백출(Atractylodes japonica)은 국화과(Compositae)에 속하는 다년생 식물로 한국에서 이뇨 작용, 수렴작용, 항알러지, 신경보호, 항암, 면역증강 및 위장관 보호효과 등으로 민간요법에서 널리 사 용되고 있다. 백출의 열수 및 70% 에탄올 추출물에 대한 DPPH 및 ABTS 자유라디칼 소거능으로 항산 화 활성을 측정하였다. 게다가 NO 생성, iNOS와 COX-2 단백질 발현을 웨스턴 블롯으로 측정하였으 며, 염증성 사이토카인의 발현을 RT-PCR 방법으로 측정함으로 항염증 효과를 측정하였다. 열수 및 70% 에탄올 추출물들의 항산화 활성은 농도-의존적인 효과를 보였지만, 추출용매에 따른 차이는 나타 나지 않았다. 70% 에탄올에 의한 백출 추출물에서 매우 강한 NO 활성 억제효과를 보였다. 백출 열수 및 에탄올 추출물은 NO 생성에 관여하는 iNOS 및 COX-2 단백질의 발현을 현저히 감소시켰다. 열수 및 70% 에탄올 추출물 모두 염증성 사이토카인인 IL-6 및 IL-1b는 현저히 억제시키지만, TNF-α의 발현은 약하게 억제시키는 결과를 얻었다. 본 연구를 통하여 백출 70% 에탄올 추출물이 NO 생성을 현 저히 억제하며, 염증성 사이토카인의 발현을 현저히 감소시키는 효과를 보이므로 염증성 질환 치료 및 개선에 널리 사용될 수 있으리라 생각한다.

본 연구는 방사선 형질전환 차조기와 백출복합물(차조기 복합물)이 퇴행성관절염 관련 매개체에 미치는 영향을 확인하고자 MIA(monosodium iodoacetate)로 퇴행성관절염을 유도한 랫드로 평가 하였다. 차조기 복합추출물을 2주 동안 25, 50, 100 ㎎/㎏/day의 용량으로 경구 투여하고 랫드의 우측 관절 내 공간에 MIA를 주입한 후 동일 용량을 4주 동안 지속 투여하였다. 이후, 혈청 바이오마커와 무 릎 관절 분석의 형태학 및 조직병리학적 분석에 기초한 치료 효과를 평가하였다. 대조군 랫드와 비교하였을 때 차조기 복합추출물은 혈청 내 염증 및 골 대사 마커(TNF-α, MMP-3, COX-2, PGE2, COMP, Aggrecan)의 생성량을 유의하게 감소시켰다. 이와는 반대로 연골 흡수 매개체인 CTX-2 생성을 증가시켰으며, 방사선 형질전환 차조기는 무릎 연골과 활막을 효과적으로 보존하였다. 그 결과, 차조기 복합물은 퇴행성관절염 증상을 개선하였다. 따라서, 차조기 복합물은 퇴행성관절염 관리를 위한 식품 소재로 사용될 수 있다.

본 연구는 방사선 육종 차조기와 백출 복합물의 조골세포 분화 활성 및 파골세포 형성 억제를 조사하였다. 차조기와 백출 복합물은 MG-63 세포에서 ALP 활성 및 arlizarin red 염색을 확인하였고 조골세포 형성의 영향은 RAW 264.7 세포에서 TRAP 활성과 TRAP 염색을 진행하였다. 세포 독성 시험에서 차조기와 백출 복합물은 50 ㎍/㎖ 농도 이하에서 안전한 것으로 확인되었다. ALP 활성 및 골석회화 형성 능력은 대조군보다 활성이 낮았으나, 파골세포에서 TRAP 활성을 유의적으로 감소시켰으며, 효과적으로 TRAP(+) 다핵세포를 억제하였다. 따라서 차조기와 백출 복합물은 골 흡수 억제 활성을 향상시켜 뼈 관련 질환의 예방 및 치료에 효과적인 것으로 보여진다.

본 연구에서는 방사선 육종 차조기와 백출의 복합추출물의 항관절염 효능을 평가하였다. 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물이 세포에 미치는 독성을 확인하기 위해 RAW 264.7 세포에서 MTT 기법으로 세포 생존율을 평가하였다. 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물의 항염증 효능을 확인하기 위해 LPS로 염증을 유도한 RAW 264.7 세포에 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물을 5, 10, 25 ㎍/㎖ 농도로 처리한 후 ROS와 NO level, 염증성 사이토카인의 분비, 염증성 인자인 NF-κB, COX-2, iNOS 등의 발현을 측정하였다. 또한 type II collagen으로 유도한 관절염 모델 동물실험에서 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물을 33.5, 66, 133 mg/kg/day로 처리한 후 항관절염 효능을 확인 하였다. 그 결과, 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물은 25 ㎍/㎖ 농도까지 세포독성이 없었으며, LPS로 유도된 RAW 264.7 세포에서 ROS 생성 및 NO의 생성을 5, 10, 25 ㎍/㎖ 농도에서 대조군 대비 유의성 있게 감소시켰으며, 사이토카인(IL-1β, IL-6, TNF-α)의 생성을 유의성 있게 억제시키고, NF-κB, COX-2, iNOS의 발현을 유의성 있게 감소시켜 세포 내에서 뛰어난 항염증 효과를 보였다. 관절염 모델 동물실험에서는 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물이 66.5, 133mg/kg 농도에서 관절 염을 유의성 있게 억제시키는 효능을 나타내었다. 본 연구는 방사선 육종 차조기와 백출 복합추출물이 뛰어난 항염증 효능을 나타내는 것을 제시하며, 관절염 질환을 개선하기 위한 건강기능식품 및 치료제의 원료로 개발될 수 있다는 것을 제시한다.

In an attempt to find natural sources of antioxidants and whitening agents, Comparisons of the antioxidative and tyrosinase inhibitory activities of various ethanol extracts of Astragali Radix, Atractylodis Rhizoma Alba and Acanthopanacis Cortex were carried out. Comparison of the four ethanol extracts revealed that, Astragali Radix had the highest electron-donating ability(72.5%) and the highest SOD-like ability(26.1%). The xanthine oxidase experiment exhibited a hindrance effect of 88.5% in Atractylodis Rhizoma Alba, 81.1% in Acanthopanacis Cortex, 75.8% in Astragali Radix. A tyrosinase inhibitory activity assay was conducted to evaluate the whitening effects of the extracts, The tyrosinase inhibitory activity was 42.1% in the Acanthopanacis Cortex, 37.2% in the Atractylodis Rhizoma Alba, 6.0% in the Astragali Radix. Based on these results, we suggest that the ethanol extracts of Astragali Radix, Atractylodis Rhizoma Alba and Acanthopanacis Cortex can be used as food and cosmetic ingredients.

Background : Atractylodes japonica koidz. (AJ) and Atractylodes macrocephala koidz. (AM) belong to Atractylodes genus (Asteraceae) and their rhizomes are used as traditional medicine ‘Baek-chul’. The ‘Baek-chul’ is considered to be effective for the treatment of stomach disorder, virus, diuresis, inflammation, arthritis and Atractylenolide I, Atractylenolide II and Atractylenolide III are the major active ingredients of these. Previously, we developed 8 hybrid cultivars with disease resistance, high yielding ability and high active ingredients by interspecific hybridization between AJ and AM. In this study, growth characteristics of 8 hybrid cultivars were investigated in RDA experimental field. Methods and Results : Growth characteristics of 8 hybrid cultivars were investigated in RDA experimental field. Among these cultivars, ‘Sanwon’ had the highest fresh weight of rhizome (149.5 g/plant), followed by ‘Dachul’ (145.8 g/plant). Most of hybrid cultivars showed higher fresh weight than and AM (108.7 g/plant). In addition, active ingredients (Atractylenolide I, Atractylenolide Ⅱ and Atractylenolide Ⅲ) were investigated using HPLC. As a result, The sum of active ingredients were the highest in ‘Dachul’ (0.40 ㎎/g) that was 2 times higher than AM (0.22 ㎎/g). Conclusion : In this study, hybrid cultivars showed higher agronomic performance than AM. Particularly, ‘Dachul’ could be the superior cultivar with high atractylenolides as well as high yield ability.

This study investigated that anti-browning effects of Atractylodis Rhizoma Alba extract and L-cysteine combination. Mushrooms were dipped in solutions (0.1% Atractylodis Rhizoma Alba extract containing 0.05% L-cysteine) for 3 min. The dipped mushrooms were packaged in a polystyrene (PS) tray and wrapped with a polyvinyl chloride (PVC) film, and stored for 14 days at 10℃. The browning inhibition activity (Hunter L, a, b color scale and tyrosinase inhibition activity) and quality changes (weight loss rate, gas composition, firmness and sensory evaluation) were analyzed during storage period. After 14 days, the Hunter L and ΔE value of mushrooms treated in 0.1% Atractylodis Rhizoma Alba extract containing 0.05% L-cysteine were 87.24 and 5.56, respectively. The mushrooms treated with 0.1% Atractylodis Rhizoma Alba extract containing 0.05% L-cysteine also showed higher firmness (13.31 N) and smaller weight loss rate (2.87%) than the untreated mushroom (11.42 N, 3.04%) on storage day 14. During storage period, the sensory evaluation showed that overall acceptability of mushrooms treated with 0.1% Atractylodis Rhizoma Alba extract containing 0.05% L-cysteine were higher than those of the untreated mushrooms, except those that were stored for five days. Overall, the mushrooms treated with 0.1% Atractylodis Rhizoma Alba extract containing 0.05% L-cysteine had a higher tyrosinase inhibition activity than the untreated mushrooms during storage period. This study suggests that the browning of the mushrooms treated with 0.1% Atractylodis Rhizoma Alba extract containing 0.05% L-cysteine solution were inhibited, and the that their shelf life was extended.

본 연구는 국내에서 소비되는 약용작물 중 경제적 가치가 높은 백출의 조직배양체계 확립을 위해 수행되었다. 공시재료로는 중국백출(A. macrocephala)과 한국자생백출(A. japonica)의 교잡종인 '다출' 품종의 뿌리와 액아를 이용하였다. 뿌리배양을 위해 BAP, 2-iP, IBA, NAA를 혼용 처리한 결과, 캘러스 유도율은 BAP 처리군에서 다소 높았으나, 캘러스 증식 및 뿌리의 유도에는 2-iP 처리가 효과적이었다. 뿌리조직은 낮은 싸이토키닌의 농도와 높은 옥신의 농도에서 캘러스 유도 및 증식이 원활하였으나 식물체 재분화에는 적합하지 않았다. 백출의 액아배양 시 BAP와 NAA의 혼용처리가 2-iP와 NAA 혹은 IBA 처리보다 재분화식물체 생산에 효과적이었다. 1.0 mg/L BAP와 1.0 mg/L NAA 조건에서 액아 당 신초 출현 수가 3.8개로 가장 많았고, 경직경이 5.0 mm 이상으로 양호하였다. 그러나 BAP를 2-iP로 대치하는 경우 재분화 식물체의 초장은 큰 경향을 보이나 액아 당 재분화 식물체의 수가 적은 것으로 조사되었다. 또한 Sucrose 농도를 70 g/L로 하는 경우 액아로부터 재분화한 식물체의 뿌리 비대에 효과적이었다. 본 실험 결과, 백출의 기내 대량증식을 위한 조직으로는 뿌리보다 액아조직이 효율적이며, 식물의 재분화에는 1.0 mg/L BAP와 1.0 mg/L NAA 적합하고, 고농도의 sucrose가 뿌리 비대에 유용한 것으로 사료된다.

백출의 재배체계확립시험의 일환으로 노지육묘시 점파(5×5 cm, 5×10 cm, 10×10 cm, 10×15 cm)와 조파(15 cm)등의 파종방법과 종근중의 무게에 의한 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 시험 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 파종방법별 출아기와 초장은 비슷하였으나 엽수와 지상부 생체중은 육묘 재식거리가 넓을수록 증가 하였으며, 지하부의 근경장과 근경직경도 재식거리가 넓을수록 컸으며 주당 생근중도 5×5cm의 10.4g에 비해 2.9∼8.7g이 더 무거웠으나 10g 당 생근중은 5×5 cm에서 1,012kg으로 가장 높았다. 10a 당 종근의 생산량은 재식밀도가 좁은 5×5 cm와 조파(15cm)에서 많았으나 16g 이상 종근의 생산량은 10×10 cm에서 가장 높았으며 5×5 cm에 비해 35% 증가 되었다. 종근중이 무거울수록 출아기는 1∼3일 빨라졌으나 출아율은 비슷하였고, 경장, 경수, 화뢰수 및 생체중에서는 종근이 무거울수록 증가하는 것으로 나타났고 병해는 비슷하였다. 지하부의 생육에서는 근경장, 근경직경이 종근중이 무거울수록 증가하였으며 10 a 당 건근경 수량도 5 g이하 134.6kg에 비해서 6g 이상에서 27∼112% 정도로 증수되었다.

국내 한약재 시장에서 유통되고 있는 백출 건재약재의 기원을 판별하고자 해부형태적 특징과 종 특이적인 SCAR 마커 (SAjR2, SAmR1)를 적용한 실험 결과는 다음과 같다. 해부형태적 특징으로 A. japonica에서는 주피에 코르크층이 매우 발달하여 있었고, 코르크층 내부 또는 아래에 석세포대가 연속적으로 발달하고 있었다. 유실은 A. japonica에서 뿌리횡단면에 전체적으로 다수 분포하여 잘 발달하고 있었으며 피충부분과 잘 발달된 방사조직 내에서도 목섬유다발이 다수 관찰됐다. 또한 유세포 내의 침상 결정물도 A. macrocephala보다 많이 함유하고 있었다. 이러한 특징들을 종합한 결과, 국내 유통 국산 및 수입 백출은 모두 A. japonica의 해부형태적 특징을 따르고 있어 A. japonica로 동정되었다. 한편 RAPD clone으로부터 개발된 A. japonica 특이적인 SAjR2를 이용하여 PCR 한 결과 모든 샘플에서 600bp 크기의 한국백출 특이적인 밴드가 형성되었으며, A. macrocephala 특이적인 SAmR1을 이 용한 결과에서는 작물시험장에서 재배중인 A. macrocephala에서만 1200 bp크기의 특이적인 밴드가 형성되어, 시중에서 유통되고 있는 한국백출과 중국백출은 모두 A. japonica로 동정되었다. 결론적으로 해부형태적 특성과 SCAR 마커는 A. japonica와 A. macrocephala 기원식물의 동정과 유통 건재 약재를 판별하기에 유용한 방법이었다.

본 연구 결과 2000년 지역적으로 재배적 환경이 다른 수원, 안동, 영주의 백출 재배 포장에서 발생한 이병주들과 토양 시료로부터 SS-배지와 Jee-배지를 이용하여 분리된 균들은 백출 역병의 원인균인 P. drechsleri로 확인되었다. 이들 분리균 들은 격막이 없는 다량의 팽윤균사를 형성하며, 10% V8A 배지에 배양한 경우 PDA배지에 배양한 경우보다 빠른 균생장 속도를 보이며 5℃이하와 40℃이상에서는 전혀 균 생장이 이루어지지 않았다. 10% V8A 배지에서 균을 배양한 후 멸균수와 함께 균질화한 균사-유주자 현탁액을 접종원으로 하여 다량의 유묘에 접종한 결과 5.0%~26.4%와 23.5%~72.2%로 다양한 병반율과 이병주율이 확인되어 효과적인 병원성 검정이 이루어 졌다. 안동지역의 토양시료로부터 분리된 P-A200073 균주와 수원지역의 이병주 뿌리로부터 분리된 P-9755가 병원성이 높아 각각 26.4%~63.2%와 25.1%~72.2%의 병반율과 이병주율을 보였으나 무처리구의 경우 이병주가 발생하지 않았다. 접종 이병주의 조직으로부터 균 재 분리를 시도한 결과 대부분의 뿌리와 땅 가줄기에서 P. drechsleri가 분리되었으나 병반을 보이는 상위 줄기와 엽 조직으로부터는 균이 분리되지 않았다.

1999년과 2000년 수원 작물시험장 백출 시험재배포장에서 시기별 P. drechsleri에 의한 역병 이병주율을 조사한 결과 파종 후 약 30-45일의 유묘기와 하절기 장마 이후 두 시기에 크게 증가하였다. 유묘기의 역병 발생은 20일간 15℃ 이상의 평균 기온과 100mm이상의 강우 조건하에서 발생하며, 하절기 장마로 인한 토양 과습 조건에서 다시 증가하는 비슷한 경향을 보였다. 역병 이병주율은 종근 이식재배가 56.0%로 종자파종재배 18.6%보다 역병발생의 피해가 큰 것으로 나타났다. 재배조건 및 포장조건이 다른 5개 포장의 역병 이병주율과 토양내 역병 균밀도를 조사한 결과 객토포장이 연작포장에 비해, 무피복포장이 피복포장에 비해 역병 발생에 의한 피해가 적었으며, 역병 이병주의 확산은 재배방법 및 포장조건에 따라 다르나 토양 내 역병 원인균인 P. drechsleri의 균밀도와 깊은 연관이 있는 것으로 보인다. 종근 파종 후 각각 재배 2년 차와 재배 3년 차인 안동 북부 시험장과 영주 개인농가의 백출 포장의 토양내 역병 균밀도는 수원 작물시험장 백출 재배포장에 비해 비교적 낮았으나, 역병 발생에 의한 피해가 큰 것으로 나타나 백출 재배 시 2년 이상의 연작은 적합치 않은 것으로 나타났다.

최근 중국에서 도입되어 경북 북부지방을 중심으로 재배면적이 확대되고 있는 백출의 재배기술확립 시험의 일환으로 화기제거가 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 시험 수행 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 백출의 화기제거에 따른 지상부 생육은 무제거에 비해 화기제거에서 초장은 1.7∼2.5cm정도 화기가 제거된 만큼 짧았으며 엽의 크기, 경수와 경직경은 차이가 없었으나 지상부 생체중은 48∼60% 감소되었다. 2. 백출의 화기제거시기별 화기생체중은 화기제거시기가 늦어질수록 무거워져 개화직후에는 주당 39g으로 지상부 생 체 중의 60%를 차지 하였다. 3. 화기제거에 따른 지하부 생육은 무제거에 비해 화뢰출현기제거(7월 15일)와 개화전제거(8월 20일)에서 근경장, 근경직경 등이 컷으며 건근경수량도 유의하게 증수되었는데 화뢰출현기제거구는 290.5kg/10a으로 무제거구보다 40% 증수되어 가장 많았다. 4. 정유함량은 무제거구 0.71m1/50g에 비해 화뢰출현기제거는 12% 개화전 제거는 9%증가한 것으로 나타났으나 개화후 제거는 차이가 없었다.