스마트팜과 노지재배 스위트 바질(Ocimum basilicum L.)의 향기 성분 비교 연구
Comparative study of fragrance components of Sweet Basil (Ocimum basilicum L.) from smart farm and field cultivation
- 주제(키워드) 스위트 바질 , Sweet Basil (Ocimum basilicum L.) , 스마트팜 , 노지재배 , 향기 성분 , 에센셜 오일 , 지속 가능성
- 발행기관 고려대학교 생명환경과학대학원
- 지도교수 지영민
- 발행년도 2022
- 학위수여년월 2022. 2
- 학위구분 석사
- 학과 생명환경과학대학원 생명분자유전공학과
- 세부전공 바이오향료공학
- 원문페이지 65 p
- UCI I804:11009-000000257980
- DOI 10.23186/korea.000000257980.11009.0001248
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 연구는 스마트팜 수경재배와 노지재배 스위트 바질의 향기 성분을 비교하여 유사도를 확인함으로써 지속 가능한 에센셜 오일 산업을 위한 연구의 가치와 필요성에 대해 확인하고자 하였다. 전 세계적으로 기후변화, 자원고갈 등의 문제로 인해 지속 가능성 키워드와 함께 시대적으로 6차 산업과 4차 산업 혁명이 거론되고 있다. 4차 산업 혁명에 해당하는 스마트팜은 노동력과 기후변화에 대처하는 대안으로 주목 받고 있다. 천연 향료 산업을 포함한 에센셜 오일 산업 역시 지속 가능성에 대해 관심을 갖고 있으며 많은 연구가 진행 중이다. 바질(Ocimum basilicum L.)은 꿀풀과(labiatae)의 식물로 품종이나 재배지에 따라 맛과 향이 달라 허브로 사용된다. 주로 고온 다습한 지역에서 재배되며, 재배 환경에 영향을 받는다. 최근 국내에서는 증가한 바질 수요와 지속적인 바질 생산을 위해 스마트팜의 형태로도 재배되고 있다. 실험은 스마트팜 수경재배 스위트 바질과 국내산 노지재배 스위트 바질의 SPME 및 HD를 통한 향기 성분을 비교 분석하였다. 모든 향기 성분에 대한 정성 및 정량 분석은 GC/MS를 통해 진행하였다. SPME법으로 확인한 스마트팜 수경재배와 노지재배 스위트 바질의 향기 성분 분석 결과, 각각 48 종의 향기 성분이 확인되었다. 수경재배의 경우 Linalool, Eugenol, alpha-bergamoten, 1,8-Cineol 등이 확인됐으며, 노지재배의 경우 Linalool, alpha-Bergamoten, Eugenol, Ocimene 등이 확인 되었다. Fragrance note로 비교했을 때, 소수의 향조를 제외하고 floral, spicy, herbal 등 공통적으로 총 12 개의 향조로 구분 가능하였다. 수경재배와 노지재배 스위트 바질의 공통 향기 성분은 총 성분 대비 87.5%에 해당하는 42 종이었으며, 각 성분에 대한 함량 차이를 확인하였다. SPME로 확인한 스마트팜 수경재배 및 노지재배 스위트 바질이 대체적으로 유사한 향기 성분 및 향조 특성을 가짐을 확인하였다. HD를 통해 얻은 스마트 수경재배와 노지재배 스위트 바질 에센셜 오일의 향기 성분 분석 결과, 각각 19 종의 향기 성분이 확인되었다. 수경재배의 경우 alpha-Bergamoten, Methyl Chavicol, beta-Caryophyllene Oxide, Eugenol 등이 확인됐으며, 노지재배의 경우 alpha-Beramoten, Eugenol, beta-Caryophyllene Oxide, Dihydronootkatone, Methyl Chavicol 등이 확인되었다. Fragrance note로 비교했을 때, green note(cis-3-Hexenol) 유무에 따라 수경재배의 경우 총 10 개, 노지재배의 경우 총 9 개의 향조로구분 가능하였다. 공통된 fragrance note는 herbal, anisic, woody, floral등 이었다. 수경재배와 노지재배 스위트 바질의 공통 향기 성분은 총 성분 대비 84.2%를 차지하는 16종이었으며, 각 성분에 대한 함량 차이를 확인하였다. HD를 통해 얻은 스위트 바질 에센셜 오일의 향기 성분 분석 결과, 수경재배와 노지재배의 스위트 바질이 대체적으로 유사한 향기 성분 및 향조 특성을 가짐을 확인하였다. SPME와 HD를 통해 확인한 스위트 바질 4 종에 대해 Linalool, Eugenol, alpha-Bergamoten, 1,8-Cineol 등 12 종의 공통 향기 성분과 floral, spicy, herbal, camphoreous 등 총 9 개의 공통적인 fragrance note를 확인 할 수 있었다. 실험 결과를 통해 스마트팜 수경재배와 노지재배 작물의 각 향기 성분의 함량 차이는 있지만 높은 유사도의 동일한 향기 성분들을 가지며, 향취 측면에서도 유사한 향조로 구분 가능함을 확인 할 수 있었다. 이에 따라, 4차 산업혁명 시대에서 스마트팜을 활용한 에센셜 오일 연구는 에센셜 오일 산업의 지속 가능성을 위한 가치가 있을 것으로 사료된다.
more초록/요약
This study was to confirm the value and necessity of research for a sustainable essential oil industry by comparing the fragrance components of Sweet Basil from smart farm hydroponics and field cultivation and confirming the similarity. Globally, due to problems such as climate change and resource depletion, the 6th industry and 4th industrial revolution are being discussed along with the keywords of sustainability. Smart farms, which correspond to the 4th industrial revolution, are attracting attention as an alternative to coping with the workforce and climate change. The essential oil industry, including the natural fragrance industry, is also interested in sustainability and a lot of research is ongoing. Basil (Ocimum basilicum L.) is a plant of the Lamiaceae family and has been used as an herb because of its different taste and scent depending on the variety or cultivation area. It is mainly cultivated in hot and humid areas and is affected by the growing environment. Recently, in Korea, basil is being cultivated in the form of smart farms for the increased demand and continuous production of basil. The experiment compared and analyzed fragrance components through SPME and HD of smart farm hydroponic Sweet Basil and domestic open-field Sweet Basil. Qualitative and quantitative analysis of all fragrance components was performed through GC/MS. As the result of analysis of the fragrance components of smart farm hydroponics and open-field Sweet Basil confirmed by the SPME method, 48 types of fragrance components were identified. In the case of hydroponics, Linalool, Eugenol, alpha-bergamoten, 1,8-Cineol, etc. were confirmed, and in the case of outdoor cultivation, Linalool, alpha-Bergamoten, Eugenol, Ocimene, etc. were confirmed. When compared with the fragrance note, a total of 12 fragrances such as floral, spicy, and herbal, except for a small number of fragrances, could be distinguished. The common fragrance components of hydroponics and open-field Sweet Basil were 42 types, corresponding to 87.5% of the total components, and the content difference was confirmed for each component. It was confirmed that smart farm hydroponics and open-field Sweet Basil confirmed by SPME generally have similar fragrance components and fragrance properties. As the result of analyzing the fragrance components of smart hydroponics and open field Sweet Basil essential oil obtained through HD, 19 types of fragrance components were identified. In the case of hydroponics, alpha-Bergamoten, Methyl Chavicol, beta-Caryophyllene Oxide, and Eugenol were confirmed, and in the case of outdoor cultivation, alpha-Beramoten, Eugenol, beta-Caryophyllene Oxide, Dihydronootkatone, and Methyl Chavicol were confirmed. When compared with Fragrance note, according to the presence or absence of green note (Cis-3-Hexenol), it was possible to classify a total of 10 fragrance notes in the case of hydroponics and 9 in the case of outdoor cultivation. Common fragrance notes were herbal, anisic, woody, and floral. The common fragrance components of hydroponics and open-field Sweet Basil were 16 species, accounting for 84.2% of the total components, and the content difference was confirmed for each component. As the result of analyzing the fragrance components of Sweet Basil essential oil obtained through HD, it was confirmed that hydroponically grown Sweet Basil and open-field Sweet Basil have generally similar fragrance components and fragrance properties. For the 4 types of Sweet Basil confirmed through SPME and HD, 12 common fragrance ingredients including Linalool, Eugenol, alpha-Bergamoten, and 1,8-Cineol and a total of 9 common fragrance notes including floral, spicy, herbal, and camphoreous were identified. Could. Through the experimental results, it was confirmed that although there is a difference in the content of each fragrance component of smart farm hydroponics and open-field crops, they have the same fragrance components with a high degree of similarity, and that they can be classified into similar fragrances in terms of fragrance. Accordingly, essential oil research using smart farms in the era of the 4th industrial revolution is considered to have value for the sustainability of the essential oil industry.
more목차
1. 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.1.1 6차 산업 및 4차 산업혁명과 스마트팜 1
1.1.2 에센셜 오일 산업의 지속 가능성 2
1.1.3 바질 재배와 지속 가능성 3
1.2 바질 4
1.3 추출 방법 4
1.3.1 SPME (Solid-Phase Microextraction) 4
1.3.2 HD (Hydrodistillation) 6
2. 실험 재료 및 방법 7
2.1 실험 재료 7
2.2 실험 방법 9
2.1.1 SPME (Solid-Phase Microextraction) 9
2.2.2 HD (Hydrodistillation) 11
2.2.3 GC/MS (Gas Chromatography/Mass Spectrometry) 13
3. 결과 및 고찰 15
3.1 SPME로 확인한 HY-Sweet Basil과 FI-Sweet Basil의 향기 성분 15
3.1.1 SPME HY-Sweet Basil의 향기 성분 15
3.1.2 SPME FI-Sweet Basil의 향기 성분 22
3.1.3 SPME HY-Sweet Basil과 SPME FI-Sweet Basil의 향기 성분 비교 29
3.2 HD를 통한 HY-Sweet Basil과 FI-Sweet Basil의 향기 성분 32
3.2.1 HD HY-Sweet Basil의 향기 성분 32
3.2.2 HD FI-Sweet Basil의 향기 성분 37
3.2.3 HD HY-Sweet Basil과 HD FI-Sweet Basil의 향기 성분 비교 42
3.3 SPME HY-Sweet Basil, SPME FI-Sweet Basil과 HD HY-Sweet Basil, HD FI-Sweet Basil의 향기 성분 비교 44
4. 결론 47
References viii
Abstract in Korean xi
