스크랩 허브의 특성과 주요성분

[꿀벌사랑양봉원]

허브의 특성과 주요성분

1. 허브란?

1) 허브의 기원과 특징

허브는 인류가 존재하기 전부터 지구상에 존재하며 먹이사슬의 고리로부터 자신을 보호하기 위해 독특한 방식으로 진보해온 아주 특별한 식물입니다. 그러한 허브의 특성을 일찌감치 깨달은 우리의 선조들은 허브를 이용함으로써 질병의 고통으로부터 자유로울 수 있었고 다양한 문화생활을 즐길 수 있게 되었습니다. 의성 히포크라테스의 저술서 ‘약물지’에는 그러한 다양한 종류의 허브와 허브의 약리작용, 사용방법 등이 비교적 자세하게 남아 있습니다. 이에 앞서 중국의 신농씨도 이러한 허브의 특징과 효능을 밝혀냈고 명나라시대에 이르러 이시진이 ‘본초강목’이라는 자신의 연구서에 천여 종의 허브와 그 특성을 기록하였습니다. 우리의 선조들도 그러한 허브의 가치를 높이 하였으며 그러한 기록은 ‘동의보감’에 자세히 기술되어 있습니다. 그러나 보편적으로 지칭되는 허브는 전 세계에 대략 4,500여종이 있는 것으로 보고되고 있으며 우리나라에만 해도 1,500여종 이상의 허브자원식물이 있는 것으로 보고되고 있습니다.  그러나 전 세계적으로 가장 보편적으로 활용되는 특색 있는 허브는 몇 십 종에 이릅니다. 흔히 허브라 일컬어지는 식물은 대개 꿀풀과, 쑥과, 국화과, 백합과, 지치과, 미나리과의 로즈마리, 로즈, 라벤다, 민트, 레몬밤, 캐모마일, 마조람, 세이지, 타임 등이 있습니다.

허브의 다양한 쓰임은 보통 네 가지로 나누어 볼 수 있는데 첫째로는 약초이며, 둘째는 향초이고, 셋째는 향신채이며, 넷째는 미용초입니다.

자세히 살펴보면 다음과 같습니다.

1> 허브는 소중한 약초입니다.

허브는 대개 항염, 항바이러스, 항진균, 항알레르기, 항암, 살균, 소독, 방부, 세정, 이완, 이뇨, 혈액순환촉진, 진정, 진통의 효능이 있어 각종 질병에 대한 치료효과를 보이며 의학이 발전한 현재에도 아주 중요한 약료로 쓰입니다.

2> 허브는 독특한 향을 지닌 향초입니다.

허브의 독특한 향은 해충으로부터 자신을 보호하기 위해 발전한 자기보호장치입니다. 이렇게 생성된 향은 인체에도 영향을 미치는데 뇌신경의 변영계를 자극하여 감정을 조절하고 생리기능과 생식기능을 조절합니다.

이러한 특징을 이용한 것이 아로마테라피(향치료법)법이며 선진국을 중심으로 허브에 대한 새로운 연구가 진행 중에 있습니다. 그러나 무엇보다도 허브의 독특한 향은 우리의 일상생활에서 이미 친숙하게 접할 수 있는데 껌이나 사탕과 같은 제과류나 화장품, 삼프, 린스, 비누와 같은 생활용품에 이미 사용되고 있기 때문입니다. 현재 이와 같은 허브향의 수입량은 수 조 원에 이르며 앞으로도 그러한 수요는 날로 증가할 것입니다.

3> 허브는 향신 채소입니다.

허브에는 각종의 미네랄과 영양소를 함유하고 있어 건강을 지켜주는 건강식품입니다. 향과 독특한 맛이 있어 요리의 맛과 향을 내는데 없어서는 안 되는 주요한 향신료입니다. 대표적인 허브 향신료는 로즈마리, 마스타드, 타임, 세이지, 후추, 시나몬, 진저, 마늘, 파슬리, 셀러리, 딜, 휀넬, 올스파이스, 코리안더, 파프리카, 레드페파, 샤프란 등이 있습니다.

4> 허브는 미용초입니다.

위와 같이 허브는 다양한 약리작용, 영양소, 독특한 향은 가지고 있어 피부를 보호하고 지켜주어 미용효과를 높이는데 좋습니다. 허브를 미용에 이용하는 방법과 종류는 무척이나 다양합니다. 그러나 보편적으로 증유방식을 통한 정유의 추출이 일반화되어 있으며 대개 허브의 추출물이라 함은 그러한 정유(엣센셜오일)를 말합니다.

2) 허브의 약리작용

허브에는 아주 독특한 향이 있습니다. 허브에는 정유(휘발성이 있으며 각종의 미네랄과 유기물을 포함한 기름성분)를 함유하고 있습니다. 대체로 허브의 이 독특한 향을 흡입하면 0.3초 내에 뇌의 변영계라는 신경계에 영향을 미처 신진대사를 활발히 하고 감정을 조절합니다. 아로마테라피는 이러한 허브만의 특성을 이용한 치료법으로 독서와 자극이 적고 만병의 근원인 스트레스와 두통해소에 상당한 효능효과를 발휘합니다. 또한 허브의 정유는 휘발성이 강하며 천연의 성분으로 피부흡수가 용이하며 살균, 방부, 방충, 세정, 재생작용이 뛰어납니다. 세밀히 살펴보면 다음과 같습니다.

식물은 대개 일차대사와 이차대사를 통해 각종의 신진대사를 하며 종자번식을 합니다. 일차대사라 함은 기초대사라고도 하며 식물생명에 있어 불가결한 물질인 단백질이나 지방, 핵산, 탄수화물 등의 생명에너지 획득을 위한 기본적인 대사경로라 할 수 있습니다. 이차 대사는 해당계(解糖系), 구연산회로(枸櫞酸回路), 판토스린산회로(酸回路)의 세 가지 주요한 일차대사계의 중간물질에 유래하는 특수한 물질이 다수 존재하는데 이를 말하며 텔페노이드, 페놀성화합물, 알카로이드 등의 주요한 그룹을 형성합니다. 이러한 특수한 유효성분에 의해 약효를 발휘하는 것입니다.  

3) 허브가 갖는 미용효과

허브를 이용하여 미용효과를 높였던 역사는 고대의 이집트, 그리스, 로마, 페르시아까지 거슬러 올라갑니다. 그러나 그중 역사에 남는 것이 신경통으로 고생하던 헝가리 엘리자베스 여왕이 허브로 병을 고치고 나아가서는 노화를 방치하고 젊음을 되찾게 되어 72세에 폴란드의 왕으로부터 구혼을 받았다는 일화를 남기고 있습니다. 그 허브는 로즈마리이며 그것으로 만든 화장수를 ‘헝가리워터’라고 하며 오늘날까지도 인기를 얻고 있는 가장 수명이 긴 화장품입니다.

오늘에 와서 알카리성의 균형을 깨거나 세균이나 유해성분 등의 화학물질의 폐해와 부작용이 문제시되고 있습니다.

허브는 이러한 화학물질이 갖는 위험성이 없기 때문에 안심하고 쓸 수 있으며 다양한 용도로 활용할 수 있습니다.

직접적인 피부접촉을 통한 효능효과별 허브를 살펴보면 다음과 같습니다.

▶햇볕에 탔을 때나 찬바람에 노출되어 살이 거칠어지거나 튼 경우, 건성피부로 각질이 많고 부석부석한 피부에는 유연효과가 있는 스위트바이올렛, 캐모마일, 마쉬멜로우, 콤푸리 등이 있고

▶지성피부에는 수렴효과가 있는 포트메리골드, 레이디스맨틀, 로즈마리 등이 있고

▶클렌징에는 세정효과가 있는 라벤다, 로즈마리, 레몬밤, 로즈, 페파민트, 소프워트, 야로우, 캐모마일, 포트메리골드 등이 있고

▶피부를 맑게 하는데는 캐모마일, 라벤다, 로즈마리, 로즈, 레몬밤, 페파민트, 엘더, 린덴 등이 있고

▶방부, 소독에는 라벤다, 로즈마리, 타임, 로즈, 페파민트, 레몬밤 등이 있고

▶피부가 탄력이 없고 거칠 때는 로즈마리, 로즈, 레몬밤 등이 좋습니다.

미용용으로 이용되는 대표적인 허브와 대략적인 약리작용을 살펴보면 다음과 같습니다.

▶로즈마리는 대표적인 허브로 진통, 항균, 항염, 항바이러스, 항알레르기, 살균, 소독, 방부 등의 작용이 있으며 피부세정과 피부이완효과가 탁월합니다. 로즈마리의 향은 정신을 맑게 하고 집중력을 향상시키며 기억력을 높여줍니다.

▶라벤다는 진정, 살균, 소독, 방부작용이 있으며 피부세정효과가 탁월합니다. 라벤다의 향은 정신의 균형과 회복기능을 강화하여 정신을 편안하게 하고 스트레스와 불안, 우울, 불면증, 두통 등에 효과적입니다.

▶캐모마일을 항균, 항염, 세정작용이 있으며 근육의 진통을 완화합니다. 자극이 없으며 민감성피부나 건성피부에 적합합니다. 캐모마일의 향은 정신을 진정시키고 불안과 우울, 두통과 스트레스해소에 좋습니다.

▶페파민트는 살균, 항염, 항균, 세정, 소독, 진통작용이 뛰어나며 근육의 진통과 관절의 통증을 완화합니다. 특히 피부세정작용이 뛰어나고 혈액순환을 촉진합니다. 페파민트의 향은 기분을 상승시키고 감정을 자극하여 머리를 맑게 합니다.

▶레몬밤은 진정, 해독, 세정, 발한, 피부노화예방, 진경, 해열 등에 효능이 있으며 특히 피세정작용이 뛰어납니다. 레몬밤의 향은 우울증, 대인기피증, 신경성두통, 기억력저하, 신경통에 효과적입니다.

▶로즈는 비타민 A, B, C, E, K, P, 니코틴산, 아미드, 유기산, 탄닌 등의 유효성분이 다량 함유되어 있어 피부미용에 좋으며 류마티스와 같은 신경계통의 통증완화에 효과적입니다. 특히 비타민의 함량은 레몬의 60배가 넘습니다. 피부이완작용이 탁월합니다.

2. 허브의 주요성분과 참조자료

■ 티몰 (thymol)

화학식 CHO. 벤젠 유도체의 하나. 1―메틸―3―히드록시―4―이소프로필벤젠(2―이소프로필―5―메틸페놀)이다. 특유의 방향(芳香)을 가진 무색의 판모양으로, 화학식량 150.22, 녹는점 51.5℃, 끓는점 233.5℃이다. 시멘과 더불어 사향초 속에 들어 있고, 꿀풀과 식물 정유(精油)의 주성분이다. 디브롬멘톤이나 ―시몰 등으로부터 합성하기도 한다. 에틸알코올․에테르․아세트산․클로로포름․벤젠 등에 잘 녹는다. 환원하면 멘톨, 산화하면 티모퀴놀(2,5―디히드록시――시멘)이 된다. 방부제․살균제․구충제․합성멘톨의 원료 등으로 쓰임 외에 분석용 시약으로도 쓰인다. 티탄은 티모퀴놀의 진한 황산용액과 반응하여 진한 적색이나 적황색으로, 염화안티몬의 클로로포름 용액은 티몰과 반응하여 황갈색이나 적갈색으로, 비산나트륨은 티몰 및 진한 황산과 가열하면 적색․담적색․보라색을 거쳐서 흑자색이 되므로, 각각 그들의 금속을 검출하는 데 쓰인다. 이 밖에 아질산이온․질산이온․황산이온과 같은 음이온의 검출 및 정량에도 쓸 수 있다.

■ 니코틴산 nicotinicacid

분자식 CHON. 비타민 B군(群)의 하나. 니아신(나이아신)이라고도 한다. 녹는점 232℃ 피리딘 -β―카르복시산에 해당한다. 니코틴을 질산 등으로 산화하거나, β―피콜린의 산화 등으로 얻어지며 또 피리딘으로도 합성된다. 구리염은 물에 잘 녹지 않는다. 이것의 에틸베타인은 트리고넬린이라 불리며, 식물계에 분포하고 또 동물체에서 배설된다. 이 산아미드(니코틴산아미드)가 사람의 펠라그라(피부가 홍갈색으로 변하고 거칠게 상하는 병)나 개의 흑설병(黑舌病)에 유효한 비타민으로서, 1937년 소의 간 추출액에서 분리되었으며, 살고기․콩류․곡식․효모 등에 널리 존재한다.

■ 박하유 (薄荷油 peppermintoil)

정유(精油)의 하나. 페퍼민트유라고도 한다. 일본 훗카이도 박하나 브라질산 박하의 전초(全草)를 수증기 증류하여 1.3～1.6%의 수유율(收油率)로 추출된 박하뇌를 얻을 수 있다. 이것을 냉각하면 ―멘톨이 채뇌율(採腦率) 40～50%로 결정으로서 얻어진다. 채뇌 후의 기름을 박하탈뇌유(박하유)라고 하며, 이것을 정제한 것을 박하백유(薄荷白油)라 한다. 박하유는 ―멘톨의 공급원으로 중요하며 치약․껌․과자 등에 사용된다.

■ 산토닌 (santonin)

1) 화학식 C謠饒H謠浴O遼. Artemisia 속의 여러 가지 쑥으로부터 추출되는 구충작용을 하는 세스퀴테르펜. 분자량 246.31. 녹는점 170~173℃, 비중(d) 1.187인 무색의 결정 또는 흰색의 결정성 분말이다. 냄새는 없고, 처음에는 맛이 없지만 나중에는 조금 쓰다.

2) 구충약. 1830년에 독일에서 처음으로 결정을 추출하였으며, 메르크사(社)가 <산토닌>이라는 이름으로 발매하였다. 회충․요충․편충 등의 구제에 쓰인다. 국화과 식물 시나Artemisia cina, 마르티마A. martima, 쿠라멘시스 A. kuram-ensis의 개화 직전 꽃봉오리에 많이 함유되어 있으며, 이들 식물의 종자모양을 한 꽃봉오리를 시나화(통칭 세멘시나 semen cina)라고 한다. 부작용으로 황시증(黃視症)․두통․구토․복통 등이 나타나며, 간에 장애를 일으켜 미국에서는 사용하지 않는다. 성인은 1회 0.1g을 밤에 복용하고, 다음날 아침식사 전에 0.1g을 복용한다. 극량(極量)은 1일 0.3g이다. 분말․정제(20㎎ 함유)가 있다. 해인초의 유효성분인 카이닌산과의 합제(合劑)인 카이닌산․산토닌산도 있다.

■ 유게놀 (eugenol)

분자식 CHO. 정향유․계피유 등에 함유되어 있는 정유성분(精油成分)의 하나. 분자량 164.2. 녹는점 -9.2℃, 끓는점 255℃, 비중은 1.0664(20℃)360-210이다. 강한 향기를 내는 담황색 액체이다. 정향유․계피유를 3～5%의 수산화나트륨 수용액에서 추출․중화한 후에 분리된 유분을 정류한다. 구아야콜을 원료로 하여 합성한다. 유제놀은 카네이션계 조합향료로 널리 사용되며, 식품향료로, 육류․소시지․소스에 사용한다. 또한 바닐린의 합성원료이기도 하여 중요한 향료 중 하나이다.

■ 테르펜 (terpene)

이소프렌 CH을 구성단위로 하는 중합체 (CH)로 이루어지는 탄화수소 및 그 유도체의 총칭. 테르페노이드․이소프레노이드라고도 한다. 대표적인 것은 식물의 향기성분인 정유이며, 대부분의 색소․수지․고무질도 모두 형식적으로는 테르펜에 포함된다. 정유 속의 테르펜은, 식물의 생체 내에서 아세트산이 효소의 작용으로 스쿠알렌을 거쳐 콜레스테롤이 되는 생합성의 초기단계에서 생성된다. 테르펜은 곁사슬 C 단위(이하 이소프렌단위라 한다)가 기초가 되어 이소프렌단위의 수 (CH)에 따라 분류된다. 또 그것들은 사슬모양 테르펜계 탄화수소, 모노테르펜계․세스퀴테르펜계․트리테르펜계 탄화수소로 분류된다. 그리고 이들 테르펜계 탄화수소와 같은 탄소골격을 지니는 알코올․알데히드․케톤․카르복시산이 포함된다. 이소프렌 자체는 헤미테르펜에 속하는 화합물이다. 천연고무(폴리테르펜계 탄화수소)를 건류하면 이소프렌이 생성되므로, 그 구조는 이소프렌단위가 기본인 것으로 보고 있다. 이 자연법칙성을 <이소프렌법칙>이라고 한다. 천연에 존재하는 테르펜 대부분이 이소프렌단위가 결합한 구조를 하고 있어 이소프렌법칙에 적합함을 알 수 있다. 예를 들면 모노테르펜계 탄화수소인 리모넨은 이소프렌 2분자가 고리화(化) 첨가한 구조이다. 테르펜은 널리 식물계에 분포해 있는데, 그 생합성 메커니즘은 메발론산의 발견으로 뚜렷하게 진전되었다. 메발론산은 모든 테르펜(모노․세스퀴․디테르펜계 화합물)의 생합성의 전구물질이다. 현재는 식물 생체 내에서 테르펜이 메발론산 경로에 의해 합성 확립되어 있다. 테르펜은 천연향료의 주체가 되는 식물정유의 주성분으로, 상업생산되는 정유 가운데서 특히 생산량도 많다.

[합성법과 용도]

모노 및 세스퀴테르펜계 화합물은 수증기 증류로 유출하는데, 모노테르펜계 화합물은 냄새가 있고, 세스퀴테르펜계 화합물 이상은 무취이다. 식물을 자원으로 하는 모노테르펜계 화합물은 향료 및 의약품의 합성원료로서 다량 요구되어 식물에서 얻는 테르펜만으로는 수요를 충족시키지 못하므로, 천연의 맛 이용자원, 예를 들면 α―피넨 또는 석유화학제품(아세톤․아세틸렌․이소프렌 등)을 출발원료로 하여 테르펜계 화합물의 대량생산화가 이루어지고 있다. α―피넨에서 캠퍼․보르네올의 합성, 피넨법과 아세틸렌법․이소프렌법에 의한 리날로올의 합성이 공업화되어 있다. 세스퀴테르펜계 화합물로는 파르네솔․네롤리돌, α― 및 β―산탈롤 등이 향료로서 생산되고, 디테르펜계 화합물로는 비타민E의 합성원료로서 피톨․이소피톨․비타민 A 등이 생산되고 있다. 또 트리테르펜계 화합물로는 스쿠알렌 및 스쿠알란이 화장품 기본재료로서 생산되고 있다. 테트라테르펜계 화합물로는 당근의 색소인 카로틴(카로티노이드 가운데 어느 하나)이 중요하다. 천연고무는 폴리테르펜이며, 규칙적으로 선모양으로 배열된 몇 백이라는 이소프렌단위를 포함하고 있다. 동물에 있어서 중요한 테르펜으로서 지용성 비타민 A․E․K가 있다. 더욱이 유비퀴논(ubiquinone) 또는 조효소 Q(Co Q)라 하는 일련의 화합물은 퀴논고리와 긴 이소프렌곁사슬로 이루어지며, 미토콘드리아에 존재하여 전자전달계의 구성성분이 되고 있다. 폴리프레놀은 말단에 일차 알코올기를 갖는 유도체로, 그 하나인 돌리콜(dolichol)은 인산에스테르로서 세포벽과 당단백질 생합성과정에서 중요한 역할을 한다.

■ 리모넨 (limonene)

화학식 C謠褥H謠慾. 단일고리 모노테르펜의 하나. 予―멘탄에서 유도되고 레몬과 같은 향기가 있는 액체이다. 끓는점 175℃. 광학이성질체 諺 ․淹이 있으며, 고유광회전도 [α]譽識侁125°, 諺체는 등피유(橙皮油)․레몬유․베르가모트유․회향유 등에 포함되어 있고, 淹체는 송엽유․박하유 등에 포함되어 있다. 諺淹체는 디펜텐이라 하는 것으로서, 테레빈유․캄파유에 다량으로 들어 있고, 피넨․캄펜 또는 諺―와 淹―리모넨을 가열(250~270℃)하면 생긴다. 탄성고무를 증류하면 이소프렌과 함께 생기며 이소프렌의 가열(300℃)에 의한 중합으로 합성된다.

■ 레몬유 (lemon oil)

레몬의 껍질에서 짜낸 탄화수소유. 구연유라고도 한다. 엷은 황색 또는 녹색을 띤, 황색이며 특유의 향기가 있고 조금 쓴 맛이 난다. 비중은 0.849～0.855, 회전편광크기는 56～67°, 굴절률은 1.474～1.476이다. 휘발성이 있으며, 이황화탄소․아세트산에 녹는다. 주성분은 시트랄․리모넨․테르펜 등이다. 청량음료․빙과 등의 풍미료 외에 향료, 광택제, 의약품 원료 등으로 쓰인다.

■ 테르피네올 (terpineol)

화학식 CHO. 테르펜알코올. α―, β―, γ―의 이성질체가 있는데 오렌지유․삼목잎의 정유에는 α―테르피네올, 노송나무의 정유에는 β―테르피네올, 소나무과의 식물잎에는 γ―테르피네올이 함유되어 있다. α―테르피네올은 무색 액체로서 라일락과 비슷한 향기를 가지며 향료로서 중요하다. 녹는점 40～41℃, 끓는점 99～102℃(15㎜Hg)이며, 비중은 0.94이다. 물에는 잘 녹지 않으며 알코올 등에는 잘 녹는다. 일반적인 시판품은 3～5%의 테르피네올을 함유하므로 향기․물성은 그 조성에 따라 약간 변화가 있다. α―테르피네올은 α―피넨에 묽은 황산을 반응시켜 포수 테르펜을 생성한 뒤 인산이나 옥살산으로 부분탈수해서도 얻어진다. α―리모넨의 가수분해에 의한 방법, 이소프렌, 메틸비닐케톤의 축합물로부터 그리냐르반응을 거쳐 합성하는 방법도 있다. α―테르피네올은 라일락․파인계의 합성향료, 레몬․라임․오렌지․진저 등의 식품향료용으로 이용되고 또 비누․세제․실내방향제로도 널리 쓰인다.

■ 게라니올 (geraniol)

분자식襄謠褥量謠浴禦. 불포화 알코올의 하나. 끓는점 229.7℃, 비중 0.89. 장미향을 지닌 무색의 액체로, 물에는 녹지 않으나 알코올․에테르에는 쉽게 녹는다. 장미유(油)․게라늄유․시트로넬라유 등의 정유(精油)의 주성분이며 네롤과는 기하이성질체(幾何異性質體)를 이룬다. 시트로넬라유를 10~20단의 이론단수(理論段數)를 가진 분류탑(分溜塔)으로 감압 증류하여 시트로넬라유분(溜分)과 게라니올 유분으로 나눈다. 후자는 알칼리와 열처리한 뒤 재증류하여 제품으로 만든다. 또 텅스텐산(酸) 에스테르를 촉매로써 리나롤을 이성질체화(異性質體化)하여 게라니올을 제조한다. 게라니올은 장미계 조합향료의 주체로서 비누․화장품 향료에 쓰인다.

■ 시트랄 (citral)

분자식 CHO. 사슬모양 모노테르펜알데히드의 하나. 분자량 152.2. 시트랄은 벼과의 식물 Cymbopogoncitratus,C.flexuosus의 잎을 수증기증류하여 얻는 정유(精油), 즉 레몬글라스유(lemon glass oil)의 주성분이다. 레몬과 같은 방향을 가지는 담황색의 액체로 끓는점 228℃, 비중 0.89, 인화점 92℃이다. 천연산 시트랄은 트랜스형의 게라니알(geranial;α―시트랄) 80%, 시스형의 네랄(neral;β―시트랄) 20%의 혼합물질이다. 공업적으로는 게라니올의 접촉공기산화로 제조한다. 식품향료․비누향료로서 이용되지만 비타민A 및 비타민E의 합성 원료로도 중요하다.

■ 이오논 (ionone)

분자식 CHO. 고리테르펜케톤의 일종(단일고리 세스퀴테르펜에 속하는 케톤). 분자량 192.30. 이것의 묽은 용액은 제비꽃향기가 나며, 중요한 합성 향료의 일종이다. 보통 α―이오논과 β―이오논의 두 이성질체의 혼합물로서 존재한다. 무색의 액체로 물에는 거의 용해되지 않지만, 에탄올에는 잘 용해된다. 끓는점은 α―이오논 123～124℃ (11㎜Hg), β―이오논 127～128.5℃(10㎜Hg)이다. 시트랄과 아세톤과의 클라이젠축합(Claisen condensation)으로 얻은 유사이오논(類似ionone;Pseudoionone)을 고리닫기(閉環)함으로써 합성한다. α―이오논, β―이오논의 혼합 비율은 고리화반응 때 사용되는 산(보통 인산․황산 등)의 종류에 따라 다르다. α―이오논과 β―이오논은 정밀분별 증류에 의해서, 또는 그것들의 산성 아황산나트륨복염의 성질 차이를 이용하는 방법 등에 의해서 분리할 수 있다. 이오논은 모든 제비꽃계 조합 향료의 기초제로 이용되며, β―이오논은 비타민A의 합성 원료로 활용된다.

■ 프로비타민A (provitamin A)

동물체내에서 비타민A로 전환되는 물질. 식물에 있는 카로티노이드 색소 가운데 α―카로틴․β―카로틴․γ―카로틴․크립토크산틴 등이 해당되며, 비타민A 활성이 가장 큰 것은 β―카로틴이다. β―카로틴은 소장 점막 안에서 산소분자에 의해 산화적으로 분해․환원되어 레티놀(비타민 A)로 전환한다. 국제단위로 β―카로틴의 비타민A 효력은 레티놀의 1/2이다. 산․열․산소에 불안정하고, 산화되면 무색이 되거나 퇴색한다. 식물 속 β―카로틴의 효과적 흡수를 위해서는 유지(油脂)가 필요하다. β―카로틴을 많이 함유한 식품으로는 당근․푸른잎․버터 등이 있다.

■ 정유 (精油 essential oil)

식물의 가지․잎․뿌리줄기․나무껍질․나무줄기․꽃․꽃봉오리․열매 등에서 얻어지는 특유의 방향(芳香)을 가진 휘발성기름. 방향유라고도 한다. 일반적으로 물보다 가벼우며 채종유․야자유 등의 유지류와 같은 글리세리드가 아니며 성질도 다르다. 식물의 <정(精)>이란 의미에서 정유로 구별하고 있으며 식물이 가진 방향의 주체로 예부터 인류생활에서 향료로서의 가치를 평가받아 왔다. 정유를 생산하는 식물의 종류는 한정되어 있으며 상업생산되는 정유의 모체는 전세계에 분포하는 식물의 수에 비해 매우 적다. 식물에서 얻어지는 중요한 정유는 레몬껍질의 레몬유, 아니스 열매의 아니스유, 장미꽃의 장미유, 박하 잎․줄기의 페퍼민트유 등 1500여 종 이상에 이른다. 그 가운데 100여종이 천연향료 및 합성향료의 원료로서 사용된다. 특히 생산량이 많다. 정유는 수십종이 넘는 성분의 복잡한 혼합물이며, 같은 식물에서 얻은 정유라도 부위․산지․기후․취급법이 다르면 정유의 성분이나 비율도 변하게 된다. 식물에서 분리시키는 방법으로는 수증기증류법․압착법․추출법 등이 있고 정제법으로는 액체인 것은 증류나 탈색, 고체인 것은 승화나 재결정법 등이 있다. 정유는 각기 특유의 향기를 지니며 열과 공기에 접촉하면 변질되기 쉽고 비교적 불안정하다. 또 강한 살균력․방부력을 가지고 있다. 정유의 성분은 화학적으로는 알코올․알데히드․케톤․산․에스테르 등의 함산소화합물과, 모노 및 세스퀴테르펜계 탄화수소로 크게 구분된다. 정유의 향기와 풍미에 관계가 있는 것은 앞의 것이며, 뒤의 것은 물에 잘 녹지 않고 공기산화를 받아서 변질되기 쉬우므로 향기와 풍미에는 도리어 방해가 되는 물질이다.

■ 사포닌 (saponin)

식물에 널리 존재하는 배당체(配糖體;당류와 탄수화물의 복합체)이며, 탄수화물의 부분이 질소를 함유하지 않은 여러 고리화합물로 되어 있는 것의 총칭. 수용액은 거품이 일기 쉽고, 콜로이드용액을 만들며, 특히 동물에 대해서 여러 가지 강한 생리활성을 나타낸다. 당부분은 D―글루코오스, D―갈락토오스, L―아라비노오스가 잘 알려져 있으며, 메틸펜토오스․우론산․디옥시당 등의 경우도 보인다. 비당부분(아글리콘)은 사포게닌이라 하며, 트리테르페노이드인 것과 스테로이드인 것의 둘로 나누어진다. 트리테르페노이드사포닌은 세네가뿌리(북아메리카 원산으로 원지과의 여러해살이풀인 세네가의 뿌리), 도라지뿌리, 감초(중국 북부에 자생하는 콩과의 여러해살이풀) 등에서 추출되며, 감초의 뿌리나 줄기에 있는 글리시리딘은 그 한 예이다. 스테로이드사포닌은 백합과․참마과․현삼과의 식물에서 얻어지고, 사르사뿌리(열대아메리카 원산인 백합과 명감나무속의 낙엽관목의 뿌리)의 사르사사포닌, 디기탈리스(현삼과)의 잎에서 채취하는 디기토닌 등이 있다. 강심작용․이뇨작용 등 강한 생리활성을 나타내기 때문에, 예로부터 생약으로 사용되어왔다. 세포에 대해서는 표면활성제와 같은 작용을 하여 세포막의 구조를 파괴하거나, 물질의 투과성을 높인다. 또, 스테로이드․알코올․페놀 등과는 난용성(難溶性)의 분자화합물을 형성한다. 사포닌에 용혈작용이 있는 것은 적혈구막 속의 콜레스테롤이 사포닌과 강하게 결합하여 막구조가 파괴되기 때문이다.

■ 글리코시드 (glycoside)

당(糖)의 헤미아세탈성(性) 히드록시기(基)와 여러 가지 당․알코올․페놀․카르복시산․알데히드 등의 작용기(作用基)의 에테르형 탈수(脫水)결합에 의해 이루어진 유기화합물. 배당체(配糖體)라고도 하는데, 당 성분끼리 결합되어 이루어진 것을 홀로시드(holoside), 당성분과 비당(非糖)성분이 결합되어 이루어진 것을 헤테로시드(heteroside)라 한다. 보통 글리코시드라하면 헤테로시드만을 지칭하는데, 이를 <좁은 뜻의 글리코시드>라 하며 헤테로시드와 홀로시드를 통틀어 <넓은 뜻의 글리코시드>라 한다. 헤테로시드에 있어서는 당을 제외한 비당성분을 아글리콘(aglycon)이라 하며 그 종류는 여러 가지가 있는데, 특히 스테로이드․트리테르펜이 아글리콘일 때는 이를 <게닌(genin)>이라 한다. 글리코시드의 당 성분으로서 천연계에서는 글루코오스․갈락토오스․만노오스․프룩토오스․아라비노오스․리보오스․람노오스 등이 흔히 검출된다. 일반적으로, 글리코시드의 당 성분별 명칭은, 당 명칭의 어간(語幹)에 ―oside를 붙여서 글루코시드․갈락토시드․프룩토시드 등으로 부른다. 또 글리코시드의 아글리콘까지도 나타내는 명칭은, 위에서 설명한 당 성분별 명칭 앞에 각각 아글리콘의 명칭을 붙여서, 메틸글루코시드(methylglucoside)․페닐프룩토시드(phenylfructoside) 등으로 부른다. 글리코시드는 천연계에서는 특히 식물의 성분으로서 널리 분포되어 있는데, 대체로 글루코시드가 가장 많고 프룩토시드가 그 다음으로 많다. 식물계에 널리 분포되어 있는 색소와 약용(藥用)식물의 약효(藥效)성분 중에는 글리코시드를 주체로 한 것이 많다. 예컨대 꽃․열매․잎 등에서 빨강․파랑․보라색을 나타내는 안토시아닌은 안토시아니딘이 아글리콘으로서 결합되어 있는 색소글리코시드이다. 또 약용식물에서 얻어지는 약효성분 중에는 사포닌에 해당하는 화합물이 많은데, 이는 주로 스테로이드를 아글리콘으로 하는 글리코시드이다. 글리코시드에는 비대칭(非對稱)탄소원자 때문에 α형 및 β형의 2가지 입체이성질체(立體異性質體)가 존재한다. 천연계(특히 식물계)의 글리코시드는 대부분 좌회전성(左回轉性)인 β―글리코시드이며, 따라서 천연계의 글리코시드 중 가장 많은 것은 좌회전성 β―글루코시드라 할 수 있다. α―글리코시드는 주로 인공합성에 의해 얻어진다. 글리코시드는 산(酸) 또는 글리코시다아제라는 효소의 촉매작용에 의해 당 성분과 아글리콘으로 가수분해(加水分解)된다. 글리코시다아제는 글리코시드의 당의 종류에 대해 특이성(特異性)을 나타내는 여러 가지 글리코시드가 수분해효소의 총칭이다. 즉 당 성분이 글루코오스인 글루코시드에는 글루코시다아제가 작용하고, 또 당이 갈락토오스인 갈락토시드에는 갈락토시다아제가 작용하는 방식으로 선택적으로 촉매작용을 한다. 글리코시드에 대한 효소의 촉매작용에 관해서는 이밖에도 포스포릴라아제에 의한 가인산(加燐酸)분해 및 글리코실기전이효소(轉移酵素)에 의한 전이반응 등이 알려져 있는데, 이들 반응에 의해 글리코시드의 당성분의 교환․중합(重合)이 진행된다.

■ 플라보노이드 (flavonoid)

플라본을 기본 구조로 갖는 노란색 식물 색소의 총칭. 천연에는 각종 식물의 꽃․잎․뿌리․줄기․열매 등에 함유되어 있다. 플라본의 명칭은 라틴어 flavus(황색)에서 유래한다. 식물의 표피세포에서 자외선을 차단하는 역할을 담당한다. 이는 대부분 수용성 글리코시드로 존재하며, 아글리콘(非糖成分)은 플라본․플라보놀․이소플라본․플라보논․퀘르세틴 등이다. 구조상 중요한 식물색소 안토시아닌류와 매우 비슷하다. 실제로 플라보노이드가 있는 것은 옛날부터 염료로 쓰이던 것도 있다.

■ 에센스 (essence)

식품에 향기를 주기 위해 사용되는 향료. 식물의 꽃․열매․씨․잎줄기․뿌리줄기․수피(樹皮) 등의 향기성분이 있는 물질을 추출하여 얻은 정유(精油;essentialoil)를 50～60%의 에틸알코올이나 다른 식용유지 등에 녹인 액체 향료이다. 이들 정유의 화학적 성분은 추출하는 식물의 종류 및 부위에 따라 다르며, 에테르․에스테르․알데히드․테르펜류․락톤류 등이 섞여서 결합하고 있는 매우 복잡한 조성이 많다. 에센스에는 천연 식물체의 정유를 알코올에 녹인 천연에센스와, 이들 정유의 성분을 화학적으로 분석하여 인공적으로 합성한 뒤 알코올에 용해시켜 만든 합성에센스가 있다. 천연 식물체로부터 정유를 추출하는 방법에는 압착법․침출법․증류법 등이 있으며, 그 식물체의 특성에 따라 적절한 방법이 채용되고 있다. 예를 들면 과일의 정유는 압착법, 바닐라빈즈 등은 침출법, 민트(mint)나 향초(香草) 스파이스류는 증류법을 이용한다. 천연에센스에는 바닐라․아먼드․오렌지․레몬․스트로베리․단풍나무․민트․아니스 등이 있고, 합성에센스에는 위의 것 외에 바나나․커피․초콜릿․복숭아․파인애플․멜론 등 많은 종류가 있다.

■ 항산화방지제 (酸化防止劑 oxidation inhibitor)

유지․비누․윤활유․고무 등의 자동산화(대기 중의 산소분자에 의한 완만한 산화)를 방지․억제하기 위하여 첨가하는 물질. 항산화제(抗酸化劑)라고도 한다. 고무의 경우, 노화방지제(老化防止劑)라고도 한다. 유지는 자동산화에 의해 산패(酸敗)되어 좋지 않은 냄새나 맛을 낸다. 이것을 억제하는 것이 산화방지제이며, 페놀류․아민류 등이 사용된다. 이러한 물질은 자동산화반응을 직접 억제하지만, 자동산화반응의 촉매가 되는 금속의 작용을 억제해서 산화방지제로 사용하는 물질도 있다. 유지의 산화방지제로는 비타민 E(토코페롤)가 천연적으로 존재한다. 참기름에는 세사몰도 함유되어 있어 강력한 산화방지제로 작용한다. 야채류에는 케르세틴이 산화방지제로서 함유되어 있다. 생체(生體)는 지질을 포함하지만, 생체 내 항산화제로 작용하는 것으로는 비타민 E 및 비타민B이 있다. 비타민 C(아스코르브산)는 항산화제로서도 작용하지만, 시트르산․인산 등과 같이 비타민 E의 상승제(相乘劑;병용함으로써 산화방지제의 작용을 증대시키는 물질)로서의 작용도 있다. 또한 DNA(디옥시리보핵산)도 상승제로서 작용한다. 유지함유식품의 산화방지제로서는 BHT(부틸히드록시톨루엔)․BHA(부틸히드록시아니솔)․프로토카테큐산에틸․갈산이소아밀․갈산프로필 등의 합성산화방지제와 NDGA(노르디히드로구아야레틴산)․과이액수지 등의 천연산화방지제의 사용이 확인되고 있다. 식용기름의 산화방지제로는 페놀계의 것이 중요하다. 합성고무에는 산화방지제로서 보통 페닐―β―나프틸아민이 사용된다. 윤활유에는 페놀류․방향족아민류가 사용된다. 이러한 것들은 모두 자동산화될 때 생성되는 활성라디칼을 소멸시켜 라디칼연쇄성장반응을 단절함으로써, 자동산화반응을 억제하는 작용을 가지고 있다. 고온에서 사용되는 엔진오일 등에는 금속비활성화제 등이 사용된다.

■ 비타민 (vitamin)

아주 적은 양으로 생물체 내의 물질대사를 지배 또는 조절하는 작용을 하지만, 그 자체는 에너지의 근원이나 생체 구성성분이 되지 않으며, 더욱이 생물체 내에서는 생합성되지 않는 유기화합물. 따라서 비타민은 식사 등에 의해 밖으로부터 섭취해야 하는 필수 영양소 중의 하나이다. 다만, 니코틴산처럼 간에서 일부 생합성되기는 하나, 필요량에 이르지 못하는 것까지도 비타민에 포함된다. 또한 동물에 따라 대사계(代謝系)에 차이가 있는데, 예를 들면 비타민C(아스코르브산)와 같이 대부분의 동물에서는 포도당으로부터 체내에서 생합성되지만 사람이나 원숭이 등에서는 이러한 생합성 경로가 없기 때문에 생성되지 않는 것도 있다. 따라서 비타민C는 대부분의 동물에서는 비타민이 아니지만, 사람이나 원숭이 등에서는 비타민이다. 또한 무기질(미네랄)은 비타민과 마찬가지로 미량 영양소이지만 유기화합물이 아니고, 호르몬도 비타민과 마찬가지의 작용을 하지만 생체 내(내분비선)에서 생성되기 때문에 각각의 비타민과 구별된다. 또 비타민은 지방․탄수화물․단백질․무기질과 함께 5대 영양소에 포함된다.

〔명칭〕비타민은 발견된 연도에 따라 A․B․C 알파벳 순서로 그 이름이 붙여졌다. 또한 B謠․B遙 등으로 숫자를 붙여서 세분하여 왔으나, 각각의 화학구조가 밝혀지게 되자 그 구조를 나타내는 화학명과 물질명(화합물명)이 제안되어 현재는 비타민명과 화합물명이 함께 쓰인다. 또한 최근에 발견된 비타민은 그 기능에 따라 이름이 붙여지는 것이 많은데, 유즙의 분비(lactation)에서 취한 비타민L 등이 그 예이다.

〔종류〕비타민에는 많은 종류가 있고 그 화학구조나 작용이 각기 다르다. 따라서 엄밀하게 분류하기는 곤란하지만, 일반적으로는 지용성비타민과 수용성비타민으로 크게 나눌 수 있다. 대표적인 지용성비타민에는 비타민A, D, E, K가 있고, 수용성비타민은 비타민B군(비타민B 복합체)과 비타민C가 있다. 비타민B군에는 비타민B謠, B遙, B慾, B謠遙 외에 니코틴산(니코틴산아미드)․판토텐산․비오틴․폴산(엽산) 등이 포함된다. 즉 비타민B군은 수용성비타민 중 쌀겨(배아)나 효모․간 등에 많이 존재한다고 해서 하나의 군으로 정리된 것이다. 비타민B遼이나 B邀가 없는 이유는 발견하여 보고된 뒤에 각기 B遼은 판토텐산과 같고, B邀는 아미노산이 혼합되어 있음이 밝혀져 제외시켰기 때문이다. 그 대신에 비타민B라고 이름이 붙여지지 않은 화합물명이 포함되어 있다. 또한 비타민으로서 발견되어 보고된 것 중에는 그 뒤의 연구로 부적당한 것으로 밝혀진 것도 있다. 그 중에서 생리적 의의가 명확한 것은 비타민 양작용인자로서 취급되고 있다. 이러한 것으로는 비타민F(필수지방산)․유비퀴논(조효소Q)․리포산(티옥토산)․비타민B梁(카르니틴)․비타민B謠遼(오로토산)․파라아미노벤조산․비타민P․비타민U 등이 포함된다. 한편 식품에 비타민의 모체(전단계 물질)가 함유되어 있어 체내에서 비타민으로 전환, 그 작용을 나타내는 것이 있는데, 프로비타민으로 총칭되며 프로비타민A(카로틴)와 프로비타민D(에르고스테롤)가 있다.

〔작용메커니즘〕비타민이 발견되던 당시에는 미량으로 중요한 작용을 하는 신비한 존재였으나, 그 뒤 많은 비타민의 화학구조가 결정되고 합성도 가능하게 되어 이들의 작용메커니즘이 명확하게 밝혀졌다. 특히 비타민B군은 조효소의 성분으로서 체내에서 촉매적인 작용을 하고 있다는 것이 명확해졌다. 이를테면 피루브산이 아세틸조효소A가 될 때에는 비타민B謠․리포산․판토텐산․니코틴산 등의 비타민이 촉매적으로 작용하고 있으며, 지방산에서 아세틸조효소A로의 경로에서는 비타민B遙․판토텐산․니코틴산이, 또한 아미노산의 분해에도 비타민B遙, B慾이, 펜토스인산회로에서는 비타민B謠 등이 조효소의 성분으로서 각기 관여하고 있다. 또한 비타민C는 조효소로는 되지 않지만 그 강력한 환원작용에 의해 효소의 작용에 영향을 미치고, 비타민A는 로돕신(망막색소)과의 관계가 명확히 밝혀졌다. 또한 비타민D는 그것 자체에 생물학적 활성은 없고, 체내에서 산화되어 활성형이 되며 고전적인 의미에서 비타민이 아닌 호르몬양작용, 즉 원격 표적기관인 소화관이나 뼈에서 작용을 발휘하여 혈액 내 또는 세포 내에서의 수송양식 및 작용메커니즘이 스테로이드호르몬과 같기 때문에 오히려 호르몬양물질로 생각되어 왔다.

〔흡수 및 배설〕비타민은 보통 식품을 통해 섭취되며, 소화관에 들어가면 주로 소장(小腸)에서 흡수되어 혈액과 함께 체내의 세포에 도달하며, 효소 등의 작용물질이 되어 대사에 관여한 뒤 소변으로 배설된다. 하지만 지용성비타민과 수용성비타민에서는 상당한 차이를 보인다. 지용성비타민은 소화관에서 지방과 함께 흡수된다. 즉 일정량의 지방이 없으면 지용성비타민의 흡수가 나빠지므로 동물성식품 속의 비타민A 등은 잘 흡수되지만 식물성식품에 함유되어 있는 프로비타민A는 그 자체로서는 흡수가 매우 나쁘다. 따라서 프로비타민A의 경우는 유지를 사용한 조리가 필요하다. 또한 지방의 흡수에는 이자액이나 쓸개즙이 필요하므로, 이자질환이나 간질환(특히 폐색성황달)의 경우에는 지방흡수장애를 일으켜 지용성비타민의 흡수가 나빠진다. 흡수된 지용성비타민은 간(비타민A, D, K) 또는 지방조직(비타민E)에 축적되어, 리포단백질 또는 특이한 결합단백질에 의해 이송되지만, 소변으로 배출되지 않고 쓸개즙 속으로 배설된다. 또한 체내에 축적되어 과다증을 일으키는 수가 있다. 수용성비타민, 특히 비타민B군의 흡수는 능동수송에 의한 것이 많고, 필요량 정도는 매우 좋은 효율로 흡수된다. 그러나 약제에 의한 다량 경구투여의 경우는 능동수송능력을 초과하기 때문에 흡수율이 저하된다. 또한 흡수된 수용성비타민은 효소가 되어 작용하는 것이 많고, 주사 등에 의해 일시에 다량 투여되어도 아포효소와 결합하는 이외의 비타민은 그대로 소변으로 배설되어 버린다. 따라서 수용성비타민은 매일 필요량 정도만을 섭취할 필요가 있다. 비타민B謠遙만은 간에 축적된다.

(필요량〕건강상 필요한 비타민의 양은 결핍증의 예방에 필요한 최소량과 체내조직의 효소활성을 정상적으로 유지하는 데 필요한 최소량으로 측정되며, 이 최저필요량에 대해 안전율(비타민에 따라 다르지만 약 2배)을 추가한 것이 비타민 필요량이다. 따라서 이 값을 조금 밑돈다고 해서 곧 결핍증이 생기는 것은 아니다. 또한 이 값은 입으로 섭취하는 양을 말하며, 비타민의 종류에 따라서 조리에 의한 손실이 있다는 점에 주의할 필요가 있다.

〔관련질환〕비타민은 필수영양소로서 음식물의 형태로 섭취되지 않으면 결핍증상을 일으킨다. 이것이 비타민결핍증이며 비타민B謠의 결핍에 의한 각기병, 비타민C의 결핍에 의한 괴혈병은 예로부터 알려져 있다. 이 밖에 음식물 섭취상의 결함으로 결핍증을 일으키는 비타민으로는 비타민A, D, B遙와 니코틴산이 있다. 또한 어떠한 원인에 의해 비타민이 체내에서 잘 이용되지 않은 경우에도 결핍증이 생기는데 이것을 2차성 비타민결핍증이라고 한다. 한편 지용성비타민인 비타민A, D, K, E는 조직 내에서 축적되는 성질이 있어 과다증이 될 가능성이 높다. 사람의 경우에 분명한 비타민과다증으로 보고되어 있는 것은 비타민A와 D이다. 또한 생리적 의미에서 비타민결핍이 아닌 유전적 결함에 의해 보통 수배에서 수백배에 이르는 많은 양의 비타민을 투여해야만 건강이 유지되는 질환이 있는데, 이것을 비타민의존증이라고 한다. 이것에는 비타민B謠, B慾, B謠遙, D 이외에, 폴산이나 비오틴 등의 의존증이 포함된다.

〔주요비타민〕현재까지 발견된 비타민은 20여 종에 이르지만 별로 확실하지 않은 것도 있다. 주요 비타민(지용성비타민․수용성비타민)을 중심으로 설명하면 다음과 같다〔표 참조〕.

<비타민A>

 레티놀(retinol;비타민A謠)과 데히드로레티놀(3―dehydroretinol;비타민A遙) 및 이들의 유도체가 포함되지만, 좁은 뜻으로는 레티놀을 가리킨다. 산(酸)․공기․빛 등에 의해 쉽게 분해되지만, 염기성에서는 비교적 안정되어 있다. 비타민A는 상피세포의 형성과 유지에 관여하며 결핍에 의해 피부의 건조와 각화(角化)를 비롯하여 결막건조증이나 각막연화 외에 조기(早期)에 땅거미나 어두운 곳에서의 시력이 쇠퇴되어 야맹증이 된다. 야맹증의 원인은 망막의 간상세포(간상체) 속에 있는 로돕신(視紅)의 장애에 의한 것으로서 로돕신은 비타민A알데히드(레티날)와 단백질이 결합한 것이며 비타민A가 결핍되면 로돕신의 생성과 재생이 방해를 받기 때문에 야맹증이 된다. 또한 프로비타민A(β―카로틴)는 장점막에서 비타민A가 되며 간 속에 에스데르체로서 저장된다. β―카로틴의 효력은 비타민A의 거의 1/3이고, 비다민A를 β―카로틴 형태로 섭취할 때에는 비타민A 필요량의 3배를 필요로 한다. 비타민A를 다량 섭취하면 과다증을 일으키는데, 이것에는 유유아(乳幼兒)에게서 흔히 볼 수 있는 뇌압항진증상을 주로 한 급성중독과 장기간에 걸쳐서 섭취한 경우(1개월에서 수개월)에 볼 수 있는 사지(四肢)의 동통성종창(疼痛性腫脹)을 주로 한 만성중독이 있다.

<비타민D>

 동․식물계에 널리 분포하는 프로비타민D인 에르고스테롤과 7―디히드로콜레스테롤에서 자외선에 의해 생긴다. 즉, 자외선을 쬠으로써 식물에서는 에르고스테롤에서 에르고칼시페롤(비타민D₂)이 생기고, 동물에서는 7―디히드로콜레스테롤에서 콜레칼시페롤(비타민D₃)이 생긴다. 비타민D₂, D₃은 모두 비타민D로서 동등한 생물활성을 가지고 있으며 또한 비타민D₁은 비타민D₂와 D₃의 혼합물이다. 비타민D의 활성화는 부갑상선호르몬․혈중인산농도․비타민D 그 자체의 농도의 영향을 받아 칼슘의 소장에서의 흡수, 신장 및 뼈로부터의 재흡수를 촉진한다. 결핍증으로는 구루병이 있고, 또한 과다증은 구루병의 예방 또는 치료를 위해 다량의 비타민D를 장기간 투여했을 때 볼 수 있으며 신장장애를 중심으로 한 중증인 전신증상(고칼슘혈증)을 일으킨다.

<비타민E>

 자연계에 존재하는 비타민E 작용물질로는 토코페롤의 4종(α․β․γ․δ)과 토코토리에놀의 4종(α․β․γ․δ)의 합계 8종이 알려져 있으며, 이것들의 총칭이 비타민E이다. 생물활성은 α―토코페롤이 가장 강하며, 좁은 뜻으로 비타민E는 α―토코페롤을 가리킨다. 비타민E의 작용메커니즘에 관해서는 분명하지 않은 점이 아직 많지만 항산화작용이 알려져 있다. 즉 소화관에서 흡수되어 체내의 여러 기관과 지방 속에 축적되며, 불포화지방산의 산화를 막는다. 또한 고도불포화지방산의 섭취량이 많아지면 비타민E의 소모가 많아지기 때문에 보급이 필요해진다. 또한 쥐 등의 실험동물에는 결핍증이 많이 보고되어 있지만 사람에게서는 완전한 결핍증은 아직 보고되어 있지 않으며 비타민E의 결핍에 의한 생체막에서의 항산화작용의 저하가 미숙아나 쿼시오커(kwashiorkor;단백질결핍으로 인한 유유아의 중증영양실조증)에서 볼 수 있는 빈혈의 요인 중 하나로 확인되고 있을 뿐이다. 또 과다증에 관해서는 실험동물에서도 악영향이 확인되고 있지 않다.

<비타민K>

 주로 혈액응고를 촉진시키는 비타민K 작용물질로는 비타민K₁(필로퀴논)․비타민K₂(메나퀴논)․비타민K₃(메나디온) 등 다수의 동족체가 단리(單離) 또는 합성되어 있으며 모두가 나프토퀴논유도체이다. 혈액응고인자인 프로트롬빈 등의 생성을 촉진시켜서 혈액응고기능을 정상으로 유지하는 작용을 하여 항출혈성비타민이라고 한다. 비타민K는 식물계에 널리 존재하며, 또한 장내세균에 의해 합성된 것을 흡수해서 보급하기 때문에 자연발생적으로 결핍증을 일으키는 일은 없다고 하지만, 지방질흡수장애를 일으키거나 항생물질 등의 투여로 장내세균총(腸內細菌叢)에 이변이 생겼을 경우 비타민K 결핍증이 나타난다. 비타민K가 결핍되면 혈액응고 시간이 지연되어 출혈이 쉽게 멎지 않는다. 신생아의 출혈성질환 중에는 비타민K의 결핍에 의한 것이 있다고 짐작된다. 또한 미숙아에게 다량의 비타민K를 투여하면 용혈이 높아져서 핵황달(核黃疸)이 발생한다는 것이 보고되었다.

<비타민B₁>

 최초로 발견된 비타민으로서 티아민, 또 유럽에서는 아노이린이라고도 한다. 소량이지만 동․식물계에 널리 존재하고 장에서 빠르게 흡수되어 체내에서 티아민포스포키나아제에 의해 활성화되어 티아민피로인산(티아민2인산)이 되며, 조효소로서 주로 당대사, 즉 α―케토산 등의 산화적 탈탄산반응이나 트랜스케토라아제반응에 관여한다. 따라서 음식물 속의 탄수화물량이 많을수록 티아민의 요구량은 증가한다. 또한 중노동자․임부․수유부․열성질환환자 등에서도 요구량이 높아진다. 또한 굴이나 피조개를 제외한 패류(대합․바지락), 민물고기인 잉어․붕어 등, 식물 가운데 고사리나 고비 등에는 티아미나아제(아노이리나아제)라는 티아민을 분해하는 효소가 함유되어 있어, 이러한 것을 먹으면 체내에 있는 티아민의 효력이 없어진다. 그러나 티올형티아민유도체(아리티아민 등)는 체내에서 쉽게 티아민이 되며, 이러한 것들은 티아민보다도 잘 흡수될 뿐만 아니라 티아미나아제에 의해 분해되지 않기 때문에 약제로서 널리 사용되고 있다. 비타민B₁의 결핍증에는 비타민 발견의 단서가 된 각기병이 있다. 또한 비타민B₁의 다량투여를 수개월 동안 계속해도 부작용이 없고, 독성도 없다.

<비타민B₂>

 좁은 뜻으로는 리보플라빈을 가리키며, 넓은 뜻으로는 FMN(플라빈모노뉴클레오티드)이나 FAD(플라빈아데닌디뉴클레오티드)를 포함한다. 즉 비타민B₂(리보플라빈)는 생체 내에서는 거의 FMN과 FAD의 형태로 존재하며, 플라빈효소의 조효소로서 생체 내의 산화․환원반응에 관여하고 있다. 모든 식물이나 대부분의 미생물에서 합성되지만 고등동물에서는 합성되지 않는다. 비타민B₂가 결핍되면 설염을 비롯해서 구내염․지루성피부염, 각막주위의 혈관증생(血管增生) 등 점막․피부․눈에 증상이 나타난다. 또한 항생물질 등의 투여, 간질환이나 당뇨병일 때에도 때로는 2차성결핍증이 나타난다. 임신중이거나 수유시에는 다량의 비타민B₂가 필요한데, 장기간 다량 투여해도 소변으로 배설되기 때문에 독성이 없다.

<니코틴산>

 피리딘유도체로서 니아신이라고도 한다. 식물 및 대부분의 동물에서는 트립토판으로부터 합성되며 이 과정에서 비타민B慾에서 만들어지는 조효소 피리독살인산을 필요로 한다. 니코틴산은 체내에서 니코틴산아미드가 되고 산화․환원반응의 조효소인 NAD(니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드)와 NADP(니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드인산)의 성분이 된다. 니코틴산의 결핍증으로는 개의 흑설병(黑舌病)과 사람의 펠라그라 등이 있다. 또한 니코틴산을 다량 투여하면 피부홍조․가려움증․위장장애 등의 증상이 나타나며 혈청콜레스테롤이 저하한다.

<비타민B慾>

 피리독신을 가리키지만 비타민B慾은 그 밖에 피리독살․피리독사민으로도 존재하며, 관습적으로 이 3종류의 유도체의 총칭으로도 사용된다. 이런 것들은 모두 조효소인 피리독살인산의 전구체(前驅體)이다. 피리독살인산은 아미노기전이와 탈탄산반응의 조효소가 되고, 단백질의 대사에 중요한 역할을 하고 있다. 비타민B慾은 장에서 쉽게 흡수되어 4―피리독신산으로서 소변으로 배설된다. 사람의 경우 자연발생적으로 비타민B慾결핍증은 일어나지 않지만 피리독신으로부터 피리독살인산으로 활성화되는 과정에서 장애가 있으면 결핍증을 일으킨다. 예를 들면 이소니아지드나 페니실아민 등의 항결핵약은 피리독신과 결합하기 때문에 장기간의 사용에 의해 결핍증을 일으키는 경우가 있으며, 신기능부전에서는 활성화에 필요한 피리독살키나아제의 반응을 저해하여 결핍증을 일으킨다. 또한 트립토판에서 니코틴산이 생기는 반응에는 피리독살인산을 필요로 하기 때문에 비타민B慾결핍증으로는 펠라그라가 생긴다. 비타민B慾결핍증에서는 특유한 증상이 없고 구역질․구토․식욕부진․구각염․결막염․지루성피부염․설염․다발성신경염 등을 볼 수 있는데 모두가 비타민B慾의 투여로 완화된다. 이 밖에 비타민B慾의존증이 있는데, 이것에는 신생아에게서 볼 수 있는 전신경련으로 비타민B慾의 다량 투여에 의해서만 극적으로 없어지는 비타민B慾의존성경련, 적혈구조혈계의 비타민B慾의존증적상태인 비타민B慾반응성빈혈, 가족성으로 보여지는 트립토판대사이상인 비타민B慾의존성 크산투렌산뇨증 등이 포함된다.

<판토텐산>

 판토인산과 β―알라닌으로 이루어진 아미드로서 동․식물계에 널리 존재하지만 개․랫․닭․돼지․원숭이․마우스․여우 등에서는 합성되지 않는다. 판토텐산은 장에서 흡수되며 인산화되어 4′―포스포판토텐산이 되고 여기에 시스테인과 아데노신리보뉴클레오티드가 결합해서 조효소A가 된다. 조효소A는 아세틸화반응을 비롯해서 아실기의 활성화와 전이반응에 관여하며 에너지대사나 해독에도 중요한 역할을 한다. 사람의 경우에는 자연발생적으로 결핍증을 일으키는 일은 없지만, 항판토텐산의 투여에 의한 실험적 결핍증에서는 동물의 결핍증과 마찬가지로 부신피질장애나 사지의 작렬감(灼熱感) 및 동통을 수반하는 말초신경장애 등이 다른 비타민B군의 결핍과 함께 나타난다.

<비오틴>

효모의 생육인자로서 난황으로부터 단리된 비타민B군의 하나로 2개의 5원자고리의 축합고리로 이루어진다. 비타민H․조효소R 등으로 불리던 것과 같은 것이다. 랫에게 생난백(生卵白)을 다량으로 함유한 먹이를 주면 피부염이나 탈모 등을 일으키는데, 이것은 난백에 함유된 아비딘이 장내에서 비오틴과 결합해서 비오틴의 흡수를 방해하기 때문이며 난백장애라고 한다. 이 경우 난황을 주면 예방되므로 비오틴은 항난백장애인자라고도 한다. 사람의 경우 비오틴의 대부분은 장내세균에 의해 공급되고 회장(回腸)에서 흡수된다. 이 때문에 결핍증은 거의 찾아볼 수 없다. 비오틴은 체내에서 아포호소와 아미드결합하여 탄산화반응에 관여한다. 또한 비오틴의존성의 효소로서는 피루브산카르복실라아제․아세틸조효소A카르복실라아제․프로피오닐조효소A카르복실라아제․메틸크로토닐조효소A카르복실라아제가 있다.

<폴산>

엽산이라고도 하며 비타민M․비타민B詣 등으로 불리던 것과 같은 것으로서 2원자고리인 프테리딘과 파라아미노벤조산으로부터 만들어지는 프테로인산에 글루탐산이 결합한 것(프테로일글루탐산)이다. 동물에서는 합성되지 않으며 식물에서는 7개의 글루탐산이 붙은 프테로헵타글루타메트로서 존재한다. 이것이 장내에서 6개의 글루탐산이 떨어져나가 흡수되어 환원형니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드인산(NADPH)으로부터 수소를 받아들여서 디히드로폴산이 된다. 생화학적으로 활성인 형은 테트라히드로폴산으로 이것은 C₁대사의 조효소로서 작용해 활성화된 포름산이나 포름알데히드를 운반한 폴산이 결핍되면 거대적아구성빈혈(巨大赤芽球性貧血)이 생기고, 설염과 이질 등도 나타난다. 임부나 수유부의 경우는 소모량이 많으므로 다량의 폴산이 필요하다.

<비타민B₁₂>

 비타민B₁₂는 비타민 중에서 가장 복잡한 구조를 가지고 있으며 이의 관련물질은 공통적으로 포르피린과 비슷한 콜린핵을 가지며 그 중심에 코발트이온이 있고, 콜리노이드라고 총칭한다. 콜리노이드는 코발트착물이며 중심원자인 코발트에 대한 상방리간드, 하방리간드, 콜린핵곁사슬이 다른 여러 가지 동족체가 있는데 하방리간드의 염기가 5, 6―디메틸벤즈이미다졸인 것은 영양학적으로나 생화학적으로 매우 중요하며 코발아민이라고 한다. 대표적인 코발아민에 시아노코발아민․히드록소코발아민․아쿠아코발아민․니트리토코발아민․아데노실코발아민․메틸코발아민 등이 있으며 각기 상방리간드를 달리한다. 시아노코발아민은 최초로 비타민B₁₂로서 간에서 단리되었던 것으로서 안정성이 있어 약제로 사용되고 있으나, 그 자체는 생리활성형이 아니라 다른 형의 코발아민이 시안기와 반응해서 생기는 인공산물이다. 음식물로 섭취 또는 경구투여된 코발아민은 주로 아쿠아코발아민․시아노코발아민형으로 위액 속의 코발아민결합뮤코단백질(내인자)과 결합해서 소장으로 내려가며, 주로 회장 아래 끝 부분의 점막 겉면에 있는 수용체 부위에 결합함으로써 흡수된다. 흡수된 코발아민은 내인자에서 유리되어 트랜스코발아민Ⅱ와 결합한다. 피 속에서는 그 대부분이 메틸코발아민형으로 존재한다. 사람에게 코발아민은 호모시스테인을 메틸화해 메티오닌으로 하는 반응과 L―메틸말로닐조효소A를 술시닐조효소A로 하는 반응의 조효소로서 작용한다는 것이 알려져 있다. 코발아민유도체로서 조효소로 생체 내에서 작용하는 디옥시아데노실코발아민 또는 메틸코발아민의 유전성합성장애를 가진 환자가 보고되고 있다. 비타민B₁₂는 핵산이나 단백질의 합성을 비롯해서 지질이나 당질의 대사에도 관계하고 있으며 이것이 결핍되면 악성빈혈을 포함한 거대적아구성빈혈이 생긴다. 식사에서 오는 결핍증은 일반적으로 드물고, 대개는 흡수장애, 수송 및 대사이상에 수반해서 생긴다.

<비타민C>

 아스코르브산이라고도 하는데, 6탄당과 비슷하지만 분자 속에는 엔디올기(基)―C(OH)=C(OH)―를 가지고 있다. 이 기 때문에 수용액은 산성을 나타내며, 염기에 의해 염을 만드는 것 외에 강한 환원작용을 나타내는 등의 특성이 있다. 수용성비타민 중에서는 가장 불안정하다. 결정은 건조상태에서는 안정하지만 흡습하면 산화되어 착색한다. 산소나 염소 등의 산화제에 의해 산화되어 디히드로아스코르브산이 되며 황화수소나 글루타티온 등의환원제로 처리하면 아스코르브산으로 되돌아간다. 아스코르브산은 환원제로서 산소․질산이온․시토크롬a․c, 크로토닐조효소A․메토헤모글로빈을 환원한다. 또 옵―히드록시피루브산에서 호모겐티신산이 생성되는 반응과 콜라겐에 포함되는 플로린의 수산화에도 아스코르브산을 필요로 한다. 동․식물계에 널리 존재하지만 영장류와 기니피그에서는 생합성되지 않기 때문에 결핍증을 일으킨다. 생체 내에서는 부신피질에 가장 많이 함유되어 있으며, 부신피질자극호르몬으로 부신피질을 자극하면 빠르게 없어지지만, 그 메커니즘은 알려져 있지 않다. 이것이 결핍되면 괴혈병을 일으킨다.

■ 알칼로이드 (alkaloid)

식물체 속에 들어 있는 질소를 함유한 염기성유기화합물의 총칭. 식물염기라고도 한다. 동물에 대해 특이하고 강력한 생리작용을 가지는 것이 많다. 알칼로이드란 <염기성을 나타내는 물질>이라는 뜻으로서, 단일물질을 가리키는 명칭은 아니다. 1805년 F.W.서튜너가 아편에서 모르핀을 분리한 이후로 오늘날에는 화학적으로 매우 광범위한 물질이 포함되어 있으며, 약 2000종 이상의 알칼로이드가 알려져 있다. 화학구조는 일반적으로 복잡하며, 피리딘․피롤리딘․피페리딘․퀴놀린․이소퀴눌린․인돌 등 질소를 함유한 헤테로고리를 가진다. 주로 쌍떡잎식물에서 보이며, 양귀비과․협죽도과․칡과․콩과․미나리아재비과․꼭두서니과․가지과 등의 식물에는 많이 존재하나, 광대나물과나 장미과 등의 식물에서는 볼 수 없다. 또한 균계(菌界;맥각알칼로이드)나 외떡잎식물(백합과․석산과․종려과 등)에는 한정된 소수의 알칼로이드만 존재한다. 예로부터 약초로 알려진 것은 모두 알칼로이드의 대표적인 것이며, 열대 또는 아열대식물이 많다. 양귀비과의 열매에는 아편알칼로이드라고 총칭되는 많은 알칼로이드가 함유되어 있는데, 아편은 양귀비의 미숙 열매의 즙을 건조시킨 것으로, 20종 이상의 알칼로이드가 들어 있다. 모르핀․코데인․테바인이 대표적이며, 그 염산염은 모두 진통마취작용을 한다. 꼭두서니과의 퀴나나무에도 퀴나알칼로이드라 총칭되는 20여 종의 알칼로이드가 함유되어 있는데, 대표적인 것으로 퀴닌(퀴니네)․퀴니딘․퀴나민․신코닌 등이 있다. 녹나무과 육박나무의 잎(코카)에도 코카알칼로이드라 총칭되는 많은 알칼로이드가 함유되어 있어서 예로부터 약초로 이용되었다. 국소마취약인 코카인이 그 대표적이다. 가지과의 담배에는 니코틴과 아나바신 등이 다량으로 함유되어 있는데, 니코틴은 뿌리에서 만들어져서 잎에 축적된다고 한다. 유럽원산인 벨라도나라는 가지과 식물의 뿌리에는 히오스시아민과 아트로핀 등이 함유되어 있어, 진경약(鎭痙藥)으로 알려져 있다. 마전과의 스트리키닌나무의 열매에는 스트리키닌과 브루신 등이 함유되어 있다. 그 밖에 소크라테스의 사망원인으로 알려진 헴록의 코닌을 비롯하여 칡의 시노메린, 흰독말풀의 스코폴라민, 황벽나무의 나무껍질에 함유되어 있는 베르베린 등 다종 다양한 알칼로이드가 널리 존재한다. 퓨린유도체인 카페인이나 아데닌, 동물기원인 아드레날린 등을 알칼로이드에 포함시키는 경우도 있다.

〔추출 및 검출〕

식물체 내에서의 알칼로이드의 역할은 잘 알려져 있지 않지만 유리상태(遊離狀態)로 존재하는 일은 없으며, 대부분의 경우 옥살산․아세트산․시트르산․말산 등의 유기산과 결합한 형태로 존재한다. 추출법으로는 직접 염기를 작용시키거나 산 또는 물로 추출한 뒤에 염기로 처리하고 알칼로이드를 유리시켜서 정제한다. 검출할 경우에는 알칼로이드시약에 의한 침전반응 또는 발색반응이 이용된다. 드라겐도르프시약(요오드비스무트―요오드화칼륨)은 침전반응과 발색반응 양쪽에 사용된다.

〔이용〕 

의약품으로 이용되고 있는 대표적인 것은 진통약(鎭痛藥)인 모르핀을 비롯하여 국소마취약인 코카인, 진해약인 코데인과 나르코틴, 진경약(위경련 등에 대한 치료약)인 스코폴라민, 항균약인 베르베린, 항부정맥약인 아즈말린, 항백혈병약인 빈크리스틴과 빈블라스틴, 거담약 및 항아메바이질약인 에메틴, 항밀라리아약인 퀴닌, 민무늬근이완약인 파파베린, 민무늬근수축약인 에르고타민, 교감신경작용약인 에페드린, 부교감신경작용약인 필로카르핀, 부교감신경차단약인 아트로핀, 중추신경흥분약인 스트리키닌, 강압제(降壓劑) 및 중추신경억제약인 레세르핀 등이 알려져 있다. 농약 관계로는 살충제인 니코틴과 아나바신, 배수체작성제(倍數體作成劑)인 콜히친 등이 있다. 이것들은 약리작용과 함께 독작용도 일으키며, 이 중에는 상용하면 중독증상을 일으키고 금단증상(禁斷症狀)으로 고통받는 경우도 있다. 대부분의 알칼로이드는 유기화학적으로 합성되며 구조가 정해져 있는데, 그 화학구조와 생리작용의 관계를 연구하여 보다 효과적이고 부작용이 적은 것을 얻으려는 노력이 지속되고 있다.

3. 루틴

루틴은 플라보놀배당체(글리코시드)의 하나이다. 화학식Ca27H30O16. 케르세틴의 3번 탄소에 루티노오스(글루코오스와 람노오스로 되는 2당류)가 결합한 배당체이다. 운향과의 루타속 식물에서 발견된 것으로, 후에 콩과의 회화나무(Sophora japonica)의 꽃봉오리, 마디풀과의 메밀(Fagopyrum esculentum), 감귤류의 껍질 등 많은 종류의 식물에서도 분리되었다. 담황색의 침상결정(針狀結晶)이고, 녹는점은 211～215 ℃이다. 피리딘 ․포름아미드 ․알칼리용액에는 잘 녹고, 알코올 ․아세톤 ․아세트산에틸 ․물에는 약간 녹는다. 에테르 ․클로로포름 ․벤젠 ․석유에테르에는 녹지 않는다. 모세혈관을 강화시키는 작용이 있고, 뇌출혈 ․방사선 장애 ․출혈성 질병 등을 예방하는 데 효과가 있다.

[출처] 허브의 특성과 주요성분 |작성자 허비스트