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문제 정의
- 그러나, headspace법을 이용하여 추출을 행하는 경우, 비교적 낮은 온도에서도 추출이 이루어지므로 목적하는 유용물질의 변질 을 최소화할 수 있고, 천연그대로의 향을 분석할 수 있으며, 용매가 잔존하지 않는 :王대로의 향에 좀 더 접근할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 solid phase microextracticin과 dynamic headspace sampler 장치를 이용하여, 솔의 잎, 새순, 가지로부터 휘 발성 성 분을 추출하고 분리 , 동정 함으로써 솔 향의 이 용 가능성 의 증대 및 솔향의 기 능성 에 관여 하는 성 분 을 밝히고자 한다.
제안 방법
- Solid© phase microextraction 장치를 이용한 향 추출 시료를 밀봉한 채로 5俨C에서 30분간 가열하면서, solid phase microextraction(SPME, Supelco 5-7300, USA) 칭-치 를 이용하여 headspace 부분을 차치하고 있는 휘발성 성분을 fiber(100 Um polydimethylsiloxane coating of manual red hoi曲')에 홉착시 켰디' 흡착이 끝난 후, GC(Hewlett Fa시归rd 5890"; Avondale, FA, USA)의 주입구에 SPME를 삽입 하고, fiberg- 내려서 5분간 탈착시켜 분리, 동정하였다.
- Pinus densijlora(2엽송) 1년생을 채 취하여 가지, 잎, 새순 부분으로 구분하고, 시료병 에 넣어 밀봉한 뒤 , solide phase microextraction(SPME)괴- dynamic headspace analysis(DHA) 를 이용하여 휘발성 성분을 분리, 동정하였다. SPME와 DHA 의 결과를 terpenes의 구성 성분에 따라 monoterpenes과 sesquiterpenes, oxygenated terpenes으로 니-누어 조성 비 를 살펴 보면, monoterpenes의 조성은 잎의 경우 각가 667%와
- 25 Rm x 032 mm)를 사용하였다. 휘 발성 성 분의 동정은 MSD를 사용하였고, NBS 75KL(NIST/EPA/ MSDC)의 mass spectmmel 기준자료와 비교 분석하여 각각의 휘발성 성분을 동정하였다, MSD의 작동조건으로 ion source 280℃, ionization voltagee 70 eV, mass sea口의 범 위 (mass/charge)Tr 20300 日.m.
대상 데이터
- GC에 주입 된 총 휘발성 성 분은 GC-MSD에 의해 분리 , 동 정하였고, GC 오븐과 mass selective detector(MSD, Hewlett Packard 5972, Avondale, USA)의 작동 조건은 다음과 같다- GC 오븐의 온도 조건은 초기온도 3俨C에서 5분간 머무른 다음 분당 3℃씩 승온하다가 200“C에서 5분간 머물렀다. Column 은 HP-5(30 mX0.25 Rm x 032 mm)를 사용하였다. 휘 발성 성 분의 동정은 MSD를 사용하였고, NBS 75KL(NIST/EPA/ MSDC)의 mass spectmmel 기준자료와 비교 분석하여 각각의 휘발성 성분을 동정하였다, MSD의 작동조건으로 ion source 280℃, ionization voltagee 70 eV, mass sea口의 범 위 (mass/charge)Tr 20300 日.
- 본 실험에 사용된 재료는 Pinus I切is派)厂“(2엽송) 1년생 으로 부산 근교에서 4월 초순경에 채취한 것이며, 가치, 잎, 새순 부분으로 구분하고, 각각 10 g씩 을 I cm 크기로 균일하 게 절단하여 시 료병 (4.。cm diameter X 4.5 cm height) 에 넣 어 고무마개와 알루미 늄 캡으로 밀봉하여 냉동고에 보관하 면서 실험에 사용하였다.
성능/효과
- Terpenoid 종류의 화합물은 신선한 숲의 향을 이루는 휘발성 성분인데, 솥의 휘 발성 성 분 중에 대부분을 차지 하는 것은 terpenes으 로 크게 limoiwWCioH頂)과 같은 hydrocarbonse의 구조를 한 것과 geraniol(CioHED)과 같온 산소를 함유하고 있는 oxygenated 으로 나눌 수 있다(13). SPME를 이용한 솔 의 휘 발성 성 분을 hydn旧a과)ons과 成色d 1흐rpmes으로 나누어 살펴보면, 먼저 잎의 경우는 각각 925%오+ 1.0%로 나 타났고, 새순부위에서는 92.1%와 4.7%, 가지의 경우는 95.0% 와 3.7%를 나타내고 있었다. 본 연구에서 분리 - 동정 된 hydrocarbonse- monoterpenese sesQuiterpenes6] 주를 이루었 는데, 먼저 monoterpenes—] 함량을 부위별로 살펴보면, 새순 과 가지의 경우는 90.
- 1%, bornyl acetate 33%의 순으로 나타났다, 새순과 가지 부위 는 솔잎과 달리 산소를 함유하고 있는 bornyl acetate가 포함되어 쳐 있 었고, 나머지 성 분들은 모두 mem坨rpenes인 것으로 나타났다. SPME를 이용한 휘발성 성분의 분석결과는 전보(7)에서 n-hexar比을 이용한 추출결과와 비슷한 경향을 나타내었고, 실험에 사용한 시료의 양이 반으로 감소한데 비하여 결과치 는 대부분의 성분들이 2배 이상 높았다. 이는 용매로 인한 농축과정에서 의 휘밭성 성분의 손실과 GC에 주입 시 고온의 injector에서의 휘발성 성분의 손실이 줄어든 것에 기인한 것으로 생각된다.
- 7% 를 각각 차지하였다. SPME의 결과는 이전의 용매추출을 통한 결과와 다소 비슷한 양상을 보였으며, DHA의 결과는 100 ℃ 이상의 고비 점 화합물들이 나타나지 않은 반면, 50℃이하의 저비점 화합물이 15개 더 분리되었다.
- 2%를 차지하는 것으로 나타났다. Sesquiter- penes의 함량은 SPME의 경우 잎에서 25.8%, 가지 4.4%, 새 순 1.5%로 나타났고, DHA의 결과에서는 전혀 나타나지 않 거나, 아주 낮게 나타났다. 산소를 함유하고 있는 terpenes의 함량은 새순 부위가4-7%, 79.
- 2%로 나타났다. Sesquiterpenes의 함량은 SPME의 결과에서만, 잎이 25.8%, 가지 4.4%, 새순 1.5%로 나타났다. 산소를 함유 하고 있는 terpenes의 함량은 새순 부위가 4.
- 8%, P-caryophyllene 46%의 순이었다. f-Pinene, camphene, limonene 은 monoterpenesel 일종이고, germacrene D와 p-caryoph- yll母比은 s啓quiterp仁口啓이다言 새순 부위 에서는 limonem이 51.0%로 전체 휘발성 성분 중 반을 차지하였고, 다음은 camphene6] 22.3%, P-pinene 7.0%, P-myrcene 6.1%, bornyl acetate 33%의 순으로 나타났다, 새순과 가지 부위 는 솔잎과 달리 산소를 함유하고 있는 bornyl acetate가 포함되어 쳐 있 었고, 나머지 성 분들은 모두 mem坨rpenes인 것으로 나타났다. SPME를 이용한 휘발성 성분의 분석결과는 전보(7)에서 n-hexar比을 이용한 추출결과와 비슷한 경향을 나타내었고, 실험에 사용한 시료의 양이 반으로 감소한데 비하여 결과치 는 대부분의 성분들이 2배 이상 높았다.
- 7%의 순2로 나타났고, 새순 부위 에서는 솔잎과 마추! 가지로 4-(1, 1 -dimethyletliyl)-benzenemethanol 성분이 56.5 %의 가장 높온 조성비를 나타내었으며, bornyl acetate?} 21, 7%, borneol 0.8%, P-myrcene 0.4%, 7-terpinene 0.2%를 나타내 어 새 순에서 의 휘 발성 성 분 조성 비 는 다른 부위에 비해 성 분들간의 격 차가 아주 큰 것을 알 수 있었다. 가지 부위 에서는 솔잎과 새 순부위와는 달리 bornyl acetate/} 37.
- 2%를 나타내 어 새 순에서 의 휘 발성 성 분 조성 비 는 다른 부위에 비해 성 분들간의 격 차가 아주 큰 것을 알 수 있었다. 가지 부위 에서는 솔잎과 새 순부위와는 달리 bornyl acetate/} 37.7% 로 가상 우위를 차치하였으며, 4-(l, l-dimethylethyl)-ben- zenemethanol 32.3%, 7 -terpinene 0.7%, B-myrcene 0.5%, borneol 0.4%의 순으로 나타났다- 이처럼 세 부위 모두에서 조성비가 높은 성분들의 종류가 같은 것으로 나타났고, monoterpenes y-terpinene과 8-myrcene의 상대적 조성비가 새순과 가지 부위에서는 아주 낮게 나타났다.
- S9& borneol 0.7%의 순2로 나타났고, 새순 부위 에서는 솔잎과 마추! 가지로 4-(1, 1 -dimethyletliyl)-benzenemethanol 성분이 56.5 %의 가장 높온 조성비를 나타내었으며, bornyl acetate?} 21, 7%, borneol 0.8%, P-myrcene 0.
- SPME와 DH狄의 결과를 terpenes의 구성 성분에 따라 monoterpenes, sesquiterpenes, oxygenated terpenes으로 나누어 조성 비 를 Table 3에 나타내었다. 두 가지 의 headspace 법을 비교하면, monoterpenes의 조성은 잎의 경우가 각각 66.7%와 143%를 차지하였고, 새순은 90.6%와 0.7%, 가지 에 서는 90.6%와 1.2%를 차지하는 것으로 나타났다. Sesquiter- penes의 함량은 SPME의 경우 잎에서 25.
- 앞부분에서 언급한 SPME외 결과 에서는 hydrocarbons이 90%이상을 차지하고 있었던 것과는 현저 하게 다른 경향을 나타내 었으며 , hydn父arbons의 구성 성분 또한 전혀 다른 결과를 보이고 있었다. 먼저 monoter- penesel 함량을 부위별로 살펴보면 잎의 경우는 14.3%를 차 지 하였고, 가지 부위는 1.2%였고, 새순 부위는 (17%를 차지 하는 반면, sesquitspR*도의 함량은 잎과 가지, 새순 부위 모 두에서 나타나지 않았다. 그러나 산소를 함유하고 있는 ter- 四ws의 함량은 새순 부위 가 79.
- 7%를 나타내고 있었다. 본 연구에서 분리 - 동정 된 hydrocarbonse- monoterpenese sesQuiterpenes6] 주를 이루었 는데, 먼저 monoterpenes—] 함량을 부위별로 살펴보면, 새순 과 가지의 경우는 90.6%로 거의 대부분을 차지하고 있었고, 잎의 경우는 66.7%를 나타내 었다- Sesquiterpenes-^ 함량은 잎이 238%, 가지 4.4%로 나타났으며, 새순은 1.5%로 가장 낮게 나타났다. 솔잎온 ]nonoterp母lew과 sesquiterpenes—] 비율이 약 2.
- 5%로 나타났다. 산소를 함유 하고 있는 terpenes의 함량은 새순 부위가 4.7%, 79.0%로 나 타났으며, 가지 부위는 3.7%와 70.4%, 잎에서 1.0%와 50.7% 를 각각 차지하였다. SPME의 결과는 이전의 용매추출을 통한 결과와 다소 비슷한 양상을 보였으며, DHA의 결과는 100 ℃ 이상의 고비 점 화합물들이 나타나지 않은 반면, 50℃이하의 저비점 화합물이 15개 더 분리되었다.
- 5%로 나타났고, DHA의 결과에서는 전혀 나타나지 않 거나, 아주 낮게 나타났다. 산소를 함유하고 있는 terpenes의 함량은 새순 부위가4-7%, 79.0%로 나타났으며, 가지 부위는 3.7%와 70.4%, 잎에서는 1.0%와 50.7%를 각각 차지하였다. 일반적으로 대부분의 식물체에서 얻어진 terpenes을 함유하고 있는 essential oils에 있어서 독특한 향에 영향을 미치는 것은 alcohol 또는 ester 등을 포■함하는 oxygenated terpenes
- 4%를 나타내고 있었다. 앞부분에서 언급한 SPME외 결과 에서는 hydrocarbons이 90%이상을 차지하고 있었던 것과는 현저 하게 다른 경향을 나타내 었으며 , hydn父arbons의 구성 성분 또한 전혀 다른 결과를 보이고 있었다. 먼저 monoter- penesel 함량을 부위별로 살펴보면 잎의 경우는 14.
- 이것으로 보아 oxygenated terpenese purge & trap에 의한 Tenax column에 포집 되는 정도가 아주 뛰어난 것으로 판단된다. 전술한 바와 같이 Fig. 1과 Fig. 2를 비교해 보면, 같은 headspace법을 이용하였 는데도 SPME와 DHA의 분석 방법에 따른 결과가 현저하게 다르다는 것을 알 수 있었다. SPME의 결과를 나타낸 Fig.
후속연구
- 다시 말하면, SPME장치를 이용하여 분석 하였을 때는 sesquiter- penes과 같은 100℃ 이상의 고비점 화합물들이 나타났었는 데, Tenax column이 장치되어 있는 DHS를 이용한 결과에서 는 germacrene D는 purge & trap장치 의 Tenax cohimn으로 분리할 수 없으나 용매 추출에 의해 분리되어질 수 있다는 연구보고(16)와 일치하는 것■으로 나타났다. DHA의 결과에서 나타난 50℃ 이하의 저비첨 화합물, 즉 monoterpenes이하의 분자량을 가지는 성 분들에 대해서는 더 많은 연구가 이루어져야 하며, headspace법에 의한-솔향 분석은 솔향의 품질 개선을 위한 기 초자료로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.
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