KR20190131691A - 황금으로부터 바이칼레인을 생산하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 황금을 붉은덕다리 버섯 균사체로 발효시키는 것을 특징으로 하는 바이칼레인 (baicalein)의 생산방법에 관한 것으로, 황금 내 유용물질인 바이칼레인 (baicalein)을 고수율로 생산할 수 있다.
Description
본 발명은 황금으로부터 바이칼레인을 생산하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황금을 붉은덕다리 버섯 균사체로 발효시키는 것을 특징으로 하는 바이칼레인 (baicalein)의 생산방법에 관한 것이다.
황금 (Scutellaria baicalensis)은 산지의 풀밭에서 자라며, 높이는 20~60cm이다. 여러 대가 나와 포기로 자라고, 털이 있으며 가지가 갈라진다. 잎은 마주나고 바소꼴이며, 가장자리가 밋밋하다. 꽃은 7~8월에 피고 자줏빛이 돌며 총상꽃차례로 한쪽으로 치우쳐서 달린다. 화관은 밑부분에서 꼬부라져 곧게 서고 통형이며 길이 1.5~2.5cm이며, 입술 모양이다. 꽃받침은 종 모양이다. 또한, 4개의 수술 중 2개는 길고 암술은 1개이며 씨방은 4개로 깊게 갈라진다. 열매는 9월에 결실하여 둥근 모양으로 꽃받침 안에 들어있다. 원뿌리는 원뿔형이고 살이 황색이다. 한방에서는 뿌리를 해열, 이뇨, 지사, 이담 및 소염제로 이용하기 때문에 약용식물로 재배한다.
한편, 바이칼레인 (baicalein)은 황금의 주성분인데, 항염증 및 항산화 효능을 가지고 천연 방부 효과가 탁월하다. 또한, 항알레르기성 작용을 하여 알레르기성 천식을 완화하며, 염증성 피부에 효과적이다. 특히 활성산소 및 항산화 효과가 우수하여 피부노화를 지연시키고 피부 진정 및 항염, 항균 작용이 있고, 뇌질환 등의 신경계 질환에도 효능이 있다고 알려졌다.
한편, 붉은덕다리 버섯은 담자균류의 구멍장이버섯과에 속하며, 봄부터 여름까지 침엽수의 생목, 고목, 그루터기 위에 중생하는 1년생 심재 갈색 부후성의 버섯이다. 붉은덕다리 버섯은 예로부터 기능 조절, 건강 증진, 항질병에 효과가 있는 것으로, 전해내려 왔으나 정확한 약리 효과에 대해서는 잘 알려지지 않았다.
붉은덕다리 버섯 자실체에는 N-메틸레이티드 티라민 유도체, 다당류, 라노스테인, 트리터페노이드류, 레티포릭산 및 다른 다양한 혼합물들이 포함되어 있다. 최근에는 붉은덕다리 버섯이 항암제와 인슐린 분비 조절 효과가 있는 것으로 보고된 바 있으며, 항암 효과로는 붉은덕다리 버섯의 세포 외 다당체가 암전이 억제 및 면역력 증강을 나타내는 것으로 알려졌다. 이 외에도 붉은덕다리 버섯 균사체의 세포외 다당체는 피부 세포 성장인자의 생성을 촉진하고 상처치유효과 및 피부 보습 효과가 있는 것으로 알려졌다.
한편, 아직까지 황금추출물을 버섯 균사체로 발효한 연구는 미미하며, 특히 황금의 버섯 균사체 배양과 바이칼레인의 연관성에 관하여는 알려진 바가 거의 없는 실정이다.
본 발명은 황금의 붉은덕다리 버섯 균사체 배양으로부터 황금 내 유용물질인 바이칼레인을 고수율로 수득할 수 있는 방법을 개발하여 제공하고자 한다.
본 발명은 황금 (Scutellaria baicalensis)에 붉은덕다리 버섯 균사체를 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 바이칼레인 (baicalein)의 생산방법을 제공한다.
본 발명의 바이칼레인 생산방법에 있어서, 상기 황금은, 바람직하게 황금에 70% 에탄올을 가하여 상온에서 추출한 황금 추출물인 것이 좋다.
본 발명의 바이칼레인 생산방법에 있어서, 상기 발효는, 바람직하게 20~30℃에서 100~200 rpm으로 7~8일간 배양하는 것이 좋다.
본 발명의 붉은덕다리 버섯 균사체 배양을 통해 황금으로부터 황금 내 유용물질인 바이칼레인 (baicalein)을 고수율로 생산할 수 있다.
도 1은 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 생물전환 (bioconversion) 이전의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 붉은덕다리 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 잎새 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 눈꽃 동충하초 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 붉은덕다리 버섯의 배양 기간 경과에 따른 균사체 양 및 베타-글루코시다아제의 활성을 나타낸 결과이다.
도 6은 붉은덕다리 버섯 발효 전, 황금 파우더 추출물의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 붉은덕다리 버섯의 7일간 발효 후, 황금 파우더 추출물의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 붉은덕다리 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 잎새 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 눈꽃 동충하초 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 붉은덕다리 버섯의 배양 기간 경과에 따른 균사체 양 및 베타-글루코시다아제의 활성을 나타낸 결과이다.
도 6은 붉은덕다리 버섯 발효 전, 황금 파우더 추출물의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 붉은덕다리 버섯의 7일간 발효 후, 황금 파우더 추출물의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 나타낸 것이다.
본 발명은 황금 (Scutellaria baicalensis)에 붉은덕다리 버섯 균사체를 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 바이칼레인 (baicalein)의 생산방법을 제공한다.
본 발명의 바이칼레인 생산방법에 있어서, 상기 황금은, 원물을 분쇄한 것이나, 원물에 다양한 용매를 가하여 추출한 추출물 등 원물을 다양한 형태로 전처리한 것을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 황금 분말에 70% 에탄올을 가하여 상온에서 추출한 황금 추출물을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에서는 황금에 붉은덕다리 버섯 균사체를 접종하여 발효시킨다. 발효를 위한 배지는 황금 또는 황금 추출물을 정제수에 용해시켜 제조할 수 있다. 이때, 균사체 배양을 위해 필요한 다른 성분, 일 예로 탄소원, 질소원 등을 첨가할 수 있다. 본 발명은 황금 또는 황금 추출물을 배지에 첨가하여 발효시키는 것에 특징이 있으므로, 배지 조성에 대한 다른 사항들은 공지의 기술을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 있어서, 상기 발효는 균사체 배양에 관한 공지 기술을 사용하여 수행할 수 있는데, 바람직하게 20~30℃에서 100~200 rpm으로 7~8일간 배양하는 것이 좋다. 하기 본 발명에 의할 경우, 7~8일 정도 배양할 경우, 균사체 양이 최대에 다다르고, 베타-글로코시다아제 효소의 활성이 가장 높은 것으로 나타났기 때문이다.
상기와 같은 본 발명 붉은덕다리 버섯 균사체 배양에 의할 경우, 황금 내에 존재하는 바이칼린 (baicalin)을 바이칼레인 (baicalein)으로 생물전환하여 생산할 수 있는데, 이와 같은 특징은 잎새 버섯 균사체 배양이나 눈꽃동충하초 균사체 배양에서는 찾아 볼 수 없었다.
이하, 본 발명의 구성을 하기 실시예 또는 실험예를 통해 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예 또는 실험예에만 한정되는 것은 아니고, 그와 등가의 기술적 사항의 변형까지를 포함한다.
<
제조예
1: 황금 추출>
황금 추출은 제천한방약초에서 구입한 황금을 잘게 파쇄한 후, 황금 100g에 70% 에탄올 1L를 가하여 상온에서 5일간 추출한 후, 여과하고 감압 농축하였다. 이후 동결 건조하여 노란색의 황금 파우더 (W-SB) 5.32g을 수득하였다.
<
제조예
2: 균사체 배양>
붉은덕다리 버섯 (Leatiporussulphureusvar . miniatus), 잎새버섯 (Grigola frondosa), 눈꽃동충하초 (Isaria japonica)의 초기버섯 균사체는 전남 산림자원연구소에서 분양을 받았다. 버섯 균사체 배양 유지를 위해 감자 포도당 한전배지 (Potato Dextrose Agar, PDA)에서 4℃로 보관하고, 2주 간격으로 계대 배양하였다. 액체 배양은 500ml 삼각 플라스크에 200ml 감자추출배지 (Potato Dextrose Broth, PDB)에서 150 rpm으로 25℃에서 7일 동안 배양하였다.
<
실시예
1: 균사체 배양에 의한 황금으로부터
바이칼레인의
수득>
제조예 1의 황금 추출 파우더 500mg에 정제수 약 200ml를 첨가하여 희석하였다. 이후 감압멸균기를 사용해 121℃, 2기압, 15분의 조건에서 증기열에 의해 멸균하고 방냉하였다. 이후 제조예 2에서 액체 배양한 버섯 균사체 (붉은덕다리 버섯, 잎새 버섯, 눈꽃 동충하초 버섯) 5ml를 각각 가하여 25℃에서 150 rpm으로 7일간 배양하여, 붉은덕다리 버섯 균사체 발효물, 잎새 버섯 균사체 발효물, 눈꽃 동충하초 버섯 균사체 발효물을 각각 수득하였다.
상기 수득한 발효물 3종의 바이칼레인 (baicalein) 함량을 분석하기 위하여 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)를 수행하였다. HPLC는 온도: 40℃, 유속: 1ml/min, 칼럼 (column): Optimapak C18column (OPC1851001546)의 분석 조건으로 수행되었으며, 용매 조건 (gradient)으로 분석하였다 (표 1).
| 시간 | 0.1% 포름산 | ACN |
| 0 | 80 | 20 |
| 10 | 80 | 20 |
| 15 | 50 | 50 |
| 20 | 50 | 50 |
| 22 | 80 | 20 |
| 27 | 80 | 20 |
7일간 발효한 결과, 붉은덕다리 버섯으로 발효한 군에서만, 바이칼린 (baicalin)이 그의 아글리콘 (aglycon)물질인 바이칼레인 (baicalein)으로 약 91.68% 전환된 것을 알 수 있었다 (이를 'Glucan/Baicalein'으로 명명하였다.). 다른 균사체는 바이칼레인으로 전환되지 않고 오히려 바이칼린의 함량을 감소시키는 것으로 확인할 수 있었다 (표 2, 도 1, 도 2, 도 3, 도 4). 도 1은 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 생물전환 (bioconversion) 이전의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다. 도 2는 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 붉은덕다리 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다. 도 3은 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 잎새 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다. 도 4는 황금 파우더 (W-SB) 추출물의 눈꽃 동충하초 버섯에 의한 생물전환 (bioconversion) 이후 고성능액체크로마토그래피 (HPLC) 결과를 나타낸 것이다.
| 붉은덕다리 버섯 | 발효 전 (ppm) | 발효 후 (ppm) |
| baicalin | 272.832 | 22.696 |
| baicalein | - | 243.048 |
<
실시예
2:
바이칼레인
수득을 위한 최적 발효조건 확립>
본 실시예는 식용버섯인 붉은덕다리 버섯 균사체의 성장과 대사 산물의 생산을 알아보기 위한 것으로, 동일한 농도의 질소원 폴리펩톤 (polypeptone) 0.1% (v/v)와 효모추출물 (yeast extract) 0.3% (v/v)를 첨가한 후, 멸균된 배지에 종균 배양물 10% (v/v)를 접종하고 10일 동안 25℃, 150 rpm의 조건으로 배양하면서 균주의 시간대별 베타-글루코시다아제 (β-glucosidase)의 활성을 측정하였다.
균주의 성장에 이상적인 시간을 정하여 발효조건을 확립하고 붉은덕다리 버섯 균사체의 발효조건을 확립하고자 균사체 및 베타-글루코시다아제 활성을 10일간 실험하였는데, 그 결과 7~8일이 이상적인 배양조건으로 확인되었다 (도 5). 도 5는 붉은덕다리 버섯의 배양 기간 경과에 따른 균사체 양 및 베타-글루코시다아제의 활성을 나타낸 결과이다.
이상의 결과에 따라, 황금 추출액에 버섯 균사체 배양액 5ml를 첨가한 후, 7일간 배양하여 황금발효물질 (G/baicalein)을 얻고 이를 하기 실험에 사용하였다.
<
실험예
1:
고성능액체크로마토그래피
(
HPLC
)를 이용한
바이칼레인
(baicalein)의 함량분석>
실시예 1과 실시예 2에 의해 균사체의 발효조건을 확립한 결과를 토대로, 붉은덕다리 버섯 균사체를 이용하여 7일간 배양한 후 바이칼레인 (bicalein)의 성분을 분석하였다 (도 6, 도 7). 도 6은 붉은덕다리 버섯 발효 전, 황금 파우더 추출물의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 나타낸 것이고, 도 7은 붉은덕다리 버섯의 7일간 발효 후, 황금 파우더 추출물의 고성능액체크로마토그래피 (HPLC)의 결과를 나타낸 것이다. 분석 결과, 발효 전에는 바이칼린의 함량이 272.832ppm으로 나타났으나, 붉은덕다리 버섯으로 발효 후에는 22.696ppm으로 감소하였음을 확인할 수 있었고, 발효 전에는 피크를 보이지 않던 바이칼레인이 발효 후에는 243.048ppm만큼 생성됨을 알 수 있었다.
이상을 종합하면, 본 발명은 황금 추출액에 붉은덕다리 버섯 균사체를 첨가한 후, 7일간 배양하는 과정을 통해, 플라보노이드의 일종인 바이칼레인 (baicalein)을 고농도로 수득할 수 있었다.
Claims (3)
- 황금 (Scutellaria baicalensis)에 붉은덕다리 버섯 균사체를 접종하여 발효시키는 것을 특징으로 하는 바이칼레인 (baicalein)의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 황금은,
황금에 70% 에탄올을 가하여 상온에서 추출한 황금 추출물인 것을 특징으로 하는 바이칼레인의 생산방법.
- 제1항에 있어서,
상기 발효는,
20~30℃에서 100~200 rpm으로 7~8일간 배양하는 것을 특징으로 하는 바이칼레인의 생산방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180056386A KR20190131691A (ko) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 황금으로부터 바이칼레인을 생산하는 방법 |
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210141181A (ko) * | 2020-05-15 | 2021-11-23 | 주식회사 휴온스내츄럴 | 황금 추출물의 배당체를 생물전환하여 비배당체를 증대시키는 방법 및 그 방법에 의한 황금 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물 |
| KR20220053787A (ko) * | 2020-10-23 | 2022-05-02 | 충남대학교산학협력단 | 황금 배양 세포에 은나노 입자를 처리하여 바이칼린의 함량을 증가시키는 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130019329A (ko) | 2011-08-16 | 2013-02-26 | 전창호 | 황금성분이 함유된 버섯의 배지조성물 및 그의 재배방법 |
-
2018
- 2018-05-17 KR KR1020180056386A patent/KR20190131691A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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