인삼의 주요 기능(항산화 활성, 항균성 등)을 나타내는 성분이 사포닌 또는 진세노사이드(ginsenosides)라는 물질로 알려져 있으며, 이들은 복합 탄수화물이기 때문에 인삼 전체 구성 성분 중 탄수화물 함량 비율이 가장 높은 것으로 추정된다. 각각의 세근 분말 농도에서 LL plantarum은 48 시간대에 최대 증식률을 보였으며, \(5 \%\) 와 \(10 \%\) 에서 최대 항균 활성을 나타내었다. 인삼 세근의 발효 및 비발효 추출물에서는 Table 7에서 보는 바와 같이 \( \mathrm{TCID}_{50} / \mathrm{ml} \) 값이 최대 약 \( 1 \log \) 감소되었기 때문에 항바이러스 활성은 없는 것으로 판단된다. 따라서 인삼의 주근과 지근 못지 않게 다량의 사포닌이 함유된 세근을 부산물로 취급하여 폐기 하기 보다는 본 연구를 통해 얻어진 결과를 토대로 인삼 세근 분말 농도 \(5 \%\) 와 Lactobacillus plantarum으로 발효하여 항균성이 뛰어난 ginse-noside Rd를 생산한다면 인삼 세근의 새로운 이용 방법을 제시 할 수 있을 것으로 사료된다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>일반성분 분석</h2> <p>본 연구에 사용된 충남 금산 지역 4년근 인삼 세근의 성분 분석 결과는 수분 \( 10.8 \% \), 조회분 \( 5.7 \% \), 조지방 \( 1.2 \% \), 조단백질 \( 15.8 \% \) 와 탄수화물 \( 66.5 \% \) 가 함유된 것으로 분석 되었으며, 이를 Table 3에 정리하였다. 본 연구 결과와 Lee 가 보고한 강화도 지역 6년생 인삼 근의 성분 결과 비교 시 조회분을 제외한 다수의 다른 성분들과는 함량 차이가 없었다. 이와 같은 결과는 인삼의 영양성분이 재배지 및 재배 년수 등에 따른 차이는 있으나 구성 성분의 함량 비율 차이는 없는 것으로 확인된다. 또한, 인삼의 일반성분 분석 결과 대부분이 탄수화물로 구성 됨을 확인할 수 있었다. 이는 인삼의 주요 기능(항산화 활성, 항균성 등)을 나타내는 성분이 사포닌 또는 진세노사이드(ginsenosides)라는 물질로 알려져 있으며, 이들은 복합 탄수화물이기 때문에 인삼 전체 구성 성분 중 탄수화물 함량 비율이 가장 높은 것으로 추정된다.</p> <h2>인삼 세근 발효에 적합한 균주 및 배지 농도 선정</h2> <p>인삼 세근 발효를 위한 균주를 선별하기 위해 균 성장에 따른 항균력을 분석하여 발효에 적합한 균주를 선별하였다. 이를 위하여 인삼 세근을 유일한 영양원으로 하는 \( 5 \% \) 세근 분말 배지를 제조한 다음 Table 1 에 제시된 균주를 72 시간 동안 배양하여 생장능과 배양액의 항균성을 분석하였으며 그 결과를 Table 4에 나타내었다. 표에서 보는 바와 같이 최대 생장률은 48 시간 이였으며, 동일 배양 시간에서 세균과 진균 류의 생장능 및 항균력은 세균이 우세한 것으로 나타났고, 유산균과 Bacillus 속을 비교 시 유산균의 생장능 및 항균력이 뛰어난 것으로 확인되었다. 이는 Kim 등이 유산균과 Bacillus속의 인삼 발효능을 비교한 연구에서 유산균이 Bacillus 속에 비해 단시간에 우수한 증식을 나타낸다는 보고와 일치하 는 결과를 보여주고 있다. 또한, 유산균 중 생장능 및 항균력이 가장 뛰어난 종은 Lactobacillus plantarum으로 초기 접종 균수 대비 1,000 배 이상의 생장능과 약 2 배 정도 높은 항균력을 나 타내고 있으며, 이는 Park 등의 인삼 배지에서 증식 가능한 유산균주의 선별 중 L plantarum이 초기 접종 균수 대비 800배 이상의 우수한 증식률을 나타낸 보고와도 일치한다. 이와 같은 결과로 인삼 세근 발효를 위한 최적 균주로 L plantarum을 선정 하였다. 또한, L. plantarum의 발효능 증대를 위한 세근 분말 배지 조성을 선정하기 위해 세근 분말농도를 각각 \( 2.5 \sim 30 \%(\mathrm{w} / \mathrm{v}) \) 로 첨가하여 균주 선정과 동일한 조건으로 72시간 배양하며 생장능과 항균력을 분석하였으며 이 결과를 Table 5에 요약 정리 하였다. 각각의 세근 분말 농도에서 \( L \) plantarum은 48 시간대에 최대 증식률을 보였으며, \( 5 \% \) 와 \( 10 \% \) 에서 최대 항균 활성을 나타내었다.</p> <h2>인삼 세근 발효 추출물의 항균 및 항바이러스 분석</h2> <p>인삼 세근 발효 추출물의 항균 활성 분석을 위해 paper disc 법과 shaking flask법을 이용하였다. Paper disc법에 의한 항균 활성은 \( 5 \mathrm{mg} / \mathrm{disc} \) 의 세근 분말 배지를 이용한 비발효 추출물과 발효 추출물을 비교 분석 하였다. Fig. \( 1 \mathrm{~A} \) 는 E. coli에 대한 생육 저해환으로 직경이 각각 \( 11 \mathrm{~mm}(1 \); 비발효 \( ) \) 와 \( 20 \mathrm{~mm} \) (2; 발효)로 나타났으며, Fig. 1B는 S. aureus에 대한 결과로 생육 저해환의 직경이 각각 \( 15 \mathrm{~mm}(1 ; \) 비발효 \( ) \) 와 \( 22 \mathrm{~mm} \) (2; 발효)로 나타났다. 또한, shaking flask법에 대한 결과는 24시간 반응 후 발효 추출액 \( 5 \mathrm{mg} / \mathrm{ml} \) 에서 E. coli와 S. aureus의 성장을 \( 99.9 \% \) 억제시키는 것으로 분석 되었으며, 이를 Table 6 에 정리하였다. 이상의 두 실험에 대한 결과를 분석하면 인삼 세근 발효 추출물이 비발효 추출물 보다 항균 활성력이 뛰어난 것으로 분석되며, Gram negative균과 Gram positive균에 대한 항균 활성은 큰 차이를 보이진 않지만 Gram positive균에 대한 활성이 좀 더 뛰어나다고 사료된다.</p> <p>항바이러스 활성 분석은 최근 식중독 바이러스로 문제가 되고 있는 노로바이러스를 대체한 모델인 FCV의 감염가로 분석하였으며 재료 및 방법에 서술 된 방법으로 측정하였다. 항바이러스 활성 호과는 \( \log \mathrm{TCID}_{50} / \mathrm{ml} \) 값이 \( 4 \log \) 이상 감소하였을 때 virucidal activity가 인정된다. 하지만 인삼 세근의 발효 및 비발효 추출물에서는 Table 7에서 보는 바와 같이 \( \mathrm{TCID}_{50} / \mathrm{ml} \) 값이 최대 약 \( 1 \log \) 감소되었기 때문에 항바이러스 활성은 없는 것으로 판단된다.</p> <h2>인삼 세근 발효 추출물의 HPLC 분석</h2> <p>인삼 세근 발효 추출물의 항균 및 항바이러스 분석 결과 항균성만 있는 것으로 분석되어 추출물의 성분 분석을 위해 HPLC 분석을 실시하였다. Kwak 등은 홍삼 사포닌이 병원성 미생물인 S. aureus의 성장에 미치는 영향을 조사한 결과 사포닌에 농도 의존적으로 균의 성장이 크게 억제되는 것을 보고하였고, Jun 등은 세균의 생육에 미치는 인삼 성분을 조사한 결과 ginsenoside Rg1과 Rd가 항균효과를 나타내는 것으로 보고 하였다. 이에 본 연구에서 나타난 인삼 세근 발효 ginsenoside-a-arabinofuranase 효소의 영향인 것으로 사료 된다. 인삼 세근 발효 추출물의 ginsenoside 정량 분석 결과는 Table 8 에 정리하였으며, 이 중 가장 많은 함량 변화를 보인 성분은 Rd로 약 \( 50 \mu \mathrm{g} / \mathrm{g} \) 이 증가되었다. 본 연구에서 확인된 세근 발효. 추출액의 항균활성은 ginsenoside Rd 성분에 의한 것으로 추정되며, 세근으로 발효된 추출액이 정제된 물질이 아닌 점을 고려한다면, ginsenoside Rd에 상당한 항균기능이 있는 것으로 판단된다.</p> <p>따라서 인삼의 주근과 지근 못지 않게 다량의 사포닌이 함유된 세근을 부산물로 취급하여 폐기 하기 보다는 본 연구를 통해 얻어진 결과를 토대로 인삼 세근 분말 농도 \( 5 \% \) 와 Lactobacillus plantarum으로 발효하여 항균성이 뛰어난 ginse-noside Rd를 생산한다면 인삼 세근의 새로운 이용 방법을 제시 할 수 있을 것으로 사료된다.</p>