인삼으로부터 사포닌 화합물의 신속한 추출방법을 모색하기 위하여 waring blonder 와 유기용매를 이용한 새로운 추출방법을 개발하였다. 본 방법은 기존의 인삼 증류추출방법과 비교해볼 때 6개의 주종 사포닌($ginsenoside-Rb_2$, $ginsenoside-Rb_1$, ginsenoside-Rc, ginsenoside-Rd, ginsenoside-Re, $ginsenoside-Rg_1$) 함량이 유사하여 유의성이 있는 것으로 생각된다. 유기용매는 메탄올과 클로로포름을 7:3의 비율로 사용하였을 때 사포닌 화합물이 잘 추출되었다. 5개의 주종사포닌을 합한 전체 사포닌 함량은 본 방법에서는 2.41% 이었고 기존의 방법 에서는 2.54%이었다. 그러나 조사포닌의 함량은 본 방법이 기존의 방법보다 높은 것으로 나타났다.
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.
인삼엽차 제조를 위한 연구의 일환으로 인삼엽의 성숙시기인 7, 8, 9월 중에 인삼엽을 각각 채엽하여 사포닌 함량 및 조성을 비교, 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 인삼엽의 사포닌 함량은 7월엽이 17.17%, 8월엽이 16.67%, 9월엽 25.58%로서 채엽시기가 늦어질수록 감소하였으나 ginsenoside pattern은 유사하였다. 2. 인삼엽의 ginsenoide 함량 및 조성은 채엽시기와 관계없이 ginsenosides-Re, -Rd, -Rg1 등이 총사포닌 성분의 70% 이상을 차지하였고 그 다음으로 -Rb1, -Rb2, -Rc 순이었으며 protoparnaxadiol계 사포닌은 8월엽, protopanaxatriol계 사포닌은 9월엽에서 가장 높은 함량을 나타내었다. 3. 인삼엽의 채엽시기별 protopanaxadiol(PD)/protopanaxatriol(PT)계 사포닌의 함유비율은 7월엽의 1.13에서 9월엽은 0.85로 점차 낮아지는 경향을 나타내었다.
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.
인삼의 주종 사포닌인 7종 사포닌($Rb_1,\;Rb_2,\;Rc,\;Rd,\;Re,\;Rf\;and\;Rg_1$)을 고속액체크로마토그라피로 분석하는 일반적인 방법인 순상 column에서 $Rg_1$, Re 및 Rf가 명확히 분리되지 않는 문제점을 개선하기위하여 본 연구를 수행하였다. 고속액체크로마토그라피를 이웅하여 역상 ${\mu}{\beta}ondapak$ ODS컬럼으로 인삼중 주종 사포닌인 7종 ginsenosides $Rg_{1},\;Re,\;Rf,\;Rb_{1},\;RC,\;Rb_{2}$ 및 Rd를 양호하게 분리하였다. 이때 분석 조건으로 이동상 용매 조성은 (A) $H_{2}O$, (B) methyl cyanaide을 (A) 90/(B) 10에서 (A) 0/(B) 100으로 기울기 용리를 이용하였으며, 기울기 용리 제어장치를 사용하여 용리시켰다. 용매 흐름속도는 1.5ml/min, 검출기는 UV detector(203nm)이었다. 이 방법은 분리능과 재현성 및 회수율이 양호하므로, 앞으로 인삼중 ginsenosides 분석에 응용될 수 있을 것으로 사료된다.
1) 인삼 사포닌을 5% 황산으로 가수분해하여 TMS화 한 후 GC로 분석한 결과 인삼중의 모든 사포닌을 diol계 사포닌과 triol계 사포닌으로 나누어 분석할 수 있었다. 2) 시료중의 전체 diol계(PD)와 triol계(PT) 사포닌을 ginsenoside Rb$_1$과 Rg$_1$의 양으로 각각 환산하여 표시하고 미삼에는 백삼에 비해 diol계 사포닌의 함량이 많은 것을 이용하여 PD/PT글 구하고 여기에서 구해진 비를 이용하여 시료중의 백삼 및 미삼의 이론적 함량을 구할 수 있었다. 3) 이 방법의 검출 한계는 백삼의 양으로 0.14$\mu$g이었다.
인삼 성분육종의 기초자료를 얻고자 동일한 생육환경하에서 생육한 4년생 이종인삼의 부위별 조사포닌 및 각 ginsenoside의 함량을 분석하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 잎과 줄기에 함유된 조사포린 함량은 미국삼이 고려인삼인 자경종, 황숙종보다 많았으며 줄기보다는 잎에서 조사포닌함량이 높았다. 2. 뿌리의 조사포닌함량은 잎, 줄기와 같이 미국삼이 고려인삼인 자경종과 황숙종보다 높은 경향이었다. 3. 잎과 줄기 및 뿌리에 함유된 조사포닌의 panaxatriol 및 panaxadiol계 saponin의 함량비(PT/PD)는 잎과 줄기에서는 1.5~3.7:1. triol 계사포닌이 많은 반면 뿌리에서는 1:1~1.5로서 diol계사포닌이 많았다. 4. 각품종 공히 잎과 줄기에 함유된 ginsenoside종류에는 차이가 없었으나 -Rg$_2$, -Re, -Rc 등은 줄기에, -Rg$_1$, -Rd, -Rb$_1$은 잎에 다량 함유되어있었다. 5. 인삼뿌리에 함유된 ginsenoside는 -Rg$_1$, -Re, -Rb$_1$ 등이 많이 함유되었으며 고려인삼에서는 -Re가, 미국삼에서는 -Rb$_1$이 가장 많이 검출되었는데 특히 미국삼에서는 -Ro, -Ra, -Rf, -Rg$_2$가 검출되지 않았다.
인삼(人蔘)의 근(根) 및 지상부(地上部) 사포닌을 얇은 막 크로마토그래피로 동정(同定)한 결과(結果) 인삼근(人蔘根)에 함유된 사포닌 중 $ginsenoside-Re,\;-Rg_1,\;-Rc,\;-Rf,\;-Rb_2$ 및 $-Rb_1$ 은 각각 엽(葉)과 경(莖)에서도 동정(同定)되었으며 이외에도 엽(葉)에서 10개과 경(莖)에서 9개의 unknown spot를 동정(同定)할 수 있었다. 또한 부위별(部位別) 총(總)사포닌을 50% 초산으로 온화한 조건에서 산(酸) 가수분해(加水分解)하여 생성(生成)된 prosapogenin의 조사결과(調査結果), panaxadiol계 사포닌 및 ginsenoside-Re의 산(酸) 가수분해물(加水分解物)인 $ginsenoside-Rg_3$ 및 $ginsenoside-Rg_2$가 각각 동정(同定)되었다. 한편 근(根), 엽(葉) 및 경(莖)의 총사포닌을 황산 가수분해(加水分解)하여 sapogenin 조사결과, 근(根)에서는 panaxadiol, panax atriol 및 oleanolic acid가 검출되었고, 엽(葉)과 경(莖)에서는 panaxatriol 및 panaxadiol만이 동정(同定)되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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