초피나무(Zanthoxylum piperitum Siebold & Zucc.) 잎과 과피 정유 성분의 방향성 특성과 지리적 변이

염민형¹*, 최병렬¹, 김 휘¹

(¹국립목포대학교 원예산림학부)

Aromatic Profiles and Geographic Variation of Essential Oils in Leaves and Pericarps of Zanthoxylum piperitum Siebold & Zucc.

Min-hyeong Yeom¹*, Byeong-ryeol Choi¹, Hui Kim¹

(¹Department of Horticulture and Forestry, Mokpo National University)

요약: 초피나무(Zanthoxylum piperitum Siebold & Zucc.)는 전통적으로 잎과 과피가 향신 및 향료 자원으로 이용되어 온 식물이다. 본 연구는 초피나무 잎과 과피의 방향성 특성을 화학적으로 규명하고, 정유 성분의 개체 및 지리적 변이를 분석하고자 수행되었다. 잎과 과피 시료는 메탄올을 이용한 신속 추출법으로 처리한 후 gas chromatography–mass spectrometry(GC/MS)를 이용하여 분석하였다. GC/MS 상에서 검출된 정유 성분 peak 면적을 기반으로 정량 분석을 수행하였으며, peak 면적값은 log₁₀ 변환 후 주성분분석(PCA)에 활용하였다. 분석 대상은 과피 21개 집단 140개체, 잎 44개 집단 272개체였다. 잎과 과피에서 총 40종의 화합물이 검출되었으며, 개체 내 성분 비율 분석에서 β-phellandrene, heptanol, geranyl acetate가 가장 높은 비중을 차지하였다. 과피 시료의 PCA 결과에서는 지리적 집단 간 화학적 분화가 뚜렷하게 확인되었으며, PC1은 carene, trans-β-ocimene, β-phellandrene 등의 성분과 높은 관련성을 보였다. 반면, PC2는 α-phellandrene, α-pinene, hexanol 등 지역 내 변이가 큰 화합물들과 밀접하게 연관되어 있었다. 이러한 결과는 초피나무 정유 성분의 지리적 변이가 뚜렷함을 시사하며, 향후 우량 계통 선발 및 향자원 활용을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다.

Abstract: Zanthoxylum piperitum Siebold & Zucc. have traditionally been utilized as aromatic resources, with their leaves and pericarps widely used as spices and fragrance materials. This study aimed to characterize the aromatic properties of Zanthoxylum by analyzing the chemical composition of essential oils in leaves and pericarps and to assess individual- and geographic-level variation in these compounds. Leaf and pericarp samples were subjected to a rapid methanol extraction method, followed by analysis using gas chromatography–mass spectrometry (GC/MS). Quantitative analysis was performed based on peak areas of essential oil components detected by GC/MS, and the peak area values were log₁₀-transformed prior to principal component analysis (PCA). A total of 140 individuals from 21 populations were analyzed for pericarps, and 272 individuals from 44 populations were analyzed for leaves. In total, 40 chemical compounds were identified from leaves and pericarps. Analysis of within-individual relative peak proportions revealed that β-phellandrene, heptanol, and geranyl acetate were the most abundant compounds. PCA of pericarp samples revealed clear geographic differentiation in chemical composition. The primary contributors to PC1 were carene, trans-β-ocimene, and β-phellandrene, whereas PC2 was strongly associated with compounds showing high within-region variability, including α-phellandrene, α-pinene, and hexanol. These results indicate that geographic variation in essential oil composition is pronounced in Zanthoxylum and suggest that such chemical traits may serve as important criteria for future selection and utilization of aromatic genetic resources.

Keywords: Zanthoxylum piperitum, essential oil composition, aromatic genetic resources, geographic differentiation, GC/MS, PCA

사사: 본 연구는 국립산림품종관리센터 산림생명자원(초피나무) 수집·보존 및 특성평가 사업의 지원에 의하여 연구되었음.