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문제 정의
- 본 연구에서는 일광, 열풍 및 동결건조법을 이용하여 도라지를 건조하고 이들 건조방법이 건조 도라지의 약리적 성분에 미치는 영향을 분석하여 도라지의 약리적 소재 활용에 필요한 실험적 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 각 당 표준액 10 µL를 취하여 HPLC로 검량하고 작성한 검량선으로부터 환산하였다.
- 각 사포닌 표준액 10 µL를 취하여 HPLC로 검량하고 작성한 검량선으로부터 환산하였다.
- 도라지 건조는 70℃의 건조기에서 48시간 동안 열풍건조와 자연상태에서 3주간 일광건조와 그리고 −50℃ 동결건조기에서 72시간 동안 동결건조 방법으로 수행하였다. 건조 시 도라지는 원형을 유지하면서 건조하였으며 건조된 시료는 분쇄기(Super grinder JL-1000, Hibell, Hwaseong, Korea)로 분쇄하여 0.5 mm 체망을 통과시켜 수분측정기(MB45, OHAUS, Pine Brook, NJ, USA)로 수분 함량을 측정하였다.
- 이 동상은 HPLC-grade water와 acetonitrile를 3:7 (V:V)로 혼합하여 사용하였다. 당 표준 시료는 sucrose, glucose, fructose (Sigma co., St, Louis, MO, USA)의 표준품을 각각 20, 10, 5, 0 mg/mL로 조절하여 표준액을 만들었다. 각 당 표준액 10 µL를 취하여 HPLC로 검량하고 작성한 검량선으로부터 환산하였다.
-
색도
도라지 건조과정 중 가해지는 열에 의한 건조 도라지의 갈변 정도를 분쇄기로 분쇄하여 색도를 측정하였다(Table 5). 동결건조 도라지의 명도는 51.
- 도라지 건조는 70℃의 건조기에서 48시간 동안 열풍건조와 자연상태에서 3주간 일광건조와 그리고 −50℃ 동결건조기에서 72시간 동안 동결건조 방법으로 수행하였다.
- 사포닌 표준시료는 천연물 물질은행으로부터 분양 받은 platycodin D, platycodin D3, deapioplatycodin D, polygalacin D를 각각 1 mg씩 취하여 증류수 10 mL에 녹여 HPLC용 표준 사포닌 용액을 조제하여, 표준품을 각각 100, 50, 25 µm/mL로 조절하여 표준액을 만들었다.
- 색도의 측정은 건조 도라지를 분쇄하여 0.5 mm 체망을 통과시켜 색채색차계(Chroma meter CR-200, Minolta Co., Tokyo, Japan)의 측정대에 고르게 담은 후 L (lightness), a (redness) 및 b (yellowness) 값을 각각 5회 반복하여 측정하였다.
- 유리당 분석에 사용된 high performance liquid Chromatography (HPLC)는 Agilent 1260 Series HPLC system (Agilent Technologies, Delaware, DE, USA)을 이용하였고 column은 Hi-Plex Pb (300×7.7 mm, Agilent Technologies)를 사용하였다.
- 6×250 mm, 5 µm, Shiseido, Tokyo, Japan)을 사용하였다. 이동상은 water, acetonitrile를 사용하였으며, acetonitrile 비율을 0 min (18%)-22 min (18%)-32 min (30%)-60 min (50%)로 순차적으로 조절하였다. Column 온도는 35℃로 유지 하였고, injection volume은 10 µL, 유속은 1 mL/min로 하였다.
대상 데이터
- Column 온도는 35℃로 유지 하였고, injection volume은 10 µL, 유속은 1 mL/min로 하였다. 검출파장은 203 nm에서 측정하였다.
- 경남과학기술대학교 종합농장에서 재배한 3년근 도라지를 2013년 3월에 수확한 도라지로 형태학적 특성으로 뿌리 길이는 18.3 cm, 직경은 뇌두에서 1 cm 아래지점을 조사하여 17.2 mm, 생체중은 14.3 g, 경도는 뇌두에서 1 cm 아래지점을 물성분석기(Texture analyzer, Model TA-XT2, London, England)를 이용 조사하였다. 실험재료로 사용한 도라지의 특성은 Table 1에 정리하였다.
데이터처리
- 모든 실험은 3회 반복하여 평균과 표준 편차로 나타내었고, 유의성검정은 SAS (Statistical Analysis System, SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) Software를 이용하여 Duncan’s multiple range test에 의한 유의성 검증을 하였다.
- 사포닌함량과 환원당과의 상관관계는 Pearson’s correlation으로 95%와 99% 신뢰수준에서 분석하였다.
이론/모형
- 무기물 함량은 습식분해법으로 분석하였다. 건조한 시료 0.
- 사포닌 추출방법은 Park 등(22)이 제안한 방법으로 분쇄한 도라지 가루 1g을 70% 에탄올 50 mL에 혼합하여 45℃ 항온수조에서 2시간 동안 진탕한 후 4,000 rpm에서 15분 원심분리하여 상등액을 회수하였다. 이 추출 조작은 총 2회 반복하였다.
- 도라지 추출물은 회전농축기(Rotavapor R-210, Buchi, Switzerland)를 이용하여 감압 농축하여 HPLC-grade water 10 mL에 녹였다. 사포닌 함량 분석에 사용된 HPLC는 Agilent 1260 Series HPLC system (Agilent Technologies)을 이용하여 측정하였다. HPLC 분석은 C18 column (4.
성능/효과
- Fructose는 polygalacin D의 함량과는 음의 상관관계(−0.759)를 보였으며(p<0.05), glucose는 platycodin D, platycodin D3, peapioplatycodin D의 함량간의 상관계수는 각각 −0.924, −0.957, −0.861로 고도의 음의 상관을 보였다(p<0.01).
- 3 mg%로 동결건조에서 가장 많이 검출되었다. Fructose함량은 동결건조는 242.8 mg%, 열풍건조 611.9 mg%, 일광건조 50.2 mg%로 열풍건조에서 가장 많이 검출되었다. Sucrose함량은 동결건조 145.
- Glucose와 platycodin D, platycodin D3, deapioplatycodin D의 함량간의 상관계수는 각각 −0.924, −0.957, −0.861로 고도의 음의 상관을 보였다(p<0.01).
- 동결건조와 일광건조 도라지는 glucose, fructose, sucrose가 검출되었지만 열풍건조에서는 glucose가 검출되지 않았다. Glucose함량은 동결건조 1,552 mg%, 일광건조 183.3 mg%로 동결건조에서 가장 많이 검출되었다. Fructose함량은 동결건조는 242.
- 2 mg%로 열풍건조에서 높게 나타났다. Platycodin D 는 열풍건조에서 622.0 mg%로 가장 높게 나타났으며, platycodin D3, Polygalacin D, deapioplatycodin D는 일광건조에서 각각 113.5, 756.6, 109.2 mg%로 나타났다. Glucose와 platycodin D, platycodin D3, deapioplatycodin D의 함량간의 상관계수는 각각 −0.
- Sucrose와 platycodin D3 함량과의 상관계수는 −0.874 고도의 음의 상관을 보였으며(p<0.01), platycodin D와 deapioplatycodin D 함량과의 상관계수는 각각 −0.759와 −0.787로 음의 상관을 보였다(p<0.05).
- 2 mg%로 열풍건조에서 가장 많이 검출되었다. Sucrose함량은 동결건조 145.0 mg%, 열풍건조 119.2 mg%, 일광건조 117.2 mg%로 동결건조가 가장 많이 검출되었다. 건조방법에 따라 유리당의 함량이 다른 것으로 나타났는데 이는 건조과정에 가해진 열에 의해 당 분해의 차이에서 비롯된 것으로 사료된다(25,26).
- 건조방법에 따른 도라지의 수분 함량은 일광건조 9%, 열풍건조 5%, 동결건조 4%로 나타났다(Fig. 1). 열풍건조와 동결건조에서는 수분함량에 통계적 유의성이 인정되지 않았지만 자연건조에서는 통계적 유의성이 인정되었다.
- 2로 나타내었다. 동결건조에서 platycodin D, platycodin D3, polygalacin D, 그리고 deapioplatycodin D의 함량은 각각 271.9, 48.5, 3.4 그리고 54.8 mg%, 열풍건조에서는 platycodin D, platycodin D3, polygalacin D, 그리고 deapioplatycodin의 함량은 각각 622.0, 96.1, 10.9 그리고 82.7 mg%로 동결건조와 열풍건조에서 platycodin D의 함량이 가장 높게 나타났다. 일광건조에서는 platycodin D, platycodin D3, polygalacin D, 그리고 deapioplatycodin D, 각각 494.
- 열풍건조와 동결건조에서는 수분함량에 통계적 유의성이 인정되지 않았지만 자연건조에서는 통계적 유의성이 인정되었다. 모든 건조방법에서 수분함량이 10% 이하로 분말 가공에는 문제가 되지 않을 것으로 판단된다.
- 도라지의 건조방법에 따라 유리당과 사포닌 함량의 변화를 확인하여 유리당과 사포닌과의 상관관계를 조사하여 Table 4로 나타내었다. 유리당 함량과 사포닌 함량과의 상관관계에서 fructose 와 platycodin D의 함량과 상관관계는 정의 상관을 보였고, 나머지는 부의 상관을 보였다. Fructose는 polygalacin D의 함량과는 음의 상관관계(−0.
- 이상의 결과로 도라지의 건조 방법은 일광건조와 열풍건조가 동결건조보다 좋은 것으로 평가 되었지만 일광건조는 건조기간이 길어 많은 노동력이 소요된다. 따라서 열을 가하여 건조하면서 건조기간도 줄이고 도라지 약리성도 높이기 위한 적정 건조 온도에 관한 연구도 수행 되어야 할 것으로 사료된다.
- 7 mg%로 동결건조와 열풍건조에서 platycodin D의 함량이 가장 높게 나타났다. 일광건조에서는 platycodin D, platycodin D3, polygalacin D, 그리고 deapioplatycodin D, 각각 494.3, 113.5, 756.6 그리고 109.2 mg%로 platycodin D의 함량이 가장 높게 나타났다. 위 결과로 건조방법에 따라 사포닌 종류별 함량이 다르게 나타남을 확인하였으며, 유리당의 함량이 가장 많이 검출된 동결건조방법(Table 3)이 사포닌 함량에서는 가장 적게 검출되었으며, 도라지와 성상이 비슷한 더덕에서 건조한 더덕의 사포닌 함량이 채취 직후 함량보다 약 2배정도 높다고 보고 하였다(27).
후속연구
- 이상의 결과로 도라지의 건조 방법은 일광건조와 열풍건조가 동결건조보다 좋은 것으로 평가 되었지만 일광건조는 건조기간이 길어 많은 노동력이 소요된다. 따라서 열을 가하여 건조하면서 건조기간도 줄이고 도라지 약리성도 높이기 위한 적정 건조 온도에 관한 연구도 수행 되어야 할 것으로 사료된다.
- 도라지의 주요 약리성분으로 분류되는 platycoside는 현재 많은 동물 실험에서 진해, 거담작용, 혈당강하 작용의 효능이 있는 것으로 밝혀졌으며(9-15), 이들의 함량을 높이기 위해서는 도라지를 일광건조 또는 열풍건조하는 것이 좋을 것으로 사료된다. 또한 도라지의 무기성분과 사포닌 함량을 향상 시키기 위한 건조 온도 및 조건설정에 관한 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
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