생강나무 (Libdera obtusiloba BL.)의 페놀성 화합물들을 분리하기 위하여 잎고 줄기의 MeOH 엑스로부터 계통 분획한 EtOAc 분획물은 silica gel column chro-matography로 분리하여 2종의 화합물을 얻었다. IR, UV,$^1H-NMR$, $^13C-NMR$ 등의 분석을 행하여 화학구조를 밝힌 결과 이들 화합물의 화학구조는 잎에서 $quer-cetin-3-O-\alpha-L-rhamnopyranoside(quercitrin),$ 줄기에서는 quercetin $3-O-\beta-D-galactoyranoside(hyperoside)로$ 각각 결정하였다. 이 화합물들은 생강나무에서 처음으로 분리하였다.
양파는 백합과에 속하는 여러해살이풀로 서남아시아의 페르시아가 원산인데 세계 각국의 온대지방에서 많이 재배하고 있다. 양파의 생약명은 옥총(玉憁)으로 피 속의 콜레스테롤을 떨어뜨리고 심장혈관의 혈류량을 증가시켜 성인병 예방에 좋다. 철원지역은 내륙지방이면서도 고도가 높아 기온차가 큰 대륙성 기후의 성격이 강하기 때문에 이 지역에서 재배한 양파는 남부지방에서 재배된 양파보다 당도가 높고 맛도 좋다고 알려져 있다. 인산질 성분은 특히 근의 발육을 촉진시키는 중요한 성분이다. 하지만 토양부의 인산성분이 수확 시까지 다량 지속되면 양분의 경합으로 뿌리부의 부패를 초래하기 쉽다. 따라서 수확기에 환원형 인산질을 중심으로 엽면시비 방법으로 영양균형을 유도하여 양파의 품질과 저장성을 향상시키는 것이 중요하다. 본 연구는 아인산(H3PO3)과 수산화칼륨(KOH)을 희석하여 산도조절 후, 아인산염으로 철원양파에 엽면 처리한 후 성분을 비교분석하였다. 본 연구에서 아인산염의 농도를 500, 1000, 1500배 희석하여 철원양파에 2018년 5월에 분무기를 이용하여 3회 엽면살포 한 후 6월 말경 수확한 후 HPLC를 이용하여 페놀화합물을 분석하였다. 그 결과 양파에서 중요한 물질 중의 하나인 큐에르세틴(quercetin)함량은 대조구(96.39 ug/g)에 비해 500배(179.70 ug/g), 1000배(150.27 ug/g), 1500배(105.95 ug/g) 처리구에서 높은 함량을 보였다. 또한 caffeic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, rutin, kaempferol, 당도 함량은 처리구에서 대조구보다 높은 함량을 보였다. 따라서 아인산염 처리는 철원양파에서 페놀화합물의 함량을 높이는데 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 아인산염과 같은 환원형 엽면시비법을 이용하여 재배한다면 고품질의 기능성 양파를 생산할 수 있을 것이라 생각한다.
본 연구의 목적은 한국에서 재배된 70% 오이풀 에탄올 추출물을 이용하여 총페놀, 총플라보노이드, 페놀릭 화합물과 항산화성(DPPH, ABTS, FRAP, 환원력)에 대해 실험결과를 제공하는 것이다. 연구결과 총페놀과 총플라보노이드의 함량은 각각 $119.3{\pm}1.54mg$ gallic acid and $59.6{\pm}1.43mg$ rutin를 나타내었다. 또한, 추출물에 함유된 페놀릭 화합물의 주된 물질은 Catechin으로 나타났으며, 항산화성을 나타내는 DPPH, ABTS, FRAP, 환원력은 농도의존적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 이상의 결과로 오이풀 추출물은 천연 항산화성 및 기능성 식품 첨가물로서 좋은 재료가 될 것으로 판단된다.
음식포장용 필름은 열이 노출시 재질과 첨가제들에 기인한 휘발성 화합물들이 방출된다. 그러나 이러한 휘발성 유기화합물은 기존의 용매추출법을 이용한 시험방법으로는 평가하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 실생활에서 사용되고 있는 식품용 플라스틱 필름의 사용조건을 고려해줄 수 있는 열추출장치를 개발하였다. 그리고 PVC재질의 식품용 필름을 실생활에서 사용하는 온도범위($50-120^{\circ}C$)에서 열노출시켜 발생하는 휘발성 유기화합물들을 on-column 저온농축방법을 사용하여 GC/MS로 분석하였다. PVC필름을 열노출 시켰을 때 방출되는 휘발성 유기화합물을 분석한 결과, $C_{12}-C_{18}$의 파라핀계 탄화수소류와 내분비계 교란물질로 알려진 터트부틸페놀과 디메틸프탈레이트와 노닐페놀을 포함한 알킬페놀류가 확인되었다. 테트라메틸부틸페놀은 $50^{\circ}C$에서는 $0.07ng/cm^2$였고, 온도에 따라 증가하여 $100^{\circ}C$에서 $3.94ng/cm^2$의 가장 높은 방출량을 나타냈다.
유기농으로 관리된 살구, 개암, 오디, 감 및 석류나무로부터 5월부터 10월까지 약 1개월 간격으로 잎을 채취하여 총 페놀화합물과 항산화 활성도를 측정한 결과는 다음과 같다. 살구 잎의 총 페놀화합물 함량에 있어서 5월에 18.9 mg으로부터 점차 증가되다가 7월에 최대치에 도달된 후 감소되었고 10월에 9.7 mg으로 최소치를 나나내었다. 항산화력은 5월에 13.9%로 나타났고 6월 및 7월까지 계속 증가추세를 보였으며 이후 급격히 저하되어 10월에 7.1%로 최저치를 보였다. 개암 잎의 총 페놀화합물 함량에 있어서 5월에 59.1 mg이던 것이 6월에 약간 감소되었다가 7월에 80.6 mg으로 피크를 보인 후 8월에 감소세로 돌아섰고 뒤이어 10월에 33.5 mg으로서 급격히 낮아졌다. 항산화 활성에 있어서도 5월 이후 꾸준하게 증가되어 7월에 64.3%로 최고점에 도달한 후 8~10월까지 지속적으로 감소되었다. 오디나무잎의 총 페놀화합물 함량에 있어서 전반적으로 다른 과종에 비하여 현저히 낮은 수준을 나타내었다. 5월부터 6월까지 계속 증가되다가 7월 이후 2.1 mg까지 급격히 떨어졌고, 8~10월에는 1 mg 수준까지 낮아졌다. 항산화력에 있어서도 전반적으로 10% 이하의 낮은 수준을 나타내었고 특히 7월 이후에는 3% 수준의 낮은 활성도를 보였다. 감나무 잎의 총 페놀화합물 함량에 있어서 5월에 66.2 mg으로 가장 높은 함량을 보였고 이후 6월부터 8월에 이르도록 점차 감소되다가 10월에 현저히 저하되었다. 그러나 항산화력은 5월보다 6월이 더 높았으며 이후 7월 및 8월에 이르도록 뚜렷이 감소되다가 10월에는 완만히 낮은 상태를 유지하였다. 석류나무 잎의 총 페놀화합물 함량에 있어서 조사된 살구, 개암, 오디 및 감나무 잎에 비하여 월등하게 높은 함량을 생육기간 동안 유지하고 있었고, 특히 5월에 238.3 mg으로 최대치를 나타낸 후 6~8월까지 근소하게 낮아진 상태를 유지하다가 10월에 128.9 mg으로 급격히 감소되었다. 한편 항산화력은 생장이 왕성한 봄~여름까지 95% 이상의 높은 상태를 유지하다가 10월에 91.1%로 약간 낮아지는 경향을 보였다. 총 페놀화합물과 항산화력 간의 상관관계에 있어서, 오디나무 잎의 상관계수가 가장 높았고, 다음으로 감, 개암, 및 살구나무 잎의 순이었다. 석류 잎은 상관계수가 0.506으로서 낮아서 총 페놀화합물과 항산화력 간에 상관성이 없는 것으로 나타났다.
갈조류(미역, 톳, 다시마), 홍조류(김, 꼬시래기) 및 녹조류(파래) 등 식용해조류 6종으로부터 제조한 추출물의 페놀성 화합물 함량과 항산화 활성을 분석하였다. 추출수율은 꼬시래기 분말을 물(pH 8.0)을 용매로 추출하였을 때 가장 높았으며(44.23 %), 페놀성 화합물은 톳을 75 % 에탄올 용액으로 추출하였을 때 가장 높았다(52.82 ${\mu}g/mg$). 25% 에탄올 용액으로 추출한 파래 추출물에서 가장 높은 DPPH 라디칼 소거활성이 나타났으며(19.29 %), superoxide 음이온 소거활성은 다른 해조류 추출물에 비해 물(pH 8.0)로 추출한 톳 추출물(81.20 %)에서 더 높았다. 6종의 식용해조류 추출물에서의 페놀성 화합물의 함량은 항산화 활성과 강하게 상관관계를 보였다(R2=0.852). 종합해 보면, 이러한 결과는 갈조류인 톳이 천연 항산화제 개발을 위한 좋은 원료가 될 수 있음을 의미한다.
발아에 의한 거대배아미의 생리활성 변화를 70% 에탄올 추출물을 이용하여 검토하였다. 생리활성의 변화는 시료의 환원력과 페놀 화합물의 함량, 항변이원설, 그리고 정상세포에 대한 세포독성을 측정함으로써 평가하였다. 연구 결과, 무발아 조건에서 환원력은 남풍거대배아미 >일반미 >화청거대배아미의 순서였으나, 발아처리하면 화청거대배아미 >남풍거대배아미 >일반미의 순서로 활성이 변화하였다. 남풍거대배아미와 일반미는 발아처리로 환원력이 감소하는데 반하여, 화청거대배아미는 약 3배 증가하였다. 무발아 조건에서 3품종의 쌀은 거의 비슷한 수준의 페놀 화합물 함량을 보였다. 반면, 발아처리는 남풍거대배아미와 일반미의 페놀 화합물 함량에 크게 영향을 주지 않은 반면, 남풍거대배아미의 페놀 함량을 2.6배 증가시켰다. $GABA({\gamma}-aminobutyric acid)$ 함량을 측정한 결과, 발아처리에 관계없이 함량은 화청거대배아미 >남풍거대배아미 >일반미의 순서였고 발아처리는 모든 품종에서 2.4배 이상의 함량증가를 일으켰다. 추출물의 항변이원성을 조사한 결과, 발아처리에 의하여 모든 품종에서 항변이원성이 2.7배 이상 증가하였지만, 발아 화청거대배아미의 항변이원성이 가장 높게 나타났다.
본 연구에서는 2단계 촉매 분해공정 시스템을 이용하여 효과적으로 리그닌을 분해하였으며 리그닌 분해산물로 액상의 리그닌 오일, 촤, 가스가 생성되었다. 1차 촉매 분해공정에서는 MgO, CaO, Pt/C 촉매를 사용하였으며 Pt/C 촉매를 사용했을 때 가장 높은 리그닌 오일 수율(76.2 wt%) 및 가장 낮은 촤 수율(4.1 wt%)을 얻을 수 있었다. 리그닌 오일의 GC-MS/FID 분석을 통해 guaiacol, 4-ethylphenol, 4-methylguaiacol, 4-ethylguaiacol, syringol 등 18종류의 페놀화합물을 검출하였으며 Pt/C 조건에서 생산된 페놀화합물 수율이 97.8 mg/g lignin로 가장 높았다. 한편 MgO와 CaO에서 생산된 페놀화합물은 촉매에 흡착되어 상대적으로 낮은 수율을 보였다. Pt/C 조건에서 생산된 리그닌 오일을 다공성 구조를 가지는 Pd/activated carbon aerogel 촉매 하에서 추가 분해하였다. 2차 촉매 분해공정을 통해 상대적으로 선택성이 높은 4가지 페놀화합물(4-ethylguaiacol, 4-propylguaiacol, 4-ethylsyringol, 4-propylsyringol)을 0.89 - 1.82 wt% 수준으로 생산하였다.
국내에서 채집되는 propolis에 대한 기초자료를 얻고자 아까시나무와 밤나무를 밀원 식물로 하여 채집된 propolis와 그의 70% ethanol 추출물(EEP)에 대한 영양성분 및 페놀성 화합물을 분석하였다. 일반성분은 밀원식물에 따른 큰 차이 없이 비슷한 분포를 보였고, EEP의 경우 propolis 분말에서보다 대부분의 성분들이 상당량 감소되었다. 주요 무기질 5종은 일반성분과는 달리 채집지역과 수종에 따른 차이를 보였고, 대체로 아까시나무의 propolis가 무기물 함량이 많았다. 아까시나무의 propolis에는 칼슘함량이 가장 많았고, 밤나무 propolis는 칼륨이 가장 많이 함유되어 있었다. 반면에 EEP에서는 두 시료 모두 칼륨의 함량이 가장 많았다. 아미노산은 총 16종이 검출되었고, aparagine, cysteine, glutamine 및 tryptophan은 검출되지 않았다. 특히 밤나무 propolis에서는 methionine도 검출되지 않았다. Aspartic acid가 가장 많았고, methionine의 함유량은 극히 적었으며, 아까시나무 propolis가 아미노산 함유량이 전반적으로 더 높았다. 추출수율이 비교적 높게 나타난 EEP의 total polyphenol 함량은 $13.9{\sim}23.7%$였고, propolis의 phenolic fraction중 대부분을 차지하는 성분인 flavonoids 함량은 $8.6{\sim}10.8%$로 나타나 다른 식품재료에 비하여 매우 높은 수준이었다. 고성능 박막크로마토그래피로 페놀성 화합물을 정성분석한 결과 시료종류에 상관없이 거의 동일한 pattern의 chromatogram을 나타내었다. Polyphenol 화합물의 HPLC 분석에서는 약 16개의 peak가 검출되었고, 이중 p-hydroxy benzoic acid, caffeic acid, ferulic acid, benzoic acid, cinnamic acid 및 chrysin의 6종을 동정하였다. 시료간의 chromatographic pattern은 동일하여 propolis를 구성하는 페놀성 화합물의 종류는 큰 차이가 없는 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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