별지 19

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1 발간등록번호 최종보고서 ( ), ( )

2 제출문 농림축산식품부장관귀하 이보고서를 고부가가치식품개발사업에관한연구 과제 ( 세부과제 흑삼의콜레스테롤 저하헬스케어드링크제상품화에관한연구 ) 의보고서로제출합니다 년 12 월일 주관연구기관명 : ( 주 ) 대덕바이오 주관연구책임자 : 김현경 연 구 원 : 이만휘 연 구 원 : 최강주 연 구 원 : 이미라 연 구 원 : 김해정 연 구 원 : 한지수 연 구 원 : 민경현 연 구 원 : 정다혜 - 1 -

3 요약문 흑삼의콜레스테롤저하헬스케어드링크제상품화. 본연구개발최종목표는 } 흑삼의콜레스테롤저하헬스케어드링크제상품화 ~ 로고려인삼을가공처리하여특정성분 특정기능이강화된흑삼의제조공정개선, 가공기술표준화확립, 흑삼의콜레스테롤저하효과를과학적이고체계적으로검증하고, 콜레스테롤저하효과를가지면서, 산업적경쟁력측면에서도충분히가능하다고판단되는생물자원 ( 흑삼 ) 을활용한고부가가치기능성헬스케어드링크제를상품화하고자하였다. 본연구결과물에대해논문게재및특허출원등도실시하여지식재산권도확보하였으며, 또한건강식품관련전시회참가및다수의포스터발표로홍보유치기술확산및보급화도실시하였으며, 본연구기술의자체실용화 사업화로제품화도추진하였다. 즉궁극적으로연구개발계획대비본연구성과목표대비실적을차질없이성공적으로달성하였다. 흑삼의표준지표물질분석법확립및표준화제조공정확립화 : 흑삼의지표성분및특정진세노사이드성분의함량을극대화할수있는제조공정확립및대량생산공정화시스템을구축함. 흑삼의신맛, 텁텁한맛등개선을위한제품제조기술확립화 : 종래의흑삼제조방식은주로구증구포제조방법을이용하여원료인삼을 9번증숙하고말리는과정을거쳐제조되어왔으며, 이로인해제조시간이장시간소요될뿐아니라반복되는증숙과정중에가용성엑스성분이용출되어흑삼제조수율이저조하고신맛, 텁텁한맛및쓴맛이강하여향미에문제점이있어이에대한개선책이우선적으로요구되었다. 이와같은문제점을개선달성함. 흑삼의콜레스테롤저하효능평가를통하여기능성제품개발및산업화 기술상용화달성 : 본기술개발로제조된저온흑삼의원료소재를이용하여새로운브랜드네임 Weache로다양한제품군제작 사업화추진 (Weache 신구증구포흑삼, Weache 흑삼 ( 분말 ), - 2 -

4 Weache 흑삼농축액, Weache 흑삼 ( 절삼 ), Weache 흑삼 ( 원삼 ), 충남대발효흑홍삼겔등 ) 제품군제작 판매화 콜레스테롤으로인한성인병질환예방의과학적인메카니즘을규명함으로써기능성을증가시킨고부가가치헬스케어제품을창출함 : 본기술개발로제조된저온제조흑삼의원료소재를이용하여새로운브랜드네임 Weache로다양한제품군제작 사업화추진 (Weache신구증구포흑삼, Weache흑삼 ( 분말 ), Weache흑삼농축액, Weache흑삼 ( 절삼 ), Weache흑삼 ( 원삼 ), 충남대발효흑홍삼겔등 ) 기술아이템을활용한다양한제품군제작 판매화창출 본연구결과물에대해논문게재및특허출원등도실시하여지식재산권확보달성 논문 (JGR 게재 ) 논문 (JGR 게재 ) 특허 논문및특허 Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in rats Anti-obesity effects of black ginseng extract in high fat diet-fed mice 콜레스테롤개선활성이우수한흑삼추출물을함유하는조성물 ( 출원번호 ) 특허과일주스를이용한홍삼또는흑삼의제조방법 ( 등록번호제 호 ) 논문 (JGR 투고 ) : Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in rats 특허출원 : 콜레스테롤개선활성이우수한흑삼추출물을함유하는조성물 ( 출원번호 ) 본연구결과물에대해전시회및다수의포스터발표로홍보유치기술확산및보급화도실시함 The effect of black ginseng extract on the hypercholesterolemia in mice and in rats(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The protective effect of black ginseng extracts on neuro-inflammation in BV2 microglia (2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) Neuroprotective effects of black ginseng against Aluminum(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The properties of Maillard type-browning reaction and caramelization with the formations of amino sugars and maltol on the red ginseng preparative processing(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The maillard type-browning reaction and the non-enzymatic conversion of ginsenosides on - 3 -

5 the preparative processes of red and black ginseng at the different temperature(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) Studies on characteristic compounds and lipid metabolic activity in black ginseng(2015 Spring Ginseng Conference) Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in SD rats(2015 Spring Ginseng Conference) 등다수의포스터발표로기술확산 홍보화유치 기술보급화성과를거둠 본연구기술개발결과물에대한전시회및박람회참가사진 번호전시회 or 박람회명일시참가내용 중국청두구정쇼핑페스티벌 터키이스탄불박람회 중국심천가정용품 / 선물용품전시회 ~ ~ 중국쿤밍전시회 06.11~ 우즈베키스탄, 카자흐스탄시장개척단 한국전시관제품전시 중국전역 200여개식품 shop에제품홍보및판매계획 전시회참가후다양한교류를통해협상진행중 터키식품업체와협상중 Trial order 진행후수출관련협약체결 04.24~04.29 한국전시관제품전시 09.14~09.19 전시회및박람회참가이미지 한국전시관제품전시 Trial order 진행후수출관련협약체결 다양한바이어와의비즈니스매칭상담회진행 - 4 -

6 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 종래의구증구포방법에의한흑삼제조 ) 증삼온도에따른흑삼의제조사진 Ÿ 흑삼의제조공정시증삼온도에따른흑삼의제조모습 : 흑삼의제조시 55~70 습열에서 45 분 ~300 분간예열한후증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈 증예방및치료용약학조성물 홍삼, 저온제조흑삼, 현행흑삼의사포닌 TLC 패턴 - 5 -

7 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 증삼시랩핑및밴딩에의한동체균열억제효과를보여주는사진 ) Ÿ 흑삼의제조시동체의균열을억제하기위하여수삼의동체를내열성재질로감아 서밴딩한상태에서 1 차증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈증예방및 치료용약학조성물 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 - 6 -

8 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군별장기무게의차이를보여주는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군에서간조직에서발현되는 ACAT2 mrna 유전자발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의 HMG-CoAR mrna 유전자발현을나 - 7 -

9 타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의간조직에서의 SREBP2 mrna 유전자 발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 - 8 -

10 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을 H&E 염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을오일 - 레드염색한이미지 - 9 -

11 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을복부지방조직을오일레드 염색한이미지

12 기술성과제품사진 증숙횟수에따른특정진세노사이드 ginsenoside Rg 3 함량의변화증숙횟수를반복할수록새롭게형성되는 ginsenoside Rg 3 함량은다음과같이나타내었다. 2회증숙시 ginsenoside Rg 3 는 0.12 mg/g을나타내었고, 증숙횟수가반복될수록그함량이증가되어, 최종흑삼을제조하였을때의 ginsenoside Rg 3 함량은 6.44 mg/g으로홍삼보다 50배이상증가하였다. Change of ginsenoside Rg 3 contents in a traditional way for preparing BG 새로운흑삼제조기술탐색 ( 과일산침지방법을이용한흑삼의제조 ) A. 대조군 B. Apple juice C. Grape juice D. Pineapple juice Black ginseng produced by soaking into several fruit juices 저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어드링크제제품개발

13 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 300 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

14 기술성과제품사진 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

15 . 본연구의최종목적은 } 흑삼의콜레스테롤저하헬스케어드링크제상품화 ~ 로고려인삼을가공처리하여특정성분 특정효능이강화된흑삼의제조공정개선, 가공기술표준화확립, 흑삼의콜레스테롤저하효과를과학적이고체계적으로검증하고, 콜레스테롤저하효과를가지면서, 산업적경쟁력측면에서도충분히가능하다고판단되는생물자원 ( 흑삼 ) 을활용한고부가가치기능성헬스케어드링크제제품을개발하고상품화하는데있다. 궁극적으로흑삼의특정성분-특정효능발현으로콜레스테롤저하및예방효과를가지는헬스케어드링크제를상품화하여국민보건향상과고려인삼의세계적브랜드이미지구축및고부가가치사업창출로국 내외경쟁력을확고히하고자한다. 최근식생활문화의서구화와외식의증가에따라국민들의영양불균형이초래되고있으며, 특히어린이들의편식이건강을위협하고포화지방산의과도한섭취로인해 LDL 콜레스테롤을증가시켜고지혈증, 동맥경화나, 관상심장병등여러가지질병이발생하고있어콜레스테롤조절과관련된소재개발이필요한실정이다. 또한인구고령화와과식, 음주, 흡연, 운동부족, 비만으로인한심혈관계질환인고콜레스테롤증, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화와같은만성질환이늘어나고있으며, 우리나라의경우도심혈관질환이사망원인의 30% 이상을차지하고있고, 특히노인의사망원인중암에이어두번째를차지하고있음으로고령화사회로진행하면서급격히증가할것으로예측되고있다. 심혈관계질환은 LDL 콜레스테롤이산화되어그산화산물이동맥내피하조직이축적되고여러염증반응의증가등으로초래되는만성질환으로써혈중콜레스테롤함량과밀접한관계가있으며, 이와관련된조절기능물질로니코틴산, 클로피브레이트, 네오마이신, 트리파라놀, D-티록신, 에스트로겐, 로바스타틴등이개발되어사용되어왔는데, 니코틴산의경우피부혈관확장, 발진, 위장관이상, 요산혈증, 고혈당증, 간기능이상과같은부작용을유발하고, 클로피브레이트는대표적으로사용되고있는콜레스테롤저하제이지만그효과가낮으며, 네오마이신은메스꺼움, 설사와같은부작용이있고, 트리파라놀은백내장등이부작용을유발한다고알려져있으며, 에스트로겐투여는유방암유발등의사례가보고되는등많은문제점으로인해사용이제한적이며, 관련된고시형건강기능성식품원료로 EPA, 감마리놀렌산, 레시틴, 키톤산, 스테롤, 홍국이등재되어있으나기능성측면에서효과적이지못한실정이다. 따라서, 이러한문제점을해결하고치료효과뿐만아니라예방적차원에서도지속적인복용이가능한안전성과효능을겸비한건강기능성제품개발및상용화가필수적이다. 예로부터불로 장생 익기 경신의명약으로일컬어지고있는인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer) 은각종질병의예방과치료에탁월한효과를나타낼뿐만아니라전혀병이없는사

16 람들에게도힘과활력을주는강장제로서광범위한약효늘나타낸다. 또한장기간사용하여도 전혀부작용이없다고알려져있어한약중에서도최고의약재로꼽힌다. 인삼의소비는 Well-being, LOHAS와같은현재트랜드에맞춰인삼의효능이계속적으로확인됨에따라시장규모는점점더성장할것으로예상된다. 따라서효능을기초로한안전성있는헬스제품개발에대한소비자들의요구가증가되고있다. 최근인삼가공법이발전하여백삼이나홍삼중일부 ginsenoside를구조전환하는가공기술이개발되어특정 ginsenoside 를강화시킨헬스제품개발에관심이주목되고있다. 본연구는종래의흑삼제조방법이장시간이소요되고반복되는증숙건조방법으로신맛과텁텁한맛등이문제가되고있는제조공정방법을개선하여 ginsengoside 특정성분을고농도로함유하는기능성소재를개발하고, 진세노사이드특정성분함량을극대화한흑삼의신규기능성인콜레스테롤저하효능기전을과학적으로규명하고자한다. 또한이를이용한헬스제품을개발하여국민보건향상과고려인삼의세계적브랜드이미지구축및고부가가치사업창출로국 내외인삼산업의경쟁력을확고히하고자한다.. 본연구과제인 } 흑삼의콜레스테롤저하헬스케어드링크제상품화 ~ 연구는고려인삼을가공처리하여특정성분 특정효능을강화극대화시킬수있는흑삼의제조공정개선, 가공기술표준화확립, 흑삼의콜레스테롤저하효과를과학적이고체계적으로검증하고, 콜레스테롤저하효과를가지면서, 산업적경쟁력측면에서도충분히가능하다고판단되는생물자원 ( 흑삼 ) 을활용한고부가가치기능성헬스케어드링크제제품을개발하고상품화하기위하여다음과같이연구개발내용을구성하였다. (1) 흑삼의제조기술개발및표준화공정확립 (2) HPLC를이용한 Ginsenosides의분석조건설정및확립 (3) 흑삼제조과정에따른잔류농약및벤조피렌검사안전성검증 (4) 흑삼의기호도저감요인인쓴맛, 신맛, 텁텁한맛등의기호도개선연구 (5) 기능성과편의성및기호성을증가시킨차별화된헬스케어드링크제개발 (6) 헬스케어제품의콜레스테롤예방저하효능평가 (7) 적정용기선정및브랜드개발, 대량생산공정개발등 (8) 콜레스테롤저하를위한헬스케어제품개발및시제품의저장안정성평가 (9) 헬스케어드링크제상품화에대한구체적인마케팅방안및산업화유통구조구축

17 . 본연구과제를성공적으로수행하여다음과같은주요연구기술및제품을개발하였다. 1 흑삼의표준화제조공정확립 기존의흑삼제조방법은구증구포방식으로제조시간이오래걸리고, 잘못증숙하게 되면인삼이탄화되어발암물질인벤조피렌성분이생성되는문제점들이발견되었다. 본연구는인삼성분의물리 화학적전환원리를과학적으로적용하여제조시간을단축 시키고, 유효특정사포닌성분함량을극대화한흑삼을다량제조할수있는방법을개 발하여특허등록을완료하였다. 종래의흑삼제조방식은주로구증구포제조방법을이 용하여원료인삼을 9 번증숙하고말리는과정을거쳐제조되어왔으며, 제조규모시설 에따라약 18 일이상이소요될뿐아니라반복되는증숙과정중에가용성엑스성분이 용출되어흑삼제조수율이약 25.4% 로저조하고신맛, 텁텁한맛및쓴맛이강하여향미 에문제점이있어이에대한개선책이우선적으로요구되었다. 이와같은문제점개선 을위하여 60 ~ 98 범위의증숙과정을반복하여흑삼을제조한결과, 80 제조구의 품질및제조수율이가장양호하였으며, 종래흑삼구증구포제조 : 최소 11 일이상 Ü 80 저온흑삼제조 6 일소요, 증숙조건 : 습열, 증숙온도 : 80, 증숙횟수 : 3 회, 건조온 도 : 65, 종래흑삼제조수율 : 25.4% Ü 저온개선흑삼제조수율 : 27.6%, 종래흑삼 건조엑스함량 : 26.1% Ü 저온개선흑삼제조수율 : 31.0% 로흑삼제조시간단축및수율 증대효과를얻었다. 2 흑삼의표준 Ginsenoside 최적분석조건확립 HPLC 를이용한흑삼의유효표준 Ginsenoside 지표물질설정및지표물질성분분 석법을확립하여표준화된검사방법으로제조흑삼의품질을향상시킬수있었다. 식 약처의인삼사포닌 Rg 1 + Rb 1 + Rg 3 품질규격및흑삼의특이사포닌 Rg 3 + Rg 2 함 량도양호하였다. 종래흑삼제조 (Rg 1 +Rb 1 ) : 0.53 mg/g Ü 저온개선흑삼제조 2.46 mg/g 저온제조기준치설정 : (Rg 3 +Rg 2 ): 0.6 mg/g Ü ( 실제분석치 : 0.93mg/g) 말톨 (maltol) 함량기준치 : 0.25% 이상 3 흑삼의콜레스테롤저하기능에대한 in vitro 효능평가 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NO and MTT assay : RAW264.7과 BV2 cell에서 LPS에의해유도된 NO 생성을홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스가억제할수있는지알아보기위해 NO assay를진행하였다. RAW264.7과 BV2 cell 모두에서농도의존적으로 (125, 250, 500 and 1000μg / ml ) NO

18 의생성을억제하였다. 또한홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NO 생성억제능은 RAW264.7보다 BV2 cell에서조금더강한것을확인하였다. MTT asay결과 RAW264.7과 BV2 모두 1000μg / ml의농도까지독성을보이지않았기때문에 NO 생성의억제는독성과는무관한것으로확인되었다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 RT-PCR BV2 cell에서홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 inos, COX2와 proinflammatory cytokine의발현억제양상을확인하기위하여 BV2 cell에샘플처리후 LPS를이용하여염증반응을유발시킨뒤 PCR을실시함. 총 5가지인자 (inos, COX-2, IL-6, IL-1β and TNF-α) 의발현정도를확인하였다. 그결과홍삼엑스는 NO assay의데이터와비슷하게최고농도인 1000μg / ml에서 50% 이상의발현억제능을보였고, IL-1β 또한농도의존적으로많은양의 cytokine 생성을홍삼엑스가억제함. COX-2는 20% 정도의억제를보였고나머지 IL-6와 TNF-α의발현은전혀억제하지못함. 현행흑삼엑스는 inos, TNF-α와 IL-1β에서농도의존적으로발현이억제되었고, COX-2는농도의존적인양상을보이진않았지만최고농도인 1000μg / ml에서 50% 정도의억제능을보인반면 IL-6에서는아무런효과를보이지않음. 저온흑삼엑스는 NO assay에서 3가지샘플중가장적은 NO 생성억제능을보인것과유사하게 inos 의발현을눈에띄게감소시키지는못함. 하지만다른두샘플과는다르게 COX-2의발현을농도의존적으로많은양감소시켰으며 IL-1β 또한농도의존적으로감소하는그래프를나타냄. IL-6와 TNFα는저온흑삼엑스의처리에어떠한효과를보이지않았다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 Prostaglandin E2 assay Prostaglandin E2 assay를통해홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 PGE2 분비억제능을확인함. 3가지추출물중저온흑삼엑스가농도의존적으로가장많은양의 PGE2 분비를억제함. 현행흑삼은 500μg / ml까지많은양의 PGE2의분비를억제하였지만최고농도인 1000μg / ml에서는다시 PGE2의분비를증가시킴. 반면홍삼엑스는 RT-PCR의 COX-2 결과와유사하게 PGE2 분비에있어강한효과를보이지않았다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NF- B luciferase assay LPS만단독으로처리한세포에서는 NF-kB activity가증가하였지만홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스를처리함에따라농도의존적으로 NF-kB의 activity가감소하는것을확인하였다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 western blotting 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 MAPKs phosphorylation 억제정도를알아보기위해 time course로써 15분, 30분, 60분에단백질을추출하여실험을진행함. 세가지샘플이각기다른시간에 phosphorylation을억제하는것으로확인되었다. 홍삼엑스에서 p-erk는 15분, p-jnk는 30분그리고 p-p38은 15분에약하게 phosphorylation이

19 억제됨. 저온흑삼엑스의경우 p-erk 는 15 분, 30 분에서강하게 phosphorylation 을억제 하였지만 p-jnk 와 p-p38 는효과가없었음. 현행흑삼엑스는 p-erk 30 분에 phosphorylation 이억제되었고, p-jnk 와 p-p38 는 15 분에서약한억제능을보였다. 4 흑삼의콜레스테롤저하기능에대한 in vivo 효능평가 백삼엑스, 홍삼엑스, 저온흑삼엑스와현행흑삼엑스의지질성분변화총콜레스테롤 (total cholesterol, T-CHOL) 은 high cholesterol diet 식이군 (HCD) 에서 Normal diet 식이군 (ND) 보다상승하였으나각각의샘플에서는효과가없었다. 중성지방 (Triglyceride, TG) 은 HCD군에서오히려 ND군보다수치가감소하였고, 모든샘플에서효과가없었다. 고밀도지단백 (High-density lipoprotein, HDL) 은샘플을투여한군에서 HCD군보다조금수치가상승하는것을확인하였다. 저밀도지단백 (Low-density lipoprotein, LDL) 은 HCD군에서 ND군보다 2배이상수치가증가하였으며, 백삼과저온흑삼을투여한마우스에서수치가일정량감소하는것을확인하였다. 백삼엑스, 홍삼엑스, 저온흑삼엑스와현행흑삼엑스의 GOT, GPT변화 ND보다 HCD에서 glutamic oxaloacetic transaminase (GOT or AST) 와 glutamic-pyruvic transaminase (GPT, ALT) 의수치가증가한것을확인하였다, GOT 수치는저온흑삼과현행흑삼이, GPT수치는백삼엑스와저온흑삼엑스가약한효과를가지고있는것으로확인되었다. 5 흑삼의고콜레스테롤혈증동물모델에서의효능평가 본연구는흑삼의새로운제조공정방법을통하여제조된흑삼의저온제조흑삼의에탄올추출물 (BG_EoTH) 과저온제조물추출물 (BG_H2O) 이고콜레스테롤사료 (D12336) 로유도된고콜레스테롤혈증생쥐모델에서콜레스테롤개선효능을입증하고자하였다. 체중변화는실험종료 13주최종기준으로대조군에비하여양성대조군 Lovastatin, 그리고실험군에서는고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여 BG_EoTH (200 mg/kg) 에서는 11.6g과 BG_H2O (200 mg/kg) 에서는 11.0g 감소된추이를보여서체중변화와는큰차이를나타내지않았다. 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 의식이효율이 23.62% 임을나타내고있으며, 이에비하여식이효율은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군, BG_EoTH (200 mg/kg), 그리고 BG_H2O (200 mg/kg) 등실험그룹에서감소된추이를보였으나통계학적유의성은나타나지않았다. 고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 에비하여약 5.4% 이상증가를나타내었다

20 실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg)(p<0.05) 과 BG_EoTH (200 mg/kg)(p<0.05) 등이대조군에비하여 33.9% 와 30.4% 이상통계학적유의성있게감소를나타냈다. 고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 에비하여약 13.3% 이상증가를나타내었다. 실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg)(p<0.05) 과 EoTH (200 mg/kg)(p<0.05) 등이고콜레스테롤혈증대조군에비하여 35.2% 와 33.8% 이상통계학적유의성있게감소를나타냈다 (Fig. 5,Table 3). 그러나양성대조군인 Lovastatin 투여군은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 수준이감소는하였으나통계학적유의성은나타나지않았다. 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의간무게 (liver weight) 은정상대조군의간무게 (liver weight) 에비하여 46.7% 이상증가를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군은차이가없었고, BG_H2O (200 mg/kg) 과 BG_EoTH (200 mg/kg) 은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여감소하였으나통계학적으로유의성있게감소한투여군은 BG_EoTH (200 mg/kg) (p<0.001) 으로나타났다. 간조직에서발현되는 유전자발현은고콜레스테롤혈증대조군 에비하여 와 그리고 투여군은통계학적유의성있게감소를나타내었다 조직검사에서도양성대조군 Lovastatin 200 mg/kg (D12336-Lovastatin_20) 투여군, BG_EoTH 과 BG_EoTH 투여군이지방세포크기증가, 지방축적 (oil red O 염색 ) 을억제하였고, 간조직에서는양성대조군 Lovastatin 200 mg/kg (D12336-Lovastatin_20) 투여군, BG_EoTH과 BG_EoTH 투여군이대조군에비하여지방구및지방침착을억제하는결과를나타내었다. 결론적으로고콜레스테롤사료 (D12336)(D12336) 급여고콜레스테롤혈증모델에서콜레스테롤개선 BG_EoTH & BG_H2O 추출물을 6주간투여로지방조직중량감소, 혈중총콜레스테롤수준감소, 혈중저밀도콜레스테롤수준감소, ACAT2, HMG-CoAR, SREBP2 mrna 유전자발현량감소등으로콜레스테롤개선효과를나타내고, 간과지방세포에서생체에너지대사조절하는 ACAT2, HMG-CoAR, SREBP2 mrna 유전자발현이억제되어간에서콜레스테롤의합성을억제하는기전으로콜레스테롤개선효과를나타내는것으로사료된다

21 6 저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어제품개발저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어제품으로파우치, 절편, 엑기스, 드링크제품등다양한제형별로제품의다각화를실현하여상품화하였다. 7 저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어제품을위한상표출원본연구결과를바탕으로저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하개선효과를부각시킨제품생산을위한상표를출원하였다 ( 위아체흑삼 Weache Black Ginseng).. 본연구에서개발한흑삼제조공정은제조시간을단축시키고, 흑삼의제조수율제고및품질개선에활용함으로써전반적인흑삼제품의품질개선향상이가능하였다. 안전한흑삼제조공정개발방법으로다량의흑삼을제조할수있는방법으로, 인삼시장이홍삼류제품에제한을받고있어산업확장에는다소어려움이있지만, 소규모인삼농가의수익성확보를위해지자체나관련기관을통한기술소재를통해인삼시장에서경쟁력있는새로운블루오션을창출할수있는사업으로사료된다. 흑삼의지표유효사포닌인 ginsenoside Rg 1, Rb 1, Rg 3 등의분석을위한표준화된검사방법을확립함으로써제조흑삼의품질을향상시킬수있고, 소비자들에게신뢰를줄수있는제품을생산할수있다. 본연구에서규명한흑삼의신규기능성인콜레스테롤저하예방효과에대한과학적자료를바탕으로, 흑삼을단순한건강보양식으로제한하지않고, 연령층과특정효능을타겟으로삼는건강기능식품개발의주류를따라특정진세노사이드성분을강화한제품과특정효능-콜레스테롤저하효과를위한헬스케어제품개발을시도하였다. 오랜전통문화를지닌우리나라가전통약물을이용함으로서한약제제를이용한고콜레스 테롤혈증치료제개발이가능하였다. 콜레스테롤개선효능물질의활용기술개발을통해국제적경쟁력을확보로국제경쟁력 을통해선진국들과대등하게경쟁할수있다. 본연구결과를바탕으로하여, 아직까지규명되지않은흑삼의기능성을다양한연구를통 하여규명함으로써, 새로운시장진입을위한과학적근거자료로활용가능할것으로사

22 료된다. 1. 기술적성과 인삼산업법의시행에따라허용된흑삼의제조가공유통뿐만아니라, 효능에대한과학적규명을통하여인삼시장에서흑삼산업의경쟁력을확보할수있었다. 인삼시장의경쟁대상국인중국, 캐나다에없는흑삼가공기술을통하여, 대한민국의국제적인브랜드창출과제조기술의선점을통하여국부창출의기회를모색할수있었다. 기능성유효성분의소재개발을통한헬스제품개발로고부가가치를극대화시킬수있었다. 흑삼을이용한콜레스테롤조절작용에대한체계적인연구가가능할수있도록연구기반의토대를제공하였다. 흑삼제조공정개선및흑삼의표준지표물질분석법확립, 흑삼의신맛, 텁텁한맛등개선을위한제품제조품질기술확립화등의기술적성과를달성하였다. 연구성과와관련된특허, 실용신안, 논문발표등실적을달성하여기술확산및보급화를실현하였다. 2. 경제적성과 농산물인흑삼의지역특성화사업을통한농가의소득증대에기여함 : 흑삼의원료인인삼재배의본고장인금산이므로, 흑삼을이용한본기술개발사업의성공과지속적인연구개발로인한그이용성이확대될경우충남지역의고부가가치를갖는특화작물로의성장이가능할것으로판단된다. 충청남도유망중소기업및 INNOBIZ기술혁신형중소기업으로, 충청남도에제1, 2공장연구소를보유하고있기에, 지역개발육성사업에기여하는바가매우클것으로예상된다. 신규기능성을입증한고부가가치를지닌헬스케어흑삼제품개발로관련산업을활성화시킬수있을것으로사료된다. 흑삼을이용하여콜레스테롤저하헬스케어드링크제제품을보급함으로서세계및한국인의사망원인의 1위인심혈관계질환의사망자수를저하시키는직접적인효과를창출하였다. < 콜레스테롤수치를 10% 낮추면심혈관계질환의발병률이 30% 이상감소시킬수있음 >. 심혈관계발병률을저하시킴으로서의료비용및생산성감소로인한경제적손실을줄여주는효과를주었다. 개발기업의이익창출및수출증대에기여함 : 안정성이확보된흑삼의콜레스테롤저하헬스케어제품으로산업화시국내에서의이익창출은물론이고해외로까지수출이가능하다

23 고판단된다. 콜레스테롤저하관련헬스케어제품및원료의수입대체효과가져옴 : 우리나라의대부분의건강기능성식품의수출은미비한반면에대부분의원료및제품으로수입하는실정으로, 국내의콜레스테롤관련제품과소재의대부분은수입하는것으로본기술개발의성공으로인한산업화시원료와제품의수입대체효과를기대함과동시에제품및원료수출에기여할것으로기대된다

24 SUMMARY This study was conducted to develop a new method for enhancing ginsenoside Rg 1, Rb 1, Rg 3, which is abundant in black ginseng (BG) and to evaluate low-cholesterol effect of processed BG using high cholesterol animals model. BG was prepared according to the traditional manufacfuring method: 九蒸九曝. Ginsenoside Rg 3 was not detected in white ginseng and its content in WG, 6.44 mg/g, was about 53.7, 11.9, 5.0 times higher than that in 2-, 3-, 6-time repeatedly steamed ginsengs, respectively. However, the current method for preparing BG has several disadvantages such as long-term consuming production, limit to mass production, etc, which lead to the high price and poor acceptance. In order to make BG more popular and more accessible, several variables including steaming temperature, time, steaming number, etc. that affect the quality of BG were investigated. As a result, a process was developed for preparing a novel BG (6.56 mg/g). Moreover, the PAHs contamination was not detected by GC-MS in the finished BG products. The traditional method of manufacturing black ginseng uses 九蒸九曝. It has many disadvantages for not only taking a long time, but also producing carcinogen as a result of making carbonated ginseng by faulty streaming process. However, in this study, we have developed a new method of manufacturing black ginseng that has reduced manufacturing time one the basis of physical and chemical convertible method and increased the production of specific ginsenoside. The traditional method of manufacturing black ginseng uses 九蒸九曝. that involves ginseng undergoing nine times of streaming and drying. This process takes up almost 18 days and the yield of black ginseng is almost 25.4%. The low yield is due to the production of soluble unknown byproducts that has elucidated during the process. In addition to this, the final product of black ginseng has a strong taste of sourness, bitterness and soupiness. The improvements for the following limitations of the traditional manufacturing method have been demanded in the past. For the improvement of these limitations, we have repeated the streaming of ginseng, within the range of 60 ~ 98, and discovered that 80 is the optimum temperature for the best output of black ginseng. The developed manufacturing method of black ginseng: takes at lest 11 days à 80 low black ginseng manufacturing method 6 days required, streaming condition: streaming temperature: 8 0, repeats of streaming : 3 times, drying temperature: 65, traditional black ginseng yield: 25.4% new manufacturing method 27.6%, traditional black ginseng dried unknown byproducts: 26.1% new manufacturing method: 31.0%. As demonstrated by the following, we have not only reduced

25 manufacturing time but also have increased the final quality and yield of the black ginseng as a result of this study. Hypercholesterolemia is a serious problem that is being faced by many countries and is nowadays a major cause of biggest concern for health professionals, since it constitutes for one of the prime risk factors for the development and growth of cardiovascular diseases, like atherosclerosis and its complications, acute infarction of the myocardium or hypertension, accumulation of low density lipoproteins, stroke and cerebral infarctions. Moreover, there is a substantial correlation between these diseases and lipid abnormalities, especially high level of plasma cholesterol, and blood pressure. The continuous ingestion of high amounts of fat seems to be directly related to hypercholesterolemia in human population. Diet related chronic diseases like type 2 diabetes, cardiovascular diseases, several types of cancer and increased morbidity and mortality can be attributed to obesity and overweight. Generally it is a fact that obesity occurs due to an imbalance between energy intake and energy output. An imbalance in this ratio results in accumulation of fat inside adipose tissues and elevated Low density lipoproteins inside blood and other fat accumulation organs. There are many drugs in market available for fat accumulation related anomalies but they pose serious side effects like renal failure and gastrointestinal abnormalities. So, nowadays more attention is being paid on the natural products for alleviation of these chronic diseases as natural products are efficacious in treatment of chronic with minimum or no side effects. Ginseng and ginsenosides have been researched since long time for its therapeutic effects on body vitality, immune system, various types of cancer, inflammatory anomalies, and nervous system disorders, reproductive system functioning and cardiovascular diseases. In addition, there are many studies that reveal the ginseng s beneficial effects on hypercholesterolemia and reduction of total cholesterol levels. Studies in past have shown ginseng s potent suppressing effects on in vitro pancreatic lipase activity and reduced obesity and plasma lipid profile in presence of high fat diet fed to rodents. Ginseng prime activity is actually due to the ginsenosides present in it. Uptill now there are a number of ginsenosides being discovered and explored for their marvelous therapeutic activities. Basically in a broader scenario, ginseng is divided in three types, the Red ginseng, White ginseng and Black ginseng. Here our interest is in Black ginseng. Black ginseng is prepared from raw ginseng by steaming it for nine times at a high temperature for around 3 hr till the pint it becomes black. At this point the black ginseng possesses better qualities than red ginseng like anti-inflammatory, anti-metastatic and anti-oxidant. This pharmacologically active agent has been studied for many aspects before but its effects in hypercholesterolemia have not been studied in detail as yet. Here in our research, we report for the first time the amelioration of

26 hypercholesterolemia in high cholesterol fed rats. Our results showed that black ginseng water and ethanol extract, effectively lowered the total serum levels of cholesterol. It also increased the food efficiency ratio and the differential WBC count was also elevated by black ginseng extract. The key gene markers for fat metabolism like ACAT2, HMG CoA r and SERBP 2 were also reduced by black ginseng extract at mrna levels. Moreover the histopathological images also show reduction in fat accumulation in liver and adipose tissues. So in a nutshell black ginseng appears to be a promising anti-hypercholesterolemic agent. Cholesterol is a lipid that is being produced by liver and is important for various bodily functions. Besides the bad image for cholesterol, it is important component for various enzymes, sex hormones, bile juices and outer membranes of cells. Within the safe limit cholesterol, is mandatory for proper homeostasis of living body. However any excess of cholesterol that is not being used by the body is deleterious for it because with the passage of time it accumulates as bad cholesterol or so called Low Density Lipoproteins (LDL). Due to the increasing trend of unhealthy foods which mainly includes fast foods, inadequate daily routines including lack of exercise and un healthy work environment and other competitive stresses, the risk for accumulation of excessive cholesterol inside body and cardiovascular diseases is a serious concern for health professional all over the world in this 21 st century. Chemical drugs are a solution to these CVD anomalies however the irreversible damaging effects gifted by these drugs are inevitable. Natural products like herbs, leaves and roots of some plants are being tested worldwide for their efficacy in serious pathological conditions like various types of cancers and cardiovascular diseases. Ginseng has long been used for treatment of heart failure and to protect tissue damage under cellular and environmental stress with manifestation of any side effects. So in nutshell, there is numerous research on the cardioprotective effects of ginseng on cardiovascular system but the effect of black ginseng on hypercholesterolemia remains limited. In our study herein we found that black ginseng water and ethanol extract both decreased the total cholesterol and LDL- cholesterol levels of serum. However the HDL-cholesterol and triglyceride levels of serum remain unaffected. It indicates that black ginseng extract can efficaciously diminiuated the levels of above mentioned Bad Cholesterol inside rat model of hypercholesterolemia. In conclusion, the administration of black ginseng extract in SD rats with high cholesterol diet lowered the LDL cholesterol levels, caused an elevation in the serum triglyceride levels and increased the food efficiency. Moreover, with respect to the liver metabolic marker genes, the

27 mrna expression of ACAT2, HMG-CoAr and SERBP2 were inhibited by black ginseng ethanol and water extract. The histological changes brought by high cholesterol diet in liver and adipose tissues were reverted by black ginseng extracts as can be seen from H&E and Oil Red O staining. With this first report on hypercholesterolemic effect of black ginseng water and ethanol extract in rats, we can conclude that these extracts can be studied in future as functional food for various cardiovascular related anomalies. Therefore, these results suggest that black ginseng extract are promising candidates applicable to the development of cholesterol-lowering nutraceutical food and drugs

28 CONTENTS

29 HPLC

30 . Juice Hematolgical, biochemical analyses , in vitro 88. Cell culture 88. Nitric oxide production assay and cell viability assay 88. RNA extraction and RT-PCR 89. Western blotting 89. Prostagladin E2 assay 89. Luciferase assay SD

31 Ginseng polyaccharides Ginsenoside biotransformation HPLC Ginsenoside HPLC 105 (1) TLC TLC 106 TLC 106 (2) Ginsenoside ginsenoside Rg Juice 114 (1) 114 (2) Juice 116 (3) Juice ginsenoside Rg Juice 117 (1) 117 (2) (3) (120, 60 min) (1) 125 (2), in vitro & in vivo 134., NO MTT assay 134., RT-PCR 135., NF-Luciferase assay

32 ., Western blotting Preformulation < 첨부. 특허, 논문및시장분석보고서 >

33 제 1 절연구개발의필요성 1. 기술적측면 우리나라의인삼은고려인삼 (Panax ginseng) 으로불리우는다년생초본류로서뿌리가주로한방에서이용되어온약용식물이다. 인삼의성분과화학적및약리학적특성에관한연구는 1960년대부터시작되어, ginsenoside, phenol compound, polyacethylene, polysaccharide 등과같은다양한성분이함유되어있는것으로밝혀졌으며, 이들화합물의생리활성에관한과학적연구결과도다수보고되었다. 고려인삼의우수성 인삼에는사포닌성분으로대표되는생체의기능조절에유효한성분이다량으로함유되어있으며, 이들사포닌 (ginsenoside) 성분은면역기능, 항암작용, 항산화활성, 신경장애개선혹은당뇨와고혈압과같은성인병의예방과증상개선혹은치료등에유용한작용을하는것으로알려져있음. 이러한이유로국내에서는오래전부터인삼이대량으로재배

34 되어, 체질증강과면역력보강을위하여전통적인민간요법에많이사용되어왔으며, 최근에는국내와일본및중국등지에서인삼에서추출한사포닌성분 (ginsenoside) 을의약품화하거나의약원료로응용하기위한소재로서널리사용하고있다. 고려인삼은단순한제품이아니라우리나라를대표하는건강식품이며개방화시대의농가의주요소득작물이다. 또한, 동양의학에서원기회복, 면역력증진등효능이있는상약으로간주하며현대의학에서도당뇨병, 고혈압등성인병및대사증후군치료에사용되는치료제및건강기능성식품의원료로활용되고있다. 한편최근국내에서는기존의방법과는다른새로운인삼가공법에의해인삼의효능을높이기위한일환으로, 수삼을정선하여껍질이존재하는상태로증숙 ( 찜 ) 과건조과정을 9회반복하여만드는구증구포 ( 九蒸九暴 ) 가공법이도입되었음. 이과정을통해만들어진구증구포삼은검은색을띠게되어흔히흑삼 ( 黑衫 ) 이라불리우며, 인체에유용한생리활성물질이다량으로함유되어있는것으로알려져있음. 인삼의사포닌은열처리과정을거치게되면, 홍삼의경우와같이원래의백삼에는없었던새로운타입의사포닌이생성되거나, 어떤성분은함량이증가하는변화를일으키게됨. 흑삼의경우 9회의열처리를통해생리활성을조절하는기능성성분이증가되며, 이로인해다양한생리학적활성이상승되는것으로추정되고있으나, 이러한흑삼의생리활성에대한과학적인근거는아직미비한실정이다. 인삼의가공공정법에따른인삼의분류

35 흑삼의제조공정도 ( 신구증구포과정 ) 백삼홍삼대비흑삼의사포닌종류변화

36 고려인삼 (Panax ginseng C.A. Meyer) 은두릅나무과 (Araliaceae) 에속하는식물로써어원을보면 Pan 은모든것, Axos 는의학이라는뜻으로만병통치라는의미를뜻함. 이러한고려인삼은수천년동안고귀한생약재로사용되어왔으며, 역사적으로문화적으로그리고산업적으로매우중요한우리민족의유산이자자원임. 특히고려인삼은타국의인삼보다탁월한효능을나타낸다고알려져있어각국의소비자들에게많은사랑을받아왔다. 고려인삼은예로부터동양권을중심으로질병의예방과치료에오랜기간동안이용되어오면서장기간복용하여도인체에전혀해가없고습관성이없는상약 ( 上藥 ) 으로밝혀졌다. 특히 1960년이후부터현대과학의발전과더불어인삼에대한수많은연구들이수행되었으며, 인삼사포닌성분은인삼의특이성분인동시에화기삼 ( 미국, 캐나다 ), 전칠삼 ( 중국 ) 및죽절삼 ( 일본 ) 등외국인삼에비하여사포닌의종류가다양하고 PPD계및 PPT계사포닌함유비율도상이하여유효성분면에서도동질시될수없다는과학적인연구결과들이많은연구논문을통하여밝혀졌다. 고려인삼의우수성

37 Ginsenosides(PPD 계 ; Rb 1, Rb 2, Rc, Rg 3 등 ) Ginsenosides(PPD 계 ; Re, Rg 1, Rg 2, Rh 1 등 ) 고려인삼 (Panax ginseng) 은다년생초본류로서뿌리가다양한생리활성작용을갖고있기때문에우리나라, 중국및일본등에서오래전부터약용으로사용하고있다. 인삼에는약 20여종의 ginsenosides가함유되어있고, 이들사포닌성분은면역강화작용, 항암작용, 항산화작용, 항당뇨및항고혈압작용및신경장애개선등의생리활성효과를나타내고있다. 최근에는인삼의생리활성을증가시키기위한새로운가공법이등장하였다. 수삼을정선하여외피가존재하는상태로증숙하고건조하는과정을 9회반복하여만드는구증구포 ( 九蒸九暴 ) 가공법이도입되었고, 구증구포삼은수삼과는달리흑색을띠게되므로이를흑삼 ( 黑蔘 ) 이라고부른다. 흑삼은원래의백삼에는존재하지않았던새로운

38 ginsenosides인 Rh 1, Rg 2, Rg 3 등이생성되거나, 특정성분의함량이증가하는것으로알려져있다. 새로운공정에의해생산되는흑삼은기존의백삼 ( 수삼 ) 또는홍삼과는다른생리활성이있을것으로추정되어흑삼의생리활성을해명하기위해많은연구가진행되고있다. 이런노력들의결과로흑삼의면역기능활성화, 항당뇨활성, 항산화활성및항암활성등의효능이밝혀졌으나, 흑삼을이용한새로운식품의개발에관한연구는미비한상태이다. 흑삼 (Black Ginseng) 흑삼 ( 黑衫 ): 수삼을증기로쪄서건조시키는증숙및건조단계를거쳐얻는것을홍삼이라한다. 흑삼은홍삼의특유한형태로한번의증숙과건조과정을거쳐제조되는일반홍삼과달리통상적으로아홉번찌고말리는구증구포방법으로제조된다. 흑삼은수삼을증기나그밖의방법으로쪄서익혀말린것으로서담흑갈색또는흑다갈색을띠는것으로, 제조기준에의하면증숙과건조과정이 3회이상반복된것을지칭 한다고정의한다. 흑삼은한약재수치법중의하나인구증구포 ( 九蒸九暴 ) 의원리를이용해수삼을 9번찌고말리는과정을반복하여제조된것으로색깔은흑색을띤다. 흑삼은수삼의새로운가공인삼으로화학성분은 ginsenoside Re, Rf, Rg 1, Rg 2 함량이백삼홍삼보다증가하며열처리에의해 ginsenoside Rg 1, Rg 2, Rh 1, Rh 2 등은홍삼보다높은함량을나타낸다. 또한기존의백삼이나홍삼에비해월등히항암효과및비만억제효과가우수하다는사실이밝혀진바있다. 최근식생활문화의서구화와외식의증가에따라국민들의영양불균형이초래되고있으며, 특히어린이들의편식이건강을위협하고포화지방산의과도한섭취로인해 LDL 콜레스테롤을증가시켜고지혈증, 동맥경화나, 관상심장병등여러가지질병이발생하고있어콜레스테롤조절과관련된소재개발이필요하다고판단된다

39 또한인구노령화와과식, 음주, 흡연, 운동부족, 비만으로인한심혈관계질환인고콜레스테롤증, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화와같은만성질환이늘어나고있으며, 우리나라의경우도심혈관질환이사망원인의 30% 이상을차지하고있고, 특히노인의사망원인중암에이어두번째를차지하고있음으로고령화사회로진행하면서급격히증가할것으로예측된다. 최근전세계적으로일반인들이건강에대한관심이높아지고있어, 의약품, 건강기능성 식품및식품에이르기까지인체에부작용이적고안전한천연물소재를원료로하는제 품수요가크게증가하고있다. 소비자의신제품에대한관심증가 ; 소비자의식품선택에있어서 식품선택의기호도 및위생적으로안전성, 그리고천연의원료사용유무 등이가장중요한요인으로대두되 고있다

40 인삼의소비는 Well-being, LOHAS와같은현재트렌드에맞춰인삼의효능이계속적으로확인됨에따라시장규모는점점더성장할것으로예상된다. 따라서, 효능을기초로한안전성있는건강기능성식품개발에대한소비자들의요구가증가되고있다. 최근인삼가공법이발전하여백삼이나홍삼중일부 ginsenoside를구조전환하는가공기술이개발되어특정 ginsenoside를강화시킨제품개발에관심이주목되고있다. 우리나라의인삼은고려인삼 (Panax ginseng) 으로불리우는다년생초본류로서뿌리가주로한방에서이용되어온약용식물이다. 인삼의성분과화학적및약리학적특성에관한연구는 1960년대부터시작되어, ginsenoside, phenol compound, polyacethylene, polysaccharide 등과같은다양한성분이함유되어있는것으로밝혀졌으며, 이들화합물의생리활성에관한과학적연구결과도다수보고되었다. 인삼 ( 人蔘 ) 에는사포닌성분으로대표되는생체의기능조절에유효한성분이다량으로함유되어있으며, 이들사포닌 (ginsenoside) 성분은면역기능, 항암작용, 항산화활성, 신경장애개선혹은당뇨와고혈압과같은성인병의예방과증상개선혹은치료등에유용한작용을하는것으로알려져있다. 이러한이유로국내에서는오래전부터인삼이대량으

41 로재배되어, 체질증강과면역력보강을위하여전통적인민간요법에많이사용되어왔으 며, 최근에는국내와일본및중국등지에서인삼에서추출한사포닌성분 (ginsenoside) 을의약품화하거나의약원료로응용하기위한소재로서널리사용하고있다. Comparing the Active components of Ginseng species 한편최근국내에서는기존의방법과는다른새로운인삼가공법에의해인삼의효능을높이기위한일환으로, 수삼을정선하여껍질이존재하는상태로증숙 ( 찜 ) 과건조과정을 9 회반복하여만드는구증구포 ( 九蒸九暴 ) 가공법이도입되었음. 이과정을통해만들어진구증구포삼은검은색을띠게되어흔히흑삼이라불리우며, 인체에유용한생리활성물질이다량으로함유되어있는것으로알려져있음. 인삼의사포닌은열처리과정을거치게되면, 홍삼의경우와같이원래의백삼에는없었던새로운타입의사포닌이생성되거나, 어떤성분은함량이증가하는변화를일으키게된다. 흑삼의경우 9회의열처리를통해생리활성을조절하는기능성성분이증가되며, 이로인해다양한생리학적활성이상승되는것으로추정되고있으나, 이러한흑삼의생리활성에대한과학적인근거는아직미비한실정이다. 흑삼 ( 黑衫 ): 수삼을증기로쪄서건조시키는증숙및건조단계를거쳐얻는것을홍삼이라한다. 흑삼은홍삼의특유한형태로한번의증숙과건조과정을거쳐제조되는일반홍삼과달리통상적으로아홉번찌고말리는구증구포방법으로제조된다. 흑삼은수삼을증기나그밖의방법으로쪄서익혀말린것으로서담흑갈색또는흑다갈색을띠는것으로, 제조기준에의하면증숙과건조과정이 3회이상반복된것을지칭 한다고정의한다. 흑삼은한약재수치법중의하나인구증구포 ( 九蒸九脯 ) 의원리를이용해수삼을 9번

42 찌고말리는과정을반복하여제조된것으로색깔은흑색을띤다. 흑삼은수삼의새로운가공인삼으로화학성분은 ginsenoside Re, Rf, Rg 1, Rg 2 함량이백삼홍삼보다증가하며열처리에의해 ginsenoside Rg 1, Rg 2, Rh 1, Rh 2 등은홍삼보다높은함량을나타낸다. 또한기존의백삼이나홍삼에비해월등히항암효과및비만억제효과가우수하다는사실이밝혀진바있다. 흑삼의구증구포 ( 九蒸九暴 ) 과정 Well-Being 시대를맞이하여현대인들의천연물을선호하는추세와고려인삼의다양한효능이실험실적결과뿐만아니라임상학적으로점차적으로입증되어고려인삼은세계적인자연건강식품으로각광을받게되었고한방뿐만아니라현대의학에서도의약품이나건강기능식품으로그수요가점점증가되고있다. 현재세계인삼시장의규모는대략 40 억달러에육박하고있으며, 점점늘어가고있는추세이다. 우리나라고려인삼의해외수출역사도 1,500여년의긴역사를가지고있어삼국시대부터수출해온세계적으로유명한상품으로인삼의종주국으로서자부심을가져왔으며꾸준한성장과발전을거듭하고있다. 우리나라에서인삼은고부가가치농산물이자전통의약품의원료로서농가의중요한소득원인동시에건강증진과외화획득의수단이기도했다. 그뿐만아니라부와효도의상징이자세계에자랑할만한우리전통문화의한부분이기도하다. 요컨대오랫동안한국인의자긍심의원천으로서역할을해오고있다

43 그러나, 최근들어중국삼뿐만아니라, 미국과캐나다삼 ( 화기삼 ) 의성장세가두드러지면서고려인삼의수출을위협하고있다. 특히미국에서는위스콘신주를중심으로막대한자본을바탕으로다량으로화기삼을생산할뿐만아니라, 화기삼의성분및여러가지생리활성에대한체계적인연구를바탕으로세계시장에서화기삼의영역을넓혀가고있는실정이다. 즉 1990년대에접어들면서미국과캐나다등이국제인삼시장에뛰어들어지난수백년동안고려인삼의독무대와같던홍콩과동남아시장의대부분을장악하기시작한것이다. 더욱이최근에는중국이아예호시탐탐국내시장을넘보는지경에까지이르렀다. 실제로우리나라의인삼수출액은 1980년의 67.5백만달러, 1985년에는 73.0백만달러로늘어나, 1990년에는사상최고인 164.7백만달러를기록한후중국의인삼생산증가와미국및캐나다의공격적인마케팅으로인해 2002년에는 55.0백만달러까지떨어졌다. 더욱이, 국내인삼시장개방에따라최소시장접근 (MMA) 이허용된인삼류는 20% 의저율관세로수입이가능하며, 95년 34톤 ( 국내생산량의 0.3%) 에서 2004년 56.8톤 ( 국내생산량의 0.5%) 까지시장을개방하였으며국내시장을더욱더개방해야하기때문에중국및화기삼과같은중저가인삼수입이급증할것으로예상되므로인삼을경작하는농민들에게커다란경제적손실을초래할것으로판단된다. 뿐만아니라현대인들이천연물을선호하는추세와고려인삼의다양한효능이실험실적결과뿐만아니라임상학적으로점차적으로입증되어고려인삼은세계적인자연-건강식품으로각광을받게되었고한방뿐만아니라현대의학에서도의약품이나건강기능식품으로그수요가점점증가되고있다. 콜레스테롤은세포원형질막의구성성분, 부신과생식선에서의스테로이드호르몬의원료, 담즙의원료및혈중지단백의구성성분으로필수적이다. 이중저밀도콜레스테롤 (LDL) 은지단백질중산화감수성이가장크고, 산화된 LDL은세포에독성을주어동맥경화를전개및진행시키는원인이된다. 반면고밀도콜레스테롤 (HDL) 은혈관에축적된콜레스테롤를간으로운반하는역할을하는일명 ' 좋은콜레스테롤 ' 로, 높은 HDL 콜레스테롤수치는심장마비나뇌졸중의위험을감소시킨다. 중성지방은지질의한종류로콜레스테롤과다르며, 높은중성지방수치는심장마비나뇌졸중의위험을증가시킨다. 이러한총콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 중성지방이증가하거나 HDL 콜레스테롤이감소하는증상의질환을고지혈증 (hyperlipidemia), 고콜레스테롤혈증 (hypercholesterolemia), 고중성지방혈증 (hypertriglyceridemia) 등으로지칭한다. 이상지질혈증은상기질환들을포괄하는개념의질환명이다. 이상지질혈증의치료에는스타틴 (statin), 피브레이트 (fibrate), 니코틴산 (nicotinic acid), 에제티미브 (Ezetimibe), 오메가-3 지방산 (Omega-3 fatty acid) 등의

44 약물을단독복용혹은병용복용한다. 그러나상기약물은간독성이나근육병증, 혈당상승, 소화장애와같은부작용이있어, 부작용을동반하지않으면서인체에반드시필요한콜레스테롤은유지하면서, 고지혈증을유발할수있는콜레스테롤또는중성지방의농도를감소시키는기능을갖는물질의개발이필요하다. 인삼의성분중사포닌성분은혈중콜레스테롤의지질대사와관련된효소활성을촉진하고, 콜레스테롤의전환을촉진함으로써동맥경화의중요한위험인자인고지혈증을개선하는효과가있는것으로알려져있다. 고려인삼을성인남녀에게투여한임상실험결과역시 HDL 콜레스테롤의증가, 동맥경화지수 (atherogenic index) 의개선및베타-지단백 (β -lipoprotein) 의저하등동맥경화의예방에유효한효과가있음을보고하였다. 이에더하여공개특허제 호에서는흑삼이수삼에비하여총콜레스테롤및중성지방의저하와, HDL 콜레스테롤및동맥경화지수의저하에더효과적임을보고된바있다. 정상인의 1일콜레스테롤의섭취량이약 400~500 mg 일경우일반적으로식이콜레스테롤의약 60~80% 가흡수된다. 이수치는연구자들에따라조금씩다르게보고되었는데. 식이콜레스테롤을 40~2,000 mg 섭취하는경우평균 30~40% 가흡수된다고보고된바도있다. 한편제한된콜레스테롤의흡수율에따라흡수되지않은식이콜레스테롤은콜레스테롤형태내지대장과직장의박테리아효소반응에의한대사산물로배설된다. 식이지방의소화흡수과정에필수적인담즙은하루그분비량이 800~1200 mg이며, 담즙을구성하는주요성분은담즙산이 92%, 담즙산염이 6%, 유리콜레스테롤이 0.3% 이며그외소량의인지질, 유리지방산및빌리루빈을포함한다. 식이에의해섭취되거나또는생합성된지질이체내각조직에서이용및저장되기위해지단백질 (lipoprotein) 이라는특수한형태의구조를이루어혈장을통해운반된다. 그이유는소수성지질성분들은수용성영양소들과달리혈장에용해되어이동할수없기때문이다. 지단백질입자는중심부에소수성지질 (triglyceride, cholesteryl ester), 표면에친수성지질 (phospholipid, free cholesterol) 및아포지단백 (apolipoprotein) 으로구성된고분자량의수용성복합체이다. 혈장콜레스테롤의 2/3는 cholesteryl ester형태이며, 혈장 HDL의 lecithin:cholesterol acyltransferase (LCAT) 및간과소장의 acyl-coa:cholesteryl acyltransferase (ACAT) 에의해합성된다. 체내의주요콜레스테롤대사산물은간에서합성되는담즙산과스테로이드호르몬등이며, 콜레스테롤생합성량은식이콜레스테롤의흡수정도및담즙산재흡수정도에따라조절되어항상성이유지된다 (Grundy, 1969). 각지단백질의특성은구성된지질및고유의아포지단백에따라달라지는데, 아포지단백은각지단백질의대사를조절하고조직의각지단백수용체의지단백인식부위로작용하게된다. 지단백질은지질-아포지단백질복합체를형성하여중성지방과콜레스테롤을간에서말단조직으로운반또는말단조직에서간으로역수송함으로써지질재분배를가능하게한다 (Fig. 1). 콜레스

45 테롤은 LDL 의 70% 이상, HDL 의약 30%, VLDL 의약 24% 및 chylomicron 의약 6% 를차지한다. 간, 혈장및말초조직간의콜레스테롤대사메카니즘 간 혈장및말초조직간의콜레스테롤대사 (Simplified scheme of cholesterol metabolism between liver and peripheral tissues) FC: free cholesterol; CE: cholesteryl ester; CETP: cholesteryl ester transfer protein; LDLr: LDL-receptor; CM: chylomicron; CM-R: chylomicron remnant. Chylomicron과 VLDL (very low density lipoprotein) 은각각외인성과내인성중성지방을말초조직으로운반하는역할을한다. 그리고혈장 VLDL로부터전환된 LDL은혈장주요콜레스테롤운반체로서, LDL receptor를통해혈장콜레스테롤의많은부분은말초조직으로공급하고나머지는간조직 LDL receptor를통해제거된다 (Fig. 1). 세포내콜레스테롤농도가높아지면기존의 HMG-CoA reductase활성이저해될뿐만아니라, 이효소의합성속도도저하된다. 또한 ACAT은세포내고농도의콜레스테롤에의해활성화되고, 콜레스테롤은에스테르화되어저장된다. 이경우 LDL recepor합성도억제되어혈장으로부터의 LDL 유입도억제되므로콜레스테롤항상성은조직내콜레스테롤축적을감소시키는방향으로진행된다. 또한간조직에서는 7α -hydroxylase에의해콜레스테롤이담즙산 (bile acid) 으로전환되며그중일부는재순환되지않고분변을통해배설된다. LDL은지단백질중산화감수성 (oxidative susceptibility) 이가장크고, 산화된 LDL (oxidized LDL, oxldl) 은세포에독성을주어동맥경화를전개및진행시키는원인이된다 (Steinberg, 1989). 또한콜레스테롤대사에서그합성정도가조절되지않거나혈중콜레스테롤농도가지나치게높으면혈관벽에콜레스테롤이침착되어 아테롬성동맥경화반 (atherosclerotic plaque) 이생긴다. 한편 HDL입자는말

46 초조직에서간으로의콜레스테롤역수송, 즉 reverse cholesterol transport (RCT)" 라는중요한역할을담당한다. 혈장 HDL표면의친수성층에위치한유리콜레스테롤은 LCAT작용을받아계속에스테르화된후 HDL입자내부의소수성층으로이동된다. 이러한 HDL내의콜레스테롤농도구배는말초조직에서합성된콜레스테롤및혈관의잉여콜레스테롤을혈장 HDL로이동시키는효과를유도하게된다. 따라서혈장 HDL 콜레스테롤수준이높을수록동맥경화위험성은감소된다 (Oram, 1986). 한편 HDL내의 cholesteryl ester(ce) 는밀도가낮은 VLDL, LDL 또는 IDL등으로이동될수있는데, 이반응은 cholesteryl ester transfer protein (CETP) 에의해매개되며 HDL로이동된 CE는다시조직으로이동되어재분배된다. 이러한 CETP의콜레스테롤재분배기작은콜레스테롤섭취가충분하지못할경우어렵게생합성된콜레스테롤을재사용하기위한장치로사료되나, 과잉의콜레스테롤을섭취하는현대인들에게는콜레스테롤역수송효율을감소시켜오히려혈액내잉여콜레스테롤을체외로배출하는데있어서장애인자로등장하게되었다. 콜레스테롤조절작용중 HDL 콜레스테롤의동맥경화위험감소효과에대한의미 HDL 콜레스테롤이고콜레스테롤혈증뿐만아니라동맥경화위험감소에주요한역할을하는이유는구체적으로다음과같다. ü HDL 의콜레스테롤역수송효과 (Role of HDL in reverse cholestrol transport) HDL 입자는동맥혈관벽으로부터잉여의콜레스테롤을제거하며혈관의플라그형성을억제한다. ü HDL은혈관에기형성된플라그도안정화시키며플라그 rupture를억제한다. HDL 입자의항산화효과 ü HDL 입자자체에는 paraoxonase와 PAFAH(platelet activating factor acetylhydrolase) 가결합되어있다. 항산화효소인 paraoxonase는혈장과동맥벽내부의 LDL이산화 LDL로변화되는것을억제한다. 또한 PAFAH는혈장과동맥벽에존재하는산화지단백입자를분해시켜산화된지단백입자를제거하는역할을하는것으로보고되었다. ü HDL 입자는혈관내동맥경화를유도하는 adhesion molecule(vascular cell adhesion molecule-1, monocyte chemotactic protein-1등 ) 들이발현되는것을감소시킴으로서혈관의기능을원활하게유지시킨다. 또한, 종래의흑삼제조공정은장기간소요되고제조수율이낮고향미에문제점이있어이에대한근본적인개선책이요구되고있음. 흑삼에서유래되는쓴맛과흑삼특유의향이있으므로, 관능특성을저하시키는요인이있으므로흑삼의품질을개선하여소비자의요구에맞는기능성과편의성및기호성을증가시킨기능성헬스제품이필요하다. 2. 경제 산업적측면 인삼의소비는 Well-being, LOHAS 와같은현재의트랜드에맞춰인삼의효능이계속적 으로확인됨에따라시장규모는점점더성장할것으로예상된다. 따라서효능을기초로

47 한안전성있는건강기능성식품개발이시급한실정이다. 2004년시행된건강기능식품법의시행으로대기업에서인삼제품시장에신규진출해시장규모가급격히증가되고있다. 인삼업계의홍삼시장은 2004년 3,112 억원에서 2006년 6,000억원, 2010년도에는 1 조억원대의거대시장을형성할것으로전망한다. 최근인삼가공법이발전함에따라백삼이나홍삼중일부 ginsenoside의특정기능을가지는 ginsegnoside로구조를전환시킬수있는가공법들이개발되어특정 ginsenoside 강화제품개발에관심이주목되고있다. 효소처리에의한인삼의구조전환은고비용저효율의방법으로실효성이미흡한실정이며, 열처리가공에의한방법은고열에의해다른유효사포닌이파괴되는단점이있다. 이를극복하기위하여산과열처리방법및저온흑삼제조기술방법을병행하여 ginsengoside의특정성분을고농도로함유하는기능성헬스제품을개발상용화하고자한다. 궁극적으로흑삼의특정성분 특정효능발현으로콜레스테롤저하및예방효과를가지는헬스케어제품을상품화하여국민보건향상과고려인삼의세계적브랜드이미지구축및고부가가치사업창출로국 내외경쟁력을확고히하고자한다. 가. 사회적변화에따른콜레스테롤조절관련소재개발의필요성 (1) 최근식생활문화의서구화와외식의증가에따라국민들의영양불균형이초래되고있 으며, 특히어린이들의편식이건강을위협하고포화지방산의과도한섭취로인해 LDL

48 콜레스테롤을증가시켜고지혈증, 동맥경화나, 관상심장병등여러가지질병이발생하고있어콜레스테롤조절과관련된소재개발이필요하다고판단된다. (2) 또한인구고령화와과식, 음주, 흡연, 운동부족, 비만으로인한심혈관계질환인고콜레스테롤증, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화와같은만성질환이늘어나고있으며, 우리나라의경우도심혈관질환이사망원인의 30% 이상을차지하고있고, 특히노인의사망원인중암에이어두번째를차지하고있음으로고령화사회로진행하면서급격히증가할것으로예측된다. (3) 심혈관계질환은 LDL 콜레스테롤이산화되어그산화산물이동맥내피하조직이축적되고여러염증반응이증가등으로초래되는만성질환으로써혈중콜레스테롤함량과밀접한관계가있으며, 이와관련된조절기능물질로니코틴산, 클로피브레이트, 네오마이신, 트리파라놀, D-티록신, 에스트로겐, 로바스타틴등이개발되어사용되어왔는데, 니코틴산의경우피부혈관확장, 발진, 위장관이상, 요산혈증, 고혈당증, 간기능이상과같은부작용을유발하고, 클로피브레이트는대표적으로사용되고있는콜레스테롤저하제이지만그효과가낮으며, 네오마이신은메스꺼움, 설사와같은부작용이있고, 트리파라놀은백내장등이부작용을유발한다고알려져있으며, 에스트로겐투여는유방암유발등의사례가보고되는등많은문제점으로인해사용이제한적이며, 관련된고시형건강기능성식품원료로 EPA, 감마리놀렌산, 레시틴, 키톤산, 스테롤, 홍국이등재되어있으나기능성측면에서효과적이지못한실정이다. (4) 이러한문제점을해결하고치료효과뿐만아니라예방적차원에서도지속적인복용이가능한안전성과효능을겸비한헬스푸드개발이필수적이다. 나. 한국의조사자료에의한콜레스테롤조절관련소재개발의필요성 (1) 한국의정상인을대상으로혈중지질농도를평가한연구결과에의하면식품섭취의패턴의변화와함께혈중콜레스테롤및중성지방의농도가급격히증가하는추세에있다. (2) 1970년대한국성인의혈중콜레스테롤의농도가 154 mg/dl로보고되었으나, 1993년도에는그수치가 193 mg/dl로증가하여 20년만에 20% 증가하였다. (3) 특히강북삼성병원에서 1993년부터 2003년까지종합검진을받은 20세이상의한국인남녀 16 만명을대상으로연구한결과 2000년도의경우혈중콜레스테롤수치가남녀각각 198 mg/dl 과 200 mg/dl로나타나 7년만에 10% 가증가하였다. (4) 현재우리나라의고지혈증치료지침제정위원에서는혈중콜레스테롤의농도가 200 mg/dl을넘게되면식이요법및운동요법을권장하고있어한국인의상당수가식이요법을포함한생활치료를요하는상태임을의미하고있다. 다. 미국의조사자료에의한콜레스테롤조절관련소재개발의필요성 (1) 미국의 Framingham study 에서실시한대규모역학조사결과에의하면고콜레스테롤

49 혈증은허혈성심질환발생율과매우밀접한양의상관관계를나타내는것으로알려져있으며, 이러한상관성은나이에따라달라지는데 40세이전에혈청콜레스테롤농도가증가하는경우 40세이후에서보다허혈성심질환발생율과더욱밀접한관련성을보이고있다. (2) 총 40,000여명을대상으로 4년동안추적조사한연구결과를종합해보면, 혈중콜레스테롤농도를 10% 감소시키는경우심장질환에의한사망률이 20% 저하되고, 심근경색발생율이 17% 저하되는효과가있음이보고되어, 결과적으로콜레스테롤을조절하는것이고지혈증은물론이고관상동맥심질환을예방하는가장효율적인방법으로나타났다. 라. 콜레스테롤조절관련건강기능식품시장의산업현황및특징 기능성식품개발의경제산업적중요성 과거에는기능성이라는표현이단지물리 / 화학적기능 (physical/chemical function) 이라는의미에주로한정되어있었지만, 오늘날에는그의미가생리 / 생물학적인기능 (physiological/biological function) 을포괄하여더넓은영역으로확대되었다. 기능성식품이라는표현이넓은의미로사용되는용어로 Functional Foods가있지만, 또한많이사용되는용어로영양 (nutrition) 과약 (pharmaceutical) 을포함하는 Nutraceutical이라는표현이있다

50 기능성식품개발의경제산업적중요성 건강기능식품에관한법률에서정의하고있는 건강기능식품 은인체에유용한기능성을가진원료나성분을사용하여정제 캅셀 분말 과립 환등의형태로제조가공한식품을의미하기때문에오늘날기능성식품이라하면오히려 Nutraceutical에가깝다고할수있겠다. 의료기술이첨단화되고수명이연장되면서오늘날현대인들은질병의치유보다는예방에관심을가지게되면서, 기능성식품분야에대한관심및소비는계속늘어나고있다. 특히의약품으로치료해야하는단계로질병이발전되기전에질병을예방하려는면역조절기능이확대되어, 기능성식품분야에대한관심및소비는계속늘어나고있다. 경제수준의향상과의료기술의발달로수명이연장되면서성인병이늘고있어서과학적인자료를근거로정확한기능성을부여한기능성식품의중요성이대두되면서기능성식품산업에대한국가의관심과제도적인지원에따라 2002년 8월건강기능식품법이제정되었고 2004년 1월전면실시됨에따라건강기능식품시장이급속히확대되면서제품에기능성을부여할수있게되었다. 기능성식품에대한세계시장규모를보면, 1997년 650억달러, 2002년 2,023억달러로높은성장을하였으며, 2007년에는 3,770억달러에달한것으로보고되었다. 우리나라건강기능성식품산업은짧은역사에도불구하고 1990년대중반건강보조식품에서출발하여꾸준히성장해 2003년도시장규모는건국이후최고인 1조 3천억원이되었으며, 2006년기준건강기능식품연간매출액을 2조 3천억원대로추산되며, 2010년에는약 4조원까지성장할것으로기대하고있다. 의료비증가에따른국가부담가중, 고령화사회진입, 소비자의건강관심고조등으로기능성식품의수요는계속적으로증가될것으로전망되고있다. 건강기능식품산업은기술집약적인특징을가지고있어화학, 생물학, 약학, 의학등여러분야의복합적기술을필요로하기때문에막대한비용과시간의투입을필요로하지만기술개발사업이성공할경우물질특허를통해독점적지위및고소득의혜택을누릴수있을것으로기대된다. 우리나라의건강기능식품산업은현재내수중심의국내산업구조를가지고있어향후적극적인연구개발투자및산업지원정책으로세계시장으로진출하여국제적인경쟁력을갖추어나가야할것으로생각한다. 우리나라는이미고령화사회로접어, 국민들의건강에대한관심과건강을유지하기위한노력이증가하였으며, 의약품및건강기능성식품시장도향후지속적으로성장할것으로예상되고있기때문에, 생물자원개발과이용을위한생물산업의발전은국민들의건강한삶에대한기대에부응할수있을뿐만아니라국가경제발전의핵심산업으로자리매김될것이다

51 (1) 콜레스테롤조절 ( 저하 ) 과관련된건강기능식품군의소재및제품에관련된것으로, 이분야의시장은동일한소비자를두고건강기능식품회사와전통적인한방처방 ( 한의원등 ), 그리고고지혈증은물론이고콜레스테롤과관련된건강기능식품을제조판매하는제약회사들과치열한경쟁을하고있어매우복잡한양상을띠고있다. (2) 무엇보다도콜레스테롤조절 ( 저하및억제 ) 관련건강기능식품시장의특징으로첫째타건강기능식품군보다다양한소재및제품군이출시되고있는것, 둘째한제품이독점적으로시장을장악하지못한점, 섯째대기업은물론이고중소기업, 수출입판매업등을하는많은기업들이시장경쟁력을하고있는점등의특징을가지고있다. (3) 또한가지의특징은콜레스테롤과관련하여개별인정을획득한소재가 13건 ( 중복소재포함이나 ) 이들소재중특징적인유통체계를가진유니베라의알로에소재와 이에스바이오텍의스피루니나를제외하고는거의산업화가미비한실정으로대부분의콜레스테롤관련건강기능식품의경우, 감마리놀렌산, 오메가-3, 대두단백, 키톤산, 식이섬유등의소재를이용한제품화가대부분이다. (4) 건강기능식품의경우에는일부개별인정형소재를제외하고는일반적으로원료에대한독점적지배와차별화가용이하지않아시장에서는유사한제품이많아차별화가용이하지않으며, 이로인한대기업과의시장경쟁이용이하지않은실정이다. 이에따라소비자수요결정및판매마케팅에중요한요인으로작용하는제품인지도및신뢰성이가장중요하게나타나고있다. (5) 그러나, 본개발제품소재를이용한산업화시, 소재의효능을바탕으로한인지도확산과유통별판매전략을수립하여콜레스테롤조절관련건강기능식품시장에진입할경우, 이익창출이기대된다. (6) 아직까지본연구에서처럼인삼의열처리가공기술로특정사포닌성분의함량을극대화한흑삼의신규기능성인콜레스테롤저하개선기전을규명하고이를이용한건강기능성제품개발의사례는없는상황이다. (7) 흑삼의콜레스테롤저하개선에대한특정약리효능을과학적으로분석하고이를소재로한콜레스테롤개선건강기능식품을개발한다면국내시장뿐아니라국제적으로경쟁력있는제품이될것으로사료된다. 3. 사회 문화적측면 가. 사회적변화에따른콜레스테롤조절관련소재개발의필요성 (1) 최근식생활문화의서구화와외식의증가에따라국민들의영양불균형이초래되고있으며, 특히어린이들의편식이건강을위협하고포화지방산의과도한섭취로인해 LDL 콜레스테롤을증가시켜고지혈증, 동맥경화나, 관상심장병등여러가지질병이발생하고있어콜레스테롤조절과관련된소재개발이필요하다고판단된다

52 (2) 또한인구노령화와과식, 음주, 흡연, 운동부족, 비만으로인한심혈관계질환인고콜레스테롤증, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화와같은만성질환이늘어나고있으며, 우리나라의경우도심혈관질환이사망원인의 30% 이상을차지하고있고, 특히노인의사망원인중암에이어두번째를차지하고있음으로고령화사회로진행하면서급격히증가할것으로예측된다. (3) 심혈관계질환은 LDL 콜레스테롤이산화되어그산화산물이동맥내피하조직이축적되고여러염증반응이증가등으로초래되는만성질환으로써혈중콜레스테롤함량과밀접한관계가있으며, 이와관련된조절기능물질로니코틴산, 클로피브레이트, 네오마이신, 트리파라놀, D-티록신, 에스트로겐, 로바스타틴등이개발되어사용되어왔는데, 니코틴산의경우피부혈관확장, 발진, 위장관이상, 요산혈증, 고혈당증, 간기능이상과같은부작용을유발하고, 클로피브레이트는대표적으로사용되고있는콜레스테롤저하제이지만그효과가낮으며, 네오마이신은메스꺼움, 설사와같은부작용이있고, 트리파라놀은백내장등이부작용을유발한다고알려져있으며, 에스트로겐투여는유방암유발등의사례가보고되는등많은문제점으로인해사용이제한적이며, 관련된고시형건강기능성식품원료로 EPA, 감마리놀렌산, 레시틴, 키톤산, 스테롤, 홍국이등재되어있으나기능성측면에서효과적이지못한실정이다. (4) 이러한문제점을해결하고치료효과뿐만아니라예방적차원에서도지속적인복용이가능한안전성과효능을겸비한건강기능성식품개발이필수적이다. 나. 한국의조사자료에의한콜레스테롤조절관련소재개발의필요성 (1) 한국의정상인을대상으로혈중지질농도를평가한연구결과에의하면식품섭취의패턴의변화와함께혈중콜레스테롤및중성지방의농도가급격히증가하는추세에있다. (2) 1970년대한국성인의혈중콜레스테롤의농도가 154 mg/dl로보고되었으나, 1993 년도에는그수치가 193 mg/dl로증가하여 20년만에 20% 증가하였다. (3) 특히강북삼성병원에서 1993년부터 2003년까지종합검진을받은 20세이상의한국인

53 남녀 16 만명을대상으로연구한결과 2000년도의경우혈중콜레스테롤수치가남녀각각 198 mg/dl 과 200 mg/dl로나타나 7년만에 10% 가증가하였다. (4) 현재우리나라의고지혈증치료지침제정위원에서는혈중콜레스테롤의농도가 200 mg/dl을넘게되면식이요법및운동요법을권장하고있어한국인의상당수가식이요법을포함한생활치료를요하는상태임을의미하고있다. 다. 미국의조사자료에의한콜레스테롤조절관련소재개발의필요성 (1) 미국의 Framingham study에서실시한대규모역학조사결과에의하면고콜레스테롤혈증은허혈성심질환발생율과매우밀접한양의상관관계를나타내는것으로알려져있으며, 이러한상관성은나이에따라달라지는데 40세이전에혈청콜레스테롤농도가증가하는경우 40세이후에서보다허혈성심질환발생율과더욱밀접한관련성을보이고있다. (2) 총 40,000여명을대상으로 4년동안추적조사한연구결과를종합해보면, 혈중콜레스테롤농도를 10% 감소시키는경우심장질환에의한사망률이 20% 저하되고, 심근경색발생율이 17% 저하되는효과가있음이보고되어, 결과적으로콜레스테롤을조절하는것이고지혈증은물론이고관상동맥심질환을예방하는가장효율적인방법으로나타난다. 라. 콜레스테롤조절관련건강기능식품시장의산업현황및특징 (1) 콜레스테롤조절 ( 저하 ) 과관련된건강기능식품군의소재및제품에관련된것으로, 이분야의시장은동일한소비자를두고건강기능식품회사와전통적인한방처방 ( 한의원등 ), 그리고고지혈증은물론이고콜레스테롤과관련된건강기능식품을제조판매하는제약회사들과치열한경쟁을하고있어매우복잡한양상을띠고있다. (2) 무엇보다도콜레스테롤조절 ( 저하및억제 ) 관련건강기능식품시장의특징으로첫째타건강기능식품군보다다양한소재및제품군이출시되고있는것, 둘째한제품이독점적으로시장을장악하지못한점, 섯째대기업은물론이고중소기업, 수출입판매업등을하는많은기업들이시장경쟁력을하고있는점등의특징을가지고있다. (3) 또한가지의특징은콜레스테롤과관련하여개별인정을획득한소재가 13건 ( 중복소재포함이나 ) 이들소재중특징적인유통체계를가진유니베라의알로에소재와 이에스바이오텍의스피루니나를제외하고는거의산업화가미비한실정으로대부분의콜레스테롤관련건강기능식품의경우, 감마리놀렌산, 오메가-3, 대두단백, 키톤산, 식이섬유등의소재를이용한제품화가대부분이다. (4) 건강기능식품의경우에는일부개별인정형소재를제외하고는일반적으로원료에대한독점적지배와차별화가용이하지않아시장에서는유사한제품이많아차별화가용이하지않으며, 이로인한대기업과의시장경쟁이용이하지않은실정이다. 이에따라소비

54 자수요결정및판매마케팅에중요한요인으로작용하는제품인지도및신뢰성이가장중요하게나타나고있다. (5) 그러나, 본개발제품소재를이용한산업화시, 소재의효능을바탕으로한인지도확산과유통별판매전략을수립하여콜레스테롤조절관련건강기능식품시장에진입할경우, 이익창출이기대된다. (6) 국민들도최근웰빙화사회를인식하게되어건강에관심고조가커지면서일상생활을통한예방에관심이높아지고있다. 마. 흑삼을이용한콜레스테롤조절효과를갖는개별인정형소재개발필요성 (1) 차별화된특화된흑삼소재를통한관련시장에서의경쟁우위확보 : 기술적인차별화를넘어마케팅을위한차별화전략으로활용이가능하여관련시장의진입및경쟁에서용이할것으로판단된다. (2) 관련시장의성장및산업적인효과 : 대기업이주도하는개별인정형건강기능식품시장은급속도로성장하고있는점과, 무엇보다도우리나라의콜레스테롤조절과관련된고지혈증, 동맥경화등심혈관계질환의증가에따른관련시장의성장속도가세계시장의성장속도보다빠르게성장하고있다는점은본기술개발이성공하였을경우관련시장에서의산업적인매출증대는물론이고소비자에대한기업의이미지제고측면에기여할것으로예상된다. 바. 콜레스테롤 ( 심혈관계 ) 조절관련기술의전망및발전방향에따른필요성 (1) 천연물을이용한콜레스테롤조절관련소재개발기회요인 : 천연물활용생약제제의제품촉진및건강기능성식품에대한소비증대, 고령화사회에서의예방제품의선호도, 유효성및안정성이평가된천연물소재, 제품개발기간및개발성공률이높음및이미형성되어있거나증대되고있는심혈관계질환시장의규모등이있다

55 (2) 천연물관련이용한콜레스테롤조절관련소재개발위협요인 : 단순한천연물추출물및혼합물로서유효성분및작용기전규명의부족으로활용범위제한을가지고있는점과건강기능성식품에대한소비자의불신이있다. (3) 기술의발전방향 : 콜레스테롤조절관련한기술에있어서, 위에서제시한기회요인등으로인하여향후천연물추출물의단일성분에대한효능을입증하는방향으로개발방향이발전할것으로예측하고있으나, 단순한천연물및혼합물의경위위협으로도작용할것으로판단된다. (4) 기술전망및발전방향분석에따른본신청기술의개발 : 본기술개발에서는천연물인흑삼을이용하여기능성을증대시킨흑삼소재를개발하고, 단계적인효능검토및과학적인작용기전규명을통하여향후개별인정소재를개발하여산업화하는것으로기술개발의타당성이큰것으로판단된다. 따라서본연구는고려인삼을가공처리하여제조한흑삼의제조공정개선으로흑삼제품의품질향상에활용하고, 흑삼의콜레스테롤저하효과에대한과학적효능을규명하고자한다. 또한이의결과를활용하여특정성분-특정효능발현의콜레스테롤저하활성건강식품을개발하여국민보건향상과고려인삼의세계적브랜드이미지구축및고부가가치사업창출로국 내외산업의경쟁력을확고히하고자한다

56 제 2 절연구개발의목적 1. 연구의목적및범위 가. 연구의목적 본기술개발을통한최종목표는기존흑삼의제조공정시문제가되고있는증숙시간의문제와품질문제등을비롯한흑삼의제조공정을표준화하여신규기능성인콜레스테롤저하효능을탐색하고흑삼의콜레스테롤저하효과에대한과학적효능을규명하고, 흑삼의콜레스테롤저하효과에도움이될수있을것으로예상되는생물자원 ( 흑삼 ) 을활용한기능성고부가가치건강음료 ( 콜레스테롤저하헬스케어드링크제 ) 을개발. 상품화하는데있다. 추후, 젊은층을대상으로한청소년제품, 강장제품, 흑삼학습제품및흑삼정엑스등을활용한다양한흑삼제품신제품개발로도경제성제고가가능함. 국민보건향상과고부가가치사업창출로국가경쟁력을확고히하고자한다. 나. 연구의범위 (1) 흑삼의제조기술개발및표준화공정확립 (2) HPLC를이용한 Ginsenosides의분석조건확립 (3) 흑삼제조과정에따른잔류농약및벤조피렌검출평가 (4) 흑삼의기호도저감요인인쓴맛, 신맛, 텁텁한맛등의기호도개선연구 (5) 기능성과편의성및기호성을증가시킨차별화된기능성음료 ( 헬스케어드링크제 ) 개발 (6) 기능성음료제품의콜레스테롤예방저하효능평가 (7) 적정용기선정및브랜드개발, 대량생산공정개발등 (8) 헬스케어드링크제상품화에대한구체적인마케팅방안및산업화유통구조구축

57 제 3 절연구성과목표대비실적 1. 연구의목적및범위 본연구개발최종목표는 } 흑삼의콜레스테롤저하헬스케어드링크제상품화 ~ 로고려인삼 을가공처리하여특정성분 특정효능이강화된흑삼의제조공정개선 가공기술표준화확립 흑삼의콜레스테롤저하효과를과학적이고체계적으로검증하고 콜레스테롤저하효과를가 지면서 산업적경쟁력측면에서도충분히가능하다고판단되는생물자원 흑삼 을활용한 고부가가치기능성헬스케어드링크제를상품화하고자하였다 본연구결과물에대해논문게재및특허출원등도실시하여지식재산권도확보하였으며 또한건강식품관련전시회참가및다수의포스터발표로홍보유치기술확산및보급화도실시하였으며 본연구기술의자체 실용화 사업화로제품화도추진하였다 즉궁극적으로연구개발계획대비본연구성과목표대 비실적을차질없이성공적으로달성하였다 흑삼의표준지표물질분석법확립및표준화제조공정확립화 : 흑삼의지표성분및특정진세노사이드성분의함량을극대화할수있는제조공정확립및대량생산공정화시스템을구축함. 흑삼의신맛, 텁텁한맛등개선을위한제품제조공정기술확립화 : 종래의흑삼제조방식은주로구증구포제조방법을이용하여원료인삼을 9번증숙하고말리는과정을거쳐제조되어왔으며, 이로인해제조시간이장시간소요될뿐아니라반복되는증숙과정중에가용성엑스성분이용출되어흑삼제조수율이저조하고신맛, 텁텁한맛및쓴맛이강하여향미에문제점이있어이에대한개선책이우선적으로요구되었다. 이와같은문제점을개선달성함. 흑삼의콜레스테롤저하효능평가를통하여기능성제품개발및산업화 기술상용화달성 : 본기술개발로제조된저온흑삼의원료소재를이용하여새로운브랜드네임 Weache로다양한제품군제작 사업화추진 (Weache신구증구포흑삼, Weache흑삼 ( 분말 ), Weache흑삼농축액, Weache흑삼 ( 절삼 ), Weache흑삼 ( 원삼 ), 충남대발효흑홍삼겔등 ) 제품군제작 판매화 콜레스테롤으로인한성인병질환예방의과학적인메카니즘을규명함으로써기능성을증가시킨고부가가치헬스케어제품을창출함 : 본기술개발로제조된저온흑삼의원료소재를이용하여새로운브랜드네임 Weache로다양한제품군제작 사업화추진 (Weache신구증구포흑삼, Weache흑삼 ( 분말 ), Weache흑삼농축액, Weache흑삼 ( 절삼 ), Weache흑삼 ( 원삼 ), 충남대발효흑홍삼겔등 ) 기술아이템을활용한다양한제품군제작 판매화창출 본연구결과물에대해논문게재및특허출원등도실시하여지식재산권확보달성

58 논문 (JGR 투고 ) : Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in rats 특허출원 : 콜레스테롤개선활성이우수한흑삼추출물을함유하는조성물 ( 출원번호 ) 논문 (JGR 게재 ) 논문 (JGR 투고 ) 특허 논문및특허 Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in rats Anti-obesity effects of black ginseng extract in high fat diet-fed mice 콜레스테롤개선활성이우수한흑삼추출물을함유하는조성물 ( 출원번호 ) 특허과일주스를이용한홍삼또는흑삼의제조방법 ( 등록번호제 호 ) 본연구결과물에대해전시회및다수의포스터발표로홍보유치기술확산및보급화도실시함 The effect of black ginseng extract on the hypercholesterolemia in mice and in rats(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The protective effect of black ginseng extracts on neuro-inflammation in BV2 microglia (2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) Neuroprotective effects of black ginseng against Aluminum(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The properties of Maillard type-browning reaction and caramelization with the formations of amino sugars and maltol on the red ginseng preparative processing(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The maillard type-browning reaction and the non-enzymatic conversion of ginsenosides on the preparative processes of red and black ginseng at the different temperature(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) Studies on characteristic compounds and lipid metabolic activity in black ginseng(2015 Spring Ginseng Conference) Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in SD rats(2015 Spring Ginseng Conference) 등다수의포스터발표로기술확산 홍보화유치 기술보급화성과를거둠

59 번 호 구분 ( 논문게재 or 학회발표 ) 1 논문 논문명저자명저널명일시 Black ginseng extract ameliorates hypercholesterolemia in rats Evelyn Saba, Seong-Soo Roh, Seung-Hyung Kim, Hyun-Kyoung Kim* and Man-Hee Rhee* JGR(Journal of Ginseng Research) 구분 ( 국 내, 국외 ) 국내 SCI 등재여부 SCI 등재 발생차수 1 차년도 2 논문 Anti-obesity effects of black ginseng extract in high fat diet-fed mice Mi-ra Lee, Hyun-Kyoung Kim*, Kang-Ju Choi 외 JGR(Journal of Ginseng Research) 국내 SCI 등재 1 차년도 3 포스터 The effects of black ginseng extracts on learning improving and acetycholinesterase activity inhibition 2015 년 Hyun-Kyoung 고려인삼학회 ( Kim*, Man Hee 2015 Autumn Rhee, Seong-Soo Ginseng Rho 외 Conference) 국내 수원 성균관대 - 1 차년도 4 포스터 The effects of black ginseng extracts on cholesterol-lowering activity and lipid metabolic acitivity 2015 년 Hyun-Kyoung 고려인삼학회 ( Kim*, Man Hee 2015 Autumn Rhee, Seong-Soo Ginseng Rho 외 Conference) 국내 수원 성균관대 - 1 차년도 5 포스터 The effects of red ginseng extract and selective ginsenosides on trimethyltin induced hippocampal neurotoxicity Mi-ra Lee, Hyun-Kyoung Kim*, Chang-Keun Sung 외 015년춘계고려인삼학회 ( 2015 Spring Ginseng Conference) 국내대전한국인삼공사 - 1 차년도 6 포스터 Studies on characteristic compounds and lipid metabolic activity in black ginseng Hyun-Kyoung Kim*, Man Hee Rhee 외 015년춘계고려인삼학회 ( 2015 Spring Ginseng Conference) 국내대전한국인삼공사 - 1 차년도

60 번 호 구분 ( 논문게재 or 학회발표 ) 7 포스터 8 포스터 논문명저자명저널명일시 Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterole ia in SD rats The effects of Chong Myong-Tang extracts on learning improving and acetycholinesterase activity inhibition Evelyn Saba, Hyun-Kyoung Kim* and Man-Hee Rhee* Hyun-Kyoung Kim*, Man-Hee Rhee* 외 2015 년춘계 고려인삼학회 ( 2015 Spring Ginseng Conference) 2015 년도대한화학회 구분 ( 국내, 국외 ) 국내대전한국인삼공사국내대전한남대 SCI 등재여부 발생차수 - 1 차년도 - 1 차년도 9 포스터 The effects of black ginseng extracts on cholesterol-lowering activity in SD rats Hyun-Kyoung Kim*, Man Hee Rhee* 외 2015 년도대한화학회 국내 대전 한남대 - 1 차년도 2014 년 10 포스터 The protective effect of black ginseng extracts on neuroinflam -mmation in BV2 microglia Da-Hye Jeong, Hyun-Kyoung Kim*, Man Hee Rhee 고려인삼학회 ( th International Symposium on Ginseng) 국내서울건국대 - 1 차년도 2014 년 11 포스터 Neuroprotective effects of black ginseng against Aluminum Vu-Thuy Hong, Hyun-Kyoung Kim* 외 고려인삼학회 ( th International Symposium on Ginseng) 국내서울건국대 - 1 차년도 12 포스터 The properties of Maillard type-browning reaction and caramelization with the formations of amino sugars and maltol on the red ginseng preparative processing Dae-Sig Jang, Kang-Ju Choi, Hyun-Kyoung Kim* 외 2014 년고려인삼학회 ( th International Symposium on Ginseng) 국내서울건국대 - 1 차년도

61 번 호 구분 ( 논문게재 or 학회발표 ) 논문명저자명저널명일시 구분 ( 국 내, 국외 ) SCI 등재여부 발생차수 The maillard type- browning 13 포스터 reaction and the non-enzymatic conversion of ginsenosides on the preparative processes of red and black ginseng at the different temperature(2014 The 11 th International Kang-Ju Choi, Dae-Sig Jang, Hyun-Kyoung Kim* 외 2014 년고려인삼학회 ( th International Symposium on Ginseng) 국내 서울 건국대 - 1 차년도 Symposium on Ginseng) 14 포스터 The effect of black ginseng extract on the hypercholesterolemia in mice and in rats Young Min Son, Hyun-Kyoung Kim*, Man Hee Rhee 외 2014 년고려인삼학회 ( th International Symposium on Ginseng) 국내 서울 건국대 - 1 차년도 15 포스터 The maillard type-browning reaction and the non-enzymatic convertion of ginsenosides by the steaming heat process of red ginseng Kang-Ju Choi, Hyun-Kyoung Kim* 외 고려인삼학회 ( 춘계학술대 회 ) 국내 - 1 차년도 The Maillard Type-Browning 16 포스터 Reaction and caramelization on the quality evaluation of red ginseng with the contents of Kang-Ju Choi, Hyun-Kyoung Kim* 외 고려인삼학회 ( 춘계학술대 회 ) 국내 - 1 차년도 amino sugars and maltol

62 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 종래의구증구포방법에의한흑삼제조 ) 증삼온도에따른흑삼의제조사진 Ÿ 흑삼의제조공정시증삼온도에따른흑삼의제조모습 : 흑삼의제조시 55~70 습열에서 45 분 ~300 분간예열한후증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈 증예방및치료용약학조성물 홍삼, 저온제조흑삼, 현행흑삼의사포닌 TLC 패턴

63 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 증삼시랩핑및밴딩에의한동체균열억제효과를보여주는사진 ) Ÿ 흑삼의제조시동체의균열을억제하기위하여수삼의동체를내열성재질로감아 서밴딩한상태에서 1 차증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈증예방및 치료용약학조성물 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군별장기무게의차이를보여주는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

64 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군에서간조직에서발현되는 ACAT2 mrna 유전자발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의 HMG-CoAR mrna 유전자발현을나 타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

65 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의간조직에서의 SREBP2 mrna 유전자 발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을 H&E 염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

66 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을오일 - 레드염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

67 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을복부지방조직을오일레드 염색한이미지

68 기술성과제품사진 증숙횟수에따른특정진세노사이드 ginsenoside Rg 3 함량의변화증숙횟수를반복할수록새롭게형성되는 ginsenoside Rg 3 함량은다음과같이나타내었다. 2회증숙시 ginsenoside Rg 3 는 0.12 mg/g을나타내었고, 증숙횟수가반복될수록그함량이증가되어, 최종흑삼을제조하였을때의 ginsenoside Rg 3 함량은 6.44 mg/g으로홍삼보다 50배이상증가하였다. Change of ginsenoside Rg 3 contents in a traditional way for preparing BG 새로운흑삼제조기술탐색 ( 과일산침지방법을이용한흑삼의제조 ) A. 대조군 B. Apple juice C. Grape juice D. Pineapple juice Black ginseng produced by soaking into several fruit juices 저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어드링크제제품개발

69 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 300 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

70 기술성과제품사진 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

71 제 2 장국내외기술개발현황 제 1 절국내외연구개발현황 1. 국내외기술개요및연구개발현황가. 국내외기술개요및특징 (1) 다양한신기능성물질들을함유하고있는천연식물들은최근 EU와미국등선진국에서의약품으로의응용성연구가활발히진행되고있다. (2) 1978년 WHO 31차회의에서개발도상국을대상으로하여민간요법에서사용되는유용식물에대한효과적사용에관한권고결의안을채택한이후국제적인천연자원목록작성과유용성, 안전성, 표준화에관한연구가지속되고있다. (3) 심혈관계질환에대해서는국내외에서는기능성식품분야및제약산업분야에서꾸준히연구되고있으며, 특히콜레스테롤을저하시킬수있는식품소재및고지혈증치료제부분이활발하게연구되고있다. (4) 특히, 국내에서는콜레스테롤추출-제거, 콜레스테롤생합성억제및콜레스테롤흡수억제관련기술이구준히진행되고있다. 나. 심혈관계관련기술발전추이 (1) 기능성물질탐색연구 : 1994년이전부터이루어지고있음. (2) 천연물의라이브러리화 : 1998년부터이루어지고있음. (3) 조합화학을이용한신물질도출 : 2000년부터이루어지고있음. (4) 고효울탐색기술 : 2002년부터이루어지고있음. 다. 국내시장현황 (1) 우리나라의심혈관계 ( 콜레스테롤 ) 을포함하는치료제시장규모의성장률은세계시장보다성장률보다더빠른성장세를보이고있음. (2) 콜레스테롤시장은 년동안 35.1% 이상빠른증가율을보이고있음. (3) 이러한원인은성인인구및노인인구의증가와생활식습관의변화와건강에대한관심의증가 (4) 수출의경우도다국적기업들의특허등에의한국내외시장의지배로해외시장의진출이불가능했었으나, 국내기업이개발한건강기능식품이일부수출에기여하고있음. (5) 건강기능식품시장 : 억원추정 (2004년), 연평균 10% 이상성장 (6) 고지혈증에관한치료제관련자료 : 2008년건강보험심사원이국회에제출한자료에의하면화이자의 리피토 의경우상반기 491억원, 중외제약의 리바로 가 156억원, MSD의 바이토린 이 120억원의매출을올린것으로확인되었음. (7) 국내의경우전통한방약및일부의약품, 차류, 건강보조식품, 천연염료및향료등의제품이이미판매되고있으나대부분의원료를수입에의존하고있는실정이다

72 라. 해외시장현황 (1) 콜레스테롤저하제는연간시장규모가 2004년을기준으로 271억달러이며, 연평균성장률이 8.2% 를유지할것으로예측 ( 한국기술거래소자료 ) (2) 2004년화이자의리피도의경우 110억달러의매출을기록했음. (3) 심혈관계치료제시장은 2006년도에 770억달러, 2012년에 1149억달러로지속적인증대를예측. (4) 콜레스테롤저해제의지속적인증가예측 : 세계적인비만인구의증가, 소득증가와함께서구의인스턴트식품의영향등. 특히미국인구의 7.6% 는고지혈증의치료를받아야하는것으로보고됨. (5) 미국의콜레스테롤저해시장 ( 가 ) 2003년도에위장약치료제시장을제치고미국전체시장에서차지 ( 나 ) 콜레스테롤수치를강화하여고지혈증질환의발병률이높아진결과인구 100명당 7.6명의발병율을가지고있음. ( 다 ) 미국시장의콜레스테롤관련치료제시장의성장률은 17% 이상. (6) 일본의건강기능성식품시장 ( 가 ) 다이소제약이개발한콜레스테롤저하건강기능성식품인코레스케어는최초의고지혈증분야의건강기능성식품임 ( 약업신문, : ) ( 나 ) 시장조사를통한제품개발 : 첫해 20억엔이상의매출기록 (7) 기타콜레스테롤조절관련건강기능성식품시장 ( 가 ) 라이지오그룹 ( 식품 ) 의 Benecol : 식물성스테롤을기초로한콜레스테롤저하기능성식품. ( 나 ) 콜레스테롤조절 ( 저하및억제 ) 과관련하여, 직접적으로경쟁력있는국내외업체는건강기능식품을제조판매하는거의대부분의업체임. ( 다 ) 특히시장동향에서기술하였듯이감마리놀렌산이나오메가-3 등의제품은 ( 주 ) 종근당건강, 유한메디카, 상아제약, 대상월라이프등대기업은물론이고제약업체까지온라인및오프라인에서경쟁을하고있는실정임. 마. 콜레스테롤관련주요기술의응용분야및특징 번호 기술명 응용분야 특정및내용 1 콜레스테롤추출-제거기술식품소재, 추출및흡착및콜레스테롤저하물질이용기술기능성식품비특이적 2 콜레스테롤저하물질양산기술 기능성식품, 발효및분리정제, 기능성사료첨가제특이적 3 고지혈증치료제양산기술 의약품 유기합성, 발효및분리정제, 매우특이적 4 기능성식품, 대사공학기술을이용한콜레스테롤흡수및대사공학, 유전공학, 기능성사료첨가제, 생합성저해기술매우특이적의약품 5 유전자이식 / 적중기술을이용한전임상모델시스템, 유전자이식 / 적중, 복제기술, 저콜레스테롤기능육생산기술기능성브렌드허가 / 사회적비판설득필요

73 바. 콜레스테롤조절관련산업화기술의특징및장점 콜레스테롤번호조절관련산업화기술 1 홍국생산기술 식물성스테롤 2 생산기술식이섬유 3 생산기술기타콜레스테 4 롤저하물질생산기술 기술의특징기술의장점기술의단점기타사항 LDL 합성저해및 HDL 합성증대를통한콜레스테롤저하효과입증, 혈압강화, 항균, 항암, 항산화, 혈당강화및골밀도효과등의효과존재 LDL 합성저해및총콜레스테롤저하효과입증, 견과류, 곡류, 콩과류존재혈액및간내콜레스테롤저하효과입증, 해조류, 버섯류, 과일, 청국장등에다량함유키토산, EPA, 감마리놀렌산, 대두레신틴등이기능성원료로사용중임 장기간사용으로홍국생산기술은역사안정성및유효성이선행특허를침해할적배경을통해꾸준검증되어있음. 소지를가지고있음. 히발전하여현재는고체배앵기술, 시장에서다수의대표적인콜레스테롤배지조성기술, 경쟁자사가존재하고저하식품소재중의발효설비기술등있음. 기능성식품하나로자리를잡았대량생산기술이시장의특성상으며, 쌀, 기능성음료, 확립되어있음, 마케팅비용이많이기능성식품의원료로콜레스테롤저하효과발생함. 다양하게사용되고이외에부가적인있음. 기능성을가지고있음. 식물성스테롤기술은여러가지식물원료로부터다양한구물에녹지않으므로조의스테롤및스타단순추출등으로쉽게다양한제형및놀을추출해내는기생산할수있음. 값싼제품화에어려움을술및수용화를통한원료를쉽게구할수가지고있음. 제품화기술개발등있음부가가치가낮음을거쳐현재식품소재및일부기능성식품등에활용되고있음. 장기간사용으로안정성식이섬유의생산기술식이섬유의물리적인및유효성검증, 매우은다양한공급원을성질때문에제품에값이싸고구하기쉬운통한다양한식음료적용하는데제한이원료들을사용, 로개발과정을거쳐, 따름, 콜레스테롤저하생산방법이확립되어현재식품소재및일메카니즘이있으며, 그다지어렵지부기능성식품등에특이적이지못함않음활용되고있음. 작용메커니즘이기타콜레스테롤저특이적이지못함. 하물질생산기술은대상기술에비하여장기간사용으로장기간식품소재로상대적으로안정성이검증되어있음. 사용되어오면서, 발생산단가가높음, 원재료를쉽게구할수전되어왔으며, 현재대상기술에비하여있음. 식품소재, 기능성식상대적으로품등에사용되고있대량생산이용이하지음. 못함

74 번호 5 콜레스테롤조절관련산업화기술고지혈증치료제생산기술 기술의특징 기술의장점 기술의단점 기타사항 고지혈증치료제생 산기술은콜레스테롤 간내콜레스테롤 작용메카니즘이매우 오랜기간복용할경우 합성특이적으로 특이적이어서효과적임, 변비, 소화불량등의 저해, 다수의의약품 시판중이며, 시장이급성장중임 대부분특허를보유하고있어, 특히기간내에독점성을가지고있음. 부작용을동반할수있음. 매우고가이므로제한적으로만활용 및순환기질환에대한인식확대에따라폭팔적인시장의성장성을보이고있으며, 많은제약사및바이오벤처에서신제품개발에박차를가하고있음. 6 대사공학기술 콜레스테롤생합성및흡수대사과정을인위적으로조절하는기술, Functional Genomics의발전과함께빠르게성장하고있음. 생산성향상을통한원가절감효과를거둘수있음. 여러가지미생물의콜레스테롤조절유전자를조합시켜새로운부가가치를지닌미생물을만들수있음. 개발이장시간소요되며이에따라성공가능성에대한위험도도높으며, 개발비도많이소요될수있음. 유전자변형미생물에대한사회적, 윤리적비판을극복해나가야함. 대사공학기술은유전공학기술의발달과 genomics/proteomics 등의관련학문의시 스템적인지원속에빠른속도로발전해오고있음. 저콜레스테롤돼지 7 유전자이식 / 적 중기술 콜레스테롤생합성을특이적으로저해하는돼지의개발기술, GMO에대한사회적비판을선결해야하는문제가있음 개발성공시에는매우높은경제성이창출될수있음. 이론상콜레스테롤조절이외에도많은다른기능성을부여할수있음. 새로운고지혈증치료제의모델로활용이가능함. 성공가능성이높지않으며, GMO에대한사회적비판을선결해야하는문제가있음

75 사. 콜레스테롤조절관련산업화소재의장단점및기술보유 ( 심혈관계 ) 번호산업화소재기술의장점기술의단점기타사항 단삼, 삼칠근, 1 용뇌함유물단삼, 삼칠근, 2 용뇌함유물 3 홍국분말 4 참깨 5 귀리 단삼, 삼칠근혼합보다 효능강화, 붕해촉진제를 처리하여약효발생이빠르게 일어날수있음. 단삼, 삼칠근보다효능강화 콜레스테롤저하 건강기능식품으로이미 제품화가이루어짐, 주성분인 모나콜린 K 의작용규명 지질대사촉진으로콜레스테롤 저하, 고혈압진행억제, 고혈압진행억제, 주성분인 세사민에대한작용기전규명, 대량생산등상품화에용이 고혈압및고지혈증환자를 상대로한임상데이터확보, 효능및효과에대한신뢰성 확보 약효가빠르지만, 효과발현시간이단축될 가능성이있음, 제조과정이 복잡함 고지혈증에대한임상데이터 부족 혈압강화작용에대한 임상데이터미흡 혈압강화작용에대한 지적재산권미확보 귀리를수입에의존, 귀리의 심혈관계질환에대한이중및 다중효과에대한지적재산권 부재 단삼, 삼칠근에용뇌와폴리에틸렌글리콜을함유한기술은김춘란이보유한기술단삼, 삼칠근에보르네오를함유한기술은중국의 Tianjin Tasly Pharm사가보유한기술로서 에등록홍국분말 100% 성분으로만들어진이기술은이미제약회사등에서건강기능식품으로판매중에있음참깨의세사민성분에의한심혈관계질환에대한효능은일본동경대와오사가대연구팀의연구성과이며, 일본산토리사가보유한기술임귀리를이용한효과의임상자료는 2002년도에보고되었으나, 수입에의존하고있음 2. 국외의연구개발현황 가. 국외특허기술의동향분석 (1) 해외특허기술동향 : 미국 ( 가 ) 연도별출원동향 : 1982년도부터출원하기시작하여 1990년대중반까지본격적인증가세를보이고있으며, 특히 1990년대후반부터급격한증가세를보이고있다. ( 나 ) 대부분의출원이개인으로이루어져있다. NeoRX사가총 11건으로가장많은출원을하였으며, Novogen사가 9건, MARS사가 5건, Braswell사가 4건을출원하였다. ( 다 ) 주요출원회사의연도별출원건수의추이를살펴보면대부분의출원인이 1996년도이후에집중되고있는특징을가지고있으며, 특히 Braswell사와 Clearant사는모두 2000년도이후에출원을하였다. (2) 기술분야별특허출원동향 ( 가 ) 가장출원이많은 NeoRX사를비롯하여거의대부분의상위출원인의특허기술이의약분야에치우쳐있다

76 ( 나 ) 상위권출원자에서식품분야에는한건도출원하지않았다. ( 다 ) 다수를출원한기업외의기타부분에서의출원은다양하게이루어졌으나, 역시의약분야에집중적으로출원을하고있다. (3) 레이더맵을통한전체기술의발전동향분석 : 10년간 (1994~2003) 해당기술의특허출원레이더맵을통해발전동향을분석했을경우, 전 5년과후 5년간의출원패턴이유사하게나타났으며, 의약분야에집중되어있는것으로나타났다. 나. 해외특허기술동향 : 일본 (1) 연도별출원동향 ; 1979년도부터출원하기시작하여 1990년대중반크게증가세를보이고있으나, 전체적으로는증가와감소를반복하면서꾸준한출원이이루어지고있다. (2) 출원인별특허동향 ( 가 ) 개인및기업에걸쳐 1건씩출원한경우가많으며, 3건이상을출원한출원인과나머지를기타로분류하여나타냄. ( 나 ) POLA CHEM 출원이 7건으로가장많았으며, YAKULT HONSHA사 NIPPON MEKTRON사, WAKUNAGA PHARMACEUT사순으로특허출원을하였음. ( 다 ) 상위출원인은대개 1992년부터 1999년사이에출원이집중되어졌음. (3) 기술분야별특허출원동향 ( 가 ) 대부분의약분야에치우쳐있으며, POLA CHEM사와 YAKULT HONSHA사, NIPPON MEKTRON 사에서뚜렷함. ( 나 ) 반면 SANKYO사에는식품분야에출원이이루어졌음. (4) 레이더맵을통헌전체기술의발전동향분석 ( 가 ) 10년 ( ) 간천연물을이용한심혈관계질환을예방또는치료할수있는조성물및제조방법기술의특허출원을통해전체기술의발전추이를 년도와 년도를나누어살펴보면 ( 나 ) 전반기 5년동안에는의약품분야에치우쳐있지만, 후반기 5년동안에는의약과식품기타분야에비교적고른패턴을보이고있음. 다. 해외특허기술동향 : 유럽및 PCT (1) 유럽특허의연도별출원동향 : 1980년대후반, 1990년대초반, 2000년도초반에출원이이루어졌으나, 전체적으로 6건으로저조한출원수를보이고있음. (2) PCT 연도별출원동향 : 2000년도에들어와서다소출원수가증가하여전체적으로 10 건의특허를출원하였음. (3) 천연물을이용한심혈관계질환을예방및치료할수있는조성물및제조방법에대한특허수가매우낮아출원인별분류가큰의미가없는것으로판단됨. (4) 출원인별특허동향분석및특허의기술분야 : 의약에큰비중을가지고있음

77 라. 국내. 외건강기능식품의시장현황 (1) 건강기능식품의매출액추이 국내건강기능식품시장규모에대해서는정확한통계치가제시되어있지않지만, 건강기능식품협회에서매년상위 20여개기업을대상으로조사하여추정한매출액을바탕으로시장규모를추정한결과 2011년기준약 3조9,051억원으로추정된다. 건강기능식품에는농산물을활용한제품이높은비중을차지한다. 건강기능식품중농산물활용제품의비중은 2005년 52.8% 에서 67.4% 로증가하였다. 그중에서도홍삼제품이 52.0%, 인삼제품은 3.8% 로전체건강기능식품매출액의 55.8% 가인삼가공제품이다. 자료 : 식약청, 식품의약품통계연보 (2) 건강기능식품제품유형별매출액 건강기능식품판매액이전체적으로는증가하고있으나품목별로는대조적인변화를보 이고있다

78 자료 : 식약청, 식품의약품통계연보 (3) 국내건강기능식품연구진행분야 : 자료 : 기능식품신문 (05.04) (4) 국내식품시장트랜드의변화

79 (5) 국내건강식품산업의 SWOT 분석 자료 : 건강기능식품산업동향및발전전략 - 한국보건산업진흥원 마. 국내인삼제품의시장현황 (1) 인삼제품의시장규모와부가가치 국내인삼가공식품시장의규모는매우빠르게확대되고있으며, 매출액은 2009년기준 9,100억원이며, 2000년대연평균 20% 내외의빠른증가세를보임. 인삼식품시장의확대는소비자의건강에대한관심과소득증가, 오랜역사를통해전해진높은인지도, 다양한제품개발및출시, 효능의과학적입증, 건강기능식품으로서의인정등에힘입은것으로평가됨. 인삼식품제조업산업의부가가치는 2000년 991억원에서 2005년 1,410억원, 2008년 2,370억원으로연평균 11.5% 로빠른성장세를보이고있음. 인삼식품제조업은국산원료비중이매우높지만부가가치율이제고되는것은소비자의건강에대한관심증대와신뢰할수있는다양한제품의출시로판단됨. 자료 : 식약청, 식품및식품첨가물생산실적, 통계청 ( 각연도. 광업 제조업조사

80 (2) 인삼제품의유형별동향 인삼식품은농축액, 분말, 성분함유제품으로구분되며, 성분함유제품이전체의 70% 이상을차지함 농축액과성분함유제품은빠르게증가하는반면, 분말제품은오히려감소하는경향임 (3) 인삼제품의산업간연관구조 인삼 약초는식품가공용과의료용으로이용되고있으며, 69% 가산업의중간재료로이용되고, 31% 는최종소비재로이용된다. 인삼식품등의식품제조업, 의약품제조업, 의료서비스업에서중간재료로이용되는데, 각업종의이용비율은 34.3%, 20.8%, 37.2% 등이다. 인삼가공식품의최종수요로 64.6% 가이용되며, 타산업의중간재로 354.4% 가이용된다. 인삼식품의중간재수요가식품제조업의 2 3차가공에 37.7%, 외식업에 19.7% 가이용되어주로식품산업에집중되어있다. 자료 : 한국은행, 2007 산업연관표 (4) 인삼식품제조업과타식품제조업간산업연관계수비교 인삼식품제조업은부가가치율이높고농업과의연관성이큰산업이다. 인삼식품제조업 은부가가치유발계수 91.3, 재배업에대한영향력계수 1.08, 생산유발계수 2.13 등으 로타식품제조업에비해높다. 이는인삼가공업이부가가치를제고하고후방산업인 농업은물론, 전방산업인타제조업이나서비스업에대한연관성도높다. 인삼식품제조업 식품제조업 제분업 부가가치유발계수 영향력계수 생산유발계수 자료 : 한국은행, 2007 산업연관표 바. 국외기술동향수준 (1) 연도별세계건강식품시장현황

81 해외시장 - 세계기능성식품시장동향은통계기관별로다소차이가있으나 NBJ(Nutrition Business Journal, 2010) 의보고에따르면 2000년 1,435억불규모였던세계기능성식품시장은높은성장률로 2008년 2,697억불시장규모를차치하였다. 세계기능성식품시장은지속적성장으로 2014년도에는 3,973억불시장을형성할것으로전망된다. - 최근미국소비자들의식품소비경향의변화와인구의고령화가지속되면서사회에서소아비만, 성인병에대한경각심이부각되고있다. 그에따라소비자들은예방차원으로비타민 / 미네랄및영양제등에관심이높아지고있으며미국건강기능식품시장은장기적으로성장가능성이높을것으로기대 - 베트남홍삼시장 식생활및경제여건의발달로식품의일차적기능인영양과이차적기능인맛과조직감에대해식품을 1, 2차적인단순한기능을넘어서생체조절기능에대한관심이집중되고있다. 의료비증가에따른국가부담가중, 노령화사회진입, 소비자의건강관심고조, 식품산업계의신제품개발방향등을고려할때건강기능식품의수요는지속적으로증가될것으로전망되고있다

82 년도 시장규모 ( 억달러 ) 650 1,090 1,280 1,380 1,501 2,023 3,771 출처 : Nutrition Business Journal 2003 Food Technology USA, 2003 (2) 각국의건강식품시장의국가별비중및주요소재 아시아 6.9% 한국 0.5% 일본 18.0% 기타 7.7% 미국 35.0% 유럽 32.0% 자료 : Nutrition Business Journal (2003), Innovation in Functional Food and Drinks Report (2005) (3) 세계각국의건강기능식품시장의특징 미국건강기능식품시장현황 미국시장은세계시장의 46% 를차지하고있으며, 연평균 18% 이상의성장이예상된 다. 미국은영양표시및교육법 (Nutrition Labeling and Education Act, 1991 년 ), 건강보

83 조식품및교육법 (The Dietary Supplement Health and Education Act, 1994년 ) 의규제를받는다. 정부관심증가 : Baby Boomer의 Silver 세대전환으로관심고조 소비자관심증가 : Well-being ( 건강유지 / 미용 ), 자연식품및체질에따른식이요법 미국건강기능식품의주요제품 자료 : 식물유래기능성소재의탐구와활용 ( ) 식품저널 ( ), 식품음료 ( ) 일본건강기능식품시장현황 일본의건강식품규모는 2010 년 3 조 2 천엔으로연평균성장률 9% 이상이예상된다

84 1 인당구매액은 153 달러로세계에서가장높은수준이다. 총특허수는 2, 256 건을보유하고있으며, 미국 1,218 건, 유럽 692 건에비해압도적으 로많다 (2001 년기준 ). 유럽의건강기능식품의분류체계및시장현황 2006 년도바이오식품에대한지출액은 2003 년대비 10% 가량상승해약 35 억유로 에달했으며, 2006 년도 1 분기성장률은 2005 년동기대비 15% 가증가했다. 하지만, 식품전체매출액에서차지하는비중은약 3% 로아직은미미한수준이다. 바이오식품에관심을보이는새로운쇠자그룹은젊은중산층들로바이오식품은가격 이상대적으로높음에도불구하고그수요가크게늘고있다. 자료 : 식품저널 ( )

85 중국의건강기능식품시장현황 기능성식품의생산현황 : 현재중국의보건식품생산기업은 3,000 여업체이며, 2/3 이 상은중소기업이다. 천연원료사용이광범위 ( 전통양생이론을상품설계 ) 하고, 기술력이낮다 ( 신기능보건 식품개발능력부족 ) 주요생산제품 : 면역력강화, 혈액지질조절, 피로회복제품의판매수익은총건강보조 식품판매수익의 41.4% 을차지한다. 혈액지질조절 13.8% 피로회복 10.8 면역력강화 37.3 기타 38.3% 자료 : 농수산물유통공사 ( ) (4) 국외인삼식품시장현황 ( 가 ) 세계인삼제품생산현황 프랑스는해외에서수입한인삼원료외에도지난 91년부터피카르디 ( 프랑스북부 ) 지방에서재배하는인삼 ( 연간 5톤정도 ) 을사용해크림, 샴푸, 젤리형등영양제를제조하고있다. 나머지는제약회사에서강장제등갱년기현상방지보약을캡슐이나분말형태로제조, 판매하고있는것으로알려졌다. 프랑스 225개의의약품제조업체들가운데 Arkopharma(22.3%), Physcience(8.6%), Oenobiol(7.7%) 등 3개사가인삼을원료로한의약품 ( 주로영양제및강장제 ) 시장의약 40% 를차지하고있고 Plantes et Medecines(4.4%), Les Laboratoires Richelet(4.1%) 및 Boiron(3.9%) 등 3개사가인삼시장의 12.4% 를차지하고있어상기한 6개사의동시장점유율은 52% 인셈이다. 독일, 스위스에서는인삼을비타민, 미네랄, 다른생약제들과복합제조하여새로운제품을만들어상품화하였다. 스위스의파마톤회사는인삼추출물 G115을만들었는데 G115는일정량의 ginsenoside 15종을모아 40mg를표준화하여만든것으로매년 20~30억달러의매출을기록하고있으며, 인삼전체시장의 15% 를차지하고있다. 미국의 Chromadex사는 Rb 1, Rb 2, Rc, Rd, Re, Rg 1 를표준물질로생산하여판매하고

86 있다. 중국의 Hong-Ju Ginseng Co. Ltd. 에서는순도 95% 이사의 ginsenoside Rb 1, Rb 2, Rb 3, Rc, Rd, Re, Rf, Rg 1, Rg 2, Rg 3, Rh, F11의표준물질을판매하고있다. ( 나 ) 세계인삼산업의현황 인삼을상업적으로재배생산하는나라는한국을비롯한중국, 일본, 미국, 캐나다, 유럽일부지역이다. 수삼의생산량은중국, 한국, 그리고북미순으로많이생산한다. 전체생산량은약 4만톤정도이며 1980년대말까지전세계인삼생산량의 46% 를유지하던우리나라는 1990년대 30% 내외로감소하였고, 중국은 1990년대세계인삼생산량의 50 % 로증가하였다. 미국과캐나다의화기삼은세계인삼의 10% 내외를차지한다

87 제 3 장연구개발수행내용및결과 제 1 절연구수행방법 1. 구증구포흑삼제조와 HPLC 분석조건확립 가. 구증구포흑삼의제조 4 년근수삼을그늘에서약간수분을건조시킨후 100 에서 10시간증숙한후, 6 0 오븐에서 8시간건조후 80 에서 6시간증숙후건조하는과정을 8회반복하여흑삼을제조하였다. 나. 인삼사포닌분석사포닌함량측정은 HPLC (SPD 20A, SIMADZU, Japan) 를이용하였다 (1). 컬럼은 ACE 5 C 18 ( mm, 5 μm) 을이용하였으며, 검출기는 UV detector (203 nm) 를사용하였다. 이동상은물 (A) 과 acetonitrile (B) 의 gradient system을사용하였다. 용출조건은 B를기준으로 0-30분 20%, 30-60분 20-45%, 60-78분 45-75%, 78-80분 75-80%, 분 % 이었다. 이동상의유속은 1 ml/mim 이었으며, 시료는 10 μl를주입하였다. 11종의 ginsenoside standards (Rg 1, Re, Rf, Rg 2, Rb 1, Rc, Rb 2, Rb 3, Rd,20(S)-Rg 3, 20(R)-Rg 3 ) 는 98% 이상의순도는갖는것으로 Hongjiu Biotech Co. Ltd (Jilin, China) 에서구입하였다. 2. 새로운흑삼제조기술탐색 가. 과일Juice 침지방법을이용한흑삼의제조백삼을유기산이많이함유되어있는과일쥬스-사과, 포도, 파인애플주스에 24시간침지시킨후 60 에서 24시간건조시킨후 98 에서 3시간씩증숙-건조과정을반복하여흑삼을제조하였다. 나. 추출조건에따른사포닌함량비교흑삼사포닌의추출효율을알아보기위하여에탄올비율과추출방법인 Soxhlet 추출과초음파추출방법을비교하였다. 추출용매는증류수, 70% 에탄올, 100% 에탄올을사용하였고, soxhlet추출은 에서 3, 6시간추출하였다. 초음파추출은 1.5 시간, 3시간동안추출하여추출효율을비교하였다. 다. 증숙온도및증숙시간에따른혹삼의사포닌함량변화 과일주스중가장사포닌함량효율을높인과일주스에 24 시간침지시킨후증숙온

88 도를 80, 100, 120, 증숙시간을 15 분, 30 분, 45 분으로나누어흑삼을제조하여지표 사포닌 ginsenoside Rg 3 함량을비교하였다. 라. 흑삼의제조공정개선흑삼제조공정개선시험은종래의흑삼제조문제점과개선책을검토하여흑삼제조방법에대한제조수율, 품질및향미등문제점을먼저조사하고개선방안으로홍삼을제조후온도별증숙조건으로흑삼을제조하여품질을비교하였다. 원료수삼을증숙하여홍삼을제조한다음가압솥 (auto clave) 에서압력을가하지않고온도별로증숙시켜제조하였으며, 이때제조조건별증숙온도는 60, 70, 80, 90 및 98 에서 Chart 1과같은조건으로흑삼을제조하였다. 제조된홍삼및흑삼은 115 메쉬미세분말로균일하게분쇄하여 60 가열열풍건조기에서중량변화가없을때까지균일하게건조시켜홍삼및흑삼분석용시료로활용하였다. Chart 1. 증숙온도별흑삼제조시험조건 흑삼제조공정의증숙온도홍삼 ( 대조구 ) 흑삼 60 제조구흑삼 70 제조구흑삼 80 제조구흑삼 90 제조구흑삼 90 제조구 홍삼및흑삼제조공정의증숙시간및건조시간증삼솥 (auto clave) 에넣고서서히온도를 30분간올려 98 ± 1 에서 2시간증삼 65 건조홍삼제조후 60 ± 1 에서 6일간연속증숙후 65 에서건조홍삼제조후 70 ± 1 에서 3일간연속증숙후 65 에서건조홍삼제조후 80 ± 1 에서 24, 16 및 16시간증숙과 65 에서건조병행홍삼제조후 90 ± 1 에서 24, 16 및 16시간증숙과 65 에서건조홍삼제조후 98 ± 1 에서총 8회증숙과 65 건조병행종래의방법으로제조 흑삼제조후색도및품질비교홍삼고유의홍갈색을유지하고홍삼특이의조직과구수한향미를유지갈색화반응추가촉진은미약하고진한홍갈색을유지감미는홍삼과유사흑삼 60 제조구대비흑갈색이다소촉진되었으나감미는홍삼과유사흑색과홍삼특이의갈색이조화되어색택이양호하고홍삼과흑삼의조화된감미흑색은현저하게촉진되었으나속이절단시에부서지는현상이심하고쓴맛과신맛이강함흑색은현저하게촉진되었으나속이절단시부서지는형사이매우심하고쓴맛과신맛의강도가매우강하였음 (1) 분석방법 ( 가 ) 흑삼제조공정의중량감소및엑스수율조사홍삼및증숙온도별로 Chart 1과같은방법으로흑삼을각각제조한다음원료용홍삼대비최종적으로제조된각처리구흑삼의중량감소비율을 % 로표기하였으며, 이때증삼처

89 리온도별로제조된흑삼은 65 에서무게변화가없을때까지약 48시간씩각각건조하여감소된중량을조사하였다. 한편 50% ethyl alcohol에추출된엑스수율은원료홍삼및흑삼의분쇄된시료에 50% ethyl alcohol을 1차 30배 (V/W) 및 2차 (V/W) 를가하여실온에서 100rpm으로진탕시켜여과한다음감압 농축하여건조엑스수율을각각조사하였다. (2) 흑삼의색도, ph 및갈색도조사 ( 가 ) 흑삼온도별제조시료를 115메쉬분말시료로균일하게분쇄후 color difference meter (D-25-2-A, Sensor Hunter Lab., USA) 를이용하여측정하였으며, 이때 L value (white color), a value (red color) 및 b value (yellow color) 을각각조사하였다. ( 나 ) 분쇄된시료 1.0g 에증류수 50 ml 을가하여초음파추출기로 30 분간추출한다음 ph meter (Orion 2 star ph Benchtop, Thermo Electron Co., USA) 로측정하였다. ( 다 ) 분쇄된시료 2.0 g 에 50% ethyl alcohol 100 ml 을가하여실온에서 100 rpm 으로 24 시간진탕한다음여과하여 490 nm 에서흡광도를측정하였다. (3) 인삼사포닌성분분석분쇄된시료 1g을정확하게취하여 50% methyl alcohol로추출농축하여검액을제조한다음 HPLC에 Discovery C18 column(4.6 x 250mm, 5um) 과 UV-detector(203 nm) 을연결하고이동상은 water/acetonitrile(80 : 20 0 : 100, V/V) 을이용하여 60분간분석하였다. 분석과정에서정량용표준성분은 Ginsenoside 표준성분은 KGC 표준품을이용하였다. (4) 말톨함량분석분쇄된시료를 methayl alcohol로추출후감압농축하고물에용해시켜 ethyl acetate층을분배시켜농축한다음검액을조제하여 HPLC로분석하였다. HPLC 분석조건은 Discovery C18 column(4.6 x 250 mm, 5 um) 을 40 로유지시키고 UV-detector(274 nm) 에 0.5% 초산을첨가시킨 50% acetonitrile/2% acetic acid(100 : 0 70 : 30, V/V) 이동상을이용하여 50분간분석하였다. 3. 흑삼의독성안전성평가 가. 실험동물및처치수컷 Sprague-Dawley rat(8주령 ) 을대한바이오링크에서구입하여온도 23±2, 습도 55±5, 12시간 dark/light cycle 조건의사육실에서일주일간적응시켰다. 물과사료섭취는제한하지않고공급하였다. 흑삼추출물단회투여농도는 18시간금식후각각 5, 10, 15 g/kg bw 용량으로 10 ml/kg volume 으로경구투여하였다. 대조군은동량의생리식염수를경구투여하였다. 투여 10시간동안실험동물의독성작용을관찰하였

90 다. 2주간동안흑삼단회투여의독성효과를관찰하고, 매주실험동물의체중을기록하였다. 실험마지막날 12시간이상금식시킨후혈액, 간, 신장, 비장, 심장, 고환, 폐를적출하여무게를측정하고, 간과신장조직은 10% formaldehy 용액에고정하여 HE 염색을실시하였다. 실험과관련된동물사육은미국국립보건원 (NIH, National Institutes of Health) 에서제시한기준 (No , revised 1985) 을준수하였고, 충남대학교동물실험윤리위원회의승인하에수행되었다. 나. Hematolgical, biochemical analyses 일부혈액은 EDTA가처리된채혈관에담아혈액분석기 (Sysmex XE 2100, Japan) 로 RBC, WBC, 헤마토크리트치, MCV (mean corpuscular volume), MCH (mean corpuscular hemoglobin), 혈소판, 백혈구조성을측정하였다. EDTA를처리하지않고채혈한혈액은 3000 rpm에서 15분간원심분리한후혈청을분리하였다. 분리혈청은 GOT, GPT, creatinine, BUN, cholesterol, Glucose, Bilirubin, Protein, Na, K, Cl의농도를측정하였다. 다. 뇨검사 실험종료 2 일전부터실험동물의뇨를수거하여 3000 rpm 에서원심분리하여이물질 을제거한후뇨중적혈구, 질소, glucose, ketone, bilirubin, blood 를분석하였다. 라. 간, 신장의조직검사 Formaldehyde용액에고정한간과신장조직은탈수과정을거처파라핀으로고정시킨후 5 um로절단한후 slide glass에고정하여올려놓은후 Hematoxyline-Eosin염색을실시하였다. 4. 흑삼추출물의 in vitro 방법에의한콜레스테롤저하효능평가가. Cell culture Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM) 에 10% heat-inactivated fetal bovine serum과 100 μg /ml streptomycin and 100 U/ml penicillin을넣은후 routine 배지로사용함. BV2 microglia cell과 RAW264.7cell은 100mm plate에 10ml의배지와함께 5% CO2 가있는 37 인큐베이터에서배양한다. 나. Nitric oxide production assay (NO assay) and Cell viability assay (MTT assay) RAW264.7 cell (5X10^4) 과 BV2 microglia (1X10^4) 을 24well plate에배양함. 24시간후홍삼엑스, 현행흑삼엑스, 저온흑삼엑스를각각처리한후 30분뒤 LPS를처리함. 18시간배양후상층액 100μl를 96well plate에옮겨옴. Griess reagent A와 B를동량섞어준뒤 100μl씩상층액과반응시키고, 5분뒤 ELISA reader 540nm에서측정. 남아있는세포와

91 세포배양액에 3-(4, 5-Dimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) reagent (5mg/ml) 를 90μl넣은후배양 ( 최종농도 0.5mg/ml). 4시간후 violet formazan을제외한상층액을제거한뒤 DMSO 500μl로 formazan 녹이고 560nm에서측정한다. 다. RNA extraction and RT-PCR 6well plate에 BV2 microglia를 3X10^5 넣어배양. 24시간뒤세포가 80% 정도찼을때홍삼엑스, 현행흑삼엑스, 저온흑삼엑스를처리한뒤 30분후 LPS 처리. 18시간뒤 RNA추출시작. 배양된 BV2 microglia를 cool PBS로두번 washing한뒤 TRIZOL solution 1ml 넣어세포를모아 e-tube로옮겨아이스에방치함. 여기에 chloroform 200μl를처리한뒤강하게 vortexing 20초, 실온방치 10분후원심분리 12000rpm/10min/4. 맑은상층액을조심스럽게 300μl덜어내새로운 e-tube에옮긴뒤 isopropanol 300μl넣고약하게 vortexing 10초, 실온방치 5분후원심분리 12000rpm/8min/4. RNA pellet을확인한뒤조심스럽게 isopropanol을제거하고 70% EtOH을 900μl넣은뒤원심분리 7500rpm/5min/4. pellet을말린뒤 DEPC-DW 100μl로 pellet 녹이고정량. 2μg을계산한뒤 polydt를이용하여 cdna 합성후각각의 primer를이용하여 RT-PCR을진행한다. 라. western blotting 6 well plate에 BV2 microglia를 3X10^5 넣어배양. 24시간뒤세포가 80% 정도찼을때홍삼엑스, 현행흑삼엑스, 저온흑삼엑스를처리한뒤 30분후 LPS처리. inos의발현을확인하기위해 24시간뒤에또는, MAPKs의발현을확인하기위해 15min, 30min 60min의 time course로단백질추출. pro-measure solution을이용하여단백질정량후 40μg을계산하여 SDS-PAGE (10%) gel에 loading, 85V로 running, polyvinylidine fluoride (PVDF) 에 transferring함. membrane을 5% skim milk에 blocking한뒤 washing후 1차항체 18시간, 2차항체와 2시간반응시킴. 암실에서 chemiluminescence (ECL) 을이용하여현상함. β-actin을 control로사용한다. 마. Prostaglandin E2 assay Cayman Prostaglnadin E2 assay kit를이용함. BV2 microglia를 24well에 1X10^4로배양. 24시간뒤홍삼엑스, 현행흑삼엑스, 저온흑삼엑스를처리한뒤 30분후 LPS 처리. 24 시간배양뒤 assay 시작. 50ml tube에 EIA buffer 만든뒤 protocol에따라 standard curve 준비. 24well plate에서상층액을 900μl덜어 e-tube에넣고얼음에방치. ELISA plate에 standard 와 sample을 50ul씩넣고 tracer를 50μl넣은뒤 anti-serum 50μl로반응시킴. 투명한필름으로덮은뒤 4 에서 18시간반응후 washing buffer로 washing 5번. Ellman's reagent를 200μl넣은뒤은박지로싸서 shaker위에서 60분간반응후 ELISA

92 reader 420nm 에서측정한다. 바. luciferase assay transfection 하루전 BV2 microglia를 penicillin/streptomycin이빠진 DMEM을사용하여 60mm plate에서배양. 다음날 e-tube를 6개준비하여 3개는 500μl DMEM과 lipofectamin μl, 나머지 3개는 500μl DMEM과 NF-kB plasmid 2μg, TK renilla 0.83μg을넣은뒤실온에서 5분간방치. 5분후두개의 e-tube를섞은뒤가볍게섞어주고실온에방치함. 20분후 60mm plate에한방울씩떨어뜨리고 6시간배양뒤 penicillin/streptomycin이포함된 DMEM으로바꿔줌. 다음날 60mm plate의 cell을 24well 에옮긴후계속배양. 24시간후세포가가득찼을때홍삼엑스, 현행흑삼엑스, 저온흑삼엑스를처리한뒤 30분후 LPS 처리후배양함. 6시간후 24well plate의각 well을 cool PBS로 washing한뒤 1X Passive lysis buffer 100μl넣은뒤 shaker위에 10분방치. pipet 이용하여세포모은뒤 e-tube에담고원심분리 12000rpm/5min/4. 상층액 80μl덜어새로운 tube에옮긴뒤 ice에방치하고 luminometer이용하여측정한다 (promega의 protocol이용 ). 5. 흑삼추출물의고콜레스테롤혈증동물모델에서의효능평가 가. 고콜레스테롤혈증흰쥐모델동물실험설계본실험을위하여사용된 8주령숫컷 SD 흰쥐실험동물는대한바이오링크 ( 주 ) 에서분양받아 1 주이상적응시킨후실험에사용하며, 실험당일까지고형사료 ( 조단백질 22.1% 이상, 조지방 8.0% 이하, 조섬유 5.0% 이라, 조회분 8.0% 이하, 칼슘 0.6% 이상, 인 0.4% 이상, 삼양사 Co. Korea) 와물을충분히공급하고실온 24±2 를계속유지하고 1주일간실험실환경에순화시킨후실험에사용한다. 나. 시험물질조제및투여실험군인 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day) 은 0.5% CMC에녹여매일오전 10시 ~11시에 rat zondae를이용하여각각 2 ml씩나누어경구투여한다. 양성대조군으로 Lovastatin (200 mg/kg/day) 을경구투여한다. 다. SD 흰쥐를이용한고콜레스테롤혈증유발동물모델 (1) 수컷 SD 흰쥐를대한바이오링크 ( 대한민국 ) 로부터수입하여사용한다. 분양받은실험동물은 2주간표준식이 (AIN-76A diet) 와물을자유롭게공급하면서실험실환경에적응시킨후, 건강상태가양호한 9 주령의 SD 흰쥐를동물사육실의환경은항온 (24± 2 ), 항습 (50± 5%) 및 12시간간격의광주기 (light on 07:00 ~ 19:00) 로명암으로조절되는 SPF 환경에서유지실험에사용한다. 실험동물은 8 마리씩분리하여사육하였으며, 식이와식수는자유롭게섭취하도록한다

93 (2) 고콜레스테롤혈증흰쥐모델제작, 식이섭취, 그리고혈액생화학검사 SD 흰쥐를 2주간표준식이 (AIN-76A diet) 로적응시킨후 9주령부터고콜레스테롤식이 ( 표준식이에콜레스테롤 1.5%, 비타민D million IU/kg, cholic acid 0.5% 첨가 ) 를일정기간투여하고 7시간절식후꼬리정맥에서채혈하여혈중콜레스테롤농도가 > 1,200 mg / dl가되면고콜레스테롤혈증이유발되었음을확인한후각실험군을 8 마리씩분리한다. 식이섭취량및체중은매주일정한시간에측정하여기록하였으며, 30 일간 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day) 과 Lovastatin (200 mg/kg/day) 을경구투여하고 ethyl ether로마취하여심장천좌법으로채혈한후 30분이내에 3,000 rpm, 4 에서 15분간원심분리하여혈청 (serum) 을분리하여 -70 에보관한다가혈액생화학적검사를실시한다. (3) 부검및 detection 계획사육이끝난실험동물은희생전 3시간동안절식시킨후혈액을채취하여동일한방법으로처리하였고, 각실험동물의장기조직 ( 간, 지방조직 ) 은혈액채취후즉시적출하여칭량후, RNA 실험용은 RNA 안정액 (RNAsol B ) 에보관하여일주일안에 RNA을뽑고, 나머지부분은액체질소로급냉시켜 -70 냉동고에보관한다. (4) 고콜레스테롤혈증유발흰쥐의체중및식이섭취량 SD 흰쥐를 2주간표준식이 (AIN-76A diet) 로적응시킨후 9주령부터고콜레스테롤식이 ( 표준식이에콜레스테롤 1.5%, 비타민D million IU/kg, cholic acid 0.5% 첨가 ) 를일정기간투여하고 7시간절식후꼬리정맥에서채혈하여혈중콜레스테롤농도가 > 1,200 mg / dl가되면고콜레스테롤혈증이유발되었음을확인한후 30일간 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day) 과 Lovastatin (200 mg/kg/day) 을경구투여한다. 식이섭취량및체중은매주일정한시간에측정하여기록함. ( 가 ) 체중 (body weight) 1 체중변화 : 매주수요일 9 시에측정 / 기록 2) 총체중증가량 : Final body wt - initial body wt 3 1 일평균체중증가량 = Total body wt gain / days ( 나 ) 식이섭취량 (food intake) 1 1 일평균식이섭취량 - Total food intake / days ( 다 ) 식이효율 (food efficiency ratio, FER) 1 FER = [Total weight gain / Total food intake ] x 100 ( 라 ) 고콜레스테롤혈증유발흰쥐의지방조직중량측정 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day을 30일간투여후각실험동물을피하지방 (subcutaneous adipocytes) 과복부지방량 (visceral adipocytes) 으로구분하여적출후지방조직의중량을산출한다

94 ( 마 ) 고콜레스테롤혈증유발흰쥐의혈청 / 혈장중지질생화학적분석 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day을 30일간투여후각실험동물로부터분리한혈장 (plasma) 에서간기능의지표인 ALT 및 AST를, 혈장및간의지질함량의지표인총콜레스테롤, HDL (High-density lipoprotein), 중성지방 (triglyceride), 혈당, 아포지단백 (apo B-48, apo B-100, apo E), LCAT, 그리고 Lipoprotein Lipase의함량을생화학자동분석기 (Hitachi-720, Hitachi Medical, Japan) 를이용하여측정한다음 LDL-콜레스테롤및동맥경화지수 (Atherogenic index, AI) 를산출한다. LDL-콜레스테롤 = 총콜레스테롤 - (HDL-콜레스테롤 + 중성지방 /5), 그리고동맥경화지수 (AI) = ( 총콜레스테롤 HDL-콜레스테롤 )/HDL-콜레스테롤이다. ( 바 ) 고콜레스테롤혈증유발흰쥐의간조직 / 혈중 HMG-CoA Reductase, ACAT, CYP7A1 ELISA 분석 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day을 30일간투여후각실험동물로부터분리한간조직에서 HMG-CoA Reductase를 Assay Kit (CS1090, Sigma) 와, 혈중 ACAT (Acetyl-CoA Acetyltransferase 1 ELISA Kit, ABIN826870), 그리고 CYP7A1 (Cholesterol 7-Alpha-Hydroxylase, ABIN ) 를분석함. ( 사 ) 고콜레스테롤혈증효과에의한동물조직유전자발현분석 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day을 30일간투여후각실험동물로부터적출한간과지방조직들의유전자발현양상을 real-time PCR 증폭법을사용하여알아본다. 복부지방조직 (viceral adipose tissue) 및간 (liver) 등조직은 RNAsol B (Tel-Test) 용액을사용하여각조직으로부터 RNA를추출한뒤 One-step SYBR Green PCR kit(ab science) 를사용하여 cdna 및 real-time PCR 분석을한다. 간과지방조직에 RNAzol B 500 μl를넣고 homogenizer로조직을분쇄하여여기에 chloroform (CHCl 3 ) 50 μl를첨가한후 15초간다시혼합한다. 이를얼음에 15 분간방치한후 13,000 rpm에서원심분리한후약 200 μl의상층액을회수하여 2-propanol 200 μl와동량혼합후천천히흔들고얼음에서 15 분간방치한다. 이를다시 13,000 rpm에서원심분리한후 80% EtOH로수세하고 3분간 vaccum pump에서건조하여 RNA를추출한다. 추출한 RNA는 diethyl pyrocarbonate (DEPC) 를처리한 20 μl의증류수에녹여 heating block 75 에서불활성화시킨후 first strand cdna합성에사용한다. 역전사 (reverse transcription) 반응은준비된 total RNA 3 μg을 DNase I (10U/ μl ) 2U/tube를 37 heating block에서 30분간반응한후 75 에서 10분동안변성시키고, 이에 2.5 μl 10 mm dntps mix, 1 μl random sequence hexanucleotides (25 pmole/ 25 μl ), RNA inhibitor로서 1 μl RNase inhibitor (

95 U/ μl ), 1 μl 100 mm DTT, 4.5 μl 5 RT buffer (250 mm Tris-HCl, ph 8.3, 375 mm KCl, 15 mm MgCl 2 ) 를가한후, 1 μl의 M-MLV RT (200 U/ μl ) 를다시가하고 DEPC 처리된증류수로서최종부피가 20 μl가되도록한다. 이 20 μl의반응혼합액을잘섞은뒤 2,000 rpm에서 5초간원심침강하여 37 heating block에서 45분동안반응시켜 first-strand cdna를합성한다음, 95 에서 5분동안방치하여 M-MLV RT 를불활성화시킨후합성이완료된 cdna를 polymerase chain reaction (PCR) 에사용한다. Real time quantitative PCR은 Applied Biosystems 7500 Real-Time PCR system (Applied Biosystems, USA) 를이용하여수행한다. Table 1. Rat Probe & Oligonucleotide의염기배열은다음과같다. Gene Primer sequence 유전자발현은 TaqMan probe (FAM dye-labeled, ABi, USA) 를, internal standard 를 Mouse GAPDH probe set; Endogenous Control (VIC / MGB Probe, Probe limited) from Applied Biosystems ( E) 를사용였고, primer의최종농도가 200 nm이되게반응시켰다. Real time quantitative PCR의조건은 : pre-denaturation은 2 min at 50, 10 min 94, 그리고 40 cycles을 0.15 min at 95, 1 min at 45 에서수행한다. 실험군과대조군은 internal standard로 G3PDH를사용하여 target group의 Quantitative PCR y = x(1+e)n x = starting quantity y = yield n = number of cycles e = efficiency 로계산하여 RQ (relative quantitative) 을측정한다. ( 아 ) 병리조직학적분석 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 (200 mg/kg/day을 30일간투여후주요장기들에대한조직병리학적관찰을수행하기위해간과지방조직등을절취하여 10% neutral buffered formalin에 24시간동안고정시킨다음 graded alcohol로탈수시키고파라핀으로포매하여 block을제작한다음 microtome으로 4 μm두께의조직절편을제작하여

96 hematoxylin & eosin (H&E) 염색를시행한뒤 xylene clearing 을거쳐 permount 로 처리한후광학현미경위에서조직또는장기별특이병변의유무를관찰한다. 라. 고콜레스테롤혈증흰쥐모델의지방조직중량측정 고콜레스테롤혈증콜레스테롤개선 BG_EoTH & BG_H2O 추출물을 6 마. 고콜레스테롤혈증흰쥐모델의혈장중지질생화학적분석고콜레스테롤혈증콜레스테롤개선 BG_EoTH & BG_H2O 추출물을 5주간투여후각실험동물로부터분리한혈장 (plasma) 에서간기능의지표인 ALT 및 AST를, 혈장및간의지질함량의지표인총콜레스테롤, HDL (High-density lipoprotein), 중성지방 (triglyceride), 혈당의함량을생화학자동분석기 (Hitachi-720, Hitachi Medical, Japan) 를이용하여측정하였다. 병리조직학분석콜레스테롤개선 BG_EoTH & BG_H2O 추출물을 6주간투여후주요장기들에대한조직병리학적관찰을수행하기위해간과지방조직등을절취하여 10% neutral buffered formalin에 24시간동안고정시킨다음 graded alcohol로탈수시키고파라핀으로포매하여 block을제작한다음 microtome으로 4 μm두께의조직절편을제작하여 hematoxylin

97 & eosin (H&E) 염색및오일 - 레드 O 염색을시행한뒤 xylene clearing 을거쳐 permount 로처리한후광학현미경위에서조직또는장기별특이병변의유무를관찰하였 다. 사. 통계처리 각실험군결과값은 unpaired student's T-test 통계프로그램을사용하여통계처리하 였으며, p<0.05 이하의수준에서유의성검정을실시하였다. 6. 흑삼추출물및흑삼엑스연구용시료제조 가. 저온흑삼추출물제조금산인삼시장에서 4년근수삼을 10월초순에구입하여세척한다음세척하였다. 세척된수삼을 60 에서 24시간건조하거나, 항온항습기에서 0, 30, 45, 90, 180또는 300분간 60 습열로예열처리하였다. 이후전처리된수삼을 98 에서 7시간증삼하고 60 에서건조하는것을 9회반복하였다. 최종건조는 60 에서 24시간건조하여흑삼을제조하였다. 나. 저온흑삼엑스제조 상기와같은방법으로제조된흑삼을원료로하여다음과같은방법으로흑삼엑스를각각 제조하였다. (1) 저온흑삼물엑스제조흑삼시료를컷터를이용하여약 1 ~ 1.5cm로절단한다음 1차증류수 10배량 (V/W) 을가하고환류냉각관을연결하여 80 water bath에서 8시간추출한다음 2차및 3차는각각 7배량의 1차증류수를가하여각각 8시간씩추출하였다. 총추출액을여과포및여지 (midium fast: chm F1001, CHMLAB GROUP in EEC) 로여과하고그여액을 60 water bath에서감압농축하여물추출엑스 ( 수분 : 34.45%) 을제조하여효능시험용시료로사용하였다. (2) 저온흑삼알콜엑스제조흑삼시료를컷터를이용하여약 1 ~ 1.5cm로절단한다음 50% 에탄올 10배량 (V/W) 을가하고환류냉각관을연결하여 80 water bath에서 8시간추출한다음 2차및 3차는각각 7배량의 50% 에탄올을가하여각각 8시간씩추출하였다. 총추출액을여과포및여지 (medium fast: chm F1001, CHMLAB GROUP in EEC) 로여과하고그여액을 60 water bath에서감압농축하여알콜추출엑스 ( 수분 : 35.55%) 을제조하여효능시험용시료로사용하였다

98 (3) 랩핑및밴딩에의한흑삼의균열억제효과평가랩핑및밴딩이증삼과정에서의균열을추가로방지할수있는지확인하고자실험하였다. 세척된수삼을식품용랩과끈을사용하여랩핑및밴딩한후 60 에서 45분간습열로예열처리하고, 98 에서 7시간증삼하였다. 비교를위하여세척된수삼을함께 98 에서 7시간증삼한후균열의정도를비교하였다. 7. 흑삼원재료를이용한헬스푸드제조 }Weache Black Ginseng~ 헬스푸드제품개발은흑삼의물추출물과 50% 에탄올추출물을주재료로하여흑삼정엑스의농도를 0.09%, 0.1%, 0.15%, 0.2% 첨가하여관능평가를수행하여흑삼의신맛, 쓴맛, 텁텁한맛을최소화시킬수있는예비시험을거친다음시제품 ( }Weache Black Ginseng~ ) 을제조하였다

99 2 1. 인삼의콜레스테롤저하개선관련자료수집및분석 가. 주요사포닌의화학적구조 Ginsenoside R 1 R 2 Ra 1 -Oglc(2-1)glc -Oglc(6-1)arap(4-1)x Ra 2 -Oglc(2-1)glc -Oglc(6-1)araf(4-1)xy Ra 3 -Oglc(2-1)glc -Oglc(6-1)glc(3-1)xy Rb 1 -Oglc(2-1)glc -Oglc(6-1)glc Rb 2 -Oglc(2-1)glc -Oglc(6-1)arap Rb 3 -Oglc(2-1)glc -Oglc(2-1)xyl Rc -Oglc(2-1)glc -Oglc(6-1)araf Rd -Oglc(2-1)glc -Oglc 20(S)-Rg 3 -Oglc(2-1)glc -OH 20(R)-Rg 3 -Oglc(2-1)glc -CH 3 Rh 2 -Oglc(2-1)glc -OH Rs 1 -Oglc(2-1)glc-ac -Oglc(6-1)arap Rs 2 -Oglc(2-1)glc-ac -Oglc(6-1)araf F 2 -Oglc -Oglc Figure 1-1. Chemical structures of protopanaxadiol (PPD) saponin. Glc, β-d-glucopyranosyl; Xyl, β -D-xylopyranosyl; Rha, α-l-rhamnopyranosyl; Arap, α-l-arabinopyranosyl; Araf: α -L-arabinofuranosyl; Ac, acetyl

100 Ginsenoside R 1 R 2 R 3 MW Rg 1 -Oglc -Oglc -CH Re -Oglc(2-1)rha -Oglc -CH Rf -Oglc(2-1)glc -OH -CH Rg 2 -Oglc(2-1)rha -OH -CH Rh 1 -Oglc -OH -CH Notoginsenoside R 1 -Oglc(2-1)xyl -Oglc -CH F 1 -OH -Oglc -CH Figure 1-2. Structures of protopanaxatriol (PPT) class. Glc, β-d-glucopyranosyl; Xyl, β-d-xylpyranosyl; Rha, α-l-rhamnopyranosyl. COOR 2 R 1 O R

101 나. 주요인삼사포닌의약리학적기능과기전 Ginsenosides (Panaxadiol) Effects Experimental model Mechanism CNS effect PC12 Cells Promoting neurotransmitter release by increasing the phosphorylation of synapsins through the PKA pathway Stressde mice Lowering neurosteroid levels; Cortical neuron Attenuating beta AP(25-35)-induced tau protein hyperphosphorylation by inhibiting the experssion of GSK-beta; Nootropic Rat brain Actions on the cholinergic&neurotrophic systems Immunomodulataion Mice Eliciting a balanced Th1 and Th2 immune response Rb1 Neuroprotective Hippocampal neurons Possibly by scavenging free radicals; Hepatoprotective Rat liver Lower TG levels vis camp-production in liver Through its metabolite compound K; Estrogenic-like activity Male rats MCF-7 cells Increase LH secretion but independent of the direct estrogen receptor association; Antipruritic Scratching behavior mouse Vascular permeability-inhibitory; Anti-ulcer Gastric lesion Increase in mucus secretion; Improving contact dermatitis or psoriasis Mouse ear dermatitis Regulation of COX-2 produced by macrophage cells & interferon-gamma and IL-4 induced by Th cells Antiapoptotic activity Human endothelia cells Via Akt-dependent inhibition of the mitochondrial apoptotic signaling pathway Antitmor HUVEC Angiosuppressive activity, inhibits the proliferation of HUVES, suppresses the capilary tube formation of HUVEC Rg 3 Antiinflarmmatory Microglial cells Inhibits the activation of AP-1 & protein kinasea pathway; enhances the macroglial phagocytosis of Abeta; Neuroprotective Rats Against the cerebral ischemia-induced injury, reduces lipid peroxides, scavenges free redicals & improves energy metabolism Against neurofoxicity Rats Antagonized the effects induced by ACR Hepatoprotective HepG2 Cells Inhibits the increase of serum AST and ALT, through its metabolite Rh

102 Rregulates ion channel Rat brain Stereospeciticity; from the outside Rg 3 Antinociception Rat sensory neurons Na(+) channel inhibition; interactions with the S4 voltage-sensor segment of domain, Carbohydrate portion of Rg 3 plays an important role; Modulate Ca 2+ channel currents; Relaxation of smooth muscle Canine corpus cavemosum Increases cyclic nucleotide levels through phosphodiedsterases inhibition; Reles vessels Rats aortic rings Through induction of nitric oxide synthase Rg 1 Vascular endothelial Activates the glucocorticoid receptor (GR), stimulates the expression of VEGF through a cells effects phosphatidy-linositol3-kinase(pi3k)/akt and veta-catenin/t-cell fector-dependent pathway; Serve as an agonist ligand for GR and induce rapid NO production from enos via the non-transcriptional PI3K/Akt pathway; Increases the secretion of plasminogen activator and angiotensin-converting enzyme; Antidiabetic Mice Antioxidant and antihyperlipidemic efficacies; Re Fertile effect Human sperm.electro-physiological Guinea pig Promotes human sperm capacitation through NO/cGMP/PKG pathway; Increases human sperm motility by induction of nitric oxide synthase; Inhibition of I(Ca,L) and enhancement of I(Ks); Activates cardiac potassium channels via a nogenomic pathway of sex hormones; Embryotoxic Rat embryos - Attenuates neurotoxicity Against MPTPinduced apoptosis PC12 cells - Mouse nigra neurons Up-regulates the expression of Bcl-2 protein, down-regulates the expression of Bax, & inos protein, & inhibits the activation of caspase-3; angiogenic HUVECs - Rf Lipoprotein metabolism Mice Regulates apo A-I and C- mrna, via interactions with peroxisome proliferator-activated receptor alpha Rg 2 CNS effects Acts specifically on heteromeric human nachrs modulating their desnsitization

103 CNS effect Rat nigral neurons Inhibits the mitochondrial apoptotic pathway and increases the survival change of the primary culture nigral neurons against rotenone toxicity C57-BL mice Reduces neuron loss by suppressing oxidative stress; Rats inhibits the intracellular level of camp; Hippocampal Progenitor cells Inducing proliferation and differentiation of neural progenitor cells. Nootropic& antidementia SD rats Influence on neuronal, synaptic plasticity, neurogenesis; Promoting neurogenesis, regulates the proliferation of hippocampal progenitor cells Mice Inhibits the activity of AchE but increases that of ChAT; Rg 1 Antiapoptosi & antiaging Wistant rats Mouse neurons Increases membrane fluidity Enhances Bcl-2 and Bcl-xl expression, reducing Bax & inos expression, and inhibiting activation of caspase-3 PC12 Suppresses intraellular oxidative stress; immunomodulation Rat cortical neurons human cells Aged rats Inhibits the activit of JNK and CDK3, removes ROS Enhances the proliferation of lymphocytes and the production of IL-2; Aged rats Enhances the expression of IL-2 receptor alpha chain and inhibits the release of soluble IL-2 receptor; Increaces of camp and cgmp contants, resulting in IL-2 gene expression and splenocyte proliferation; Enhances CD4(+) T-cell activity; Anti-cancer B16-BL6 melanoma cells Inhibits lung tumor metastasis & tumor associated angiogenesis; Rb 2 Promotion wound healing Enhancing the plasminogen activator activity levels Epidermal cells Bovine aortic endothelial cells Enhances epidermal cell proliferation, up-regulates the expressions of proliferation-related factors; Stimulates the secretion of urokinase-type PA Rb 3 Inhibiting (gly) Hippocampal beurons Possibly as a non-competitive antagonist Rc anticancer CNS effects MCF-7 human breast carcinoma cells Rat brain Induced c-fos expression; Modulates NMDA receptor subunit mrna levels Rd Antiaging Mice Attenuates free-radical-induced damage

104 다. Ginseng polysaccharides 의약리학적기능 Pharmacological activity Experimental model Mechanism 1. Anti-tumor plumonary macrophage HL-60 cell Induces cytokine production (TNF, INF-γ, IL-8, IL-β, IL-6, etc) (13-15) Inhibits the proliferation of tumor cell, and leads to Go/G1 phase block (16) Melanoma B16 Model Enhances the activities of T lymphocytes (17) P 815 cells in mice Abdominal cavity (LAK cells) Splenocyte 2. Immuno-modulation Mice Guinea pig Mice Enhances the activities of T NK cells, lymphokine activated killer cells Enhances the activities of T NK cells, lymphokine activated killer cells (18) strengthens the phagotrophy function of mononuclear macrophage system (19) Promotes the formation of antibody and complement Increase the weight of immune organs 3. Hypoglycemic effect Mice Possibly enhances the oxidative phosphorylation of mitochondria and the activities of succinic dehydrogenase and cytochrome oxidase (20) 4. Hematopoiesis regulation Human umbilical vein endothelial cell Ecv304 Up-regulates hematopoietic growth factor secreted by stromal cells inhematopoietic microenvironment (21) 라. 사포닌전환원리 Figure 1-3. Biotransformation pathway of protopanaxatriol type saponins Glu: β-d-glucopyranosyl, Rha: α-l-rhamnose

105 Figure 1-4. Biotransformation pathway of protopanaxadiol type saponins Glu: β-d-glucose, Ara(p): α-l-arabinose (pyranose), Ara(f): α-l-arabinose (furanose)

106 마. Ginsenoside biotransformation 에사용되는미생물과대사물 Substrates Products Microbes Ra 1 Rb 2 Bifidobacterium breve K-110 (22) Rb 1 Rd Burkholderia pyrocinia GP16, Bacillus megaterium GP27 Sphingomonas echinoides GP50 (23) C-K F 2 Aspergillus niger KCTC 6906, A.usamii var. shirousamii KCTC 6956, Bifidobacterium sp. Int57, Bifidobacterium sp. SJ32, Fusobacterum K-60, Sterptococcu SP, Eubacterium A-44 (24-26) Bifidobacterium sp. SH5 Rh 2 Lactobacillus delbrueckii sp., Delbrueckii KCTC1047, Leuconostoc paramesenteroides Rb 2 Rd Bifidobacterum breve K-110 (27) F 2 C-K Rh 2 Bifidobacterium sp. SH5 Aspergillus niger KCTC 6906, A.usamii var. shirousamii KCTC 6956, Bifidobacterium sp. Int57, Bifidobacterium sp. SJ32, Eubacterium A-44 Lactobacillus delbrueckii sp., Delbrueckii KCTC1047 Rc Rd Bifidobacterum breve K-110 C-K F 2 Rh 2 Aspergillus niger KCTC 6906, A.usamii var. shirousamii KCTC 6956, Bifidobacterium sp. Int57, Bifidobacterium sp. SJ32, Bifidobacterium sp. SH5 Lactobacillus delbrueckii sp., Delbrueckii KCTC1047 Rg 3 Rh 2 Bacteroides sp., Eubacerium sp., Bifidobacterium sp. (28) Fusarium proliferatum ECU2042 (29) Re Rg 1 Penicillium sp (30) F 1 Rg 2 Rh 1 Rg 1 F 1 Penicillium decumbens Rh 1 Leuconostoc paramesenteroides, Penicillium decumbens A.usamii var. shirousamii KCTC 6956, Aspergillus oryzae Aspergillus niger KCTC 6906, Bifidobacterium sp. Int57, Bifidobacterium sp. SJ32, Penicillium sp., Penicillium decumbenes (31) Penicillium sp., Aspergillus oryzae Rg 2 Rh 1 Penicillium sp., Absidia sp.39 Ppt Penicillium decumbens Rf Rh 1 Penicillium sp., Aspergillus oryzae Ppt Penicillium decumbens

107 2. 구증구포방법에의한흑삼제조및 HPLC 사포닌분석조건확립 가. 흑삼제조 4 년근수삼을그늘에서약간수분을건조시킨후 100 에서 10시간증숙한후, 6 0 오븐에서 8시간건조후 80 에서 6시간증숙후건조하는과정을 8회반복하여흑삼을제조하였다. 아래도표는구증구포흑삼의제조과정을도식화한것이며, Fig. 2-1 은증숙횟수에따른흑삼모양을나타내었다. 4 년근수삼 1 차건조 (90% 수분 ) 1 차증숙 (100,10 시간 ) 2 차건조 (60, 40~50% 수분함유 ) 3-8 차증숙 (80, 6 시간 ) 3 차건조 (60, 25-30% 수분함유 ) 2 차증숙 (80,6 시간 ) 4-9 차건조 (60, 15-20% 수분함유 ) 9 차증숙 (80, 6 시간 ) 10 차건조 (60, 10% 수분함유 ) 흑삼

108 ( 나 ) TLC 분석인삼추출액을 TLC plate에점적한후각조건의전개용매에전개하여건조시킨후 10% 황산용액에담근후알콜램프로 plate를가열하여인삼추출물의사포닌조성을분석하였다. ( 다 ) TLC 전개용매 4 가지조건의 TLC 전개용매조성에따라인삼추출물의사포닌을정성하기위하여분석한결과 2번째전개용매조성 (BuOH : EtOAC : H 2 O = 4 : 1 : 5 (upper layer) 에서사포닌분리도가높게나타났다 (Table 2-1. Fig. 2-2). Table 2-1. The developing system for TLC analysis Developing solvent ratio [A] CHCl 3 : MeOH : H 2 O = 65:35:10 [B] BuOH : EtOAC : H 2 O = 4:1:5 [C] CHCl 3 : MeOH : BuOH : H 2 O = 13:10:10:8 [D] CHCl 3 : MeOH : EtOAC : H 2 O =16:40:22:10 lower layer upper layer lower layer lower layer Figure 2-2. TLC results of ginsenoside standards and total ginsenosides extracted from Korean white ginseng, steamed ginseng for 2, 4, 6, 8, 9 times

109 (2) 유효지표성분 Ginsenoside의최적분석조건확립 HPLC system을이용하여인삼의사포닌을분석하기위하여, 조사포닌을추출한후 Table 2-2의조건에따라이동상인물과 Acetonitrile 용매를다른조성으로전개하도록하여인삼사포닌을분리하는 gradient system을적용하여분석하였다. 시료주입은 15 ul, 유속은 1 ml/min이었다. 11개의표준사포닌을본 system에적용한결과, 각표준사포닌의분리시간은 (Retention time) Rg 분, Re 19.95분, Rf 47.13분, Rb 분, Rg 분, Rc 50.41분, Rb 분, Rb 분, Rd 53.78분, 20(S)-Rg 분, 20(R)-Rg 분으로나타났다 (Fig. 2-3). 그외 HPLC 분석조건의정확도와재현성을알아보기위한표준사포닌의 calibration curve, overall intra-, interday variation과 accuray에대한결과는 Table 2-3~5에나타내었다. Table 2-2. HPLC condition HPLC Column Detection wavelength(uv) Flow rate Mobile phase Injection volume Agilent 110 (Palo Alto, CA, USA) Discovery C 18 column (5 μm, mm) 203 nm 1 ml/min Water (A), Acetonitrile(B) 15 ul Gradient elution system : B(%) 0-30 min 20%, min 20-45%, min 45-62% Figure 2-3. Typical HPLC chromatogram of ginsenoside reference standards. Table 2-3. Calibration curves and LODs for 11 ginsenosides

110 RT (min) Calibration curve a) Correlation coefficient(r²) Test range (mg/ml) LOD b) ( μg /ML) Rg y=3246.7x Re y=3683.2x Rf y=3275.1x Rb₁ y=3425.5x Rg₂ y=3262.3x Rc y=3573.0x Rb₂ y=2441.2x Rb₃ y=5579.0x Rd y=3253.4x (S)-Rg y=2494.4x (R)-Rg y=2598.7x a) y=peak area; x=concentration (mg/ml); ; b) LOD=Limit of detection (S/N=3)

111 Table 2-4. Intra- and inter-day variations of HPLC method for determination of 11 ginsenosides Analytes Intra-day (n=3) Inter-day (n=5) Content (mg/g) R.S.D. 1) (%) Content (mg/g) R.S.D.(%) Rg ± ± Re 0.66± ± Rf 0.44± ± Rb₁ 2.66± ± Rg₂ 0.57± ± Rc 1.54± ± Rb₂ 0.52± ± Rb₃ ND 2) ND ND ND Rd 0.48± ± (S)-Rg ± ± (R)-Rg ± ± ) R.S.D.(%)=100 S.D./mean: 2) ND, not detected

112 Table 2-5. Accuray of HPLC method for the determination of 11 ginsenosides Analytes Original (mg) Spiked (mg) Found (mg) Recovery a) (%) R.S.D. (%) Rg Re 0.69 Rf 0.47 Rb₁ 2.64 Rg₂ 0.53 Rc 1.57 Rb₂ Rb₃ ND Rd (S)-Rg (R)-Rg a) Recovery(%)=100 (amount found-original amount)/amount spkied; R.S.D.(%)=100 S.D./mean

113 다. 증숙횟수에따른사포닌함량변화 증숙과정에따라변화되는사포닌함량을 HPCL로분석한결과와전체적인사포닌함량의변화를 Fig. 2-4와 2-5에나타내었다. 증숙하지않은백삼의경우 ginsenoside Rg 3 (S), (R) form이보이지않았다. 2번증숙한경우전체적으로모든사포닌함량이미량으로증가하였고, 새로운 peak인 9, 10의 ginsenoside Rg 3 (S), (R) 사포닌새롭게형성되는것을볼수있었다. 3회, 6회, 9회의증숙이반복될수록 1, 2번 peak인 Rg 1, Re는거의없어지고, 3-8번의 peak도함량이많이감소하였다. 그러나 9, 10번의 ginsenoside Rg 3 (S), (R) peak는상당히증가하였다 (Table 2-6). 이러한결과는가열증숙과정시열에불안정한수용성 malonyl ginsenoside의 (m-rb 1, m-rb 2, m-rb 3, m-rc, m-rd) malnoy기가떨어져 Rb 1, Rb 2, Rb 3, Rc, Rd와같은 PPD계사포닌이생성되고, 열에의해서 C-20에결합되어있는당이가수분해되거나, C-20 위치의 OH 기가이성화되어 ginsenoside Rg 3 으로새롭게전환되는것으로사료된다

114 Figure 2-4. HPLC-UV chromatograms of mixed standards (A) and ginsenosides in WG (B) AND steamed ginseng 3 times (C), 6 times (D), 9 times (E). Peaks: 1, Rg 1 ; 2,Re; 3, Rf; 4, Rb 1 ; 5, Rg 2 ; 6, Rc; 7, Rb 2 ; 8, Rb 3 ; 9, Rd; 10-11, 20(S)-, 20(R)-Rg 3 Figure 2-5. Comparison of ginsenosides with steaming times

115 Table 2-6. The amounts of ginsenosides in WG and 2-, 3-, 6- and 9 times steamed ginseng Compound (mg/g) WG a) S₂WG b) S₃WG c) S 6 WG d) S 9 WG e) Rg ± ± ± ± ±0.04 Re 1.24± ± ± ± ±0.03 Rf 0.98± ± ± ± ±0.03 Rb₁ 2.98± ± ± ± ±0.09 Rg₂ ND 2) ND 0.25± ± ±0.04 Rc 1.62± ± ± ± ±0.07 Rb₂ 1.22± ± ± ± ±0.02 Rb₃ 0.52± ± ± ±0.03 ND Rd 0.68± ± ± ± ± Rg₃ ND 0.12± ± ± ±0.08 PPD 3) 7.02± ± ± ± ±0.19 PPT 4) 3.36± ± ± ± ±0.09 Total 10.38± ± ± ± ±0.13 a) WG, white ginseng(p. ginseng C.A. Meyer); b),c),d),e) S₂WG, S₃WG, S 6 WG, and S 9 WG : white ginsengs were steamed 2, 3, 6, and 9times according to the traditional method of making blacking ginseng, respectively; 1) All values were expressed as the means ± S.D. (n=3) 2) ND, Not detected; 3) PPD: Protopanaxdiol type saponins: Pb 1 +Rc+Rb 2 +Rd+Rg 3 4) PPT: protopanaxtriol type saponins: Rg 1 +Re+Rf+Rg₂

116 라. 증숙횟수에따른 ginsenoside Rg 3 함량의변화 증숙횟수를반복할수록새롭게형성되는 ginsenoside Rg 3 함량은 Fig. 2-6에나타내었다. 2회증숙시 ginsenoside Rg 3 는 0.12 mg/g을나타내었고, 증숙횟수가반복될수록그함량이증가되어, 최종흑삼을제조하였을때의 ginsenoside Rg 3 함량은 6.44 mg/g 으로홍삼보다 50배이상의증가하였다. Figure 2-6. Change of ginsenoside Rg 3 contents in a traditional way for preparing BG 3. 새로운흑삼제조기술탐색 가. 과일 Juice 침지방법을이용한흑삼의제조 (1) 흑삼제조 4년근수삼을 80 에서 15분간증숙한후 60 에서 24시간건조한후사과주스, 포도주스, 파인애플주스에 24시간침지한후 60 오븐에서 24시간건조한다. 흑삼의제조는전통적인구증구포방법으로증숙하여제조하였다 (Fig. 2-7) (2) 과일 Juice 침지에따른흑삼의사포닌함량변화인삼사포닌이산성조건에서열을가하면 C-20에결합되어있는당의가수분해를촉진하는특성을이용하여파인애플주스, 사과주스, 포도주스에침지하여흑삼을제조한후각각의사포닌함량변화를 HPLC 분석을통하여살펴보았다. 각제조인삼사포닌의크로마토그램과사포닌함량변화를 Fig. 2-8, 2-9에나타내었다. 수삼을아무런처리없이 4번증숙한대조군의경우총사포닌함량은 15.10±0.12 mg/g이었고, 사과주스에침지하여제조한흑삼은 14.43±0.17 mg/g, 파인애플주스에침지한흑삼은 16.16±0.14 mg/g, 포도주스에침지하여제조한흑삼은 16.70±0.21 mg/g으로포도주스에침지하여제조한흑삼의총사포닌함량이가장높았다 (Table 2-7)

117 A. 대조군 B. Apple juice C. Grape juice D. Pineapple juice Figure 2-7. Black ginseng produced by soaking into several fruit juices Figure 2-8. HPLC-UV chromatograms of ginsenosides extracted from the ginsengs steamed 4 times after soaking in apple (B), pineapple (C), grape (D) juices, and 4 times repeated steaming white ginseng (A), respectively

118 Table 2-7. The amounts of ginsenosides in 4 times steamed ginseng after soaking into different fruit juices Compound (mg/g) S 4 WG S 4 WG (apple juice) S 4 WG (pineapple juice) S 4 WG (grape juice) Rg ± ± ± ±0.04 Re 0.88± ± ± ±0.04 Rf 0.76±± ± ± ±0.06 Rb₁ 4.35± ± ± ±0.05 Rg₂ 0.31± ± ± ±0.01 Rc 3.02± ± ± ±0.04 Rb₂ 1.76± ± ± ±0.03 Rb₃ 0.54± ± ± ±0.01 Rd 0.76± ± ± ±0.04 Rg₃ 0.59± ± ± ±0.02 PPD 11.02± ± ± ±0.09 PPT 4.08± ± ± ±0.12 Total 15.10± ± ± ±0.21 PPD: Protopanaxdiol type saponins: Pb 1 +Rc+Rb 2 +Rd+Rg 3 PPT: protopanaxtriol type saponins: Rg 1 +Re+Rf+Rg Figure 2-9. Comparison of ginsenosides with different fruit juices

119 (3) 과일Juice 침지에따른흑삼의 ginsenoside Rg 3 함량비교각주스에침지하여제조한흑삼엑기스의조사포닌 TLC 분석결과 (Fig. 2-10), 포도주스에침지하여제조한흑삼의 Rg 3 함량은 0.89±0.02 mg/g으로무처리 4회증숙인삼의 Rg 3 함량 0.59±0.04 mg/g보다현저히증가하였다. 본실험을통하여포도주스침지방법을이용한흑삼제조가흑삼의유효사포닌 Rg 3 함량을극대화시킬수있는방법으로사료되어진다. Figure TLC of methanol extracts from 4-time steaming WG which firstly was soaked with 3 kinds of fruit juices. A: 4th steamed WG (Apple juice), B: 4th steamed WG (pineapple juice), C: 4th steamed WG (grape juice), D: 4th steamed WG, E: 8th steamed WG. 나. 과일 Juice 침지를이용한흑삼제조의최적조건탐색 (1) 최적온도조건탐색과일주스침지방법중가장높은사포닌함량을보여준포도주스를이용하여포도주스침지후 3회 ~6회증숙시 80, 100, 120 로온도를달리하여흑삼을제조하였다 (Fig. 2-11). 각조건으로제조한흑삼추출물의 TLC 분석결과, 증숙온도 100, 12 0 에서 Rg 3 함량이높게나타났다 (Fig. 2-12, Table 2-8). A. Control (80 ) B. 80 C. 100 D. 120 Figure Black ginseng soaked into grape juice steamed at different steaming temperature

120 Figure TLC analysis of ginsenosides extracted from 3 times steaming ginseng treated firstly with grape juice. (steaming time: 1 h) Figure HPLC-UV chromatograms of ginsenosides extracted from the ginsengs steamed at different temperature 3 times after soaking in grape juice. A 80, B 100, C

121 Table 2-8. The amounts of ginsenosides in 3 times steamed ginseng at different after soaking into grape juice temperature Compound (mg/g) S₃WG (80 ) S₃WG (100 ) S₃WG (120 ) Rg ± ± ±0.03 Re 0.92± ± ±0.01 Rf 0.74± ± ±0.06 Rb₁ 2.94± ± ±0.02 Rg₂ 0.53± ± ±0.02 Rc 2.48± ± ±0.03 Rb₂ 1.32± ± ±0.06 Rb₃ 0.34± ± ±0.02 Rd 0.48± ± ±0.05 Rg₃ 0.62± ± ±0.01 PPD 8.18± ± ±0.08 PPT 4.05± ± ±0.11 Total 12.23± ± ±0.16 PPD: Protopanaxdiol type saponins: Pb 1 +Rc+Rb 2 +Rd+Rg 3 PPT: protopanaxtriol type saponins: Rg 1 +Re+Rf+Rg₂ Figure Comparison of ginsenosides

122 (2) 증숙온도 120 에서의최적의증숙시간탐색포도주스에침지한후 120 에서 15분, 30분, 45분, 1시간, 각각의제조시간에따라 4번증숙하여흑삼을제조하였다 (Fig. 2-15). 증숙시간과횟수가증가할수록흑삼의색이더검색변하는것을알수있었다. 또한 TLC 분석결과증숙시간이증가할수록 Rg 3 함량이증가하였다 (Fig. 2-16). 120 에서시간별증숙에따른사포닌함량은 Table 2-9에나타내었다. 증숙시간이증가할수록 Rg 1, Rf, Rb 1, Rg 2 사포닌의함량이감소하고, Re, Rc, Rb 3, Rd는 60분증숙시소멸되었다. 그러나 Rg 3 함량은대조군 0.44±0.02 mg/g, 30분증숙시 2.00±0.08 mg/g, 45분증숙시 2.14±0.07 mg/g, 60 분증숙시 2.54±0.12 mg/g으로증숙시간이증가할수록 Rg 3 함량도함께증가하였다 (Fig. 2-17). Figure The morphological changes of ginsengs steamed at 120 in various times (15, 30, 45, and 60 min). Before steaming each time, ginsengs were soaked in grape juice for 24h

123 Figure Thin layer chromatograms of total ginsenosides extracted from ginsengs steamed at 120 o C in various times (15, 30, 45, and 60 min). Before steaming each time, ginsengs were soaked in grape juice for 24 h. Figure HPLC-UV chromatograms of total ginsenosides extracted from ginseng steamed 2 times at 120 in various times (15, 30, 45, and 60 min). Before steaming each time, ginsengs were soaked in grape juice for 24 h. A, 15 min; B, 30 min; C, 45 min; D, 60 min

124 Table 2-9. The amounts of ginsenosides in 2 times steamed ginseng in different steaming time Compound (mg/g) S₂WG (15min) S₂WG (30min) S₂WG (45min) S₂WG (60min) Rg ± ± ± ±0.01 Re 0.74± ± Rf 0.84± ± ± ±0.02 Rb₁ 2.84± ± ± ±0.03 Rg₂ 0.62± ± ± ±0.02 Rc 1.84± ± Rb₂ 0.74± ± ± ±0.03 Rb₃ 0.34± ± Rd 0.65± ± ± Rg₃ 0.44± ± ± ±0.12 PPD 6.85± ± ± ±0.07 PPT 3.52± ± ± ±0.09 Total 10.37± ± ± ±0.07 Figure Effects of different steaming time on Rg 3 content

125 (3) 증숙횟수에따른흑삼제조 (120, 60 min) 포도주스를이용한흑삼제조의최적조건을찾기위하여증숙온도와시간을고정한후적정증숙횟수를찾기위하여 4회의증숙과정을반복하여각과정에서제조한흑삼의사포닌함량을분석하여 Table 2-10와 Fig. 2-20에사포닌함량변화를비교하여나타내었다. 120 에서 60분간 3회증숙하여제조한흑삼의총사포닌함량과 Rg 3 함량이가장높게나타났다. Figure HPLC-UV chromatograms of total ginsenosides extracted from ginseng steamed 2 times at 120 in various times (15, 30, 45, and 60 min). Before steaming each time, ginsengs were soaked in grape juice for 24 h. A, 1 time; B, 2 times; C, 3 times; D, 4 times

126 Table The amounts of ginsenosides in ginsengs steamed at 120 for 60 min (different steaming numbers) Compound (mg/g) S₁WG (60min) S₂WG (60min) S₃WG (60min) S₄WG (60min) Rg ± ± ± ±0.02 Re 0.94± Rf 0.75± ± ± ±0.03 Rb₁ 2.57± ± ± Rg₂ 0.96± ± ± ±0.01 Rc 1.53± Rb₂ 0.65± ± ± ±0.02 Rb₃ 0.27± Rd 0.54± Rg₃ 0.89± ± ± ±0.14 PPD 6.45± ± ± ±0.07 PPT 3.51± ± ± ±0.06 Total 9.96± ± ± ±0.09 Figure Effects of different steaming numbers on Rg 3 content (120, 60 min)

127 다. 제조흑삼의잔류농약안전성평가 여러방법에의해제조한각흑삼의잔류농약을분석한결과농약성분이검출되지않 았다. 특히, 흑삼의증숙시직화로인한잘못된제조기술로인해생성되는발암성분인 Bezopyrene 역시검출되지않았다. Figure 3-1. GC-MS chromatograms of PAHs standards. 라. 흑삼의제조공정개선으로품질향상 (1) 흑삼의제조공정개선 ( 가 ) 종래의구증구포흑삼제조공정 (Photo-1) 에대한제조문제점을조사하고흑삼제조공정의개선방향을설정하고자하였다. 우선흑삼제조공정의 1차증숙과정에서심각한균열현상 (Photo-2) 이있었으며, 이의개선을위하여시험으로원료수삼을건조시켜피부백삼 (Photo-3) 을제조후흑삼제조방법과원료수삼을증숙가열건조시켜홍삼을제조한다음흑삼제조방법을검토하였다. 백삼으로제조된흑삼은흑삼제조과정중에균열 ( 갈라짐 ) 현상이나타나지않는장점이있었으나갈색화반응이서서히촉진되어미약하였고백삼고유의흑냄새와백삼맛이남게되어흑삼제조에적합하지않았다

128 ( 나 ) 홍삼을제조한다음흑삼제조방식이적합한것으로조사되어 1차증숙과정에서균열억제를위하여식품용랩과인삼동체의밴딩 (Photo-4) 으로균열현상과내공현상등을거의억제할수있었다. 한편원료용수삼을 60 에서 0, 30, 45, 90, 180 및 300분예열처리하여흑삼을제조실험결과 (Photo-5) 균열을다소감소키고최종제조된흑삼의쓰고, 텁텁한맛을다서감소시킬수있었다. 원료용수삼 4년근 (Photo-6) 을 60 습열을이용예열 45분처리후온도별증숙흑삼제조실험결과 (Photo-7) 갈색도촉진이대체로양호하였고 80 증숙흑삼제조구가종래의흑삼제조문제점개선에적합하였음. 1차증숙과정에서홍삼제조후온도별증숙흑삼제조 (Photo-8) 실험결과 80 증숙제조구는종래의흑삼제조문제점개선에적합하였다. 종래의구증구포방식으로흑삼제조후제조공정의문제점조사 Photo 까지승온증삼 1 차후흑삼제조시균열현상개선책요망

129 Photo 가열건조하여피부백삼제조후흑삼제조결과규열및내공은현저하게줄 일수있었으나, 갈색화반응촉진이저조하고백삼의향미와흑냄새감지 Photo-4. 흑삼제조공정의 1 차증숙과정에서식품용랩을감고밴딩으로제조된홍삼의균열, 내공 엑스유출등현저하게감소되어양질의흑삼뿌리를포장상품화에활용 Photo-5. 원료용수삼을 60 에서 0, 30, 45, 90, 180 및 300 분예열처리후흑삼을제조결과 균열을감소키고최종제조된흑삼의쓰고, 텁텁한맛을다소감소

130 Photo-6. 흑삼제조시험에사용된 4 년근원료수삼 Photo 습열을이용예열 45 분처리후온도별증숙흑삼제조갈색도촉진양호종래의 98 흑삼제조구대비 80 흑삼제조구의제조수율및품질양호 (2) 흑삼제조조건별흑삼수율, 흑삼의품질및유효성분함량변화조사 ( 가 ) 흑삼제조공정의증숙온도별수율및엑스함량조사 (1) 흑삼제조공정에서주가되는공정인증삼과정의증삼온도별로최종제조수율은 Table 3-1 에서와같이현저한차이를보였다. 홍삼대조구의제조수율 28.47% 대비 98 흑삼제조구는 10.78% 의감소를나타내어최종제조수율수율은 25.4% 였으며, 80 흑삼제조구는홍삼대조구의제조수율 28.47% 대비 3.22% 의감소를나타내어 27.6% 제조수율은 27.54% 였다

131 (2) 온도별제조흑삼의 50% 건조엑스수율을비교해볼때 98 흑삼제조구는총 9번의증삼공정과건조과정을거치면서가용성엑스의용출현상이매우심하여 50% 엑스수율은 26.1% 였으나, 80 개선흑삼제조구는 31.1% 로흑삼제조과정중에가용성엑스의유출에따른엑스수율감소현상을현저하게줄일수있었다. Table 3-1. Fluctuation of weight reduction, starch content and extract yield in the red ginseng processes by steam heating processing at various temperatures Sample of red and black ginseng Weight reduction (%) Extract yield (%) 3) Red ginseng 0.83±0.09 1)a2) 36.31±3.65 d Steaming at ±0.62 a 34.74±0.94 d Steaming at ±0.48 a 33.83±0.69 cd Steaming at ±0.56 a 31.10±1.27 bc Steaming at ±1.14 b 29.42±1.12 ab Steaming at ±2.95 c 26.13±1.86 a 1) 2) 3) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 The red ginseng powder was extracted with 50% ethyl alcohol. ( 나 ) 흑삼제조공정의증숙온도별흑삼의색도, ph 및갈색도비교 (1) 흑삼제조온도별색도비교결과 Table 3-2에서와같이백색도 (L) 은대조구홍삼의 대비종래흑삼제조방법으로제조한 98 증삼구는 로현저하게감소되었으며, 80 증삼흑삼개선구는 57.09였다. 반면에적색도 (a) 는홍삼의 1.09 대비 80 증삼흑삼개선구는 7.13으로증가되었으며 98 증삼구는 8.79로현저하게증가를보였다. (2) ph 비교결과대조구홍삼의 ph는 5.63 이었으나 80 증삼흑삼제조구는 4.96 이었고 98 증삼제조구는 4.25 였다. 이와같은현상은흑삼제조과정중증삼온도가증가됨에따라갈색화반응이과도하게촉진되어 Table 3-2에서와같이 ph가현저하게낮아져서고온제조흑삼의경우신맛과떫은맛의주된요인이주가됨을알수있었다. (3) 갈색도는홍삼의경우 0.03 이었으나 80 증삼흑삼개선구는 0.14 였고 98 증삼제조구는 0.47로현하게증가되어홍삼이나 80 증삼흑삼대조구에비하여 98 증

132 삼대조구는비효소적으로 Maillard type-browning reaction 갈색화반응이현저하게촉 진되어증가되어그결과매우진한흑삼으로제조됨을알수있었다. Table 3-2. Color difference, ph and brown color intensity in the red ginsengs prepared by the steam heating processing at various temperature Sample of red ginseng Hunter value L a b ph Brown color intensity Red ginseng 78.81±0.28 e 1.09±0.37 a 23.12±0.50 b 5.63±0.08 e 0.03±0.01 a Steaming at ±3.89 d 4.90±1.15 b 24.64±0.35 b 5.24±0.03 d 0.07±0.01 a Steaming at ±1.20 c 5.93±0.32 b 25.01±0.89 b 5.15±0.06 d 0.14±0.03 b Steaming at ±2.05 b 7.13±0.54 c 24.94±0.68 b 4.96±0.09 c 0.14±0.03 b Steaming at ±1.73 b 8.01±0.48 cd 24.37±1.25 b 4.67±0.12 b 0.20±0.03 c Steaming at ±3.38 a 8.79±0.3 d 18.70±1.68 a 4.25±0.08 a 0.47±0.02 d 1) 2) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 ( 다 ) 흑삼제조공정의증숙온도별흑삼의사포닌함량변화 (1) 증숙제조온도별제조흑삼의사포닌성분에대한 TLC 패턴변화는 Figure 3-1와같은온도별사포닌성분의변화를보였으며 HPLC 분석결과 Figure 3-2와같이사포닌성분을분리정량하였다. 식약청품질기준에준하여 ginsenoside(g)- Rb1 과 G-Rg1을 HPLC로분석결과 Table 3-3과같이홍삼대조구는각각 2.41 mg/g 및 2.46 mg/g 이었고, 80 에서증삼하여제조된흑삼은 1.59 mg/g 및 0.87 mg/g 이었으며 98 에서증숙하여제조된흑삼의경우는 0.45 mg/g 및 0.08 mg/g 이었다. 여기서알수있는바와같이종래의흑삼제조방법은 G-Rb1 과 G-Rg1의합이 0.53 mg/g으로식약청품질기준 0.8 ~ 34 mg/g에미달됨을알수있었다. 따라서종래의흑삼제조방법으로볼수있는구증구포제조방법은사포닌품질관리지표성분함량면에서볼때사포닌하량의품질기준에부적합함을알수있었다. 그러나 80 에서개선조건으로제조된흑삼의경우 G-Rb 1 : 1.59 mg/g 및 G-Rg 1 : 0.87 mg/g으로 2 개사포닌성분의합이 2.46 mg/g으로식약청의품질기준에

133 적합하였다. (2) 흑삼제조과정에서인삼사포닌성분중 Rb 1, Rb 2, Rc, Rd 등 protopanaxadiol 사포닌성분들의탄소 20위치의배당체결합이가수분해되어 Rg 3 (S) 와 Rg 3 (R) 으로전환이증가되고 protopanaxatriol 사포닌성분인 Re는탄소 20위치의배당체결합이가수분해되어 Rg 2 (S) 와 Rg 2 (R) 로전환되어이들전환사포닌성분의함량이증가되는것으로밝혀졌다. 홍삼은 Rg 2 + Rg 3 함량이 0.24 mg/g 이었고, 80 증숙제조흑삼은 0.93 mg/g이었으며 98 고온증숙흑삼의경우는 3.14 mg/g으로크게증가되어현행고온증숙흑삼제조공정은이들전환사포닌함량이높은흑삼을만들고자할경우는이용이가능함을알수있었다. Figure 3-1. TLC of the red ginsengs processed by the steam heating processing at the various temperatures * The developing system was as flow : Chloroform-Methanol-Water (65 : 35 : 10, lower). The TLC plate was sprayed with 20% sulfuric acid, followed by heating at 105 for 10minutes

134 A B C Figure 3-2. HPLC chromatograms of ginsenosides of the red ginsengs prepared by the steam heating processing at various temperatures. A: Normal red ginseng, B : Processing at 80, C : Processing at 9 8 Table 3-3. Ginsenosides amount of the red ginsengs prepared by steam heating processing at various temperatures Sample of red ginseng Ginsenoside contents (mg/g) Rb1 Rg1 Rg2(S) Rg2(R) Rg3(S) Rg3(R) Rg2 + Rg3 Red ginseng 2.41±0.38 1)c2) 2.46±0.27 c 0.14±0.03 a 0.04±0.02 a 0.04±0.02 a 0.02±0.01 a 0.24 Steaming at ±0.44 c 2.45±0.20 c 0.13±0.03 a 0.08±0.04 ab 0.07±0.02 a 0.03±0.02 a 0.31 Steaming at ±0.36 c 2.11±0.13 c 0.27±0.09 ab 0.13±0.03 bc 0.12±0.02 a 0.06±0.01 ab 0.58 Steaming at ±0.64 b 0.87±0.36 b 0.35±0.12 b 0.19±0.03 c 0.27±0.10 b 0.12±0.05 b 0.93 Steaming at ±0.11 b 0.40±0.03 a 0.56±0.09 c 0.39±0.05 d 0.69±0.11 c 0.29±0.08 c 1.93 Steaming at ±0.09 a 0.08±0.04 a 0.72±0.15 c 0.62±0.04 e 1.20±0.05 d 0.60±0.02 d ) 2) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 Rg2 + Rg3 = Rg2(S) + Rg2(R) + Rg3(S) + Rg3(R)

135 ( 라 ) 흑삼제조공정의증숙온도별흑삼의말톨함량 (Maltol) 분석 (1) 홍삼및흑삼의말톨함량분석결과 Table 3-4에서와같이홍삼 0.35 ± 0.04 mg/g, 80 제조흑삼 0.41 mg/g 및 98 구증구포흑삼 1.56 ± 0.23 이었다. 홍삼의증숙제조과정의갈색화반응생성물로생성되는말톨의경우 80 제조흑삼의경우홍삼에비하여증가량이적은편이었으나 98 구증구포흑삼에서현저하게증가됨을알수있었다. 식약처품질관리기준에는홍삼및흑삼의품질관리규격에말톨기준이설정되어있지않았으나, 홍삼및흑삼의제조조건에따라서자가품질관리기준을설정하고말톨함량기준치를자가품질관리에활용할수있을것으로고찰되었다. (2) 홍삼의증숙제조과정에서갈색화반응이촉진되면서말톨성분이생성되고생성되는항산화과가있는것으로보고되었다. 그러나홍삼및흑삼의물추출엑스제조과정이나이를함유한생약복합제품의제조과정에서갈색화반응이촉진됨에따라서그함량이변화될수있으므로홍삼및흑삼의추출물엑스나이들원료인삼을함유하는생약복방제제품에서말톨성분을품질관리지표성분으로설정하여품질관리하기에는부적한것으로고찰되었다. Table 3-4. The amount of maltol in red and black ginseng Ginseng sample Maltol content (mg/g) Red ginseng 0.35 ± )2) Black ginseng (steaming at 80 ) 0.41 ± 0.06 a Black ginseng (steaming at 98 ) 1.56 ± 0.23 b 1) 2) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<

136 4. 흑삼추출물의콜레스테롤저하효능결과가. in vitro 콜레스테롤저하효능 (1) 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NO and MTT assay - 24well plate에 RAW264.7과 BV2 cell을배양한뒤 sample과 LPS 처리후 18시간배양, 세포배양액 100μl에 Griess reagent를 100μl처리하여 5분간반응후 540nm에서수치읽음 (NO assay). 세포에 MTT시약을처리하여 4시간배양뒤 formazan을 500μl DMSO로녹인뒤 560nm에서수치읽음 (MTT assay). - RAW264.7과 BV2 cell에서 LPS에의해유도된 NO 생성을홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스가억제할수있는지알아보기위해 NO assay를진행함. RAW264.7과 BV2 cell 모두에서농도의존적으로 (125, 250, 500 and 1000ug/ml) NO의생성을억제하였음. 또한홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NO 생성억제능은 RAW264.7보다 BV2 cell에서조금더강한것을확인함. MTT asay결과 RAW264.7과 BV2 모두 1000ug/ml의농도까지독성을보이지않았기때문에 NO 생성의억제는독성과는무관한것으로확인됨. Figure 4-1)

137 (2) 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 RT-PCR - 6well plate에 BV2 cell을배양한뒤샘플과 LPS 처리후 18시간배양. cool PBS를이용하여 washing 후 TRIZOL reagent를이용하여 total RNA 추출. RT-premix를이용하여 cdna 합성 (45 1시간 30분, 95 5분 ) 후각각의 primer를이용하여 PCR. PCR product를 1% agarose gel에 65V 30분간전기영동. - BV2 cell에서홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 inos, COX2와 proinflammatory cytokine의발현억제양상을확인하기위하여 BV2 cell에샘플처리후 LPS를이용하여염증반응을유발시킨뒤 PCR을실시함. 총 5가지인자 (inos, COX-2, IL-6, IL-1β and TNF-α) 의발현정도를확인함. 홍삼엑스는 NO assay의데이터와비슷하게최고농도인 1000ug/ml에서 50% 이상의발현억제능을보였고, IL-1β 또한농도의존적으로많은양의 cytokine 생성을홍삼엑스가억제함. COX-2는 20% 정도의억제를보였고나머지 IL-6와 TNF-α의발현은전혀억제하지못함. 현행흑삼엑스는 inos, TNF-α와 IL-1β에서농도의존적으로발현이억제되었고, COX-2는농도의존적인양상을보이진않았지만최고농도인 1000ug/ml에서 50% 정도의억제능을보인반면 IL-6에서는아무런효과를보이지않음. 저온흑삼엑스는 NO assay에서 3가지샘플중가장적은 NO 생성억제능을보인것과유사하게 inos의발현을눈에띄게감소시키지는못함. 하지만다른두샘플과는다르게 COX-2의발현을농도의존적으로많은양감소시켰으며 IL-1β 또한농도의존적으로감소하는그래프를나타냄. IL-6와 TNFα는저온흑삼엑스의처리에어떠한효과를보이지않음

138 Figure 4-3) (4) 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NF- B luciferase assay - 60mm plate에 penicillin/streptomycin이없는 DMEM을이용하여배양후다음날 NF-kB plasmid 2ug + TK renilla 0.83ug을 LIpofectamin 2000을이용하여 transfection. 6시간후 penicillin/streptomycin이들어있는 DMEM으로배지를바꿔준후하루더배양함. 다음날 24well plate에 cell을옮긴뒤하루더배양. 다음날 24well plate에 sample과 LPS를처리한뒤 6시간후 1X passive lysis buffer를이용하여세포를모음. 원심 12000rpm/5min/4 후상층액 80μl를옮긴후 luciferase assay kit (promega) 의매뉴얼에따라실험진행. - LPS만단독으로처리한세포에서는 NF-kB activity가증가하였지만홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스를처리함에따라농도의존적으로 NF-kB의 activity가감소하는것을확인함

139 Figure 4-4) (5) 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 western blotting - 6well plate에 BV2 cell을배양한뒤 time course(15, 30, 60분 ) 로 sample과 LPS 처리후단백질추출. cell을 cool PBS 1ml로모은후원심 12000rpm/5min/4. pellet에 pro-prep (intron) 200μl를넣은뒤강하게 vortex후원심 12000rpm/5min/4. 상층액 180μl덜어 western blotting에사용. 10% SDS-PAGE gel에 sample을넣은후 85V로 running, polyvinylidine fluoride (PVDF) 에 transfer 후 10% skim milk를이용해 blocking, 1차항체와 2차항체붙인후암실에서 ECL을이용하여현상. - 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 MAPKs phosphorylation 억제정도를알아보기위해 time course로써 15분, 30분, 60분에단백질을추출하여실험을진행함. 세가지샘플이각기다른시간에 phosphorylation을억제하는것으로확인됨. 홍삼엑스에서 p-erk는 15분, p-jnk는 30분그리고 p-p38은 15분에약하게 phosphorylation이억제됨. 저온흑삼엑스의경우 p-erk는 15분, 30분에서강하게 phosphorylation을억제하였지만 p-jnk와 p-p38 는효과가없었음. 현행흑삼엑스는 p-erk 30분에 phosphorylation이억제되었고, p-jnk와 p-p38는 15분에서약한억제능을보였음

140 Figure 4-5) (6) 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 western blotting - 6well plate에 BV2 cell을배양한뒤 sample과 LPS 처리, 24시간배양후단백질추출. cell을 cool PBS 1ml로모은후원심 12000rpm/5min/4. pellet에 pro-prep (intron) 200μl를넣은뒤강하게 vortex후원심 12000rpm/5min/4. 상층액 180μl덜어 western blotting에사용. 10% SDS-PAGE gel에 sample을넣은후 85V로 running, polyvinylidine fluoride (PVDF) 에 transfer 후 10% skim milk를이용해 blocking, 1차항체와 2차항체붙인후암실에서 ECL을이용하여현상. - 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 inos 단백질발현억제능을알아보기위하여실험을진행. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스모두 LPS에서증가된 inos 발현이추출물을처리함에따라많은양억제되는것을확인함

141 Figure 4-6)

142 5. 흑삼추출물 (BG_EoTH & BG_H2O) 들의콜레스테롤개선에관한동물효력평가

143 가 ) BG_EoTH & BG_H2O의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델의콜레스테롤개선효과고콜레스테롤혈증흰쥐모델을대상으로 BG_EoTH & BG_H2O 추출물의콜레스테롤개선효과를검증하고자정상대조군 (SD-vehicle, ND), 고콜레스테롤혈증대조군 ( 고콜레스테롤식이군, D12336-NC), 양성대조군고콜레스테롤식이군, D12336-Lovastatin) (200 mg/kg) 실험군 ( 고콜레스테롤식이군, 콜레스테롤개선 BG_EoTH & BG_H2O 추출물 ) 들을비교검증하였다. 이를위하여고콜레스테롤식이로유도한고콜레스테롤혈증병태모델을다음과같이제작하였다. 8 주령의수컷 SD rat 흰쥐 ( 대한바이오링크 ) 를항온 (25±2 ), 항습 (50±5%) 및 12시간간격의광주기 (light on 07:00 ~ 19:00) 로조절되는 SPF환경에서 2 주간기본사료 (AIN-76A diet) 와물을자유롭게공급하면서적응시킨후, 체중이약 250g 이상되는 10 주령부터고콜레스테롤식이 (#D12239l, Research Diets Inc, USA) 를투여하여고콜레스테롤혈증병태모델을제작하였다. 상기고콜레스테롤혈증병태모델의 10 주령기에고콜레스테롤식이와시험물질투여를 6주간병행하였다. 식이섭취량및체중은매주 1회일정한시간에측정하여기록하고, 사육이끝난시험동물은희생시키고각각의혈청을수집하여혈청내중성지방의수준및저밀도콜레스테롤의수준을측정하였다. 고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른체중변화수준을나타내는그래프이다. 최종 15주에서고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 은정상군에비하여평균적으로 14.1 g 의체중증가를나타내었고, 양성대조군은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 과비교하여 Lovastatin은평균 5.6g 증가경향을나타냈다. 실험군에서는고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여 BG_EoTH (200 mg/kg) 에서는 11.6g과 BG_H2O (200 mg/kg) 에서는 11.0g 감소된추이를보여서체중변화와는큰차이를나타내지않았다 (Fig. 5-1)

144 Fig Body weight change 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 식이효율은아래의공식에대입시켜최종체중증가량을총사료섭취량으로나누어산출하고통계처리하였다. 식이효율 (feeding efficiency ratio: FER%) = 체중증가량 (g)/ 사료섭취량 (g) 100) 의공식에서의미하는바와같이사료를섭취하는양이많음에도불구하고체중의증가가적다는것은체중조절효과가있는것으로생각할수있다. 따라서식이효율은고콜레스테롤혈증을나타내는하나의척도로사용할수있고, 식이효율의수치가적을수록체중조절효과가있다고할수있다. 우리의연구결과에서 Table 1. 에서보듯이식이효율 (Fig.2) 의측면에서볼때, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 의식이효율이 23.62% 임을나타내고있으며, 이에비하여식이효율은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군, BG_EoTH (200 mg/kg), 그리고 BG_H2O (200 mg/kg) 등실험그룹에서감소된추이를보였으나통계학적유의성은나타나지않았다 (Fig. 5-1, Table 5-1). Fig Food efficiency ratio (FER, %) 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5)

145 Food intakes Bodyweight gain Foodefficiency Group (g/day) (g/day) ratio (FER, %) SD-rat-vehcle ± ±0.75 Negative Control (NC) ± ±1.43 Lovastatin (20 mg/kg) ± ±2.38 BG_H2O (200 mg/kg) ± ±3.07 BG_EoTH (200 mg/kg) ± ±1.05 Fig. 5-3은고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 에비하여약 5.4% 이상증가를나타내었다. 실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg)(p<0.05) 과 BG_EoTH (200 mg/kg)(p<0.05) 등이대조군에비하여 33.9% 와 30.4% 이상통계학적유의성있게감소를나타냈다 (Fig. 5-3, Table 5-3). 그러나양성대조군인 Lovastatin 투여군은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 수준이감소는하였으나통계학적유의성은나타나지않았다. Fig Total cholesterol level in serum 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8 주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5)

146 Table

147

148 Fig. 5-4은고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내중성지방 (triglyceride) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내중성지방 (triglyceride) 수준은정상대조군의혈청내중성지방 (triglyceride) 과차이를나타내지않았다. 양성대조군인 Lovastatin, 또한실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg) 등에서고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여혈청내중성지방 (triglyceride) 수준이차이가없었고, BG_EoTH (200 mg/kg) 투여군은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여감소는하였으나통계학적유의성은나타나지않았다 (Fig. 5-4, Table 5-3). Fig. 4. Triglyceride level in serum 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) Fig. 5-5에서고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D control) 의혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 에비하여약 13.3% 이상증가를나타내었다. 실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg)(p<0.05) 과 EoTH (200 mg/kg)(p<0.05) 등이고콜레스테롤혈증대조군에비하여 35.2% 와 33.8% 이상통계학적유의성있게감소를나타냈다 (Fig. 5-5,Table 5-3). 그러나양성대조군인 Lovastatin 투여군은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 수준이감소는하였으나통계학적유의성은나타나지않았다. (Fig. 5-5, Table 5-3). 혈청내고밀도콜레스테롤 (HDL-cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤

149 혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내고밀도콜레스테롤 (HDL-cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내고밀도콜레스테롤 (HDL-cholesterol) 에비하여약 49% 감소를나타내었고, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여, Lovastatin, BG_H2O, 그리고 BG_EoTH등모든투여농도에서고콜레스테롤혈증대조군과차이가없었다 (Fig. 5-5, Table 5-3). Fig LDL & HDL cholesterol level in serum 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5)

150 Fig. 5-6은고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내크레아틴 (creatine) 의수준을나타내는그래프로, 정상대조군 (SD rat-vehicle) 에비하여고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 의혈청내크레아틴 (creatine) 수준이 20% 증가하였고, 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여, Lovastatin, BG_H2O, 그리고 BG_EoTH등모든투여농도에서고콜레스테롤혈증대조군과차이가없었다 (Fig. 5-6, Table 5-3). 그래서실험군간큰차이가없어신장독성은없는것으로생각된다. Fig Creatine level in serum 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) Fig. 5-7에서고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내 GOT의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내 GOT 수준은정상대조군의혈청내 GOT와차이가없었고, 실험군에서고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여실험군에서고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여양성대조군 Lovastatin, BG_H2O (200 mg/kg), 그리고 BG_EoTH (200 mg/kg) 등에서차이가없었다 (Fig. 5-7, Table 5-3). 또한혈청내 GPT의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내 GPT 수준은정상대조군의혈청내 GPT에비하여감소를나타내었다. 실험군에서고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여 Lovastatin과 BG_H2O (200 mg/kg) 투여군이증가를나타내었으나통계학적으로유의성은없었다. 그러나

151 BG_EoTH (200 mg/kg) 투여군은고콜레스테롤혈증대조군에비하여통계학적으로유의성있 게감소를나타내었다 (p<0.05)(fig. 5-7, Table 5-3). Fig GOT & GPT level in serum 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5)

152 나 ) BG_EoTH & BG_H2O들의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델에서장기무게분석 Fig. 5-8에서고콜레스테롤혈증병태모델에서 Lovastatin, BG_H2O (200 mg/kg), 그리고 BG_EoTH (200 mg/kg) 투여에따른간무게 (liver weight), 신장무게 (Kidney), 비장무게 (spleen weight) 를나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의간무게 (liver weight) 은정상대조군의간무게 (liver weight) 에비하여 46.7% 이상증가를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군은차이가없었고, BG_H2O (200 mg/kg) 과 BG_EoTH (200 mg/kg) 은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여감소하였으나통계학적으로유의성있게감소한투여군은 BG_EoTH (200 mg/kg) (p<0.001) 으로나타났다 (Fig.5-8, Table 5-2). 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의신장무게 (Kidney) 는정상대조군의신장무게 (Kidney) 에비하여 5.4% 이상증가를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여양성대조군인 Lovastatin와 BG_H2O (200 mg/kg) 투여군은차이가없었고, BG_EoTH (200 mg/kg) 은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여통계학적으로유의성있게감소를나타났다 (p<0.01) (Fig. 5-8, Table 5-2). 그리고비장무게 (spleen weight) 는정상대조군, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control), 양성대조군인 Lovastatin, BG_H2O (200 mg/kg), 그리고 BG_EoTH (200 mg/kg) 투여군등모든실험군에서차이가없었다 (Fig. 5-8, Table 5-2). Fig Organ weight in body 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5)

153 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 다 ) BG_EoTH & BG_H2O들의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델에서혈액변화분석 Fig. 5-9에서고콜레스테롤혈증병태모델에서 Lovastatin, BG_H2O (200 mg/kg), 그리고 BG_EoTH (200 mg/kg) 투여에따른백혈구수 (white blood cells) 와혈소판수 (Platelet) 를나타내는그래프다. 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의백혈구수 (white blood cells) 는정상대조군의백혈구수 (white blood cells) 에비하여 22.0% 이상증가를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여 BG_H2O (200 mg/kg) 투여군은차이가없었고, 양성대조군인 Lovastatin 투여군과 BG_EoTH (200 mg/kg) 은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여감소하였으나통계학적으로유의은나타나지않았다 (Fig. 5-9). 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈소판수 (Platelet) 는정상대조군의혈소판수 (Platelet) 에비하여 22.5% 이상증가를하였다. 그러나고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control), BG_H2O (200 mg/kg) 투여군, 양성대조군인 Lovastatin 투여군, BG_EoTH (200 mg/kg) 등모든투여군과차이가없었다 (Fig. 5-9)

154 Fig WBC and Platelet number in blood 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 라 ) BG_EoTH & BG_H2O들의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델에서백혈구빈도변화분석 Fig. 5-10에서고콜레스테롤혈증병태모델에서 Lovastatin, BG_H2O (200 mg/kg), 그리고 BG_EoTH (200 mg/kg) 투여에따른백혈구빈도수 (WBC differential number) 를나타내는그래프다. 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의백혈구중호중구 (neutrophils) 빈도수는정상대조군의호중구 (neutrophils) 빈도수에비하여 28.0% 이상증가를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여 BG_H2O (200 mg/kg) 투여군은차이가없었고, 양성대조군인 Lovastatin 투여군과 BG_EoTH (200 mg/kg) 은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여감소하였으나통계학적으로유의성은나타나지않았다 (Fig. 5-10). 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의백혈구중호산구 (eosinophils) 과호염구 (basophils) 빈도수는정상대조군의호중구 (neutrophils) 빈도수에비하여감소를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군과 BG_EoTH (200 mg/kg), 그리고 BG_H2O (200 mg/kg) 투여군은차이가없었다 (Fig. 5-10)

155 Fig WBC differential number in blood 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 마 ) BG_EoTH & BG_H2O 들의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델에서콜레스테롤 관련유전자발현분석 간에서 유전자발현분석 최근연구에의하면콜레스테롤을축적시키는주범은 라는효소라고한다 는간으로부터콜레스테롤을방출시키는데관여하는 개의 효소중의하나이다 즉 는콜레스테롤이동맥을순환하도록함으로써치명적인플라크를형 성하는요인이된다 그래서연구진은유전적으로 를생성하지못하도록조작된마우스를대 이마우스는 효소를생성하는마우스보다동맥경화정도가 나적게나타났다고보고하였다 에서고콜레스테롤혈증병태모델에서 그리고 상으로동물실험을통하여 투여에서간조직에서발현되는 유전자발현을나타내 는그래프로 고콜레스테롤혈증대조군 의 유전자발현의 값을 로했을때실험군의상대정향값을분석하였다 고콜레스테롤혈증대조군 의간조직에서 유전자발현이 로정상대조군 에비하여약 배이상증가를나타내었고 실험군투여군은간조직 에서 유전자발현이고콜레스테롤혈증대조군 에비하여 와 투여군은통계학적유의성있게감소

156 를나타내었다 그러나 은고콜레스테롤혈증대조군 에 비하여감소하였으나통계학적으로유의성은나타나지않았다 Fig mrna expression in liver tissue by real-time PCR 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 간에서 유전자발현분석 콜레스테롤생합성에서율속단계인메발론산으로의 전환을자극하는 환 원요소의유전자발현감소가총콜레스테롤의감소를설명할수있으며 혈장의 콜레스테롤 감소는혈액에서간으로수송되는 콜레스테롤흡수에관여하는 의증가로설명될 수있다 즉콜레스테롤의인위적인감소시키는기전은두가지기전을제시하는데 콜레스테롤항상 성유지를목표로전체체계의콜레스테롤불충분을보완하기위한증가하는것 또다른하나는 활성의저해제로서 즉세포실험에서파악된로바스타틴의결과와유사하게 총콜레스테롤 을줄이기위해 가 활성을억제하는것이다. 에서고콜레스테롤혈증병태모델에서 그리고 투여에서간조직에서발현되는 유전자발현을 나타내는그래프로 고콜레스테롤혈증대조군 의 유전자 발현의 값을 로했을때실험군의상대정향값을분석하였다 고콜레스테롤혈증대조군 의간조직에서 유전자발현이 로정상대조군 에비하여약 배이상증가를나타내었고 실험군투여군은간 조직에서 유전자발현이고콜레스테롤혈증대조군 에비 하여 그리고

157 투여군은통계학적유의성있게감소를나타내었다 Fig mrna expression in liver tissue by real-time PCR 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 간에서 유전자발현분석 간세포의콜레스테롤함량이감소할때 세포질에비활성형태로상주하는 가단백분해 효소로인해쪼개지고전사인자로활성화된다는사실은이미널리보고되었다 활성화된 는 이후세포핵으로옮긴뒤유전자에직접적으로결합되거나 과 등의콜레스테롤생합성에간접적으로관여하게되고 따라서이유전자들의발현이나전사를조절하게된다 에서고콜레스테롤혈증병태모델에서 그리고 투여에서간조직에서발현되는 유전자발현을나타 내는그래프로 고콜레스테롤혈증대조군 의 유전자발현의 값을 로했을때실험군의상대정향값을분석하였다 고콜레스테롤혈증대조군 의간조직에서 유전자발현이 로정상대조군 에비하여약 배이상증가를나타내었고 실험군투여군은간조직 에서 유전자발현이고콜레스테롤혈증대조군 에비하여양 성대조군인 투여군은통계학적유의성있게감소를나타내었다 그러나 와 투여군은간조직에서 유전 자발현이고콜레스테롤혈증대조군 에비하여감소는하였으나통계학적유 의성은나타나지않았다

158 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 바 ) BG_EoTH & BG_H2O들의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델에서간조직검사분석 Fig.5-14와 Fig. 5-15는고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른간조직검사 (H&E 염색 ) 를나타낸조직사진이다. Fig.15에서고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에서보듯이지방간이유발된간조직에서는마이크로지방구가간세포질에축적되어마이크로지방구들이거대소포성 (macrovesicular) 지방증으로진행되어조직상에큰지방구들이나타나며, 또한헤마톡실린-에오신 (H-E) 과 oil red O 염색으로염색시지방의축척으로회색지방축적세포들이넓게분포하는지방간이나타난다. 즉, 정상식이정상군 (Fig. 5-14와 Fig. 5-15, SD rat -normal) 와비교하여, 고콜레스테롤식이섭취에의해고콜레스테롤혈증이유발된고콜레스테롤식이대조군 (D12336-control) 에서강하게회식지방축적세포들이전체에존재하고, 거대소포성 (macrovesicular) 지방증도많이존재함을관찰하였다. 양성대조군 (Lovastatin) 200 mg/kg과유사한수준또는그이상으로 BG_H2O (200 mg/kg) 과 BG_EoTH (200 mg/kg) 투여군은고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여회식지방축적세포들과거대소포성 (macrovesicular) 지방증이감소가현저하게개선되었다

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161 Fig Liver (H&E staining) histology 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5)

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163 Fig Liver (oil red O staining) histology 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5) 마 ) BG_EoTH & BG_H2O 들의고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증병태모델에서복부지방

164 조직분석 Fig. 5-16은고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른복부 adipose 조직검사 (H&E 염색 ) 로병리형태학적관찰하기위하여, 실험종료후 ethyl ether로마취하고부검하여적출한복부지방조직일부를 10% 포름알데하이드용액에 24시간고정한다음, 같은용액으로 2회교환하였다. 그다음 2배수에탄올로탈수하여파라핀에포매하고, 이것을 4 μm 두께로박절하여헤마톡실린-에오신 (H-E) 염색한다음광학현미경에서복부지방세포는 200 배배율로관찰하였다. 고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증흰쥐모델에서시험물질에따른지방조직형태에대한효과를나타내는그래프이다. 고콜레스테롤식이섭취로인해고콜레스테롤혈증이유발되면지방세포의크기가현저히증가하게된다. Fig.5-16에서보듯이, 고콜레스테롤식이고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 는정상군 (SD rat-normal) 에비하여지방세포크기가증가한반면, 양성대조군 (Lovastatin) 200 mg/kg, BG_H2O (200 mg/kg), 그리고 BG_EoTH (200 mg/kg) 등에서감소를나타내었다

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166 Fig Adipose tissue histology 1 SD-rat vehicle : 정상 SD rat 흰쥐 ( 웅성 8주령 250g 흰쥐 ) (n=5) 2 D12336-NC : D12336 Vehicle 대조군 (n=5) 3 D12336-Lovastatin_20 mg/kg : D 로바스타틴투여군 (20 mg/kg (n=5) 4 D12336-BG_H2O(200 mg/kg): D 흑삼물추출물 (BG_H2O, 200 mg/kg)(n=5) 5 D12336-BG_EoTH(200 mg/kg): D 흑삼주정추출물 (BG_EoTH, 200 mg/kg)(n=5)

167 6. 저온제조흑삼 (75 ~85 증숙 ) 을활용한콜레스테롤저하헬스푸드개발 본연구결과를통해개발된흑삼제조방법 ( 특허등록 : , ) 으로제조한흑삼으로 ( 주 ) 대덕바이오에서흑삼의원료소재를이용하여다양한 제품의사업화추진상품화하였다. 가. 저온제조흑삼의원료소재를활용한헬스푸드개발 본연구기술의핵심원료인저온제조흑삼 (75 ~85 증숙 ) 을이용한다양한제품을상품화및사업화를추진할계획이다. 또한대덕바이오의높은바이오기술력과개발제품의특성을잘드러나는새로운브랜드네이밍인 Weache를사용하여 Weache 신구증구포흑삼, Weache 흑삼분말, Weache 흑삼농축액, Weache 흑삼 ( 절삼 ), Weache 흑삼 ( 원삼 ), Weache 흑삼드링크등으로다양한제품형태로상품화및사업화추진계획중이다

168 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 종래의구증구포방법에의한흑삼제조 ) 증삼온도에따른흑삼의제조사진 Ÿ 흑삼의제조공정시증삼온도에따른흑삼의제조모습 : 흑삼의제조시 55~70 습열에서 45 분 ~300 분간예열한후증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈 증예방및치료용약학조성물 홍삼, 저온제조흑삼, 현행흑삼의사포닌 TLC 패턴

169 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 증삼시랩핑및밴딩에의한동체균열억제효과를보여주는사진 ) Ÿ 흑삼의제조시동체의균열을억제하기위하여수삼의동체를내열성재질로감아 서밴딩한상태에서 1 차증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈증예방및 치료용약학조성물 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군별장기무게의차이를보여주는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

170 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군에서간조직에서발현되는 ACAT2 mrna 유전자발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의 HMG-CoAR mrna 유전자발현을나 타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

171 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의간조직에서의 SREBP2 mrna 유전자 발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을 H&E 염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

172 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을오일 - 레드염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

173 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을복부지방조직을오일레드 염색한이미지

174 기술성과제품사진 증숙횟수에따른특정진세노사이드 ginsenoside Rg 3 함량의변화증숙횟수를반복할수록새롭게형성되는 ginsenoside Rg 3 함량은다음과같이나타내었다. 2회증숙시 ginsenoside Rg 3 는 0.12 mg/g을나타내었고, 증숙횟수가반복될수록그함량이증가되어, 최종흑삼을제조하였을때의 ginsenoside Rg 3 함량은 6.44 mg/g으로홍삼보다 50배이상증가하였다. Change of ginsenoside Rg 3 contents in a traditional way for preparing BG 새로운흑삼제조기술탐색 ( 과일산침지방법을이용한흑삼의제조 ) A. 대조군 B. Apple juice C. Grape juice D. Pineapple juice Black ginseng produced by soaking into several fruit juices 저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어드링크제제품개발

175 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 300 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

176 기술성과제품사진 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

177 나. 시제품의사포닌분석 파우치의사포닌함량을측정하기위하여 ethyl-ether로지용성성분을제거한후수포화부탄올로조사포닌층을수거한후농축, 여과하여 HPLC로분석하였다 (Fig. 6-1). 크로마토그램은파우치한팩속에함유된사포닌패턴을나타내주고있다. 또한, 흑삼의주요사포닌 Rg 3 의피크가증가된것을확인할수있었다. Rg 3 함량은 mg/ea이었다. Rf는 2.19 mg/ea, Rb 1 은 0.75 mg/ea, 40분대에나타나는 Rg 1 및 Re의피크는보이지않으므로, 흑삼가열시 Rg 3 로전환되었음을알수있었다. Figure 6-1. Chromatograms of ginsenosides in the liquid product used black ginseng 다. Preformulation 연구가 ) 원료소재의 preformulation 연구 - 핵심원료소재인 80 증숙흑삼엑스를대상으로맛, 색상, 취, 용해도, 침전, 탁도, 균질성, 흡습성, 안정성등제반물성파악 - 건조엑스에대해흡습의정도관찰및흡습대책수립을위해엑스제조공정개선및부형제첨가법검토 - 농축물엑스에대해안토시아닌색소탈색등색상변화예측을위한예비안정성시험진행 - 지표성분 Ginsenosides(G-Rb 1, G-Rg 1, -Rg 2, G-Rg 3 ) 의경시적변화관찰을위한안정성시험착수 < 원료및제품의표준화및제품화연구 >

178 나 ) 제형적용설계연구 - 원료소재의제반물성과고콜레스테롤대상복용제품의특성을고려한제형설계를위해시판유관샘플들수집 - 연조엑스를활용한액제, 시럽제, 현탁액제및겔제등액상제제제조및비교검토하였음 - 또한, 건조엑스를활용한과립제, 속방과립제, 정제, 캅셀제등고형제제제조및비교검토중다 ) 제제및제형연구 1) 흑삼물추출물및 50% 에탄올 ( 주정 ) 엑스에대한기준시험법 - 성상 : 짙은적갈색으로흑삼특유의향및맛을가지고있음 - 함량 : 흑삼의지표성분인 Ginsenosides(G-Rb 1, G-Rg 1, -Rg 2, G-Rg 3) 으로설정하였음 - 기타시험항목 : 흑삼연조엑스를이용하여제제화연구를통한산업화를추진하는식품의유형에기본적으로포함되어있는납및카드뮴에대한기준규격을검토하였음 1 납 (mg/kg)(0.3 이하 ) : 불검출 2 카드뮴 (mg/kg)(0.1 이하 ) : 불검출 2) 흑삼물추출물및 50% 에탄올 ( 주정 ) 엑스에대한기준시험법 - 성상 : 짙은적갈색으로흑삼특유의향및맛을가지고있음 - 함량 : 흑삼의지표성분인 Ginsenosides(G-Rb 1, G-Rg 1, -Rg 2, G-Rg 3) 으로설정하였음 - 기타기준시험법 : 흑삼건조엑스를이용하여제제화연구를통한산업화를추진하는식품의유형에기본적으로포함되어있는납및카드뮴에대한기준규격을검토하였음 1 납 (mg/kg)(0.3 이하 ) : 불검출 2 카드뮴 (mg/kg)(0.1 이하 ) : 불검출 라. 저장기간중파우치제품의세균수 ( 제품안정성 ) 측정 생산후 1 주, 2 주, 1 달, 3 달동안제품속의대장균, 세균, 곰팡이의오염을측정한결 과, 실험기간동안어떤미생물도발견되지않았다

179 흑삼제품의저장기간중제품의세균수 ( 제품안정성 ) 측정 [ 결과해석 ] 생산후 1 주, 2 주, 1 달, 3 달동안제품속의대장균, 세균, 곰팡이의오염을측정한 결과, 실험기간동안어떤미생물도발견되지않았다. 마. 저온제조흑삼제품의가온가속조건에서장기안정성테스트 저온제조공법 (75 ~80 ) 증숙제조흑삼물추출물의농축액을액상용액으로제조후 40 가온가속에서 6 개월간경시적으로조사한결과, 성상, 기준사포닌함량 (G-Rb 1, G-Rg 1, -Rg 2, G-Rg 3 ), 중금속, 타르색소, 세균수, 대장균수, 미생물등실험기간동안어떤 것도발견되지않았다. 바. 흑삼추출물의시제품에대한관능평가및기호도조사 ❶ 흑삼및흑삼생약복합제품의관능평가시험방법

180 1. 시료조제흑삼및흑삼생약복합제품 gold type, premium type 및 light type에사용된각각의흑삼엑스첨가농도별로 1.4%, 3.0% 및 0.7% 농도로물에용해시켜 type 별시제품의대조구로사용하였다. 한편, 흑삼및흑삼생약복합제품 gold type, premium type 및 light type은제조된시제품을그대로사용하여관능평가하였다. 2. 관능평가관능평가는단맛, 구수한맛, 신맛, 쓴맛, 나무맛, 생약맛, 전체적인만족도및떫은맛을각각의평가항목으로하여직접시음하여평가하였다. 이때평가항목별평가점수는최저 (0점) ~ 최고 (9점) 범위로하여각각평가하여 QDA(quantitative description analysis) 도식화하여비교가용이하도록하였다. ❷ 흑삼및흑삼생약복합제품의관능평가시험결과흑삼및흑삼생약복합제품 gold type, premium type 및 light type에사용된각각의흑삼엑스첨가농도별로 1.4%, 3.0% 및 0.7% 농도로물에용해시켜 QDA 방법으로관능평가결과신맛, 쓴맛, 나무맛, 생약재맛, 떫은맛이매우강하였고전체적인만족도가매우낮았다. 이와같은현상은생약재추출액과고미감소재및당류등을첨가함으로써다소완화시킬수는있었으나, 흑삼과생약재를사용한복합제품의경우전반적인문제점으로지목되었다. 한편여성및젊은층을대상으로개발한 light type은이와같은흑삼과생약재특이의맛이현저하게감소되어비교적온화한맛을갖게되는것으로평가되었다. 그러나흑삼과생약재를주된원료로사용하여개발된제품류는근본적으로이와같은흑삼과생약재의향미관련문제점의개선이요구되었다

181 홍삼및흑삼의 QDA 방법에의한관능평가 Figure 6-1. Sensory evaluation of black ginseng pouch product [ 결과요약 ] 홍삼및종래흑삼의관능평가결과홍삼은단맛, 구수한맛이양호하였고, 흑삼은신맛, 떫은맛, 부서지는감촉이높았으며, 전체적인만족도는홍삼이양호한것으로나타났으며, 80 가온처리제조흑삼은이와같은향미관리저해요인을감소시켜품질을향상함. 또한높은기능성과제품의관능성을고려할때기준 Ginsenosides 함량도높게유지되는조건을사용하여제품화연구방향을설정하는것이좋다고판단됨. 사. 흑삼추출물의시제품의이화학적특성평가 Parameters 용량 (ml) ph 당도 색도 L a b 49.5± ± ± ± ± ±0.06 ( 가 ) 흑삼제조온도별색도비교결과백색도 (L) 은대조구홍삼의 대비종래흑삼 제조방법으로제조한 98 증삼구는 로현저하게감소되었으며, 80 증삼

182 흑삼개선구는 57.09였다. 반면에적색도 (a) 는홍삼의 1.09 대비 80 증삼흑삼개선구는 7.13으로증가되었으며 98 증삼구는 8.79로현저하게증가를보였다. ( 나 ) ph 비교결과대조구홍삼의 ph는 5.63 이었으나 80 증삼흑삼제조구는 4.96 이었고 98 증삼제조구는 4.25 였다. Table 3에서흑삼제조과정중증삼온도가증가됨에따라서 ph가현저하게낮아져서고온제조흑삼의경우신맛과떫은맛의주된요인이될수있음을알수있었다. ( 다 ) 갈색도는홍삼의경우 0.03 이었으나 80 증삼흑삼개선구는 0.14 였고 98 증삼제조구는 0.47로현하게증가되어홍삼이나 80 증삼흑삼대조구에비하여 98 증삼대조구는갈색도가현저하게증가되어갈색화반응이현저하게촉진되어그결과매우진한흑삼으로제조됨을알수있었다. ( 라 ) 흑삼을이용한시제품에사용될흑삼추출물의이화학적특성조사결과, 백색도 (L) 은17.10±0.23, 적색도 (a) 는 0.20±0.08, 갈색도 (b) 는 1.20±0.06 으로조사되었으며, ph 값은 4.26±0.07, 당도는 1.86±0.06 값을나타냄을알수있었다. 아. 흑삼추출물의제조공정개선으로품질향상제형화및제품화연구 (1) 흑삼의제조공정개선흑삼제조시험은원료수삼을건조시켜피부백삼을제조후흑삼제조방법과원료수삼을증숙과건조시켜홍삼을제조한다음흑삼제조방법을검토하였다. 백삼으로제조된흑삼은흑삼제조과정중에균열 ( 갈라짐 ) 현상이나타나지않는장점이있었으나갈색화반응이현저하게촉진되지않았으며인삼고유의흑냄새와백삼취가남아흑삼제조에적합하지않은반면에홍삼을제조하여흑삼제조방식은갈색화반응촉진이양호하였고특히 80 증숙시켜저온에서제조된흑삼의경우홍삼특이의구수한감미와흑삼의특징을보완할수있었다. 또한식약처의홍삼과백삼에대한품질기준은 Rg 1 + Rb 1 함량을 0.8 ~ 34 mg/g 으로기준이마련되었으나흑삼에대해서는별도기준이마련되어있지않다. 따라서홍삼의품질기준에준하여 Rg 1 + Rb 1 함량분석결과현행구증구포흑삼제조방법으로제조된흑삼은 0.53 mg/g으로식약청의품질기준에미달되어이에대한개선책이시급하게요구되었다. (2) 또한현행흑삼의제조공정은 Table 6-3 에서와같이홍삼대비백색도의값은 으로감소하였고적색도의값은 로증가되었으며갈색도역시 로현저하게증가되어종래의흑삼제조방법은갈색화반응이현저하게촉진되었음을알수있었다. 그러나흑삼제조과정의증숙온도에따라서 ph는 으로현저하게감소되어고온증숙과정을거쳐흑삼을제조할경우신맛과텁텁한맛이증가되는주된요인이됨을알수있었으며, ph가낮아져산성화가됨으로써 Rb 1 외에 Rb 2, Rc, Rd 등 protopanaxadiol 사포닌성분들의탄소 20위치의배당체결합이가수분해되어 Rg 3 (S) 와 Rg 3 (S) 로전환이증가되고. protopanaxadiol 사포닌성분인 Re는탄소 20위치의배당체결합이가수분해되어 Rg 2 (S) 와 Rg 2 (S) 로전환함량이증가됨을알수있었다

183 (3) 흑삼제조제조조건별흑삼제조수율및엑스수율비교 ( 가 ) 흑삼제조수율을비교해볼때흑삼제조공정의증삼온도별로최종제조수율은 Table 6-2 에서와같이현저한차이를보였다. 홍삼대조구의제조수율 28.47% 대비 98 흑삼제조구는 10.78% 의감소를나타내어최종제조수율수율은 25.4% 였으며, 80 흑삼제조구는홍삼대조구의제조수율 28.47% 대비 3.22% 의감소를나타내어 27.6% 제조수율은 27.54% 였다. ( 나 ) 온도별제조흑삼의 50% 건조엑스의수율을비교해볼때 98 흑삼제조구는총 9 번의증삼과건과정을거치면서가용성엑스의용출현상이매우심하여엑스수율은 26.1% 였으나, 80 개선흑삼제조구는 31.1% 로흑삼제조과정중에가용성엑스의유출에따른엑스수율감소현상을현저하게줄일수있었다. Table 6-2. Fluctuation of weight reduction, starch content and extract yield in the red ginseng processed by steam heating processing at various temperatures Sample of red and black ginseng Weight reduction (%) Extract yield (%) 3) Red ginseng 0.83± ±3.65 Steaming at ± ±0.94 Steaming at ± ±0.69 Steaming at ± ±1.27 Steaming at ± ±1.12 Steaming at ± ±1.86 1) 2) 3) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 The red ginseng powder was extracted with 50% ethyl alcohol. (4) 흑삼제조제조조건별색도, ph 및갈색도비교 ( 가 ) 흑삼제조온도별색도비교결과 Table 3에서와같이백색도 (L) 은대조구홍삼의 대비종래흑삼제조방법으로제조한 98 증삼구는 로현저하게감소되었으며, 80 증삼흑삼개선구는 57.09였다. 반면에적색도 (a) 는홍삼의 1.09 대비 80 증삼흑삼개선구는 7.13으로증가되었으며 98 증삼구는 8.79로현저하게증가를보였다. ( 나 ) ph 비교결과대조구홍삼의 ph는 5.63 이었으나 80 증삼흑삼제조구는 4.96 이

184 었고 98 증삼제조구는 4.25 였다. Table 3에서흑삼제조과정중증삼온도가증가됨에따라서 ph가현저하게낮아져서고온제조흑삼의경우신맛과떫은맛의주된요인이될수있음을알수있었다. ( 다 ) 갈색도는홍삼의경우 0.03 이었으나 80 증삼흑삼개선구는 0.14 였고 98 증삼제조구는 0.47로현하게증가되어홍삼이나 80 증삼흑삼대조구에비하여 98 증삼대조구는갈색도가현저하게증가되어갈색화반응이현저하게촉진되어그결과매우진한흑삼으로제조됨을알수있었다. Table 6-3. Color difference, ph and brown color intensity in the red ginsengs prepared by the steam heating processing at various temperature Sample of red ginseng Hunter value L a b ph Brown color intensity Red ginseng 78.81±0.28 e 1.09±0.37 a 23.12±0.50 b 5.63±0.08 e 0.03±0.01 a Steaming at ±3.89 d 4.90±1.15 b 24.64±0.35 b 5.24±0.03 d 0.07±0.01 a Steaming at ±1.20 c 5.93±0.32 b 25.01±0.89 b 5.15±0.06 d 0.14±0.03 b Steaming at ±2.05 b 7.13±0.54 c 24.94±0.68 b 4.96±0.09 c 0.14±0.03 b Steaming at ±1.73 b 8.01±0.48 cd 24.37±1.25 b 4.67±0.12 b 0.20±0.03 c Steaming at ±3.38 a 8.79±0.3 d 18.70±1.68 a 4.25±0.08 a 0.47±0.02 d 1) 2) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 (5) 흑삼제조조건별사포닌함량변화 ( 가 ) 증숙제조온도별제조흑삼의사포닌성분에대한 TLC 패턴변화는 Figure 6-3 와같은온도별사포닌성분의변화를보였으며 HPLC 분석결과 Figure 6-4와같이사포닌성분을분리정량하였다. 식약청품질기준에준하여 ginsenoside(g)-rb 1 과 G-Rg 1 을 HPLC로분석결과 Table 6-4과같이홍삼대조구는각각 2.41 mg/g 및 2.46 mg/g 이었고, 80 에서증삼하여제조된흑삼은 1.59 mg/g 및 0.87 mg/g 이었으며 98 에서증숙하여제조된흑삼의경우는 0.45 mg/g 및 0.08 mg/g 이었다. 여기서알수있는바와같이종래의흑삼제조방법은 G-Rb 1 과 G-Rg 1 의합이 0.53 mg/g으로식약청품질기준 0.8~34 mg/g 에미달됨을알수있었다. 따라서종래의흑삼제조방법으로볼수있는구증구포제조방법

185 은사포닌품질관리지표성분함량면에서볼때사포닌하량의품질기준에부적합함을알수있었다. 그러나 80 에서개선조건으로제조된흑삼의경우 G-Rb 1 : 1.59 mg/g 및 G-Rg 1 : 0.87 mg/g으로 2 개사포닌성분의합이 2.46 mg/g으로식약청의품질기준에적합하였다. ( 나 ) 흑삼제조과정에서인삼사포닌성분중 Rb 1, Rb 2, Rc, Rd 등 protopanaxadiol 사포닌성분들의탄소 20위치의배당체결합이가수분해되어 Rg3(S) 와 Rg3(R) 으로전환이증가되고 protopanaxatriol 사포닌성분인 Re는탄소 20위치의배당체결합이가수분해되어 Rg 2 (S) 와 Rg 2 (R) 로전환되어이들전환사포닌성분의함량이증가되는것으로밝혀졌다. 홍삼은 Rg 2 + Rg 3 함량이 0.24 mg/g 이었고, 80 증숙제조흑삼은 0.93 mg/g이었으며 98 고온증숙흑삼의경우는 3.14 mg/g으로크게증가되어현행고온증숙흑삼제조공정은이들전환사포닌함량이높은흑삼을만들고자할경우는이용이가능함을알수있었다. Figure 6-3. TLC of the red ginsengs processed by the steam heating processing at the various temperatures * The developing system was as flow : Chloroform-Methanol-Water (65 : 35 : 10, lower). The TLC plate was sprayed with 20% sulfuric acid, followed by heating at 105 for 10minutes

186 A B C Figure 6-4. HPLC chromatograms of ginsenosides of the red ginsengs prepared by the steam heating processing at various temperatures A: Normal red ginseng, B : Processing at 80, C : Processing at 98 Table 6-3. Ginsenosides amount of the red ginsengs prepared by steam heating processing at various temperatures Sample of red ginseng Red ginseng Steaming at 60 Steaming at 70 Steaming at 80 Steaming at 90 Steaming at 98 Ginsenoside contents (mg/g) Rb 1 Rg 1 Rg 2 (S) Rg 2 (R) Rg 3 (S) Rg 3 (R) Rg 2 + Rg ±0.38 1)c2) 2.46±0.27 c 0.14±0.03 a 0.04±0.02 a 0.04±0.02 a 0.02±0.01 a ±0.44 c 2.45±0.20 c 0.13±0.03 a 0.08±0.04 ab 0.07±0.02 a 0.03±0.02 a ±0.36 c 2.11±0.13 c 0.27±0.09 ab 0.13±0.03 bc 0.12±0.02 a 0.06±0.01 ab ±0.64 b 0.87±0.36 b 0.35±0.12 b 0.19±0.03 c 0.27±0.10 b 0.12±0.05 b ±0.11 b 0.40±0.03 a 0.56±0.09 c 0.39±0.05 d 0.69±0.11 c 0.29±0.08 c ±0.09 a 0.08±0.04 a 0.72±0.15 c 0.62±0.04 e 1.20±0.05 d 0.60±0.02 d ) 2) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 Rg 2 + Rg 3 = Rg 2 (S) + Rg 2 (R) + Rg 3 (S) + Rg 3 (R)

187 (6) 홍삼및흑삼의말톨 (maltol) 함량분석결과 ( 가 ) 홍삼및흑삼의말톨함량분석결과 Table 6-5에서와같이홍삼 0.35 ± 0.04 mg/g, 80 제조흑삼 0.41 mg/g 및 98 구증구포흑삼 1.56 ± 0.23 이었다. 홍삼의증숙제조과정의갈색화반응생성물로생성되는말톨의경우 80 제조흑삼의경우홍삼에비하여증가량이적은편이었으나 98 구증구포흑삼에서현저하게증가됨을알수있었다. 식약청품질관리기준에는홍삼및흑삼의품질관리규격에말톨기준이설정되어있지않았으나, 홍삼및흑삼의제조조건에따라서자가품질관리기준을설정하고말톨함량기준치를자가품질관리에활용할수있을것으로고찰되었다. ( 나 ) 홍삼의증숙제조과정에서갈색화반응이촉진되면서말톨성분이생성되고생성되는항산화효과가있는것으로보고되었다. 그러나홍삼및흑삼의물추출엑스제조과정이나이를함유한생약복합제품의제조과정에서갈색화반응이촉진됨에따라서그함량이변화될수있음로홍삼및흑삼의추출물엑스나이들원료인삼을함유하는생약복방제제품에서말톨성분을품질관리지표성분으로설정하여품질관리하기에는부적합한것으로고찰되었다. Table 6-5. The amount of maltol in red and black ginseng Ginseng sample Maltol content (mg/g) Red ginseng 0.35 ± ,2) Black ginseng (steaming at 80 ) 0.41 ± 0.06 a Black ginseng (steaming at 98 ) 1.56 ± 0.23 b 1) 2) All values are mean ± SD (n=3) Values with different superscripts within the same column are significantly different at p<0.05 (7) 저온제조흑삼공법을이용한제품화개발 ❶ 콜레스테롤저하흑삼생약복합제품개발 1. 원료사용 1) Gold type : 흑삼엑스 (1.4%) 와당귀, 천궁황기등혈액순환촉진, 간장보호및면역기능등증진생약류를배합하여흑삼의콜레스테롤저하효과를보완증대시킬수있는천연물생약재를배합추출하고쓴맛을감소시키고맛을조화시키기위하여덱스트린, 꿀, 올리고당및과당등을첨가하였다. 2) Premium type :

188 흑삼엑스 (3.0%) 와당귀, 천궁황기등혈액순환촉진, 간장보호및면역기능등증진생약류를배합하여흑삼의코레스테롤저하효과를보완증대시킬수있는천연물생약재를배합추출하고쓴맛을감소시키고맛을조화시키기위하여덱스트린, 꿀, 올리고당및과당등을첨가하였다. 3) Mild type : 흑삼엑스 (0.7%) 와당귀, 천궁등혈액순환촉진생약류와운지버섯, 표고버섯등면역효과와콜레스테롤저하효과가있는원료를사용하여흑삼의콜레스테롤저하효과를보완증대시킬수있는천연물생약재를배합추출하고, 쓴맛을감소시키고맛을조화시키기덱스트린, 꿀, 올리고당및과당등첨가 ❷ 추출제조조건 1) 흑삼엑스제조흑삼은원료값이고가이고엑스및사포닌의추출효율성이낮은점을고려하여, 흑삼에물을 1차 (15배: V/W), 2차 (10배: V/W), 3차 (10배: V/W) 용량으로각각가하여 85 에서 8시간씩 1 ~ 3차추출후여과농축한다음 60 에서감압농축시켜고형분함량이 60% 이상이되도록흑삼엑스제조한다음인삼의적정복용량 ( 2 ~ 5g/ 일 ) 과콜레스테롤저하효과등을고려하여제품타입별로흑삼엑스배합농도를설정하여원료로사용한다. 2) 생약재추출액제조당귀, 천궁황기등혈액순환촉진효과, 간장보호효과및면역기능이있는생약류를원료 (g) 대비용량 (ml) 기준으로 20배 (ml/g) 물을가하여 85 에서 24시간 x 1회추출후여과하여파우치액으로한다. 3) 흑삼생약복합제품제조생약재추출액에흑삼엑스를 gold, premium 및 mild 타입별로배합하고잘혼합하여용해시킨다음각종첨가물을배합비율에준하여혼합용해시킨다음여과하고 90 에서 30 분간살균시킨다음파우치에포장한다. Gold 타입과 premium 타입은작업현장에서작업상의편의성도모를위하여생약재추출액및첨가물의배합농도는같게하고흑삼엑스배합농도와최종파우치에포장용량만을달리하여포장한다음 90 에서 30분간후살균처리하여제조공정을마치고실온에서약 3일간이상충분히식힌다음외관등최종포장상태및품질을확인후타입별로박스포장을한다. 한편 Light 타입은쓴맛을선호하지않은여성및젊은층을주대상하여개발하였다

189 흑삼생약복합제품 (gold) 배합비율 재료명원료사용량 1 비고 ( 한방, 민간전통약물로알려진효능 ) 흑삼엑스 1.4g 콜레스테롤저하, 면역증강, 피로회복 당귀 2.8g 혈액순환도와주고장기능개선 천궁 2.8g 혈액순환촉진및당귀의효능을높여줌 황기 2.8g 간장보호, 면역기능보호 숙지황 2.8g 혈액순환촉진 작약 1.2g 이뇨, 조혈및지 ; 한등효능 뽕잎 1.2g 코레스테롤배출로심혈관질환에좋음 구기자 1.2g 간장세포촉진및지방간예방 녹용엑스분말 0.42g 발육촉진및저항력증진 대추 3.0g 혈액순환을원활하게하고, 맛을조화시킴 젖산칼슘 0.2g 골과치아형성, 골의강도유지 Vit C 70 mg 콜라겐형성에필수, 철분흡수촉진등 Vit B1 인산염 2.0 mg 당질대사에필요, 신경의기능유지 Vit B2 인산에스테르나트륨 2.0 mg 당질, 단백질, 지방대사에필요 타우린 0.2g 간기능개선및피로회복 시크로덱스트린 2.0g 흑삼및생약재추출물의고미감소효과 말토덱스트린 2.0g 당류의흡수를억제시켜긱후혈당조절 꿀 4.0g 피로회복및감미부여 프락토올리고당 6.0g 배변활동원활및칼슘흡수에도움 과당 6.0g Vit C 함께감기예방, 면역력강화 1 : 원료사용량 / 파우치액 100ml 기준 - 포장단위 /1 box : 15ml x 60포 = 900ml /1 box - 총제품제조량 ( 작업공정에서 5% 손실율고려 ) : 945ml /1 box

190 흑삼생약복합제품 (premium) 의배합비율 재료명원료사용량 1 비고 ( 한방, 민간전통약물로알려진효능 ) 흑삼엑스 3.0 콜레스테롤저하, 면역증강, 피로회복 당귀 2.8g 혈액순환도와주고장기능개선 천궁 2.8g 혈액순환촉진및당귀의효능을높여줌 황기 2.8g 간장보호, 면역기능보호 숙지황 2.8g 혈액순환촉진 작약 1.2g 이뇨, 조혈및지 ; 한등효능 뽕잎 1.2g 코레스테롤배출로심혈관질환에좋음 구기자 1.2g 간장세포촉진및지방간예방 녹용엑스분말 0.42g 발육촉진및저항력증진 대추 3.0g 혈액순환을원활하게하고, 맛을조화시킴 젖산칼슘 0.2g 골과치아형성, 골의강도유지 Vit C 70 mg 콜라겐형성에필수, 철분흡수촉진등 Vit B1 인산염 2.0 mg 당질대사에필요, 신경의기능유지 Vit B2 인산에스테르나트륨 2.0 mg 당질, 단백질, 지방대사에필요 타우린 0.2g 간기능개선및피로회복 시크로덱스트린 2.0g 흑삼및생약재추출물의고미감소효과 말토덱스트린 2.0g 당류의흡수를억제시켜긱후혈당조절 꿀 4.0g 피로회복및감미부여 프락토올리고당 6.0g 배변활동원활및칼슘흡수에도움 과당 6.0g Vit C 함께감기예방, 면역력강화 1 : 원료사용량 / 파우치액 100ml 기준 - 포장단위 /1 box : 40ml x 30 포 = 1,200ml /1 box - 총제품제조량 ( 작업공정에서 5% 손실율고려 ) : 1,260ml /1 box

191 흑삼생약복합제품 (mild) 배합비율 재료명원료사용량 1 비고 ( 한방, 민간전통약물로알려진효능 ) 흑삼엑스 0.7g 콜레스테롤저하, 면역증강, 피로회복 당귀 0.6g 혈액순환도와주고장기능개선 천궁 0.6g 혈액순환촉진및당귀의효능을높여줌 운지버섯 0.6g 면역효과, 콜레스테롤저하, 혈당증가 표고버섯 0.6g 혈액순환촉진, 콜레스테롤저하 작약 0.6g 이뇨, 조혈및지 ; 한등효능 뽕잎 0.6g 코레스테롤배출로심혈관질환에좋음 구기자 0.6g 간장세포촉진및지방간예방 노루궁뎅이버섯 0.6g 당뇨예방, 장질환예방 대추 1.5g 혈액순환을원활하게하고, 맛을조화시킴 젖산칼슘 0.2g 골과치아형성, 골의강도유지 Vit C 70 mg 콜라겐형성에필수, 철분흡수촉진등 Vit B2 1.0 mg 당질, 단백질, 지방대사에필요 Vit B6 1.0 mg 지방과아미노산 eio 사와단백질합성에필 요 타우린 0.2g 간기능개선및피로회복 시크로덱스트린 1.0g 흑삼및생약재추출물의고미감소효과 말토덱스트린 1.0g 당류의흡수를억제시켜긱후혈당조절 꿀 4.0g 피로회복및감미부여 프락토올리고당 4.0g 배변활동원활및칼슘흡수에도움 과당 4.0g Vit C 함께감기예방, 면역력강화 1 : 원료사용량 / 파우치액 100ml 기준 - 포장단위 /1 box : 15ml x 60 포 = 900ml /1 box - 총제품제조량 ( 작업공정에서 5% 손실율고려 ) : 945 ml /1 box

192 제 장목표달성도및관련분야에의기여도 1. 흑삼제조기술개발및표준화공정확립 흑삼의표준화제조공정확립 기존의흑삼제조방법은구증구포방식으로제조시간이오래걸리고, 잘못증숙하게 되면인삼이탄화되어발암물질인벤조피렌성분이생성되는문제점들이발견되었다. 본연구는인삼성분의물리 화학적전환원리를과학적으로적용하여제조시간을단축 시키고, 유효특정사포닌성분함량을극대화한흑삼을다량제조할수있는방법을개 발하여특허등록을완료하였다. 종래의흑삼제조방식은주로구증구포제조방법을이 용하여원료인삼을 9 번증숙하고말리는과정을거쳐제조되어왔으며, 제조규모시설 에따라약 18 일이상이소요될뿐아니라반복되는증숙과정중에가용성엑스성분이 용출되어흑삼제조수율이약 25.4% 로저조하고신맛, 텁텁한맛및쓴맛이강하여향미 에문제점이있어이에대한개선책이우선적으로요구되었다. 이와같은문제점개선 을위하여 60 ~ 98 범위의증숙과정을반복하여흑삼을제조한결과, 80 제조구의 품질및제조수율이가장양호하였으며, 종래흑삼구증구포제조 : 최소 11 일이상 80 저온흑삼제조 6 일소요, 증숙조건 : 습열, 증숙온도 : 80, 증숙횟수 : 3 회, 건조온 도 : 65, 종래흑삼제조수율 : 25.4% 저온개선흑삼제조수율 : 27.6%, 종래흑삼건 조엑스함량 : 26.1% 저온개선흑삼제조수율 : 31.0% 로흑삼제조시간단축및수율증대 효과를얻었다. 기존의흑삼제조방법은숙지황제조에사용되어온구증구포방식을 도입하여제조시간이매우길고, 잘못증숙하게되면직화열이직접인삼에닿아탄화 되어발암물질인벤조피렌이생성되는문제점들이발견되었다. 본연구는인삼성분의 물리 화학적전환원리를과학적으로적용하여제조시간을단축시키고, 안전한방법으로 다량의흑삼을제조할수있는방법을개발하여특허등록을완료하였다. 본연구에서 개발된기술은기존의인삼시장에서 흑삼 시장개척의경쟁력있는새로운블루오션을 창출할수있을것으로사료된다. 흑삼의표준 Ginsenoside 최적분석조건확립 HPLC 를이용한흑삼의유효표준 Ginsenoside 지표물질설정및지표물질성분분석 법을확립하여표준화된검사방법으로제조흑삼의품질을향상시킬수있었다. 식약 처의인삼사포닌 Rg 1 + Rb 1 품질규격및흑삼의특이사포닌 Rg 3 + Rg 2 함량도양호하 였다. 종래흑삼제조 (Rg 1 +Rb 1 ): 0.53 mg/g 저온개선흑삼제조 2.46 mg/g 저온제조기준치설정 : (Rg 3 +Rg 2 ): 0.6 mg/g ( 실제분석치 : 0.93mg/g) 말톨 (maltol) 함량기준치 : 0.25% 이상 2. 흑삼의콜레스테롤저하기능에대한 in vitro 효능평가

193 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NO and MTT assay : RAW264.7과 BV2 cell에서 LPS에의해유도된 NO 생성을홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스가억제할수있는지알아보기위해 NO assay를진행하였다. RAW264.7과 BV2 cell 모두에서농도의존적으로 (125, 250, 500 and 1000μg / ml ) NO 의생성을억제하였다. 또한홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NO 생성억제능은 RAW264.7보다 BV2 cell에서조금더강한것을확인하였다. MTT asay결과 RAW264.7과 BV2 모두 1000μg / ml의농도까지독성을보이지않았기때문에 NO 생성의억제는독성과는무관한것으로확인되었다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 RT-PCR BV2 cell에서홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 inos, COX2와 proinflammatory cytokine의발현억제양상을확인하기위하여 BV2 cell에샘플처리후 LPS를이용하여염증반응을유발시킨뒤 PCR을실시함. 총 5가지인자 (inos, COX-2, IL-6, IL-1β and TNF-α) 의발현정도를확인하였다. 그결과홍삼엑스는 NO assay의데이터와비슷하게최고농도인 1000μg / ml에서 50% 이상의발현억제능을보였고, IL-1β 또한농도의존적으로많은양의 cytokine 생성을홍삼엑스가억제함. COX-2는 20% 정도의억제를보였고나머지 IL-6와 TNF-α의발현은전혀억제하지못함. 현행흑삼엑스는 inos, TNF-α와 IL-1β에서농도의존적으로발현이억제되었고, COX-2는농도의존적인양상을보이진않았지만최고농도인 1000μg / ml에서 50% 정도의억제능을보인반면 IL-6에서는아무런효과를보이지않음. 저온흑삼엑스는 NO assay에서 3가지샘플중가장적은 NO 생성억제능을보인것과유사하게 inos 의발현을눈에띄게감소시키지는못함. 하지만다른두샘플과는다르게 COX-2의발현을농도의존적으로많은양감소시켰으며 IL-1β 또한농도의존적으로감소하는그래프를나타냄. IL-6와 TNFα는저온흑삼엑스의처리에어떠한효과를보이지않았다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 Prostaglandin E2 assay Prostaglandin E2 assay를통해홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 PGE2 분비억제능을확인함. 3가지추출물중저온흑삼엑스가농도의존적으로가장많은양의 PGE2 분비를억제함. 현행흑삼은 500μg / ml까지많은양의 PGE2의분비를억제하였지만최고농도인 1000μg / ml에서는다시 PGE2의분비를증가시킴. 반면홍삼엑스는 RT-PCR의 COX-2 결과와유사하게 PGE2 분비에있어강한효과를보이지않았다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 NF- B luciferase assay LPS만단독으로처리한세포에서는 NF-kB activity가증가하였지만홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스를처리함에따라농도의존적으로 NF-kB의 activity가감소하는것을확인하였다. 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 western blotting 홍삼엑스, 현행흑삼엑스와저온흑삼엑스의 MAPKs phosphorylation 억제정도를알아보

194 기위해 time course로써 15분, 30분, 60분에단백질을추출하여실험을진행함. 세가지샘플이각기다른시간에 phosphorylation을억제하는것으로확인되었다. 홍삼엑스에서 p-erk는 15분, p-jnk는 30분그리고 p-p38은 15분에약하게 phosphorylation이억제됨. 저온흑삼엑스의경우 p-erk는 15분, 30분에서강하게 phosphorylation을억제하였지만 p-jnk와 p-p38는효과가없었음. 현행흑삼엑스는 p-erk 30분에 phosphorylation이억제되었고, p-jnk와 p-p38는 15분에서약한억제능을보였다. 3. 흑삼의콜레스테롤저하기능에대한 in vivo 효능평가 백삼엑스, 홍삼엑스, 저온흑삼엑스와현행흑삼엑스의지질성분변화총콜레스테롤 (total cholesterol, T-CHOL) 은 high cholesterol diet 식이군 (HCD) 에서 Normal diet 식이군 (ND) 보다상승하였으나각각의샘플에서는효과가없었다. 중성지방 (Triglyceride, TG) 은 HCD군에서오히려 ND군보다수치가감소하였고, 모든샘플에서효과가없었다. 고밀도지단백 (High-density lipoprotein, HDL) 은샘플을투여한군에서 HCD군보다조금수치가상승하는것을확인하였다. 저밀도지단백 (Low-density lipoprotein, LDL) 은 HCD군에서 ND군보다 2배이상수치가증가하였으며, 백삼과저온흑삼을투여한마우스에서수치가일정량감소하는것을확인하였다. 백삼엑스, 홍삼엑스, 저온흑삼엑스와현행흑삼엑스의 GOT, GPT변화 ND보다 HCD에서 glutamic oxaloacetic transaminase (GOT or AST) 와 glutamic-pyruvic transaminase (GPT, ALT) 의수치가증가한것을확인하였다, GOT 수치는저온흑삼과현행흑삼이, GPT수치는백삼엑스와저온흑삼엑스가약한효과를가지고있는것으로확인되었다. 4. 흑삼의고콜레스테롤혈증동물모델에서의효능평가 본연구는흑삼의새로운제조공정방법을통하여제조된흑삼의저온제조흑삼의에탄 올추출물 (BG_EoTH) 과저온제조물추출물 (BG_H2O) 이고콜레스테롤사료 (D12336) 로유 도된고콜레스테롤혈증생쥐모델에서콜레스테롤개선효능을입증하고자하였다. 체중변화는실험종료 13주최종기준으로대조군에비하여양성대조군 Lovastatin, 그리고실험군에서는고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여 BG_EoTH (200 mg/kg) 에서는 11.6g과 BG_H2O (200 mg/kg) 에서는 11.0g 감소된추이를보여서체중변화와는큰차이를나타내지않았다. 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 의식이효율이 23.62% 임을나타내고있으며, 이에비하여식이효율은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-NC) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군, BG_EoTH (200 mg/kg), 그리고 BG_H2O (200 mg/kg) 등실험그룹에서감소된추이를보였으나통계학적유의성은나타나지않았다. 고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내총콜레스테롤 (total

195 cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내총콜레스테롤 (total cholesterol) 에비하여약 5.4% 이상증가를나타내었다. 실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg)(p<0.05) 과 BG_EoTH (200 mg/kg)(p<0.05) 등이대조군에비하여 33.9% 와 30.4% 이상통계학적유의성있게감소를나타냈다. 고콜레스테롤혈증병태모델에서시험물질에따른혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 의수준을나타내는그래프로, 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 수준은정상대조군의혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 에비하여약 13.3% 이상증가를나타내었다. 실험군에서는 BG_H2O (200 mg/kg)(p<0.05) 과 EoTH (200 mg/kg)(p<0.05) 등이고콜레스테롤혈증대조군에비하여 35.2% 와 33.8% 이상통계학적유의성있게감소를나타냈다 (Fig. 5,Table 3). 그러나양성대조군인 Lovastatin 투여군은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여혈청내저밀도콜레스테롤 (LDL-cholesterol) 수준이감소는하였으나통계학적유의성은나타나지않았다. 고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 의간무게 (liver weight) 은정상대조군의간무게 (liver weight) 에비하여 46.7% 이상증가를하였다. 그리고고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여양성대조군인 Lovastatin 투여군은차이가없었고, BG_H2O (200 mg/kg) 과 BG_EoTH (200 mg/kg) 은고콜레스테롤혈증대조군 (D12336-control) 에비하여감소하였으나통계학적으로유의성있게감소한투여군은 BG_EoTH (200 mg/kg) (p<0.001) 으로나타났다. 간조직에서발현되는 유전자발현은고콜레스테롤혈증대조군 에비하여 와 그리고 투여군은통계학적유의성있게감소를나타내었다 조직검사에서도양성대조군 Lovastatin 200 mg/kg (D12336-Lovastatin_20) 투여군, BG_EoTH 과 BG_EoTH 투여군이지방세포크기증가, 지방축적 (oil red O 염색 ) 을억제하였고, 간조직에서는양성대조군 Lovastatin 200 mg/kg (D12336-Lovastatin_20) 투여군, BG_EoTH과 BG_EoTH 투여군이대조군에비하여지방구및지방침착을억제하는결과를나타내었다. 결론적으로고콜레스테롤사료 (D12336)(D12336) 급여고콜레스테롤혈증모델에서콜레스테롤개선 BG_EoTH & BG_H2O 추출물을 6주간투여로지방조직중량감소, 혈중총콜레스테롤수준감소, 혈중저밀도콜레스테롤수준감소, ACAT2, HMG-CoAR, SREBP2 mrna 유전자발현량감소등으로콜레스테롤개선효과를나타내고, 간과지방세포에서생체에너지대사조절하는 ACAT2, HMG-CoAR, SREBP2 mrna 유전자발현이억제되어간에서콜레스테롤의합성을억제하는기전으로콜레스테롤개선효과를나타내는것으로사료된다

196 본연구기술개발결과물에대한제품사진 기술성과제품사진 흑삼제조 ( 증삼시랩핑및밴딩에의한동체균열억제효과를보여주는사진 ) Ÿ 흑삼의제조시동체의균열을억제하기위하여수삼의동체를내열성재질로감아 서밴딩한상태에서 1 차증삼하는것을특징으로하는고콜레스테롤혈증예방및 치료용약학조성물 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군별장기무게의차이를보여주는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

197 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군에서간조직에서발현되는 ACAT2 mrna 유전자발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의 HMG-CoAR mrna 유전자발현을나 타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

198 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서실험군의간조직에서의 SREBP2 mrna 유전자 발현을나타내는그래프 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을 H&E 염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

199 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을오일 - 레드염색한이미지 저온제조흑삼을이용한고콜레스테롤효능효과

200 Ÿ 고콜레스테롤혈증병태모델에서각실험군의간조직을복부지방조직을오일레드 염색한이미지

201 5. 저온제조흑삼공법을이용한콜레스테롤저하헬스케어제품개발 저온제조흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어제품으로파우치, 절편, 엑기스, 드링 크제품을개발하여상품화하였다. 기술성과제품사진 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

202 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 g 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

203 기술성과제품사진 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과 신규제품도면 ( 시안 ) 첨부 제품생산 제품정보 공급가격 : 미정 규격 (size) : 50 ml 소재 : 저온제조흑삼추출물 특징 : 콜레스테롤저하, 면역증강, 항암, 인지등효과

204 본연구결과물에대해논문게재및특허출원등도실시하여지식재산권확보달성 논문 (JGR 게재 ) 논문 (JGR 투고 ) 특허 논문및특허 Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in rats Anti-obesity effects of black ginseng extract in high fat diet-fed mice 콜레스테롤개선활성이우수한흑삼추출물을함유하는조성물 ( 출원번호 ) 특허과일주스를이용한홍삼또는흑삼의제조방법 ( 등록번호제 호 ) 논문 (JGR 투고 ) : Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in rats 특허출원 : 콜레스테롤개선활성이우수한흑삼추출물을함유하는조성물 ( 출원번호 ) 본연구결과물에대해전시회및다수의포스터발표로홍보유치기술확산및보급화도실시함 The effect of black ginseng extract on the hypercholesterolemia in mice and in rats(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The protective effect of black ginseng extracts on neuro-inflammation in BV2 microglia (2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) Neuroprotective effects of black ginseng against Aluminum(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The properties of Maillard type-browning reaction and caramelization with the formations of amino sugars and maltol on the red ginseng preparative processing(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) The maillard type-browning reaction and the non-enzymatic conversion of ginsenosides on the preparative processes of red and black ginseng at the different temperature(2014 The 11 th International Symposium on Ginseng) Studies on characteristic compounds and lipid metabolic activity in black ginseng(2015 Spring Ginseng Conference) Black ginseng extracts ameliorates hypercholesterolemia in SD rats(2015 Spring Ginseng Conference) 등다수의포스터발표로기술확산 홍보화유치 기술보급화성과를거둠

205 본연구기술개발결과물에대한전시회및박람회참가사진 번호전시회 or 박람회명일시참가내용 중국청두구정쇼핑페스티벌 터키이스탄불박람회 중국심천가정용품 / 선물용품전시회 ~ ~ 중국쿤밍전시회 06.11~ 우즈베키스탄, 카자흐스탄시장개척단 한국전시관제품전시 중국전역 200여개식품 shop에제품홍보및판매계획 전시회참가후다양한교류를통해협상진행중 터키식품업체와협상중 Trial order 진행후수출관련협약체결 04.24~04.29 한국전시관제품전시 09.14~09.19 전시회및박람회참가이미지 한국전시관제품전시 Trial order 진행후수출관련협약체결 다양한바이어와의비즈니스매칭상담회진행

206 6. 흑삼을이용한콜레스테롤저하헬스케어제품을위한상표출원 본연구결과를바탕으로흑삼을이용한콜레스테롤저하개선효과를부각시킨제품생 산을위한상표를출원하였다 ( 위아체흑삼 Weache Black Ginseng). ü건강, 웰빙, 로하스에대한지속적인증가와정보채널의다양화로소비자들의수준이높아지고있으며, 국내건강기능성식품시장은방문판매및다단계채널은정체또는감소하고있는반면할인점, 백화점내건강기능식품취급율이증가하고있는것으로나타남. ü 최근비타민등건강관련식품콘텐츠가인기를얻어시장의기대감이커지고있기에, 한약재를소재로한기능성식품개발은큰의의가있다고사료된다

207 제 장연구개발성과및성과활용계획 본연구에서개발한흑삼제조공정은제조시간을단축시키고, 흑삼의제조수율제고및품질개선에활용함으로써전반적인흑삼제품의품질개선향상이가능하였다. 안전한흑삼제조공정개발방법으로다량의흑삼을제조할수있는방법으로, 인삼시장이홍삼류제품에제한을받고있어산업확장에는다소어려움이있지만, 소규모인삼농가의수익성확보를위해지자체나관련기관을통한기술소재를통해인삼시장에서경쟁력있는새로운블루오션을창출할수있는사업으로사료된다. 흑삼의지표유효사포닌인 ginsenoside Rg 1, Rb 1, Rg 3 등의분석을위한표준화된검사방법을확립함으로써제조흑삼의품질을향상시킬수있고, 소비자들에게신뢰를줄수있는제품을생산할수있다. 본연구에서규명한흑삼의신규기능성인콜레스테롤저하예방효과에대한과학적자료를바탕으로, 흑삼을단순한건강보양식으로제한하지않고, 연령층과특정효능을타겟으로삼는건강기능식품개발의주류를따라특정진세노사이드성분을강화한제품과특정효능-콜레스테롤저하효과를위한헬스케어제품개발을시도하였다. 오랜전통문화를지닌우리나라가전통약물을이용함으로서한약제제를이용한고콜레스테롤혈증치료제개발이가능하였다. 콜레스테롤개선효능물질의활용기술개발을통해국제적경쟁력을확보로국제경쟁력을통해선진국들과대등하게경쟁할수있다. 본연구결과를바탕으로하여, 아직까지규명되지않은흑삼의기능성을다양한연구를통하여규명함으로써, 새로운시장진입을위한과학적근거자료로활용가능할것으로사료된다. 1. 기술적성과 인삼산업법의시행에따라허용된흑삼의제조가공유통뿐만아니라, 효능에대한과학적규명을통하여인삼시장에서흑삼산업의경쟁력을확보할수있었다. 인삼시장의경쟁대상국인중국, 캐나다에없는흑삼가공기술을통하여, 대한민국의국제적인브랜드창출과제조기술의선점을통하여국부창출의기회를모색할수있었다. 기능성유효성분의소재개발을통한헬스제품개발로고부가가치를극대화시킬수있었다. 흑삼을이용한콜레스테롤조절작용에대한체계적인연구가가능할수있도록연구기반의토대를제공하였다. 흑삼제조공정개선및흑삼의표준지표물질분석법확립, 흑삼의신맛, 텁텁한맛등개선을위한제품제조품질기술확립화등의기술적성과를달성하였다. 연구성과와관련된특허, 실용신안, 논문발표등실적을달성하여기술확산및보급화를실현하였다

208 2. 경제적성과 농산물인흑삼의지역특성화사업을통한농가의소득증대에기여함 : 흑삼의원료인인삼재배의본고장인금산이므로, 흑삼을이용한본기술개발사업의성공과지속적인연구개발로인한그이용성이확대될경우충남지역의고부가가치를갖는특화작물로의성장이가능할것으로판단된다. 충청남도유망중소기업및 INNOBIZ기술혁신형중소기업으로, 충청남도에제1, 2공장연구소를보유하고있기에, 지역개발육성사업에기여하는바가매우클것으로예상된다. 신규기능성을입증한고부가가치를지닌헬스케어흑삼제품개발로관련산업을활성화시킬수있을것으로사료된다. 흑삼을이용하여콜레스테롤저하헬스케어드링크제제품을보급함으로서세계및한국인의사망원인의 1위인심혈관계질환의사망자수를저하시키는직접적인효과를창출하였다. < 콜레스테롤수치를 10% 낮추면심혈관계질환의발병률이 30% 이상감소시킬수있음 >. 심혈관계발병률을저하시킴으로서의료비용및생산성감소로인한경제적손실을줄여주는효과를주었다. 개발기업의이익창출및수출증대에기여함 : 안정성이확보된흑삼의콜레스테롤저하헬스케어제품으로산업화시국내에서의이익창출은물론이고해외로까지수출이가능하다고판단된다. 콜레스테롤저하관련헬스케어제품및원료의수입대체효과가져옴 : 우리나라의대부분의건강기능성식품의수출은미비한반면에대부분의원료및제품으로수입하는실정으로, 국내의콜레스테롤관련제품과소재의대부분은수입하는것으로본기술개발의성공으로인한산업화시원료와제품의수입대체효과를기대함과동시에제품및원료수출에기여할것으로기대된다

209 제 장연구개발과정에서수집한해외과학기술정보 세계인삼관련특허현황 일본의특허동향 분야의 치료제 항알러지 위장질환분야 건 조혈및혈 관질환개선분야 건 위암예방및치료제분야 건으로인삼의의약분야에응용이 증가되고있음 일본의특허출원및기술요인점유율분석 자료 일본통계청 중국의특허동향 중국특허에서는 분야 건 와 분야가 건 로써약 의점유율을나타내고있으며 이분야에대한연구개발이많이이루어지고있음 중국의특허출원및기술요인점유율분석 자료 중국통계청 총괄특허동향분석 특허를출원한국가는총 개국 포함 이다 출원은중국 이가장많고그다음한국 일본미국순으로나타났다 각국점유율을보면상위 개국인 중국 한국 일본이전체특허의 를차지함

210 총괄특허동향분석 자료 통계청 세계인삼제품생산현황 프랑스는해외에서수입한인삼원료외에도지난 년부터피카르디 프랑스북부 지방에서재배하는인삼 연간 톤정도 을사용해크림 샴푸 젤리형등영양제를제조하고있다 나머지는제약회사에서강장제등갱년기현상방지보약을캡슐이나분말형태로제조 판매하고있는것으로알려졌다 프랑스 개의의약품제조업체들가운데 등 개사가인삼을원료로한의약품 주로영양제및강장제 시장의약 를차지하고있고 및 등 개사가인삼시장의 를차지하고있어상기한 개사의동시장점유율은 인셈이다 독일 스위스에서는인삼을비타민 미네랄 다른생약제들과복합제조하여새로운제 품을만들어상품화하였다 스위스의파마톤회사는인삼추출물 을만들었는데 는일정량의 종을모아 를표준화하여만든것으로매년 억달러의매출을기록하고있으며 인삼전체시장의 를차지하고있다 유럽의 사는 같은 을표준물질로판매하고 있다 사는 을판매하고있다 미국의 사는 를표준물질로생산하여판매하고 있다

211 중국의 에서는순도 이사의 의표준물질을판매하고있다 세계인삼산업의현황 인삼을상업적으로재배생산하는나라는한국을비롯한중국 일본 미국 캐나다 유 럽일부지역이다 수삼의생산량은중국 한국 그리고북미순으로많이생산한다 전체생산량은약 만톤정도이며 년대말까지전세계인삼생산량의 를유지 하던우리나라는 년대 내외로감소하였고 중국은 년대세계인삼생산량의 로증가하였다 미국과캐나다의화기삼은세계인삼의 내외를차지한다 세계인삼산업의여건변화 자연치료와대체요법에대한관심이늘어나면서인삼은다른한약재나허브와함께기능성 식품으로취급되고있는데 미국 일본 유럽등선진국에서건강기능성식품시장은대체료연평균 를상회하는높은성장을거듭하고있다 특히 중국계소비자들의경우오랜 세월동안인삼복용의효과를체험하였을뿐만아니라 인삼은노인들의면역기능강화에서중년의체력보강과피로회복 청소년들의지능과학업성적을향상하는데도움이되는등적용범위가넓다고믿고있어서 특히인삼을원료로한건강기능식품의소비를선호하고잇는것으로알려졌다 기능성식품에대한소비의일환으로세계인삼소비는건강기능성 식품소비와비슷한성장을할것으로추정되며 이를놓고미국 캐나다 중국등경쟁국들 의약진이두르러질것으로전망된다 세계인삼시장의새로운추세는무엇보다먼저화기삼의시장확장과산양삼의등장을들 수있다 즉 미국과캐나다는서양삼과동양삼을차별화하고 노인이나여성 어린이들에게 위험한동양삼보다안전한서양삼을소비하라고홍보하여화상네트워크를통해동양삼시장을침투하고있다 국제인삼거래의중심지인홍콩에서 년나라별인삼수입자료를보면소위서양삼이라할수있는캐나다와미국으로부터수입이 천달러로 물량기준 를차지하는데비해우리나라로부터수입은 천달러로 물량기준 에불구하다 특히야생삼은전체수입량의 인 을미국으로부터수입하고있는데 이는같은해미국이홍콩에수출한재배삼 천달러보다배가넘는 천달러가된다 세계인삼시장의또다른변화추세는기존의동양인에서유럽이나남미 아프리카등으로 확대되면서인삼뿌리로거래되는원형삼유통체제에서탈피하여과학적효능을전제로한

212 가공식품시장이확대되고있다 최근인삼의효능에대한과학적인접근이활발하게이루어 지고이를바탕으로새로운제품을개발하거나마케팅활동이이루어지고있다 특히중국의경우약전의인삼에대한시험내용에인삼의주성분인 중 과 는각기총량의 이상 은 이상으로규정하고있어효능에기초한관리를 시도하고있다는점도인삼산업의향후발전방향을시사한다고할수있다

213 1. Blois MS. Antioxidant determinations by the use of a stable free radical. Nature 1958; 181: JLavnikova, N., S. Prokhorova, L. Helyar, and D.L. Laskin Isolation and partial characterization of subpopulations of alveolar macrophages, granulocytes, and highly enriched interstitial macrophages from rat lung. Am J Respir Cell Mol Biol 8: Hamelmann, E., A. Oshiba, J. Loader, G.L. Larsen, G. Gleich, J. Lee, and E.W. Gelfand Antiinterleukin-5 antibody prevents airway hyperresponsiveness in a murine model of airway sensitization. Am J Respir Crit Care Med 155: Myou, S., M. Fujimura, M. Yasui, T. Ueno, and T. Matsuda Bronchoalveolar lavage cell analysis in measles viral pneumonia. Eur Respir J 6: Stock, P., O. Akbari, G. Berry, G.J. Freeman, R.H. Dekruyff, and D.T. Umetsu Induction of T helper type 1-like regulatory cells that express Foxp3 and protect against airway hyper-reactivity. Nat Immunol 5: Tanaka, H., T. Masuda, S. Tokuoka, Y. Takahashi, M. Komai, K. Nagao, and H. Nagai Time course study on the development of allergen-induced airway remodeling in mice: the effect of allergen avoidance on established airway remodeling. Inflamm Res 51: Van Rijt LS, Vos N, Hijdra D, de Vries VC, Hoogsteden HC, Lambrecht BN. Airway eosinophils accumulate in the mediastinal lymph nodes but lack antigen-presenting potential for naive T cells. J Immunol. 2003;171(7): Liard R., B Leynaert, M Zureik, FX Beguin, and F Neukirch. Using Global Initiative for Asthma guidelines to assess asthma severity in populations. Eur Respir J. 2000; 16: Mosmann, T R., H. Cherwinski, M. W. Bond, M. A. Giedlin, and R. L. Coffman Two types ofmurine helper T cell clone. I. Definition according to profiles of lymphokine activities and secreted proteins.j. Immunol. 136: Fiorentino DF, Bond MW, Mosmann TR. Two types of mouse T helper cell. IV. Th2 clones secrete a factor that inhibits cytokine production by Th1 clones. J Exp Med. 1989;170(6): Okudaira H, Hongo O, Ogita T, et al : Serum IgG and IgE antibody levels in patients with bronchial asthma, atopic dermatitis, eosinophilic granulomas of the soft tissue (Kimura 's disease) and other diseases, Ann Allergy, 50:51 4, Iijima OT, Takeda H, Komatsu Y, Matsumiya T, Takahashi H. : Atopic dermatitis in NCJic mouse associated with Myobia musculi infestation, Comp. Med, 50: , Yamaguchi T, Ono K, Shigeta S et al. : Differences in response of patient s blood cells with bronchial asthma to diverse house dust Mite Ext. allergens by histamine release assay, Jpn. J

214 Allergol, 42: , Leung DYM, Bieber T. : Atopic dermatitis, Lancet, 361: , Kang K, Stevens SR. : Pathophysiology of atopic dermatitis, Clin. Dermatol, 2003: 21; , Ellis C, Luger T, Abeck D et al. : International Consensus Conference on Atopic Dermatitis II (ICCAD II): clinical update and current treatment strategies, Br. J. Dermatol, 63:3-10, Hamid Q, Boguniewicz M, Leung DYM : Diffential in situ cytokine gene expression in acute versus chronic atopic dermatitis, J. Clin. Invest, 94: , Ohmen JD, Hanifin JM, Nickoloff BJ et al. : Overexpression of IL-10 in atopic dermatitis. Contrasting cytokine patterns with delayed-type hypersensitivity reactions, J. Immunol, 154: , Siwiec J, Zaborowski T, Jankowska O, Wojas-Krawczyk K, Krawczyk P, Milanowski J. Evaluation of Th1/Th2 lymphocyte balance and lipopolysaccharide receptor expression in asthma patients. Pneumonol Alergol Pol. 2009;77(2): Nawrocki AR, Scherer PE. The delicate balance between fat and muscle: adipokines in metabolic disease and musculoskeletal inflammation. Curr Opin Pharmacol (3):

215 < 첨부. 특허, 논문및시장분석보고서 > 특허, 논문, 제품 ( 시장 ) 분석보고서 신청과제명 흑삼의콜레스테롤저하헬스케어드링크제상품화 주관연구책임자김현경주관기관 대덕바이오 1. 본연구관련국내외기술수준비교 흑삼제조기술대한민국 80% 95% 100% 2. 특허분석 가. 특허분석범위대상국가특허 검색기간검색범위 (1) 국내특허검색결과 흑삼제조에관한특허내용 국내 국외 미국 일본 유럽 특허정보원 흑삼 콜레스테롤저하 헬스케어드링크 등록번호 등록일 발명의명칭고온고압처리후감압건조를통한신규홍삼의제조방법구증구포홍삼의제조방법진세노사이드 및 가강화된홍삼농축액제조방법방사선조사를이용하여진세노사이드함량이증가된가공삼의제조방법자외선조사단계를포함하는흑삼제조방법흑삼제조방법해양심층수를이용하여인삼또는홍삼농축액의고미제거방법코팅단계를포함하는흑삼제조방법 출원인한국식품연구원 재 금산국제인삼약초연구소대동고려삼주식회사한국원자력연구원안준민주식회사진생바이팜주식회사케이티앤지안준민

216 2 흑삼을이용한기능성조성물제조에관한특허 등록번호 발명의명칭 출원인 신규한흑삼의추출물을함유하는약학조성물 충남대학교산학협력단 신규한흑삼의제조방법및이를함유하는조성물 충남대학교산학협력단 흑삼가공뿌리추출물을유효성분으로함유하는고병원성조류인플루엔자바이러스의예방및치료용조성물 벤조피렌함량이저감된인삼가공제품제조방법및이방법에의하여제조된인삼가공제품 진세노사이드 Rg3 및 Rg2 를포함하는운동능력증진및피로회복증진용조성물 인삼특유의향과쓴맛을감소시킨인삼농축액의제조방법 구증구포홍삼농축액과이를이용한당대사조절강화기능성식품의제조방법 궤양성대장염및크론병을포함하는대장염에효능을갖는인삼또는인삼의유산균발효물조성물 충남대학교산학협력단중부대학교산학협력단대동고려삼주식회사고려인삼연구주식회사금산고려홍삼주식회사구안산업주식회사 3 흑삼을이용한기능성음료조성물개발에관한특허 등록번호발명의명칭출원인 지질대사개선용흑삼음료및그제조방법 우려먹는홍삼또는흑삼건조절편및이의제조방법및이를이용하여제조된홍삼또는흑삼추출차 액 인삼특유의향과쓴맛을감소시킨인삼농축액의제조방 법 발효홍삼을포함하는음료조성물및이의제조방법 마이크로웨이브조사에의해진세노사이드알지 알지 및알케이 의함량비율이증가된파낙스속식물추출물 그제조방법 및그가공파낙스속식물추출물을포함하 는조성물 홍삼의쓴맛을경감시킨홍삼농축액 진세노사이드의함량을증가시키는인삼의가공방법및 그가공물 벤조피렌함량이저감된인삼가공제품제조방법및이방 법에의하여제조된인삼가공제품 영주시 농업기술센터 이현실 고려인삼연구주식회사 웅진식품주식회사 한국과학기술연구원 주 에스제이바이오텍 주 지앤브이 중부대학교산학협력단 대동고려삼

217 나 특허분석에따른본연구과제와의관련성 국내특허 개발기술명흑삼제조기술흑삼기능성음료조성물개발 흑삼 증숙 사포닌 흑삼 조성물 콜레스테롤 검색건수 유효특허건수 핵심특허및 관련성 특허명 구증구포홍삼의제조방법 지질대사개선용흑삼음료및그제조방법 보유국대한민국대한민국 등록년도 관련성 유사점 반복증숙과건조를통한흑삼제 조기술 흑삼추출물을주성분으로한기 능성음료개발조성물 핵심특허및 관련성 차이점 특허명 저온증숙및외부공기유입을차 단한장치를이용하여건조하여단순히단맛성분을첨가하여흑흑삼이진액과내공을막는기술삼의쓴맛을고려하지못함은탁월하나 대량생산에한계가 있을것으로보임 방사선조사를이용하여진세노사이드함량이증가된가공삼의제조방법 우려먹는홍삼또는흑삼건조절편및이의제조방법및이를이용하여제조된홍삼또는흑삼추출차 액 보유국 대한민국 대한민국 등록년도 관련성 유사점 고온증숙및건조를반복하여흑 삼을제조하는일반적방법이포 함됨 흑삼절편을이용한침출차 제조방법 차이점 수삼에 차적으로방사선을조사인삼을잘게잘라 회증숙으로하여흑삼의유효사포닌함량을흑삼을제조하여흑삼에함유되증가시키고자함는유효사포닌의전환이부족함

218 (2) 관련기술 / 제품의국외지식재산권 ( 특허등 ) 현황 해외특허검색결과

219 논문분석 가. 논문분석범위대상국가논문 검색기간검색범위 전세계 최근 년간 나. 논문분석에따른본연구과제와의관련성 개발기술명흑삼제조흑삼의콜레스테롤저하 black ginseng, steaming, ginsenoside black ginseng, cholesterol 검색건수 유효논문건수 6 3 핵심논문 및관련성 논문명 Changes in the Contents of Prosapogenin in the Red Ginseng (Panax ginseng) Depending on Steaming Batches Anti-obesity effects of black ginseng extract in high fat diet-fed mice 학술지명 Journal of Ginseng Research Journal of Ginseng Research 저 자 Lee SA, Jo HK, Im BO, Kim S, Whang Lee MR, Kim BC, Kim R, Oh HI, Kim WK, Ko SK. HK, Choi KJ, Sung CK. 게재년도 관련성 유사점 차이점 논문명 인삼증숙에따른유효사포닌의전환으로흑삼사포닌증가를목적으로연구함 이미제조된홍삼을 번저온증숙하여만들어진흑삼의사포닌함량을분석함 흑삼의항비만효과와관련하여혈청콜레스테롤저하효과를규명함 흑삼고농축액을이용한연구결과로상품화된제품의기능성을규명하기엔투여농도가너무높음 Black ginseng inhibits ethanol-induced Optimization of the manufacturing process teratogenesis in cultured mouse embryos for black ginseng through its effects on antioxidant activity 핵심논문 및관련성 학술지명 저 자 Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry Young-Ju Ban, Byung-Wook Yang, Moo-Yeol Baik, Young-Tae Hahm, Byung-Yong Kim Toxicol In Vitro Lee SR, Kim MR, Yon JM, Baek IJ, Park CG, Lee BJ, Yun YW, Nam SY. 게재년도 관련성 유사점 차이점 고온증숙및건조에따른흑삼제조시사포닌함량증가및페놀성분증가를연구함 고온에서건조시켜상품성이떨어짐 흑삼의항산화활성연구 마우스배아를이용한기억억제기전을항산화활성과연관하여연구함

220 4. 제품및시장분석 가. 생산및시장현황 국내제품생산및시장현황 가 국내제품생산현황 1 인삼제품의생산동향 단위 구분년도 ,267 11,857 13,521 14,037 25,898 7,414 12,071 13,728 14,213 26, ,934 11,016 4,658 4,230 5, ,483 11,541 5,151 4,704 5,728 13, ,144 18,451 18,917 31,796 자료 한국인삼공사 한국인삼제품공업협회 국립농산물관리원 인삼제품은백삼 태극삼포함 또는홍삼을주원료로하여제조 가공한제품을말하며 이 경우백삼또는홍삼을소량사용한것도포함 본삼류 인삼의원형이그대로유지되어있는제품가공제품 가공처리하여원형이유지되지않는인삼 홍삼제품류 홍삼을제조할때생기는잡삼이나미삼을이용하여엑기스를추출하거나제 조한것 홍삼정 홍삼차 홍삼분 캡슐 드링크 절편삼 홍삼액등 백삼제품류 제조방법에따라가용성성분을추출 농축하여이를원료로하는엑기스류 분쇄분말화하여조제하는분말제품 원형을그대로유지하는당삼및절편삼 그리고제품성상에따라차류 엑기스류 분말류 캡슐류 당인삼류 드링크류등 여종이넘음 2 신제품개발동향 수요층별로기호적성에부합하면서도차별화가되는제품을요구함 남녀성별로 기능성또는효능 효과발현에서도기대효과와요구특성이다르고 기호성과 선호성에서도차이를보임 따라서남녀성별과년령층으로수요층을세분화하고수요층별로요구수준에맞추어개발방향을설정하고다른식품류와같이다품종소량생산체제로차별화를기해야함

221 3 국내외건강기능식품시장 3 국내시장동향및신소재현황 식품의약품안전청 국민총생산 국민총생산 억원 국민총생산대비식품산업비율 조원 국내제조업대비식품산업비율 조원 조원 억원조원 자료 바이오네트워크사업단 바이오식품산업의수요도조사 해외시장동향 세계적으로많은천연허브들이생약제 추출물및식품의형태로사용되고있다 의료비및노화인구의증가로인한건강기능식품 및건강보조식품 의수요가지속적으로증가하는추세 세계생약재농축액 시장중가장큰비중을차지하고있는미국과유럽 시장의 년약 억달러규모를형성하고있으며 연 의성장률을보임 이중인삼농축액은 년유럽과미국의전체허브농축액시장의 를차지함 세계건강기능식품시장현황 EU ,023 %

222 나 국내인삼시장현황 1 국내인삼생산면적과생산량 인삼의재배면적은 년이후지속적으로증가하고있다 자료농림부 농림업주요통계 인삼의생산량은 년부터생산면적증가와함께 년까지증가하다가 년부터감소하고있다 2 국내인삼의수출현황 년인삼수출액은 억 만달러였으나 년에는 감소한 만달러수준 으로감소하였다 농협중앙회인삼부 3 우리나라의인삼수입동향 수삼과백삼은 홍삼및홍삼가공품은 의고율관세가부과됨 인삼수입량은 년부터급증세를보여 년 통으로 년보다 배이상증가 인삼은대부분중국에서수입되며뿌리삼의형태로수입된다 수입량의대부분은백삼 수삼이차지함

223 자료 농협중앙회인삼사업부 국외제품생산및시장현황 가 국외제품생산현황 프랑스는해외에서수입한인삼원료외에도지난 년부터피카르디 프랑스북부 지방에서재배하는인삼 연간 톤정도 을사용해크림 샴푸 젤리형등영양제를제조하고있다 나머지는제약회사에서강장제등갱년기현상방지보약을캡슐이나분말형태로제조 판매하고있는것으로알려졌다 프랑스 개의의약품제조업체들가운데 등 개사가인삼을원료로한의약품 주로영양제및강장제 시장의약 를차지하고있고 및 등 개사가인삼시장의 를차지하고있어상기한 개사의동시장점유율은 인셈이다 독일 스위스에서는인삼을비타민 미네랄 다른생약제들과복합제조하여새로운제품을 만들어상품화함 스위스의파마톤회사는인삼추출물 을만들었는데 는일정량의 종을모아 를표준화하여만든것으로매년 억달러의매출을기록하고있으며 인삼전체시장의 를차지하고있음 유럽의 사는 같은 을표준물질로판매하고 있다 사는 을판매하고있음 미국의 사는 를표준물질로생산하여판매하고있음 중국의 에서는순도 이사의 의표준물질을판매하고있음 나 국외시장현황

224 1 세계인삼산업의현황 인삼을상업적으로재배생산하는나라는한국을비롯한중국 일본 미국 캐나다 유럽일 부지역임 수삼의생산량은중국 한국 그리고북미순으로많이생산함 전체생산량은약 만톤정도이며 년대말까지전세계인삼생산량의 를유지하던 우리나라는 년대 내외로감소하였고 중국은 년대세계인삼생산량의 로증가함 미국과캐나다의화기삼은세계인삼의 내외를차지한다 ( ) (ha) 세계주요국인삼생산및수출입비교 (MT) (M/T) ( ) (M/G) ( ) ( 01) 13,018 13,215 1, ( 01) 20,000 4, , ( 97) 774 1, ( 01) 2,894 2,483 1, ( 01) ( ) ( ) 년홍콩국제인삼시장의주요국별수입현황 ( ) ( ) ( ) 139(9.6) 12,953(1.6) 156 3,913(22.7) 30,551(44.2) (24.7) 33,216(5.0) 124 4,245(38.2) 51,436(48.0) (4.5) 6,497(1.2) 61 8,850(100.0) 134,653(100.0) 15 출처 식품기술 다 콜레스테롤개선에도움을주는제품시장분석 콜레스테롤개선에도움을주는기능성원료등록현황

225 콜레스테롤저하기능성음료현황 제품 특징 제품명 다운초이스 제조사 특징 보이차추출물의기능성과안정성을식약청으로부터 인정받음 제품명 따스한보이차 개운한우롱차 제조사 롯데칠성 특징 기존다이어트컨셉의차음료에서벗어나몸의건강 을위해마시는기능적특성을지닌제품 제품명 태양의마테차 제조사 코카콜라 특징 마테는식물성콜레스테롤이전혀없고 카페인함유 량도적어다이어트용음료로인기를끔 제품명 양파와삼채 제조사 풀무원 특징 물한방울넣지않고껍질째추출한전남무안산양파와히말라야의보물로알려진삼채한뿌리를팩하나에담은건강음료 제품명 당조차 제조사 하늘땅자연마을 특징 돼지감자 녹차와몰로키아식물 홍삼 상백피 영지 버섯 백봉령 감잎 뽕잎 둥글레 맥문동 검은콩 백출 구 아바 줄풀 차가버섯 가시오가피 구기자 갈근등혈당개 선과췌장기능에도움을주는천연원료들을천연유기게 르마늄으로추출한액상차 제품명 베네콜 제조사 핀란드의라이시오그룹 특징 콜레스테롤저하기능성소재 식물스타놀에스테르 가식품의약품안전청으로부터일반식품의제한적사용원료 로인정받음 제품 당 이하로사용하고 일섭취량 이 을초과하지않도록함

226 콜레스테롤개선에도움을주는건강기능식품 제품사진제품명제조사원료 콜레스테롤컨트롤코스맥스바이오 주 홍국제품 혈중콜레스테롤개선 에도움을줄수있는키 토올리고당 천호식품 주 키토올리고당 유한 혈당 콜레스 테롤컨트롤 주 한국씨엔에스팜 귀리식이섬유 제품 웰화이버포르테 주 정은헬스케어차전자피 닥터스피리루나 비오팜스피리루나 화지인홍국 주 아이기스 화진엔앤에이치 홍국 태웅레시틴태웅식품레시틴

227 라 기능성음료의산업적특성분석에따른고부가가치화측면 Œ 음료도이제지금까지의기호성중심에서건강및기능성을추구하는방향으로변화되고있으며, 생활수준이향상됨에따라단순히갈증해소나맛에치중하여선택하는경향에서기호는물론건강을생각하고영양을보충. 강화하는음료로빠르게발전하고있고, 기능성음료의범위도점차확대되어가고있으며해마다전체음료에서차지하는비중도늘고있음. 또한효능을특화해타깃층도다양화, 세분화하고있다. 이에따라소비자의입맛에맞춘다양한종류의음료들이출시되고있으며, 이러한경향을반영하듯최근들어기능성을가진음료분야에대한특허출원이급증하고있음. Ž 특허청에의하면, 1990년이후음료분야의특허출원추이를살펴보면, 90년대이후음료특허출원건수가꾸준한증가를보이다가 1995년에서 2001년까지의특허출원이 851건으로 95년까지의 214건의특허출원에비해급증한것을볼수있는데, 특히두드러진특징은 94년이전까지는주로제조방법이나가공방법과관련된특허출원이주류를이루었으나, 95 년이후부터는음료소재의성분분석에따른효능및생체방어, 질병의방지및회복, 생체리듬의조절, 노화억제등 ) 의재발견과관련된특허출원이급증하고있는것으로분석되고있으며, 이러한현상은소비자들의건강에대한관심증대로기능성을가진건강음료에대한수요가급격히증가하면서, 기존음료전문업체뿐아니라비음료업체에서도사업다각화차원에서음료시장에적극진출하고있기때문인것으로분석되어짐. 그러나기능성음료의산업화형태및분야는다양하며, 1989년 5월현대약품의 미에로화이바 를시작한섬유음료, 최근몇년간음료시장의최대화제는비타민이함유된 비타민음료, 아미노산이함유된 아미노산음료 같은건강지향형음료, 2002년 9월에출시된 CJ의 팻다운 과같은 비만개선음료 형태로도출시되어지고있다. 본기술개발을통한산업화를추진하는방향은상기표와같이물같이쉽게마실수있는제품화방향으로, 콜레스테롤예방및저하효과를가지면서, 산업적경쟁력측면에서도충분히가능하다고판단되는생물자원 ( 흑삼 ) 을활용한고부가가치기능성음료개발이필요하다. Ü 필요성측면 : 이와같이기능성음료의수요는급격히증가되고있어, 본사업을통한프 리미엄급헬스케어기능성음료를개발할경우매출증대는물론이고고부가가치식품산업발 전에기여할것으로판단되어기술개발이필요하다고판단된다. 기능성음료시장 2005 년녹차 2009 년숙취해소음료 2011 년비타민워터 2012 년에너지음료 2013 년기 능성음료

228 ' 기능성음료 ' 는음료시장의트렌드를읽을수있는바로미터다. 히트상품으로떠오르는기능성음료제품군이시기마다바뀌면서음료시장의유행을주도한다. 주스, 탄산음료등전통적인인기음료제품군에비해매출규모는적지만시장흐름이훨씬역동적이고매출증감폭이더가파르다. 2012년음료시장최대 ' 히트상품 ' 중하나였던에너지음료는올해도기능성음료시장의견인차역할을할전망이다. 2011년부터주목받기시작한비타민워터도꾸준한성장세를유지하는가운데최근사회적화두인 ' 다이어트효능 ' 을강조한각종음료들이새롭게출시돼기능성음료시장제품군이다양화되는추세다. 기능성음료, 전년대비 65% 급성장전망기능성음료란무엇일까. " 흔히말하는건강기능식품과달리식약처에서기능성음료의기준이나정의를규정하고있지는않다 " 는전제조건하에 " 에너지, 비타민, 숙취해소, 체지방분해, 피로회복등다양한기능을하는음료들을한데모아일반적인개념의기능성음료라고통칭한다. 기능성음료시장은 2012년기준약 1조8000억원에이른다. 전년대비 13% 의성장세인데, 상승폭은올해훨씬더가파를전망이다. 국내업계 1위롯데칠성음료의관계자는 기능성음료는카테고리분류가애매한측면이있다 " 고말했다. 롯데칠성음료는에너지음료, 비타민음료등으로기능성음료의범위를좁힌다. 이에따르면 2013년국내기능성음료시장예상규모는약 3200억원 ( 에너지음료 2000억원 + 비타민음료 1200 억원 ) 이다. 전년 (2012년 1950억원 ) 대비약 65% 성장세다. 기능성음료의범위를어디까지보는지에대한이견은존재하지만기능성음료시장이급성장하고있다는것은업계의공통된시각이다. 전체음료시장성장세가매년 5~7% 인데비해기능성음료시장은성장률이최소두자릿수다. 음료하나를마실때갈증해소는물론피로회복이나다이어트효능까지기대하는수요가꾸준히증가한다는의미다

229 2배급성장 ' 에너지음료시장, 3위경쟁치열 2012년전체매출이 1020억원가량이었던에너지음료의인기는올해도여전하다. 시장규모는지난해에비해약 2배가량성장한 2000억원에이를전망이다. 에너지음료시장 1위는롯데칠성음료의핫식스다. 시장조사기관링크아즈텍의분석에따르면핫식스는지난 1분기동안전체시장의 62% 를차지했다. 세계 1위에너지드링크인오스트리아업체레드불이 18.3% 로집계됐다. 롯데칠성음료는최근 ' 핫식스라이트 ' 와 ' 후르츠에너지 ' 등신제품을출시하며 1위굳히기에박차를가하고있고, 레드불은지난 1월 30% 가량가격을인하하며 1위추격의의욕을보이고있다. 핫식스와레드불, 양강체제를뚫기위한음료업계의경쟁도뜨겁다. LG생활건강계열사가판매하는번인텐스와볼트에너지도각각 6.6% 의시장점유율을기록하며 1, 2위업체를추격하고있다. 지난해 12월부터수입판매되고있는 ' 몬스터에너지 ' 의 1분기시장점유율도 2.2% 까지높아졌고, 지난해 9월웅진식품이출시한 ' 락스타 ' 도 1.8% 로점유율을확대했다. 시장규모가급팽창하자음료업계외에제약업계도뛰어들면서경쟁이치열해지고있다. 기능성음료시장 다양화 추세 비타민, 미네랄등다양한영양성분을함유하고있어물대신즐길수있는음료로 2011 년무렵부터각광받기시작한비타민워터시장에서는부동의 1위브랜드인코카콜라의글라소비타민워터를 2위롯데칠성음료의데일리C가바짝추격하는양상이다. 데일리C는 2011년 14% 였던점유율을지난해 35% 까지끌어올렸다. 지난달에는무지방, 저칼로리자연음료를표방하는미국코코넛워터 1위업체비타코코가국내에상륙해관심을끌고있다. `다이어트효능 ' 을강조한차음료에대한수요도지속적으로증가하는추세다. 코카콜라는차다이어트시장을주목하고마테차로만든정열의라틴스타일 ' 태양의마테차 ' 를출시해 ' 차 ( 茶 ) 다이어트 ' 의개념을강조중이다. CJ제일제당은제로칼로리를앞세운 ' 컨디션헛개수 ' 로차다이어트시장공략에나서고있다. 컨디션헛개수는나트륨, 탄수화물, 지방, 칼로리등이 0일뿐만아니라 100% 국산헛개나무열매에 100% 국산칡즙등의성분을함유했다. 최근음료시장진출을선언한대상은홍초를근간으로테아닌, 아르기닌, 타우린, 비타민등기능성성분을첨가한 ' 홍초밸런스워터멘탈 ' 과 ' 청정원석류초베이스 ' 등음료 4종을출시했다. 대상은새로선보인음료 4종의올해매출목표를 100 억원으로잡고있다. 국내기능성음료시장현황 기능성음료란음료중천연영양소의성분및함량의비율조정을통해에너지 비타민 숙취해소 체지방분해 피로회복등의다양한기능을가미한음료들을뜻한다

230 농림축산식품부와한국농수산식품유통공사가발표한시장보고서에따르면국내음료시장은 년약 조 억규모로 년대비 성장한것으로나타났다 이중탄산음료 스포츠음료 생수 차음료 초코드링크는판매가증가한반면 두유 음용식초 과일 채소 음료는감소하였다 또한 에너지음료의국내유통은 년사이 배증가하고 시장규모역시 억에서 천억으로증가하였다 음료류판매액및점유율현황 ( 판매액 : 백만원, 성장률 / 점유율 : %, 증감 : %p) 구분 음료류 품목 판매액점유율 년 년성장률 년 년증감 탄산음료 스포츠음료 생수 두유 음용차 음용식초 초코드링크 과일음료 채소음료 합계 자료 닐슨소매점판매액지수 현재국내기능성음료시장의판매구도는 크게 에너지 다이어트 웰빙건강음료로나뉜다 에너지음료 시장만의전체매출은 년 억원가량으로 년에는약 배성장한 억원대를육박할예정이다 핫식스 롯데칠성 레드볼 오스트리아업체 핫식스라이드 후르츠에너지 롯데칠성

231 번인텐스 볼트에너지 생활건강 락스타 웅진식품 다이어트음료시장 기본음료형태를포함해발포타입 워터믹스형까지종류가다양하게 확대되었다 특히최근다이어트음료신제품들의특징은 일본처럼생활밀착형음료로콘셉트를강화시켜 휴대가간편하고다이어트효과까지볼수있는기대감을확대시켰다 팻다운아웃도어 컨디션헛개수 룩 팻스타핑 슬림핏 한국야구르트 차다이어트 태양의마테차 코카콜라 홍초밸런스워터멘타 청정원석류초베이스 대상 쉐이킹 서울우유 국외건강기능식품시장 건강기능식품의분류기준에따라세계시장규모의추정에는차이가있지만, Nutrition Business Journal( 12) 의자료에따르면, 10 년세계시장규모는약 3,014 억불로추정됨. 건강기능식품시장규모는 06 년 2,332 억불규모에서 10 년약 3,014 억불로연평균 6.6% 의 성장을기록하고있음. 연평균성장율은동유럽 / 러시아 (11.7%) 가가장높았으며, 그다음라틴아메리카 (11.6%), 중국 (11.4%) 순으로나타났음 [ 지역별세계건강기능식품규모 ( )] : ( 단위 : 백만불 ) 세계기능성소재동향 미국 미국식품과학회 (IFT) 에따르면미국기능성식품시장의키워드는아동, 파이토케미컬즈 (phytochemicals), 50대이상의실버세대, 유기농, 스포츠연계, 저지방, 무설탕, 저인슐린, 글루텐제거, 자연친화등이라고보고하였음 가장인기를끌고있는품목은프로바이오틱스, 비타민, 오메가 3제품을들수있음 프로바이오틱스는미국식이보충제시장의 23% 를차지하고있을정도로비중이큼. 특히유럽에서성공한프로바이오틱스제품이미국에서도유행하는공식이통하고있음. 비타민은종합비타민이 46억불, 단일제형태의비타민이 40억불정도의규모를형성하고있음. 단일비타민중에서는비타민 B가가장각광받고있으며비타민C, 비타민 D가뒤를잇고있음. 오메가-3 제품역시해마다가파른성장세를보이고있음

232 일본음료시장 원전사고이후소비자건강관심증대 일본음료시장에서야채음료가강세를보일것으로전망 대지진과원전사고등의영향으로소비자건강관심증대 방사능오염문제로인해선선야채및건강음료수요증가 일본음료시장통계 단위 억엔 년 년전망 전년대비 년예측 과실 야채음료 탄산음료 유제품 기호음료 미네럴워터류 기능성음료 기타음료 시장합계 일본농협협동조합신문 방사능오염으로인한신선야채대체수요상승 년에는전년대비 증가 소비자들이건강의중요성을인식하는추세 미네랄워터 지하수중에음용가능한물을용기에넣은것을말함 방사능문제로수요가높아졌으나수입품은경수라는특성과높은가격으로일본산에밀 림 유제품음료 지진직후우유등의대폭적인감소가예상했지만실적은양호 두유류는신규수요로호조세인두유음료와함께무조정두유와조정두유도수요가증가 함 야채 토마토 음료 토마토는대사증후군개선에효과가있다는언론보도된후토마토가주축인기업의주 력도가높아짐 일본음료내수상황 과실음료 일본내과실음료는작년 월은약 감소하고올해도상황은나아지지않고있음 음료카테고리에서과일맛을내는음료가늘어나고있지만 과실음료자체이슈가적기 때문에적극적인상품개발이나웰빙을추구하여어필할필요성이있음 채소 과즙을믹스한음료 채소 과즙을믹스한음료는각사의주력아이템이서로중복되는동시에기복이심한카테고 리이기도함 시장성을유지하기위해계절별로새로운맛출시와다른소재와조합시킨상품도눈에띔

233 향후에는채소음료의기본이라고말할수있는녹즙계상품의부활을기대하며계속적인 이슈를만들어가는것이필요함 중국의음료시장 생산동향 중국에서유통되는기능성음료에는건강 영양소 음료 스포츠음료 기타기능성음료 종 류가있으며주로피로회복과에너지보충이주요기능 세계적인기능성음료인기의영향으로중국내의기능성음료생산량도 년에는 만 톤으로 년대비약 성장 중국의기능성음료매출액역시 년 억위안에서 년약 억위안에이르며 매년두자리수의성장률을기록중 소득수준향상과스포츠활동증가 건강및미용중시등에따라주로 선도시의젊 은층을중심으로기능성음료에대한수요가증가 특히 년사스 의영향으로기능성음료에대한관심이높아졌으며 년왕라오 지의판매급증이후기능성음료의판매량이뚜렷한상승세를보임 소비동향 주요브랜드별판매현황 년기능성음료시장의 대브랜드는홍니우 마이똥 지엔쨔오 싼 더리 이며그중홍니우 마이똥 지엔짜오 개브랜드가시장점유율의절반을 차지 판매량기준점유율 홍니우 마이똥 지엔쨔오 싼더리 기타 기능성음료중건강 영양소 음료의경우주로각종중약재를함유한양차 계열의 점유비중이높은편이며 그중양차계열에서는지아둬바오 의시장점유율이약 에달함 양차는주로하절기에열은낮추거나혹은외식업체에서매운음식등을먹을때소비 가많음 양차시장점유율 지아둬바오 왕라오지 허치정 바오칭탕 가전체의 차지 중국국가통계국 년연말자료기준 스포츠 에너지음료의경우외국계인홍니우 과마이동의시장점유율이높은편 이며 주로운동활동이나피곤할시에구매하여소비 중국산기능성음료의발전이신속하여외국산제품의시장진출은매우제한되어있음 외국산의경우홍니우 등오스트리아 일본 미국산제품이진출해있으나

234 낮은소비자인지도및선호도 현지산과의가격차이등으로판로개척이어려운상황임 한국산은박카스 홍삼원 비타 등이진출되어있으며 일부한인마트 식당가위주로 판매 시사점 중국내기능성음료시장은매년빠른성장을보이고있으나자국산혹은현지생산제품 의시장점유가높아한국산등수입산제품이진입애로 특히최근양차 계열의지아둬바오 가단기간에높은시장점유율을차지하고 있는데 기능성음료의경우인지도제고 판매확대를위해서는광고 프로모션등많은 마케팅비용이필요 이에한국산의경우유통매장과함께타오바오 이하오디엔 등온라인판매사 이트와 등을통한바이럴마케팅활용필요

235 또한중국산기능성음료의경우제품이비교적단일하다는약점이있어세분화된소비자층 을타깃으로하는제품개발및마케팅필요 예컨대수입식품에수용도가높은 대직장인여성등 제품컨셉도단순히어떠한성분이들어건강등에좋다는포괄적인것보다정확히어 떠한시기 장소등용도를구체적으로특화할필요성있음 기존제품과의차별화반드시필요 중국에서성공한외국기능성음료인홍니우 의경우시장초창기 년 에 진입하여성공한경우이나경쟁이심한현재 후발주자들은반드시제품의특색을찾고 현지문화에맞는마케팅필요 한국산기능성음료중수입이많은비타민음료의경우중국내이미유사제품이많음 숙취음료의경우중국은과음하는분위기가적고술을마신후숙취를해결한다는한국식 문화가적음 미국의음료시장 신경안정기능성음료서서히인기몰이중 지난몇년간에너지드링크제품의인기에가려큰인기를누리지못했던신경안정기능 성음료 혹은 가최근미국음료시장에서두각을나타내기시작함 편의점과대형마트음료코너에서손쉽게신경안정기능성음료를찾아볼수있으며이들제품의판매도증가세에있다고언론보도됨 장기적인경기침체등으로소비자들의스트레스가상승하면서긴장 스트레스완화 수면유도효과가있는 제품에관심이고조됨 가격은 달러선에서판매중

236 차별화된제품으로인기얻는 는 종류의차별화된제품으로인기몰이중 현대인들이겪는수면장애 비타 민 부족 스트레스문제등을해소할제품들로구성돼있어소비자들의구매욕구자극에 충분 대부분식물이나자연물질에서추출한성분이며소량의탄산을함유함 인기비결 다양한소비자들의니드에부합할수있는기능성음료 수면불규칙 비만 집중력저하 스트레스문제등현대인들이겪는다양한문제를완화시켜줄수있는제품구성이 만의경쟁력으로작용함 독특한제품디자인 심플하고감각적인디자인과컬러로진열대에서도단연소비자의시선을끔 내용전달이확실한제품명 제품명만보더라도소비자들이한눈에제품의효과를알수있도록함

237 에너지드링크전성시대 부작용파동으로위기맞아 에너지드링크계대박상품으로정평이나있는 와지난 년간발생한 명사망 명입원사건이밀접한관련이있다는민원이 에접수됨 병은 온스에미치지못하는적은양이나 에스프레소 잔 온스 대비 배이상의카페인을함유함 시사점과전망 지난수년간에너지드링크가급부상하며음료시장에서각광받는제품으로인기를구가했으나 최근카페인과다섭취로인한건강문제가대두하면서제품판매에위기로작용함 향후 의수사결과발표에따라에너지드링크시장이크게위축될가능성도배제할수없음 반면 에너지드링크와반대성격을띠는신개념신경안정기능성음료가부상하고있어향 후다른브랜드에서도제품출시에적극적으로나서경쟁이치열해질전망 우리기업은음료시장의트렌드변화에민감하게반응할필요가있으며다각도적인시장분석과소비자니드파악을통해미국시장진출을준비해야할것임 의인기비결을바탕으로우리기업도제품개발에있어소비자니드파악 제품디자인 제품명선정에심혈을기울여제품경쟁력으로발전시켜야할것임 홍콩, 기능성음료 연간시장규모 5억7000만홍콩달러 기능성음료연간판매량은 5억7190만홍콩달러정도로스포츠음료가 2억5100만홍콩달러, 에너지드링크가 3억2090만홍콩달러를차지함 (2008년기준 ). 2003~08년기능성음료시장은 66% 의높은성장률을보였으며, 이러한성장은홍콩인들의체육활동증가, 직장인근무부담 ( 업무량, 근무시간 ) 으로인한피로회복음료수요증가에서주로기인함. 또한, 기업들의편의점을활용한적극적인마케팅활동이판매고를올린주요인으로작용함. 브랜드경쟁치열, Red Bull, Pocari Sweat가시장절반이상차지 Pocari Sweat는 TV광고에투자해브랜드인지도를높여시장의 40% 이상을점유함. 일본제품에대한홍콩소비자의선호와홍콩의더운기후가판매율상승에크게기여함

238 에너지음료판매율에기여도가높은 Red Bull의시장점유율은 15% 에달함. Red Bull은단시간내에에너지를발산하게해준다고인식되며, 젊고강한이미지를내세워남성소비자들에게특히인기가많음. 기능성음료시장에서브랜드간경쟁은매우치열해 2008년신규브랜드진출은매우미미했음. 시장트렌드 스포츠음료가인기 2008년기능성음료매출액은전년대비 9.8% 성장했는데, 스포츠음료와에너지드링크의연간매출성장률은각각 12%, 4.5% 로스포츠음료 (Pocari Sweat, Lucozade, Gatorade 등 ) 의인기상승이두드러짐. 스포츠음료인기증가는홍콩에서요가, 헬스등의실내체육인기가꾸준히증가한것과관련됨. 무탄산음료가대세 기능성음료는탄산류 (Fibe Mini, Shark 등 ) 보다무 ( 無 ) 탄산류 (Pocari Sweat, Gatorade 등 ) 가인기임. 무탄산음료 : 탄산음료비율은 87 : 13임.(2008년) 칵테일형태로팔기도 기능성음료는슈퍼마켓 편의점에서판매되며, 식당 호텔과같은업소에서는판매되지않음. 그러나일부음료는칵테일형태로판매됨. 대표적인예는 Red Bull과보드카를섞은믹스 ( 보드카레드불 ) 이며, Pocari Sweat와위스키를섞어판매하기도함. 기타인기음료 편의점에서판매되는기능성음료에는카페인다량함유의에너지드링크외에비타민, 식이섬유, 아미노산을함유한제품등이있음. PaoLiTa( 保力達, 대만 ) 의 Man Meu는비타민B, 타우린을함유한자양강장음료임. 미국에서도판매중인 SHARK( 태국산 ) 는최근홍콩에서도판매되면서 천연카페인 임을강조함. 그외 Ajinomoto사 ( 일본 ) 의 Amino Gear는 한국인삼함유 를강조해품질에대한인식향

239 상을유도함. 시사점 건강을위한기능성음료수요증가할듯 ( 예 : 면역증강, 무설탕등 ) 현재기능성음료시장에서건강음료시장점유율은비교적낮지만건강에대한소비자인식이높아져수요가증가할전망 특히신종플루가장기화됨에따라면역력증강상품인기가증가함. 한예로홍콩유명음료기업 Vita Green사는면역증강제로 오색영지 ( 야생영지버섯가공제품 ) 를판매중임. 참고로현재시판중인기능성음료다수가다량의설탕을함유했음에도불구하고아직까지이에대한소비자인식이낮음. 에너지드링크는이미지메이킹이중요 에너지드링크최고인기제품인 Red Bull은젊고강인한이미지로홍콩시장진입에성공했음. 동일시장후발주자인 Shark는이러한이러한이미지위에세련된디자인로고로이른바쿨 (Cool) 한이미지를통해젊은소비자층을공략함. 하이엔드기능성음료, 비타민워터등장 미국의비타민음료 Glaceau Vitamin Water(Coca Cola사 ) 는최근홍콩금융가 Central 지역에사무실을오픈하고, 레스토랑과호텔등을대상으로마케팅활동을벌임. [ 주요기능성음료현황 ] 이미지제품명브랜드이미지제품명브랜드 Pocari Sweat Ion Supply Drink 500 ml Pocari Sweat Libogen Tonic Drink 100 ml Libogen Lucozade Glucose Energy Drink Lucozade SHARK Energy Drink SHARK 300 ml Gatorade Blueberry 600 ml Watson's Iso-Tone Pure-Ice 500 ml Red Bull Energy Drink 250 ml Gatorade Man Meu Pao Li Ta Watson's Fibe-Mini Fibe Mini Red bull AMINO GEAR Ajinomoto 인도의기능성식품 음료시장현황

240 2009년도 FFB(Functional foods and beverage : 기능성식품및음료 ) 시장규모는약 10억달러규모 인도의기능성식품및음료시장규모는세계 1% 미만을차지하지만지난 5년간연평균 14~15% 성장률기록하며빠르게성장중 젊은소비층및가처분소득증가, 건강에관심도높아짐 20~35세의젊은소비자층비율이인도전체인구의 25% 에달함. 이들은건강 외모에대한관심이높아다른세대에비해기능성식품에친화적임. 중산층부모세대비율증가및 10세이하유아층비율또한인도전체인구의약 20% 로, 이들부모세대가육아시신체발달및건강관리관련기능성식품선호함에따라시장매출꾸준히증가함. 소매시장연평균성장률이 50% 로 2013년까지성장전망, 급격한도시화또한시장성장에긍정적요인으로작용함. 2013년까지도시및농촌지방소매시장각각 30% 10% 성장할것으로전망. 개인가처분소득이향후 5년간연평균 8~9% 성장이예상됨. 이는새로운제품에대한관심도및소비촉진에기여할것으로보임. [ 인도식품음료시장성장추이 ] ( 단위 : 십억루피 ) 자료원 : Mordern Food Processing, 2010 년 9 월 기능성식품및음료시장제품군별동향 Health food drinks (HFD : 건강식품음료 ) 건강식품음료는기능성식품및음료시장내가장큰시장비율을차지하며, 지난 5년간 CAGR 8% 로성장함. 주요기업으로는 GSK Heinz Cadbury's 등이있으며, 이들은틈새시장공략에집중함. GSK는 Junior Horlicks( 미취학아동용 ) Horlicks Lite( 당뇨병환자및예방용 ) Mother's

241 Horlicks( 임산부및수유자용 ) Women's Horlicks( 여성용 ) 등다양한제품군보유함. 몇몇기업은다른제품라인으로사업영역확장을시도함. Complan은영양강화아침용시리얼을, GSK는 Foodles라는제품명의영양강화제품출시함. Energy and sports drinks( 에너지및스포츠음료 ) 에너지및스프츠음료시장은인도내에서아직큰성과를내지못함. 젊은층이주요타깃으로레스토랑과술집등이주요판매처임. Red Bull 등주요기업들은 BTL(Below the Line : 주요광고매체외마케팅전략 ) 마케팅 저가전략 식품안전성홍보등을수단으로판매증진도모 다양한현지 / 글로벌기업들이시장에진출했으며최근 PepsiCo사의 Sobe UB Group의 Romanov Red 코카콜라사의 Burn 등이새로시장에등장함. Fortified juices( 영양강화주스 ) 영양강화주스사업분야는기능성식품및음료시장내에서가장빠르게성장하는분야중하나로, 지난 5년간연간성장률 25~30% 로급등 신선한과일 채소주스에비타민이나각종미네랄이첨가된주스수요늘어나고포장기술이발달함에따라판매량급증함. Functional milk&yoghurt( 영양강화우유 & 요거트 ) 국가적으로우유과잉생산됨에따라영양강화우유 & 요거트시장잠재력기대됨. 바이오박테리아, 오메가, 칼슘, 철분등을첨가한기능성우유가시장에진출해있으나적절한보관및운송수단부족현상이시장성장발목을잡고있음. 유제품시장내주요기업인 Amul사는최근 Global Alliance for Improved Nutrition(GAIN) 과협력, 강화우유와같은사업모델개발해대중에게공급하고자함. 기능성요거트시장규모는약 1200만달러규모로시장형성초기단계에머물러있으나점차소비자소득증가함에따라가정에서요거트를직접만들어먹는비율보다간편하게사먹는소비자비율증가함. 바이오요거트는소화기능향상등건강증진에도움을주는제품으로기존포장제품에비해프리미엄가격형성이가능하며시장규모또한연평균 45~50% 로급격히성장함. [ 기능성식품및음료시장구성비율 ] 시사점및전망 자료원 : Pwc Analysis, Industry reports, Trade estimates, Euromonitor, Datamonitor 인도기능성식품및음료시장은향후 5 년내연평균성장률이 15~18% 로상승, 현재시

242 장규모보다두배이상성장할전망임 년에이르면시장규모가약 20 억달러 (1049 억루피 ) 에이를것으로전망 [ 기능성식품음료시장전망 ] ( 단위 : 십억루피 ) 자료원 : Modern Food Processing, 2010 년 9 월 인도정부가기능성식품및음료제품을식품안전및기준법 Food Safety and Standards Act(FSSA) 제22조항하에관리하고있으나여전히초기단계에머물러있음. 제조 판매 보관및유통등모든분야에걸쳐엄격하게통제하고있어절차가복잡하고어려움. 기능성식품및음료제품기능에대한자세한설명을통해소비자이해도증가및소비촉진필요 대부분소비자들이기능성식품및음료제품에대한기초적인지식수준을갖고있으며기능성식품및음료제품이단지기업의수익증대방법중하나라고치부하는경향이있음. 위와같은잠재소비자로부터실질적인수익을창출하기위해제품에대한정확한정보와신뢰를제공해야함. 전문의 전문기관으로부터획득한보증서 정확한연구결과제공등을통해소비자에게실질적으로건강증진에도움줄수있다는이미지심어주어야함. 세계적인 FMCG(Fast Moving Consumer Goods) 기업들이재료제조업체및제약회사와조인트벤처형태로인도시장에진출함. FMCG 기업들이시장규모를개척하는동안제약회사및식품재료회사들은 R&D 센터통해제품기능을향상시키는데주력함. 이미많은다국적기업이제휴및합작투자형태로인도시장진출을계획중임. 제품포장이소비자구매의사를결정하는데큰역할을함에도불구하고인도내포장기술은아직세계기준에못미치는수준임. 기능성식품및음료제품의디자인 포장단위 라벨링등은기타제품대비포장에특별한노력기울일필요가있음. Britannia 사의 Cheese Slices와 Nutrichoice 5 Grain biscuit 알맞은분량의포장단위구성의한예라고볼수있음

243 PackPlus Intelpack India Converting Show 과 India Packaging Show 등다양한포장관련 전시회가인도국내에서개최되고기능성식품사업자들은포장기술의개발을통해시장의 수요를촉진시킬수있도록총력을기울여야함. 국내건강기능식품시장 우리나라의경우건강기능식품에대한지속적인소비자의수요증대와함께 년 월 일자로건강기능식품에관한법률이제정 공포됨에따라건강기능식품에대한비상한관심 이쏠리고있음 국민소득수준의증가와삶의질향상 고령화사회로의진입에따라건강의유지및증진이 무엇보다는중요하다는사회적트렌드가형성됨에따라건강기능식품산업은더욱더큰관 심을받고있음 건강기능식품산업은선진기술을바탕으로국내자생원료만으로개발이가능하므로 국내식 품산업구조개선전략분야로인식되어관련제도및국가적지원규모가크게확대될전망임 년건강기능식품생산실적을분석한결과총생산액은 조 천 억원으로 년대비 조 억원 대비 증가하였으며 이는건강기능식품연평균성장률 과비슷 한수준임 건강기능식품생산액은건강기능식품제도가시행된 년 천 억원에서 년에는 조 천 억원으로 배가량증가함 억원 04 년 07 년 08 년 09 년 10 년 11 년 생산액 2,506 7,235 8,031 9,598 10,671 13,682 수출액 건강기능식품생산액기준연평균성장률은 로국내총생산 제조업 보다높은성장률을보임 이러한건강기능식품산업성장추세는우리나라가고령화사회로진입하고자기건강관리 에대한관심증가등의이유로해석됨 건강기능식품품목별시장현황 년 억원

244 개별인정형제품기능성내용별현황 년 억원 년 년기능성원료인정현황 년도별 단위 건수 구분 04 년 05 년 06 년 07 년 08 년 09 년 10 년 11 년 12 년 당해연도 건수 누적건수 년 년기능성원료인정현황 수입 국내제조 구분 04 년 05 년 06 년 07 년 08 년 09 년 10 년 11 년 12 년총계 수입 국내제조 총계 세계건강식품시장규모와동향 건강지향적소비경향증가 신제품개발가속화로건강 기능 식품시장은날이갈수록그규모가확대 전세계적으로건강기능식품은일반적으로식이보조제품 유기식품 유기상품 및기능성식품 의 가지분류로구성됨 세계기능성식품시장동향은통계기관별로다소차이가있으나 의보고에따르면 년 억불규모였던세계기능성식품시장은높은성 장률로 년 억불시장규모를차치함 세계기능성식품시장은지속적성장으로 년도에는 억불시장을형성할것으로전망됨 년 억세계기능성식품시장중 억불에달하는총 를미국이차지하는것으로나타났으며 유럽은 억불 를차지함 아시아시장에서는일본이 억불 로가장많은비중을차지하고있는것으로나타났으며 중국이 억불 를그뒤를잇

245 는것으로나타남 미국 유럽 일본등이세계시장의 를차지함으로써해외기능성식품시장은산업화된선진국가를중심으로발달됨 글로벌시장은향후 년간연평균 수준으로성장해나갈것으로전망 소득수준의향상과더불어최근에는중국과인도 브라질등신흥개발국에서도건강 기능식품에대한수요가크게높아지는추세이기때문에 글로벌차원에서주목할만한잠재력을지닌시장으로평가 미국 최근미국소비자들의식품소비경향의변화와인구의고령화가지속되면서사회에서소 아비만 성인병에대한경각심이부각되고있어 미국건강기능식품시장은장기적으로성장가능성이높을것으로기대되고있다 미국의건기능성식품시장은 년총약 억달러로나타났으며 이것은세계시장 억중약 를차지하는수치다 이중국내건강기능식품에해당되는품목을다수 보유한 군의경우 년 억 만달러로전년대비 의성장률을 보였으며 군이속해있는 시장은앞으로도 의지속적인성장률을보일것으로예상된다