경기인삼산학연 고기능성 홍삼시제품 개발
Rg3 함량 일반 홍삼엑스보다 4배 많아
2013-07-02 원예산업신문
현재 홍삼정(홍삼농축엑기스) 가공회사는 1회 증숙 홍삼을 원료로 사용하고 있으며 홍삼 특유성분인 ginsenoside Rg3가 0.03% 이하 정도 함유돼 있다. 따라서 주정 및 증류수를 이용한 단순한 추출방법을 사용하게 되면 ginsenoside Rg3가 0.6% 이하의 저기능성 홍삼정을 생산하게 된다.
협력단은 홍삼의 증숙 조건을 최적화하고, 최적 증숙 조건으로 얻어진 홍삼을 대상으로 추출 조건을 최적화해 홍삼 특유성분인 ginsenoside Rg3가 3% 이상 고농도로 함유된 차별화된 기능성 강화 홍삼정 개발의 필요성을 절감했다. 이와 같이 얻어지는 홍삼정은 항암, 항당뇨 등의 작용을 하는 기능성 강화 홍삼제품(파우치, 캡슐, 정제)의 기초 원료로 제공돼 침체에서 벗어나지 못하는 우리 인삼산업의 새로운 돌파구를 열 수 있기 때문이다.
협력단은 100℃로 24시간 추출한 엑스에서 ginsenoside Rg3의 함량이 2.056%로 가장 높게 나타난다는 것을 발견했다. 이는 일반 홍삼엑스의 약 4배 높은 함량이며, 일반 홍삼에는 거의 함유돼지 않는 ginsenoside Rg5 +ginsenoside Rk1도 1.722%로 높게 나타났다.
협력단은 또한 경기도와 경희대에서 개발한 인삼 신품종 ‘K1’의 재배기술 및 매뉴얼 개발을 추진하고 있다. K1은 내병성 품종으로 수확 시 생존 본수(4년근 수량)가 천풍 대비 36%, 연풍 대비 15%가 많은 것으로 나타났다. 고품질 다수성이며 균일도가 높아 농가소득 향상에 기여할 것으로 예상되고 있다.
협력단이 K1과 천풍 2년생을 대상으로 파주와 포천에서 수량과 품질에 미치는 적정 재식밀도 구명을 위한 생육 및 병해충 조사에서 천풍 7×9주/3.3㎡는 94%(파주)와 82.4%(포천)의 생존율을 나타냈지만, K1 5×9는 96.2%와 86.3%, 6×9는 95.9%와 91.8%, 7×9는 95.5%와 85.1%, 8×9는 91.9%와 83.3%의 생존율을 나타냈다.
파주 지역에서 지하부 생육 및 수량 조사에서는 천풍(7×9)의 생중이 3.81g/주, 68.3kg/10a로 나타난 반면 K1은 5×9에서 4.59g와 60.3kg, 6×9에서 4.27g와 67kg, 7×9는 4.03g와 73.2kg, 8×9는 4.08g와 82.1kg를 나타내 재식밀도에 따라 차이가 심했다.
포천 지역에서 지하부 생육 및 수량 조사에서는 천풍(7×9)의 생중이 2.93g/주, 46. 1kg/10a로 나타난 반면 K1은 5×9에서 3.73g와 44.6kg, 6×9에서 3.57g와 53.6kg, 7×9는 4.20g와 68.8 kg, 8×9는 2.70g와 49.1kg를 나타내 7×9에서 생중은 다소 높은 수치를 보였다. 협력단이 각각의 시험포장에서 실시한 병충해 조사에서는 병충해 발생이 없는 것으로 나타났다.
피부백삼을 적외선 추출기를 이용해 일정한 온도에서 추출 시간에 따른 백삼 성분 변화를 분석했다. 시료는 적외선 인삼 추출기를 이용해 100℃에서 4, 8, 12, 16, 20, 36, 48, 60, 72시간 동안 각각 추출한 결과 Rb1, Rb2, Rc, Rd, Re, Rf, Rg1, Rg2, 20S-Rg3, 20R-Rg3, Rg5, Rg6, Rh1, Rh4, Rk1, Rk3, F4 등 약 20여 종류의 성분이 분석됐다.
피부백삼 추출액을 동결 건조시켜 가루 2g를 취해 에테르 50ml를 넣고 1시간씩 3회 sonication 처리하여 지용성물질을 제거한 후 수포화부탄올 50ml를 넣고 2시간씩 3회 sonication 처리, 부탄올층을 모아 감압농축을 해 시료엑스를 얻었다. 시료엑스를 hplc메탄올에 녹여 10000ppm으로 검액했고 따로 19개의 ginsenoside 표준품은 각각 31.25ppm으로 표준액으로 했다.
실험 결과 고형분 함량은 추출 시간이 증가함에 따라 증가되는 것을 알 수 있었다. 72시간 동안 추출했을 때 가장 많은 고형분 함량으로 90ml에 2.3617g로 측정됐다. 조사포닌 함량은 가장 적은 4시간 동안 추출했을 때 26.316%로 가장 많았고, 총 진세노사이드 함량은 8시간 동안 추출했을 때 가장 많은 5.4924%로 나타났다. Panaxdiol 그룹과 Panaxtriol 그룹의 비율은 60시간 추출했을 때 가장 많은 4.447%로 나타났다.
그리고 추출 시간이 증가함에 따라 홍삼 특이 prosapogenin 성분인 20S-Rg3, 20R-Rg3, Rg5, Rg6, Rh4, Rk1, Rk3, F4 성분들이 증가했는데 60시간 동안 추출했을 때 가장 많이 증가했고 72시간 추출했을 때는 줄어든 것을 알 수 있었다.
대표적인 홍삼 특이 prosapogenin 성분인 ginsenoside Rg3의 양은 1.5416%로 48시간 동안 추출했을 때 가장 많은 함량을 나타냈고 대표적인 흑삼 특이 prosapogenin 성분인 ginsenoside Rg5의 함량은 0.8399%로 60시간 동안 추출했을 때 가장 많은 함량을 나타냈다. ginsenoside Rk1 함량은 0.2028%로 60시간 동안 추출했을 때 가장 많은 함량을 나타냈다.
이와 같은 분석을 통해서 백삼을 적외선 추출기를 이용해 추출할 때에도 홍삼 및 흑삼 특이 prosapogenin 성분이 생성된다는 것을 확인할 수 있었다.
■인터뷰 / 김우연 경기인삼산학연협력단장
중국, 인삼종주국 자처 시도 감지
R&D 확대로 고려인삼 명성 지켜내야
김우연 경기인삼산학연협력단장(중앙대학교 생명공학과 교수)은 “최근에는 인삼 전체의 유전체 서열을 결정하려 하고 있어 고려 인삼, 특히 홍삼으로 우리 인삼의 질을 유지하려는 한국의 시도에 여러 어려움이 있을 것으로 예상된다”며 “정부차원에서 R&D 투자를 확대해 고려인삼의 명성을 지켜나가야 한다”고 밝혔다.
김 단장은 “경기도는 삼국시대부터 금산, 풍기와 더불어 우리나라 3대 인삼 주산지 중 하나”라며 “한미FTA나 한중FTA, 더 나아가 WTO/DDA 협상 타결로 인삼시장을 개방해야 할 입장에 놓여 있어 이에 대비해 인삼은 지역 전략작목으로서의 중요성이 매우 크다”고 강조했다.
협력단은 30농가를 대상으로 집중 컨설팅, 현장애로를 해결하고 있으며 결주율 감소 기술지원과 GAP 제도 적용지원 및 생산이력제 도입을 위한 교육을 지속적으로 실시하고 있다. 이와 함께 경기도 인삼산업 활성화를 위한 경기도 내 4개 인삼농협(개성, 김포파주, 안성, 경기동부)과의 네트워크 확립 및 공동브랜드(천하제일경기고려인삼) 사업을 지원하고 있다.
가공분야에서는 4개 인삼농협 가공공장과 인삼가공업체 가공공정의 최적화 및 기술지원, 다양한 고부가 인삼제품의 개발 및 산업화 지원, 안정성 확보를 위한 GMP 인증을 지원하고 있다. 인삼 유통 및 수출 분야에서는 경기 인삼산업 활성화를 위한 다양한 마케팅 프로그램 개발 및 지원, 4개 인삼농협의 공동브랜드인 ‘천하제일경기고려인삼’의 수출을 위해 베트남, 인도네시아 등 동남아 해외수출시장 개척을 지원하고 있다.
/이경한 기자