J Korean Soc Food Sci Nutr 한국식품영양과학회지 43(3), 411~418(2014) http://dx.doi.org/10.3746/jkfn.2014.43.3.411 가시오가피버섯균사체발효물의기능성식품소재개발 조주현 최구희 박인재 백순옥 김형하 김충식 휴럼중앙연구소 Development of Functional Food Materials from Acanthopanax senticosusfermented Mushroom Mycelia JuHyun Cho, GooHee Choi, InJae Park, SoonOk Baik, HyungHa Kim, and ChoongSik Kim Hurum Central Research Institute Co., Ltd., Chungbuk 363883, Korea ABSTRACT Three mushroom mycelia, Ganoderma lucidum, Hericium erinaceum, and Phellinus linteus, were separately diluted with the natural culture media Acanthopanax senticosus. Solidstate fermentation was used to produce three different A. senticosusfermented mushroom mycelium groups: G. lucidum mycelia, H. erinaceum mycelia, and P. linteus mycelia. The resulting mycelia were analyzed to assess their efficacies as health functional foods. Optimized fermentation conditions were determined by considering the density and growth speed of mycelia in each A. senticosusfermented mushroom mycelium group. The cultured mushroom mycelia under the optimized conditions were extracted using water and. Extraction was followed by filtration, concentration and freezedrying to produce extract powder of A. senticosusfermented mushroom mycelia: extracts (FM5111, FM5121, and FM5131) and extracts (FM5112, FM5122, and FM5132). Analysis of extract powder of A. senticosusfermented mushroom mycelia was performed using the maker compounds eleutheroside B and eleutheroside E. Analysis of βglucan contents was performed by enzymatic procedures. Key words: Acanthopanax senticosus fermentation, Ganoderma lucidum, Hericium erinace, Phellinus linteus, eleutheroside 서 오가피 (Acanthopanax Cortex) 나무는가시오가피나무과 ( 두릅나무과 ) 에속하는다년생낙엽관목으로서우리나라, 중국, 일본, 러시아등지의동북아시아지역에널리분포하고있으며, 잎은산삼이나인삼과비슷한특징을가지고있다 (1,2). 또한오가피나무 (Acanthopanax sessiliflorum) 의근피로부터분리된 lignan계배당체인 eleutheroside A, B, C, D, E와 ()sesamin, ()savinin 등은다양한약리활성을나타내는것으로보고되었으며 (36), eleutheroside류가외부의스트레스에대한생체의적응력및피로회복을증대시켜주는작용, 대사촉진작용, 수명연장등에탁월한효능이있다고보고되었다 (7). 그중 eleutheroside B 및 E 는인삼과매우유사한 adaptogenic activities 약물에속하며, 인삼배당체보다효능이강해일명 Siberian ginseng으로불린다 (8,9). 한편버섯류는예로부터식용및약용으로널리이용되고있으며 (10), 면역증강효과 (11), 항균효과 (12), 항암효과 (13, 14,15), 혈압강하효과 (16), 질병회복및질병개선효과 (12), 론 Received 8 November 2013; Accepted 23 December 2013 Corresponding author. Email: dusvnd608@hurum.co.kr, Phone: +82432171077 콜레스테롤저하 (12) 및혈당강하효과 (15) 등에대한연구가수행되고있다. 현재다양한천연물및폐기물을배지로이용하여제조된약리활성물질에대한연구가활발히진행되고있으나 (17) 가시오가피와버섯균사체를함께이용한연구는찾아보기어려운실정이다. 따라서본연구에서는가시오가피줄기와잎을혼합한것을천연물배지로하여예로부터식용및약용으로많이이용되어진 3종의버섯균사체 (Ganoderma lucidum, Hericium erinaceum, Phellnus linteus) 를배양발효시켜가시오가피보다기능성이증대된새로운가시오가피버섯균사체발효추출물소재를개발하고자하였으며, 1차적으로가시오가피버섯균사체발효물을건강기능식품소재로활용하기위하여가시오가피의지표성분으로알려진 eleutheroside B와 eleutheroside E 함량과버섯류에다량함유되어있는 βglucan 함량을분석하여소재화연구를수행하였다. 재료및방법실험재료및시약본연구에서공시균주로사용한영지버섯 (Ganoderma lucidum; KCTC 6729), 상황버섯 (Phellinus linteus; KCTC
412 조주현 최구희 박인재 백순옥 김형하 김충식 6719) 은생물자원센터유전자은행 (Daejeon, Korea) 으로부터분양받아사용하였으며, 노루궁뎅이버섯 (Hericium erinaceum) 의경우충주대학교식품공학과 (Jeungpyeong, Korea) 에서분양받아서사용하였다. 각균주를접종할기질로사용하기위한가시오가피줄기와잎은 2009 년부터 2011 년도까지강원도에서생산된것을효광바이오켐 (Chungju, Korea) 으로부터구입하여사용하였다. 버섯균주별배양조건및종균제조영지버섯, 상황버섯종균 ( 전배양액 ) 제조는 PDA 배지에접종하고 28 C에서 7일간배양한후 cork borer( 8 mm) 로절취하여균주디스크를만들어 potato dextrose broth (PDB, Difco, NJ, USA) 배지가 100 ml씩분주되어있는삼각플라스크에 5~6개의균주디스크를접종하여 6일간진탕배양 (SI400R, JEIOTECH, Daejeon, Korea) 한다음분쇄기 (Waring, Winsted, CT, USA) 로균질화하여다시 PDB 배지가 100 ml씩분주되어있는삼각플라스크에 9 ml를접종하여 5일간 ( 상황버섯은 6일 ) 배양한후, 5 L 종균을배양할수있는생물반응기에서 5일간 ( 상황버섯은 6일 ) 배양하여종균으로사용하였다. 또한노루궁뎅이버섯은상기와같은방법으로제조하되배양온도를 24 C로하였으며, 종균으로사용하기위한배양일수는 6일이었다 (1823). 버섯균사체배양을위한가시오가피줄기와잎의혼합비율최적화가시오가피 ( 줄기, 잎 ) 를천연배지로하여버섯균사체를배양할때에가시오가피줄기와잎의혼합비율에따라배양의특성이달라진다. 이에따라배양된버섯균사체의조밀도, 배양속도및산업화측면을고려하였을때가장적절한혼합비율을알아보고자진행되었다. 가시오가피줄기와잎의혼합비율은 Table 1과같은비율로천연가시오가피배지를제조하여 1차멸균을한다음, 배양용시험관 (column, 35 mm) 에일정량을채우고시험관을실리스토퍼로막은후 121 C에서 20분간 2차멸균을실시한뒤가시오가피배지를 25 C까지급랭시켰다. 이것을천연배지로하여각각의버섯종균을 9% 씩접종하고각각의최적배양온도 ( 영지버섯과상황버섯은 28 C, 노루궁뎅이버섯은 24 C) 에서배양하며 24시간마다관찰하였고, 버섯균사체별 5개의혼합비율조건시험관중 2개이상의혼합조건에서 70% 이상성장할경우까지상대적인시험을실시하여 1차적으로버섯균사 Table 1. The mixing ratios of Acanthopanax senticosus stem and leaves (natural culture media) Condition Stem (%) Leaves (%) 1 2 3 4 5 100 80 60 40 0 0 20 60 60 100 체별가시오가피줄기와잎의비율에대한최적배양조건을확인하였으며, 조밀도를좀더세부적으로관찰하기위하여실험용배양포트 ( 60 mm, 500 ml) 에같은혼합배지조건으로가시오가피배리를 60% 채우고 121 C에서 30분간멸균한후 25 C까지급행시킨다음상기와같은조건으로각각의버섯균을접종하고배양하여관찰하였다. 가시오가피를천연배지로한버섯균사체의배양상기배양용시험관방법으로얻어진천연배지로서가시오가피줄기와잎의최적비율을토대로하여산업화에적용이가능한배양포트 ( 300 mm, 2,000 ml) 에서최적배양기간을확립하여가시오가피발효물을얻고자하였다. 천연배지는건조된가시오가피의잎과줄기를마쇄하여균일한크기의분쇄물을얻은후영지버섯은오가피의줄기와잎의비율이, 노루궁뎅이버섯과상황버섯은 비율로혼합하였다. 그후수분함량이 63±3% 가되도록정제수를투입하고 autoclave에서 121 C, 20분간초벌멸균하였다. 그후배양포트부피의 50~65% 가되도록적당한압력으로눌러담은후뚜껑으로밀폐하여 autoclave에서 121 C, 40 분간멸균을실시하였다. 멸균다음온도를 25 C까지급랭시켜천연배지로사용하였다. 이것에각각의종균을 9% 씩접종하여각각의최적배양온도 ( 영지버섯과상황버섯은 28 C, 노루궁뎅이버섯은 24 C) 에서영지버섯은 14일, 노루궁뎅이버섯은 40일, 상황버섯은 30일배양하여가시오가피버섯균사체발효물을얻었다. 시료의제조배양과정을거쳐얻어진가시오가피버섯균사체발효물과가시오가피최적화비율에맞게조정된원물에 10배수의증류수를넣고환류추출장치에서 95 C의온도로 6시간동안추출하였으며, 10배수의 70% 에탄올을넣고환류추출장치에서 85 C의온도로 6시간동안환류추출하였다. 각각의방법을 2회실시하였으며, 1차및 2차에서얻어진추출물을혼합하여 filter paper(advantec, Tokyo, Japan) 로여과한다음일정농도까지농축 (VV20, Heidolph, Schwabach, Germany) 한후동결건조 (MCFD5510, Ilsin, Dongducheon, Korea) 하여열수추출분말시료와 70% 에탄올추출분말시료를얻었다. 이렇게얻어진분말시료는 NR1W ( 가시오가피원물줄기 : 잎 = 열수추출물 ), NR2W ( 가시오가피원물줄기 : 잎 = 열수추출물 ), NR1E( 가시오가피원물줄기 : 잎 = 70% 에탄올추출물 ), NR2 E( 가시오가피원물줄기 : 잎 = 70% 에탄올추출물 ), FM5111( 가시오가피영지버섯균사체발효물열수추출물 ), FM5121( 가시오가피노루궁뎅이버섯균사체발효물열수추출물 ), FM5131( 가시오가피상황버섯균사체발효물열수추출물 ), FM5112( 가시오가피영지버섯균사체발효물 70% 에탄올추출물 ), FM5122( 가시오가피노루궁뎅이버섯균사체발효물 70% 에탄올추출물 ), FM5132( 가시오가
가시오가피발효물의기능성식품소재 413 Table 2. Classifications of Acanthopanax senticosus, extracts of Acanthopanax senticosusfermented mushroom mycelium Samples 1) Stem : Leaves Incubation (mycelia) Extract solvent 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 NR1W NR2W NR1E NR2E FM5111 FM5121 FM5131 FM5112 FM5122 FM5132 Ganoderma lucidum Hericium erinaceum Phellnus linteus Ganoderma lucidum Hericium erinaceum Phellnus linteus 1) NR1W, NR2W: water extracts of Acanthopanax senticosus, NR1E, NR2E: extracts of Acanthopanax senticosus, FM5111: water extracts of Acanthopanax senticosusfermented Ganoderma lucidum, FM5121: water extracts of Acanthopanax senticosusfermented Hericium erinaceum, FM5131: water extracts of Acanthopanax senticosusfermented Phellnus linteus, FM5112: extracts of Acanthopanax senticosusfermented Ganoderma lucidum, FM5122: extracts of Acanthopanax senticosusfermented Hericium erinaceum, FM5132: extracts of Acanthopanax senticosusfermented Phellnus linteus. 피상황버섯균사체발효물 70% 에탄올추출물 ) 로각각의실험방법에따라전처리하여사용하였다 (Table 2). Eleutheroside B와 eleutheroside E 함량분석표준용액과시험용액의조제 : Eleutheroside B(Chroma Dex, Irvine, CA, USA) 와 eleutheroside E(ChromaDex) 를각각 2.5 mg씩을취하여증류수 20 ml로용해한다음 methanol(jt baker, Avantor Performance Materials, Center Valley, PA, USA) 을가해 100 ml로하여각각의표준원액으로하였다. 표준원액에서 0.25, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 ml씩취하고정확히 10.0 ml가되도록 methanol 을가하여정용하여 eleutheroside B와 eleutheroside E가혼합된표준액을제조하였다. 또한시료 100 mg을각각 10 ml volumetric flask에넣고 water 2 ml를넣은후 methanol로용해하여 ultrasonic cleaner(powersonic 420, Hwashin tech, Daegu, Korea) 에서 40분동안추출한후최종 10 ml로정용한것을다시 0.45 μm membrane filter (ADVANTEC, Dublin, CA, USA) 로여과하여시험용액으로하였다. HPLC에의한함량분석 : 상기조제된표준용액과시험용액을 HPLC(WATERS 2695, Milford, MA, USA), Photodiode Array Detector(WATERS 996) 를사용하여분석하였다. 고정상으로는 Capcell pak C 18(5 μm 4.6 250 mm, Shiseido, Tokyo, Japan) 칼럼을사용하였고, 이동상은 acetonitrile과 water가 15:85의비율로 isocratic flow 1.0 ml/min로설정하여 220 nm 파장에서분석하였다. Eleutheroside B와 eleutheroside E의검량선을작성하고시험용액에함유된함량값을계산하였다 (Fig. 1)(24,25). 검량선의회귀방정식은 eleutheroside B가 y=58608x 6633.3(R²=0.9994) 이었고 eleutheroside E가 y=21949x 4635.6(R²=0.9998) 으로고도의유의적인정의상관관계가있었다. 베타글루칸 (βglucan) 함량분석 βglucan 분석은 Megazyme사 (Megazyme Int. Ireland Ltd., Wicklow, Ireland) 의 yeast betaglucan kit를사용하여 βglucan 분석법 (26,27) 에따라실험하였다. 즉시료 100 mg을 50 ml 용량의 glass test tube에넣고 1.5 ml의 37% 염산을넣어 30 C 항온수조에서 45분간, 15분마다교반하면서반응시킨후 10 ml의증류수를첨가하고혼합하였다. 그후끓는물에서 cap을느슨하게열어놓은상태에서 5분간반응시킨다음, cap을단단히닫고 100 C 항온수조 Fig. 1. HPLCchromatogram (Standard) of eleutheroside B and eleutheroside E.
414 조주현 최구희 박인재 백순옥 김형하 김충식 에서 2시간동안교반후냉각하였다. 이에 10 ml의 2 N KOH를넣고혼합한후 1,500 rpm으로 10분동안원심분리하여상등액을얻었다. 상등액 0.1 ml에각각 0.1 ml씩의 exo1,3βglucosidase를첨가한후 40 C에서 60분간반응시켜 total glucan 분석에사용하였다. 또한 100 mg의시료를 50 ml 용량의 glass test tube에담아 2 ml의 2 M KOH를넣어얼음에서 20분동안교반시킨다음 8 ml의 1.2 M sodium acetate buffer(ph 3.8) 와 0.2 ml의 amyloglucosidase plus invertase를넣어혼합하여 40 C 항온수조에서 30분간반응시킨후 1,500 rpm으로 10분동안원심분리하여상등액을얻었다. 상등액 0.1 ml에 200 mm sodium acetate buffer(ph 5.0) 를가한것을 αglucan 분석에사용하였다. Total glucan과 αglucan 분석용시료에 3 ml의 glucose oxidase/peroxidase/4aminoanipyrine (GOPOD) 을넣어 40 C 항온수조에서 20분간반응시킨후 UVVis Spectrophotometer(UV1650PC, Shimadzu, Kyoto, Japan) 를이용하여 510 nm에서흡광도를측정하고다음계산식에따라 βglucan 함량 (%) 으로나타내었다. βglucan 함량 (%)=Total glucan 함량αglucan 함량통계처리실험에서얻어진통계적유의성은 SPSS(statistical package for social sciences, ver. 19.0, SPSS Inc., Chicago, IL, USA) package program을이용하여실험군당평균과표준편차로표시하였고, Duncan's multiple range test(p< 0.05) 에의해유의성을검정하였다. 결과및고찰버섯균사체배양을위한가시오가피줄기와잎의혼합비율최적화가시오가피줄기와잎의혼합비율에따라배양되는버섯균사체의성장속도와조밀도면에서차이점이있었다. 배양용시험관 (column, 35 mm) 에영지버섯균사체를접종한혼합배지중 2개이상의시험관에서 70% 성장이이루어진기간은 14일이며, 이때 100:0( 줄기 : 잎 ) 의혼합비율로제조된배지가 80±3% 이며, 배지는 75±5% 그리고 60: 40, 40:60, 0:100의혼합비율로제조된배지에서는각각 61±2%, 60±3%, 52±3% 깊이까지성장하는데그쳤다. 그러나혼합배지의균사체의조밀도부분에있어서는 Table 3에서보는바와같이 의혼합비율에서배양된영지버섯균사체가 100:0에서배양된것보다더욱조밀하게자랐다. 이에성장속도와조밀도등을고려하여비교한결과영지버섯균사체배양배지는 의혼합비율이적절할것으로판단되었다. 배양용시험관 (column, 35 mm) 에노루궁뎅이버섯균사체를접종한혼합배지중 2개이상의시험관에서 70% 성장이이루어진기간은 40일이며, 이때 100:0( 줄기 : 잎 ) 과 Table 3. Mycelium density by mixing condition in culture tubes (column, 35 mm) Condition 100:0 60:40 40:60 0:100 Mycelial density G. lucidum 1) H. erinaceum 2) P. linteusd 3) ~ : Degree of mycelium density. 1) Acanthopanax senticosusfermented Ganoderma lucidum: incubation for 14 days. 2) Acanthopanax senticosusfermented Hericium erinaceum: incubation for 40 days. 3) Acanthopanax senticosusfermented Phellnus linteus: incubation for 30 days. 의혼합비율로제조된배지가 75±3% 이며, 60:40과 40:60의혼합비율로제조된배지는 73±2% 그리고 0:100 의혼합비율로제조된배지는 50±5% 의깊이까지성장하였다. 그러나혼합배지의균사체조밀도에있어서는 Table 3 에서보는바와같이 60:40과 40:60의혼합비율로제조된배지에서가장우수하였으며, 그다음으로는 0:100이우수하였고 100:0과 의혼합배지는상대적으로조밀도가낮았다. 이에노루궁뎅이버섯균사체의최적배지혼합비율을성장속도와균사생육의조밀도를고려하여가시오가피의줄기와잎의비율이 60:40~40:60이적절할것으로판단되어, 본연구에서는노루궁뎅이버섯균사체배양배지는가시오가피줄기와잎의혼합비율을 으로선정하였다. 상황버섯균사체를접종한혼합배지의경우는 70% 이상성장이이루어진기간은 30일이며, 100:0( 줄기 : 잎 ) 과 의혼합비율로제조된배지가 76±3% 이며, 60:40과 40:60 의혼합비율로제조된배지는 72±2% 그리고 0:100의혼합비율로제조된배지는 50±5% 의깊이까지성장하였다. 그러나혼합배지의균사체조밀도에있어서는 Table 3에서보는바와같이 60:40과 40:60의혼합비율로제조된배지에서가장우수하였으며, 그다음으로는 0:100이우수하였고 100:0과 의혼합배지는상대적으로조밀도가낮았다. 이에상황버섯균사체의최적배지혼합비율을성장속도와균사생육의조밀도를고려하여가시오가피의줄기와잎의비율이 60:40~40:60이적절할것으로판단되어, 본연구에서는상황버섯균사체배양배지는가시오가피줄기와잎의혼합비율을 으로선정하였다. 실험용배양포트 ( 60 mm, 500 ml) 에 5종류의혼합배지조건에각각의버섯균사체를접종한다음영지버섯균사체 14일, 노루궁뎅이버섯균사체 40일, 상황버섯균사체 30 일을각각배양하여 Fig. 2와같은가시오가피발효물을얻었으며, 각각의발효물에대한균사체의조밀도정도를 Table 4에나타내었다. 영지버섯균사체를접종한혼합배지의경우 0:100 혼합비율을제외하고는전체적으로생육이양호하였으나, 균사체가조밀하게자란정도는 의혼
가시오가피 발효물의 기능성 식품 소재 415 (a) Acanthopanax senticosusfermented Ganoderma lucidum (b) Acanthopanax senticosusfermented Hericium erinaceum (c) Acanthopanax senticosusfermented Phellnus linteus Fig. 2. Acanthopanax senticosusfermented mushroom mycelium by mixing ratios. Table 4. Mycelium density by mixing condition in culture pot ( 60 mm, 500 ml) Mycelial density Condition 1) H. erinaceum2) P. linteusd3) G. lucidum 100:0 60:40 40:60 0:100 : Degree of mycelium density. 1) Acanthopanax senticosusfermented Ganoderma lucidum: incubation for 14 days. 2) Acanthopanax senticosusfermented Hericium erinaceum: incubation for 40 days. 3) Acanthopanax senticosusfermented Phellnus linteus: incubation for 30 days. 합비율이 가장 우수하였으며 다음으로는 60:40, 40:60 순 으로 조사되었다. 노루궁뎅이버섯균사체를 접종한 혼합배지의 경우, 전체 적으로 생육이 양호하였으나 균사체 조밀도에 있어서는 60:40과 40:60의 혼합비율배지에서 가장 우수하였으며, 다 음으로는, 0:100 순으로 조사되었다. 상황버섯균사체를 접종한 혼합배지의 경우, 전체적으로 생육은 양호하였으나 균사체 조밀도에 있어서는 60:40과 40:60의 혼합비율배지에서 가장 우수하였으며, 다음으로는 0:100, 순으로 조사되었다. 상기 배양용 시험관(column, 35 mm)과 실험용 배양포 트( 60 mm, 500 ml)를 이용한 최적배지설정에 대한 균사 체 생육 및 조밀도를 측정한 결과, 각각의 버섯균사체에 적
416 조주현 최구희 박인재 백순옥 김형하 김충식 Table 5. Mycelial density by period of fermentation in culture pot ( 180 mm, 2,000 ml) Period of fermentation Mycelial density (day) G. lucidum 1) H. erinaceum 2) P. linteusd 3) 5 10 14(15) 20 25 30 35 40 ~ : Degree of mycelium density, : Maximum density. 1) Acanthopanax senticosusfermented Ganoderma lucidum. 2) Acanthopanax senticosusfermented Hericium erinaceum. 3) Acanthopanax senticosusfermented Phellnus linteus. 합한가시오가피혼합배지 ( 가지 : 잎 ) 로는영지버섯균사체는 의혼합비율을선정하였으며, 노루궁뎅이버섯과상황버섯은 혼합비율을선정하였다. 가시오가피버섯균사체발효물배양가시오가피의천연배지로서최적화비율을토대로하여산업화에적용이가능한배양포트 ( 180 mm, 2,000 ml) 에서 3종버섯균의배양기간에따른가시오가피버섯균사체발효물의조밀도등을검토하여 Table 5에나타내었다. 영지버섯균사체를접종한가시오가피혼합배지 ( 가지 : 잎 =) 의경우 14일간배양하였을때균사의생육및조밀도에있어서가장우수한결과를얻었으며, 노루궁뎅이버섯과영지버섯은 혼합배지에서각각 40일과 30일을배양하였을때우수한발효물을얻었다 (Fig. 3, Table 5). 시료의추출및동결건조수율가시오가피줄기와잎을각각의버섯균사체의최적배지 Table 6. Yields in extracts of Acanthopanax senticosusfermented mushroom mycelium (through freeze drying) Sample name 1) Extract solvent Extract yield (%) FM5111 FM5121 FM5131 FM5112 FM5122 FM5132 13.30±3.1 e2) 25.08±3.2 a 17.91±2.8 c 14.98±3.3 d 21.82±2.6 b 17.21±2.4 cd 1) See the legend of Table 2. 2) Values with different superscripts within the same column (ae) are significantly different (P<0.05). 에맞게혼합사용하여얻어진가시오가피발효물을물과 70% 에탄올을이용하여추출, 농축, 동결건조를실시하여얻어진수득율 (%) 은 Table 6과같다. FM5111과 FM 5112의수득율은각각 13.30±3.1% 와 14.98±3.3% 로 70% 에탄올추출이좀더높은수득율을보였고, FM5121과 FM5122의수득율은각각 25.08±3.2% 와 21.82±2.6% 로열수추출에서더높은수득율을보이고있었다. FM 5131과 FM5132의수득율은각각 17.91±2.8% 와 17.21 ±2.4% 로열수추출과 70% 에탄올추출에서유사한수득율을보여, 가시오가피버섯균사체발효물의수득율은추출용매에따라큰차이를보이지않았다. 가시오가피버섯균사체발효물소재의지표성분함량분석가시오가피원물의 eleutheroside B와 eleutheroside E 의함량을측정한결과는 Table 7과같다. 줄기와잎의배합이 인배합물에서 배합물보다높은함량을나타내었으며가시오가피전처리추출용매에따라 70% 에탄올추출물이열수추출물보다높은함량을보이는것을확인하였다. Jwa 등 (28) 은오갈피나무의부위에따른 eleutheroside 함량분석시줄기 > 뿌리 > 잎순으로잎에서가장낮은함량을나타냈고, Jwa 등 (29) 은최적추출조건과성분 Fig. 3. Acanthopanax senticosusfermented mushroom mycelium incubated at the optimized mixing ratios.
가시오가피발효물의기능성식품소재 417 Table 7. Contents of eleutheroside in Acanthopanax senticosus and extracts of Acanthopanax senticosusfermented mushroom mycelium (unit: mg/g) Sample 1) NR1W NR2W NR1E NR2E FM5111 FM5121 FM5131 FM5112 FM5122 FM5132 B 3.345±0.042 a2) 1.507±0.052 bc 3.356±0.124 a 1.547±0.041 b 0.050±0.003 e 0.067±0.001 d 0.028±0.001 h 0.038±0.002 g 0.090±0.005 c 0.041±0.001 f Eleutheroside E 3.222±0.415 ab 1.394±0.03 b 3.386±0.307 a 1.408±0.021 b 0.064±0.011 f 0.047±0.006 g 0.074±0.064 e 0.091±0.012 d 0.028±0.023 h 0.102±0.025 c 1) See the legend of Table 2. 2) Values with different superscripts within the same column (ah) are significantly different (P<0.05). Table 8. Contents of glucan in Acanthopanax senticosus and extracts of Acanthopanax senticosusfermented mushroom mycelium (unit: %, w/w) Sample 1) TotalGlucan AlphaGlucan BetaGlucan Control NR1W NR2W NR1E NR2E FM5111 FM5121 FM5131 FM5112 FM5122 FM5132 54.62 7.38 6.49 7.83 6.48 4.96 3.99 4.70 5.68 4.23 4.85 0.13 0.55 0.63 0.58 0.50 0.49 0.58 0.55 0.50 0.49 0.48 54.49±0.21 6.83±0.11 b2) 5.86±0.37 c 7.25±0.09 a 5.98±0.18 c 4.47±0.14 e 3.41±0.15 g 4.15±0.06 ef 5.18±0.36 d 3.74±0.40 f 4.37±0.32 e 1) See the legend of Table 2. 2) Values with different superscripts within the same column (ag) are significantly different (P<0.05). 조성을분석하였을때에탄올농도가높을수록 eleutheroside의수율이증가한다고보고하였다. 이와마찬가지로가시오가피원물에서는줄기가잎보다 eleutheroside 성분이많이함유되어있고분획과정시 70% 에탄올로추출한시료가 eleutheroside 성분의함량이높아지는것을확인할수있었다. 고체배양물에서 eleutheroside B는노루궁뎅이버섯균사체발효물추출물인 FM5121(0.067±0.001 mg/ g) 과 FM5122(0.090±0.005 mg/g), eleutheroside E는상황버섯균사체발효물추출물인 FM5131(0.074±0.064 mg/g) 과 FM5132(0.102±0.025 mg/g) 가가장높게측정되었고, 가시오가피원물의경우 NR1E에서 eleutheroside B와 eleutheroside E의함량이높게측정된것을확인할수있었다. 또한버섯균사체별로비교하였을때 eleutheroside B는 FM5122에서, eleutheroside E는 FM 5132에서가장높게측정이되는것을확인하였다. Ahn 등 (30) 은가시오가피에곰팡이를이용한발효물에서 polyphenol 함량을측정하였을때원물이 4.11% 이었고발효물의경우 1.41~2.30% 로낮아졌다고보고하여본연구와같은경향을나타내었다. 이는미생물을이용한발효과정을거치면서 polyphenol류인 eleutheroside B와 eleutheroside E의성분이감소된것으로판단된다. 한편가시오가피원물의 βglucan 함량을측정한결과는 Table 8과같다. 가시오가피줄기와잎의배합비율이 인 NR1W(6.83±0.11%) 와 NR1E(7.25±0.09%) 가 50: 50인 NR2W(5.86±0.37%) 와 NR2E(5.98±0.18%) 보다높게측정되었다. 이를통하여배합비율에서줄기의함유량이많고용매추출시 70% 에탄올추출물에서 βglucan 함량이높게측정이되는것을확인하였으며가시오가피버섯발효물추출물에서는 3.41~5.18% 의함량을보였으며원물과같이 70% 에탄올추출물에서좀더높은함량을나타내는경향을보였다. βglucan 함량또한 eleutheroside와같이원물과비교 시감소되는경향을나타내었는데, 이러한결과는버섯균사체가생육할때필요한탄소원등이발효시소모되어 2차대사산물로전환된것으로사료된다 (31). 요약가시오가피 (Acanthopanax senticosus) 의잎과줄기를천연물배지로발효미생물인영지버섯, 노루궁뎅이버섯및상황버섯균사체를각각최적조건으로발효하여 3종의가시오가피버섯발효물인가시오가피영지버섯균사체발효물, 가시오가피노루궁뎅이버섯균사체발효물, 가시오가피상황버섯균사체발효물을얻었으며이를건강기능식품소재로서이용하고자하였다. 우선적으로배양용시험관과실험실용배양병을사용하여버섯균사체별가시오가피의천연배지로서최적혼합비율을검토한결과영지버섯균사체, 노루궁뎅이버섯균사체및상황버섯균사체의가시오가피줄기와잎의혼합비율을각각,, 으로확립하였으며, 이조건을가지고산업용배양포트 (2,000 ml) 에서의최적배양시간을검토한결과영지버섯균사체 14일, 노루궁뎅이버섯균사체 40일, 상황버섯균사체 30일로확립하였다. 상기와같이최적화된조건으로배양된 3종의가시오가피버섯균사체발효물들을물과 70% 에탄올로추출, 여과, 농축, 동결건조를수행하여가시오가피버섯균사체발효물추출분말인열수추출물 (FM5111, FM5121, FM5131) 과 70% 에탄올추출물 (FM5112, FM5122, FM5132) 을얻었다. 이가시오가피버섯균사체발효물추출분말의 eleutheroside B와 eleutheroside E를분석한결과, eleutheroside B는 FM5111 0.050±0.003 mg/g, FM5121 0.067 ±0.001 mg/g, FM5131 0.026±0.001 mg/g, FM5112 0.038±0.002 mg/g, FM5122 0.053±0.005 mg/g, FM 5132 0.025±0.001 mg/g의함량을나타내었고, eleutheroside E는 FM5111 0.052±0.014 mg/g, FM5121 0.047
418 조주현 최구희 박인재 백순옥 김형하 김충식 ±0.003 mg/g, FM5131 0.078±0.003 mg/g, FM5112 0.045±0.002 mg/g, FM5122 0.040±0.002 mg/g, FM 5132 0.080±0.011 mg/g의함량을보였으며, βglucan 의경우 FM5111 4.47±0.14%, FM5121 3.41±0.15%, FM5131 4.15±0.06%, FM5112 5.18±0.36%, FM5122 3.74±0.40%, FM5132 4.37±0.32% 의함량이측정되었다. 감사의글 본논문은농림수산식품기술기획평가원고부가가치식품기술개발사업 ( 과제번호 :1101283) 의지원으로이루어진것임. REFERENCES 1. Yook CS, Lee DH, Seo YK. 1976. A new forma of Acanthopanax species (I). Korean J Pharmacogn 7: 179190. 2. Lee WT. 1979. Distribution of Acanthopanax plant in Korea. Korean J Pharmacog 10: 103107. 3. Ovodov YS, Ovodova RG, Solov'eva TF, Elyakov GB, Kochetkov NK. 1965. The glycosides of Eleutherococcus senticosus Max. I. Isolation and some properties of eleutheroside B and E. Khim Prir Soedin 1: 37. 4. Ovodov YS, Frolova GM, Nefedova MY, Elyakov GB. 1967. The glycosides of Eleutherococcus senticosus Max. Ⅱ. The structure of eleutheroside A1, B1, C and D. Khim Prir Soedin 3: 5354. 5. Elyakova LA, Dzizenko AK, Elyakov GB. 1965. 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