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문제 정의
- 본 연구는 한약재 중 예로부터 보혈의 기능을 가진 재료로 한의학 영역에서는 혈액을 구성하고 혈관의 순환에 도움이 되는 당귀(Angelica Gigantis Radix), 숙지황(Rehmanniae Radix Preparata), 백작약(Paeoniae Radix), 용안육(Longanae Arillus) 및 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 일반성분과 미량무기질, 유리당 함량, 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 알아보고, DPPH에 의한 전자소거능을 측정하여 혈류개선을 위한 소재 개발에 있어서 좀 더 객관적으로 동 · 서 융합적 개념으로 접근해보고자 한다.
- 본 연구는 한의학적으로 혈류개선의 효능을 가진 한약재의 식품학적 가치를 추정해보고 식생활에 있어 동 · 서 융합적 접근 방법을 통해 이해하고 활용하는데 기초 자료를 활용해보고자 한다.
- 한약재에서 유효한 성분을 추출하여 다양한 형태로 활용하는데 한약재를 이용한 소재개발 학문의 기초자료로 활용해보고자 한다.
제안 방법
- 정량은 각 표준품의 검량곡선을 따로 작성한 후 peak의 면적에서 산출하였다. 3회 반복 실험에 의해 그 평균치를 구하였다.
- 각 시료 0.1 ml/10% aluminumnitrate, 0.1 ml/1M-potassium acetate 그리고 4.3 ml/100% ethanol을 차례로 가하여 혼합하고 실온에서 40분간 정치한 후 415 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 표준물질로는 quercetin (Sigma Co.)를 표준물질로 하여 0∼100 μl농도 범위에서 얻어진 표준검량선으로부터 추출물의 총 플라보노이드 함량을 산출하였으며 3회 반복 측정하여 평균값을 계산하였다.
- 당귀(Angelica Gigantis Radix), 숙지황(Rehmanniae Radix Preparata), 백작약(Paeoniae Radix), 용안육(Longanae Arillus), 및 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 총 폴리페놀 및 총 플라보노이드 함량을 [Table 5]에 정리하였다.
- 분석조건은 Sugar-PakⅠ column (300 ㎜ × 6.5 ㎜)과 용출용매 Ca-EDTA (500 mg/l)를 조합하였다.
- 가열 후 희석염산(1:1)을 가하여 용해시킨 후 50 ml 용량 플라스크로 옮겨서 증류수로 정용하였다. 이 용액을 유도결합 플라즈마 방출분광계(ICP, Inductively Coupled Plasma Emission Spectrophotometer, Atom Scan 25, USA)로 분석하였으며, 분석조건은 approximate RF power가 1,150 W이며, analysis pump rate는 100 rpm으로 하였고, nebulizer pressure와 observation height는 각각 30 psi 및 15 mm로 하였다. 미량무기질 함량도 3회 분석하여 평균값을 구하였다.
- 표준품 용액과 시료의 유리당 peak를 직접 비교하여 확인하였다. 정량은 각 표준품의 검량곡선을 따로 작성한 후 peak의 면적에서 산출하였다. 3회 반복 실험에 의해 그 평균치를 구하였다.
- 5분 후, 7% Na2CO3 용액 10 ml를 가하여 교반하고 25 ml의 증류수로 희석한 후 23℃에서 90분간 정지시킨다. 정치한 후 분광광도계(DU 530, Beckman, 4300N, USA)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였고 결과는 mg GAE/100 g으로 표현하였다. 3회 측정하여 평균값을 계산하였다.
- 5 ml/min로 흘려보냈으며 검출은 refractive index(RI) detector를 이용하였다. 표준품 용액과 시료의 유리당 peak를 직접 비교하여 확인하였다. 정량은 각 표준품의 검량곡선을 따로 작성한 후 peak의 면적에서 산출하였다.
- 2 ml를 첨가한 후 실온에서 30분간 방치하여 520 nm에서 흡광도 감소치를 측정하였다. 흡광도를 측정한 후 검량선을 이용하여 50% 감소되는 IC(inhibition concentration)을 구하여 각 추출물의 수율에 대한 농도로 표현하였다.
대상 데이터
- 당귀(Angelica Gigantis Radix), 숙지황(Rehmanniae Radix Preparata), 백작약(Paeoniae Radix), 용안육(Longanae Arillus), 및 하수오(Polygoni Multiflori Radix)는 2014년 3월 서울시 동대문구 제기동 약령시장 내 건재상에서 구입하여 흐르는 물에 씻어 음지에서 건조하여 분석재료로 사용하였다.
- 총 폴리페놀 함량의 분석을 위해서 각 재료 15 g에 물 1 L를 넣고 중불에서 끓여서 끓기 시작하면 20분간 더 끓이고 불은 끄고 식혀서 여과한다. 진공농축기(Eyela N-1000, Japan)로 농축한 후 감압건조(Townson Mercer Ltd, UK)하여 분석 시료로 사용하였다[11].
데이터처리
- 정치한 후 분광광도계(DU 530, Beckman, 4300N, USA)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였고 결과는 mg GAE/100 g으로 표현하였다. 3회 측정하여 평균값을 계산하였다.
- 모든 결과는 평균 ± 표준편차로 정리하였으며 각 재료들의 함량의 유의적인 특성 차이는 ANOVA test로, 유의적인 차이는 Duncan’ multiple range test로 p<0.05 수준에서 분석하였다.
- 총 당질 함량은 위의 측정치를 합한 값을 100에서 뺀값으로 하였다. 모든 항목은 3회 분석하여 평균값을 구하였다.
- 이 용액을 유도결합 플라즈마 방출분광계(ICP, Inductively Coupled Plasma Emission Spectrophotometer, Atom Scan 25, USA)로 분석하였으며, 분석조건은 approximate RF power가 1,150 W이며, analysis pump rate는 100 rpm으로 하였고, nebulizer pressure와 observation height는 각각 30 psi 및 15 mm로 하였다. 미량무기질 함량도 3회 분석하여 평균값을 구하였다.
이론/모형
- DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical에 의한 전자공여능(Electron Doncting Abilities, EDA)은 Brand-Willian 등의 방법[14]에 따라 0.2 mM DPPH 용액 0.8 ml에 시료 0.2 ml를 첨가한 후 실온에서 30분간 방치하여 520 nm에서 흡광도 감소치를 측정하였다. 흡광도를 측정한 후 검량선을 이용하여 50% 감소되는 IC(inhibition concentration)을 구하여 각 추출물의 수율에 대한 농도로 표현하였다.
- Fe, Cu, Zn 및 Mn 등의 미량무기질 함량은 AOAC법에 의하여 분석하였다[9]. 즉 시료 5 g을 회화용기에 넣고 예비탄화를 시킨 후 550℃에서 2시간 동안 회화하였다.
- Folin-Cioalteu법을 이용하여 총 폴리페놀 함량을 측정하였다[12].
- 각 시료의 일반성분은 AOAC법에 의하여 분석하였다[8]. 즉 수분 함량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질 함량은 semi micro-kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 조회분 함량은 550℃에서 6시간 회화하여 항량을 구하여 건식회화법으로 측정하였다.
- 각 시료의 일반성분은 AOAC법에 의하여 분석하였다[8]. 즉 수분 함량은 105℃ 상압가열건조법, 조단백질 함량은 semi micro-kjeldahl법, 조지방 함량은 Soxhlet법, 조회분 함량은 550℃에서 6시간 회화하여 항량을 구하여 건식회화법으로 측정하였다. 총 당질 함량은 위의 측정치를 합한 값을 100에서 뺀값으로 하였다.
- 총 플라보노이드 함량의 분석을 위한 시료 전처리는 총 폴리페놀 함량 분석을 위한 전처리와 동일하다. 총 플라보노이드 함량은 Ordonez 등[13]의 방법에 따라 측정하였다. 각 시료 0.
성능/효과
-
Alphabet : Means with a same letter a column is not significantly different at p<0.05
5가지 재료 중 당질의 함량은 백작약의 함량이 5가지 재료 중 유의적으로 가장 낮은 수준이었고 숙지황, 당귀는 서로 같은 수준으로 백작약의 함량보다 유의적으로 높은 수준이었으며 용안육과 하수오의 당질 함량은 서로 같은 수준으로 백작약, 당귀, 숙지황보다 유의적으로 높은 수준이었다
. 5가지 재료의 조단백 함량은 숙지황의 함량이 가장 낮은 수준이었고 나머지 4가지 재료들은 서로 같은 수준으로 숙지황보다 높은 함량을 가지고 있었다. - 5가지 재료들의 미량무기질 중 Fe의 함량이 Cu, Zn 및 Mn보다 높은 수준이었다. 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 Fe 함량이 당귀, 숙지황 및 백작약보다 유의적으로 높은 수준으로 나타났고 용안육의 Cu의 함량이 나머지 4가지 재료의 함량보다 유의적으로 높은 함량으로 분석되었다.
- 5가지 재료 중 당질의 함량은 백작약의 함량이 5가지 재료 중 유의적으로 가장 낮은 수준이었고 숙지황, 당귀는 서로 같은 수준으로 백작약의 함량보다 유의적으로 높은 수준이었으며 용안육과 하수오의 당질 함량은 서로 같은 수준으로 백작약, 당귀, 숙지황보다 유의적으로 높은 수준이었다. 5가지 재료의 조단백 함량은 숙지황의 함량이 가장 낮은 수준이었고 나머지 4가지 재료들은 서로 같은 수준으로 숙지황보다 높은 함량을 가지고 있었다. 조지방과 조회분은 재료들 간의 그 함량의 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
- DPPH radical 소거능을 50% 감소시키는 IC50을 산출한 결과, 당귀는 0.68 mg/ ml의 전자공여능을 가졌고, 숙지황은 0.97 mg/ ml, 백작약은 0.72 mg/ ml, 용안육은 0.97 mg/ ml 및 하수오는 0.35 mg/ ml의 전자공여능을 가진 것으로 분석되었다.
- 과당의 함량도 용안육과 하수오의 함량이 당귀, 숙지황 및 백작약의 함량보다 유의적으로 높은 수준이었고, 당귀(Angelica Gigantis Radix)의 자당의 함량은 나머지 4가지 재료의 함량보다 유의적 높은 수준이었다.
- 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 Fe 함량이 당귀, 숙지황 및 백작약보다 유의적으로 높은 수준으로 나타났고 용안육의 Cu의 함량이 나머지 4가지 재료의 함량보다 유의적으로 높은 함량으로 분석되었다. 당귀의 Zn함량은 백작약, 숙지황, 용안육 및 하수오의 함량보다 유의적으로 높은 수준이었고 재료간의 Mn함량은 통계적으로 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
- 맥아당의 함량은 당귀와 백작약은 서로 같은 수준이었고 숙지황(Rehmanniae Radix Preparata), 용안육(Longanae Arillus), 및 하수오(Polygoni Multiflori Radix)가 서로 그 함량이 같은 수준으로 나타났으며 당귀와 백작약의 함량이 숙지황, 용안육 및 하수오 함량보다 유의적으로 낮은 함량이었다.
- 54% 함유되어 있었다. 백작약(Paeoniae Radix)과 숙지황(Rehmanniae Radix Preparata)의 수분 함량은 각각 35.15%, 37.06%, 당질 함량은 각각 34.18%, 27.15%, 조단백 함량은 각각 17.04%, 14.51%, 조회분 함량은 각각 5.10%, 2.58%, 조단백질 함량은 각각 8.61%, 18.67%로 분석되었다. 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 수분 함량은 각각 16.
- 본 분석에서는 혈액생성에 관여하는 단백질, 철분, 구리의 함량이 일반 한약재들의 함량보다 다소 높은 비율로 존재하고, 항산화 활성을 지닌 항산화 유효성분이 혈류 개선 기능에 관여한다고 사료된다. 향후 동양의학에 기초한 한약자원의 효능과 한약자원이 가지는 여러 영양 성분, 생리활성 성분 및 생리활성 기능 등을 통합적으로 이해하여 건강식품 요구가 증가하는 최근에 가장 합리적인 방법으로 개발 · 활용되어질 수 있어야 한다고 사료된다.
- 5가지 재료들의 미량무기질 중 Fe의 함량이 Cu, Zn 및 Mn보다 높은 수준이었다. 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 Fe 함량이 당귀, 숙지황 및 백작약보다 유의적으로 높은 수준으로 나타났고 용안육의 Cu의 함량이 나머지 4가지 재료의 함량보다 유의적으로 높은 함량으로 분석되었다. 당귀의 Zn함량은 백작약, 숙지황, 용안육 및 하수오의 함량보다 유의적으로 높은 수준이었고 재료간의 Mn함량은 통계적으로 유의적인 차이가 나타나지 않았다.
- 67%로 분석되었다. 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 수분 함량은 각각 16.94%, 11.27%, 당질 함량은 각각 52.11%, 50.44%었고 용안육의 조지방, 조회분 및 조단백 함량은 각각 12.34%, 3.49% 및 15.12%였고 하수오의 조지방, 조회분 및 조단백의 함량은 각각 12.52%, 5.49% 및 20.28%로 분석되었다. 5가지 보혈 효능을 지닌 재료의 일반성분 분석 결과를 [Table 2]에 정리하였다.
- 67 g/100 g 함유되었다. 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 포도당 함량이 당귀, 백작약 및 숙지황의 함량보다 유의적으로 높았다.
- 총 플라보노이드 함량은 하수오와 당귀의 함량이 유의적으로 서로 같은 수준으로 나타났고 당귀, 백작약 그리고 용안육은 서로 같은 수준으로 당귀나 하수오보다 유의적으로 그 함량은 낮았다.
- 포도당 함량은 당귀(Angelica Gigantis Radix)는 15.36 g/100 g, 숙지황(Rehmanniae Radix Preparata)은 26.38 g/100 g, 백작약(Paeoniae Radix)은 15.66 g/100 g, 용안육(Longanae Arillus)은 65.98 g/100 g 그리고 하수오(Polygoni Multiflori Radix)는 59.67 g/100 g 함유되었다. 용안육(Longanae Arillus)과 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 포도당 함량이 당귀, 백작약 및 숙지황의 함량보다 유의적으로 높았다.
- 폴리페놀 함량의 경우, 숙지황과 용안육의 함량이 유의적으로 같은 수준이었고 당귀, 백작약 및 하수오의 함량이 유의적으로 같은 수준이었으나 당귀(Angelica Gigantis Radix), 백작약(Paeoniae Radix) 그리고 하수오(Polygoni Multiflori Radix)의 함량이 숙지황과 용안육보다 거의 3배 이상 증가하였다.
후속연구
- 보혈 효능을 가진 재료들은 간혈허(肝血虛), 심주혈(心主血) 및 비통혈(脾統血)의 한의학적 생리기전에 따라 얼굴이 창백하고 입술과 혀, 손톱과 발톱의 색이 옅으며, 현기증, 가슴 두근거림, 숨참, 이명증상, 건망, 실면 및 월경이 순조롭지 못하며 색깔이 옅고 양이 적은 등의 증상에 활용되어진다[7]. 특히 원활한 혈액대사를 기본으로 삼고 있는 여성질환에서 각종의 혈허증에 응용되어지며 최근에 증가되는 각종 만성소모성 질환 등에 있어 보혈재료들은 건강식품 등의 개발을 위한 좋은 재료가 될 수 있을 것이다.
- 본 분석에서는 혈액생성에 관여하는 단백질, 철분, 구리의 함량이 일반 한약재들의 함량보다 다소 높은 비율로 존재하고, 항산화 활성을 지닌 항산화 유효성분이 혈류 개선 기능에 관여한다고 사료된다. 향후 동양의학에 기초한 한약자원의 효능과 한약자원이 가지는 여러 영양 성분, 생리활성 성분 및 생리활성 기능 등을 통합적으로 이해하여 건강식품 요구가 증가하는 최근에 가장 합리적인 방법으로 개발 · 활용되어질 수 있어야 한다고 사료된다.
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