차잎의 초기 성장 시기 동안 lipoxygenase 활성 및 휘발성 향기성분의 변화 Changes in Lipoxygenase Activity and Volatile Compounds of Fresh Tea Leaves During Early Growing Season원문보기
Lipoxygenase는 녹차의 전체적인 품질에 영향을 미치는 "신선하고 풋풋한 풀 향기(green odor)" 향기특성을 가지는 $C_6-alcoho$과 $C_6-aldehyde$ 등 $C_6$화합물을 생성시키는데 관여하는 효소로서 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 녹차잎의 초기 성장기간인 4뭘 4에서 15일까지 12일 동안에 매일 채엽한 녹차잎의 lipoxygenase 활성을 측정하고, 이에 따른 $C_6$화합물 및 terpene 등 휘발성 향기성분을 분석하여 수확 날짜에 따른 효소 활성과 녹차잎의 중요한 휘발성 향기성분의 변화를 살펴보았다. 효소활성의 측정은 linoleic acid를 기질로 한 흡광도 측정방법을 사용하였고, 휘발성 향기성분은 Solid Phase MicroExtraction (SPME) 방법으로 휘발성 향기성분을 포집한 후에 GC또는 GC-MS를 이용해 분석하였다. 실험 결과, 초기 녹차 잎 성장기간 동안 lipoxygenase 활성과 $C_6$화합물의 함량은 서로 비례하여 증가 또는 감소하였고, 이러한 변화는 당일의 온도변화와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, 온도가 증가함에 따라서 향기성분의 양도 증가하였으며, 너무 이른 시기에 채엽한 시료는 향기 성분이 매우 적은 것으로 나타났다. 본 연구로부터 "신선한 풀향기"와 "향긋한 꽃향기 (floral)" 등 녹차향 품질에 중요한 영향을 미치는 향 화합물들이 녹차의 초기 채엽기간 중에 어떻게 변화하는지에 대해서 확인 할 수 있었으며, 향기품질이 우수한 녹차를 제조하기 위해서는 생엽 성장 기간동안의 향기성분변화를 이해하는 것이 중요하다는 것을 확인하였다.
Lipoxygenase는 녹차의 전체적인 품질에 영향을 미치는 "신선하고 풋풋한 풀 향기(green odor)" 향기특성을 가지는 $C_6-alcoho$과 $C_6-aldehyde$ 등 $C_6$화합물을 생성시키는데 관여하는 효소로서 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 녹차잎의 초기 성장기간인 4뭘 4에서 15일까지 12일 동안에 매일 채엽한 녹차잎의 lipoxygenase 활성을 측정하고, 이에 따른 $C_6$화합물 및 terpene 등 휘발성 향기성분을 분석하여 수확 날짜에 따른 효소 활성과 녹차잎의 중요한 휘발성 향기성분의 변화를 살펴보았다. 효소활성의 측정은 linoleic acid를 기질로 한 흡광도 측정방법을 사용하였고, 휘발성 향기성분은 Solid Phase MicroExtraction (SPME) 방법으로 휘발성 향기성분을 포집한 후에 GC또는 GC-MS를 이용해 분석하였다. 실험 결과, 초기 녹차 잎 성장기간 동안 lipoxygenase 활성과 $C_6$화합물의 함량은 서로 비례하여 증가 또는 감소하였고, 이러한 변화는 당일의 온도변화와 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 즉, 온도가 증가함에 따라서 향기성분의 양도 증가하였으며, 너무 이른 시기에 채엽한 시료는 향기 성분이 매우 적은 것으로 나타났다. 본 연구로부터 "신선한 풀향기"와 "향긋한 꽃향기 (floral)" 등 녹차향 품질에 중요한 영향을 미치는 향 화합물들이 녹차의 초기 채엽기간 중에 어떻게 변화하는지에 대해서 확인 할 수 있었으며, 향기품질이 우수한 녹차를 제조하기 위해서는 생엽 성장 기간동안의 향기성분변화를 이해하는 것이 중요하다는 것을 확인하였다.
Lipoxygenase is the enzyme responsible for the formation of $C_6$-alcohols and $C_6$-aldehydes ($C_6$-compounds), which are well blown contributors to various types of 'green odor' In green tea. Changes in lipoxygenase activity and volatile compounds of green tea lea...
Lipoxygenase is the enzyme responsible for the formation of $C_6$-alcohols and $C_6$-aldehydes ($C_6$-compounds), which are well blown contributors to various types of 'green odor' In green tea. Changes in lipoxygenase activity and volatile compounds of green tea leaves were monitored daily during early growing season. The enzyme activity was spectrophotometrically measured using linoleic acid as a substrate. The volatile compounds were extracted through Solid Phase Micro-Extraction, and were subjected to GC and GC-MS analyses. Results showed that lipoxygenase activity and levels of $C_6$-compounds concomitantly increased or decreased during the early growing season, probably caused by the fluctuation in the daily temperature; increase in temperature led to the increase in enzyme activities and $C_6$-compound levels, whereas leaves plucked too early had low volatile compound levels. In this study, optimum plucking time of tea leaves for the production of high quality green tea with a wellbalanced aroma was determined.
Lipoxygenase is the enzyme responsible for the formation of $C_6$-alcohols and $C_6$-aldehydes ($C_6$-compounds), which are well blown contributors to various types of 'green odor' In green tea. Changes in lipoxygenase activity and volatile compounds of green tea leaves were monitored daily during early growing season. The enzyme activity was spectrophotometrically measured using linoleic acid as a substrate. The volatile compounds were extracted through Solid Phase Micro-Extraction, and were subjected to GC and GC-MS analyses. Results showed that lipoxygenase activity and levels of $C_6$-compounds concomitantly increased or decreased during the early growing season, probably caused by the fluctuation in the daily temperature; increase in temperature led to the increase in enzyme activities and $C_6$-compound levels, whereas leaves plucked too early had low volatile compound levels. In this study, optimum plucking time of tea leaves for the production of high quality green tea with a wellbalanced aroma was determined.
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문제 정의
현재까지 1년 중 계절별 또는 월별로 lipoxygeanse의 활성을 측정한 보고는 있었으나, 고급녹차를 제조하기 위한 짧은 기간 동안에 매일 변화하는 효소의 활성 측정 및 이에 따른 C6 화합물과 terpene 의 변화에 대한 연구는 없었다. 따라서, 본 연구에서는 초기 성장 시기에 매일 수확한 고급 녹차를 제조하기 위한 녹차잎의 lipoxygenase 활성을 측정하고, 이에 따른 C&-화합물 및 terpenes 등 휘발성 향기성분 분석하여 수확날짜에 따른 효소와 휘발성 향기성분의 변화를 살펴보았다.
제안 방법
Lipoxygenase 활성도 측정. Lipoxygenase의 효소활성 측정은 조 등13,14)이 콩의 lipoxygenase 활성 측정시 사용한 방법을 기본으로 하여 녹차잎의 효소활성 측정에 적합하도록 변형하여 사용하였다. 즉, 생엽 2.
5 pm, J&W, Folsom, CA, USA)을 사용하였고, 초기 오븐 온도는 4℃에서 2분간 유지한 후에 5℃/min씩 상승시켜 최종온도 2301에서 5분간 유지하였다. 분리된 휘발성 성분의 동정을 위해 GC(HP-6890) 와 연결된 mass spectrometer(HP 5973, Hewlett-Packed, Palo Alto, CA, USA)를 사용하였고, 분리용으로 사용한 column(HP-l, 30 mX 0.32 mm IDX 0.25 |im, USA) 이외의 모든 분석 조건은 GC 분석 조건과 동일하였다. MS의 이온화는 70 eV에서 수행하였다.
0 g을 넣은 후, 40℃의 항온수조에서 SPME fiber (75 Jim Carboxen/Polydimethylsiloxane, Supelco, Bellefonte, PA, US A) 를 vial 의 headspace 에 고정시켜서 30분간 휘발성 화합물을 흡착한 후, fiber에 흡착된 수분 제거를 위해 silica가 담긴 vial에 SPME fiber를 5분간 노출하였다. 수분 제거 후, FID가 설치된 GC(HP-6890, Hewlett-Packed, USA)의 주입구에 SPME f* iber 넣어 5분간 휘발성 향기성분을 탈착시켜 분석하였다. 분리용 DB-1 column(30 m X 0.
Lipoxygenase 활성도의 변화. 일반적으로 국내에서는, 4월 초부터 첫 수확이 시작되는 시기에 제조된 녹차는 가장 고품질의 녹차로 인정되고 있으므로, 본 실험에서는 현재 우리나라의 녹차 재배지 중 가장 위도가 낮아 차 수확시기가 가장 빠른 제주도의 도순다원에서 생육된 차잎을 4월 초, 매일 채엽하여 Upoxygenase 활성을 측정하였다. Fig.
얻어낸 상징액 중 20 B에 1 ml의 solution I을 첨가하고 15분 동안 반응시킨 후, 이 반응액에 solution II와 III를 각각 300㎕씩 첨가하여, 반응 1시간 후 분광광도계를 이용하여 540nm에서 흡광도를 측정하였다. 최적의 발색 반응 조건을 확인하기 위하여, buffer는 pH 7.0, 9.0에서, 상징액은 10-80 ㎕, solution II와 HI는 100~400|H 범위에서 시간에 따른 흡광도의 변화를 측정하였다.
대상 데이터
Solution Ⅱ는 5mZ의 포화 KI 용액을 15% acetic acid 100 m/에 혼합하였고, solution HI는 l%(w/v) starch 용액을 사용하였다. 모든 시약은 Sigma사 제품을 사용하였으며 , 시료와 용액은 사용 시까지 냉동보관 하였다.
재료 및 시약. 차생엽은 제주도에 있는 장원산업의 도순다원에서 2001년 4월 4일부터 15일까지 매일 오전 9시에서 10시 사이에 채엽하였으며 , 약 100 g 정도의 차잎(Camellia sinensis L. var. Yabukita)을 손으로 채엽한 후, 알루미늄 파우치에 넣고 진공포장하여 냉동보관 하였다. 채집 기간에 비는 오지 않았으며, 매일의 평균 온도를 기록하였다.
이론/모형
서론에서 이미 언급하였듯이, lipoxygenase는 차잎내에 존재하여 oc-linolenic acid를 기질로 하여 녹차의 “신선한 풀향기”에 중요한 역할을 하는-화합물을 만들어낸다. 차잎의 lipoxygenase의 활성 정도에 따라 C& 화합물의 생성량이 달라질 수 있다는 보고에 따라,⑺ 이를 조사하기 위해 녹차 생엽의 휘발성 향기성분을 SPME-GC법을 이용하여 측정하였다. Fig.
채집 기간에 비는 오지 않았으며, 매일의 평균 온도를 기록하였다. 효소활성도 측정에 사용한 시약은 조 등13)의 방법에 준하여 0.1 M, pH 7.0의 Tris buffer(Sigma Chemical Co., USA)를 제조하였으며, solution I은 0.1 M, pH 9.0의 Tris buffer에 0.1%(w/w) Tween 20과 2mM Hnoleic acid를 잘 혼합 후 첨가하였다. Solution Ⅱ는 5mZ의 포화 KI 용액을 15% acetic acid 100 m/에 혼합하였고, solution HI는 l%(w/v) starch 용액을 사용하였다.
성능/효과
4에 나타나 있다. Terpene 화합물의 증가 경향은 C6-화합물에 비해 적은 양이므로 C&-화합물과 같은 채엽일에 따른 뚜렷한 변화는 없었으나 비교적 완만하게 증가함을 볼 수 있었다 . 대략 4월 4일부터 11일까지의 채엽시기 동안 차향미의 중요한 성분인 terpene류와 Cq화합물 중에서 terpene류의 함량 변화는 -화합물보다는 차이가 적었으나, C&-화합물은 상당히 변화함을 알 수 있었고, 이는 10일을 전후로 하여 생엽으로부터 제조한 차의 품질 또한 달라질 수 있다는 것을 시사한다.
Terpene 화합물의 증가 경향은 C6-화합물에 비해 적은 양이므로 C&-화합물과 같은 채엽일에 따른 뚜렷한 변화는 없었으나 비교적 완만하게 증가함을 볼 수 있었다 . 대략 4월 4일부터 11일까지의 채엽시기 동안 차향미의 중요한 성분인 terpene류와 Cq화합물 중에서 terpene류의 함량 변화는 -화합물보다는 차이가 적었으나, C&-화합물은 상당히 변화함을 알 수 있었고, 이는 10일을 전후로 하여 생엽으로부터 제조한 차의 품질 또한 달라질 수 있다는 것을 시사한다. 본 연구에서는 진행되지 않았으나, 실제 채엽 날짜에 따른 생엽을 같은 조건에서 녹차로 제조하였을 때 그 향미의 변화를 조사한다면, lipoxygenase 활성이 녹차제품 품질에 미치는 영향을 알 수 있을 것이고, 또한 결과에서 나타나듯이 이러한 lipoxygenase 활성 변화에 따른 -화합물의 변화가 녹차 제품의 향미에 영향을 미칠 것으로 판단된다.
3). 또한 lipoxygenase 활성은 온도 등의 환경적 영향을 받아 9일 이후 한차례 감소하였는데, 가장 변화가 크게 나타난 이 세 종류의 C6-화합물도 같은 경향을 나타내 lipoxygenase 활성 정도에 따라 C&-화합물의 생성 정도가 달라진다는 것을 보였다. 초기 성장 시기의 lipoxygenase 활성도와 C&-화합물과 terpene 화합물의 총량에 대한 변화는 Fig.
후속연구
현재까지 채엽시기를 결정하는 여러 가지 요건 중 특별히 lipoxygenase 활성을 고려하지 않던 것이 현실이나 lipoxygenase는 녹차 고유의 “신선한 풀향기"를 갖게 하는 중요한 인자로 볼 수 있다. 따라서, 채엽시기 결정에 지금까지 이용해 온 방법 이외에 이러한 lipoxygenase 활성 정도와 녹차의 중요한 향기성분의 양을 고려하는 것이 중요할 것이며, lipoxygenase 활성과 기존 채엽시기 결정 방법과의 관계성을 정립하여 보다 객관성 있는 지표를 찾는다면, 최적 채엽 시기의 결정에 도움을 줄 수 있다고 사료된다.
대략 4월 4일부터 11일까지의 채엽시기 동안 차향미의 중요한 성분인 terpene류와 Cq화합물 중에서 terpene류의 함량 변화는 -화합물보다는 차이가 적었으나, C&-화합물은 상당히 변화함을 알 수 있었고, 이는 10일을 전후로 하여 생엽으로부터 제조한 차의 품질 또한 달라질 수 있다는 것을 시사한다. 본 연구에서는 진행되지 않았으나, 실제 채엽 날짜에 따른 생엽을 같은 조건에서 녹차로 제조하였을 때 그 향미의 변화를 조사한다면, lipoxygenase 활성이 녹차제품 품질에 미치는 영향을 알 수 있을 것이고, 또한 결과에서 나타나듯이 이러한 lipoxygenase 활성 변화에 따른 -화합물의 변화가 녹차 제품의 향미에 영향을 미칠 것으로 판단된다.
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