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Chemical Conversion Pattern of Salvianolic Acid B in Aqueous Solution under Different Decoction Conditions

Authors:

Abstract and Figures

The chemical conversion pattern of salvianolic acid B (Sal B) in aqueous solution under different boiling conditions was compared. When the duration of boiling was varied, without varying temperature or pressure, the content of chemically converted compounds (CCCs) was mostly increased over time. In addition, under different conditions of temperature and pressure with the same boiling time, the content of a few compounds increased with increasing temperature and pressure. These results confirmed that high temperatures and pressures in boiling alter the final composition of CCCs of Sal B. Therefore, it was suggested that the boiling conditions (time, temperature, and pressure) may be responsible for alteration of biological activities of the compounds. Our investigation of the chemical conversion of compounds contained in foods and medicinal herbs may provide important information in clarifying the biological activity of Sal B containing foods and medicinal herbs.
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KOREAN J. FOOD SCI. TECHNOL. Vol. 44, No. 6, pp. 692~698 (2012)
http://dx.doi.org/10.9721/KJFST.2012.44.6.692
692
©The Korean Society of Food Science and Technolog
y
달임 조건에 따른 Salvianolic Acid B 구조변환 차이
이형재·조정용· 이상현1·전2·박근형· 문제학 *
전남대학교 식품공학과 기능성식품 연구센터, 1
전남대학교 배수출연구사업단, 2
전남대학교 동물자원학부
Chemical Conversion Pattern of Salvianolic Acid B in Aqueous
Solution under Different Decoction Conditions
Hyoung Jae Lee, Jeong-Yong Cho, Sang-Hyun Lee1, Tae-Il Jeon2, Keun-Hyung Park, and Jae-Hak Moon*
Department of Food Science & Technology, and Functional Food Research Center, Chonnam National University
1Korea Pear Research Organization, Chonnam National University
2Department of Animal Science, Chonnam National University
Abstract The chemical conversion pattern of salvianolic acid B (Sal B) in aqueous solution under different boiling
conditions was compared. When the duration of boiling was varied, without varying temperature or pressure, the content
of chemically converted compounds (CCCs) was mostly increased over time. In addition, under different conditions of
temperature and pressure with the same boiling time, the content of a few compounds increased with increasing
temperature and pressure. These results confirmed that high temperatures and pressures in boiling alter the final
composition of CCCs of Sal B. Therefore, it was suggested that the boiling conditions (time, temperature, and pressure)
may be responsible for alteration of biological activities of the compounds. Our investigation of the chemical conversion
of compounds contained in foods and medicinal herbs may provide important information in clarifying the biological
activity of Sal B containing foods and medicinal herbs.
Keywords: decoction, boiling, pressure, salvianolic acid B, chemical conversion
서론
예로부터 대부분의 한약재는 달여서 복용해 왔다 . 그러나 일부
달이지 않고 복용하는 한약재도 있다. 이처럼 한약재의 종류에
따라 전처리 방법이 다른 이유는 달임에 의해 약효가 상승되거
반대로 상쇄되는 경우를 예로부터 경험적으로 터득하였기
문으로 추측된다 . 달임 또는 가열이라는 인자는 단지 한약재
에만 국한되는 사항이 아니고 식품의 조리에 있어서도 매우
요한 인자이다 .
한약재와 식품 모두 달임 또는 가열에 의해 특정 성분이 소실,
분해, 그리고 새로운 성분으로 변환되는 등의 성분변화가 초래될
가능성은 오래 전부터 예측되어왔으며 , 최근 들어 일부 관련
연구들이 행해지고 있다(1-7). 우리도 최근 한약재에 함유된
salvianolic acid B(Sal B, Fig. 1) 대상으로 달임에 의해 화학적
구조변환이 초래됨을 확인하고, mass spectrometry(MS) NMR
분석을 통해 변환생성물들의 구조를 밝힘은 물론, 달임에
생성된 화합물들의 구조변환 기전을 제시한 있다(8).
임을 행하지 않은 Sal B 단일 성분과 Sal B 달여 Sal B
생성물들이 다양하게 존재하는 용액을 각각 쥐에 경구투여
얻어진 혈장의 항산화능을 비교한 결과, 전자보다 후자가 유의하
높은 효과를 발휘함도 확인한 있다(9).
한약재를 달일 , 예전에는 토기로 만든 약탕기가 일반적으로
이용되었다. 그러나 최근에는 전자식 약탕기가 범용되고 있는
정이다. 그중에는 압력을 가해 대용량 처리가 가능한 가압식
치가 있어 일반 한의원에서도 많이 이용되고 있다. 그러나 달임
의한 성분변화 연구의 결여에 더하여 재래식 약탕기와 전자
개량 약탕기의 사용 어떤 차이가 발생하는지에 대해서는
체계적인 연구 매우 미흡한 실정이다. 한약재의 달임액을
조제하는 있어 가열 온도 압력의 조건에 따른 성분변화
상의 차이에 대한 정보는 거의 전례가 없는 실정이다.
그래서 우리는 선행연구(8) 통해 달임에 의해 성분변화가
래됨이 이미 밝혀진 있는 Sal B 실험의 대상 시료로
용하였다. Sal B 단삼(Salvia miltiorrhiza Bunge)이라는 한약재
다량(뿌리건조중량 0.6-7.7%) 함유된 페놀성 화합물(Fig. 1)
이다 (10,11). 단삼은 항암 (12), 항산화(13), 항염증(14), 항균 (15),
바이러스(16), 그리고 심혈관 예방 (17) 같은 약효가 있다고
려져 있으며, 특히 저비중 리포단백(low density lipoprotein, LDL)
산화 억제, 혈소판 응집 억제, 그리고 vascular atherosclerotic
lesion 형성 억제와 같은 순환기계질 치료에 효과 (17-20)
어나 관련 질환의 한방 치료에 많이 이용되고 있다(21,22).
단삼의 주요성분 중의 하나인 Sal B 항산화(23,24), 간보호(25),
항바이러스(26), 그리고 항고혈압 (27-29) 같은 생리활성이 있음
보고되어 왔다 . 이처럼 다양한 생리활성을 발현하는 성분을
다량 함유하고 있는 단삼은 최근 기능성을 주목받고 있어
*Corresponding author: Jae-Hak Moon, Department of Food Sci-
ence and Technology, and Functional Food Research Center, Chon-
nam National University, Gwangju 500-757, Korea
Tel: 82-62-530-2141
Fax: 82-62-530-2149
E-mail: nutrmoon@jnu.ac.kr
Received August 10, 2012; revised October 13, 2012;
accepted October 15, 2012
달임 조건에 따른 화합물의 구조변환 693
능성식품 소재로써의 활용성 또한 고려되고 있다. 이에 연구
에서는 단삼 주요 함유성분의 기능성식품 소재로써의
용성 측면에 있어 기초자료를 확보하고자 하였다. 뿐만 아니라
전처리 방법의 차이에 따라 단삼 또는 주요성분의 생리활성
에도 차이가 초래됨이 우리의 선행연구 (9) 결과로부터도 이미
시된 있어 한의학적 측면에 있어서도 이들의 전처리에 의해
얻어진 달임액(추출액) 균일성 약리효과의 표준화를 이루기
위해서는 전처리 방법의 차이에 따른 성분변화 경향 반드
검토할 필요가 있다고 판단하였다.
이에, 연구에서는 Sal B 대상으로 가열 온도 압력의
조건에 따른 성분변화 양상의 차이에 대해 HPLC 분석을 통해
검토하고자 하였다 .
재료
방법
재료
시약
Sal B 선행연구에 의해 단삼 (Salvia miltiorrhiza Bunge)으로부
단리정제하여 MS NMR 분석을 통해 구조와 순도(>99%;
Fig. 1) 확인된 화합물 (30) 이용하였다 . HCl Samchun Pure
Chemical(Pyeougtaek, Korea)로부터, 그리고 acetonitrile(CH3CN)
HPLC 분석용을 Fisher Scientific Korea(Seoul, Korea)로부터 각각
구입하여 사용하였.
상압에서 Sal B 달임액 조제: Heating Block 이용
HCl 이용하여 pH 4.9 조정한 증류수 2mL Sal B 1 mg
용해시켜 환류냉각기가 장착된 시험관에 옮긴 , heating block
이용하여 100oC에서 4시간동안 가열하였다 . 가열 후의 용액을
냉각시킨 다음 , 200 µL 취하여 MeOH 100 µL 가한 , 20
µL high performance liquid chromatography(HPLC) 분석에
용하였다.
Sal B
달임액의
경시적
변화
:
가압식
약탕기
이용
HCl 이용하여 pH 4.9 조정한 증류수 2mL Sal B 1 mg
용해시켜 시험관에 취한 , 가압식 약탕기(DHMAD-23E,
Daehanmedian Com., Seoul, Korea) 넣고 고정시킨 다음, 100oC
에서 1, 2, 4시간동안 각각 가열한 용액을 냉각시킨 , 용액
으로부터 200 µL 취하여 MeOH 100 µL 가한 다음, 20 µL
HPLC 분석에 이용하였다 .
달임
온도에
따른
Sal B
달임액
조제
:
가압식
약탕기
이용
상기 시료들과 동일한 조건으로 조제한 용액을 가압식 약탕기
(DHMAD-23E, Daehanmedian Com., Seoul, Korea) 넣고 고정
시킨 다음, 90oC(압력, ~0.9 kg/cm2), 100oC(압력, ~1.3 kg/cm2),
110oC(압력, ~1.8 kg/cm2), 그리고 120oC(압력, ~2.1 kg/cm2)에서 4
시간동안 각각 가열하였다. 가열 후의 용액을 냉각시킨 , 상기
시료들과 같은 방법으로 희석하여 각각 20 µL씩을 HPLC 분석
하였다.
Sal B 달임액의 HPLC 분석
조제된 Sal B 달임액은 Shimadzu HPLC-PDA system (Shi-
madzu, Kyoto, Japan) 이용하여 분석하였다. LC-6AD pump
(flow rate, 1.0 mL/min), SPD-M20A detector(280 nm), DGU-
20A3 degasser, CBM-20A controller, Shimadzu LC solution pro-
gram 이용되었으며, ODS-80Ts(4.6×150 mm, Tosoh, Kyoto,
Japan, 실온) 컬럼이 연결되었다. 이동상은 CH3CN/H2O/acetic
acid(10:88:2, v/v/v, 용액 A) CH3CN/H2O(40:60, v/v, 용액 B)
사용되었으며, A용액으로부터 용출이 시작되어 70 B용액이
100% 되는 gradient 용출법에 의해 분석을 행하였다 .
결과
고찰
달임 방법의 차이에 따른 Sal B 변환 양상 비교
선행연구(8) 의해 수용액 중에서 Sal B 달임으로써 매우
다양한 달임 생성물이 생성됨을 이미 확인한 있다 . 선행연
구를 통해 Sal B 달임 생성물들의 구조결정에 관한 결과들은
보고되었기 때문에 연구에서는 가열 생성물들의 동정에
구체적인 내용은 생략하였다. 먼저 가열 방법의 차이에 따른
Sal B 변환 화합물들의 생성 경향을 비교하였다 (Fig. 2). 연구
에서 Sal B 용액은 단삼 수용액 추출물의 pH 동일한 조건
(8,9) 되도록 pH 4.9 조정하여 가열반응을 행하였다 . Fig. 2A
heating block, 그리고 Fig. 2B 가압식 약탕기를 이용하여
Sal B 용액을 각각 같은 온도(100oC)에서 4 시간동안 가열을
다음 HPLC 분석을 행한 결과이다. 그리고 생성된 화합물들
선행연구(8)결과에 기초하여 동정되었으며, 구조식을 Fig.
3 제시하였다 . 결과들로부터 있듯이 생성된 화합물들
종류, HPLC chromatogram 패턴에는 거의 차이가 관찰
되지 않았다 . 그러나 가압식 약탕기를 이용하여 가열을 행한
Fig. 1. Structure of salvianolic acid B (lithospermic acid B, Sal B).
694 한국식품과학회지 44 6 (2012)
(Fig. 2B) heating block 이용하여 가열을 행한 Sal B 용액
(Fig. 2A)보다 전반적으로 변환 생성물들의 함량이 높음을
있었다.
현대식 가압형 약탕기에 비해 heating block 이용한 가열
법이 재래식 한약재의 달임 방법에 까울 으로 생각된다.
이유는 동일 온도조건에서 가열을 다고 하더라도 가압식
약탕기의 경우에는 압력이 가해지기 때문이다. Fig. 2 결과
로부터도 동일 온도에서 같은 시간동안 가열을 음에도
하고 heating block 이용하였을 때보다 가압식 약탕기를 이용하
였을 가열 생성물의 생성 정도가 높음이 확인되었다 .
결과로 미루어 보아 재래식 약탕기보다 가압식 약탕기에 의한
변환 생성물의 생성 정도가 높을 가능성이 시사되었다.
그러나 정해진 조건에서만의 비교가 행해진 , 보다 다양한
조건에서의 검토가 필요하다고 판단되었다 .
최근 재래식 약탕기의 사용은 거의 예를 어려 정도
임에 반해 가압식 약탕기가 일반적으로 범용되고 있다. 그리고
가압식 약탕기를 사용하여 한약재를 달일 , 일반적으로 100oC
보다 높은 온도(110-120oC)에서 1.3-2.5 kg/cm2 정도의 압력이
해진 에서 이용되고 있다. 그래서, 가압식 약탕기를 이용하
가열 온도를 100oC 고정하고, 가열시간을 달리하여 Sal B
변환 화합물들의 생성 정도를 비교하고자 하였다 .
동일 온도의 가압식 약탕기에서 달임 시간에 따른 Sal B
변환 양상 비교
가압식 약탕기를 이용하여 100oC 동일 온도조건 하에서
열시간을 달리하였을 Sal B 변환 화합물들의 생성 양상을
교하였다. Fig. 4 시료들을 분석한 HPLC chromatogram들을
제시하였으며, Fig. 5에는 달임에 의해 생성된 화합물들 동정
13 성분들의 함량변화를 HPLC chromatogram 상의 피크
적을 기준으로 제시하였다. Figs. 4 5 타낸 바와 같이
부분의 변환 생성물들은 가열시간이 경과됨에 따라 함량이
가되는 경향을 보였다. 그러나 일부 화합물(tR 34.29 min, ,
동정 화합물 ) 경우에는 가열 초기(Fig. 4B) 생성된 가열
시간이 과됨으로써 소되는 경향(Fig. 4C, D) 보이기도
였다. 이는 생성된 화합물이 다른 화합물로 2차적으로 변환되기
때문이라 판단된. 이와 같은 특정 화합물의 변환 양상을
하면 대부분의 가열 생성물은 가열시간의 경과와 확한
가현상을 보임을 있었다(Figs. 4, 5). 이러한 현상은 단지
Sal B라는 화합물에만 국한된 만은 이다 . Sal B처럼
용액 중에서 가열에 의해 구조가 변환되는 화합물은
아리기 어려 정도로 많을 가능성이 있다. 단일 화합물만
대상으로 가열을 행하였음에도 구하고 20여종 이상의 화합
물이 생성되었음 고려하면, 종의 화합물을 함유하고
한약재들 종류를 합하여 달임을 행하는 일반적인 한방
에서의 탕약 조제방법에 있어서는 한약재 함유성분들로
부터 매우 다양한 화학적 변환이 유도될 가능성이 대단히 높을
으로 추측된다. 이러한 현상은 가열시간에만 의존하지 않고
열온도에 따라서도 다른 경향이 관찰될 가능성이 높다고 추측된
. 그래서, 이어 가열온도의 차이에 따른 가열 생성물들의 변환
경향을 검토하였다.
가압식
약탕기의
달임
온도에
따른
Sal B
변환
양상
비교
가압식 약탕기의 이용방법 조건에 대해서는 조회사
제품의 종류 사용자의 선호도 등에 따라 다양하리라 생각
된다. 그러나 시판되고 있는 대용량의 가압식 약탕기의 경우,
반적으로 110-120oC 사이에서 2-4시간의 조건에서 가열을 행한
. 그래서 연구에 있어 가열 조건은 90oC(Fig. 6B), 100oC(Fig.
6C), 110oC(Fig. 6D), 120oC(Fig. 6E) 정하고, 각각 4시간동안
가열한 , 얻어진 각각의 Sal B 가열 후의 용액을 HPLC 분석
이용하였다. 분석 얻어진 HPLC chromatogram들을 Fig. 6
제시하였으며, 정온도에서 4시간 동안 가열 생성된
화합물들 a-m 함량을 Fig. 7B 제시하였다. 그리고 출발
Sal B 함량을 기준으로 가열 후의 존량을 백분 Fig. 7A
제시하였다.
분석 결과 , 출발물질 Sal B 동일시간 가열되었음에도 구하
가열온도가 높을수록 또한 높음을 있었다
(Fig. 7A). 그리고 Fig. 6 7 타낸 바와 같이 , 생성된 후에
다시 소되는 특정성분 (Peak i, ) 적인 경향을 하고,
가열 온도가 높을수록 가열에 의해 Sal B로부터 생성되
화합물들 대부분의 함량이 높아지는 경향을 보였다. 그러나
특이하게도 함량 증가현상이 120oC 가열에 의한 시료 (Fig.
6E) 있어 tR 20-35 사이에서 검출되는 화합물들의 함량은
보다 온도에서 가열한 시료들(Fig. 6B-C) 비해 오히려
저히 소되는 경향을 보였으며 , 정도에는 차이가 있으나 110oC
에서 가열한 시료(Fig. 6D) 또한 tR 20-35 사이에서 검출되는
화합물들의 함량이 100oC에서 가열한 시료(Fig. 6D) 비해 다소
아진 경향을 보였다 . 결과는 가열온도가 높아으로써 반드
모든 가열 생성물들의 생성량이 증가하는
보여주고 있다(Fig. 7B). 그리고 가열온도가 높아질수록 특정성분
(Peaks a, b, m) 생성이 다른 생성물들에 비해 상대적으로
저히 진되는 현상 또한 나고 있다. 그러나 위에서도 설명
하였듯이 가열온도가 높아질수록 생성량이 적거나 1차적으로
성되었 화합물들이 2차적으로 변환됨으로써 함량이 오히려
저하되는 화합물들(tR 20-35 min) 또한 있음에 주의를
요가 있다고 판단된다 . 그리고 Sal B 구조적 변환은 용액의
도가 100°C 도달하기 전부터도 이미 발생되었음(90oC, Fig. 6B,
Fig. 2. HPLC chromatograms of Sal B solutions decocted by
heating block (100oC, 4 h, A) and herbal medicine extracto
r
(100oC, 4 h, B).
695 한국식품과학회지 44 6 (2012)
Fig. 3. Compounds converted from Sal B by decoction in aqueous solution. a, (R)-Danshensu; b, 3,4-dihydroxybenzaldehyde; c, 7,8-dihydroxy-2-(3,4-dihydroxyphenyl)-1,2-dihydro-
naphthalene-1,3-dicarboxylic acid 3-[1-carboxy-2-(3,4-dihydroxyphenyl)] ethyl ester; d, 4-(2-carboxyethenyl)-2-(3,4-dihydroxyphenyl)-2,3-dihydro-7-hydroxy-3-benzofurancarboxylic acid 3-[1-
carboxy-2-(3,4-dihydroxyphenyl) ethyl] ester; e, salvianolic acid D; f, salvianolic acid F; g, 4,7,8-trihydroxy-1-methyl-2-benzopyran-3-carboxylic acid 3-[3,4-dihydroxy-(3,4-dihydroxyphenyl)-
benzene ethyl] ester; h, 5,6-dihydroxy-3-(3,4-dihydroxyphenyl)-1-methyl-2- benzopyran-4-carboxylic acid 4-[1-carboxy-2-(3,4-dihydroxyphenyl)] ethyl ester; i, lithospermic acid; j, salvianolic
acid A; k, {{(2E)-3-[2-(3,4-dihydroxyphenyl)-2,3-dihydro-7-hydroxy-4-benzofuranyl]-1-oxo-2-propenyl}oxy}-3,4-dihydroxy benzene propanoic acid; l,1,2,6,7-tetrahydroxy-5H-dibenzo[a,d]
cycloheptene-5-methyl-11-carboxylic acid; m, salvianolic acid C.
696 한국식품과학회지 44 6 (2012)
Fig. 7A) 있었다. 이처럼 가열 온도 조건의 차이에
가열 생성물들의 생성 정도가 달라지는 현상 출발 성분의
함량이 감소되는 현상은 다음과 같은 많은 시사점을 제시하고
다고 판단된다 .
높은 가열 온도 조건이 추출률 향상 가열 생성물들의 생성
반드시 효과적인 것만은 아닐 수도 있다 . 우리는 수용액 중에
Sal B 가열 생성물에 관한 선행연구 (8) 통해 Sal B
열에 의한 구조변환 화합물 13종의 구조를 이미 밝힌 있으며,
화합물들은 ester 결합의 가수분해, decarboxylation, retro oxa-
Michael reaction, hydration radical 반응 등을 경유하여 생성되
기전을 제시한 있다. 반응들은 온도가 상승됨에 따라
더욱 활성화될 것이다. 상온에서 행해지는 많은 반응들은 반응온
도를 10oC 상승시킴으로써 반응속도는 2 상승한다고 알려져
. 그것은 반응온도가 상승됨으로써 반응물들 간의 충돌수가
격히 증가하기 때문이다 . Sal B phenylpropanoic acid tetramer
이며, 4종의 chiral carbon, 7개의 phenolic hydroxyl group, 유리
형과 ester, 그리고 4개의 carboxylic acid group 갖고 있어
(Fig. 1) 구조적 특징으로 보아 안정성이 우수하다고 판단하기
어렵다. 선행연구(8) 통해 수용액 중에서 Sal B 가열반응
생성물들 radical 반응을 경유하여 생성되었을 것으로 거의
실시되는 화합물들이 검출되었다. Sal B radical 반응성이
페놀성 수산기를 7종이나 지니고 있어 위에서 제시한 가수분
, decarboxylation 등의 반응에 더하여 radical 반응까지 수반됨
으로써 분해반응은 가열에 의해 급속히 진행될 것으로 판단
된다. 특히 반응들은 가열온도가 상승된 조건에서는 더욱
진되었을 것이고, 일정 온도를 넘어서서는 일부 화합물들의 생성
촉진되나, 반면에 반대 현상을 보인 화합물들의 경우에는
생성속도보다 2차적으로 수반되는 분해반응의 속도가 빨라
나치게 높은 온도에서는 생성물의 함량이 오히려 낮아졌을
으로 추측된다 .
그리고 다른 중요한 요인 중의 하나로, 가열 압력조건
또한 반응성에 적지 않은 영향을 미쳤을 것으로 판단된다. 액체
끓는점은 압력에 의존적이다. 일반적으로 용액을 가열할
압력이 아지면 상압에 비해 끓는점이 낮아진다. 그래
온도조건 하에서라면 , 가압을 행하지 않은 조건에 비해 압력
가한 쪽의 용액에 함유된 화합물의 반응성이 더욱 활성화되
었을 것이다 . 이로 인해 100oC보다 높은 온도조건이면서
하에서 가열이 진행된 경우(Fig. 6D, E), Sal B 변환 생성물들
생성이 촉진되는 경우(Fig. 6 Peaks a, b, m) 2 분해가
촉진되는 경우 (Fig. 6, tR 20-35 화합물) 양쪽 모두의 반응성
향상되는 것으로 판단된다. 그러나 연구에서 이용한 가압
약탕기를 포함한 시판 가압식 약탕기의 경우 , 온도조절기능은
정확성이 확보되나 압력을 설정할 있는 방식이 아니다.
폐상태를 유지시킴으로써 증기압에 의해 압력이 유지되는 형식
이다. 그래서 가열 온도와 압력의 정도에 따른 특정 성분의 구조
변환 안정성 등에 관한 연구는 가열 온도와 압력의 정도
정확히 제어할 있는 고성능의 가압식 가열장치에 의해
체계적으로 보충 검토될 필요가 있을 것이다.
추가적으로 고려되어야 매우 중요한 시사점이 있다.
도와 압력이 달라짐으로써 분명히 어떤 특정성분의 생성은 현저
상승되었고, 어떤 특정 성분들은 반대의 경향을 보였
. 그래서 당연히 가열온도와 가압 유무의 차이에 따라 생성된
화합물들의 상대적인 존재 비율이 달라졌다. 오랜 세월의 경과와
함께 한약재의 약효가 밝혀져 왔고, 함께 처방되는 혼합 약재의
종류 비율 등이 확립될 때까지는 선조들의 수많은 도전과
행착오가 함께했을 것이다. 이러한 과정에서 탕약을 조제함에
Fig. 5. Change in the peaks area on HPLC chromatograms (280
nm) of chemically converted compounds and salvianolic acid B
as a function of decoction time of herbal medicine extractor. A,
main converted compounds; B, minor converted compounds. --,
Sal B; ----, Peak a; --, Peak b; --, Peak c; --, Peak d; ······,
Peak e; ······, Peak f; -·, Peak g; --, Peak h; ······, Peak i; --,
Peak j; --, Peak k; --, Peak l; ----, Peak m.
Fig. 4. HPLC chromatograms of Sal B solutions decocted by
herbal medicine extractor at 100oC for 1 (B), 2 (C), and 4 h (D).
A, No treatment Sal B aqueous solution.
달임 조건에 따른 화합물의 구조변환 697
달임 이라는 인자가 결코 무시되지는 않았을 것이다.
임액을 복용하는 한약재의 경우 , 약효를 검토하는 있어 달임
액을 복용했을 때의 약효를 기준으로 유용성을 판단했을 것이다.
그래서 재래 약탕기를 이용하여 한약재를 조제할 때와 현대식
가압형 약탕기를 이용하여 한약재를 조제했을 , 양자 간의
약효에는 차이가 없는지, 그리고 후자의 경우 전자에서 확보된
약효가 재현되고 있는지 등에 대해서는 많은 의문점이 제기될
지가 있다고 판단된다. 현대식 가압형 약탕기를 이용함으로써
유도된 특정 변환 생성물들의 함량 증가로 인해 재래식의 경우
보다 오히려 약효가 향상될 가능성이 있을 수도 있다. 반면에
래식으로 조제된 탕약과는 달리 조성이 변하여 약효가 약화
되거나 부작용이 발생하는 경우가 초래될 우려는 없는지 면밀한
검토가 있어야 것으로 판단된다. 이러한 점들에 대한 체계적
검토를 통해 기존의 방법보다 약효를 보다 과적으로 발현
시킬 있는, 그리고 항상 일정한 약효가 발현될 있는 달임
조건이 확립되는 계기가 마련될 수도 있다고 판단된다.
이상과 같은 가열에 의한 성분변화 연구는 한의학 측면을
새로운 생리활성을 지닌 의약품 식품소재의 lead compound
창출 화합물들의 대량 확보를 위한 간단하면서도 매력적
접근방법으로도 적용 가능할 것으로 시사된다. 그에 더하여
최근에 미의 (가열 ) 따른 성분변화 연구에 있어
미에 함유된 소성분의 성분변화가 초래됨이 보고(31)
. 이러한 연구결과들을 고로 하였을 , 식품조리학적 측면
있어 식품의 영양성 기능성을 조절하는 있어서도 조리
온도 가열 가압유무와 정도 등은 매우 중요한 인자로
작용할 것이라 추측된다. 이에 연구결과가 식품조리학 측면에
있어서도 의미있는 고자 활용되 기대한다.
요약
식품 한약재는 수용액 중에서 가열 달임을 행한 후에
섭취하는 경우가 매우 많다. 그러나 가열 달임 의한 소재
중에 함유된 성분변화 연구는 매우 실정이다. 이에
구에서는 환기계 위해 많이 이용되고 있는
(Salvia miltiorrhiza Bunge)이라는 한약재에 다량 함유된 salvianolic
acid B(Sal B) 대상으로 가열조건에 따른 성분변화 양상을 HPLC
통해 하였다 . 결과 100oC 동일 온도에서는
압에서보다 가압조 하에서 Sal B 변환 생성물들의 함량이
높아짐을 있었다. 그리고 가압조건 하에서 온도를 100oC
동일하게 설정하고 달임시간에 따른 변화를 결과,
한정적인 성분들을 하고, 대부분의 성분들이 가열시간의
경과와 함께 생성물들의 함량이 증가하는 경향을 보였다 .
가열 온도와 압력 조건을 달리하여 각각 4시간동안 가열을
결과, 가열온도와 압력이 높을수 생성률이 특징적으로 높아
지는 생성물들이 있는 반면 , 오히려 반대의 경우도 되었
. 결과들로부 과도한 가열 온도와 지나치게 높은 가압
건에서는 상압조건과는 다른 가열생성물들의 조성이 형성됨을
있었다. 이에 따라 가열 방법 가열 조건에 따라 생리활성
발현 양상에도 영향이 초래될 가능성이 시사되었다. 연구
결과는 한의학만이 아니라 조리학적 측면에 있어서도 매우
요한 성과라 판단되는 관련 연구의 기초자 활용되
대한다.
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Fig. 7. Change in the peaks area on HPLC chromatograms (280
nm) of salvianolic acid B (A) and chemically converted
compounds (B) as a function of decoction temperature of herba
l
medicine extractor. , 90°C; , 100°C; , 110°C; , 120°C.
Fig. 6. HPLC chromatograms of Sal B solutions decocted by
herbal medicine extractor for 4 h at 90 (B), 100 (C), 110 (D), and
120oC (E). A, No treatment Sal B aqueous solution.
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Article
To improve the utilization of the domestic plant Salvia miltiorrhiza Bunge (Danshen), this study investigated changes in the physicochemical qualities of Danshen extracts obtained from low-temperature extraction using the enzymes amylase, cellulase, pectinase, and protease. Changes in the yield, pH, sugar content, and chromaticity were investigated. The changes were found to be highest in the amylase-treated extract with the following values: yield, 58.3%; pH, 6.04; sugar content, . With regard to antioxidant properties, Danshen extracts treated with amylase showed the highest DPPH and ABTS scavenging activities of 84.25% and 74.11% at 55 ppm. The total phenolic compound content was highest in the group subjected to enzyme treatment at . The salvianolic acid B level of the Danshen extract was the highest in the amylase-treated group, with a value of 3,002.6 mg/100 g. Cryptotanshinone level was the highest in the amylase- and protease-treated group with a value of 3.8 mg/100 g. Tanshinone I was the highest in the protease-treated group, with a value of 14.2 mg/100 g. The results showed that the indicator components of Danshen were detected as stable in the extracts after using amylase for low-temperature extraction; therefore, it would be possible to use Danshen industrially as a functional ingredient through mass production. Furthermore, the enzyme-treatment extraction could be utilized for a variety of natural products.
Article
Full-text available
Salvianolic acid B (Sal B) is the most abundant representative compound in roots of dansham (Salvia miltiorrhiza) which is beneficial in treatment of cardiovascular disease. The present study was performed to establish a large scale isolation method of Sal B in high purity from dansham roots. Water suspension of dansham roots’ (100 g d.w.) methanol extract (13.16 g) was partitioned with chloroform, and the water layer was adjusted to pH 3.0 by triflouroacetic acid, because the Sal B partition coefficient in acidic condition was predominately higher than that in neutral condition, and then continuously extracted with ethyl acetate (EtOAc). The EtOAc-soluble acidic fraction was subjected to Sephadex LH-20 column chromatography. The fractions (Ve/Vt 1.75–2.71, 1.82 g) containing Sal B were finally purified by preparative high performance liquid chromatography using an octadecylsilane column. The isolated Sal B fraction (1.08 g) represented a 75.0% recovery, with a purity exceeding 99.2%. Keywordssalvianolic acid B-dansham (Salvia miltiorrhiza)-solvent fractionation-Sephadex LH-20-preparative high performance liquid chromatography
Article
Full-text available
Tanshinones are the major bioactive compounds of Salvia miltiorrhiza Bunge (Danshen) roots, which are used in many therapeutic remedies in Chinese traditional medicine. We investigated the anticancer effects of tanshinones on the highly invasive human lung adenocarcinoma cell line, CL1-5. Tanshinone I significantly inhibited migration, invasion, and gelatinase activity in macrophage-conditioned medium-stimulated CL1-5 cells in vitro and also reduced the tumorigenesis and metastasis in CL1-5-bearing severe combined immunodeficient mice. Unlike tanshinone IIA, which induces cell apoptosis, tanshinone I did not have direct cytotoxicity. Real-time quantitative PCR, luciferase reporter assay, and electrophoretic mobility shift assay revealed that tanshinone I reduces the transcriptional activity of interleukin-8, the angiogenic factor involved in cancer metastasis, by attenuating the DNA-binding activity of activator protein-1 and nuclear factor-kappaB in conditioned medium-stimulated CL1-5 cells. Microarray and pathway analysis of tumor-related genes identified the differentially expressed genes responding to tanshinone I, which may be associated with the Ras-mitogen-activated protein kinase and Rac1 signaling pathways. These results suggest that tanshinone I exhibits anticancer effects both in vitro and in vivo and that these effects are mediated at least partly through the interleukin-8, Ras-mitogen-activated protein kinase, and Rac1 signaling pathways. Although tanshinone I has a remarkable anticancer action, its potential anticoagulant effect should be noted and evaluated.
Article
High-performance liquid chromatography (HPLC) was applied to determine the carotenoid composition of carrots during storage and cooking. Analyses were conducted immediately after harvest and 1, 2, 4, and 8 weeks after harvest. During the course of the storage, the carotenoid levels generally decreased, and this decrease was found to be greater during the first week for β-carotene (all-trans-β-carotene) and lutein, and during the second week for α-carotene. Additionally, the amount of the α- and β-carotenes in carrot leaves changed slightly within the first 2 weeks of harvest when stored at 4°C. Specifically, the level of lutein, the main component of carrot leaves, increased from 233.8±11.7 to 346.2±26.7 μg/g DW during the first 2 weeks. In addition, the change in carotenoid contents was observed during the home-processing of one Korean cultivar. Carrots fried in oil showed the highest amount of β-carotene (164.3±6.6 μg/g DW) and α-carotene (50.1±0.4 μg/g DW), while carrots that were prepared by sautéing, pressure-cooking in water and microwaving had the second highest levels. The greatest loss of in carotenoids occurred in response to boiling in water containing 1% NaCl, braising and baking. The content of lutein increased slightly after boiling in water containing 1% NaCl (9.3±0.4 μg/g DW), while a loss in lutein occurred after preparation using other home-processing methods. A cis-isomer of all-trans-β-carotene, 13-cis-β -carotene, was present in detectable amounts in all processed samples, but not in raw roots. Another isomer, 9-cis-β-carotene, was detected in carrots that were prepared by boiling, frying and pressure-cooking.
Article
Salvianolic acid B (Sal B) is the most abundant phenolic compound in Salvia miltiorrhiza, which has been widely used for the treatment of cardiovascular diseases in Oriental medicine. To elucidate structure of the converted compounds of Sal B by decoction in aqueous solution, Sal B (200 mg) was decocted in an aqueous solution (200 mL) at pH 4.9 and the decocted solution was purified by Sephadex LH-20 column chromatography and preparative HPLC. The 13 converted compounds were isolated and the chemical structures were determined by NMR and MS. In addition to the 4 compounds previously reported as conversion products of Sal B by decoction, 9 compounds were first reported with the complete structure of compounds isolated from decocted Sal B solution and three of the compounds were determined to be novel compounds. In addition, a conversion mechanism of compounds converted by decoction was proposed on the basis of kinetics studies, which reasonably supported the conversion mechanism of Sal B. The 13 compounds seemed to be produced by the hydrolysis of an ester bond, decarboxylation, retro oxa-Michael reaction, hydration, and radical reaction during decoction in aqueous solution.
Article
Salvia miltiorrhiza is a well-known traditional Chinese herb, belongs to the family of Labiatae, is used in many parts of the world to treat various conditions due to their excellent medicinal values. It is rich sources of tanshinone I, tanshinone II, miltirone and salvianolic acid and a wide range of chemical compounds. Extracts of the plant, particularly those from the root, possess useful pharmacological activities. Particular attention has been given to anti-oxidant activity, anti-microbial activity, antivirus activity, anti-cancer, anti-inflammatory, cardiovascular disease and so on. An account of chemical constituents and biological activities is presented and a critical appraisal of the ethnopharmacological issues is included in view of the many recent findings of S. miltiorrhiza. The aim of this review is to up-date and to present a comprehensive analysis of traditional uses, pharmacological reports and phyto-constituents isolated from the plant.
Article
Three quinic acid derivatives, i.e., chlorogenic acid (CA), 3,5-dicaffeoylquinic acid (SP-1), and 3,5-dicaffeoyl-4-succinylquinic acid (SP-2), determined in five garland (Chrysanthemum coronarium L.) cultivars were analyzed using HPLC. Young leaves contained greater amounts of these compounds than other parts, and mean dry weight content was 5.4 mg/g for CA, 22.9 mg/g for SP-1, and 20.8 mg/g for SP-2. No significant difference in CA, SP-1, or SP-2 content was seen in cultivars except for the rosette type. To clarify the extent of cooking loss, amounts of the three compounds were compared before and after boiling of garland. Approximately 44-62% of the quinic acid derivatives was retained after 5 min of boiling compared to 14-37% after 30 min.
Article
Salvia miltiorrhiza is a Chinese herb widely used for cardiovascular disorder regimens, yet little is known about the cellular mechanisms that contribute to attenuated growth of smooth muscle cells (SMCs) under oxidative stress such as homocysteine (Hcy) treatment. As anticipated, a low dose (0.015 mg/mL) of S.miltiorrhiza aqueous extract (SMAE) significantly inhibited (>60%) the growth of a rat smooth muscle cell line (A10) under Hcy stimulation and the intracellular reactive oxygen species (ROS) concentration obviously decreased after SMAE treatment in terms of reducing p47(phox) translocation and increasing catalase activity. Signaling profile suggests that SMAE inhibited Hcy-induced A10 cell growth via the PKC/MAPK-dependent pathway. Two-dimensional electrophoresis (2-DE) coupled with mass spectrometry revealed statistically significant changes in the intensity of 14 proteins in response to Hcy and Hcy/SMAE. Meanwhile, SMAE attenuated carbonyl-modification of specific cytoskeleton and chaperone proteins leading to cell type transformation. Moreover, a network analysis using MetaCore shed more light on the molecular basis associated with SMAE efficacy. SMAE exerts its protective effect through the scavenging of ROS and subsequent modulation of protein carbonylation to inhibit cell proliferation. These signature networks and functional proteomics highlighted herein may facilitate the evaluation of potential therapeutic targets and elucidate novel mechanisms through which protein functions can be regulated by the redox status.
Article
The composition and thermal stability of anthocyanins in black rice (Oryza sativa L. japonica var. SBR) produced in California were investigated. Six anthocyanin pigments were identified and quantified by high performance liquid chromatography using photo diode-array detection (HPLC-PDA) and electrospray ionization mass spectrometry [LC-(ESI)MS/MS]. The predominant anthocyanins are cyanidin-3-glucoside (572.47 microg/g; 91.13% of total) and peonidin-3-glucoside (29.78 microg/g; 4.74% of total). Minor constituents included three cyanidin-dihexoside isomers and one cyanidin hexoside. Thermal stability of anthocyanins was assessed in rice cooked using a rice cooker, pressure cooker, or on a gas range. All cooking methods caused significant (P < 0.001) decreases in the anthocyanins identified. Pressure cooking resulted in the greatest loss of cyanidin-3-glucoside (79.8%) followed by the rice cooker (74.2%) and gas range (65.4%). Conversely, levels of protocatechuic acid increased 2.7 to 3.4 times in response to all cooking methods. These findings indicate that cooking black rice results in the thermal degradation of cyanidin-3-glucoside and concomitant production of protocatechuic acid.
Article
The study aimed at evaluating the hypolipidemic effects of Purified Salvia miltiorrhiza extract (PSME) and investigating the potential molecular mechanisms by which PSME modulated lipid profiles in hyperlipidemic rats. Sprague-Dawley male rats on a high-fat/high-cholesterol diet were treated orally with PSME, GW3965 (a selective liver X receptor agonist) or vehicle alone. Gene expression analysis and transactivation assays were used to clarify the molecular mechanisms of action of PSME. The concentrations of plasma total cholesterol, low-density lipoprotein cholesterol (LDL-cholesterol) and triglycerides in rats treated with PSME at 150 mg kg day(-1) were significantly decreased (P < 0.01), accompanied with significantly decreased concentrations of liver total cholesterol and triglycerides (P < 0.01). In both drug-treated rats, the concentration of high-density lipoprotein cholesterol (HDL-cholesterol) was significantly elevated (P < 0.01). Intriguingly, short heterodimer partner (SHP) mRNA level was significantly higher in PSME-treated rats (P < 0.01), accompanied with the significantly decreased mRNA level of sterol regulatory element binding protein 1c (SREBP1c) (P < 0.01), which contributed to the decreases of liver and plasma triglycerides through a farnesoid X receptor-SHP-SREBP1c pathway. ATP-binding Cassette Transporter B11 (ABCB11) and murine Mdr2 P-glycoprotein (also known as ABCB4) were significantly induced by PSME, which were responsible for biliary cholesterol solubility by proper biliary secretion of bile salts and phospholipids. The transactivation assays were used to identify PSME as a farnesoid X receptor/liver X receptor alpha coagonist. These results indicated that PSME as a farnesoid X receptor/liver X receptor alpha coagonist largely improved the lipid profiles in the hyperlipidemic rats.
Article
We have screened several chinese medicinal herbs for the presence of antifibrotic agents. An aqueous extract of Salviae miltorrhizae Radix was found to inhibit collagen secretion by human skin fibroblasts without affecting DNA or noncollagen protein synthesis. We have subsequently purified the material exhibiting the inhibitory activity and identified it as magnesium lithospermate. From its chemical structure this compound was predicted to be an inhibitor of the post-translational modifying enzymes prolyl and lysyl hydroxylases in collagen biosynthesis. Accordingly, it decreased the extent of prolyl and lysyl hydroxylations in collagen by approx. 50%. Added to cell extracts it inhibited both prolyl and lysyl hydroxylase activities, but only lysyl hydroxylase activity when added to intact cells. Oral administration of this compound to mice led to a significant reduction of prolyl hydroxylation in newly-synthesized skin collagen. This naturally-occurring compound thus offers a potential means for treating fibrotic diseases, such as systemic scleroderma and keloid.