산 마그네슘 및 미네랄 오일이 바람직하였다.
또, 상기 성분들 외에도 상업적으로 이용가능한 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 중에서 선택하여 그 어느 하나의 성분을 추가로 더 포함할 수 있었다.
이하에는 본 발명 방법에 따라 제조된 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼을 함유하는 건강식품 조성물 제제의 구체적인 조성을 설명한다.
제조예1. 건강기능식품의 제조
상기 실시예3에서 수득한 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼을 함유하는 건강기능식품은 하기 표6의 성분함량으로 통상의 건강식품 제조방법에 따라 제조하였다. 본 제품은 환제, 캡슐제 등 다양한 제형으로 제품화할 수 있다.
| 재료명 | 함량(중량%) |
| 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼 | 75.37 |
| 비타민A아세테이트 | 0.01 |
| 비타민E | 0.08 |
| 비타민B1 | 0.01 |
| 비타민B2 | 0.01 |
| 비타민B6 | 0.04 |
| 비타민B12 | 0.00 |
| 비타민C | 0.75 |
| 비오틴 | 0.00 |
| 니코틴산아미드 | 0.13 |
| 엽산 | 0.00 |
| 판토텐산 칼슘 | 0.04 |
| 황산제1철 | 0.13 |
| 산화아연 | 0.06 |
| 탄산마그네슘 | 1.91 |
| 제1인산칼륨 | 1.13 |
| 제2인산칼슘 | 4.15 |
| 구연산칼륨 | 6.78 |
| 탄산칼슘 | 7.54 |
| 염화마그네슘 | 1.87 |
| 합계 | 100.00 |
제조예2. 발효 음료 제조
상기 실시예3에서 수득한 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼이 함유된 음료를 하기 표7의 함량으로 통상의 음료 제조방법에 따라 제조하였다. 본 제품은 파우치의 제형으로 제품화하였다.
| 재료명 | 함량(중량%) |
| 본 발명 효소 및 산 병행처리 백삼 | 10.0 |
| 액상과당(wt%) | 12.0 |
| 덱스트린(wt%) | 0.5 |
| 구연산(wt%) | 0.13 |
| 젖산칼슘(wt%) | 1.6 |
| 비타민C(wt%) | 0.03 |
| 구연산삼나트륨(wt%) | 0.02 |
| 젤탄검(wt%) | 0.03 |
| 정제수(wt%) | 잔량 |
| 합계(wt%) | 100.0 |
이상 설명한 바와 같이 본 발명 효소 처리 및 초산 순차 처리를 통해 제조한 가공백삼은 진세노사이드 Rg3를 다량 발현하는 뛰어난 효과가 있으므로 기능성 식품 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.
Claims (6)
- 백삼을 끊는 물에 데친 후 상온에서 건조시키는 단계와; 상기 단계에서 얻은 수삼을 효소 처리한 침지액에 1차 침지하는 단계와; 상기 단계에서 얻은 1차 침지한 백삼을 상기 1차 침지액에 초산 처리하여 2차 침지하는 단계와; 상기 단계에서 얻은 침지한 백삼을 증숙시키는 단계와; 상기 단계에서 얻은 증숙시킨 백삼을 1차 건조시키는 단계와; 상기 단계에서 얻은 1차 건조한 백삼을 수분 함량이 14% 이하가 될 때까지 2차 건조시키는 단계로 이루어진 가공백삼 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 효소는 β-glucosidase인 것이 특징인 방법.
- 제 1항 또는 2항의 방법으로 제조된 진세노사이드 Rg3가 고발현된 것이 특징으로 하는 가공백삼.
- 제 3항의 가공백삼이 함유된 식품 조성물
- 제 4항에 있어서, 상기 식품 조성물은 담체, 부형제 또는 희석제로 락토즈, 덱스트로즈, 슈크로즈, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알지네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로즈, 물, 설탕시럽, 메틸셀룰로즈, 메틸 하이드록시 벤조에이트, 프로필 하이드록시 벤조에이트, 활석, 스테아트산 마그네슘 및 미네랄 오일 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 첨가제가 더 포함되는 것이 특징인 식품 조성물.
- 제 5항에 있어서, 상기 식품 조성물은 건강기능식품 및 음료 중 어느 하나의 제형인 것이 특징인 식품조성물.
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