천마, 불쾌한 냄새 제거 기술 개발…파킨슨병 예방 효과 과학적 검증

농촌진흥청은 천마의 불쾌한 냄새를 제거하는 기술을 개발하고, 이 기술을 적용한 천마 추출액이 뇌신경 보호 효과가 뛰어나다는 사실을 확인했다고 밝혔다.

 

▲ 천마

천마, 냄새 잡고 뇌신경 보호 효과도 뛰어나

천마는 난초과에 속하는 다년생 초본 식물로, 한국, 일본, 중국 등에서 재배되고 있다. 고혈압, 중풍, 두통, 어지럼증, 스트레스 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

천마의 불쾌한 냄새는 파라-크레졸이라는 성분 때문인데, 이 성분은 끓는점이 높고 잔존성이 강하여 일반적인 건조나 증숙 공정으로 제거하기 어려운 문제점이 있었다.

농촌진흥청은 합성흡착제를 이용해 이 성분을 효과적으로 제거하는 기술을 개발했다. 이 기술은 천마 열수 추출물에 합성흡착제를 첨가하여 혼합한 후, 원심분리하여 추출액과 흡착제를 분리하는 방식이다.

연구진은 이 기술을 적용한 천마 추출액이 뇌신경 보호 효과가 뛰어나다는 사실을 확인했다. 냄새 제거 천마 추출액을 파킨슨병 신경세포에 처리한 결과, 도파민 전구체 발현이 50% 증가하고, 뇌신경을 죽이는 단백질은 30% 억제되는 효과가 나타났다.

또한, 냄새 제거 천마 추출액을 투여한 실험 쥐의 뇌 조직(선조체, 흑색질)에서 도파민 전구체의 발현이 30~50% 증가했다. 또한, 뇌신경을 죽이는 단백질은 30% 억제됐다.

이번 연구는 천마의 불쾌한 냄새를 제거하는 기술 개발에 더해 뇌신경 보호 효과를 추가 확인했다는 데 의미가 있다. 농촌진흥청은 이번 연구 성과의 특허 등록을 마쳤다.

농촌진흥청 김금숙 과장은 “이번 연구로 불쾌한 냄새를 제거한 천마의 기능성을 확인하고, 천마를 기호식품으로 널리 활용할 수 있다는 가능성을 엿볼 수 있어 기대가 크다.”라고 전했다.

 

▲ 천마의 냄새 제거 기술

천마의 불쾌한 냄새를 제거한 기술

천마의 불쾌한 냄새는 파라-크레졸이라는 성분 때문인데, 이 성분은 끓는점이 높고 잔존성이 강하여 일반적인 건조나 증숙 공정으로 제거하기 어려운 문제점이 있었다.

농촌진흥청은 합성흡착제를 이용해 이 성분을 효과적으로 제거하는 기술을 개발했다. 이 기술은 천마 열수 추출물에 합성흡착제를 첨가하여 혼합한 후, 원심분리하여 추출액과 흡착제를 분리하는 방식이다.

합성흡착제는 스티렌과 디비닐벤젠의 공중합체로, 비극성 물질을 흡착하는 특성을 갖고 있다. 파라-크레졸은 비극성 물질이기 때문에, 합성흡착제에 잘 흡착된다.

이 기술을 적용한 천마 추출액은 파라-크레졸이 거의 제거되어, 불쾌한 냄새가 거의 느껴지지 않는다. 또한, 천마의 기능성 성분은 그대로 유지된다.

냄새 제거 천마의 뇌신경 보호 효과

연구진은 냄새 제거 천마 추출액이 뇌신경 보호 효과가 뛰어나다는 사실을 확인했다.

실험 1에서는 냄새 제거 천마 추출액을 파킨슨병 신경세포에 처리한 결과, 도파민 전구체 발현이 50% 증가하고, 뇌신경을 죽이는 단백질은 30% 억제되는 효과가 나타났다.

 

▲ 파라-크레졸 제거 천마 추출물을 투여한 파킨슨병 신경독성모델 생쥐의 뇌 선조체와 흑색질에서 도파민 전구체 TH 발현 조직 사진

• ‘무처리’는 정상, ‘파킨슨 유도’는 병을 유도한 집단, ‘천마’는 파킨슨병을 유도한 뒤 일반 천마 처리한 집단, ‘냄새 잡은 천마’는 파킨슨병을 유도한 뒤 파라-크레졸 제거 천마 처리, ‘대조군’은 파킨슨병을 유도한 뒤 약제(N acetyl L cystein) 처리

실험 2에서는 냄새 제거 천마 추출액을 투여한 실험 쥐의 뇌 조직(선조체, 흑색질)에서 도파민 전구체의 발현이 30~50% 증가했다. 또한, 뇌신경을 죽이는 단백질은 30% 억제됐다.

 

▲ 파라-크레졸 제거 천마 추출물을 투여한 파킨슨병 신경독성모델 생쥐의 뇌 선조체와 흑색질에서 도파민 전구체 TH 단백질 발현량

•  a. 흑색질, 선조체에서 TH 단백질 발현량, b. TH 발현량 그래프 (‘냄새 잡은 천마’는 파킨슨병을 유도한 뒤 아무 처리도 하지 않은 집단보다 유의적으로 도파민 전구체 TH 단백질 발현을 늘림-선조체 30%↑, 흑색질 50%↑)

파라크레졸 제거 천마 투여로 뇌 신경세포 사멸 억제 효과 높아짐

▲ 파라-크레졸 제거 천마를 투여한 파킨슨병 생쥐의 뇌 조직(선조체, 흑색질)에서 신경세포 사멸 단백질 Bax와 사멸 억제 단백질 bcl-2 발현량

 

도파민은 뇌의 주요 신경전달물질 중 하나로, 운동, 학습, 기억, 감정 등에 관여한다. 파킨슨병은 도파민을 분비하는 뇌 신경세포가 파괴되어 발생하는 질환으로, 운동 장애가 대표적인 증상이다.

이번 연구 결과는 냄새 제거 천마 추출액이 파킨슨병의 원인인 도파민 신경세포의 손상을 막고, 도파민의 분비를 촉진하는 효과가 있음을 시사한다.

 

▲ 냄새 잡은 천마 파킨슨병 예방 탁월

향후 전망

이번 연구는 천마의 불쾌한 냄새를 제거하면서도 뇌신경 보호 효과를 유지할 수 있는 기술을 개발했다는 데 의미가 있다.

이 기술은 천마의 식품 활용 가능성을 크게 높일 것으로 기대된다. 천마는 고혈압, 중풍, 두통, 어지럼증, 스트레스 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 불쾌한 냄새 때문에 기호식품으로 활용하기 어려웠다.

향후 이 기술을 상용화한다면, 천마를 다양한 식품에 첨가하여 뇌 건강 증진에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 파킨슨병 치료를 위한 천마의 기능성 소재 개발에도 기여할 것으로 보인다.

 

 

출처 : 농촌진흥청

 

약용작물 ‘천마’ 특유의 불쾌한 냄새 없애는 가공 기술 개발