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문제 정의
- 27%로, ‘부유’ 품종에 좀더 다양한 향기성분이 존재하였다. 본 연구는 감꽃향기를 이용하고자 하는 향기산업에 기초자료를 제공하는데 기여할 것이다.
- 본 연구는 과실만을 생식용으로 이용하는 감나무의 고부가가치 창출을 위해서 이용부위 탐색에 관한 연구의 일환으로 감꽃에 대한 향기성분을 조사하였다. 감나무의 수령별로 감꽃의 개화정도 및 감꽃의 향기성분을 분석하였으며, 꽃부위를 꽃과 꽃받침으로 나누어 각각에 존재하는 휘발성 향기성분의 정성분석을 통해 부위별 향기성분물질을 비교하였다.
제안 방법
- 향기성분 추출은 SPME법으로 하였고, SPME fiber(65µm PDMS/DVB, supelco or sigma)에 향기성분을 흡착시켰다. 감꽃을 5 송이씩 40mL의 amber vial에 담아 약 1시간 동안 fiber에 향기성분을 흡착시킨 후, GC-MS((Agilent 6890, Agilent Technologies, CA, USA)를 이용하여 향기성분을 정성분석 하였다. 향기성분이 흡착된 SPME fiber를 GC 주입구에 5분간 탈착시켜 분석하였으며, 사용된 GC column은 Agilent 19091S-433(30m×0.
- 감꽃을 꽃과 꽃받침으로 기관별로 나누어 부위별 향기 성분을 분석하였다. 감꽃 채집장소는 2011년과 같은 농가를 섭외하였으며, 품종은 단감인 ‘부유’와 떫은감인 ‘둥시’를 선택하였으며, 수분수인 재래종도 따로 구분하여 채취하였다.
- 본 연구는 과실만을 생식용으로 이용하는 감나무의 고부가가치 창출을 위해서 이용부위 탐색에 관한 연구의 일환으로 감꽃에 대한 향기성분을 조사하였다. 감나무의 수령별로 감꽃의 개화정도 및 감꽃의 향기성분을 분석하였으며, 꽃부위를 꽃과 꽃받침으로 나누어 각각에 존재하는 휘발성 향기성분의 정성분석을 통해 부위별 향기성분물질을 비교하였다.
- 본 연구는 감꽃의 주요 향기성분을 알아보기 위해서 감나무 수령별로 감꽃의 향기성분을 SPME를 이용하여 분석하고, 기관을 꽃과 꽃받침으로 분류하여 향기성분을 비교하였다. 감나무 수령별 감꽃의 만개율은 15년생 이상, 10-14년생, 5-9년생 순으로 수령이 오래될수록 초기 만개율이 높았다.
- 본 연구에서는 단감인 ‘부유’ 품종과 떫은 감인 ‘둥시’ 품종의 꽃과 꽃받침부위를 분류하여 각 기관에 존재하는 향기성분과 그 함량을 비교하였다.
- 초기 오븐온도는 50℃ 에서 1분간 유지한 다음 150℃까지 승온하면서 성분을 분리시킨 후 5분 간격으로 최종온도 300℃까지 총 140분 분석하였다. 성분 동정은 GC-MS분석에서 얻어진 mass spectrum을 chemstation data system에서 검색하였다.
- 품종은 단감 ‘부유’ 이며 수령은 5-9년생, 10-14년생, 그리고 15년생 이상의 3 그룹으로 나누어 각각 그룹별로 2 그루의 나무에서 2011년 6월 9일에 꽃을 채집하였다. 채집된 생화는 5시간 이내에 국립원예특작과학원으로 운송하여, Fig. 1에서 제시한 C와 D단계의 꽃을 선별하여 향기성분을 분석하였다.
- 감꽃 채집장소는 2011년과 같은 농가를 섭외하였으며, 품종은 단감인 ‘부유’와 떫은감인 ‘둥시’를 선택하였으며, 수분수인 재래종도 따로 구분하여 채취하였다. 채집시기는 감의 개화시기인 2013년 6월 3일에 채집하여, 꽃과 꼭지부분으로 나누어 투명 PE film에 담아 냉장상태로 보관하여 5시간 이내에 정성 분석이 이루어 졌다.
- 3mL·min−1 였다. 초기 오븐온도는 50℃ 에서 1분간 유지한 다음 150℃까지 승온하면서 성분을 분리시킨 후 5분 간격으로 최종온도 300℃까지 총 140분 분석하였다. 성분 동정은 GC-MS분석에서 얻어진 mass spectrum을 chemstation data system에서 검색하였다.
- Ionization mode는 70eV electron impact였으며, ion source 및 quadrapole 온도는 각각 230℃, 150℃이었다. 추출된 시료는 GC로 측정한 n-hexane에서 n-hexadecane까지의 범위에서 검출되는 VOCs를 대상으로 하며, 각각의 화합물을 toluene으로 환산시켜 농도를 산출하였다. VOCs의 분석은 Tenax TA 흡착관을 가열 탈착 위치에 넣고 열에 의해 휘발성 유기화합물을 탈리했다.
- 향기성분 분석은 시료 30±0.2g을 10L tedlar bag에 넣어 공기를 충진 한 다음 5분, 6시간, 그리고 24시간 상온에 방치 후, 2,6-diphenylene oxide polymer가 충진 된 1L tenax TA Tube(178mm×6mm O.D., 4mm I.D., TA stainless tube, Supelco, USA)에 흡착시킨 후 Agilent 5975 mass selective detector가 장착된 GC(Thermal Desorption System Gas Chromatograph, Agilent 6890N, Agilent Technologies, CA, USA)로 분석하였다.
- 향기성분 추출은 SPME법으로 하였고, SPME fiber(65µm PDMS/DVB, supelco or sigma)에 향기성분을 흡착시켰다.
- 향기성분이 흡착된 SPME fiber를 GC 주입구에 5분간 탈착시켜 분석하였으며, 사용된 GC column은 Agilent 19091S-433(30m×0.25mm×0.25µm)로 유속은 1.3mL·min−1 였다.
대상 데이터
- 감꽃 채집장소는 2011년과 같은 농가를 섭외하였으며, 품종은 단감인 ‘부유’와 떫은감인 ‘둥시’를 선택하였으며, 수분수인 재래종도 따로 구분하여 채취하였다.
- 본 연구의 공시재료인 감꽃은 경남 사천 용치리에 위치한 감나무 재배농가에서 채집하였다. 품종은 단감 ‘부유’ 이며 수령은 5-9년생, 10-14년생, 그리고 15년생 이상의 3 그룹으로 나누어 각각 그룹별로 2 그루의 나무에서 2011년 6월 9일에 꽃을 채집하였다.
- 품종은 단감 ‘부유’ 이며 수령은 5-9년생, 10-14년생, 그리고 15년생 이상의 3 그룹으로 나누어 각각 그룹별로 2 그루의 나무에서 2011년 6월 9일에 꽃을 채집하였다.
이론/모형
- VOCs의 분석은 Tenax TA 흡착관을 가열 탈착 위치에 넣고 열에 의해 휘발성 유기화합물을 탈리했다. 정량방법은 total ion chromatograph를 이용하였다.
성능/효과
- Fruit계는 부드럽고 달콤한 향을 나타내는데 감꽃에는 caryophyllene과 D-limonene 등이 존재한다. Caryophyllene은 5-9년생에서 0.76%, 10-14년생에서 2.1%, 그리고 15년 이상에서는 6.5%로, 특히 수령이 오래된 감나무의 꽃에서 가장 많은 비율을 차지하며, 15년생 이상 된 감꽃에서 분석된 향기성분 중 상대적 비율이 가장 높았다. D-limonene의 경우도 유사한데 15년생 이상 된 감나무의 꽃에서 1.
- 수분수는 분석결과 더욱 다양한 향기 성분이 검출되었다. Linalool 등과 같은 향기 성분은 수분수에서만 나타났으며, 수분수는 이 외에도 본 연구에서 이용된 품종에서 꽃과 꽃받침 조직에 따라 11-30종의 향기 성분이 추가로 검출되었다. 본 실험에서는 타 품종 및 조직별 향기 성분을 비교하기 위해 수분수에서만 검출된 향기 성분은 제외하였다.
- 감꽃을 꽃받침과 나누어 향기성분을 비교하면 단감 ‘부유’ 품종 중 꽃의 향기 성분은 10개이고 상대적인 총 함량은 26.35%이며, 꽃받침은 향기 성분은 14개이고 상대적인 총 함량은 46.28%로 꽃에 비해서 더 다양한 향기성분이 존재하는 것으로 조사되었다.
- 이는 15년생 이상의 부유 감꽃에는 초기 만개율을 높이기 위한 성분이 더 있을 것으로 추정 할 수 있었다. 감꽃의 무게는 10년-14년 수령의 부유 품종이 다른 품종과 수령별 비교에서 가장 많이 나가는 것을 알 수 있었다.
- 본 연구는 감꽃의 주요 향기성분을 알아보기 위해서 감나무 수령별로 감꽃의 향기성분을 SPME를 이용하여 분석하고, 기관을 꽃과 꽃받침으로 분류하여 향기성분을 비교하였다. 감나무 수령별 감꽃의 만개율은 15년생 이상, 10-14년생, 5-9년생 순으로 수령이 오래될수록 초기 만개율이 높았다. 감나무 수령에 따른 감꽃 향기성분 분석 시 동정된 주요 향기 성분은 a-pinene, butene,caryophyllene, cubebene, lavandulol, D-limoneneylangene, ylangene 등의 성분을 얻을 수 있었다.
- 감나무 수령에 따른 감꽃 분석 시 동정된 주요 향기 성분은 α-pinene, butene, caryophyllene, cubebene, lavandulol, D-limoneneylangene, ylangene 등의 성분을 얻을 수 있었다.
- 감나무 수령별 감꽃의 만개율은 15년생 이상, 10-14년생, 5-9년생 순으로 수령이 오래될수록 초기 만개율이 높았다. 감나무 수령에 따른 감꽃 향기성분 분석 시 동정된 주요 향기 성분은 a-pinene, butene,caryophyllene, cubebene, lavandulol, D-limoneneylangene, ylangene 등의 성분을 얻을 수 있었다. 대부분이 green향, fruit계, floral계의 옅은 향도 포함하고 있었다.
- 단감 ‘부유’ 품종 중 꽃의 향기 성분은 10종이고 상대적인 총 함량은 26.35%이며, 꽃받침은 향기 성분은 14종이고 상대적인 총 함량은 46.28%로 꽃에 비해서 더 다양한 향기성분이 존재하는 것으로 조사되었다(Table 3).
- 감꽃에 존재하는 휘발성 향기성분은 수령에 따라 차이를 보이지만 약 30여종의 물질이 존재하였다(Table 2). 동정된 감꽃의 향기 성분의 수는 5-9년생은 30종, 10-14년생은 24종, 그리고 15년생 이상에서는 32종으로 수령이 5년 미만과 15년 이상에서 많은 향기성분이 조사되었다. 일반적으로 향기성분은 green계, fruit계 그리고 floral계 등으로 구분되고 있다(Lawless, 1995; Yang, 2010).
- )는 수확시 화아상태일 때보다 수확후 물에 침지하여 만개하면 향기성분의 농도가 크게 증가하는 양상을 보인다(Mactavish and Menary, 1998). 또한 꽃이 만개전 80% 개화한 것 보다 90%로 개화하면서 온도 조건이 23℃로 일정하게 조성되면 추출되는 향기성분도 최대치가 되었다.
- 또한 분비물을 내부에 축척하지 않고 식물체 외부로 향기를 발산하는 발향체의 분포는 부위별로 다르다. 본 실험에서도 꽃 보다 꽃받침 부위에서 향기성분과 함량이 다르게 나와 부위에 따라 발향체가 다름을 알 수 있었다(Table 3). 또한 아시아틱나리, 나팔나리, 그리고 오리엔탈나리는 꽃의 개화 단계가 진행됨에 따라 향기 성분과 함량이 많았다는 보고에서처럼 향기 성분과 함량이 많으면 향이 더 짙을 것으로 추측된다(Byun et al.
- , 2007). 본 연구에서도 수분수 재래종에서 향기성분 종류가 20종, 상대적 비율은 50.27%로 높은 반면, 단감의 꽃에서는 향기성분 종류는 10종이며 상대적 비율은 26.35%, 떫은 감의 꽃에서는 향기성분 종류가 6종이고 상대적 비율은 17.58%로 나타났다. 수분수재래종에서 단감과 떫은 감에 비해서 더 많은 향기 성분이 검출되고 상대적 비율이 높게 나타난 것으로 보아, 이는 수정 벌들이 재래종 꽃에 모여들게 하는 주 요인으로 예측할 수 있다.
- 41%가 검출되었으며 꽃에서는 분석한계 내에서는 검출이 되지 않았다. 이로써 감 품종에 따라 꽃과 꽃받침에서 향기 성분이 모두 검출되는 것이 있는 반면 꽃 또는 꽃받침의 어느 한곳에서만 검출되는 향기 성분이 있음을 알 수 있었다. 따라서 단감과 떫은 감의 품종에 따라 감꽃 정유를 추출 시 꽃과 꽃받침에서 부위별로 각각 추출함으로써 다양한 향기성분의 검출이 가능할 것으로 판단된다.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때 감나무는 수령에 따라 만개율에서 차이를 보이면서 수령이 오래될수록 개화율이 높으며 향기성분도 많았다. 또한 감 꽃과 꽃받침 그리고수분수의 꽃에 존재하는 다양한 향기성분은 식품과 화장품, 향기산업에 적용할 수 있는 충분한 가능성을 지니고 있는 것으로 판단되며, 생과위주로 소비되는 과실뿐만 아니라 다양한 기관들의 이용을 통해 농가의 부가가치를 높일 수 있을 것으로 사료된다.
- , 2008). 특히 수분수 재래종의 휘발성 향기성분으로 추출된 linalool와 indole은 수분수 재래종에서 그 성분이 linalool이 1.37%, thienol(3,4:5,6)thiopyrano (4,3-b)indole이 0.44%, 2,3-diphenylindole이 0.41%가 검출되었다. 여기에서 검출된 linalool은 rosa wood, orange oil, bergamot oil, lemon oil등에 함유되어 있으며 floral 향을 지니고 있다(Yang, 2010).
후속연구
- 이로써 감 품종에 따라 꽃과 꽃받침에서 향기 성분이 모두 검출되는 것이 있는 반면 꽃 또는 꽃받침의 어느 한곳에서만 검출되는 향기 성분이 있음을 알 수 있었다. 따라서 단감과 떫은 감의 품종에 따라 감꽃 정유를 추출 시 꽃과 꽃받침에서 부위별로 각각 추출함으로써 다양한 향기성분의 검출이 가능할 것으로 판단된다.
- 이상의 결과를 종합해 볼 때 감나무는 수령에 따라 만개율에서 차이를 보이면서 수령이 오래될수록 개화율이 높으며 향기성분도 많았다. 또한 감 꽃과 꽃받침 그리고수분수의 꽃에 존재하는 다양한 향기성분은 식품과 화장품, 향기산업에 적용할 수 있는 충분한 가능성을 지니고 있는 것으로 판단되며, 생과위주로 소비되는 과실뿐만 아니라 다양한 기관들의 이용을 통해 농가의 부가가치를 높일 수 있을 것으로 사료된다.
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