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문제 정의
- 약용으로 이용되는 식물은 생산지에 따라 성분함량 변이의 차이 및 약리 효과의 차이가 크므로, 기지의 주요 약용성분에 대한 산지별, 자생지와 재배지별 및 식물체의 부위별에 대한 분석연구는 약효의 질적관리를 위하여 매우 중요하다. 가시오갈피나무에는 많은 약용성분이 있으나, 본 연구에서는 홍분완화제, 당뇨병과 항암제의 부작용 경감, 스트레스 해소 및 위궤양 보호에 효과가 인정된 chlorogenic acid와 eleutheroside E 성분 함량을 조사하였다.
- 본 연구는 가시오갈피나무의 자생지와 재배지간. 산지간, 부위별의 eleutheroside E와 chlorogenic acid 에 대한 함량을 조사하여 약효성분에 대한 기초자료를 마련하고자 하였다.
제안 방법
- 6 x 250mm), 유속은 0・6血!/m血, injection volume 은 20班, UV검출기 (TSP 3000HR) 220nm에서 분석을 행하였디-. 불질의 확인은 peak의 retention time고卜 PDA를 이용한 UV spectrum을 표준물질과 비교하였고, 물질의 정량은 분리된 peak의 검량선을 작성하여 행하였다. 정량분석에 사용된 eleutheroside E오卜 chlorogenic acid 표준물질은 Nakarai사오} Sigma사로부터 각각 구입하여 분석에 사용하였다.
- 채취된 시료는 흐르는 물로 씻은 후, 뿌리, 줄기, 잎의 3부위로 분리하여 음건하였고, 뿌리 및 줄기는 직경 별로 구분하여 근피, 수피, 목질부로 각각 분리한 후 45°C 환류 건조기에서 3일간 건조하였다. 시료 직경의 측정은 autocaliper(Mitutoyo, Japan)로 측정하였고, 건조된 시료는 분쇄기를 사용하여 200 mesh 이하의 분말로 만들어 분석용 시료로 사용하였다.
대상 데이터
- 분석에 사용된 가시오갈피나무 시료는 1999년 8월 25일부터 9월 2일까지 자생지와 재배지로 구분하여 산지별로 3본씩을 무작위로 채취하였다. 분석에 사용된 시료는 표 1과 같다.
- 시료 직경의 측정은 autocaliper(Mitutoyo, Japan)로 측정하였고, 건조된 시료는 분쇄기를 사용하여 200 mesh 이하의 분말로 만들어 분석용 시료로 사용하였다.
- 자생지 시료는 강원도 인제군에서 2개 산지, 홍천군에서 2개 산지에서 채취하여 사용하였다. 자생지의 평균 해발고는 623m(470-850m)이었고, 비음율은 70-90%로 높았다.
- 자생지의 평균 해발고는 623m(470-850m)이었고, 비음율은 70-90%로 높았다. 재배지 시료는 자생지에서 굴취하여 강원도 춘천 임업연구원 시험포지(해발고 103m)에 1개 산지 , 전북 장수(해발고 410m) 의 포지에 식재되어 7년이상 재배된 4개 산지의 가시오갈피나무를 채취하여 사용하였다. 중국산 시료는 강원도 춘천 임업연구원 시험포지에 중국산 종자를 파종, 재배된 수령 4년생을 채취하여 사용하였다.
- 불질의 확인은 peak의 retention time고卜 PDA를 이용한 UV spectrum을 표준물질과 비교하였고, 물질의 정량은 분리된 peak의 검량선을 작성하여 행하였다. 정량분석에 사용된 eleutheroside E오卜 chlorogenic acid 표준물질은 Nakarai사오} Sigma사로부터 각각 구입하여 분석에 사용하였다.
- 재배지 시료는 자생지에서 굴취하여 강원도 춘천 임업연구원 시험포지(해발고 103m)에 1개 산지 , 전북 장수(해발고 410m) 의 포지에 식재되어 7년이상 재배된 4개 산지의 가시오갈피나무를 채취하여 사용하였다. 중국산 시료는 강원도 춘천 임업연구원 시험포지에 중국산 종자를 파종, 재배된 수령 4년생을 채취하여 사용하였다. 재배지에서의 가시오갈피나무는 수관과 수관이 맞닿는 밀식 상태였고, 고온이나 직사광선에 노출된 상태였으며, 채취된 국내산 재거H 지 가시오갈피 시료의 평균수고는 1.
성능/효과
- Chlorogenic acid 및 eleutheroside E 분석 HPLC 분석 결과 chlorogenic acid와 eleutheroside E는 매우 양호하게 분리되었다. 표준물질 chlorogenic acid 및 eleutheroside E 에 대한 검량선의 회귀방정식은 각각 상관계수 r=0.9993** 및 0.9998"로나타나 표준물질의 면적과 함량간에 정의 상관이인정되있으며(그림 1), retention time은 12.8분대와 25.4분대로 각각 나타났다. Chlorogenic acid 및 eleutheroside E는 줄기 , 잎 , 뿌리 추출물에서도 표준물질과 같은 retention time을 보이며(그림 2), PDA를 이용한 UV spectrum의 양상도 표준물질과 같게 나타났다(데이터미제시).
- 1. Chlorogenic acid 및 eleutheroside E 분석 HPLC 분석 결과 chlorogenic acid와 eleutheroside E는 매우 양호하게 분리되었다. 표준물질 chlorogenic acid 및 eleutheroside E 에 대한 검량선의 회귀방정식은 각각 상관계수 r=0.
- 4분대로 각각 나타났다. Chlorogenic acid 및 eleutheroside E는 줄기 , 잎 , 뿌리 추출물에서도 표준물질과 같은 retention time을 보이며(그림 2), PDA를 이용한 UV spectrum의 양상도 표준물질과 같게 나타났다(데이터미제시). 본 연구에 사용된 분석조건은 Slacanin 등(1991)과 Wanger 등(1982)의 방법과 column, 이동상 및 유속 등이다소 차이는 있지만, 두 물질의 함량분석에는 매우 양호하였다.
- Eleutheroside E의 경우는 자생지 평균이 0.066 %로 재배지의 0.060%, 중국산의 0.064%보다 약간 높은 함량을 보여 주었고, 오대산과 응봉산에서 채취된 뿌리에서 함량이 높았다. 줄기의 경우 chlorogenic acid와 eleutheroside E 성분 모두 자생지에서 각각 0.
- 뿌리의 경우 chlorogenic acid성분은 자생지보다 재배지에서 함량이 높았는데 특히 덕유산, 대암산 및 치악산 산지가 높은 함량을 보였디-. Eleutheroside E의 함량도 자생지가 재배지보다 약간 높았으며, 오대산과 웅봉산 산지가 가장 높은 함량을 보였다. 줄기의 경우 두 물질 모두 자생지가 국내산 산지 및 중국산 보다 함량이 높았으며, chlorogenic acid 성분은 오대산과 연엽산, eleutheroside E 성분은 재배지의 계방산 및 가마봉 산지가 가장 높았다.
- 가시오갈피나무의 직경별 근피, 수피 및 목질부건 중량의 비율을 조사한 결과 직경이 커질수록 근피 및 수피의 비율은 감소하고, 목질부의 비율은 점점 증가하는 것으로 나타났다. 또한 직경별에 따라 chlorogenic acid오} eleutheroside E 성분을 분석한 결과 두 성분 모두 뿌리 및 줄기의 근피, 수피 및 목질부에 함유되어 있었고, 직경이 커질수록 함량이 증가하는 경향을 보여 주었다.
- 일반적으로 가시오갈피나무 뿐만 아니라 오갈피속 종의 유용 생리활성물질은 주로 근피나 수피에만 함유되어 있는 것으로 알려져 있어 실제 이용되는 부위는 주로 근피나 수피에 국한되어 있다(동의보감, 1959; Brekhman고} Dadymov, 1969). 그리나 본 연구 결과에 의 하면 chlorogenic acid오]- eleutheroside E 성분은 근피나 수피 뿐만 아니라 목질부에도 상당량이 함유되어 있는 것으로 나타났다. 특히 홍분완화제 및 스트레스 해소에 강한 효과가 있는 것으로 알려진 eleutheroside E의 경우 수피나 근피의 함량이 줄기나 뿌리의 목질부의 함량과 거의 같거나 높은 것으로 나타났다(표 3).
- 분석한 것이다. 두 성분의 함량은 산지별, 자생지와 재배지 , 국내산과 중국산에서 부위별에 따라 큰 차이를 보여 주었다. 뿌리 에서 의 chlorogenic acid 함량은 재배지가 평균 0.
- 특히 홍분완화제 및 스트레스 해소에 강한 효과가 있는 것으로 알려진 eleutheroside E의 경우 수피나 근피의 함량이 줄기나 뿌리의 목질부의 함량과 거의 같거나 높은 것으로 나타났다(표 3). 또한 약효를 높이기 위해서는 기존 근피나 수피를 이용하는데서 벗어나 직경이 큰 줄기를 사용하는 것이 좋을 것으로 보인다. 본 연구 결과에 의하면 약효를 높이기 위해서는 뿌리의 경우 직경 4.
- 증가하는 것으로 나타났다. 또한 직경별에 따라 chlorogenic acid오} eleutheroside E 성분을 분석한 결과 두 성분 모두 뿌리 및 줄기의 근피, 수피 및 목질부에 함유되어 있었고, 직경이 커질수록 함량이 증가하는 경향을 보여 주었다. 특히 eleutheroside E성분의 경우 목질부의 함량이 근피나 수피의 함량과 같거나 높았다.
- 또한 약효를 높이기 위해서는 기존 근피나 수피를 이용하는데서 벗어나 직경이 큰 줄기를 사용하는 것이 좋을 것으로 보인다. 본 연구 결과에 의하면 약효를 높이기 위해서는 뿌리의 경우 직경 4.1-5.0mm 이상, 줄기의 경우는 직경 5.1-10.0mm 이상인 것을 사용하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 梶 등(1986)도 북해도산 가시오갈피나무를 대상으로 eleutheroside E 성분을 분석한 결과 뿌리의 직경이 3mm이하인 것은 0.
- Chlorogenic acid 및 eleutheroside E는 줄기 , 잎 , 뿌리 추출물에서도 표준물질과 같은 retention time을 보이며(그림 2), PDA를 이용한 UV spectrum의 양상도 표준물질과 같게 나타났다(데이터미제시). 본 연구에 사용된 분석조건은 Slacanin 등(1991)과 Wanger 등(1982)의 방법과 column, 이동상 및 유속 등이다소 차이는 있지만, 두 물질의 함량분석에는 매우 양호하였다.
- 두 성분의 함량은 산지별, 자생지와 재배지 , 국내산과 중국산에서 부위별에 따라 큰 차이를 보여 주었다. 뿌리 에서 의 chlorogenic acid 함량은 재배지가 평균 0.554%로 자생치 0.200% 및 중국산0.424%에 비해 높은 것으로 나타났으며, 특중「덕유산 0.863%, 대암산 0.667% 및 치악산 가시오갈피나무에서 0.630%로 높은 함량을 보여 주었다.
- 뿌리의 근피 및 목질부에서는 직경이 커질수록 chlorogenic acid 함량은 낮아지고, eleutheroside 日의 함량은 높아지는 반대의 경향을 보여준 반면 줄기의 수피 및 목질부에서는 두 성분 모두 직경이 커질수록 함량이 높아지는 경향을 나타내었다. 일반적으로 가시오갈피나무 뿐만 아니라 오갈피속 종의 유용 생리활성물질은 주로 근피나 수피에만 함유되어 있는 것으로 알려져 있어 실제 이용되는 부위는 주로 근피나 수피에 국한되어 있다(동의보감, 1959; Brekhman고} Dadymov, 1969).
- 뿌리의 직경이 2mm이하에서 5.1-6.0mm로 커짐에 따라 근피의 비율은 약 1/2로 감소하였고, 목질부의 비율은 약 4배로 증가하였다. 줄기의 경우에도 직경이 5mm 이하에서 15.
- 0mm로 커짐에 따라 수피의 비율은 약 1/3로 감소하였고, 목질부는 약 2배정도 증가하였다. 이 결과로 미루어 보아 가시오갈피나무의 뿌리와 줄기의 직경이 커지면 커질수록 근피 및 수피의 비율은 감소하며 , 목질부의 비율은 점점 증가될 것으로 생각된다.
- 잎의 경우에도 두 물질의 함량은 산지간에 큰 차이를 나타내었으며, 뿌리나 줄기에 비하여 낮은 함량을 보여주었다. 잎에서 chlorogenic acid의 함량은 자생지가 0.386% 로 국내산 재배지의 0.298%나 중국산 0.101%보다 높았다. 그러나 eleutheroside E성분은 자생지가 0.
- 064%보다 약간 높은 함량을 보여 주었고, 오대산과 응봉산에서 채취된 뿌리에서 함량이 높았다. 줄기의 경우 chlorogenic acid와 eleutheroside E 성분 모두 자생지에서 각각 0.540%, 0.102%로 국내산 재배지의 0.367%, 0.087% 및 중국산의 0.198%, 0.072% 보다 높게 나타났다, 특히 chlorogenic acid 함량은 오대산 및 연엽산이 각각 0.882%, 0.664%로 가장 높았고, eleutheroside E 성분은 재네] 지에서계방산이 0.141%로 가장 높게 나타났고, 가마봉도 0.125%로 비교적 높았다. 잎의 경우에도 두 물질의 함량은 산지간에 큰 차이를 나타내었으며, 뿌리나 줄기에 비하여 낮은 함량을 보여주었다.
- Eleutheroside E의 함량도 자생지가 재배지보다 약간 높았으며, 오대산과 웅봉산 산지가 가장 높은 함량을 보였다. 줄기의 경우 두 물질 모두 자생지가 국내산 산지 및 중국산 보다 함량이 높았으며, chlorogenic acid 성분은 오대산과 연엽산, eleutheroside E 성분은 재배지의 계방산 및 가마봉 산지가 가장 높았다. 잎은 두 성분 모두 산지간에 큰 차이가 있으나 뿌리와 줄기에 비하여 낮은 함량을 보여 주었다.
- 그리나 본 연구 결과에 의 하면 chlorogenic acid오]- eleutheroside E 성분은 근피나 수피 뿐만 아니라 목질부에도 상당량이 함유되어 있는 것으로 나타났다. 특히 홍분완화제 및 스트레스 해소에 강한 효과가 있는 것으로 알려진 eleutheroside E의 경우 수피나 근피의 함량이 줄기나 뿌리의 목질부의 함량과 거의 같거나 높은 것으로 나타났다(표 3). 또한 약효를 높이기 위해서는 기존 근피나 수피를 이용하는데서 벗어나 직경이 큰 줄기를 사용하는 것이 좋을 것으로 보인다.
후속연구
- 잎은 두 성분 모두 산지간에 큰 차이가 있으나 뿌리와 줄기에 비하여 낮은 함량을 보여 주었다. 본연구의 결과는 국내외 가시오갈피나무의 이용 및 선발육종과 같은 전통육종 및 세포 및 조직배양 등 biomass 대량생산 등의 연구에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.
- 자생지 및 재배지. 슥]「지, 부위별에 따른 성분함량이 큰 차이를 보이는 것은 유전적, 환경적 차이에서 기인된 것으로 추정되는데, 이에 대한 자세한 연구가 추후 행하여져야 하겠다. 약리효과를 보다 높이기 위해서는 성분함량이 높은 산지와 개체를 선발, 재배하는 것이 필요하다.
- 최근 우리나라의 가시오갈피나무가 다른 나라의 가시오갈피나무에 비해 탁월한 약효가 있음이 보고되고 있고, 러시아, 중국 등 주요 생산 국가의 자원 고갈에 따라 우리나라의 가시오갈피나무를 재조명하여야 한다고 본다. 이 시점에서 본 연구 결과는 유용 생리활성물질의 함량이 높은 산지와 개체를 선발하고 이를 증식시키는데 중요한 자료가 되리라고 생각된다.
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