There has been increased interest in lignans due to their potential effect in reducing the risk of developing several diseases. To evaluate lignan contents, sensitive and accurate methods should be developed for their quantification in food. The present study aimed to validate a liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method for the quantification of 5 lignans: lariciresinol (Lar), matairesinol (Mat), pinoresinol (Pin), secoisolariciresinol (Seco), and syringaresinol (Syr). The validation included selectivity, linearity, recovery, accuracy, and precision. The method was proved to be specific, with a linear response (R2≥0.99). The limits of detection were 0.040~0.765 μg/100 g and the limits of quantification were 0.114~1.532 μg/100 g. Recoveries were 90.588~109.053% for black sesame powder. Relative standard deviations of repeatability and reproducibility were below 5%. Total lignan contents of roasted coffee bean, oat, and blacksoy bean were 105.702 μg/100 g, 78.965 μg/100 g, and 165.521 μg/100 g, respectively. These results showed that LC-MS/MS analysis would be effective in producing acceptable sensitivity, accuracy, and precision in five lignan analyses.

본 연구의 목적은 오미자로부터 순수분리한 리그난이 무의 종자발아 및 유묘생장에 미치는 영향을 조사함으로서 생장조절제와 천연물의 생물검증 방법을 개발하기 위해서 수행하였다. 오미자로부터 순수분리한 schisandrin, schisandrin C, gomisin A 및 gomisin N 등 4종의 리그난이 무 종자의 발아 및 유묘생육에 미치는 영향을 조사하였다. 무 종자를 10-5, 10-6 및 10-7 M의 schisandrin, schisandrin C, gomisin A 및 gomisin N 용액에 1시간 침지 후 발아율을 비교한 결과, 4종의 리그난류 처리는 대조구에 비해 발아속도가 빨랐다. 리그난류의 처리 48시간 후 대조구를 기준으로 하여 발아율의 촉진 또는 억제 효과를 비교한 결과, schisandrin과 gomisin A는 10-6 M의 농도에서, schisandrin C와 gomisin N은 농도가 높을수록 발아율이 억제되는 경향이었다. 리그난이 유묘생육에 미치는 영향을 대조구를 기준으로 하여 생육 촉진 또는 억제 효과를 조사한 결과, 하배축은 gomisin A와 gomisin N의 처리시 10-5 M의 고농도에서, gomisin N의 경우에는 10-6 M에서 생육이 촉진되었으며, 뿌리의 길이는 schisandrin 10-4 M의 고농도에서 가장 길었다. 유식물체당 총 생체중 및 건물중은 10-7 M의 저농도 처리시에 촉진되었으며, schisandrin C는 10-5 M의 고농도 처리시에 생체중과 건물중이 감소하였다. 따라서 오미자로부터 순수분리한 리그난은 종자발아 또는 유묘의 생장을 조절할 수 있는 생장조절제로서 이용가능이 있을 것으로 기대된다.

초피 수피의 모기 유충에 대한 살충활성을 3종의 모기 유충들에 대해 조사하였다. 그 결과, 메탄올 추출물은 토고숲모기(Ochlerotatus togoi), 에집트숲모기(Aedes aegypti) 그리고 빨간집모기(Culex pipiens pallens) 3-4령 유충들에 대해 10 ppm 농도에서 100% 활성을 보였고, 5 ppm에서는 87%, 63% 그리고 21%의 활성을 나타냈다. 메탄올 추출물을 더욱 분획하여 얻은 헥산층과 클로로포름층이 이들 유충들에 대해 강한 살충활성을 나타내었는데, 이들 각 분획층들은 토고숲모기 유충들에 대해 2.5 ppm에서 95%와 47%의 살충력을 보였고, 5 ppm에서 에집트숲모기 유충들에 대해 87%와 63%의 활성을 나타냈다. 또한 빨간집모기 유충들에 대해서는 65%와 43%의 활성을 보였다. 생물검정에 근간한 활성물질 분리 방법에 따라 가장 높은 활성을 보인 헥산층을 대상으로 다양한 크로마토그라피법을 이용하여 초피 수피에 함유된 살충활성물질들을 분리 및 정제하였다. 초피 수피에 함유된 모기 유충에 대한 살충물질은 리그난류들로 아사리닌(asarinin)과 세사민(sesamin)이었다. 아사리닌의 반수치사량(LC50)은 에집트숲모기 및 빨간집모기 유충들에 대해 8.5와 8.6 ppm이었고, 세사민 12.0과 7.1 ppm이었다. 현재 초피 수피에 함유된 이들 보다 활성이 우수한 또 다른 리그난류로 추정되는 활성물질들을 정제 중에 있다.

Background : Dibenzocyclooctadiene lignans are secondary metabolites present abundantly in the fruits belonging to the genus Schisandra. According to previous studies, Schisandra lignans exhibit anti-inflammatory, anti-cancer and anti-diabetic properties, as well as an inhibitory effect on platelet aggregation. Therefore, establishing the Korean “Omija” (Schisandra chinensis) as a lignanrich source, in addition to identifying and quantifying the lignans, is extremely valuable. Methods and Results : Dibenzocyclooctadiene lignans were analyzed with liquid chromatography using diode array detection/ mass spectrometry, from methanol extracts subsequently identified by a constructed chemical library of 50 lignans. A total of 27 components of lignan including gomisin S were identified, of which schisandrin, gomisin A, gomisin N, deoxyschisandrin, γ- schisandrin, and schisandrin C were identified as the major components in the Korean Omija, Schisandra chinensis. These compounds were divided into two groups, S-biphenyl and R-biphenyl based on the configurations of the stereoisomers structures with contents of 661.7 and 1350.1㎎ per 100 g dry weight, respectively. The total lignan content averaged 2011.4㎎ per 100 g dry weight, of which schisandrin and gomisin N comprised the majority (771.8 and 420.5㎎ per 100 g dry weight respectively). Conclusions : Lignans which are present in high quantities in the ripe fruit of Schisandra chinensis are important functional compounds that play a major role in the prevention and treatment of human diseases.

본 연구는 참깨 유전자원 핵심집단과 주요 품종 및 우량계통의 세사민과 세사몰린, 지방 함량변이를 분석하여 리그난 함량이 높은 참깨 품종육성을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 본 시험에 이용된 참깨 유전자원 143점의 리그난 함량 범위는 2.33 mg/g에서 12.17 mg/g으로 나타났다. 그 중 터키에서 수집된 IT184615은 리그난 함량이 12.17 mg/g으로 가장 높아 리그난 함량 개량을 위한 유전자원으로 활용성이 높은 것으로 판단되었다. 참깨 유전자원을 14개의 수집원산지별, 4개의 종피색(백, 황, 갈, 흑)별, 4개의 SSR마커그룹으로 분류하고 리그난 함량과의 유의성을 검정한 결과 세사민, 세사몰린 함량은 수집원산지, 종피색 간에 유의한 차가 인정되었다. 러시아(10.0 mg/g), 네팔(9.08 mg/g)에서 수집된 유전자원은 다른 국가에서 수집된 유전자원보다 평균 리그난 함량이 높았다. 세사민 함량은 세사몰린 함량과 정의 상관관계가 있어 리그난 함량이 높은 참깨 품종 육성을 위해서는 두 성분을 동시에 높이는 방향으로 선발되어야 할 것으로 판단된다. 참깨 주요 품종과 우량계통의 리그난, 지방 함량의 지역간, 연차간 변이를 분석하여 품질특성에 미치는 환경의 영향을 분석한 결과 리그난과 지방 함량은 지역간, 연차간에 고도로 유의적인 차이가 인정되었고 지역간 변이가 계통 간 변이보다 커서 유전변이보다 환경변이의 변이의 폭이 넓었다. 따라서 리그난, 지방 함량이 높은 참깨 품종 육성을 위해서는 함량이 높은 유전자원을 육종재료로 활용함과 동시에 리그난 축적에 관계되는 재배환경에 관한 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

We investigated antioxidant activity and lignan contents by harvesting times to expand use of Schisandra chinensis (Turcz.) Baillon. Total polyphenol and flavonoid contents of seed was higher than those of flesh but there is not much difference in harvesting times. As RC50 value, that was, the concentration of sample required for 50% reduction of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical, was 13.7~24.2 μg/ml in seed thus it showed a high antioxidant activity. Among lignan components, schizandrin content was the highest and followed by gomisin N and gomisin A in all of flesh and seed. Also these components in seed were 4~9 times more contained than those of flesh. All of them were decreased by harvesting times in flesh. But the contents of schizandrin and gomisin N were high in August 3rd and September 15th in seed, respectively. As the results, the seed of S. chinensis had high antioxidant activity and lignan contents so it could be potentially developed as a resource.

Transformed roots of Schisandra chinensis were obtained following co-cultivation of in vitro cultivated plantlet segments with Agrobaterium rhizogens ATCC15834. This root was examined for its growth and gomisin J contents under various culture conditions. Among the six basal culture media tested, WPM (Lloyd & McCown, 1980) medium supplemented with 5% sucrose was the best roots growth 6.2 (g D.W/flask) and gomisin J accumulation 1.56 (X10-3 ug/g D.W). Initial inoculum size correlated with the yield of biomass while gomisin J contents was not affect. Gomisin J production was influenced by the initial sucrose concentration and the highest production yield was achieved at the concentration of 7%. The optimal shaking speeds for roots growth and gomisin J production was 120 and 140 rpm, respectively.

Sesame seed are one of the oldest oil-bearing crops known to man. Not only are they nutritious, they are physicologically beneficial. Because of these properties, the promotion of sesame as a crop is set to increase from now on. The lignan component of sesame, which has an antioxidative function, varies considerably. In addition, the seeds remain viable for longer than other crops. At low temperature, it has been reported that the seed remain viable for up to thirty years. This is due to the lignan content of the seeds. In the last twenty years, the mysteries of the natural chemistry of sesame seeds have been unravelled one by one. Up to now, the lignan component has been found to have an α -tocopherol synergist effect, an anti-aging effect, a cancer suppressing effect, a hypertension reduction effect, an effect on the promotion of liver function, an effect on the control of the ration of unsaturated fat, and an effect on the synthesis of unsaturated fatty acids. The lignan component of sesame does not simply have an anti-oxidant function, but has diverse recently discovered physiological uses which make the study of lignan highly rewarding.

수집종의 리그난 분석결과 schizandrin, gomisin A, gomisin N의 평균함량은 1996년산 실생 6년생인 24개 계통에서 각각 평균 0.78%, 0.25%, 0.63%를 나타냈고, 1997년산 실생 7년생인 59개 계통에서는 각각 0.72%, 0.22%, 0.63%를 나타냈다. 리그난 함량은 수집종 및 연차간에 통계적으로 유의하고 범위가 큰 변이를 보였으며, 조사된 23개 계통 중 충주 143, 충주 453, 충주 532 계통은 비교적 높은 0.9% 이상의 3개년(1995~1997) 평균 schizandrin 함량을 보였다. 연차별 schizandrin 함량의 변이계수가 낮으면서 0.8% 이상의 높은 함량을 나타낸 것은 충주 542, 충주 547, 충주 580 계통들이었다. 상관 분석에서 오미자 과실중과 리그난 함량과는 고도의 부의 상관을 보이고 리그난 성분들 간에는 고도의 정의 상관을 보였다.

Although lignans of sesame seed, sesamolin and sesamin have been known as possessing an antioxidant activity, it is less known about their contents of the sesame cultivated in Korea. Collections of sesame cultivated in Korea were used for studies on their lignans content of the seed and fatty acids composition of the oil. The sesamin content of sesame seed with white-coat were 370.29 mg/100g seed, while that of sesame seed with black-coat were 246.58mg/100g seed. Also, the sesamolin contents of sesame seed were 202.22 mg/100g seed in white-coat cultivars and 132.68 mg/100g seed in black-coat sesames. Hence, the lignan content of white-coat sesame cultivars was significantly hi임or than that of black-coat ones. Korean sesame cultivars also showed considerably higher sesamin content than sesamolin content in seeds. The correlation between sesamin and sesamolin contents was not recognized in Korean sesame cultivars. The stearic acid of white-coat sesame was significantly higher than that of black-coat one (p＜0.05).