[논문]한국 및 중국산 약용버섯류의 추출용매에 따른 생리활성 성분 비교

안기홍; 한재구; 이강효; 조재한

doi:10.14480/jm.2019.17.1.34

한국 및 중국산 약용버섯류의 추출용매에 따른 생리활성 성분 비교
Comparison of physiological activity of medicinal mushrooms produced in Korea and China using different extraction solvents 원문보기

Journal of mushrooms = 한국버섯학회지, v.17 no.1, 2019년, pp.34 - 39

안기홍 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과) , 한재구 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과) , 이강효 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과) , 조재한 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부 버섯과)

초록
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한국과 중국에서 재배한 약용버섯인 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 열수추출물과 70% ethanol 추출물에 대해서 DPPH 라디컬 소거능, 아질산 소거능, 총 폴리페놀 함량, 베타글루칸 함량을 비교하기 위하여 측정하였다. DPPH 라디컬 소거능은 열수추출물과 70% ethanol추출물에서 한국산 노루궁뎅이와 동충하초가 월등히 높았으며, 추출용매별로 비교하였을 경우, 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물의 항산화효능이 높았다. 아질산염 소거능의 경우, 한국산과 중국산 영지의 열수추출물에서 각각 41%와 39%로 나타나 70% ethanol 추출물에 비하여 높았다. 총 폴리페놀 함량은 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물에서 높은 함량을 보였으며, 영지의 경우는 70% ethanol 추출물에서 더 높은 함량치를 나타냈다. 베타글루칸 함량은 한국산 동충하초가 45.11%를 보이며 가장 높았으며, 영지 역시 중국에서 재배한 것에 비하여 높은 함량을 나타냈다. 노루궁뎅이는 중국산이 한국산에 비하여 높은 베타글루칸 함량을 보였다. 위와 같은 결과로부터 각각의 버섯류에 맞는 최적의 용매를 사용해야 최대의 유효성분을 추출할 수 있다고 사료된다. 본 연구에서 사용한 노루궁뎅이, 동충하초, 영지가 한국 및 중국에서 재배되는 버섯의 대표성을 나타내기에는 부족하나 이러한 연구결과를 토대로 더 많은 비교샘플을 확보하여 약용버섯류에 대한 기능성 평가를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, physiological activities of hot water extracts and 70% ethanol extracts of three types of medicinal mushrooms (Hericium erinaceus, Cordyceps militaris, and Ganoderma lingzhi) produced in Korea and China were investigated. Both the hot-water and 70% ethanol extracts of H. erinaceus and C. militaris from Korea displayed the highest 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazy radical scavenging activities. Nitrite scavenging activities of hotwater extracts of G. lingzhi from Korea and China (41% and 39%, respectively) were higher than the activities of 70% ethanol extracts. Total polyphenol contents of hot water extracts of H. erinaceus and C. militaris from Korea were higher than those of 70% ethanol extracts. The ethanol extracts of G. lingzhi from Korea displayed the highest total polyphenol content. C. militaris from Korea displayed the highest ${\beta}-glucan$ level (45.11%). ${\beta}-glucan$ content of H. erinaceus from China (30.87%) was higher than H. erinaceus from Korea (16.94%). The findings indicate that healthy ingredients can be maximally extracted using the optimal solvents for each mushroom. These results will be useful in understanding the difference in physiological activities between the solvents used for the extraction of medicinal mushrooms from Korea and China.

주제어

표/그림 (4)

그림 Fig. 1. Free radical scavenging activities of hot-water (A) and 70% ethanol (B) extracts from different three mushrooms produced in Korea and China (1; Hericium erinaceus, 2; Cordyceps militaris, 3; Ganoderma lingzhi).
그림 Fig. 2. Nitrite scavenging activities of hot-water (A) and 70% ethanol (B) extracts from different three mushrooms produced in Korea and China (1; Hericium erinaceus, 2; Cordyceps militaris, 3; Ganoderma lingzhi).
그림 Fig. 3. Total polyphenol contents of hot-water (A) and 70% ethanol (B) extracts from different three mushrooms produced in Korea and China (1; Hericium erinaceus, 2; Cordyceps militaris, 3; Ganoderma lingzhi).
표 Table 1. Total glucan, α-glucan and β-glucan contents from three types of medicinal mushrooms produced in Korea and China. Values given here are the means of three replicates (n=3).

AI 본문요약
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문제 정의

위와 같은 결과로부터 각각의 버섯류에 맞는 최적의 용매를 사용해야 최대의 유효성분을 추출할 수 있다고 사료된다. 본 연구에서 사용한 노루궁뎅이, 동충하초, 영지가 한국 및 중국에서 재배되는 버섯의 대표성을 나타내기에는 부족하나 이러한 연구결과를 토대로 더 많은 비교샘플을 확보하여 약용버섯류에 대한 기능성 평가를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
본 연구에서는 한국과 중국에서 재배한 약용버섯류인 노루궁뎅이(Hericium erinaceus), 동충하초(Cordyceps militaris), 영지(Ganoderma lingzhi)의 열수추출물과 에탄올추출물에 대하여 생리활성 성분인 DPPH 라디컬 소거능과 아질산염 소거능을 분석하였으며 약용성분으로 총 폴리페놀 함량과 베타글루칸 함량을 비교 분석하여 추출용매별 및 한국과 중국 약용버섯류의 성분차이에 대한 기초 자료를 확보하고자 하였다.
한국과 중국에서 재배한 약용버섯인 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 열수추출물과 70% ethanol 추출물에 대해서 DPPH 라디컬 소거능, 아질산 소거능, 총 폴리페놀 함량,베타글루칸 함량을 비교하기 위하여 측정하였다. DPPH라디컬 소거능은 열수추출물과 70% ethanol추출물에서 한국산 노루궁뎅이와 동충하초가 월등히 높았으며, 추출 용매별로 비교하였을 경우, 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물의 항산화효능이 높았다.

제안 방법

DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl)를 이용하여 한국 및 중국산 약용버섯류의 추출용매별 항산화 효과를 알아보기 위하여 DPPH 라디컬 소거능을 측정하였다(Fig. 1). DPPH의 분자 내 free radical은 항산화 활성이 있는 물질과 만나면 환원되거나 소거되어 짙은 자색이 감소된다.
DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) 라디컬 소거활성은 Blois (1958)의 방법을 변형하여 측정하였다. 항산화 효능에 주로 이용되는 DPPH는 분자 내 라디컬을 함유하고 있어 polyhydroxy 방향족 화합물, 방향족 아민류 등에 의해 환원되며 이때 radical이 소거되어 짙은 자색이 탈색되는 정도를 흡광도를 이용하여 측정한다.
각 버섯 시료의 베타글루칸 함량은 Megazyme Kit(Mushroom and Yeast β-glucan Assay Procedure KYBGL)을 이용하여 분석하였다.
각 버섯시료는 열풍건조한 후 건조시료 5g을 시료의 20배(V/W)의 증류수 100 mL을 가하여 60°C 열풍건조기에서 24시간 추출하였으며, 70% 발효주정 100 mL을 가하여 실온에서 24시간 추출하였다.
1mL을 넣고 10초간 혼합한다. 그리고 빛을 차단한 상태에서 30분간 상온에서 반응시킨 뒤 517 nm의 파장에서 흡광도를 측정하였고, 이를 첨가구와 비첨가구의 흡광도(Varioskan LUX, Thermo Fisher Scientific, USA)를 백분율(%)로 나타내었다.
각 버섯시료는 열풍건조한 후 건조시료 5g을 시료의 20배(V/W)의 증류수 100 mL을 가하여 60°C 열풍건조기에서 24시간 추출하였으며, 70% 발효주정 100 mL을 가하여 실온에서 24시간 추출하였다. 모든 버섯추출은 3반복으로 행하였다. 추출액은 원심분리하여 흡입 여과하였으며, 여과액을 회전감압농축기(EYELA, Japan)를 이용하여 농축하였다.
16 mL을 첨가하고 잘 혼합한 뒤에 45분 간 암반응 시킨 후 750 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. 시료에 포함된 총 폴리페놀 함량은 gallic acid의 표준곡선(Y=0.0047X+0.0402, R²=1.00)에 시료의 흡광도 측정값을 대입하여 농도를 결정하였다.
이 반응액에 GOPOD reagent Enzyme (Glucose oxidase plus peroxidase)를 3mL넣고 40°C water bath에서 20분 간 반응시킨 뒤 510nm 파장에서 흡광도를 측정하여 total glucan 함량을 계산하였다.
측정된 total glucan과 α-glucan 흡광도는 glucose 용액 (1 mg/mL)을 GOPOD 시약과 반응시킨 반응액의 흡광도를 이용하여 www.megazyme.com 홈페이지의 Mega-Calc 함량 계산식을 참고하여 함량(%, w/w)값으로 계산하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 약용버섯류는 한국과 중국에서 재배한 버섯류로서 노루궁뎅이(H. erinaceus), 동충하초(C. militaris), 영지(G. lingzhi)이다. 중국의 노루궁뎅이, 동충하초, 영지는 중국 현지시장, 중국버섯전시회(The 12th Chinese Mushroom Days Zhangzhou, Fujian Province, China) 등을 포함하여 중국 현지의 여러 경로를 통해 최대한 많은 시료와 양을 확보하여 시험에 사용하였으며, 한국산 버섯류들은 국립원예특작과학원 버섯과에서 보유 중인 버섯자원들을 이용하였다.
lingzhi)이다. 중국의 노루궁뎅이, 동충하초, 영지는 중국 현지시장, 중국버섯전시회(The 12th Chinese Mushroom Days Zhangzhou, Fujian Province, China) 등을 포함하여 중국 현지의 여러 경로를 통해 최대한 많은 시료와 양을 확보하여 시험에 사용하였으며, 한국산 버섯류들은 국립원예특작과학원 버섯과에서 보유 중인 버섯자원들을 이용하였다.

이론/모형

아질산염 소거능은 Gray와 Dugan (1975)의 방법으로 측정하였다. 1 mM NaNO₂ 0.
총 폴리페놀함량은 Folin-Denis (1912) 방법에 의하여 측정하였다. 각 버섯 추출물 0.

성능/효과

4%, 39%로 나타났다. 70% ethanol 추출물에서 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지는 각각 1.9%, 5.1%, 37.1% 이었으며, 중국산 동일버섯류에서는 43.7%, 22%, 13.1%로 나타났다. 중국에서 재배한 노루궁뎅이의 열수추출물이 약간 높은 경향을 보였으나, 동충하초와 영지는 한국품종이 높은 경향을 보였다.
5%로 나타났다. 70% ethanol 추출물에서 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지는 각각 42%, 48.1%, 73.1% 이었으며, 중국산 동일버섯류에서는 1.1%, 8.7%, 71.8%로 나타났다. 열수추출물과 70% ethanol추출물에서 한국산 노루궁뎅이와 동충하초의 항산화능력은 중국산에 비하여 월등히 높았으나, 영지에서는 두 재배국가 간의 큰 차이는 없었다.
0 mg GAE/g이었다. 70% ethanol 추출물에서는 열수추출물의 함량과는 반대로 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 중국산에 비하여 다소 낮은 총 폴리페놀 함량을 보였으나, 영지의 경우는 한국산이 높은 함량을 나타냈다. 전체적으로 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물에서 높은 총 폴리페놀 함량을 보였으며, 영지의 경우는 70% ethanol 추출물에서 더 높은함량치를 나타냈다.
한국과 중국에서 재배한 약용버섯인 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 열수추출물과 70% ethanol 추출물에 대해서 DPPH 라디컬 소거능, 아질산 소거능, 총 폴리페놀 함량,베타글루칸 함량을 비교하기 위하여 측정하였다. DPPH라디컬 소거능은 열수추출물과 70% ethanol추출물에서 한국산 노루궁뎅이와 동충하초가 월등히 높았으며, 추출 용매별로 비교하였을 경우, 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물의 항산화효능이 높았다. 아질산염 소거능의 경우, 한국산과 중국산 영지의 열수추출물에서 각각 41%와 39%로 나타나 70% ethanol 추출물에 비하여 높았다.
한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 중국산에 비하여 다소 높은 총 폴리페놀 함량을 보였으나, 영지의 경우는 중국산이 높은 함량을 나타냈다. 또한 70% ethanol 추출물에서 한국에서 재배한 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 총 폴리페놀 함량은 35 mg GAE/g, 3.8mg GAE/g, 22.4 mg GAE/g이었으며, 중국버섯류는 3.75mg GAE/g, 5.25 mg GAE/g, 21.0 mg GAE/g이었다. 70% ethanol 추출물에서는 열수추출물의 함량과는 반대로 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 중국산에 비하여 다소 낮은 총 폴리페놀 함량을 보였으나, 영지의 경우는 한국산이 높은 함량을 나타냈다.
총폴리페놀 함량은 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물에서 높은 함량을 보였으며, 영지의 경우는 70% ethanol 추출물에서 더 높은 함량치를 나타냈다. 베타글루칸 함량은 한국산 동충하초가 45.11%를 보이며 가장 높았으며, 영지 역시 중국에서 재배한 것에 비하여 높은 함량을 나타냈다. 노루궁뎅이는 중국산이 한국산에 비하여 높은 베타글루칸 함량을 보였다.
,2010). 본 연구의 열수추출물에서 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 DPPH 라디컬 소거능은 각각 50.8%, 49.8%, 77.1% 이었으며, 중국산 동일버섯류에서는 16.5%, 13.1%, 77.5%로 나타났다. 70% ethanol 추출물에서 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지는 각각 42%, 48.
2와 같다. 열수 추출물에서 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 아질산염 소거능은 각각 3.2%, 13.4%, 41% 이었으며, 중국산 동일버섯류에서는 11.6%, 8.4%, 39%로 나타났다. 70% ethanol 추출물에서 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지는 각각 1.
3과 같다. 열수추출물에서 한국에서 재배한 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 총 폴리페놀 함량은 4.75 mg GAE/g, 7.75 mg GAE/g, 16.75 mg GAE/g이었으며, 중국버섯류는 3.33 mg GAE/g, 7.25 mg GAE/g, 17.33mg GAE/g 이었다. 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 중국산에 비하여 다소 높은 총 폴리페놀 함량을 보였으나, 영지의 경우는 중국산이 높은 함량을 나타냈다.
,2015). 영지 균주별 자실체 및 동충하초, 상황버섯의 베타글루칸 함량을 비교분석한 연구결과에 의하면 동충하초의 베타글루칸 함량은 25.82%로 영지 균주별 자실체의 베타글루칸 함량이 15~20% 나타난것에 비하여 높은 함량을 나타냈다. 또한 동충하초가 상황버섯에 비하여 높은 베타글루칸 함량을 나타낸다고 보고했다(Cho et al.
70% ethanol 추출물에서는 열수추출물의 함량과는 반대로 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 중국산에 비하여 다소 낮은 총 폴리페놀 함량을 보였으나, 영지의 경우는 한국산이 높은 함량을 나타냈다. 전체적으로 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물에서 높은 총 폴리페놀 함량을 보였으며, 영지의 경우는 70% ethanol 추출물에서 더 높은함량치를 나타냈다. 폴리페놀은 식물계에 널리 분포되어 있는 2차 대사산물로서 분자 내 –OH기를 가지고 있기 때문에 전자를 공여할 수 있어 인체 정상세포를 공격하는 유리 라디컬(ROS, OH, NO)의 산화작용을 억제, 소거하여 항염증, 항암 및 항균작용 등의 효과를 나타낸다고 알려져 있다(Lee et al.
중국에서 재배한 노루궁뎅이의 열수추출물이 약간 높은 경향을 보였으나, 동충하초와 영지는 한국품종이 높은 경향을 보였다.
아질산염 소거능의 경우, 한국산과 중국산 영지의 열수추출물에서 각각 41%와 39%로 나타나 70% ethanol 추출물에 비하여 높았다. 총폴리페놀 함량은 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 열수추출물에서 높은 함량을 보였으며, 영지의 경우는 70% ethanol 추출물에서 더 높은 함량치를 나타냈다. 베타글루칸 함량은 한국산 동충하초가 45.
중국에서 재배한 노루궁뎅이의 열수추출물이 약간 높은 경향을 보였으나, 동충하초와 영지는 한국품종이 높은 경향을 보였다. 하지만 70% ethanol 추출물에서 중국산 노루궁뎅이, 동충하초의 아질산염 소거능은 한국산에 비하여 월등히 높았으나, 한국산 영지의 아질산염 소거능은 중국산에 비하여 월등히 높았다. 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 추출용매에 관계없이 아질산염 소거능이 크게 차이가 나지 않았으나, 중국산의 경우 70% ethanol 추출물에서 아질산염 소거작용이 큰 것으로 나타났다.
한국 및 중국산 약용버섯류의 베타글루칸 함량은 Table 1과 같다. 한국산 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 베타글루칸 함량은 각각 16.94%, 45.11%, 31.62% 이었으며, 중국산 버섯류는 노루궁뎅이가 30.8%로 가장 높았으며, 동충하초와 영지는 24.7%, 25.6%로 비슷한 함량을 나타냈다. 흥미롭게도 한국산 동충하초가 다른 버섯류에 비하여 월등히 높은 베타글루칸 함량을 보였으며 영지 역시 중국산 영지보다 높은 베타글루칸 함량을 나타냈다.
33mg GAE/g 이었다. 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 중국산에 비하여 다소 높은 총 폴리페놀 함량을 보였으나, 영지의 경우는 중국산이 높은 함량을 나타냈다. 또한 70% ethanol 추출물에서 한국에서 재배한 노루궁뎅이, 동충하초, 영지의 총 폴리페놀 함량은 35 mg GAE/g, 3.
하지만 70% ethanol 추출물에서 중국산 노루궁뎅이, 동충하초의 아질산염 소거능은 한국산에 비하여 월등히 높았으나, 한국산 영지의 아질산염 소거능은 중국산에 비하여 월등히 높았다. 한국산 노루궁뎅이와 동충하초는 추출용매에 관계없이 아질산염 소거능이 크게 차이가 나지 않았으나, 중국산의 경우 70% ethanol 추출물에서 아질산염 소거작용이 큰 것으로 나타났다. 영지의 경우는 한국산과 중국산의 열수추출물에서 각각 41%와 39%로 나타나 70% ethanol 추출물에 비하여 높았다.

후속연구

노루궁뎅이는 중국산이 한국산에 비하여 높은 베타글루칸 함량을 보였다. 위와 같은 결과로부터 각각의 버섯류에 맞는 최적의 용매를 사용해야 최대의 유효성분을 추출할 수 있다고 사료된다. 본 연구에서 사용한 노루궁뎅이, 동충하초, 영지가 한국 및 중국에서 재배되는 버섯의 대표성을 나타내기에는 부족하나 이러한 연구결과를 토대로 더 많은 비교샘플을 확보하여 약용버섯류에 대한 기능성 평가를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
(2006)의 연구결과에서는 민자주방망이버섯의 경우 총 폴리페놀 함량이 열수추출물에 비하여 에탄올 추출물에서 더 높았다고 보고하고 있다. 이처럼 버섯류에 따라서 최적의 추출 방법 및 용매선정이 우선되어야 보다 더 정확한 기능성 및 약용성분의 효능을 평가할 수 있으리라 사료된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	버섯은 어떠한 식품으로 사용 되었는가?	버섯은 예로부터 인류에게 중요한 식량원으로 사용되어져 왔을 뿐만 아니라 귀중한 약재로도 사용되어 왔다. 오늘날 버섯은 수많은 연구들로부터 식품 및 약용으로서의 가치가 밝혀짐에 따라 그 수요도 꾸준히 증가하고 있다(Barros et al.
	성인병과 같은 각종 질병들로 인하여 관심도가 높아진 식품은?	, 2013). 이러한 성인병에 대한 예방차원에서 다양한 생리활성을 가진 천연물에 대한 관심도 또한 높아지고 있으며 그 중에서 약용버섯류가 주목을 받고 있다.
	영지,상황버섯과 같은 버섯의 장점은?	, 2001). 특히, 영지, 동충하초, 차가버섯, 상황버섯의 추출물에는 폴리페놀과 플라보노이드 화합물의 함유량이 식용버섯에 비하여 많아 항산화 효과와 인체 암세포 성장억제 효과가 높다고 알려져 있고(Qi et al., 2013), Cho et al.(2015)에 의하면 상황버섯 및 영지 추출물에서 항당뇨 효능을 나타내는 PTP1B의 억제활성 및 α-amylase 저해작용을 나타낸다고 보고하였다. 노루궁뎅이는 polysaccharide 성분을 함유하고 있어 면역, 항암, 콜레스테롤 감소 및 역류성 식도염에 유효한 것으로 알려져 있다(Park et al.

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표제어: PCR

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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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