게르마늄과 셀레늄을 함유하는 산삼 배양근의 생산방법{Method for producing cultured ginseng containing plenty of germanium and selenium }

본 발명은 게르마늄과 셀레늄을 함유하는 산삼 배양근의 생산방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 견운모와 셀렌산나트륨을 이용하여 게르마늄과 셀레늄을 함유하는 산삼 배양근을 생산하는 방법에 관한 것이다.

미네랄(mineral)은 5대 필수영양소로서 인체의 모든 신진대사를 조절하는 생명활동에 필수적인 물질이며, 무기미네랄과 유기미네랄로 구분한다.

최근 많은 연구를 통해 유기게르마늄과 유기셀레늄이 신체에 중요한 면역체계와 여러 역할의 수행한다는 것이 알려지면서 이에 대한 관심이 많아지고 있다.

상기 게르마늄(Ge)은 원소주기율표에서 4B족에 속하는 탄소족 원소의 하나로서, 1886년경에 독일의 윙클리에 의해 발견하였는데 자신의 조국 이름을 따서 게르마늄(Germanium)이라 하였다. 이러한 게르마늄은 1930년 프랑스 Lourdes 지방의 천연샘물이 여러 난치병 질병에 치료효과가 있다는 임상보고서가 발표 후부터 샘물의 성분분석결과 게르마늄의 의학적 효능이 처음으로 발견되었으며, 1912년 노벨의학상 수상자인 프랑스의 알렉시스카렐 박사도 Lourdes 지방의 샘물을 연구한 후 Lourdes 지방샘물의 기적은 게르마늄이 함유되어 있기 때문이라는 연구결과를 발표하였다

상기 게르마늄은 무기게르마늄과 유기게르마늄으로 구분하는데, 무기게르마늄은 독성으로 먹을 수 없고, 산업용의 정류기 트랜지스타 등의 전자공학분야와 군수품의 미사일 등의 미래 첨단산업의 핵심물질로 광범위하게 사용하고 있다. 또한, 건강용품 등에도 많이 사용한다. 그리고 유기게르마늄은 인삼, 영지버섯, 마늘, 알로에, 컴프리, 명일엽 등 식물에 함유되어 있다는 것이 발표되었다.(남궁승백, Angelica속 식물의 기내배양 및 Germanium 함량 증대. 원광대학교 농학과 박사학위논문(1995))

이러한 유기게르마늄은 임상 연구로 폐암, 방광암, 유방암, 노이로제, 천식, 당뇨병, 고혈압 등에 효과가 있으며, 체내 영양균형유지와 체액의 약 알칼리화 작용 및 산소공급으로 신진대사를 촉진하여 여러 난치병을 치료하는 놀라운 효과가 있음이 밝혀졌다. 따라서, 최근에는 의료용 항암제, 성인병 예방 및 치료용으로 널리 사용되고 있다.

또한, 유기게르마늄은 일본의 아사이 박사가 미량 농도일 때 적절한 대사와 건강에 필수적인 중요한 역할을 한다는 것에 착안하여 Ge-132라는 화학합성 유기 게르마늄[(GeCh₂CH2COOH)₂O₃]을 합성하는 데 성공하여 백쥐와 사람들에게 실험 연구한 결과 병 치료에 효과를 밝혔으며, 그 후 효모를 이용한 생합성 유기게르마늄 등 많은 연구를 발표하였다

한편, 셀레늄(Se)은 원소주기율표에서 6B족에 속하며, 1817년에 스웨덴의 베르첼리우스에 의해 처음 발견되었다. 세게보건기구(WHO)와 유엔식량농업기구(FAO)는 셀레늄을 필수영양소로 인정하여 1일 권장량은 성인 기준으로 50~200㎍이지만, 특히 우리나라 사람의 1일 섭취량은 43㎍ 정도로 최소 권장량에도 못 미치고 있다. 따라서, 우리나라 사람들은 셀레늄을 추가로 섭취하여야 한다. 특히, 암 예방과 치료의 목적일 경우 일일 섭취 권장량은 500㎍ 이상이다. 이러한 셀레늄은 맥주 효모, 해조류, 해산물 마늘, 버섯, 참치, 빵, 햄, 알류, 밀가루 음식, 쇠고기, 닭고기, 우유, 계란 등에 함유되어 있지만, 채소 및 과일류에는 함량이 낮다.

상기 셀레늄은 인체의 간, 신장 심장, 비장에 분포되어 있고, 몸 안의 유해산소를 없애는 강력한 항산화(抗酸化) 효소인 글루타치온 퍼옥시다제의 구성성분으로 세포 내 과산화물의 농도를 낮추거나 제거하는 작용으로, 면역증강효과, 항순환기효과, 항바이러스효과 등이 있다. 또한, 암예방과 치료, 간경화증의 간 재생, 노화지연 등의 효과가 있으며, 비소, 수은, 납, 카드뮴 등의 중금속을 제거하거나 해독하는 기능을 한다.

상기 셀레늄은 주로 셀레노메치오닌과 셀레노시스테인 등의 셀레노 아미노산형태로 존재하며, 유기 셀레늄은 무기 셀레늄보다 체내 흡수율이 높다. 식물은 토양으로부터 흡수한 셀레늄을 이용하여 셀레노메치오닌을 생합성작용 후 단백질에 저장한다. 동물은 메치오닌을 생합성할 수 없기 때문에, 식물성을 섭취하여 셀레노메치오닌을 간에서 셀레노시스테인으로 전환시켜 단백질합성에 이용하거나 몸 밖으로 배설하게 된다. 셀레늄을 섭취하면 인체 내 비타민 E 섭취를 줄일 수 있으며, 항산화력이 비타민 E의 2.000배 나 된다고 한다. 상기 셀레늄의 결핍은 주로 어린이들과 가임기의 여성들이 걸리며, 심장질병발생, 암 면역기능 저하, 적혈구기능 저하, 근육통, 심근의 퇴화, 췌장기능퇴화를 가져올 수 있다. 미국 아리조나대학교 암센타의 보고서에는 셀레늄은 미국 노인층의 암 발생률이 37% 감소하고 암사망률도 49% 줄었다는 연구발표가 있다.

따라서, 상기한 게르마늄(Ge)과 셀레늄(Se)의 함유율이 높은 식물을 재배, 생산하기 위한 다양한 선행기술들이 게시되어 있다.

먼저, 대한민국 등록특허 제10-0413613호의 “식물조직 배양법에 의한 게르마늄 다량함유 식물체의 대량 생산방법”은 식물체의 뿌리, 줄기, 잎 등의 조직을 배양하여 게르마늄함유 배지에서 증식시킴으로써, 조직 배양에 의한 게르마늄 다량 함유 식물체 생산 방법을 제안하였다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0718720호의 “무기게르마늄첨가 액체배양에 의한 유기게르마늄을 함유하는 인삼 또는 산삼 부정근의 생산방법”은 인삼 또는 산삼의 조직 절편으로부터 캘러스를 유도하여 부정근을 형성, 증식시킨 다음 상기 증식시킨 부정근을 무기 게르마늄이 첨가된 소정의 배지에 접종하고 진탕 배양하는 방법을 제안하였다.

그리고 대한민국 등록특허 제10-0481301호의 “식물성 천연 유기게르마늄을 함유하는 농작물의 재배방법”에서는 유기게르마늄 또는 무기게르마늄에 물 또는 알칼리수용액을 용매의 중량을 기준으로 100;1~10 비율로 첨가한 후, 이를 35~120℃의 온도에서 30분~24시간 동안 교반시켜 게르마늄을 식물의 직접흡수가 가능한 상태로 액상화시키는 단계 및 상기 용해액이 온도 수분 등의 변화에 대해 쉽게 반응하지 못하게 차아인산나트륨 또는 수산화나트륨을 게르마늄의 량을 기준으로 1: 0.5~2의 비율로 첨가하여 상기 안정화된 게르마늄 용액을 농작물에 2~50ppm의 농도를 1~20회 정도 토양의 근권층 또는 엽면처리한다는 기술을 제안하였다.

또한, 대한민국 공개특허 제10-2015-0052437호의 “셀레늄이 함유된 배양액을 이용한 엽채류의 재배방법”은 배양액 100L 당 아셀렌산나트륨 및 그 수화물, 셀렌산나트륨 및 5수화물 중 어느 하나 이상을 0.2~6.0g 첨가하여 엽채류의 생육환경인 온도 18~30℃, 이산화탄소 농도 600±50ppm, 습도 60~75%에서 2~8주 동안 셀레늄 성분이 식물조직에 유기화되어 함유되도록 식물공장에서 재배하는 방법을 제안하였다.

그리고 대한민국 등록특허 제10-0799652호의 “ 셀레늄과 게르마늄을 함유한 느타리버섯 생산용 배지 조성물 및 이를 이용하여 느티리버섯을 재배하는 방법”은 셀레늄화합물과 유기게르마늄(Ge-132) 키토산 등의 혼합배지로 느타리버섯을 재배하는 기술을 제공하였다.

대한민국 등록특허 제10-0866587호의 “게르마늄 및 셀레늄 함유 액상비료의 제조방법 이로부터 제조된 액상비료 및 이를 이용한 작물의 재배방법”에서는 점토류, 장석류의 게르마늄과 SeO2를 이용하여 게르마늄과 셀레늄함유 액상비료를 제조하고, 이를 이용하여 작물을 재배하는 방법을 제안하였다.

그러나 상기한 선행기술들 중 일부는 고가의 유기게르마늄을 사용함에 따라 생산원가가 상승하거나, 고가의 유기게르마늄을 사용하지 않는 선행기술들은 게르마늄 또는 셀레늄의 함량이 극히 적어 그 효과가 미미한 단점이 있었다.

따라서, 그 생산원가가 상승하지 않으면서도 게르마늄 및 셀레늄의 함량이 높은 작물의 재배가 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 게르마늄과 셀레늄을 다량 함유하는 산삼 배양근을 생산하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 게르마늄과 셀레늄을 다량 함유하는 산삼 배양근을 생산원가의 상승 없이 실내에서 배양토록 함으로써, 농약성분이나 중금속의 잔류가 없는 친환경의 재배방법을 제안하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 게르마늄과 셀레늄을 함유하는 산삼 배양근의 생산방법은, 영양배지로 조제한 4/5 MS배지를 제조하는 단계와, 게르마늄을 함유한 견운모를 분말화하고, 이에 목초액 또는 황산수용액을 투입하여 상기 견운모에 포함된 게르마늄을 이온화한 후, pH를 5.0~6.0으로 조정하여 이온화된 게르마늄 용액을 준비하는 단계와, 셀레늄 성분을 준비하는 단계와, 상기 제조된 4/5 MS배지에 상기 준비된 이온화된 게르마늄 용액 30~500㎎/ℓ와 상기 준비된 셀레늄 성분 30~500㎎/ℓ를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 배지에 산삼 배양근 세포조직을 투입하여 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이온화된 게르마늄 용액을 준비하는 단계는, 상기 게르마늄을 함유한 견운모를 200~400mesh로 분말화하는 단계와, 상기 분말화된 견운모에 목초액 또는 황산수용액을 투입하고, 80~90℃로 가열, 교반하여 3~5일간 숙성 이온화하는 단계와, 상기 이온화된 용액에 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 5.0~6.0으로 조정하는 단계로 되는 것을 특징으로 한다.

상기 셀레늄 성분을 준비하는 단계는, 셀렌산나트륨 또는 셀렌산나트륨 오수화물을 준비하는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합된 배지에 산삼 배양근 세포조직을 투입하여 배양하는 단계는, 산삼시료에서 켈로스를 유도하고, 상기 유도된 켈로스로부터 부정근을 형성시켜 산삼 배양근 세포조직을 제조한 후, 상기 제조된 산삼 배양근 세포조직을 상기 혼합된 배지에 5~20g/ℓ만큼 투입하고, 공기배양기에서 60~75일간 배양하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 게르마늄과 셀레늄의 함량이 높은 산삼 배양근을 저렴한 가격으로 공급할 수 있어, 식품, 화장품 등 다양한 분야에의 적용이 가능하여 사용자의 면역력 향상 및 질병 예방을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 농약 및 중금속으로부터 안전한 산삼 배양근을 생산함으로써, 식품에 대한 신뢰도를 높일 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 게르마늄과 셀레늄을 다량 함유하는 산삼 배양근을 대량 생산하는 방법에 관한 것으로, 상기한 산삼 배양근을 액체배지로서 배양하는 것이다.

즉, 본 발명은 영양배지로 조제한 4/5 MS배지를 제조하는 단계와, 게르마늄을 함유한 견운모를 분말화하고, 이에 목초액 또는 황산수용액을 투입하여 상기 견운모에 포함된 게르마늄을 이온화한 후, pH를 5.0~6.0으로 조정하여 이온화된 게르마늄 용액을 준비하는 단계와, 셀레늄 성분을 준비하는 단계와, 상기 제조된 4/5 MS배지에 상기 준비된 이온화된 게르마늄 용액 30~500㎎/ℓ와 상기 준비된 셀레늄 성분 30~500㎎/ℓ를 혼합하는 단계와, 상기 혼합된 배지에 산삼 배양근 세포조직을 투입하여 배양하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 단계별로 상세히 설명한다.

산삼 배양근의 세포조직을 준비하는 단계.

먼저, 본 발명에서는 상기 산삼 배양근 세포조직으로서, 산삼뿌리, 즉 산삼시료에서 켈로스를 유도하고, 상기 유도된 켈로스로부터 부정근을 형성시켜 산삼 배양근 세포조직을 제조하여 사용한다. 이러한 배양근 세포조직의 제조방법은 본 발명자의 선등록 특허인 대한민국 등록특허 제10-0710857호에 따른다.

이를 상세히 설명하면, 먼저 산삼 뿌리, 즉 산삼 시료를 깨끗이 소독한다. 상기 소독방법으로는 상기 산삼 시료를 비커에 넣고 멸균수와 2%의 차아염소산소다(NaOCl)를 넣어 교반기에서 약 10분간 교반한 후, 멸균수로 3회 이상 세척하는 방법을 이용하거나, 산삼 시료를 클린벤치 내에서 진공감압세척기에 넣고 70% 에탄올을 첨가하고, 약 15분간 진공 감압하여 기포를 발생시키면서 뿌리 사이에 존재하는 미생물 및 기타 오염물질을 완전히 제거한 후, 산삼 시료를 빼내어 멸균수로 3회 이상 세척하는 방법을 이용한다.

그리고 상시 산삼 시료의 배양배지의 조제는 산삼시료의 조직배양에 보편적으로 사용되는 MS배지의 4/5MS배지를 만들고, 설탕 3%와 한천 0.8%를 첨가하며, 식물생장호르몬으로는 오옥신류 중에서 IBA 1ppm 및/또는 코코넛밀크 0.5g/ℓ를 추가 첨가하고 멸균처리 후, 클린벤치에서 멸균된 페트리 디쉬(Petri-dish)에 20㎖씩 분주하여 사용한다.

또한, 산삼 시료는 클린벤치 내에서 멸균된 유리 접시에 넣고 멸균된 메스로 뿌리의 껍질을 약간 벗겨낸 후 2∼3㎜ 크기로 절단하여 배양배지가 있는 페트리 디쉬에 4∼5개씩 치상하여 파라필름(parafilm)으로 밀봉한 후 실온 23℃의 인큐베이터에서 암(暗)배양한다.

산삼 시료의 페트리 디쉬의 1차 확인 및 재소독은 3∼5일경과 후 인큐베이터에서 배양된 페트리 디쉬를 꺼내어 육안으로 세균 및 곰팡이 등에 의한 오염상태 등을 확인한다.

다음으로, 오염이 안된 우수한 배양조직 산삼시료를 꺼내어 2% 차아염소산소다 용액에서 약 10분간 침지하여 소독한 후, 멸균수로 3회 이상 세척하고 새로운 배지에다 재차 치상하여 인큐베이터 내에서 배양하는 방법으로 반복 확인하면서 배양오염을 줄이고, 캘러스를 유도과정 중에는 배양된 페트리디쉬를 꺼내어 초음파를 3일 간격으로 15~20분간 68KHz 이상, 3~4주간 진동하면서 캘러스를 유도한다.

그리고 캘러스(미원시분화세포괴)가 유도된 산삼시료를 인큐베이터에서 꺼내어 양호한 캘러스를 선발하고, 선발된 캘러스를 클린벤치 내에서 멸균된 메스로 0.1cm 미만으로 잘게 자른 후 4/5 MS배지에 접종한다. 또는 액체 현탁액 배지에 접종하여 2~3주 후 접종된 4/5 MS배지와 액체 현탁액 배지에서 산삼 배양근이 유도된 것을 선별하여 메스로 0.2cm 길이로 자른 후 멸균된 4/5 MS배지에 있는 액체 현탁액 배지 2ℓ용 유리용기에 접종한다.

2주일경과 후, 산삼 배양근이 유도된 것을 페트리 디쉬에서 꺼내어 클린벤치에서 우수한 배양근을 멸균된 메스로 흰색, 노란색 부분을 0.5cm 이하의 길이로 잘라내, 다시 4/5 MS배지에 넣어서 배양한 후 우수한 산삼 배양근의 세포조직을 사용하는 것이다.

본 발명에서 사용한 4/5 MS 배지의 배합 원소명은 하기 표 1과 같다.

영양배지로 조제한 4/5 MS배지를 제조하는 단계.

다음으로, 영양배지로 조제한 4/5 MS배지를 제조한다.

상기 4/5 MS배지의 배합 원소는 상기 표 1과 동일하다. 이러한 4/5 MS 배지는 산삼 배양근의 배양을 위해 일반적으로 사용되는 배지이므로, 이에 대해 상세한 설명은 생략한다. 그리고 이러한 4/5 MS 배지의 제조 역시 본 발명자의 선등록 특허에 따르는 것으로, 식물생장조절물질인 IBA 1ppm 및/또는 코코넛밀크 0.5g/ℓ을 첨가할 수 있으며, 필요에 따라 0.05~0.5g/ℓ의 키토산 또는 키토올리고당, 0.05~0.1g/ℓ의 클로렐라 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

게르마늄을 함유한 견운모를 분말화하고, 이에 목초액 또는 황산수용액을 투입하여 상기 견운모에 포함된 게르마늄을 이온화한 후, pH를 5.0~6.0으로 조정하여 이온화된 게르마늄 용액을 준비하는 단계.

다음으로, 이온화된 게르마늄 용액을 준비한다.

상기 이온화된 게르마늄 용액은, 게르마늄을 함유한 견운모를 200~400mesh로 분말화하는 단계와, 상기 분말화된 견운모에 목초액 또는 황산수용액을 투입하고, 80~90℃로 가열, 교반한 후, 3~5일간 숙성 이온화하는 단계와, 상기 이온화된 용액에 수산화나트륨을 첨가하여 pH를 5.0~6.0으로 조정하는 단계로 된다.

즉, 먼저 게르마늄 성분을 함유한 견운모(세리사이트)를 분쇄기에서 200~400mesh, 가장 바람직하게는 300~320mesh 정도로 분말화하고, 그 분말에 정제된 목초액 또는 30%의 황산수용액을 투입한다. 이때, 상기 정제된 목초액 또는 30% 황산수용액의 투입량은 제한하지 않는데, 견운모와 목초액 또는 황산수용액을 1:1~10중량비 정도로 할 수 있다.

그리고 교반기에서 열을 가해 80~90℃가 되도록 하여 교반하고, 이를 3~5일간 숙성하여 게르마늄을 이온화한다. 그리고 상기 이온화된 용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH가 5.0~6.0이 되도록 조정함으로써, 이온화된 게르마늄 용액을 준비하는 것이다.

상기 본 발명에서 사용되는 견운모는 천연 미네랄 60여 종이 점토질로 구성된 것이다. 본 발명에서 사용하는 견운모는 하기 비소, 납, 카드뮴, 수은 등의 중금속을 함유하지 않고, 게르마늄이 4(mg/Kg) 정도 함유되어 음이온과 원적외선이 방출되는 특성을 나타내며, 판상구조의 다공질구조로 물리적 흡착력과 화학성 이온(+-)의 이극성을 공유하는 것으로, 이를 물로 세척하고 건조한 후 사용한다.

셀레늄 성분을 준비하는 단계.

그리고 셀레늄 성분을 준비한다. 상기 셀레늄 성분으로는 시판 중인 셀렌산나트륨(Na ₂ SeO ₄ ) 또는 셀렌산나트륨 오수화물(Na ₂ SeO ₄ ·5(H ₂ O))을 사용할 수 있다.

상기 제조된 4/5 MS배지에 상기 준비된 이온화된 게르마늄 용액 30~500㎎/ℓ와 상기 준비된 셀레늄 성분 30~500㎎/ℓ를 혼합하는 단계.

다음으로, 상기 제조된 4/5 MS배지에 상기 준비된 이온화된 게르마늄 용액과 준비된 셀레늄 성분, 바람직하게는 셀렌산나트륨 또는 셀렌산나트륨 오수화물을 혼합한다. 이때, 그 혼합량은 이온화된 게르마늄 용액 30~500㎎/ℓ, 셀레늄 성분 30~500㎎/ℓ를 혼합함이 바람직한바, 그 혼합량이 적을 경우 생산된 산삼 배양근에 함유되는 게르마늄 및 셀레늄 성분의 함량이 적고, 그 혼합량을 500mg/ℓ 이상으로 하더라도 산삼 배양근에 함유되는 게르마늄 및 셀레늄의 함량이 더는 증가하지 않으므로 경제적이지 못하기 때문이다.

상기 혼합된 배지에 산삼 배양근 세포조직을 투입하여 배양하는 단계.

마지막으로, 상기 혼합된 배지에 산삼 배양근 세포조직을 5~20g/ℓ만큼 투입하고, 공기배양기에서 60~75일간 배양하여, 최종적으로 산삼 배양근을 생산한다.

이때, 상기 공기배양기의 조건은 공지된 산산 배양근의 배양조건에 따르는 것으로, 이를 제한하지 않는다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다.

(실시예 1)

산삼 배양근 세포조직의 준비.

산삼 시료를 비커에 넣고 멸균수와 2%의 차아염소산소다(NaOCl)를 넣어 교반기에서 약 10분간 교반한 후, 멸균수로 3회 세척하였다. 그리고 4/5MS배지를 만들고, 설탕 3%와 한천 0.8%를 첨가하였다. 그리고 이에 IBA 1ppm 및 코코넛밀크 0.5g/ℓ를 추가 첨가하고 멸균처리 후, 클린벤치에서 멸균된 페트리 디쉬(Petri-dish)에 20㎖씩 분주하였다.

다음으로, 소독된 산삼 시료를 클린벤치 내에서 멸균된 유리 접시에 넣고 멸균된 메스로 뿌리의 껍질을 약간 벗겨낸 후 2mm 크기로 절단하여 배양배지가 있는 페트리 디쉬에 5개씩 치상하여 파라필름(parafilm)으로 밀봉한 후, 실온 23℃의 인큐베이터에서 암(暗)배양하였다. 산삼 시료의 페트리 디쉬의 1차 확인 및 재소독은 4일경과 후 인큐베이터에서 배양된 페트리 디쉬를 꺼내어 육안으로 세균 및 곰팡이 등에 의한 오염상태 등을 확인하였다.

그리고 오염되지 않은 산삼시료를 꺼내어 2% 차아염소산소다 용액에서 약 10분간 침지하여 소독한 후, 멸균수로 3회 이상 세척하고 새로운 배지에다 재차 치상하여 인큐베이터 내에서 배양하는 과정을 반복하였다. 이때, 캘러스를 유도과정 중에는 배양된 페트리디쉬를 꺼내어 초음파를 3일 간격으로 15~20분간 68KHz 이상, 3~4주간 진동하면서 캘러스를 유도하였다.

다음으로, 캘러스(미원시분화세포괴)가 유도된 산삼시료를 인큐베이터에서 꺼내어 양호한 캘러스를 선발하고, 선발된 캘러스를 클린벤치 내에서 멸균된 메스로 0.05cm로 잘게 자른 후 4/5 MS배지에 접종하였다. 2주일경과 후, 산삼 배양근이 유도된 것을 페트리 디쉬에서 꺼내어 클린벤치에서 우수한 배양근을 멸균된 메스로 흰색, 노란색 부분을 0.5cm의 길이로 잘라내, 다시 4/5 MS배지에 넣어서 2주간 배양한 후 우수한 산삼 배양근의 세포조직을 사용하였다.

혼합배지의 준비.

4/5 MS배지를 상기 세포조직의 준비와 동일한 조성으로 준비한다. 그리고 충북지역의 게르마늄을 함유한 견운모를 깨끗이 세척, 건조한 후, 300mesh로 분말화하고, 이에 30% 황산수용액을 1:2중량비로 투입하였다. 그리고 이를 80~90℃로 가열, 교반하여 3일간 숙성하였다. 그리고 이에 다시 수산화나트륨을 투입하여 pH가 6.0이 되도록 하였다. 여기서, 사용한 견운모는 하기 표 2와 같이 중금속이 배출되지 않은 것이며, 게르마늄의 함유량이 4mg/kg이었다.

다음으로, 셀렌산나트륨 오수화물을 준비한 후, 4/5MS 배지에 상기 이온화된 게르먀늄 용액 200mg/ℓ, 셀렌산나트륨 오수화물 200mg/ℓ을 혼합하였다.

배양

마지막으로, 상기 혼합된 배지에 상기 산삼 배양근 세포조직 20g/ℓ를 투입한 후, 공기배양기에서 65일간 배양하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 이온화된 게르마늄 용액과 셀렌산나트륨 오수화물을 사용하지 않았다.

(시험예 1)

산삼 배양근의 생산량 및 관능검사

상기 실시예 1 및 비교예 1을 통해 배양한 배양근을 수거하여 산삼 배양근의 생산량 및 관능검사를 실시하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 산삼 배양근이 비교예 1의 산삼 배양근에 비해 생산량이 현저히 많음을 확인하였다. 그리고 관능검사에서도 실시예 1의 산삼 배양근이 비교예 1의 산삼 배양근에 비해 뿌리색이 진한 황색이며, 향은 강하고, 맛도 뒤에서 쓴맛이 나타나 관능성 역시 우수함을 알 수 있었다. 상기 관능검사는 숙련된 관능요원 5명을 대상으로 하였으며, 관능요원 5명의 의견을 합하여 나타내었다.

(시험예 2)

산삼 배양근의 조사포닌 함량 측정

실시예 1 및 비교예 1의 조사포닌 함량을 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

이때, 상기 조사포닌 함량의 측정은, 식품의약품 안전처 고시 사포닌 시험방법에 준하여 시험하였으며, 그 구체적인 시험방법은 다음과 같다.

검체 1~2g을 정밀히 달아 삼각플라스크에 넣고 물 60ml에 녹여 분액 깔대기에 옮기고 에테르 60ml로 씻은 다음 물층을 물포화 부탄올 60ml로 3회 추출한다. 추출액을 모두 합쳐서 물 50ml로 씻는다. 물포화 부탄올층을 미리 항량으로 한 농축플라스크에 옮겨 감압 농축한 후 105℃에서 20분간 건조하고, 다시 데시케이타에서 30분간 식혀 무게를 달아 다음식에 따라 인삼성분(조사포닌)의 양을 구한다.

인삼성분함량(mg/g)=(AB)/S

A : 물포화 부탄올층을 농축 건조한 후의 플라스크의 무게(mg)

B : 함량으로 한 빈 플라스크의 무게(mg)

S : 검체의 채취량(g)

다만, 인삼성분과 유사한 성분의 혼입을 확인하기 위해서는 무게를 단 후의 농축액을 메탄올에 녹여 아래와 같은 조건으로 측정한다.

(고속액체크로마토그래피의 측정조건 예)

칼럼 : 탄수화물 분석용

용매 : 아세토니트릴, 물, 부탄올(80:20:15)

검출기 : RI

상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 조사포닌 함량이 비교예 1의 사포닌 함량보다 높음을 확인할 수 있었다.

(시험예 3)

산삼 배양근의 Ge 및 Se 함량 측정

실시예 1 및 비교예 1의 Ge 및 Se 함량을 측정하였다. 그리고 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 상기한 Ge 및 Se 함량의 측정은 한국식품연구원의 ICP-MS법에 의해 측정하였다.

상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 비교예 1에 비해 실시예 1이 현저히 높은 Ge 함량과, Se 함량을 가짐을 확인할 수 있었다.

결과적으로, 본 발명에 의한 산삼 배양근은 색, 맛, 향 등의 관능평가가 우수함은 물론, 조사포닌, 게르마늄 및 셀레늄의 함유량이 많으며, 실내 배양하여 무농약, 무공해의 친환경 농산물로서, 인삼보다 농약과 중금속에도 안전하고 가격 역시 저렴하게 공급할 수 있어 다양한 분야에 활용할 수 있음으로써, 고부가가치를 갖는 장점이 있다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.