인삼(人蔘)의 주요약리성분(主要藥理成分)으로 밝혀지고 있는 사포닌의 함량변화(含量變化)를 중심으로 하여 인삼(人蔘)의 채굴연수(採掘年數)의 진단(診斷)과 약리작용(藥理作用)에 대한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위하여 재배인삼(栽培人蔘)의 생육연수(生育年數)에 따른 총(總)사포닌 함량(含量)의 변화(變化), diol사포닌과 triol사포닌의 비교(比較) 및 PT/PD 비(比)등을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. (1) 생육연수(生育年數)에 따른 총(總)사포닌함량(含量)은 연근(年根)이 증가할 수록 총(總)사포닌함량(含量)이 증가 하였는데 5 년근(年根)에서 5.19%로 가장 높았으며 6년근(年根)에서는 4.80%로 오히려 감소하는 경향이었다. (2) 총(總)사포닌함량(含量)만을 고려(考慮)한다면 6년근(年根)보다 5 년근(年根)에서 채굴(採掘)함이 바람직하다. (3) 생육연수(生育年數)에 따른 PT/PD비(比)를 보면 연근(年根)이 증가할 수록 차차 증가하여 6년근(年根)이 0.51로서 가장높았으며 5년근(年根)의 0.48보다 6.25%나 더 높았다. (4) 따라서 PT/PD비(比)의 증가량을 고려한다면 6년근(年根)에서 채굴(採掘)함이 바람직 하였다.
인삼제품의 품질관리와 효능연구의 시료사용에 참고자료로 활용하기 위하여 인삼근의 부위별, 연근별 사포닌 함량 및 분포를 조사하였다. 한국인삼 6년근의 부위별 조성은 뇌두(rhizome) 4.1%, 동체(main root) 47.7%, 지근(lateral)의 비는 대략 1:1이었으나 지근부는 2:1로 피층이 많았다. 사포닌분포는 동체와 세근부가 29% 정도로 거의 같고, 지근부 34.6%로 가장 많았고, 뇌두는 7% 수준으로 가장 적었다. 그러나 단위 중량당 함량에서는 세근>퇴두>지근>동체의 순으로 뇌두가 높은 반면 동체는 가장 낮았다. 연근별 사포닌 변화는 2년근 4.89%, 6년근 7.98%로서 본포이식후 4년간 약 3% 증가에 그쳤으나 뿌리의 비대성장을 고려할 때 계속적으로 합성축적 되었으며 연간 증가율은 5년근이 43.8%로 가장 왕성한 성장기임을 나타내고 4년근 19.8%, 6년근 21.1%로 비슷했다. 따라서 5년에 뿌리의 생장과 사포닌 합성축적이 최고 수준에 도달했다가 6년째 부터 쇠퇴기로 됨을 알았다. 개별 사포닌의 함량변화는 전반적으로 증가하는 경향이나 PT계 사포닌보다는 PD계 사포닌의 증가가 보다 큰 경향이었다.
인삼엑기스의 추출온도와 추출시간, 그리고 열처리가 인삼엑기스의 사포닌과 순수분리 조제된 조사포닌의 양적 변화와 패턴변이에 미치는 영양을 조사하기 위하여 물을 추출용매로 하고 추출 조건별로 인삼엑기스와 조사포닌을 조제하고 조제된 조사포닌을 다시 열처리하여 그 변이여부를 HPLC법으로 측정비교하여 본 결과 순수분리된 조사포닌이 인삼엑기스중의 사포닌 경우보다 열처리에 의한 변이차가 더 컸으며 패턴별로는 ginsenoside-Rd가 비교적 내열성이었고 ginsenoisde-Re, -Rc, $-Rb_1$ 및 $-Rb_2$가 비교적 비내열성인 것으로 나타났다. 인삼엑기스 조제시 사포닌의 패턴과 양적인 변이는 추출온도가 높고 추출시간이 길수록 컸으며 $100^{\circ}C$이상에서 특히 심하였다. 따라서 인삼엑기스중의 사포닌 함량과 ginsenoside별로 안정을 유지하기 위한 추출조건으로는 $80^{\circ}C$이하에서 40시간내외로 처리하는 것이 가장 합리적인 것으로 판단된다.
추출용매와 조작순서를 달리하여 원료인삼 및 압출성형 가공시 인삼의 사포닌 함량 및 항산화 정도의 변화를 알아보기 위하여 인삼과 압출성형한 가공 인삼의 80% 에탄올 엑기스, 에틸아세테이트 분획, 수포화 부탄올 분획, 수층 분획을 각각 얻은 후 LC/MASS를 사용하여 사포닌 함량을 조사하고 기존의 여러 가지 항산화 작용 측정 방법들의 오류를 없애고 더욱 정확한 결과를 낼 수 있는 대처 방안으로 선정된 ORAC 분석법에 의해 항산화 활성을 검토하였다. 검체 인삼 중 사포닌은 ginsenoside Rb1과 Rg1 및 Re를 주요 성분으로 다량 함유하고 있었으며, Rb2, Rc, Rd 등이 뒤를 이었고, 그밖에도 Rg3, Rh1가 미량 분포하고 있었다. 압출 성형 인삼의 경우 원료 인삼에 비해 전반적으로 사포닌 함량이 높았으며, 주로 ginsenoside Re와 Rb1 및 Re가 많았고, 그밖에 Rc, Rb2, Rg1, Rh, Rd 등이었으며, 특히 원료인삼에서 미량 존재하던 Rh1과 Rg3가 많이 증가함을 보였다. 이러한 현상은 압출인삼의 에틸아세테이트층과 부탄올층에서도 같은 경향을 보였다. 원료 인삼의 에틸아세테이트층에서는 Rg1 함량이 높았고, 압출인삼에서는 Rh1과 Rg3가 많이 용출되었으며, Rg1, Re, Rb1 등이 용출되었다. ORAC 분석법에 의한 항산화 활성 연구에서 원료인삼 중의 여러 생리활성 성분이 많이 함유되어 있는 80% 에탄올 추출 분획과 일반적으로 극성의 사포닌 성분을 많이 함유한 수포화 부탄올층의 항산화 활성은 에틸아세테이트층과 수층에 비해 높았으나, 압출성형과정을 거치더라도 유의성 있는 증가는 없었다. 그러나 압출성형과정을 거친 압출 인삼의 에틸아세테이트층과 수층 분획이 대조 원료인삼의 각각의 분획들에 비해 모두 유의성($p$ >0.05)있는 증가를 보였다. 또한 원료인삼과 압출 인삼의 80% 에탄올 추출 엑기스, 에틸 아세테이트 분획, 수포화 부탄올 분획, 수층 분획 모두에서 일정 수준의 항산화 활성을 나태내고 있음을 확인할 수 있었고, 특히 인삼사포닌을 거의 함유하지 않은 원료인삼과 압출 인삼의 수층에서도 항산화 활성을 나타내었다. 이는 인삼 중 항산화 활성은 에틸아세테이트 층으로 이행되는 폴리페놀 계통 성분 및 일부 비극성의 사포닌에 의한 것으로 추측되고 있으나, 모든 분획에서 나타난 것으로 보아 이들 외에 산성 다당체, 당단백질, 수용성 다당류, 말톨 등 다른 생리 활성 물질에 대한 연구가 요구된다.
이 연구는 mouse liver의 epoxide hydrolase에 대한 인삼 사포닌 분획들의 효과를 검정하기 위해 고안되었다. Epoxide hydrolase는 반응성을 갖는 수많은 epoxide 중간물질들의 독성 및 발암성으로부터 세포를 보호하는데 중요한 역할을 하는 효소들의 한 group이다. Cytosolic epoxide hydrolase 활성도는 저농도의 사포닌 분획 첨가시에는 농도에 비례하여 활성이 증가되었으나, 고농동에서는 반대효과를 나태냈다. 수일간 인삼 사포닌 분획을 처리한 epoxide hydrolase의 활성도는 무처리에 비해 유의하게 증가되었음이 관찰되었다.
약 20g 되는 생쥐에 인삼사포닌은 매일 체중 20g 당 0.02 mg을, 디을계와 트리올계 사포닌은 0.01 mg을 피하주사하여 in vivo에서의 Tryptophan Pyrrolase(TP) 활성의 변화를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 인삼 사포닌을 주사한 3시간 후에 TP 활성은 약간 증가하였으나 통계학적으로 유의성이 없었으며, 24시간 후에는 정상수준으로 복귀하였다. 1 주간 처리군은 61.11%의 유의성 있는 증가를 나타내었다. 2. 디올계 사포닌 처리로 TP 활성은 3시간 후에 12.10% 증가하였으나 유의성이 없었으며, 12시간에 64.96%의 유의성 있는 증가를 보였으며, 24시간에 30.78%로 감소하였으나 유의성이 없었다. 1주간 처리군은 100.58%의 유의성 있는 증가를 나타내었다. 3. 트리올계 사포닌 처리는 3시간에 59.17%의 유의성 있는 활성증가를 일으켰으며, 24시간에 거의 대조군의 수준으로 복귀하였다. 1주간 처리군은 66.98%의 유의성 있는 증가를 나타내었다.
진세노사이드(인삼 사포닌)는 인삼의 대표적 약리성분 중의 하나로 생물학적 활성을 가진 배당체 화합물이다. 이들 사포닌은 가수분해 되어 저분자화 되었을 때, 항주름 및 항산화, 항암 등에 높은 약리효능효과를 나타낸다. 본 연구에서는 인삼 esculin 배지를 활용하여 ${\beta}$-glucosidase 활성을 가진 균주를 분리하였고 인삼 사포닌 전환을 미생물을 이용하여 수행하였다. 본 균주들을 16S rRNA sequencing을 통하여 동정하여 본 결과 Stenotrophomonas rhizopilae strain GFC09로 확인되였다. 균주의 최적 활성 조건을 결정하기 위해 조효소 1 mM와 인삼사포닌 $Rb_1$과 함께 배양한 후 생물학적 전환을 TLC, HPLC를 사용하여 확인하였다. 조효소에 의한 인삼 사포닌 $Rb_1$의 전환 경로는 다음과 같다. LB: RbNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$Rd${\rightarrow}$FNeobio R&D center, Gyeonggi-do 16954, Korea${\rightarrow}$compound K, TSB: $Rb_1{\rightarrow}Rd{\rightarrow}F_2$. 가수분해된 생성된 물질은 NMR로 구조 동정하였다. 전환 산물의 효능 분석결과, 콜라겐 생성을 농도 의존적으로 증가시키는 것이 관찰되었다. 이에 본 연구에서는 ginsenoside $F_2$와 compound K 함유 인삼 전환 산물의 주름 개선 소재로서 활용가능성을 확인하였다.
인삼사포닌 분획물들(total saponin, diol saponin and triol saponin)이 생쥐의 항체생성에 미치는 영향과 면역억제의 회복에 미치는 영향 그리고 혈청총단백질의 생성에 미치는 영향에 대하여 알아본 결과 아래와 같은 결론을 얻었다. 1. Total saponin은 10mg/kg/day, diol saponin은 10mg/kg/day, triol saponin은 5mg/kg/day로 생쥐에 투여하였을 때 순환성 항체가 가장 많이 생성되는 것으로 나타났다. 2. CY로 면역을 억제시킨 상태에서는 인삼사포닌을 투여하여도 순환성 항체의 생성이 대조군과 차이가 없는 것으로 나타났다. 3. 인삼사포닌은 항체생성과 혈청총단백질의 증가에 서로 다른 농도로 작용을 나타낸다.
쥐에게 물대신 12% 에탄올(대조군) 또는 인삼사포닌 분획을 포함한 12% 에탄올(시험군)을 6일간 투여한 후 간과 혈청에서의 acetaldehyde 농도와 간의 [$NAD^+$]/ [NADH] 및 [$NADP^+$]/[NADPH] 비율을 조사하였다. 대조군의 간과 혈청의 acetaldehyde 농도는 물로 사육한 정상군에 비해 훨씬 높았으나 물대신 인삼사포닌을 포함한 에탄올을 투여한 시험군의 경우는 정상군에 비해 약간 높았을 뿐이었으며 [$NAD^+$]/ [NADH] 비의 감소율도 대조군보다는 시험군이 훨씬 작았다. l-$^{l4}C$]-ethanol을 함유한 10% ethanol을 1ml 복강으로 투여하고 30분 후의 간의 지방질의 방사능을 분석한 결과 시험군의 간 지방질의 전체 방사능은 대조군보다 훨씬 낮았고 인산지방질, 콜레스테롤, 지방산, 중성지방과 같은 지방질의 분석결과는 에탄올 투여로 인한 인산지방질 생합성 저하와 지방산 및 중성지방의 생합성 증가현상이 인삼사포닌의 투여로 개선되는 것으로 관찰되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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