최근 경제 성장과 더불어 국민 생활의 고급화 및 간편화와 건강화를 지향하는 경향이 나타나면서 기능성이 가해진 건강기능식품들이 각광을 받고 있다(Choi, 2000). 간에 효과가 좋다고 알려진 약용식물인 오미자(Schisandra chinensis)는 오미자나무과에 속하는 낙엽성 목본인 덩굴식물이며, 붉은색의 과실을 생약재 및 식품 원료로 이용하고 있는 주요 약용식물이다(Kim 등, 2002). 천연물로 잘 익은 열매는 과실의 독특한 맛과 색을 이용하여 차, 술, 화채 등에 이용해 왔고, 최근에는 음료, 차, 엑기스 등의 가공 제품의 원료로 이용되어 건강기능식품으로도 개발되고 있다(Kim 등, 2015). 오미자의 과육에는 탄수화물, 씨에는 무기질이 많이 함유되어 있다. 특히 열매에는 알콜 해독 작용 및 항산화 작용이 뛰어난 것으로 보고되고 있다(Lee 등, 1989; Lee와 Lee, 1990a). 오미자를 활용한 추출물의 성분 분석 연구, 추출 방법 등 다양한 방면에서 연구가 진행되고 있다.

전처리에 따른 오미자 추출물의 품질특성 분석에 앞서 오미자의 과육과 씨의 항산화 활성 및 지표성분 함량에 차이가 있음을 알 수 있었으며, 오미자에서 분리된 리그난 성분은 대표적인 생리 활성 물질로 보고되고 있다(Kim 등, 2017). 주요 지표성분으로 schizandrin, gomisin A, gomisin N이 있는데, 오미자의 기능성 성분은 과육보다 씨에 많이 함유된 것으로 보고되고 있고(Park과 Lee, 2017), 수확 시기에 따라서도 항산화 활성과 리그난 성분의 함량이 변화했다(Choi 등, 2011). 오미자의 지표성분 중 대표적인 리그난 성분은 40가지의 생리 활성 물질을 포함하고 있으며, 이 성분들은 과육(0.435%)에 비해 씨에 약 3.93배 많이 함유되어 있다고 알려져 있다(Ryu와 Kwon, 2012). 리그난 성분은 간에 해독 작용을 포함한 다양한 약리 기능을 가지고 있으며, 생약재 및 식품 원료로 사용되고 있으며(Lee와 Lee, 1990b), 오미자 추출물과 리그난 성분들의 항산화 작용에 관한 연구가 다수 발표되었다(Cho 등, 2007b). 또한 리그난 성분은 심장을 강하게 하고 혈압을 낮추며, 진해 및 거담 작용이 있어 갈증이나 기침을 치료하고 폐 기능을 강화하는 작용도 있다(Park 등, 2005).

오미자는 지표성분인 리그난 성분의 함량이 높을 뿐만 아니라 페놀성 화합물도 다량 함유하고 있다. 페놀성 화합물은 일반적으로 식물에서 다양하게 존재하며, 여러 종류의 구조와 분자량을 가지며, phenolic hydroxyl기가 결합한 형태로 항산화 효과를 지닌다. 또한 거대 분자와 결합하는 특성이 있다(Shin과 Chi, 1979). 페놀성 화합물은 phenolic, 탄닌, 플라보노이드 등으로 분류되며, 1,000개 이상의 페놀성 구조가 존재한다(Rho 등, 2001). 대부분은 당 형태의 rhamnose, galactose, glucose 등과 결합한 배당체 형태로 존재하는 수용성 물질이다. 식물에 다량 존재하는 페놀성 화합물은 신체 조직과 혈장에서 다양한 생리학적 반응을 유도하며, 자유라디칼(free radical)의 제거와 활성산소종 및 활성질소종의 반응 억제, 생체 내 분자나 지질의 산화를 저해하는 역할을 한다(Morton 등, 2000).

본 연구의 목적은 전처리 조건에 따른 오미자의 과육을 건조 방법과 분쇄 여부에 따라 추출물을 제조하여, 지표성분인 schizandrin, gomisin A, gomisin N의 함량을 HPLC 기기를 통해 비교 분석함과 동시에 항산화 활성들을 분석하여 전처리 조건에 따라서 오미자의 추출물 품질특성을 비교하고자 하여 연구를 진행하였다.

실험 재료 및 시약

건조된 오미자(S. chinensis)는 2023년에 수확된 중국산 제품을 충북 제천시 약초시장에서 구매하여 사용하였으며, 해당 오미자를 다시 동결 건조 및 고온 건조로 전처리하여 추출물을 제조하였다. 오미자 씨는 물로 8시간 불려 과육을 제거한 후 수분을 건조하여 사용하였다. 추출 용매와 이동상 용매로 사용된 에탄올, HPLC water, HPLC acetonitrile은 모두 삼전순약공업에서 구매하여 사용하였다. 2,2-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride(AAPH), Folin & Ciocalteu’s phenol reagent, ascorbic acid, 2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl(DPPH), 2,4,6-tripyridyl-s-triazine(TPTZ), 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS), gallic acid는 Sigma-Aldrich Co.에서 구매하였다. Potassium persulfate(99.0%), pyrogallol(99.0%), tannin acid, potassium ferricyanide, FeCl₃, pH 8.5 Tris-HCl buffer, 1 N HCl, NaNO₂, sulfanilic acid, naphthylamine, acetic acid, pH 3.6 sodium acetate buffer, FeCl₃･6H₂O, pH 6.6 sodium phosphate buffer, trichloroacetic acid(TCA), fluorescein, 2-deoxy-D-ribose, ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA) 용액, H₂O₂는 삼전순약공업에서 구매하여 사용하였으며, quercetin은 대정화금에서 구매하여 사용하였다.

전처리 조건에 따른 오미자의 추출물 제조

오미자의 전처리 방법은 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 오미자 생약(control)을 사용하였다. 고온 건조한 오미자는 건조기(OF-22GW, Jeio Tech)로 온도 105°C에서 24시간 동안 건조한 후 시료를 사용하였다. 동결건조한 오미자는 동결건조기(FDU-1110, EYELA)를 이용해 실온에서 응축기 온도 -45°C, 압력 10 mmTorr의 조건에서 24시간 동안 동결건조한 후 시료로 사용하였다. 오미자의 분쇄 방법은 막자사발을 이용하여 균일하게 분쇄하였으며, 분쇄하는 과정에서 오미자의 씨까지 함께 분쇄하여 시료를 준비하였다. 추출 용매는 water와 70% 에탄올 두 가지 조건으로, 환류 냉각 추출법을 이용하여 2.5시간 동안 추출한 후, 회전 감압 농축하여 분말로 제조하였다. 분석에 사용한 시료는 acetonitrile(ACN)로 1 mg/mL의 농도로 맞추었다. 총 18종의 시료에 대한 명명은 Table 1에 나타내었다.

Table 1 . Notation of the Schisandra chinensis extracts samples.

Sample name.	Sample description.
Control.	Water extract of Schisandra chinensis fruit.
WO-2. WO-3.	Water extract of Schisandra chinensis fruit, crushed. Water extract of Schisandra chinensis seed, crushed.
WD-1. WD-2. WD-3.	Water extract of Schisandra chinensis fruit, freeze-dried. Water extract of Schisandra chinensis fruit, freeze-dried, crushed. Water extract of Schisandra chinensis seed, freeze-dried, crushed.
WH-1. WH-2. WH-3.	Water extract of Schisandra chinensis fruit, hot air-dried. Water extract of Schisandra chinensis fruit, hot air-dried, crushed. Water extract of Schisandra chinensis seed, hot air-dried, crushed.
EO-1. EO-2. EO-3.	70% EtOH extract of Schisandra chinensis fruit. 70% EtOH extract of Schisandra chinensis fruit, crushed. 70% EtOH extract of Schisandra chinensis seed, crushed.
ED-1. ED-2. ED-3.	70% EtOH extract of Schisandra chinensis fruit, freeze-dried. 70% EtOH extract of Schisandra chinensis fruit, freeze-dried, crushed. 70% EtOH extract of Schisandra chinensis seed, freeze-dried, crushed.
EH-1. EH-2. EH-3.	70% EtOH extract of Schisandra chinensis fruit, hot air-dried. 70% EtOH extract of Schisandra chinensis fruit, hot air-dried, crushed. 70% EtOH extract of Schisandra chinensis seed, hot air-dried, crushed.

지표성분의 HPLC 분석

오미자 추출물의 지표 물질인 schizandrin, gomisin A, gomisin N을 HPLC로 분석하였다. 세 물질의 표준품 2 mg과 ACN 2 mL를 혼합하여 1 mg/mL 농도로 희석하여 제조하였다. 이들을 다시 농도 0.330, 0.167, 0.083, 0.041, 0.021 mg/mL 농도로 희석하여 검량선(calibration curve)을 작성하고, 이를 통해 지표 물질의 함량을 구하였다. 분석에 사용된 오미자 추출물들(농도 1 mg/mL in ACN)은 0.2 μm syringe filter로 여과하였다. HPLC는 Agilent 1200 Series(Agilent Technologies) 기기를 사용하였으며, 컬럼은 Eurospher Ⅱ Column 100-5 C18 4.6×150 mm를 사용하였다. 분석 조건은 컬럼 온도 38°C, 유속(flow rate) 0.6 mL/min, 검출 파장(detection wavelength) 254 nm, 주입량(injection volume) 10 μL로 설정하였다. 이동상은 gradient 조건으로 A는 water, B는 ACN을 사용하였다.

총 폴리페놀 함량 측정

Jung 등(2022)의 Folin-Denis 법에 따라 측정하였다. 오미자 추출물 0.1 mL에 Folin-Denis 시약 0.1 mL와 증류수 0.3 mL를 진탕 시켜 5분 동안 방치한 후, 10% Na₂CO₃ 용액 0.5 mL를 혼합해 암실 상태에서 실온에 1.5시간 동안 방치시키고, UV/Vis spectrophotometer(OPTIZEN POP, K LAB Co., Ltd.)를 이용하여 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 gallic acid를 사용하였으며, 100, 250, 500, 750, 1,000 μg/mL로 희석하여 검량선을 작성한 후 폴리페놀 함량을 정량하였다.

총 플라보노이드 함량 측정

Jung 등(2022)의 방법을 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 1.0 mL와 5% sodium nitrite 0.3 mL, 증류수 2.0 mL를 혼합시킨 후 5분간 실온에서 반응시키고, 10% aluminum chloride 0.3 mL를 첨가해 혼합하여 6분간 실온에서 반응시킨 뒤 1 M sodium hydroxide 2 mL와 증류수 2.4 mL를 혼합하여 UV/Vis spectrophotometer를 이용해 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 quercetin을 사용하였으며, 100, 250, 500, 750, 1,000 μg/mL로 희석하여 검량선을 작성한 후 플라보노이드 함량을 정량하였다.

총 탄닌 함량 측정

Paaver 등(2010)의 방법을 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 0.5 mL 1% K₃F₃(CN)₆ 1 mL와 1% FeCl₃ 1 mL를 첨가하여 혼합한 후, 5분 뒤에 UV/Vis spectrophotometer를 이용해 720 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로 tannin acid를 사용하였으며, 100, 250, 500, 750, 1,000 μg/mL로 희석하여 검량선을 작성한 후 탄닌 함량을 정량하였다.

DPPH 자유라디칼 소거 활성

DPPH 자유라디칼 소거 활성은 Jung 등(2022)의 방법을 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 0.5 mL에 70% 에탄올 1.0 mL, 0.2 mM DPPH 용액 0.5 mL를 혼합시킨 뒤 암실에서 1.5시간 동안 방치하고 UV/Vis spectrophotometer를 이용하여 517 nm에서 흡광도를 측정하였다. 다음과 같은 공식을 이용하여 DPPH 자유라디칼 소거 활성을 산출하였다.

C: Control absorbance

S: Sample absorbance

ABTS 자유라디칼 소거 활성

ABTS 자유라디칼 소거 활성은 Jung 등(2022)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. ABTS 용액 7 mM과 2.45 mM potassium persulfate를 1:1의 비율로 혼합한 뒤 암실에서 16시간 반응시킨 후 ABTS 라디칼을 형성시켜 희석된 ABTS 용액을 에탄올로 희석하여 734 nm에서 측정한 흡광도 값이 0.70±0.02가 되도록 조정하였다. ABTS 용액 0.75 mL에 오미자 추출물 0.15 mL를 혼합해 암실에서 6분간 방치 후, UV/Vis spectrophotometer를 사용하여 734 nm에서 흡광도를 측정하였다.

C: Control absorbance

S: Sample absorbance

Hydroxyl 자유라디칼 소거능

Aruoma(1994)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 0.5 mL에 2.8 mM 2-deoxy-D-ribose 0.1 mL와 0.104 mM EDTA solution에 1:1로 섞은 0.1 mM FeCl₃ 0.2 mL, 1.0 mM H₂O₂ 0.1 mL와 0.1 mM ascorbic acid 0.1 mL를 첨가하였다. 혼합한 용액은 37°C에서 60분간 반응시킨 후 10% TCA(w/v)에 용해된 0.5% thiobarbituric acid(TBA) 1.0 mL를 첨가하여 15분 동안 100°C로 가열한 후 얼음에 5분 동안 방치하여 원심분리한 상층액을 UV/Vis spectrophotometer를 이용하여 532 nm에서 흡광도에 변화를 측정하였다. 시료의 hydroxyl 자유라디칼 소거능은 다음 공식과 같다.

C: Control absorbance

S: Sample absorbance

아질산염 소거능

Kato 등(1987)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. 1 mM NaNO₂ 0.5 mL에 오미자 추출물 0.5 mL를 혼합한 후 0.1 N HCl로 반응용액의 pH를 1.2로 조정하였다. 전체 용액을 10 mL로 만들어 37°C에서 1시간 동안 반응시켰다. 반응액 1 mL와 griess 시약(1% sulfanilic acid:1% naphthylamine=1:1) 0.4 mL와 2% acetic acid 5 mL를 혼합하여 15분간 실온에 방치시킨 후, UV/Vis spectrophotometer를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였다. 다음과 같은 공식을 이용하여 아질산염 소거능을 산출하였다.

C: Control absorbance

S: Sample absorbance

SOD 유사 활성

SOD 유사 활성은 Jung 등(2022)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 0.5 mL와 pH 8.5 Tris-HCl buffer 1.5 mL, 7.2 mM pyrogallol 0.1 mL를 첨가하여 25°C의 항온수조에서 10분간 반응시킨 뒤 1 N HCl 0.25 mL를 첨가한 후 UV/Vis spectrophotometer를 이용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.

C: Control absorbance

S: Sample absorbance

Ferric reducing antioxidant power(FRAP) 활성 측정

Benzie와 Strain(1996)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. Acetic acid와 sodium acetate를 혼합하여 pH 3.6의 sodium acetate buffer를 만들었으며, TPTZ와 40 mM HCl을 혼합해 10 mM TPTZ solution을 만들었다. 반응용액의 제조를 위해 sodium acetate buffer(pH 3.6), 10 mM TPTZ와 20 mM FeCl₃･6H₂O를 10:1:1의 비율로 혼합해 사용하였다. 반응용액 1.5 mL, 오미자 추출물 50 μL와 증류수 150 μL를 혼합한 후 37°C에서 4분간 반응시켰다. UV/Vis spectrophotometer를 이용하여 593 nm에서 흡광도를 측정하였다.

환원력

Oyaizu(1986)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 0.4 mL에 1% potassium ferricyanide 0.5 mL와 0.2 M sodium phosphate buffer(pH 6.6) 0.5 mL를 첨가한 후 50°C에서 30분간 반응시켰다. 반응시킨 혼합 용액에 TCA 2.5 mL를 첨가하였고, 10,000×g에서 5분간 원심분리기(Smart 15 micro centrifuge, Hanil Scientific Inc.)를 사용하여 원심분리한 상층액 0.5 mL, 증류수 0.5 mL와 0.1% Iron(Ⅲ) chloride 0.1 mL를 첨가하여 UV/Vis spectrophotometer를 이용하여 700 nm에서 흡광도를 측정하였다.

Oxygen radical absorbance capacity(ORAC) 지수 측정

Ou 등(2001)의 방법을 일부 수정하여 측정하였다. 오미자 추출물 25 μL에 0.2 M fluorescein 150 μL를 첨가하고, 측정 직전에 0.144 nM AAPH 25 μL를 첨가하였다. 반응용액을 형광분광광도계(RF-6000, Shimadzu Scientific Co.)를 이용하여 excitation 파장 485 nm와 emission 파장 530 nm에서 37°C에서 90분간(3분당 1회) 형광을 측정하였다. 시료의 저해 능력은 표준물질로 trolox를 사용하였으며, 100, 250, 500, 750, 1,000 μg/mL로 희석하여 표준곡선에 의해 정량하였다.

통계 처리

모든 실험은 3회 반복 측정하였으며, 결과는 평균±표준편차로 나타내었다. 각 평균값에 대한 유의적인 차이는 SPSS(version 27, IBM Corp)를 이용하여 ANOVA로 분석한 뒤 Duncan’s multiple range test를 실시하여 P<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.

HPLC 오미자의 지표성분 분석

전처리 조건에 따른 오미자 추출물의 대표적인 지표성분인 schizandrin, gomisin A, gomisin N을 분석하였다. 오미자의 대표적인 생리활성 물질은 schizandrin, gomisin A, gomisin N을 포함한 lignan 화합물로 그 구조적인 특이성에 따라 생리활성에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며(Kim 등, 2015), 오미자에 함유된 지표성분 중 schizandrin이 가장 많았고, 다음으로 gomisin N의 함량이 높았다. 그리고 gomisin A가 그 뒤를 이었다(Koo 등, 2011).

오미자의 지표성분이 높은 순으로 3가지를 선정하여 분석하였고, 분석 결과는 Table 2, Fig. 1에 나타내었다. Schizandrin의 함량이 가장 높은 시료는 ED-3가 20.86 mg/g으로 가장 높은 함량을 나타내었고, WH-1이 0.58 mg/g으로 가장 낮은 함량을 보였다. Gomisin A의 함량은 ED-3가 3.29 mg/g으로 가장 높았고, control은 0.36 mg/g으로 가장 낮았으며, WH-2, WO-2, WD-1, WH-1의 함량은 유의적인 차이가 없었다. Gomisin N의 함량은 ED-3가 12.55 mg/g으로 가장 높았으며, EO-3는 12.46 mg/g으로 유의적인 차이가 없었다. WH-1은 0.43 mg/g으로 가장 낮은 함량을 보였다. 오미자 씨가 과육에 비해 모든 분석 결과에서 높은 함량을 보였으며, 오미자 과육을 전처리 조건 없이 추출물로 제조하였을 때 가장 낮은 함량을 나타냈다. 추출 용매를 달리하여 제조한 추출물의 분석 결과 water에 비해 70% 에탄올로 추출했을 때 함량이 높아졌다. 동결 건조한 오미자가 다른 건조 방법에 비해 비교적 높은 함량을 나타냈다. 리그난 화합물 중 가장 많은 함량을 가진 성분은 schizandrin으로 오미자 씨에서 5.68 mg/g으로 나타났으며, 열풍 건조한 오미자 과육에서 5.76 mg/g의 함량이 분석되었다(Lee 등, 2014). 위 연구 결과를 보았을 때 본 연구 결과에서도 schizandrin의 함량이 다른 성분에 비해 매우 높은 것으로 나타났다. 전체적으로 오미자 과육에 비해 씨의 분쇄를 거친 전처리 조건에서 지표성분의 함량이 비교적 높은 것으로 분석되었으며, 동결건조를 한 오미자에서 다른 건조 방법에 비해 지표성분의 함량이 높은 것으로 분석되었다.

Table 2 . The content of schizandrin, gomisin A, and gomisin N in Schisandra chinensis extract (mg/g).

	Schizandrin.	Gomisin A.	Gomisin N.
Control. WO-2. WO-3.	0.77±0.14k1)2). 1.02±0.12j. 8.58±0.11d.	0.36±0.12l. 0.39±0.12l. 2.00±0.11e.	0.50±0.11n. 0.88±0.13k. 4.81±0.12d.
WD-1. WD-2. WD-3.	0.84±0.12k. 1.16±0.11j. 10.50±0.14c.	0.38±0.11l. 0.47±0.14k. 2.55±0.12d.	0.70±0.13l. 0.77±0.12l. 5.80±0.14c.
WH-1. WH-2. WH-3.	0.58±0.14l. 0.85±0.12k. 7.27±0.13e.	0.37±0.11l. 0.40±0.12l. 1.77±0.12f.	0.43±0.12o. 0.62±0.12m. 4.38±0.13e.
EO-1. EO-2. EO-3.	4.75±0.12g. 5.09±0.11f. 20.54±0.02a.	0.94±0.11i. 0.98±0.13h. 3.07±0.13b.	3.22±0.13h. 3.57±0.11g. 12.46±0.15a.
ED-1. ED-2. ED-3.	5.17±0.13f. 5.31±0.14f. 20.86±0.11a.	0.84±0.11j. 1.07±0.12g. 3.29±0.11a.	3.15±0.12h. 3.85±0.13f. 12.55±0.14a.
EH-1. EH-2. EH-3.	3.06±0.11i. 3.32±0.12h. 15.63±0.14b.	0.76±0.12j. 0.84±0.12j. 2.98±0.13c.	2.31±0.11j. 2.45±0.12i. 8.35±0.13b.

¹⁾Mean±SD (n=3)..

²⁾Different superscript letters (a-o) in a same column indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P< 0.05)..

Fig 1. HPLC chromatography of standard and Schisandra chinensis extract. 1: schizandrin, 2: gomisin A, 3: gomisin N, A: standard, B: water extract of Schisandra chinensis fruit (Control), C: 70% EtOH extract of Schisandra chinensis seed, freeze- dried, crushed (ED-3).

총 폴리페놀 함량

식물체가 가지고 있는 페놀성 화합물 물질은 항산화 활성과 높은 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 식물계에 널리 분포가 되어 있는 페놀성 화합물은 2차 대사산물 중 하나로 다양한 구조와 분량을 가지고 있다. 또한 자유라디칼을 수용할 수 있는 phenolic hydroxyl기를 가지고 있어 단백질 및 기타 분자들과 결합하는 성질을 가지고 있으며, 항산화 및 항균, 항암 등의 생리기능을 가지고 있다(Song, 2013).

총 폴리페놀 함량은 Fig. 2에 나타내었고, ED-3가 10.08 mg gallic acid equivalent(GAE)/g으로 가장 높았다. WH-1은 3.29 mg GAE/g으로 가장 낮은 함량을 나타냈다. 전반적으로 전처리의 건조 방법에 따라서 비교하였을 때 동결 건조한 오미자의 추출물에서 가장 높은 함량이 분석되었고, 다음으로 건조된 오미자, 고온 건조한 오미자 순으로 분석되었다. 오미자의 전처리 조건 중 분쇄 여부에 따른 결과에서는 오미자 씨를 분쇄하여 제조한 추출물에서 가장 높은 함량이 분석되었고, 다음으로 오미자 과육을 분쇄한 것, 생오미자 과육 순으로 높은 함량이 분석되었다. Kim과 Choi(2008)는 오미자 과육에서 총 페놀 화합물이 2,862.6 mg/100 g으로 매우 높은 함량을 분석하였으며, 열풍 건조한 오미자는 1,001.25 mg/100 g으로 높은 함량을 분석하였다(Lee 등, 2014). HPLC 지표성분 분석 결과와 비교했을 때 지표성분이 다량 분석된 오미자 추출물에서 총 폴리페놀 함량이 비례하게 높게 분석이 되었다. 또한, 열풍 건조한 오미자와 고온 건조한 오미자는 동결 건조 방법으로 건조한 오미자 추출물에 비해 항산화 성분이 상대적으로 낮은 것으로 분석되었다.

Fig 2. Total polyphenol contents of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-n) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

총 플라보노이드 함량

플라보노이드에 알칼리를 작용시키면 플라바논이나 수용성 플라보놀 배당체가 황색을 나타낸다(Kim과 Han, 2016).

오미자 추출물의 총 플라보노이드 함량 결과는 Fig. 3에 나타내었다. ED-3가 2.06 mg quercetin equivalent(QE)/g으로 가장 높은 함량을 보였고, WH-1은 0.64 mg QE/g으로 가장 낮은 함량을 보였다. Control보다 함량이 낮은 추출물로 WH-1, WH-2, EH-1이 있으며, 위 추출물은 고온 건조한 오미자의 추출물로 control보다 함량이 낮았다. 전반적으로 건조 방법에 따라 동결 건조한 오미자의 추출물에서 총 플라보노이드 함량이 가장 높았고, 고온 건조한 오미자에서 가장 낮은 함량이 분석되었다. 추출 용매에 따른 추출물의 분석 결과를 비교해 보면 70% 에탄올에서 추출한 시료가 water로 추출한 시료에 비해 더 높은 함량으로 분석되었다. 또한, 오미자 과육에 비해 씨에서 총 플라보노이드 함량이 유의적으로 높은 것을 확인할 수 있었다. Kim과 Choi (2008)는 오미자 추출물의 총 플라보노이드 함량을 분석한 결과, 197.8 mg/100 g으로 높은 함량이 분석되었고, Lee 등(2014)의 연구에서 진공 동결 건조 오미자가 351.35 mg/100 g, 원적외선 건조 오미자가 227.51 mg/100 g, 열풍 건조 오미자가 224.02 mg/100 g으로 동결 건조한 오미자에서 가장 높은 함량이 분석되었다. 앞서 분석한 총 폴리페놀 함량의 분석 결과와 비교하였을 때 총 플라보노이드 분석 결과에서도 비슷하게 분석되었다.

Fig 3. Total flavonoid contents of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-o) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

총 탄닌 함량

항산화 성분 중 탄닌은 차의 가장 중요한 성분의 하나로 차의 맛과 향기 및 색에 깊이 관여하고 있으며, 여러 가지 생리작용을 가지는 성분으로 알려져 있다(Nakagawa와 Amano, 1974).

총 탄닌 함량의 분석 결과는 Fig. 4에 나타내었다. 가장 높은 함량을 가진 오미자 추출물은 ED-3로 4.25 mg tannin acid equivalent(TAE)/g, Control은 1.90 mg TAE/g의 함량으로 분석되었다. Control보다 낮은 추출물은 WH-2, EH-1, WH-1이며, 전처리 조건 중 고온 건조한 오미자의 추출물로 낮은 함량이 분석되었다. WH-1은 1.41 mg TAE/g으로 가장 낮은 함량으로 분석되었다. 전처리 조건에 따른 추출물을 분석한 결과, 동결 건조한 오미자에서 가장 높은 함량을 보였고, 오미자의 씨가 과육에 비해 매우 높은 함량으로 분석되었다. 또한, 추출 용매로 70% 에탄올에서 추출한 오미자 추출물이 water로 추출한 것보다 더 높은 함량을 보였다. Lee 등(2014)은 진공 동결 건조 오미자가 514.04 mg/100 g, 원적외선 건조 오미자가 421.18 mg/100 g, 열풍 건조 오미자가 417.45 mg/100 g으로 가장 낮은 함량을 보였다고 분석하여 본 분석 결과와 비슷한 결과를 볼 수 있었고, 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량에서도 비슷한 경향이 나타났다. 고온 건조한 오미자는 다른 건조 방법에 비해 추출물에서 항산화 성분이 전체적으로 낮게 분석되었다.

Fig 4. Total tannin contents of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-n) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

DPPH 라디칼 소거 활성 변화

DPPH 자유라디칼 소거 활성법은 간단하면서도 대량 측정이 가능한 방법으로 유기용매인 EtOH 용액에서는 보라색으로 발색이 된다. 하지만 항산화 활성을 갖는 물질과 반응할 시 항산화 활성 물질이 DPPH의 라디칼을 소거시켜 탈색되므로 이를 이용해 항산화 활성을 쉽게 측정할 수 있다(Jung 등, 2004).

전처리 조건에 따른 오미자의 추출물의 DPPH 항산화 활성 분석 결과는 매우 좋았으며, Fig. 5에 나타내었다. ED-3가 82.05%로 가장 높은 항산화 활성을 나타내었고, WH-1이 68.38%로 가장 낮은 항산화 활성을 나타내었다. Control의 항산화 활성과 비교했을 때 고온 건조한 오미자 추출물인 WH-1, WH-2의 추출물만 항산화 활성이 낮은 것으로 분석되었다. 전반적으로 건조 방법에 따라서 동결 건조 방법으로 건조한 오미자의 씨에서 가장 높은 항산화 활성으로 분석되었으며, Kim과 Choi(2008)는 오미자 추출물의 농도별로 항산화 활성을 분석한 결과에서 49.6~72.4%라는 높은 항산화 활성을 분석하였고, Jeong 등(2024)은 증류수로 추출한 오미자에 비해 60% 에탄올에서 추출한 오미자 1,000 μg/mL에서 가장 높은 소거 활성을 보인 연구 결과와 비교했을 때 추출 용매 중에서도 water에 비해 유기용매에서 활성이 더 높게 분석되었다. 지표성분과 항산화 성분의 분석 결과와 비교했을 때 결과가 비슷하게 분석된 것을 볼 수 있었고, 오미자 씨에서 과육에 비해 항산화 활성이 매우 높은 것으로 분석되었다.

Fig 5. DPPH free radical scavenging activity of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-k) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

ABTS 라디칼 소거 활성

ABTS 자유라디칼을 이용한 항산화 활성의 측정법은 potassium persulfate와의 반응을 통해 생성되는 ABTS 자유라디칼이 시료 내의 항산화 물질에 의해 제거되어 라디칼 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용하는 방법이다(Ko, 2013).

오미자 추출물의 ABTS 라디칼 소거 활성 분석 결과는 Fig. 6에 나타내었다. ED-3가 85.47%로 가장 높은 항산화 활성으로 분석되었고, WD-3가 83.07%, EO-3가 82.81%로 뒤를 이었다. Control보다 낮은 항산화 활성을 보인 추출물은 WH-2가 72.88%, WH-1이 71.23%로 가장 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. 동결건조한 오미자 추출물에서 가장 높은 항산화 활성을 나타내었고, 추출 용매는 water에 비해 70% 에탄올에서 더 높은 항산화 활성으로 분석되었다. 오미자 과육에 비해 오미자 씨를 분쇄하여 분석한 추출물에서 가장 높은 항산화 활성이 분석되었다. Lee 등(2014)의 연구에서 진공동결건조가 93.85%로 가장 높은 활성을 보였고, 원적외선 건조 오미자가 87.92%, 열풍 건조 오미자가 85.91%로 가장 낮은 항산화 활성을 보였으며, Jeong 등(2024)의 연구에서 ABTS 라디칼 소거 활성에서 추출 방법별 오미자들의 소거 활성이 농도 의존적으로 높아졌고, 그 중 환류 추출한 오미자 1,000 μg/mL에서 가장 높은 항산화 활성을 보였으며, 증류수로 추출한 오미자 추출물에 비해 60% 에탄올로 추출한 오미자 추출물에서 가장 높은 항산화 활성을 보였다. 위의 분석 결과와 비교했을 때 비슷한 결과를 볼 수 있었으며, 다른 항산화 활성 및 지표성분 분석 결과와 비교했을 때 비례하게 결과가 나온 것으로 분석되었다.

Fig 6. ABTS free radical scavenging activity of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-i) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

Hydroxyl 라디칼 소거능

OH^- 라디칼은 강력한 자유라디칼로 반응 속도가 빠르며 반응성이 매우 커 생체 내에서 생성되는 자유라디칼을 활성화시키고, 지질의 산화나 DNA 손상을 일으켜 돌연변이를 유발하며 다양한 질환에 관여하는 것으로 알려져 있다(Aruoma, 1994).

Hydroxyl 라디칼 소거능의 연구 결과는 Fig. 7에 나타내었다. ED-3가 80.56%로 가장 높은 항산화 활성을 보였으며, control은 65.30%로 다른 오미자 추출물에 비해 낮은 항산화 활성을 나타냈다. Control보다 낮은 추출물은 WH-2와 WH-1이었으며, WH-1은 62.17%로 가장 낮은 항산화 활성을 나타냈다. 건조 방법에 따른 항산화 활성 결과로 동결 건조한 오미자 추출물은 68.43~80.56%로 나타났고, 고온 건조한 오미자는 62.17~70.15%로 가장 낮은 항산화 활성을 나타냈다. Control을 포함한 건조된 오미자 추출물은 65.30~71.46%로 분석되었다. Song 등(2015)은 오미자 추출물의 50 mg/mL 농도에서 75.3~86.3% 수준으로 대조군의 61.7~82.8%와 비교했을 때, 에탄올 추출물을 제외한 모든 추출물에서 유의미하게 높은 항산화 활성을 보였다고 보고되었다. 위 분석 결과에서 오미자 과육에 비해 씨에서 항산화 활성이 훨씬 뛰어났고, 이는 오미자 지표성분 분석 결과와 비교했을 때, 지표성분의 분석 결과와 비례하게 나타나 성분의 함량이 많을수록 항산화 활성이 높은 것으로 분석되었다.

Fig 7. Hydroxyl free radical scavenging activity of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-l) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

아질산염 소거능

아질산염 소거능은 체내･외에서 효소작용에 의해 환원된 nitrite가 amine류와 반응해 발암물질인 nitrosamine을 생성하여 각종 중독을 유발하는 것으로 알려진 nitrite를 제거하여 발암을 억제하는 작용이다(Swann, 1975; Walker, 1975).

아질산염 소거능의 분석 결과는 Fig. 8에 나타내었다. ED-3가 86.75%로 가장 높았고, control은 74.83%로 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Control보다 항산화 활성이 낮은 추출물은 WH-3, WH-2, WH-1 순으로, WH-1은 71.19%로 가장 낮은 항산화 활성을 나타내었다. 건조 방법에 따른 추출물에서 동결건조한 오미자 추출물이 가장 높은 항산화 활성으로 분석되었고, 고온 건조한 오미자 추출물에서 가장 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Lee 등(2014)은 원적외선 건조 오미자에서 90.04%, 열풍 건조 오미자에서 88.78%, 진공동결건조 오미자에서 82.58%로 분석하여, 본 연구의 결과와는 다르게 분석되었다. 다른 항산화 활성 연구들과 비슷한 분석 결과를 보였고, 특히 지표성분과 항산화 성분 분석의 결과와 비슷하게 분석되었다.

Fig 8. Nitrite scavenging ability of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-o) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

SOD 유사 활성

Pyrogallol은 물에 존재하는 superoxide radical에 의해 자동 산화되어 갈색 물질을 형성하며 superoxide 포착 활성이 있는 물질 존재 시 pyrogallol의 산화 속도가 감소하는 원리를 이용해 분광광도계로 분석할 수 있다(Cho 등, 2007a).

분석 결과는 Fig. 9에 나타내었다. ED-3가 다른 분석 결과와 마찬가지로 71.79%로 가장 높은 항산화 활성을 나타냈고, WD-3가 69.77%, EO-3이 69.56%로 ED-3 다음으로 높은 값으로 분석되었다. Control은 62.05%로 다른 추출물에 비해 낮은 항산화 활성을 보였고, WH-2와 WH-1은 Control보다 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Kim과 Choi(2008)의 연구에서 오미자 추출물에서 24.3~52.4% 범위로 높은 항산화 활성이 분석되었다. 본 연구의 지표성분과 항산화 성분의 결과를 비교하였을 때 동결건조한 오미자 추출물이 가장 높은 항산화 활성을 나타냈고, 오미자 과육에 비해 씨에서 항산화 활성이 매우 높은 것으로 분석되었다. 다른 항산화 활성의 연구 결과와 동일하게 지표성분 및 항산화 성분의 함량이 많은 추출물에서 항산화 활성도 높은 것으로 분석되었다.

Fig 9. SOD-like activity of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-i) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

FRAP 활성

FRAP assay는 DPPH나 ABTS와 같은 다른 항산화 활성 연구 방법과 달리 산화 환원 반응을 이용하여 흡광도로 항산화 활성을 분석하는 방법이다. 이 방법은 낮은 pH에서 환원제에 의해 ferric tripyridyltriazine(Fe³⁺-TPTZ) 복합체가 ferrous tripyridyltriazine(Fe²⁺-TPTZ)으로 환원되는 원리를 이용한다(Kim 등, 2009).

분석 결과는 Fig. 10에 나타내었다. ED-3가 0.467로 높은 항산화 활성을 나타냈고, control은 0.247로 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Control보다 낮은 항산화 활성을 보인 추출물은 WH-2와 WH-1이 있었고, WH-1은 0.217로 가장 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. 전반적으로 FRAP 활성의 분석 결과 0.217~0.467의 흡광도 값으로 분석되었고, 오미자의 부위별로 오미자 씨가 0.272~0.467, 분쇄한 오미자 과육 추출물은 0.240~0.396, 오미자 과육이 0.217~0.336으로 분석되었다. 건조 방법에 따른 추출물에서 동결건조를 한 오미자에서 가장 높은 항산화 활성이 분석되었고, 오미자 과육에 비해 씨에서 높은 항산화 활성이 분석되었다. 본 연구의 지표성분 및 항산화 성분 분석 결과와 비교했을 때 비슷한 결과를 볼 수 있었다.

Fig 10. FRAP activity of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-n) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

환원력

환원력은 항산화 시스템의 여러 기작 중 하나로, 활성산소종 및 유리기에 전자를 공여하는 능력으로 정의되며, 이는 시료의 전자가 Fe³⁺에 전달되어 Fe²⁺로 환원된 후, FeCl₃와 반응하여 생성된 물질의 정도를 흡광도로 분석한다(Oyaizu, 1986).

분석 결과는 Fig. 11에 나타내었다. ED-3가 0.207로 가장 높은 항산화 활성을 나타냈고, control은 0.139로 상대적으로 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Control보다 낮은 추출물로 WH-1은 흡광도 값 0.130으로 가장 낮은 항산화 활성을 보였다. 전반적으로 오미자 추출물들의 결괏값은 0.130~0.207의 흡광도 값을 보였다. 오미자의 부위별로 분석한 결과, 씨가 0.147~0.207, 분쇄한 과육이 0.139~0.192, 생과육은 0.130~0.182로 씨에서 가장 높은 항산화 활성으로 분석되었다. 건조 방법에 따른 추출물에서 동결건조를 한 오미자에서 가장 높은 항산화 활성이 분석되었고, 오미자 과육에 비해 씨에서 높은 항산화 활성이 분석되었다. 본 연구의 지표성분 및 항산화 성분 분석 결과와 비교했을 때 비슷한 결과를 볼 수 있었다.

Fig 11. Reducing power of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-j) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

ORAC 지수 측정

ORAC 분석은 peroxyl 라디칼에 대한 항산화 물질들의 저해능을 측정하는 방법으로 peroxyl 라디칼과 형광 probe가 반응하여 형성되는 비형광 생성물의 양이 시간에 따라 얼마나 감소하는지를 평가하는 방법으로 항산화 활성을 측정하는 원리이다(Kurihara 등, 2004).

ORAC 지수 측정은 Fig. 12에 나타내었다. 가장 높은 항산화 활성을 나타낸 추출물은 ED-3로, 107.10 μM TE/g의 높은 항산화 활성을 나타내었고, control은 77.48 μM TE/g으로 ED-3에 비해 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Control보다 낮은 항산화 활성을 보인 추출물은 WH-2와 WH-1이며, WH-1은 73.97 μM TE/g으로 가장 낮은 항산화 활성으로 분석되었다. Control보다 낮은 항산화 활성을 보인 추출물의 전처리 조건은 고온 건조한 생오미자 추출물로 분석되었다. 추출물의 추출 용매별로 분석한 결과, water로 추출한 오미자의 항산화 활성은 88.19~107.10 μM TE/g으로 분석되었고, 70% 에탄올로 추출한 오미자는 73.97~89.83 μM TE/g으로 분석되어 상대적으로 낮은 항산화 활성을 보였다. 본 연구의 항산화 활성 및 지표성분의 결과와 비교하였을 때 비슷한 결과를 볼 수 있었고, 항산화 성분과 활성이 높은 추출물이 위 분석 결과에서도 항산화 활성이 가장 높게 분석되었다.

Fig 12. Oxygen radical absorbance capacity of Schisandra chinensis extract. Different letters (a-q) on the graph indicate significant differences by Duncan’s multiple range test (P<0.05). Mean±SD (n=3).

본 연구에서는 오미자의 전처리 조건에 따른 추출물을 제조하여 지표성분인 schizandrin, gomisin A, gomisin N과 항산화 활성을 분석하였다. 오미자의 전처리 조건은 크게 건조 방법, 분쇄 방법, 용매 조건으로 차별화하여 추출물을 제조하였다. 연구 결과, 지표성분의 함량은 ED-3에서 가장 높게 나타났으며, 대조군 시료 중 WH-1을 제외한 모든 시료에서 지표성분의 함량이 더 많았다. 항산화 활성 분석 결과, 총 폴리페놀 함량은 ED-3에서 가장 높았고 WD-3가 그 뒤를 이었다. 대조군 시료는 WH-2, EH-1, WH-1을 제외한 모든 시료보다 총 폴리페놀 함량이 적었다. 다른 항산화 성분 연구도 유사한 경향을 보였다. DPPH 자유라디칼 소거능 분석에서는 ED-3가 가장 높은 항산화 활성을 보였으며, 대조군보다 활성이 낮은 시료는 WH-1과 WH-2였다. 이 시료를 제외한 나머지 시료는 대조군보다 높은 항산화 활성을 나타냈다. 아질산염 소거능을 제외한 다른 항산화 활성 연구도 비슷한 경향을 보였다. 아질산염 소거능 분석에서는 ED-3가 가장 우수한 항산화 활성을 보였으며, 대조군은 WH-1, WH-2, WH-3을 제외한 모든 시료보다 낮은 항산화 활성을 보였다. 전체적인 연구 결과를 분석하였을 때, 오미자 과육에 비해 씨에서 기능성 성분 및 항산화 활성이 매우 높은 것을 확인할 수 있었으며, 고온 건조한 오미자보다 동결 건조한 오미자에서 지표성분과 항산화 활성이 더 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 대조군보다 고온 건조한 오미자의 품질특성이 좋지 않은 것으로 분석되었으며, 이는 고온 건조 과정에서 오미자의 기능성 성분이 손실된 것으로 추정된다. 반면, 동결 건조는 저온에서 건조를 진행하기 때문에 성분이 보존되며 품질특성이 더 우수하게 나타난 것으로 분석된다. 추출 용매의 경우 70% 에탄올을 사용한 연구 결과가 매우 우수하게 나타났는데, 이는 오미자의 기능성 성분이 지용성이라는 점에서 유기용매에 더 잘 녹아 이러한 결과가 나온 것으로 분석된다. 이와 같은 연구 결과를 통해 오미자의 과육에서 씨만 걸러 식품에 사용하는 경우, 과육을 버리게 되어 자원이 낭비될 뿐만 아니라 씨만 사용할 경우 원가와 수율이 낮아 식품으로서의 활용 가능성이 제한적임을 알 수 있다. 그러나 건강과 관련된 측면에서는 오미자 씨를 활용한 간 기능성 건강기능식품이나 식용유와 같은 제품이 이미 존재하는 만큼, 오미자 씨를 기반으로 한 오미자씨유, 숙취 해소제와 같은 건강기능식품으로 개발 및 활용 가능성이 높을 것으로 판단되며, 오미자를 활용한 건강 기능성 제품 개발 시 이러한 최적의 건조 및 추출 방법을 고려하는 것이 중요할 것이다.