A Study on External.Internal Morphology and Pattern Analysis of Atractylodes Rhizomes

朮類 한약재의 외․내부형태와 이화학패턴 연구

김정훈¹, 이금산², 최고야¹, 황성연³, 김홍준³, 정승일³, 주영승^3*1)

1: 한국한의학연구원 2: 부산대학교 한의학전문대학원 약물의학부 3: 우석대학교 한의과대학 본초학교실

A Study on External․Internal Morphology and Pattern Analysis of Atractylodes Rhizomes

Jung-Hoon Kim¹, Guem-San Lee², Goya Choi¹, Sung-Yeoun Hwang³, Hong-Jun Kim³, Seung-Il Jeong³, Young-Sung Ju³

1: Korea Institute of Oriental Medicine

2: Division of Pharmacology, School of Oriental Medicine, Pusan National University 3: Dept. of Herbology, College of Oriental Medicine, Woosuk University

ABSTRACT

Objectives : To determine the discriminative criteria for Atractylodes rhizomes, the experiment of external- internal characteristics and physicochemical pattern analysis were performed.

Methods : External characteristics was observed using stereoscope. The sectioned materials which were covered with parffin were stained by Ju's method. Physicochemical patterns were analyzed using HPLC/DAD.

Results : 1. External shape of original plant : Atractylodes macrocephala and A. japonica had relatively long petioles and 3-5 parted leaves. A. macrocephala had big purple flowers whereas A. japonica had relatively small white flowers and pinnate bracts. A. lancea had sessile leaves and white flowers, and the end parts of degenerated stamens were bent.

2. External shape of herbal medicine: A. macrocephala which was fist-shaped rhizome had pa-pillate processes and the cross section was light gray and sulcate. A. japonica and A. lancea were connected-beady or tubercular rhizomes, and the cross sections were both yellow-colored white. However, the cross section of A. japonica was fibrous, the width of cortex was narro-wer than that of stele, and radial shape in cortex was rare, whereas the width of cortex in A. lancea was similar to that of stele in size, and radial shape in cortex was obvious.

3. Internal shape of herbal medicine: A. macrocephala and A. lancea did not have lignified fascicles in cortex.

However, the vascular bundles and vessels of A. macrocephala were wedge shaped and radial arrangement, and vascular bundles were densely populated in stele whereas those of A. lancea were repeatedly arranged and thinly extended to cortex. A. japonica had lignified fascicles in cortex and the width of vascular bundles was conspicuously thick with narrow intervals.

4. Physicochemical pattern analysis : A. macrocephala and A. lancea contained atractylenolide Ⅰ and atractylenolide Ⅲ whereas A. japonica contained atractylenolide Ⅰ, atractylenolide Ⅲ, diacetyl-atractylodiol, compound-4, compound-5. The three species of Atractylodes rhizomes showed different chromatogram patterns.

Conclusions : The results could be used as discriminative criteria for Atractylodes rhizomes and as fundamental materials to researches of further pattern analysis and biological reaction.

Key words : Atractylodes macrocephala, A. japonica, A. lancea, Morphology, HPLC

* 교신저자 : 주영승, 전북 완주군 삼례읍 삼례로 333 우석대학교 한의과대학 본초방제학교실

․ Tel : 063-290-1561 ․ E-mail : [email protected]

․ 접수：2009년 5월 21일 ․ 수정：2009년 6월 22일 ․ 채택：2009년 6월 22일

서 론

朮類 한약재는 Atractylodes속(Composit-ae)에 속한 약재로 한국, 중국, 일본 등에 분포하여 널리 쓰이고 있 고 약효에 따라 白朮과 蒼朮로 분류하여 사용되고 있다.

현존 本草書 중 最古의 서적인 ≪神農本草經≫에 “朮 味 苦溫 主風寒濕痺 死肌痙疸 止汗 除熱 消食 作煎餌 久服 輕身延年不飢 一名山薊 生山谷”이라고 기록되어 朮을 白朮 과 蒼朮로 구별하지 않고, ‘朮’로만 기재하였다

. 이후 梁代 醫學者인 陶弘景이 그의 저서인 ≪神農本草經集注≫에서

“朮乃有兩種 白朮葉大 有毛而作椏 根甛而少膏 可作丸散 用 赤朮葉細無椏 根小苦而多膏 可作煎用”이라고 기록하 여 처음으로 白朮과 蒼朮을 구별하여 약재 性狀과 效能 이 다르다는 것을 기재하였으며

, 陶弘景 이후 현재까지 대부분의 本草書에서 朮을 白朮과 蒼朮로 구분하여 사용 하고 있다. 현재 白朮은 補氣藥에 속하고 性溫하면서 味 甘苦하고 脾胃經에 歸經하며 健脾, 燥濕利水, 止汗, 安胎 의 효능이 있는 반면에, 蒼朮은 芳香化濕藥에 속하고 性 溫하면서 味辛苦하고 脾胃經에 歸經하며 燥濕健脾, 發汗, 祛風濕, 明目의 효능이 있어서

두 약재 간의 효능 차이 가 존재하는 것으로 알려져 있다.

이에 따라 현재 白朮과 蒼朮의 기원식물 또한 식물의 기원種을 달리 하고 있으나, 몇몇 種에서는 서로 혼용되 고 있는 실정이다. 현재 白朮은 당백출 A. macrocephala K

. 또는 삽주 A. japonica K

.의 根莖을 사용하고 있고, 蒼朮은 가는잎삽주 A. lancea (T

.) DC. 또는 만 주삽주 A. chinensis (DC.) K

.의 根莖을 사용하고 있 다

. 한국⋅중국⋅북한의 藥典에 기재된 내용을 보면, 한 국과 중국에서는 A. lancea 또는 A. chin-ensis 를 蒼朮 로 규정하고 있으나, 白朮에 있어서는 한국은 A.

macrocephala 또는 A. japonica , 중국은 A. macrocephala , 북한은 A. japonica 를 각각 白朮로 규정하여 서로 일치 하지 않는다

. 이 중 삽주 A. japonica 의 경우 실제 국 내 유통에서는 生長年數에 따라 약재 이용을 달리 하고 있다. 즉 우리나라에서는 삽주 A. japonica 의 1년생 根에 서 줄기 뿌리 끝에 달린 비대한 根의 껍질을 벗겨서 말 린 것은 白朮로 사용하고 있고, 2년생 이상의 根莖은 蒼 朮로 사용하고 있는 반면

, 중국에서는 삽주 A. japonica 를 關蒼朮이라고 하여 蒼朮로 분류하여 사용하고 있다

. 또한 나머지 종의 Atractylodes속 약재 또한 정확한 구분 이 어렵다는 이유로 서로 혼용되고 있는 것이 현실이다.

이러한 약재 혼용의 문제를 해결하기 위해 朮類 한약재 의 구분에 관한 여러 가지 선행 연구가 진행된 바 있다. 이 중 DNA 염기 서열을 이용하여 白朮 A. macrocephala, 關蒼 朮 A. japonica, 茅蒼朮 A. lancea , 北蒼朮 A. chinensis , 그리 고 朝鮮蒼朮 A. kore-ana 의 유전관계를 파악하는 연구

가 있었으나 약재간의 親緣관계만 파악했을 뿐 한약재 감 별에 관한 구체적인 기준이 제시되지 않았고, GC/MS로 정유 성분을 분석하여 A. macrocephala 와 A. japonica 를

구별하는 연구

에서는 두 種의 朮類 한약재 간 휘발성 정유성분만을 분석하고 이에 대한 비교를 진행하였다.

이에 본 연구에서는 백출(白朮) A. macr-ocephala , 가 는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea , 삽주(關蒼朮) A. japonica 3종에 대해 외부형태와 내부형태 및 이화학 패턴 분석을 이용 하여 朮類 한약재의 감별 기준을 제시하고자 한다.

재료 및 방법

1. 재료

1) 선정

朮類 한약재의 구분을 위하여 중국에서 白朮로 유통 되는 백출(白朮) A. macrocephala K

., 중국에서 蒼朮 로 유통되는 약재 중 茅蒼朮로 동정된 가는잎삽주(茅蒼 朮) A. lancea (T

.) DC., 그리고 국내에서 白朮 또는 蒼朮로 유통되고 있는 삽주(關蒼朮) A. japonica K

.의 根莖을 대상으로 하였다. 蒼朮로 유통되는 다른 종인 만 주삽주(北蒼朮) A. chinensis (DC.) K

.의 경우, 중국 동북지역의 방문수집이 원활하지 못하여 본 연구대상에 서 제외시켰다.

2) 채취 및 구입

2006년 6월부터 2008년 9월까지 3개 대상 한약재의 기본 시료를 중국과 한국에서 재배되고 있거나 야생으로 생육하고 있는 식물체를 직접 채취하였고, 채취하기 힘든 약재는 유통 중인 약재를 제약회사를 통해 구입한 후 동 정하여 사용하였다(Table 1). 실험에 사용된 식물체와 한 약재는 일부 확증표본을 제작하여 우석대학교 한의과대 학 본초학교실에 보관하였다.

향약명(약재명) 산지 지역 및 제약회사 약재확보

백출(白朮)

A. macrocephala 중국

사천성 채취 섬서성, 서안 채취 절강성 채취 흑룡강성 채취 호북성, 은시 채취 가는잎삽주(茅蒼朮)

A. lancea 중국 광명당제약 구입 삽주(關蒼朮)

A. japonica 한국 충북 제천시 구입 전북 진안군 채취 Table 1. The List of Herbal Medicines Used in Experiment

3) 시약 및 기기

외부 및 내부 형태 관찰을 위하여 Stereo-scope (ZEISS, Germany ), Microscope(NIKON, Japan), Photoscope (Reichert jung, USA )를 사용하였고, 사용된 시약 및 용매는 1등급 제품을 사용하였다.

이화학 패턴 분석을 위하여 추출 용매는 MeOH

(99.5%, Samchun, Korea )을 사용하였고, 용매 분획에는

낮은 극성 순서대로 n-Hexane, CHCl

, EtOAc, n-BuOH (이상 99.%, Samchun, Korea )을 사용하였다. 기기분석 에는 HPLC등급의 MeOH, CH

CN, DW (이상 100%, JT Baker, USA )을 사용하였다. 지표물질 분리․정제에는 silica gel 60 (MERCK)과 precoated Kieselgel 60 F254 (Merck), 그리고 Preparative HPLC (LC-9104, GEL w251-252, JAI)를 사용하였다. 추출물 농축에는 질소농 축기(N-EVAP

111, OA-SYS)가 사용되었다. HPLC는 Agilent 1200 series로 column은 Phenomenex Luna C

(250 mm×4.6 mm i.d., 5㎛)을 사용하였다. 구조 동정에 는 400/600 MHz FT/NMR (JNM-EX400, JEOL Ltd)을 사용하였다.

2. 방법

1) 외부 및 내부 형태관찰

(1) Stereoscope를 이용한 외부 형태관찰

채취된 대상 식물체는 실험실 조건에서 일정하게 건조 과정을 거침으로써 건조과정 중의 변화를 관찰하였다. 또 한 표본 한약재에 대하여 건조 상태의 관찰을 자연조건 에서 실시하였고, 식물체와 표본 한약재 모두 외부적인 관능검사 수준을 보강하기 위해서 확대경과 stereoscope 를 이용하여 정확도를 높였다.

(2) Butanol dehydration series를 이용한 내부 형태관찰 시료 조직을 생체와 같은 상태로 고정하기 위해서 FAA용액(formalin 5 mL, glacial acetic acid 5 mL, 50% ethyl alcohol 90 mL)을 사용하여 24시간 이상 고 정시켰다. 이 중 표본 한약재는 24시간 동안 水浸하였다.

탈수는 Lang’s butanol series를 수정한 방법에 따라 진 행시켰으며 각 단계는 8시간 간격으로 하였다(Table 2).

No. BuOH(%) EtOH(%) DW(%) Liquid Paraffin

1 10 20 70 0

2 15 25 60 0

3 25 30 45 0

4 40 30 30 0

5 55 25 20 0

6 70 20 10 0

7 80 15 0 0

8 100 0 0 0

9 100 0 0 0

10 50 0 0 50

Table 2. n-Butanol Dehydration Series

이어 paraffin infiltration과정을 거친 후 paraffin block을 제작하여 section 작업을 통해 슬라이드를 제작 하였다. Hematoxylin (Heidenhain's), Safranin O 및 Fast green FCF를 사용하여 삼원염색을 하였고(Table 3), Permount

로 봉입하고 6시간 동안 건조한 후, 광학현미 경하에서 조직의 특성을 관찰하고 측정하여 그 내용을 촬영하였다.

No. Reagent Time

(min) No. Reagent Time (min)

1 xylene 10 12 DW 3

2 xylene 10 13 30% EtOH 2 3 absolute EtOH 5 14 50% EtOH 2 4 95% EtOH 5 15 70% EtOH 2 5 70% EtOH 5 16 90% EtOH 2 6 50% EtOH 5 17 1% Fast Green 0.5 7 30% EtOH 5 18 95% EtOH 5 8 4% Iron alum 60 19 95% EtOH 5 9 1% Hematoxylin 1 20 absolute EtOH 5 10 2% Iron alum 1 21 xylene 5 11 1% Safranin O 24hrs 22 xylene 5 Table 3. Ju's Method-Triple Stainning Series

2) 이화학 패턴 분석 (1) 지표물질 분리․정제

약 3kg의 삽주(關蒼朮) A. japonica (충북 제천시) 根莖 을 분쇄하여 추출용 MeOH로 2회 추출하였다. 추출물을 여과한 후 농축하여 MeOH extract 약 319 g을 얻은 뒤, 이를 증류수로 현탁하고 n-Hexane, CHCl

, EtOAc, n-BuOH 순으로 용매분획을 진행하였다. 분획층 가운데 양이 가장 많은 CHCl

층 농축물(42 g)로 Open Column Chromatography를 진행하였다. 유리 컬럼 (i.d. 60 mm×

500 mm)에 silica gel을 충진 후 n-Hexane : EtOAc= 16 : 1-0 : 1(v/v)의 용리액 비율로 진행하여 총 7개의 최종 분획층을 분리하였다. 이 중 n-Hexane : EtOAC(16 : 1-0 : 1, v/v), n-Hexane : EtOAc (8 : 1, v/v), n-Hexane : EtOAc(4:1, v/v), n-Hexane:EtOAc (2 : 1, v/v)의 용매조건에 서 얻은 분획물에 대해 Preparative HPLC를 이용하여 분 리․정제를 진행한 결과 5가지 지표물질을 분리하여 각각 compound-1～co-mpound-5로 명명하였다(Scheme 1).

Compound-1(15mg)과 compound-2(30 mg)는 무색 침상 결정, compound-3(12 mg)는 무색 오일형태, compoind-4 (12 mg)는 투명한 갈색 오일형태, compound-5(16 mg)는 불

Scheme 1. Isolation and purfication of five reference compounds

투명한 누런색 오일형태를 나타냈다. NMR 구조 분석결과 compound-1, -2, -3는 각각 atractylenolide Ⅰ, atractylenolide

Ⅲ, diacetyl-atractylodiol로 동정되어 기존 문헌에서 밝혀진 화학구조와 일치하였고

, compound-4, -5는 기존 문헌에서 밝혀진 구조가 아니었기 때문에 구조를 동정하지 않고 진 행하였다. AtractylenolideⅠ, atractylenolideⅢ, diacetyl- atractylodiol의 화학구조는 Scheme 2와 같다.

Atractylenolide Ⅰ

Atractylenolide Ⅲ H₃C C

H C H

C C C C C

H C H

C H2

H

C C

H2 CH₂ OAc OAc Diacetyl-atractylodiol

Scheme 2. The chemical structures of three reference compounds isolated from A. japonica

(2) 지표물질의 조제

분리․정제된 지표물질을 적당량 취한 뒤 HPLC grade MeOH에 녹여 이를 0.45㎛ membrane filter로 여과한 후 분석에 사용하였다.

(3) 검액의 조제

朮類 한약재의 HPLC 패턴분석을 위해서 산지별 朮類 한약재를 분쇄하였다. 각각의 분쇄물에서 0.5 g씩 취하여 추출용 MeOH 20 mL를 가한 후 초음파 추출기를 이용하 여 40분 동안 추출하였다. 각 추출물을 1 mL씩 취하여 원심 분리기를 이용하여 약 5분 정도 원심분리한 후 상등액만 0.45 ㎛ membrane filter로 여과하여 시료로 사용하였다.

(4) 분석조건 설정

HPLC의 분석에는 liquid chromatography system (Agilent 1200), 컬럼은 Phenomenex Luna C

column (250 mm× 4.6 mm i.d., 5 ㎛)을 사용하였다. 이동상 조건은 CH

CN : DW=

40 : 60-70 : 30-80 : 20 (gradient elution), 컬럼 온도는 3 0℃였고, 유속은 1.0 ml/min이었으며, 시료는 10 ㎕를 주 입하였다. 검출기는 DAD를 사용하였다. UV 파장은 각 성분이 적절하게 검출될 수 있는 240 nm로 설정하였다.

결 과

1) 백출(白朮)A. macrocephala K

.

根莖은 肥厚하고 주먹모양과 비슷하며, 불규칙하게 分 枝되었고 外皮는 灰黃色이다. 줄기는 直立하며 잎은 互 生하고 革質이다. 줄기의 下部葉에는 긴 葉柄이 있고 葉 片은 3深裂하며 가끔 羽狀으로 5深裂하기도 하는데 裂片

은 橢圓形-卵狀披針形이고 邊緣에 刺狀齒가 있다. 줄기 上部葉의 葉柄은 점차 짧으며 葉片은 분열하지 않고 橢 圓形 혹은 卵狀披針形이다. 頭狀花序는 가지 끝에서 자 라며 크고, 밑부분의 苞片은 卵形 혹은 披針形으로 길이 는 3-5cm이고, 羽狀裂片은 刺狀이며 先端은 刺尖하다.

總苞는 鐘狀이고 總苞片은 5-7층이며 外層은 짧고 끝은 둔하며, 最內層은 線形으로 先端은 刺尖하다. 꽃은 전부 管狀花로서 紫色이고 끝이 5개로 갈라진다(Fig. 1).

Fig. 1. A. macrocephala

2) 가는잎삽주(茅蒼朮)A. lancea (T

.) DC.

根莖은 긴 塊狀이나 일정하지 않다. 잎은 互生하고 卵 狀披針形 또는 橢圓形으로 가장자리에 가시 같은 鋸齒가 있다. 윗부분의 잎은 갈라지지 않으나 아래 부분의 잎은 3개로 갈라지거나 갈라지지 않고 밑부분은 쐐기형이다.

葉柄은 있거나 또는 없으며, 頭狀花序는 圓柱形으로 頂 生하고 葉狀苞片은 1列로 羽狀으로 갈라지며, 裂片은 가 시모양이고 總苞片은 6-8層으로 披針形이다. 花冠은 筒 狀이고 白色이며 길이는 약 1 cm, 퇴화된 수술은 끝이 굽어 있다(Fig. 2).

Fig. 2. A. lancea

3) 삽주(關蒼朮)A. japonica K

.

根莖은 肥大하고 마디가 있다. 葉柄은 길고, 莖生葉은

긴 橢圓形 또는 倒卵形이며 표면에 윤채가 있고 뒷면에

흰빛이 돌며 先端은 짧고 뾰족하다. 가장자리에 짧은 가

시가 있고 葉身이 3-5개로 갈라지며 윗부분은 갈라지지

않고 葉柄이 거의 없다. 꽃은 원줄기의 끝에 달리며 頭

狀花序로서 苞葉은 꽃과 길이가 같으며 두 줄로 달리고

2回羽狀으로 갈라지며 總苞는 鐘形이다. 苞片은 7-8줄로

배열되고 끝이 鈍頭 또는 圓頭이며 外片은 橢圓形, 中片 은 長橢圓形, 內片은 線形으로 끝이 자주색이다(Fig. 3).

Fig. 3. A. japonica

2. 朮類 한약재의 약재형태

1) 백출(白朮)A. macrocephala K

.

주먹 모양의 덩이로 下部 兩側이 부풀어 있었다. 전체 적인 길이는 4-7cm 정도, 지름은 3-5cm 정도였다. 表面 은 주로 灰褐色으로 瘤狀의 돌기가 있었고, 質은 단단하 고 잘 잘라지지 않았으며, 斷面은 灰白色을 나타냈고 평 탄하였다. 斷面내부에 큰 細胞間隙이 특징적으로 보였고, 갈색의 點狀油室이 산재되어 있었다(Fig. 4).

Fig. 4. A. macrocephala (Shaanxi Sheng)

2) 가는잎삽주(茅蒼朮)A. lancea (T

.) DC.

斷面은 평탄하고 黃白色이며 紅褐色의 油點이 뚜렷하 게 산재되어 있었다. 그리고 橫斷面에는 形成層으로 추 정되는 環이 뚜렷하게 보였고, 이 環을 중심으로 中心部 와 皮層이 비슷한 폭으로 구분이 비교적 잘 되었으며 放 射狀 배열이 잘 보였다(Fig. 5).

Fig. 5. A. lancea (Kwangmyungdang Pharms)

3) 삽주(關蒼朮)A. japonica K

.

結節狀의 圓柱形으로 약간 구부러졌으며 전체적인 길 이 5-8cm 정도, 지름은 2-3cm 정도였다. 表面은 灰褐色 으로 주름과 鬚根이 남아 있었고, 頂端에는 莖痕과 莖基 가 있었다. 質은 堅實하고, 斷面은 纖維性을 보였으며, 黃白色 또는 灰白色으로 여러 개의 橙黃色 또는 褐黃色 의 油室이 산재되어 있었다. 그리고 橫斷面에 形成層으 로 추정되는 環이 비교적 잘 보였고, 放射狀 배열이 뚜 렷하게 보였으나 皮層의 폭이 中心部보다 작았다(Fig. 6).

Fig. 6. A. japonica (Jinan Gun)

3. 朮類 한약재의 내부형태

1) 백출(白朮)A. macrocephala K

.

木栓層은 3-6列로 이루어져 있으며 不定形의 石細胞 가 1-3개 또는 3-5개가 群集을 형성하여 드문드문 존재 하였다. 皮層은 根의 1/3-1/2를 차지하고 纖維束이 없으 며 靭皮部는 外靭形維管束이 17-20여개 環形으로 배열 되었다. 形成層이 비교적 뚜렷하며 環形으로 配列되어 있으며 그 아래에는 2-5列의 導管이 中心部를 향해 길게 줄지어 있었다. 줄지어진 導管은 內部에 이르러 木部纖 維와 함께 쐐기 모양의 다발을 이루었다. 기다란 이등변 삼각형의 모양으로, 木部纖維가 수 십여 개의 導管을 감 싸고 있는 형상으로 조밀한 放射狀 環形을 이루었다. 중 심에는 髓가 존재하였다. 油室은 全層에 걸쳐 散在하여 있고 그 크기와 모양이 다양하였다. 薄壁細胞에는 草酸 鈣針晶이 드문드문 존재하고 菊溏이 少數 존재하였다 (Fig. 7).

木栓層 皮層

木纖維束 導管

髓 油室 形成層

Fig. 7. A. macrocephala (40 x, Shaanxi Sheng)

2) 가는잎삽주(茅蒼朮)A. lancea (T

.) DC.

木栓層은 9-10層이고 3-5개의 石細胞가 群集되어 2-4 列을 이루었다. 皮層은 비교적 얇으며 木纖維束이 없었 다. 靭皮部는 얇고 길게 중심부를 향하여 늘어서 있었다.

形成層은 비교적 명확하며 靭皮部와 木質部가 확연하게 구분 되었다. 靭皮部, 木質部, 木纖維층이 중심쪽으로 좁 고 길게 늘어서 뱀의 형상과 같은 형태를 보였다. 髓部 외곽에서 시작된 한 갈래의 木部射線은 외측으로 갈수록 갈라져 2-3가닥을 형성하여 일정한 두께를 넘지 않았다.

가장 큰 木纖維束은 3～4개×10～15개로 이루어져 있어 전체적으로 둘레방향으로 긴 모양이었다. 油室은 根 전 체에 散在되어 있으며 薄壁細胞 안에 草酸鈣針晶이 존재 하였다(Fig. 8).

皮層

木栓層 靭皮部 木纖維 形成層

Fig. 8. A. lancea (40 x, Kwangmyungdang Pharms)

3) 삽주(關蒼朮)A. japonica K

.

木栓層이 약 20列 정도로 두터웠다. 皮層에 纖維束이 존재하고 보통 纖維束 안쪽으로 靭皮部가 이어져 있었다.

形成層 안쪽으로 木質部, 纖維束이 반복적으로 중심까지 이어졌다. 이 일련의 배열은 길고 두터우며 그 안에 포함 된 導管은 木纖維의 2-3배 정도로 상당히 컸다. 가장 두 터운 纖維束은 長方形으로 30여 개 × 60여 개의 木細胞로 이루어져 있었다. 油室은 다양한 모양과 크기로 根 전체 에 散在되어 있었다. 薄壁細胞에는 草酸鈣針晶이 多數 존 재하였다(Fig. 9).

木栓層 皮層 纖維束

導管 油室

Fig. 9. A. japonica(40 x, Jinan Gun)

4. 朮類 韓藥材의 理化學 패턴

HPLC를 이용하여 분리된 5가지 지표물질에 대한 분 석을 실시하여 standard chroma-togram을 얻었다(Fig. 10).

Fig. 10. The chromatogram of five reference compounds 1 : compound-5 (13.89 min).

2 : atractylenolide Ⅲ (20.09 min).

3 : compound-4 (26.75 min).

4 : atractylenolide Ⅰ (39.66 min).

5 : diacetyl-atractylodiol (42.12 min).

3種 朮類 한약재의 HPLC분석 결과는 다음과 같다.

1) 백출(白朮)A. macrocephala K

.

白朮 A. macrocephala (흑룡강성)을 제외한 나머지 4종 류 白朮의 chromatogram은 서로 유사한 패턴을 나타냈다.

이 중 白朮 A. macrocephala (사천성, 섬서성, 절강성, 호북성) 의 chromatogram에는 5가지 지표물질 중 atractylenolide Ⅲ 와 atractylenolide Ⅰ에 해당하는 머무름 시간의 peak가 검 출되었고 이를 UV spectrum으로 확인한 결과 지표물질과 같은 wavelength를 나타내어 이 2가지 물질이 함유된 것을 알 수 있었다 . 나머지 지표물질에 대해 각 시료의 chromatogram에서 비슷한 머무름 시간을 보이는 peak의 UV spectrum이 지표물질과 다르게 나타나 compound-4, -5, diacetyl-atractylodiol은 위 시료에 함유되지 않은 것을 알 수 있었다. 그리고 머무름 시간 30.5 min에 다른 peak보 다 약간 두드러지는 peak를 보였다. 白朮 A. macrocephala

Fig. 11. The chromatograms of A. macrocephala a : cultivated, Sichuan Sheng, China.

b : Xi'an, Shaanxi Sheng, China.

c : Zhejiang Sheng, China.

d. : Heilongjiang Sheng, China.

e : Enshih, Hubei Sheng, China.

(흑룡강성)의 경우 5가지 지표물질에 대한 peak를 모두 보 였고 전체적인 chromatogram 패턴은 나머지 4종류 白朮 과 다르게 나타났다(Fig. 11).

2) 가는잎삽주(茅蒼朮)A. lancea (T

.) DC.

白朮 A. macrocephala 의 chromatogram 패턴에서와 마 찬가지로 atractylenolide Ⅲ와 atractylenolide Ⅰ에 해당 하는 머무름 시간의 peak가 검출되었고 나머지 3가지 지 표물질에 대한 peak는 검출되지 않았다. 그리고 머무름 시간 30.3 min, 41.4 min에서 다른 peak보다 두드러지는 peak를 보였다(Fig. 12).

Fig. 12. The chromatogram of A. lancea a : Gwangmyeongdang Pharms, China.

3) 삽주(關蒼朮)A. japonica K

2종류 삽주 A. japonica 를 분석한 결과 머무름 시간 13.8 min, 20.1 min, 26.7 min, 39.5 min, 42.0 min에 해 당하는 peak에 대해 각각의 UV spectrum을 확인한 결과, 모 두 지표물질로 확인되었다. 두 약재의 chromatogram은 서로 유사한 패턴을 나타냈다. 다만 삽주 A. japonica (전북 진안군) 의 chromatogram에서는 삽주 A. japonica (충북 제천시)보다 compound-5가 매우 작은 면적값을 보였고, atractylenolide

Ⅲ 역시 삽주 A. japonica (전북 진안군)에서 1/3정도 작은 면적값을 보였다. Diacetyl-atractylodiol의 경우 삽주 A.

japonica (충북 제천시)보다 삽주 A. japonica (전북 진안군) 에서 3배 정도 큰 면적값을 보였다. 검출된 지표물질 이 외에 머무름 시간 25.9 min, 30.7 min, 46.4 min에서 두 드러지는 peak를 보였다(Fig. 13).

Fig. 13. The chromatograms of A. japonica a : cultivated, Jecheon City, Chungbuk, Korea.

b : wild, Jinan Gun, Jeonbuk, Korea.

고 찰

한약재가 가진 효능을 극대화하기 위한 첫걸음은 효능 기준에 적합한 한약재의 선택, 즉 起源種을 정확히 구분 하는 것에서 시작한다고 할 수 있다. 그러나 현실적으로 한 가지 한약재명에 많은 종류의 起源種을 가지고 있는 경우가 대부분인 바, 끊임없이 한약재 眞品․僞品에 대 한 논란의 배경이 되고 있다. 이에 대한 해결점은 당연 히 처음 단계의 구분(자연 상태에서 기원 식물의 형태 구분)을 전제로 하며, 이어서 실제 한약재로 사용되는 약 용부위에 대한 명확한 설정이 요구된다. 아울러 지표물 질 및 생리 활성을 내타내는 물질 등을 활용한 객관적인 추가 자료가 필요하다고 보겠다. 따라서 이러한 내용의 최종결과물인 검색 key는 현실적인 필요성이 있다고 볼 수 있다.

한편 자연과학계에서 일부 밝혀진 식물․동물․광물분 류의 기존 검색 key는 특정부위만을 약용하는 한약재의 현실에 적용하는데 많은 문제점을 나타내고 있는 바, 유통 혹은 향후 유통개연성이 있는 한약재의 起源種에 대한 한 약재로서의 분류검색 key가 절대적으로 필요한 시점이다.

본 연구대상인 朮類 한약재는 한방에서 다용되는 한약 재로서, 위에 언급된 전반적인 내용을 포괄하는 한약재 중의 하나이다. 이런 면에서 저자는 朮類 한약재 중 백 출(白朮) A. macrocephala , 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea, 삽 주(關蒼朮) A. japonica 3種을 선택하였으며, 실험결과를 바탕으로 이에 대한 각각의 검색기준을 작성하였는 바 그 내용은 다음과 같다.

자연상태의 검색기준

1. 葉이 互生하고 莖下部葉柄은 길며 莖下部葉身이 3-5裂이다.

2. 뿌리는 卷狀, 꽃이 紫色이고 비교적 크다 --- A. macrocephala 2. 뿌리는 마디가 있으며, 꽃이 白色-淡紅色이며

작고 羽狀의 苞葉이 있다--- A. japonica 1. 葉이 互生하고 葉柄이 없거나 드물게 있으며 꽃이

白色이다.

3. 뿌리는 連珠狀 또는 結節狀, 葉狀苞片이 羽狀, 퇴화된 수술 끝이 굽어 있다--- A. lancea 약재상태의 외부형태 검색기준

1. 質은 堅實하며 褐黃色의 油點이 있다.

2. 卷狀團塊로서 瘤狀돌기가 있고, 斷面이 灰白色 이고 裂隙이 있으며 맛은 甛微辛하고 약간 점액 성이 있다--- A. macrocephala 1. 連珠狀結節狀根의 형태로 斷面은 黃白色이다

3. 斷面이 纖維性이고 皮層이 中心部보다 작고 皮 層에 放射狀 排列이 드물다--- A. japonica 3. 斷面의 皮層이 中心部와 비슷한 크기이고 皮層

에 放射狀 排列이 뚜렷하다--- A. lancea

약재상태의 내부형태 검색기준

1. 皮層에 木質化된 纖維束이 없거나 極少數 존재한다.

2. 纖維束과 導管이 함께 쐐기 모양을 이루어 방사 상으로 17-25列로 배열되며 纖維束이 중심부 쪽에 밀집되어 있다--- A. macrocehpala 2. 導管-纖維束의 반복되어 皮層까지 몇 가닥으로

나뉘어 길게 이어지는 모양이 꼬리가 2-3개인 뱀과 같으며 그 두께가 가늘다--- A. lancea 1. 皮層에 木質化된 纖維束이 있다.

3. 導管-纖維束이 반복된다. 纖維束이 확연하게 두 꺼우며 그 간격이 좁다--- A. japonica 이화학 패턴 분석

5종류 백출(白朮) A. macrocephala 분석결과, 白朮 A.

macrocephala (사천성, 섬서성, 절강성, 호북성)의 chromatogram 은 서로 유사한 패턴을 보였고, atractylenolide Ⅲ와 atractylenolide Ⅰ이 검출되었다. 그러나 白朮 A. macrocephala (흑룡강성)은 나머지 白朮 시료와 약간 다른 패턴을 보 였고, 5가지 지표물질을 모두 함유하고 있었다. 그리고 중국 내륙지방에서 채취한 白朮 시료와는 달리, 東北部 지역인 흑룡강성에서 채취한 白朮의 경우 東北部 지역에 역시 분포하는 朮類 한약재인 A. japonica, A. koreana 등과의 혼종 가능성을 고려해 볼 수 있었다. 또한 白朮 역시 약재간에 약간의 패턴차이가 있는 것으로 보아 한 약재의 산지별, 재배환경별로 차이가 존재하는 것으로 판 단하였다.

1종류 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea 분석결과, 전체적인 약재 의 chromatogram은 삽주 A. japonica 의 chromatogram보다 는 白朮 A. macrocephala 의 chromatogram과 약간 유사한 패턴을 보였고, atractylenolide Ⅲ와 atractylenolide Ⅰ만 검출되었다. 하지만 白朮 A. macrocephala 과는 달리 茅蒼 朮 A. lancea 에서는 머무름 시간 20 min 이후, 36 min 이 후, 49 min 이후에 negative peak가 나타나는 것이 특징이었 고, 머무름 시간 30.3 min, 41.4 min에서 다른 peak보다 두드 러지는 peak를 보이는 것으로 차이점을 확인할 수 있었다.

2종류 삽주(關蒼朮) A. japonica 의 경우, 모든 시료에 서 지표물질이 검출되었고 전제적인 chromatogram도 약재간에 서로 유사한 패턴을 보였다. 하지만 두 약재 간에 compound-5와 atractylenolide Ⅲ 및 diacetyl-atractylodiol 의 함량 차이가 있었다. 이외에도 머무름 시간 25.9 min, 30.7 min, 46.4 min에서 두드러지는 peak를 보였다. 다만 두 약재의 chromatogram에서 지표물질에 해당하는 peak 및 지표물질 외 peak의 면적값이나 양상이 약간 다른 것은 산지별, 재배환경별 차이에 기인하는 것이라 판단하였다.

한편 일부 유통중인 한약재 중 만주삽주(北蒼朮) A.

chinensis 의 경우, 여러 정황상 삽주(關蒼朮) A. japonica 와 근연관계인 것으로 추정되므로 추후 A. lancea 와 A.

chin-ensis, A. japonica 의 3種 간 비교 및 A. japonica 의 구근과 신근에 대한 비교연구도 수행되어야 할 것으 로 사료된다.

결 론

3種 朮類 한약재를 표준한약재로 선정하여, 외․내부 형태와 이화학 패턴을 통한 분류학적 기준을 설정한 바 는 다음과 같다.

1. 외부형태에서

백출(白朮) A. macrocephala, 삽주(關蒼朮) A. japonica 의 경우 모두 葉柄이 길고 葉身이 3-5裂하였다. 하지만 백 출(白朮) A. macrocephala 는 꽃이 紫色이며 비교적 큰 반 면, 삽주(關蒼朮) A. japonica 는 꽃이 白色이며 작고 羽狀 의 苞葉이 있었다. 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea 는 葉柄 이 거의 없었고 꽃이 白色이며 퇴화된 수술 끝이 굽어 있었다.

2. 약재상태의 외부형태에서

백출(白朮) A. macrocephala 는 주먹모양의 塊莖으로 瘤狀돌기가 있었으며, 斷面이 灰白色이고 裂隙이 있었다.

삽주(關蒼朮) A.japonica 와 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea 모두 連珠狀結節狀根으로 斷面이 黃白色이었으나, 삽주 (關蒼朮) A. japonica 는 斷面이 纖維狀이고 皮層의 폭이 中心部보다 작으며 皮層에 放射狀 배열이 드문 반면, 가 는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea 는 皮層과 中心部의 폭이 비슷 한 크기이고 皮層에 放射狀 배열이 뚜렷하였다.

3. 약재상태의 내부형태에서

백출(白朮) A. macrocephala , 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea 모두 皮層에 木質化 된 纖維束이 없었으나, 백출(白朮) A.

macroce-phala 는 維管束과 導管이 쐐기 모양으로 放射 狀 排列을 이루고 維管束이 中心部에 밀집되어 있는 반 면, 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea. 는 導管과 維管束이 서 로 반복적으로 배열되어 皮層까지 길게 이어지는 모양을 나타냈고 그 두께가 가늘었다. 삽주(關蒼朮) A. japonica 는 皮層에 木質化 된 纖維束이 있었고 維管束이 확연하 게 두꺼웠으며 그 간격이 좁았다.

4. 이화학패턴 감별에서

백출(白朮) A. macrocephala , 가는잎삽주(茅蒼朮) A. lancea 에는 5가지 지표물질 중 atractylenolide Ⅰ과 atractylenolide

Ⅲ 두 가지만 함유되어 있는 반면, 삽주(關蒼朮) A. japonica 에는 atractylenolide Ⅰ, atractylenolide Ⅲ, diacetyl-atractylodiol, compound-4, compound-5가 모두 함유되어 있었다. 3種 朮類 한약재는 서로 다른 chromatogram 패턴을 보였다.

이상 내용은 3種 朮類 한약재의 감별 기준으로 활용

될 수 있을 것이며, 향후 세부적인 성분 패턴실험과 생물

학적 효능 실험 및 추가적인 種의 朮類 한약재에 대한

연구에 기초자료로 활용되어짐으로써 한약재의 객관화에

도움이 될 것으로 사료된다.

참고문헌

1. 吳普. 神農本草經 卷1(上品). 醫道韓國史. 1976 : 13-4.

2. 陶弘景. 神農本草經集注. 人民衛生出版社. 1994 : 196-7.

3. 全國韓醫科大學 本草學공동교재편찬위원회 編 : 本草 學. 永林社. 2007(개정) : 331-2, 578-80.

4. 대한민국 보건복지부 : 대한약전 제9개정 . 식품의약 품안전청. 2008 : 929-30, 976.

5. 中華人民共和國 衛生部 藥典委員會 編. 中華人民共 和國藥典 中藥彩色圖集. 1990年版. 廣東科學技術出版 社. 1990 : 105, 165.

6. 보건부 약전위원회 : 조선민주주의인민공화국약전. 의 학과학출판사. 1996 : 215, 281.

7. 이종원, 이재곤, 김미주, 도재호, 양재원. 삽주의 휘발성 향기성분. 한국식품영양학회지. 2001 ; 14(1) : 15-9.

8. 葛燕芬, 杭悅宇, 夏冰, 韦阳连. 5种苍朮属葯用植物的

tmL-F序列测定及种间遗传關系分析. 植物资源与环境 学报. 2007 ; 16(2) : 12-6.

9. Hae Gon Chung, Kyung Hwan Bang, Jin Ki Bang, Seong Eun Lee, Nak Sul Seong, Joon Hyeong Cho, Byung Seok Han and Seong Min Kim. Comparison of volatile components in essential oil from different origin of Atractylodes spp. Korean J Medicinal Crop Sci. 2004 ; 12(2) : 149-53.

10. 金鍾旭. 4種 防風類 한약재의 外部 및 內部形態와 遺傳學的 연구. 우석대학교 대학원 박사학위논문.

2002.

11. 고병섭, 주영승, 김호경, 황완균, 김대근 등. 표준한약 개발연구. 2002년 보건복지부 정책과제. 2003.

12. 이성옥, 서지희, 이정원, 유미영, 권지웅, 최상운, 강종

성, 권대영, 김영균, 김영섭, 유시용. 백출 추출물의

암세포증식 저해 효과. 생약학회지. 2005 ; 36(3) :

201-4.