-  한국식품연구원, 국내 자생 오미자 특유의 향기성분 탐색 위한 친환경 추출 기술인

‘헤드스페이스 교반 막대 추출기술 분석법’ 개발 - 

  국내 자생 소재인 오미자는 플라보노이드 및 안토시아닌이 다량 함유되어 있어 항암, 함염증, 항산화능 등 그 기능성과 효용에 대한 사회적 인식이 확산되고 있으며, 오미자 특유의 독특한 향미로 소비자 기호도에 부합하여 2000년 중반부터 재배면적과 생산량이 평균 20%씩 기하급수적으로 증가하고 있다. 

  꾸준히 증가하는 오미자 생산량 대비 시중에 유통되고 있는 오미자 관련 상품은 매우 한정적인 실정으로 고품질의 오미자 가공식품 개발을 위해 오미자를 활용한 향미 소재(향료)에 대한 심층적인 연구가 절실한 시점이다.    

  식품에서 향미 소재는 식품의 기호성을 향상시키기 위해 사용되고, 식품 향미 소재의 시장은 계속해서 성장해가고 있는 추세다. 특히 천연 식품향료의 경우 자연식품 선호 소비자들을 중심으로 꾸준히 그 수요가 증가하고 있어, 그동안 미비했던 오미자의 천연향료 연구를 활성화시키기 위한 친환경 향기 분석법이 필요한 상황이다. 

  국내 자생 소재인 오미자를 활용한 향미 소재의 개발로, 생소할 수 있는 국내 자생 소재를 타 식품군에 첨가하기 용이한 향미 소재로 개발함으로써 자생 소재의 활용도를 높일 예정임

  현재 오미자 가공업체는 대부분 규모의 영세성이라는 제약으로 인해 자체적으로 새로운 오미자 가공기술의 개발 및 양산을 통한 신제품 출시가 어려운 상황임을 고려할 때, 본 연구개발을 통한 고품질의 오미자 가공식품의 개발은 국내 대표적인 오미자 브랜드의 구축과 함께 산학연 협력의 결과로 우리나라 오미자를 전 세계에 알릴 수 있는 기회가 될 수 있음

  식품에 있어 향이 소비자 기호도에 미치는 영향은 지대하지만, 현재까지의 향미 관련 연구는 감각 공학의 분석적 방법인 묘사 분석을 통한 객관적 향미 프로파일링 혹은 소비자를 활용한 감성적 기호도 평가를 중심으로 이루어졌고, 제한적으로 기기를 활용한 휘발성 향기 성분 분석의 결과와 연계하여 그 상호작용을 해석해 온 연구에 머무르고 있는 수준임. 소비자 기호성에 부합하지 않은 식품은 시장에서 성공을 기대할 수 없는 점을 고려할 때에 이와 관련된 학문적 연구가 면밀히 진행되어 식품 산업을 견인해 나갈 필요가 있음 

  식품 향미 연구의 미래는 식품공학의 미래와 동일하게 소비자 맞춤형 제품 개발 및 기술 수요기반 산업 맞춤형 기술 개발에 중점적으로 초점을 맞추어 이루어져야 하며, 그러기 위해서는 식품 고유의 향미에 대한 심층적인 연구가 절실한 실정임

  연구팀은 오미자 고유 향기성분을 신속·편리하게 친환경적으로 추출할 수 있는 기술을 최적화하여 연구를 진행했다. 그 결과 오미자 부위별(잎, 열매)로 헤드스페이스 교반 막대 추출기술(Headspace Stir-bar Sorptive Extraction, HS-SBSE)과 열탈착-가스크로마토그래피-질량분석기TDU-GC-MS(Thermal Desorption Unit-Gas Chromatography-Mass Selective Detector) 기기조건을 확립하여 향기 분석의 유효성을 검증하였으며, 1건의 특허출원을 완료했다.   

   HS-SBSE 기술에 영향을 주는 6가지 요인 (오미자의 전처리 방법과 시료 무게, Stir-bar 종류, 추출 시간, 추출 온도, 내부 표준물질)을 고려하여 추출 효율을 최적화시킨 결과, 액체 식품소재 뿐만 아니라, 고체 식품 소재도 유기용매를 사용하지 않고 식품의 향기성분을 추출할 수 있는 친환경 기술을 확립하였고, 이 기술은 유용성, 수용성, 분말 제형의 오미자 향미 소재에 적용될 수 있다. 

 이와 같은 실험방법과 결과로부터 연구팀은 ‘방향식물 향기성분 추출 방법(출원번호 10-2017-0058898)’1건의 특허를 출원하였으며, 현재 국제학술지에 논문 투고를 진행하고 있다.

 현재 연구팀은 개발된 HS-SBSE 기술은 오미자 시료를 vial에 넣은 상태의 headspace(상단 공간 부분)에서의 향기성분을 포집하는 방법으로, 일반적으로 향기추출법에 사용되는 헤드스페이스-고체상 미량 추출방법(Headspace Solid Phase Micro Extraction, HS-SPME)에 비해 추출 효율이 50% 높은 결과를 보여주었다. 

  오미자 열매의 향기성분에 대한 연구는 용매추출이나  HS-SPME를 사용한 분석 결과가 드물게 보고되고 있지만, 잎의 향기성분에 대한 연구는 아직 이뤄지지 않고 있다. 특히, 국내에서는 HS-SBSE 방법을 사용하여 식품의 향기성분을 분석한 연구가 보고되지 않아 본 연구과제에서 개발한 기술은 향후 여러 식품의 향기추출 기술로 활용될 것으로 기대된다.

 장혜원 박사는 “식품 고유의 향기성분에 대한 정확한 추출·분석기술 확립 및 과학적 데이터를 기반으로 한 ‘천연 향미 소재’를 개발함으로써 국내 자생 소재의 활용도를 높일 수 있는 연구가 필요하다”라고 강조했다.