한국산 재배작약(Paeonia lactiflora Pall.)에서 작약근의 주 활성물질로 평가되는 paeoniflorin과 albiflorin을 분리하였고. 국내 재배작약 10계통간에 paeoniflorin 과 albiflorin의 함량을 정량적으로 분석 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 한국산 재배작약으로 부터 silicagel column chromatography를 실시하여 paeoniflorin 과 albiflorin을 분리하였고, 그 화학적 구조를 분광학적 방법 $(UV,\;FT-IR,\;^1H{\cdot}^{13}C-NMR)$으로 확인 하였으며, HPLC 상대순도는 각각 98%, 93%였다. 2. 국내 재배작약 10계통의 paeoniflorin함량을 조사한 결과 $1.56%{\sim}4.04%$의 범위를 나타내었으며, 이들 중 의성 9호가 1.56%로 가장 낮았고, 밀양 4호가 4.04%로 가장 높은 양상을 나타내어 재배 계통간에 차이가 있음을 확인하였다. 3. 국내 재배작약 10계통의 albiflorin함량은 의성 4호가 0.04%로 가장 낮은 함량을 나타내었고, 풍기 27호가 1.98%로 가장 높아 계통간 차이가 뚜렸하였고, 조사된 10계통 중 풍기 계통은 $0.10%{\sim}1.98%$로 기타 계통보다 함량이 월등히 높았다.
Two monoterpene glucosides, paeoniflorin and albiflorin, in peony (Paeonia lactiflora) were purified from 70% ethanol extract of Paeoniae Radix by diethyl ether washing and n-butanol partition, acetone dissolution, and gradient preparative HPLC. After the whole course of purification, yield of paeoniflorin, albiflorin, and the sum of them were 75.0, 38.8, and 68.7%, respectively, together with the corresponding purity of 96.2, 93.8, and 96.0%.
백작약 및 적작약의 주산지로 알려져 있는 경북 의성지역 외 5개 지역에서 1999년에 재배된 작약뿌리를 현지에서 수집하여, 산지별로 작약의 지표물질로 알려진 paeoniflorin, albiflorin 및 benzoic acid의 함량을 조사하였다. 그 결과, 국내산 작약의 재배 지역별 paeoniflorin 함량은 경상북도 의성 지역의 백작약 2.06%로 가장 높았다. 산지별로는 경기도 광주지역의 적작약 1.52%이었으며, 전라북도 임실 지역에서 재배된 적작약이 1.33%로 가장 낮았다. Albiflorin의 함량은 경상북도 울진 지역의 적작약에서 2.04%로 가장 높게 나타났으며, 낮은 지역은 적작약에서 2.04%로 가장 높게 나타났으며, 낮은 지역은 경상북도 의성 지역과 전라북도 임실 지역의 적작약이 0.05%와 0.06%이었다. Benzoic acid의 함량은 경상북도 청도 지역에서 0.12%로 가장 높았으며, 경상북도 울진 지역이 0.01%로 가장 낮게 나타났다. Paeoniflorin, albiflorin 및 benzoic acid의 함량은 유사한 비례적인 상호관계를 나타내었으나, 경상북도 울진 지역의 1년근 적작약의 paeoniflorin 함량에 대한 albiflorin 함량의 비율은 타 지역과 달리 1.60 및 1.77로서 paeoniflorin에 비하여 albiflorin의 함량이 더 많았다.
본 연구는 작약의 재배지별 토양특성과 albiflorin, paeoniflorin 함량 간의 상관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. UPLC를 사용하여 직선성, LOD, LOQ, 정밀성, 정확성, 회수율을 평가하여 분석법을 검증하였다. 작약의 albiflorin 함량은 0.04 ± 0.00 ~ 2.79 ± 0.21%, paeoniflorin은 1.98 ± 0.14 ~ 6.67 ± 0.84%로 확인되었다. 또한 작약의 개체별 뿌리 중량을 조사한 결과, 0.06 ± 0.02 ~ 1.27 ± 0.28 kg로 지역별 차이를 확인하였다. 작약 재배지의 토양특성은 pH, 전기전도도, 유기물 함량, 질소전량, 유효인산, 치환성 칼륨, 치환성 칼슘, 치환성 마그네슘, 치환성 나트륨, 양이온치환용량 등을 분석하였다. 재배지 토양특성과 작약 뿌리 중량 간의 상관관계를 분석한 결과, 토양의 유효인산과 작약 뿌리 중량 간의 유의적인 정의 상관관계를 확인하였다. 또한 작약 뿌리 중량과 지표성분 함량 간의 상관관계를 분석한 결과, 작약 뿌리 중량은 지표성분인 albiflorin, paeoniflorin의 함량과 유의적인 부의 상관관계를 보이는 것을 확인하였다. 따라서 작약 재배에 있어 지표성분과 생산량을 동시에 증가시키는 재배법 개발에 유용한 정보를 제공할 것으로 판단된다.
4년생 의성작약을 재료로 하여 작약의 주 이용부위인 약근 외에 뇌두, 줄기, 잎과 같은 작약 식물체 각 부위로 시료를 구분하고, 또한 작약근의 경우 관행적 법제시 박피를 통해 제거되는 코르크층과 코르크층의 유 무에 따라 유피근 및 거피근으로 구분하여 각 시료에 함유된 작약 주요 생리활성 성분의 함량 분포를 검토한 결과 작약 식물체 부위별 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 각 함량은 뇌두가 뿌리보다 높은 양상을 나타내었다. 또한 기능성 물질로 평가되는 gallic acld 및 benzoic acid는 작약의 잎과 줄기에도 상당히 많은 양이 존재하였고, 특히 잎에는 paeoniflorln도 약 2.3%가 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 현재까지 번식용으로만 이용되어온 작약의 뇌두도 약재로서의 이용 가능성을 체계적으로 검토할 필요가 있을 것이며, 작약의 잎 및 줄기도 gallic acid 및 그 유도체들의 source가 될 수 있으므로 이들 부위의 이용성도 체계적으로 검토되어야 할 것이다. 한편 작약근에 함유된 유용 생리활성 성분들은 목부와 껍질부위의 코르크층에 함께 존재하였다 특히 albiflorin, gallic acid, benzoic acid 및 (-)-epicatechin 성분은 코르크층에 많이 존재하였고, 목부에 더 많은 양이 존재하는 성분은 paeoniflorin, (+)-taxifolin $3-O-{\beta}-D-glucopyranoside$ 및 (+)-catechin이었다. 결국 작약근 이용시 코르크층을 벗기면 albiflorin을 포함한 유용성분의 손실이 발생되고, phenol 성 물질의 분비로 외면의 갈변이 유도되므로 상품의 질을 떨어뜨리는 원인이 된다. 그러므로 작약근의 이용 시 거피를 하지 않는 것이 유용성분의 활용 면에서도 유리하고, 수치작업에 대한 노력이 감소되므로 경제적 측면에서도 유리한 것으로 평가된다.
작약근이 수확되어 적절한 조제과정을 거쳐 약품으로서의 생약재 작약이 가공되는 과정 중 약성을 가장 크게 변화시키는 수치 및 건조방법의 차이가 작약근 함유 생리활성 성분의 함량변화에 미치는 영향을 조사하기 위하여 4년생 의성작약의 뿌리를 이용하여 코르크층을 제거한 거피근과 코르크층을 제거하지 않은 유피근으로 가공하고, 유피근, 거피근 모두 상온 음건, $50^{\circ}C$ 화력건조, 수증건법 및 동결건조 방법으로 건조한 후 이들에 함유된 작약근 생리활성 성분의 함량을 검토한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 건조방법의 차이에 따른 paeoniflorin, albiflorin 및 (+)-taxifolin 3-O-$\beta$-D-glucopyranos의 함량은 상온 음건 조건의 건조법에서 가장 높은 양상을 나타내었고, 동결건조가 가장 낮은 함량을 나타내었다. 2. 건조방법에 따른 유피근과 거피근간의 paeoniflorin, albiflorin, (+)-taxifolin 3-O-$\beta$-D-glucopyranoside의 함량을 비교할 때 상온 음건을 제외한 모든 건조법에서 거피근의 함량이 더 높은 양상을 나타내었다. 3. gallic acid의 함량은 유.거피근 모두 $80^{\circ}C$ 수증건법이 가장 높은 함량을 나타내었고, 동결건조법이 가장 낮은 양상을 나타내었다. 4. benzoic acid의 함량은 gallic acid와 상반된 양상을 나타내어 동결건조법이 유.거피근 모두 가장 높았고, $80^{\circ}C$ 수증건법이 가장 낮은 양상을 나타내었다. 5. 건조방법에 따른 (+)-catechin 및 (-)-epicatech고 함량은 동결건조법이 다른 건조법보다 높은 양상을 나타내었다. 6. paeoniflorin, albiflorin, (+)-taxifolin 3-O--$\beta$-D-glucopyranoside, (+)-catechin 및 benzoic acid의 함량은 건조 및 처리 온도가 증가할 수록 감소하는 양상을 나타내었다.
한국산 재배작약 중 "의성 작약" (Paeonia lactiflora Pall.)을 대상으로 작약근의 주 활성물질로 평가되는 paeonilforin, albiflorin 및 5종의 phenolic compounds 함량의 생육년수별 변화양상을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 생육년수별 의성작약의 생근굵기는 1년생이 5.3mm, 2년생이 10.3mm, 3년생이 15.6, 4년생이 19.1mm로 뚜렷한 차이를 나타내어 생육년수에 따라 일정한 경향으로 생근의 굵기가 증가 하였다. 생육년수별 paeoniflorin, albifiorin, (+)-catechin 및 benzoic acid의 함량은 가는 뿌리인 1년생의 함량이 높았고, gallic acid, (+)-taxifo.in 3-O-${\beta}-D$ glucoside 및 (-) -epicatechin 함량은 굵은 뿌리인 $3{\sim}4$년생의 함량이 더 높았다. 의성작약에 함유된활성 물질 증 (-) -epicatechin을 제외한 paeoniflorin, albiflorin 및 phenolic compounds의 각 함랑은 껍질이 있는 유피근이 껍질을 제거한 거피근보다 전반적으로 높은 양상을 나타내었다.
주(主) 재배품종인 의성종과 영천종의 유효성분을 HPLC 및 TLC로 분석한 결과 주(主)성분인 paeoniflorin 함량은 의성종이 영천종보다 높으며 albiflorin과 oxypaeoniflorin의 함량을 두 재배종에서 비교하면 의성종은 albiflorin 함량이 많고 영천종은 oxypaeoniflorin의 함량이 많았다. 생산지에 따른 paeoniflorin의 함량차이는 2.15% 에서 4.08% 의 범위였고 의성과 거창의 것은 비슷하였으며 영천의 것이 가장 낮았다. 18종의 재배종들은 품종에 따라 다양한 paeoniflorin 함량 차이를 보이며 작약성분분석의 HPLC 크로마토그랍을 albiflorin, oxypaeoniflorin 및 paeoniflorin 피크를 기준으로 비교해본 결과 크게 3가지 패턴으로 분류할수 있었다. 이 세가지 유형은 의성종 패턴 9종, 영천종 패턴 4종 풍기표준종패턴 5종 이었다. 수확시기에 따른 작약의 paeoniflorin의 함량변화를 조사한 결과 3월과 9월에 수확한 것이 낮았으며 5월과 11월에 수확한 작약의 paeoniflorin 함량이 높았다.
The heat-mediated reflux apparatus extraction of Paeonia lactiflora Pall. has been widely used as a traditional extraction method. In this paper, the microwave apparatus extraction method of Paeonia Radix was performed and the active ingredients and functional constituents were compared with the reference extraction method. The most effective extraction condition of albiflorin using the microwave was 120℃ in 50% methanol, and paeoniflorin was maximally extracted at 60℃. The reduced level of paeoniflorin molecule at high-pressure and high-temperature extraction condition was caused by the molecular instability. Additionally, the microwave extraction of 50% methanol extracts at 150℃ showed the highest functional constituents determined by in vitro DPPH radical scavenging activity, polyphenol concentration, and tyrosinase inhibition assay. The microwave apparatus was adapted as a rapid, low-cost, and environmentally friendly method to extract active ingredients and the practical extraction conditions of Paeonia Radix can be used in industrial applications.
Kim, Juree;Choi, Jungwon;Kang, Sam Sik;Lee, Sanghyun
Journal of Applied Biological Chemistry
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제64권1호
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pp.13-17
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2021
Qantitative analysis of six compounds: (+)-catechin, benzoic acid, gallic acid methyl ester, paeonol, paeoniflorin, and albiflorin from Paeonia lactiflora extracts was performed using high-performance liquid chromatography and an ultraviolet (UV) detector, following different extraction methods. A reverse-phase column was used in a gradient elution system, and UV detection was performed at 280 nm. The results showed that the quantity of paeoniflorin was the highest in ethanol and water extracts (73.89 and 57.87 mg/g, respectively) among the six compounds. This study contributes a good analysis method for the contents of P. lactiflora and would be propitious for developing medicines and functional foods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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