본 연구는 수종의 홍삼음료가 건전한 우치표면에 미치는 영향을 알아보고 홍삼음료에 칼슘 첨가 시 어떠한 효과를 미치는지 알아보기 위해 시행하였다.
실험군 선정을 위해 시판되고 있는 홍삼음료 12종의 pH와 적정산도를 측정한 뒤 평균 pH를 산출하여 그 중 pH 값이 가장 낮은 제품(동화홍삼골드, 이하 홍삼음료 pH 2.98군), 중간 제품(광동眞홍삼골드, 이하 홍삼음료 pH 3.61군), 가장 높은 제품(홍삼한뿌리, 이하 홍삼음료 pH 5.34군)을 실험군으로 선정하였다. 또한 칼슘첨가 시 미치는 효과를 확인하기 위해 12종의 홍삼음료 중 pH가 가장 낮은 제품에 칼슘 1%를 첨가(이하 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군)하여 실험군으로 하였다. 음성 대조군과 양성 대조군으로 각각 제주삼다수와 코카콜라를 사용하였다.
선정된 6개의 실험음료에서 우치 표면에 영향을 줄 수 있는 불소, 칼슘과 인 농도를 측정하기 위해 성분분석을 시행하였다. 치아 부식 평가를 위해 건전한 우치시편을 실험음료에 1분, 3분, 5분, 10분, 15분, 30분 동안 침지한 후 각 시편의 표면미세경도(VHN, Vickers Hardness Number)와 표면거칠기(중심선 평균 조도, Ra)를 측정하고, 주사전자현미경을 통한 표면 양상을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 일부 시판 홍삼음료 12종의 평균 pH는 3.50±0.06이었으며 적정산도의 평균은 pH 5.5에서 0.44±0.42 ㎖, pH 7.0에서 0.63±0.56 ㎖로 나타났다. 6개 실험군의 평균 pH는 4.30±1.79였으며 적정산도의 평균은 pH 5.5에서는 0.46±0.31 ㎖, pH 7.0에서는 0.64±0.31 ㎖로 나타났다.

2. 불소 함량은 홍삼음료 pH 2.98군에서 3.97±0.10 ppm으로 가장 높았고 홍삼음료 pH 3.61군에서 1.58±0.05 ppm으로 가장 낮게 나타났다. 칼슘은 1 L당 1174.30±12.43 mg 함유한 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군에서 가장 높게 나타났고 음성대조군에서 3.32±0.02 mg로 가장 낮게 함유 되어 있었다. 인의 1 L당 함량은 홍삼음료 pH 5.34군에서 33.37±0.12 mg으로 가장 높게 나타났고 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군에서 0.66±0.03 mg으로 가장 낮게 나타났다.

3. 각 실험음료에 시편을 30분 동안 침적 전과 후 표면미세경도차(△VHN)는 양성대조군(-60.99±8.99)이 가장 높았으며 그 다음으로 홍삼음료 pH 2.98군(-41.63±8.96), 홍삼음료 pH 3.61군(-30.64±8.21), 음성대조군(4.48±7.29) 순이었으며(p＜0.05), 홍삼음료 pH 5.34군(18.79±10.11)과 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군(16.40±7.89)은 유의한 차이가 나타나지 않았다(p＞0.05). 시간경과에 따른 표면경도 변화양상 비교 시 각 군 간에 유의한 차이가 나타났다(p＜0.05). 홍삼음료 pH 5.34군과 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군은 30분 침적 시간동안 음성대조군과 표면경도 변화양상에 유의한 차이를 보이지 않았으나(p＞0.05), 홍삼음료 pH 2.98군과 홍삼음료 pH 3.61군은 30분 침적 시간동안 음성대조군과 표면경도 변화양상에 유의한 차이가 나타났다(p＜0.05).

4. Nanosurface 3D optical profiler로 관찰한 표면거칠기(Ra) 양상은 각 군 간에 유의한 차이가 있었다(p＜0.05). 홍삼음료 pH 2.98군(102.88±26.34)과 홍삼음료 pH 3.61군(67.76±39.89)은 양성대조군(101.21±39.59)과 비슷하게 표면거칠기 값(Ra)이 높게 나타났다. 반면에 홍삼음료 pH 5.34군(30.80±28.49)과 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군(25.05±10,79)은 음성대조군(23.77±22.48)과 유사한 표면거칠기 값을 보였다.

5. 주사전자현미경으로 표면을 관찰한 결과 홍삼음료 pH 5.34군과 홍삼음료 pH 2.98+1% Ca군은 음성대조군과 유사하게 표면이 매끄러운 것을 확인할 수 있었다. 그리고 홍삼음료 pH 2.98군, 홍삼음료 pH 3.61군은 표면이 매끄럽지 못하고 결정들 사이에 심한 균열을 보여주어 양성대조군과 유사한 양상을 보여주었다.

위와 같은 결과를 종합해 볼 때 pH가 낮은 홍삼음료는 치아표면에 부식을 일으킬 가능성이 있는 것으로 나타났으며 홍삼음료에 칼슘을 첨가한 경우 치아부식의 감소를 관찰하였다. 따라서 홍삼음료 음용 시 치아부식의 가능성을 고려하여야 하며 홍삼음료에 칼슘첨가는 치아 부식을 억제하는 대안이 될 것으로 생각된다.

This study was conducted to investigate the influence of several red ginseng beverages sold in the market on healthy teeth surface and to confirm the anti-erosion effect of added calcium.
For experimental group selection, the pH and the titratable acidity of red ginseng beverages sold in the market were measured and the mean pH was calculated. Beverages with the lowest pH (Dong Wha Hongsam Gold; red ginseng beverage group with pH 2.98 hereafter), mid-level pH (Kwangdong Jin Hongsam Gold; red ginseng beverage group with pH 3.61 hereafter), and the highest pH (Hongsam Han Ppuri; red ginseng beverage group with pH 5.34 hereafter) were selected as the experimental group. In order to confirm the anti-erosion effect of added calcium, we added 1% calcium to the product with the lowest pH (red ginseng beverage group with pH 2.98+1% Ca hereafter) and included the product in the experimental group. Jeju Samdasoo and Coca Cola were used as the negative and positive control groups, respectively.
The concentration of fluoride, Ca, P were measured in six groups. We soaked healthy bovine teeth samples in the selected 6 beverages for 1, 3, 5, 10, 15, and 30 minutes. The surface micro-hardness (VHN, Vickers hardness number) and the surface roughness (centerline average roughness, Ra) of each sample were measured, and the surface features were observed with scanning electron microscopes. Results obtained are explained below.

1. The average pH of 12 red ginseng beverages sold in the market was 3.50±0.06, with the mean titratable acidity was 0.44±0.42 ㎖ at pH 5.5 and 0.63±0.56 ㎖ at pH 7.0. The average pH of the 6 beverages used in the study was 4.30±1.79; with the mean titratable acidity as 0.46±0.31 ㎖ at pH 5.5 and 0.64±0.31 ㎖ at pH 7.0.

2. The fluoride concentration were highest in pH 2.98 group (3.97 ± 0.10 ppm) lowest were in the pH 3.61 group (1.58±0.05 ppm). The pH 2.98+1% Ca group (1174.30±12.43 mg/L) showed the highest amount of calcium while the negative control (3.32±0.02 mg/L) showed the lowest. the phosphorus level of the pH 5.34 group (33.37±0.12 mg) in the highest; while the lowest one is in the pH 2.98+1% Ca group (0.66 ± 0.03 mg).

3. Difference in the surface micro-hardness (△VHN) of teeth samples after 30 minutes of soaking in each beverage was highest in the positive control group (-60.99±8.99), followed by the red ginseng beverage group with pH 2.98 (-41.63±8.96), the red ginseng beverage group with pH 3.61 (-30.64±8.21), and the negative control group (4.48±7.29) (p＜0.05). No significant difference was observed in the red ginseng beverage groups with pH 5.34 (18.79±10.11) and pH 2.98+1% Ca (16.40±7.89) (p＞0.05). When changes in the surface hardness that occurred with time were compared, significant differences were observed between groups (p＜0.05). Although the red ginseng beverage groups with pH 5.34 and pH 2.98+1% Ca did not show significant differences to the negative control group (p＞0.05), the red ginseng beverage groups with pH 2.98 and pH 3.61 showed significant differences to the negative control group in terms of changes in surface hardness during the 30 minutes of treatment (p＜0.05).

4. Surface roughness (Ra) observed with the Nanosurface 3D optical profiler exhibited significant differences between each group (p＜0.05). Surface roughness (Ra) was high in the red ginseng beverage groups with pH 2.98 (102.88±26.34) and pH 3.61 (67.76±39.89), as well as in the positive control group (101.21±39.59). In contrast, the red ginseng beverage group with pH 5.34 (30.80±28.49) and pH 2.98+1% Ca (25.05±10.79) showed similarly low surface roughness values as the negative control group (23.77±22.48).

5. When surfaces of the samples were observed with a scanning electron microscope, we confirmed that the red ginseng beverage groups with pH 5.34 and pH 2.98+1% Ca had smooth surfaces as in the negative control group. The red ginseng beverage groups with pH 2.98 and pH 3.61 did not show smooth surfaces, and severe cracks were observed between the crystals; such characteristics were similar to the positive control group.

Putting the above mentioned results together, red ginseng beverages with low pH were shown to erode the surface of the teeth. When calcium was added to the red ginseng beverages, a decrease in tooth erosion was observed. Therefore, the possibility of tooth erosion should be considered when drinking red ginseng beverages; furthermore, an addition of calcium to red ginseng beverages can be an alternative solution to suppress tooth erosion.