Background: A breast cancer is the second leading cause of cancer death in women worldwide and among different types of breast cancers, triple-negative breast cancer (TNBC) has a poor prognosis. Methods: We investigated the potential of ginsenoside compound K (CK), an active ingredient in the bio-transformed ginsenoside, to be used as a therapeutic ingredient by examining the effects of CK on cell proliferation, apoptosis, and cancer-related gene expressions in breast cancer cells. Results: From the results of treating MCF-7, an ER and PR-positive breast cancer cells, and MDA-MB-231 (TNBC) with CK at a concentration of 0-100 μM, the half maximal inhibitory concentration (IC50) values for each cell were 52.17 μM and 29.88 μM, respectively. And also, it was confirmed that cell migration was inhibited above the IC50 concentration. In addition, fluorescence analysis of Apoptosis/Necrosis showed that CK induced apoptosis rather than necrosis of breast cancer cells. Through qPCR, it was confirmed that the expression of genes related to apoptosis and cell cycle arrest was increased in CK-treated breast cancer cells, and it acted more effectively on TNBC. However, the expression of genes related to tumor invasion and metastasis is also increased, so it is necessary to consider the timing of application of CK as a potential therapeutic anticancer compound. Conclusions: CK showed a stronger inhibitory effect in TNBC with poor prognosis but considering the high tumor invasion and metastasis-related gene expression, the timing of application of CK should be considered.

산양삼은 산림청 특별관리 임산물로 지정되어 관리되고 있지만 체계적인 연구 나 표준 재배지침이 현장의 재배 현실과는 상이한 부분이 많은 실정이다. 이에 본 연구에서는 평창지역의 산양삼 재배지 환경조건에 따른 진세노사이드 함량이 어 떠한가를 알아보기 위하여 산양삼 시료를 각각 10본씩 채취하여 실험을 통해 확 인하였다. 산양삼 입지환경은 경사, 사면 방향, 해발고, 나무 종류, 흉고 직경과 수 고 등 모두 6가지를 조사하여 국립산림과학원의 분류기준을 참고하여 침엽과 활 엽으로 구분하였다. 산양삼 재배지의 토양산도를 포함한 9가지 토양이화학성 분석 에서는 전체적으로 침엽지역보다 활엽지역에서 높은 함량을 보였다. 통계분석 결 과에서는 A, B, C, 재배지에서 침엽과 활엽지역 간 통계적 유의성이 있는 것으로 나타났으며, D 재배지는 침엽과 활엽지역의 유의차가 거의 없는 것으로 나타났다. 진세노사이드 함유량 분석 결과에서는 Re, Rb1, Rg1의 순서로 높은 함량을 나타 내고 있어서 평창 산양삼의 주성분을 확인할 수 있었다. 연구 결과로 산양삼은 산 삼이 잘 생육할 수 있는 환경과 비슷한 곳을 재배지로 선정하여야 고품질의 제품 을 생산할 수 있다고 예상할 수 있다. 향후 본 연구 결과가 임업인 소득증대에 도 움을 줄 수 있는 자료로도 활용될 수 있기를 기대한다.

홍삼의 일반적인 가공법인 물과 주정 혼합용매로 추출여과하여 농축액으로 제조 시 증숙 등의 가열처리에 의해 가수분해되거나 중합반응이 일어나게 되어 현재 기능성이 밝혀진 30여 가지 주요 진세노사이드 외 극미량인 200여 종의 진세노사이드가 검출되고 있어서, 오히려 홍삼 본래 의 기능성 규명과 효능 구현을 복잡하게 만들고, 추출 횟 수를 거듭할수록 떫은맛이 강해지는 등 건강기능식품으로 서 부정적인 영향을 배제하기 위하여 저온(40oC 미만)에 서 1차만 추출한 홍삼농축액을 제조한 결과 수율은 고형 분 66-77% 정도에서 26-30%를 나타내어 기존의 연구 결 과인 40.47±0.47% 보다 현저히 적은 수율을 나타내었고, 동결건조 분말의 진세노사이드 함량분석시험을 진행한 결 과 시료 18종 전체에서 진세노사이드 34종이 검출되었고, 특히 홍삼 지표성분 3종인 Rb1, Rg1, Rg3 합계는 42.48 mg/ g으로 시판 홍삼제품의 환산량 9.0 mg/g과 8.7 mg/g 보다 4-5배 많았다. 본 시료는 진한 홍삼의 향취와 함께 면역력 증진 등 6가지 기능발현에 9-25%의 소량 복용으로 1일 복 용량이 유의성 있게 작아서 복용의 편의성과 함께 제품의 보관, 유통에 장점이 있는 것으로 판단된다.

The purpose of this study is to investigate the physicochemical properties of jelly made from fermented red ginseng concentrate (FRGC) that can be easily absorbed and digested for the health promotion of the elderly. The pH of the jellies tended to decrease with increasing concentration of FRGC. Soluble solid content has significantly higher value when added more than 2%, and the water content of the sample was significantly lower when the FRGC was added 4%. As the amount of FRGC was increased, the total color difference increased, and the hardness of samples decreased significantly. On the other hand, the total ginsenoside contents of the FRGC was 45.50 mg/g. As the concentration of FRGC increased, the content of polyphenol and flavonoids increased. The increasing pattern of polyphenols and flavonoids showed a similar trend. As the content of FRGC increased, ABTS free radical scavenging activity significantly increased (p<0.05), and in the control, the minimum value (62.6 AEAC) and the 4% sample were highest (116.2 AEAC). DPPH radical scavenging activity was like that of ABTS radical scavenging activity. However, there was no significant difference in DPPH radical scavenging activity of 3% and 4% red ginseng jelly.

본 연구에서는 메주에서 분리된 C. allociferrii JNO301 을 이용한 최적 홍삼 ginsenosides의 생물전환 조건을 확인한 결과, 1.0% (v/v)의 홍삼 추출물에 탄소원으로서 2.5%(w/ v)의 galactose, 질소원으로서 1.0% (w/v)의 soytone을 첨가 하여 30oC에서 145 rpm으로 8일간 배양을 최적 생물전환 조건으로 확립하였다. C. allociferrii JNO301에 의해 홍삼 추출물에 존재하는 Rb1, Rb2, Rc, Rf가 생물전환되어 F2, Rh1, Rh2, compound O, compound Mc1, compound K 등 의 minor ginsenosides의 함량이 증가되었다.

Ginseng, the root of the Panax ginseng, has been widely used as a traditional herbal medicine in Korea, China, and Japan for thousands of years. Now ginseng has become popular as functional health food and natural medicine and it is one of the bestselling natural products in the world. Gut microbiota has been found to play an important role in the metabolism and pharmacological action of orally administered ginseng. Recent animal and clinical studies have shown that compound K (20-O -beta-D-glucopyranosyl-20(S)-protopanaxadiol, CK) is the major ginsenoside metabolite deriving from gut microbiota-induced biotransformation and is more efficiently absorbed into the systemic circulation than its parent ginsenosides. Since ginsenoside metabolism varies between individuals depending on the population of gut microbiota, much attention paid to the transformation of major ginsenosides into more pharmacologically active ginsenosides using diverse methods including heating, acid hydrolysis, microbial conversion, and enzymatic treatment. Recently, in food and drug industry and academia, the development of fermented ginseng products using probiotic bacteria is being intensively studied due to the potential health benefits of ginsenoside metabolites and probiotics. This review summarizes recent studies on the metabolism of ginsenoside by gut microbiota and biotransformation of ginsenoside using lactic acid bacteria and their enzymes.

Hairy root culture of ginseng is industrially prospected because the cultivation period of ginseng is relatively long. In this study, the effect of medium concentration and sucrose concentration on hairy root culture of ginseng was evaluated. The optimization of ginseng hairy roots transformed by Agrobacterium rhizogene were performed liquid medium. The MS(Murashinge & Skoog basal medium) concentration was selected with 1/2 strength MS and the optimal sucrose concentration was determined at 2-3%(w/v). At the optimum culture condition, The yield (the ratio of weight of grown hairy root cultures to weight of fresh ginseng hairy roots) and production rate of ginseng root were 19.42 times and 5.73 g/l-day. The major ginsenosides were Rb group, Re and Rg1. The produced total ginsenoside content in the solid medium was 9.87 (mg/g) and increased 1.34 times in the liquid medium (13.23 mg/g). In solid culture, the contents of ginsenosides Rb, Re and Rg1 were 2.14, 3.65 and 1.87 mg/g, respectively. In liquid culture, the contents of ginsenosides Rb, Re and Rg1 were 3.54, 4.12 and 2.63 mg/g, respectively.

This study was carried out to extract ginsenosides in by-products from honeyed red ginseng. Response surface methodology (RSM) was used to optimize the extraction conditions. Based on D-optimal design, independent variables were ethanol (extraction solvent) concentration (30-90%, v/v), extraction temperature (25-70oC), and extraction time (5-11 h). Extraction yield (Y1) and total ginsenosides (Y2) in the extract were analyzed as dependent variables. Results found that extraction yield increased with increasing extraction temperature and time, whereas it was decreased with increasing ethanol concentration. Similar trends were found for the content of ginsenosides in the extracts, except for ethanol concentration, which was increased with increasing ethanol concentration. Regression equations derived from RSM were suggested to coincide well with the results from the experiments. The optimal extraction conditions for extraction yield and total ginsenosides were an extraction temperature of 56.94oC, ethanol concentration of 57.90%, and extraction time of 11 h. Under these conditions, extraction yield and total ginsenoside contents were predicted to be 84.52% and 9.54 mg/g, respectively.

홍삼추출물(RGE)의 쓴맛을 개선하기 위해서 증숙시 초산 처리 후 α-, β-, γ-CD을 이용 해서 RGE의 포접화합물을 제조하여, 전자혀 분석을 통해서 RGE-γ-CD에 의한 쓴맛 개선효과가 가장 큰 것으로 확인하였다. 인삼의 열처리 공정에 있어 초산 처리는 Rg3 및 비극성 진세노사이드 성분 함량 을 증가시킴을 알 수 있었다. 전자혀를 이용하여 α, β, γ- CD 첨가량에 따른 쓴맛, 신맛, 짠맛, 우아 미맛 및 단맛을 분석하였다. 그 결과 RGE 대비 10%의 γ-CD를 첨가하여 포접한 REG가 다른 처리구 에 비해 쓴맛이 월등히 낮은 감응도를 나타내었다.

Red ginseng is a widely used dietary supplement and medicinal herb, and there are so many forms of ginseng products including tea, extract, capsule and jelly. The purpose of the present study was to propose some amendments on ginsenoside content of red ginseng products in Korea. For this purpose, we analyzed red ginseng products for simultaneous determination of 26 ginsenosides by ultra performance liquid chromatography with diode array detector. Some developmental aspects of Korea’s ginsenoside content standard regulations for red ginseng products are needed to be examined as follows : Firstly, we proposed that four ginsenosides (Rb1, Rg1, Rf and Rg3) would be detected in red ginseng products. Secondly, in case of red ginseng extracts, the sum of Rb1, Rg1 and Rg3 would be 4.0 mg/g. The two proposals are helpful to comprehensive evaluation of quality of red ginseng products. In conclusion,the scientific studies on amendment scheme of ginsenoside content standard regulation of red ginseng product are very important to fortify quality control.

In this study, we used flow a cytometric assay to evaluate plasma membrane integrity and mitochondrial activity in post-thawed sperm that was supplemented with ginsenoside-Rg1. Varying concentrations of ginsenoside-Rg1 (0, 25, 50 and 100 μM/ml) were used in the extender during cryopreservation to protect the DNA of thawed sperm, thereby increasing the viability and motility rate as evaluated using a computer-assisted sperm analysis (CASA) method. The results derived from CASA were used to compare the fresh, control, and ginsenoside-Rg1 groups. Sperm motility and the number of progressively motile sperm were significantly (p<0.05) higher in the 50 μM/ml ginsenoside-Rg1 group (61.0±4.65%) than in the control (46.6±7.02%), 25 μM/ml (46.2±4.76%), and 100 μM/ml ginsenoside-Rg1 (52.0± 1.90%) groups. However, the velocity distribution of post-thawed sperm did not differ significantly. Membrane integrity and MMP staining as revealed using flow cytometry were significantly (p<0.05) higher (91.6±0.82%) in the 50 μM/ml ginsenoside-Rg1 group than in the other groups. Here, we report that ginsenoside-Rg1 affects the motility and viability of boar spermatozoa. Moreover, ginsenoside- Rg1 can be used as a protective additive for the suppression of intracellular mitochondrial oxidative stress caused by cryopreservation.

저탄소 공정을 이용한 추출 기술인 초음파, 마이크로파 및 초고압 추출 공정기술의 이산화탄소 배출량(TCO2)과 얻어진 저분자 진세노사이드 총량의 상관관계를 비교하였다. 기존의 공정인 열수 추출 공정의 TCO2 배출량은 약 0.4 TCO2로 나타났다. 마이크로파 추출 공정의 경우 0.1437 Ton 당 CO2를 배출하는 것으로 확인 되었다. 또한, 초음파 추출 공정의 경우 0.0862 Ton 당 CO2를 배출하는 것을 확인 하였으며, 초고압 추출 공정의 경우 0.1014 Ton당 CO2를 배출하는 것을 확인 하였다. 저탄소 공정별 저분자 진세노사이드의 전환된 양을 측정한 결과 마이크로파 추출 공정의 경우 약 246.65% 정도 증진된 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 초음파 공정의 약 275.71% 증진된 결과를 보였다. 초고압 추출 공정의 경우에는 약 295.21% 증진된 결과를 얻었다. 전체적으로 열수 추출 공정의 경우 얻어진 저분자 진세노사이드가 적은 반면 CO2 배출량이 매우 높은 것을 확인하였다. 반대로, 저탄소 추출 공정인 마이크로파, 초음파 및 초고압 공정의 경우 얻어진 저분자 진세노사이드의 양이 높으며, 방출되는 CO2의 양이 기존의 재래 방법보다 적은 것을 확인 하였다. 따라서, 저탄소 추출 공정인 마이크로파, 초음파, 초고압 추출 공정을 통해 인삼을 효과적으로 추출을 할 수 있으며, 친환경 저탄소 공법을 통해 CO2 발생량을 억제하여 경제적으로 천연물을 추출할 수 있을 것으로 사료된다.

Ginsenosides, ginseng saponin, are the principal components responsible for the pharmacological and biological activities of ginseng. In order to improve absorption and biological activities, the biotransformation of major ginsenoside to minor ginsenoside, as the more active compound, is required. In this study, we isolated Lactobacillus brevis THK-D57, which has high β-glycosidase activity, from Kimchi. The major ginsenoside Rb₁ was converted to the minor ginsenoside ‘compound K’ during the fermentation of L. brevis THK-D57. The results propose that the biotransformation pathway to produce compound K is as follows: ginsenoside Rb₁→ginsenoside Rd→ginsenoside F₂→ginsenoside compound K.

초고압 처리가 홍삼의 진세노사이드 함량 및 항산화 활성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 전통적 인 방법으로 제조한 일반 홍삼과 초고압 처리 홍삼의 조사포닌 함량은 각각 21.93 및 27.29 mg/g이었 고, 총 페놀성 화합물과 조사포닌 및 진세노사이드 함량은 초고압 처리에 의해 증가하였다. 일반 홍삼과 초고압 처리 홍삼에 가장 많이 함유되어 있는 진세노사이드는 Rb1으로 각각 14.10 mg/g과 17.71 mg/g 이었으며, 초고압 처리에 의하여 25.60% Rb1이 증가하였다. 또한 홍삼의 특징적인 유효 성분인 Rg3는 일반 홍삼에 비하여 초고압 처리한 홍삼에서 10.46% 증가하였다. DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과, 열수 추출물의 농도가 증가함에 따라 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성이 증가하는 경향 을 보였으며 초고압 처리 홍삼이 일반 홍삼 열수 추출물에 비해 높은 라디칼 소거 활성을 보였다. 환원 력과 FRAP 활성도 분획물의 농도가 증가함에 따라 환원력과 FRAP 활성이 증가하는 경향을 보였으며, 일반 홍삼과 초고압 처리 홍삼 열수 추출물의 FRAP 활성은 농도 10 mg/mL일 때 각각 0.30 및 0.36의 흡광도를 보였다. 따라서 초고압 처리 홍삼 열수 추출물은 자유 라디칼에 의해 유발된 산화적 스트레스 를 효과적으로 방어할 수 있을 것으로 판단된다.

국산 재배삼 4년근의 뿌리, 장뇌삼 4년근과 8년근의 잎과 뿌리에 대한 물 및 80% 에탄올 추출물에 대한 구성사포닌 및 항산화 활성을 분석하였다. 재배삼 80% 에탄올 추출물에 대한 조사포닌 함량은 3.85% (d.b) 이었으며, 4년근 장뇌삼 뿌리와 잎의 조사포닌 함량은 각각 6.75 및 8.57% (d.b)이었으며, 8년근 장뇌삼은 각각 6.53 및 7.54% (d.b)이었다. 재배삼의 구성사포닌은 ginsenoside-Rh1의 함량이 6.07 mg/g으로 가장 높았고, 4년근 장뇌삼뿌리는 -Rb1이 11.63 mg/g, 잎은 -Re가 24.35 mg/g으로 가장 높았고 8년근 장뇌삼 뿌리는 -Rh1이 19.77 mg/g, 잎은 -Re가 20.43 mg/g으로 가장 높았다. 항 산화활성 (IC50값)은 삼의 종류 및 연근별로 1.84~21.88 mg/mL의 범위이었고 8년근 장뇌삼 잎 80% 에 탄올 추출물에서 가장 높았다. 총 항산화력은 5.56~20.67 mg AA eq/g의 범위를 나타내었으며, 8년근 장뇌삼 잎 증류수 추출물에서 가장 높은 값을 나타내었다.

팽화홍삼으로부터 용매추출, 용매분획 및 silica gel column chromatography를 반복하여 두 개의 화합물을 분리하였다. 이들 두 화합물의 결정특성, 녹는점, 비선광도, Infrared spectrum 분석 결과, TLC에서의 Rf값, HPLC에서의 retention time 및 NMR 데이터를 측정하여 고찰한 결과 두 개의 화합물은 20(S)-ginsenoside Rg3와 ginsenoside Rg5임을 확인할 수 있었다. 특히 1H- 및 13C-NMR 데이터를 HSQC 및 HMBC와 같은 2D-NMR 실험을 통하여 더욱 정확하게 동정하였다.