서언
참당귀(Angelica gigas Nakai)는 산형과(Umbelliferae) 당귀속(Angelica L.)의 숙근성 다년초로 어린 순은 나물로 먹으며 뿌리는 약용으로 이용한다. 북방계식물로서 주된 분포역이 북부지역으로 남방한계 분류군 식물이다(Choo et al., 2009). 같은 당귀속에 속하는 근연분류군은 바디나물(A. decursiva (Miq.) Franch. & Sav.), 개구릿대(A. anomala Ave-Lall.), 갯강활(A. japonica A. Gray) 등이 있으며 동속 분류군 중 유일하게 참당귀 만이 약용작물로 재배되고 있다. 현재 참당귀는 동의보감 처방 중에 500회 이상, 방약합편 처방 중에 150회 이상 언급되어 감초, 생강과 함께 최다 빈용 약물에 속하지만, 한국, 중국, 일본 3국에서 사용하는 한약재는 그 기원식물이 다르다. 한국에서는 참당귀(A. gigas Nakai), 중국에서는 중국당귀(A. sinensis (Oliv.) Diels), 일본에서는 일당귀(A. acutiloba (Siebold & Zucc.) Kitag.)를 이용하고 있다(Kim et al., 2011; Yu et al., 2004). 과거부터 약재로 이용하기 위해 야생 참당귀를 채취하는 약초꾼에 의해 국내 참당귀의 자생지는 현저하게 감소하는 경향이 있다. 특히 참당귀는 약용뿐만 아니라, 식용(쌈채소), 관상용, 약용(항산화, 당뇨 등) 등의(Park et al., 2009; Nam and Baik, 2016; Choi et al., 2017) 높은 상업적 이용가치로 인해 현재 고지대의 계곡으로 서식처가 제한되고 있는 실정이다. 현재까지의 참당귀 자생지 연구는 Choo et al. (2009)에 의한 결과가 유일하며, 참당귀는 내륙산간의 해발고가 높고 계곡과 인접한 지역에 분포하고 있다. 현재까지 자생지가 확인된 곳은 냉온대 산림식생지역으로 중․북부 고산지역인 점봉산, 방태산, 오대산, 계방산, 지리산, 치악산, 가리왕산 등이 있으며 지리적 위치에 따라 해발 700-1300 m에서 참당귀의 군락지가 발견되고 있다(Choo et al., 2009). 참당귀의 유용성분은 지용성인 coumarin 계열의 물질과 수용성인 polysaccharide계열의 물질이며, coumarin 계열에는 decursin, decursinol angelate, umbelliferone, nodakenin, peucedanone, armesin, demethylsuberosin, isoimperatorin 등이 포함되는데(Kim et al., 2007), 그 중 주요 활성 성분은 decursin과 decursinol angelate로 이들은 측쇄인 (CH3)2CCHCOO-의 구조가 서로 다른 이성질체이다(Wan et al., 2007; Yim et al., 2005). 한약재로서 참당귀의 이용은 decursin물질에 의한 빈혈증, 복통, 신체동통, 월경불순, 월경곤란, 월경통, 기타 부인의 갱년기장애 등에 응용한다(Kim et al., 1998). 농림식품부 통계자료에 의하면 국내 전체 약용작물 생산량은 2016년 기준 7만 8천여 톤이지만 전체 농업에서는 2% 미만으로 적은 비율을 차지한다. 현재 1,000톤을 상회하는 주요 약용작물은 13종 정도로 전체 생산량의 87.8%를 차지하는데, 그 중에서 참당귀는 국내 약용작물 중 2016년 기준 1,398톤으로 생산량 1,000톤을 상회하는 약초류로서 생산순위 11위에 든다. 특히 참당귀는 국내 생산되는 약용작물 중 70% 이상 식용으로 소비되는 생강, 오미자, 복분자딸기 등에 비해 대부분이 기능성 원료 소재로서 국내에서 활용된다. 한국식품안전관리인증원의 국내 건강기능식품 시장 동향 분석에 의하면 참당귀 혼합추추물을 활용한 건강기능성 식품은 2016년 기준 533억원으로 전체의 22.6%를 차지하여 개별 인정형 품목으로서는 1위를 차지한다. 그러나 현재 재배되고 있는 참당귀는 재배지마다 해발고 및 토양 특성이 다양하며 적지가 아닌 곳에 주로 재배가 되고 있으며, 매년 바뀌는 기상환경에 의한 영향을 크게 받아 이차대사산물(지표성분)인 유용성분 함량의 변동 폭이 커 해마다 기능성 원료 소재로서의 수급이 원활하지 못한 실정이다. 또한 현재까지 참당귀 관련 연구는 성분 분석 및 효능에 대한 연구가 주를 이루었으며, 자생지의 생장 및 유용성분의 특성 규명에 대한 연구는 전무한 실정이다(Cho et al., 2017; Kim et al., 2011). 따라서 본 연구의 목적은 참당귀 자생지의 생태적인 특성 연구를 통해 자생지 개체군의 생장 및 유용성분 함량과 환경조건 인자간의 상관관계를 규명하여 약용작물의 고기능성 원료소재 생산에 영향을 주는 재배적지에 대한 정보를 제공하는데 있다.
재료 및 방법
생장특성
본 연구에서 생장특성을 관찰한 참당귀의 자생지는 점봉산(강원도 인제군 기린면)에 위치하고 있으며, 수확 시기에 따른 비교를 위해 2017년 9월 25일과 10월 25일 두 차례에 걸쳐 특성조사를 수행하였다. 1차 시기에는 임분 특성을 비롯한 집단 내 전 개체를 전수 조사하였으며, 4주 후인 2차 시기에는 상층부 임분 특성조사를 제외한 참당귀 개체 수집 및 특성조사를 수행하였고, 수집된 참당귀의 증거표본과 화상자료는 국립산림과학원 산림약용자원연구소 약용소재은행에 보관하였다. 각 방형구의 경사와 방위는 콤파스/클리노미터(Sunnto, tandem, Sweden)를 이용하여 측정하였으며 GPS 수신기(GPSMAP60CSX, Garmin, USA)를 사용하여 해발고도 및 경·위도 좌표를 측정하였다. 1차 조사에는 집단이 형성된 크기에 따라 방형구를 설정하고 전체 개체 수를 조사하였다. 또한 집단 별로 1년생을 제외한 2-3년생 10개체 이상의 시료를 수집하여 지상부의 생장특성 조사 및 뿌리의 유용성분 함량을 확인하였다. 또한 건중량을 확인하기 위해 40℃의 Drying machine (DY-420H, Lassele, Korea)에 10일간 건조시킨 후 건중량을 측정하였으며, 수분 함유량은 생중량과 건중량의 차이를 생중량으로 나누어 퍼센트로 환산하였다.
토양특성
토양 시료 채취는 각 자생지의 방형구를 대상으로 낙엽층을 제거한 후 표토로부터 참당귀 뿌리가 위치한 깊이까지 채취하였으며, 1차 시기에는 한 집단에서 3반복 이상 채취하였다. 2차 시기에는 site 4와 site 7을 제외한 나머지 집단에 대해 3반복 이상 채취한 시료를 하나의 시료로 합쳐 분석을 수행하였다. 토양 분석은 시료를 건조하여 2 ㎜로 체별하여 표준체를 통과한 시료를 사용하였으며, 토양 내 모래, 미사, 점토의 함량을 측정할 수 있는 입도 분석은 Stokes’s Law를 기본으로 하여 측정하였다. 토양의 수분함량은 Drying machine에서 100℃로 48시간 이상 건조 후 감소한 무게의 차이로 측정하였고, 토양 내 유기물 함량은 건조 직후의 토양의 유기물을 600℃에서 6 시간 동안 태운 후, 그 감소한 무게 차이로 측정하였다. 토양 pH는 토양시료와 증류수1 : 5의 비율로 섞어 pH meter를 이용하여 측정하였으며, 전질소는 Micro Kjeldahl법(Konen et al., 2002), 유효인산은 Bray No.1법(Kuo, 1996), 양이온치환용량은 ammonium acetate 법(Sumner and Miller, 1996)으로 측정하였다. Ca, K, Mg, Na의 양이온 함량은 플라즈마 방출 광도법(Sumner and Miller, 1996)을 이용하여 측정하였다.
시료 추출 및 시약
참당귀 지표성분 분석을 위해 열풍 건조하여 분쇄한 시료 10 ㎎을 1 mL의 100% MeOH을 사용하여 1시간동안 초음파 추출을 실시하였다. 추출물은 원심분리기에서 10분간 원심분리한 다음 상등액을 0.2 ㎛ 멤브레인 필터(Whatman PTFE Syringe Filter, UK)로 여과하여 분석 시료로 사용하였다. 대한약전에 명시된 참당귀의 지표성분인 decursin, decursinol angelate를 표준물질로 사용하여 함량분석을 실시하였으며, 순도 97% 이상으로 한국한방산업진흥원 천연물 물질은행에서 구입하였다. 추출 및 UPLC 분석에서 사용한 MeOH, Acetonitrile, Water은 J.T.Baker (USA) 제품을 구매하였고, formic acid은 Sigma-Aldrich (USA) 제품을 사용하였다.
UPLC 분석
표준물질과 참당귀 추출물의 분석은 Waters Acquity I-class UPLC system (Waters, USA)을 사용하여 분석하였고, 대한약전에 나와 있는 HPLC 조건을 변형하여 UPLC 조건으로 최적의 분석법을 설정하였다. 컬럼은 Waters Acquity BEH C18 column (1.7 μm, 2.1 x 100 ㎜)을 사용하였고, column 온도 35℃를 유지하였다. 이동상은 0.1% formic acid (용매 A)와 0.1% formic acid가 함유된 Acetonitrile (용매 B)을 80 : 20의 비율로 시작하여 3분, 70 : 30 → 3.5분, 50 : 50 → 9분, 45 : 55 → 9.5분, 0 : 100, 1분 유지 ￫ 10.5 분 80 : 20, 1.5분 유지의 비율로 12 분간 분석을 실시하였으며, 유속은 0.2 mL/min로 설정하였다. 시료 주입량은 2 μL였으며, PDA 검출기는 UV 330 ㎚에서 측정하였다. 설정된 분석조건을 토대로 decursin, decursinol angelate 2가지 성분을 6가지 농도(200, 100, 50, 25, 12.5, 6.25 ㎍/mL)에 대하여 분석을 하여 각각의 calibration curve를 작성하였다. 작성한 calibration curve의 correlation coefficient (R2)값으로 직선성을 판단하여 각 성분의 함량을 계산하였다. 위의 분석방법을 통해 얻은 각 chromatogram을 Empower software 2.0로 분석하여 각 성분들의 피크의 넓이를 측정하였다. 측정한 넓이는 calibration curve의 식을 이용하여 ㎎/mL의 단위로 계산하였다.
결과 및 고찰
입지 환경
9월 25일 1 차 조사 대상지인 3개의 집단은 해발고 828-965 m의 북사면에 위치하고 있었으며, 계곡을 옆에 두고 노암이 많이 분포하는 움푹 들어간 지형이었다(Table 1). Site 1은 들메나무(Fraxinus mandshurica Rupr.), 난티나무(Ulmus laciniata (Trautv.) Mayr), 까치박달(Carpinus cordata Blume)등의 교목이 분포하고, 흉고직경 2.5 ㎝ 이상의 교목밀도는 가장 낮았으나, 평균 흉고직경 및 흉고단면적은 25.7㎝와 18.4 ㎡/㏊로 3곳의 Site 중 중간 값으로 관찰되었다. 또한 Site 1의 참당귀 분포는 70 ㎡면적에 총 개체 수 29개체로 단위면적당 0.4개의 넓은 면적에 적은 밀도로 분포하고 있었다. Site 2는 까치박달(Carpinus cordata Blume), 들메나무(Fraxinus mandshurica Rupr)등의 교목이 분포하고, 교목밀도는 헥타르로 환산하였을 때 1,714본으로 가장 높았으나, 평균 흉고직경 및 흉고단면적은 12.5 ㎝와 8.6 ㎡/㏊로 3곳의 Site 중 가장 낮은 값으로 관찰되었다. 또한 이러한 상층 교목의 낮은 울폐로 인해 참당귀는 35㎡면적에 총 개체 수 64개체로 세 집단 중 가장 많은 개체가 분포하고 있었다. Site 3은 당단풍나무(Acer pseudosieboldianum (Pax) Kom.) 신갈나무(Quercus mongolica Fisch. ex Ledeb.), 고로쇠나무(Acer pictum subsp. mono (Maxim.) Ohashi)등의 교목이 분포하고, 평균 흉고직경이 32.3㎝, 흉고단면적은 27.9 ㎡/㏊로 세 집단 중에서 울폐도가 가장 높았다. Site 3의 참당귀는 25 ㎡면적에 총 개체수 24개체로 단위면적당 1.0개 분포하고 있었다(Table 1). Choo et al. (2009)에 의하면 점봉산의 참당귀는 해발고 700 m 이상에서 확인되었으며, 오대산, 계방산, 지리산 개체군의 분포와 함께 분석하였을 때 냉온대산림식생지역으로, 위도 당 약 100 m의 차이를 보인다고 하였다. 또한 참당귀 개체군 교목층에는 층층나무, 신갈나무, 고로쇠나무, 들메나무가 우점하고 아교목층에는 다래, 당단풍, 까치박달나무가 높은 우점도로 출현한다고 하였다. Kim (2003)은 점봉산 들메나무 군락은 해발 800-900 m에 분포하고 90 % 이상이 계곡 지역에 분포한다고 보고하였다. 본 연구에서도 참당귀 집단은 해발고가 높고 상층 식생으로 들메나무, 까치박달나무, 당단풍, 고로쇠나무가 분포하는 계곡 주변에 분포하는 것으로 확인되었다. 10월 25일 2 차로 조사한 연구대상지의 site 4-site 8의 5개 집단의 특성은 Table 2와 같으며, site 4-7은 해발고가 911-916 m로 비교적 비슷한 고도에 위치하고 있으나 site 8은 해발고가 758 m로 등산로 초입 부분에 위치하였다. 지형으로는 Site 4는 계곡부에 위치하였으며, 나머지 집단은 1 차 조사지인 site 1-3과 유사하였다.
Table 1. Topographic and stand structural descriptions of Angelica gigas Nakai populations in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea. The sites 1-3 were surveyed in September 25
Table 2. Topographic and stand structural descriptions of Angelica gigas Nakai populations in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea. The Sites 4-8 were surveyed in October 25 (Second investigation)
| Site | Altitude (m) | Slope (°) | Topography |
| Site 4 | 916 | 0 | Valley |
| Site 5 | 915 | 0 | Low slope |
| Site 6 | 960 | 0 | Low slope |
| Site 7 | 911 | 0 | Low slope |
| Site 8 | 758 | 0 | Low slope |
토양 환경
자생지 토양 환경을 분석하기 위해 site 1-3은 9월 25일, site 5, 6, 8은 10월 25일에 채취하여 분석을 실시하였다. 1차 조사 시 site 1은 모래 47.5-78.5%, 미사 17.6-47.8%, 점토 3.4-4.7%, site 2는 모래 64.2-77.7%, 미사 18.6-30.2%, 점토 3.7-5.8%의 사질양토(SL), 양질사토(LS)의 토성을 보였으며, site 3만 모래 46.0-49.7%, 미사 42.2-48.1%, 점토 5.9-8.2% 로 통계적으로 유의하게 다른 집단보다 점토 함량이 평균 7.1% 로 높은 양토(L)의 토성이 사질양토와 함께 관찰되었다. 화학적 특성으로는 통계적으로 유의하게 site 1이 pH 6.0으로 높게 관찰되었고, 유효인산과 양이온 중 Ca2+(7.0-16.0 cmolc㎏-1)과 Mg2+ (1.3-2.7 cmolc㎏-1)의 농도가 다른 집단에 비해 높았다. 또한 site 3은 통계적으로 유의하게 유기물 함량은 25.2%, 전질소 함량이 1.3%로 다른 집단에 비해 2배 이상 높게 관찰되었다(Table 3, Table 4). 일반적으로 토성과 토양 양분 간의 관계에서 점토함량이 많을수록 양분의 보존능력이 크고 모래함량이 많을수록 투수성 및 통기성은 양호하지만 건조에 약하고 양분이 결핍되기 쉬우며(Nam et al., 1999), 참당귀 재배지의 경우 양토에서 뿌리 생장이 가장 양호하다는 연구가 보고된 바 있다(Yu et al., 2000). 점봉산의 2차 조사 시에는 site 5, 6, 8 세 방형구 내 임의적으로 3반복 이상에서 토양을 채취하여 한 시료로 혼합하여 분석하였다. site 5는 모래 39.2%, 미사 59.5%, 점토 1.3%, site 6 또한 모래 30.9%, 미사55.7%, 점토 13.5%의 미사질 양토로 미사함량이 높은 토성을 보였으며, site 8만 모래 67.1%, 미사 24.1%, 점토 8.8% 로 사질양토의 모래 함량이 비교적 높은 토성을 보였다. 특히 site 5의 경우 유기물함량과 유효인산, 양이온 중Ca2+과 Mg2+의 농도가 다른 집단에 비해 높았다(Table 3, Table 4). 전체적으로 참당귀 자생지의 pH는 4.9-6.0으로 우리나라 산림토양의 평균인 pH 5.5와 매우 유사한 값을 보였으며 9월에 채취한 토양에서 집단 간 큰 편차를 보였다(Jeong et al., 2002). 토양 양분의 경우 등산로 입구에 위치하는 site 8을 제외하고 유기물 함량은 평균 10.5-25.2 %로 우리나라 강원도 산림토양의 A층의 평균 유기물 함량인 4.9%보다 높은 값을 보였다. 또한 전질소는 평균 0.9-1.3%, CEC는 12.7-21.0 cmolc㎏-1값으로, 강원도 내 분포하는 토양의 평균값은 전질소 0.21%, CEC 13.4 cmolc㎏-1)보다 높은 값을 나타내어 비교적 양분이 풍부한 환경에서 참당귀가 자생하고 있는 것으로 판단된다(Jeong et al., 2002). 치환성 양이온 함량에서도 site 8을 제외하고 강원도 평균값보다 높았는데 K+ 0.26, Ca2+ 3.88, Na+ 0.29, Mg2+ 1.16을 보였다(Jeong et al., 2002). 이는 참당귀의 자생지가 계곡을 옆에 두고 요형 지형이면서 노암이 많이 분포하여 유기물이 축적되는데 매우 유리한 입지이기 때문인 것으로 판단된다(Choo et al., 2009).
Table 3. Edaphic characteristics of Angelica gigas Nakai populations in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea
Table 4. The content of exchangeable cation of Angelica gigas Nakai populations in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea
생장 특성
자생지에서 9월 25일 채취한 집단별 생장 특성을 조사한 결과 세 집단 모두 1년생에서 3년생까지 다양한 년생이 혼합되어 있어 상층부, 지하부 생중량 뿐만 아니라 엽수, 지상부 높이, 엽장 등에서 집단 내 개체 간의 차이가 많아 집단 간에는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 단 뿌리의 수분 함유량은 개체 간의 큰 차이를 보이지 않아 site 2가 평균 81.0%로 통계적으로 유의하게 세 집단 중에서 가장 낮은 값을 보였다. 이는 site 2의 경우 상대적으로 1-2년생의 작은 개체가 좁은 공간에 많이 분포하게 됨에 따라 뿌리의 생중량이 평균 28.8 g으로 가장 낮은 값을 보여 수분 함유량 또한 일정하게 낮은 값을 보인 것으로 판단된다. 또한 지상부 대비 지하부의 생중량 비는 site 2를 제외하고 모두 1.0을 상회하였으며, 개체 밀도가 가장 낮은 site 1의 경우 뿌리가 지상부에 비해 2배 가까이 생장량이 높은 값을 보였다. 세 집단의 전체 평균 생중량은 149.5 g, 지상부 생중량은 103.4 g, 뿌리 생중량은 47.9 g, 뿌리의 수분 함유량은 87.4%, 엽수는 16.9개, 지상부 길이는 57.1 ㎝, 뿌리 중량 대 상층부 중량 비율은 1.4를 보였다(Table 5, Fig. 1). 식물 개체군내 광량, 토양 양분, 토양 수분 등으로 이루어진 미세환경은 개체군의 밀도에 영향을 줄 수 있고 이러한 분포 특성은 개체군내 각 개체의 생장 특성에 큰 영향을 주게 된다(Kephart and Paladino, 1997; Munzbergova, 2005). 본 연구의 세 집단의 경우 참당귀 개체군내 다양한 년생의 개체가 서로 다른 밀도로 분포함에 따라 집단 별 다양한 생장특성을 보인 것으로 판단된다(Fig. 1). 다년생 초본의 경우 토양 양분이 제한된 환경에서는 잎이나 줄기의 지상부 보다 지하부에 더 많은 바이오매스를 분배하는 경향이 있으며(Chapin, 1980) 빛이 제한된 환경에서는 오히려 식물의 높이를 증가시키는 등의 다른 개체와의 경쟁을 피하는 전략을 쓰는 경향이 있다(Abrahamson and Gadgil, 1973). 본 연구에서는 집단 간 이러한 확연한 경향성을 보이지 않았으나, 수관 울폐 차이로 인한 개체군내 실생묘 발아로 인해 어린 개체의 유입이 많은 site 2의 확연한 차이로 인해 집단 간의 생장 및 분포 특성이 구분되는 것으로 판단된다(Fig. 1). 10월 25일 점봉산의 2차 채취한 개체의 생장특성은 1차 조사와 비교하여 지상부 생중량은 17.5±21.8 g, 뿌리 생중량은 33.8±40.1 g, 수분 함유량은 70.4±3.7%, 뿌리 중량 대 상층부 중량 비율은 3.0±4.2로 1차 조사와 비교하여 전반적인 뿌리 생중량은 줄었으나, 수분 함유량이 감소하고 지상부에 비해 뿌리의 생중량이 증가한 경향을 보였다. 집단별로는 통계적으로 유의하게 토양 양분이 가장 높았던 site 5가 지상부와 뿌리의 생중량이 가장 높은 값을 보였고 뿌리 중량 대 상층부 중량 비율은 site 4가 9.2로 가장 높은 값을 보였다(Table 6). 참당귀 재배지의 일반적인 수확 시기는 10월 중순에서 11월 상순경으로 뿌리 비대가 이 시기까지 계속 진행되나 자생지의 경우 9월 하순이 지나면 오히려 뿌리 생중량이 감소한 것을 본 연구에서 확인할 수 있었다(Fig. 1, Ahn et al., 1994).
Table 5. Morphological characteristics and dry weight (DW) of Angelica gigas Nakai populations in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea in September 25
Table 6. Morphological characteristics and dry weight (DW) of Angelica gigas Nakai populations in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea in October 25
유용성분 특성
1차 조사 시기인 9월 25일 세 개의 집단에서 수집한 참당귀의 뿌리 추출물에 함유된 decursin과 decrusinol angelate의 함량은 집단 간에는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, decursin은 평균 2.8%, decrusinol angelate는 1.2% 값을 보였다. 또한 재배지의 일반적인 수확시기와 비슷한 10월 25일 수확한 개체의 뿌리 추출물의 유용성분 분석 결과, decursin은 2.7-4.7%, decrusinol angelate는 2.9-4.5% 값을 보였으며, 전체 평균값은 1차시기보다 decursin은 1% 정도 높고 decrusinol angelate의 함량 차이는 2.4%로 큰 값을 보였다(Table 7). 참당귀는 9월 상중순경이 되면 대기 온도가 내려가기 시작하고 잎의 동화산물은 주로 뿌리부분으로 수송되며 주근과 측근이 신속하게 비대하여 육질화되고 기온이 더 내려가면 생육이 느려지지만 뿌리 내부 물질의 집적 속도는 빨라진다(Seong et al., 1993). 참당귀 자생지의 유용성분 함량에 대한 연구는 현재까지 거의 진행된바 없으며 기존 연구에서는 지역 간, 해발고가 다른 재배지 간과 주근과 세근에서의 decursin과 decrusinol angelate 함량 비교를 분석하였다. 지대별 참당귀 뿌리에 함유되어 있는 decursin과 decrusinol angelate 함량은 주근보다 세근에서 함량이 높았고, 지대별 성분 함량에 있어서도 지대가 높을수록 decursin과 decrusinol angelate 함량이 증가되었다(Seong et al., 1993). 국내 재배되는 참당귀의 뿌리는 한약재로 수재 될 때 대한민국 약전에는 Nodakenin, decursin, decrusinol angelate의 총합이 6.0%이상을 함유해야 함을 기준으로 하고 있다. 본 연구에서는1차 시기에는 decursin과 decrusinol angelate의 합이 6% 미만이지만 2차 시기에는 대부분의 집단의 평균값이 6%를 초과하는 결과를 보였다.
Table 7. Active compounds in root extracts of Angelica gigas Nakai in Mt. Jeombong, Gangwon-do, Korea
상관 분석
자생지내 참당귀 뿌리의 생장, 건중량, 수분함유량과 토양 특성 간의 상관분석을 수행한 결과 토양 양이온 중 Na+, Ca2+, Mg2+이온과 뿌리 생중량 간의 높은 양의 상관계수를 보였다(Table 8). 2009년 참당귀 자생지가 분포하는 점봉산, 방태산, 오대산, 계방산의 참당귀 집단의 환경을 분석한 결과를 보면 유기물함량과 치환성 양이온인 Na+, Ca2+, Mg2+의 함량이 높은 값을 보였다(Choo et al., 2009). 특히 치환성 양이온Na이 뿌리의 생장과 높은 상관성을 보이는 것은 이례적인 결과로 염분에 민감한 식물에게 Na의 경우는 12 ppm 이상이 생장을 제한하는 농도로 알려져 있다(Sparks, 1995). 캐나다 남부퀘벡 지방의 American ginseng (Panax quinquefolius L.)의 경우 치환성 Ca의 농도가 뿌리 생장을 증가시킬 수 있는 중요 인자로 알려져 있다(Nadeau and Olivier, 2003; Van der Voort, 1998). 이러한 지역에는 약용식물의 생장을 위해 산성화된 토양에 석회처리를 통해 치환성 Ca 이온 흡수를 촉진시키고 있다(Coˆte' et al., 1995; Ouimet and Camire', 1995). Mg의 경우는 식물체내에서 세포의 팽압유지에 의한 수분조절과 병충해 저항성의 증대에 역할을 수행하고 있다(Ouimet and Camire', 1995). 유용성분의 경우 9월 25일로 재배지 수확시기 보다 30일가량 빠른 시기에 채취하였는데 decursin과 decrusinol angelate의 값이 각각 2.8%, 1.2%로 낮은 값을 보였다. 재배지의 참당귀 생장 특성은 9월 상중순경이 되면 잎의 동화산물이 주로 뿌리 부분으로 수송되며 주근과 측근이 신속하게 비대하여 육질화되며, 기온이 더 내려가면 생육이 느려지지만 뿌리 내부 지표성분의 집적 속도는 빨라지고 수량 증대는 11월 상중순까지 지속된다고 한다. 자생지의 경우는 재배지와 기상환경의 차이로 인해 생육이 느려지는 속도가 더 빠를 것으로 예상이 되었는데 같은 자생지내 30일 후인 10월 25일에 채취한 시료의 경우 뿌리 생중량 값이 더 낮은 값을 보였다. 유용성분 함량의 경우는 decursin과 decrusinol angelate의 값이 각각 3.8%, 3.6%로 한달 전 1차 채취 시료와 비교하여 1.0%, 2.4%로 높은 값을 보였다. 유용성분과 토양 특성 간 상관분석을 수행하였을 때 decursin과 decrusinol angelate함량은 뿌리 내 수분함량과 높은 음의 상관성을 보였다(Table 9). 따라서 자생지 참당귀의 유용성분인 decursin과 decursin의 이성질체인 decrusinol angelate는 지용성인 쿠마린계 화합물의 특성을 보이며 뿌리 내 수분함량이 적을수록 높은 함량을 보임을 알 수 있었다(Yoon et al., 2011).
Table 8. Correlation coefficient between the root growth characteristics and edaphic characteristics in Angelica gigas Nakai habitat
Table 9. Correlation coefficient between the edaphic characteristics and active compounds in Angelica gigas Nakai habitat
적요
점봉산 참당귀는 해발 750-965 m의 교목층은 들메나무, 고로쇠나무, 신갈나무가 분포하고, 아교목층에는 당단풍, 까치박달나무가 분포하는 계곡지로 유기물이 집적되기 쉬운 다습한 지형에 자생하였다. 참당귀 군락의 토양 분석 결과 토양pH는 4.9-6.0으로 우리나라 산림토양의 평균과 매우 유사한 값을 보였으며, 토양 양분의 지표인 유기물함량, 전질소 양이온치환용량, 치환성 Ca, K, Mg, Na의 함량은 산림토양의 평균보다 비교적 높은 값을 보였다. 생장 특성으로는 9월 말에는 뿌리 생장이 평균 47.9 g이나 10월 말에는 33.8 g으로 29% 감소하였으며, 유용 성분은 반대로 10월말에 decursin 3.8%, decursinol angelate 3.6%로 각각 26%, 67% 증가하였다. 참당귀 자생지 8개 집단의 생장 특성 및 유용성분 함량과 토양특성 간의 상관분석을 수행한 결과 뿌리 생장은 치환성 양이온인 K, Mg, Na과 높은 양의 상관관계를 보였고, 유용성분은 뿌리의 수분함량과 높은 음의 상관관계를 보였다.
