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1. WO2014027742 - GINSENG FERMENTÉ OU GINSENG ROUGE FERMENTÉ AYANT UN GINSÉNOCIDE RD AMÉLIORÉ, ET PROCÉDÉ DE PRÉPARATION CORRESPONDANT

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

12   13   14  

과제 해결 수단

15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50  

발명의 효과

51   52  

도면의 간단한 설명

53   54   55   56   57   58   59   60  

발명의 실시를 위한 형태

61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8  

명세서

발명의 명칭 : 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼 및 이의 제조방법

기술분야

[1]
본 발명은 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
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 전통의학을 임상을 근거로 인식과 신뢰가 높으며, 의약품 및 기능성 식품으로 그 수요가 증가하고 있다.
[3]
이러한 인삼의 효능은 주로 인삼 사포닌인 진세노사이드가 관여하는데, 현재 인삼 진세노사이드는 약 30종이 화학 구조가 밝혀져 있으며, 현재 알려져 있는 주요 진세노사이드는 13가지 기본 진세노사이드와 전환된 진세노사이드 11가지 형태로 34종의 진세노사이드가 알려져 있다. 인삼에는 Rg1, Rb1, Rb2, Rc, Re 등의 배당체 진세노사이드가 주를 이루고 있으며, 이를 찌고 말리는 과정을 반복한 홍삼의 경우 인삼에는 거의 존재하지 않는 Rg3, Rh1, Rh2, Compound K의 함량이 증가하는 것으로 나타나 있다.
[4]
그러나 상기 사포닌은 장내 미생물에 의해 분해 및 전환이 이루어져 체내로 흡수된다는 사실이 밝혀졌으며, 이러한 결과 사람에 따라 사포닌의 흡수정도가 다른 것으로 규명되어 있다. 예를 들어, 2004년도 한국 식품영양학회 국제학술대회 Ham et al. 에 따르면 사포닌을 흡수할 수 있는 그룹을 제외하고 프로토파낙사디올(Protopanaxadiol, 이하 ‘PPD’라 칭한다.)계의 사포닌만을 흡수할 수 있는 그룹이 20.3%, 프로토파낙사트리올(Protopanaxatriol, 이하 ‘PPT’라 칭한다.)계의 사포닌만을 흡수할 수 있는 그룹이 12.5%, 아예 사포닌 흡수를 못하는 그룹이 4.7%로 사람마다 흡수율을 차이가 두드러지고 있는 것이다.
[5]
이에, 사포닌의 체내 흡수율을 증가시키기 위해 유용한 미생물을 이용하여 수삼을 발효하고, 미생물의 당분해효소 등을 이용하여 배당체 구조인 인삼사포닌(ginsenoside)의 성분전환을 유도하여 영양학적, 기능적 가치를 높이고자 하는 인삼 발효 미생물의 선별에 관한 연구가 진행되고(Kim et al., 2007) 있다. 그 일예로 유산균을 이용한 발효인삼제조에 가장 적합한 유산 균주 및 최적공정을 확립하여 차후 건강기능성 식품소재로서의 유산균 발효 인삼제품화 가능성을 조사한 연구가 수행되고(Park et al., 2006) 있으며, 백삼, 홍삼과 대비하여 발효인삼의 일반성분에 대한 성분 특성에 대한 연구가 보고된 바 있다(Kong et al., 2008).
[6]
또한, 인삼을 비롯한 다양한 소재들을 활용하여 발효하거나 또는 첨가하여 식품의 기능성 강화, 관능적 품질을 향상시켜 발효식품으로서 개발하려는 연구가 시도되고 있으며(Kim and Han, 2005), 다양한 미생물이 존재하는 사람의 장내에서 우세균으로 분포하고 체내 유익균의 성장을 촉진하는 생균활성제(probiotics)로서 당류를 발효하여 젖산을 생성하는 세균인 락토바실리( Lactobacilli) 및 비피도박테리움( Bifidobacterium)과 같은 유산균이 보고된 바 있다(Goldin,1998).
[7]
한국등록특허 제10-0884252호 “ Lactobacillus plantarum NUC-JiKCCM10582로 제조한 발효홍삼 및 그 제조”에서는 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum) NUC-J1 KCCM 10852P를 이용하여 진세노사이드(ginsenoside)Rg3 및 Rh2 Compound K를 함유하는 발효홍삼을 제조하는 방법이 제공되어 있다.
[8]
일반적으로 락토바실러스 플란타룸( Lactobacillus plantarum) 균주를 포함하는 유산균을 활용한 발효 홍삼은 사포닌 배당체가 유산균에 의해 생성되는 유기산 성분에 의해 당가수분해되어 생성된 진세노사이드 Rg3가 고농도로 함유하게 되는 것이 대부분이다.
[9]
또한, 산업현장에서 출시되는 발효홍삼 역시 진세노사이드 Rg3나 컴파운드 K의 함량이 높은 것을 발효 홍삼의 특징으로 내세우고 있다.
[10]
그러나 진세노사이드 Rg3나 컴파운드 K는 세포독성 작용 등이 알려져 있어 고농도로 함유될 경우 부작용을 초래할 수 있는 문제점이 우려되고 있다.
[11]
(특허문헌 1) KR 10-0884252 B1, 2009년 03월 11일

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[12]
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 연구를 지속하던 중, 진세노사이드 Rb1이나 Rc 등을 진세노사이드 Rg3나 Rg5로 전환시키는 것이 아니라 진세노사이드 Rd로 전환시킴으로써 다량의 진세노사이드 Rd를 생산시킬 수 있는 새로운 발효인삼 및 발효홍삼의 제조방법을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
[13]
본 발명의 목적은 유용사포닌인 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공하는 것이다.
[14]
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법으로 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공하는 것이다.

과제 해결 수단

[15]
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 식물성 프로바이오틱 유산균으로 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 배양시키는 단계;와
[16]
인삼, 홍삼 또는 이들의 혼합물에 상기 식물성 프로바이오틱 유산균을 접종하여 발효시키는 단계;
[17]
를 포함하는 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다.
[18]
본 발명은 상기 방법으로 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공한다.
[19]
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
[20]
본 발명의 인삼 사포닌은 진세노사이드를 말한다.
[21]
본 발명의 진세노사이드 Rd는 PPD계 진세노사이드의 일종으로, 하기 화학식 1과 같은 구조를 가지는 화합물이다.
[22]
[23]
상기 진세노사이드 Rd는 인삼/홍삼에 1% 미만으로 미량 존재하며 산업적으로 잘 이용되지 않아 왔으나, 관절염 개선, 연골 재생, 콜라겐 형성 등의 효과를 가지는 것으로 알려져 있다.
[24]
본 발명에 있어서 홍삼은 4 내지 6년근 수삼을 엄격히 선별하여 표피를 제거하지 않은 상태에서 증기로 쪄서 건조시킨 담황갈색 또는 담적갈색 인삼을 말한다.
[25]
본 발명은 유용사포닌인 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법으로
[26]
식물성 프로바이오틱 유산균으로 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 배양시키는 단계;와
[27]
인삼, 홍삼 또는 이들의 혼합물에 상기 식물성 프로바이오틱 유산균을 접종하여 발효시키는 단계;
[28]
를 포함하는 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다. 도 1을 참조한다.
[29]
상기 제조방법은 발효 후 통상적인 방법에 따라 진공농축, 스프레이 드라이 또는 동결건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 2를 참조한다.
[30]
본 발명에 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 이상인 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 인삼 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
[31]
상기 수삼은 밭에서 캐낸 후 가공하지 아니한 상태의 생삼을 말하며, 백삼은 주로 4∼6년근 수삼을 원료로 하여 표피를 제거하거나 제거하지 않고 건조, 가공한 것을 말한다.
[32]
본 발명에 있어서, 상기 인삼 및 홍삼의 형태는 추출물 또는 엑기스 형태일 수 있으며 바람직하게는 열수추출법, 주정(酒精)추출법 또는 혼합추출법에 의해 제조된 추출물 형태인 것을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
[33]
상기 추출물의 추출은 추출에 앞서 추출효율을 높이기 위하여 분쇄 또는 분말화할 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 추출법을 이용하나 이에 한정되는 것은 아니다.
[34]
상기 알코올 추출법에 있어 사용되는 추출용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 6의 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.
[35]
추출시 첨가되는 추출용매의 비율은 특별히 한정되지 않으나, 인삼 또는 홍삼 건조 중량)에 대하여 추출용매를 2배 내지 20배(중량기준)로 사용할 수 있다. 추출효율을 증가시키기 위해서는 바람직하게는, 인삼 또는 홍삼에 대하여 추출용매 5배 내지 15배(중량기준)를 사용하여 2회 이상 수회 반복할 수 있다.
[36]
추출온도는 50 내지 110℃가 바람직하며, 보다 바람직하게는 70 내지 100℃이다. 추출시간은 추출온도에 따라 다르지만, 1시간 내지 48시간, 바람직하게는 2시간 내지 8시간 추출한다. 또한, 추출시 교반기(shaker)로 교반할 경우에 더욱 추출효율을 증대시킬 수 있다.
[37]
상기 엑기스는 감압증류법이나 박막증류법으로 제조할 수 있다.
[38]
또한, 본 발명에 있어서 상기 인삼, 홍삼 또는 이들의 혼합 추출물은 감압농축하여 고형분의 함량이 3 내지 20 브릭스(Brix)인 것을 사용할 수 있다.
[39]
상기 고형분의 함량을 3 내지 20 브릭스(Brix)로 조절하지 않으면 농도가 너무 진해서 발효가 잘되지 않고 겔화되기 때문에, 인삼, 홍삼 또는 이들의 혼합 추출물의 고형분 함량을 3 내지 20 브릭스(Brix)로 조절하는 것이 바람직하다.
[40]
본 발명의 발효인삼 또는 발효홍삼은 식물성 프로바이오틱 유산균으로 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
[41]
보다 상세하게는 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균은 인삼 또는 홍삼의 추출물에서 배양/발효시 진세노사이드 Rb1이나 Rc 등을 진세노사이드 Rg3나 Rg5로 전환시키는 것이 아니라 진세노사이드 Rd로 전환시킴으로써 다량의 진세노사이드 Rd를 생산시킬 수 있게 한다.
[42]
본 발명에 따른 식물성 프로바이오틱 유산균은 통상적인 유산균의 배양방법에 의해 대량으로 배양할 수 있다. 배양배지로는 탄소원, 질소원, 비타민 및 미네랄로 구성된 배지를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 사포닌이 포함된 추출물 또는 조추출물이 첨가된 배지를 사용할 수 있다. 미생물의 배양은 통상의 유산균 배양 조건상에서 가능하며, 예컨대, 30℃ 내지 40℃, 바람직하게는 34℃ 내지 38℃에서 0.5일 내지 7일, 바람직하게는 3일 내지 5일 배양할 수 있다. 보다 바람직하게는 37℃에서 5일 정도 배양하는 것이 바람직하다.
[43]
본 발명에 있어서, 상기 발효는 3 내지 5일 동안 pH 6.5 내지 8.5에서 이루어질 수 있으며, 보다 바람직하게는 5일 동안 35 내지 38℃의 온도에서 pH 7 내지 8에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
[44]
본 발명의 발효인삼 또는 발효홍삼은 인삼 또는 홍삼 추출물의 초기 사포닌 함량에 따라 달라질 수 있으나, 상기 식물성 프로바이오틱 유산균 발효에 의해 0.5 ㎎/g 내지 100 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유된 발효인삼으로 제조될 수 있다.
[45]
또한, 본 발명의 발효인삼은 상기 제조방법에 따른 발효에 의해 3 ㎎/g 내지 50 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유된 발효인삼으로 제조될 수 있으며, 발효홍삼은 0.5 ㎎/g 내지 30 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유된 발효홍삼으로 제조될 수 있다.
[46]
보다 상세하게는 인삼 추출물에 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 활용하여 37℃, pH 7의 조건하에서 5일을 배양/발효시킴으로써 6배 이상의 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다. 도 4를 참조한다.
[47]
또한, 홍삼 추출물에 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 활용하여 37℃, pH 7 조건하에서 5일을 배양/발효시킴으로써 6배 이상의 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었고, pH 8의 조건하에서 5일을 배양/발효시킴으로써 11배 이상의 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다. 도 6을 참조한다.
[48]
본 발명의 상기 방법에 따라 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제공한다.
[49]
보다 바람직하게는 상기 발효인삼 또는 발효홍삼은 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주에 의해 생성되는 0.5 ㎎/g 내지 100 ㎎/g의 진세노사이드 Rd를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[50]
따라서 본 발명에 따라 제조된 발효인삼 또는 발효홍삼은 pH 중성 내지 약알카리성 조건 하에 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 활용하여 배양/발효시킴으로써 세포독성이 없고, 몸에 흡수가 뛰어나고 기능적 활성을 가진 진세노사이드 Rd로 더 많은 구조전환을 시킬 수 있어 기존의 인삼 또는 홍삼과 차별성을 가질 수 있다.

발명의 효과

[51]
본 발명에 따른 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법은 인삼 또는 홍삼에 미량으로 존재하는 진세노사이드 Rd를 간편하고, 경제적으로 구조전환 시킬 수 있는 장점이 있다.
[52]
본 발명에 따른 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법은 인삼 또는 홍삼을 pH 중성 내지 약알카리성 조건 하에 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 활용하여 배양/발효시킴으로써 세포독성이 없고, 몸에 흡수가 뛰어나고 기능적 활성을 가진 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼을 제조할 수 있는 장점이 있다.

도면의 간단한 설명

[53]
도 1은 본 발명의 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 도시한 것이며;
[54]
도 2는 본 발명의 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법을 도시한 것이며;
[55]
도 3은 pH 4.0 내지 6.0의 조건에서 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균에 의한 발효인삼(인삼 에탄올추출물을 이용하여 제조한 발효인삼)의 진세노사이드 함량변화를 분석한 결과이고;
[56]
도 4는 pH 7.0 내지 9.0의 조건에서 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균에 의한 발효인삼(인삼 에탄올추출물을 이용하여 제조한 발효인삼)의 진세노사이드 함량변화를 분석한 결과이며;
[57]
도 5는 pH 4.0 내지 6.0의 조건에서 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균에 의한 발효홍삼(홍삼 열수추출물을 이용하여 제조한 발효홍삼)의 진세노사이드 함량변화를 분석한 결과이고;
[58]
도 6은 pH 7.0 내지 9.0의 조건에서 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균에 의한 발효홍삼(홍삼 열수추출물을 이용하여 제조한 발효홍삼)의 진세노사이드 함량변화를 분석한 결과이며;
[59]
도 7은 pH 4.0 내지 6.0의 조건에서 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균에 의한 발효홍삼(홍삼 에탄올추출물을 이용하여 제조한 발효홍삼)의 진세노사이드 함량변화를 분석한 결과이고;
[60]
도 8은 pH 7.0 내지 9.0의 조건에서 본 발명의 식물성 프로바이오틱 유산균에 의한 발효홍삼(홍삼 에탄올추출물을 이용하여 제조한 발효홍삼)의 진세노사이드 함량변화를 분석한 결과이다.

발명의 실시를 위한 형태

[61]
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.
[62]
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.
[63]
[64]
[실시예 1] 인삼 에탄올추출물을 이용한 발효인삼의 제조
[65]
국내산 건조 인삼(panax ginseng, 4-5년근) 100 g에 70% 에탄올 1 L를 넣고 70℃에서 18 시간 추출 한 후, 잔사에 30% 에탄올을 1 L를 넣고, 같은 조건으로 추출 여과하여 인삼 추출물을 수득한 후 감압농축 하였다.
[66]
상기 수득된 인삼 에탄올추출물을 물에 녹여 굴절계를 이용하여 브릭스(Brix) 비중을 3으로 조정하여 인삼 추출액을 제조한 후 95℃에서 10분간 가열 살균 하였다.
[67]
락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 멸균된 MRS(MRS media, Difco, USA) 액체배지에 접종한 후, 32℃에서 정치배양하여 활성화된 스타터(starter) 균주를 준비하였다.
[68]
인삼의 발효는 상기 제조된 인삼 추출액에 스타터 균주를 접종하여 발효기(LiFlus GX 5L, HANIL, Korea)를 이용하여 발효시켰다.
[69]
발효 온도는 37℃, DO 100, RPM 100으로 조정하여 1N NaOH(Sodium hydroxide, SAMCHUN, Korea), 1N HCl(Hydrochloric acid, SAMCHUN, Korea)를 이용하여 pH 별(pH 4, 5, 6, 7, 8, 9), 배양/발효 시간에 따른 진세노사이드, 폴리페놀, 조사포닌의 함량 변화를 조사하였다.
[70]
발효 전·후의 총 폴리페놀 함량, 조사포닌, 진세노사이드 함량 분석은 배양/발효액을 95℃에서 10분간 살균하여 식힌 후 여과한 다음 동결건조하여 하기 방법을 이용하여 분석하였다.
[71]
① 총 폴리페놀 함량
[72]
총 폴리페놀 함량은 Folin-Denis법(Folin and Denis, 1915)을 응용하여 측정하였다. 추출물을 ㎎/㎖ 농도로 만든 후, 시료 200 ㎕에 2N Folin-ciocalteau reagent(Sigma, USA) 200 ㎕를 첨가하여 충분히 혼합한 후 실온에 6분간 반응시킨 후 7% Na 2CO 3(Sigma, 99%, USA) 용액 2 mL를 가하여 실온에서 90분간 방치한 다음 UV/VIS spectrophotometer(Biomate 3S, Thermo Scientific, USA)를 사용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 폴리페놀 함량은 tannic acid(Sigma, USA)를 표준물질로 하여 10, 20, 30, 40, 50 mg/L 별로 준비하여 표준검량곡선을 작성하여 구하였다.
[73]
② 조사포닌 함량
[74]
시료 7.0 g을 정밀하게 달아 농축 플라스크에 취하고 감압 농축 건고한 후, 수포화 n-부탄올 용액 50 mL를 가하여 환류냉각기를 부착시켜 수욕 중에서 80℃로 1시간 가열추출한 다음 냉각한 다음, 여과지(Whatman No 2.)를 사용하여 분별 깔때기에 여과한다.
[75]
상기와 동일한 조작을 2회 더 반복한 후 여액과 세액이 들어 있는 분별 깔때기에 증류수 50 mL를 가하고 충분히 진탕 한 후 물층과 수포화 n-부탄올층을 완전히 분리한 다음 물층을 제거하였다.
[76]
상기와 동일한 조작을 2회 더 반복한 후 수포화 n-부탄올 추출액 전액을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 70℃ 수욕상에서 감압 농축하여 수포화 n-부탄올 용액을 제거하였다.
[77]
조사포닌이 들어 있는 농축 플라스크를 105℃ 건조기에 2시간 동안 건조한 후 방랭한 다음 무게를 달아, 하기 식에 따라 조사포닌 함량을 구하였다.
[78]
[79]
③ 진세노사이드(Ginsenoside) 함량분석
[80]
진세노사이드 함량분석은 Waters-PAD(Waters 1525, detector 2998, USA)를 활용하여 물(A액)과 ACN(B액)을 하기 표 1 및 2와 같은 gradient 조건으로 flow rate 1.0 ml/min으로 하여 HPLC(high performance liquid chromatography) 분석하였다.
[81]
[82]
[83]
락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주에 의한 인삼 발효물의 진세노사이드 함량을 조사하여 하기 표 3, 표 4, 도 3 내지 6에 나타내었다.
[84]
[85]
[86]
상기 표 3 및 표 4 및 도 3의 결과에서도 확인할 수 있듯이, pH 4와 5의 조건으로 배양/발효한 발효물의 경우 배양/발효기간이 늘어날수록 PPT(Protopanaxatriol) 계열 사포닌인 진세노사이드 Rg1과 Re의 함량이 줄어들고, 진세노사이드 F4와 Rh4의 함량이 증가하는 경향을 보였다.
[87]
또한 PPD(Protopanaxadiol) 계열 사포닌도 진세노사이드 Rb1, Rc, Rb2 등의 주요성분이 감소하고 진세노사이드 Rg3와 Rg5가 증가하는 경향을 보이는 것을 확인하였다.
[88]
pH 6의 조건으로 배양/발효한 발효물의 경우는 진세노사이드의 뚜렷한 성분전환 경향을 찾을 수 없었으나 pH 7의 조건으로 배양/발효한 발효물의 경우 진세노사이드 Rb1이 배양/발효 5일째 급격한 감소를 하는 대신에 진세노사이드 Rd가 급상승하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 표 5 및 도 4의 결과에서도 확인할 수 있으며, 특히 발효 전 5.1 mg/g이던 Rd의 함량이 5일 발효 후에는 32.0 mg/g으로 약 7배 이상으로 진세노사이드 Rd가 강화 인삼 발효물을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.
[89]
반면 pH 8에서는 배양/발효 3일째 Rd가 증가하다 5일째 다소 감소하였으며, pH 9에서는 배양/발효 5일째 PPD 계열 사포닌이 발효 전 보다 약간 증가하는 경향을 보였다.
[90]
[91]
또한, 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주에 의한 인삼 발효물의 조사포닌 함량을 조사하여 하기 표 5에 나타내었다.
[92]
[93]
상기 표 5에서도 확인할 수 있듯이, 인삼 추출물의 조사포닌 함량은 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 이용한 배양/발효 3일에는 배양/발효 전 보다 다소 증가하는 경향을 보였으며, 배양/발효 5일에는 3일 보다 다소 감소하는 경향을 보였지만 발효 전과 비교하였을 때에는 큰 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있었다.
[94]
[95]
또한, 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주에 의한 인삼 발효물의 폴리페놀 함량을 조사하여 하기 표 6에 나타내었다.
[96]
[97]
상기 표 6에서도 확인할 수 있듯이, 폴리페놀 함량의 경우 진세노사이드 RD의 함량과 유사하게 역시 pH 7에서 가장 높게 나타났으며, pH 6과 8의 조건으로 배양/발효한 5일째가 다음으로 높게 나타났고, 나머지 조건에서는 큰 차이를 보이지 않는 것을 확인할 수 있었다.
[98]
상기의 결과는 결과적으로 인삼 추출물에 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 이용하여 발효시 pH를 중성 즉 pH 7로 조절함으로써 진세노사이드 Rb1이나 Rc 등이 진세노사이드 Rg3나 Rg5로의 전환되지 않고, 진세노사이드 Rd로 전환되게 하여 진세노사이드 Rd로 전환되게 하여 진세노사이드 Rd가 특히 고농도로 함유된 발효인삼을 제조할 수 있음을 확인한 결과이다.
[99]
[실시예 2] 홍삼 열수추출물을 이용한 발효인삼의 제조
[100]
국내산 홍삼( panax ginseng, 4-5년근) 100 g에 증류수 2 L를 넣고 12시간 찜 기능을 한 후, 물 2 L를 넣고 72시간 숙성을 시켜 홍삼 추출액을 수득하였다.
[101]
상기 수득된 홍삼 추출물을 여과한 후 95℃에서 10분간 가열 살균하여, 굴절계를 이용하여 브릭스(Brix) 비중을 5로 조정하여 홍삼 열수추출물을 제조하였다.
[102]
락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 접종하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 배양/발효시킨 후, pH 별(pH 4, 5, 6, 7, 8, 9), 배양/발효 시간에 따른 진세노사이드, 폴리페놀, 조사포닌의 함량 변화를 조사하였다.
[103]
[104]
그 결과, 상기 표 7 및 도 5에서도 확인할 수 있듯이, pH 4와 5의 조건으로 배양/발효한 홍삼 발효물의 경우 상기 실시예 1의 인삼 발효물에서와 같이 배양/발효기간이 늘어날수록 PPT 계열 사포닌인 진세노사이드 Rg1과 Re의 함량이 줄어들고, 진세노사이드 F4와 Rh4의 함량이 증가하는 경향을 보였으며, PPD 계열 사포닌도 진세노사이드 Rb1, Rc, Rb2 등의 주요성분이 줄어들고 진세노사이드 Rg3와 Rg5가 증가하는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
[105]
또한, pH 6의 조건으로 배양/발효하였을 경우 주요성분인 진세노사이드 Rg1, Re, Rb1, Rb2, Rc, Rd가 다소 증가하는 경향을 보였으나 산촉매에 의해 생성된 것으로 보이는 진세노사이드 F4, Rh4, Rg3 및 Rg5의 증가경향은 확인되지 않았다.
[106]
[107]
반면 상기 표 8 및 도 6에서의 결과에서도 확인할 수 있듯이, pH 7과 8의 조건으로 배양/발효하였을 때는 PPT 계열 사포닌인 진세노사이드 Rg1 및 Re 성분 변화는 없었으나 PPD 계열 사포닌인 진세노사이드 Rb1은 급속도로 줄어들고, 진세노사이드 Rc도 배양/발효기간의 증가에 따라 증가하여 진세노사이드 Rd로 급격하게 전환되는 것을 확인할 수 있었다.
[108]
즉, pH 7의 조건으로 배양/발효한 홍삼 발효물의 경우 진세노사이드 Rd 함량이 발효 전 1.0 mg/g이던 것이 3일 배양/발효 후 6.6 mg/g, 5일 배양/발효 후 11.6 mg/g으로 상승되어 각각 6.6배, 11.6배로 증가되는 것을 확인할 수 있었다.
[109]
또한 pH 8로 발효하였을 경우는 진세노사이드 Rd가 발효 전 0.9 mg/g이던 것이 3일 배양/발효 후 5.3 mg/g, 5일 배양/발효 후 12.1 mg/g으로 상승되어 각각 5.8배, 13.4배 증가됨을 확인할 수 있었다.
[110]
그러나 pH를 9의 조건에서는 진세노사이드의 함량변화를 관찰할 수 없었다.
[111]
[112]
홍삼 발효물에서의 조사포닌의 함량은 상기 실시예 1의 인삼 발효물과 유사한 결과를 확인할 수 있었다.
[113]
[114]
홍삼 발효물에 대한 폴리페놀 함량을 조사한 결과 하기 표 9에 나타내었다.
[115]
하기 표 9의 결과에서도 확인할 수 있듯이, 홍삼 발효물에서의 폴리페놀 함량은 발효 전에 비해 pH 7에서 가장 높게 나타나 pH가 증가할수록 점차 낮아졌으나 발효 전 보다는 높게 나타나, 상기 실시예 1의 인삼 발효물과 유사한 경향을 확인할 수 있었다.
[116]
[117]
상기의 결과는 결과적으로 홍삼 열수추출물에 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 이용하여 발효시 pH를 중성 즉 pH 7 내지 pH 8로 조절함으로써 진세노사이드 Rb1이나 Rc 등이 진세노사이드 Rg3나 Rg5로의 전환되지 않고, 진세노사이드 Rd로 전환되게 하여 진세노사이드 Rd가 특히 고농도로 함유된 발효홍삼을 제조할 수 있음을 확인한 결과이다.
[118]
[실시예 3] 홍삼 에탄올추출물을 이용한 발효인삼의 제조
[119]
국내산 홍삼( panax ginseng, 4-5년근)을 100 g을 1 L의 70% 에탄올로 70℃에서 8 시간식 2회, 100% 물 1 L를 넣어 2회 더 추출하여 총 4회 추출한 추출물을 여과하여 감압농축한 후, 홍삼 에탄올추출물을 수득하였다.
[120]
상기 수득한 홍삼 에탄올추출물을 굴절계를 이용하여 브릭스(Brix) 비중을 6로 조정하여 여과한 후 95℃에서 10분간 가열 살균하여 사용하였다.
[121]
락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 접종하여, 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 배양/발효시킨 후, pH 별(pH 4, 5, 6, 7, 8, 9), 배양/발효 시간에 따른 진세노사이드 함량 변화를 조사하였다.
[122]
[123]
그 결과, 상기 표 10 및 도 7에서도 확인할 수 있듯이, pH 4의 조건으로 배양/발효한 홍삼 발효물의 경우 상기 실시예 1의 인삼 발효물에서와 같이 배양/발효기간이 늘어날수록 PPT 계열 사포닌인 진세노사이드 Rg1과 Re의 함량이 줄어들거나 검출이 안되고, PPD 계열 사포닌도 진세노사이드 Rb1, Rc, Rb2 등의 주요성분이 줄어들고 진세노사이드 Rg3와 Rg5가 5 내지 8배 증가하는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
[124]
또한, pH 5의 조건으로 배양/발효하였을 경우 주요성분인 진세노사이드 Rg1, Re, Rb1, Rb2, Rc, Rd가 전체적으로 감소하였으며, Rg3 및 Rg5 역시 증가경향은 확인되지 않았다.
[125]
또한, pH 6의 조건으로 배양/발효하였을 경우 배양 3일에는 주요성분인 진세노사이드 Rg1, Re, Rb1, Rb2, Rc, Rd가 큰 변화를 보이지 않았으나 발효 5일부터 Rd가 3배가량 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
[126]
[127]
반면 상기 표 11 및 도 8에서의 결과에서도 확인할 수 있듯이, pH 7의 조건으로 배양/발효물의 경우는 PPT 계열 사포닌인 진세노사이드 Rg1 및 Re 성분 변화는 없었으나 PPD 계열 사포닌인 진세노사이드 Rb1은 급속도로 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 진세노사이드 Rc 및 Rb2가 감소하여 진세노사이드 Rd로 급격하게 전환되는 것을 확인할 수 있었다.
[128]
즉, pH 7의 조건으로 배양/발효한 홍삼 발효물의 경우 진세노사이드 Rd 함량이 발효 전 0.9 mg/g이던 것이 3일 배양/발효 후 4.1 mg/g, 5일 배양/발효 후 6.9 mg/g으로 상승되어 각각 약 4.6배, 7.8배로 증가되는 것을 확인할 수 있었다.
[129]
또한 pH 8로 발효하였을 경우는 진세노사이드 Rd가 발효 전 0.9 mg/g이던 것이 3일 배양/발효 후 0.8 mg/g, 5일 배양/발효 후 1.4 mg/g으로 상승되는 것을 확인할 수 있었고, pH를 9의 조건에서는 진세노사이드 Rd의 함량이 다소 감소하는 경향을 관찰할 수 있었다.
[130]
[131]
또한, 홍삼 발효물에서의 조사포닌의 함량 및 홍삼 발효물에 대한 폴리페놀 함량은 상기 실시예 1의 인삼 발효물과 유사한 경향을 확인할 수 있었다.

청구범위

[청구항 1]
식물성 프로바이오틱 유산균으로 락토바실러스 플란타룸( lactobacillus plantarum) KACC 11451 균주를 배양시키는 단계;와 인삼, 홍삼 또는 이들의 혼합물에 상기 식물성 프로바이오틱 유산균을 접종하여 발효시키는 단계; 를 포함하는 진세노사이드 Rd가 강화된 발효인삼 또는 발효홍삼의 제조방법.
[청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 발효는 3 내지 5일 동안 pH 6.5 내지 8.5에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 3]
제 1항에 있어서, 상기 제조방법은 발효 후, 진공농축, 스프레이 드라이 또는 동결건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 4]
제 1항에 있어서, 상기 인삼 또는 홍삼은 열수추출법, 주정추출법 또는 혼합추출법에 의해 제조된 추출물 또는 엑기스 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 5]
제 4항에 있어서, 상기 추출물은 고형분의 함량이 3 내지 20 브릭스(Brix)의 인삼, 홍삼 또는 이들의 혼합 추출물인 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 6]
제 1항에 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 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 7]
제 1항에 있어서, 상기 발효인삼 또는 발효홍삼은 식물성 프로바이오틱 유산균 발효에 의해 0.5 ㎎/g 내지 100 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 8]
제 7항에 있어서, 상기 발효인삼은 3 ㎎/g 내지 50 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유되어 있으며, 상기 발효홍삼은 0.5 ㎎/g 내지 30 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
[청구항 9]
제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항에 따른 방법으로 제조된 0.5 ㎎/g 내지 100 ㎎/g의 진세노사이드 Rd가 함유된 발효인삼 또는 발효홍삼.

도면

[도1]

[도2]

[도3]

[도4]

[도5]

[도6]

[도7]

[도8]