[논문]천마의 근경과 지상부의 성분 및 항산화 활성 연구

박장필; 이숭인; 정종길

doi:10.6116/kjh.2015.30.1.19.

천마의 근경과 지상부의 성분 및 항산화 활성 연구
A Study on Functional components, antioxidant activity of Gastrodiae Rhizoma and Gastrodiae Elata floral axis 원문보기

大韓本草學會誌 = The Korea journal of herbology, v.30 no.1, 2015년, pp.19 - 24

박장필 (동신대학교 본초학교실) , 이숭인 (동신대학교 한의과대학 방제학교실) , 정종길 (동신대학교 본초학교실)

Abstract ▼ AI-Helper

Objectives : This study was carried out to know the necessity of freezing and boiling process of Gastrodiae Rhizoma. Also we need to evaluate Gastrodia elata floral axis as a product ingridients. Methods : Frozen Gastrodiae Rhizoma (GF1, GF2) and Gastrodia elata floral axis (GFA) were prepared. They were divided into samples (GF1 : frozen at the freezer, GF2; frozen and boiled for 10 hours, GFA; dried at 7 $0^{\circ}C$ for 120 hours) for experiment. They were extracted using water, freeze dried and powdered. And we analyzed proximate compositions, free sugars, gastrodin, p-hydroxybenzyl alcohol and p-hydroxybenzyl aldehyde content, phenolic and flavonoid, electron donating ability and nitrate scavenging activity and antioxidant activity. Results : In moisture, crude ash, fructose, glucose, sucrose, p-Hydroxybenzyl alcohol GF2 showed lower level than GF1. But GF2 showed higher content than GF1, in crude fat (0.8% > 0.19%), gastrodin ($8.84{\pm}0.58%$ > $4.18{\pm}0.73%$), and p-hydroxybenzyl aldehyde ($2.45{\pm}0.26%$ > $2.07{\pm}0.16%$) content, phenolic ($9.98{\pm}0.07%$ > $3.35{\pm}0.03%$) and flavonoid ($3.01{\pm}0.06%$ > $1.09{\pm}0.04%$) content, electro donating ability ($15.21{\pm}6.51%$ > $10.44{\pm}4.78%$), nitrate scavening activity ($20.43{\pm}5.30%$ > $13.62{\pm}5.78%$). GFA has a relatively lower key indicators component, but has a enough impact on antioxidant effect in phenolic ($11.85{\pm}0.08%$) and flavonoid content ($1.45{\pm}0.03%$), electron donating ability ($18.58{\pm}9.06%$) and nitrate scavenging activity ($19.41{\pm}9.90%$). Conclusions : In the view of proximate compositions, free sugars, functional component and antioxidant activity, the results indicated that boiling process is effective for the frozen Gastrodiae Rhizoma. And Gastrodia elata floral axis has a significantly functional components and antioxidant activity.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 냉동저장한 생천마 추출물과 냉동저장후 증탕처리한 천마를 이용해 제작한 시료와 천마의 지상부를 저장과 이용이 용이하도록 열풍건조한 뒤 열수추출하여 제작한 시료의 일반성분, 기능성분 및 항산화 활성 등을 조사하여 비교 분석하여 천마 이용 가능성의 학문적 기초 자료로 활용하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 현재 무주에서 주로 사용되는 천마의 저장방식인 냉동 천마와 냉동 천마를 열수추출하여 제작한 시료의 기능 성분과 항산화 활성 변화를 조사하였다. 그리고
본 연구에서는 천마의 국내 생산지에서 가장 일반적으로 사용되는 가공형태가 약리활성에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 냉동 천마를 이용하여 제작한 시료(GF1) 냉동 천마를증탕하여 제작한 시료(GF2)를 분석하였다. 또한 현재는
제안 방법
- 각 시료들의 gastrodin, vanillin, p-hydroxybenzyl alcohol, p-hydroxybenzyl aldehyde 함량을 HPLC를 사용하여 분석하였으며, 각 성분의 standard curve를 작성(Fig. 1)하고, 시료들을 분석한 뒤 기능성 함량을 정량하여 기록하였다 (Table 3).
- 각각의 천마 분말을 증류수에 희석한 뒤 한국시험분석연구원에 일반성분 및 유리당 분석을 의뢰하였다. 일반 성분은 식품공전의 일반시험법에 따라 실시되었고, 유리당 함량은 HPLC 분석기기 (Waters HPLC 717, USA)로 분석하였다.
- 후)기능성분과">기능 성분과 항산화 활성 변화를 조사하였다. 그리고 천마 지상부의 활용가능성을 검토하기 위하여, 천마지상부를 열풍건조하여 제작한 시료의 기능 성분과 항산화 활성 정도를 조사하였다.
- 후)냉동천마와">냉동 천마와 지상부를 일정 크기로 파쇄하여, 무게 당 15배의 증류수로 희석하여 95℃ 이상의 온도로 20시간동안 water bath (KSB-55, Sunil Developed ENG, CO., LTD. Korea)에서 추출하였다. 추출액을 멸균 거즈로 여과한 뒤 후)감압농축기">감압 농축기 (R-124, Buchi Labortechnik AG, Switzerland)로 농축하였다. 농축액을 일정 크기의 용기에 담아 동결건조기 (FD8508, Ilshin Lab, CO., LTD. Korea)로 건조하였다. 건조가 완료된 추출물은 4 ㎖를 가한 후 실온에서 15분간 방치한 후 520 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 대조군은 Griess 시약 대신 증류수를 가하였다.
- 후)냉동천마를">냉동 천마를 이용하여 제작한 시료(GF1) 냉동 천마를증탕하여 제작한 시료(GF2)를 분석하였다. 또한 현재는 생산 효율성을 제고하기 위하여 폐기처분되고 있는 천마의 지상부를 이용하여 제작한 시료(GFA)의 기능 성분 함량, 항산화 활성 및 관능평가를 조사한 결과는 다음과 같다.
- 생천마를 일반 냉장고 (R-B562GM, LG Electronics, Korea)의 냉동실에 보관한 것(GF1)과, 냉동 천마를 전탕기 (EXT200A, Hanil M・E, Korea)로 10시간 증탕 처리하였다(GF2).
- 이 중 30 ㎕씩 컬럼 (Shisheido Capcell Pak C18 UG120, 4.6 ㎜ I.D × 250 ㎜ size)에 주입하여 분석을 실시하였다.
- 지상부는 5월 15일 채취하여 이물질을 제거하고 세척한뒤, 천마의 건조 조건에 따른 기능 성분과 항산화활성 및 관능적 특성의 효과에 대한 연구⁸⁾를 통해 gastrodin, 페놀, 플라보노이드, 전자공여능, 아질산염 소거능, 관능평가 등에서, 비교우위의 조건으로 확인된 증숙 후 70℃에서 120시간동안 건조하는 조건을 선택하여 시료 제작에 활용하였다((GFA). 건조가 완료된 천마와 지상부를 LDPE bag에 각각 담아 냉장 후)천마시료">천마 시료 중 유효 성분을 확인하기 위하여 HPLC (High Performance Liquid Chromatography, Dionex, Germany)를 이용하여 정량 분석을 하였다. (재)전주생물소재연구소에서 제공받은 gastrodin, p-hydroxybenzyl alcohol과 p-hydroxybenzyl aldehyde 표준품을 분석하여 검량곡선을 그리고 함량 천마의 일반성분으로는 수분함량, 조회분, 조지방, 조단백을 조사하였다. 냉동하였다가 총 플라보노이드는 추출액 0.5 ㎖에 10% aluminium nitrate 0.1 ㎖, 1M potassium acetate 0.1 ㎖ 및 ethanol 4.3 ㎖를 차례로 혼합하여 실온에서 40분간 정치한 다음 415 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 표준곡선은 quercetin (Sigma-Aldrich Co,.
- 표준곡선은 caffeic acid (Sigma-Aldrich Co,. USA)를 표준물질로 하여 0~100 μg/㎖의 범위로 시료의 총 페놀 함량을 산출하였다.
- 표준곡선은 quercetin (Sigma-Aldrich Co,. USA)을 표준물질로 하여 0~100 μg/㎖의 범위로 시료의 총 플라보노이드 함량을 산출하였다.
대상 데이터
- 후)유효성분을">유효 성분을 확인하기 위하여 HPLC (High Performance Liquid Chromatography, Dionex, Germany)를 이용하여 정량 분석을 하였다. (재)전주생물소재연구소에서 제공받은 gastrodin, p-hydroxybenzyl alcohol과 p-hydroxybenzyl aldehyde 표준품을 분석하여 검량곡선을 그리고 함량 계산 시에 사용하였다. 각 시료 중 1 g씩을 취하여 초순수 20 ㎖에 희석 추출하여 원심분리를 한 천마는 전라북도 무주군 무주안성천마작목반에서 수확한 가공용 1등급을 시료로 사용하였다. 겉보기에 이상이 없고, 크기가 11±3 cm정도로 일정한 근경을 선별하여 증류수로 세척한 후 1~1.
데이터처리
- 실험을 통해 얻은 데이터는 mean±SD로 표시하였고, 통계적 유의성을 확인하기 위하여 통계 프로그램(IBM SPSS Statistics Ver. 18.0)을 활용하였다.
- 후)일원 배치">일원배치 분산분석 (one-way ANOVA)을 시행한 후 유의성이 있을 시 Duncan 을 사용하여 사후검정을 하였으며 p＜0.05 범위에서 유의하다고 판단하였다.
이론/모형
- 후)유발되어">유발 되어 우리의 건강에 악영향을 끼친다²⁵⁾. 라디칼류 중의 하나인 아질산염을 griss reagent와 반응하여 보라색의 아조염을만들고, 이것은 아질산염의 농도에 따라 비례하므로 시료의 아질산염의 제거능을 비색법에 의해 측정하는 방법으로 조사한다²⁶⁾. 본 연구 결과를 살펴보면, 전자공여능은 냉동천마보다 높은 활성을 나타내었으며, 아질산염 소거능도 역시 천마와 비슷한 활성을 나타냄으로써 꽃대의 항산화 활성을 갖는 물질들이 존재하는 것으로 판단된다.
- 아질산염 소거능 측정은 Kato 등의 방법¹¹⁾에 따라 1 mM NaNO₂ 1 ㎖에 시료를 각 1 ㎖씩 더해주고 0.1N HCl를 가하여 pH 2.5로 조절하고 0.2M 구연산 완충액을 가하여 총 부피를 10 ㎖로 하였다. 37℃에서 1시간 반응시킨 후 각 반응시킨 후 반응용액 1 ㎖에 2% 초산용액 3 ㎖와 Griess 시약 (Sigma-Aldrich Co,.
- 후)일반 성분">일반성분 및 유리당 분석을 의뢰하였다. 일반 성분은 식품공전의 일반시험법에 따라 실시되었고, 유리당 함량은 HPLC 분석기기 (Waters HPLC 717, USA)로 분석하였다.
- 전자 공여능은 Blois의 방법10)을 인용하여 DPPH 용액 200 μM을 methanol에 녹인 다음 이용액을 900 ㎕와 시료 100 ㎕를 첨가하여 실온에서 30분간 방치한 다음 517 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
- 총 페놀 함량은 Folin-Denis법9)에 따라 각 추출액에 증류수로 10배 희석한 시료 1 ㎖에 Folin & Ciocalteu's phenol reagent (Sigma-Aldrich Co,. USA) 및 10% Na2NO3 (Duksan Pure Chemicals. Korea) 용액을 각 1㎖씩 차례로 가한 다음 실온에서 1시간 정치한 후 700 ㎚에서 흡광도를 측정한다.

성능/효과

후)1.냉동">1. 냉동 천마를 이용하여 제작한 시료의 분석을 통해 냉동 보관 이후에 진행하는 증탕 처리가 천마의 유효 성분의 함량을 높이는데 효과가 있는 것으로 확인하였다.
후)2.천 마">2. 천마 지상부를 이용하여 제작한 시료에서도 천마의 주요기능성분인 gastrodin 성분을 확인하여 정량화 할 수 있었다.
후)3.천 마">3. 천마 지상부의 항산화 활성은 천마근경을 증포한 것에 미치지는 못하지만, 냉동 천마의 수준을 함유하고 있으므로 충분히 생산과 소비에 활용가능성이 있음을 알 수 있었다.
각 시료들의 유리당 함량을 조사한 결과(Table 2)를 분석 하면 모든 시료에서 fructose, glucose, sucrose는 검출되었 으나, lactose와 maltose는 검출되지 않았다.
후)수분 함량,">수분함량, 조회분, 조지방, 조단백을 조사하였다. 냉동하였다가 열풍건조를 진행한 천마에서는 각각 91.19, 0.72, 0.19, 0.36으로 확인되었으며, 냉동후 10시간 증탕처리 후 열풍건조를 진행한 천마에서는 각각 90.86, 0.59, 0.8, 0.39로 확인되었고, 赤箭을 열풍건조한 시료에서는 95.37, 0.47, 0.07, 0.72로 확인되었다. 이를 통해 냉동한 근경으로 제조한 시료인 GF1과 냉동하였다가 열풍건조를 진행한 근경으로 제조한 시료인 GF2의 비교에서는 전자 공여능과 아질산염 소거능 모두 GF2가 더 높게 나타나서 각각 15.21±6.51%와 20.43±5.30%로 나타났다.
냉동한 근경으로 제조한 시료인 GF1과 냉동하였다가 증탕 처리를 진행한 근경으로 제조한 시료의 비교에서는 GF2에서 gastrodin과 p-hydroxybenzyl aldehyde의 값이 8.84±0.58㎎/g과 2.45±0.26㎎/g으로 GF1보다 높게 나타났으며, 이는 증탕 처리가 각각의 함량을 증가시킨 것으로 판단된다.
후)냉동 한">냉동한 근경으로 제조한 시료인 GF1과 냉동하였다가 증탕 처리를 진행한 근경으로 제조한 시료인 GF2의 비교에서는 GF1이 fructose, glucose, sucrose 모두 높게 나타났으며, 특히 GF2에서 sucrose는 나타나지 않았다.
냉동한 근경으로 제조한 시료인 GF1과 냉동하였다가 증탕 처리를 진행한 근경으로 제조한 시료인 GF2의 비교에서는 GF2에서 gastrodin과 p-hydroxybenzyl aldehyde의 값이 8.84±0.58 ㎎/g과 2.45±0.26㎎/g으로 GF1보다 높게 나타났으며, 이는 증탕 처리가 각각의 함량을 증가시킨 것으로 판단된다.
냉동한 근경으로 제조한 시료인 GF1과 냉동하였다가 증탕 처리를 진행한 근경으로 제조한 시료인 GF2의 비교에서는 수분함량, 조회분에서는 91.19±0.02%와 0.72±0.03%로 GF1이 GF2보다 높았으나, 반대로 조지방과 조단백질과 함량에서는 GF2가 0.8%와 0.39%로 GF2가 GF1보다 높았다.
후)항상 화활성의">항상화활성의 증가에 긍정적인 효과를 가짐을 알 수 있었다. 또한 그동안 주요 재료로 사용되지 않았던 赤箭에는 페놀 성분이 11.85 냉동천마보다도 높은 페놀 성분을 함유하는 것으로 확인할 수 있었으며, 플라보노이드 성분도 1.45로서 일반 냉동 천마 보다는 높다는 점을 확인할 수 있었다.
후)시료의 아질산염의">시료의 아질산염의 제거능을 비색법에 의해 측정하는 방법으로 조사한다²⁶⁾. 본 연구 결과를 살펴보면, 전자공여능은 냉동천마보다 높은 활성을 나타내었으며, 아질산염 소거능도 역시 천마와 비슷한 활성을 나타냄으로써 꽃대의 항산화 활성을 갖는 물질들이 존재하는 것으로 판단된다.
본 연구를 통해 냉동천마를 증탕처리하는 과정을 통해 페놀 성분이 3.35에서 9.98로, 플라보노이드 성분은 1.09에서 3.01로 증가하는 것을 확인하였으며 따라서 증탕처리가 항상화활성의 증가에 긍정적인 효과를 가짐을 알 수 있었다. 또한 그동안 주요 재료로 사용되지 않았던 赤箭에는 페놀 성분이 11.
본 연구에서는 냉동후 증탕한 천마 근경을 이용하여 제작된 시료의 경우 단순하게 냉동처리만 진행한 천마에 비하여, gastrodin, p-hydroxybenzyl aldehyde, 페놀 함량, 플라보노이드 함량, 전자 공여능, 아질산염 소거능 등의 부분에 있어서 모두 높은 수치를 나타냈다. 이것은 72로 확인되었다. 이를 통해 증탕처리가 지방함량을 증가시키는 것을 볼 수 있으며, 적 전은 천마에 비해 수분함량과 조단백의 양이 높다는 점을 확인하였다.
지상부를 세척 후 열풍 건조한 것으로 제조한 시료인 GFA 는 gastrodin이 2.96±0.36 ㎎/g으로 다른 시료들에 비해서는 소량 검출되었으며, 다른 성분들은 검출되지 않았다.
지상부를 세척 후 열풍 건조한 것으로 제조한 시료인 GFA 은 수분함량과 조단백이 95.37±0.00%과 0.72%로 다른 시료들에 비해서 높게 나타났다.
지상부를 세척 후 열풍 건조한 것으로 제조한 시료인 GFA 의 경우는 GF1과 GF2에 비해서도 높은 전자 공여능과 아질산염 소거능을 나타내어 각각 18.58±9.06%와 19.41±9.90으로 나타났다.
지상부를 세척 후 열풍 건조한 것으로 제조한 시료인 GFA 의 페놀함량은 11.85±0.08%로 냉동 천마의 시료들에 비하여 다량 함유한 것으로 확인되었다.
지상부를 세척 후 열풍 건조한 것으로 제조한 시료인 GFA은 fructose는 1.45%로 다른 시료들에 비해서 높은 함량을 나타냈으며, glucose는 0.82%로 다른 시료들에 비해서 낮은 함량을 나타냈다. 한편 maltose 0.
후)증가시키는 데">증가시키는데 있어서 매우 유의성 있는 효과를 갖고 있다고 볼 수 있는 점이다. 한편, 생산의 효율성을 높이기 위한 연구목적으로 제작된 천마 지상부를 이용한 시료에서는 주요 기능 성분인 gastrodin과 p-hydroxybenzyl aldehyde 함량의 경우는 비교적 낮은 함량을 나타냈으나, 유리당함량에서 fructose와 maltose 함량이 높았으며, 항산화 활성과 관련이 있는 페놀함량, 플라보노이드 함량, 전자공여능, 아질산염 소거능 등에 있어서는 냉동 천마보다도 높은 수치를 나타내어, 항산화 활성의 측면에서는 그 활용도를 주목할 필요가 있음을 알 수 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	천마의 외형적인 특징과 괴경과 줄기는 어떻게 사용되는가?	동양에서는 약 3000년 전부터 天麻와 赤箭을 구분하여 약재로 써왔고, 정풍초(定風草), 적근(赤根), 신초(神草), 귀독우(鬼督郵) 등의 다른 명칭으로 불리기도 한다1,2). 천마는 뿌리가 없으며 괴경(덩이줄기)으로 자라는데 지상부 줄기의 색깔에 따라 홍천마 및 청천마와 녹천마로 분류되며, 괴경과 줄기는 각각 天麻와 赤箭이라고 하여 약용으로 사용된다3). 천마는 특히 치매, 두통, 스트레스 해소, 진통, 고혈압, 당뇨, 중풍, 기관지천식, 이뇨, 간질, 진경, 성기능장애 등에 효과가 있다고 알려져 있다4).
	천마는 무엇인가 ?	천마(天麻, Gastrodia elata Blume)는 한국(전북 무주 지역 중심), 일본, 중국 등 자생하는 다년생 난초과(Orchidaceae) 식물로써 참나무에 버섯균(Armillaria ssp.)과 공생하여 자라는 기생식물이다. 동양에서는 약 3000년 전부터 天麻와 赤箭을 구분하여 약재로 써왔고, 정풍초(定風草), 적근(赤根), 신초(神草), 귀독우(鬼督郵) 등의 다른 명칭으로 불리기도 한다1,2).
	천마는 동양에서 어떤 다른 이름으로 불리는가 ?	)과 공생하여 자라는 기생식물이다. 동양에서는 약 3000년 전부터 天麻와 赤箭을 구분하여 약재로 써왔고, 정풍초(定風草), 적근(赤根), 신초(神草), 귀독우(鬼督郵) 등의 다른 명칭으로 불리기도 한다1,2). 천마는 뿌리가 없으며 괴경(덩이줄기)으로 자라는데 지상부 줄기의 색깔에 따라 홍천마 및 청천마와 녹천마로 분류되며, 괴경과 줄기는 각각 天麻와 赤箭이라고 하여 약용으로 사용된다3).

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저자의 다른 논문 :

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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