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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 작약의 주 이용 부위인 약근 외에 뇌두, 줄기 및 잎과 같은 작약의 식물체 각 부위에 함유된 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 함량 분포를 검토하고, 작약의 관행적 법제 시 박피를 통해 제거되는 코르크층에 함유된 생리활성 성분의 함량을 검토하여 작약 함유 생리활성 성분의 효율적 이용 및 포괄적인 작약 연구의 기초를 마련하고자 하였다.
제안 방법
- 6mm)컬럼을 사용하였다. 분석파장은 254nm, 분석감도는 0.05 AUFS로 조절하였고, 분석에 이용된 이동상은 증류수 : 아세토나이트릴 : 메탄올 : 초산을 80 : 15 : 5 : 0.2의 부피비로 혼합한 용매를 분당 0.7mL로 흘려 분석하였다. 이때 분석 컬럼의 보호를 위해 Waters (USA)사의 Nova-pak C18 guard insert column을 사용하였으며, 컬럼의 온도는 30℃로 한정하여 분석의 재현성을 증대시켰다.
- 이때 거피근의 가공 시 벗겨진 코르크층은 다시 회수하여 코르크층의 분석 시료로 활용하였다. 식물체의 각 부위별 시료 즉, 작약의 줄기, 잎, 뇌두, 거피근, 유피근 및 코르크층은 상온 음건 (25℃)조건으로 완전히 건조하였고, 분쇄기로 분쇄한 후 60mesh 체를 통과한 분말시료로 가공하여 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 분석에 이용하였으며, 작약 식물체 각 부위별 분석시료는 3 반복으로 조제하였다.
- 7월 중순 지상부가 왕성하게 전개되었던 작약을 수확하였으며, 수확된 작약의 각 식물체로부터 지상부 시료는 줄기와 잎으로 구별하여 시료를 채취하고, 지하부 시료는 뇌두와 뿌리로 구별하여 시료를 채취하였다. 이들 시료 중 작약 뿌리는 굵기가 17~20mm 정도의 균일한 뿌리만을 선별하였고, 세척 후 죽도를 이용하여 코르크층을 제거한 거피근과 코르크층을 제거하지 않은 유피근으로 각각 가공하였다. 이때 거피근의 가공 시 벗겨진 코르크층은 다시 회수하여 코르크층의 분석 시료로 활용하였다.
- 작약 부위별 분석시료에 함유된 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds ((+)-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside, ( + )-catechin, (- )-epicatechin, gallic acid 및 benzoic acid)의 정량분석에 이용된 순수표준품은 본 연구자에 의해 분리되어 (Choung et al., 1997; Choung et al., 2000) 화학적 구조 (그림 1, 2)가 동정된 순수 표준품을 사용하였고, 각 표품의 농도별 검량선 (r =0.999)을 작성하고, 작약 부위별 함유 생리활성 성분의 함량을 계산하였다.
- 작약 부위별 분쇄시료 각 1.0g에 조순수 증류수 100ml를 첨가하고 상온에서 초음파추출기 (Branson 5210, USA)를 이용하여 30분간 추출하였다 (Choung et al., 1999). 추출용액은 Toyo 5B 여지를 장착한 buchner funnel과 0.
- 작약 식물체 부위별 함유 생리활성 성분의 정성 및 정량분석에 이용된 HPLC는 Hitachi (Japan)사의 L-6200intelligent pump, L-4250 UV-VIS variable wavelength detector와 D-2500 integrator로 구성된 시스템을 사용하였다.
- 작약의 이용부위인 약근을 대상으로 뿌리의 코르크층을 대나무 칼로 벗겨 제거한 후 박피 상태로 건조한 거피 근 (일반적인 생약재 작약의 유통 형태)과 코르크층을 제거하지 않고 바로 건조한 유피근으로 가공하고, 또한 거피근의 가공 시 벗겨지는 코르크층을 다시 회수하여 코르크층의 분석시료로 활용하여 작약의 뿌리 중 코르크층의 유·무 및 코르크층에 함유된 작약 생리활성 성분인 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 함량을 검토하였다.
- 작약의 주 이용부위인 약근 외에 작약의 식물체 각 부위에 함유된 작약의 주 생리활성 성분의 함량 분포를 검토하기 위하여 작약의 지상부 중 줄기와 잎을, 지하부는 뿌리와 뇌두로 각 부위를 구분하여 시료를 조제하였고, 각 부위별 조제시료의paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 함량은 HPLC를 이용하여 분석하였다 (그림 3).
대상 데이터
- 실험의 재료로 이용하였다. 7월 중순 지상부가 왕성하게 전개되었던 작약을 수확하였으며, 수확된 작약의 각 식물체로부터 지상부 시료는 줄기와 잎으로 구별하여 시료를 채취하고, 지하부 시료는 뇌두와 뿌리로 구별하여 시료를 채취하였다. 이들 시료 중 작약 뿌리는 굵기가 17~20mm 정도의 균일한 뿌리만을 선별하였고, 세척 후 죽도를 이용하여 코르크층을 제거한 거피근과 코르크층을 제거하지 않은 유피근으로 각각 가공하였다.
- HPLC 분석에 이용된 컬럼은 Tosoh (Japan)사의 ODS-120T (250 × 4.6mm)컬럼을 사용하였다. 분석파장은 254nm, 분석감도는 0.
- 본 실험에 이용된 작약은 경북농업기술원 의성약초시험장 작약 재배포에서 재배된 4년생 의성작약을 분양 받아 실험의 재료로 이용하였다. 7월 중순 지상부가 왕성하게 전개되었던 작약을 수확하였으며, 수확된 작약의 각 식물체로부터 지상부 시료는 줄기와 잎으로 구별하여 시료를 채취하고, 지하부 시료는 뇌두와 뿌리로 구별하여 시료를 채취하였다.
- 본 실험의 시료추출 및 HPLC 분석에 사용된 용매인 초순수 증류수, 메탄올. 아세토나이트릴 및 초산은 Merck (Germany)사에서 생산된 HPLC 등급을 이용하였다.
- 증류수, 메탄올. 아세토나이트릴 및 초산은 Merck (Germany)사에서 생산된 HPLC 등급을 이용하였다.
성능/효과
- ( + )-Catechin 함량 또한 paeoniflorin 및 ( + )-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside 함량 분포와 같은 양상으로 뇌두가 1.72%, 뿌리 0.34%, 잎 0.22%의 순으로 함량이 감소하였고, 줄기에는 전혀 존재하지 않았다. 특히 뇌두의 (+)-catechin 함량은 뿌리함량의 5배에 달하는 양이 존재하였다.
- (+)-Taxifolin 3-O-A-D-glucopyranoside의 함량 분포는 paeoniflorin과 유사한 양상을 나타내어 유피근이 0.29% 로 가장 높았고, 거피근 0.21%, 코르크층 0.09%의 순으로 함유되어 있었다. ( + )-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside의 경우 거피근보다 코르크층의 함량이 약 2.
- (- )-Epicatechine gallic acid와 마찬가지로 작약 식물체 전 부위에 존재하였으며, 뇌두가 0.64%로 가장 높았고, 줄기 0.12%, 뿌리 0.10%, 잎 0.06%의 순으로 부위별 함량 차이를 나타내었다. 뇌두와 뿌리간의 함량 차이가 약 0.
- 4년생 의성작약을 재료로 하여 작약의 주 이용부위인약근 외에 뇌두, 줄기, 잎과 같은 작약 식물체 각 부위로 시료를 구분하고, 또한 작약근의 경우 관행적 법제시 박피를 통해 제거되는 코르크층과 코르크층의 유·무에 따라 유피근 및 거피근으로 구분하여 각 시료에 함유된 작약 주요 생리활성 성분의 함량 분포를 검토한 결과 작약 식물체 부위별 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 각 함량은 뇌두가 뿌리보다 높은 양상을 나타내었다. 또한 기능성 물질로 평가되는 gallic acid 및 benzoic acid는 작약의 잎과 줄기에도 상당히 많은 양이 존재하였고, 특히 잎에는 paeoniflorin도 약 2.
- Albiflorin 함량 분포는 paeoniflorin 함량과 차이가 있어 껍질부위의 코르크층이 1.68%로 가장 많은 양을 함유하였고, 유피근 0.47%, 거피근 0.42%의 순 이었으며, 껍질 부위의 코르크층 함량이 유.거피근보다 4배 이상 높으므로, 결국 abiflorine 작약근의 목부보다 껍질 쪽의 코르크층에 많은 양이 분포하는 것을 알 수 있다.
- Benzoic acid의 함량도 (- )-epicatechin과 같은 양상으로 껍질이 0.58%로 가장 높았으며, 거피근은 0.26%로 코르크층 함량의 1/2정도 함유되어 있으므로 목부에도 benzoic acid가 존재하지만 코르크층에 상당량이 존재하는 것으로 판단된다(표 2).
- Gallic acid 함량은 유.거피근 및 코르크층간에 통계적 차이를 나타내지 않았으나 코르크층이 0.35%로 가장 높았으며 유피근 거피근의 순으로 함량이 감소되었고, 그 함량은 각각 0.26% 및 0.19% 였다. gallic acid의 경우도 거피근보다 껍질 부위의 코르크층 함량이 2 배정도 높으므로 껍질부위의 코르크층과 목부에 함께 분포하지만 코르크층에 더 많은 양이 존재하는 것으로 판단된다(표 2).
- 껍질쪽의 코르크층에 많이 분포하는 성분은 albiflorin, gallic acid, ( - )-epicatechin 및 benzoic acid 였으며, 목부에 많이 존재하는 성분은 paeoniflorin, ( + )-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside 및 ( + )-catechm이었다. 현재 국내 유통되는 대부분의 작약은 코르크층을 벗긴 거피근 상태로 유통되고 있다.
- 06%의 순으로 부위별 함량 차이를 나타내었다. 뇌두와 뿌리간의 함량 차이가 약 0.54%로서 뇌두의 함량이 뿌리보다 약 7배 높은 양상을 나타내었다
- 따라서 중국에서 적작약과 백작약을 구분하여 이용하는 것은 작약의 껍질 부위의 코르크층을 제거함으로 해서 함유 성분의 농도를 달리하여 다른 약성을 나타내는 처방제로 가공하여 이용한다고 볼 수도 있으나, 본 실험의 결과에 의하면 특정 성분이 없어지거나 함유 농도가 크게 달라짐이 없이 단지 껍질 부위의 코르크층을 제거함으로 해서 일부 성분들의 함량이 감소되는 양상만을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험의 결과 작약 껍질 부위의 코르크층에는 albiflorin을 포함한 많은 유용물질이 존재하는 것을 확인할 수 있고, 또 작약의 갈변은 껍질을 벗길 때 분비되는 페놀 유도체에 의해 발생된다고 볼 때 작약근의 거피는 활성물질의 이용 면이나 수치작업의 노력 면에서도 비효율적이며, 또 갈변을 유도시키는 과정이 되므로 비경제적인 것으로 판단된다. 인삼은 수삼에서 백삼 및 홍삼을 제조할 때 껍질을 벗기어 만들 때도 있다.
- , 1995). 따라서 중국에서 적작약과 백작약을 구분하여 이용하는 것은 작약의 껍질 부위의 코르크층을 제거함으로 해서 함유 성분의 농도를 달리하여 다른 약성을 나타내는 처방제로 가공하여 이용한다고 볼 수도 있으나, 본 실험의 결과에 의하면 특정 성분이 없어지거나 함유 농도가 크게 달라짐이 없이 단지 껍질 부위의 코르크층을 제거함으로 해서 일부 성분들의 함량이 감소되는 양상만을 확인할 수 있었다. 따라서 본 실험의 결과 작약 껍질 부위의 코르크층에는 albiflorin을 포함한 많은 유용물질이 존재하는 것을 확인할 수 있고, 또 작약의 갈변은 껍질을 벗길 때 분비되는 페놀 유도체에 의해 발생된다고 볼 때 작약근의 거피는 활성물질의 이용 면이나 수치작업의 노력 면에서도 비효율적이며, 또 갈변을 유도시키는 과정이 되므로 비경제적인 것으로 판단된다.
- 또한 기능성 물질로 평가되는 gallic acid 및 benzoic acid는 작약의 잎과 줄기에도 상당히 많은 양이 존재하였고, 특히 잎에는 paeoniflorin도 약 2.3%가 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 현재까지 번식용으로만 이용되어온 작약의 뇌두도 약재로서의 이용 가능성을 체계적으로 검토할 필요가 있을 것이며, 작약의 잎 및 줄기도 gallic acid 및 그 유도체들의 source가 될 수있으므로 이들 부위의 이용성도 체계적으로 검토되어야 할 것이다.
- 또한 작약근의 수치방법에 따라 구분된 유피근과 거피근 및 껍질부위의 코르크층에 함유된 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 함량 분포를 비교해본 결과 모든 분석 성분들이 목부와 코르크층에 함께 존재하지만 목부 및 코르크층의 함량 분포에는 큰 차이가 있었다. 껍질쪽의 코르크층에 많이 분포하는 성분은 albiflorin, gallic acid, ( - )-epicatechin 및 benzoic acid 였으며, 목부에 많이 존재하는 성분은 paeoniflorin, ( + )-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside 및 ( + )-catechm이었다.
- 이상 작약의 식물체 부위별, 뿌리 중 코르크층의 유·무 및 코르크층으로 구별하여 작약 생리활성 성분의 함량분포를 조사한 결과를 종합적으로 검토하면 gallic acid 및 benzoic acid와 같은 phenolic acid는 잎에 많은 양이 존재하였고, paeoniflorin, albiflorin, ( + )-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside, (+)-catechin 및 (-)-epicatechine 뇌두에 가장 많은 양이 분포하였으므로 각 성분의 식물체내 집적 장소가 서로 다른 것을 확인할 수 있다.
- 작약 부위별 albiflorin 함량도 paeoniflorin과 같은 경향으로 뇌두의 함량이 1.90%로 가장 높았으며, 뿌리와 줄기에 각각 0.47%, 0.16%가 존재하였고, 잎에서는 전혀 검출되지 않았다 (그림 5). paeoniflorin의 경우에는식물체 부위 중 줄기에 함유되어 있지 않았지만, albiflorine 잎에 함유되어 있지 않은 것이 차이점이다.
- 작약 부위별 gallic acid 함량 분포를 검토한 결과 gallic acid는 작약 식물체 전 부분에 존재하였으며, 잎의 함량이 1.14%로 가장 높았고, 뇌두, 줄기 및 뿌리의 순으로 그 함량은 각각 0.52%, 0.47%, 026%를 나타내었다. 작약 식물체에 함유된 gallic acid 함량은 부위별로 차이를 나타내었으며, 뇌두의 함량이 뿌리보다 약 2배 높은 함량을 나타내었다 (표 1).
- 작약 부위별 paeoniflorin 함량은 뇌두가 5.74%로 가장 높았고, 뿌리 및 잎에 각각 3.28%, 2.27%가 함유되어 있었으며, 줄기에서는 paeoniflorin이 전혀 검출되지 않아 식물체 각 부위별 함량 차이가 뚜렷하였다 (그림 4). Yoshizaki 등 (1977)의 보고에 의하면 日本 藥局 方解說書에는 작약의 가는 뿌리 및 뇌두는 약으로 부적합하다고 기술되어 있으나, 작약의 뇌두에는 paeoniflorin이 3.
- 작약 식물체 부위별 ( + )-taxifolin 3-O-β-D-glucopyranoside 함량은 paeoniflorin 함량 분포와 유사하여 뇌두가 0.42%로 가장 높았고, 뿌리 0.29%, 잎 0.07%의 순 이었으며, 줄기에서는 전혀 검출되지 않았다.
- 47%, 026%를 나타내었다. 작약 식물체에 함유된 gallic acid 함량은 부위별로 차이를 나타내었으며, 뇌두의 함량이 뿌리보다 약 2배 높은 함량을 나타내었다 (표 1). Kang 등 (1991)은 작약에 함유된 gallic acid의 ester 화합물인 ethyl gallate와 methyl gallate 는 강한 생리활성을 나타내며, 특히 항혈전작용을 나타내는 중요한 물질로 평가하였고, gallic acid의 유도체들이 심혈관성 질환, 뇌졸증, 중풍 등의 혈전 관련 질환의 증상 개선 및 치료용으로 이용될 수 있다고 보고한 바 있다.
후속연구
- (윤 등, 1993). gallic acid는 강한 항산화 효과가 있어 동물의 노화를 막아주는 역할 (여 등, 1995)을 나타내므로 작약의 잎, 줄기, 뇌두도 gallic acid 및 유도체들의 중요한 sowce가 될 수 있어 이들 부위의 이용성도 검토되어야 할 것이다.
- 17%가 존재하여 뇌두의 paeoniflorin 함량이 어느 뿌리보다 높으므로 이들 모두를 paeoniflorin의 원료로서 이용할 것을 제시한 바 있다. 그러므로 국내 작약 이용 시 번식용으로만 이용해온 뇌두도 약용성분의 추출 등 특수 목적으로 사용이 가능할 것이므로 뇌두의 이용성을 체계적으로 검토할 필요가 있을 것이다.
- 3%가 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 현재까지 번식용으로만 이용되어온 작약의 뇌두도 약재로서의 이용 가능성을 체계적으로 검토할 필요가 있을 것이며, 작약의 잎 및 줄기도 gallic acid 및 그 유도체들의 source가 될 수있으므로 이들 부위의 이용성도 체계적으로 검토되어야 할 것이다.
- 또한 방풍 및 길경의 경우에도 뇌두는 기맥을 상행시키므로 복용 시 구토를 일으킨다는 보고가 있다(高, 1994). 작약 뇌두의 경우 인삼, 방풍 및길경 등과 같이 구토 등의 악 효과를 일으킨다는 보고는 아직 없으므로 이에 대한 구체적 검토가 필요하며, 만약 부작용이 없다면 작약의 뇌두에는 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds 성분이 뿌리보다 월등하게 높은 함량으로 존재하므로 번식용도 외에 가는 뿌리와 함께 약으로서의 이용성을 검토할 필요가 있을 것이다.
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