최근 생활수준의 향상과 현대 의학의 발달에 따른 인간수명의 증가로 건강하고 아름다운 삶에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 노화방지와 건강유지를 위한 기능성 식·의약품 및 화장품에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.1 이로 인하여 새로운 기능성 소재 개발에 대한 요구 또한 증가하고 있는데, 천연에서 유래한 phytochemical은 인체에 유용한 다양한 생리활성을 보유하고 있어 기능 성 소재의 새로운 자원으로 각광받고 있다. 이전에는 식물을 주 연구 대상으로 연구하여 왔으나 현재는 미생물, 동물, 해양 자원 등 자연에 존재하는 모든 것을 대상으로 천연물에 대한 연구가 광범위하게 이루어지고 있다.2
천연물은 크게 1차 혹은 2차 대사산물로 분류할 수 있으며 이 중 2차 대사산물 이 주 연구 대상이 된다. 2차 대사산물은 생명 유지 및 발육, 번식에는 필수적이 지 않지만 생물체의 특정 조직이나 기관에 편중되어 존재하며, 어느 순간에 고유 한 기능을 수행하는 물질로써 매우 다양한 구조 및 생리 활성을 가진다. 이러한 2차 대사산물은 구조적 특징에 따라서 alkaloid, terpenoid, flavonoid 등의 물질 들로 분류할 수 있다.3 이 중, flavonoid는 C6-C3-C6를 기본골격으로 하는 물질 로 자연계에 널리 분포하는 담황색 또는 노란색 계통의 색소화합물이다(Figure 1).
항염증, 항산화, 항노화 및 항당뇨 등의 여러 생리적, 약리적 효능이 있는 것으로 밝혀져 식품, 의약품, 화장품 등 여러 분야에서 연구가 활발히 진행되고 있다.4 특히, naringenin, hesperetin, nobiletin, tangeretin 등의 flavonoid는 감귤류에 많이 함유되어 있는 화합물이며 이들의 기능성에 대한 평가로 항산화, 항염증, 항균, 항바이러스 등의 효과가 보고되었다.5
Figure 1. Chemical structures of flavonoid.
한 면역반응의 역할을 한다. 외부 요인에 의해 과도하게 생성된 NO는 염증을 유
내 효소들의 작용으로 내부로부터 형성되거나 다양한 외부 요인에 의해 형성된 다. 과도하게 생성된 ROS는 DNA와 단백질 및 지방의 심한 손상을 일으켜 세포 의 손상을 가져오기 때문에 세포들은 ROS의 생성 및 축적에 대항하기 위한 항 산화 시스템을 가지고 있다. ROS의 발생이 세포내 항산화 능력을 초과하는 경우 에는 신체가 산화적 스트레스에 노출되어 노화, 암, 뇌질환, 심장질환, 동맥경화, 피부 손상, 관절염 및 치매 등의 다양한 질병이 유발된다.11
활성산소로 인하여 발생될 수 있는 피해를 줄이기 위하여 합성 항산화제인
tert
-Butylhydroxyanisol (BHA) 및tert
-Butylhydroxytoluene (BHT) 등은 탁 월한 효과와 경제성으로 현재까지 많이 사용되어 왔다. 하지만 최근에는 인체에 대한 안전성의 문제로 α-tocopherol, vitamin C, flavonoid, carotenoid 등과 같 은 천연 항산화제에 관심이 모아지고 있다. 이러한 천연 항산화제는 합성 항산화 제보다 안전하고 효과가 뛰어나지만 가격이 비싼 단점을 갖고 있어, 새롭고 안전 한 천연물 소재를 찾으려는 노력이 필요한 실정이다.12지금까지 보고된 천연 항산화제 등의 생리 활성 물질은 대부분 식물 유래로, 주 로 폴리페놀 화합물인 것으로 알려져 있다. 폴리페놀 화합물인 flavonoid, tannin, carotenoid, glutathione 등의 천연 항산화제는 생체 내에서 노화를 억제 시키거나, 동맥경화증, 염증, 퇴행성 질환 및 암을 예방하는데 아주 효과적인 것 으로 보고되었다. 또한, 강한 항산화 활성을 가지는 폴리페놀 화합물은 염증반응 을 매개하는 cytokine, COX-2, iNOS, NO 및 PGE2의 활성을 저해한다고도 보 고되었다.13
제주산 만감류의 생산량은 2015년 기준 전체 감귤 생산량(635,032톤)의 10.6%에 해당하는 67,406톤으로 매해 꾸준히 증가하고 있다. 그중 부지화의 생 산량은 2009년(27,252톤)에 비해 2015년(43,218톤) 2배 가까이 증가하였다. 이 에 따라 재배 농가에서는 고품질의 감귤을 생산하기 위하여 간벌 및 전정 작업 을 시행하고 있는데, 이때 발생되는 감귤 나무의 잎, 가지 등은 대부분 폐기되고 있는 실정이다. 이로 인하여 최근에는 이와 같은 감귤 유래 잉여자원의 부가가치 를 높이는 자원 순환형 소재 발굴의 필요성이 대두되고 있다.
부지화는 1972년 일본 농림성 과수시험장에서 청견과 폰칸(중야3호)을 교배해 육성한 교잡종으로 일본에서는 처음에 ‘데코폰’이라고 불렀으나, 1990년에 일반명 및 품종명을 ‘부지화(不知火, しらぬひ, shiranuhi)’라고 공표하였다. 1990년대 중 반부터 제주도에서 조금씩 재배되었고, 1998년부터 볼록하게 튀어 나온 꼭지 부 분이 제주도를 대표하는 한라산을 닮았다고 해서 ‘한라봉’이라는 통일된 상표명을 갖게 되었다. 열매가 크고 과즙의 당도가 높기 때문에 소비자들이 선호하여 제주 에서는 온주밀감 다음으로 생산량이 많다.14
부지화 과피 추출물에 대해서는 항산화15, 항염16, 항비만17 등의 효능이 알려져 있고 부지화 미숙과 과피 추출물에 대해서는 항산화, 항염, 미백18 등의 효능이 알려져 있다. 또한, sinensetin, tangeretin, nobiletin 등의 polymethoxyflavonoid (PMF)가 다량 함유되어 있는 것으로 알려져 있다.19 하지만 아직까지 부지화 잎, 가지에 대한 생리 활성 및 유효 성분에 대한 연구는 보고되지 않았다.
따라서 본 연구에서는 감귤유래 잉여자원인 부지화((