식물 성분을 이용한 약물을 조사.

[설악산/상지비]

 식물 성분을 이용한 약물을 조사.

1.들어서며

식물에서 질병의 치료에 이용하는 식물성 생약의 원식물(原植物)이 약용식물이라 할 수 있다. 약용식물은 식물 중에서 전체 또는 그 일부분이 사람이나 기타 동물에 대해서 어느 정도의 약효를 지니는 것을 말한다. 흔히 약초(藥草)라고도 하는데, 함유하는 화학성분을 합성 화학적으로 변화시킨 것이 약용되는 경우와 분비물 등이 약용되는 경우가 있는데 이것들을 약용자원 식물이라고도 한다. 식용식물이나 유독식물일지라도 약으로 이용되는 경우에는 약용식물로 분류된다. 약용으로 식물은 세계 각지에서 쓰이고 있으며, 그 토지에 따라 이용되는 식물의 종류와 이용방법이 다르므로 용법에 유의해야 한다. 현재 약용으로 사용되는 식물로 이용되는 종류는 수천 종에 이르는데, 우리나라에는 약 700종이 재배되거나 자생하고 있다. 약용이 있는 식물의 유효 성분은 주로 알칼로이드·정유·지방유·타닌 등이다. 한편 약용에 이용되는 식물은 수요 면으로 보아 의약용과 생약용이 있다. 의약용은 화학적으로 합성된 성분을 기반으로 만들어진 의약품이고, 생약용은 한약·가정약·민간약 등 예로부터 경험을 통해 약효가 알려진 것을 그 후 학술적 연구를 바탕으로 생약제제, 한약제제 등 의약용으로 이용하게 된 것을 말한다. 식물에서 이용되는 약물과 약효에 대한 것을 ᅟᅵᆫ테넷에서 조사하여 정리하여 본다.

2. 식물에 나타난 성분을 이용한 약물 조사

알로에(Aloe, 영어: /ælˈoʊi/, /ˈæloʊi, ˈæloʊ/)는 크산토로이아과알로에속의 여러해살이다육식물(사막식물)로 노회(蘆薈), 나무노회라고도 하는데, 노회는 알로에의 '로에'를 음차(音借)한 것이다. 중동, 마다가스카르, 아프리카 남부가 원산지로 약 200여 종류가 있다. 잎을 가로로 잘라 그 단면을 밑으로 기울이면 노란색의 즙이 방울져 떨어진다. 이 즙을 모아 햇빛이나 불로 농축시켜 얻은 황갈색·적갈색·검은색의 건조 원액을 앨로라고 하며 약용으로 이용한다. 여기에는 안트론글리코시드인 앨로인, 안트라퀴논에 속하는 앨로에모딘의 글리코시드, 수지(樹脂) 등이 함유되어 있어서 하제(下劑)로서 변비에 쓰이며 통경제(通經劑)에도 배합된다. 소량을 사용하면 강장제가 된다. 한국에서도 널리 재배되며 민간약으로 이용되는 알로에 잎의 즙은 위장병·천식에 내복하거나, 베인 상처, 화상, 터지거나 튼 곳에 외용된다. 진노회는 유럽에서 예로부터 이용되었다. 알로에는 각종 화장품 재료로도 널리 쓰일 뿐 아니라 몇몇 알로에는 섬유질의 잎을 이용하여 밧줄, 어망, 천 따위를 만들기도 한다. 항염증 작용을 하며 껍질을 제외한 겔보다는 껍질을 포함한 경우 그 효능이 더 크다. 항알레르기 작용을 한다.

사프란(saffron, 페르시아어: زَعْفَرَان)은 붓꽃과에 속하는 식물인 사프란 크로커스(saffron crocus, 학명: Crocus sativus) 꽃의 암술대를 건조시켜 만든 향신료이다. 암술대는 3개이며 이 부분을 말려서, 요리할 때 조미료로 쓰거나 염료로 쓴다. 지난 수십 년간 무게로 따졌을 때 가장 비싼 향신료였던 사프란은 서남아시아가 원산지다. 사프란은 쓴맛, 그리고 요오드포름 또는 건초와 비슷한 향기가 특색인데, 이는 피크로크로신(picrocrocin)과 사프라날(safranal)이라는 화학 물질 때문이다. 또한 사프란은 카로테노이드(carotenoid) 색소와 크로신(crocin)이라는 화학 물질 때문에, 음식에 넣었을 때 풍부한 황금빛 내지는 노란 색조를 띠게 된다. 이러한 특색 때문에 사프란은 전 세계적으로 음식 재료로 수요가 많다. 사프란은 또한 의학적 용도도 갖고 있다. 의학적으로도 사프란은 오랫동안 민간요법의 한 부분으로 이용되어 왔을 뿐만 아니라, 현대 의학에서도 항암 작용이나 항산화 작용 따위의 효과가 있는 것으로 밝혀지고 있다. 사프란은 또한 중국과 인도를 위시한 여러 나라에서 직물 염색제로 쓰여왔고, 또 향료로도 쓰였다.

겨우살이는 국내에서 자생하는 식물로부터 천연항암원료를 연구하던 중 우연히 겨우살이의 렉틴 성분이 탈모에 효과가 있다는 사실을 발견하고 ‘겨우살이식물에서 두피점막면역활성 물질을 추출하여 탈모 예방 및 발모촉진용 샴푸 조성물 특허’를 등록했다. 미슬토바이오는 이 특허를 바탕으로 겨우살이 추출물을 이용하여 부작용이 없는 탈모 예방 및 발모 촉진 효과는 물론 두피면역이 증강되는 탈모 완화 기능성 ‘결샴푸’를 최근 출시했다. 미슬토바이오는 또한 겨우살이 천연식물 연구를 통해 ‘겨우살이추출물을 함유하는 신경병증 통증의 예방 및 치료용 조성물’을 개발해 특허등록을 추가했다. 겨우살이식물의 피부점막면역활성 물질은 두피 탈모 샴푸뿐만 아니라, 피부 점막이 존재하는 모든 것에 그 효능을 발휘할 것으로 판단되며 화장품 분야와 아토피용 원료, 여드름 치료제 등 의약외품 및 코스메슈티컬 제품 분야에도 적용을 추진하고 있다.

금은화 , 포공영, 녹차 , 황금추출물을 이용하여 화장품의 자외선 흡수제로서의 사용가능성여부를 조사하였다. 또한 식물추출물이 가진 자극성 성분과 오염성, 그들이 가진 유효성분들을 보호하고자 실리콘을 이용한 겔화를 시도하였다 . 자연친화적인 천연물로써 식물추출성분을 이용 유기자외선흡수제의 사용량을 줄이는 자외선 홉수 보조제로서 가능성을 보여주었다. 현재 자외선 차단제는 유기자외선흡수제와 무기자외선산란제가 많이 사용이 되는데 적은 량으로도 효과가 높은 유기자외선차단제는 사용 시 주의를 요하므로 국가별로 사용량과 사용여부에 대하여 규제를 하고 있다. 플라보노이드류 ,알카로이드류 같은 자외선 흡수 성분을 함유한 식물중 UV/vis spectrophotometer 에서 자외선 흡수 peak을 나타내고 있다.

황칠나무 항균성분을 대폭 증가시키는 발효 공정이 확립돼 주목받고 있다.황칠나무에서 테아플라빈 등 항균성분을 57배 증가시키는 발효 공정을 확립했다고 밝혔다. 또한 황칠나무숲이 소나무 숲보다 피톤치드 발산량이 2배 이상 높다는 사실도 확인했다. 된장, 간장 제조에 쓰이는 누룩곰팡이의 일종인 황국균(Aspergillus oryzae) 등을 활용, 발효처리 공정을 통해 황칠나무 잎 발효 실험을 했다. 그 결과, 발효황칠 추출물에서 아스피린의 주원료인 실리실산은 9배 늘고 항암 성분인 미리세린은 16배 증가했다. 또한 항산화, 향균, 식중독 예방 효과가 있는 테아플라빈-3-갈레이트 성분은 발효 후 57배나 증가해 살모넬라균 등 식중독 원인균의 생장을 억제하는 것으로 분석됐다. 황칠 원재료의 안정적 공급과 우수한 품질 확보를 위해 시기·부위 별 원료표준화 연구도 했다. 시기별로는 3월 대비 12월에 채취한 황칠나무가 베타시토스테롤 성분이 2.5배 증가했고 110℃, 72시간 열수 추출 시 가장 높은 함량을 보였다. 베타시토스테롤(β-sitostrol)은 황칠나무의 주성분으로 전립선, 잇몸건강, 당뇨, 심혈관 질환, 콜레스테롤 수치를 낮추는데 도움을 준다. 최근 안전성이 입증돼 다양한 건강기능식품으로 이용되고 있다. 또 황칠나무 숲이 소나무 숲에 비해 피톤치드 함량이 2배 높은 것을 확인했다. 피톤치드의 주요 성분은 스트레스 감소 효과인 알파피넨(α-Pinene), 항균 효과가 있는 베타피넨(β-Pinene) 등이다.

콩은 영양성분 그대로 섭취, 성인병 예방과 항암효과 탁월하고, 두부는 소화 흡수율 95% 이상이다. 칼로리 낮고 항암효과 있어 특히 얼려 먹으면 단백질 응축돼 효과적으로 섭취 가능하다. 콩으로 만든 두부는 하루 반모가 적정량.이다. '밭의 쇠고기'라고 불리는 콩으로 만든 두부는 필수아미노산과 항산화 성분이 풍부하다고 알려져 있다. 두부는 단백질이 풍부한 반면 열량과 포화지방산 함유량이 낮아 체중조절과 건강 유지에 도움이 된다. 열량이 낮을 뿐 아니라 영양학적 효과가 크다. 두부에는 이소플라본이라는 식물성 단백질이 풍부하게 들어있는데, 이는 암세포의 성장을 억제하고 혈액순환을 원활하게 하는 데 도움을 준다. 두부의 주성분인 콩의 리놀렌산은 불포화지방산으로 체내 콜레스테롤치를 떨어뜨리고 비만, 고혈압 등 성인병 예방에도 탁월한 효능을 검증받은 바 있다. 뿐만 아니라 두부를 섭취하면 감정 조절에 도움을 주는 세로토닌의 분비가 활성화되는데요. 세로토닌은 심리를 안정시키고 스트레스를 완화하는데 도움을 줄 수 있다고 한다.

상동나무의 열매와 잎의 효능평가를 수행하였다. 그 결과, 상동나무 잎에서는 우수한 항암효과를 입증하였고, 상동나무 열매에서는 비만을 억제하는 효능이 있음을 밝혔다. 상동나무 열매엔 항산화 성분인 폴리페놀과 안토시아닌 함량이 블루베리보다 두 배 이상 많았다. 상동열매와 블루베리 추출물의 항산화 능력ㆍ암세포 증식 억제 활성 등 기능성 차이를 비교 분석한 결과 이같이 드러났다. 상동나무는 아시아ㆍ북미에 주로 분포하는 식물이다. 4∼5월에 블루베리와 색깔은 비슷하지만 크기는 절반 정도인 상동열매를 맺는다. 예부터 우리나라와 중국에선 상동열매를 감기ㆍ발열ㆍ간염ㆍ피부병의 치료 등에 사용해 왔다. 냉동 상동열매와 블루베리를 분쇄한 후 80% 메탄올을 이용해 반복 추출ㆍ여과ㆍ농축해 추출물을 얻어냈다. 상동열매는 블루베리보다 항산화 성분인 폴리페놀을 2.2배나 더 많이 함유하고 있는 것으로 나타났다. 항산화 성분이란 암ㆍ노화ㆍ혈관질환의 주범인 활성산소를 없애주는 성분이다. 상동열매 추출물의 폴리페놀 함량은 6.3㎎/g으로, 블루베리 추출물(2.9㎎/g)보다 월등 높았다. 블루베리를 슈퍼푸드의 자리에 앉힌 안토시아닌(항산화 성분의 일종) 함량도 상동열매에서 더 높게 나타났다. 블루베리 추출물의 안토시아닌 함량은 15.6㎎/g인데 비해 상동열매 추출물의 안토시아닌 함량은 37.3㎎/g으로 두 배 이상 많았다. 폴리페놀은 유해한 활성산소를 제거해 항암ㆍ노화방지에 효과가 있는 것으로 알려진 물질이다. 안토시아닌은 작은 열매가 모여 하나의 과실 형태를 이루는 베리류에 다량 함유된 성분으로, 항산화 효과를 나타낸다. 상동열매 추출물의 위암ㆍ유방암 세포 증식 억제 효과도 확인됐다. 항암효과가 증명된 것이다. 그 효과는 블루베리 추출물에 견줄 만했다.컴프리, 상수리 나무에서 추출된 천연 방부제로 피부 진정을 보호하며, 피부 결을 매끄럽게 가꾸어 주어 피부 장벽을 튼튼하게 지켜내 준다. 저분자 히알루론산이 피부 층층이 수분 유지에 도움을 준다. 즉 피부 진정을 도와주고 수분 보호막을 형성하여 건조함을 막아주고, 건조하고 지친 피부에 활력을 불어 넣어 피부 장벽을 케어해 준다 히알루론산(Hyaluron acid)의 피부 효능으로 히알루론산(Hyaluron acid, HA)은 피부, 결합 조직, 눈, 관절 등에 자연적으로 발생하는 글리코사미노글리칸이다. 히알루로난이라고도 한다.

호두(胡桃)나무는 가래나무과에 속하는 갈잎큰키나무이다. 학명은 Juglans regia이다. <동의보감(東醫寶鑑)>에서는 '호두는 살이 찌개 하고 몸을 튼튼하게 한다. 피부를 윤택하게 하고 머리털을 검게 하며 기혈을 보호하여 하초명문(下焦命門)을 보한다.'고 기록하고 있다. 여기서 명문(命門)이란 호두가 고지방 고단백, 마그네슘, 망간, 철, 칼슘, 비타민 등을 함유하여 엄청난 열에너지를 간직하는 생명의 문이라는 의미이다. 호두는 알칼리성 식품으로 100g당 690kcal의 높은 열량을 가지고 있다. 영양분 가운데 지방이 약 60% 정도로 가장 많이 함유되어 있으며 단백질(15~18%), 탄수화물(15%), 수분, 회분, 칼슘, 인, 철 등 무기질이 골고루 들어있다. 체중증가에 필요한 단백 아미노산인 트립토판과 디아미노산이 듬뿍 들어있는데 식물성 식품으로는 보기 드물게 단백질이 육류보다 많은 편이다. 지방도 돼지고기보다 ２배가량 많다. 일반적으로 육류 속에 들어있는 지방은 포화지방산이라서 심장병, 고혈압, 동맥경화증, 비만 등을 유발하지만 호두의 지방은 불포화지방산이 대부분인데다가 혈중 콜레스테롤의 양을 감소시키는 필수지방산이 많기 때문에 콜레스테롤의 혈관벽 부착을 억제하여 각종 성인병을 예방해 준다. 특히 호두의 불포화지방산 가운데 리놀산과 리놀레인산은 필수지방산으로서 ‘비타민 F’로도 불린다. 리놀산은 혈압을 떨어뜨리는 효능이 뛰어나 고혈압 예방에 좋다. 겨울철 동상 예방과 추위를 이겨내는 데 큰 도움이 되며 각종 피부병과 탈모증 치료에도 널리 이용되고 있다. 한편 호두에는 비타민 B1과 칼슘, 인, 철분이 골고루 들어있어 자주 먹으면 피부가 윤기 나고 고와지며 노화 방지와 강장에도 두드러진 효과를 나타낸다. 더욱이 호두는 중년층에게 장수의 비결이 된다. 성인이 매일 호두 3개씩 먹으면 1일 필요한 지방량을 충분히 공급받을 수 있고, 중병을 앓고 난 환자가 계속적으로 호두를 먹으면 기력 회복이 빠르고 불면증이나 신경쇠약이 치료되며 조혈작용이 왕성해질 뿐 아니라 감기나 천식 등으로 오는 기침이 씻은 듯 가라앉기 때문. 이밖에도 호두는 콩팥의 기능을 강화시켜 이뇨 작용이 촉진되고 요통, 관절통, 변비 등의 치료에 두드러진 효과를 보인다. 임상적으로 밝혀진 호두의 효능을 열거해 보면, 채식 위주 식단의 최고 영양소. 채식 위주로 식사를 하면 자칫 철, 칼슘, 아연 및 리놀레인산 등의 영양소가 부족할 수도 있다. 놀라운 것은 이 모든 영양소가 호두에 들어있다는 사실. 아미노산의 경우 육류 28g에 포함된 양이 45g의 호두에 들어있다. 당뇨환자의 혈중 콜레스테롤 수치 개선. 하루에 호두 한 움큼씩 섭취할 경우 2형(성인형) 당뇨환자의 혈중 콜레스테롤 수치가 개선된다. 심장질환 예방. 미국 식품의약품안전청(FDA)에서는 단일식품으로는 처음으로 ‘콜레스테롤 수치를 낮추는 불포화지방이 함유된 호두를 매일 42.53g 섭취하면 심장질환을 예방하는 데 도움이 된다’는 문구를 호두를 함유하는 제품 겉면에 표기할 수 있도록 허가했다. 다량의 산화방지제 함유. 미네소타대학과 오슬로대학에서 실시한 연구 결과, 호두가 들장미 열매 다음으로 많은 산화방지제를 함유하고 있는 단일식품임을 밝혀냈다. 건강한 동맥 지킴이. 건강한 동맥은 고무관처럼 탄력성이 있어 그 안을 통과하는 혈액의 양에 맞춰 원활한 팽창/수축 활동을 한다. 하지만 혈중 콜레스테롤이 높거나 나쁜 콜레스테롤 수치가 높을 경우 팽창 활동을 원활하게 수행하지 못한다. 호두에는 동맥의 탄력성을 개선하는 성분이 함유되어 있다. 심장 발작과 뇌졸중, 돌연사, 협심증 예방 및 개선. 오메가-3 지방산(DHA/EPA)은 심장 보호물질로 전환되는 과정에서 부정맥을 예방하고 혈소판의 응집을 줄여 동맥경화증에 걸리는 것을 지연시킨다. 호두에 특히 많은 알파-리놀레인산은 DHA와 EPA 생성에 결정적인 도움을 주어 심장 발작과 뇌졸중, 돌연사, 협심증, 심혈관질환의 예방 및 개선에 도움을 준다. 암 발생 억제. 오메가-3 지방산, 항산화 성분, 피토스테롤(phytosterols) 등을 함유한 호두는 암이 자라는 것을 지연시키는 효과가 있다. 파킨슨병과 알츠하이머 예방. 호두의 멜라토닌은 유해 활성산소를 없애는 항산화물질로 작용하며 파킨슨병과 알츠하이머를 예방하는 데 큰 효능이 있다. 대표적인 브레인 푸드. 뇌와 비슷하게 생긴 호두에 함유되어 있는 식물성 오메가-3 성분은 두뇌에 영양분을 공급해주어 기억력과 집중력 강화에 도움을 준다. 호두에 포함된 불포화지방산에는 혈액을 깨끗이 하고 피부를 맑게 하는 효능까지 있다.

황기의 경우 발효하면 장내 유익균인 락토바실러스(젖산균)가 증가해 배변 활동에 도움이 됐으며, 항당뇨와 기억력 향상에도 긍정적인 영향을 미쳤다. 또 황기와 상황버섯 균사체를 함께 발효시키면 칼리코신이라는 항염 물질이 발효하지 않은 황기보다 3배 증가했다. 이 같은 황기를 더해 발효한 메주로 맛과 향이 풍부한 간장을 만들고, 간장을 가루로도 만들어 소스, 조미료 등 활용성을 높였다.천마는 발효 시 면역조절인자인 프로스타글란딘(PGE2)과 염증 전사인자인 NF-κB를 억제해 혈관의 염증을 개선하는 효과를 보였다. 이에 따라 천마를 더해 맛과 향이 향상된 전통 간장을 개발했고, 현재 농축액과 조미 소재로 활용하고 있다.백수오는 누룩 유래 미생물로, 발효시키면 사이난디온 에이(A)라는 항산화 성분이 발효하지 않은 백수오보다 3배 이상 늘어난다. 백수오는 조청으로 개발해 음료와 감미료 소재로 활용하고 있다.

허브차는 보통 향이 강하다. 식물에서 강한 냄새가 난다는 건 그 식물에 방향유(芳香油)가 있다는 뜻이다. 식물에서 추출한 방향유에는 사람을 치유하는 의학적 성분이 있는데 이를 활용한 것이 아로마 테라피(aromatherapy)이다. 허브에는 '인간에게 이로운 향기 나는 모든 들풀'이라는 의미가 있다. 처음 허브향을 접하면 낯설 수 있지만, 새로운 세계를 발견하게 되면 새로운 종류의 행복을 얻을 수 있다고 본다.복숭아는 수분과 당분 함량이 높으며 유기산과 클로로겐산, 네오클로로겐산, 카테킨 등 다양한 폴리페놀 화합물을 함유하고 있다. 국내 재배면적이 연평균 약 4.2%씩 증가하고 있다. 미숙과 특유의 단단한 과육의 연화 작용을 위해 펙틴분해효소를 처리해 복숭아청을 제조한 결과, 체내 활성산소를 제거해 항산화 작용을 하는 폴리페놀 화합물이 최대 28%, 플라보노이드는 2배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 향기성분은 펙틴 분해효소를 처리하지 않은 복숭아청과 비교했을 때 복숭아 특유의 향으로 알려진 hexanal과 2-hexenal의 함량이 증가하는 것으로 확인됐다. 펙틴 분해효소는 효모, 세균, 일부 고등식물 등에서 분리되며, 일반적으로 식물조직 세포벽 사이의 펙틴을 분해해 과실 조직을 연화시켜 수율을 높이고 식품소재의 생리활성 변화를 가져오기 때문에 유용성분을 증가시키는 것으로 알려졌다.

배추나 청경재에는 글루코시놀레이트 함량이 높다. 유지 배추와 샐러드용 청경채를 교배해 소포자 배양으로 후대 계통들을 만든 뒤 글루코시놀레이트 함량과 유전체를 분석했다. 글루코시놀레이트는 배춧속 식물에 풍부한 성분으로 인체 내에 흡수되면 마이로시로네이즈 효소에 의해 항염, 항암 작용을 하는 이소시아네이트 성분으로 분해된다. 이 후대 계통들은 청경채와 비교했을 때 글루코시놀레이트가 이소시아네이트 성분으로 전환되는 비율이 3배에서 최대 6.3배 높았다. 배춧속에서 항암 기능이 높은 것으로 알려진 브로콜리가 이소시아네이트 성분으로 전환되는 비율이 54∼83%인데, 새로 개발된 계통들은 최대 99.5%의 전환효율을 가져 쌈 채소로 이용 시 항암 유전자인 NRF 2 유전자를 활성화할 수 있다. 차세대염기서열 분석기술을 이용해 글루코시놀레이트 함량이 높은 계통과 낮은 계통의 유전체 염기서열을 분석하고, 글루코시놀레이트 생합성 관련 유전자 76개를 상호 분석해 유용성분 함량이 높은 배추를 찾을 수 있는 유전형을 확인했다. 글루코시놀레이트 합성량이 높은 계통들은 대부분 분홍색 유지 배추 형이고, 낮은 계통들은 푸른색 청경채 유전형으로, 글루코시놀레이트 합성 유전자를 조절하는 전사인자 유전자들과 서브 물질을 합성하는 유전형이 유지 배추 형이어야 글루코시놀레이트 합성을 많이 할 수 있었다.

3. 나서며

동의보감에 약용식물은 457종으로, 이 중 267종이 식품 소재로 가능하다. 이처럼 식품 소재가 가능한 약용식물을 활용하기 위해 농진청은 식재료보감 데이터베이스를 구축하고, 이를 바탕으로 전통·가공식품에 활용할 수 있는 기술을 개발하는 것이 오늘날 활발하게 연구되고 있다.유용 발효 미생물로 발효시켰을 때 몸에 이로운 대사산물이 생성되고, 항산화, 항염, 항당뇨 등의 효능도 증가하는 사실들이 속속 밝혀지고 있다. 식물들이 가진 특유의 성분을 분석하여 인류에 필요한 물질을 본 조사를 통하여 터득할 수 있었다. 이번에도 식물들이 가진 것을 깨우치게 되어 감사를 드린다.♧