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장미는 장미과(Rosaceae) 장미속(Rosa)에 속하는 식물 이며, 북반구, 아열대 및 한대까지 지구상에 폭넓게 자 생하고 있으며 우리나라에는 찔레, 해당화, 인가목 등을 포함하여 12종이 분포하고 있다(RDA 2001). 장미는 꽃 의 향기 뿐만 아니라 모양, 색깔 등의 아름다움 때문에 세계인들에게 사랑을 받아왔다. 고대 장미 꽃잎에서 추 출한 천연 오일은 불가리아 및 터키에서 재배한 Rosa x damascene와 남부 프랑스 및 모로코에서 재배된 Rosa x centifolia를 가지고 증류법이나 용매 추출법을 이용하여 장 미수(rose water), 장미 기름(attar of rose), essential oil 형 태로 향기산업에 많이 사용하고 있다(Zuker et al. 1998). 장미 꽃 향기성분은 400종 이상으로 품종 별로 주요 성분 과 조성 비율이 다르다고 알려져 있다(Giulia et al. 2006). 장미 꽃 향기의 주요 성분에 따라 Flament et al.(1993)과 Magali et al.(2007)은 3그룹(terpenes, lipid derivatives, aromatic compounds)으로 분류하였고, Bent(2007)는 5그룹 (fruity, myrrh, old rose, musk, tea)으로 분류하였다. 각 그룹 은 서로 각기 다른 향기성분을 다른 함량으로 생성한다. 장 미 향기는 alcohols, aldehydes, alkenes, monoterpenes, sesquiterpenes, esters, ethers와 ketones를 포함하고 있는 데 이들 향기 성분의 일부는 특정 장미 종에서만 생성 되며, 장미 종에 따라 각기 다른 향기가 생성되어 발산 되는 것은 향기 합성에 관여하는 효소와 전구물질의 존 재가 특별하기 때문이다(Flament et al. 1993; Kim et al. 2000). 장미 향기 주요성분의 합성경로에 관한 연구 로는 몇 가지 꽃에서 관련 유전자와 효소에 대한 보고가 있다(Lavid et al. 2002; Scalliet et al. 2002; Scalliet et al. 2006; Watanabe et al. 2002). 예컨대, 유럽 장미 R. damascene의 주요 향기성분은 2-phenylethanol이며 2- phenylethanol의 생합성은 2가지 경로가 있다. 그 중 하나 는 L-phenyalanine으로부터 phenylpyruvic acid가 전환된 phenylacetaldehyde나 혹은 phenyllactic acid가 전환되어 2- phenylethanol 성분을 생성하게 된다(Watanabe et al. 2002). 또한 대부분의 사계성 현대장미(Hybrid Tea rose)의 주요 향 기 성분인 3,5-dimethoxytoluene(orcinol dimethyl ether)는 orcinol, orcinol monomethyl, guiaiacil 및 euglenol과 같은 non-methylated 전구물질들은 O-methyltransferases(OMT) 효 소의 활동으로 생성된다(Guterman et al. 2002; Scalliet et al. 2008). Gerranyl acetate와 같은 acetate esters 향기성분 은 RhAATI 효소의 활동에 의하여 monoterpene geraniol로 부터 생성된다(Shalit et al. 2003).

장미품종의 본격적인 개량은 1867년 이후에 사계성인 동 양종 R. chinensis의 장미가 유럽에 도입되면서 시작되었 다. 현대 장미는 Tea Rose와 Hybrid Perpectual계 장미가 자연교잡이나 인공교배의 결과로 이루어졌다. Tea Rose는 R. gigantea로부터 유래 되었고, Hybrid Perpectual계 장미 는 유럽장미 R. damascene와 동양종 R. chinensis로부터 유래된 Hybrid China와 Bourbon 장미로부터 성립되었다 (Hayashi et al. 2005). 이와 같은 과정을 통하여 장미 품종이 절화용으로 개량이 되면서 육종가들은 꽃 색깔, 꽃 모양, 병저항성, 절화수명 등과 같은 절화로서의 몇 가지 주요한 특성에 육종목표를 가지고 품종 개량을 하 였다. 특히 꽃 향기가 강한 장미는 꽃잎이 얇아 꽃잎의 상처가 쉽게 발생되고 위조가 쉽게 나타나서 절화수명이 짧으며, 해충의 피해가 많은 특성이 있기 때문에 절화 장 미로 육종되면서 향기는 약하게 되었다(Gudin 2000). 결 국 절화용 장미 육종가들의 노력에도 불구하고 향기 강한 품종을 육종하기 위하여 계통을 선발함에 있어서 변이 개 체수를 확보하는 데 제한적이어서 절화용 육종 품종 중에 는 향기가 강한 방향성 장미가 적은 실정이다. 최근에 유 통되고 있는 절화 장미(tea-scent modern roses) 품종은 대 부분 aromatic compounds그룹으로서 dimethoxytoluene와 phenylethylalcohol성분이 많으며, 고전 장미(ancient Chinese roses) 품종은 terpene그룹으로서 germacrene-D, nerol, β- citronellol 및 geraniol 등의 성분이 많이 함유되어 있다 고 알려져 있다(Joichi et al. 2005).

현재 우리나라에서 유통되고 있는 절화용 장미 100여 품종은 품종마다 향기의 종류와 정도가 다를 뿐만 아니 라 향기가 많은 품종은 5품종 내외로서 적다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 유통되고 있는 장미 품종들을 향기 종류별로 분류하여 방향성 장미 육종 시 향기가 강한 양 친 간의 교배조합을 작성하고 교배 후대의 향기 유전특 성 등 유전자원의 정보로 활용하고자 한다. 또한 천연 방 향제, 향수, 비누, 화장품, 꽃차, 와인, 음료 및 아로마테 레피 가공상품을 만드는 데 활용될 수 있어 향기가 나 는 장미 꽃의 이용도를 높이고자 그 결과를 정리하였다.

재료 및 방법

식물재료

국내에서 유통되고 있는 절화 장미들을 대상으로 주요 향기성분에 따른 품종분류를 위한 재료는 국내 경기도농 업기술원에서 육성한 11품종 ‘Orange Flash’, ‘Green Beauty’, ‘For You’, ‘Waltz’, ‘Party Queen’, ‘Purple Dream’, ‘Purple Cow’, ‘Pink Flash’, ‘Red Flash’, ‘Yellow Beauty’, ‘Purple Silver’과 외국육종회사인 독일 의 Kordes와 Tantau, 네덜란드의 Schreurs와 Terra Nigra, 프랑스 Meilland 등에서 육성한 ‘Vital’, ‘Tineke’, ‘Cool Water’, ‘Ilios’, ‘Back Beauty’ 등 67품종을 사용 하였다. 관능조사와 향기분석에 사용한 장미 꽃의 개화 상태는 만개상태인 균일한 꽃을 사용하였으며 줄기를 60cm로 자른 후 20 ± 1℃ 온도조건에서 24시간 보관한 후 실험에 사용 하였다.

향기성분 분석

향기 성분 분석을 위해 꽃잎을 여러 장 겹쳐서 직경 11mm 크기로 펀칭하여 얻은 0.3g을 10mL vial에 넣은 상태에서 향기를 포집하였다. 향기 포집은 headspace- SPME(HS100, Alphamos)방법에 따라 agitator의 온도는 50℃로 유지하고 10분 동안 포집한 후 10분간 fiber (DVB-CAR-PDMS)에 흡착시키고 1분 동안 탈착시켰다 (Giulia et al. 2006; Kim et al. 2000). 향기 성분과 함량 분석을 위한 전자코(Fox3000, Alphamos)와 가스크로마토 그램(GC/MS) 분석 조건은 Table 1과 같으며 retention time 15.5부터 42.7까지 peak area 1% 이상인 반응을 분 석하였다.

Headspace-SPME은 Cycle Composer Software 프로그 램으로 운용하였으며, GC/MS 분석은 Xcalibur software system으로 운용하였다. 향기성분 MS data는 NIST (National Institute of Standards and Technology)와 Wiley library를 적용하여 검색하였고 향기성분 함량은 GC peak area 값과 peak area %로 표기하였다.

결과 및 고찰

국내에 유통되고 있는 절화장미 78품종의 꽃의 주요특 성은 Table 2와 같이 화색 별로 적색계는 ‘Vatal’, ‘Red Sandra’ 등 23품종, 분홍색계는 ‘Party Queen’, ‘Pink Flash’ 등 12품종, 보라색계는 ‘Purple Dream’, ‘Cool Water’ 등 12품종, 노랑색계는 ‘Yellow Beauty’, ‘Ilios’ 등 9품종, 백색계는 ‘Tineke’, ‘Marusia’ 등 3품종, 오랜 지색계는 ‘Milva’, ‘Bonanza’ 등 9품종, 복색계는 ‘Green Beauty’, ‘Waltz’ 등 10품종이었다. 품종 별 꽃의 향기 정도에 대하여 관능조사 결과 ‘Charming Easies’와 ‘Exasy’가 매우 강하였고 ‘Blue Moon’, ‘Sentimental’, ‘Lovely Blue’, ‘Pink Peace’는 강하였으며 ‘Orange Flash’, ‘Citran’, ‘Golden Gate’ 등 8품종이 중간이었고 나머지 64품종은 약한 편이었다.

꽃잎을 Headspace-SPME를 이용하여 분석한 향기성분 의 chromatogram은 aromatic compound을 제외한 3개 그룹 lipid(fatty acid derivatives), terpene 및 complex fragrance 에서 많은 피크 수가 나타나 많은 종류의 향 기성분으로 조성되어 있음을 알 수 있었다(Fig. 1). GC/ MS를 이용하여 향기 성분과 함량을 분석한 결과 주요 향기 성분에 따라 aromatic compound, lipid (fatty acid derivatives), terpene 및 complex fragrance의 4그룹으로 분류되었다(Tables 3, 4).

제1그룹 aromatic compound의 주요 향기 성분은 dimethoxytoluene(DMT), phenylethyl alcohol, trimethoxybenzene 및 ρ-anisaldehyde으로 구성되어 있으 며, 이에 속하는 품종은 ‘For You’, ‘Vital’, ‘Tineke’, ‘Cool Water’, ‘Ilios’, ‘Black Beauty’, ‘Milva’, ‘Dancing Queen’, ‘Bonanza’, ‘Red Sandra’, ‘Orange Juice’, ‘Citran’, ‘Golden Gate’, ‘Twin’, ‘Exciting’, ‘Pretty Woman’, ‘Bridal’, ‘Marussia’, ‘Jade’, ‘Lucy Meilland’, ‘Africa Cardon’, ‘Vendela, Budy’, ‘Abracadabra’, ‘Tequila’, ‘Grandorado’, ‘Gypsy Leonidas’, ‘Orange Flash’, ‘Party Queen’, ‘Pink Flash’, ‘Purple Mikado’, ‘Red Flash’, ‘Red Giant’, ‘Spanish Dancer’, ‘Sunny’, ‘Valet’, ‘Vinolosa’, ‘Yellow Beauty’, ‘Asuram’, ‘Olivia’, ‘Pedora’, ‘Dessert Peace’, ‘Granada’, ‘Pretty Belinda’으로 44품종이다. 제2그룹 fatty acid derivative의 주요 향기 성 분은 hexanol, hexenal, heneicosane, docosane, nonadecane 및 nonadecene으로 구성되어 있으며, 이에 속하는 품종은 ‘Waltz’, ‘Green Beauty’, ‘Amor’, ‘Aqua’, ‘Dreaming’, ‘Emmade Meilland’, ‘Magnum99’, ‘Mongmarnas’, ‘Purple Cow’, ‘Purple Silver’, ‘Ricci’, ‘Top Plus’, ‘Tropical’으로 13품종이다.

제3그룹 terpene의 주요 향기 성분은 β-citronellol, geraniol, nerol, citral, caryophllene 및 germacrene-D으로 구성되어 있으며, 이에 속하는 품종은 ‘Blue Moon’, ‘Charming Easies’, ‘Extasy’, ‘Conlethegel’, ‘Sentimental’, ‘Lovely Blue’, ‘Oklahoma’, ‘Pink Peace’, ‘Purple Dream’으로 12품종이다.

제4그룹 complex fragrance는 위의 3가지 그룹의 성분 들이 복합적으로 구성되어 있으며, 이에 속하는 품종은 ‘Red Calypso’, ‘Boy Friend’, ‘Graphlenerd’, ‘Ilose Bronze’, ‘Opium’, ‘Pacific Blue’, ‘Lavender Mascara’, ‘Royal Baccara’, ‘Second Love’, ‘Shanti’, ‘Tancho’, ‘Theresa’으로 12품종이다.

위의 결과를 보면 최근 우리나라에서 재배되고 있는 절 화장미 대부분은 제1그룹에 속한 것들로서 dimethoxytoluene 성분이 많이 함유 되어 있는 것을 알 수 있다.

장미 꽃잎의 향기종류 4가지 그룹의 전자코 분석결과 향기성분의 각 센서 별 흡수패턴은 다르게 나타났으며 그 룹 간의 좌표 점 거리분포에도 차이가 있어 향기정도의 차이가 나타났다(Fig. 2). 제4그룹은 제2그룹, 제3그룹 및 제1그룹의 중간 위치로 나타났으며, 제2그룹은 향기가 가 장 강한 제3그룹과 거리가 멀게 분포하고 있어 다른 그 룹에 비하여 향기가 약하게 나타남을 알 수 있었다.

장미 꽃은 품종 별로 향기의 종류와 조성이 서로 다 르다. 꽃 향기의 주요성분에 따라 3가지 종류로 구분되 나(Flament et al. 1993; Magali et al. 2007), 본 실험 에서는 이 3가지 주요성분이 혼재 되어 있는 complex fragrance 그룹을 추가하여 4그룹으로 분류하였다. 사람들 은 달콤한 향이 나는 terpene계의 선호도가 가장 높으며 대부분의 향수와 화장품의 원료로 사용되며, 그 다음은 상큼한 향이 나는 aromatic compounds계이다. 풀향이 나 는 fatty acid derivative계는 선호도가 낮은 편이다. Lee et al.(2013)는 장미 향기 정도 별 주요 성분은 향기가 약 한 ‘필립’은 3,5-dimethoxytoluene(DMT)과 benzene, 1,3,5- trimethoxy성분이었으며, 향기가 중간정도인 Feel Lip는 megastigma-4,6(Z),8(E)-triene성분이었고 ‘GR07-135’는 DMT 와 benzene, 1-ethenyl-4-methoxy, phenylethylalcohol성분이었 으며, 향기가 강한 Honey Blue는 germacrene-D와 DMT성 분으로 보고한 바가 있어, 상큼한 향은 3,5-dimethoxytoluene 성분이며 달콤한 향은 germacrene-D 성분 인 것으로 보인다.

최근 국내에서 유통되고 있는 대부분의 절화장미는 향 기가 적으며, 향기가 있는 품종은 aromatic compounds 계 그룹이 많으며 강한 향기를 가지고 있는 품종은 매 우 적었다. 이와 같은 결과는 현대 절화용 장미가 상큼 한 향기가 나는 aromatic compounds계인 Tea Rose와 달콤한 향기가 나는 terpene계인 R. damascene로부터 유 래된 Hybrid Perpectual계로부터 교잡육종을 통하여 품종 개량이 이루어지면서, 교배 및 선발과정에서 절화용으로 서의 특징은 Hybrid Perpectual계 보다 Tea Rose로부터 더 많이 유전적인 영향을 받은 것으로 보인다. 소비자들 의 선호도가 가장 높은 terpene계의 향기성분을 가지고 있는 절화용 장미의 활용도를 높이기 위해서는, 제3그룹 에 속하는 품종을 교배모본으로 사용하여 방향성 장미 품 종을 육성하고 꽃 향기를 이용한 화장품, 향수, 장미수 등 가공상품을 만드는 데 효과적일 것으로 판단된다.