In a previous study, we fractionated crude polysaccharide (AME-CP) with macrophage-stimulating activity from a hot-water extract (AME) of Astragalus membranaceus. AME-CP contained glucose (Glc) as a main component sugar, suggesting that it might be rich in starch-like compounds (SLC). To enhance the immunostimulating activity of AME-CP by pruning SLC rarely known to contribute to activity, hydrolysate (AME-SH) was prepared by digesting with starch-related enzymes, including α-amylase and amyloglucosidase. AME-SH was found to contain substances with molecular weights ranging from 3.9 to 84.4 kDa. These substances were primarily composed of galactose, galacturonic acid, Glc, arabinose, rhamnose, and mannose. AME-SH significantly enhanced the production of macrophage-stimulating factors, including nitric oxide (NO), interleukin (IL)-6, and IL-12, in RAW 264.7 cells compared to AME-CP. Treatment of splenocytes isolated from C3H/HeN mice with AME-SH not only promoted IL-6 secretion, but also induced mitogenic activity. In addition, AME-SH promoted the secretion of hematopoietic growth factors including IL-6 and granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) in Peyer's patch (PP) cells and stimulated bone marrow cell proliferation through these PP cells. In conclusion, hydrolysate (AME-SH) digested from AME-CP with starch-related enzymes could be used as a potential immunostimulant.

To increase industrial applicability of Astragalus membranaceus (AM) as immunostimulating materials, hot-water extract (AME) was prepared from AM and fermented with Kimchi-lactic acid bacteria (Lactobacillus sakei & Leuconostoc mesenteroides) to prepare fermented AM-postbiotics (FAME). Although FAME prepared from AM-postbiotics did not show a significant enhancement in macrophage stimulating activity compared to non-fermented AME, crude polysaccharide (FAME-CP) fractionated by EtOH precipitation from FAME showed significantly higher macrophage stimulating activity than AME-CP. Compared to AME-CP, FAME-CP showed dramatic changes in component sugar and molecular weight distribution. FAME-CP was a polysaccharide with a major molecular weight distribution of 113.4 kDa containing Man (44.2%), Glc (19.3%), Gal (10.2%), GalA (10.2%), and Ara (7.4%) as sugar components. FAME-CP with enhanced macrophage stimulatory activity not only increased expression levels of mRNA genes encoding macrophage-activated factors (iNOS, TNF-α, MCP-1, IL-6, and COX-2), but also led the nuclear translocation of activated p65 and c-Jun. In conclusion, crude polysaccharide from AM-postbiotics fermented with lactic acid bacteria could increase industrial applicability as a functional material with enhanced immunostimulating activity than AME-CP.

The major active components of Astragalus membranaceus (AM) are isoflavones, which exist in the form of various glycosides. Nuruk is a traditional fermentation starter in Korea, and is suitable for the biotransformation of isoflavone glycosides because it contains various microorganisms and enzymes. This study was performed to determine changes in the isoflavones and antioxidant properties of AM fermented (AF) with nuruk over 24 hours. AF was sampled after 0, 2, 4, 6, 12, 18, and 24 h of fermentation, and calycosin 7-glucoside, ononin, calycosin, and formononetin content, and the antioxidant properties of AF were analyzed. The total phenolic content increased with fermentation time, and the ABTS radical scavenging activity increased until 6 h of fermentation and then decreased. During fermentation, the isoflavone glycosides decreased significantly as fermentation time increased. The contents of calycosin and formononetin, which are aglycons of calycosin-7-glucoside and ononin, increased from 100.54 μg/g to 276.84 μg/g and from 56.29 μg/g to 123.04 μg/g, respectively, at 18 h of fermentation. Significant correlations were observed between fermentation time, isoflavone content, and antioxidant properties. The results of this study showed that fermentation with nuruk is suitable for the biotransformation of isoflavones in AM.

본 연구는 황기 에탄올 추출물과 황기 생물전환 추출물의 기능성 화장품 소재로서 가능성 여부를 규명하고자 하였다. 항산화 효과를 확인하기 위해 폴리페놀과 플라보노이드 함량을 측정하였고, 세포실험을 통해 피부 세포에 대한 독성과 피부 세포 노화에 대한 연구를 수행하였다. 항산화 실험 결과, 폴리페놀, 플라보노이드 효과에서는 폴리페놀과 플라보노이드의 함량이 농도 의존적으로 증가하였고, 생물전환 추출물에 비해 에탄올 추출물에서 높은 것으로 확인되었다. 황기 추출물과 생물전환된 황기추출물이 HDF 세포에서 농도 의존적으로 MMP1 발현 억제 효과가 증가되는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구는 황기 추출물과 황기 생물전환 추출물의 기능성 화장품 소재로 사용 시 항산화와 피부 노화 예방 관점에서의 기능성 화장품 소재로 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

Streptozotocin(STZ)을 45mg/kg.b.w의 용량으로 흰쥐의 미정맥에 투여 한 후 당뇨병이 유발된 당뇨 흰쥐에게 1일 1회 7일간 1,000mg/kg의 용량으로 황기에탄올 추출물을 투여 후 glucose함량 과 당대사에 관여하는 효소인 glucose-6-phosphatase(G-6-Pase), glucose-6-phosphate dehydrogenase (G-6-PDH, glucokinase(GK)활성과 glycogen 함량, triglyceride(TG), total cholesterol등의 지질대사에 관여하는 물질들을 측정한 결과 황기 에탄올 추출물 투여군이 glucose, TG, total cholesterol등의 함량과 G-6-Pase 활성의 유의적인 감소를 나타내었으며 glycogen 함량과 G-6-PDH, GK의 활성이 유의적인 증가를 나타내었다. 이와 같이 황기 에탄올 추출물이 항당뇨 개선효과를 갖는 유효성분을 함유하고 있음을 알 수 있었다.

본 연구는 배지의 종류에 따른 더덕과 황기의 발아와 육묘기의 생육을 구명하기 위해 수행되었다. 종자는 상업적 상토(토실이), 코이어, 암면, 우레탄스펀지에 파종하였다. 파종 후 밀폐형 식물생산시스템에서 22일간 발아 하였으며, 경상대학교 벤로형 유리온실에서 파종 후 35 일간 육묘 하였다. 양액은 EC 1.0dS·m-1, pH 6.5로 맞추 어 2일 간격으로 저면관수 하였다. 더덕의 최종발아율은 코이어와 암면 배지에서 각각 68.5%와 67.9%로 유의적으로 높았으며, 평균발아수 역시 코이어와 암면 배지에서 4.2립과 4.1립으로 가장 높았다. 황기의 경우 배지 종류에 따른 황기의 발아율은 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 더덕의 초장과 엽면적은 암면 배지에서 각각 11.5cm와 11.3cm2로 유의적으로 높았으며, 최대근장과 뿌리의 생체중은 코이어 배지에서 5.8cm와 0.07g으로 가장 우수했다. 황기의 초장과 엽면적은 코이어 배지에서 14.0cm와 16.9cm2로 유의적으로 높았으며, 지하부의 생체중과 건물중은 0.34g과 0.03g으로 우레탄스펀지 배지에서 가장 높았다. 따라서 본 연구 결과에서 더덕과 황기의 발아와 육묘기의 생육을 위해 암면과 코이어 배지가 적합한 것으로 판단된다.

The feed value of Astragalus membranaceus leaves and straws was amended by fermentation using effective microorganisms, such as molasses (T1), Rhodobacter capsulatus (T2), Bacillus subtilis (T3), Lactobacillus acidophilus (T4), or Saccharomyces cerevisiae (T5), with no supplements in the control (C). The crude protein (CP), ether extract (EE), crude fiber (CF), neutral detergent fiber (NDF), and acid detergent fiber (ADF) contents in the fermentation-treated A. membranaceus leaves decreased, whereas nitrogen free extract (NFE) content increased significantly. A decrease in the amounts of CP (except in T3), EE, CF, NDF, and ADF in the A. membranaceus straws treated with effective microorganisms was observed compared with that for the C and T1 (p<0.05). The NFE content of the straws increased with all treatments, except T1. Fermentation treatment subtly altered the fatty acid composition of A. membranaceus leaves and straws. In contrast, the calcium and vitamin E contents in A. membranaceus leaves and straws were increased after fermentation treatment (p<0.05). However, T3 yielded higher saponin content in straws compared to that by any of the other treatments (p<0.05). The effect of fermentation with microorganisms, maintained the low pH up to 48 h (p<0.05), whereas it was random for the straws. Therefore, the data suggest that fermentation treatment with microorganisms can improve digestion rate and have a positive effect on physiologically active substances and feed value.

가공조건 차이에 따른 한방차의 성분변화를 분석한 결과, 팽화공정 처리한 것은 볶음공정을 한 것보다 조회분, 수분, 조단백질, 고형분 용출율이 증가하였으며 조지방은 소폭 감소하였다. 벤조피렌 [B(α)P]함량은 0.35 ppb에서 0.18 ppb로 크게 감소하였다. 전체적으로 심한 열처리 과정이 없는데도 불구하고 B(α)P 이 검출된 이유는 식품 중 B(α)P 는 주로 음식을 조리, 가공할 때 식품의 주성분인 탄수화물, 단백질, 지방 등이 열분해 되어 생성되기 때문이다. 한방차에서 맛, 향, 색상 모두 큰 차이를 보이지 않으나 다소 텁텁한 느낌이 강하고, 시큼한 맛이 강하여 선호도를 떨어뜨리는 것으로 나타났다.

The following study is the result of herbal teas puffed at different temperatures between 140~220℃. Depending on treatment temperatures, the water contents decreased, while some carbonization occurred and crude ash contents relatively increased. Also, the crude protein and crude fat experienced little changes. B(α)P contents (0.16~0.17 ppb) showed little change according to treatment temperatures. From this result, the B(α)P content differed depending on the treatment temperature and raw materials. Solid elution rate figures of the herbal teas ranged from 0.27~0.45% (w/w) and the rate of solid elution increased along with higher puffing temperatures. The reason for the increase in solid elution rates is due to the breakage of cross bridges between the raw materials in the herbal tea which are carbohydrates, proteins, lipids and etc. after treatments of physical changes rather than chemical ones.

Roasting 온도를 80~140℃로 달리한 한방차의 성분 변화를 분석한 결과는 다음과 같다. 처리온도의 상승에 따라 수분함량이 감소하고, 일부 탄화가 발생하며 조회분 함량이 상대적으로 상승하는 소폭 변화가 있었고, 조단백질 및 조지방 함량은 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 벤조피렌 함량은 0.17~0.35ppb으로 처리온도가 상승할수록 B(α)P 함량이 증가하는 경향을 보였다. 이러한 결과를 볼 때, 처리온도와 원재료에 따라 B(α)P 함량에 차이가 발생한 것으로 나타났는데, roasting의 경우 실제 내부온도는 약 200℃내외에 그치지만 roaster 표면의 온도는 약 2,000℃에 이르기 때문에 이 표면과 직접 접촉한 부분에서 일부의 B(α)P가 생성된 것으로 판단된다. 한방차의 고형분용출율을 0.18~0.35%(w/w)를 나타내었는데, roasting 온도가 상승할수록 고형분용출율이 감소하는 경향을 나타내었다. 처리온도가 80~110℃처리구간에서는 큰 변화를 나타내지 않은 반면 110~140℃처리구간에서는 고형분용출율이 급격히 감소하는 경향을 보였다. 처리온도가 상승할수록 고형분용출율이 감소하는 것은 내부 조직이 치밀하여 상대적으로 용출이 어렵기 때문으로 생각된다.

최근 약용작물 재배 종류와 면적 증가로 병해충 발생 종도 늘어나고 관리비용이 증가하고 있지만 약용작물에서 병해충 안전관리를 위해 등록된 약제는 매우 부족 한 실정이다. 2010년부터 2014년 상반기까지 제천, 음성, 평창 등 약용작물 재배지 내 감초, 당귀, 황기, 도라지, 방풍, 삽주 등에 발생하는 해충 종류, 피해 증상 및 특징 들을 조사하였다. 감초에서는 알락수염노린재, 아카시아진딧물 담배거세미나방, 차응애 등, 황기에서는 아카시아진딧물, 싸리수염진딧물, 왕담배나방, 노린재류 등, 방풍에서는 당귀장님노린재, 어수리애기잎말이나방, 차응애 등, 당귀에서는 꼬부랑진딧물, 어수리애기잎말이나방, 당귀장님노린재 등, 도라지에서는 도라지 수염진딧물, 점박이응애 등, 삽주에서는 우엄수염진딧물, 조팝나무진딧물 등 다양 한 종류의 해충들이 발생하고 있었다. 특히 대부분 약용작물 재배 초기인 5∼6월에 는 신초를 중심으로 진딧물, 응애, 총채벌레 류 등의 발생이 확인되었다. 작물 재배 후기인 8∼10월에는 왕담배나방, 파밤나방, 알락수염노린재, 톱다리개미허리노 린재 및 딱정벌레 류 등이 주요 발생 해충으로 주로 신초와 열매 부위에 발생하여 피해를 유발하고 있었다.

본 연구는 식품소재로서의 활용가능성이 높고 생리활성 효과가 우수한 황기분말을 농도별로 첨가(0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%)하여 어묵을 제조하고 품질특성을 측정하였다. 수분함량은 황기분말의 첨가여부에 관계없이 유의적인 차이는 나타나지 않았으며 pH는 전체적으로 6.75-6.86의 범위를 나타내었다. L값은 황기분말의 첨가량 증가에 따라 유의적인 차이는 나타나지 않았으나 a값은 높아지고 b값은 낮아지는 경향을 나타내었다. 황기분말 첨가 어묵의 절곡검사 결과는 모든 시료에서 AA로 측정되어 황기분말의 첨가가 어묵의 유연성에 영향을 미치지 않았으며 기계적 조직감 중 강도(strength)는 황기분말의 첨가량이 증가할수록 높아지는 경향을 나타내었고 검성(gumminess), 응집성(cohesiveness), 파쇄성(brittleness)은 황기분말 2.0% 첨가구가 가장 높게 측정되었다. 황기분말 첨가 어묵의 관능적특성 중 생선 비린내 정도(fishy smell)는 황기분말의 첨가량 증가에 따라 강도의 정도가 약해졌으며 구수한 냄새의 정도(savory smell)는 황기분말 1.0% 첨가구가 가장 높은 점수를 보였다. 구수한 맛의 정도(savory taste)는 황기분말 1.0% 첨가구가 6.27로 가장 높은 점수를 나타내었으며 느끼한 맛의 정도(oily taste)는 황기분말 첨가량의 증가에 따라 약해지는 것으로 평가되었다. 황기맛의 정도(Astragalus membranaceus taste)는 황기냄새의 정도와 마찬가지로 황기분말의 첨가량이 증가할수록 강하게 평가되었으며 관능적 조직감의 정도는 각 시료간 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 관능적 선호도 평가결과, 황기분말 1% 첨가구가 냄새, 맛, 조직감, 전반적인 선호도 항목에서 가장 우수함을 나타내었다.

본 연구에서는 홍삼음료의 다양화 및 기능성 강화와 여러 기능성을 가진 황기의 식품으로의 활용에 역점을 두고, 기존의 증점제를 대신하여 동결건조 천년초열매를 첨가한 새로운 기능성 홍삼음료을 개발하고자 하였다. 먼저 높은 항산화활성을 지닌 황기추출물을 얻고자 추출용매의 지용성정도를 달리하면서(100(증류수) : 0(95% 에탄올), 75 : 25, 50 : 50, 25 : 75) 80oC에서 추출한 추출물의 항산화활성을 측정한 결과, ABTS 및 DPPH radical 소거능 실험에서 증류수의 비율이 증가할수록 추출물의 항산화력이 증가하는 것으로 나타났다. 추출용매의 온도에 의한 황기추출물의 항산화활성 차이를 알아보고자 추출용액의 온도를 달리하면서(60, 80oC) 추출한 추출물의 항산화활성을 비교해 본 결과, 80oC에서의 추출물이 증류수와 에탄올혼합비율과는 상관없이 대부분 60oC 추출물보다 높은 값을 나타내었다. 기존의 점증제를 대신하여 다양한 기능성을 함유한 천연물 소재인 천년초분말을 선택하였으며, 구아검용액과 농도별 점도를 비교해 본 결과, 구아검 0.1%(w/v) 용액과 비슷한 점도를 나타내기 위해서는 천년초분말의 경우 1-2%(w/v)의 농도가 필요한 것으로 분석되었다. 황기와 천년초 첨가가 홍삼용액의 저장성(35oC)에 미치는 영향을 조사하기 위하여 이들 용액의 pH와 총미생물수를 7일 동안 측정하였다. 홍삼용액에 황기와 천년초를 첨가한 경우, 저장 1일째부터 pH가 급격히 감소하기 시작하였으며, 저장 3일째에는 pH가 약 3.6까지 떨어진 다음, 저장 6일 이후에는 다소 pH가 증가하였으며, 천년초분말을 첨가한 용액에서는 황기의 농도증가에 의한 유의적 pH 감소는 나타나지 않았다. 천년초를 첨가한 홍삼용액의 경우 황기의 농도와는 상관없이 저장 7일째 미생물의 성장을 관찰할 수 없었으며, 천년초를 첨가하지 않은 시료에 비해 6 log cycle 이상의 큰 살균효과를 나타내었다. 황기(3, 5%, w/v), 천년초(1.2%, w/v)를 함유한 홍삼용액(5%, w/v)이 대장암 및 뇌종양세포 증식에 미치는 영향을 각각 0.5 mg/mL과 1 mg/mL의 농도에서 살펴본 결과, 종양세포에 대한 의미 있는 증식억제효과는 나타나지 않았다.

In an attempt to find natural sources of antioxidants and whitening agents, Comparisons of the antioxidative and tyrosinase inhibitory activities of various ethanol extracts of Astragali Radix, Atractylodis Rhizoma Alba and Acanthopanacis Cortex were carried out. Comparison of the four ethanol extracts revealed that, Astragali Radix had the highest electron-donating ability(72.5%) and the highest SOD-like ability(26.1%). The xanthine oxidase experiment exhibited a hindrance effect of 88.5% in Atractylodis Rhizoma Alba, 81.1% in Acanthopanacis Cortex, 75.8% in Astragali Radix. A tyrosinase inhibitory activity assay was conducted to evaluate the whitening effects of the extracts, The tyrosinase inhibitory activity was 42.1% in the Acanthopanacis Cortex, 37.2% in the Atractylodis Rhizoma Alba, 6.0% in the Astragali Radix. Based on these results, we suggest that the ethanol extracts of Astragali Radix, Atractylodis Rhizoma Alba and Acanthopanacis Cortex can be used as food and cosmetic ingredients.

In this study, Astragalus membranaceus powder was added (3, 6, 9%) during yeast bread preparation and its effect on product quality was examined. The results showed that the dough pH increased as the Astragalus membranaceus powder content increased. However, dough volume during fermentation did not differ significantly among the samples. Bread volume decreased (p<0.001) with an increasing amount of Astragalus membranaceus powder. Also, as the Astragalus membranaceus powder content increased, the Hunter’s color ‘L’ value of the crust decreased and the ‘a’ value increased, and for the crumb, the ‘L’ value decreased and the ‘a’ value increased. Textural property analysis indicated that hardness increased with an increasing amount of Astragalus membranaceus powder. However, up to the 6% level, there were no sensory attribute differences among the samples.

Background: Astragalus membranaceus belonging to the Leguminosae family is often utilized as a traditional medicine. The aim of this study was to elucidate the basic breeding information required to develop short stem A. membranaceus cultivars. Methods and Results: Roots of A. membranaceus advanced yield trial (AYT) lines were harvested in late October 2017. Root yield of six AYT lines were increased in a range of 8.9 - 74.8% compared with ‘Aseong’ as control (check variety). The height of seven AYT lines were shorter than that of ‘Aseong’. In addition, stem diameter of nine AYT lines was thicker than that of ‘Aseong’. Consequently, 1502-56, 1503-90, and 1510-80 were selected as elite lines for the development of short stem cultivars. HPLC analysis was perfromed to identify lines with high level active components such as calycosin-7-O-β-D-glucoside and calycosin. The levels of both active components were higher in 1502-56, and 1503-90, but not in 1510-80 compared to ‘Aseong’. In addition, 2,2-Diphenyl- 1-picryl hydrazyl (DPPH) radical scavenging activity was higher in the 1502-56 compared to ‘Aseong’. Considering these results, two AYT lines, 1502-56 and 1503-90 were selected as short stem lines with high calycosin-7-O-β-D-glucoside and calycosin content. Conclusions: Taken together, Two short stem lines were identified in this study. In our future study, regional yield trial (RYT) will be conducted using these selected lines to develop new cultivars.