인삼 추출물에서 어떻게 진세노사이드를 분리하는가?

인삼은 Panax 인삼 C.A. Mey 식물의 말린 뿌리로 주로 중국의 지린, 랴오닝, 헤이룽장, 허베이, 산시 등의 창바이 산맥에서 생산된다.그것은 전통적이고 귀중한 중국의 약초입니다.현대의 연구에 의하면 인삼에서 40여종의 ginsenoside 단량체가 분리, 확인되었으며, 그 다음으로 인삼다당류, 아미노산, 단백질, 인삼디올, ginsenoside 및 기타 활성성분 순으로 확인되었다.이 중 진세노사이드 (ginsenoside)는 인삼의 주요 활성 성분 중 하나이며, 심장 기능 보호, 혈당 저하, 항산화, 항피로, 항종양 등의 약리학적 활성을 가지고 있다 [1-3].양질의 진세노사이드를 얻기 위해 합리적인 추출 및 분리 방법을 선택하는 것이 연구의 화두가 되었다.

문헌보고 [4-5]에 따르면, decoction, percolation, Soxhlet 추출, column chromatography와 같은 전통적인 추출 및 분리 방법은 한의약 제약 산업의 발전에 상당한 역할을 해왔다.그러나 이러한 방법들은 모두 추출 주기가 길고, 유효성분의 손실이 크며, 추출 효율이 낮은 등의 다양한 정도의 문제점을 가지고 있다.현대과학기술의 지속적인 발전에 따라 초임계 이산화탄소추출기술, 마이크로파보조추출기술, 초음파추출기술 [6-7] 등 많은 새로운 추출과 분리기술이 나타났다.이러한 기술을 리용하면 생산원가를 절감할수 있을뿐만아니라 수확량도 제고되여 인삼의 공업화, 정밀화, 자동화에 기술지도를 제공한다.

1 추출방법

인삼 추출에서 나타나는 많은 문제점을 해결하기 위해 최근 중국에서는 한약을 추출하는 새로운 기술에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있으며, 상당한 진전이 이루어지고 있다.이러한 기술은 인삼에서 최대한의 진세노사이드 (ginsenoside)를 추출할 뿐만 아니라 진세노사이드 (ginsenoside) 가 손실되고 비활성 성분이 분해되는 등의 문제를 피할 수 있다.

1.1 마이크로파 추출법

마이크로파 추출은 설비가 간단하고 시간이 절약되며 추출률이 높고 투자가 적으며 용매가 절약되고 오염이 적은 등 장점이 있다.류영련 [8] 등은 말린 미국인삼 뿌리에서 마이크로파 추출법을 이용하여 ginsenoside를 추출한 결과, ginsenoside의 수율은 5.53%로 ethanol 역류추출법에 비해 29% 높았으며, 추출시간은 ethanol 역류추출법의 2%로 나타났다.

또 다른 실험 [9] 에서는 마이크로파 추출에 의한 진세노사이드 추출률이 8%로 기존 역류법의 2.67배임을 확인하였다.장징 등 (10)은 마이크로파 추출법을 이용하여 진세노사이드 (ginsenoside)를 추출하였는데 5.25%의 추출율로 기존 역류법의 1.67배였다.송야희 [11] 등은 마이크로파 추출법을 이용하여 ginsenoside를 추출하였으며, 그 결과이 방법에서의 ginsenoside의 추출율은 약 8%인 반면, 역류법은 3.27% 임을 확인하였다.마이크로파 추출은 열에 안정적인 제품에만 적합하다는 점을 주목할 필요가 있습니다.열에 민감한 물질의 경우 마이크로파 가열로 인해 이러한 성분이 변성 또는 불활성화될 수도 있습니다.

1.2초음파 추출법

초음파 추출법은 소량의 용매를 사용하고, 추출효율이 높으며, ginsenosides의 활성에 영향을 미치지 않는다.지샤오후이 (Ji Xiaohui) [12] 등은 초음파 추출법을 이용하여 미국인삼의 줄기와 잎에서 ginsenoside Re를 추출하였으며, 추출율은 2.77%로 기존의 물 추출법에 비해 약 1.2배 정도 추출되었다.Zheng Yi [13] 등은 초음파 방식으로 ginsenoside를 추출하였는데, 이는 기존 추출법의 5.01%보다 훨씬 높은 8.13%의 추출율을 보였다.진담화 [14] 등은 초음파법을 이용하여 ginsenosides를 추출하였으며, 중심복합체 설계법을 이용하여 최적의 추출조건을 결정하였으며, 이들 조건에서의 총 인삼 사포닌 추출율은 5.23%로이 방법이 기존의 다른 방법에 비해 추출율이 높고 에너지 소모량이 적은 장점이 있음을 확인하였다.

초임계 유체 추출법 1.3

초임계 유체 추출 기술은 독성이 없고 잔류 용매를 사용하지 않으며 비용이 저렴하고 에너지를 절약할 수 있는 새로운 추출 방법이다.장르 [15]는 극성이 낮기 때문에 초임계 유체 추출 기술을 이용해 진세노사이드를 추출했다.진세노사이드의 추출율은 약 2.76%로 나타나 기존의 역류추출법 (3.26%)보다 약간 낮은 것으로 나타났다.이 방법은 극성이 높은 사포닌을 추출하기가 더 어렵지만, 극성이 낮은 희귀 사포닌을 추출할 때 오염이 적고 용매 잔류가 없어 친환경적이며 기존의 역류법과 비교할 수 없는 장점이 있다.

Jiang Xiaoqing [16] 등이 초임계 유체 추출 기술을 이용해 ginsenosides에서 Rh1과 Rh2를 추출했다.그 결과 ginsenosides Rh1과 Rh2의 수율은 각각 7.33%와 14.69%로 나타나 기존의 역류추출법에 비해 높은 수율을 보였다.또 다른 실험을 통해 추출계에 특정 계면활성제를 도입한 후, 계면활성제를 첨가하지 않은 경우보다 13.3배 높은 진세노사이드의 추출율이 15.9%에 달한다는 것이 증명되었다 [17].이 기술은 저온운전, 신속성, 환경보호 등 장점이 있지만 설비투자가 많고 생산비용이 많이 들며 안전성과 같은 문제점이 있다.그러므로 방법을 홍보하고 적용할 때 이러한 문제에 주의를 돌려야 한다.

1.4 효소 추출법

효소 가수분해는 천연 식물에서 활성 성분을 추출하기 위해 최근 사용되는 새로운 기술이다.적당한 효소를 사용하면 식물 조직을 부드럽게 분해하고, 활성 성분의 분비를 가속화하고, 그에 따라 추출률을 높일 수 있다 [18].장잉 (Zhang Ying) [19] 등은 basidiomycete Trametes versicolor에서 산수유를 처리한 후 인삼을 추출하면 총 진세노사이드 (total ginsenosides)의 추출률을 크게 높일 수 있음을 증명했다.이 방법은 물 추출에 비해 추출률을 65.31% 향상시킨다.왕예 [20] 등은 락효소의 효소적 가수분해를 통해 진세노사이드 Re의 추출률을 0.511%로 증가시켜 기존의 가열 역류법보다 90.0% 높은 수치를 보였다.우청 [21] 등이 셀룰라아제법을 이용해 인삼 잎에서 진세노사이드를 추출한 결과 진세노사이드 추출률이 무려 6.29%나 되는 것으로 나타났다.효소 추출 방법은 촉매 효율이 높고 촉매 조건이 온화한 장점이 있지만,이 기술은 효소와 생산 조건에 대한 요구도가 높습니다.따라서 향후 연구 사업에서는 생성된 산물에 대한 제어를 강화하고 특수 활성 효소의 스크리닝을 확립해야 한다.

생체모방 추출법 1.5

생체 추출 [22]은 인체 위장관의 소화와 작동을 모사하여 pH 가 다른 산성수와 알칼리수를 순서대로 추출하여 생체 추출물을 얻는다.진세노사이드의 추출은 주로"like를 녹인다"는 원리에 의거하기 때문에 추출용매와 조건은 인체소화기관의 생리조건과 매우 다르므로 사포닌 성분은 일반적으로 체외에서 효과를 발휘하지만 일단 인체에 들어가면 효과를 발휘하지 못하게 된다.이러한 현상을 바탕으로 천신 [23]은 생체 모방 용매와 물을 추출 용매로 사용하여 ginsenoside를 추출하였고, 생체 모방으로 추출한 ginsenoside의 수율이 61.31%로 물 추출법으로 얻은 54.26%의 수율보다 높은 것을 확인하였다.이 방법은 추출율이 높고, 생산 주기가 짧으며, 전통 한약의 원래 기능을 변경하지 않는 특징을 가지고 있지만, 현재도 열에 민감한 활성 성분에 일정한 영향을 주는 열 추출 방법입니다.따라서이 기술을 사용할 때 일부 열에 민감한 활성 성분의 보호에 주의를 기울여야 합니다.

1.6기타 방법

최근에는 진세노사이드 추출기술의 급속한 발전으로 인해 위의 추출기술 외에도 많은 기술들이 등장하고 있다.예를 들어, 2 상 추출법:2 상 추출에 물질의 분포의 차이를 이용하는 새로운 추출 기술이다.장루 등 [24]은 2 상 추출법을 이용하여 인삼뿌리에서 ginsenoside를 추출하였고,이 시스템에서 ginsenoside의 회수율이 기존의 추출법보다 높음을 확인하였다.Maceration 방법:ginsenoside는 물에 잘 녹기 때문에 모든 인삼 사포닌에서 추출할 수 있다.장춘홍 [25] 등은 마트레이더법을 이용하여 ginsenoside를 추출하여 8.33%의 추출율을 보였다.

또 다른 실험 [26]에서 인삼을 마더레이션법을 이용하여 48시간 동안 담근 후, ginsenosides Rb1, Rg1, Re의 추출율이 각각 2.906%, 0.2450%, 1.3420% 임을 증명하였다.역류법:우장종 [27] 등은 역류법을 이용하여 ginsenoside를 추출하였으며, 총 ginsenoside 추출율은 5.52%, 총 ginsenoside Rg1 및 재추출율은 0.2473%로 기존의 마테레이션법보다 높은 결과를 보였다.고압 추출법:천루이잔 [28] 등은 고압 추출법을 이용해 인삼에서 진세노사이드를 추출했고, 그 결과 고압 추출법으로 추출한 진세노사이드의 수율이 7.76%로 기존 추출법보다 훨씬 높음을 증명했다.

2. 단량체를 분리하고 정제하는 방법

인삼 사포닌은 화학적으로 불안정하여 효소와 산성 상태가 있으면 쉽게 가수분해된다.현재 인삼 사포닌 단량체를 분리 및 정제하는 방법으로는 대식성 흡착수지를 이용한 분리 및 정제방법, 고속대향류 크로마토그래피 분리방법, 발포부유 분리방법 등이 있다.이러한 방법은 높은 분리 및 정화, 좋은 분리 효과 및 빠른 속도의 장점을 가지고 있으며 넓은 응용 전망을 가지고 있습니다.

2.1대 흡착수지 분리 및 정제 방법

Xie Liling [29] 등은 대식 흡착수지를 통한 인삼 총 사포닌의 정제과정을 연구한 결과, 대식 수지에 의한 분리 및 정제 후 얻어진 ginsenosides Rg1, Re 및 Rb1의 총 추출율은 0.989% 임을 확인하였다.또 다른 보고서 [30]도 약극성 대성 수지를 이용하여 추출한 진세노사이드의 순도가 60% 이상에 달할 수 있음을 증명하였다.케이웅 [31] 등은 대성 수지를 이용하여 농축 및 정제 후 진세노사이드의 용출률이 90% 이상임을 확인하였다.류지화 [32] 등은 대식 흡착수지를 이용하여 미국 인삼 과육에서 total ginsenoside를 추출한 결과, total ginsenoside 함량이 50%를 초과함을 확인하였다.손청펭 [33] 등은 D101C 거대성 흡착수지를 이용하여 인삼뿌리에서 총 ginsenosides를 분리 및 정제하였으며, 분리순도는 94.62%에 달했다.이 방법은 분리순도가 높지만 적용에도 일정한 한계가 있으며 분리대상은 주로 사포닌, 알칼로이드 등 성분에 집중된다.적용시 수지 잔류물 및 크래킹 제품에 대한 검출 방법도 마련되어야 하며, 합리적인 한계 기준을 마련해야 한다.

고속 대향 크로마토그래피 분리법 2.2

고속 대향 크로마토그래피는 최근 개발되고 있는 새로운 분리 기술이다.시료의 90% 이상을 분리할 수 있습니다.그것은 큰 준비 볼륨, 좋은 분리 효과, 빠른 속도의 장점이 있습니다.장민 [34] 등은 고속대향류 크로마토그래피를 이용하여 3가지 ginsenoside 단량체 화합물인 Re, Rg1, Rg3를 분리하였으며, 그 순도는 HPLC에서 95% 이상으로 검출되었다.또한 문헌 보고 [35]에 따르면 동일한 방법을 사용하여 ginsenosides Rg1, Rf 및 Rd를 제조하였으며, 이들의 순도는 HPLC에서 확인한 결과 각각 96.2%, 94.3% 및 95.1% 이었다.이를 통해 고속 대전류 크로마토그래피가 기존의 컬럼 크로마토그래피보다 단순하고 빠르며, 실용적 응용가치가 우수함을 확인하였다.

2.3 폼 부유 분리 방법

발포 부유 분리법은 기포 표면에 있는 물질의 흡착 차이를 이용해 분리 및 정화하는 기술이다.고농축성과 유기용매가 필요 없는 특성을 가지고 있다.왕유탕 [36] 등은 인삼물 추출물에서 다이올 타입의 진세노사이드를 분리, 농축하기 위해 다이나믹 폼 부유를 사용하였다.그 결과 ginsenosides Rb1, Rc, Rb2 및 Rd에 대한 동적발포체 부직포의 농축효율은 각각 93.3%, 98.6%, 96.9% 및 98.3%의 회수율로 다른 방법보다 우수한 것으로 나타났다.용액 내에 표면활성성분이 존재하는 것은 거품분리에 필요한 조건 중 하나이다.인삼 사포닌은 표면 활성 성질을 가지고 있으며, 젓거나 공기를 통하게 할 때 안정적인 거품을 생성할 수 있어 인삼 물 추출물이 거품 분리에 적합하다 [37].또한 발포 부유 분리를 이용하면 인삼 사포닌의 농축계수를 효과적으로 증가시키고 인삼 사포닌의 수율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

3. 여러 기술을 복합적으로 사용합니다

현대 추출, 분리기술이 신속히 발전함에 따라 여러 기술의 결합사용이 점차 인삼산업에 침투되였다.기술의 복합적 이용은 인삼추출물의 특성을 대상으로 할 수 있으며, 각각의 장점을 최대한 살리고, 상호 보완'의 부족한 점을 파악하고 각자의 적용범위를 넓혀라.이를 통해 더 짧은 시간, 더 낮은 에너지 소비, 더 빠른 속도로 높은 수율의 진세노사이드를 추출할 수 있으며 폭넓은 응용 가능성을 가지고 있다.

3.1초음파 강화 초임계 유체 추출법

초음파 강화 초임계 유체 추출 기술은 초음파장을 통해 한의학에서 초임계 유체 추출시 유효물질을 분리할 수 있는 능력을 강화한 복합기술이다.이 기술은 추출 압력 및 온도 감소, 추출 시간 단축, 에너지 소비 감소, 유체 흐름 감소, 높은 추출 속도 등의 특성을 가지고 있습니다.Luo 등 38)은 초음파 강화 초임계 유체 추출법을 이용하여 진세노사이드를 추출하고 초음파 첨가 전후의 진세노사이드 추출율을 분석하였다.그 결과 초음파 첨가 전 ginsenosides의 추출율은 8.06%로 나타났다.초음파 첨가 후 최적화된 조건에서 진세노사이드 추출율은 13.20%에 달했다.초음파의 첨가는 ginsenosides의 초임계 CO2 추출의 추출률과 생산효율을 현저히 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

3.2초음파-실리카 겔 컬럼 크로마토그래피

Wang Lele [39] 등과 함께 초음파-실리카겔 컬럼 크로마토그래피 기술을 혼합하여 ginsenoside Rg1을 분리, 정제하였다.그 결과,이 방법을 이용하여 인삼의 50 g을 분리하여 89.63%의 순도로 약 9.91 g의 ginsenoside Rg1을 얻을 수 있음을 확인하였다.이 방법은 정확하고 비용이 저렴하며 얻어진 제품의 순도가 높습니다.그리고 고품질 진세노사이드 Rg1을 얻는 효과적인 방법으로 사용될 수 있다.이 방법은 초음파법의 장점, 즉 조작이 간단하고, 시간이 짧으며, 수율이 높은 장점을 그대로 가지고 있을 뿐만 아니라, 진세노사이드 단량체를 더욱 분리, 정제하여 순도를 향상시키는 고전적인 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 기법의 장점을 그대로 가지고 있다.따라서 결합 된 초음파-실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 기술은 또한 진세노사이드의 수율과 순도를 향상시키는 효과적인 방법입니다.

3.3대성 흡착 수지-실리카 겔 컬럼 크로마토그래피

왕얀 (Wang Yan) [40] 등은 대식 흡착수지 기술을 이용하여 인삼 1 g 으로부터 총 ginsenoside를 추출한 후, 이를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 분리한 후 비교적 순수한 ginsenoside Rd를 얻었으며, 그 결과 비교적 순수한 ginsenoside Rd 500 mg을 얻었으며, 수율은 50%, 순도는 98% 이었다.이 방법은 인삼 추출물에 대한 두 방법의 특성을 이용하고, 두 방법을 통합적으로 결합하여 각각의 장점을 최대한 살리고, 상호 보완's의 결핍, 각각의 적용 범위를 확장하고, ginsenosides의 순도를 향상시킵니다.

4 결론

진세노사이드는 인삼의 주요 활성 성분 중 하나다, 좋은 약리 학적 활동 및 임상 약용 가치를 가지고.이들에 대한 시장 수요가 크기 때문에 양질의 진세노사이드를 효율적으로 추출하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다.최근 한의약 분야의 지속적인 신기술 도입과 개발로 진세노사이드 추출 및 분리에 일부 성과가 나타나고 있다.본 논문은 인삼에서 진세노사이드를 추출하기 위해 일반적으로 사용되는 방법을 비교한다.이러한 신기술은 표적성이 높고, 수율이 높아 성분의 손실이 거의 없고, 에너지 소비가 적은 장점이 있음을 보여준다.

하지만이 역시 나름의 한계를 지니고 있다.다른 추출 방법은 ginsenosides의 원유 추출, 그리고의 순도에 초점을 맞춥니다추출 ginsenosides높지 않아.단량체를 분리 및 정제하는 방법은 상기 추출 방법의 단점을 보완할 수 있다.그러나 어떤 방법을 사용해 진세노사이드를 추출하고 분리해도 순도를 극대화할 수 없다.기술을 통합적으로 결합하여 각자의 장점을 최대한 발휘하고 각각의 타 & 보완해야만 한다#39;의 결핍, 각각의 적용 범위와 효과가 확대될 수 있다.현재 연구로 볼 때, 여러 기술의 복합적 활용은 대부분 실험실 연구 단계이다.이를 인삼 조제생산에 적용하기 위해서는 아직 해결해야 할 기술적 문제들이 많다.연구기관과 기업이 협력하여 인삼의 내재적 품질을 높이고 새로운 기술을 지속적으로 탐색, 개발하여 인삼생산에 널리 사용되고 인삼산업의 현대화에 역할을 할 수 있도록 노력해야 할 것이다.

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