韓藥情報硏究會誌 (Korean Herb. Med. Inf.) 2014;2(1):7-14. pissn 2288-5161 / eissn 2288-5293 한약재천산룡 ( 穿山龍 ) 의기원식물인부채마 (Dioscorea nipponica Makino) 와단풍마 (Dioscorea quinquelobata Thunb.) 의 형태학적특징과이화학적감별 강영민 1, 최고야 1, 김문일 2, 김호경 1,*, 김동선 1,* 1 한국한의학연구원한약연구본부한약자원그룹 2 케이오씨바이오텍 Characterization of Morphological and Analytical Keys in Dioscoreae Nipponicae Rhizoma (Dioscorea nipponica Makino) and Dioscoreae Quinquelobatae Rhizoma (Dioscorea quinquelobata Thunb.) as Korean Herbal Medicines Kang Youngmin 1, Choi Goya 1, Jin Wenyi 2, Kim Ho-kyoung 1,*, Kim Dongseon 1,* 1 Herbal Medicine Resources Group, Korea Institute of Oriental Medicine, Daejeon 305-811, Republic of Korea 2 KOC Biotech Inc., Daejeon 306-791, Republic of Korea Abstract Dioscoreae Nipponicae Rhizoma (Dioscorea nipponica Makino) and Dioscoreae Quinquelobatae Rhizoma (Dioscorea quinquelobata Thunb.) are perennial rhizome plants, which belong to Dioscoreaceae family and Dioscorea genus has been used widely in Korean herbal medicines. Its herbological effects were registered in The dictionary of Chinese crude drugs and some pharmacopoeias. In this report, characteristics of chemical and morphological keys between D. nipponica and D. quinquelobata were provided. For future study of D. nipponica and D. quinquelobata, this study will be required of more analytical studies about different location, seasonal collection, commercial collection, and microscopy. Keywords: Characteristics of Chemical and Morphological Keys, Dioscorea nipponica, Dioscorea quinquelobata, Hypertension, Pharmacopoeia * Correspondence (co-corresponding author): 김호경 (Kim Ho-kyoung. Tel: +82-42-868-9502 Fax: +82-42-863-9434 E-mail: hkkim@kiom.re.kr), 김동선 (Kim Dongseon. Tel: +82-42-868-9639 Fax: +82-42-863-9434 E-mail: dskim@kiom.re.kr) Received 2014-02-27, accepted 2014-03-17. 7
강영민외. 천산룡 ( 穿山龍 ) 의기원식물인부채마와단풍마의형태학적특징과이화학적감별 서론한약재로사용되고있는천산룡 ( 천산용, 穿山龍 ) Dioscoreae Nipponicae Rhizoma은마과 (Dioscoreaceae) 식물인부채마 (Dioscorea nipponica Makino) 의뿌리줄기를말린것이다 1,2). 민간에서는부채마와형태적으로유사한단풍마 (Dioscorea quinquelobata Thunb.) 역시천산룡으로이용되고있다 3,4). 한의학적으로천산룡의성미는감 ( 甘 ) 고 ( 苦 ), 온 ( 溫 ) 하고, 간 ( 肝 ) 신 ( 腎 ) 폐경 ( 肺經 ) 으로귀경하며, 풍한습비, 관절의굴신장애, 타박상, 가래 기침, 만성기관지염, 동맥경화증, 고혈압, 갑상선기능항진증등에사용된다,1,2,5). 주요성분으로는 dioscin(c 45 H 72 O 16 ) 과 diosgenin(c 27 H 42 O 3 ) 이밝혀졌으며, 그외 chrysin, chrysin-7-o-glucuronide, 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl 과같은항산화물질도상당수포함되어있다 6-8). 하지만부채마와단풍마를본초학 약학적으로비교한연구는아직없다. 본논문에서는부채마와단풍마를중심으로기원식물의형태학적특징과액체크로마토그래프 fingerprinting 을통한이화학적감별점을고찰함으로써, 추후천산룡한약재를연구하기위한기초자료를제공하고자한다. 본론 1. 천산룡 ( 穿山龍 ) 의기원 현재천산룡은중국과북한의약전에수재되어있으며 ( 표 1), 우리나라에서는민간에서널리이용되고있다. 공정서상천산룡의기원식물은부채마이지만, 민간에서는부채마뿐아니라동속근연종인단풍마도천산룡으로구분없이사용하고있다 3,4,9). 따라서부채마와단풍마의감별기준을마련하여정확한한약재사용이이루어질수있도록해야한다. 본논문에서는성분패턴과형태학적특징을통해부채마와단풍마의감별점을검토하였다. 표 1. 동북아각국공정서의천산룡 ( 穿山龍 ) 기원규정 국가약명기원 한국 - - 중국천산룡 ( 穿山龙 ) Dioscoreae Nipponicae Rhizoma 마과 (Dioscoreaceae= 서여과薯蕷科 ) 식물부채마 ( 천룡서여穿龍薯蕷. Dioscorea nipponica Makino) 의뿌리줄기를말린것. 봄철과가을철에채취하여, 씻어서수염뿌리와겉껍질을제거하고햇볕에말린다. 건조품으로계산할때, dioscin( 薯蓣皂苷. C 45H 72O 16) 1.3% 이상을함유한다. 일본 - - 대만 - - 북한 부채마 Rhizoma Dioscoreae Nipponicae 마과 (Dioscoreaceae) 부채마 (Dioscorea nipponica Mak.), 서흥마 (Dioscorea gracillima Miq.) 의뿌리줄기. 가을에뿌리를캐여물에씻고겉껍질과잔뿌리를다듬어버린다음적당한길이로잘라해볕에말린다. 이약재에는디오쓰게닌 (C 27H 42O 3) 이 0.3% 이상들어있다. 8
韓藥情報硏究會誌 (Korean Herb. Med. Inf.) 2014;2(1):7-14. pissn 2288-5161 / eissn 2288-5293 2. 천산룡 ( 부채마와단풍마 ) 의추출및액체크로마토그래프분석 단풍마와부채마는경남산청군왕산에서채집하였으며. 한국한의학연구원한약자원그룹에서동정하여, 약채표본및식물압착표본을제작하여보관하였다. 물질분석을위해서부채마와단풍마의뿌리를흐르는물에세척하고, 증류수를이용해 3번재세척하여건조기 45 에서 1주일간건조후절단 (2.5~5.0cm) 하였다. 절단된시료는다시 1주일건조한후에건조중량 10g을바탕으로 Jin 등의방법 10) 을응용하여, 50 에서 4시간동안메탄올 (100%) 에추출한후, 0.45μM의 PTFE syringe filter로여과하여 HPLC용분석시료를얻었다. HPLC 분석용시약 (water, acetonitrile, etc) 은모두 HPLC 전용 grade를사용하였으며, 2996 photodiode array detector와 Phenomenex Luna C18 칼럼 (250mm 4.6mm; particle size 5μm, Phenomenex, Torrance, CA, USA) 가장착된 HPLC(Waters Alliance 2695 system. Waters Co., Milford, MA, USA) 를이용하여 254nm에서분석하였다. 이동상은 0.1% (v/v) trifluoroacetic aqueous solution(a) 과 acetonitrile(b) 로하여 10분동안은 90%(A):10%(B), 10분에서 60분까지는 40%(A):60%(B) 로 gradient 로변화시켰으며, 온도는 40 로, 유속은 1.0mL/min, 주입량은 20µL로하여분석하였다. 표 2. 천산룡 ( 穿山龍 ) 의주요기지물질및액체크로마토그피 (HPLC) 로분석한성분패턴 주요기지성분화학구조 * dioscin(c 45H 72O 16) diosgenin(c 27H 42O 3) chrysin(c 17H 10O 4) * Chemical structure images from http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov 11) 9
강영민외. 천산룡 ( 穿山龍 ) 의기원식물인부채마와단풍마의형태학적특징과이화학적감별 (continued) 천산룡기원식물 Fingerprinting pattern (HPLC) ** 부채마 D. nipponica 단풍마 D. quinquelobata ** 야생에서직접채취한시료로써 Jin 등의방법 10) 을응용하여분석 (254nm) 표 2와같이, 천산룡에서는 dioscin, diosgenin, chrysin 등사포닌계물질들이많이함유되어있다는보고가있다 6-8,11). 하지만본연구에서는지표성분과비교하여유용물질을탐색하기보다는천산룡의기원식물로사용하는부채마와단풍마의이화학적감별점을찾고자함으로써, 채집된부채마와단풍마의 HPLC Fingerprinting 양상을보았다. RT 41분과 51분부근의피크는공통적으로보이는피크로는감별점을찾기가힘들었지만, 부채마의경우 RT 36분과 49분부근에단풍마에서는볼수없는피크가나타났으며, 이피크는부채마에서만뚜렷하게나타나므로, 이를토대로두종의이화학적감별점을찾을수있을것으로사료된다. 추후에는지역별, 시기별, 유통품및채집품을다양하게확보하여감별점의재현성여부를확인하고각품목별세부물질분석이필요하다. 3. 천산룡 ( 부채마와단풍마 ) 과근연식물의형태학적특징 국내에서약용작물로재배되는마과식물에는천산룡 ( 부채마 단풍마 ) 외에산약 ( 마 참마 ) 이있으며, 이밖에둥근마 도꼬로마 각시마 국화마도자생하고있다. 국내에서생산되는산약류는괴경의형태와생산방식에따라자생마, 재배단마 ( 재배품종 ), 재배장마 ( 재배품종 ), 재배둥근마 ( 애플마, 재배품종 ), 재배열대마 ( 둥근대마, 도입종 ) 등으로구분하기도한다 9) [ 그림 1]. 10
韓藥情報硏究會誌 (Korean Herb. Med. Inf.) 2014;2(1):7-14. pissn 2288-5161 / eissn 2288-5293 그림 1. 다양한마과 (Diosoreaceae) 식물의뿌리줄기형태 A: 여러종류의마 (Dioscorea) 재배품 ( 경북농업기술원생물자원연구소제공 ). B: 야생마 (Dioscorea polystachya) 채취품. C: 야생참마 (Dioscorea japonica) 채취품. *Bar=5cm. 천산룡의기원식물인부채마와단풍마의잎형태, 지하부형태, 건조약재및절단약재형태는그림 2, 그림 3과같다. 부채마의잎은손바닥처럼둥글면서갈라지고, 단풍마도패턴은비슷하나 3-4회가갈라지는것이특징이다. 그런데잎모양의경우변이가너무많으므로, 잎모양만으로감별하는것은쉽지않다. 한편부채마의뿌리줄기는단풍마에비해서좁고길게뻗으면서자라는특징이있으며, 단풍마의뿌리줄기는부채마에비해짧고굵으며부정근이자라는마디가더많은편이다. 단풍마의가장큰감별특징인잎자루아랫부분돌기가있는것또한아주큰감별점이라할수있다. 11
강영민외. 천산룡 ( 穿山龍 ) 의기원식물인부채마와단풍마의형태학적특징과이화학적감별 그림 2. 부채마 (D. nipponica) 의외형 A: 지상부. B: 지하부. C: 채취후세척한지하부. D: 뿌리줄기절단품. *Bar=5cm. 그림 3. 단풍마 (D. quinquelobata) 의외형 A: 지상부. B-1: 잎. B-2: 지하부채취흔적. B-3: 지하부. C: 지하부건조품. D: 뿌리줄기절단품. *Bar=5cm. 12
韓藥情報硏究會誌 (Korean Herb. Med. Inf.) 2014;2(1):7-14. pissn 2288-5161 / eissn 2288-5293 국내에자생하는마과식물의형태학적검색표는그림 4와같다 12). 부채마와단풍마의경우, 문헌상의식물학적감별키외에약용부위에서실제적인감별점으로서뿌리줄기의껍질 ( 주피 ) 의차이를들수있다. 부채마는주피가피층으로부터쉽게분리되어세척 건조시떨어져나가는반면, 단풍마뿌리의주피가쉽게분리되지않아세척 건조후에도원형을유지한다. 이점에대해서는향후현미경을이용한내부형태관찰이필요할것으로사료된다. 그림 4. 국내자생마과 (Dioscoreaceae) 식물의검색표 결론천산룡 ( 穿山龍 ) 은대한민국약전에수재된한약재는아니지만, 중국과북한의약전에수재되어있는주요약재이다. 우리나라에서도민간에서는천산룡이널리쓰이고있으나, 정품인부채마 (D. nipponica) 와그근연종인단풍마 (D. quinquelobata) 가구별없이모두천산룡으로쓰이고있는실정이다. 본연구에서는이화학적성분패턴을살펴봄으로써뚜렷한이화학적 fingerprinting 패턴을살펴보았고, 외부형태학적차이를통해부채마와단풍마의감별점을탐색하였다. 그결과 HPLC를이용한성분패턴에서뚜렷이구분되는피크가보였으며추후부채마와단풍마를구별하는이화학적감별점이될수있을것이다. 그리고형태학적으로는주피부위에서차이를보이는것으로나타났기때문에추가적으로미세현미경과확대경을통한세부관찰이이루어진다면형태학적감별점도찾을수있을것으로사료되며, 단풍마의특징중하나인잎자루아랫부분에돌기역시중요한감별점이될것이다. 추후에는국내에서자생하고있는부채마와단풍마의지역적차이그리고유통품과채집품간의물질차이를비교분석할뿐아니라, 현재발견된이화학적피크가감별점으로써의재현성이있는지에대한추가실험도진행할예정이다. 13
강영민외. 천산룡 ( 穿山龍 ) 의기원식물인부채마와단풍마의형태학적특징과이화학적감별 감사의글본연구는 ICT 융합대체한약자원확보사업 (K14410) 의고유생물자원특성평가및대체한약자원발굴연구과제 (K14411) 연구비를지원받아수행하였습니다. 본논문에는경북농업기술원생물자원연구소권중배박사님의도움으로확보된자료가일부포함되어있으며, 자료를제공하여주심에감사를표합니다. 참고문헌 1. Chinese Pharmacopoeia Commission. Pharmacopoeia of the People s Republic of China 201 0 edition. Volume Ⅰ. Beijing:China Medico Pharmaceutical Science & Technology Publishin g House. 2010:251. 2. Democratic People s Republic of Korea Pharmacopoeia Commission. The Pharmacopoeia of Democratic People s Republic of Korea 7th edition. Pyeongyang:Medical Science Publishing House. 2011:385. 3. 손건호, 정근영, 도재철. 단풍마근경의 Saponin 성분에관한연구. 생약학회지. 1993;24:187-91. 4. 이지현, 강성유, 송정영, 김홍기. 감귤녹색곰팡이병방제를위한천산룡추출물의실용적적용. 식물병연구. 2012;18:354-60. 5. Heo J. Donguibogam (The Precious Mirror of Oriental Medicine). Seoul: Namsandang. 2001. 6. Li JL, Zhang CX, Li PD, Wang HW, Wang CZ, Zheng YL. Studies on Diversity of Diosgenin in Dioscorea nipponica Mak. from Different Places and Growth Years. Chinese Pharmaceutical Journal. 2010;4:245-7. 7. Yin HB, Kang TG, Zhang N, Yang Xl. HPLC Fingerprint Analysis and Pattern Recognition of Dioscorea nipponica. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 2012;22:145-8. 8. Wang Jun, Yang Ke-Di, Chen Jun. Study on supercritical-co 2 extraction of diosgenin from Dioscorea nipponica. Chinese Pharmaceutical Journal. 2003;8:580-3. 9. 권중배, 김미선, 손호용. 마품종별메탄올추출물의항균, 항산화및항혈전활성평가. 한국식품저장유통학회지. 2010;17:391-7. 10. Jin WY, Kim SH, Kim HK, Jang DG, Nam JB, Kang YM, Hwang BY, Kim DS, Antiplatelet and antithrombotic effect of Phyllostachys pubescens leaves and Mume Fructus combination. Integrative Medicine Research 2013;2:70 5. 11. National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database. [Website] [2014.02.25.]. http://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov 12. 이창복. 원색대한식물도감. 제2판. 서울 : 향문사. 2006. 14