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문제 정의
- 그러므로 본 연구에서는 식물에서 물질을 분리하고 탐색하는데 유용한 용매를 찾기 위해서, 제제용으로 흔히 사용되는 용매인 메탄올과 함께 예로부터 사용하던 물을 이용하여 石菖蒲 추출물을 얻었다.
- 현재 석창포는 근경을 약재로 사용하는데, 국내 서식 석창포의 부위별 성분 비교는 근경과 잎을 비교 실험하였다. 예로부터 근경을 약재로 사용하였지만 석창포 특유의 방향성 향기가 잎에서도 존재하므로 의미가 있는 실험으로 생각하였다.
- 이에 부위별 성분비교와 추출용매에 따른 성분 비교를 통해 국내 서식 석창포를 약용 자원으로 개발하고, 또한 발효에 따른 성분의 변화 연구를 통하여 보다 유효하고 안전하게 石菖蒲를 이용할 수 있는 기초 자료를 제공하고자 한다.
- gramineus의 부위 및 추출 방법과 발효에 의한 성분 함량 변화는 아직 보고된 바 없다. 이에 저자는 석창포의 주요 성분인 α-asarone과 β-asarone의 함량 비교를 통해, 석창포의 부위 및 추출 용매, 발효에 따른 성분 함량변화를 비교 실험하여 유의한 결과를 얻었기에 이를 보고하고자 한다.
제안 방법
- 국산 석창포A. gramineus의 약용자원 개발 및 안전성 확보와 제형 개발에 대한 연구로 국산 석창포의 부위에 따른 주성분을 분석하고, 국산과 중국산 石菖蒲에 대하여 추출용매 및 발효에 따라 石菖蒲의 주요성분인 β-asarone과 α-asarone 함량변화를 GC/MS로 분석하여 다음과 같은 유의한 결과를 얻었다
- 국내산 석창포의 부위별 성분비교는 石菖蒲의 주요성분으로 알려진 β-asarone과 α-asarone의 함량을 분석하여 추정하였다. 현재 석창포는 근경을 약재로 사용하는데, 국내 서식 석창포의 부위별 성분 비교는 근경과 잎을 비교 실험하였다.
- 그러므로 발효에 의한 石菖蒲의 성분변화를 비교 실험하기 위하여 1주일과 3주일 후 시간에 따른 성분변화를 β-asarone과 α-asarone의 함량 분석을 통해 비교하였다.
- 동안 Sonication 추출하였다. 또한 각각을 증류수 100 mL에 침지시킨 후 1시간 동안 끓여서 추출하여 비교하였다.
- 용매의 선택은 추출물의 용도에 따라 다르므로 유용한 용매를 찾기 위한 연구도 필요하다고 생각되어, 흔히 사용되는 용매인 메탄올과 함께 전통적으로 사용하던 물을 이용하여 추출용매별 성분변화를 관찰하였다. 또한 발효를 통해 石菖蒲의 주요성분인 β-asarone과 α-asarone의 성분 변화를 연구하였다.
- 분쇄, 분말하였다. 메탄올추출은 각각의 분말 10 g을 50% methanol 100 mL에 침지시킨 후 25P 조건에서 1시간 동안 sonication하여 추출하였다. 또 한물 추출은 각각의 분말 10 g을 증류수 100 mL에 침지 시킨 후 1시간 동안 끓여서 추출하였다.
- 발효에 사용된 누룩활성화액은 누룩에 포함된 미생물을 과일과 곡류의 혼합물, 당류 및 물로 이루어진 혼합 배지에서 1차, 2차 및 3차 발효시켜서 얻어지는 최적의 미생물 활성도를 갖는 것을 사용하였다.
- gramineus 사용하였다. 석창포의 근경과 잎을 분리하여 수세한 후 3(TC에서 2일간 완전 건조하여 분쇄, 분말하였다. 각각의 분말 10 g을 50% methanol (J.
- 되었다. 용매의 선택은 추출물의 용도에 따라 다르므로 유용한 용매를 찾기 위한 연구도 필요하다고 생각되어, 흔히 사용되는 용매인 메탄올과 함께 전통적으로 사용하던 물을 이용하여 추출용매별 성분변화를 관찰하였다. 또한 발효를 통해 石菖蒲의 주요성분인 β-asarone과 α-asarone의 성분 변화를 연구하였다.
- 중국산 石菖蒲와 국산 石菖蒲 분말을 50% Methanol 100 mL에 침지시켜서 25t 조건으로 1시간 동안 Sonication 추출하였다. 또한 각각을 증류수 100 mL에 침지시킨 후 1시간 동안 끓여서 추출하여 비교하였다.
- 추출용매에 따른 성분비교도 石菖蒲의 주요성분인 β-asarone과 α-asarone의 함량분석을 통해 비교하였다.
- 존재한다. 표준품 B-asm)ne과 α-asarone으로 각각 조제된 표준용액 100 mg/L를 GC-MS로 정성분석하여, 분자구조가 β-aasarone과 α-asarone임을 확인하였다(Fig. 1).
- 추정하였다. 현재 석창포는 근경을 약재로 사용하는데, 국내 서식 석창포의 부위별 성분 비교는 근경과 잎을 비교 실험하였다. 예로부터 근경을 약재로 사용하였지만 석창포 특유의 방향성 향기가 잎에서도 존재하므로 의미가 있는 실험으로 생각하였다.
- 혼합표준용액(100 mg/L)에 누룩활성화액 또는 증류수를 각각 80%, 60%, 50%의 비율로 첨가하여 검액을 제조하였다. 대조군으로는 혼합표준용액에 증류수를 첨가하여 사용하였다.
- 혼합표준용액에 누룩활성화액 또는 증류수를 80%, 60%, 50%의 비율로 첨가하여 증류수를 첨가한 샘플을 대조군으로 하여 실험을 수행하였다.
대상 데이터
- 시료는 1 μL를 주입하여, split ratio 1 : 20 의 조건으로 분석하였다. MS는 Varian Saturn-2000 (EI) 를 사용하였다.
- 본 연구에 사용한 발효를 위한 누룩활성화액은 누룩에 포함된 미생물을 과일과 곡류의 혼합물, 당류 및 물로 이루어진 혼합 배지에서 1차, 2차 및 3차 발효시켜서 얻어지는 최적의 미생물 활성도를 갖는 누룩 활성화 액을 사용하였다. 누룩은 당화제와 발효제를 겸비한 미생물 제제이다.
- 부위별 성분 비교에는 경기도 양수리에서 채취한 석창포 A. gramineus 사용하였다. 석창포의 근경과 잎을 분리하여 수세한 후 3(TC에서 2일간 완전 건조하여 분쇄, 분말하였다.
- 석창포Zmrzzs gramineu§는 경기도 양수리에서 재배되고 있는 것을 2005년 7월에 채취하여 사용하였다. 약재는 모두 옴니허브(주)를 통하여 구입하였으며, 국산 石菖蒲는 제주도산으로 2004년 4월 25일에 채취되어 건조된 것이며, 중국산 石菖蒲는 중국 安徽省산으로 확인하였다.
- 약재는 모두 옴니허브(주)를 통하여 구입하였으며, 국산 石菖蒲는 제주도산으로 2004년 4월 25일에 채취되어 건조된 것이며, 중국산 石菖蒲는 중국 安徽省산으로 확인하였다.
- 일주일 간격으로 검액을 채취하였고, 채취된 검액에 증류수와 100% methylene chloride (Fisher, UK) 를 동량으로 사용하여, 물층과 methylene chloride 층으로 분리한 후에 얻은 methylene chloride 분획을 GC 분석에 시료로 사용하였다(Table 1).
- 정유 성분 분석에 사용된 GC는 Varian cp-3800 을, MS는 Varian Saturn-2000을 사용하였다. 발표실험에서 GC는 FID가 부착된 Varian Star-3600^ 사용하였다.
- 추출용매별 성분 비교를 위하여 국산과 중국산 石菖蒲는 수세한 후 30t 조건에서 2일간 완전 건조하여 분쇄, 분말하였다. 메탄올추출은 각각의 분말 10 g을 50% methanol 100 mL에 침지시킨 후 25P 조건에서 1시간 동안 sonication하여 추출하였다.
- 발표실험에서 GC는 FID가 부착된 Varian Star-3600^ 사용하였다. 표준물질의 구조결정을 위하여 IR spectrum은 Infinity cold FT-IR을 사용하였고 (KBr법), 1H-NMR (600MHz) 및 13C-NMR (150MHz) spectrum은 Varian unity inova 600을 사용하였다.
- 표준품으로 α-asarone과 β-asarone은 Fluka(Germany) 제품을 사용하였다.
- 혼합표준용액으로는 100% methanol로 조제된 α-asarone과 β-asarone이 동량 혼합된 100 mg/L (lOOppm) 용액을 사용하였다.
성능/효과
- 2. 石菖蒲의 경우 물추출에서 메탄올 추출보다 α-asarone은 국산 石菖蒲와 중국산 石菖蒲가 각각 83.5%, 77.8% 감소되었고, α-asarone은 각각 72.2%, 69.4% 감소되었다.
- 3. 누룩활성화액을 80% 첨가에 의하여 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 51.2%와 57.4% 감소되었고, 3주일 후에는 각각 57.8%와 67.9% 감소되었다.
- 4. 누룩활성화액을 60% 첨가에 의하여 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 56.6%와 66.2% 감소되었고, 3주일 후에는 각각 57.0%와 63.4% 감소되 었다.
- 5. 누룩활성화액을 50% 첨가에 의하여 1주일 후 β-asarone과 a-asaise은 각각 21.5%와 37.8% 감소되었고, 3주일 후에는 각각 61.8%와 68.0% 감소되었다.
- α-asarone 표준용액을 100 mg/L 농도로 조제하여 GC-MS로 분석하여 retention time 15.508에 해당하는 peak가 α-asarone 성분임을 확인하였다(Fig. 3, Table 3).
- β-asarone 표준용액을 100 mg/L 농도로 조제하여 GC-MS로 분석하여 retention time 14.792에 해당하는 peak가 β-asarone 성분임을 확인하였다(Fig. 2, Table 2).
- 石菖蒲 물추출액을 GC-MS로 분석한 결과 β-asarone과 a-asar(me의 함량은 각각 166.5 ppm, 3.0 ppm(Fig. 16, Table 9), 중국산은 각각 147.3 ppm, 3.7 ppm이었다.
- 경기도 양수리에서 채취한 석창포 A. gramineus 를 50% Methanol로 침지 시킨 후 GC-MS로 실험한 결과 뿌리에서는 β-asarone과 α-asarone이 각각 1485.0 ppm, 12.0 ppm이 관찰되었고, 잎에서는 206.0 ppm, 3.4 ppm이 관찰되었다. 즉 β-asarone은 근경이 잎의 7배, α-asarone은 근경이 잎의 4배 높은 함량으로 분석되었으며, β-asarone과 α-asarone이 石菖蒲의 주성분으로 함량차이는 효능의 역가의 차이가 있을 것으로 예상된다.
- 그러므로 누룩활성액을 80%, 60%, 50% 첨가에 의한 발효에 의하여 β-asarone과 α-asarone의 함량은 모두 감소하고 있었다. 즉 누룩활성액을 80% 첨가 시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 20 mg/L에서 9.
- 4% 감소한 것으로 나타났다. 누룩 활성 액을 50% 첨가시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은각각 21.5%와 37.8% 감소한 것이 관찰되었고, 3주일 후에는 각각 61.8%와 68.0% 감소한 것으로 나타났다 (Fig. 5).
- 4% 감소한 것으로 나타났다. 누룩활성액을 50% 첨가시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 50 mg/L에서 39.25 mg/L, 31.12 mg/L로 21.5%와 37.8% 감소한 것이 관찰되었고, 3주일 후에는 각각 50 mg/L에서 19.11 mg/L와 16.01 mg/L로 61.8%와 68.0% 감소한 것으로 나타났다(Fig. 5).
- 9% 감소한 것으로 나타났다. 누룩활성액을 60% 첨가시 1주일 후 0-a^mne과 α-asarone은 각각 56.6%와 66.2% 감소한 것이 관찰되었고, 3주일 후에는 각각 57.0%와 63.4% 감소한 것으로 나타났다. 누룩 활성 액을 50% 첨가시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은각각 21.
- 9% 감소한 것으로 나타났다. 누룩활성액을 60% 첨가시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 40 mg/L 에서 17.36 mg/L, 13.52 mg/L로 56.6%와 66.2% 감소한 것이 관찰되었고, 3주일 후에는 각각 40 mg/L에서 17.22 mg/L와 14.65 mg/L로 57.0%와 63.4% 감소한 것으로 나타났다. 누룩활성액을 50% 첨가시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 50 mg/L에서 39.
- 따라서 발효에 의해서 β-asarone과 α-asarone이 감소한 것을 관찰할 수 있고, 일정 임계점에서부터는 감소속도가 줄어드는 것을 알 수 있었다. 이것으로 발효에 의한 변화에서 1주 정도에서는 누룩활성화액의 비율 차이가 의미가 있지만, 3주 정도에서는 누룩활성화액의 비율 차이는 의미가 없어지고 오히려 시간이라는 조건이 더 유의성이 있다고 생각된다.
- 발효 1주일 후 누룩활성화액을 80% 혼합한 샘플은 β-asarone과 α-asarone이 각각 20 ngL에서 9.77mg/L(48.9%), 20 mg/L에서 8.52 mg/L (42.6%)로 감소한 것이 관찰되었고, 60% 혼합한 샘플은 β-asarone과 α-asarone 이 각각 40 mg/L 에서 17.36 mg/L (43.4%), 40 mg/L에서 13.52 mg/L (33.8%)로 감소한 것이 관찰되었고, 50% 혼합한 샘플은 β-asarone 과 α-asarone이 각각 50mg/L에서 39.25 mg/L (78.5%), 50 mg/L에서 31.12 mg/L (62.2%)로 감소한 것이 관찰되었다(Table 6).
- 발효 3주일 후 누룩활성화액을 80% 혼합한 샘플은 β-asarone과 α-asarone 이 각각 20 mg/L에서 8.44 mg/L(42.2%), 20mg/L에서 6.43 mg/L(32.2%)로 감소한 것이 관찰되었고, 60% 혼합한 샘플은 β-asarone과 α-asarone이 각각 40 mg/L에서 17.22 mg/L(43.1%), 40 mg/L에서 14.65 mg/L(36.6%)로 감소한 것이 관찰되었고, 50% 혼합한 샘플은 β-asarone과 α-asarone이 각각 50 mg/L에서 19.11 mg/L(38.2%), 50 mg/L에서 16.01 mg/L(32.0%)로 감소한 것이 관찰되었다(Table 7).
- 시료를 GC-MS로 분석한 결과 석창포 근경에 함유된 β-asarone과 α-asarone의 함량은 각각 1485.0卩〕见 120 ppm이었으며, 잎에 함유된 β-asarone과 α-asarone의 함량은 각각 206.0 ppm, 3.4 ppm으로 β-asarone 함량은 근경이 잎의 약 7배, α-asarone함량은 근경이 잎의 약 4배로 나타났다(Table 4).
- 실험 결과 국산 石菖蒲는 메탄올 추출시 β-asarone과 α-asaronedl 각각 1006.8 ppm, 10.8 ppm 이 관찰되었고, 물로 가열하여 추출한 것은 β-asarone과 α-asarone0] 각각 166.5 ppm, 3.0 ppm이 관찰되었다. 중국산 石菖蒲는 메탄올 추출시 β-asarone과 α-asarone0] 각각 662.
- 실험결과 누룩활성액을 80% 첨가시 1 주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 51.2%와 57.4% 감소한 것이 관찰되었고, 3주일 후에는 각각 57.8%와 67.9% 감소한 것으로 나타났다. 누룩활성액을 60% 첨가시 1주일 후 0-a^mne과 α-asarone은 각각 56.
- 4 ppm이 관찰되었다. 즉 β-asarone은 근경이 잎의 7배, α-asarone은 근경이 잎의 4배 높은 함량으로 분석되었으며, β-asarone과 α-asarone이 石菖蒲의 주성분으로 함량차이는 효능의 역가의 차이가 있을 것으로 예상된다.
- 모두 감소하고 있었다. 즉 누룩활성액을 80% 첨가 시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 20 mg/L에서 9.77 mg/L, 8.52 mg/L로 51.2%와 57.4% 감소한 것이 관찰되었고, 3주일 후에는 각각 20 mg/L 에서 8.44 mg/L와 6.43 mg/L로 57.8%와 67.9% 감소한 것으로 나타났다. 누룩활성액을 60% 첨가시 1주일 후 β-asarone과 α-asarone은 각각 40 mg/L 에서 17.
- 즉 물로 가열 추출한 경우가 메탄올 추출시보다 β-asarone은 국산 石菖蒲와 중국산 石菖蒲가 각각 83.5%, 77.8% 감소된 것이 관찰되었고, α-asaronedms 각각 72.2%, 69.4% 감소된 것이 관찰되었다. 이러한 결과는 미국에서 식용으로 금지된 물질인 asarone이 주성분인 石菖蒲의 임상 응용 및 제제화의 경우 가공의 중요성이 있음을 제시하는 것으로 생각된다.
- 즉 물추출은 메탄올추출과 비교하여 β-asarone은 77.8%(중국산)-83.5%(국산) 감소되었고, α-asarone은각각 69.4%(중국산)-72.2%(국산) 감소를 나타내었다 (Table 5).
후속연구
- 또한 발효를 통하여 石菖蒲의 주요성분인 β-asarone과 α-asarone의 함량 변화를 관찰함으로써, 石菖蒲의 제형과 활용이 다양화 될 수 있고, 나아가 石菖蒲를 이용한 제형개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 미국과 유럽에서 β-asarone을 금지하고 있는데, 발효와 가열로 石菖蒲의 주성분인 asaiwie의 함량변화 연구를 통하여 asarone의 감소효과를 확인할 수 있었으며, 이러한 연구결과는 향후 임상에서 石菖蒲 를 보다 안전하게 사용할 수 있는 기초 자료로 사용할 수 있을 것으로 생각된다.
- 이 연구 결과는 국내산 석창포의 부위에 따른 주요성분을 측정함으로써 근경과 잎의 상호 비교를 통해 비약용 부위인 잎도 향후 임상적용이 가능하도록 기초적인 자료로서 의미가 있을 것으로 생각된다. 또한 발효를 통하여 石菖蒲의 주요성분인 β-asarone과 α-asarone의 함량 변화를 관찰함으로써, 石菖蒲의 제형과 활용이 다양화 될 수 있고, 나아가 石菖蒲를 이용한 제형개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 이와 같이 石菖蒲의 약용 부위 및 추출용매에 따라 주성분인 asarone의 함량 변화가 있으므로, 임상응용에서 부위 및 가공을 통하여 안전성과 유효성을 확보할 수 있을 것으로 기대한다.
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