Qualities and Lignans Contents of Saururus chinensis Baill. Rhizome by Storage Methods

삼백초 근경의 저장방법에 따른 품질과 Lignans 함량 변화

Abstract

This study was carried out to investigate the qualities of Saururus chinensis Baill. rhizomes and it content of active ingredient accenting to the storage methods. As the storage period increased the rates of weight loss, rotten rhizomes and the number of sprouts increased. Refrigerator storage resulted in the lowest weight reduction and sprouts rates, while storage in soil-filled box in a store-house was most effective in reducing spoilage rate. Five lignans from rhizome were determined by HPLC Retention time ranged $18{\sim}36$ minutes and showed saucernetin sauchinone, manassantin A, saucerneol D, and manassantin B in that order. Regardless of storage methods, the lignan content was lower after 120 days than after 30 days of storage, and increased manassantin B, manassantin A, saucernetin sauchinone, and saucerneol D in that order.

저장방법에 따른 삼백초 생근경의 품질과 유효성분 함량의 변화를 조사하였다. 감모율과 부패율 및 맹아수는 저장기간이 경과할수록 증가하거나 많았다. 감모정도와 맹아수는 저온저장에서 가장 적었으며, 부패율은 창고 내 흙 충진 저장에서 낮았다. 삼백초 근경의 chromatogram상 각 성분의 머무름시간(RT)은 $18{\sim}36$분대로 saucernetin>sauchinone>manassantin A>saucerneol D>manassantin B의 순으로 나타났다. Lignans의 함량은 저장방법 모두 저장 후 30일에 비해 120일에 낮았으나, 저장방법간에는 차이가 없었고 manassantin B>manassantin A>saucernetin>sauchinone>saucerneol D의 순으로 함량이 높았다.

서 론

삼백초(Saururus chinensis Baill.)는 한방에서 청열(淸熱), 소종(消腫), 각기(脚氣), 황달(黃疸), 암종(癌腫), 소변불리(小便不和J), 신염(腎炎) 및 간염(肝炎) 등의 치료에 내복용이나외용으로 이용되고 있으며(1), 부원료로 최소량만을 사용할 수 있는 식물로 분류하고 있다(2). 삼백초의 주요성분은잎의 quercetin, quercitrin, isoquercitrfn, hyperin, 줄기의 tannin, rutin, 그리고 뿌리의 아미노산, 유기산, 당류 및 tannin 등이 보고되어 있다(3,4). 삼백초는 종자가 맺히지 않아 근경으로 영양번식을 하는데(5), 병충해에 강하여 무농약 재배를 할 수 있으며, 비교적 재배관리가 쉬운 작물 중의 하나이나 내한성이 약해 겨울철에 동해로 고사할 수 있다. 삼백초의 이용부위는 잎, 줄기 그리고 뿌리인데, 잎과 줄기는 탕전(湯前), 환(丸), 침주(沈酒)로 이용되며, 뿌리는밥, 김치 등 건강식 요리의 부재료 및 술, 차, 요구르트,녹즙 등의 다양한 용도로 이용되고 있다(6). 삼백초에 관한 연구는 성분(7-12)과 약리작용(13-16)이 대부분이며, 동절기의 삼백초 생근경 저장에 관한 연구는 전무한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 겨울철에 삼백초 생근경의 안정적인 저장과 저장방법별 품질 및 유효성분을 분석하여 고품질의 삼백초 생산을 위한 기초자료를 얻고자 하였다.

재료 및 방법

재료

본 시험은 충북농업기술원에서 재배한 2년생 제주 재래종 삼백초 근경을 2003년 11월 9일 굴취하여 굵기가 9±1 mm, 길이가 30 cm 정도의 근경을 정선하여 처리 당 1 kg씩그늘에서 24시간 경과 후 저장하였다.

저장방법

저장방법으로 하우스 내 움저장, 냉장고저장, 창고 내박스저장 및 창고 내 박스 흙 충진저장을 비교하였다. 삼백초 근경을 50×70 cm의 망사자루에 1 kg 씩 5자루를 100×90 cm의 큰 망사자루에 다시 넣어 포장하여 11월 10일부터 3월 10일까지 120일간 저장하였다. 하우스 내 움저장(이하움저장)은 50평 규모의 하우스 내에 60 W×70 L×100 H cm의 구덩이를 파고, 주위를 짚으로 두른 후 포장한 망사자루를 놓고 비닐로 덮은 후 흙으로 묻었다. 냉장고 저장(이하 저온저장)은 40×57 cm 크기의 비닐지퍼백으로 근경을 포장하여 실험실 내의 0~5°C 냉장고(CRF-1763D, 삼성전자)에 저장하였다. 창고 내 박스저장과 창고 내 흙 충진 저장은 샌드위치 판넬 10평 규모의 창고 내에 바닥을 비닐로 깔고, 그 위에 다시 보온덮개 2겹을 깐 후 40 W×50 L×30 H cm의 종이박스에 저장하였다. 창고 내 박스저장은 비닐지퍼백에 삼백초 근경을 넣고 다시 박스로 포장하여 보온덮개로 덮은 후 저장하였다. 창고 내 흙 충진 저장은 종이박스 안을비닐로 가장자리를 두른 후 수분 90%의 흙을 넣고 삼백초근경 5 kg을 넣고 흙을 다시 넣어 근경이 묻히게 하여 포장한 후 보온덮개로 덮은 후 저장하였다.

물리적 품질조사

시료의 품질조사는 12월 10일부터 3월 10일까지 30일 간격으로 조사하였다. 저장의 온도와 습도를 자동온습도계(Thermo Recorder TR-72S, T&D Co., Japan)를 설치하여 1시간 간격으로 측정하였다. 근경의 중량 감모율과 부패율은 전자저울(TS2KK, Ohaus Co., USA)을 사용하여 측정하였는데, 저장 전 중량에 대한 감모중과 부패 근경의 중량을백분율로 환산하였다. 맹아수는 30일 간격으로 근경 kg 당맹아가 출현한 개수를 합하여 표시하였다. 경도는 생체시료를 Texture analyzer(TA-XT2, Stable Micro System Co., England)로 2 mm 직경의 plunger를 5 mm/sec의 속도로 10 mm까지 침투시키는데 요구되는 평균 저항 값을 kg_f로 표시하였다.

유효성분 분석

HPLC(Waters pump 515 system, UK)로 분석하였으며, column은 Xterra(4.6×150mm, lignan 분석)를 사용하였다. 이동상은 50 mM NaH₂PO₄와 Acetonitrile을 grdient mode(62→38% within 35 min)로 흘려주었고, flow rate는 1 µL/min, injection volumn은 20 µL의 조건으로 분석하였다. 검출은 2996 PDA detector를 이용하여 210 nm에서 실시하였다. Lignan은 정량용 flavcmoid의 표준품 1 mg을 1 mL의 MeOH 용액에 용해하고 이것을 MeOH로 희석하여 1,000, 500, 100, 20 ug/mL로 만들어 검량선용 표준용액으로 하여 HPLC를 실시하여 검량선을 작성하였다(Table 1).

Table 1. The operating condition of HPLC for the quantitative analysis of lignan

통계처리

시험결과는 PC용 통계팩키지인 MYSTAT를 이용하여 분석하였으며, 저장방법간 차이의 유무는 Duncan’s multiple range test를 사용하여 분석하였다(17).

결과 및 고찰

온도 및 습도 변화

저장기간 동안의 평균온도는 움저장(UGS)이 8.5-13.2& deg; C로 가장 높았으며, 창고 내 흙 충진 저장(PBS)과 창고 내 박스 저장(PEP)은 -0.3~9.7°C로 온도차가 컸다. 저 온저장(PEL)은 1.5 ~3.6°C로 온도가 비교적 일정하였다. 저장기간 중 평균온도는 11월 10일부터 12월 9일까지 저장 초기에 가장 높았으며, 1월 10일에서 2월 9일의 저장기간에서 가장 낮았다(Table 2).

Table 2. Average temperatures in storage location from November 10, 2003 to March 10, 2004. during storage in rhizomes of Saururus chinensis

저장방법별 최고와 최저온도를 비교한 결과는 표 3과 같다. 최고온도는 움저장(UGS)이 15.2°C이었으며, 최저온도는 창고 내 흙충진 저장(PBS) 과 창고 내 박스 저장(PEP)에서 각각 -1.4°C와 -1.6°C이었다. 최고와 최저온도 간의 온도차는 저온저장(PEL)이 가장 적었으며, 창고 내 흙 충진저장(PBS)과 창고 내 박스 저장(PEP)에서 온도의 차이가 가장 컸다.

삼백초 근경 저장방법별 온도 변화는 움저장(UGS)이 5.6~15.2& deg; C로 가장 높았고, 창고 내 흙충진 저장(PBS)과 창고 내 박스 저장(PEP)에서는 -1.6~10.1°C로 차이가 없었으며, 저온저장(PEL)은 5°C 내로 일정하였다(Fig. 1).

Table 3. Maximum and minimum temperatures in rhizomes of Saururus chinensis during storage

Fig. 1. Change of mean daily temperature in storage location during storage in rhizome of Saururus chinensis.

저장기간 중의 습도 변화는 창고 내 흙 충진 저장(PBS)은 저장기간이 경과할수록 낮아지는 경향을 보였으나, 움저장(UGS), 저온저장(PEL) 및 창고 내 박스 저장(PEP) 모두 99% 수준으로 일정하였는데(Table 4), 이는 이들 저장방법이 비닐로 포장하였기 때문으로 판단한다.

Table 4. Mean value of daily relative humidities in storage location during storage in rhizomes of Saururus chinensis

감모율 변화

삼백초 생근경의 감모정도는 창고 내 흙 충진 저장(PBS)을 제외한 모든 저장방법에서 저장기간이 경과할수록 증가하는 경향이었다. 감모정도는 어느 저장에서나 6% 이내로크지 않았는데, 이는 어느 저장방법에서나 습도가 충분한 결과로 생각된다. 감모정도는 움저장(UGS)이 가장 컸는데, 60일 이후 증가폭이 컸으나, 창고 내 흙 충진 저장(PBS)은 감모정도가 적었다. 저장기간 간에는 저장 30일 정도에서 다시 증가하였다가 60일 이후 다시 감소하는 경향이었다(Fig. 2).

Fig. 2. Weight loss rate of Saururus chinensis rhizome according to the storage methods.

감자를 3°C의 저온으로 저장하면 저장감자의 비중이 크게 변화하지 않는데, 이는 고형물이 수분과 같은 비율로 감소하기 때문이며 저장 온도를 0°C 부근으로 더욱 내리면발아 및 호흡작용의 억제로 자체 영양분의 손실을 더욱줄일 수 있다고 하였다(18). 또한, 감자의 왜축현상은 저장고내의 관계습도를 80~90%로 유지함으로써 방지할 수 있다고 하였다(19).

본 시험 결과에서도 비닐로 포장하고 저장온도가 3.3°C 의 온도차를 보인 저온저장(PEL)에서 감모율이 적었던 것은 저장 삼백초 생근경을 비닐로 포장하여 공기와의 접촉이 되지 않았고, 저온저장으로 인한 발아 및 호흡작용의 억제로 자체 영양분의 손실이 적었던 보고(18)와 유사한 결과이었다.

부패율 변화

저장방법별 부패율 변화는 Fig. 3과 같다. 30일 이후 부패가 시작되어 저장기간이 경과할수록 증가하는 경향을 보였으나, 다른 영양번식 작물인 지황(20), 생강(21) 및 감자(22)에 비해 부패가 심하지 않았다. 부패율은 창고 내 흙 충진저장(PBS)에서 3.4%로 가장 낮았으나, 창고 내 박스저장(PEP)은 7.1%로 부패율이 가장 높았다. 창고 내 흙 충진저장(PBS)에서 부패율이 낮았던 것은 흙이 근경의 수분 및 호흡에 의한 손실을 어느 정도 방지하는 효과로 작용한 결과로 생각된다. 삼백초는 근경을 이용하여 번식하는 영양번식 작물이나, 어느 정도의 부패는 부패 부위를 절단하면 이용할 수 있어 큰 문제는 없다.

감자의 경우 저장 중 손실의 원인은 수분 및 호흡에 의한 손실, 발아에 의한 손실, 병원균의 침입에 의한 부패 손실로 구분되나 가장 크게 영향을 주는 것은 부패에 의한 손실이라고 하였다(23).

Fig. 3. Spoiled rate of Saururus chinensis rhizome according to the storage methods.

맹아수 변화

저장방법별 맹아수는 Fig. 4와 같다. 저장기간이 경과할수록 맹아수는 증가하였다. 저장 120일 후의 맹아수는 온도의 변화가 0~5°C로 가장 적었던 저온저장(PEL)에서 6.1 개/kg로 가장 적은 반면, 창고 내 흙 충진 저장(PBS)과 창고 내 박스저장(PEP)에서 76.5~64.8개/kg로 가장 많았다. 맹아가 되면 품질이 떨어지므로 맹아가 거의 없었던 저온저장(PEL) 방법이 가장 알맞을 것으로 생각된다.

Fig. 4. Number of sprouts of Saururus chinensis rhizome according to the storage methods.

경도변화

삼백초 생근경의 경도는 저장기간이 경과할수록 감소하였다. 창고 내 박스저장(PEP)에서 경도가 가장 높았다가 감소하였으며, 창고 내 흙 충진 저장(PBS)에서 가장 낮았다. 어느 저장에서나 저장 60일후에 감소 폭이 컸다. 창고 내박스저장(PEP)는 1,352 kg_f에서 993 kg_f로 359 kg_f가 감소하여 가장 높았으며, 저장 60일까지 가장 높았다가 감소하였다. 움저장(UGS)는 1,203 %에서 975 kg_f로 228 kgd가 감소하였다. 저온저장(PLE)와 창고 내 흙 충진저장(PBS)는 각각 170 kg_f와 169 kg_f가 감소하여 가장 낮았으며, 창고 내흙 충진 저장(PBS)은 저장 30일부터 계속 낮은 경향이었으나, 저장 120일에는 차이가 없었다(Fig. 5). 이는 삼백초생근경을 비닐 포장하면 저장기간 동안 외부와의 단절로호흡에 의한 자체 영양분을 소모하여 조직의 연화작용에 의해 경도가 감소한 결과로 판단된다.

저장 중 감자의 경도변화가 수확직후 감자는 curing을 하는 동안 표피의 cork층 형성으로 과피가 두꺼워져 경도가 증가하나, 저장기간이 경과함에 따라 호흡에 의한 자체 영양분의 소모로 인한 왜축현상이 일어나 다시 감소하는 경향을 보였다는 결과(24)와 비슷하였다.

Fig. 5. Hardness of Saurums chinensis rhizome according to the storage methods.

Lignan 성분의 HPLC chromatogram

삼백초 근경의 chromatogram상 각 성분의 머무름 시간(RT)은 Fig. 6에서와 같이 18~36분대에서 나타났다. Saucemetin이 가장 빠른 18분대, sauchinone이 22분대에서 나타났다. Manassantin A는 31분, saucemeol D는 33~34분, 그리고 manassantin B는 가장 늦은 36분대에 나타났다.

Fig. 6. HPLC chromatogram of rhizome in Saururus chinensis.

Lignan 함량 변화

저장방법별 lignan 함량 변화는 Table 5와 같다. 어느 저장에서나 저장 후 30일에 비해 120일에 낮아지는 경향을 보였으나, 저장 후 60일과 90일에서는 Hgnans 관련물질별 일정한 경향이 없었다. Lignan 함량은 manassantin B가 가장 많았다. 다음으로 manassantin A이었으며, sauceretin와 saucemeol D는 118~226 mg/100g로 비슷하였으며, sauchinone은 49~82 mg/100g로 lignan 물질 중 가장 적었다.

Table 5. Lignans contents of Saururus chinensis rhizome according to the storage methods

요 약

저장방법에 따른 삼백초 생근경의 품질과 유효성분 함량의 변화를 조사하였다. 감모율과 부패율 및 맹아수는 저장기간이 경과할수록 증가하거나 많았다. 감모정도와 맹아수는 저온저장에서 가장 적었으며, 부패율은 창고 내 흙 충진저장에서 낮았다. 삼백초 근경의 chromatogram상 각 성분의 머무름시간(RT)은 18~36분대로 saucemetin> sauchinone> manassantin A> saucemeol D> manassantin B의 순으로 나타났다. Lignans의 함량은 저장방법 모두 저장 후 30일에 비해 120일에 낮았으나, 저장방법간에는 차이가 없었고 manassantin B> manassantin A> saucemetin> sauchinone> saucemeol D 의 순으로 함량이 높았다.