Background: This study examined the hypoglycemic and kidney protective effect of black ginseng in streptozotocin-induced diabetic mice. Methods and Results: Diabetes was induced by treating mice with streptozotocin (STZ) for four weeks. In vivo studies were performed in order to investigate the hypoglycemic effect of the black ginseng prosapogenin (GBG05-FF) extract. The body weight and blood glucose level were measured. Moreover, after the mice were sacrificed, the kidneys were isolated and histological changes were observed with hematoxylin and eosin staining. Blood urea nitrogen and creatinine levels were also measured. The results showed that administration of black ginseng increased body weight. Compared to blood glucose levels in STZ mice, blood glucose levels were reduced by 48% in STZ mice supplemented with 300 ㎎/㎏ of black ginseng, and by 69% in STZ mice supplemented with 900 ㎎/㎏. Furthermore, histopathological examination of STZ mouse kidneys revealed, changes in the kidneys, epithelial cell damages, inflammatory cell infiltration and glomerulus hypertrophy. However, a significant reduction of glomerular water droplets (indicative of glomerulus hypertrophy) was observed in the kidneys of STZ mice supplemented with black ginseng extract. Conclusions: These results suggest that black prosapogenin (GBG05-FF) ginseng extract has a significant hypoglycemic effect and can be used as an anti-diabetic substance and renal protective agents as part of dietary supplements or novel drugs.

본 연구는 홍삼의 가능성 식품개발을 위한 기초 자료로 활용하기 위하여 추출 시간에 따른 홍삼 부위별 ginsenoside의 함량 변화를 비교하였다. 동체, 지근 및 세근의 총 ginsenoside 최고 함량은 동제 21시간, 지근 18시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 23.04, 65.68 295.92 mg/100 ml이었고, 추출시간이 증가할수록 ginsenoside의 총량은 감소하였다. Ginsenoside Rg1 과 Rb1 의 최고 함량은 동제 21시간, 지근 15시간, 세근 12시간 추출하였을 때 각각 5.76, 28.39, 117.83 mg/100 ml 이었고, Rb2 와 Re의 함량은 동체 21시간, 지근 18시간, 세근 9시간 추출하였을 때 각각 5.76, 28.39, 117.83 mg/100 ml이었다. 홍삼으로부터의 총 ginsenoside의 추출비율은 동체 21.3%, 지근 21.1%, 세근 67.1%이었다.

본 연구는 홍삼 추출기를 이용하여 기능별 사포닌의 함량 및 품질의 최적화 조건을 설정하기 위하여 실시하였다. 홍삼 추출액의 총 사포닌 함량은 75℃ 에서 18시간 추출한 용액이 64.6 mg / 100 ml로 최고 함량을 나타냈고 추출 온도와 시간이 증가할수록 감소하였다. Rb2 와 Re 함량은 75℃ 에서는 12시간 추출한 홍삼액이 11.8 mg / 100 ml로 가장 많았고 추출시간과 추출온도가 증가할수록 급격히 감소하였다. Prosapogenin 함량은 85℃ 에서 24시간 추출한 홍삼액이 34.9 mg / 100 ml로 가장 많았고, 75℃ 와 85℃ 에서는 추출 시간이 길어짐에 따라 증가하는 경향이었으나 95℃ 에서는 감소하는 경향이었다. 홍삼 추출액의 총 당은 95℃ 에서 추출시간을 길게 할수록 함량이 증가하였고, 당도는 95℃ 에서 24시간 추출한 용액이 4.0%로 가장 높았다. 탁도는 95℃ 에서 추출시간이 길수록 증가하였으며, pH 및 Hue 값은 추출시간이 길어질수록 낮아졌다. 따라서 홍삼추출액을 제조할 때 1차 추출에서는 온도를 낮게하여 사포닌의 함량을 높이고, 2차 추출에서는 온도를 높게하여 맛을 증진시켜 혼합하는 방법이 좋을 것으로 생각된다.