솔라닌

솔라닌(solanine)은 감자, 토마토, 가지와 같은 가지속의 식물종에서 유래한 사포닌 계통의 글리코알칼로이드(glycoalkaloid) 독성물질이다.(그림 1) 솔라닌은 원래 식물이 곤충의 공격으로부터 스스로를 보호하기 위해 만들어내는 살충 성분의 화학물질로, 잎, 열매, 덩이줄기 등에 분포하고 있다. 솔라닌은 1820년 유럽의 까마중(Solanum nigrum; black nightshade) 식물의 열매로부터 최초 분리되었다.¹⁾

솔라닌의 화학적 구조 (출처:정동훈)

목차

솔라닌은 위장장애와 신경장애를 주로 일으킨다.²⁾ 주요 증상은 메스꺼움, 설사, 구토, 위경련, 인후염, 심장 부정맥, 두통, 현기증, 습진, 관절통 등이 있다. 심한 경우에는 환각, 마비, 황달, 저체온증 및 사망에 이르게 되기도 한다. 솔라닌 중독은 성인기준 약 200-300 mg 정도이며 400 mg인 경우, 치사량에 해당한다. 솔라닌은 체내 흡수가 비교적 느리기 때문에, 중독 상태인 경우 일반적으로 설사약을 처방한다.

솔라닌 글리코알칼로이드는 콜린에스테라아제(cholinesterase)의 활성을 억제하여 세포막을 파괴한다. 특히, 미토콘드리아 막을 손상시킴으로써 미토콘드리아의 칼륨통로를 열어 막전위를 증가시킨다. 그 결과, 미토콘드리아의 칼슘이온이 세포질로 이동하게 됨으로써 세포질내 칼슘 농도증가에 의한 세포 손상 및 세포사멸을 유도하게 된다.

솔라닌은 열에 굉장히 강한 특성을 가지고 있다. 따라서, 솔라닌을 함유한 식품은 일반적인 요리 과정을 통해서는 분해되지 않는 특성을 가지고 있어 주의를 요한다.

솔라닌과 같은 글리코알칼로이드는 식물이 곤충과 같은 동물의 공격을 방어하기 위해 만들어내는 2차대사산물이다. 콜레스테롤 경로를 통해 만들어지는 생합성 경로가 비교적 잘 알려져 있으며, 식물의 전 부분에서 합성되고 분해된다. 뿌리나 덩이줄기(괴경)에서 만들어진 클리코알칼로이드는 다른 부위로 이동하지 않는 것으로 알려져 있다. 발아 초기에 생합성이 시작되며, 개화시기에 가장 많이 만들어진다. 솔라닌의 농도 및 함량은 유전적으로 결정되어 있지만 환경적인 요인에 의해 영향을 받기도 한다.

감자의 경우, 빛에 노출되거나 감자역병과 같은 질병에 걸렸을 때 솔라닌의 함량이 증가하는 것으로 알려져 있다. 이러한 반응은 감자가 해충에 노출되거나 질병에 걸렸을 때, 살충성분이 있는 글리코알칼로이드를 생성함으로써 방어하기 위한 기작으로 해석한다.³⁾

솔라닌의 독성을 이용하여 살균 또는 살충제로 이용하기도 한다. 솔라닌 자체는 물에 잘 녹지 않기때문에 솔라인염산염과 같은 형태로 변형하여 물에 잘 녹는 옹업용 살충제의 원료로 이용하고 있다.

1. Defosses M (1820) Extrait d’une lettre. J Pharm, 6: 374-376
2. Barceloux DG (2009) Potatoes, tomatoes, and solanine toxicity (Solanum tuberosum L., Solanum lycopersicum L.). Dis Mon, 55: 391-402
3. Friedman M (2006) Potato glycoalkaloids and metabolites: roles in the plant and in the diet. J Agric Food Chem, 54: 8655-8681