Changes in the Contents of Prosapogenin in the Skin White ginseng(Panax ginseng) Depending on Extracting Batches

피부백삼의 추출 조건에 따른 프로사포게닌 함량 변화

Abstract

This study compared the contents of ginseng prosapogenin depending on the extracting conditions of Skin White ginseng(Panax ginseng) to provide basic information for developing Skin White ginseng-based functional foods. Our findings show that the content of crude saponin peaked at 4 hours of extraction(SWG-4) and when extracted at $100^{\circ}C$. However, the content of total saponin reached its height at 8 hours of extraction at $100^{\circ}C$(SWG-8). On the other hand, the content of prosapogenin reached their heights at 60 hours of extraction(SWG-60), followed by 60 hours of extraction at $100^{\circ}C$. And at $100^{\circ}C$ the main prosapogenin of the content of Red and Black ginseng ginsenoside $Rg_3$, $Rg_5$ and $Rk_1$ reached their heights at 60 hours of extraction(SWG-60), followed by 60 hours of extraction.

재료 및 방법

실험재료 −본 연구에 사용한 피부백삼(Panax ginseng)은 2012년 10월에 (주)대동고려삼(대표: 최성근)에서 4년 근을 구입하였고, 제품표본은 세명대학교 한방식품연구실에 보관하고 있다(Fig. 1.).

Fig. 1.Figure of Skin White ginseng.

엑스의 조제 −피부백삼를 세말하고, 시료 각각 200 g씩에 증류수 2 l를 넣고, 100℃에서 4, 8, 12, 16, 20, 36, 48, 60 그리고 72시간씩 1회 추출하여 여과 후, 동결건조 하여 피부백삼 엑스를 얻었다.

조 사포닌(Crude Saponin) 조제25)−피부백삼 엑스 각 2 g에 디에틸에테르(diethylether) 50 ml를 가하여 1시간씩 3회 초음파 세정기(고도기업, 4020P, 한국)로 추출한 후, 원심분리 하여 상등액을 제거한다. 얻은 잔사에 수포화 부탄올(butanol) 50 ml를 가하여 2시간씩 3회 추출하고, 원심분리 하여 상등 액을 취하여 여과하고, 감압 농축을 하여 조사포닌(조사포닌량 Table I 참조)을 얻는다.

Table I.Values represent the mean±S.E. (n=3), a) Sum total of individual ginsenoside contents. b) Ginsenosides Rg2+Rg3+Rg5+Rg6+Rh1+Rh4+Rk1+Rk3+F4, c) hours, SWG-4: Skin White ginseng extracted 4 hours at 100℃

HPLC-ginsenoside의 분석 −위에서 얻은 엑스를 고 등28)의 조건을 응용하여 HPLC를 실시하고, 상법에 따라 표품과 직접 비교하여 인삼사포닌의 함량 및 조성을 각 시료당 3회 반복 실험하여 결과의 재현성을 확인하여 분석하였다. 표품은 Chromadex(USA)와 엠보연구소(Korea)로부터 구입한 순도 99% 이상의 ginsenoside를 사용하였다.

사용한 HPLC 장치는 Waters 1525 binary HPLC system(Waters, Milford, MA, USA)이며, 컬럼은 Eurospher 100-5 C18(3×250 mm; Knauer, Germany)을 사용하였다. 이 동상은 acetonitrile(HPLC grade; Sigma-Aldrich Chem Co., USA)과 증류수(HPLC급, B&J, USA)이며, acetonitrile의 비율을 17%(0 min)에서 25%(25 min), 40%(50 min), 60%(105 min) 그리고 100%(110 min)로 순차적으로 늘려주고 마지막으로 다시 17%로 조절하였다. 전개온도는 실온, 유속은 분당 0.8 ml, 크로마토그램은 uv/vis Waters 2487 Dual λ Absorbance Detector(Waters, U.S.A.) 검출기를 이용하여 203 nm에서 검출하였다.

 

결과 및 고찰

인삼을 가공하는 데는 추출농축을 통하여 진행되고, 열에 의한 가수분해에 의해서 홍삼 및 흑삼 제조시 생성되는 prosapogenin 성분(ginsenoside Rg3, Rg5, Rk1)이 산생20,29) 된다고 하는 점에 착안하여, 본 연구는 피부백삼의 추출 시간에 따른 인삼 사포닌의 함량을 HPLC 법으로 비교분석하였다(Fig. 2, 3).

Fig. 2.HPLC chromatogram of ginsenosides detected from the processed Skin White ginseng.

Fig. 3.HPLC profiles of ginsenosides detected from the processed Skin White ginseng(SWG-60)

피부백삼 증류수 추출(100℃) 시간별 인삼사포닌 함량 비교 분석을 실시한 결과, 조 사포닌의 양에 있어서는 Table I에서 보는바와 같이 SWG-4가 26.316%로 가장 높은 함량을 나타내었으며, SWG-8이 24.965%, SWG-12는 24.024% 순서로 높은 함량을 나타내므로서, 100℃ 4시간 추출 피부 백삼 추출물의 조 사포닌 함량이 높게 확인되었다. 각 ginsenoside의 총합인 총 사포닌(total saponin) 함량에 있어서는 SWG-8이 5.492%이었으며 SWG-20은 5.205%이었으며, SWG-16은 4.961%로서 100℃ 8시간 추출 피부백삼 추출물의 총 사포닌이 높은 함량을 보여주었다. Prosapogenin 성분(Rg2, Rg3, Rg5, Rg6, Rh1, Rh4, Rk1, Rk3, F4)의 총량은 SWG-60이 3.051%이었으며 SWG-48은 3.047%이었으며, SWG-20은 2.708%로서 100℃ 60시간 추출 피부백삼 추출물의 총 사포닌이 높은 함량을 보여주었다.

Protopanaxadiol group prosapogenin의 경우는 4시간 추출(SWG-4)시 ginsenoside Rg3의 함량이 0.188%을 나타내었으나, 추출 시간이 늘어날수록 함량이 증가하다가, 48시간 추출했을 때, 1.542%(SWG-48)의 가장 높은 함량을 나타내었고, 60시간 추출시 1.536%(SWG-60)의 순이었고, 72시간 추출(SWG-72)시에는 1.068%로 줄어 들었다. 이와 같은 SWG-48의 ginsenoside Rg3의 함량은 고 등30)이 보고한 홍삼 엑스보다 약 2,7배 높은 함량을 나타내었다.

또한, ginsenoside Rg5, Rk1의 함량에 있어서는 60시간 추출했을 때, 1.043%(SWG-60)의 가장 높은 함량을 나타내었고, 48시간 추출시 1.001%(SWG-48)의 순이었다. 특히, SWG-60의 ginsenoside Rg5, Rk1의 함량에 있어서는 Lee 등20)이 보고한 구증구폭한 홍삼(흑삼) 엑스보다도 약 2.4배 높은 함량을 나타내었다.

따라서, protopanaxadiol group 홍삼특유성분으로 알려진 ginsenoside Rg3는 48시간 추출했을 때, protopanaxadiol group 흑삼특유성분으로 알려진 ginsenoside Rg5 과 Rk1은 60시간 추출했을 때 가장 고농도 인삼 prosapogenin 성분함유 추출 엑스를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

한편, Protopanaxatriol group prosapogenin의 경우는 4시간 추출시 ginsenoside Rg2의 함량이 0.080%을 나타내었으나, 추출 시간이 늘어날수록 함량이 증가하다가, 48시간 추출했을 때, 0.186%의 가장 높은 함량을 나타내었고, 20시간 추출시 0.176%의 순이었다.

또한, ginsenoside Rh1의 함량에 있어서는 8시간 추출했을 때, 0.802%의 가장 높은 함량을 나타내었고, 4시간 추출시 0.675%의 순이었고, 추출시간이 길어질수록 함유량이 적어졌다. 따라서, Protopanaxatriol group 홍삼특유성분으로 알려진 ginsenoside Rg2는 48시간 추출했을 때, ginsenoside Rh1은 8시간 추출했을때 가장 고농도 인삼 prosapogenin 성분 함유 추출 엑스를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

 

결 론

기능성 성분 강화 피부백삼 조성물 개발의 일환으로 피부 백삼 증류수 추출(100℃) 시간별 인삼사포닌 함량을 비교분석한 결과, 홍삼 및 흑삼 특유성분으로 알려진 ginsenoside Rg3는 48시간 추출했을 때, ginsenoside Rg5 과 Rk1은 60시간 추출했을 때 가장 고농도 인삼 prosapogenin 성분 함유 추출 엑스를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었고, ginsenoside Rg2는 48시간 추출했을때, ginsenoside Rh1은 8시간 추출했을때 가장 고농도 인삼 prosapogenin 성분 함유 추출 엑스를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.