문헌고찰을 통한 흰 민들레의 기능성분 및 생리활성 탐색
A Systematic Review of the Functional Ingredients and Physiological Activities of Taraxacum coreanum Nakai
通过文献考察探讨白蒲公英的功能成分及生理活性
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Abstract
본 연구는 흰 민들레(Taraxacum coreanum Nakai)를 이용한 다양한 건강식품을 개발할 목적으로 흰 민들레에 대한 생리활성 및 기능적 효과에 대한 국내외 연구물을 수집하여 문헌고찰을 하였다. 흰 민들레, 기능성 물질, 항산화, 항염, 생리활성을 포함한 검색어 조합을 이용하여 총 721개의 관련문헌을 수집하였다. 이 중에서 가장 주제와 근접한 71개의 참고문헌을 이용하여 흰 민들레의 생리활성 및 기능적 효과에 대하여 고찰하였다. 문헌고찰 결과, 흰 민들레는 우리나라에서는 예로부터 한방 및 민간에서 포공영(蒲公英)으로 불리며 약용작물이자 구황식물로 이용되어 왔으며, 서양민들레는 유럽에서 dandelion이란 이름으로 활용되어왔다. 흰 민들레의 주요성분으로는 carotenoid 성분인 taraxathin, triterpene인 taraxerol, taraxasterol, β-sitsterol, 그리고 caffeic acid, taraxacine 등과 vitamin A, vitamin C, tocopherol, Ca, Fe, K 등이 풍부하며 단백질과 섬유소 및 회분 함량이 많고, 잎에는 고미 성분인 taraxin과 다당류의 일종인 inulin이 함유되어 예로부터 훌륭한 약용재료이자 식재료로 다양하게 활용 되어 왔다. 천연 항산화제인 flavonoid와 polyphenol 등은 산화적 스트레스로부터 신경세포 보호효과가 뛰어나며, 상호작용으로 인하여 reactive oxygen species (ROS)에 대한 생체 방어시스템을 지속적으로 유지할 수 있는데, 민들레에는 polyphenol, iuteolin, quercetin 등의 flavonoid 유도체가 함유되어 있고, 꽃에는 quercetin, iuteolin 및 chicoric acid 등을 다량 함유하고 있어 항균 활성, 간 기능개선, 항염증, 산화적 스트레스 보호 효과 등이 뛰어나다고 연구되고 있다. 또한 taraxinic acid 및 dihydrotaraxinic acid의 분리는 기능성 미백 화장품 소재로의 이용가능성도 대두되고 있어 심도 높은 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 이에 본 연구에서는 이러한 흰 민들레에 대한 과학적 자료를 근거로 다양한 상품 개발을 위한 기초자료로 활용되기를 기대한다.
Trans Abstract
There is an increasing demand to develop health supplements using natural ingredients. Dandelion (Taraxacum coreanum Nakai) is a natural ingredient that contains various beneficial ingredients. In this study, we reviewed the literature regarding the functional ingredients and physiological activities of white dandelion (Taraxacum coreanum Nakai). A total of 721 manuscripts were collected from research databases using the following keywords: “white dandelion,” “functional ingredient,” “antioxidant,” “anti-inflammation,” “reactive oxygen species,” and “physiology.” The most relevant manuscripts were reviewed in this study. In Korea, white dandelion has been used in oriental medicine and folk remedies. In the current literature, it was reported that white dandelion contains carotenoids (e.g., taraxathin), triterpenes (e.g., taraxerol, taraxasterol, and β-sitsterol), caffeic acid, and taraxacin. It also reported to contain vitamin A, vitamin C, tocopherol, minerals (e.g., Ca, Fe, K), protein, fiber, and phosphate. The leaf contains bitter glycoside (i.e., taraxin) and polysaccharide (i.e., inulin). Flavonoids and polyphenols from white dandelion have been shown to reduce oxidative stress and neurodegenerative damage. Flavonoids, polyphenols, iuteolin, and quercetin in whole plant extracts and quercetin, luteolin, and chicoric acid in flower extracts increased antibacterial activity and ameliorated liver damage, anti-inflammatory activity, and oxidative stress. In addition, white dandelion contains taraxinic acid and dihydrotaraxinic acid, which have great potential to be used as skin whitening products. This results of this review provide novel scientific knowledge on white dandelion that can be used when developing new health supplements.
Trans Abstract
使用天然成分开发保健品的需求日益增长。白蒲公英（Taraxacum coreanum Nakai）是一种天然成分，含有多种有益成分。在本研究中，我们回顾了有关白蒲公英的功能成分和生理活性的文献。使用以下关键词从研究数据库中收集了总共 721 篇手稿：“白蒲公英”、“功能成分”、“抗氧化剂”、“抗炎”、“活性氧”和“生理学”。本研究审查了最相关的手稿。在韩国，白蒲公英已用于东方医学和民间疗法。目前的文献报道，白蒲公英含有类胡萝卜素（例如蒲公英黄素）、三萜烯（例如蒲公英醇、蒲公英甾醇和β-谷甾醇）、咖啡酸和蒲公英星。据报道，它还含有维生素 A、维生素 C、生育酚、矿物质（例如钙、铁、钾）、蛋白质、纤维和磷酸盐。叶子含有苦苷（即蒲公英）和多糖（即菊粉）。白蒲公英中的类黄酮和多酚已被证明可以减少氧化应激和神经退行性损伤。全植物提取物中的类黄酮、多酚、木犀草素和槲皮素以及花卉提取物中的槲皮素、木犀草素和菊苣酸可增加抗菌活性，改善肝损伤、抗炎活性和氧化应激。此外，白蒲公英含有蒲公英酸和二氢蒲公英酸，作为皮肤美白产品具有很大的潜力。本综述提供了有关白色蒲公英的新颖科学知识，可在开发新的保健补充剂时使用。
Introduction
인류는 급속한 산업화와 발전된 과학으로 안락하고 편리한 생활을 하고 있지만, 수렵 채취 생활을 하면서 신체 활동이 많았던 고대 사회로부터 급속한 생활환경 변화와 고지방 섭취 증가 및 영양 불균형 등으로 각종 대사성질환에 시달리고 있다(Cho et al., 2015). 또한 중증급성호흡기증후군(severe acute respiratory syndrome, SARS), COVID-19, 중동호흡기증후군(middle east respiratory syndrome, MERS), 신종플루(Influenza A, H1N1)등 변이 바이러스와 pandemic 현상들로 인한 전 세계적인 감염병 유행이(Jung et al., 2022) 현대인들을 위협하고 있어 면역력 증강(Lyu et al., 2007)과 건강에 대한 관심은 날로 증대하고 있다. 발병 후 화학적 약물로 치료하는 현대의학의 문제점이 대두되면서 천연물 재료의 항산화 성분에 대한 관심이 더욱 커지고 있는 실정으로, 각종 산화적 손상에 대한 예방효과와 항산화제의 중요성 또한 더욱 부각되고 있다(Son et al., 1995).
인간과 같은 생체에서는 호흡과 에너지 생성 등 다양한 생명유지 활동의 결과로 각종 radical을 포함한 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)이 생성되는 것으로 알려져 있다(Park, 1999). 지구상에서 가장 양이 많은 원소인 산소는 대기 중의 21%를 차지하고 있으며 호기성 생물은 산소를 전자 수용체로 하는 호흡을 통해 에너지를 획득한다.
이와 같이 산소는 생명유지에 절대적으로 필요하지만, 체내의 효소계, 환원대사, 화학약품, 또는 공해물질 및 물리적, 화학적, 환경적 요인 등에 의해 활성산소(active oxygen)로 전환되면 생체에 치명적인 산소 독성을 일으키는 양면성을 지니고 있다(Son et al., 1995). 더구나 활성산소로 인한 산화 스트레스(oxidative stress)는 DNA 유전 정보와 단백질을 손상시키며, 생체막의 불포화지방산을 공격하게 되어 노화를 촉진하게 되고 다양한 병리적 질환을 일으키게 된다(Park, 1999).
현재 우리 주변에서 치료제로 흔히 접할 수 있는 항산화제는 butylated hydroxy anisole (BHA), butylated hydroxyl toluene (BHT), tertiary butyl hydro quinone (TBHQ), propyl gallate (PG) 등 합성 항산화제가 주를 이루고 있다(Im et al., 2015; Joo, 2013).
그러나 합성항산화제는 세포 대사 및 체내 에너지 생성과 호흡 작용을 방해하고 발암성과 독성이 강하다는 문제점이 꾸준히 제기되어 왔다(Joo, 2013). 이에 합성항산화물을 대신하여 다양한 자생식물 및 천연물질에서 유래된 항산화제 개발이 더욱 부각되고 있는 추세이다(Chon, 2012; Joo, 2013).
이에 Na et al. (2016)은 활성산소의 산화작용을 억제할 수 있는 항산화활성을 가지는 다양한 천연물 유래 원료들에 대하여 연구하였으며, Seo et al. (2011)은 자생식물들을 이용하여 행동학적 분석을 통한 각성 효과와 인체의 생리활성에 안전한 물질을 탐색하였다.
그 중 흰 민들레(Taraxacum coreanum Nakai)는 우리나라 토종 식물 자원으로 선조들은 생약명 포공영(浦公英)으로 약재로 사용하였으며(Baek & Lee, 2011), 근래의 연구에서도 꽃, 잎, 뿌리의 열수 추출물 모두 농도 의존적으로 항암 활성을 나타내며(Park et al., 2015), 민들레에서 분리한 luteolin을 대상으로 aldose reductase 저해 활성을 측정한 결과 α-glucosidase 저해 활성이 우수하게 나타났다(Park et al., 2002).
Lee & Son (2017)은 여드름 치료에 있어 화학 약물의 장기간 사용으로 피부자극, 건조, 홍조, 가려움과 내성 발생 등의 부작용이 유발되고 있어 이를 대체할 수 있는 천연물에 대하여 탐색하였으며, 그 중 민들레의 박테리아 활동을 억제하는 추출물이 기존 여드름 치료 약물의 부작용을 줄이면서도 여드름 균에 항균 활성을 가지는 것으로 연구하였다.
장기적인 식생활의 불균형에서 오는 대사성 질환들은 합성항산화제가 가지는 제약으로 인해 의약품에 의한 단기간의 치료보다는 항산화능이 입증되거나 기대효과를 보이는 자연 유래 천연물 원료들의 발굴 필요성이 증대되고 있다(You et al., 2010).
고대부터 선조들이 중요한 약재로 이용하였던 민들레(Taraxacum officinale)의 유용성분으로는 플라보노이드 배당체로 알려진 flavoxanthin, quercetin, chlorogenicacid, luteolin, caffeic acid, taraxasterol, taraxerol, inulin, choline, lutein 등과 ascorbic acid 등이 동정 되었으며, 동속식물들의 유용물질 연구에서는 항산화(Lee & Oh, 2015), 항류마티스(Nho et al., 2019), 항암(Shin et al., 2016), 항 알러지(Im & Lee, 2011), 항당뇨(Cho et al., 2000), 담즙 분비 촉진(Park et al., 2008) 등의 기능성이 보고되고 있다.
Park et al. (2002)의 연구에서도 민들레 잎과 뿌리 추출물은 혈중 SOD, CAT와 GSH-Px의 활성을 유의적으로 증가 시켰으며 간 보호 예방과 당뇨로 인한 체중 감소 예방 및 장내 미생물에 미치는 유익한 효과로 인해 감염에 대한 저항력이 있는 것으로 연구되었다.
선행 논문을 통해 흰 민들레의 일반 조성 성분 및 mineral과 vitamin 함량을 정리하였으며 flavonoid와 polyphenol 함량을 탐색하여 항산화활성을 확인 하였다.
또한 임상연구논문을 중심으로 연구 동태와 실험방법에 대해 살펴보고 항염, 항균, 항비만 및 항암 등으로 작용 기전 별 분류를 통해 연구 동향을 Table로 정리하여 제시하였으며, 향후 민들레의 유용 성분 연구에서 기초적이고 실용적인 자료가 되고자 한다.
Methods
1. 연구방법
본 연구는 문헌고찰 연구로써 흰 민들레(Taraxacum coreanum Nakai)의 분석대상 논문 선정을 위한 문헌 검색 및 자료 수집 범위는 한국교육학술정보원(KERIS)에서 제공하는 학술연구정보서비스(RISS), 국내학술정보포털(DB pia)로 흰 민들레에 대한 국내 학술지 논문 중심으로 고찰하였다.
검색된 논문 중 중복된 자료와 학술발표 자료 및 품종 별 생리활성 연구 등은 제외하고 항산화, 항염, 항균, 항암, 항비만 등의 생리활성 및 임상연구 논문 만을 수집한 결과 38편으로 나타났다.
38편의 임상 연구논문 중 Table 1에 제시된 바와 같이 항산화 활성(antioxidant effect) 연구논문이 15편으로 가장 많았으며, 항염(anti-inflammatory effect) 8편, 항균(anti-bacterial effect) 7편, 항암(anti-cancer effect) 5편, 항비만(anti-obesity effect) 3편으로 나타났다.
Number of literature used in this study according to the physiological effects of Taraxacum coreanum
참고 사항은 흰 민들레(T.coreanum Nakai)가 고전의서에서 포공영(浦公英)이라는 약재로 사용될 때 전초를 사용함에 있어, 근래의 연구에서도 전초를 시료로 사용한 논문이 11편으로 우월적으로 많았다.
Functional Ingredients, Physiological and Clinical Effect of White Dandelion
1. 민들레의 특성
민들레(Dandelion)는 국화과(Daisy family; Asteraceae) 민들레속(Taraxacum Zinn)의 다년생 초본식물로 뿌리, 잎, 꽃, 꽃줄기 등 식물의 전초가 식용 및 약용으로 사용되며, 우리나라를 비롯하여 전세계에 약 2,000여종이 분포하고 있다(Chon, 2012).
국내에서 식품의약품안전처에 등록된 품종은 토종과 개화기 전후 유럽에서 들어와 귀화식물로 정착한 귀화 종으로 구분하고 있으며, 산림청 국립수목원 국가표준식물목록시스템에서는 자생식물로 북민들레(Altai dandelion: Taraxacum sinicum Kitag.), 산 민들레(Montane dandelion: Taraxacum ohwianum Kitam.), 좀 민들레(Hallasan small dandelion: Taraxacum hallaisanense Nakai), 털민들레(Mongolian dandelion: Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.), 흰민들레(White-flowering Korean dandelion: Taraxacum coreanum Nakai), 흰털민들레(White-hair dandelion: Taraxacum platypecidum Diels)의 6종과 재배식물로 민들레달맞이꽃 '아우레아'(Oenothera acaulis 'Aurea'), 민들레리시클라멘(Cyclamen mindleri Heldr.), 아프리카민들레(Dymondia margaretae Compton), 알프스민들레(Pilosella officinarum Vaill.)의 4종과 외래식물로 나도민들레(Narrow-leaved hawk's-beard, Crepis tectorum L.), 붉은씨서양민들레(Red-seeded dandelion: Taraxacum erythrospermum Andrz. ex Besser), 서양민들레(Common dandelion: Taraxacum officinale F.H.Wigg.)의 3종으로 총 13종이 영문명과 정명으로 등록되어 있으며 Table 2에 제시된 바와 같다.
List of registered edible dandelion species
흰 민들레를 포함한 토종민들레와 서양민들레의 다른 점은 꽃의 색깔이나 잎의 모양은 비슷하지만 꽃을 받쳐주는 꽃받침의 형태가 서양민들레는 꽃받침이 밑으로 젖혀져 있고, 토종민들레는 꽃받침이 꽃을 받쳐주는 형태를 취하고 있다(Lee et al., 2004a). 오래전 귀화하여 하나의 품종을 이루고 있는 서양 민들레(T. officinale)는 이미 우리나라의 토질과 기후에 적응하여 연중 10회 이상 개화하며 자가 수정하므로 왕성한 번식 능력을 나타내고 있는 반면, 토종민들레라고 구분되는 종들은 성장 후 꽃이 피기까지 몇 년이 걸리며, 꽃도 일년 중 봄 한철에만 개화하고 자가 불화합성으로 곤충에 의한 타가 수정으로 번식하는 관계로 증식률이 낮은 등, 여러 가지 문제로 서양민들레에 의해 점차 잠식되어 가고 있는 실정이다(Lee & Lee, 2008).
흰 민들레는 한방 및 민간에서는 금잠초(金簪草), 포공영(蒲公英: 본초도경), 포공초 (蒲公草: 당본초), 지정(地丁: 본초연의), 백고정(白鼓丁: 야채보)등으로 불리고 있으며(Yu & Min, 2015), 동의보감에서는 포공초(捕公草)라 하여 성평(性平), 미감(味甘)하며 부인의 유옹종을 다스린다고 하였고(Seo et al., 2015), 방약합편에서는 무독하며 양명경(陽明經)인 위(胃) 및 태음경(太陰經)인 비(脾)로 귀경한다고 기록되어있다(Baek & Lee, 2011). 또한 본초학에서는 열독과 식독, 체기를 풀고 종기와 결핵을 치료하며 동의보감과 같이 부인의 유종을 다스린다고 하였다(Lee et al., 2005). 또한 흰 민들레의 민간요법으로는 최유제(催乳劑)로 쓰이는데 모유가 적은 산모에게 유용하게 활용되었으며, 유선염에는 뿌리를 달여 먹으면 효과가 있고, 잎은 자양강장에 도움이 된다고 전래되고 있어 민간에서는 오랫동안 구황식물이자 약용 작물로 활용되어 왔다(Lee & Oh, 2015).
전 세계적으로 분포되어 자생하고 있는 서양 민들레(Taraxacum offcinale Weber)도 유럽에서 오랜 기간 약용식물로 사용되었다(Chon, 2012). 민들레는 다양한 약리작용을 가진 유용한 허브로 인식하여 다양하게 활용하는데, 특히 민들레 뿌리는 roasting 하면 향미가 coffee와 유사하여 임산부와 caffeine에 민감한 사람들이 음용하고 있다.
그 외에도 뿌리를 분말화 하여 정제로 캡슐화하거나 액상 추출물로 제조하여 건강보조식품으로 판매되고 있으며, 잎은 주로 차로 이용되거나 연한 잎은 샐러드로 식용하고 있다.
반면 국내에서는 전초를 건조하여 차로 음용하거나 효소나 생즙 및 나물로 이용하다가1990년대 이후 쌈 채소나 샐러드 채소로 이용이 점차 증가되고 있는 추세이나(Kang & Kim, 2001), 상품화된 가공 식품은 민들레 복합추출물을 건강기능식품으로 판매하는 수준으로 미비한 실정이다(Byeon & Kim, 2015).
이와 같이 민들레는 다양한 개발 가능성을 지닌 유용한 식물자원으로 선조들은 널리 활용하였으나 현대에서는 다양한 기능성을 활용하지 못하고 있는 실정이다(Lee & Oh, 2015).
2. 흰 민들레의 성분
1) 일반조성성분
Lee et al. (2004b)의 연구에 의하면 흰 민들레의 부위별 일반 성분 조성에서 수분 함량은 꽃, 잎, 뿌리에 각각 6.35% 와 6.30% 그리고 4.44% 순으로 나타났다. 단백질 함량은 잎이 18.7%로 측정되어 꽃과 뿌리의 단백질 함량(각각 14.9, 13.5%)과 유의한 차이를 보였다. 지방 함량은 꽃과 잎에 각각 5.30% 그리고 4.12%로 측정되어 뿌리의 2.15% 보다 높은 함량을 보였으며 조 섬유 함량은 꽃, 잎, 뿌리에 각각 13.9, 15.1, 15.6%로 모든 부위에서 특이한 차이는 보이지 않았다. 민들레는 일반 성분에서는 부위에 따라 특이한 차이를 보이지 않았으나, 회분과 탄수화물 함량은 꽃, 잎, 뿌리에 각각 9.8, 15.4, 8.6%와 49.8, 40.4, 55.7%로 연구되어 단백질과 섬유소 및 회분 함량이 많은 것으로 나타났다. 특히 흰 민들레는 부위에 상관없이 섬유소 함량이 많은 식품으로 현대인들의 식생활에 부족되기 쉬운 섬유소 섭취량 증가에 도움이 될 것이라는 Lee et al. (2004b)의 발표가 있었다.
2) Minerals
흰 민들레의 칼슘(Ca) 함량은 잎(7.38 mg/g)이 꽃(0.12 mg/g)과 뿌리(2.15 mg/g)보다 약 6배와 4배 이상 함유된 것으로 측정되었다. 인(P)과 철분(Fe) 함량은 꽃, 잎, 뿌리에 4.45, 3.46, 4.82 mg/g 그리고 0.59, 0.37, 0.88 mg/g으로 연구되었다(Park et al., 2015).
Park et al. (2015)의 연구에서는 민들레 뿌리(4.94 mg/g)가 꽃(2.18 mg/g)과 잎(2.66 mg/g)보다 높은 나트륨(Na) 함량을 보였다. 반면 칼륨(K)은 꽃과 잎이 각각 30.02 mg/g과 45.66 mg/g으로 뿌리(18.34 mg/g)보다 높은 함량을 보였으며, 마그네슘(Mg)과 아연(Zn) 함량은 잎(각각 3.14와 0.050 mg/g), 꽃(각각 1.92와 2.00 mg/g), 뿌리(0.027과 0.031 mg/g)로 나타나 잎이 꽃이나 뿌리보다 월등히 함량이 많은 것으로 연구되었다. 유사한 성분분석 결과를 보고한 Lee & Oh (2015)의 연구에서는 흰 민들레가 단백질과 섬유소 및 회분 함량이 많은 식품이며, 비타민과 무기질 함량 중 칼슘, 칼륨, 망간 그리고 아연이 잎 부위에 높게 함유되었다고 보고하였다.
3) Vitamins
Lee et al. (2004b)의 연구에서는 vitamin A, B1, B2 및 C의 함량을 분석하였는데, vitamin A는 비색법, vitamin B1은 Thiochrom 형광법, vitamin B2는 lumiflavin 형광법, vitamin C는 2.4-DNP법으로 측정하였다. 부위별 비타민 A 함량은 잎에서 2,923.6 RE로 측정되어 꽃의1,935.8 RE보다 약 50% 많이 함유한 것으로 나타났으며, 비타민 B1 함량은 흰 민들레의 꽃, 잎, 뿌리에 각각 0.58, 0.98, 0.79 mg%, 비타민 B2 함량은 각각 2.70, 8.01, 1.32 mg%로 나타나 잎이 꽃보다 많이 함유하고 있었다.
Park et al. (2015)의 연구에서는 비타민 C의 함량이 꽃, 잎, 뿌리에서 각각 134.1, 201.3, 128.7 mg%로 보고되었고, 비타민 B3 함량은 꽃, 잎, 뿌리에 각각 8.55, 7.29. 4.77 mg/g으로 측정되었다.
민들레는 부위별로 비타민 함량에 차이를 보였는데, 각 연구에서 잎은 꽃이나 뿌리보다 비타민 함량이 약 3에서 6배가 많은 것으로 연구되었으며, 민들레는 각종 비타민이 풍부하여 비타민 A, B2 및 C의 섭취량 증가에 기여할 수 있을 것으로 사료되며, 열처리를 하지 않고 김치나 쌈으로의 이용이 권장되고 있다(Lee et al., 2004b).
3. 흰 민들레의 생리활성 효과
1)항산화 작용
가. Flavonoids 및 polyphenols 함량 측정
Flavonoid와 polyphenol은 지질의 과산화에 대한 항산화제, 혈압 상승억제 및 혈액 중의 콜레스테롤 상승 억제 등의 기능성을 가지고 있다(Min & Lee, 2007).
흰 민들레 전초의 flavonoid 함량은 85.31 mg/g으로 연구되었으며, 꽃, 잎, 뿌리의 flavonoid 함량은 각각 35.26 mg/g과 28.91 mg/g, 그리고 8.28 mg/g으로 측정되었다(Park et al., 2015).
Chon (2012)의 연구에서도 지상부가 76.8 mg/kg으로 지하부(40.0 mg/kg)보다 높은 flavonoid 함량을 보여, 지상부가 더 많은 flavonoid성분을 함유하고 있다는 선행연구와 같은 결과를 보였다.
추출 방법에 따른 흰 민들레의 flavonoid 함량은 열수추출물에서 27.91 mg/g으로 가장 높았으며, 에탄올 추출물이 24.88 mg/g 이었고 메탄올 추출물이 24.37 mg/g으로 가장 적게 나타났다. Polyphenol 또한 열수 추출물(34.46 mg/g)이 메탄올과 에탄올추출물(각각 25.60, 18.71 mg/g)보다 높은 추출 효율을 보였다(Han et al., 2010).
이는 민들레 차의 보편적인 음용 방법이 열수추출물에 우려 활용하므로 민들레 차로 활용하기에 유의미한 결과라 할 수 있다.
흰 민들레 전초의 polyphenol 함량은 42.5 mg/kg에서 187.73 mg/g의 범위로 측정되었으며(Chon, 2012; Lee & Oh, 2015), 주요 polyphenol로는 p-coumaric acid와 gentistic acid가 각각 17.8 및 10.8 mg/kg으로 높은 함량을 보였다(Chon, 2012).
Park et al. (2015)의 연구에서는 흰 민들레 부위 중 꽃, 잎, 뿌리의 열수 추출물의 총 polyphenol 함량이 50.54 mg/g, 41.11 mg/g, 10.27 mg/g으로 지상부가 지하부 보다 더 높은 함량을 보인다고 연구하였다.
나. Radical 항산화 활성
흰 민들레의 생리활성 효과 중 가장 뚜렷한 것은 항산화활성으로 Table 3에 선행 연구결과를 정리하였다. 흰 민들레와 같이 항산화 물질이 함유된 식품은 섭취를 통해 자유 라디칼(free radial)이나 reactive oxygen species (ROS)에 대한 생체방어시스템을 지속적으로 유지할 수 있다는 장점이 있어 천연식물자원에서 항산화 효과가 있는 물질을 분리, 이용하려는 연구가 활발히 이루어지고 있었다(Han et al., 2010; Yu & Min, 2015).
Antioxidant activities of white-flowering Korean dandelion (T. coreanum Nakai)
Yang & Jeon (1996)은 흰 민들레 추출물이 항산화와 지질 대사에 미치는 영향을 알아보고자 고지방식이를 급여하여 비만을 유도한 흰쥐에 추출물을 투여하여 효소 활성 지표들을 측정 비교하였다. 측정된 항산화 효소 중 흰 민들레 열수추출물이 200 mg/kg 농도에서 catalase (CAT)와 glutathione (GSH)-peroxidase를 유의한 수준으로 증가시키는 것을 확인하였다. 이는 흰 민들레 추출물의 flavonoid와 polyphenol 함량과 유사한 연구 경향을 보였다.
흰 민들레 열수추출물의 라디칼 소거활성(ROS scavenging)은 71.87%로 메탄올과 에탄올 추출물(각각 57.37%, 15.07%)보다 유의하게 높은 결과를 보였다(Han et al., 2010). 흰 민들레의 부위별 DPPH 라디컬 소거능은 지상부와 지하부 추출물의 IC50값이 각각 542.9 mg/kg과 777.3 mg/kg으로 지상부 추출물이 높은 효과를 보였다(Chon, 2012). Lee & Oh (2015)의 연구에서도 DPPH radical 소거능은 지상부 추출물이 232.40±5.07 μg/mL로 지하부 추출물(693.64±15.87 μg/mL)보다 유의적으로 높은 소거능을 보였다. 이는 흰 민들레 에탄올 추출물의 DPPH radical 소거능이 뿌리보다 지상부의 잎에서 더 활성이 높았다는 Lee et al. (2005)의 연구 결과와 유의한 결과를 나타내었다.
2) 항염증 효능
흰 민들레의 항염증효과를 Table 4에 정리하였다. Im & Lee (2011)의 연구에서는 흰 민들레 열수추출물과 그 용매 별 분획물의 항산화 활성과 tyrosinase 저해 활성, 그리고 산화질소(nitric oxide, NO) 생성 억제 활성, 그리고 세포독성 등을 연구 하였다. 그 결과 흰 민들레 추출물이 세포생존율을 높이고, 염증반응 및 NO생성을 억제하는 능력이 뛰어난 것으로 나타났다. Cho et al. (2015)의 연구에서도 염증 및 산화스트레스를 유발시킨 쥐에 흰 민들레 뿌리의 열수 추출물을 경구 투여한 결과 체중 증가 및 염증 억제 효과를 유의한 수준에서 관찰하였으며, 흰 민들레 뿌리가 NF-κB 전사 인자의 발현을 억제함으로써 염증 및 산화 스트레스를 개선하는 효과가 있다는 연구 결과도 확인하였다.
Anti-inflammatory effects of white-flowering Korean dandelion (T. coreanum Nakai)
3) 항균 효능
우리에게 잘 알려진 바와 같이 1940년 페니실린이 개발된 이후 수 많은 감염성 질환의 완치가 가능해졌지만 2000년대 초반부터 항생제 내성 균 주가 새로운 문제로 대두되면서 대체 항생제 개발에 많은 노력이 이루어져 왔다(Im & Lee, 2012; Lee et al., 2010).
그러나 세균의 내성 발현 속도에 비해 신약의 개발 속도는 느린 편이며, 또 개발 되더라도 사용 후 짧은 시간 안에 약제 내성이 보고되고 있어 새로운 문제로 대두되고 있다(Lee et al., 2010; Im & Lee, 2012; Song, 2009). 따라서 항생제의 개발 못지않게 천연물과 생 약재 및 약용작물에서 항균 활성을 가지거나 증가시켜 줄 수 있는 물질을 찾으려는 연구가 중요하게 대두되고 있는 추세이다(Lee et al., 2010; Im & Lee, 2012).
흰 민들레에 함유된 천연물질 중 항균작용 물질은 flavonoid류와 alkaloids 등과 같은 phytoalexins로 알려져 있으며, 이들은 미생물의 단백질 및 세포막과 같은 생체 고분자 물질의 생합성의 방해로 항균 작용을 나타낸다고 알려져 있는데 Table 5에 제시하였다.
Antibacterial effects of white-flowering Korean dandelion (T. coreanum Nakai)
Im & Lee (2011)는 흰 민들레 추출물의 일반 병원성 세균(황색포도상구균, Staphylococcus aureus), 표피포도상구균(Staphylococcus epidermidis) 및 항생제 내성균(메티실린 저항균, meticillin resistance Staphylococcus aureus, MRSA)에 대한 항균 활성을 연구하였다. 흰 민들레 추출물은 모든 균 주에 대해 항균 활성을 나타냈으며, 이 중에서 ethyl acetate 분획이 항생제 내성 균 주인 MRSA에 대해 대조 군과 통계적으로 유의할 정도로 높은 수준의 항균 활성이 나타났다고 보고하였다.
Park et al. (2015)의 연구에서는 흰 민들레의 추출물을 급여한 흰 쥐에게 streptozotoci로 당뇨를 유발하여 장내 미생물 균 종에 미치는 영향력을 알아보았다. 연구 결과, 당뇨 유발 50일에 당뇨-대조군에 비하여 민들레 잎 열수 추출물 투여군과 잎ethyl acetate 추출물 투여군 에서 lactobacillus 증가가 현저하게 나타났으며, 열수 추출물의 E. coli 억제효과가 관찰되어 흰 민들레 추출물의 당뇨 유발 흰쥐의 장내 미생물에 유익한 효과를 나타내었다.
흰 민들레 함유 성분으로 알려진 flavonoid류 및 inulin과 프락토 올리고당은 인체 내의 소화 효소에 의하여 가수분해 되지 않고, 소화되지 못한 것은 대장의 유익한 장내 미생물인 bifidobacterium에 의해 일차적으로 이용되어 장내 균 종을 개선시키는 작용을 하는 것으로 연구되었다(Park et al., 2015).
또한 피부 미용분야와 관련하여 여드름 치료 관련 연구로 민들레를 에탄올과 증류수 용매로 추출하여 여드름 유발균을 동정한 결과 우수한 항균효과를 확인하였다(Chan & Kim, 2011).
식품산업에도 인체에 무해한 천연 보존제가 부각되고 식품산업 전반의 paradigm이 변하고 있으며(Im & Lee, 2011), 산야초 및 민들레의 항균 활성을 이용한 보존제 개발이 시도되고 있어 흰 민들레의 우수한 항균작용은 식품산업계에서도 상용화하기 용이할 것으로 기대한다.
4. 흰민들레의 임상효과
Im & Lee (2011)의 연구에서는 흰 민들레 추출물 중 taraxinic acid 및 dihydrotaraxinic acid의 tyrosinase 활성 및 멜라닌 합성에 미치는 영향을 조사하였다. Taraxinic acid와 dihydrotaraxinic acid가 세포 생존율에 영향을 미치지 않는 농도 범위(10, 50, 100 μg/mL)에서 B16BL6 (흑색종) 세포 내 tyrosinase 활성 및 멜라닌 합성을 확인한 결과 농도 의존적으로 억제하는 것으로 확인되었다.
이후 연구에서도 흰 민들레에서 추출된 taraxinic acid와 dihydrotaraxinic acid 모두 tyrosinase 및 멜라닌 합성 저해 능력을 보였다(Park et al., 2021). 특히 taraxinic acid는 tyrosinase inhibitor로 알려진 arbutin보다 뛰어난 저해 활성을 나타내어 흰 민들레 추출물이 천연 기능성 미백 화장품 원료로 사용 가능성이 기대되는 결과를 도출하였다(Im & Lee, 2011).
흰 민들레 추출물이 항산화와 지질 대사에 미치는 영향을 알아보고자 고지방식이를 급여하여 비만을 유도한 흰쥐에 각각의 추출물을 투여하고, 항산화계와 지질대사 개선에 관여하는 지표들을 측정 비교하였다(Yang & Lee, 2011). 지질대사 관련 지표인 free fatty acid (FFA), thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), total cholesterol, LDL-cholesterol 및 HDL-cholesterol 농도를 측정한 결과, 흰 민들레 추출물이 대조군에 비하여 유의적으로 낮은 수치를 보였다(Yang & Lee, 2011). 이 연구에서 민들레의 열수 추출물은 항산화작용에 유리하고 열수 초음파 추출물은 지질 강하 효과가 높게 나타나, 향후 다양한 약물 및 여러 추출법의 실험과 연구를 통하여 활용방안을 늘리는데 기여할 것으로 사료된다(Yang & Lee, 2011).
Lee et al. (2013)의 연구에서는 흰 민들레 추출물의 항산화효과를 신경 교종 세포의 일종인 C6 glioma cell를 이용해 측정하였다. 흰 민들레 추출물이 과산화수소와 Aβ25-35로부터 유발된 산화적 스트레스에 대해 신경세포 생존율을 증가시켰으며, ROS생성을 억제시키는 것으로 연구되었다. 이는 흰 민들레가 신경세포 손상을 보호하기 위한 천연물로 사용될 수 있는 가능성을 보인다는 연구 결과이다.
유사한 연구로 흰 민들레 물 추출물의 RAW 264.7 대식 세포에서 항 염증 작용 및 기전을 밝히고자 LPS로 염증을 유도하여 염증 매개 물질인 NO, 전 염증성 cytokine의 발현을 조사하였다(Kim et al., 2014). 연구에서 흰 민들레 추출물은 세포의 염증 반응에 관여하는 IL-6와 IL-1β의 생성을 단백질단계와 mRNA 수준에서 유의성 있게 억제하였다. 또한 ERK1/2, JNK의 인산화를 억제하고 NF-κB의 활성 억제를 통해 NO와 염증성 cytokine의 생산을 억제하는 연구결과를 도출하였다.
Yoon et al. (2014)은 N-nitroso-diethyl-amine (NDEA)을 이용해 간 독성 및 암을 유발시킨 흰쥐에게 흰 민들레 열수, 에탄올, 및 메탄올 추출물을 투여한 후 그 영향을 연구하였다. 연구 결과 간암 유발된 쥐에 흰 민들레 열수추출물을 투여한 결과 alanine aminotransferase (ALT)과 aspartate aminotransferase (AST)가 감소하였고, SOD와 CAT 활성도 증가하였으며 조직학적 변화도 완화되어 이는 흰 민들레 추출물이 간암을 치료하는 효과가 있는 것으로 연구되었다.
Park et al. (2015)의 연구에서는 천연 항암 소재로의 개발을 위해 우리나라에서 사망률이 높은 폐암(A-549), 위암(AGS) 및 대장암(HCT-116) 세포 주로 항암 활성을 연구하여 흰 민들레 추출물이 농도 의존적으로 항암 활성이 증가하는 것으로 나타났다. 부위별로는 흰 민들레 꽃의 열수 추출물(400 mg/kg)로 처리한 암세포들의 생존률이 17.52-40.34%로 측정되어, 다른 부위의 추출물보다 높은 항암 효과(잎, 뿌리 각각 23.57-48.55%, 88.15-95.12%)를 보였다.
흰민들레의 다양한 임상연구 결과와 지표들은 Table 6에 정리하여 제시하였으며 향 후 천연물 연구의 기초자료가 될 것으로 사료된다.
Clinical effects of white-flowering Korean dandelion (T. coreanum Nakai)
Conclusion
우리나라 어디서나 자생하며 척박한 자연환경에서도 생명력이 강인한 민들레는 천연 식물자원으로 널리 알려진 효능에도 불구하고 함유 성분에 따른 기능성을 활용하지 못하고 있는 실정이다. 흰 민들레(Taraxacum coreanum Nakai)는 국화과(Daisy family; Asteraceae) 민들레속(Taraxacum Zinn)에 속하는 다년생 초본으로 한방 명은 포공영 (蒲公英)으로 알려져 있으며, 예로부터 한방에서 강장, 해열, 이뇨, 건위, 거담 등에 이용되어 왔다. 서양에서는 민들레를 Dandelion 이라 부르며 담즙 분비 촉진, 이뇨, 항 류마티스, 항 염증 효능을 가지는 주요한 허브로 인식하고 식품 및 약용으로 다양하게 활용하고 있다.
국화과(Daisy family; Asteraceae) 민들레속(Taraxacum Zinn) 식물에 대한 선행 연구 자료들을 고찰한 결과 품종에 상관없이 민들레속(Taraxacum Zinn) 식물 지상부에는 조 회분 함량과 단백질 함량이 높은 것으로 나타났다.
Yu & Min (2015)의 연구 자료에 의하면 채소류로 많이 사용되고 있는 참나물, 도라지, 곰취 등보다 단백질 함량이 높은 것으로 나타났으며, 지방 함량과 칼로리가 낮게 나타나 민들레가 전통적으로 체중감량과 이뇨작용 개선에 효과가 있는 well being 식품으로 보고되었다.
식품성분표에 따르면 무기질 함량에서 산채 나물로 많이 사용되고 있는 참나물, 곰취, 참취 등보다 무기질 및 미량원소 함량이 높은 것으로 나타나 민들레 지상부는 Ca, K, Fe 등 무기 성분과 비타민 A, E 및 C 함량이 다량 함유된 것으로 나타났다.
또한 항생제 내성 균주인 methicillin-resistant staphylococcus aureus infection (MRSA)에 대해 positive control로 사용된 gentamycin과 비교해서 통계적으로 유의할 정도로 높은 수준의 항균 활성을 나타내었다(Yoon, 2008).
항균 활성을 함유한 천연물 소재 기능성 화장품 소재로의 활용 가능성 조사에서는 in vitro tyrosinase 활성을 측정한 결과, B16BL6 (흑색종) 멜라닌 형성 세포에 대한 세포 내 melanin 생합성 및 tyrosinase 저해 활성의 경우 taraxinic acid와 dihydrotaraxinic acid 모두 저해 활성을 보여 기능성 화장품으로 개발 가능성이 큰 것으로 연구되었다(Im & Lee, 2011).
또한 민들레의 뿌리에는 간 기능 개선에 유용한 colin 과 혈당 수치를 조절하고 장 건강 개선에 유용한 물질인 inulin 성분이 풍부하며(Cho et al., 2015), Chan & Kim (2011)의 연구에서와 같이 항염증 기전으로 밝혀진 taraxaxterol 화합물을 함유하고 있는 것으로 연구되었다.
Lee et al.(2005)은 화장품 소재 개발에 있어 우수하고 안전한 천연소재 개발을 하고자 전통 생약재 121종을 선별 DPPH radical 소거법과 SOD 활성 측정법에 의거 항주름 기전과 항산화 활성에 관련된 elastase 효소의 억제 활성을 관찰하였다. 실험결과, 항주름과 항산화 활성을 동시에 가지는 9종의 약재를 동정하여 세포독성을 확인한 결과 0.1/mL 이하의 농도로 나타났으며, 피부자극 유무를 측정한 결과 피부 자극도 없는 것으로 확인되어 동의보감과 식품공전에 등재된 생약재 중에는 항주름과 피부 탄력에 관련하여 기능성 화장품으로 유용한 소재임을 확인하였다(Lee et al., 2005).
그러나 이에 비하여 실생활에서의 활용범위는 전초를 건조하여 차로 음용하거나 분말이나 환제 및 효소로 활용하는 단편적인 실정으로, 본 연구에서는 민들레 중에서도 우리나라 토종 식물 자원인 흰 민들레에 대한 선행 논문 고찰을 통해 일반 조성 성분 및 mineral과 vitamin 함량을 정리하고 항산화활성을 확인 하였다.
또한 임상 연구논문을 중심으로 연구 동태와 실험방법에 대해 살펴보고 항염, 항균, 항비만 및 항암 등으로 작용 기전 별 분류를 통해 연구 동향을 제시하였으며, 이를 기초로 향 후 민들레의 기능 성분연구에서 실용적인 자료가 되기를 기대한다.
Notes
Author's contribution
AJK designed all experimental design. ISY contributed equally to the work. ISY collected and organized all the data. ISY wrote the manuscript with the help of AJK.
Author details
In-Seo Yoo (Graduate Student), Department of Alternative Medicine, Kyonggi University, 24, Kyonggidae-ro 9 gil, Seodaemun-gu, Seoul 03746, Korea; Ae-Jung Kim (Professor), Department of Nutrition Therapy, Graduate School of Alternative Medicine, Kyonggi University, 24, Kyonggidae-ro 9 gil, Seodaemun-gu, Seoul 03746, Korea.