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문제 정의
- 또한 온혈 동물에 투입하면 혈압 강하의 효과가 있으며(23), 유리 라디칼 소거능 및 항산화 효과에 대해서도 보고된 바 있다(3, 4). 본 연구에서는 다양한 생리적 기능성 외에 우리 국민에게 친숙한 향기를 지닌 냉이를 대상으로 식용 부위에 따른 향기 성분을 SDE 및 SPME 방법으로 동시 분석하여 우리나라 고유 방향성 식물자원의 보다 효과적인 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.
- 본 연구에서는 다양한 생리적 기능성 외에 우리 국민에게 친숙한 향기를 지닌 냉이를 대상으로 식용부위에 따른 향기성분을 SDE 및 SPME 방법으로 동시분석하여 우리나라 고유 방향성 식물자원의 보다 효과적인 활용을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. SDE 방법으로 포집한 정 유 성분과 SPME 방법으로 추출한 headspace 성분간에는 상당한 차이를 보였는데, 정유에는 headspace 성분보다 상대적으로 탄화수소의 함량이 적었고, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 및 유기산류의 함량이 높았다.
제안 방법
- 동결건조된 냉이 뿌리와 잎의 휘발성 향기 성분 분석을 위하여 SPME 방법으로 headspace를 추출하였다. 각각의 시료 2 g을 vial(Supelco Inc., Bellefonte, PA, USA)에 넣은 후 aluminum cap으로 잘 밀봉하고 100 μm PDMS-DVB fiber(Supelco Inc., Bellefonte, PA, USA)를 주입한 후 30℃에서 40분간 headspace를 포집하여 GC-MS에 주입한 후 분석하였다. GC-MS는 Agilent 6890 Series GC System/ Agilent 5973N MSD를 사용하였고 columne HP-6MS(30 tn x 0.
- 본 실험에 사용된 냉이는 2004년 강원도 춘천 노지에서 채취한 것으로 구입한 후 식물학적 확인을 거쳐 사용되었다. 냉이는 잎과 뿌리로 나누어 분석에 이용하였다. 냉이의 향신료로서의 이용을 도모하기 위해 시료의 일부를 동결건조하여 headspace 분석시료로 하였다.
- 냉이는 잎과 뿌리로 나누어 분석에 이용하였다. 냉이의 향신료로서의 이용을 도모하기 위해 시료의 일부를 동결건조하여 headspace 분석시료로 하였다. 동결건조는 Microprocessor controlled freeze-dryer FD5510(Ilshin Lab Co.
- 냉이의 향신료로서의 이용을 도모하기 위해 시료의 일부를 동결건조하여 headspace 분석시료로 하였다. 동결건조는 Microprocessor controlled freeze-dryer FD5510(Ilshin Lab Co., Ltd., Yangju, Korea)를 사용하였으며, -55℃(130 mT)에서 잎은 4일, 뿌리는 3일간 동결건조하여 분쇄한 후 60 mesh 체로 여과한 분말을 시료로 하였다.
- 신선한 냉이는 잎과 뿌리로 분리하여 각각 총 600g을 사용하였다. 시료 300 g에 증류수 1.2 L를 사용하여 Litens- Nickerson의 동시 연속 수증기 증류 추출장치의 개량형인 SDE 방법(14)으로 2회 연속 증류하였다. 추출 용매로는 ether(99.
- , Korea)를 통하여 4。(3의 냉수를 공급하면서 정유 성분을 얻었다. 추출 후 용매 층만을 분리하여 무수 황산나트륨을 넣고 4。(?에서 24시간 탈수시킨 후 여과하여 37℃ 상압 하에서 -1℃ 냉각수를 공급하며 회전식 진공 농축기로 농축한 후 질소 가스를 이용하여 용매를 제거하여 GC 및 GC-MS 분석 시료로 하였다.
대상 데이터
- , Bellefonte, PA, USA)를 주입한 후 30℃에서 40분간 headspace를 포집하여 GC-MS에 주입한 후 분석하였다. GC-MS는 Agilent 6890 Series GC System/ Agilent 5973N MSD를 사용하였고 columne HP-6MS(30 tn x 0.25 mm i.d. x 0.25 pm film thiskness, Agilent, USA)을 사용하였으며 SPME fiber를 GC-MS에 주입 후 2분간 탈착시켰다.
- 본 실험에 사용된 SPM如 Uber 및 흡착 및 탈착을 포한한 분석 조건은 선행 실험에서 수행된 방향^물 headspace 분석을 위한 다양한 SPME fiber 특성 연구 결과(17-19)를 참고하여 polydimethylsiloxane-di vinylbenzene (PDMS- DVB) 으 로 선정하였다.
- 본 실험에 사용된 냉이는 2004년 강원도 춘천 노지에서 채취한 것으로 구입한 후 식물학적 확인을 거쳐 사용되었다. 냉이는 잎과 뿌리로 나누어 분석에 이용하였다.
- 사용된 GC는 Agilent 6890N gas chromatograph이었고 HP-6MS(30 m x 0.25 mm i.d. x 0.25 ym film thiskness, Agilent, USA) fused-silica capillary column 및 flame ionization detector를 이용하였다. GC는 50。(2에서 5분간 유 지시킨 후 분당 3。(2로 승온하여 240℃에서 10분간 유지하였다.
- 성분 동정을 위한 GC-MS 분석은 Agilent 6890 GC에 연결된 Agilent 5973N MSD를 사용하였고 carrier gas로는 He gas를 0.8 mL/min의 속도로 흘려보냈다. Ionization voltage는 70 eV이었고, splitless mode로 분석하였다.
- 2 L를 사용하여 Litens- Nickerson의 동시 연속 수증기 증류 추출장치의 개량형인 SDE 방법(14)으로 2회 연속 증류하였다. 추출 용매로는 ether(99.9% purity, J.T. Baker Co., USA)와 n-pentane(99.9% purity, J.T. Baker Co., USA)을 1:1 부피의 비로 125 mL를 사용하여 2시간 동안 추출하였다. 이때 냉동 순환 수조 (D.
데이터처리
- 컬럼 은 GC에 사용하였던 것과 동일한 것을 사용하였고 그 외의 분석 조건도 동일하였다. 향기 성분은 GC 분석 결과 얻어진 크로마토그램과 GC-MS 상의 mass spectrum을 토대로 Wley 275 Library를 사용하여 비교 동정하였고 GC 크로마토그램에서 구한 retention time과의 비교 및 문헌 비교를 통해 이루어졌다.
이론/모형
- 동결건조된 냉이 뿌리와 잎의 휘발성 향기 성분 분석을 위하여 SPME 방법으로 headspace를 추출하였다. 각각의 시료 2 g을 vial(Supelco Inc.
성능/효과
- 동결건조 냉이 잎의 headspace에는 뿌리에서보다 알코올의 함량이 높게 확인되었다. 1, 8-cine이의 경우 정유 성분에서보다 headspace에 그 함량이 높았는데 잎에서는 0.69%, 뿌리에서는 0.74% 확인되었다. Nealid이은 온화한 꽃향 및 나무향 을 나타내는데 이외에 약간의 green-note 및 꿀, 사과 장미 및 citrus 과실의 향기를 부여하는 성분으로 headspace에서 는 미량 확인되었다.
- SDE 방법으로 신선한 냉이의 잎과 뿌리의 정유를 추출하여 휘발성 성분을 분석한 결과 각각 72종 및 68종의 성분이 확인되었다(Table 1). 냉이 잎에서 28종의 탄화수소류 (peak area % 8.
- 본 연구에서는 다양한 생리적 기능성 외에 우리 국민에게 친숙한 향기를 지닌 냉이를 대상으로 식용부위에 따른 향기성분을 SDE 및 SPME 방법으로 동시분석하여 우리나라 고유 방향성 식물자원의 보다 효과적인 활용을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. SDE 방법으로 포집한 정 유 성분과 SPME 방법으로 추출한 headspace 성분간에는 상당한 차이를 보였는데, 정유에는 headspace 성분보다 상대적으로 탄화수소의 함량이 적었고, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 및 유기산류의 함량이 높았다. 특히 phytol 잎의 정유에서, ethyl acetate는 뿌리의 정유에서 상당이 높게 확인되었다.
- SPME 방법으로 냉이의 잎과 뿌리를 분리하여 headspace 성분을 분석한 결과 각각 38 및 33종의 성분이 확인되었다 (Table 1). 냉이 잎에서 18종의 탄화수소류(44.
- n-Hexanale 식물체를 절단하였을 때 풍겨 나는 풀 내음을 주는데, 주로 세포벽을 구성하는 linoleic acid 및 linolenic acid로부터 lipoxygenase에 의한 작용으로 생성되는 성분으로서 어유에서는 off-flavor에 영향을 미치는 성분으로 알려져 있다(25). n-Hexanal의 함량은 냉이의 잎보다 뿌리 부위에서 높았으며, 온화한 과실 향과 꽃 향을 내는 B-cyclocitrale 잎에서만 확인되었다. 알데히드류중 tetradecanal의 함량이 많았는데 뿌리에서 2.
- 냉이의 정유성분에 는 알코올류와 유기산류의 함량이 특히 높은 것으로 확인되었으며, 이는 phytol 과 1, 2-benzenedicarboxylic acid 에 기 인하였다. 냉이 headspace에는 다량의 탄화수소류가 함유되어 있었고, 에스테르류 및 유기산류의 함량을 미량으로 확인되었다.
- SPME 방법으로 냉이의 잎과 뿌리를 분리하여 headspace 성분을 분석한 결과 각각 38 및 33종의 성분이 확인되었다 (Table 1). 냉이 잎에서 18종의 탄화수소류(44.02%), 3종의 알데히드류(6.3%), 3종의 케톤류(2.25%), 9종의 알코올류 (12.02%), 2종의 에스테르류(1.54%), 기타 3종(4.367%)의 성분이 확인되었고, 뿌리에서는 16종의 탄화수소류 (56.98%), 2종의 알데히드류(trace), 1종의 케톤류(1.95%), 9종의 알코올류(2.64%), 3종의 에스테르류(1.67%), 및 기타 2종의 성분(6.29%)이 확인되었다.
- SDE 방법으로 신선한 냉이의 잎과 뿌리의 정유를 추출하여 휘발성 성분을 분석한 결과 각각 72종 및 68종의 성분이 확인되었다(Table 1). 냉이 잎에서 28종의 탄화수소류 (peak area % 8.20), 4종의 알데히드류(1.77%), 6종의 케톤류 (7.75%), 16종의 알코올류(21.12%), 4종의 에스테르류 (49.07%), 8종의 유기산류(28.22%) 및 기타 6종(2.47%)의 성분이 확인되었고 뿌리에서는 26종의 탄화수소류(6.69%), 2종의 알데히드류(2.79%), 6종의 케톤류(8.73%), 17종의 알코올류(20.94%), 4종의 에스테르류(15.24%), 6종의 유기산류(8.09%) 및 기타 7종의 성분(4.69%)이 확인되었다.
- 냉이 잎에서는 확인된 테르펜계 탄화수소류는 a- 및 Q -pinenes, myrcene, limonene, P-phellandrene, Y-terpinene, terpinolene, a-copaene, P-bisabolene, P-copaene 및 elemene 으로 모두 소량 함유된 것으로 확인되었다. a- 및 epinene들 은 향료 산업에서 중요한 물질 중의 하나로 마른 나무 및 소나무 향에 기여하며, limonenee 오렌지 및 레몬과 같은 citrus 계 과실의 주요 향기 성분으로 알려져 있으며, 신선한 향을 부여하는 성분으로 당근이나 박하의 정유에도 상당량 함유된 것으로 알려져 있다(24).
- 이 성분은 풋내를 부여하는 특성을 지니며 뿌리에서는 미량 확인되었다. 냉이 잎의 headspace에서 케톤류 중 a -ionone이 0.98%, ©ionone이 1.95% 확인되었다. 동결건조 냉이 잎의 headspace에는 뿌리에서보다 알코올의 함량이 높게 확인되었다.
- 냉이 특유의 향기에 기여하리라 추정되는 함유황 화합물은 정유에서 높게 나타났다. 냉이의 정유성분에 는 알코올류와 유기산류의 함량이 특히 높은 것으로 확인되었으며, 이는 phytol 과 1, 2-benzenedicarboxylic acid 에 기 인하였다. 냉이 headspace에는 다량의 탄화수소류가 함유되어 있었고, 에스테르류 및 유기산류의 함량을 미량으로 확인되었다.
- 기타 성분 중 furan류는 headspace에서는 확인되지 않았고 정유에서만 확인되었는데, ethyl furane 강력한 ether 향 및 탄 냄새를 연상시키는 물질로 커피 및 카라멜의 향을 내고자 할 때 이용되는 성분이다(24). 냉이의 특징적인 향에 기여할 수 있는 함유황 화합물들도 확인되었는데, dimethyl trisulfide가 잎과 뿌리에 각각 1.49 및 1.85%, dimethyl disulfide가 각각 0.41 및 1.55% 함유되어 있었다. 확인된 휘발성 함유황 화합물 중 dimethyl disulfide(CH3-S-S-CH3)는 감자, 마늘, 코코아 및 rutabaga 등에서 확인된 성분이며, dimethyl trisulfide(CH3-S-S-S-CH3)fe 양배추, 마늘, 양파 및 caucas에서 확인된 바 있다(27).
- 95% 확인되었다. 동결건조 냉이 잎의 headspace에는 뿌리에서보다 알코올의 함량이 높게 확인되었다. 1, 8-cine이의 경우 정유 성분에서보다 headspace에 그 함량이 높았는데 잎에서는 0.
- 동결건조한 냉이 잎의 headspace에는 3종의 알데히드류 가 확인되었는데 n-hexanal의 함량이 5.71%로 높게 나타났다. 이 성분은 풋내를 부여하는 특성을 지니며 뿌리에서는 미량 확인되었다.
- n-Hexanal의 함량은 냉이의 잎보다 뿌리 부위에서 높았으며, 온화한 과실 향과 꽃 향을 내는 B-cyclocitrale 잎에서만 확인되었다. 알데히드류중 tetradecanal의 함량이 많았는데 뿌리에서 2.15%로 잎 부위보다 tetradecanal의 함량이 많은 것으로 조사됐다.
- 잎 부위에서 확인된 비교적 풍부한 케톤류는 a-ionone (5.05%)이며, 뿌리에서는 6, 10, 14-trimethyl pentadecan-2- one(4.63%)의 함량이 높았다. 0-Iononee 잎과 뿌리에서 각각 0.
- SDE로 추출한 정유와 SPME로 추출한 headspace의 성분 간에는 상당한 차이를 보였다. 정유에는 headspace 성분보다 상대적으로 탄화수소의 함량이 적었고, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 및 유기산류의 함량이 높았다. 특히 phytole 잎의 정유에서, ethyl acetate는 뿌리의 정유에서 상당이 높게 확인되었다.
- 정유에는 headspace 성분보다 상대적으로 탄화수소의 함량이 적었고, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 및 유기산류의 함량이 높았다. 특히 phytole 잎의 정유에서, ethyl acetate는 뿌리의 정유에서 상당이 높게 확인되었다. 냉이 특유의 향기에 기여하리라 추정되는 함유황 화합물은 정유에서 높게 나타났다.
후속연구
- Ethyl furane SDE로 추출한 정유에서는 확인되었으나, 동결건조한 냉이의 headspace에서는 확인되지 않았는데 이는 열분해와 효소로 인한 화학적 변화에 의한 것일 수 있다. 방향성 식물의 향기를 평가하기 위해서는 다각적인 분석 방법의 적용이 필요하며, 차후 관능적 평가 방법인 gas chromatography- olfactometry의 적용을 통해 냉이 휘발성 성분의 정확한 평가를 수행할 수 있고 식품 가공에 활용 시 보다 정확한 자료를 제시할 수 있을 것이다.
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