WO2014178474A1 - 진세노사이드 알이가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 인삼열매 추출물의 제조방법은 열을 가하지 않으면서도 인삼열매의 주요성분인 진세노사이드 Re가 파괴되지 않게 농축할 수 있을 뿐만 아니라 분말화가 가능하여 간편하고 경제적으로 인삼열매로부터 진세노사이드 Re 함량이 강화된 추출물을 제조하는 장점이 있다.

Description

진세노사이드 알이가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법

본 발명은 인삼열매로부터 추출물을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 한외여과법 또는 나노필터 시스템을 이용하여 인삼열매로부터 진세노사이드 Re가 강화된 추출물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

인삼은 소련의 과학자 C.A.Meyer가 1843년에 만병을 치료한다는 의미로 학명을 "Panax ginseng C.A. Meyer"로 명명된 식물학적으로는 오가과(Araliaceae) 인삼속(Panax)에 속하는 식물로 뿌리를 약용으로 이용하고 있다. 이러한 인삼은 자연 건강식품으로 널리 이용되고 있으며, 약리 효능의 과학적 입증과 임상을 근거로 인식과 신뢰가 높으며, 의약품 및 기능성 식품으로 그 수요가 증가하고 있다.

이러한 인삼의 효능은 주로 인삼 사포닌인 진세노사이드가 관여하는데, 현재인삼 진세노사이드는 약 30종의 화학 구조가 밝혀져 있으며, 현재 알려져 있는 주요 진세노사이드는 13가지 기본 진세노사이드와 전환된 진세노사이드 11가지 형태로 34종의 진세노사이드가 알려져 있다. 이러한 진세노사이드는 다양한 약효를 나타내는데 화학구조에 따라 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 및 Rd 등의 디올계(protopanaxadiol, 이하 이를 'PPD'라 함) 및 진세노사이드 Re, Rg1 및 Rf 등의 트리올계(protopanaxatriol, 이하 이를 'PPT'라 함)로 구분된다.

진세노사이드 Re는 PPT 계열의 진세노사이드로 중추신경 억제작용, 항당뇨, 부신피질 자극 호르몬 분비 촉진작용, 항스트레스 작용 등 다양한 효능이 알려져 있다.

인삼은 뿌리, 뇌두, 줄기, 잎, 열매로 이루어져 있으며, 인삼열매는 7~8월경에 수확하여 파종을 위한 인삼 종자를 얻기 위하여 과육을 탈피한다. 인삼열매의 과육은 연약하여 그대로 두면 바로 물러버리는 특성을 가지고 있어, 일반적으로 신선한 상태의 인삼열매를 탈피기에 넣고 마찰력에 의해 인삼 과육을 부수어 물로 씻어 종자를 채취한다. 이렇게 종자를 채취하는 과정 중에 발생되는 인삼과육은 대부분 버려지거나 밭의 거름으로 사용되는 실정이다.

또한 탈피과정 중에 물에 의해 희석되므로 건조중량에 비해 물을 상당량 함유하게 되어 이를 농축하려면 상당한 비용이 발생할 뿐 아니라 기존의 증발농축으로 농축할 경우 인삼열매의 주요성분인 진세노사이드 Re가 인삼열매 속에 함유된 유기산에 의해 파괴되는 특징을 가지고 있다. 진세노사이드 Re는 유기산에 의해 당쇄가 쉽게 끊어져 사포닌의 특성을 잃어버리는 특성이 있기 때문에 물로 묶게 희석된 인삼열매 과육액을 농축하는 것은 쉬운 일이 아니다.

그리고 기존의 증발농축방법에 의해 인삼과육액을 농축할 경우 끈적끈적한 액상의 형태를 가지게 되어 정제나 그래뉼 등의 제형을 만들기 어려운 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-0857767호 "인삼열매로부터 인삼 엑기스의 제조방법"에서는 빛을 조사 처리한 인삼열매를 수증기로 증숙하고 건조한 다음 열수추출법, 유기용매추출법, 초임계추출법을 이용하여 추출물을 제조하는 방법이 기재되어 있다.

그러나 이러한 방법은 인삼열매에 존재하는 진세노사이드 Re가 열에 의해 분해되어 최종 추출물에는 진세노사이드 함량이 낮아지는 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 연구를 지속하던 중, 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 한외여과법 또는 나노필터 시스템을 이용하여 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 인삼열매 추출물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 인삼열매로부터 과육을 탈피하여 인삼과육액을 제조하는 단계; 상기 인삼과육액의 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리하는 단계; 상기 원심분리된 상층액을 여과하는 단계; 및 상기 여과액을 분자량 1000 내지 2000 크기로 한외여과하여 농축액을 수득하는 단계를 포함하는 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 상기 방법으로 제조된 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 상기 제조방법의 농축액을 수득하는 단계 완료 후 상기 수득된 농축액을 고효율 원심농축기 또는 동결건조기로 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서 80 내지 100℃에서 2 내지 6시간 동안 건조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 인삼과육액 제조단계는 인삼열매를 탈피기에 넣고 물을 넣어가며 종자로부터 과육을 탈피하여 제조할 수 있다.

이때 인삼열매는 건조 또는 증숙 등의 전 처리 과정을 거칠 수도 있으나, 본 발명의 일실시예에서는 신선한 상태의 인삼열매를 사용하며 이를 탈피기에 넣고 마찰력에 의해 인삼 과육을 부수어 물로 씻어 종자를 제거하고 인삼과육액을 제조할 수 있다

본 발명에 있어서, 상기 원심분리단계에서 인삼과육액은 그대로 또는 초음파에 30분 내지 2시간 동안, 바람직하게는 1시간 동안 방치하여 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리할 수 있다.

이때 원심분리기는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것으로 종류에 구애받지 않는다.

본 발명에 있어서, 상기 여과단계에서는 상기 원심분리하여 상층액을 얻은 다음 통상적인 방법으로 여과지에 여과할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 농축액 수득단계에서 상기 여과액을 분자량 1,000 내지 2000 크기, 바람직하게는 분자량 1000 크기의 한외여과막을 통과시켜 물과 이온성 또는 수용성의 저분자 물질을 제거하여 15 내지 30%, 바람직하게는 20%정도로 농축할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 농축액 수득단계에서 한외여과막을 사용하는 대신 역삼투압 농축 설비(나노필터시스템)를 이용하여 물과 이온성 또는 수용성의 저분자 물질을 제거할 수 있으며, 이때 한외여과법에 의한 농축방법과 유사한 함량의 진세노사이드 Re를 함유할 수 있다.

본 발명의 제조방법은 기존의 농축방법에 비하여 진세노사이드 Re의 함량이 1% 내지 10% 정도 향상될 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법은 기존의 농축방법(예: 증발진공농축법, 동결건조법 등)에 비하여 PPT계열의 진세노사이드 함량이 2 내지 5배 정도 높게 나타날 수 있다.

본 발명은 상기 방법에 따라 제조된 인삼열매 추출물을 제공한다.

본 발명에 따른 인삼열매 추출물의 제조방법은 열을 가하지 않으면서도 인삼열매의 주요성분인 진세노사이드 Re가 파괴되지 않게 농축할 수 있을 뿐만 아니라 분말화가 가능하여 간편하고 경제적으로 인삼열매로부터 진세노사이드 Re 함량이 강화된 추출물을 제조하는 장점이 있다.

도 1은 농축방법에 따른 인삼열매 추출물의 진세노사이드 함량을 분석한 그래프를 나타낸 것이다.

도 2는 농축방법에 따른 인삼열매 추출물의 HPLC 크로마토그램을 나타낸 것이다.

도 3은 인삼열매 추출물의 가열에 따른 진세노사이드 함량 변화를 나타낸 그래프이다.

도 4는 가열 전·후 인삼열매 추출물의 HPLC 크로마토그램을 나타낸 것이다.

본 발명은 하기 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 어떤 의미로든 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에서 한외여과 시 기기는 Quixstand benchtop system (GE Healthcare, U.K.)을 사용하였고, 여과필터는 1,000 NMWC의 Hollow Fiber cartridge (GE Healthcare, U.K. Model: UFP-1-C-4M)를 사용하였다.

또한, 본 발명의 실시예에서 역삼투압 농축 시 기기는 Nano filter system (영인(주), 한국)을 사용하였고, 여과필터는 Dow Filmtec (USA), NF30-1812-24( 44.5 x 298H)를 사용하였다.

각 추출물의 진세노사이드 함량분석은 Waters-PDA(Waters 1525, detector 2998, USA)를 사용하여 물(A액)과 ACN(B액)을 용매로 하기 표 1과 같은 용매 조건으로 하기 표 2와 같은 분석조건으로 flow rate 1.0ml/min으로 하여 HPLC(high performance liquid chromatography) 분석하였다.

표 1

표 2

[실시예 1] 한외여과법에 따른 진세노사이드 Re 강화 인삼열매 추출물 제조

인삼열매 20kg을 탈피기에 넣고 물을 넣어가며 종자로부터 과육을 탈피하여 인삼과육액 50L를 얻었다. 상기 인삼과육액을 그대로 또는 초음파에 1시간 방치하여 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리하여 상층액을 얻은 뒤 여과지에 여과하였다. 상기 여과액을 분자량 1000의 pore size를 가지는 한외여과막을 통과시켜 물과 이온성 또는 수용성의 저분자 물질을 제거하여 20%가 되게 농축하여 인삼열매 추출물 500g을 얻었다.

[실시예 2] 진세노사이드 Re 강화 인삼열매 추출물 분말 제조

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 인삼열매 추출물 1000ml를 고효율원심농축기(Genevac, UK) 또는 동결건조기(일신, 한국)를 이용하여 건조하여 인삼열매 추출물 분말 50g을 얻었다.

[실시예 3] 역삼투압 농축법에 따른 진세노사이드 Re 강화 인삼열매 추출물 제조

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 여과액을 역삼투압 농축 설비(나노필터 시스템)를 이용하여 물과 이온성 또는 수용성의 저분자 물질을 제거하여 20%가 되게 농축하여 인삼열매 추출물 600g을 얻었다.

[비교예 1] 동결건조법에 의한 인삼열매 추출물 제조

인삼열매 20kg을 탈피기에 넣고 물을 넣어가며 종자로부터 과육을 탈피하여 인삼과육액 50L를 얻었다. 상기 인삼과육액을 그대로 또는 초음파에 1시간 방치하여 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리하여 상층액을 얻은 뒤 여과지에 여과하였다. 상기 여과액 50L 중 5L를 동결건조하여 150g의 인삼열매 추출물을 얻었다.

[비교예 2] 가열 및 동결건조법에 의한 인삼열매 추출물 제조

상기 비교예 1과 동일한 방법으로 여과액 50L를 제조하고, 인삼열매의 성분변화를 확인하기 위하여 상기 여과액 50L 중 5L를 90℃에서 3시간 동안 방치한 다음 동결건조하여 150g의 인삼열매 추출물을 얻었다.

[비교예 3] 증발진공농축법에 의한 인삼열매 추출물 제조

인삼열매 20kg을 탈피기에 넣고 물을 넣어가며 종자로부터 과육을 탈피하여 인삼과육액 50L를 얻었다. 상기 인삼과육액을 그대로 또는 초음파에 1시간 방치하여 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리하여 상층액을 얻은 뒤 여과지에 여과하였다. 상기 여과액 50L 중 5L를 기존의 방법인 evaporator로 가온(60℃) 진공농축하여 150g의 인삼열매 추출물을 얻었다.

[실험예 1] 농축방법에 따른 진세노사이드 함량변화

인삼열매과육 물 추출물의 한외여과법, 동결건조법 및 증발진공농축법에 따른 진세노사이드 함량변화를 비교하기 위하여 상기 실시예 1과 비교예 1 및 비교예 3에서 제조된 인삼열매 추출물의 진세노사이드 함량을 분석하여 하기 표 3 및 도 1에 나타내었고, 각 인삼열매 추출물의 HPLC 크로마토그램을 도 2에 나타내었다.

표 3

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 전혀 열이 가해지지 않은 농축법인 동결건조법을 이용한 인삼열매 추출물의 진세노사이드 Re 함량은 50.14mg/g으로 약 5%정도였고, 한외여과법을 이용하여 물과 이온성 또는 수용성의 저분자 물질을 제거한 인삼열매 추출물의 진세노사이드 Re 함량은 64.55mg/g으로 약 6.5%, 기존의 방법인 증발진공농축법에 의한 인삼열매 추출물의 진세노사이드 Re 함량은 41.55mg/g으로 약 4.2%였다.

한외여과법에 의한 농축방법은 동결건조법보다 약 1.5%, 기존의 증발진공농축법보다 2.3%정도 진세노사이드 Re의 함량이 높은 진세노사이드 Re 강화 인삼열매 추출물을 제조할 수 있었다. 뿐만 아니라 PPT계열의 진세노사이드 역시 3~4배 정도 높게 함유함을 알 수 있었다.

역삼투압 농축 설비(나노필터 시스템)에 의한 물과 이온성 물질을 제거할 경우 역시 한외여과법에 의한 농축방법과 비슷한 함량의 진세노사이드 Re를 함유하였다.

[실험예 2] 인삼열매 추출물의 가열에 따른 진세노사이드 함량변화

가열에 의한 인삼열매 추출물의 진세노사이드 함량변화를 비교하기 위하여 상기 비교예 2에서 제조된 인삼열매 추출물의 가열 전·후 진세노사이드 함량을 분석하여 하기 표 4 및 도 3에 나타내었고, 가열 전·후의 HPLC 크로마토그램을 도 4에 나타내었다.

표 4

인삼열매 추출물에는 다량의 유기산이 함유되어 있어 pH 4.5를 기록하였다. 유기산은 생촉매로서 인삼 사포닌의 20번 당쇄를 끊어지게 하여 PPD계열 사포닌인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등을 Rg3나 Rk1, Rg5 등으로 변화시키고, PPT계열 사포닌은 20번 당쇄를 끊어버려 Rh1 등을 거쳐 비사포닌체인 PT를 만든다. 따라서 유기산이 많이 함유된 인삼열매 추출물은 가열을 하게 되면 인삼열매의 주요성분인 진세노사이드 Re가 빠른 속도로 분해된다.

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 인삼열매 추출물을 90℃에서 3시간 동안 방치한 후 동결건조한 후 진세노사이드 함량변화를 보았더니 진세노사이드 Re 함량이 가열 전에 50.14mg/g에서 가열 후 20.02mg/g으로 60%나 감소한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 오랜 시간 증발에 의한 기존의 증발진공농축법은 인삼열매 추출물의 유효성분인 진세노사이드 Re의 함량이 아주 낮아져 최종 농축액 속에는 진세노사이드 Re 함유량이 거의 없거나 아주 낮을 가능성이 있다. 이러한 관점에서 볼 때 한외여과법 또는 나노필터 시스템에 의한 진세노사이드 Re 강화 인삼열매 추출물은 진세노사이드 Re를 유효성분으로 생리활성을 가지는 장점을 가진 인삼열매 추출물을 제조하는 방법이다.

Claims (6)

1. 인삼열매로부터 과육을 탈피하여 인삼과육액을 제조하는 단계;

   상기 인삼과육액의 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리하는 단계;

   상기 원심분리된 상층액을 여과하는 단계; 및

   상기 여과액을 분자량 1000 내지 2000 크기로 한외여과하여 농축액을 수득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 원심분리단계에서 상기 인삼과육액을 그대로 또는 초음파에 1 내지 2시간 동안 방치하여 인삼열매 과육 성분을 용출시킨 후 원심분리하는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 농축액 수득단계에서 상기 여과액을 분자량 1000 내지 2000 크기로 한외여과하여 물, 이온성 물질 및 수용성 저분자 물질을 제거하여 15 내지 30%로 농축하는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 농축액 수득단계에서 상기 여과액을 역삼투압 농축 설비(나노필터 시스템)를 이용하여 물, 이온성 물질 및 수용성 저분자 물질을 제거하여 15 내지 30%로 농축하는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수득된 농축액을 건조하여 분말화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물의 제조방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 진세노사이드 Re가 강화된 인삼열매 추출물.

Images