KR100969134B1

KR100969134B1 - 상동나무 지상부로부터 유용 플라보노이드 다량 함유획분과 신규 플라보노이드 물질의 분리 방법

Info

Publication number: KR100969134B1
Application number: KR1020080016954A
Authority: KR
Inventors: 정신교
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2010-07-08
Also published as: CN102137661A; WO2009107959A2; KR20090091594A; CN102137661B; WO2009107959A3

Abstract

본 발명은 플라보노이드 물질을 분리하는 방법에 있어서: 상동나무 지상부를 건조하고 세절하여 볶고, 클로로포름으로 탈지 후 다시 60% 아세톤 수용액으로 조추출하는 제1단계(S10); 상기 제1단계(S10)에서 추출된 아세톤 조추출 엑기스를 다시 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물로 용매 분별하는 제2단계(S20); 및 상기 제2단계(S20)에서 분별된 엑기스 중 에틸아세테이트 획분을 용출시켜서 얻은 획분을 박층 크로마토그라피(TLC)로 조사하면서 신규성 플라보노이드 (flavonoid) 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)을 얻는 제3단계(S30);를 포함하여 이루어지되, 상기 제3단계(S30)는 에틸아세테이트 획분을 세파덱스(sephadex) LH-20 칼럼 크로마토그라피에서 30% 에서 100% 메탄올로 용출시켜서 얻고, 상기 제3단계(S30)는 플라보노이드의 B 환의 para 위치에 -OCH3기가 붙어 있는 람노스(rhamnose) 배당체인 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)(도 2)을 생성하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 식품첨가물, 건강기능성 식품, 순환기 계통 질병 예방 및 치료, 기타 의약품의 주ㆍ부 원료로 활용되어 국내의 자생식물의 고부가가치 소재 개발과 관련 산업의 활성화를 도모할 수 있다.

플라보노이드, 상동나무, 분리, 추출, 7-O-메틸메란시트린

Description

상동나무 지상부로부터 유용 플라보노이드 다량 함유 획분과 신규 플라보노이드 물질의 분리 방법 {Method for isolating the useful flavonoid-rich fraction and novel flavonoid compound from the aerial part of Sageretia theezans}

본 발명은 활성산소 소거와 동맥경화 예방 효과가 있는 플라보노이드가 다량 함유되어 있는 획분과 신규 플라보노이드 물질의 분리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식품첨가물, 건강기능성 식품, 순환기 계통 질병 예방 및 치료, 기타 의약품의 주ㆍ부 원료로 활용되도록 하기 위한 상동나무 지상부로부터 플라보노이드 물질 함유 획분 및 그에 의해 신규한 플라보노이드 물질의 간편하고 신속하게 분리하는 방법에 관한 것이다.

상동나무(Sageretia theezans)는 주로 우리나라 남해안, 제주도 해안 지역에 자생하는 상록관목으로서 일본, 미국 등에서는 분재용으로 주로 사용된다. 잎이 작고 가시가 있으며 매발톱 나무라고도 불리며 감기에 이 잎으로 만든 차를 마시면 효험이 있다고 민간에서 전해지고 있으며 이 식물에 관한 연구는 거의 없는 실정이다. 천연항산화물질 중에서 폴리페놀화합물에 속하는 플라보노이드 물질은 대부분 식물의 잎, 줄기 및 화분에 많이 함유되어 있으며 구조적 특성에 따라 플라본, 플라보놀, 플라바놀, 플라바노놀 및 이소플라본 등으로 구분되며 거의가 배당체로 존재하는 천연 색소 성분이다. 플라보노이드 물질은 항염증, 항알레르기, 항암 및 항산화 작용 등 여러 가지 건강과 질병에 관련된 기능적 특성을 가지고 있으며(Havesteen B., Biochem. Pharmacol., 32: 1141-1148, 1983; Fukuzawa and Takaishi, J. Act. Oxy. Free Rad., 1: 55-69, 1990), 이들의 이러한 기능성은 주로 질병과 노화를 유발하는 활성산소의 소거 즉, 항산화 작용에 근거하며 최근 이들 물질이 세포의 신호전달에 영향을 미친다는 보고도 나오고 있다.

한편 임상적으로도 폴리페놀 성분 특히, 플라보노이드를 많이 함유한 여러 과채류와 차, 와인과 같은 식품의 섭취가 여러 대사성 질환과 심혈관 질환의 발병율을 감소한다고 보고되고 있다. (Yoshida M. et al., FEBS Letter 260: 10-13, 1990; Hertog et al., J. Agric Food Chem ., 40: 2379-2383, 1992a; Verma A.K. et al., Cancer Res ., 48: 5754-5758, 1998). 그리고 중요한 대사성 질환의 하나인 동맥경화는 콜레스테롤을 운반하는 혈액 중의 저밀도지단백질(Low density lipoprotein, LDL)의 산화에 의하여 유발되며 저밀도지단백질의 산화 방지에 이러한 플라보노이드 물질이 효과적으로 알려져 있다.

따라서 이와 같은 플라보노이드는 항고혈압제, 출혈성 질환 예방제 등으로서 이용되거나 자외선 흡수 작용, 래디칼 스캐빈저(scavenger) 작용에 의해 식품, 화장품 등의 기능성 첨가물로서 이용되며, 처리의 용이성과 수율을 높여 저렴한 비용으로 생산하기 위한 노력이 지속되고 있다.

상동나무의 이화학적 성분에 관한 연구와 보고는 현재까지도 거의 되어 있지 않으며, 본 출원인 등은 이 식물의 잎의 에틸에테르 가용성 획분 중 신규 항산화성 플라보노이드 물질을 발견하여 보고한 바 있다(Chung SK et al, J. Agric. Food Chem., 52:4664-4668, 2004). 한국 공개특허공보 제2000-0026393호에 의하면 『하기 일반식(I)의 바이오플라보노이드계 화합물을 포함하는 혈청 고밀도 지단백질(HDL) 증가용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 인체 및 동물 체내에서 혈청 HDL을 증가시켜 심장순환기 질환의 예방 및 치료에 유용하므로 약학 조성물 및 식품 조성물에 포함시켜 사용할 수 있는』 기술이 제안된다.

그러나 위의 특허에는 물과 에탄올을 사용하여 알카리 처리하는 등의, 플라보노이드를 다량 함유하고 있는 감귤류, 메밀 등으로부터 플라보노이드 성분이 많이 들어있는 조추출물을 얻는 방법 만 언급되어 있으며, 구체적으로 특정한 화학적 구조를 가지는 플라보노이드의 분리 기술에 관한 내용은 들어 있지 않다.

또한, 한국 공개특허공보 제2000-0026393호에 의하면 『인삼 잎을 50~80% 메탄올에 침적ㆍ추출하고, (b) 추출액을 여과하여 얻은 액을 농축하며, (c) 농축액에 에칠 에테르를 가하여 에테르층과 수층으로 분배하고, (d) 수층을 폴리아크릴아마이드 컬럼, 세파덱스 LH-20컬럼에 순차적으로 통과시켜 트리폴린을 정제』하는 기술이 제안된다.

그러나 위의 방법은 캠페롤과 그 배당체 성분에만 국한된 방법으로서, 구조가 다양한 플라보노이드를 동시에 추출 및 분리하는 방법으로 제시된 것은 아니다. 에틸에테르 용액을 가하여 당과 단백질 등의 수용성 성분을 물 층에 플라보노이드 성분을 에틸에테르 층으로 분배하는 과정을 거친다. 여기서 에틸에테르 층은 비극성이 강하여 일반적으로 다양한 식물의 비극성 성분, 즉 왁스, 엽록소 등이 플라보노이드 성분과 같이 추출, 분배될 수 있으며, 또한 극성이 강한 퀘세틴 (quercetin), 미리세틴(myricetin) 같은 플라보놀 배당체 화합물의 추출 효율이 극히 낮게 된다. 그리고 에틸에테르는 현재 건강기능성 원료의 추출 등에 잔류나 사용할 수 없는 용매이다(건강기능식품 기능성 원료 인정에 관한 규정, p13, 한국 식품의약품청 고시 2007-51).

또한, 한국 공개특허공보 제1988-0003630호 “활성산소 억제 조성물 및 이의 제조방법”은 배전(焙煎)한 식물종자나 그 배아에 미생물을 가하여 발효시키고, 여기에 배전한 식물로부터 얻은 기름을 첨가하여 활성산소를 억제하는 복합 식물 추출 발효 조성에 관한 것으로서, 이러한 조성물의 성분은 상기한 바와 같이 탄수화물, 단백질과 플라보노이드류, 폴리페놀류, 탄닌, 토코페롤, 비타민 B2 등의 다양한 고분자, 저분자 화합물로 구성되어 본 출원인이 목적하는 일부 기능적 유사성은 있으나 소재 및 방법에 있어서는 확연하게 차별화된다.

본 발명은 식품첨가물, 건강기능성 식품, 순환기 계통 질병 예방 및 치료, 기타 의약품의 주ㆍ부 원료로 활용되어 국내의 자생식물의 고부가가치 소재 개발과 관련 산업의 활성화를 도모할 수 있는 상동나무 지상부로부터 플라보노이드가 다량 함유되어 있는 획분과 신규 플라보노이드 물질의 분리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 플라보노이드 물질을 분리하는 방법에 있어서: 상동나무 지상부를 건조하고 세절하여 볶고, 클로로포름으로 탈지 후 다시 60% 아세톤 수용액으로 조추출하는 제1단계; 상기 제1단계에서 추출된 아세톤 조추출 엑기스를 다시 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물로 용매 분별하는 제2단계; 및 상기 제2단계에서 분별된 엑기스 중 에틸아세테이트 획분을 용출시켜서 얻은 획분을 박층 크로마토그라피(TLC)로 조사하면서 신규성 플라보노이드 (flavonoid) 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)을 얻는 제3단계;를 포함하여 이루어지되, 상기 제3단계는 에틸아세테이트 획분을 세파덱스(sephadex) LH-20 칼럼 크로마토그라피에서 30% 에서 100% 메탄올로 용출시켜서 얻고, 상기 제3단계(S30)는 플라보노이드의 B 환의 para 위치에 -OCH3기가 붙어 있는 람노스(rhamnose) 배당체인 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)(도 2)을 생성하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 식품첨가물, 건강기능성 식품, 순환기 계통 질병 예방 및 치료, 기타 의약품의 주ㆍ부 원료로 활용되어 국내의 자생식물의 고부가가치 소재 개발과 관련 산업의 활성화를 도모할 수 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 종래 본 출원인의 상동나무 잎에서의 플라보노이드 분리에 과한 연구내용 (Chung SK et al, J. Agric. Food Chem., 52:4664-4668, 2004)에 진일보하여 더욱 더 플라보노이드 추출 수율을 높이면서도 간편 신속하게 분리할 수 있는 기술적 방법을 제공한다.

본 발명의 제1단계(S10)는 상동나무 지상부를 건조하고 세절하여 볶고, 클로로포름으로 탈지 후 다시 60% 아세톤 수용액으로 조추출하는 과정을 거친다. 매년 8월 말에서 9월 초순경에 채취한 상동나무 지상부(여기서는 잎과 잔가지를 뜻함)를 세절하고 그늘에서 약 48-72시간 정도 건조한다. 건조물 300g을 취하여 약 2배량의 클로로포름을 가하여 1-2분 정도 교반한 뒤, 엽록소와 지질 등의 지용성 성분을 제거하는 것을 2회에 걸쳐 한다. 클로로포름을 제거하고 남은 잔사에 대하여 약 10배량의 60% 아세톤 수용액을 가한 뒤, 실온에서 24시간 호모게나이저를 이용하여 추출하고 여과한 다음, 실온상태의 감압농축기에서 용매를 제거하여 아세톤 조추출상 태의 엑기스 60.02g을 얻는다.

본 발명의 제2단계(S20)는 상기 제1단계(S10)에서 추출된 아세톤 조추출 엑기스를 다시 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물로 용매 분별하는 과정이다. 제1단계에서 얻어진 아세톤 조추출 엑기스에 2배 부피 분량의 10% 메탄올 용액을 가하여 현탁액을 만들고 여기에 2배 분량의 헥산을 가하여 약 2-3분간 교반한 후 1시간 정치하는 조작을 3회 반복하면서 비중에 의하여 물층(하층부)과 헥산층(상층부)으로 구분한다. 물층에 다시 2배 분량의 에틸아세테이트를 가하여 상기의 클로로포름과 같은 방법으로 에틸아세테이트층(상층부)과 물 층으로 구분한다. 다시 부탄올을 가하여 이와 같이 분획한 뒤, 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올(상층부), 물층을 얻고 이를 실온에서 감압농축기를 이용하여 농축함으로써 헥산 획분 36.4mg, 에틸아세테이트 획분 3.80g, 부탄올 획분 22.54g, 물 획분 28.03g을 얻는다.

본 발명의 제3단계(S30)는 상기 제2단계(S20)에서 분별된 엑기스 중 에틸아세테이트 획분을, 세파덱스(sephadex) LH-20 칼럼 크로마토그라피에서 30% 에서 100% 메탄올로 용출시켜서 얻은 획분을 박층크로마토그라피(thin layer chromatography, TLC)로 조사하면서 신규성 플라보노이드 (flavonoid) 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)을 얻는 과정이다.

한편, 제2단계에서 얻은 에틸아세테이트 엑기스의 농축액을 메탄올에 녹여서 세파덱스(sephadex) LH-20 칼럼(50 g, 25× 500cm) 크로마토그라피에서 30%, 60%, 100% 메탄올의 순으로 분 당 1mL의 속도로 용출시켜서 각 10mL 씩 100개의 획분으로 나누었다. 이들 획분을 박층크로마토그라피(Thin layer chromatography, TLC) (ODS, Merck Co., Germany, 60% 메탄올)로 조사하여 단일의 반점을 나타낸 65-71번째 획분을 모아서 고속액체 크로마토그라피 (High performance liquid chromatography, HPLC)로 단일의 피크를 확인하고 핵자기공명분광법 (Nuclear Magnetic Resonance, NMR)과 질량분석계 (Mass spectrometer, MS)로 동정하여 본 출원인 등이 종래에 보고한 신규 플라보노이드(flavonoid) 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)임을 확인하였다 (140.8 mg). 이때 분리한 이 화합물의 1H NMR과 13C NMR 및 FAB-MS 특성은 다음과 같다.

7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin): 1H NMR (CD3-OD), δ 0.95 (3H, d, 5.5 Hz, H-6"), 3.30-3.31 (1H, m, H-4"), 3.33-3.36 (1H, m, H-5"), 3.74 (1H, dd, 9.2, 3.4 Hz, H-3"), 3.87 (3H, s, 7-OMe), 3.88 (3H, s, 4'-OMe), 4.23 (1H, dd, 3.4, 1.4 Hz, H-2"), 5.33 (1H, d, 1.4 Hz, H-1"), 6.32 (1H, d, 2.3 Hz, H-6), 6.53 (1H, d, 2.3 Hz, H-8), 6.90 (2H, s, H-2', 6'); 13C NMR (CD3OD), δ 17.7 1(C-6"), 56.49 (7-OMe), 60.93 (4'-OMe), 71.85 (C-2"), 72.04 (C-5"), 72.07 (C-3"), 73.21 (C-4"), 93.17 (C-8), 99.06 (C-6), 103.61 (C-1"), 106.85 (C-10), 109.87 (C-2', 6'), 126.90 (C-1'), 136.98 (C-3), 139.40 (C-4'), 151.90 (C-3', 5'), 158.43 (C-9), 159.45 (C-2), 162.94 (C-5), 167.40 (C-7), 179.81 (C-4); ; FAB-MS (positive), m/z 493 [M + H]+.

그리고 도 2는 상동나무 지상부에서 분리한 신규 플라보노이드 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)의 구조를 나타내는 바, 플라보노이드의 B 환의 para 위치에 -OCH3기가 붙어 있는 람노스(rhamnose) 배당체임을 알 수 있다.

또한 종래에 본 출원인이 논문으로 보고한 방법과 기술 및 수율의 차이점을 비교한 결과는 표 1과 같다.

따라서 본 발명의 방법은 종래의 본 출원인 등이 보고한 방법(비교 예)에 비하여 복잡한 칼럼 크로마토그라피 및 분취용고속액체 크로마토그라피 (High performance liquid chromatography, HPLC)에 의한 분리 공정이 2단계 축소되면서도 수율은 약 600%가 증가한 방법이다.

도 2는 상동나무 지상부 에틸아세테이트 획분의 플라보노이드 분석 크로마 토그램을 나타낸다. 또한 이들 플라보노이드 성분의 함량을 분석한 결과는 다음 표 2와 같다.

따라서 본 발명의 제2단계에서 얻은 상동나무 지상부 에틸아세테이트 획분은 신규 플라보노이드 화합물인 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)을 포함 한 4종의 플라보노이드가 다량 함유되어 있다. 더 나아가서 에틸아세테이트 획분과 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin) 화합물의 활성산소 소거능과 산화 저밀도단백질(Low density lipoprotein, LDL)의 생성을 억제하는 효과를 조사한 결과는 다음의 표 3 및 표 4와 같다.

따라서 상동나무 지상부에서 추출 및 분리한 플라보노이드 성분이 풍부한 에틸아세테이트획분과 7‘메틸메란시트린 화합물은 활성산소 소거 활성과 저밀도 지단백질(Low density lipoprotein, LDL) 산화 억제 효과가 표준품으로 사용한 천연항산화 물질인 퀘세틴(quercetin)과 아스코르빅산(ascorbic acid) 보다 그 활성이 높거나 대등한 것으로 나타났다. 그러므로 이들은 활성산소와 저밀도 지단백질의 산화가 원인이 되는 당뇨, 고혈압, 동맥경화 등의 순환기계 생활습관성 질병의 예 방과 치료 목적의 건강기능성 식품 및 의약품 소재로서 유용하게 활용될 수 있다.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형 예 또는 수정 예들은 본 발명의 특허청구 범위에 속한다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법의 세부적인 단계를 나타내는 공정흐름도,

도 2는 본 발명에서 분리한 신규 플라보노이드 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)의 구조를 나타내는 화학식,

도 3은 상동나무 지상부 에틸아세테이트 획분의 플라보노이드 분석 크로마 토그램이다.

Claims

플라보노이드 물질을 분리하는 방법에 있어서:

상동나무 지상부를 건조하고 세절하여 볶고, 클로로포름으로 탈지 후 다시 60% 아세톤 수용액으로 조추출하는 제1단계(S10);

상기 제1단계(S10)에서 추출된 아세톤 조추출 엑기스를 다시 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 물로 용매 분별하는 제2단계(S20); 및

상기 제2단계(S20)에서 분별된 엑기스 중 에틸아세테이트 획분을 용출시켜서 얻은 획분을 박층 크로마토그라피(TLC)로 조사하면서 신규성 플라보노이드 (flavonoid) 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)을 얻는 제3단계(S30);를 포함하여 이루어지되,

상기 제3단계(S30)는 에틸아세테이트 획분을 세파덱스(sephadex) LH-20 칼럼 크로마토그라피에서 30% 에서 100% 메탄올로 용출시켜서 얻고,

상기 제3단계(S30)는 플라보노이드의 B 환의 para 위치에 -OCH3기가 붙어 있는 람노스(rhamnose) 배당체인 7-O-메틸메란시트린(7-O-methyl mearnsitrin)(도 2)을 생성하는 것을 특징으로 하는 상동나무 지상부로부터 유용 플라보노이드 다량 함유 획분과 신규 플라보노이드 물질의 분리 방법.
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