[논문]강황 지하부 부산물의 플라보노이드 성분

안달래; 이은별; 안민실; 김반지; 이소연; 이태관; 임혜원; 이현용; 배종진; 김대근

강황 지하부 부산물의 플라보노이드 성분
Flavonoids from the Underground Parts of Curcuma longa 원문보기

생약학회지, v.44 no.3 = no.174, 2013년, pp.253 - 256

안달래 (우석대학교 약학대학) , 이은별 (우석대학교 약학대학) , 안민실 (전북농업기술원) , 김반지 (우석대학교 약학대학) , 이소연 (우석대학교 약학대학) , 이태관 (우석대학교 약학대학) , 임혜원 ((주)세바바이오텍) , 이현용 (서원대학교 식품공학과) , 배종진 (우석대학교 약학대학) , 김대근 (우석대학교 약학대학)

Abstract ▼ AI-Helper

Six flavonoid compounds were isolated from the underground parts of Curcuma longa (Zingiberaceae) through repeated column chromatography. Their chemical structures were elucidated as kaempferol-3-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranosyl(1${\rightarrow}$2)-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranoside (1), quercetin-3-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranosyl(1${\rightarrow}$2)-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranoside (2), quercetin-3-O-${\beta}$-Dglucopyranoside-7-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranoside (3), kaempferol-3-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranoside (4), quercetin-3-O-${\alpha}$-L-rhamnopyranoside (5), and quercetin (6), respectively, by spectroscopic analysis. These compounds were isolated for the first time from this plant.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

¹⁾ 이와 같이 뿌리줄기와 덩이뿌리는 전통적으로 약용으로 사용하고 있으나 약용부위를 채취한 후에 남는 지상부 및 지하부의 부산물은 더 이상 이용되지 못하고 버려지고 있다. 따라서 강황 재배 후의 다량으로 발생되는 부산물의 다각적인 이용이 연구되어야 할 것으로 생각되어 그 연구의 일환으로 전보²⁾에서 강황 지상부에서 2종의 항산화물질을 단리하여 보고하였다. 한편 지금까지의 강황에 대한 연구는 주로 curcumin성분에 대한 여러 가지 활성연구가 많이 이루어져 있으며, 성분에 대한 연구도 황색 색소인 curcumin유도체와 정유 성분인 turmerone과 같은 sesquiterpene 몇 종이 보고^3-6)되어 있다.
한편 지금까지의 강황에 대한 연구는 주로 curcumin성분에 대한 여러 가지 활성연구가 많이 이루어져 있으며, 성분에 대한 연구도 황색 색소인 curcumin유도체와 정유 성분인 turmerone과 같은 sesquiterpene 몇 종이 보고^3-6)되어 있다. 본 연구는 지하부 채취 후에 버려지는 강황 지하부 부산물을 MeOH로 추출하고 그 MeOH엑스를 몇 가지 column chromatography를 실시하여 6종의 화합물을 단리하고 그 구조를 확인하였기에 이를 보고하고자 한다.

제안 방법

− 신선한 강황 지하부 부산물을 음건 세절한 다음 건조하여 얻은 시료 1.2 kg을 methanol로 가끔 진탕하면서 5시간씩 50℃에서 3회 온침 추출하였다.
이 중 E2(230 mg)를 CHCl₃-MeOH-H₂O(45:10:1)를 유출용매로 순상 silica gel column을 실시하여 7개 소분획(E21-E27)으로 나누고, E223, E225 및 E227을 Lobar A column(CHCl₃-MeOH-H₂O=45:10:1)으로 각각 정제하여 화합물 1(12 mg), 2(25 mg)와 3(15 mg)을 각각 얻었다. E3(390 mg)을 acetonitrile-H₂O(3:7)을 이동상으로 하여 JAI GS-310(JAI Co. Ltd.) column을 이용한 HPLC를 실시하여 3개의 소분획(E31-E33)으로 나누었다. E32와 E33을 Sephadex LH-20 column으로 정제하고 화합물 4(12 mg)와 5(55 mg)을 각각 얻었다.
이들 분획물에 대해 TLC 패턴분석을 한 결과 10% H₂SO₄시액에 뚜렷한 반점이 확인된 ethyl acetate분획에서 물질 분리를 시도하였다. Ethyl acetate 분획을 MeOH를 유출용매로 Sephadex LH-20 column chromatography를 실시한 후 TLC 양상에 따라 4개 분획(E1-E4)으로 나누었다. 이 중 E2(230 mg)를 CHCl₃-MeOH-H₂O(45:10:1)를 유출용매로 순상 silica gel column을 실시하여 7개 소분획(E21-E27)으로 나누고, E223, E225 및 E227을 Lobar A column(CHCl₃-MeOH-H₂O=45:10:1)으로 각각 정제하여 화합물 1(12 mg), 2(25 mg)와 3(15 mg)을 각각 얻었다.
강황 약용부위인 강황의 뿌리줄기와 덩이뿌리를 채취 후에 남은 지하부 부산물로부터 얻은 MeOH엑스를 용매로 계통분획하여 n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate 및 n-butanol엑스를 제조하였다. 이들 분획물을 TLC 패턴분석한 결과 10% H₂SO₄시액에 뚜렷한 발색을 나타낸 ethyl acetate 가용분획을 대상으로 몇 가지 column chromatography를 반복 실시하여 6종의 flavonoid화합물을 단리하였다(Fig.
2 kg을 methanol로 가끔 진탕하면서 5시간씩 50℃에서 3회 온침 추출하였다. 그 추출액을 수욕상에서 감압농축하여 methanol 엑스 약 330 g을 얻었으며, 이 methanol 엑스에 증류수로 현탁시키고 상법에 따라 동량의 n-hexane(33 g), methylene chloride(35 g), ethyl acetate(3.5 g) 및 n-butanol(12.3 g)의 순으로 용매 분획하여 각각의 분획물을 얻었다. 이들 분획물에 대해 TLC 패턴분석을 한 결과 10% H₂SO₄시액에 뚜렷한 반점이 확인된 ethyl acetate분획에서 물질 분리를 시도하였다.
Ethyl acetate 분획을 MeOH를 유출용매로 Sephadex LH-20 column chromatography를 실시한 후 TLC 양상에 따라 4개 분획(E1-E4)으로 나누었다. 이 중 E2(230 mg)를 CHCl₃-MeOH-H₂O(45:10:1)를 유출용매로 순상 silica gel column을 실시하여 7개 소분획(E21-E27)으로 나누고, E223, E225 및 E227을 Lobar A column(CHCl₃-MeOH-H₂O=45:10:1)으로 각각 정제하여 화합물 1(12 mg), 2(25 mg)와 3(15 mg)을 각각 얻었다. E3(390 mg)을 acetonitrile-H₂O(3:7)을 이동상으로 하여 JAI GS-310(JAI Co.
이들 분획물에 대해 TLC 패턴분석을 한 결과 10% H2SO4 시액에 뚜렷한 반점이 확인된 ethyl acetate분획에서 물질 분리를 시도하였다.
강황 약용부위인 강황의 뿌리줄기와 덩이뿌리를 채취 후에 남은 지하부 부산물로부터 얻은 MeOH엑스를 용매로 계통분획하여 n-hexane, methylene chloride, ethyl acetate 및 n-butanol엑스를 제조하였다. 이들 분획물을 TLC 패턴분석한 결과 10% H₂SO₄시액에 뚜렷한 발색을 나타낸 ethyl acetate 가용분획을 대상으로 몇 가지 column chromatography를 반복 실시하여 6종의 flavonoid화합물을 단리하였다(Fig. 1).
이상의 결과로 화합물 3은 glucose와 rhamnose가 결합된 quercetin으로 추정하였고, HMBC NMR spectrum으로 확인한 결과 H-1"과 C-3와 H-1"'와 C-3의 correlation이 각각 관찰되어 당의 결합 위치를 확인하였으며 기존 문헌11)치와도 비교하여 화합물 3은 quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside-7-O-δ-L-rhamnopyranoside로 확정하였다.
화합물 6은 FeCl3 반응에 양성으로 나타났으며, 1H-NMR spectrum의 aromatic 영역에서 δ 7.63(1H, d, J=2.0 Hz), 7.53(1H, dd, J=8.4, 2.0 Hz) 및 6.78(1H, d, J=8.4 Hz)에서 전형적인 ABX coupling system의 3개의 proton이 확인되었고, δ 6.29(1H, d, J=2.0 Hz)과 6.08(1H, d, J=2.0 Hz)의 proton signal이 확인되어 flavonoid 화합물인 quercetin으로 추정하였으며, 13C-NMR spectrum 자료와 함께 문헌치14)와 비교하여 이를 확정하였다.

대상 데이터

− 본 실험에 사용한 강황의 지하부 부산물은 2012년 11월에 전라북도 농업기술원에서 채취하였으며, 정확히 감정한 후에 음건세절하여 실험에 사용하였으며, 표준품은 우석대학교 약학대학 생약학 연구실에 보관하고 있다(WSU-12-010).
추출 및 분획용 시약, TLC 및 column용 시약 등은 1급 용매를 재증류하여 사용하거나, 특급시약을 사용하였다. Column chromatography용 silica gel은 Kiesel gel 60 (Art. 1.07734, 230-400 mesh, Merck)을, molecular sieve column chromatography용 packing material은 Sephadex LH-20 (Pharmacia)을 사용하였다. TLC plate는 Kiesel gel 60 F₂₅₄ precoated plate (Art.
) column을 사용하였다. 발색시약으로는 10% H₂SO₄ EtOH 용액을 사용하였으며, UV의 검색은 254와 365 nm에서 하였다.

성능/효과

2개의 당에 기인하는 anomeric proton이 δ 5.39 (1H, d, J=1.3 Hz, H-1")와 4.90(1H, d, J=7.6 Hz, H-1"')에서 확인되었으며, δ 1.12와 0.85(each 3H, d, J=6.4 Hz, H-6", 6"')에서 2개의 rhamnosyl methyl peak가 관찰되었다.
Anomeric proton이 δ 5.30 (1H, d, J=1.2 Hz, H-1")에서 확인되었으며, coupling 값이 1.2 Hz로 나타나 당이 α-L-configuration으로 결합되어 있는 것으로 추정되었고, δ 0.90에서 rhamnose의 전형적인 methyl 기가 확인되었다.
약용부위를 채취 한 후에 남은 강황 지하부 부산물의 methanol추출물에서 6종의 flavonoid화합물을 단리하였으며, 이들의 spectral data를 이용하여 구조를 확인한 결과 kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-O-α-L-rhamnopyranoside(1), quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl(12)-O-α-L-rhamnopyranoside(2), quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside-7-O-α-L-rhamnopyranoside(3), kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyranoside(4), quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranoside(5) 및 quercetin(6)으로 각각 확인·동정하였다.
이상의 결과로 화합물 4는 kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyanoside(afzelin)로 추정하였으며, 기존 문헌12)의 data와 비교하여 확인·동정하였다.
이상의 결과와 기존 문헌10) 자료와 직접 비교해 본 결과 화합물 2는 quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-O-α-L-rhamnopyranoside 로 확인·동정하였다.
화합물 1의 glycosidic linkage는 13C-NMR spectrum에서 rhamnose의 C-2"(d 78.9)의 chemical shift값이 glycosidation effect에 의해 down field 로 이동되었음을 확인할 수 있었으며, 이상의 결과와 기존 문헌7-9) 자료와 직접 비교해 본 결과 화합물 1은 kaempferol 3-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-O-α-L-rhamnopyranoside로 확인·동정하였다.
화합물 3은 FeCl3시액에 양성으로 나타났으며, 1H-NMR spectrum은 olefinic field의 δ 6.15(1H, d, J=2.0 Hz), 6.35 (1H, d, J=2.0 Hz)의 signal은 A-ring의 H-6, H-8이 meta coupling하는 doublet로 나타났으며, δ 7.69(1H, d, J=2.4 Hz), 7.56(1H, dd, J=8.8, 2.4 Hz), 6.86(1H, d, J=8.8 Hz)에서 전형적인 ABX coupling system으로 관찰되어 B-ring의 3'와 4'가 치환된 화합물임을 추정할 수 있었다.
화합물 4는 FeCl3 시액에 양성으로 페놀성 화합물임을 알 수 있었으며, 1H-NMR spectrum에서 aromatic영역에서 δ6.37(1H, d, J=2.0 Hz, H-8)와 6.19(1H, d, J=2.0 Hz, H-6) 에서 2개의 meta-coupled doublet peak가 확인되어 화합물 4는 aromatic A ring이 5,7-dihydroxyflavonoid화합물임을 알 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	강황의 이용 부위별 이름이 어떻게 달라지는가?	생강과(Zingiberaceae)에 속하는 다년생 숙근성 초본인 강황 Curcuma longa L.은 뿌리줄기를 쪄서 말린 것은 강황 (薑黃)으로, 덩이뿌리를 쪄서 말린 것은 울금(鬱金)이라 하여 사용되어 왔다.1) 이와 같이 뿌리줄기와 덩이뿌리는 전통적으로 약용으로 사용하고 있으나 약용부위를 채취한 후에 남는 지상부 및 지하부의 부산물은 더 이상 이용되지 못하고 버려지고 있다.
	강황 지하부 부산물의 methanol 추출물에서 단리 한 플라보노이드 화합물 6종의 구조는?	약용부위를 채취 한 후에 남은 강황 지하부 부산물의 methanol추출물에서 6종의 flavonoid화합물을 단리하였으며, 이들의 spectral data를 이용하여 구조를 확인한 결과 kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-O-α-L-rhamnopyranoside(1), quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranosyl(12)-O-αL-rhamnopyranoside(2), quercetin-3-O-β-D-glucopyranoside7-O-α-L-rhamnopyranoside(3), kaempferol-3-O-α-L-rhamnopyranoside(4), quercetin-3-O-α-L-rhamnopyranoside(5) 및 quercetin(6)으로 각각 확인·동정하였다. 이 화합물들은 본 식물로부터 처음 분리·보고되는 화합물이다.
	강황 재배 후 다량으로 발생하는 부산물의 다각적인 이용에 대해 연구해야 하는 이유는 무엇인가?	은 뿌리줄기를 쪄서 말린 것은 강황 (薑黃)으로, 덩이뿌리를 쪄서 말린 것은 울금(鬱金)이라 하여 사용되어 왔다.1) 이와 같이 뿌리줄기와 덩이뿌리는 전통적으로 약용으로 사용하고 있으나 약용부위를 채취한 후에 남는 지상부 및 지하부의 부산물은 더 이상 이용되지 못하고 버려지고 있다. 따라서 강황 재배 후의 다량으로 발생되는 부산물의 다각적인 이용이 연구되어야 할 것으로 생각 되어 그 연구의 일환으로 전보2)에서 강황 지상부에서 2종의 항산화물질을 단리하여 보고하였다.

참고문헌 (14)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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