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문제 정의
- 국화과 식물은 최근 들어 차류 제품이 다량 출시되면서 국화과 식물의 휘발성 향기성분에 대한 연구가 미흡하며, 국화과 식물의 향기성분 항산화 활성에 관한 연구는 찾아보기 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 감국, 국화 및 구절초 등 3종의 국화과 식물에 대해 향기성분을 분석하고 향기성분 추출물의 항산화활성을 측정하여 국화과 식물을 이용한 차 등의 식품 제조에 있어 휘발성 향기성분의 역할에 대한 기초 자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- 국화의 향기 추출물에 대한 전자공여능(Electron donating ability, EDA)은 Blois(12)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 추출물을 추출시료의 양으로 계산하여 diethyl ether로 희석한 후, 시료 0.
- 본 실험에 사용된 국화과 식물의 꽃은 충북 청원군 소재의 실험포장에서 2006년 9월에 꽃 부위만을 채취한 다음 수세 하여 -60℃의 냉동고에 보관하면서 추출용 시료로 사용하였다. 시료는 감국(Chrysanthemum indicum Linne), 국화(C. morifolium Ramat), 구절초(C. zawadskii var Latilobum) 등 3종의 시료에 대하여 향기성분 및 항산화활성을 분석하였다.
- 시료의 휘발성 향기성분의 추출은 연속증류추출장치(Likens & Nickerson type simultaneous steam distillation and extraction apparatus, SDE)(11)를 사용하여 상압 하에서 추출하였다.
- 시료의 휘발성 향기성분의 추출은 연속증류추출장치(Likens & Nickerson type simultaneous steam distillation and extraction apparatus, SDE)(11)를 사용하여 상압 하에서 추출하였다. 즉, 시료 10 g에 증류수 1 L를 첨가한 후 50 mL diethyl ether(Wako Pure Chemical, Osaka, Japan)를 포집 용매로 2시간 동안 추출하여 무수황산나트륨(Wako Pure Chemical, Osaka, Japan)을 흐름이 나타날 정도로 첨가하여 24시간 냉동실에서 탈수시킨 후 질소 가스(99.99%) 하에서 1 mL까지 농축하여 GC/MS로 분석하였으며, 이 추출물을 추출시료의 양을 계산한 후 diethyl ether로 희석하여 항산화활성 측정용 시료로 사용하였다.
- 국화의 향기 추출물에 대한 전자공여능(Electron donating ability, EDA)은 Blois(12)의 방법을 변형하여 측정하였다. 즉, 추출물을 추출시료의 양으로 계산하여 diethyl ether로 희석한 후, 시료 0.2 mL에 0.2 mM 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl(DPPH, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) 용액 0.8 mL를 가하고 잘 혼합한 후 실온에서 30분간 방치한 후 520 nm에서 흡광도를 측정하였으며, 추출물의 전자공여능은 다음 식을 이용하여 시료첨가구와 비첨가구의 흡광도 차이를 백분율로 표시하였으며, diethyl ether에 대한 DPPH radical의 영향을 측정해 본 결과 영향이 없는 것으로 나타났고 diethyl ether만을 첨가하여 흡광도를 보정한 후 계산하였다.
- 추출된 향기성분은 gas chromatography/mass spectroscopy(HP 6890N/5973N MSD, Agilent Technologies, Wilmington, DE, USA)로 분석하였으며, 컬럼은 HP-FFAP(30 m×0.32 mm×0.25 μm, Agilent Technologies, Wilmington, DE, USA)를 사용하였고, 오븐온도는 50℃에서 5분간 유지한 후 분당 3℃로 220℃까지 상승시켰으며, 220℃에서 20분간 유지하였다.
- 주입구와 검출기 온도는 각각 250℃, carrier gas는 헬륨을 사용하였고 유속은 1 mL/min으로 하였다. 향기성분의 동정은 GC/MS를 이용하여 얻은 mass spectrum을 Wiley 275L data base로 검색하여 동정하였으며, 내부표준물질로 4-methyl-2-pentanol(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)을 이용하여 정량하였다.
- 희석된 ABTS용액 1 mL에 추출액 50 μL를 가하여 흡광도의 변화를 정확히 60분 후에 측정하였으며, 표준물질로서 L-ascorbic acid(Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)를 동량 첨가하였고, 총 항산화력은 다음 식으로 계산하여 AEAC(L-ascorbic acid equivalent antioxidant capacity)로 표현하였으며, diethyl ether에 ABTS radical의 영향을 측정해 본 결과 영향이 없는 것으로 나타났고 diethyl ether만을 첨가하여 흡광도를 보정한 후 계산하였다(13).
대상 데이터
- 본 실험에 사용된 국화과 식물의 꽃은 충북 청원군 소재의 실험포장에서 2006년 9월에 꽃 부위만을 채취한 다음 수세 하여 -60℃의 냉동고에 보관하면서 추출용 시료로 사용하였다. 시료는 감국(Chrysanthemum indicum Linne), 국화(C.
데이터처리
- 1)Any means in the same column followed by the same letter are not significantly (p<0.05) different by Duncan's multiple range test.
이론/모형
- 총 항산화력은 ABTS cation decolorization assay 방법(13)에 의하여 측정하였다. 2,2'-Azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid(ABTS, Sigma-Aldrich, St.
성능/효과
- 3종의 국화과 식물에서 공통적으로 camphene, 1,8-cineole, benzene, pinocarvone, bicyclo-2,2,1- heptan-2-ol, trans-caryophyllene, 3-cyclohexen-1-ol, γ-curcumene, zingiberene, β-bisabolene 등이 검출되었다.
- 1 및 2와 같이 나타났다. 감국, 국화 및 구절초의 향기성분 추출물의 전자공여능을 DPPH 법으로 측정한 결과 Fig. 1과 같이 1 g/mL의 농도에서 각각 30.57, 46.36 및 51.72%로 나타내어 구절초 추출물이 항산화활성이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 감국, 국화 및 구절초의 향기성분 추출물의 총항산화력을 ABTS법으로 측정한 결과 Fig.
- Camphene, 1,8-cineole 및 camphor는 쑥 향기성분에서 비교적 중요한 부분을 차지하는 성분으로 이들 화합물은 돌연변이 유발을 억제시키는 효과가 있는 것으로 보고되었으며(17), 특히 1,8-cineole은 인조 유칼리유를 제조하는 것으로 차의 향기성분으로도 존재해 쥐의 유방암 실험에서 화학적 치료효과가 인정된 것으로 알려져 있다(18). 또한 sesquiterpene 유도체의 생합성과정 중 시발물질로 작용하면서 다른 정유 성분 함유 식물에서도 주요성분으로 알려진(19) germacrene D와 Myrtus communis의 주요 정유 성분(20)인 myrtenol 등의 성분도 구절초에서 3.06 및 2.52 mg/10 g으로 검출되어 감국(0.85 mg/10 g 및 불검출)이나 국화(불검출)보다 다량 함유되어 있는 것으로 나타났다. 정향과 소나무, 스파이스향으로 묘사되어 화장품이나 합성향료로 사용되는 β-caryophyllene(21)은 구절초에서 0.
- 72%로 나타내어 구절초 추출물이 항산화활성이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 감국, 국화 및 구절초의 향기성분 추출물의 총항산화력을 ABTS법으로 측정한 결과 Fig. 2와 같이 각각 34.99, 35.31 및 38.48 mg AEAC/g으로 나타내어 전자공여능과 마찬가지로 구절초가 항산화활성이 가장 높은 것으로 나타났다. 이처럼 항산화활성이 감국이나 국화보다 구절초가 높은 것은 항균활성이 우수한 것으로 알려져 있는 1,8-cineole(16)과 돌연변이 유발을 억제시키는 효과가 있는 것으로 보고된 camphene, 1,8-cineole 및 camphor 등(17), sesquiterpene 유도체의 생합성과정 중시발물질로 작용하는 성분인 germacrene D 등의 함량이 감국이나 국화보다 구절초에 다량 함유되어 있어 구절초의 휘발성 성분 추출물이 항산화활성이 높게 나타난 것으로 생각 된다.
후속연구
- Woo 등(9)과 Jeong 등(10)의 연구에 의하면 마늘에 포함되어 있는 휘발성 성분인 diallyl disulfide, methyl-2-propenyl trisulfide 및 di-2-propenyl trisulfide 등에 의해 마늘의 휘발성 성분이 항산화활성을 나타내는 것으로 보고하였다. 따라서 camphene, 1,8-cineole, camphor, germacrene D, myrtenol 등의 휘발성 성분에 대한 항산화활성에 대한 추가연구가 필요할 것으로 생각된다.
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