[논문]국내 육성 감국의 품종별 향기성분 비교 분석

오경열; 구영민; 정원민; 신승미; 길영숙; 고건희; 양기정; 김진효; 이동열

doi:10.5352/jls.2018.28.12.1523

초록
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감국(Chrysanthemum indicum L.)은 한방재료로서 식품 및 향기제품의 소재로 활용된다. 본 연구에서는 국내에서 육성된 감국 품종별 휘발성 향기성분을 분석 및 동정하여 이들이 함유하는 화학성분을 구명하고자 수행되었다. 국내에서 육성한 네 품종(품종명 : 감국 1호, 감국 2호, 감국 3호, 원향) 감국을 동일한 시기에 같은 지역(경상남도 산청군)에서 재배하여 수확한 후 GC-MS Headspace를 이용하여 향기성분을 분석하였다. 향기성분 분석 결과 네 품종에서 23종의 성분이 동정되었고, 이 중 8개의 화합물이 공통적으로 존재하였다. 감국 1호, 감국 2호, 감국 3호에서는 3-carene, camphene, ${\beta}$-phellandrene, eucalyptol과 (+)-camphor로 등이 주요 향기성분으로 확인되었다. 감국 1호는 (+)-camphor (31.40%)를 포함하여 11개 화합물이 존재하였고, 감국 2호의 주요 향기성분으로는 camphene (25.60%)을 포함한 12개 화합물이 존재하였으며, 감국 3호는 (+)-camphor (26.88%) 등 13개 향기성분이 검출되었다. 원향에서는 주요 향기성분인 trans-piperitol (47.33%), sabinene, ${\gamma}$-terpinyl acetate을 포함한 17종류의 향기성분이 분석 되었다. 본 연구를 통해 감국 품종 간에 기능성 향기성분의 종류 및 비율의 차이가 있음을 확인하였고, 이러한 연구결과는 향후 다양한 향기제품의 산업화 소재로서 이용가치를 높일 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigated the chemical composition of four Korean cultivated Chrysanthemum indicum L. (Gamguk 1 ho, Gamguk 2 ho, Gamguk 3 ho, and Wonhyang) which are used in the food and fragrance industries to identify their volatile flavor compounds. These compounds were analyzed using headspace GC-...

This study investigated the chemical composition of four Korean cultivated Chrysanthemum indicum L. (Gamguk 1 ho, Gamguk 2 ho, Gamguk 3 ho, and Wonhyang) which are used in the food and fragrance industries to identify their volatile flavor compounds. These compounds were analyzed using headspace GC-MS from plant samples cultivated in the same region of Korea (Sancheong-gun, Gyeongsangnam-do). A total of 23 compounds were identified, eight of which were common across the four cultivars. The major flavor components in the three Gamguk plants were identified as 3-carene, camphene, ${\beta}$-phellandrene, eucalyptol and (+)-camphor. Eleven compounds, including (+)-camphor at 31.40%, were identified in Gamguk 1 ho. Gamguk 2 ho was found to contain 12 flavor compounds, predominant of which was camphene at 25.60%. Thirteen compounds including (+)-camphor (26.88%) were identified in Gamguk 3 ho, while 17 were detected in the Wonhyang cultivar, including trans-piperitol (47.33%), sabinene, and ${\gamma}$-terpinyl acetate. These results indicate differences in the type and ratio of functional volatile flavor ingredients in Chrysanthemum indicum L. cultivars which is highly valuable as material for fragrance product development.

Keyword

표/그림 (3)

표 Table 1. GC-MS parameter for analysis of volatile compounds
그림 Fig. 1. Total ion chromatograms of volatile flavor compounds by GC-MS Headspace analysis from Chrysanthemum indicum L. Cultivars. (A) Gamguk 1 ho, (B) Gamguk 2 ho, (C) Gamguk 3 ho, (D) Wonhyang
표 Table 2. Flavor compounds from Chrysanthemum indicum L. cultivars

AI 본문요약
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문제 정의

Headspace를 이용하여 국내에서 육종된 품종별 감국의 고유한 휘발성 향기성분의 분석에 대한 연구결과는 보고된 바 없어 GC-MS Headspace를 이용하여 향기성분을 분석함으로써 감국 품종별 향기제품의 소재로서 활용가치를 평가하는 것이 필요하다. 이에 본 연구는 국내에서 육종된 4개 품종 감국의 향기성분을 분석 및 동정하여 꽃의 향기를 구성하고 있는 화학물질을 구명하고, 이를 통해 주요 유효성분들의 기능성을 조사하여 품종별 감국의 산업화 소재로서 이용 가치를 높이고자 수행하였다.

제안 방법

5 g을 정확히 취해 20ml headspace sampler vial에 넣은 후 알루미늄 캡으로 밀봉하였다. 이를 7697A headspace sampler (Agilent technologies,CA, USA)를 이용하여 70℃ headspace oven에서 15분간 가열하여 시료 중 향기성분을 포집하였다.
25 μm film thickness) 모세관 컬럼을 사용하였고 기기분석 조건은 Table 1과 같다. 상기 분석조건을 통해 나타난 향기성분은 NIST (National Institute of Standardsand Technology) 2015 library database를 이용하여 동정하였다. Library분석을 통해 Retention Index와 Scan spectrum의 유사도가 85% 이상인 화합물을 대상으로 동정하였고, 품종별 분석을 통해 나타난 화합물의 성분조성비는 피크 면적을 기준으로 전체 피크에서 각각의 화합물이 나타내는 피크가차지하는 비율을 산출하였다.
본 연구에서는 네 품종 감국꽃에 함유되어 있는 향기성분을 GC-MS로 구명하였다. 네 품종의 감국에서 공통적으로 나타나는 향기성분은 8성분이었으며, 감국 1호, 감국 2호, 감국 3호에서는 3-carene, camphene, β-phellandrene, eucalyptol과(+)-camphor로 등이 주요 향기성분으로 확인되었다.

대상 데이터

본 실험에서 사용한 감국(품종명: 감국 1호, 감국 2호, 감국 3호, 원향)은 경상남도농업기술원 약용자원연구소에서 품종육성을 통해 개발한 감국 모종을 분양받아 2016년 4월 18일에 경남 산청군 산청읍 옥산리의 노지재배 포장에서 품종별로 20 m²씩 3반복으로 각각의 품종을 정식 후 관행 재배하여 10월17일에 수확하였다. 수확한 시료는 수분이 10% 이하가 되도록 음건하였으며, 음건 후 밀폐용기에서 분석 전까지 4℃ 조건으로 보관하여 분석에 사용하였다.

성능/효과

원향에서는 다른 세 가지 품종에서 검출되지 않은 sabinene, trans-piperitol과 γ-terpinyl acetate이 각각 5.17%, 47.33%와 16.14%를 차지하는 주요 향기성분으로 분석 되었다. Sabinene은 홀름오크(Quercus ilex)와 노르웨이 스프루스(Picea abies)를 포함한 다양한 식물의 에센셜 오일에서 분리된 천연 monoterpene 화합물로서, 후추의 매운맛을 나타내는데 기여한다[19].
본 연구에서는 네 품종 감국꽃에 함유되어 있는 향기성분을 GC-MS로 구명하였다. 네 품종의 감국에서 공통적으로 나타나는 향기성분은 8성분이었으며, 감국 1호, 감국 2호, 감국 3호에서는 3-carene, camphene, β-phellandrene, eucalyptol과(+)-camphor로 등이 주요 향기성분으로 확인되었다. 원향에서는 sabinene, trans-piperitol과 γ-terpinyl acetate이 주요 화합물로 검출되었다.
네 품종 감국의 향기성분 분석을 통해 확인된 화합물은 모두 23종으로 나타났으며 화합물명은 Santolina triene, Tricyclo[2.2.1.0(2,6)]heptane,1,3,3-trimethyl, α-Phellandrene, 3-Carene, Camphene, β-Phellandrene, Cyclohexane,1-methylene-4-(1-methylethenyl), β-Myrcene, Bicyclo[3.1.0]hex-2-ene,2-methyl-5-(1-methylethyl), α-Terpiolen, p-Cymene, Sabinene, Eucalyptol,7,7-Dimethyl-3-methylenebicyclo[4.1.0]heptan-2-ol, cis-s-Thujanol, cis-2-Menthenol, (+)-Camphor, Chrysanthenol, Borneol, α-Terpineol, trans-Piperitol, L-α-bornyl acetate, γ-Terpinyl acetate로 나타났다. 4품종의 감국에서 모두 검출된 성분은 α-Phellandrene, 3-Carene, Camphene, β-Phellandrene, Bicyclo[3.

후속연구

Trans-Piperitol은 후추과 작물인 Piper hymenophyllum의 추출한 에센셜 오일에 존재한다고 연구된 화합물로서 매운향을 나타내는 성분으로 항균활성을 가진다고 연구되었다[21]. 이 성분은 원향에서 가장 높은 비율(47.33%)을 차지하는 성분으로 향기를 이용한 많은 연구가 진행되지 않아 이 품종 감국을 이용한 산업적 활용을 위해 추후 다양한 기능성 검증 연구가 필요할 것이다. γ-Terpinyl acetate은 야생에서 채취한 클라라세이지(Salvia sclare) 에센셜 오일에서 미량 검출이 보고되었던 화합물로, 약리작용에 기여한다고 조사되었다[22].
원향에서는 sabinene, trans-piperitol과 γ-terpinyl acetate이 주요 화합물로 검출되었다. 이를 통해 각각의 품종에 존재하는 향기 성분이 다르게 분포하고 그들이 차지하는 비율이 다르며, 품종 특이적으로 동정된 화합물이 존재하기 때문에 이러한 연구 결과를 바탕으로 향기성분이 가지는 기능성을 활용한 향기산업의 소재로서 제품 개발에 선택적으로 이용 가능할 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	감국이란?	국화과 식물은 대부분 관상용으로 사용되지만 우리나라를 포함한 아시아 지역에서 쓴맛이 적고 향이 좋은 것을 선택적으로 식용 또는 약용으로 이용하는데 대표적인 식물로 감국, 산국, 구절초 등이 있다[1]. 이 중 감국(Chrysanthemum indicum L)은 국화과 국화속에 속하는 다년생 초본류로서 차나 주류의 소재로 사용된다. 한의학에서는 해열, 해독작용에 유효하다고 알려져 있고 소염 및 진통에 효능이 있어 한약재로 주로 사용되어 왔다[2].
	감국 꽃의 향은?	감국 꽃에서는 달콤하면서도 감미로운 특유의 향을 가진다고 알려져 있는데[3], 향기를 포함한 방향성 화합물을 가지는 식물에 존재하는 휘발성 성분은 그 특성이 매우 다양하다. 일반적으로 이러한 향기성분의 조사는 gas chromatography -mass spectrometry (GC-MS) 분석을 이용하며, GC-MS를 이용한 휘발성 성분분석에 관련된 다양한 연구가 보고되어 있다.
	감국을 한의학에서는 어떻게 사용되었는가?	이 중 감국(Chrysanthemum indicum L)은 국화과 국화속에 속하는 다년생 초본류로서 차나 주류의 소재로 사용된다. 한의학에서는 해열, 해독작용에 유효하다고 알려져 있고 소염 및 진통에 효능이 있어 한약재로 주로 사용되어 왔다[2].

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