This study was performed to enhance contents of low molecular weight ginsenoside Rh2 and Rg3 using an ultra high pressure and steaming process in wild cultured-Root in wild ginseng. For selective increase in contents of Rg3 and Rh2 in cultured wild ginseng roots, an ultra high extraction was applied at 500MPa for 20 min which was followed by steaming process at 90℃ for 12 hr. It was revealed that contents of ginsenosides, Rb1, Rb2, Rc and Rd, were decreased with the complex process described above, whereas contents of ginsenoside Rh2 and Rg3 were increased up to 4.918 mg/g and 6.115 mg/g, respectively. In addition, concentration of benzo[α]pyrene in extracts of the cultured wild ginseng roots treated by the complex process was 0.64 ppm but it was 0.78 ppm when it was treated with the steaming process. From the results, it was strongly suggested that low molecular weight ginsenosides, Rh2 and Rg3, are converted from Rb1, Rb2, Rc, and Rd which are easily broken down by an ultra high pressure and steaming process. This results indicate that an ultra high pressure and steaming process can selectively increase in contents of Rg3 and Rh2 in cultured wild ginseng roots and this process might enhance the utilization and values of cultured wild ginseng roots.

구증구포방법은 기존의 홍삼제조방법에서와 같이 9회 반복 과정으로 새로운 신규사포닌 등 성분변화가 일어나지만 시간이 오래 걸리고 복잡하며 어떤 특수 성분이 얼마나 증가 되는지 보고 되어 있지 않다. 또한 기존의 구증구포방법은 제조공정 중 건조시 보통 60℃에서 열풍건조를 하기 때문에 건조시 관리의 부족으로 간혹 벤조피렌에 노출되는 경우가 있다. 본 방법은 새로운 자동 구증구포방법으로 제조시간이 약 2배정도 단축되며 특히 건조시 습열냉각건조를 통하기 때문에 벤조피렌함량이 거의 검출되지 않았다. 또한 사포닌 변환 등은 기존 구증구포방법과 같이 사포닌 변화가 일어나 홍삼에서만 나타나는 Rg3와 기타 효능활성물질 등이 분석되었다. 인삼사포닌의 경우에는 증포횟수가 증가함에 따라 흡수가 어려운 major ginsenoside(Rg1, Re, Rb1, Rc, Rb2 및 Rd)의 함량이 점차적으로 감소되고 대신 흡수가 빠르고 항암활성이 강한 minor ginsenoside (Rh1, 20(S)-Rg2, 20(R)-Rg2, 20(S)-Rg3, 20(R)-Rg3, Rk1 및 Rg5)의 함량이 점차적으로 증가하였다. 특히 diol계 사포닌인 ginsenosides Rb1, Rb2, Rc 및 Rd는 Rg3, Rk1 및 Rg5로 전환되었고, triol계 사포닌인 ginsenosides Rg1 및 Re는 Rh1, Rg2로 전환되었다. 수삼에서의 환원당, 산성다당체 및 총 페놀 화합물 함량은 7회까지 유의적으로 증가하였고 8회부터 점차 감소하는 경향을 보였다. DPPH 라디칼 소거활성은 7회까지 점차적으로 감소하여 IC50값이 68% 감소되는 것으로 나타났으며 7회부터 9회까지는 큰 유의적 차이가 없었다. 결론적으로 본 자동 구중구포방법은 기존의 방법과 물질생성은 거의 비슷하지만 시간이 단축되고 벤조피렌 함량이 거의 검출되지 않아 앞으로 고부가가치 인삼산업에 많은 도움을 줄 것으로 생각된다.

To develop the practical cultivation for paddy field, we investigated the properties of paddy soil, growth characteristics and ginsenoside content of 6-year-old ginseng, Cheonpung variety between poor drainage class (PDC) and imperfect drainage class (IDC). Groundwater level in PDC showed monthly small changes of 20~30 cm, while IDC showed monthly great changes of 28~71 cm depending on rainfall. Soil moisture content in PDC and IDC was 17.2%, 22.5%, respectively. Air temperature in IDC was lower than 0.3℃, while soil temperature was higher than 0.8℃ compare to PDC, respectively. Main soil color of PDC was grayish olive, while IDC was brownish olive. PDC showed yellowish mottles only at underground of 20~40 cm, while IDC showed that at underground of 30~90 cm. IDC showed lower pH, EC, potassium, calcium and magnesium content, but higher organic matter, phosphate, and iron content than that of PDC, respectively. All of EC, organic matter, potassium, calcium, and magnesium content were decreased, but iron content was increased at the subsoil layers of PDC. All of EC, organic matter, phosphorus, and potassium content were decreased, but calcium and magnesium content were increased at the subsoil layers of IDC. Root yield in IDC was more increased by 33% than that of PDC. The moisture content and rusty ratio of ginseng root in IDC were lower than that of PDC. Ginsenoside content in IDC was higher than that of PDC because the ratio of lateral and fine root showing relatively high content of ginsenoside was higher in IDC than that of PDC.

An important factor in the production of organic ginseng is the control of Alternaria blight and anthracnose, which mostly affect the leaves in the summer. We compared the effects of a lime-bordeaux mixture (LBM) and agricultural chemicals on the growth characteristics and ginsenoside content in 4-year-old ginseng plants when they were sprayed at 15-day intervals from mid-June to the end of September. The increases in leaf length, and survive-leaf ratio in plants sprayed with LBM were greater than the increases of the control plants, but less than those of agricultural chemicals treatment. The root weight per plant in the plants sprayed with LBM increased more distinctly than that in the control plants, while it was significantly lower than that in plants sprayed with agricultural chemicals. The root yield in plants sprayed with LBM increased by 21% compared to the root yield in the control plants, but decreased by 7% compared to that in plants sprayed with agricultural chemicals because of the decreases in leaf area and survive-leaf ratio. Spraying of LBM had a significant effect on the ginsenoside contents. The total ginsenoside content was highest in the control plants and lowest in the plants sprayed with agricultural chemicals and total ginsenoside contents was great relative to survive-leaf ratio and root weight.

This study was conducted to investigate changes in composition of ginsenosides and color of processed ginsengs prepared by different steaming-drying times. Processed ginsengs were prepared from white ginseng with skin by 9-time repeated steaming at 96℃ for 3 hours and followed by hot air-drying at 50℃ for 24 hours. As the times of steaming processes increased, lightness (L value) decreased and redness (a value) increased in color of ginseng powders. Crude saponin contents and ginsenosides compositions in processed ginsengs prepared by different steaming-drying times were investigated using the HPLC method, respecively. Crude saponin contents according to increasing steaming-drying times decreased in some degree. In the case of major ginsenosides, the contents of Rb1, Rb2, Rc, Rd, Rf, Re, RG1, Re were decreased with increase in steamimg times, but those of Rh1, Rg3, Rk1 were increased after especially 3 times of steaming processes. Interestingly, in black ginseng were prepared by 9 times steaming processes, the content of ginsenoside Rg3 was 8.20 mg/g, approximately 18 times higher than that (0.46 mg/g) in red ginseng. In addition, the ratio of the protopanaxadiol group and protopanaxatiol group (PD/PT) were increased from 1.9 to 8.4 due to increasing times of steamming process.

본 연구는 5 년근의 인삼에서 차광시설의 재배위치에 따른 사포닌의 함량 차이를 검정하였다. 재식 위치별 전행 (1~2행) 에서 연풍과 재래종 주근의 총 사포닌 단위함량은 각각 15.01 mg/g, 21.79 mg/g, 지근은 각각 35.93 mg/g, 43.32 mg/g, 세근은 각각 87.85 mg/g, 105.51 mg/g이었다. 중행 (3~5행) 에서 연풍과 재래종 주근의 총 사포닌 단위함량은 각각 18.73 mg/g, 23.19 mg/g, 지근은 각각 44.92 mg/g, 43.50 mg/g, 세근은 각각 92.97 mg/g, 110.70 mg/g이었다. 후행 (6~7행) 에서 연풍과 재래종 주근의 총 사포닌 단위함량은 각각 21.88 mg/g, 26.68 mg/g, 지근은 각각 38.41 mg/g, 44.89 mg/g, 세근은 각각 101.03 mg/g, 107.06 mg/g이었다. 재배위치에 따른 연풍과 재래종의 주근, 지근 및 세근의 총 사포닌과 주요 사포닌 함량의 차이는 연풍의 주근을 제외하고 모든 부위에서 크지 않았다. PD/PT 비율은 전행 인삼은 중행과 후행에 비하여 낮았으며 뿌리의 부위별로도 차이가 컸다.

본 연구는 박피시간에 따른 백삼의 색택과 일반성분 및 사포닌 함량의 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 백삼 표피의 색택은 박피시간이 길어질수록 양호하였다. 일반성분인 조지방, 조단백질, 지방산 및 아미노산은 박피에 따라 약간 증가하였으나 탄수화물 및 유리당은 감소하였다. 조사포닌과 ginsenosides 함량은 박피에 따라 크게 감소하였다. 박피 인삼의 ginsenosides는 무박피에 비하여 약 20-30% 감소 하였다. 이러한 결과는 백삼의 박피가 색택을 좋게 하지만 인삼의 주요 유효성분인 사포닌 함량의 현저한 감소를 초래하였다.

An advanced extraction method by ultrasonic extraction with applied solid phase extraction (SPE) has been developed for the determination of simultaneous eight major ginsenosides, namely ginsenosides Rg1, Re, Rf, Rb1, Rg2, Rc, Rb2, and Rd in the root of Panax ginseng. Four extraction methods including n-BuOH reflux extraction (Method A), 70% EtOH reflux extraction (Method B), 50% MeOH reflux extraction with SPE (Method C), and 50% MeOH ultrasonication with SPE clean-up process (Method D) were investigated for the determination of eight major ginsenosides. Total contents of ginsenosides were highest by extraction of Method C as 2.408±0.011%. However, Method D was evaluated as relatively simpler and more efficient method due to short extraction time, small solvent consumption and less expensive, compared to conservative reflux method. Ginsenosides were also satisfactorily separated with good resolution and the accuracy range was between 1.05 and 4.06% as relative standard deviation (RSD) by Method D. SPE condition and HPLC condition were further optimized for determination of eight major ginsenosides by the ultrasonic extraction method. Conclusively, ultrasonic extraction of 2 g sample of ginseng using ultrasonic bath and 1 loading for SPE was evaluated as proper condition for extraction of ginseng.

PPD ginsenosides in ginseng leaf were analyzed to determine effects of either FIR heat or steaming heat treatment. Among the PPD ginsenosides, Rb1, Rc and Rb3 forming four glycoside-attached aglycons were increased as FIR heat temperatures were increased from 60 to 120℃, while Rb3 was decreased. In addition, FIR heat treatment was effective to increase Rd forming a three glycoside-attached aglycon. Rg3 and Rh2 were not increased by the FIR heat treatment. In steaming heat treatment, Rb1 was significantly decreased, while Rb2 was increased. Rd was also increased by increased steaming temperature, yet its content was lower than in the FIR heat treatment. However, the steaming heat treatment increased yields of Rg3 and Rh2, which were not observed in the FIR heat treatment. Thus, FIR heat treatment was beneficial to efficient products of Rb1, Rc, Rb3 and Rd. Steaming heat treatment was effective to higher collection of Rb2, Rg3 and Rh2.

고려인삼은 예로부터 명약으로 중요한 약재로 사용해 왔으며 현대 약품에서도 다양한 용도로 이용되어지고 있다. 특히, 인삼의 효능이 알려지면서 세계 각국에선 Ginsenoside 추출방법 등 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 인삼추출 시 가열온도와 시간에 따라 기능적 차이가 있는 Ginsenoside의 추출속도와 변화를 알아보고자 실시하였다. 실험방법은 동일 재배지에서 수확한 인삼을 백삼과 홍삼으로 가공한 후, 1.2cm간격으로 절단하여 각각 60g을 물 1800cc에 넣고 교반기(MSH-200-Set)에서 50℃, 80℃, 100℃로 각각 3, 6, 12, 24, 48, 60, 72시간 가열하였다. 온도별 가열시간에 따라 추출한 물 30㎖를 분리, 정제한 후 HPLC(Perkin Elmer Series 200)를 이용하여 Ginsenoside를 분석하였다. 추출물의 갈변도는 백삼, 홍삼 모두에서 고온일수록, 시간이 경과함에 따라 갈색화 반응이 현저하게 진행되었으며 특히,홍삼의 경우100℃에서 갈변도가 가장 높았다. 추출물의 Crude Saponin변화는 백삼의 경우 50℃, 72시간에서 가장 높은 함량을 나타내었고 80℃에서는 24시간조건이 높은 경향을 보였으며 100℃에서는 48시간이 높았다. 총 Ginsenoside 함량은 50℃의 24시간조건에서 80℃의 48시간이 가장 높은 함량을 보였으며, 100℃에서는 6시간 조건이 높았다. 홍삼의 경우, 추출물의 Crude Saponin변화는 50℃의 60시간 조건이 높았고 80℃의 조건에서는 24시간이 높은 함량을 나타냈으며 100℃에서는 24시간 조건이 높았다. Ginsenoside 함량은 50℃의 60시간 조건과 80℃의 6시간, 100℃의 6시간 조건에서 가장 높은 경향을 보였다. 이상에서 백삼과 홍삼의 가열온도와 시간에 따른 성분변화를 검토한 결과, 대체로 PT계에 비하여 PD계가 감소하는 것이 확인되었고 Rb2, Rb3가 80℃에서 높은 함량을 보였다. 특히, Rg1은 온도가 높을수록 함량이 감소 경향이 나타났으며 모든 온도에서 총 Ginsenside 함량은 80℃가 가장 높았다.

HPLC에 의한 미량 Ginsenoside의 분석법을 확립하고자 연구를 수행하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 인삼 ginsenosid의 분석은 많이 시도되어 왔으나 주요 사포닌 및 미량 사포닌의 분석법이 정립되지 않고 있는 실정인바, 본 연구에서는 이동상 용매의 기울기 용리를 다양하게 변화를 주어 Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, Rf Rg1, Rg2, Rg3, Rh1, Rh2의 총 12종의 사포닌을 양호하게 분리하는데 성공하였다. 이동상의 흐름 속도는 1.00ml/min이고 column온도는 35˚C, UV detector의 파장은 203nm로 모두 일정하게 한 결과였으며, 최적의 분석조건은 H2O와 CH3CN의 용매 조성이 82/18, 70/30, 55/45, 50/50으로 각각의 ginsenosides의 안정적인 Area 값을 얻을 수 있었고 재현성을 시도해본 결과, 반복간 편차가 적어 재현성이 매우 양호한 것으로 나타났다.

To investigate effects on the growth and ginsenosides accumulation in ginseng hairy root, potassium phosphate was supplemented with 1.25, 2.5, and 5.0 mM concentration in 1/2 MS medium, respectively. Potassium phosphate supplement was increased the biomass and ginsenosides accumulation when it was dose at the concentration of 1.25 mM. And the growth rate of hairy root in the light condition was higher than in dark condition. The highest contents and productivity of ginsenosides were observed at the supplement of 1.25 mM potassium phosphate at the 7th day after the culture onset. Ginseng hairy root cultured in 20 L bioreactor supplemented with 1.25 mM KH2PO4 was increased the growth with 1,609 g (F·W) and ginsenosides content with 11.09 mg than those in control.

전세계적으로 널리 복용되고 있음에도 불구하고 인삼이 중추신경계에 미치는 효과에 대한 세포수준에서의 증거는 별로 없다. 따라서 본 연구자들은 지금까지 보고된 30여종 이상의 ginsenosides 중에서 인삼 효과의 주된 활성성분으로 알려져 있는 Rb1과 Rg1을 이용해 해마신경전구세포의 분화와 증식에 미치는 효과를 연구하였다. 증식실험결과 Rb1과 Rg1을 3일 동안 해마신경전구세포에 처리하면 대조군에 비해 BrdU(+)세포수가 상당히 감소한 반면에 분

인삼 부정근의 생장과 ginsenosides 함량에 미치는 elicitor의 영향을 조사한 결과 chitosan처리구의 생장량은 10 mg/L에서 가장 양호하였으며, ginsenosides의 함량은 5 mg/L처리농도에서 14.48 mg/g . DW로 대조구에 비해 약9%의 함량증대를 가져왔다. 세포내에서 이차대사계를 활성화시키는 중간 신호전달 물질(signal transducer)로 알려진 jasmonic acid를 인삼 부정근 배양에 처리한 결과 부정근의 생장량은 10 uM 처리구에서 ginsenosides함량이 가장 양호하였으나, 인삼 부정근의 생장은 다소 억제되었다.

인삼 천풍의 배(embryo)로부터 부정근을 유도하고 배양배지조성, 식물 호르몬과 인삼염의 농도가 인삼부정근의 생장과 ginsenosides의 생성에 미치는 영향을 조사하였다. 배지 종류별 인삼 부정근의 생장량은 B5, WPM, MS 배지 순으로 높았으며, ginsenosides 함량은 B5배지에서 가장 높았으며 panaxa triol계 사포닌 보다 panaxa diol계 사포닌이 증가하였다. 식물 생장조절제 처리구에서의 인삼부정근의 생장량은 kinetin 0.1 mg/L에서 높게 나타났으며 , ginsenosides 함량은 kinetin 0.01 mg/L에서 오히려 높게 나타났다. 특히 kinetin 0.01 mg/L 첨가에서 ginsenoside Rb1의 함량이 크게 증가하였다. KH2PO4를 추가 첨가 할때에는 부정근의 생장에 2.5 mM에서 대조구에 비해 양호하였으나, ginsenosides의 함량은 1.25 mM에서 높았으며 , 특히 ginsenosides Re의 급격한 증가로 인하여 panaxatriol계 사포닌의 함량이 증가되었다.

인삼 종자의 발육시기별 종자 및 배유의 크기, 사포닌, 유리당 그리고 지방산의 함량을 조사하였던바 그 결과는 다음과 같다. 1. 종자의 크기(길이, 폭, 두께) 생장은 개화후 35 일경에, 배유의 크기 생장은 개화후 50일경에 완료되었으나 장육을 제거하지 않은 종자의 무게는 개화후 65일까지 감소되었다. 2. 총사포닌 및 ginsenosides의 함량은 개화후 일수가 경과할수록 감소되었다. 3. Glucose, maltose 및 fructose의 함량은 개화후 일수가 경과할수록 감소되었으나 sucrose 함량은 경과일수에 따라 증가되었다. 4 Palmitic 산의 함량은 개화후 일수가 경과함에 따라 감소경향이었으나 oleic, linoleic 및 stearic산은 경과일수에 따라 증가되었다.

인삼종자의 열매송이를 원이라 가정하고 그 원의 반지름을 3등분한 원을 각각 작도하여 1차원의 부분을 중앙부, 2차원의 부분을 중간부, 3차원의 부분을 외부라 구분하고 각 부위에 착생한 종자의 크기 및 ginsenoside, 유리당, 지방산의 차이를 조사하였다. 1. 100입의 종자중과 배유중은 열매송이의 외부나 중간부에 착생한 종자에 비해 중앙부에 착생한 종자에서 현저히 작았다. 2. 1입과의 종자가 2입과의 종자에 비해 소립이었고, 1입과의 착생비율은 열매송이의 외부나 중간부에 비해 중앙부에서 증가되었다. 3. 종자내의 주요 ginsenoside 는 Re, Rb1 , Rb2 ,Rd 였고, 종자의 착생위치별는 Rb2 와 총사포닌 함량은 중앙부쪽에 착생한 종자일수록 감소했으나 Rd 함량은 오히려 증가되었다. 4. 종자내의 주요유리당은 sucrose, glucose 였고, 종자의 착생위치별로 보면 sucrose 는 열매송이의 중앙부쪽에 착생한 종자일수록 그 함량이 점점 감소되었다. 5. 종자내의 주요지방산은 oleic 산과 linoleic 산이었고, palmitic 산과 linolenic산의 함량은 종자의 착생위치에 따라 차이를 보였다.

Saponin생합성의 개체발생학적 정보를 얻기 위하여 인삼종자의 개갑과정과 묘삼생육초기에 saponin및 유리당의 변화를 HPLC로 조사하있다. 개갑처리 40일 후에 약 80%의 saponin이 없어졌으며 Rc, Rb2 , Rb1 이 없어지고 PD가 더 많이 없어졌다. 70일 후에는 40일 후보다 증가하였으며 Rg2 와 Rg3 (추정), 20-gluco Rf(추정)의 증가는 분해용탈 외에 생합성 가능성을 배제하지 아니하였다. F3 (추정)는 과육에 없고 미숙배유와 배에 있고 개갑과정에서 적어졌다. Rg3 는 과육에 없고 배유와 배에 흔적으로 있으나 개갑에서 증가되었다. 20-gluco Rf는 개갑 중 배유와 배에서만 나타났다. 4월 20일의 묘삼근에서 saponin은 없었으나 줄기에서는 개갑시 보다 많았다. 근의 saponin 생성은 5월 29일에 나타났으나 6월 30일에야 Rc, Rb2 , Rb1 이 처음 생기며 본 궤도에 이르는 것 같다. 6월 중 단위 생중당 saponin 생합성 속도는 뿌리보다 잎에서 배가 높았다. 잎사포닌 F3 와 F6가 뿌리에서 발견되고, 근 saponin Rg3 와 20-gluco-Rf가 엽에서 나타났으나 점점 감소하였다. Saponin함량의 변화에는 PD가 주역이여서 PT/PD는 saponin 함량과 부상관을 보였다. 재갑처리 70일에도 sucrose의 함량이 높았으나 glucose는 흔적, fructose는 없었다. 묘삼의 잎은 sucrose보다 glucose와 fructose가 초기에는 많았으나 후에는 상당히 적어졌다. 줄기는 glu-cose가 많고 기타는 흔적 정도 였으며 뿌리는 초기에 sucrose가 종자에서 보다 높았으나 그 후 모든 당이 거의 흔적뿐이었다.