초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
가. 마타리 재배 생산기술 개발 및 우량 계통선발
1) 마타리 자원수집 분류
국내 자생 partinia속 식물은 마타리(P. scabiosaefolia), 금마타리(P. saniculaefolia), 돌마타리(P. rupestris) 및 뚝갈(P. villosa)이 분포하는 것으로 조사되었다. 마타리와 뚝갈은 국내 전역에 분포되며, 돌마타리는 석회암지대의 바위틈에 분포하고 금마타리는 오대산일대에서 발견되었다.
강원, 충북, 전북 등 산줄기의 끝

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
가. 마타리 재배 생산기술 개발 및 우량 계통선발
1) 마타리 자원수집 분류
국내 자생 partinia속 식물은 마타리(P. scabiosaefolia), 금마타리(P. saniculaefolia), 돌마타리(P. rupestris) 및 뚝갈(P. villosa)이 분포하는 것으로 조사되었다. 마타리와 뚝갈은 국내 전역에 분포되며, 돌마타리는 석회암지대의 바위틈에 분포하고 금마타리는 오대산일대에서 발견되었다.
강원, 충북, 전북 등 산줄기의 끝자락에 주로 많이 군락을 보이는 마타리 외에 돌마타리 2점, 금마타리 1점 및 뚝갈 5점을 포함하여 모두 20여점의 자원을 수집하였다.
2) 우량 계통선발 및 생산력검정
실생 모집단을 양성하여 우량계체를 선발하였으며 근경을 분주하는 영양번식을 이용하여 영양계통을 하였다. 이들 영양에 대한 생산력검정을 실시한 결과 PS 0202, PS 0204, PS 0209, PS0212 등이 유망한 계통으로 평가되었다.
3) 마타리 안전다수확 재배기술 개발
마타리의 발아 최저온도는 15℃였으며 최적온도는 25~30℃이었다. 육묘이식 재배를 위하여 온실조건에서 육묘시 파종후 30~40일에 지상부의 급격한 신장을 보였고 근부는 40~50일에 생장율이 컸다.
2년생 근수량을 기준으로 볼 때 30일 묘가 좋았으나 1년생은 40일 묘에서 근수량이 많았다. 포장에 직파재배하는 경우 입모상태가 불균일하여 차이를 인정할 수 없었으나 5월하순이 다소 높은 수량을 보였다. 육묘이식재배의 경우 1, 2년생 묘주 5월상~중순 정식이 좋았다.
재식밀도는 1년생에서는 50x25cm로 소식했을 때 지상부생육과 근수량면에서 좋았으나 2년생의 경우는 50x10 또는 50x15cm로 밀식했을 때 수량이 높았다. 마타리는 야생식물이므로 시비반응이 다소 둔감한 편이었으나 1년생과 2년생 모두 10a당 질소 15kg 수준까지 증가하였다. 2년생 이후 추대 개화하는데 꽃대제거에 의한 수량증대 효과가 현저하였다.
마타리의 엽병이나 줄기는 삽목시 발근하지 않았으며 지하경에 의한 분주방법으로 번식할때 12배의 증식이 가능하였다.
4) 수확 및 건조
실생을 재배하년 2년생부터 개화하며 생육연수가 경과할수록 근장과 근수가 많아지고 뿌리수량이 증가하였다. 뿌리의 성분 변화를 조사한 결과 3, 4-DHBA는 3년생, caffeic acid는 2년생, chlorogenic acid는 1년생에 많이 함유하였다.
기계화 수확의 생력효과는 경운기 부착 진동굴취기 이용시 63%, 트랙터부착 다목적 근수확기는 70%였다. 생근의 건조는 원적외선 건조시 건조가 빨랐으며 수분함량 30%로 건조하는데 열풍건조는 15일이 소요되었다.
나. 마타리 추출물의 성분평가 및 건강식품 개발 연구
1) 마타리 추출물의 성분평가 및 품질관리
가) 마타리 추출물의 성분평가 기준 확립
마타리 추출물의 성분평가를 위한 지표물질을 확립하기 위하여 마타리 추출물에 대한 TLC를 실시한 결과 마타리 추출물에는 phenolic compound와 saponin 계통의 물질이 많이 포함되어 있는 것으로 확인되었다.
마타리 추출물을 용매추출 방법에 의해 dichloromethane층, ehtylacetate층, butanol 층으로 나누고 용매추출 결과 나온 분획들을 silica gel과 sephades LH-20을 충진한 column을 사용하여 chromatography를 실시한 결과 얻어진 분획들을 대상으로 preparative HPLC를 실시하여 물질을 분리하였다. 분리된 물질을 대상으로 TLC 및 HPLC 등을 활용하여 대조물질과 비교 분석한 결과 마타리 추출물에는 3.4-dihydroxybenzoic acid, caffeic acdi와 chlorogenic acid 등의 물질이 상당량 함유되어 있는 것이 확인되었다.
여러 종류의 마타리 추출물에서 HPLC 및 TLC 분석을 실시하여 그 섯ㅇ분을 비교하면서 함량이 적절하고 효능에 영향을 줄 수 있는 성분을 검색한 결과 chlorgenic acid 와 caffeic acid가 품질관리에 가장 적절한 것으로 평가되었다. 따라서 지표물질을 chlorogenic acid와 caffeic acid로 결정하였다.
나) 생육환경 및 식물체 부위별 성분차이
마타리를 1년생, 2년생, 3년생으로 나누어 봄과 가을에 수확하여 건조한 뿌리의 추출물을 농축하고 동결 건조한 다음 모든 시료를 대상으로 HPLC를 이용하여 지표물질의 함량을 비교한 결과 다년생 마타리는 1년생이나 2년생에서 활성에 영향을 주는 caffeic acid와 chlorogenic acid의 함량이 높은 것을 확인하였다. 특히 chlorogenic acid는 봄에 채취하는 것보다 가을에 채취하는 원료에서 함량이 높았다. 따라서 마타리는 1년생이나 2년생을 가을에 채취하여 원료를 사용하는 것이 가장 바람직하다는 결론을 얻었다.
마타리를 잎, 줄기, 뿌리 등으로 나누어 추출한 후 성분을 분석한 결과 chlorogenic acid의 경우 특히 줄기에서 함량이 낮았으며, caffeic acid는 뿌리에서 함량이 높았다. 따라서 마타리는 뿌리가 우수한 원료임을 알 수 있었다.
마타리를 강원도 홍천과 태백 부근에서 채취한 것을 대상으로 지표성분의 함량을 비교하였다. 3,4-dihydroxybenoic acid 및 chlorogenic acid의 함량 차이는 별로 없었으나 caffeic acid의 함량은 0.5% 정도의 차이를 보였다. 이러한 차이는 샘플채취시 Pool의 개념으로 극복될 수 있다고 판단되며, 지표물질이 확립되었으므로 추출물의 품질을 관리하는데 기초적인 자료가 될 것으로 생각된다.
이상의 분석결과를 토대로 할 때 마타리는 생육조건이나 생육단계에 따라 지표성분의 편차가 큰 것으로 확인되었다. 따라서 제품화를 위해서는 가급적 pool 개념을 도입하여 원료를 확보하고 추출물을 제조하는 것이 바람직하다고 판단된다.
2) 마타리 추출물의 기능성 연구
마타리 추출물의 기능을 규명하기 위하여 여러 가지 문헌과 예비실험들을 통하여 검토한 결과 간기능 개선효과 쪽에 초점을 맞추어 연구하게 되었다.
마타리 추출물의 기능을 규명하기 위하여 간기능 개선효과를 조사하기 위한 세포모델과 동물모델을 확립하였다.
확립된 세포모델과 동물모델에서 마타리 추출물의 효능을 조사한 결과 마타리 추출물이 간의 경화와 관련된 단백질의 발현을 억제하여 간의 경화를 막는다는 사실을 규명하였다.
3) 마타리 추출물의 활성을 이용한 건강식품 개발
마타리 추출물의 안전성을 조사하기 위하여 중금속함량을 조사한 결과 식품공전에서 규제하는 납(Pb)은 1ppm 수준으로 허용치인 2.0mg보다 낮아 안전함이 확인되었다.
마타리 추출물을 활용한 간기능 개선용 건강식품을 생산하기 위한 대량생산공정과정을 연구하여 품질유지를 위한 개별 공정의 최적 조건을 확립하였다. 이러한 조건하에서의 생산수율은 10.9%였다.
마타리 추출물의 기능을 강화하기 위하여 여러 부재료를 이용하여 성능을 개선한 결과 가장 좋은 formula를 확립하였다.
제품의 생산방안을 수립하기 위해 노력한 결과, 제형은 정제 type으로 하기로 결정하고 포장은 PTP포장이 습기를 막는데 합리적이라는 결론을 얻었다.
동물실험 결과 임상에서의 하루 섭취량은 2.000mg 수준으로 1회 2정씩 (500mg x 2정) 2회를 복용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
위의 연구 결과들에 따라 마타리 추출물을 핵심원료로 하는 건강보조식품의 조성을 결정하였고 시제품을 OEM 방식으로 생산하였다.
2. 연구개발결과 활용에 대한 건의
선발계통은 영양계이므로 증식하여 품종보급이 가능하며 이식재배를 위한 육묘방법, 적정육묘일수, 정식시기, 재식밀도, 시비량 등 재배법은 금후 재배농가에 지도 보급이 가능하며 분주방법은 육종품종 증식에 응용될 수 있습니다.
본 연구를 통하여 기 출원한 국내특허를 등록하였고 2002년 하반기에 중국과 일본에 특허를 출원하였다. 이 기술의 사업화를 위하여 참여기업인 (주)메드빌에서 건강기능성 식품으로 등록을 추진하고 내년 상반기에 제품을 출시할 예정이다.

Abstract ▼

Subtitle : Studies on the Cultural Practices and High Yielding Line Selection of Patrinia scabiosaefolia
Patrinia scabiosaeifolia is a wild medicinal plant distributed in whole region of Korea. It was investigated that the extract of the plant have good liver protective effect in the pre-experime

Subtitle : Studies on the Cultural Practices and High Yielding Line Selection of Patrinia scabiosaefolia
Patrinia scabiosaeifolia is a wild medicinal plant distributed in whole region of Korea. It was investigated that the extract of the plant have good liver protective effect in the pre-experiment. This study was performed to establish the cultural practices and develop the high yielding line, so as to contribute to produce the row material for the health food.
1. It was investigated that partinia species distributed in Korea were P. scabiosaefolia, P. saniculaefolia, P. rupestris and P. villosa The two species P. scabiosaefoli and P. villosa were distributed in all the area, but P. rupestris was distributed at gaps of limestone and P. scabiosaefoli was discovered at Odae mountainous area.
Twenty collections of Patrinia, including two of P. rupestris, one P. saniculaefolia and fice of P. villosa were collected for plant resources in Kangwon, Chungbuk and Chunbuk province.
2. Superior lines were selected from the seedling population of gene pool and made the cloned lines using vegetative propagation. The result of yielding ability test, PS 0202, PS 0209 and PS 0212 were estimated as superior lines.
3. Minimum and optimum temperatures for germination were at 15℃ and 25~30℃, respectively. In case of raising seedling under greenhouse cultivation, aerial part was grown rapidly ranged from 30 days to 40 days after sowing and underground part showed great growth rate ranged from 40 days to 50 days.
On the basis of two years old, 30 days seeding had better root yield, but 40 days seedling was preferable root yiedl in case of one year old. There was no difference culture at field, but a little showed high yielding toard the end of May. In case of transplanting cultivation of raising seeding, transplanting time was suitable for ranging from the beginning of May to the middle of May in one year old or tow years old seedlings.
The appropriate planting density was observed by 50x25cm distance in one year old plant but two years old one was showed by 50x15 or 50x20cm distance. The specres is because of native plant, fertilizing response was somewhat insensible but growth and root yield was increased by nitrogen level up to 15kg per 10a in one year old and two years old plant. So as the Patrinia comes into bloom from the second years, it was effective of yielding increase by elimination of floral axis. Petiole and stem of Patrinia did not root up, but was possible to propagate about ten fold by dividing method of underground root.
4. When it is cultivated with seedling, it comes into bloom from the second years, with the progress of the cultural periods, the length, the number, and the yields of the acid and chlorogenic acid highest in that of second year and first year of the cultivation, respectively. Labor saving effect of the mechanical harvesting was 63% in utilization of shaker-digger attaching to cultivator and 70% in multi-purpose root harvester attaching to the tractor. Far infrared radiation drying was faster to drty roots compared to hot air-drying methods which takes for 15 days to dry at 30% of moisture contents in roots.
Subtitle : Development of the method for the quality control and of the nutraceutical products usitn the extract from Patrinia scabiosaefolia
The purpose of this study was to analyse the chemical components and to examine the bio-function of Patrinia scabiosaefolia extract using the advanced scientific research the bio-function of Patrinia scabiosaefolia extract using the advanced scientific research tools, which can be used for the manufacturing of the health food. Especially the target of the health food using Patrinia scabiosaefolia extract is for the improvement of liver function.
1. Chemical analysis of the extracts revealed that phenolic compounds and saponins were major components in their quantity and the major phenolic compounds were chlorogenic acid (CLA), caffeic acid (CFA) and 3,4-dihydro-benzoic acid (DHBA).
2. The amounts of phenolic compounds in the leaves and roots showed higher than branches. There was no significant difference in the quantities of phenolic compounds between the places and harvest period.
3. Caffeic acid and chlorogenic acid were determined as a component for quality control on the bases of the results form the TLC and HPLC analysis in the relationship with the bio-functions.
4. The extracts were prepared in bench scale was analyzed in heavy metals. In results, and the amounts of heavy metals including Pb were in the safe ranges, much less than maximum recommendation.
5. From the repeated analysis of the various extract of Patrinia scabiosaefolia, it was verified that the extraction method in bench scales were well established.
6. Liver protective activity (anti-fibrosis activity) of the extract were investigated in the cell system and animal model. In addition, when the extract was administered to the DMN-induced liver damaged rats and galactosamine-induced model for 2 weeks, the liver damage was reduced in some how. Thus, the same conclusions in the bio-functions were made from in vitro and animal experiments. Thus, the scientific and technical based for the bio-functions might be enough to entering the market for product and promisinge the successful manufactruing and markeeting.
7. The fractions extracted with organic solvents were chemically anaylzed and examined of their bio-functions. Then, it was found that the dichloromethane and ethylacetate fraction had prominent anti-fibrosis activity than butanol fraction and water soluble residue.
8. From the searches on the size and characteristics of markets, it was realized that the polulation of the liver disease is more than 10% of the population, but the effective medicine or the health food against liver disease have not been well developed yet.
Thus, a large niche market has been formed for the venture company.
9. In order to establish the proper manufacturing process the extraction method in bench scale wereapplied to the pilot scale. Then, the production yield of the extract was 10.9%.
10. Based on the above results, the extract could constitute as a major component of the food supplement (HepaPro). The remaining components were formulated on according to the product concept.
11. When HepaPro was administered to the galactosamine-induced liver damaged rats for 14 days, the GOT and GPT levels with the oral force feeding of HepaPro at the dose of 500mg/kg decreased to about 80% compared to the liver damaged rats.
12. It is expected that the manufacturing products of health food introduce to the market by Medvill Co., Ltd. in the next year.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 1. 연구개발의 필요성 ... 17
• 2. 연구목적 ... 18
• 3. 연구개발의 범위 ... 20
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 25
• 제1절 마타리 재배생산기술 개발 및 우량 계통선발 ... 25
• 1. 시험재료 및 방법 ... 25
• 가. 마타리 자원 수집 ... 25
• 나. 실생 집단양성 및 우량 계통 선발 ... 25
• 다. 재배기술 개발 ... 25
• 라. 수확 및 건조 ... 27
• 2. 시험연구 결과 및 고찰 ... 28
• 가. 마타리 자원 수집 분류 ... 28
• 나. 실생 모집단 양성 및 우량계통 선발 ... 32
• 다. 안전 다수확 재배기술 개발 ... 36
• 라. 수확 및 건조 ... 46
• 3. 적요 ... 48
• 제2절 마타리 추출물의 성분평가 및 건강식품 개발 연구 ... 51
• 1. 연구 수행방법 ... 51
• 가. 마타리 추출물의 성분평가 및 품질관리 ... 51
• 나. 마타리 추출물의 생리활성 연구 ... 55
• 다. 마타리 추출물의 제품화 연구 ... 59
• 2. 연구결과 및 고찰 ... 60
• 가. 마타리 추출물의 성분평가 및 품질관리 기준 확립 ... 60
• 나. 마타리 추출물의 생리활성 연구 ... 69
• 다. 마타리 추출물의 제품화 연구 ... 75
• 4. 적요 ... 84
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 86
• 1. 목표 달성도 ... 86
• 가. 마타리 재배생산기술 개발 및 우량 계통선발 ... 86
• 나. 마타리 추출물의 성분평가 및 건강식품 개발 연구 ... 87
• 2. 관련분야의 기여도 ... 88
• 가. 품종개발 및 재배기술 보급에 의한 효과와 부산물 이용 ... 88
• 나. 마타리의 기능성 및 제품화의 기여도 ... 88
• 다. 소득효과 분석 ... 89
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 90
• 1. 연구결과의 활용 ... 90
• 가. 품종개발 및 재배기술 보급 ... 90
• 나. 마타리 추출물의 특허출원 및 건강식품 생산판매 ... 90
• 2. 추가연구의 필요성 ... 91
• 제7장 참고문헌 ... 92
• 끝페이지 ... 95