Panax quinquefolius (PQ)은 미국 지역에서 주로 재배하는 삼이며, 피로 회복과 면역 증진, 혈압 및 콜레스테롤 조절에 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 효과들을 나타내는 것은 인삼의 특유한 사포닌(saponin) 성분인 진세노사이드(ginsenoside)에 기인하는 것으로 알려져 있다. 식품의 가공방법 중의 하나인 팽화는 압력과 온도를 가하여 식품 중에 존재하는 녹말의 호화, 단백질의 변성 및 조직화, 저장 중 지질의 산화에 의한 변패 등을 유발시키는 효소의 불활성화, 수분이 제거 및 다공성 구조를 야기한다. 따라서 본 실험의 목적은 팽화 압력에 따른 PQ의 추출수율, 조사포닌 함량 및 항산화능의 변화를 분석하여 한국인삼(Panax ginseng, PG)과의 차이점을 구명하는 것이다. 시료는 건조된 미국산과 캐나다산 PQ를 쌀과 배합하여 사용하였다. PQ를 686, 784, 882, 980kPa로 팽화한 후 70% 발효 주정으로 추출하였다. 추출액을 농축하여 증류수에 녹인 후, 이들의 추출수율, 조사포닌 함량 및 항산화능의 변화를 분석하였다. 팽화압력과 상관없이 팽화 캐나다삼이 팽화 미국삼보다 부피와 크기가 컸다. 두 인삼 모두 압력 조건이 높아질수록 갈변화가 더 진행되었으며, 784kPa부터 표면이 바스러지고 882kPa부터 내부와 분리되는 현상이 발생하였다. 팽화 전 캐나다삼의 추출수율과 조사포닌, DPPH 라디칼 소거능 모두 미국삼보다 높은 값을 나타내었다. 팽화 후 두 인삼 모두 control에 비하여 추출수율, 조사포닌, DPPH 라디칼 소거능이 증가하였다. 추출수율과 조사포닌의 함량의 경우, 캐나다삼은 압력에 따라 증가하였고, 미국삼은 감소하다 증가하는 경향을 나타내었다. 추출수율은 팽화 전후 압력에 상관없이 미국삼보다 캐나다삼이 높았으며, 조사포닌 및 DPPH 라디칼 소거능의 경우 특정한 경향을 나타내지 않았다. 본 실험에 사용한 팽화 미국삼 및 캐나다삼은 팽화 한국삼보다 추출수율과 항산화능은 낮지만, 조사포닌의 함량이 높았다. 따라서 팽화로 인한 미국삼 및 캐나다삼 조사포닌 함량 증가가 팽화 한국삼보다 더 크게 유의적으로 증가하여 이들을 활용한 다양한 제품들의 개발이 가능하고 국제시장에서 이들이 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

두유는 단백질, 지방, 다당류 등으로 구성된 에멀젼으로서 저장 중 상분리 또는 침전 현상이 발생하게 되는데, 이에 가장 큰 영향을 미치는 것은 입도크기인 것으로 알려져 있다. 최근 보고에 의하면 양친매성의 계면활성제는 두유의 이러한 현상을 억제하는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 두유의 가공조건과 천연 계면활성제인 사포닌(순도=80%)이 두유의 저장 안정성에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 실험에 사용한 두유액은 고형분을 제거한 후, 사포닌을 0%, 1%(w/w)를 각각 첨가하였으며, 고속균질기와 고압균질기를 순차적으로 사용하여 입도가 균일한 두유로 제조하였다. 두유의 저장 안정성 테스트를 위하여 15일 동안 저장(온도=4℃, 25℃ and 37 ℃) 하면서 visual appearance, microstructure, transmittance, particle size distribution, terminal velocity를 각각 측정 하였다. 두유의 상분리는 25 ℃와 37 ℃에서 GSP 0% 첨가의 경우 각각 120 및 48 h 후 GSP 1% 첨가의 경우 각각 192 및 48 h 후에 발생하였으나, 4℃에서는 저장기간 동안에 관찰되지 않았다. 저장기간 동안, 두유의 microstructure는 GSP 0% 첨가의 경우 입자가 응집되는 것이 관찰 되었으나, GSP 1%를 첨가한 경우 두유 입자의 응집 현상은 관찰되지 않았다. 모든 샘플은 저장 시간이 지남에 따라 transmittance가 증가하는 경향을 보였는데, 높은 저장온도에서 transmittance가 빠르게 증가하였다. 두유의 입도크기는 저장 0 h에서 GSP 0% 첨가의 경우 8.8 μm로서 GSP 1% 첨가의 경우(12.3 μm)보다 작은 값을 나타내었다. 이후 저장 시간이 지남에 따라 입도 크기가 감소하는 경향을 보였는데, 저장온도 25 및 37 ℃에서는 저장 2 h 이후부터 GSP 1%와 0% 간에 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 4 ℃ 저장의 경우 360 h에서 GSP 0% 첨가의 경우 0.99 μm로서 GSP 1% 첨가의 경우(0.72 μm)보다 큰 값을 나타내었다. GSP가 입자 침전 속도에 미치는 영향인 terminal velocity는 저장온도 25 및 37 ℃에서는 유의적인 차이는 나타나지 않았으나, 4 ℃ 저장의 경우 360 h 후 GSP 0%와 1% 첨가하였을 때 각각 0.31 mm/h, 0.16 mm/h로 측정되어, GSP를 첨가하는 경우에 terminal velocity를 낮추었다. 위의 결과를 토대로, 천연 계면활성제인 사포닌은 두유의 상분리를 억제하여 저장 안정성을 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다.

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.

This study was conducted to investigate the changes in saponin content and antioxidant activity of crude ginseng and extruded ginseng by using different solvent extraction methods. Each of the fractions was first extracted by 80% ethanol followed by ether treatment to remove the lipid components. Water soluble components were separated by ethylacetate and water saturated butanol. Four fraction, including 80% ethanol, ethylacetate, butanol and water were obtained from crude and extruded ginsengs to analyze saponin content and antioxidant activity. Saponin content and antioxidant capacity of each of the four fractions were measured by LC/MS analysis and ORAC(Oxygen Radical Absorbance Capacity) assay, respectively. It was found that a major portion of saponin was present in ethyl acetate and water saturated butanol fractions. When extracted by 80% ethanol, ginsenoside Rb1 and Rg1 were mostly found in crude ginseng, while ginsenoside Re and Rb1 were detected in extruded ginseng. Even though Rh1 and Rg3 were found in a very small quantity in crude ginseng, there was a significant quantity of both in extruded ginseng when extracted by 80% ethanol. Similar tendency was also observed in extruded ginseng fraction when extracted with ethyl acetate and butanol. In crude ginseng, the level of Rg1 was the highest among other ginsenosides upon extraction by ethyl acetate, while Rh1 and Rg3 were predominantly found by employing similar solvent extraction in the extruded ginseng. Also, Rg1, Re and Rb1 were also found in the extruded ginseng with small quantity. Rg1, Re and Rb1 were found in crude ginseng by butanol extraction, while Rb1 and Re were extracted from the extruded ginseng. Overall, there was no difference in the saponin content between crude ginseng and extruded ginseng when extracted by butanol and water, but twice as much of saponin was obtained by 80% ethanol extraction and 6 times more saponin were obtained in ethyl acetate fraction in the extruded ginseng. Antioxidant capacity of crude ginseng as determined by ORAC assay was higher in 80% ethanol(high in many different kinds of biological compounds) and water saturated butanol(high in polar saponin) fractions than the ethyl acetate and water fractions. No difference in antioxidant capacity was observed between crude and extruded ginseng. However, antioxidant capacity of ethyl acetate and water fractions in extruded ginseng was significantly higher than crude ginseng(P>0.05). All the fractions in both, crude and extruded ginseng possessed antioxidant capacity and even water fractions that contained almost no saponin had some antioxidant capacity. While determining correlation coefficient between fractions in extruded ginseng by Pearson correlation, it was observed that 80% ethanol fraction was in correlation with ethyl acetate(P>0.01) and ethanol(P>0.001) and in the case of ethylacetate, correlation was observed only with butanol fraction(P>0.05).

달팽이, 두줄민달팽이 및 노랑뾰족민달팽이에 대한 인삼사포닌 분말의 살충률 및 기피효과를 평가하였다. 인삼사포닌 500X와 1,000X의 노랑뾰족민달팽이 및 두줄민달팽이에 대한 분무처리 후 3일차의 살충률은 각각 100.0%와 48.1% 및 100.0%와 38.9% 이었다. 인삼사포닌 100X와 500X의 달팽이에 대한 살충률은 각 각 50.0% 및 43.3% 이었다. 한편, 인삼사포닌 500X과 1,000X의 노랑뾰족민달팽 이 및 두줄민달팽이에 대한 오이 절단 침지처리에 의한 처리 후 2일차의 살충률은 각각 10.0%와 0.0% 및 100.0%와 53.3% 이었다. 또한 인삼사포닌 500X와 1,000X 의 달팽이에 대한 침지처리후 2일차의 살충률은 각각 53.3%와 20.0% 이었다. 한 편, 인삼사포닌 500X와 구리테이프의 조합여부에 따른 노랑뾰족민달팽이의 방사 후 4일차의 누적 기피율은 인삼사포닌 500X에서 98.4%, 인삼사포닌 500X+구리 테이프에서 100.0% 이었다. 따라서 달팽이류에 대한 인삼사포닌의 살충효과는 침지처리보다 분무처리에서 높았으며, 달팽이 종류에 따른 인삼사포닌의 살충효과는 껍질이 있는 달팽이보다 껍질이 없는 민달팽이류에서 높았다. 또한 인삼사포닌의 노랑뾰족민달팽이에 대 한 기피효과는 98% 이상으로 매우 높게 나타나 인삼사포닌을 이용한 달팽이의 친 환경 살충제 및 기피제로서의 개발 가능성을 나타내었다.

건강 기능성과 기호성, 간편성을 갖는 건강차를 개발하기 위하여 4년생 인삼엽을 7월과 8월에 각각 채엽하고 이를 재료로 하여 건조법 (DRT), 숙성법(AGT), 열처리법 (HPT)등의 3가지 방법으로 인삼엽차를 제조하고 인삼제품의 품질 지표인 조사포닌 함량과 조성을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 인삼엽차의 조사포닌 함량은 제조 방법 중 HPT 가 18.72 ~ 18.82%로 가장 높았으며 AGT는 18.24 ~ 18.29%, DRT는 17.02 ~ 17.17%순이었고 채엽시기별 함량 차이는 거의 나타나지 않았다. 2. 인삼엽차의 protopanaxadiol(PD), protopanaxatriol (PT)계 사포닌의 함량비 (PD/PT)는 제조 방법 중 DRT가 1.11 ~ 1.13, HPT 1.09 ~ 1.12 이었고, AGT는 0.92 ~ 1.02ft 다소 낮은 결과를 나타내었다. 또한 채엽시기별 함량비는 유사하였다. 4. 인삼엽차의 5분간 열탕침출액의 조사포닌 함량은 7월엽 제품, HPT가 각각 15.88%, 16.88%로 가장 높았고 ginsenoside 함량은 -Re, -Rd, -Rg_1, -Rb_2, -Rc순이었다. 알콜로 8시간 환류 추출한 총 사포닌과 5분간 열탕 침출액 중 조사포닌 함량을 비교한 조사포닌 침출율은 81.74 ~ 84.38%로서 7월엽 제품, HPT가 84.38%로 가장 높았고 ginsenoside 침출율은 다소 낮은 78.00 ~ 88.13%를 나타내었다. 또한 30분간 침출액의 침출율은 88.01 ~ 92.31%로 5분간 침출율보다 7월엽 제품은 10 ~ 135, 8월엽 제품은 약 20% 증가하였고, ginsenoside 침출율은 유사한 경향을 나타내었다.

오염된 인삼분말로부터 1 종의 세균을 순수분리하여 API kit 및 전자현미경을 이용하여 형태적, 생리적 특성을 조사하였다. 분리균은 직경 0.6-1.0㎛, 길이는 1.2-3.0㎛ 이었고 세포표면에 편모를 가진 간균이었다. 분리균은 β-galactosdase, arginine dihydrolase, ornithin decarboxylase를 가지고 있으며 탄소원으로 citrate를 이용할 수 있지만 H_2S는 생성하지 못하였다. 또한 glucose, manitol, sorbitol, rhamnose, sucrose, melibiose, arabinose 등의 당 및 amygdalin을 탄소원으로 이용할 수 있었다. 이상의 API kit를 이용한 생리적 특성분석 및 전자현미경을 이용한 미세형태적 특성 관찰결과에 의해 본 균주는 장내세균과(Enterobacteriaceae)에 속하는 Enterobacter sp로 동정되었다. 한편 분리균주 Enterobacter sp.의 생육에 미치는 인삼사포닌의 영향을 조사한 결과 사포닌은 농도의존적으로 균의 생육을 억제하는 경향을 나타내었다. 즉, 사포닌을 0.05, 0.5, 2.0, 4.0% 첨가하고 38℃에서 3일 동안 배양한 후 사포닌 비첨가군과 비교한 결과 균의 상대적 성장률은 각각 75.0, 37.5, 7.5, 0.5%로 나타났다. 사포닌의 미생물 생육 억제작용은 비교적 고농도인 4.0% 사포닌 첨가시에도 초기의 6.0×10^6에서 2.0×10^7 CFU/g으로 완만한 증가경향을 나타내어 사멸작용보다는 정균작용일 것으로 추측된다.

Background : While the anti-inflammatory effects of 20 (S)-ginsenoside Rg3 (Rg3) have been studied, it remains unclear how Rg3 regulates lipid metabolism in inflammatory macrophages. Thus, in this study, we characterized some eicosanoids related to the anti-inflammatory effects of 20 (S)-ginsenoside Rg3 in murine macrophages. Methods and Results : UPLC-MS/MS was used to profile various eicosanoids from RAW264.7 cells treated with lipopolysaccharide (LPS) and Rg3. The profiling data were statistically analyzed by principal component analysis, hierarchical clustering analysis and analysis of variance. The anti-inflammatory effect of Rg3 was validated by assessing the levels of nitric oxide, tumor necrosis factor-α, and interleukin-6 in the activated macrophages treated with Rg3. A total of 69 eicosanoids were analyzed in RAW264.7 cells. Principal component and hierarchical cluster analyses differentiated control cells from cells treated with LPS, Rg3, or LPS + Rg3 for 12 or 24 h. Furthermore, some differentially regulated compounds were found between macrophages treated with LPS for 24 h and those treated with LPS + Rg3 for 24 h. Conclusion : Rg3 alters eicosanoid metabolism in activated macrophages treated with LPS. Furthermore, we identified several eicosanoids correlated with the anti-inflammatory activity of Rg3.

Background : For increasing saponin content of ginseng cultivated in shaded plastic house, this research was performed to investigate growth characteristics and saponin content of ginseng according to foliar spray of chitosan and water-soluble silicates processing. Methods and Results : The ginseng cultivars to be used this research were Cheonpung, Yeonpung and 1-year-old seedlings of Cheonpung, Yeonpung was transplanted on March 24, 2015. Planting density was 72 plant/3.3㎡and Shading material of plastic house used blue-white shading vinyl. The processing method of organic matter is as follows, we were applied chitosan (40 kg / 10a), silicate (3kg / 10a) to soil scheduled for ginseng cultivation with basal application. Then, we were diluted with chitosan and silicates to 1000-fold and investigated growth characteristics, saponin content of ginseng after foliar spray twice a month from May to September. Conclusion : Photosynthetic rate of ginseng according to treatment of organic matter was higher in the chitosan experimental group compared to the control group and photosynthetic rate of ginseng cultivars was the highest in Cheonpung’s silicate group(3.70 μmole CO2/㎡/s). The growth characteristics in above-ground part of 2-year-old ginseng was a good in the organic matter treatments compared to the control group. Above-ground part’s growth characteristics of ginseng according to treatment of organic matter showed a good trend in plant height, stem length, stem diameter of chitosan experimental group. The growth characteristics in under-ground part of 2-year-old ginseng was a good in the organic experimental groups. In Yeonpung of the chitosan experimental group, fresh root weight per plant was 9.2 g/plant that increased by 46 % compared to the control group. In Cheonpung of the silicate experimental group, fresh root weight per plant was 8.3 g/plant that increased by 56 % compared to the control group. In the chitosan experimental group, crude saponin content of under-ground part was Cheonpung(10.38 ㎎/g), Yeonpung(12.29 ㎎/g), control(11.53 ㎎/g), respectively. In the silicate experimental group, crude saponin content of under-ground part was Cheonpung(11.73 ㎎/g), Yeonpung(14.21 ㎎/g), respectively. Crude saponin content of ginseng according to treatment of organic matter was. generally higher in Yeonpung than Cheonpung.

Background : For increasing saponin content of ginseng cultivated in shaded plastic house, this study was performed to investigate growth characteristics and saponin content of ginseng (Panax ginseng C.A. Mayer) according to foliar spray of germanium and water-soluble silicates processing. Methods and Results : Used a native species in this study is violet-stem variant that most commonly cultivated in ginseng’s farms. 1-year-old violet-stem variant was transplanted on March 24, 2015 and planting distance was 11 × 20 cm. Shading material of plastic house was used blue-white shading vinyl. The processing method of inorganic dissolved matter is as follows, we were diluted with germanium and water-soluble silicates to 500-fold, 1000-fold and investigated after foliar spray twice a month from May to September. The growth characteristics in above-ground part of 2-year-old ginseng was a good in the inorganic matters treatment compared to the control treatment, the difference of above-ground growth characteristics between the inorganic dissolved matters treatments was not significant. The growth characteristics in under-ground part of 2-year-old ginseng was a good in the inorganic matter treatments and root weight per plant in the 500-fold dilution of germanium was 12.4 g that increased by 29 % compared to the control (9.6 g). Crude saponin content of under-ground part was higher generally in inorganic matter treatments compared to the control (11.53 ㎎/g). In the 1000-fold dilution of water-soluble silicate and germanium (50:50), crude saponin content was the highest in 12.91 ㎎/g. Crude saponin content of above-ground part was higher generally in inorganic matter treatments compared to the control (61.76 ㎎/g). In the 1000-fold dilution of water-soluble silicate and germanium (50:50), crude saponin content was the highest in 65.69 ㎎/g. Conclusion : From the above results, we concluded that germanium and water-soluble silicates could be useful matters in promoting growth characteristics and saponin content of ginseng (Panax ginseng C.A. Mayer).

Background : This study was carried out to investigate the changes to fatty acid, mineral, and ginsenosides contents in ginseng seed when they were stratified for different length of time and to determine whether variety had any effects on the changes. The aim was to improve the ginseng seed stratification process. Methods and Results : The ginseng varieties used were Geumpoong, Chunpoong, Yunpoong, and K-1. Stratifying periods treated on ginseng seed were 0, 20, 40, 60, 80, and 100 days. The main fatty acids of ginseng seed were oleic acid (C18 : 1, n9c) with a content of 78.40 - 79.20% followed by linoleic acid (C18 : 2, n6c). The main mineral in the seeds was potassium (K), at 1208.2 - 1337.6 ㎎/100 g. The main ginsenosides in ginseng seed were ginsenoside Re and Rb1. Increasing the length of the stratification periods led to increases in oleic acid content (60 - 80 days), however after this the content declined. In contrast, linoleic acid content fell as the stratification period increased. K, P, Mg, Ca and Na content rose as the stratification period increased. The ginsenoside Re content of Chunpoong and K-1 cultivar seeds also rose as the stratification period increased which meant that total ginsenoside content increased. However, ginsenoside Re content rose in Geumpoong and Yunpoong seeds, but total ginsenoside content decreased as the stratification period increased. Conclusions : Some beneficial compound in ginseng seed rose as the stratification period increased. Therefore, ginseng seed stratification could improve the food value of ginseng.