KR100965385B1 - 홍삼 발효용 미생물, 이를 이용한 발효 홍삼의 제조방법 - Google Patents
홍삼 발효용 미생물, 이를 이용한 발효 홍삼의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 홍삼으로부터 분리되고 홍삼 발효능을 나타내는 것을 특징으로 하는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP) 균주, 상기 균주를 홍삼에 접종하여 발효 홍삼을 제조하는 방법에 대한 것이다.
홍삼, 발효, 바실러스, 진세노사이드
Description
본 발명은 홍삼 발효용 미생물, 이를 이용한 발효 홍삼의 제조방법 및 상기 미생물을 이용하여 수득된 발효 홍삼을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물에 대한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은, 홍삼으로부터 분리되고 홍삼 발효능을 나타내는 것을 특징으로 하는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)의 균주와, 상기 균주를 홍삼에 접종하여 발효 홍삼을 제조하는 방법에 대한 것이다.
식물들은 플라보노이드, 알카로이드, 터페노이드(terpenoid), 사포닌(saponin) 등의 이차 대사물을 만드는데, 이러한 이차 대사물을 만드는 이유로는 자신을 보호하기 위해서 또는 분화인자로 작용하게 하기 위하여 만드는 것으로 생각되고 있다.
즉, 해충 등이 식물에 공격을 해오면 저장하고 있던 이차 대사물을 이용하여 해충을 공격하여 식물 자신을 보호한다. 이와 같은 이유로 식물들은 이차 대사물을 독성이 낮은 배당체 형태로 저장하고 있는 경우가 많다는 것이 밝혀지고 있다(김동현, (2005) 식품기술 제18권, 42-51.)
인삼의 경우도 타 식물과 마찬가지로 이차 대사물로 사포닌(진세노사이드)을 대량 생산해 놓고 있다. 이 사포닌들은 독성이 강한 물질이므로 당을 수식하여 인삼 자체에는 독성이 적은 사포닌 배당체로 저장하고 있다. 그러므로 인삼이 함유하고 있는 사포닌을 그대로 이용한다면 활성이 없거나 아주 낮은 것이다.
인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)은 한국을 대표하는 약용식물로서, 수 천년 동안 위장병 치료, 혈액순환 촉진, 활력증강 등에 전통적으로 사용되었으며, 현대의학에서는 항당뇨, 항산화, 항암 등 다양한 면역증강 기능에 대한 효과가 보고되었다 (Keum YS, et al., (2000) Cancer Lett . 150: 41-48; Shibata S (2001) J. Kor Med. Sci . 16: 28-37; Rotshteyn Y and Zito SW (2004) J. Ethnopharmacol 93: 337-344.)
이러한 활성은 인삼의 주요성분인 진세노사이드(ginsenosides), 페놀화합물(phenolic compounds), 산성다당(acidic polysaccharides), 플라보노이드(flavonoids)에 의한 것으로 알려져 있다(Park SN, et al ., (1990) Kor . J. Ginseng Sci . 14: 191-199; Park KM, et al ., (2001) Planta Med . 67: 122-126; Xie JT, et al ., (2004) Pharmacol Res . 49: 113-117.)
사포닌의 화학구조는 크게 당부분(glycone)과 비당부분(aglycone)으로 구성 된 배당체이다. 이러한 사포닌이 체내에서 흡수될 때는 사람의 장내에 있는 특유 미생물에 의해 분해되어 체내로 흡수된다.
인삼의 주성분은 진세노사이드이며 프로토파낙사디올(protopanaxadiol)계인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등과 프로토파낙사트리올계인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등이 알려져 있다. 이러한 성분들이 경구 투여되면 장내 세균의 대사를 받아 컴파운드 K(compound K)와 같은 화합물로 전환되어 강한 암세포 독성과 암전이 억제 활성을 나타낸다.
구체적으로 장내 세균의 대사를 받는 과정을 보면 먼저 프로토파낙사디올계 화합물인 진세노사이드 Rb1, Rb2, Rc 등은 진세노사이드 F2를 경유하여 컴파운드 K로 대사된다. 이러한 대사반응은 장내에 우세균인 박테로이드(Bacteroides) 속, 푸조박테리움(Fusobacterium) 속, 프레보텔라(Provetella) 속 균주 등에 의해 촉매된다. 또한 프로토파낙사트리올계 화합물인 진세노사이드 Re, Rg1, Rf 등은 이들 속 균주에 의해 진세노사이드 Rh1 또는 F1로 대사되고 더 나아가 프로토파낙사트리올로 대사된다 (김동현, (2005) 식품기술 제18권, 42-51).
그러나 사람의 장내 세균은 개인별로 차이가 있기 때문에, 인삼 성분을 섭취하는 개개인에 따라 그 효능과 섭취율이 각각 다르게 나타난다. 이에 본 발명자들은 개인 간의 장내 미생물의 차이로 인한 인삼의 효능과 흡수율의 차이를 없애기 위해, 홍삼을 미리 미생물로 발효시킴으로써 개인차를 극복하고 홍삼의 체내 흡수율을 증대시키고자 연구를 계속하였다. 그 결과 홍삼으로부터 홍삼 발효능이 우수한 미생물들을 분리하였고, 상기 미생물들을 이용하여 발효 홍삼 및 이를 포함하는 식품 조성물을 개발하기에 이르렀다.
본 발명은 홍삼으로부터 분리되고 홍삼 발효능을 나타내는 것을 특징으로 하는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)의 균주를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 산성당 및 진세노사이드 함량이 증가된 발효 홍삼의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 홍삼으로부터 분리되고 홍삼 발효능을 나타내는 것을 특징으로 하는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)의 균주를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)을 홍삼에 접종하고 배양하여 Rh1, Rg2, Rg3, CK(Compound K), Rg5, Rk1 및 Rh2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 진세노사이드 함량을 증가시키는 발효홍삼의 제조방법을 제공한다. 상기 배양은 5일 동안 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)을 이용하여 얻은 발효 홍삼은, 홍삼의 체내 흡수율이 높으며 생리 활성이 높은 진세노사이드가 다량 생성된다. 따라서 본 발명에 따른 발효 홍삼 및 이를 함유하는 식품 조성물은 항당뇨, 항산화, 항암 등의 활성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 발효 홍삼은 개개인의 장내 세균 수의 차이에 따라 홍삼 내 활성 성분의 체내 흡수율과 효능이 개인별로 편차가 나타나는 것을 극복하고 홍삼 성분의 체내 흡수율을 높이는 효과가 있다.
본 발명의 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)은 홍삼으로부터 분리된다.
홍삼은 수삼을 수증기로 쪄서 말린 것으로, 이러한 가공 과정에서 진세노사이드 Rg3, Rh1과 같은 활성 성분이 증가된다. 따라서 홍삼으로부터 분리한 균주가 활성 성분의 대사에 관여한다는 것에 착안하여 홍삼에 존재하는 세균을 분리하고자 하였다.
구체적으로, 홍삼 엑기스를 희석하여 적당한 배지에서 배양한 후 배양된 집락의 성상이 우세한 균주를 분리한 다음 이들의 16S rDNA의 염기 서열을 결정하고 기존에 보고된 다른 균과의 상동성을 측정하여 분리 균주를 동정하였다.
그 결과, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 균주로 확인되었다.
상기 균주를 각각 홍삼 분말 및 홍삼 추출물에 다시 접종하고 배양하여 본 발명의 발효 홍삼을 제조할 수 있다. 구체적으로, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스( Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP) 균주를 홍삼에 접종하고 배양하여 발효 홍삼을 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 발효 홍삼은 진세노사이드 함량이 증가되어 있다. 상기 진세노사이드는, Rh1, Rg2, Rg3, CK(Compound K), Rg5, Rk1 및 Rh2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 진세노사이드일 수 있다.
상기 배양은 5일 동안 이루어질 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 발효 홍삼 제조에 가장 적합한 기간을 반복 실험을 통해서 얻어낸 것이다.
또한, 본 발명은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP) 균주를 홍삼에 접종하고 수득한 발효 홍삼을 유효성분으로 함유하는 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에서 ‘식품’이란, 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미한다. 본 발명의 식품의 종류에는 제한이 없으며, 상기 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP), 이의 배양액, 상기 배양액의 농축액, 및 상기 배양액의 건조물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 한 가지 이상을 유효성분으로 함유하는 이외에 다른 성분의 첨가에는 특별한 제한이 없다. 본 발명의 발효 식품 및/또는 식품은 상기 유효성분 이외에 여러 가지 향미제 등을 추가적으로 함유할 수 있다.
상기 홍삼은 홍삼 분말 또는 홍삼 추출액을 사용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 발효 홍삼이 함유하는 생리 활성 물질의 함량은 발효되지 않은 홍삼과 비교하였을 때, 면역 활성 증진에 관여하는 것으로 알려진 산성당의 함량이 발효 전 홍삼에 비하여 크게 증가하였다.
또한, 본 발명의 발효 홍삼은 발효가 되지 않거나 공시균주에 의한 발효 홍삼에 비하여 다량의 Rh1, Rg2, Rg3, CK(Compound K), Rg5, Rk1 및 Rh2 등을 함유하여 높은 체내 흡수율과 생리 활성을 나타낼 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 발효 홍삼은 기능성 식품 조성물에 유효하게 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 발효 홍삼은, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스( Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)을 홍삼에 접종하고 배양함으로써 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 발효 홍삼은 산성당 및 진세노사이드의 함량이 발효 전 홍삼보다 높아 항당뇨, 항산화, 항암 활성이 우수하고 면역 증강 효과가 탁월하다.
본 발명에 따른 발효 홍삼의 제조 방법을 다른 종류의 인삼에 적용하는 경우에도 본 발명에서와 동일한 효과가 달성될 것이라는 것은 이 기술분야의 통상의 기술자에게 주지의 사실이다.
이하, 본 발명을 실시 예를 들어 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아님은 자명하다.
실시예
1: 균주의 분리 및 동정
(1) 균주 분리
홍삼 엑기스(인천 소재의 세종고려인삼에서 입수) 1 mL를 취한 후 0.9% 식염수로 적절하게 연속 희석한 다음 LB 배지(Difco Laboratories, St. Louis, USA, Luria-Bertani: tryptone 10g, NaCl 10g, yeast extract 5g/L)에 도말한 후 30℃에서 48 시간 동안 각각 배양하였다.
LB 배지에서 배양된 콜로니의 성상이 서로 다른 단일 콜로니를 8개 선별하여 LB-1, LB-2, LB-3, LB-4, LB-5, LB-6, LB-7, LB-8라고 명명하였다(도 1). 5% 홍삼 추출물(세종고려인삼, Korea)을 함유하는 홍삼추출농축배지(홍삼 추출액 5%, NaCl 2%, Agar 2%)에 접종하여 생육이 가능한 균주로 LB-3를 선별하였다.
(2) 분리 균주의 동정
홍삼 엑기스로부터 분리된 균주(LB-3)의 16S rRNA를 이용하여 동정하였다. 즉, 분리된 각각의 균주로부터 염색체 DNA(chromosomal DNA)를 Wizard genomic DNA purification kit(Promega, USA)를 이용하여 분리하고, 유니버셜 프라이머(universal primer) 27F (5'-AGA GTT TGA TCA TGG CTC AG-3'')와 1492R (5'-GGA TAC CTT GTT ACG ACT T-3')로 PCR을 실시하여 증폭시켰다. PCR 산물을 Wizard SV Gel and PCR clean-up system(Promega, USA)을 이용하여 정제한 다음 ABI Prism 3700 DNA analyzer (Applied Biosystems, CA, USA)로 염기서열을 분석하였다.
LB-3의 16S rDNA 염기서열은 서열번호 1에 나타내었으며 이러한 LB-3의 16S rDNA 염기서열은 BLAST 프로그램을 이용하여 GENEBANK의 ribosomal DNA 서열과 비교하였으며, 서열 상동성은 Clustal X와 Mega 3 program을 이용하여 비교 분석하였다.
그 결과, 분리 균주는 하기 표 1과 같이, Bacillus amyloliquefaciens와 상동성이 높은 것으로 나타났다. 또한, 도 2와 같이 계통적 특성을 비교한 결과 역시 Bacillus amyloliquefaciens와 가장 유사한 균주 특성을 가지고 있음을 확인하였다. 따라서, 분리한 균주를 “Bacillus amyloliquefaciens KD-7”으로 명명하였으며, 2009년 7월 23일자로 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)에 기탁번호 KCTC 11533BP로 기탁하였다.
[표 1] 분리 균주 B. 아밀로리쿼파시엔스 KD-7의 16S rDNA 염기 서열의 상동성
실시예
2: 발효 홍삼의 제조
2-1: 홍삼 분말을 이용한 발효 홍삼의 제조
금산에서 구입한 홍삼 분말 5 g에 인산염 완충용액(50 mM, pH 5.0) 50 mL을 가하여 현탁한 후, 가압 살균하였다. 가압살균 처리한 홍삼 현탁액에 LB에서 전배양(preculture)한 분리 균주 Bacillus amyloliquefaciens KD-7을 총 배양액의 2% 수준으로 접종하여 30℃에서 서서히 교반하면서 5일간 배양하여 홍삼 발효물을 제조하였다.
상기 과정으로 제조한 홍삼 발효물에 80% 에탄올 300 mL을 가하여 3 시간 동안 환류하여 진세노사이드를 추출하였으며, 이 환류액을 30 mL까지 농축하였다.
상기와 같이 처리하여 얻은 홍삼 발효물의 알코올 환류액의 진세노사이드, 총당, 산성당 및 건물양을 측정하였다.
2-2: 홍삼 추출물을 이용한 발효 홍삼의 제조
홍삼 추출물(60 brix)을 5 brix로 희석한 후 pH를 6.0으로 조정하여 가압 살균하였다. 가압 살균 처리한 홍삼 현탁액에 LB 배지에서 전배양한 분리균주 Bacillus amyloliquefaciens KD-7을 총 배양액의 2% 수준으로 접종하여 30℃에서 서서히 교반하면서 5일간 배양하여 홍삼 발효물을 제조하였다.
상기 과정으로 제조한 홍삼 발효물에 80% 에탄올 300 mL을 가하여 3 시간 동안 환류하여 진세노사이드를 추출하였으며, 이 환류액을 30 mL까지 농축하였다.
상기와 같이 처리하여 얻은 홍삼 발효물의 알코올 환류액의 진세노사이드, 총당, 산성당 및 건물양을 측정하였다.
비교예
1:
공시균주를
이용한 발효 홍삼의 제조
분리균주 Bacillus amyloliquefaciens KD-7 대신 Bacillus amyloliquefaciens KCTC1660을 생물자원센터(대전, 한국)로부터 분양받아 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2-1 및 2-2와 동일한 방법으로 홍삼 분말을 이용한 발효 홍삼(비교예 1-1)과 홍삼 추출물을 이용한 발효 홍삼(비교예 1-2)을 제조하여, 홍삼 발효물의 알코올 환류액의 진세노사이드, 총당, 산성당 및 건물양을 측정하였다.
실시예
3: 발효 홍삼의
가수분해물
분석
상기 실시예 2 및 비교예 1에서 얻어진 홍삼 분말의 발효 홍삼 및 홍삼 추출물의 발효 홍삼의 생균수는, 시료 1 mL를 멸균 생리식염수 9 mL에 희석하고 잘 섞은 후, 단계별로 희석한 다음 1 mL을 취하여 LB 한천배지에 접종하여 도말한 후 30℃에서 48 시간 배양한 후 생성된 집락수를 계측하고 그 평균 집락수(CFU, colony forming unit)에 희석배수를 곱하여 배양액 mL 당 생균수를 산출하는 방법으로 측정하였다
상기 실시예 2 및 비교예 1에서 얻어진 홍삼 분말의 발효 홍삼 및 홍삼 추출물의 발효 홍삼의 총당과 산성당의 함량은, phenol-sulfuric acid법(Dubois M. 등 (1956) Anal. Chem. 28, 350)과 Blumenkrantz과 Asboe-Hansen법(Blumenkrantz, N. and Asboe-Hansen, G. (1973) Anal. Biochem., 54, 484)에 의해 측정하였다.
진세노사이드의 분석은 HPLC를 사용하여 다음과 같은 방법에 준하여 분석하였다. 각 농축액 1 g을 평량하여 70% 에탄올 50 mL을 가하여 80℃ 진탕 배양기에서 2회 추출하고 Whatman #1 paper를 이용하여 여과하였다. 여액은 진공농축기를 이용, 감압 건조하고 50 mL의 증류수를 가하여 용해하였다. 이 용액 1 mL에 디에틸에 테르 2 mL을 가하여 혼합한 후, 1500 rpm에서 10분간 원심분리하여 디에틸에테르를 제거하고 여기에 다시 물 포화 부탄올을 1.5 mL 가하여 혼합한 다음 부탄올층을 회수하였다. 3회 재 반복하여 회수한 부탄올층에 증류수 1.5 mL을 가하여 혼합하고 원심분리하여 물층을 제거하였으며 본 조작을 2회 재반복하여 수용성 불순물을 세척하였다. 이렇게 얻어진 부탄올층은 40℃에서 N2 가스를 분사하며 건조하였으며 여기에 메탄올 0.5 mL을 가한 후, 0.45 μm 멤브레인 필터로 여과하여 HPLC 분석용 시료로 사용하였다.
HPLC 분석은 Varian prostar 230(Varian, USA)이었으며, 컬럼은 Cadenza CD-C18(4.6X75mm)(Imtakt, USA)을 사용하였다. 이동상은 아세토니트릴(HPLC급, Sigma, 미국)과 HPLC용 증류수이었으며, 이동상은 10%(v/v) CH3CN(A)와 90%(v/v) CH3CN(B)을 사용하여 용매 B의 비율을 11%(11분)에서 16%(15분), 22%(40분), 33%(41분), 42%(46분), 44%(51분), 48%(65분), 11%(69분)으로 순차적으로 변화시켜 주고 마지막으로 다시 11%(85분)로 조절하였다. 컬럼 온도는 40oC, 유속은 분당 1.3 mL, UV 파장은 203 nm로 설정하였다. 실시예 2-1에 따른 발효 홍삼의 진세노사이드 분석 결과는 도 3과 같다.
3-1: 홍삼 분말
발효물의
분석
실시예 2-1에서 제조된 홍삼 분말의 발효 홍삼의 가수분해물을 측정한 결과는 하기 표 2와 같다.
[표 2] 홍삼 분말을 이용한 발효 홍삼의 총당, 산성당 및 건물양
실시예 2-1의 경우, 총당함량은 발효하지 않은 홍삼(0 day)에서는 60.7 mg/mL, 발효 3일과 5일 후에는 각각 46.5와 39.2 mg/mL로 다소 감소하였는데, 이는 발효가 진행되면서 당을 탄소원을 소비하였기 때문이다. 이에 반하여 산성당의 함량은 발효하지 않은 홍삼(0 day)에서는 243.0 ㎍/mL, 발효 3일과 5일 후에는 각각 294.7과 396.5 ㎍/mL으로 발효가 진행되면서 점점 증가하였다. 산성당은 홍삼의 생리활성 물질 중에 면역활성 증진에 관여하는 것으로 알려져 있다.
비교예 1-1의 경우, 총당함량은 발효하지 않은 홍삼(0 day)에서 60.7 mg/mL, 발효 3일과 5일 후에는 각각 56.7와 50.2 mg/mL로 다소 감소하였는데, 이는 발효가 진행되면서 당을 탄소원을 소비하였기 때문이다. 그러나 실시예 2-1과 비교하면, 그 감소폭이 작은데, 이는 본 발명의 균주의 탄소원 이용률이 더 높았음을 의미한다. 비교예 1-1의 공시균주의 산성당의 함량은 발효 여부에 따라 큰 차이가 없었다. 이를 통하여 본 발명의 균주를 이용하여 발효 홍삼을 제조하면, 산성당 함량 증가 효과가 높음을 확인할 수 있다.
상기 실시예 2-1 및 비교예 1-1의 발효 홍삼의 진세노사이드 함량을 측정한 결과는 하기 표 3과 같다.
[표 3] 홍삼 분말을 이용한 발효홍삼의 진세노사이드 함량
표 3을 보면, 실시예 2-1의 경우에는 발효 전 총 진세노사이드 함량(total)이 6333.0 ㎍/mL에서 발효 3일과 5일 후 9167.3 ㎍/mL과 9232.8 ㎍/mL으로 증가하였다. 이에 반하여, 비교예 1-1의 경우에는 발효 3일과 5일 후 6499.1 ㎍/mL과 6392.6 ㎍/mL으로 발효전과 큰 차이가 없었다.
발효 홍삼의 생리활성 물질로 알려진 진세노사이드 대사체(metabolite)(Rg3, Rg5, Rk1, CK, Rh1 및 Rg2)는 흡수되기 쉬운 형태로 전환된 진세노사이드로, 이들 성분의 총합이 증가할수록 홍삼의 효능이 증가되는 것으로 알려져 있다. 실시예 2-1의 발효 홍삼에서 진세노사이드 대사체 함량을 측정한 결과, 발효 전 에는 513.9 ㎍/mL이었으나, 발효 3일과 5일 후에는 각각 3307.4 ㎍/mL과 4144.6 ㎍/mL으로 비약적으로 증가하였고 컴파운드 K가 생성되었다. 이에 반하여, 비교예 1-1의 홍삼 분말 발효물의 경우에는 발효 3일과 5일 후에 711.7 ㎍/mL과 858.0 ㎍/mL으로 증가 폭이 미미하였다. 즉, 본 발명의 KD-7 균주를 이용하면 다량의 진세노사이드 대사체의 함유하는 홍삼 발효물을 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 홍삼 발효물은 높은 생리활성을 가질 것이다.
또한, 실시예 2-1의 발효 홍삼은 홍삼의 지표성분인 Rg1과 Rb1의 합이 발효 전 1809.9 ㎍/mL에서 발효 3일과 5일 후에는 각각 1762.8 ㎍/mL과 1409.8 ㎍/m로 감소하였다. 즉, 발효가 진행되어 대사체로 전환됨에 따라 Rg1과 Rb1의 함량이 감소하였음을 알 수 있다. 이에 반하여, 비교예 1-1의 발효 홍삼은 Rg1과 Rb1의 합이 발효 3일과 5일 후에 각각 1788.1 ㎍/mL과 1704.1 ㎍/mL로, 실시예 1과 비교하여 감소폭이 적었다. 이는 본 발명의 분리균주 KD-7은 홍삼 함유 진세노사이드 전환 능력이 있는 반면, 공시균주는 발효홍삼 제조에 부적합함을 의미한다.
3-2: 홍삼 추출액
발효물의
분석
실시예 2-2에서 제조된 홍삼 추출물의 발효 홍삼의 가수분해물을 측정한 결과는 하기 표 4와 같다.
[표 4] 홍삼 추출물을 이용한 발효 홍삼의 총당, 산성당 및 건물양
실시예 2-2의 경우, 총당함량은 발효하지 않은 홍삼(0 day)에서는 49.5 mg/mL, 발효 3일과 5일 후에는 각각 14.1과 7.9 mg/mL로 다소 감소하였는데, 이는 발효가 진행되면서 당을 탄소원으로 소비하였기 때문이다. 이에 반하여 산성당의 함량은 발효하지 않은 홍삼(0 day)에서는 5.1 mg/m, 발효 3일과 5일 후에는 각각 8.4와 9.0 mg/mL으로 발효가 진행되면서 점점 증가하였다. 산성당은 홍삼의 생리활성물질중에 면역활성 증진에 관여하는 것으로 알려져 있다.
비교예 1-2의 경우, 총당함량은 발효하지 않은 홍삼(0 day)에서 49.5 mg/mL, 발효 3일과 5일 후에는 각각 25.3과 15.7 mg/mL로 다소 감소하였는데, 이는 발효가 진행되면서 당을 탄소원을 소비하였기 때문이다. 그러나 실시예 2-2와 비교하면, 그 감소폭이 작은데, 본 발명 균주의 탄소원 이용률이 더 높았음을 의미한다. 비교예 1-2의 공시균주의 산성당의 함량은, 발효하지 않은 홍삼에서 5.1 mg/mL, 발효 3일과 5일 후에는 각각 6.3와 7.2 mg/mL로 증가하였다. 이는 실시예 2-2의 발효물에 비해 증가폭이 작다. 이를 통하여 본 발명의 균주를 이용하여 제조된 발효 홍삼은 산성당 함량 증가 효과가 높음을 알 수 있다. 따라서 본 발명 균주는 홍삼 추출액 을 효과적으로 발효함을 알 수 있다.
상기 실시예 2-2 및 비교예 1-2의 발효 홍삼의 진세노사이드 함량을 측정한 결과는 하기 표 5와 같다.
[표 5] 홍삼 추출물을 이용한 발효홍삼의 진세노사이드 함량
표 5를 보면, 실시예 2-2의 경우에는 발효 전 총 진세노사이드 함량(total)이 5066.1 ㎍/mL에서 발효 3일과 5일 후 5125.6과 5140.0 ㎍/mL으로 증가하였다. 비교예 1-2의 경우에는 발효 전 총 진세노사이드 함량(total)이 5066.1 ㎍/mL에서발효 3일과 5일 후 5134.9 ㎍/mL과 5170.2 ㎍/mL으로 증가하였다.
실시예 2-2의 진세노사이드 대사체(Rg3, Rg5, Rk1, CK, Rh1 및 Rg2) 함량을 측정한 결과, 발효 전에는 1145.3 ㎍/mL이었으나, 발효 3일과 5일 후에는 각각 1744.9와 2133.1 ㎍/mL으로 증가하였다. 특히 Rg3, Rk1과 Rg5의 함량 증가가 뚜렷하였고 컴파운드 K가 생성되었다. 반면에 비교예 1-2의 경우, 진세노사이드 대사체 함량에 큰 변화가 없었다.
실시예 2-2의 홍삼의 지표성분인 Rg1과 Rb1의 함량은 발효 전 1167.1이었으나, 발효 3일과 5일 후에는 각각 1104.4과 632.8 ㎍/mL이었다. 즉, 발효가 활발히 진행됨을 의미하는 것이다. 이에 반하여, 비교예 1-2의 발효 홍삼은 발효 3일과 5일 후에 각각 1187.3 ㎍/mL과 1184.6 ㎍/mL로 거의 변함이 없다. 즉, 본 발명의 분리균주 KD-7이 발효홍삼 제조에 적합함을 알 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 발효 홍삼은, 발효가 되지 않은 홍삼에 비하여 생리 활성이 높은 산성당 및 진세노사이드가 다량 생성됨을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 발효 홍삼은 체내 흡수율이 높으며 항당뇨, 항산화, 항암 등의 활성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분양의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
도 1은 LB 배지에서 배양된 콜로니의 성상이 서로 다른 단일 콜로니를 8개(LB-1, LB-2, LB-3, LB-4, LB-5, LB-6, LB-7, LB-8)를 나타낸 것이다.
도 2는 분리균주 (LB3(KD-7), Bacillus amyloliquefaciens isolate)의 계통수를 나타낸 것이다.
도 3는 실시예 2-1에 따른 발효 홍삼의 본 발명에 따른 진세노사이드의 크로마토그램이다.
<110> KWANGDONG PHARMACEUTICALS CO., LTD
Bionic Trading Corporation
SE JONG GINSENG CO.
<120> Microorganism for fermentation of red ginseng, method of
<130> P09-7034
<160> 1
<170> KopatentIn 1.71
<210> 1
<211> 957
<212> DNA
<213> Bacillus amyloliquefaciens
<400> 1
cnnccnnngn ncncatcagc ggctggctcc taaaaggtta cctcaccgac ttcgggtgtt 60
acaaactctc gtggtgtgac gggcggtgtg tacaaggccc gggaacgtat tcaccgcggc 120
atgctgatcc gcgattacta gcgattccag cttcacgcag tcgagttgca gactgcgatc 180
cgaactgaga acagatttgt gggattggct taacctcgcg gtttcgctgc cctttgttct 240
gcccattgta gcacgtgtgt agcccaggtc ataaggggca tgatgatttg acgtcatccc 300
caccttcctc cggtttgtca ccggcagtca ccttagagtg cccaactgaa tgctggcaac 360
taagatcaag ggttgcgctc gttgcgggac ttaacccaac atctcacgac acgagctgac 420
gacaaccatg caccacctgt cactctgccc ccgaagggga cgtcctatct ctaggattgt 480
cagaggatgt caagacctgg taaggttctt cgcgttgctt cgaattaaac cacatgctcc 540
accgcttgtg cgggcccccg tcaattcctt tgagtttcag tcttgcgacc gtactcccca 600
ggcggagtgc ttaatgcgtt agctgcagca ctaaggggcg gaaaccccct aacacttagc 660
actcatcgtt tacggcgtgg actaccaggg tatctaatcc tgttcgctcc ccacgctttc 720
gctcctcagc gtcagttaca gaccagagag tcgccttcgc cactggtgtt cctccacatc 780
tctacgcatt tcaccgctac acgtggaatt ccactctcct tctctgcact caagttcccc 840
agtttccaat gaccctcccc ggtgagcggg gcttcacata nactanaaac gcctgcgagc 900
cctttacgcc atattcggac aacgcttgca cctacgtata cgcagctgct gcacgta 957
Claims (5)
- 홍삼으로부터 분리되고 홍삼 발효능을 나타내는 것을 특징으로 하는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens ) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)의 균주.
- 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KD-7(미생물 기탁번호 KCTC 11533BP)을 홍삼에 접종하고 배양하여 Rh1, Rg2, Rg3, CK(Compound K), Rg5, Rk1 및 Rh2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 진세노사이드 함량을 증가시키는 발효홍삼의 제조방법.
- 제2항에 있어서,상기 배양은 5일 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 발효 홍삼의 제조 방법.
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-
2009
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