한약은 끓이는 순간 화학적으로 달라진다

한약을 같이 달일 때 벌어지는 용출·분해·침전·복합체·초분자 형성

한약을 달인다고 하면 우리는 보통 약재 속에 들어 있던 좋은 성분이 뜨거운 물에 우러나오는 과정이라고 생각합니다.

커피를 뜨거운 물에 내리거나 차를 우려내는 것과 비슷하게 생각하기 쉽습니다.

하지만 현대 분석화학의 관점에서 한약의 탕전은 단순한 뜨거운 물 추출보다 훨씬 복잡합니다.

약재를 물에 넣고 가열하는 동안 어떤 성분은 더 많이 녹아 나오고, 어떤 성분은 분해되며, 어떤 성분끼리는 서로 결합해 침전을 만들기도 합니다. 어떤 경우에는 여러 분자가 스스로 모여 나노미터 크기의 초분자 구조를 만들기도 합니다.

최근 연구에서도 한약 탕전은 단순한 hot-water extraction이 아니라 화학조성 변화와 물리적 상변화가 동시에 나타나는 복잡한 다상계(multiphase system)로 설명되고 있습니다.

즉 우리가 마시는 한약 한 그릇에는 원래 약재 속에 있던 성분뿐 아니라 끓이는 과정에서 새롭게 변한 성분과 성분끼리 만들어 낸 구조까지 들어 있을 수 있습니다.

1. 한약을 끓이면 가장 먼저 일어나는 일은 용출이다

탕전의 가장 기본적인 과정은 용출(extraction)입니다.

약재 속에 들어 있던 성분이 뜨거운 물 속으로 빠져나오는 과정입니다.

하지만 모든 성분이 똑같이 녹는 것은 아닙니다.

수용성이 높은

• 다당체
• 유기산
• 일부 flavonoid glycoside
• 무기이온

등은 비교적 물로 잘 이동할 수 있습니다.

반대로 지용성이 강한

• 일부 정유성분
• diterpenoid
• triterpenoid
• aglycone

등은 물에 잘 녹지 않을 수 있습니다.

그런데 두 약재를 함께 달이면 상황이 달라질 수 있습니다.

한 약재에서 나온 사포닌이나 유기산, 단백질, 다당체가 다른 약재의 난용성 성분을 둘러싸면서 물속에 더 잘 분산시키는 현상이 발생할 수 있기 때문입니다.

즉 같은 약재라도

혼자 달일 때

↓

성분 A 일정량 용출

하지만

다른 약재와 함께 달일 때

↓

pH 변화

*

이온환경 변화

*

다른 성분과 상호작용

↓

성분 A의 용출량 변화

가 나타날 수 있습니다.

그래서 전통적으로 같은 약재라도 단독으로 달이는 것과 다른 약재와 함께 달이는 것이 반드시 화학적으로 같은 결과를 만드는 것은 아닙니다. 최근 공동탕전 연구에서도 여러 약재를 같이 끓이면 단독 추출물을 단순히 섞었을 때 예상되는 값과 다른 화학조성이 형성될 수 있음이 보고되고 있습니다.

2. 뜨거운 물은 성분을 꺼내기만 하는 것이 아니라 변환시키기도 한다

가열은 화학반응을 촉진합니다.

한약을 30분, 1시간 이상 끓이는 동안 일부 성분에서는

• 가수분해
• 산화·환원
• 이성질화
• 탈당
• 탈수
• 복합체 형성

같은 변화가 일어날 수 있습니다.

2023년 탕전 중 화학반응을 정리한 리뷰에서는 치환반응, 산화환원, 이성질화, 복합화, 초분자 반응 등을 포함해 다양한 종류의 화학적 변환이 한약 탕전 과정에서 발생할 수 있다고 정리했습니다.

쉽게 말하면 약재를 끓인다는 것은 성분을 물로 옮기는 것과 동시에 작은 화학반응기를 돌리는 것과 비슷한 측면이 있습니다.

약재 속 원래 성분

↓

가열

↓

결합이 끊어지거나

↓

당이 떨어지거나

↓

산화·환원이 일어나거나

↓

다른 분자와 결합

↓

처음 약재에는 없던 형태의 성분 생성 가능

이런 구조입니다.

3. 인삼을 찌면 진세노사이드가 달라지는 것도 같은 원리다

앞선 8번 글에서 인삼과 홍삼을 설명했습니다.

인삼의 대표적인 성분인 진세노사이드는 열처리를 받으면 일부가 다른 형태로 변할 수 있습니다.

예를 들어 비교적 당이 많이 붙어 있는 Rb1·Rb2·Rc·Rd 같은 진세노사이드는 열처리 과정에서 당이 떨어지거나 탈수반응 등을 거쳐 Rg3·Rg5·Rk1 같은 성분으로 전환될 수 있습니다.

이것은 한약에서 열을 가하는 행위 자체가 성분 프로파일을 바꿀 수 있다는 대표적인 사례입니다.

탕전 역시 증숙과 조건은 다르지만, 가열이 성분의 화학적 상태를 바꿀 수 있다는 기본 원리는 같습니다.

그래서 현대 한약 연구에서는 약재의 원래 성분표만 보는 것이 아니라 실제로 끓인 뒤 최종 탕액에 어떤 성분이 남았는지를 다시 분석해야 합니다.

4. 두 약재의 성분이 만나 침전을 만들 수도 있다

한약을 달이고 나면 바닥에 가라앉은 침전이나 뿌연 부유물이 생기는 경우가 있습니다.

예전에는 이런 것을 단순한 찌꺼기로 생각하기 쉬웠습니다.

하지만 현대 연구에서는 일부 침전이 단순한 약재 가루가 아니라 약재에서 녹아 나온 분자끼리 결합해 만들어진 새로운 복합체일 수 있다는 사실이 밝혀지고 있습니다.

대표적인 사례가 황련 뿌리줄기(황련)와 황금뿌리(황금)입니다.

황련에는 대표적으로 berberine이라는 알칼로이드가 들어 있습니다.

황금에는 baicalin이라는 flavonoid glycoside가 많습니다.

Berberine은 염기성 성질을 가진 분자이고 baicalin에는 산성 carboxyl group이 존재합니다.

둘을 같이 달이면

황련의 berberine

*

황금의 baicalin

↓

산-염기성 상호작용

↓

1:1 복합체 형성

↓

용해도 감소

↓

침전

이 나타날 수 있습니다.

실제로 황련해독탕에서 생성되는 침전을 분석한 연구에서는 침전의 주요성분 가운데 berberine과 baicalin이 확인됐으며, 실험적으로 만든 baicalin-berberine complex는 약 1:1 결합비를 나타냈습니다.

즉 탕전 후 생긴 침전은 단순히 버려야 하는 불순물이라고 단정할 수 없는 것입니다.

5. 침전이 생기면 약효는 떨어지는 것 아닐까?

일반적인 약제학적 상식에서는 활성성분이 침전하면 용액 속 자유농도가 감소하므로 흡수가 줄어들 가능성을 먼저 생각하게 됩니다.

그런데 한약 탕액에서는 이야기가 더 복잡합니다.

황련해독탕 연구에서는 baicalin과 berberine을 중심으로 형성된 침전 자체가 세포실험에서 신경세포 보호작용을 나타냈습니다.

최근 리뷰에서도 이처럼 공동탕전 과정에서 형성되는 self-precipitate가 생리활성을 가질 수 있고, 단순한 불용성 찌꺼기로 취급하기 어렵다는 연구들이 정리되고 있습니다.

따라서

침전 발생

=

무조건 약효 감소

라고 말할 수 없습니다.

오히려

자유상 성분

*

침전상 성분

*

콜로이드상 성분

*

나노입자상 성분

이 함께 존재하는 하나의 복잡한 탕액으로 봐야 합니다.

6. 한약 한 그릇은 완전히 맑은 용액이 아닐 수 있다

우리는 액체 약을 생각하면 모든 분자가 물에 완전히 녹아 있는 균일한 용액을 떠올립니다.

하지만 실제 한약 탕액은 꼭 그렇지 않습니다.

현대 연구에서는 한약 탕액이

• 진짜 용액
• 콜로이드
• 미세입자
• 침전
• 초분자 집합체

가 동시에 존재하는 복잡한 다상 분산계일 수 있다고 설명합니다.

즉 눈으로 보면 그냥 갈색 물처럼 보여도 미세한 수준에서는 여러 형태의 물질이 공존할 수 있습니다.

이것은 한약의 흡수를 연구할 때도 중요합니다.

분자가 완전히 자유로운 상태인지, 다른 분자와 결합했는지, 작은 입자 안에 들어가 있는지에 따라 장 점막과 만나는 방식이 달라질 수 있기 때문입니다.

7. 초분자라는 것은 무엇일까?

여기서 초분자(supramolecule)라는 개념이 등장합니다.

초분자는 새로운 공유결합으로 완전히 하나의 분자가 되는 것이 아니라 여러 분자가 약한 힘을 통해 스스로 모여 더 큰 구조를 만든 것입니다.

대표적인 힘으로는

• 수소결합
• 정전기적 상호작용
• π-π stacking
• 소수성 상호작용
• van der Waals force

등이 있습니다.

비유하면 레고 블록을 접착제로 완전히 붙이는 것이 아니라 자석이나 약한 결합력으로 여러 조각이 스스로 모여 하나의 구조를 만드는 것과 비슷합니다.

최근 한약 탕액 연구에서는 이런 자가조립 구조가 다양한 처방과 약쌍에서 발견되고 있습니다.

8. 실제로 나노입자까지 만들어질 수 있을까?

가능합니다.

최근 연구에서 여러 한약 탕액이나 약쌍에서 자연적으로 형성된 나노미터 크기의 입자와 초분자 집합체가 보고되고 있습니다.

예를 들어

황련 + 계피나무 가지

↓

berberine + cinnamic acid 등

↓

수소결합·π-π interaction

↓

나노입자

라는 구조가 연구됐습니다.

또

황기뿌리 + 당귀뿌리

↓

astragaloside IV + Z-ligustilide 등

↓

소수성 상호작용

↓

나노 크기의 집합체

가 보고되었습니다.

감초뿌리 + 황련 역시 glycyrrhizic acid와 berberine을 중심으로 한 초분자 나노입자 형성이 연구되고 있습니다. 최근 리뷰에서는 이런 다양한 사례가 정리되어 있습니다.

여기서 중요한 것은 사람이 인위적으로 나노입자를 넣은 것이 아니라 달이는 과정에서 약재 성분들이 스스로 모여 구조를 만들었다는 점입니다.

9. 감초의 사포닌은 일종의 천연 운반체처럼 행동할 수 있을까?

감초뿌리(감초)의 대표성분 가운데 하나인 glycyrrhizic acid는 한쪽에는 친수성 부분이 있고 다른 쪽에는 비교적 소수성인 부분이 존재하는 amphiphilic 성질을 보일 수 있습니다.

이런 구조를 가진 분자는 물속에서 다른 소수성 분자와 상호작용하면서 자가조립할 가능성이 있습니다.

최근 초분자 연구에서는 감초의 glycyrrhizic acid가 berberine 등 다른 한약 성분과 결합해 나노·초분자 구조를 만들 수 있다는 연구가 축적되고 있습니다.

이를 단순화하면

물에 잘 안 녹는 성분

↓

감초 사포닌과 상호작용

↓

작은 집합체 형성

↓

물속 분산성 변화

↓

장과 만나는 방식 변화 가능

이라고 생각할 수 있습니다.

따라서 전통적으로 감초가 여러 약을 조화시킨다고 표현했던 현상 중 일부를 현대적으로 연구할 때 이런 물리화학적 역할도 고려할 수 있습니다.

하지만 모든 감초 배합에서 이런 구조가 생기거나 항상 좋은 방향으로 작용한다고 단정해서는 안 됩니다.

앞선 6번 상반편에서 살펴봤듯 감초가 원화 같은 독성 약재의 성분과 결합하면 오히려 독성성분의 용출이나 세포독성이 증가하는 방향이 나타날 수도 있습니다.

10. 같이 달이는 것과 따로 달인 뒤 섞는 것은 왜 다를까?

이 질문이 탕전 화학의 핵심입니다.

A 약재를 따로 달이고

B 약재를 따로 달인 뒤

마지막에 섞는 것과,

A+B를 처음부터 같은 냄비에서 끓이는 것은 화학적으로 같은 과정이라고 보기 어렵습니다.

왜냐하면 공동탕전(co-decoction)에서는 열이 가해지는 동안 두 약재 성분이 계속 접촉하기 때문입니다.

같이 달임

↓

열에너지

↓

성분 방출

↓

서로 다른 성분의 즉각적인 접촉

↓

복합체 형성

↓

침전 또는 자가조립

↓

다른 성분의 용출량까지 변화

가 나타날 수 있습니다.

황련의 berberine과 황금의 baicalin을 이용한 연구에서는 단순 물리적 혼합과 공동탕전에서 형성된 자가조립 구조의 형태가 서로 달랐습니다.

단순 혼합에서는 나노섬유 형태가, 공동탕전에서는 나노구형 구조가 관찰됐으며 항균활성에도 차이가 나타났습니다.

따라서

따로 달여서 섞기

≠

처음부터 같이 달이기

가 될 수 있습니다.

11. 이것이 전통의 동전과 별전을 이해하는 데 중요한 이유

전통적인 한약 조제법에는 여러 약재를 함께 달이는 동전과 특정 약재를 따로 달이는 별전 같은 방법이 존재합니다.

옛사람들은 분자구조를 알지 못했지만 실제 조제법에 따라 탕액의 성질과 효과가 달라지는 경험을 축적했을 가능성이 있습니다.

현대적으로는 이를

공동탕전

↓

성분 간 화학반응 가능

↓

자가조립·침전 가능

↓

용출 변화

↓

최종 성분프로파일 변화

와

별도탕전

↓

각 약재의 성분이 따로 추출

↓

열을 받는 동안 상호작용이 제한

↓

마지막 혼합 후 짧은 시간만 접촉

이라는 차이로 볼 수 있습니다.

실제로 2026년 황금뿌리-황련뿌리줄기 연구에서도 전통적인 공동탕전과 각각 따로 추출하는 방식에 따라 탕액의 물질 상태, 화학조성 및 항균효과가 달라지는 결과가 보고되었습니다.

12. 탕액의 pH도 중요한 변수다

약재에는 여러 종류의 산성·염기성 성분이 들어 있습니다.

두 약재가 함께 들어가면 탕액의 pH가 달라질 수 있습니다.

pH가 달라지면 특정 성분이

더 잘 녹거나,

덜 녹거나,

이온화 상태가 바뀌거나,

다른 성분과 쉽게 결합할 수 있습니다.

황련의 berberine과 황금의 baicalin 관계가 대표적인 사례입니다.

Baicalin은 carboxyl group 때문에 산성 특성을 보이고 berberine은 염기성 alkaloid입니다.

둘이 만나면 전하와 산-염기적 특성 때문에 복합체와 침전이 형성될 수 있습니다.

따라서 탕전은 단순히 온도만의 문제가 아니라

온도

*

시간

*

pH

*

약재비율

*

물의 양

*

무기이온

*

성분 간 상호작용

이 함께 작용하는 과정입니다.

13. 무기물 약재가 들어오면 환경은 더 복잡해진다

석고처럼 식물이 아닌 광물성 약재가 들어가는 처방에서는 Ca²⁺ 같은 무기이온이 증가할 수 있습니다.

이런 무기이온은 주변 유기성분과 결합하거나 탕액의 이온강도를 변화시켜 다른 성분의 용해도·분산상태에 영향을 줄 가능성이 있습니다.

앞서 설명한 석고+지모 연구에서도 석고에서 나온 Ca²⁺가 지모 유래 성분의 장 흡수나 이용성 변화에 관여할 가능성이 제시된 바 있습니다.

즉 한약 한 첩 안에서는 식물성분끼리만 상호작용하는 것이 아니라

식물성 유기물

*

단백질

*

다당체

*

사포닌

*

무기이온

이 동시에 존재할 수 있습니다.

그래서 탕액의 화학구조를 완전히 이해하는 것이 어려운 것입니다.

14. 한약의 효과를 성분 함량 하나만 가지고 판단하기 어려운 이유

어떤 한약 연구에서는 지표성분 하나의 함량만 측정해 품질을 평가하기도 합니다.

예를 들어 berberine이 몇 mg 들어 있는지, ginsenoside Rb1이 얼마인지 측정하는 방식입니다.

이것은 품질관리에서는 매우 중요합니다.

하지만 실제 탕액에서는 같은 총량의 berberine이 존재해도

자유 berberine

복합체에 결합한 berberine

침전 속 berberine

초분자 구조 속 berberine

이 생물학적으로 완전히 똑같이 행동한다고 보기는 어렵습니다.

최근 연구들이 탕액의 phase state, 즉 성분이 어떤 물리적 상태로 존재하는지를 함께 연구하는 이유가 바로 이것입니다.

즉 앞으로의 한약 연구에서는 얼마나 들어 있는가뿐 아니라 어떤 상태로 들어 있는가도 중요한 질문이 됩니다.

15. 그렇다면 한약 탕액을 천연 나노약물이라고 불러도 될까?

이 표현은 조심해야 합니다.

일부 한약 탕액에서 실제 나노 크기의 자가조립 입자가 발견되고 있는 것은 사실입니다.

하지만 모든 한약이 하나의 정밀하게 설계된 나노의약품이라는 뜻은 아닙니다.

현대 나노의약품은

입자크기

표면전하

약물 함량

안정성

체내분포

방출속도

등을 엄격하게 제어합니다.

반면 자연적으로 형성되는 한약 탕액의 초분자 구조는 약재 종류, 농도, 온도, pH, 보관시간 등에 따라 쉽게 변할 수 있습니다.

실제로 초분자 탕액 연구에서도 이러한 구조의 안정성과 재현성은 아직 중요한 연구과제로 남아 있습니다.

따라서 정확한 표현은 한약 탕액 안에서 자연적으로 형성되는 나노·초분자 집합체가 존재할 수 있으며, 이것이 일부 성분의 용해도·흡수·약리작용에 영향을 줄 가능성이 연구되고 있다는 것입니다.

16. 옛사람들은 이런 화학반응을 어떻게 알았을까?

옛사람들은 berberine의 분자구조도 몰랐습니다.

Baicalin의 carboxyl group도 몰랐습니다.

수소결합이나 π-π stacking도 몰랐습니다.

나노입자나 초분자라는 개념도 없었습니다.

그들이 볼 수 있었던 것은 결과였습니다.

같이 달였더니 색이 달라졌다.

침전이 생겼다.

따로 달였을 때와 효과가 달랐다.

어떤 약을 먼저 넣었더니 자극성이 줄었다.

오래 끓였더니 성질이 달라졌다.

이런 반복적인 조제 경험을 축적하면서 특정 약재는 같이 달이고, 어떤 약재는 나중에 넣고, 어떤 약재는 따로 달이는 경험법칙을 발전시켰을 가능성이 있습니다.

현대 과학은 그 결과를 반대로 분석합니다.

약재 배합

↓

탕전

↓

LC-MS·NMR 등으로 성분분석

↓

입자크기 측정

↓

전자현미경 관찰

↓

복합체 구조 분석

↓

세포·동물실험

↓

흡수·약효·독성 평가

이렇게 전통적인 조제 경험을 분자 수준에서 하나씩 역추적하고 있습니다.

핵심 요약

첫째, 한약 탕전은 단순히 약재 성분을 뜨거운 물에 우려내는 과정이 아닙니다. 가열 중 용출·분해·이성질화·복합화·초분자 형성 등 다양한 물리화학적 변화가 일어날 수 있습니다.

둘째, 황련의 berberine과 황금의 baicalin처럼 서로 다른 약재의 성분이 결합하여 1:1 복합체와 침전을 만들 수 있습니다.

셋째, 이런 침전은 반드시 버려야 할 불순물이 아니라 경우에 따라 자체적인 생리활성을 가질 가능성도 연구되고 있습니다.

넷째, 일부 한약 탕액에서는 수소결합·정전기적 상호작용·소수성 상호작용 등을 통해 자연적으로 초분자·나노입자 구조가 형성될 수 있습니다.

다섯째, 같은 약재라도 따로 달여 나중에 섞은 것과 처음부터 같이 달인 것은 최종 성분조성과 입자형태가 달라질 수 있습니다.

여섯째, 따라서 한약의 약리효과를 연구하려면 어떤 성분이 몇 mg 들어 있는가뿐 아니라 탕액 속에서 어떤 화학적·물리적 상태로 존재하는가까지 함께 봐야 합니다.

현대적으로 다시 표현하면

전통적으로 한약을 달이는 것은 약재의 기운과 성미를 탕액으로 끌어내는 조제과정으로 이해되어 왔습니다.

현대적으로는 여러 약재의 성분이 뜨거운 물속으로 용출되는 동시에 가수분해·산화환원·이성질화·산염기 상호작용·복합체 형성·침전·자가조립 등이 발생하고, 그 결과 원래 약재와는 다른 화학조성과 물리적 상태를 가진 복잡한 다상 분산계가 만들어지는 과정으로 볼 수 있습니다.

근거 수준

A~B 수준의 분석화학·전임상 근거

탕전 전후의 화학성분 변화와 berberine-baicalin 복합체 같은 특정 분자 상호작용은 LC-MS, NMR, 열역학분석 등으로 상당히 구체적으로 연구되어 있습니다.

한약 탕액 속 초분자·나노집합체 역시 다양한 약쌍과 처방에서 직접 관찰되고 있습니다.

다만 이러한 나노·초분자 구조가 실제 사람에서 각 처방의 임상효과를 얼마나 설명하는지는 아직 연구가 진행 중입니다.

따라서 한약 탕액이 모두 천연 나노약물이라고 단정하거나 초분자가 전통 처방의 효과를 전부 설명한다고 표현하는 것은 현재 근거를 넘어섭니다.

안전성 및 해석 주의

같이 달이면 성분이 변한다는 사실은 개인이 임의로 약재를 배합해 새로운 조합을 시험해도 된다는 의미가 아닙니다.

탕전 과정에서는 유효성분의 용출이 증가할 수도 있지만 독성성분의 용출이 증가할 수도 있습니다.

특히 감수·원화·오두 같은 독성 약재에서는 공동탕전 자체가 독성성분의 체내 노출을 변화시킬 수 있으므로 전문가의 관리가 필요합니다.

참고자료

1. Research progress on scientific connotations of decocting methods in traditional Chinese medicine decoction. 2025. 탕전이 단순 추출이 아니라 화학·물리적 변화와 다상계 형성을 수반한다는 내용을 정리한 리뷰입니다.
2. Supramolecular self-assembly in Traditional Chinese Medicine: molecular mechanisms, material basis of decoction efficacy, compatibility interpretation, and biomedical applications. 한약 탕액의 초분자 자가조립 기전을 종합한 최신 리뷰입니다.
3. Compositions, Formation Mechanism, and Neuroprotective Effect of Compound Precipitation from Huang-Lian-Jie-Du-Tang. 황련해독탕의 baicalin-berberine 침전 복합체와 1:1 결합 및 세포활성을 연구했습니다.
4. Combined decoction selectively modifies chemical composition of traditional Asian medicine. 공동탕전이 단순한 개별 추출물 합산과 다른 화학프로파일을 만들 수 있음을 분석한 연구입니다.

다음 글 예고 — 10번

다음 글에서는 지금까지 설명한 내용을 한 번 냉정하게 점검합니다.

반하와 생강처럼 독성 구조와 해독기전이 상당히 구체적으로 연구된 사례도 있고, 인삼과 무씨처럼 실제 혈중 AUC와 장상피 수송 변화가 확인된 사례도 있습니다.

반면 어떤 배합은 동물실험이나 세포실험 수준에 머물러 있고, 어떤 설명은 아직 네트워크 약리학이나 분자도킹 수준의 가설에 가깝습니다.

따라서 전통 배합이론을 현대 과학으로 바라볼 때 가장 중요한 것은 전통에서 말했다는 이유만으로 과학적으로 증명됐다고 주장하지 않는 것이고, 반대로 현대 임상시험이 부족하다는 이유만으로 모든 경험을 무가치하다고 판단하지 않는 것입니다.

10번에서는 칠정 배합이론 가운데 현대 과학으로 상당히 확인된 것은 무엇이고, 아직 모르는 것은 무엇인지 근거 수준 A·B·C·D로 나누어 정리합니다.