자외선 손상으로 인한 피부 염증을 억제하는 ‘가공 황기’

[더케이뷰티사이언스]  약용작물(Medicinal plant)이라고 하면, 몸에 좋은 작용을 주어 힘이 금방이라도 솟아날 것 같은 느낌이 든다. 인삼, 감초, 삽주 등 수많은 약용작물이 몸에 좋다고 알려져 있다. 이러한 약용작물 중 농촌진흥청 국립원예특작과학원의 인삼특작이용팀이 열처리 과정을 거친 ‘가공 황기’로 자외선(UVB) 손상으로 생긴 피부염증을 억제하는 효과가 있음을 밝혔다.

황기(Astragalus membranaceus)는 콩과에 속하는 다년생 초본으로 주로 뿌리를 이용해 약재로 사용하고 있으며, 알려진 효능으로는 면역력증강, 이뇨작용, 강장작용 등이 있다. 농촌진흥청 연구진은 생 황기를 200°C에서 30분간 열처리 후 쉬는 과정을 반복해 제조한 가공 황기를 70% 에탄올로 추출했다. 이 가공 황기 추출물로 자외선으로 손상된 인공 피부에 처리하고 경과를 지켜본 결과, 염증 인자(COX-2, iNOS, p65, Ikb-a) 발현을 최소 30%에서 최대 70%까지 억제시켰다. 또한 염증세포에서 분비되는 단백질인 사이토카인(TNF-α, IL-1β, IL-6) 발현도 최대 75%가량 억제됨을 확인했다.

흥미로운 점은 생 황기를 처리한 것보다 가공 황기를 처리했을 때 50%정도 더 억제되는 결과가 도출된 것이다. 이와 더불어 연구진은 가공 황기가 세포내 신호전달을 매개하는 MAPK의 JNK, ERK, p38 단백질을 억제함으로써 자외선으로부터 피부를 보호하는 기전도 밝혔다. 이에 가공 황기에 대한 궁금한 점을 연구를 주도한 서경혜 연구사에게 물었다.

황기를 연구하게 된 배경이 궁금합니다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원에서는 인삼, 버섯과 같은 약용작물의 이용증대를 위해 다양한 연구를 진행해오고 있습니다. 그 중 저희 부서가 약용작물에 속하는 황기의 연구를 진행하게 되었죠. 수년 전부터 황기의 성분 분석 및 기능성 연구를 진행해왔는데요. 약용작물의 이용다양화를 위해 가공된 황기로 자외선 손상으로 인한 피부 염증 연구는 2년 전부터 진행해왔습니다.

이번 연구의 주요 내용은.

황기의 항산화 활성뿐만 아니라 폴리페놀이 증가하는 특정 열처리 조건을 찾았다는 점이 주 내용입니다. 더 나아가 열처리 과정을 거친 가공 황기를 통해 자외선에 의해 손상된 인체 피부세포와 인공피부에서 염증억제 효능 및 관련 기작을 확인한 것이지요.

주요 실험 결과에 대해서 좀 더 설명해주신다면.

열처리된 가공 황기를 생 황기와 비교했을 때, 가공 황기를 처리했을 때 항산화 활성은 16배, 폴리페놀 함량은 2.7배 증가함을 확인했습니다. 뿐만 아니라 가공 황기는 자외선에 의해 손상된 피부세포와 인공피부에서 염증인자들을 적게는 30%, 최대 70%까지 억제한다는 사실을 확인함으로써 피부를 보호할 수 있는 효능을 밝힌 것입니다.

생 황기가 아닌 가공 황기에서 이러한 효능을 보이는 점이 특이한 것 같은데, 가공 황기의 알려진 또 다른 효능도 있나요?

가공 황기에서 기능성 성분과 항산화활성을 증가시키는 이러한 결과로 특허 출원¹도 했습니다. 다른 효능으로는 가공 황기의 면역 활성 연구를 현재 진행 중에 있어요.

반면에 생 황기는 염증효과에서 유의적인 효과를 거의 띄지 않은 것처럼 보이던데 요. 어떠한 이유로 가공 황기에서 이러한 효능이 나타난다고 생각하시나요?

열처리 과정은 식물의 세포벽을 파괴하고 불용성성분으로부터 생리활성 물질을 합성해 항산화 활성을 증가시킨다는 연구결과가 보고된 바 있습니다. 이를 바탕으로 저희 연구팀은 황기를 열처리했을 때 폴리페놀 함량이 증가하는 것을 확인한 것이지요. 이러한 활성성분 증가로 생 황기에서는 거의 활성을 띄지 않았던 자외선 손상 피부보호 효능이 가공 황기에서 나타났다고 생각합니다.

황기를 화장품에 적용한 다른 사례도 있던데요. 가공 황기의 효능을 밝힌 것은 연구사님의 연구가 처음인가요?

말씀하신 것처럼 황기 분획물 혹은 펩타이드를 이용해 화장품 관련 특허가 보고되어 있어요. 그렇지만 가공 황기를 이용해 자외선손상으로 인한 피부염증 억제를 밝혀낸 사례는 처음인 것으로 알고 있으며, 신규성을 인정받아 특허 출원²도 했습니다.

이번 연구로 인해 기대하는 바가 있다면.

황기는 주로 삼계탕에 넣어먹는 재료 혹은 황기복합물 기능성식품에 사용되어 왔습니다. 저희 연구팀의 이번 연구 성과로는 기능성이 증진된 가공황기를 이용해 식품 첨가물 혹은 자외선에 의해 손상된 피부에 도포제로 이용이 가능하여 보다 활용성이 다양해질 수 있다고 봅니다. 또 황기의 수요량이 증가하여 황기를 재배하는 농가에 도움을 줄 수 있을 것이라고 생각합니다.

황기 이외에 하고 싶은 연구가 있다면.

제가 있는 부서는 약용작물을 과학적으로 기능을 구명하고 산업화까지 연계하는 일을 진행하고 있습니다. 산업화를 통해 농가에 도움을 드리는 것이 궁극적인 목표이지요. 이러한 미션을 이룰 수 있도록 과학적으로 입증되지 않은 작물들에 대한 연구를 해 나갈 예정입니다. 특히 재배가 쉬운 작물의 기능연구를 진행하고 싶어요. 그 이유는 기능성을 입증해도 산업화과정에서 작물을 확보하는데 어려움을 겪는 사례가 있어요. 재배가 쉬우면서 수확량이 높은 약용작물들을 선발해 연구를 진행한다면 농가와 산업체 모두 웃을 수 있는 결과가 나오지 않을까 기대합니다.

인터뷰를 마치면서.

흔히 약용작물은 섭취법이 어렵다고 생각하시는데, 저희 팀에서는 간단한 가공으로 약용작물의 기능성 증진 및 섭취 용이성을 높이는 연구를 적극적으로 진행하고 있습니다. 많은 분들께서 저희 연구 결과를 이용해 생활 속에서 약용작물을 이용해주셔서 농가에도 많은 도움이 됐으면 좋겠습니다.

1. 황기추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화 조성물 및 이의 제조법(출원번호 10-2018- 0135156).

2. 황기추출물을 유효성분으로 포함하는 자외선에 의한 피부 노화 예방용 화장료 조성물(출 원번호 10-2019-0072809).