사포닌

사포닌 솔라닌의 화학 구조

사포닌(saponin)은 여러 식물에 존재하는 화합물의 한 분류군을 말한다. 명칭은 '비누'를 뜻하는 라틴어 단어 '사포(Sapo)'에서 유래했다. 양친매성 배당체(Amphipathic glycoside)로, 이름의 유래답게 거품이 잘 나는 특성을 가지고 있다. 흙맛이 난다.

사포닌에 해당하는 물질은 인삼에 들어있는 사포닌인 진세노사이드 말고도 매우 많기 때문에 진세노사이드를 제외한 다른 사포닌들까지 포함하면 도라지, 더덕, 인삼 등의 삼류들 말고도 사포닌에 해당하는 화학 물질을 가지고 있는 식물들이 많다는 것을 알 수 있다.

개요

사포닌은 식물계에 널리 분포하는 트리텔펜 및 스테로이드계의 배당체의 총칭이다. 사포닌이라는 것은 라틴어의 Sapo(비누)에서 유래되어, 물과 진탕하면 지속성의 거품을 내는 천연계면활성물질이다. 동양에서는 생약으로서 예로부터 제염, 진핵, 소염제로서 상용되어 왔다.

트리텔페노이드계의 사포닌인 연명피는 환자목의 과육으로 일본 각지의 산림 속에서 자생하고 생약보다 세안료로서 이용되어 왔다. 이 사포닌은 환자목 추출물로서 JCID(IV-379)에 게재되어 있다. 강한 대전방지력과 항염증작용이 있고, 피부와 모발에 대한 자극완화성, 거품질과 모발의 윤활성 개량제로서 샴푸와 린스에 첨가되고 있다.

키라야사포닌은 칠레, 페루, 볼리비아지역에 분포하는 Qullaja Saponaria Mulina(장미과), 통칭 비누나무라고 불리는 상록수의 껍질에서 얻어지는 트리텔페노이드계의 사포닌이다. 다른 사포닌에 비해 대단히 뛰어난 계면활성과 균질성이 있고, 남미와 유럽에서는 옛날부터 세정제와 발포제로서 사용되어 왔다. FDA와 BP에도 수록되고, JECFA에서도 그 안전성이 확인되어 있다.

키라야사포닌의 기포력은 친수성이 높은 폴리글리세린지방산에스테르와 설탕지방산에스테르에 비해 거품이 생기고, 거품안정성도 같거나 그 이상이다. 특히 거품안정성은 거품의 막점도가 대단히 높다. 키라야사포닌은 아니온계면활성제이지만, 분자 내에 다수의 수산기가 있기 때문에 그 표면장력과 기포력은 ㏗의 영향을 거의 받지 않는다. 또 저농도의 알코올 속에서도 그 기포력은 변화하지 않는다.

사포닌의 종류

진세노사이드 사포닌 구조 (출처: 대한화학회)

사포닌의 종류에는 (1) 트라이터펜 글라이코사이드 (2) 스테로이드 글라이코사이드 (3) 스테로이드 알칼로이드 글라이코사이드가 있다. 아글라이콘은 대개 C-3에 하이드록시기를 가지고 있으며 몇몇 메틸기는 하이드록시메틸, 알데하이드 혹은 카복실기로 산화되어 있다. 아글라이콘의 산이 에스터화된 경우에는 흔히 에스터 사포닌이라 부른다.

연결된 탄수화물 사슬의 개수에 따라 한 개의 탄수화물 사슬에는 일당사슬체 사포닌 (monodesmosidic saponin), 두 개의 탄수화물 사슬에는 이당사슬체 사포닌(bidesmosidic saponin), 세 개의 탄수화물 사슬에는 삼당사슬체 사포닌(tridesmosidic saponin)이라고 한다.

탄수화물 단위는 선형이거나 곁가지 형태로 존재하고 최고 11개의 탄수화물 단위를 가진 사포닌도 존재한다. 단당류 탄수화물의 형태는 피라노스 혹은 퓨라노스 형태이고 당과 당 사이의 결합은 알파- 및 베타-글라이코사이드 형태이다.

사포닌 출처 및 기능

사포닌은 여러 식물에서 발견되며 줄기와 뿌리 부분에 많이 있고 잎에도 일부 존재한다. 일부의 극피동물(불가사리, 해삼)의 몸 안에도 포함되어 있다.

식물에서 사포닌은 주로 곰팡이나 다른 미생물로부터의 공격을 방어하는 역할을 수행하는 것으로 생각된다. 사포닌은 치환되지 않은 3-β-hydroxyl 기를 가진 스테롤과 복합체를 형성할 수 있다. 사포닌이 곰팡이 균사 막에 있는 스테롤과 이러한 복합체를 형성하게 되면 곰팡이의 외부 막이 분해되는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 귀리에 존재하는 트레테르펜 사포닌인 아베나신 A-1(avenacin A-1)의 경우 뿌리 표피세포에서 특정 곰팡이의 침입을 효과적으로 방어한다. 하지만, 많은 병원성 곰팡이들은 이러한 사포닌에 의한 식물의 방어 체계를 회피하기 위해 특별한 효소를 분비하기도 한다. 예를 들어 곰팡이 균주 중 일부는 아베나시나아제(avenacinase)라는 효소를 합성해서 아베나신 A-1을 분해하여 곰팡이가 식물에 감염될 수 있도록 해준다.

식물의 사포닌은 동물에게도 다양한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 귀리나 시금치에 존재하는 일부 사포닌이 동물의 소화과정 및 영양소 흡수를 촉진한다는 보고가 있기는 하지만, 대부분의 사포닌은 쓰고 얼얼한 맛을 가지고 있어 포유류가 섭취시 위장 자극이 일어날 수 있다. 예를 들어 알팔파의 사포닌은 소가 섭취했을 때 소화 장애와 고창증(bloating)을 유발할 수 있다. 또한, 몇몇 사포닌은 어류와 같은 냉혈동물(cold-blooded animal)에게 독성이 있고, 특정 농도의 사포닌은 곤충에게도 독성을 나타내는 것으로 알려져 있다.

사포닌의 효능 및 활용

사포닌은 콜레스테롤과 인지질과 같은 세포막 구성요소와 상호작용 가능한 계면활성제로서 화장품 및 약품 개발에 활용될 수 있다.

• 키라야사포닌(Quillaja saponin) : 칠레, 페루, 볼리비아 지역에 분포하는 Quillaja saponaria Molina(장미과 "비누나무")로부터 추출되는 트레테르펜 사포닌이다. 다른 사포닌에 비해 계면활성과 균질성이 매우 높아서 남미와 유럽 지역에서 오래전부터 세정제와 발포제로 사용되어 왔다. 현재도 샴푸, 액체 세제, 치약의 계면 활성제, 음료의 유화제 등으로 사용되고 있다. 또한 이들 사포닌은 백신의 보조제로서도 사용되어 왔으며, 유화향료나 비타민 수용화 제제 개발에도 활용되고 있다.1)4)5)
• 글리시리진(glycyrrhizin) : 감초에서 추출되는 사포닌으로서 한약재로서 의학적 목적으로 사용되어 왔고, 음식과 담배의 단맛 등을 증진시키는 물질로 사용되어 왔다
• 연명피 사포닌 : 환자목의 과육인 연명피에서 추출되는 트리테르펜 사포닌은 일본 각지의 산림에서 자생하고 있으며 세안료로서 쓰여져 왔다. 이 사포닌은 샴푸와 린스에 첨가되어 사용되기도 하며 항염 작용이 있는 것으로 알려져 있다.
• 진세노사이드(ginsenoside) : 인삼속(Panax)에서 발견되는 사포닌을 통칭하여 진세노사이드라고 하며 현재까지 인삼에서 38종 이상의 진세노사이드가 분리되어 구조가 밝혀졌다. 매우 오래전부터 약용 식물로 사용되어 온 인삼의 사포닌인 진세노사이드는 중추신경계, 내분비계, 면역계, 대사계 등 인간의 신체기능 조절에 약용 효과를 가지고 있는 것으로 보고되고 있으며 항암효과 등의 약리작용에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이 외에도 팥이나 콩으로부터 추출된 사포닌은 피부이상을 예방하는 용도 또는 육모제 등으로도 이용되고 있다.

사포닌을 함유한 음식

사포닌을 함유한 음식은 콩, 파, 더덕, 도라지, 두릅, 미나리, 마늘, 양파, 영지버섯, 은행, 칡, 우슬(쇠무릎) 등이다. 이중에서도 인삼과 홍삼은 단연 유명하다.

인삼과 사포닌

32종류의 사포닌을 비롯하여 가장 많은 양의 사포닌을 함유하고 있는 것이 바로 인삼이다.

인삼사포닌의 특징

사포닌에 항암 효과가 있다는 연구 결과가 있지만, 안전성과 효과의 확실성을 검증하기 위해서는 아직 많은 연구가 필요하다. 백내장과 관련된 실험(서울대학교 부속병원 안과 이진학 교수팀의 실험, 미국 백내장굴절학회와 대한안과학회 춘계학술대회에서 2005년 9월에 발표)에서도 인삼 사포닌은 우수한 효과를 거둔 것으로 나타났다.

또한, 인삼 사포닌의 배당체를 진세노사이드라고 명명하여 구분하기도 한다.

참고자료

• 〈사포닌〉, 《화장품 생물신소재》
• 〈사포닌〉, 《식물학백과》
• 〈사포닌〉, 《화학백과》
• 〈사포닌〉, 《위키백과》
• 〈사포닌〉, 《나무위키》

같이 보기

• 인삼
• 더덕

이 사포닌 문서는 바이오에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.

산업 : 산업, 산업혁명, 기술, 제조, 기계, 전자제품, 정보통신, 반도체, 화학, 바이오 □■⊕, 건설, 유통, 서비스, 에너지, 전기, 소재, 원소, 환경, 직업, 화폐, 금융, 금융사, 부동산, 부동산 거래, 부동산 정책, 아파트, 건물, 토지 바이오 BT • 그린바이오 • 레드바이오 • 바이오 • 바이오기업 • 바이오닉스 • 화이트바이오 바이오기술 DNA • RNA • 감염 • 감염병 • 게놈 • 균 • 기초의학 • 노화 • 노화시계 • 단백질 • 단일세포 • 돌연변이 • 동물세포공학 • 마이크로바이옴 • 면역 • 면역세포 • 모낭줄기세포 • 미생물 • 미세플라스틱 • 바이러스 • 바이오촉매 • 배아 • 배아줄기세포 • 비타민 • 생명 • 생명공학 • 생명공학기술 • 생명과학 • 생명체 • 생물 • 생물체 • 생물학 • 생체 • 생화학 • 성분 • 성장인자 • 성체 • 성체줄기세포 • 세균 • 세포 • 세포공학 • 세포배양 • 세포분열 • 세포융합 • 신경 • 신경세포 • 신약개발 • 암세포 • 약학 • 역노화 • 염색체 • 영양 • 예방접종 • 오가노이드 • 유기체 • 유도만능줄기세포 • 유전 • 유전공학 • 유전자 • 유전자가위 • 유전자편집 • 유전형질 • 의학 • 인공단백질 • 인공심장 • 인공장기 • 임상 • 임상시험 • 임상의학 • 장기 • 장기기증 • 장기배양 • 장기이식 • 제약 • 조직공학 • 줄기세포 • 지방 • 탄수화물 • 텔로미어 • 펩티드 • 합성생물학 • 항체 • 핵산 • 형질 • 환경호르몬 • 효모 • 효소 바이오산업 바이오경제 • 바이오공정 • 바이오기기 • 바이오 나노로봇 • 바이오농업 • 바이오 빅데이터 • 바이오산업 • 바이오서비스 • 바이오 서비스산업 • 바이오센서 • 바이오식품 • 바이오 식품산업 • 바이오에너지 • 바이오 에너지산업 • 바이오 의료기기 • 바이오 의료기기산업 • 바이오의약 • 바이오 의약산업 • 바이오자원 • 바이오 자원산업 • 바이오장비 • 바이오전자 • 바이오제품 • 바이오컴퓨터 • 바이오 헬스케어 • 바이오화학 • 바이오 화학산업 • 바이오환경 • 바이오 환경산업 • 보건의료산업 • 순환경제 • 플랫폼 바이오 바이오 자원과 제품 DNA칩 • EGF(상피세포 성장인자) • 거미줄 • 건강기능식품 • 내복약 • 농약 • 대체육 • 디지털 치료제 • 로션 • 린스(컨디셔너) • 립스틱 • 매니큐어 • 물파스 • 미백크림 • 바디로션 • 바디워시(샤워젤, 바디클렌저) • 바이오농약 • 바이오디젤 • 바이오매스 • 바이오메탄올 • 바이오부탄올 • 바이오비료 • 바이오소재 • 바이오에탄올 • 바이오연료 • 바이오오일 • 바이오칩 • 바이오콜라겐 • 바이오폴리머 • 바이오플라스틱 • 바이오항생제 • 바이오화장품 • 방탄복 • 배양 • 배양세포 • 배양액 • 배양육 • 백신 • 비누 • 사포닌 • 샴푸 • 세안제 • 스킨 • 신약 • 썬크림 • 아이크림 • 알약 • 암백신 • 약 • 약물 • 약제 • 약품 • 에센스 • 연고 • 영양제 • 외용약 • 유기산 • 의약품 • 인공거미줄 • 인공눈물 • 인슐린 • 정제 • 좌약 • 주사 • 주사기 • 주사약 • 주사제 • 줄기세포 배양액 • 천연추출물 • 추출물 • 치약 • 캡슐 • 콜라겐 • 크림 • 클렌징폼 • 탈모치료제 • 파우더 • 패치(파스) • 페트병 • 한약 • 항생제 • 핸드크림 • 향수 • 호르몬 • 호르몬제 • 화장품 • 히알루론산 한국 바이오 회사 GC녹십자 • HK이노엔 • JW중외제약 • SK바이오사이언스 • SK바이오팜 • 광동제약 • 대웅제약 • 대원제약 • 동국제약 • 동아쏘시오그룹 • 동아에스티 • 동아제약 • 동화약품 • 바이오스펙트럼㈜ • 보령 • 삼성바이오로직스㈜ • 삼진제약 • 셀트리온 • 셀트리온제약 • 에스티팜 • 유한양행 • 일동제약 • 일양약품 • 제뉴원사이언스 • 제일약품 • 종근당 • 파마리서치 • 한국바이오협회 • 한국유나이티드제약 • 한국휴텍스제약 • 한독 • 한미약품 • 휴온스 세계 바이오 회사 BMS • GSK • MSD • 노바티스 • 로슈 • 사노피 • 아스트라제네카 • 애브비 • 일루미나 • 존슨앤드존슨 이노베이티브 메디슨 • 화이자 위키 : 인공지능, 개발, 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인물, 행사, 일반