오미자 (Schisandra chinensis Baillon)는 다양한 생리활성을 지니고 있어 오래전부터 약용 및 식용으로 이용되어왔다. 식품 분야 측면에서 오미자는 가공과정에서 씨(seed)가 부산물로 얻어지고 있으나 이에 대한 활용도는 낮은 편이다. 따라서 본 연구에서는 오미자 씨의 활용성 증대하기 위해 오미자를 부위별(과육과 씨 부위)로 구분하여 일반성분, 정유성분 및 주요 리그난 성분들의 함량을 비교 조사하였다. 일반성분으로서 건조 오미자(whole berry)의 조지방 함량은 27.97%이었고, 과육(21.84%)보다 씨(38.16%)에서 함량이 높았고, 조단백질 함량도 씨 부위(18.09%)가 과육(3.53%)에 비해 약 5.1배 높았다. 건조한 오미자 열매 전체의 정유함량은 1.33%이었고 과육(0.91%)보다 씨 (2.65%)에서 약 2.9배 정도 높았다. 오미자의 정유에서 동정된 62종의 성분들 중에서 부위에 관계없이 가장 많이 검출된 성분은 α-ylangene이었고, 과육에서 α-ylangene의 함량은 195.08 ㎍/g이었으나 씨에서는 6,687.76 ㎍/g이었다. 그 다음으로 cuparene이 과육에서 77.46 ㎍/g, 씨에서 2,098.72 ㎍/g, alloaromadendrene은 과육에서 106.20 ㎍/g, 씨에서 708.96 ㎍/g이 검출되어 씨에서 각각 27.1배 및 6.7배 많이 함유되어 있었다. 특히 여러 가지 약리활성을 지니고 있는 것으로 밝혀진 nootkatone의 경우 과육에서는 60.83 ㎍/g이 검출된 반면 씨에서는 과육보다 약 27배 많은 1,645.66 ㎍/g이 검출되었다. 리그난 성분인 schizandrin, schizandrol B, schizandrin A 및 γ-schizandrin도 과육보다는 씨에 5-18배 많이 함유되어 있어 식품 원료로서 활용잠재력을 가지고 있었다.
오미자 열매를 과피, 과육 및 씨 등을 부위별로 분리한 후 일반성분을 분석한 결과 모든 부분에서 가용성 무질소물의 함량이 각각 20.72, 6.88 및 24.42%로 가장 많이 함유되어 있으며 열매에서 씨 부분이 차지하는 비율은 40% 이상이었다. 또한, 오미자의 유효성분인 schizandrin을 포함한 리그 난 화합물의 총량이 씨 부분에서 15.55 mg/g으로 가장 많이 함유되어 있고 schizandrin이 5.68 mg/g, gomisin N이 2.90 mg/g, gomisin A 1.55 mg/g, schizandrin C가 1.53 mg/g 함유되어 있었으며 열풍 건조한 오미자 열매 전과와 거의 비슷한 함량을 함유하고 있었다. 오미자의 유기산은 주로 과피 쪽에 있었으며 총유기산 함량은 12.99%를 함유하고 있었고 주된 유기산은 citric acid로 4.84%를 함유하고 있었다. 오미자의 지방 함량은 씨 부위 및 열풍 건조한 오미자 열매에서 각각 19.04%와 15.11%를 함유하고 있었고 지방을 구성하고 있는 주된 지방산은 linoleic acid로 각각 72.66%와 74.10%를 차지하고 있었으며, 그다음은 oleic acid로 각각 14.78%와 17.46%를 차지하고 있었다. 오미자의 주된 무기이온은 씨에서는 P로 725.35 mg/100 g을, 열풍 건조한 열매 전과에서는 K로 2,024.10 mg/100 g을 차지하고 있었다. 결론적으로 오미자를 활용하기 위해서는 리그 난 화합물이 많이 함유되어 있는 씨 부분을 충분히 활용할 수 있는 방법을 고려하여야 할 것으로 생각된다.
본 연구에서 우리는 오미자 종자 분획물의 항산화 활성과 자외선에 유도된 human HaCaT cell에서의 MMPs의 발현억제에 의한 항노화 효과를 조사하고자 하였다. 전자공여능, ABTS 라디칼 소거분석, 그리고 hydrogen peroxide 소거분석 실험을 통해, 오미자 종자의 분획물 중 에틸아세테이트 분획물(SCEAf)이 가장 우수한 라디칼 소거활성을 가졌고, collagenase 저해 활성 실험에서 SCEAf는 $500{\mu}g/ml$의 농도에서 92.3% 이상의 저해효과를 보였음을 확인하였다. SCEAf의 HaCaT cell에 대한 세포 독성을 확인하기 위해 MTT assay를 실시한 결과, SCEAf는 세포에 독성이 없음을 나타낼 뿐 아니라 UVB에 손상된 세포의 생존율을 증가시킴으로써 세포 활성에 도움을 주는 것을 확인할 수 있었다. SCEAf의 HaCaT cell에서의 항노화 효과를 조사하기 위해 UVB $50mJ/cm^2$에 유도된 HaCaT cell에 SCEAf를 처리한 후 MMP-1과 -3의 발현을 Western blotting과 reverse-transcription polymerase chain reaction으로 분석하였다. 그 결과 SCEAf가 MMP-1과 -3의 단백질과 mRNAs의 발현을 농도의존적으로 억제시켰다. 이러한 결과는 오미자 종자 에틸아세테이트 분획물이 자외선의 손상을 받은 피부 각질형성세포에서의 collageanse 활성을 억제하여 노화를 예방하고 증상을 완화시킬 것으로 기대할 수 있다. 이러한 결과를 바탕으로 우리는 오미자 종자가 화장품과 식품 산업에서 항노화 효과가 있는 기능성 원료로서 사용하기 위한 잠재성을 가질 것으로 기대한다.
오미자의 헥산 추출물로부터 dibenzocyclooctadiene류인 schisandrin 1143.7 mg, schisandrin C 317.3 mg, gomisin A 261.4 mg 및 gomisin N 213.4 mg을 순수분리하여 구조를 동정하였다. 각각의 리그난은 $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR 및 GC-MS 스펙트럼으로부터 구조를 동정하였다. 오미자로부터 분리한 schisandrin, schisandrin C, gomisin A 및 gomisin N을 $10^{-5}\;M$, $10^{-6}\;M$ 및 $10^{-7}\;M$로 조정한 용액에 1시간 침지 후 발아율을 비교하였다. Gomisin A의 처리 시 모든 농도에서 발아율이 억제되었고, 농도가 높을수록 발아 억제효과가 높았다. Gomisin N처리 시에는 대조구에 비하여 모든 농도에서 발아율이 높았다. 리그난 처리 48시간 후 발아율은 대조구와 비교한 결과, schisandrin C와 gomisin A는 발아율을 억제하였다. 따라서 오미자로부터 추출한 리그난은 종자발아를 촉진시키는 효과가 있었고, 이차대사산물로서는 많이 함유되어 있으므로 생장조절제로서 이용가능이 있을 것으로 기대한다.
본 연구의 목적은 오미자로부터 순수분리한 리그난이 무의 종자발아 및 유묘생장에 미치는 영향을 조사함으로서 생장조절제와 천연물의 생물검증 방법을 개발하기 위해서 수행하였다. 오미자로부터 순수 분리한 schisandrin, schisandrin C, gomisin A 및 gomisin N 등 4종의 리그난이 무 종자의 발아 및 유묘생육에 미치는 영향을 조사하였다. 무 종자를 $10^{-5}$, $10^{-6}$ 및 $10^{-7}M$의 schisandrin, schisandrin C, gomisin A 및 gomisin N 용액에 1시간 침지 후 발아율을 비교한 결과, 4종의 리그난류 처리는 대조구에 비해 발아속도가 빨랐다. 리그난류의 처리 48시간 후 대조구를 기준으로 하여 발아율의 촉진 또는 억제 효과를 비교한 결과, schisandrin과 gomisin A는 $10^{-6}M$의 농도에서, schisandrin C와 gomisin N은 농도가 높을수록 발아율이 억제되는 경향이었다. 리그난이 유묘생육에 미치는 영향을 대조구를 기준으로 하여 생육 촉진 또는 억제 효과를 조사한 결과, 하배축은 gomisin A와 gomisin N의 처리시 $10^{-5}M$의 고농도에서, gomisin N의 경우에는 $10^{-6}M$에서 생육이 촉진되었으며, 뿌리의 길이는 schisandrin $10^{-4}M$의 고농도에서 가장 길었다. 유식물체당 총 생체중 및 건물중은 $10^{-7}M$의 저농도 처리시에 촉진되었으며, schisandrin C는 $10^{-5}M$의 고농도 처리시에 생체중과 건물중이 감소하였다. 따라서 오미자로부터 순수분리한 리그난은 종자발아 또는 유묘의 생장을 조절할 수 있는 생장조절제로서 이용가능이 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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