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가설 설정
- 1)Each value represents mean±SD of triplicate determination.
제안 방법
- 13) 또한 연탄건조를 실시하는 과정에서 발생할 수 있는 지표성분의 변화를 알아보고자 대한약전에 수재되어 있는 각 한약재의 정량법에 따라 연탄 건조에 따른 지표성분변화를 관찰하였다.14)
- 연탄건조를 하지 않은 대조군은 오븐에 시료를 넣어 50°C에서 9시간 가량 건조하여 실험하였다. 건조된 시료는 바로 분쇄한 후 밀폐용기에 담아 실온에서 보관하면서 시간에 따른 변화를 분석하였다.
- 본 연구에서는 감초 등 5품목의 건조하지 않은 한약재에 대하여 연탄건조를 하고 생약과 오븐건조만으로 건조시킨 생약을 대조군으로 하여 모니어-윌리엄스 변법으로 이산화황에 대한 잔류량분석을 실시하였다.13) 또한 연탄건조를 실시하는 과정에서 발생할 수 있는 지표성분의 변화를 알아보고자 대한약전에 수재되어 있는 각 한약재의 정량법에 따라 연탄 건조에 따른 지표성분변화를 관찰하였다.
- 시료 처리 방법(이산화황 처리 방법) − 자체 고안한 간이 훈증기(높이 150 cm, 가로, 세로 80 cm의 스테인레스 재질의 통) 안에 연탄 한 장을 넣고 훈증기 내부에 3단 선반을 장착하여 각 단에 준비한 시료를 위치시킨 후 9시간 동안 연탄건조 하였다.
- 실험방법 − 5품목의 대상 한약재를 건조 전, 오븐건조, 연탄건조 직후 이산화황의 잔류량 변화 및 지표성분변화를 보았고, 연탄건조 후 상온에 저장하면서 1, 2, 5, 10, 15, 20 및 30일 경과에 따라 이산화황의 잔류량 변화 및 지표성분의 변화를 관찰하였다.
- 한약재를 연탄 건조한 이후 상온에 보관하면서 1, 2, 5, 10, 15, 20 및 30일 경과할 때 마다 잔류 이산화황을 3회 측정하여 평균한 수치를 Fig. 1에 나타내었다.
대상 데이터
- 995%을 사용하였다. Glycyrrhizic acid (G2137-25G, 75%), betaine (B2629-50G, 98.0%), puerarin (P5555-100MG, 80%)은 Sigma-Aldrich사 (st. Louis, MO, USA), 6-gingerol (074-05061, 98.0%), paeoniflorin (163-11713)은 Wako사(Osaka, Japan)의 표준품을 사용하였다.
- 실험 재료 및 채취 방법 − 대상 품목은 대한약전에 지표 성분이 설정되어 있는 갈근, 감초, 건강, 구기자, 작약 등 한약재 5품목을 선정하였다. 구기자는 충남 청양 구기자 농장에서 구입하였고, 감초는 농촌진흥청 작물시험장에서 채취하였으며 작약은 경북 의성 신물질연구소에서 구입하였다. 칡과 생강은 서울 경동시장에서 각각 10 kg씩 구입하였다.
- 을 수정한 모니어-윌리엄스 변법으로 수행 하였다. 시료 50 g을 사용하였으며 식품의약품안전청고시 제2005-44호, 생약의 잔류이산화황 검사기준 및 시험방과 동일하게 수행하였다.2)
- 시약 − 메틸레드 시약은 Junsei사(Tokyo, Japan)의 순정1급을 사용하였고, 과산화수소용액, 염산, 수산화나트륨은 Junsei사(Tokyo, Japan)의 특급시약을 사용하였으며, 에탄올은 J/T Baker사(Phillipsburg, NJ, USA)의 HPLC 등급을 사용하였다.
- 실험 재료 및 채취 방법 − 대상 품목은 대한약전에 지표 성분이 설정되어 있는 갈근, 감초, 건강, 구기자, 작약 등 한약재 5품목을 선정하였다.
- 시약 − 메틸레드 시약은 Junsei사(Tokyo, Japan)의 순정1급을 사용하였고, 과산화수소용액, 염산, 수산화나트륨은 Junsei사(Tokyo, Japan)의 특급시약을 사용하였으며, 에탄올은 J/T Baker사(Phillipsburg, NJ, USA)의 HPLC 등급을 사용하였다. 질소가스는 순도 99.995%을 사용하였다. Glycyrrhizic acid (G2137-25G, 75%), betaine (B2629-50G, 98.
- 구기자는 충남 청양 구기자 농장에서 구입하였고, 감초는 농촌진흥청 작물시험장에서 채취하였으며 작약은 경북 의성 신물질연구소에서 구입하였다. 칡과 생강은 서울 경동시장에서 각각 10 kg씩 구입하였다.
이론/모형
- 이산화황 분석 − 한약재 중 이산화황 함량변화는 모니어-윌리엄스법15,16)을 수정한 모니어-윌리엄스 변법으로 수행 하였다.
- 한약재의 지표성분 분석 − 한약재 지표성분의 변화는 대한약전14) 의약품 각조에 수재되어 있는 정량법에 따라 감초 중 glycyrrhizic acid, 구기자 중 betaine, 갈근 중 puerarin, 건강 중 6-gingerol, 작약 중 paeoniflorin을 분석하였다.
성능/효과
- 3) 아황산염은 생체 내에서 빠르게 산화되어 황산염이 되며 아황산을 유리하여 위장을 쉽게 자극하므로 위생상 좋지 않은 영향을 미친다.4) 우리나라를 비롯한 미국, 일본, 호주, EU, Codex 등 국외의 경우 아황산염류를 보존료, 표백제, 산화방지제 등의 용도로 그 기준을 설정하여 식품첨가제로도 사용하고 있는데 대표적인 아황산염류로는 차아황산나트륨, 메타중아황산칼륨, 메타중아황산나트륨 등이 있다.
- 두 건조 방법에 따른 차이는 거의 없는 것으로 확인되었다. 5가지 한약재 중 두 가지 방법에 의한 차이가 가장 컸던 것은 감초로서 연탄건조에 의한 지표성분인 glycyrrhizic acid의 감소율이 오븐건조에 의한 감소율보다 약 14% 더 적었던 것으로 나타났다. 기타 4종의 한약재들의 경우는 그 차이가 0.
- 7 mg/kg body weight로 설정하고 있다.8,9) 국내 한약재에 대한 이산화황의 잔류기준은 2007년 9월 현재 갈근 등 134품목에 대하여 30 mg/kg 이하 그리고 검인 등 72품목에 대하여 5단계로 200~1,500 mg/kg 수준 에서 설정되어있으나, 2007년 9월 12일 현재 검인 등 72품목의 기준을 30 mg/kg 이하로 기준변경하고 구절초 등 60품목에 대하여도 추가로 30 mg/kg 이하로 기준 설정하는 내용이 입안 예고된 상태이다.10)
- 가장 큰 이산화황 잔류량 감소 수치인 14.72%를 나타낸 한약재는 구기자였으며 그 뒤를 이어 작약에서 13.68%의 감소율이 관찰되었다. 이에 비해 갈근, 감초 및 건강은 각각 3.
- 감초, 구기자, 작약, 갈근 및 건강의 5 품목의 한약재에 대하여 천연 유래 이산화황 양을 파악하기 위하여 건조하기 전과 오븐 건조 한 후에 이산화황을 분석한 결과 모두 10 mg/kg 이하로 분석 오차 이내 수준으로 검출되었다. 또한 연탄건조가 한약재의 잔류 이산화황에 미치는 영양을 알아보기 위하여 상기 한약재를 연탄건조 한 다음 분석한 결과 수분 함량이 높았던 건강에서 1,138 mg/kg, 감초에서 339 mg/kg을 나타내어 한약재의 수분 함량은 연탄건조 후 잔류 이산화황 양에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 2%의 감소량을 보였고, 감초, 갈근, 건강은 모두 10% 이하의 감소량을 보여 한약재의 매질에 따라 차이가 있겠지만 30% 이상을 넘지 않았음을 알 수 있었다. 건강의 경우 연탄 건조한 후 30일이 지난 후에도 1038 mg/kg이 잔류하였으며 이 수준은 하루에 32 g의 건강을 섭취하였을 경우 이산화황의 ADI를 고려하였을 때50 kg 성인이 건강 위해를 받을 수 있는 수준이며, 환경 등을 통한 이산화황 노출을 감안하면 그 위해 가능성은 더욱더 커질 수 밖에 없을 것으로 평가되므로 연탄을 이용한 한약재의 건조는 피해야 할 것으로 사료된다.
- 2%의 수분 감소를 나타내었다. 건조 전 시료 중 수분의 양과 연탄건조에 의한 이산화황의 잔류량 사이에는 정량적으로 직선적 유의성은 없는 것으로 관찰되었으나, 수분함량이 두 번째로 많았던 건강과 첫 번째로 많았던 구기자를 9시간 동안 연탄 건조한 직후 측정한 이산화황의 잔류량이 각각 1,137 및 855 mg/kg으로 나타났다. 또한 수분함량이 가장 적었던 감초의 경우 연탄건조 직후 가장 낮은 339 mg/kg의 이산화황 잔류량을 나타내어 한약재에 함유된 수분의 양이 연탄 건조 후 잔류 이산화황 양과의 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 판단되었다.
- 그러나 한약재를 연탄건조하기 전에 존재할 수 있는 이산화황의 양과 한약재를 오븐 건조한 다음 잔류하는 이산화황의 양을 검토한 결과 모두 10 mg/kg 미만을 나타내어 천연에서 유래하는 이산화황은 모두 검출한계 미만으로 평가되었고, 또한 오븐에서 한약재를 건조하면 연탄건조와는 달리 이산화황의 잔류가 발생하지 않는 것으로 확인되었다 (Table II).
- 건조 전 시료 중 수분의 양과 연탄건조에 의한 이산화황의 잔류량 사이에는 정량적으로 직선적 유의성은 없는 것으로 관찰되었으나, 수분함량이 두 번째로 많았던 건강과 첫 번째로 많았던 구기자를 9시간 동안 연탄 건조한 직후 측정한 이산화황의 잔류량이 각각 1,137 및 855 mg/kg으로 나타났다. 또한 수분함량이 가장 적었던 감초의 경우 연탄건조 직후 가장 낮은 339 mg/kg의 이산화황 잔류량을 나타내어 한약재에 함유된 수분의 양이 연탄 건조 후 잔류 이산화황 양과의 어느 정도 상관관계가 있는 것으로 판단되었다. 이는 연탄에서 발생하는 이산화황의 물에 대한 용해도가 높기 때문에 수분 함량이 많은 한약재에 이산화황의 용해도가 증가되어 많은 양의 아황산(H3SO3)이 생성되기 때문으로 추정된다.
- 또한 연탄건조가 한약재의 잔류 이산화황에 미치는 영양을 알아보기 위하여 상기 한약재를 연탄건조 한 다음 분석한 결과 수분 함량이 높았던 건강에서 1,138 mg/kg, 감초에서 339 mg/kg을 나타내어 한약재의 수분 함량은 연탄건조 후 잔류 이산화황 양에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 또한 연탄 건조한 한약재를 바람이 잘 통하는 상온에 방치하여 잔류 이산화황의 변화를 살펴본 결과 구기자에서 약 30%가 감소하고, 작약에서 25.2%의 감소량을 보였고, 감초, 갈근, 건강은 모두 10% 이하의 감소량을 보여 한약재의 매질에 따라 차이가 있겠지만 30% 이상을 넘지 않았음을 알 수 있었다. 건강의 경우 연탄 건조한 후 30일이 지난 후에도 1038 mg/kg이 잔류하였으며 이 수준은 하루에 32 g의 건강을 섭취하였을 경우 이산화황의 ADI를 고려하였을 때50 kg 성인이 건강 위해를 받을 수 있는 수준이며, 환경 등을 통한 이산화황 노출을 감안하면 그 위해 가능성은 더욱더 커질 수 밖에 없을 것으로 평가되므로 연탄을 이용한 한약재의 건조는 피해야 할 것으로 사료된다.
- 감초, 구기자, 작약, 갈근 및 건강의 5 품목의 한약재에 대하여 천연 유래 이산화황 양을 파악하기 위하여 건조하기 전과 오븐 건조 한 후에 이산화황을 분석한 결과 모두 10 mg/kg 이하로 분석 오차 이내 수준으로 검출되었다. 또한 연탄건조가 한약재의 잔류 이산화황에 미치는 영양을 알아보기 위하여 상기 한약재를 연탄건조 한 다음 분석한 결과 수분 함량이 높았던 건강에서 1,138 mg/kg, 감초에서 339 mg/kg을 나타내어 한약재의 수분 함량은 연탄건조 후 잔류 이산화황 양에 어느 정도 영향을 미치는 것으로 판단되었다. 또한 연탄 건조한 한약재를 바람이 잘 통하는 상온에 방치하여 잔류 이산화황의 변화를 살펴본 결과 구기자에서 약 30%가 감소하고, 작약에서 25.
- 2005년 8월 1일 고시된 식품의약품안전청고시 제2005-44호에 따르면 5종 한약재 중 감초, 구기자, 갈근 및 건강은 30 mg/kg 이하로 기준을 적용토록한 반면 작약은 유일하게 한시적으로 200 mg/kg 이하로 기준을 적용하도록 한바 있으나, 해당 기준도 30 mg/kg으로 낮추도록 입안예고된 상태이다. 본 연구에서 확인된 바와 같이 연탄건조에 의한 이산화황의 잔류수준은 모두 수백 mg/kg 수준에 이르고 있으며 가장 수준이 높았던 건강의 경우 연탄건조 직후 1137 mg/kg 수준으로 확인되었다. 게다가 해당 수준은 30일이 지난 후에도 1086 mg/kg으로 겨우 4.
- 연탄 건조 후 지표성분의 변화가 가장 적었던 한약재는 작약으로서 수분량을 감안할 때 이론적으로 약 226%로 지표성분인 paeoniflorin의 농도는 증가하였어야 하나, 실제로는 약 114~115%에 그쳐 건조 후 약 50%의 성분량 감소를 나타내었다. 수분을 약 83%함유하고 있는 것으로 확인된 구기자의 경우 줄어든 수분량을 감안할 때 지표성분인betaine의 농도는 약 592%로 증가되었어야하나, 건조 후 농도는 무려 8.9~10.2%로 줄어들어 가장 큰 감소율을 나타내었다. 이러한 한약재의 건조 후 각 지표 성분량의 변화는 Fig.
- 전체적으로 각 한약재의 지표 물질의 농도 변화는 오븐 건조 혹은 연탄건조를 불문하고 모두 발생하였다. 연탄 건조 후 지표성분의 변화가 가장 적었던 한약재는 작약으로서 수분량을 감안할 때 이론적으로 약 226%로 지표성분인 paeoniflorin의 농도는 증가하였어야 하나, 실제로는 약 114~115%에 그쳐 건조 후 약 50%의 성분량 감소를 나타내었다. 수분을 약 83%함유하고 있는 것으로 확인된 구기자의 경우 줄어든 수분량을 감안할 때 지표성분인betaine의 농도는 약 592%로 증가되었어야하나, 건조 후 농도는 무려 8.
- 이산화황 잔류량 변화 − 연탄건조 후 5품목의 한약재들의 중량변화는 Table I에 나타내었으며, 중량변화가 가장 심했던 한약재는 83.1 및 82.5%의 중량 감소를 나타낸 구기자와 건강이었으며 가장 적은 변화량은 47.4%의 감소를 보인 감초였다.
- 68%의 감소율이 관찰되었다. 이에 비해 갈근, 감초 및 건강은 각각 3.64, 3.18 및 1.81%의 근소한 감소율을 나타내어 한약재에 따라 감소율의 차이가 크다는 것을 알 수 있었다.
- 한약재 지표성분의 경시변화 − 갈근 등 5품목에 대한 건조 과정중의 지표성분의 변화를 알아보기 위하여 각각의 정량법에 따라 분석한 결과, 오븐건조와 연탄건조를 실시하였을 때 각 지표물질에 따라 그 변화의 차이가 있었다. 작약 중 paeoniflorin의 경우 감소된 수분의 양을 고려할 때 약 50%의 감소를 나타내어 변화의 폭이 가장 적었으며, 구기자 중 betaine의 경우 감소된 수분의 양을 고려할 때 약 90%의 감소를 나타내어 변화의 폭이 가장 많았다.
- 전체적으로 각 한약재의 지표 물질의 농도 변화는 오븐 건조 혹은 연탄건조를 불문하고 모두 발생하였다. 연탄 건조 후 지표성분의 변화가 가장 적었던 한약재는 작약으로서 수분량을 감안할 때 이론적으로 약 226%로 지표성분인 paeoniflorin의 농도는 증가하였어야 하나, 실제로는 약 114~115%에 그쳐 건조 후 약 50%의 성분량 감소를 나타내었다.
- 한약재 지표성분의 경시변화 − 갈근 등 5품목에 대한 건조 과정중의 지표성분의 변화를 알아보기 위하여 각각의 정량법에 따라 분석한 결과, 오븐건조와 연탄건조를 실시하였을 때 각 지표물질에 따라 그 변화의 차이가 있었다.
후속연구
- 일광건조의 대안으로는 실내에서 이루어질 수 있는 열풍을 이용한 건조방법도 있으나 연탄 건조 시 건조된 생약의 색택이 희게 유지된다는 점을 이유로 연탄건조를 선호 하는 경향이 있었으나, 최근 연탄건조에 의해 가공한 한약재에서 이산화황이 검출되어 사회적으로 문제가 야기되었다.11,12) 따라서 재배된 생약의 건조 및 보관방법 등에 관한 보다 과학적인 표준화 작업이 이루어져야 하며 또한 이에 관한 연구도 추진될 필요가 있다.
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