초록 ▼

Ⅰ. 제 목
❍ 남해산 약쑥을 이용한 가공식품과 향장품 개발
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
약쑥은 우리나라 어느 지역에나 자라는 여러해살이 국화과 쑥속의 여러해살이 식물로써 농약이 필요없는 친환경작물로 전초를 말린 것을 애엽 또는 애호라 하며 생약으로 이용되고 있다. 약쑥은 동의보감에 의하면 빙대(氷臺) 또는 의초(醫草)라고 하며 햇볕에 말려서 뜸봉을 만들어 뜸을 뜨기도 하며 쌀가루를 넣어 짓찧어 약에 넣어 먹기도 했다. 효능으로는 오래된 여러 가지 병과 복통과 이질, 치질을 낫게 하며 쑥씨는 허리와 무릎을 튼튼하

Ⅰ. 제 목
❍ 남해산 약쑥을 이용한 가공식품과 향장품 개발
Ⅱ. 연구개발의 목적 및 필요성
약쑥은 우리나라 어느 지역에나 자라는 여러해살이 국화과 쑥속의 여러해살이 식물로써 농약이 필요없는 친환경작물로 전초를 말린 것을 애엽 또는 애호라 하며 생약으로 이용되고 있다. 약쑥은 동의보감에 의하면 빙대(氷臺) 또는 의초(醫草)라고 하며 햇볕에 말려서 뜸봉을 만들어 뜸을 뜨기도 하며 쌀가루를 넣어 짓찧어 약에 넣어 먹기도 했다. 효능으로는 오래된 여러 가지 병과 복통과 이질, 치질을 낫게 하며 쑥씨는 허리와 무릎을 튼튼하게 하고 자궁을 따뜻하게 한다고 알려져 있다.
약쑥은 전통식으로 널리 이용되어 왔으며 현재도 식품 및 여러가공형태로 판매, 섭취되고 있다. 특히 강화도와 백령도 인근에서 재배되는 사자발쑥과 싸주아리쑥은 오래된 전통과 구전으로 전해 내려오는 효능들과 최근에는 강화군 농업기술센터와 관련 연구기관에서 학술적인 효능을 검증하고 있어 산업화 및 소비에 크게 기여하고 있다.
그러나 쑥은 품종, 재배지역, 기후 등에 따라 그 효능에 있어 큰 차이가 있고, 예로부터 남해쑥이 질이 좋다고 알려져 있으며 최근 남해에서 자생하는 쑥을 수집 보존하여 FTA 대응 소득작목으로서 재배면적을 늘려감과 동시에 남해의 특산물인 마늘과 접목하여 새로운 가공품 개발을 시도하고 있다.
남해약쑥은 재배면적이 10ha로서 생산물은 전량 지역 업체에서 쑥뜸 및 향의 원료로 소비되고 있으며 연간 50억 규모의 소득을 올리고 있다. 현재는 재배면적 규모가 적으나 기존 쑥뜸의 품질이 좋고 남해약쑥에 대한 인지도가 상승함으로써 재배면적 또한 증가할 것으로 예상된다.
남해지역은 청정해풍과 풍부한 일조량 등으로 약쑥 재배가 적합하고 또한 약쑥의 유효성분으로 알려져 있는 Eupatilin, Jaceosidin 등의 유효물질이 일반쑥에 비하여 10배 가량 많이 검출되는 것으로 예비시험에서 확인되어 기능성식품 및 다양한 가공품 접목으로 부가가치를 높여서 산업화한다면 지역발전에 크게 기여할 것이다.
Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위
○ 남해약쑥의 영양화학성분 분석
○ 남해쑥의 유효성분분석 및 생리활성 탐색
○ 남해 약쑥의 수확시기별 정유성분 함량 및 항균활성
○ 남해약쑥의 미백, 주름개선, 자외선 차단 효과
○ 남해약쑥 어린잎 시기별 덖음차 개발
○ 쌀이용 떡류, 젤리 등 기호성 식품 개발
○ 남해약쑥 이용 고추장 개발
○ 남해약쑥 이용 가공식품 및 향장품 등 가공 최적공정 확립
Ⅳ. 연구개발결과
경남 남해에서 재배되고 있는 약쑥의 식품 및 기능성 소재로서의 활용도 제고를 위하여 화학성분, 생리활성을 분석하고, 가공품을 개발하였다. 약쑥의 일반성분을 잎, 줄기 및 뿌리 부위별로 조사한 결과 조단백질은 각각 19.87, 6.14, 5.68%로 나타났고, 조지방은 4.56, 1.30, 1.20%이었으며, 조섬유는 16.80, 29.70, 29.45%로 나타났다. 남해약쑥의 주요 무기성분은 K, Ca, Mg 으로 나타났으며, 잎에서 K과 Ca의 함량이 각각 4,270.24, 617.64 mg/100 g으로 뿌리보다 2배 이상 높은 함량을 나타내었다. 유리당은 잎과 뿌리에는 sucrose와 glucose가, 줄기에서는 glucose와 fructose가 검출되었다. 총아미노산은 17종이 분리되었으며, 잎의 총아미노산 함량이 4,864.11 mg/100 g으로 가장 높았으며, 줄기는 1,953.99 mg/100 g, 뿌리는 1,601.73 mg/100 g 순으로 나타났다. 부위별 주요아미노산으로 잎과 줄기에서는 proline(963.91 및 407.52 mg/100 g)과 aspartic acid(577.38 및 299.17 mg/100 g)이었고, 뿌리에서는 glutamic acid(206.34 mg/100g)와 arginine(193 .23 mg/100g)이 가장 높게 함유되어 있었다. 지방산 조성을 분석한 결과 잎, 줄기 및 뿌리 모두 linoleic acid(C18:2), behenic acid(C22:0) 및 palmitic acid(C16:0)가 주요 지방산으로 나타났으며, 생리활성 성분으로서의 부위별 eupatilin과 jaceosidin 함량은 잎에서 35.0 과 107.6 mg/100 g으로 줄기와 뿌리보다 높은 함량을 보였다. 남해 약쑥의 부위별 총 페놀성 화합물 함량은 잎 60% 에탄올 추출물에서 23.08 mg/g으로 가장 높은 함량을 보였다. 남해 약쑥의 부위별 60% 에탄올 추출물로 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과 추출물의 농도가 증가함에 따른 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성이 증가하는 경향을 나타내었고, 잎에서 가장 높은 DPPH 및 ABTS 라디칼 소거 활성을 나타내었다. Linoleic acid를 이용한 자동산화 억제활성을 실험한 결과 다른 부위보다 잎에서 가장 높은 자동 산화 억제활성을 나타내었고, MDA assay를 이용하여 항산화 활성을 측정한 결과 일부 농도 의존적인 경향을 보였으며, 잎 200 μg/mL 농도에서 71.38%의 항산화 활성을 보였다. 따라서 남해 약쑥 잎은 높은 항산화활성을 바탕으로 천연 항산화제로서의 활용가능성이 매우 높을 것으로 판단된다. 남해에서 재배되어 새로운 산업자원으로서 각광받고 있는 남해약쑥의 미용소재로서의 가능성을 확인하기 위하여 남해약쑥 잎의 물 추출물, 60% 에탄올 추출물, 100% 에탄올 추출물의 피부관련 균을 포함한 4종의 미생물을 대상으로 항균활성을 측정하고, 미백, 주름개선효과 등을 분석하였다. 남해약쑥의 추출용매에 따른 수율은 물 추출물 18.9%, 60% 에탄올 추출물 24.6%, 100% 에탄올 추출물이 7.3%로 나타났다. 추출물에 함유된 총 폴리페놀 화합물 함량은 물 추출물이 22.67mg/g, 60% 에탄올 추출물이 23.08mg/g, 100% 에탄올추출물이 12.51mg/g이었다. 실험에 사용한 4종의 미생물에 대하여 모두 항균활성이 있는 것으로 나타났으며, 특히 여드름의 원인균으로 알려진 propionibacterium acnes에 대한 활성이 가장 높았는데 에탄올 100%>에탄올 60%>물 추출물의 순이었다. 미생물 최소생육저해농도(MIC)를 분석한 결과 60% 에탄올 추출물이 0.63mg/mL에서 propionibacterium acnes의 생육을 완전히 저해하는 것으로 나타났다. 약쑥 추출물의 tyrosinase 활성 억제능은 농도 의존적으로 높았으며, 물 추출물에 비해서 60%와 100% 에탄올 추출물에서 높은 값을 보였다. B16/F10 melanoma 세포에 의한 멜라닌 생합성 저해능을 분석한 결과 60% 에탄올 추출물이 50㎍/mL의 농도에서 양성대조구로 사용한 arbutin보다 높은 저해능을 보였다. 또한 자외선으로부터 피부를 차단할 수 있는 가능성을 알아보기 위해 자외선 흡수도를 측정한 결과, UV-B(290~320nm) 영역에서 특징적인 흡수도를 나타내었는데 60%와 100% 에탄올 추출물에서 물 추출물보다 강한 흡수도를 나타내었다. 피부 주름생성과 관련된 ellastase 저해 활성은 추출물의 농도가 증가할수록 활성이 증가하였는데 특히 60% 에탄올 추출물은 125㎍/mL의 농도에서 높은 저해활성을 나타내었다.
남해약쑥의 이용성 증진을 위하여 가공품 약쑥차, 설기떡, 고추장 등 가공품을 개발하고 특성조사를 하였다. 약쑥차는 수확시기와 덖음온도를 달리하여 수행하였는데 5월에 수확한 쑥을 220℃에서 2회 덖음한 쑥의 유리아미노산 함량이 높았고 관능적 특성도 우수하였다. 설기떡은 약쑥 분말 3%를 첨가하여 제조한 떡의 관능적 특성이 좋았다. 약쑥 고추장은 약쑥분말 1~5%, 약쑥 추출물 1~5%를 첨가하여 제조 발효중 특성을 분석한 결과 3% 분말을 첨가한 처리구가 관능적 특성이 좋았다. 약쑥 기능성을 활용한 화장품은 클렌징폼, 페이셜 팩, 로션, 에센스, 크림 등 5종이었다. 클렌징폼과 페이셜팩은 제조후 임상시험에서 여드름개선에 효과가 있는 것으로 조사되었다.
Ⅴ. 연구개발결과의 활용계획
남해산 약쑥의 유효성분을 활용한 기능성 소재로서의 자료로 활용하여 다양한 가공품 개발의 근거자료로 활용할 계획이다. 최근 재배면적이 지속적으로 늘고 있는 남해 지역 약쑥 농가에 소득창출의 기반을 마련하고 산업화 가능성에 대한 기초연구 자료로 제시할수 있다. 본 과제를 통해 개발한 가공품은 기술이전으로 산업현장에 적용할 계획이며 대외적인 홍보를 통해서 남해약쑥의 부가가치와 활용도를 높일 것이다. 또한 전통적인 우리의 자원을 살린 가공품 개발 및 연관기술의 활성화로 남해지역의 특산물인 마늘, 유자 등과 함께 관광벨트 조성 및 특화개발을 검토할 수 있을 것이다.
최근 소비자의 화장품 수요는 저자극, 친환경, 웰빙의 코드로 바뀌고 있으나 이를 위한 대부분 원료는 국외에서 수입되는 허브류가 사용되고 있어 이를 대체할 자생자원의 발굴과 활용이 시급한 실정인데 남해약쑥의 화장품 소재로서의 가능성이 확인되어 산업화 활용이 가능할 것임. 본 연구를 통해서 남해산 약쑥의 산업화 가능성에 대한 기초연구자료를 제시하고 약쑥 화장품 등의 조기 기술이전으로 산업현장에 신속하게 활용할 수 있을 것으로 기대됨.

Abstract ▼

The chemical components and biological activity in different parts of Artemisia argyi was investigated to provide industrial possibilities as functional substance.
The analysis result of proximate composition in leaves, stems and roots of Artenisia argyi was substantially as follows. The crude pr

The chemical components and biological activity in different parts of Artemisia argyi was investigated to provide industrial possibilities as functional substance.
The analysis result of proximate composition in leaves, stems and roots of Artenisia argyi was substantially as follows. The crude protein contents were 19.87, 6.14 and 5.68%, the crude lipid contents were 4.56, 1.30 and 1.20%, the crude fiber contents were 16.80, 29.70 and 29.45%, respectively. The major mineral components in Artemisia argyi were potassium, calcium and magnesium. Contents of potassium and calcium in leaves were 4,270.24 and 617.64 mg/100 g, respectively, they were more than double the contents of root. Sucrose and glucose as main free sugars were detected in the leaves and roots. However, glucose and fructose were identified in the stem. Total amino acids showed 17 amino acids. Contents of total amino acid in the leaves was the highest as 4,864.11mg/100g, and the stems and roots showed 1,953.99 and 1,601.73mg/100g, respectively. The major amino acids in the leaves and stems were proline(963.91 and 407.52mg/100g) and aspartic acid(577.38 and 299.17mg/100g), respectively. Glutamic acid(206.34mg/100g) and arginine(193.23mg/100g) were main amino acids in the roots. The major fatty acids in all parts were linoleic acid(C18:2), behenic acid(C22:0), and palmitic acid(C16:0). Eupatilin(35.0mg/100g) and jaceosidin(107.6mg/100g) as physiological compounds contents were higher in leaves than other parts. The antioxidant activities of 60% ethanol extracts from different parts (leaf, stem, and root) of Artemisia argyi using an in vitro system were examined to find a possibility as natural antioxidant substances. The highest total phenolics(23.08 mg/g) was obtained by 60% ethanol extract of leaf. The scavenging activity of 60% ethanol extract from different parts of A. argyi on the DPPH and ABTS radical was raised with increasing amount of extracts, and 60% ethanol extract from leaf showed the highest radical scavenging activities. In MDA formation using mouse brain homogenates, the 60% ethanol extracts of A. argyi also exhibited antioxidant activity as inhibition of MDA(71.38% at 200 μg/mL). Therefore, these results suggest that the 60% ethanol extract of A. argyi leaf possess excellent antioxidant activities and thus it has great potential as a source for natural antioxidant. Antimicrobial activity of 60% ethanol, 100% ethanol, water extacts showed inhibition against Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes and antimicrobial activity on propionibacterium acnes was the highest, 100% ethanol> 60% ethanol> water extract respectively. tyrosinase inhibitory activity of 60% ethanol extracts of mugwort was increased in concentration-dependent manner. Melanin contents in B16/F10 mellanoma cells was reduced in dose-inpendent manner by extract of mugwort 60% ehanol extracts of Artemisia argyi. also showed a great elastase inhibition at 125 ug/mL, thus showing good in-vitro anti wrinkle characteristics. It was specific result that UV-B absorption of 60% ethanol and 100% ethanol of Artemisia argyi.
The characteristics of mugwort tea, rice cake, kocchujang with mugwort were investigated for the practical use of Artemisia argyi. Quality characteristic of mugwort tea processed by different harvest time and roasting temperature were investigated. Free mino acid contents were highest at 220℃ rosted tea of harvested mugwort in may. Beside, it gained the highest score of sensory evalution among them. The rice cakemanufactured by adding 3% mugwort powder was best in sensory evaluation. The characteristics of kocchujang prepared by addition of mugwort powder(0, 1, 3, 5%) and mugwort extracts(0, 1, 3, 5% of total weight) were investigated during fermentation. For the sensory evolution, parameters such as color, flavor, texture, taste and overal acceptability was best at the 3% mugwort powder. The cosmetics as facial pack, cleansing foam, lottion, essense and cream manufactured by adding mugwort extracts. Facial pack and cleansing foam were effective for acne improvement.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 9
• 제1장 서 론 ... 10
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 13
• 제1절 재료 및 방법 ... 13
• 제2절 결과 및 고찰 ... 20
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 49
• 제1절 목표대비 달성도 ... 49
• 제2절 정량적 성과 ... 50
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 51
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 52
• 제7장 기타 중요 변동사항 ... 53
• 제8장 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구장비 현황 ... 54
• 제9장 참고문헌 ... 55