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문제 정의
- 본 연구에서 저자들은 메타세콰이아 구과(毬果, cone)로부터 추출된 정유의 향취를 평가하고, 이에 함유되어 있는 휘발성 화학성분을 구명하였다.
제안 방법
- Headspace glass vial(25mL)에 정유 1mL를 가한 후 실리콘 septum으로 vial을 밀봉하였으며 vial 내로 SPME needle을 삽입하여 30분간 흡착시켰다. SPME 장치에 흡착된 향기성분은 GC-MS로 분석하였다. GC 분석조건은 50℃에서 5분간 유지하고, 분당 4℃씩 250℃까지 승온시킨 후 10분간 유지하였다.
- 메타세콰이아 구과로부터 얻은 정유의 향취평가는 후각훈련이 되어 있는 강원대학교 향수개발동아리 ‘Rose of Sharon'의 전문패널 5명에 의해 수행되었다. 각각의 패널이 0.1%, 1%, 10%, 100% 향료를 시향지에 묻힌 후 코로부터 5cm되는 위치에 시향지를 고정시키고 향을 맡았다. 전문패널들은 각각의 향 타입 0∼10값이 적혀 있는 평가지를 이용하여 평가를 하였고, 그 평균값을 구하였다(0, 무향; 10, 강한 유향).
- Woody 향취는 건조된 나무 또는 나무 껍질에서 나오는 독특한 향기로 woody 향취를 내는 정유는 남성용 향장제품의 개발과 생산에 사용되고 있다 (Jeong 2005). 본 연구에 참여한 향취 평가자들은 메타세콰이아 구과 100%, 10%, 1%, 0.1% 정유의 향취를 각각 9, 7, 7, 7로 평가하였다(0, 향기없음; 10, 가장 강한 향기). 메타세콰이아 100% 정유를 1/100 또는 1/1,000으로 희석했을 때에도 그 향취가 강하게 났기에 향후 메타세콰이아 구과 정유는 남성 향수 개발을 위한 기초향(last note)으로 활용이 가능할 것이라 판단된다.
- Minty 향취는 페퍼민트 혹은 스피아민트 치약이나 껌에서 느껴지는 상쾌하면서도 화한 향기이다(Jeong 2005; Min 등 1999). 본 연구의 향취 평가자들은 메타세콰이아 구과 100%, 10%, 1%, 0.1% 정유의 향취를 각각 4, 4, 3, 2로 평가하였다. 정유의 희석배수가 높아질수록 향취가 약해지는 특성을 보였으나 minty 향취는 약하게나마 지속되었으므로 메타세콰이아 구과 정유는 농도조절을 통해 남녀 공용의 후제아 타입 향수개발 또는 생산에 활용될 수 있을 것이다.
대상 데이터
- 메타세콰이아 구과로부터 얻은 정유의 향취평가는 후각훈련이 되어 있는 강원대학교 향수개발동아리 ‘Rose of Sharon'의 전문패널 5명에 의해 수행되었다.
- 메타세콰이아 구과의 향취 및 휘발성 화학성분 분석을 위한 시료는 2011년 3월부터 5월까지 강원도 춘천시 소재 강원대학교 교내에서 채취하였으며, 구과 표면에 뭍은 흙을 제거한 후 생체중 및 구과 크기를 측정하였다. 구과는 실온에서 보관되면서 정유추출에 사용되었다.
- 본 연구에 사용된 메타세콰이아 구과의 생체중은 1.20±0.09g이었으며, 가로와 세로의 길이는 각각 2.15±0.04cm와 2.25±0.07cm이었다.
- Carrier gas 는 헬륨(He)이었으며 유속은 1mL min-1이었다. 화학 성분 구조동정을 위한 MS는 Agilent 7890 GC에 연결된 5975C MSD를 이용하였다. MS의 분석조건은 ionization voltage가 70eV, 이온소스온도는 280℃이었으며 splitless mode이었다.
- 메타세콰이아 구과에 함유된 정유의 휘발성 화학 성분 분석은 polydimethylsiloxane fiber가 장착된 solid phase microextraction (SPME) 장치에 흡착시킨 다음, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용하여 분석되었다. 휘발성 화학성분 분석을 위해 사용된 GC는 Agilent 사의 7890A이었으며, MS는 Agilent사의 5975C이었다. Headspace glass vial(25mL)에 정유 1mL를 가한 후 실리콘 septum으로 vial을 밀봉하였으며 vial 내로 SPME needle을 삽입하여 30분간 흡착시켰다.
데이터처리
- 전문패널들은 각각의 향 타입 0∼10값이 적혀 있는 평가지를 이용하여 평가를 하였고, 그 평균값을 구하였다(0, 무향; 10, 강한 유향).
- MS의 분석조건은 ionization voltage가 70eV, 이온소스온도는 280℃이었으며 splitless mode이었다. 화학성분은 GC-MS의 mass spectrum을 토대로 Wiley 275 Library를 사용하여 비교 동정하였다.
이론/모형
- Chemical compositions of essential oil from cones of metasequoia (Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng). The essential oil was extracted by steam distillation method and volatile components were analyzed by gas chromato-graphy-mass spectrometry.
- 메타세콰이아 구과로부터 정유 추출은 Choi 등 (2008)의 방법에 따라 수행되었다. 수증기 증류장치 (Hanil LabTech.
- 메타세콰이아 구과에 함유된 정유의 휘발성 화학 성분 분석은 polydimethylsiloxane fiber가 장착된 solid phase microextraction (SPME) 장치에 흡착시킨 다음, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용하여 분석되었다. 휘발성 화학성분 분석을 위해 사용된 GC는 Agilent 사의 7890A이었으며, MS는 Agilent사의 5975C이었다.
성능/효과
- SPME/GC-MS를 이용하여 분석된 메타세콰이아 구과의 정유성분은 모두 9종이었으며(표 2) 다른 식물 잎의 정유성분과 비교하면 성분의 수에 있어서 매우 적었다. 예를 들어 층꽃나무 잎(Kim 2008)과 털진 달래 잎(Park과 Kim 2008)으로부터 얻은 정유에는 각각 49종과 17종이 함유되어 있었다.
- 메타세콰이아 구과 정유에는 2종류의 caryophyllene이 함유되어 있었는데 α-caryophyllene은 나무냄새가 아주 강한 woody 향취를 띠고, β-caryophyllene은 정향, 소나무 냄새가 나는 woody, spicy 향취를 내는 것으로 알려져 있다(Oh 등 2006). 그러므로 메타세콰이아 구과 정유의 woody, coniferous, spicy 향취의 발현에 caryophyllene이 기여했을 것이라 추론되었다. Myrcene은 메타세콰이아 구과 정유에 5.
- 메타세콰이아 구과 정유가 지닌 자극적이고 따뜻한 느낌의 향은 spicy 향취에 의한 것이라 사료되었다. 메타세콰이아 구과 100%, 10%, 1%, 0.1% 정유의 향취는 5, 4, 3, 2로 낮아진다고 평가되었다. 메타세콰이아 구과 0.
- Coniferous 향취는 수목이나 숲을 떠올리게 하는 시원한 느낌을 주는 향기이며, coniferous 향취를 내는 정유는 주로 목욕용품의 개발과 생산에 사용되고 있다(Jeong 2005). 메타세콰이아 구과 100%, 10%, 1%, 0.1% 정유의 향취는 각각 8, 8, 7, 5로 평가되었는데, 1/1,000 희석 정유에서도 그 향취가 강하게 났으므로 남성 향수 개발을 위한 기초향 또는 목욕용품으로의 활용도 가능할 것이라 판단된다.
- 메타세콰이아 구과 정유가 지닌 자극적이고 따뜻한 느낌의 향은 spicy 향취에 의한 것이라 사료되었다. 메타세콰이아 구과 100%, 10%, 1%, 0.
- 메타세콰이아 구과 정유의 회수율은 0.40%이었는데, 본 연구에서 사용되었던 동일한 수증기 증류장치를 이용하여 얻은 향모(Hierochloe odorata) 정유의 회수율 0.01%(Yeon 등 2011a), 망초(Erigeron canadensis) 정유의 회수율 0.33%(Choi 등 2008), 층꽃나무(Caryopteris incada) 정유의 회수율 0.06% (Kim 2008), 쑥부쟁이(Aster yomena) 정유의 회수율 0.03%(Yeon 등 2011b)과 비교하였을 때 메타세콰이아 구과 정유의 회수율은 매우 높은 수준이었다. 이러한 정유의 회수율 차이는 식물종간 그리고 부위간에 함유되어 있는 정유의 함량 차이에 의한 것이라 추론된다.
- 메타세콰이아 구과의 정유성분 9종을 화학 카테고리별로 분류해보면 탄화수소(hydrocarbon)가 8종으로 가장 많았고, 옥사이드(oxide)가 1종 함유되어 있었다.
- 본 연구에 참여한 향취 평가자들은 메타세콰이아 구과 정유에서 풀냄새와 약초냄새가 어우러진 herbal 향취에 높은 평가치를 부여하였다. 메타세콰이아 구과 100%, 10%, 1%, 0.
- 이들 휘발성 유기화합물 중 가장 함량이 높았던 것은 limonene으로 66.18%를 차지하고 있었으며, 3-carene, β-caryophyllene, β-myrcene, β-pinene의 함량은 각각 11.11%, 6.66%, 5.92%, 4.14%이었다.
후속연구
- Spicy 향료는 일반적으로 향수개발시에 소량을 가하여 정리되지 않은 향에 독특한 향취를 부여하는 변조제로 활용되고 있다(Jeong 2005). 그러므로 spicy한 향취가 나는 메타세콰이아 구과 정유는 향수개발을 위한 변조제로도 활용이 가능할 것이라 판단된다.
- 1% 정유의 향취를 각각 9, 7, 7, 7로 평가하였다(0, 향기없음; 10, 가장 강한 향기). 메타세콰이아 100% 정유를 1/100 또는 1/1,000으로 희석했을 때에도 그 향취가 강하게 났기에 향후 메타세콰이아 구과 정유는 남성 향수 개발을 위한 기초향(last note)으로 활용이 가능할 것이라 판단된다.
- 1% 정유의 향취를 각각 4, 4, 3, 2로 평가하였다. 정유의 희석배수가 높아질수록 향취가 약해지는 특성을 보였으나 minty 향취는 약하게나마 지속되었으므로 메타세콰이아 구과 정유는 농도조절을 통해 남녀 공용의 후제아 타입 향수개발 또는 생산에 활용될 수 있을 것이다.
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