Physicochemical and Antioxidant Properties of Red Ginseng Marc Fermented by Bacillus subtilis HA with Mugwort Powder Addition

고초균 발효에 의한 홍삼박 발효물에 쑥 분말 첨가에 따른 물리화학적 및 항산화적 특성

Red ginseng marc (RGM) was fermented by the solid-state fermentation using Bacillus subtilis HA to produce biologically active compounds. The red ginseng marc fermented without mugwort possessed higher mucilage content (11.5%) and proteolytic activity (277.5 unit/g). The RGM fermented with 3% mugwort showed lower production of mucilage and protease activity whereas higher tyrosine content (581.3 mg%) and consistency index ($8.8\;Pa{\cdot}s^n$). The mucilage produced from fermented RGM contained $\gamma$-PGA with 1,100 kDa of molecular weight, and its yield was 15.9 g/kg. 70% ethanol extract from the RGM fermented with 3% mugwort had the highest DPPH radical scavenging effect ($IC_{50}$ value of 0.57 mg/mL), and the water extract showed the highest ABTS radical scavenging effect, indicating $IC_{50}$ value of 1.24 mg/mL. Overall, the RGM fermented by B. subtilis HA with mugwort contained various biologically active compounds having antioxidant effects.

홍삼 추출액 제조 후 생산되는 부산물인 홍삼박의 식품 소재화를 위해서 열풍 건조시킨 후 초미세 분말화 하였으며, 쑥 분말 첨가에 따른 고초균 발효 특성을 조사하였다. 홍삼박 분말에 탈지대두분말 3%와 monosodium glutamate(MSG) 2%, 쑥을 농도별(0~3%)로 첨가하여 발효하여 분석하였다. 홍삼박 발효물의 tyrosine 함량은 쑥 3% 첨가 시 581.3 mg% 로 가장 높은 함량을 나타낸 반면 protease 활성은 쑥을 첨가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며 쑥을 첨가하지 않은 구에서 277.5 unit/g으로 가장 높은 활성을 나타냈다. 점조도 측정 결과 쑥 3% 첨가 시 $8.8\;Pa{\cdot}s^n$으로 가장 높게 나타났고, 점질물 함량은 쑥을 첨가하지 않은 구에서 11.5%로 가장 높은 함량을 나타냈다. 고분자 점질물인 PGA함량을 GPC를 이용하여 측정한 결과 쑥을 첨가하지 않은 구에서 15.9 g/kg 이었으며 분자량은 1,100 kDa으로 나타났다. 첨가된 MSG 전환율을 약 80% 정도로 나타냈으며, 쑥 첨가에 따른 전환율에 효과는 볼 수 없었다. DPPH radical 소거활성은 쑥 3% 첨가된 발효물에서 물과 70% 주정 추출물 각각 $IC_{50}$값이 0.62 mg/mL, 0.57 mg/mL로 나타났다. ABTS radical 소거 활성은 쑥 3% 첨가 시 물 과 70% 주정 추출물에서 각각 $IC_{50}$값은 1.24 mg/mL, 1.34 mg/mL로 나타났다.