김상숙(감귤연구소 농업연구사)

연구배경

미숙감귤은 완숙감귤보다 유기산, 식이섬유, polyphenol, flavonoid 등이 많이 함유 되어 있어 기능성 소재로의 활용 가치가 높으나 미숙감귤은 대부분 버려지는 적과 과실이었다. 매년 적과되는 과실은 많이 발생되어 적과 과실을 이용하여 가공품 개발을 원하고 있지만 적과의 노력에 비해 아직은 경제성이 떨어지는 실정이다.

지난 2016년 6월 13일 ‘풋귤’을 유통 허용에 포함시키는 ‘제주특별자치도 감귤 생산 및 유통에 관한 조례안’이 수정·가결 되었다고 발표되었다. 이에 따라 청귤의 명칭을 ‘풋귤’로 바꾸고 극조생 온주밀감의 유통시기와 겹치지 않는 범위인 8월 15일부터 9월 15일까지 노지감귤 미숙과에 대한 유통을 허용하게 되었다.

이러한 풋귤의 부가가치화를 향상시키기 위한 이용 기술 개발이 절실하게 되어 최근 화장품 산업의 트렌드인 천연물 관련 제품의 증가에 맞춰 기능성 화장품 소재로 개발하고자 하였다.

 

연구내용

  • HPLC를 이용한 플라보노이드 성분 분석

시기별로 과육과 과피를 분리하여 플라보노이드 성분을 분석하였다. 플라보노이드 성분은 과육보다는 과피에서 함량이 높고, 완숙될수록 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 과육과 과피에서 narirutin과 hesperidin의 함량이 높았으며 완숙 될수록 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.

특히 풋귤의 출하시기인 8월 15일부터 9월 15일의 기간인 만개 후 80, 100, 120일에 플라보노이드 함량이 높게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 과피에서는 감귤류에만 함유되어 있는 것으로 알려진 polymethoxy flavonoid인 nobliletin과 tangeretin의 함량이 높았으며, 만개 후 120일 이후 급속히 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.

플라보노이드 성분분석을 통해 기능성 성분을 사용할 목적으로 일정한 시기에 출하되는 풋귤의 시기는 8월 15일경부터 9월 15일경 까지가 적절한 것으로 여겨진다.

Table1. 시기별 플라보노이드 성분 분석
Table1. 시기별 플라보노이드 성분 분석
  • 항산화 활성 측정

항산화 활성 측정을 위해서 DPPH, ABTS, superoxide radical 소거 활성과 FRAP를 측정하였다. Radical 소거활성은 radical이 50% 감소되는 농도의 값(SC50)을 구하였다. 그 결과 만개 후 80일에서 항산화 활성이 가장 높았으며 완숙될수록 활성이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 특히 polyphenol의 함량이 높은 과피부분에서 활성이 높았으나 superoxide radical 소거 활성의 경우 미숙과의 과육과 과피에서는 비슷한 활성을 보여 polyphenol외의 다른 성분이 활성에 영향을 미치는 것으로 보인다.

Table2. 시기별 항산화 활성
Table2. 시기별 항산화 활성
  • 항염 활성

항염 활성 측정시에도 NO와 염증성 사이토카인 생성 저해효과가 8월 1일부터 30일까지의 활성이 가장 우수하였으며, 특히 8월 20일과 31일의 활성이 우수하였다. 염증성 사이토카인 생성 억제의 경우 IL-1β 생성 억제 효과가 가장 우수하였으며 TNF-α의 생성 억제 효과는 적은 편이었다.

  • 보습인자인 히알루론산 생성량 측정

풋귤추출물의 보습력 증가 활성을 알아보기 위해 human keratinocyte인 HaCaT 세포를 이용하여 실험을 진행하였다. 그 결과 HaCaT 세포에 독성 없이 보습인자인 히알루론산의 생성을 40%p 증가시키는 것을 확인할 수 있었다.

히알루론산 생성의 증가는 피부의 수분을 잡아 보습력을 높이고, 피부의 주름개선과 탄성에도 영향을 줄 수 있을 것으로 여겨진다.

 


ABSTRACT

8월 15일부터 9월 15일 사이에 출하하는 온주밀감의 미숙과인 풋귤에는 유용성분이 다량 함유되어 있어, 기능성 소재로의 활용도를 알아보았다.

풋귤의 총폴리페놀 함량은 껍질에서 19.59g/100g, 과육에서 4.01g/100g으로, 11월 중순 수확한 완숙과의 껍질 8.34g/100g, 과육 2.11g/100g보다 껍질에서 2.3배, 과육에서 1.9배 더 높다. 또한 총플라보노이드 함량은 풋귤의 껍질에서 10.124g/100g, 과육에서 0.222g/100g으로, 완숙과의 껍질 4.442g/100g, 과육 0.0068g/100g보다 껍질에서 2.3배, 과육에서 32배 더 높다. 주요 감귤 플라보노이드 성분인 나리루틴narirutin과 헤스페리딘hesperidin 함량은 풋귤에서 348ppm, 326ppm으로 완숙과에서의 99ppm과 158ppm보다 높다. 특히, 감귤류에만 함유되어 있는 것으로 알려진 폴리메톡시 플라보노이드인 노빌레틴과 탄제레틴의 함량이 풋귤에서는 28ppm, 9ppm으로 완숙과에서의 7ppm, 1.5 ppm보다 4배 높았다. 이처럼 풋귤의 기능성분 함량은 완숙과에서보다 높은 항산화활성을 가지는 것으로 나타났으며, 일반적으로 몸속에서 가장 많이 발생하는 것으로 알려진 슈퍼옥사이드 음이온 라디칼의 소거 능력은 4배 이상 높았다. 우수한 항산화 활성은 건강하고 탄력 있는 피부를 만드는데 중요한 요소이다. 풋귤추출물 역시 피부의 보습인자로 주름과 탄성에 영향을 주는 히알루론산의 생성을 증가시키는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증을 유발하는 인자LPS로 염증이 생긴 대식세포RAW264.7를 이용해 염증 반응의 대표적 지표 물질인 NOnitric oxide와 염증성 사이토카인의 생성 억제 효과를 확인한 결과 풋귤추출물 200 ug/mL 처리시 NO 생성이 40% 정도 줄어들었다. 염증성 사이토카인 중 TNF-a, IL-1B, IL-6의 생성은 각각 10%, 80%, 35% 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과 풋귤은 항산화, 항염, 보습력을 위한 화장품 소재로 활용이 가능할 것으로 여겨진다.

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