[논문]계피 또는 데리스 추출물을 주원료로 하는 유기농업자재의 약효 성분 안정성

최근형; 진초롱; 박병준; 임성진; 노진호; 문병철; 공승헌; 김진효

doi:10.7585/kjps.2016.20.3.197

초록
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계피 추출물의 지표성분으로 알려진 cinnamaldehyde와 cinnamyl alcohol, 데리스 추출물의 지표성분인 deguelin과 rotenone을 대상으로 유기농업자재 제품 중 안정성을 평가하였다. 시험은 $4^{\circ}C$, $23^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, $54^{\circ}C$에서 각각 진행하였으며, 계피 추출물을 주성분으로 하는 유기농업자재 중 고상제품(Biopesticide A, B)의 유효성분 반감기가 15.1-46.2 days로 액상제품(Biopesticide C, D)에 비해 보관 중 안정성이 높게 나타났다. 또한, 동일 제품 내에서는 cinnamaldehyde의 안정성이 cinnamyl alcohol보다 높은 것으로 나타났다. 데리스 추출물을 사용한 제품(Biopesticide E, F, G)의 rotenoid계 유효성분 반감기는 1.5-173 days로 제품별 보관온도에 따른 지표성분 안정성이 큰 차이를 나타내었으며, 동일 제품에서 deguelin과 rotenone의 안정성은 큰 차이를 나타내지 않았다.

Abstract ▼ AI-Helper

The stabilities of bioactive compounds in cinnamon or derris extract were investigated in commercial agricultural organic materials (biopesticide) during storage on different temperature conditions ($0^{\circ}C$, $23^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $45^{\circ}C$...

The stabilities of bioactive compounds in cinnamon or derris extract were investigated in commercial agricultural organic materials (biopesticide) during storage on different temperature conditions ($0^{\circ}C$, $23^{\circ}C$, $35^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, and $54^{\circ}C$). The selected bioactive compounds were cinnamaldehyde, and cinnamyl alchol in cinnamon extract and deguelin, and rotenone in derris extract. Half-lives of the total cinnamyl derivatives in biopesticide (A, B, C, and D) ranged from 15.1 to 46.2 days on the different temperature and cinnamaldehyde was more stable than cinnamyl alcohol in the biopesticide. The half-lives of total rotenoid ranged from 1.7 to 173 days on the different temperature in the tested biopesticide (E, F, and G) containing derris extract. The stabilities of deguelin, and rotenon in the biopesticide showed similar values in the same condition.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

2011). 따라서, 본 연구에서는 병해충관리용 유기농업자재 원료로 많이 사용되는 계피와 데리스 추출물의 효능 성분에 대한 유통 제품 중의 안정성을 비교하여 유기농업자재에 대한 유통기한 설정 연구에 도움을 주고자 하였다.

제안 방법

계피 추출물을 주 성분으로 하는 유기농업자재의 유효성분 중 품질평가 지표성분은 cinnamaldehyde와 cinnamyl alcohol로 정하고, 이에 대한 제품 중 열 안정성을 평가하였다. 시험에 사용된 계피 추출물을 사용한 유기농업자재 4종 (Biopesticide A, B, C, D) 중 고상제품 2종(Biopesticide A, B)과 액상제품 2종(Biopesticide C, D)에 대한 분석결과, 제품 내 cinnamyl 유도체 총 함량은 3.
데리스 추출물을 주성분으로 하는 유기농업자재 3종(Biopesticide E, F, G)에 대해서는 rotenoid계 효능성분인 deguelin과 rotenone을 지표물질로 설정하여 제품 내 지표성분의 안정성을 평가하였다. 안정성 평가는 설정온도에서 최대 180일간 보관하면서 관능적 변화와 지표성분 변화를 관찰하였다.
식물 추출물 및 이를 주원료로 하는 제품을 질소 기류하에서 용기개봉 후 즉시 암갈색 밀폐용기에 나눠 옮겨 담고, 4^oC, 23^oC, 35^oC, 45^oC, 54^oC로 설정된 항온기에 빛을 차단하여 각각 보관한 후 일정 간격으로 시료를 취하여 유효성분 함량을 분석하였다.

대상 데이터

계피 또는 데리스 추출물을 주원료로 하는 ‘목록공시’ 등록 제품 중 국내에서 제조된 제품을 대상으로, 계피 제품의 경우 고상제품 2종(Biopesticide A, B)과 액상제품 2종(Biopesticide C, D)을 무작위 선정하였고, 데리스 제품은 액상제품 3종(Biopesticide E, F, G)을 시중에서 구매하여 안정성 평가시험에 사용하였다. 시험에 사용된 제품 내 포함된 보조제는 Table 1에 나타내었다.

이론/모형

데리스 추출물을 함유한 유기농자재의 주요 지표성분인 deguelin과 rotenone의 분석은 Lim 등(2015)의 방법에 따라 액액분배법과 HLB cartridge를 사용한 정제를 수행하였다. 먼저, 증류수(distilled water, DW)로 10배 희석한 유기농자재를 dichloromethane을 사용하여 분액 정제하고, 감압 농축한 다음 2 mL의 5% methanol 수용액으로 재 용해하여 정제용 시료로 사용하였다.

성능/효과

5 days로 나타났다(Table 4). Cinnamaldehyde와 cinnamyl alcohol에 대한 각 성분별 제품 내 분해속도는 cinnamyl alcohol이 cinnamaldehyde보다 최대 5배(Biopesticide D) 빨랐으며, 모든 시험대상 제품에서 cinnamyl alcohol의 안정성이 cinnamaldehyde보다 낮은 것으로 나타났다(Table 5). 이는 cinnamyl alcohol의 이화학적 안정성에 관한 여러 문헌과 일치하는 결과이다(ECHA 2016b).
보관 온도별 분해 반감기는 Table 4에 나타낸 바와 같이 총 rotenoid 함량을 기준으로 볼 때, 1.5-25.0 days (Biopesticide E), 3.5-173 days (Biopesticide F), 6.6-92.4 days (Biopesticide G)로 낮은 온도에서 지표성분의 안정성이 높은 경향을 보였다. 이와 같은 시험결과는 물질이 갖는 광 분해 반감기(<0.

후속연구

이와 달리, 고상제품은 물과의 접촉이 제한되어 상대적으로 긴 반감기를 나타낸 것으로 나타났다. 따라서, 계피와 같이 안정성이 낮은 효능물질을 포함한 제품의 유통기한 연장을 위해서는 저온유통 혹은 질소 충진 포장, 천연 안정제 사용과 같은 기술 개발이 보완되어야 할 것으로 판단된다.
5 days)와 큰 차이를 보이고 있으며, 이는 rotenoid계 물질의 분해반응에 물 이외의 인자가 더 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다. 또한, 제품별 반감기 차이가 크게 나타나는 것은 추출물과 함께 제공된 여러 보조제의 영향으로 고려되며, 제형에 관한 추가 연구가 요구된다. 이와 더불어, 본 연구에서 선정한 지표성분이 전체 약효를 대표할 수 있는지에 대한 보완 연구가 필요할 것이다.
또한, 제품별 반감기 차이가 크게 나타나는 것은 추출물과 함께 제공된 여러 보조제의 영향으로 고려되며, 제형에 관한 추가 연구가 요구된다. 이와 더불어, 본 연구에서 선정한 지표성분이 전체 약효를 대표할 수 있는지에 대한 보완 연구가 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Cinnamaldehyde와 cinnamyl alcohol 성분은 무엇으로부터 생합성 되는 것인가?	Cinnamaldehyde와 cinnamyl alcohol은 계피유에 다량 함유되어 있는 성분으로 L-phenylalanine으로부터 생합성 되는 것으로 알려져 있으며, 살균과 살충기능을 갖는 물질이다(Liu et al. 2014, Shreaz et al.
	계피와 데리스의 지표물질은 각각 무엇으로 선정하였는가?	본 연구에서는 님, 고삼과 함께 유기농업자재 원료로 많이 사용되는 계피와 데리스 추출물을 주원료로 사용한 제품에 대해 지표물질을 중심으로 제품 안정성을 연구하였다. 계피의 지표물질은 Lim 등(2014a)이 보고한 것을 바탕으로 효능 성분으로 다량 함유되어 있는 성분인 cinnamaldehyde 와 cinnamyl alcohol을 계피의 지표물질로 선정하였고, 데리스 추출물에서는 deguelin과 rotenone 을 품질평가 지표물질로 선정하였다(Lim et al. 2015).
	작물 병해충관리용 유기농업자재에 주로 사용되는 식물추출물은 무엇이 있는가?	따라서, 국내에서 주로 사용되는 병해충 관리용 유기농업자재의 원료와 이를 주 성분으로 하여 제조한 제품에 대한 안정성 연구를 지속적으로 수행하여 병해충 관리용 유기농업자재 품질관리에 관한 기술개발을 할 필요가 있다. 이에 따라, 작물 병해충관리용 유기농업자재에 주로 사용되는 식물추출물인 님, 고삼, 계피, 데리스 추출물 등에 대한 지표물질 설정 연구가 최근 보고된 바 있고(Lee et al. 2013, Lim et al.

참고문헌 (13)

Cabizza, M., A. Angioni, M. Melis, M. Cabras, C. V. Tuberoso and P. Cabras (2004) Rotenone and rotenoids in Cube resins, formulations and residues on olives. J. Agric. Food Chem. 52:288-293.

상세보기
Dawson, V. K., W. H. Gingerich, R. A. Davis and P. A. Gilderhus (2011) Rotenone persistence in freshwater ponds: Effects of temperature and sediment adsorption. N. Am. J. Fish Manage. 11:226-231.
ECHA (2016a) Cinnamaldehyde - Biodegradation in water and sediment: simulation tests. https://echa.europa.eu/registrationdossier/-/registered-dossier/14462/5/3/3.
ECHA (2016b) Cinnamyl alcohol - Biodegradation in water and sediment: simulation tests. https://echa.europa.eu/registration-dossier/-/registered-dossier/12023/5/3/3.
Kim, J. H., G. H. Choi, J. E. Kang and B. J. Park (2015) Stability of representative active compounds on commercial biopesticides based on neem or Sophora flavescens extract under controlled temperature. Korean J. Pestic. Sci. 19:88-92.

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Lee, J. W., C. L. Jin, K. C. Jang, G. H. Choi, H. D. Lee and J. H. Kim (2013) Investigation on the insecticidal limonoid content of commercial biopesticides and neem extract using solid phase extraction. J. Agric. Chem. Environ. 2:81-85.
Lim, S. J., D. Y. Jeong, G. H. Choi, B. J. Park and J. H. Kim (2014a) Quantitative analysis of matrine and oxymatrine in Sophora flavescens extract and its biopesticides by UPLC. J. Agric. Chem. Environ. 3:64-73.
Lim, S. J., J. H. Lee, J. H. Kim, G. H. Choi, N. J. Cho and B. J. Park (2014b) Quantitative analysis of cinnamaldehyde, cinnamylalcohol and salicylaldehyde in commercial biopesticides containing cinnamon extract using gas chromatography- flame ionization detector. Korean J. Environ. Agric. 33:213-219.

원문보기 상세보기
Lim, S. J., J. H. Kim, G. H. Choi and B. J. Park (2015) Quantitative analysis of rotenone and deguelin in biopesticides containing derris extract by ultra performance liquid chromatography. Korean J. Environ. Agric. 34:27-31.
Liu, X. C., J. Cheng, N. N. Zhao and Z. L. Liu (2014) Insecticidal activity of essential oil of Cinnamomum cassia and its main constituent, trans-cinnamaldehyde, against the Booklice, Liposcelis bostrychophila. Trop. J. Pharm. Res. 13:1697-1702.
RDA (2011) Organic is life. In RDA Interrobang. Eds. B. S.Lee, J. S. Shin, W. S. Cho, C. Y. Min, Rural Development of Administration, Suwon, Korea. pp 1-20.
RDA (2016) List of organic farming material, Rural Development Administration. http://nongsaro.go.kr/portal/ps/psa/psab/psabl/openApiPurchaseInfoLst.ps?menuIdPS02479
Shreaz, S., W. A. Wani, J. M. Behbehani, V. Raja, M. Irshad, M. Karched, I. Ali, W. A. Siddiqi and L. T. Hun (2016) Cinnamaldehyde and its derivatives, a novel class of antifungal agents. Fitoterapia 112:116-131.

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