[논문]국내외 수집종 구기자 잎과 줄기의 페놀화합물 함량

조진웅; 안태환; 이석영; 박기웅

doi:10.7740/kjcs.2012.57.4.409

국내외 수집종 구기자 잎과 줄기의 페놀화합물 함량
Determination of Total Content of Phenolic Compounds in Chinese Matrimony Vine's Accessions 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.57 no.4, 2012년, pp.409 - 417

조진웅 (충남대학교 농업생명과학대학 식물자원학과) , 안태환 (충남대학교 농업생명과학대학 식물자원학과) , 이석영 (농촌진흥청 유전자원센터) , 박기웅 (충남대학교 농업생명과학대학 식물자원학과)

초록
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본 연구는 우리나라에서 보존하고 있는 구기자(Lycium chinesis Miller) 유전자원 131점의 잎과 줄기를 에탄올로 추출한 후 페놀화합물의 함량을 측정하여 비교 분석하기 위하여 수행되었다. 구기자 잎의 페놀 함량은 $8.8{\sim}14.9mg\;g^{-1}$을 보였으며 $11.6{\sim}13.5mg\;g^{-1}$ 사이에는 약 60%의 유전자원이 분포되어 있었다. CB03286-89 유전자원은 총 페놀함량이 $14.9{\pm}0.3mg\;g^{-1}$으로 가장 높은 반면 CBP03310-250은 $8.8{\pm}0.2mg\;g^{-1}$으로 가장 낮은 함량을 보였다. 줄기에 대한 총 페놀함량은 $6.8{\sim}12.4mg\;g^{-1}$의 함량 범위를 보이고 있으며 잎보다는 상대적으로 다소 낮은 것으로 나타났다. 구기자 잎의 페놀화합물 중 33가지 물질을 정량 분석한 결과 China collection No.1에서 가장 높게 나타났으며 99797 수집종에서 가장 낮게 나타났다. (+)catechin 함량은 CB03286-89에서 가장 많았다. Myricetin은 Geumsan jaerae, Japan No.1, China collection No.1, CL32-13, CB04329-13, China collection No.12 그리고 CB03286-89 등에서 분석되었지만 나머지 구기자 유전자원의 잎에서는 검출되지 않았다. 줄기에 대한 페놀화합물은 잎에 비하여 상대적으로 함량이 적었으며 99797 수집종이 가장 많은 함량을 보였으나 CB04329-13에서는 가장 적은 함량을 보였다. (+)catechin 함량은 Japan No.1이 $231.0{\pm}0.5{\mu}g\;g^{-1}$으로 가장 높았으며, myricetin은 Japan No.1, China collection No.1, China collection No.12, CB03286-89 및 99797에서 분석되었지만 나머지 구기자 유전자원의 줄기에서는 검출되지 않았다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to determine the variation of phenolic compounds in the leaf and stem of 131 accessions of Lycium chinesis Miller. The levels of total phenolic compounds in the leaf of L. chinesis ranged between 8.8 to $14.9mg\;g^{-1}$ and among them 60% of the accessions belong between 11.6 and $13.5mg\;g^{-1}$ for the content of phenolic compounds in the leaf. The accession CB03286-89 contained the highest total phenolic compounds among the accessions tested, which was 1.7-fold higher than that of the lowest content accession CBP03310-250. In the stem, the total phenolic compound of 131 accessions of L. chinesis ranged from 6.8 to $12.4mg\;g^{-1}$, showing slightly lower level than that in the leaf. The content of (+)catechin was highest in the leaf and stem of accession CB03286-89 and Japan No.1, respectively. Myricetin was detected in the leaf of seven accessions (i.e. Geumsan jaerae, Japan No.1, China collection No.1, CL32-13, CB04329-13, China collection No.12 and CB03286-89) and in the stem of five accessions (i.e., Japan No.1, China collection No.1, China collection No.12, CB03286-89 and 99797). Accessions had a great influence on the content of phenolic compounds. So, accessions-specific phenolic compound profiles might be helpful for commercial use or production of phenolic compounds in L. chinesis.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 우리나라에서 품종으로 개발되어 이용되거나 품종육성모본으로 사용되는 구기자 유전자원중 구기자 열매와 유사한 성분을 가지고 있는 잎과 줄기를 이용하여 페놀 화합물 함량과 페놀 화합물을 HPLC를 이용 하여 분석하여 그 결과를 보고하는 바이다.
본 연구는 우리나라에서 보존하고 있는 구기자(Lycium chinesis Miller) 유전자원 131점의 잎과 줄기를 에탄올로 추출한 후 페놀화합물의 함량을 측정하여 비교 분석하기 위하여 수행되었다.

제안 방법

5 ㎖ LC vial에 담아 분석 시료로 사용하였다. 각 성분의 종류는 peak의 retention time 을 바탕으로 정성하였으며, 함량은 peak의 면적에 의해 산출된 값으로 구하였다.
42를 이용하여 여과하였다. 여과된 액을 30℃ 이하, 진공조건에서 농축시키고, 농축된 시료를 80% methanol(HPLC용) 10 ㎖으로 다시 용해시킨 후 0.2 ㎛ syringe filter를 이용하여 여과시킨 후 1.5 ㎖ LC vial에 담아 분석 시료로 사용하였다. 각 성분의 종류는 peak의 retention time 을 바탕으로 정성하였으며, 함량은 peak의 면적에 의해 산출된 값으로 구하였다.
, 2012). 줄기와 잎을 진공 상태에서 동결건조 시킨 후 분쇄하여 2g을 삼각 flask에 넣고 acetonitrile 10㎖과 0.1N HCl 2 ㎖을 첨가하여 실온에서 2시간 shaking 한 후 Whatman No.42를 이용하여 여과하였다. 여과된 액을 30℃ 이하, 진공조건에서 농축시키고, 농축된 시료를 80% methanol(HPLC용) 10 ㎖으로 다시 용해시킨 후 0.
1g을 70% 에탄올2 ㎖에 추출한 후 원심분리 후 상징액 1 ㎖을 10배 희석한 후 추출물 100 ㎕와 50% Folin-Ciocalteu’s phenol reagent(2N) 100 ㎕를 혼합하여 3분 동안 반응 시킨 다음 2% Na₂CO₃100 ㎕을 첨가하여 상온에서 40분간 반응시킨 후 microplate spectrophotometer(BioTek, USA)를 이용하여 750 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도는 gallic acid를 이용하여 작성된 검량선을 이용하여 총 페놀 함량을 계산하였다.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 구기자의 잎과 줄기는 충청남도 농업 기술원 청양 구기자시험장에서 유전자원으로 보존되고 있는 도입종 20점, 재래종 21점, 육성품종 또는 계통 90점의 총 131점으로, 잎은 2010년 6월에 채취하였고, 줄기는 2009년 11월에 채취하여 40℃에서 건조한 후 분쇄기(FM-909T(c), Hanil Electronic, Korea)로 분쇄하였다. 시료 농축은 구기자나무 잎과 줄기 추출물을 sample holder를 사용하여 rotary evaporator(Genevac HT-4X Series 2, CM Corporation, UK) 에 장착 시킨 후 40℃에서 추출물이 완전히 건조될 때까지 농축 시킨 다음 4℃에 보관해 두고 실험에 사용하였다.

이론/모형

총 페놀 함량은 Folin-Denis법(Folin & Denis, 1912; An et al., 2012)으로 측정하였다.
페놀 화합물의 정성 및 정량분석은 high-performance liquid chromatography(HPLC)법을 이용하여 분석하였다(Chung, 2004; An et al., 2012). 줄기와 잎을 진공 상태에서 동결건조 시킨 후 분쇄하여 2g을 삼각 flask에 넣고 acetonitrile 10㎖과 0.

성능/효과

가장 높은 함량을 보이는 구기자 수집종은 C0148-94으로 12.4±0.5 mg g-1을 보였으며 11 mg g-1 이상을 보인 수집종은 CL3-21, CG01185-20, CB03289-89, CL70-177 및 CL37-4 등이었고, 총 페놀함량이 8 mg g-1 이하를 보이는 구기자 수집종은 CB03289-172, CB00171-189, CL129-16, Youngha, Cheongyang No.7, China collection No.3, CB00159-140, CB00171-1 및 CB00169-37등이었다.
구기자 잎의 유전자원에 대한 총 페놀함량에 따른 분포를 살펴보면 11.6∼13.5 mg g-1사이에약 80여의 유전자원이 분포되어 있는데 가장 높은 총 페놀 함량은 CB03286-89로서 약 14.9±0.3 mg g-1으로 가장 높은 함량을 보였고, 다음이 China No.2과 China collection No.1이 각각 14.3±0.7 mg g-1과 14.2±0.6 mg g-1으로 총 페놀함량이 높은 자원으로 분류되었다.
구기자 잎의 페놀화합물 중 33가지 물질을 정량 분석한 결과 China collection No.1에서 가장 높게 나타났으며 99797수집종에서 가장 낮게 나타났다. (+)catechin 함량은 CB03286-89에서 가장 많았다.
12에서 검출되었다. 떫은맛을 나타내며 항산화 작용이 크다고 알려진 (+)catechin을 살펴보면 CB03286-89가 가장 많았으며 다음이 CB04329-13, China collection No.1 등이 상대적으로 많은 함량을 보였지만 나머지 조사된 구기자 잎의 수집종은 함량이 낮은 것으로 나타났다(Table 3). 또한 myricetin 의 경우 Geumsan jaerae, Japan No.
줄기에 대한 총 페놀함량은 6.8∼12.4 mg g-1의 함량 범위를 보이고 있으며 잎보다는 상대적으로 다소 낮은 것으로 나타났다.
페놀화합물 중 homogentisic acid은 조사된 10개의 유전자원에서 모두 검출되었으며, syringic acid, vanillin, p-coumaric acid, naringenin, hesperetin, formononetin 그리고 biochanin A 등은 모두 검출되지 않았다. Gallic acid가 검출된 수집종은 Japan No.
페놀화합물을 정량적으로 분석하기 위하여 구기자 수집종 131 유전자원을 10가지를 선별하여 총 33가지 물질을 검출하여 비교한 결과 잎의 경우 총 페놀화합물이 가장 많은 수집종은 China collection No.1이었으나 99797 수집종은 58.8±1.2 ㎍ g-1으로 가장 낮은 함량을 보였다.
한편, 수집된 구기자 유전자원의 줄기에 대한 총 페놀함량은 6.8∼12.4 mg g-1의 함량 범위를 보이고 있어 잎보다는 다소 낮은 페놀 함량을 보였다(Table 2).
한편, 줄기에 대한 페놀화합물을 분석한 결과 잎에 비하여 상대적으로 함량이 적었으며 99797 수집종이 가장 많은 함량을 보였으나 CB04329-13이 가장 적은 함량을 보였다(Table 4). 페놀 물질 중 syringic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, m-coumaric acid, quercetin, naringenin, hesperetin, formononetin 및 b-resorculic acid 등은 구기자 줄기에서는 검출되지 않았으며 (+)catechin은 Japan No.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	구기자란?	구기자(Lycium chinensis Miller)는 가지과(Solanaceae)에 속하는 낙엽덩굴성 관목으로 온대, 아열대 지역에 분포하고 있으며 우리나라를 비롯하여 중국 동북부, 대만, 일본 등지에서 재배 및 자생되고 있다. 꽃은 단생 또는 여러 개가 모여 피며 5개의 수술과 1개의 암술이 있고 주로 자주색이며 개화기는 6～10월이다.
	페놀 화합물을 많이 함유한 과채류를 섭취하면 어떤 질병을 억제하는 데 도움이 되는가?	, 2006). 따라서 페놀 화합물을 많이 함유하고 있는 과채류를 많이 섭취할 경우 심장관련 질병, 뇌혈관 질병과 암을 억제 시킬 수 있는 것으로 보고되고 있다(Hertog et al., 1997).
	구기자 열매의 형태적 특징은?	꽃은 단생 또는 여러 개가 모여 피며 5개의 수술과 1개의 암술이 있고 주로 자주색이며 개화기는 6～10월이다. 열매는 계란형이나 긴 타원형으로 길이 0.5∼2 cm, 지름 4∼8 mm로 익으면 심홍색이나 등홍색이 되며 씨가 많고 씨모양은 평평한 신장모양으로 황갈색이고 7∼10월에 익는다(Park, 2000). 전국의 구기자 재배면적은 2007년도에 약 181ha이었으며 생산량은 525톤이었고 이 중 재배면적의 약 67%인 122 ha가 충남지역이었으며 전국 총 생산량의 85%인 444톤을 충남지역에서 생산하고 있다 (농촌진흥청 2009).

참고문헌 (11)

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원문보기 상세보기
Bais H. P., T. S. Walker, F. R. Stermitz, R. A. Hufbauer, and J. M. Vivanco. 2002. Enantiomeric-dependent phytotoxic and antimicrobial activity of ( ${\pm}$ )-catechin. A rhizosecreted racemic mixture from spotted knapweed. Plant Physiol. 128 (4) : 1173-1179.

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Folin, O. and W. Denis. 1912. On phosphotungastic- phosphomolybdic compounds as color reagents. J. Biol. Chem. 12 : 239-249.
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Kumar, A., P. Pant, S. Basu, G. Rao, and H. D. Khanna. 2006. Oxidative stress in neonatal hyperbilirubinemia. J.Tropical Pediatrics. 53 : 95-102.
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Rural Development Administration (RDA). 2009. Studies on the commercialization of chinese matrimony vine. RDA Research & Development Report. in Korean

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