매실 성분에 대한 많은 연구가 행하여져 왔고 다양한 매실의 생리활성이 알려져 왔지만 주로 성분분석에 관한 연구였으며, 매실의 여러 품종 간 성분분석의 비교에 대한 연구는 많이 수행되지 않았다. 따라서 매실의 품종 간 함유 성분의 차이를 GC/MS(가스크로마토그래피/질량분석기)로 분석하여 비교하여 보았다.
서론
매실은 장미과(Rosaceae) 낙엽 소교목인 매화나무(Prunus mume)의 열매로 유기산뿐만 아니라 당분 및 무기성분이 함유된 알칼리성 과실이다. 한방에서 매실은 당뇨병 치료제 또는 구충, 해독제로 사용되고 있으며, 민간에서는 고혈압, 설사, 정혈작용 등에 효과가 있다고 알려져 있다. 최근에는 매실 추출물이 건강식품 보조제 등의 다양한 용도로 사용되고 있다. 매실 추출물에 관한 최근 연구에 의하면 혈당 강하, 과다 위액 분비 억제와 간 기능 회복, 긴장 완화, 항균 작용 등이 있는 것으로 밝혀졌다. 또한, 매실에 들어 있는 mumefural, furfuryl alcohol, citric acid 및 malic acid가 혈액순환을 개선시켜주는 물질이라는 연구가 있었으며, 매실 추출물 성분 중 benzyl glucoside와 chlorogenic acid는 긴장완화 작용이 있다는 연구도 수행된 바 있다. 매실의 메탄올 추출물에서는 trimethyl citrate, dimethyl citrate가 분석되었으며, 항균작용을 하는 hexanedioic acid와 trimethyl citrate 또한 분리되었다. 그러나 매실 성분에 대한 많은 연구가 행하여져 왔고 다양한 매실의 생리활성이 알려져 왔지만 주로 성분분석에 관한 연구였으며, 매실의 여러 품종 간 성분분석 비교에 대한 연구는 많이 수행되지 않았다. 따라서 본고에서는 매실의 품종 간에 함유되어 있는 성분의 차이를 GC/MS(가스크로마토그래피/질량분석기)로 분석하여 비교하였다.
사용된 매실 품종
2005년 6월에 경상남도 진주에서 수확한 남고(P. mume ‘Nanko’), 청축(P. mume ‘Viridicalyx’), 매향(P. mume ‘Baigo’), 갑주최소(P. mume var. microcarpa ‘Koshusaisho’)를 사용하였다. 남고는 수세가 강하고 개장성이며, 과실은 부분적으로 붉은 색을 띠고, 표면에 털이 많다. 매향은 일본에서 선발된 품종으로 과실은 짧은 타원형 또는 난형으로 과실 무게는 25g 정도로 크다. 갑주최소는 과실의 크기가 4~5g 정도 되는 작은 품종이다.
시료의 전처리
매실의 씨앗을 제거한 후, 각 시료 85g씩을 50㎖의 증류수와 혼합하여 믹서로 분쇄하고 과육을 가라앉히기 위해 1시간 동안 정치했다. 정치 후 각각의 시료를 여과 깔대기를 이용하여 과육을 제거한 후 40㎖의 수용액상 시료를 250㎖분액 깔대기에 넣고 에틸아세테이트를 이용하여 3회 반복 액상 분리하였다. 에틸아세테이트 분획분을 40℃에서 감압농축기로 농축하고 0.1㎖의 메틸렌클로라이드에 용해시켜 GC/MS(가스크로마토그래피/질량분석기) 분석을 위한 시료로 사용하였다.
GC/MS 분석
매실의 시료를 GC/MS로 분석하였으며, 사용된 GC/MS의 구성은 Agilent 6890GC(Autoinjector 장착)에 Agilent 5973MSD(Mass selective detector, Quadropole)가 장착된 것이다. 운반가스는 헬륨가스가 1.0㎖/min의 유속으로 사용되었고 컬럼은 DB-5 (J&W 122-5532, 30m 길이, 250μm 직경, 0.25μm 두께)를 사용하였다. 오븐 온도 스케줄은 최초 60℃로 시작하여 5분 지속시킨 후 최종 온도인 280℃까지 분당 10℃씩 단계적으로 상승시킨 후 최종 온도에서 5분간 유지시켜 분석시간이 32분이 되도록 하였다. 질량분석을 위한 이온화 방식은 70 eV에서 Electron Impact로 사용되었다. 정량 분석시의 측정 오류를 유발할 수 있는 스펙트럼의 베이스 라인 및 피크의 중복 등을 제거한 보다 정밀한 GC/MS 정량분석을 위해 Selected Ion Monitoring(SIM) mode를 사용하였다. 정량분석을 위한 표준품은 maleic anhydride, citraconic anhydride, 5-hydromethylfurfural, vanillin, palmitic acid, isopropyl palmitate, stearic acid, linoleic acid, ethyl linoleate, squalene 등의 10개 성분이고, 내부 표준물질로는 phenantherene-d10이 사용되었다.
매실 품종 간 성분 분석
매실의 품종 간 주요 10종의 화합물 함량은 <표 1>에 나타내었으며, <그림 1>에서는 이에 대한 화학구조를 나타내었다. 갑주최소에서는 10개의 모든 성분이 측정되었고, 남고, 청축, 매향에서는 8개의 성분만이 측정되었다. 그리고 성분별로 살펴볼 때에는, maleic anhydride, citraconic anhydride, 5-hydromethylfurfural, vanillin, linoleic acid, ethyl linoleate, squalene은 4개의 모든 매실 품종에 포함되어 있었고 palmitic acid는 갑주최소에서, isopropyl palmitate는 매향과 갑주최소에서, stearic acid는 남고, 청축, 갑주최소에서 측정되었다. 매실에 함유된 10개 성분을 합한 총량을 보면, 매향, 남고, 갑주최소, 청축의 순으로 나타났다. 품종별 성분의 분포를 보면, 남고와 매향에서는 citraconic anhydride와 maleic anhydride의 함유량이 가장 높은 반면, 청축과 갑주최소에서는 citraconic anhydride와 stearic acid의 함유량이 가장 높았다. 각 성분의 품종 간 측정 농도에 있어서는, maleic anhydride는 매향, 남고에서 각각 245.4, 153.6ug/g 함유된 반면, 갑주최소와 청축에서는 각각 20.1, 2.7ug/g 만이 함유되어 있어 품종 간 약 7~90배에 이르는 매우 큰 차이를 보였다. Citraconic anhydride의 경우 매향, 남고에서 각각 637.4, 543.1ug/g이 함유되어 있었으며, 갑주최소와 청축에는 150.7, 38.7ug/g이 함유되어 있어 품종 간 약 4~16배 가량의 함량 차이를 나타내었다. Stearic acid는 갑주최소, 청축, 남고에서 105.5, 64.4, 32.3ug/g의 순으로 측정되었으며, 품종 간 함량 차이는 약 2~3배로 그다지 크지 않았다. Linoleic acid와 5-hydromethylfurfural 경우는 남고에 가장 많이 함유되어 있었으며, ethyl linoleate는 매향에 가장 많이 함유되어 있었다. 산소를 공급해 주며, 신장과 간의 기능을 증진시키는 화합물이라 알려진 스쿠알렌(Squalene)은 지금까지는 살구(Prunus armeniaca), 신양벚나무(Prunus cerasus), 그리고 복숭아(Prunus persica) 등에서 발견된 바 있지만, 매실에서는 처음으로 발견된 화합물로서 매실 4품종 모두에 함유되어 있었다. 함량을 측정한 결과, 갑주최소에서 7.6ug/g이 함유되어 있었으며, 매향, 남고, 청축에서는 각각 1.7, 1.0, 0.5ug/g이 함유되어 있어 갑주최소가 다른 3품종의 함량에 비해 월등히 높았다.
맺음말
4품종의 매실성분에 대한 정량분석 결과, 매실 과육 성분의 함유량은 품종 간 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 매실을 가지고 처음 수행한 성분의 정성 및 정량 분석결과는 매실을 기능성 재료로 이용하고자 할 때, 중요한 기본 자료로 이용될 수 있을 뿐 아니라 매실의 용도 범위를 확대하거나 개발하는 데 도움이 될 것으로 여겨진다.
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