본 실험에 사용된 재료는 육성 품종인 다출 등 8 품종 (Table 1)과 함께 농가에서 주로 재배하고 있는 큰꽃삽주 (Atractylodes macrocephala Koidzumi)를 조사하였으며 충북 음성군 소이면 비산리에 위치해 있는 농촌진흥청 국립원예특 작과학원 인삼특작부 시험포장에서 이랑 110㎝와 고랑 50㎝ 시험구에 재식밀도 30 × 30㎝ 간격으로 하였다.

전년도에 수확하여 5 - 6 등분으로 분근한 종근을 2017년 5 월 4일에 정식하였고, 그 해 11 월에 수확한 샘플을 채취하여 수세 후 동결건조 하여 분석에 사용하였다.

시험포장의 관행시비는 N : P₂O :K₂O 성분을 7 : 4 : 3㎏/10a 의 양으로 정식하기 2 주 전에 시험포장에 시용하여 경운 정 지 하였고, 기타 재배법은 농촌진흥청 삽주 표준재배법에 준 하였다. 품종 별로 무작위로 시험구당 20 개체 씩 총 60 개 체의 샘플을 채취하여 분석에 사용하였다.

농촌진흥청 시험연구조사 기준에 준하여 지상부는 정식 140 일 후 (9월 21일)에 생육이 비교적 균일한 개체를 이용하여 초장, 경경, 경수, 분지수, 엽장, 엽폭 등을 조사 하였으며, 지 하부는 정식 후 170 일 (10월 23일)후에 시험포장에서 굴취 하여 근장, 근경, 지근수, 건근중 및 생근 수량을 조사하였다 (RDA, 2012).

주요 유효성분인 atractylenolide I, atractylenolide II, atractylenolide III를 분석하기 위하여 표준품은 Wuhan ChemFaces Biochemical (Hubei, China)제품을 구입하여 사용 하였고, 동결건조한 시료는 분말화한 후 50호 (300㎛)체로 균 질화 하였다. 균질화된 분말은 100㎎씩 취하여 70% EtOH 1㎖을 추출 용매로 1 시간 동안 초음파 추출하였다.

Atractylenolide I, atractylenolide II와 atractylenolide III는 Yun 등 (2013)의 방법을 응용하여 사용하였다. 분석한 column 은 INNO Column C18 (Yong Jin Biochrom Co., Ltd., Seongnam, Korea, 4.6㎜ × 250㎜, 5㎛)이고 column temperature는 25℃로 유지하였다. 시료의 injection volume은 10㎕이고 UV-wavelength는 236㎚에서 분석하였으며 flow rate를 분당 1㎖로 용출시켰으며, 이동상의 조건은 Table 2에 제시하였다. 정량분석을 위해서 표준물질을 6, 12.5, 25, 50, 100㎍/㎖의 농도별로 70% 에탄올에 녹인 후 HPLC (Agilent 1260 series, Agilent Technologies Inc., Santa Clara, CA, USA)를 이용하여 성분 분석을 실시하였다.

확립한 HPLC 조건으로 분석한 결과 세 물질 모두 상관계 수 (R2)가 각각 0.9989, 0.9998 및 0.9997로 양호한 직선성을 나타내었고 (Table 3), 이 식을 이용해서 atractylenolide I, atractylenolide II, atractylenolide III 정량분석을 실시하였다 (Table 3).

실험 결과는 SAS Enterprise Guide 4.2 (Statistical analysis system, 2009, Cray, SAS Institute Inc., NC, USA) 로 분석하고, 3 반복한 결과 값을 평균치 ±표준편차 (Means ± SD)로 나타내었다. 시료간의 유의적인 차이는 Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)로 유의수준 5% (p < 0.05)에서 검증하였다.

품종 별 삽주 (Atractylodes japonica Koidzumi)의 생육 특 성을 조사한 결과 Table 4, Table 5에 나타내었다.

지상부 특성을 조사한 결과로 초장은 고출이 45.10 ± 6.96㎝로 가장 큰 수치를 나타내었고, 경경은 큰꽃삽주 (Atractylodes macrocephala Koidzumi)가 4.79 ± 1.54㎝로 가 장 굵었으며, 경 수는 다출이 3.10 ± 1.04 개로 가장 큰 수치를 나타내었다. 분지 수는 ‘고출’이 13.64 ± 2.84 개로 가장 많았고 엽장과 엽폭은 큰꽃삽주가 9.74 ± 0.94 ㎝와 3.91 ± 0.32㎝로 가장 길고 넓었다.

품종 간 경경과 경수에서는 크게 유의적인 차이를 보이지 않았지만 경장, 분지 수, 엽장, 엽폭 등에서는 차이가 있어 본 결과가 기본식물 유지 및 품종간 구별에 도움이 되는 기초자 료가 될 것으로 사료된다.

지하부 생육 특성을 조사한 결과 근장은 큰꽃삽주가 8.4 ± 1.91㎜로 가장 길었고, 근경은 상원이 9.0 ± 1.09㎜로 가장 큰 수치를 나타내었다. 생근중과 건근중의 경우 근경에서 최 고치를 보인 상원이 149.5 ± 31.47 g, 53.8 ± 15.90 g으로 가장 큰 수치를 나타내었고, 생근 수량 에서도 상원이 1789.7 ± 21.2㎏/10a로 가장 높았다. 또한 모든 육성품종이 큰꽃삽주에 비하여 수량성이 높음을 알 수 있었다.

전반적으로 육성품종은 큰꽃삽주에 비하여 경경이 얇고 분 지수와 경수가 적었으며 엽장과 엽폭이 작은데 반해 경장이 긴 특성을 보였는데 이는 지상부를 과번무 하지 않게 하고 전 체적인 수광태세를 좋게 만들어 지하부 수량 증가에 영향을 끼친 것으로 사료된다.

외형적으로 봤을 때 육성품종과 큰꽃삽주간에는 차이가 컸 으나 육성품종 간에는 차이가 작았다 (Fig. 1). 이는 모든 육 성품종이 모본은 평창에서 수집한 삽주 단일 개체이며 부본은 같은 개체는 아니지만 큰꽃삽주이기 때문인 것으로 사료된다.

Fig. 1.  1. Morphological characteristics of Atractylodes spp. and hybrid cultivars.

A; Gowon, B; Gochul, C; Dawon, D; Dachul, E; Manchul, F; Sangwon, G; Sangchul, H; Huchul, I; A.macrocephala J: A.japonica.

삽주는 생산량이 많지 않고 재배가 잘 되지 않아서 주로 자 연산 채취에 의존하는데 노지에 재배한 결과 생육조사에 필요 한 충분한 개체 확보가 어려워 결국 이번 조사 결과에서 제외 하였다. 추 후 비교 연구 시 삽주의 작물화에 대한 연구가 선 행되어야 할 것으로 보인다.

육성품종 별 유효성분 분석 결과는 Table 6에서 나타내었다. 육성품종과 큰꽃삽주 (A.macrocephala)의 유효성분 함량을 측 정한 결과 atractylenolide I은 후출 >상출 > 다출 > 다원 >만 출 >상원, 큰꽃삽주 >고출, 고원 순이였으며 후출이 0.10 ± 0.00 ㎎/g 함유하여 가장 높았다.

Atractylenolide II의 경우 다출 > 다원 > 후출 >상출 > 만출 >고출 >상원 >큰꽃삽주 순이였으며 0.24 ± 0.00㎎/g를 함유 한 다출이 가장 높았는데 가장 낮은 상원에 비해 6 배 이상 높았다.

Atractylenolide III은 다출 >상출 >만출 >후출, 큰꽃삽주 > 다원 >고출 >상원 순으로 0.07 ± 0.00㎎/g를 함유한 다출이 가장 높았다. 총 유효성분 함량은 다출, 다원, 후출, 상출, 고 원, 만출, 고출, 큰꽃삽주, 상원 순으로 높았다.

본 결과를 통하여 삽주 유효성분인 atractylenolide I, atractylenolide II, atractylenolide III는 상원을 제외한 대부분 의 육성품종 (A.japonica × A.macrocephala)에서 큰꽃삽주보다 높은 함량을 함유하고 있음을 알 수 있었고, 특히 다출의 경 우 큰꽃삽주에 비하여 월등한 수량성과 유효성분 함량을 갖춘 것으로 조사되었다.

선행 연구에 따르면 삽주와 큰꽃삽주에서 추출 된 물질 중 에서 특히 atractylenolide I는 강력한 항염 효과가 있는 물질이 라고 보고된 바가 있으며 atractylenolide II과 atractylenolide III 또한 항염증 효과가 있는 것으로 보고되어 있다 (Endo et al., 2012).

여러 질환의 발병에 관여하는 염증 반응은 현대인에게 급증 하는 비만, 동맥경화, 암과의 연관성이 알려져 있으며 (Forsythe et al., 2008; Lee et al., 2010; Wang et al., 2010), 이러한 연구 결과에 따라 최근에는 항염증작용이 있는 약용작물을 이용한 기능성 물질에 대한 연구가 활발한 상황이 다 (Kim et al., 2012; Kang et al., 2014).

과거 주로 한약재로서 쓰여 왔던 두충이 약용작물기능성 화 장품 (Gu et al., 2013)이나 식품첨가물 (Kim et al., 2012) 등으로도 주목 받고 있는 사례에서 보듯, 수량성과 유효성분 함량이 우수한 다출 등의 육성품종은 향후 한약재뿐만 아니라 항염증 제품, 기능성 화장품 등에 용이하게 쓰일 수 있을 것 으로 보인다. 또한, 다출 등 육성품종은 영양번식방법으로 증 식하기 때문에 매우 균일한 특성을 가지는데, 본 결과를 통해 국산 품종의 보급 확대 뿐 만 아니라 한약재 원료의 표준화 측면에서도 귀중한 기초자료가 될 것으로 사료된다.