1. 차(茶)의 분류

1. 차(茶)의 분류

  차는 차나무의 어린잎을 원료로 가공하여 만든 것으로 세계에서 가장 많이 소비되는 기호음료중의 하나로서 차의 주요 생산국가는 인도, 중국, 일본, 스리랑카, 인도네시아 및 중앙 아프리카 국가이며(7) 1990년도 세계 차생산량을 보면 홍차는 194만톤, 녹차는 52만톤, 우롱차는 6만톤, 총 252만톤(1)으로 홍차가 전체 차 생산량의 75%를 차지하였다.

  차는 차의 제조방법이나 시기, 발효 정도, 형태, 지역, 품종, 재배방법 등에 따라 여러 가지로 분류하고 있으나 이 중 과학적으로 분류하는 방법은 차잎의 발효정도에 따른 것이다. 여기서 언급한 발효란 일반적으로 미생물에 의한 발효가 아니라 차잎에 함유된 주성분인 polyphenols이 polyphenoloxidase에 의해 산화되어 데아플라빈 (theaflavins)과 데아루비긴 (thearubigins) 등으로 변함과 동시에 여러 가지 복합적인 변화에 의해 독특한 향기, 맛, 색 등을 나타내는 과정으로 발효정도에 따라 전혀 발효되지 않은 녹차와 같은 비발효차 (nonfermented tea), 발효가 10∼65% 정도 부분적으로 일어나는 포청차 또는 우롱차와 같은 반발효차 (semifermented tea), 발효정도가 85% 이상의 홍차와 같은 발효차 (fermented tea) 등으로 분류되며(8) 이들의 제조공정을 보면 Fig. 1.과 같다(9).

　

I. Green tea                          

1. Sen chia
Fresh leaves->	steaming ->	primary rolling ->	rolling ->	secondary rolling
	95℃ 30s	70∼75℃ 35~40min	10∼15 min	45∼50℃ 25~35min
->	finally rolling ->	drying ->	tea
	70∼75℃ 25~35min	70℃ 30~40min
2. Parched tea
Fresh leaves ->	parching ->	rolling ->	dring->	tea
	330℃ 8 min	15 min	70℃ 30∼40 min

II. Oolong tea

1. Pouchong tea type
Fresh leaves->	withering ->	withering with infrared ->	rolling
	18.5h	25min	10min
	parching ->	drying ->	tea
	200℃ 5min	70℃25min
2. Oolong tea type
Fresh leaves ->	withering ->	withering with infrared ->	rolling
	18.5h	40min	10min
->	parching ->	drying ->	tea
	200℃ 25min	70℃ 25min

III. Black tea

1. Black tea
Fresh leaves ->	withering ->	rolling ->	fermentation
	18.5h	60min	25℃ humidity 50% 120min
->	dring ->	tea
	90∼100℃50min

     Fig. 1. Manufacturing process of various types of tea (9).

 

 

 

 

 

2. 차(茶)의 화학성분

  현재까지도 차의 질 평가에 대해서는 차 전문 감별인들에 의해 널리 수행되고 있으며(10) 오랫동안 차의 질 평가 결과와 차의 화학 성분과의 관계를 관련시키는 연구가 시도되고 있다.

  차성분의 구성이나 그룹을 알아내는 것은 차의 질을 평가하는 차성분을 알아낼 수 있고 차 기술을 가장 효과적으로 하며 차의 어떤 성분과 차의 건강효과를 연관시키기 위해 필요하다(11). 차가 중요한 기호음료로서 발전해 온 가장 큰 원동력은 바로 차가 갖는 화학성분의 특이성 때문이라고 할 수 있다.

1) 일반성분

  차의 생엽은 약 75∼80%가 수분이고 나머지는 고형분인데 이 고형분 의 40%는 물에 녹는 수용성 성분이고 나머지는 불용성 물질이며 불용성 물질의 주요성분으로는 셀룰로오스, 단백질, 펙틴과 같은 세포를 구성하 는 물질과 전분 등의 저장물질이 있으며, 물에는 녹지 않으나 에테르나 알콜에 잘 녹는 지용성물질로서는 각종 향기성분과 엽록소, xanthophyll, Vit. A, Vit. E 그리고 소량의 지방산과 지질이 있다.

  또한, 차잎에는 여러 가지 당성분과 전분, 셀룰로오스 등의 성분이 함 유되어 있으며 건조물로 환산시 유리당은 5∼10%, 전분은 1∼4%, 펙틴은 3∼13%, 조섬유는 9∼16%가 있으며, 기타 다당류가 4∼10% 함유되어 있 다. 이들 유리당은 차광에 의해 크게 감소되므로 하부잎의 유리당 함량이 높고 생육이 진전됨에 따라 전체 펙틴양은 증가되나 수용성 펙틴양은 감소된다. 그리고, 유화제로서 널리 이용되고 있는 차종자의 사포닌은 1952년 일본의 Ishidate 등(12)이 처음으로 결정화하였는데 약간의 쓴맛과 강한 아린맛을 내므로 녹차의 맛에 영향을 주는 것으로 추정되며 사포닌 수용액을 흔들어 주면 지속성의 기포를 형성하는 작용이 있어 말차의 거품형성에 관여한다.

  한편, 차종자에는 식용유로서 뛰어난 유지 성분이 다량 함유되어 있으 며, 보통 소엽종의 경우 25∼30%, 중국종은 30∼35%, 아샘종은 43∼45% 함유되어 있으며, 차잎 중에는 약 4% 정도의 지질이 함유되어 저장 조건 이 나쁠 경우 변패되어 차의 품질에 영향을 준다(13).

  녹차에는 1∼5%의 유리 아미노산이 함유되어 있으며 차의 맛에 큰 영향을 주며 약 28종의 아미노산으로 구성 되어 있는데 아미노산 분 포는 차잎을 따는 시기, 차의 품종, 차광유무, 질소 비료의 종류 등에 따라 달라진다(14,15). Wickremasinghe(16)는 차잎에서 PC 와 HPLC를 사용하여 aspartic acid, glutamic acid, glycine, serine, glutamine, tyrosine, threonine, alanine, arginine, histidine, tryptophan, asparagine, proline 등을 분리해 냈다. 이러한 흔한 아미노산 이외에 차에는 theanine (5-N-ethyl- glutamine)이라고 불리는 유일한 물질을 함유하고 있으며, 차잎 건조 중량의 약 1%를 함유한다.

  Theanine의 대사경로를 보면 Fig. 2(17)와 같으며, Neumann 등(18)은 theanine은 차 단백질에서는 발견되지 않으나 폴리페놀의 생합성에서 이루어진다고 보고하였다. Theanine 성분은 1번차에 많고 2, 3번차로 내려갈수록 적으며, 부위별로는 뿌리에 가장 많고 어린 잎, 어린줄기, 큰 줄기 순으로 함유되어 있다. 즉 잎에서 뿌리로 이송된 글루타민산은 주로 theanine에서 유래된 에칠아민과 결합하여 theanine으로 변하게 되며 뿌리에서 잎으로 이행된 theanine은 강한 햇빛을 받게 되면 다시 글루타민산과 에칠아민으로 분해되어 에칠아민은 아세틸 CoA를 거쳐 카테킨으로 합성되므로 theanine은 일사량이 적은 1번차에 많이 함유되어 있다(17).

                         Fig. 2. Metabolic pathways of theanine in tea (17).

  차잎에는 succinic acid, malic acid, citric acid, iso-citric acid, coumaric acid, ellagic acid, chlorogenic acid 등의 유기산이 존재하여 식 물의 호흡 작용에 영향을 주며, 최근 Sakata 등(19)은 ¹³C- NMR분석으로 차에서 상당량의 quinic acid를 확인하였고 우롱차에서 약 1.4%의 quinic acid의 K염을 분리해 내었으며 차잎에는 quinic acid가 K염으로서 존재한다는 것을 밝힌 바 있다.

  한편, 차잎에는 물에 녹는 수용성 Vit.과 물에 녹지 않는 지용성 Vit.이 있는데, 수용성 Vit.으로는 Vit. B군, C, P가 있고, 지용성 Vit.으로 Vit. A, D, E, K가 있다. Vit. C의 함량은 다른 채소나 과일에 비해서 월등히 높은 편이며 차 종류에 따라서도 반발효차나 홍차는 녹차에 비해 함량이 낮은 편이다. 우롱차나 홍차는 발효 과정중 효소에 의해 환원형 Vit. C가 산화형 Vit. C로 변화되기 때문이다. 지용성 Vit. A는 생잎중에 17∼18 mg% 정도 함유되어 있으며 Vit. E는 다른 과실류에 비해 월등히 많이 함유되어 있고 특히 효력이 강한 α-tocopherol이 대부분을 차지하고 있다(8).

  차의 화학성분 분석결과를 처음 발표한 Takayama(20)는 녹차의 회분함량이 4.2∼6.2% 정도로 무기성분인 Si, Cl, P, Fe, Mn, Ca, Mg, Na, K 중에서 K를 가장 많이 함유하고 있으며 특히 Mn, Al, F는 다른 작물에 비해 많이 함유되어 있으나 Ca는 적게 함유되어 있는데 이는 동백나무과 식물의 공통적인 특징이라고 하였다.

  차잎에는 peroxidase, polyphenoloxidase, catalase, tannase, pectase 등의 효소가 존재하고 있는데 이 중에서 홍차와 우롱차의 발효에 관계하는 polyphenoloxidase와 peroxidase가 가장 중요하다(8).

　

 

2) 휘발성 향기성분과 색소

  차의 향은 차에 함유된 휘발성 성분에 의한 것으로 그 종류는 매우 많고 양적으로는 매우 미량이어서 향기성분의 농축물인 정유(essential oil)함량이 녹차에는 0.005%, 홍차에는 0.002% 정도만 함유하고 있다.

  Wilson 등(21-23)은 홍차에서 분리해 낸 aroma 성분은 약 500개 화합물이라고 하였으며, Flament(24)에 의하면 37개의 탄화수소류, 46개 알콜류, 55개의 알데히드류, 57개의 케톤류, 55개의 에스테르류, 71개의 산류, 16개의 락톤류, 여러개의 퓨우란, 피롤 및 기타 성분들이었다고 보고하였다. 최근 tea aroma 구성과 분석에 대한 검토를 종합하여 Bokuchava(25)등은 차의 휘발물질은 동일한 자원으로부터 얻어진다는 biogenesis(생물발생설)에 대한 정보, 차(primary products)에 의해 직접적으로 생합성되는 알콜류와 리나롤 같은 차의 향 화합물에 대한 자료,그리고 대부분의 차의 휘발물질은 carotenoids, 아미노산 및 지방(secondary products) 등과 같은 전구물질로부터 제조공정 동안 형성된다는 연구 결과를 보고한 바 있다.

  녹차의 향기 성분인 피라진과 피롤류와 같은 질소화합물은 가열처리 과정에서 아미노산류와 당류의 마이얄반응에 의해 생성되며 이들 녹차를 방치해 두면 지질성분인 리놀레인산등이 자동산화되어 알데히드, 케톤, 알콜류 등으로 되어 이들이 저장취의 원인물질이 되든지 또는 차에 함유된 카로티노이드류도 산화되기 쉽기 때문에 생성된 산화생성물중에 저장취에 에 관여하는 것이 있는 것으로 추정되고 있다. 우롱차와 홍차는 茶芽의 위조, 발효에 의해 향기 성분이 대량 생성되며 생성된 향기 성분의 조성은 위조의 조건 등에 따라 상이하다(26).

  녹차의 찻물색중 황색성분은 플라보놀배당체와 플라본배당체, 카테킨의 자동산화 또는 아미노산들의 반응에 의해 생성되며, 갈색으로 농도가 진할 때는 적색을 띤 황색의 카테킨 산화생성물, 당의 카라멜화 또는 당과 Vit. C가 아미노산류와 마이얄 반응을 하여 생성된 갈색물질, 클로로필과 그 분해물들 등이 관여하고 있으며 이들 색소중 플라보놀배당체에는 여러 가지가 있으나 중요한 것은 kaempherol, quercetin, myricetin의 배당체이다. 또한, 녹차를 방치해 두면 변질되어 갈색으로 변하는데 이는 클로로필이 갈색의 pheophytin으로 되고 카테킨류의 산화생성물이나 당과 아미노산류와의 반응에 의해 생성된 갈색물질에 기인한다고 사료되고 있다. 홍차의 찻물색은 선명한 홍황색으로 제조공정중에 산화효소에 의해 산화효소에 의해 산화중합되어 생성된 홍차 특유의 색에 의한 것으로 밝은 오렌지색의 데아플라빈, 진한 적색의 데아루비긴, 적갈색의 산화중합물(데아루비긴의 중합도가 높은 group)의 3가지 성분 group이 중요하며 이들 혼합정도가 찻물색을 좌우한다(26). 발효단계에서 카테킨 또는 에피카테킨 및 그들의 몰식자산은 효소적 산화반응에 의해 형성된 색소인 데아플라빈(27)은 benzotropolone group을 함유하며 이들 화합물은 홍차에 0.3∼1.8%(건조중량으로서) 함유되어 있으며 차 제조에 있어서 밝은 색과 톡쏘는 맛에 현저하게 기여하고 있다(28). 수용액중에서 순수한 데아플라빈은 보통 떫은 맛을 내나 카페인의 쓴맛과 상호 작용에 기인하여 차에서는 떫은 맛이 감소된다. 한편, 데아루비긴은 여러 그룹으로 이루어진 물질로서 홍차 제조시 플라바놀의 효소적 산화변형에 의해 형성된 약간 산성을 띄는 색소로(22) 홍차의 polyphenolic 분획분의 가장 많은 양을 차지하며 차의 맛과 색 등에 크게 기여한다. 반발효차인 우롱차의 찻물색은 카테킨의 산화중합에 의한 데아루비긴과 산화중합물이 존재하여 적색을 띄게 된다(26).

 

 

 

3) 폴리페놀류

  폴리페놀류는 카테킨류인 EC, ECG, EGC, EGCG의 플라바놀류, 플라보놀류인 myricetin, quercetin, kaempferol 및 그들의 배당체, 플라본 및 그 배당체, 페놀산인 몰식자산 및 그 에스테르류인 theogalline, depsides, 그리고 데아플라빈, 데아루비긴 등의 총칭으로 차의 쓰고 떫은 맛을 내는 폴리페놀류에 대해서는 1927∼1935년에 걸쳐 Tsujimura(29)가 차잎에서 3종의 카테킨(EC, ECG, EGC)을 분리하여 차의 폴리페놀류가 카테킨류의 혼합물로 구성되어 있다는 것을 처음으로 밝혀 내었으며, 그 후 Bradfield(30)가 EGCG를 분리해 내었다. 그밖에 탄닌계 물질로서는 류코안토시아닌, 데오갈린, 클로로겐산 등이 존재한다.

  폴리페놀류는 차성분의 가장 풍부한 그룹으로서 이들 중에서 카테킨류는 신선한 잎의 건조물중 약 30%까지 구성되어 있으며 카테킨류의 구조식은 Fig. 3과 같다(1). 플라바놀류의 구조를 가진 카테킨은 2, 3위치에 2개의 부제탄소를 가지며 4종의 광학이성체가 있으나 차잎에는 (-)-epi체와 (+)-체 및 그들의 3위치의 갈레이트가 주체이며 (-)-체와 (+)-epi체는 추출 및 차 제조과정에서 이성화에 의해 생성된다.

Fig. 3. Structures of flavanols in tea (1).

  플라바놀류는 녹차의 특히 쓴 맛과 떫은 맛에 크게 기여하고 있으며, 이들의 모세관 강화력, 항동맥경화증 효과, 항암 효과 등의 생리학적인 효과(31)와 유리 라디칼 소거제 또는 항산화제 및 갈색화반응 억제제로서의 작용(32) 등으로도 관심이 높다.

  홍차 제조시에 플라바놀류의 대부분은 polyphenol oxidase에 의해 쉽게 산화되어 데아플라빈과 거대분자량을 가진 성분으로 변화되며, 차잎의 연령에 의존되는 여러 플라바놀류의 함량과 비율은 최종 음료의 질과 직접적으로 관련이 있으며 차의 어린 새순으로부터 제조된 가장 좋은 차는 가장 높은 플라바놀류를 함유하고 있다(11).

  참고로, 차의 카테킨 생합성 경로는 Fig. 4(17)에서 보는 바와 같이 카테킨은 일반 플라바노이드류와 동일하게 A환은 초산-말론산 경로이고, B환을 함유한 C₆-C₃는 shikimic acid 경로에서 생합성된다. 그러나 차 에서는 A환 형성에 통상의 경로이외에 theanine에서 유래된 ethylamine 생성은 광선량에 지배되므로 차광시에 카테킨양도 감소된다. 또한 B환 에서는 phenylalanine을 경유하지 않고 phenyl pyruvic acid로부터 직 접 또는 phenyl lactic acid를 경유하는 경로도 알려져 있다. EGC 및 이들의 갈레이트는 EC로부터 생성된다고 생각되어지고 있으며, 몰식자산도 cinnamic acid의 β산화에 의하거나 5-dehydroshikimic acid로부터 직접 형성된다고 보고되어 있다(33-35).

                   

               Fig. 4. Pathway of catechins biosynthesis in tea (12).

  한편, 차의 플라보놀중 미량은 aglycones으로 존재하며 대부분은 수용 성의 배당체로서 존재하는데 이들 배당체는 aglycones인 myricetin, quercetin, kaempferol로부터 유도되며 이들의 구조식은 Fig. 5(1)와 같고 aglycones의 3번 자리에 위치에 포도당, 갈락토오스, 람노오스 등이 결합되어 있다. 특히 플라보놀배당체는 모세관 강화효과가 있는 Vit. P activity의 생리적 효과가 있기 때문에 관심이 있는 화합물이다(11).

         Fig. 5. Structures of flavonol and flavone aglycones in tea.(1)

kaempferol ; R₁=OH, R_2, R₃=H quercetin ; R_1, R₂=OH, R₃=H

myricetin ; R_1, R_2, R₃=OH apigenin ; R_1, R_2, R₃=H

  플라보놀과 그들의 배당체 이외의 차 성분으로 극히 소량으로 존재하는 플라본배당체가 있으며 차의 중요한 aglycone은 apigenin으로 그 구조식은 Fig. 5와 같다. 플라보놀 및 플라본배당체중 플라보놀 3위치 배당체와 apigenin의 C-glycoside는 물에 쉽게 용해되어 황색을 나타낸다.

  또한, 차의 페놀산그룹의 가장 대표적인 예는 gallic acid/quinic acid와 차의 ester결합인 theogallin과 hydroxycinnamoyl acid /quinic acid와 차의 ester인 depsides가 있다. 몰식자산은 차의 가장 중요한 페놀산으로 차가 발효되는 동안 catechin gallate로부터 유리되어 증가된다. Robert 등(36)은 theogallin을 분리해 냈으며 이를 galloylquinic acid 로서의 특성을 밝힌 바 있으며 theogallin은 차의 관심있는 화합물중의 하나로서 아직 이에 대한 조사연구는 미흡한 편이다.

 

 

4) 알카로이드

  차잎에는 카페인 이외에 소량의 데오브로마인 (theobromine), 데오필린 (theophylline) 등의 알카로이드가 함유되어 있다. 인체에서 중추신경을 흥분시키는 등의 약리작용이 있는 카페인은 1827년 Oudry가 차에서 분리해 내어 thenine이라고 불렀으나 1820년에 Ruge가 커피에서 얻어낸 카페인과 동일물질인 것이 확인되어 카페인이라고 부르고 있다. 차나무에서 카페인은 뿌리와 종자에는 함유되어 있지 않으나 발아가 되면 생성되 며, 홍차 제조의 위조중에 카페인 함량이 증가되는 것으로 알려지고 있 으나(37), 최근 Tsushida 등(38,39)은 茶芽를 25℃에 정치시키면 48시간 후에 카페인이 47% 증가되고, 데오브로마인은 감소되는 것을 알아 내었으며 차잎을 85℃의 열탕에 1분간 침지하면 카페인이 71% 용출되는 것에 비해 카테킨과 아미노산은 상당히 용출되는 것을 알아내어 caffeinless 차 제조 의 가능성을 제시한 바 있다.

3. 차(茶)의 채엽시기와 차광유무에 따른 성분변화

  양질의 차를 제조하기 위해서는 어린 잎을 따는 것이 이상적이지만 너무 일찍 따면 수확량이 적고 또한 늦게 나오는 순이 채취되기 쉬우므로 적당한 시기에 채엽한다. 차는 차잎을 따는 시기에 따라 Fig. 6(8)에서 보는 것과 같이 1번차 (채엽시기가 4월 중순∼5월 중순), 2번차 (채엽시기가 6월 중순∼6월 하순), 3번차 (채엽시기가 7월 하순∼8월 초순) 등으로 나누어진다. 1번차 제조시 채엽 일자별에 따른 차잎 성분의 함량 차이는 Table 1(8)에서 보는 바와 같이 차잎이 성숙되어감에 따라 Vit. C 함량은 증가하지만 폴리페놀, 아미노산, 카페인, 총질소, 회분 등의 중요한 가용성분은 감소를 나타내어 품질의 고급화를 위해서는 일찍 따는 것이 바람직하다. 또한, 채엽 시기에 따라서도 성분 조성이 달라지게 되는데 Table 2(8)에서 보는 바와 같이 채엽 시기가 1번차, 2번차, 3번차로 늦어질수록 Vit. C와 떫은맛을 내는 폴리페놀 함량은 증가하나 아미노산이나 카페인 은 감소한다.


Table 1. Changes of tea composition with harvest date (8)

Harvest date	Vitamin C (mg %)	Polyphenol (%)	Amino acid (%)	Caffeine (%)	Total nitrogen (%)	Ash (%)
May, 6 May, 10 May, 15	432.16 440.71 449.80	11.33 11.20 11.12	4.30 4.01 3.16	2.70 2.40 2.37	5.23 4.96 4.30	4.49 4.48 4.38

Table 2. Changes of tea composition with harvest season (8)

Harvest season	Vitamine C (mg %)	Amino acid (%)	Caffeine (%)	Polyphenol (%)
1st. harvest, Apr. 2nd. harvest, Jun. 3rd. harvest, Aug.	478.74 515.03 537.15	4.40 3.36 2.55	2.25 2.03 1.81	10.71 11.76 12.73

  차잎을 일광 노천에 재배했을 때와 차광 재배했을 때의 성분 차이는 Table 3(8)에서 보는 바와 같이 Vit. C의 경우 무차광 재배보다 차광 재배시에 그 함량이 감소하는 경향을 나타내며 폴리페놀 성분은 차광에 의해 잎 중에서 광합성 작용이 억제되므로 노천 재배시 보다 감소된다. 아미노산은 뿌리에서 잎으로 이송된 뒤 강한 빛을 받아 일부가 카테킨 성분으로 전환되므로 차광으로 강한 빛을 차단시키면 잎 중에 많은 양이 축적되며 카페인, 총질소, 회분함량도 차광에 의해 증가된다. 따라서 차광 재배에 의해 차의 감칠 맛을 내는 아미노산양을 증가시킬 수 있으므로 옥로차(玉露차)의 생산이나 2번차나 3번차의 고급화를 위해서는 일부 차광 재배하는 것이 바람직한 방법이다.


Table 3. Changes of tea composition with or without light (8)

Farming condition	Vitamin C (mg %)	Polyphenol (%)	Amino acid (%)	Caffeine(%)	Total nitrogen (%)	Ash (%)
With light Without light	423.70 327.91	10.94 9.90	4.02 5.76	2.61 3.14	4.67 5.83	4.10 4.62

 

 

4. 차(茶)성분의 효과

1) 항산화효과

  차의 항산화작용에 대해서는 1963년 Kajimoto(3)는 대두유에 (+)­catechin(C), EGC, EGCG를 첨가하여 활성산소측정(Active Oxygen법) 곡선을 구한 결과, EGC가 가장 강한 항산화성을 나타낸 것을 확인하였으며, 계속해서 카테킨류와 카페인과의 상승작용을 조사하기 위하여 C, EGC, EGCG, 카페인을 혼합물로 시험한 결과 카테킨과 caffeine 혼합물이 가장 강한 항산화력을 나타내었다고 보고하였다. 또한, Kajimoto(4,5)는 녹차의 알콜추출물 및 물추출물의 항산화성에 대한 연구 결과, 알콜추출물 및 물추출물 모두 항산화성을 나타내었으며 물추출물이 더 컸었다고 하였으며 알콜추출물에서는 EGCG 및 몰식자산을 검출하였고, 물추출물에서는 EGCG를 검출하였으며 EGCG 및 몰식자산 모두 항산화성 및 황색포도상구균에 대해 저항성을 갖는다고 하였다.

  또한, Shiragi 등(6)도 녹차 차잎에서 얻은 고순도 조카테킨을 사라다 오일에 첨가하여 Active Oxygen법으로 POV를 조사한 결과, BHA 200 ppm과 α-tocopherol 200ppm에서는 거의 효과를 나타내지 않는데 반하여 조카테킨 50∼200ppm에서는 POV의 상승을 뚜렷하게 억제하였다.

  Matsuzaki 등(6)은 인스탄트녹차에서 분리한 EC, EGC, ECG, EGCG 등 4종의 카테킨을 각각 50ppm, 20ppm, 50ppm, 20ppm이 되도록 무첨가 돈지에 첨가하고 Active Oxygen법(97.8℃±0.1℃)으로 항산화효과를 측정한 결과, 동 중량농도에 있어서 돈지에 대한 항산화력은 EGC 〉EGCG 〉EC 〉ECG 〉㎗-α-tocopherol 〉BHA의 순으로 EGC가 가장 컸으나, 이를 EC, EGC, ECG, EGCG에 대한 동 몰농도로 환산하면 EGCG 〉EGC 〉ECG 〉EC의 순으로 EGCG가 가장 컸다고 하였다. 즉, 카테킨 구조에서 5'위치에 수산기가 있는 피로가롤형 카테킨인 EGC, EGCG는 5' 위치에 수산기가 없는 카테콜형 카테킨인 EC, ECG에 비해 항산화력이 3배정도 높은 것으로 항산화활성은 OH기의 수가 중요한 것으로 사료된다고 하였다. 한편, Matsuzaki 등(6)은 앞의 결과를 토대로 EGCG에 대한 synergist로서 아미노산, 유기산 및 tocopherol이 EGCG에 미치는 효과를 조사한 결과, 대부분의 아미노산은 산화를 촉진시켰으나 L-methionine은 항산화력 상승효과를 나타내었으며 또한 사과산, 주석산, 구연산, Vit. C 및 tocopherol도 상승효과를 나타냈다고 보고하였다.

  Sano 등(40)은 카테킨류의 중요한 항산화작용의 기작에 대하여 페놀성 OH기가 수소원자의 공여에 의해 radical 연쇄반응을 정지시키고 peroxyradical로 된 카테킨은 다시 1분자의 radical을 보충한 quinone형 구조로 되든지 또는 카테킨의 peroxyradical이 안정된 중합생성물로 이행되는 것에 기인하는 것이라고 하였다.

  생체내에서의 지질산화에 대한 카테킨류의 항산화성에 대한 보고에서 Okuda 등(41)은 EGCG가 간장 중의 microsome, mitochondria에서 지질산화를 억제하는 것을 확인한 바 있으며, Kimura 등(42)은 옥수수기름에 180℃로 가열시킨 산소를 유입시켜 만든 과산화유지를 랫트에 투여하면서 동시에 녹차, 우롱차 및 홍차에서 얻어진 카테킨류를 정상섭취의 10∼20배 양을 투여한 결과, 혈청중의 GPT 상승이 억제되었고 간장 중성지방의 축적도 억제시켜 카테킨류는 식품중의 지질 산화억제, 생체내 과산화지질 경감에 효과가 있다고 보고하였다.

  Rhi 등(2)은 돈지에 녹차 물추출물 및 조카테킨을 각각 20% 수용액으로 돈지에 일정량씩 첨가한 후 Active Oxygen법으로 유도기간을 측정하여 이들의 항산화력을 타항산화제와 비교시 첨가량 0.5%에서 조카테킨 〉δ-tocopherol 〉녹차 물추출물 〉BHT의 순이었으며, 녹차 물추출물은 첨가량 0.1% 이후에서는 첨가량이 증가함에 따라 항산화력이 계속 커졌다. 또한, 녹차 조카테킨의 항산화력은 물추출물보다 약 3.3배 강하였으며 녹차 물추출물의 항산화 상승제로서 δ-tocopherol과 레시틴이 적당하였으며 녹차 물추출물과 혼합된 δ-tocopherol은 첨가량 0.05%까지 현저한 상승효과를 보였으나 그 이후 변화가 없었고, δ-tocopherol의 상승효과는 녹차 물추출물이 0.1%이상 첨가되면 오히려 감소된 반면, 녹차 물추출물과 레시틴이 혼합된 시료에서는 각각의 첨가량이 증가할수록 상승효과가 계속 향상되는 경향을 보였으며, 돈지에 녹차 물추출물 0.1%, δ-tocopherol 0.05% 및 레시틴 1.0%를 첨가한 시료의 항산화력은 첨가하지 않은 시료의 약 8.1배, 녹차 조카테킨 0.1%와 1.0%를 첨가한 것보다 각각 1.6배 및 1.2배 강하게 나타났다고 보고하였다.

 

 

2) 항돌연변이효과

  Ito 등(43)은 aflatoxin B₁에 의해 유발된 돌연변이에 대하여 녹차열탕추출물에 의한 돌연변이 억제효과를 검토한 결과, 녹차추출 건조분말을 180∼400mg/kg씩 랫드에 투여했을 때 우수한 억제효과를 나타내었다고 하였으며, Inoue(44), Kada(45) 등은 녹차에 함유된 bio-antimutagen 활성물질을 검색하기 위해 고초균 Bacillus subtilis의 돌연변이주를 이용하는 rac-assay법에 의하면 EGCG 농도가 증가할수록 활성도 높아지는 것으로 나타나 녹차의 bio-antimutagen은 EGCG에 의한 것이라고 보고하였다.

  Katiyar 등(46)은 mice에 녹차추출물을 함유한 음료를 경구 투여한 결과 간, 위 및 폐에서 glutathione S-transferase 활성의 현저한 증가를 보였다고 하였다.

  또한, Hochstein 등(47)은 항산화력을 갖는 화합물은 free radical을 제거시킬 수 있고 항산화효소를 유발시킬 수 있기 때문에 돌연변이와 암을 억제시킨다고 보고하였다.

  Kojima 등(48)은 양성 대조물질인 Benzo〔a〕pyrene (B〔a〕P)에 대한 TA 98 및 TA 100에 있어서 녹차, 우롱차 및 홍차에 대한 항돌연변이 시험을 한 결과, 우롱차의 항돌연변이효과는 녹차의 항돌연변이효과보다 컸다고 하였으며 차 제조공정시 차의 발효정도에 따라 항돌연변이 효과는 매우 다양하다고 한 바 있다.

  Yen 등(49)도 5개의 양성 대조물질인 aflatoxine B₁(AFB₁), 3-amino- 1,4-dimethyl-5H-pyrido〔4,3-b〕indole(Trp-P-1), 2-amino-6-methyldipyrido〔1,2-a:3',2'-d〕imidazole (Glu-P-1), B〔a〕P 및 2-amino-3-methylimidazo〔4,5-f〕quinoline (IQ)에 대한 녹차, 우롱차, 포종차 및 홍차의 물추출물 의 항돌연변이효과를 조사한 결과, B〔a〕P, AFB_1, Trp-P-1에서의 차추출물 항돌연변이효과는 우롱차, 포종차 〉녹차 〉홍차의 순이었으며, IQ에서는 녹차가 가장 돌연변이 저해율이 높았고, Glu-P-1에서는 우롱차와 녹차가 돌연변이 저해율이 높았으며, 이들 차추출물의 항돌연변이효과는 차 제조시 발효정도에 따라 매우 다양하며 반발효차의 항돌연변이효과가 다른차에 비해 컸었다고 하였다.

 

 

 

3) 항암효과

  Koguni 등(50)은 靜岡縣의 차 생산지에서 총암과 소화기암에 의한 표준화 사망비는 남녀 모두 전국치에 대비하여 현저하게 낮은 것으로 나타나 발암억제 경향을 보였으며 Sarcoma 180을 이식한 마우스에 녹차추출물을 투여한 경우 현저한 종양 억제효과를 보였다고 보고한 바있다.

  Nakamura 등(51)은 녹차의 물추출물에 항암성 물질이 존재한다고 하였으며 추출물의 성분분획중 EGCG가 항암효과가 있다고 보고하였으며, Yoshizawa 등(52)은 EGCG를 마우스피부세포에 발암 2단계 실험을 한 결과 EGCG는 7, 12-dimethylbenz(α)-anthracene (DMBA) 및 teleocidin에 의해 일어나는 발암촉진 활성을 명확히 억제하는 것을 입증하였다.

  Hara 등(53)은 녹차에서 얻어진 조카테킨 및 그의 주성분인 EGCG를 사용하여 마우스에 이식한 종양세포에 의해 형성된 복수종양 또는 고형종양에 대한 증식억제 효과를 검토한 결과, 조카테킨 및 EGCG 모두 고형종양에 대하여는 강한 억제효과를 나타내었으나 복수종양에는 현저한 효과가 확인되지 않았다고 하였으며, 이들 물질을 종양세포 이식전부터 투여하여 실험을 하였을 때 조카테킨, EGCG 모두 증식억제효과가 증대하는 것이 확인되었다고 하였다.

 

 

4) 기타 생리활성효과

  Muramatsu 등(54)은 랫트에 돈지 15%, 콜레스테롤 1%를 함유한 사료에 녹차에서 추출된 조카테킨을 1%, 2%의 수준으로 첨가하여 28일간 투여한 결과, 조카테킨 2% 첨가구에서 체중감소가 보였으나 그 이외의 장기에는 영향이 없었고 식이에서 유래된 콜레스테롤 및 담즙산의 흡수 및 재흡수룰 저해하여 변으로의 배설을 높이고 결과적으로 혈장 콜레스테롤을 저하시켰다고 보고하였으며, Fukuyo(55)도 랫트에 EGCG를 돈지 15%와 콜레스테롤 1%를 함유한 카제인식에 첨가하여 지질대사에 대하여 조사한 결과, EGCG를 0.5%, 1.0% 첨가구에서는 성장 및 사료섭취에 대하여 아무런 영향을 주지 않았으며 고지방 콜레스테롤 함유식 투여구는 정상식 랫트에 비해 혈장 및 간장 콜레스테롤 농도가 증가하였으나 EGCG 투여구에서는 혈장 총콜레스테롤 농도가 감소하여 EGCG는 콜레스테롤 투여 랫트의 혈장콜레스테롤 농도상승억제작용이 있다는 것을 시사한 바 있다.

  r-Aminobutyric acid(GABA)는 동·식물계에 널리 분포되어 있는 비단백질구성 아미노산으로 고등동물에 있어서는 신경의 중요한 억제전달물질이며 혈압강하작용을 나타내는 것으로 알려졌다. Tsushida 등(56)은 차잎을 혐기적 조건하에 방치하면 GABA가 증가하는 것을 밝혔으며 채취 직후의 차잎을 밀폐용기에 넣고 질소가스로 용기내를 치환시킨후 6시간 실온에 정치, 혐기적 조건에서 대사를 진행시키고 혐기적으로 처리한 녹차, 우롱차, 홍차에 GABA함량이 급증되었고 이와 같은 차를 고혈압 자연발생 랫트에 투여한 경우 혈압 강하작용이 있었다고 하였으며, Shimizu 등(57)은 차의 혈당 강하작용을 확인하기 위하여 랫트 실험한 결과, 번차에 가장 강한 혈당 강하작용이 있음을 확인하였으며 Asai 등(58)은 차 카테킨의 알루미늄 錯體(ATM)의 혈당 강하작용을 확인하여 인슐린비의존형인 유전적 자연발생증당뇨병 마우스를 사용하여 사료에 5%의 ATM을 가하여 75일간 사육한 결과, 대조군에 비해 낮은 혈당치를 보였다고 보고하였다.

  한편, Hara 등(59)은 조카테킨의 botulinus균에 대한 최소 발육저지 농도를 조사한 결과, 아포에서는 300ppm 이하에서 발육을 저해하였고 일반 음료에서는 총카테킨류가 500ppm 이상이 함유된 경우에는 botulinus균에 대한 항균활성이 기대된다고 하였다. 또한, Hara(60)는 조카테킨에 대한 항균효과를 식중독 관련균 16종에 대하여 연구한 결과 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 장염비브리오균(V. parahaemolyticus), Clostridium perfringens, Plesiomonas shigelloides, Bacillus cereus 등에 대해서는 조카테킨 100ppm에서 발육저지를 나타내였으나 Aeromonas sobria, A. hydrophila subsp. hydrophila, Escherichia coli ⅡD 952, E. coli ⅡD 954, Salmonella enteritidis, S. typhimurium, Camphylobacter jejuni, C. coli, Yersinia enterocolitica 등의 균에 대해서는 그 효과가 약한 것으로 나타났다고 하였다. Toda 등(61)도 차추출물의 세균성이질 원인균 24종에 대한 항균성을 조사한 결과, 일상 음용하는 농도로도 포도상구균과 장염비브리오균에 대해 항균, 살균작용을 보였으며 이러한 차의 음용이 이질증 예방에 중요한 역할을 할 가능성이 있다고 보고하였다.

  이밖에도 차성분의 항산화성에 대한 연구 및 플라보노이드류의 항산화활성과 관련된 많은 연구 보고(62-67)가 있으며, 또한 다류중 녹차에 함유되어 있는 생리활성 성분중 카테킨에 대한 생리학적 연구가 다방면으로 이루어지고 있으며(68-71), Namiki(72)는 녹차 카테킨이 환원작용, 금속이온 봉쇄작용 등에 의하여 항산화성을 나타내는 폴리페놀성 화합물이기 때문에 지질 과산화에 의한 생체의 순환기장애와 발암 및 노화억제 등과 같은 생체조절 물질로서 이용될 가능성이 있다고 보고 한 바 있다.

  이상에서 본 바와 같이 녹차의 항산화력에 대해서는 그동안 연구된 바 있으나 차의 발효정도에 따라 비발효차인 녹차, 반발효차인 우롱차 및 발효차인 홍차에 대한 항산화성분 함유실태 및 항산화효과의 차이, 또한 녹차중에서 채엽시기별에 따른 1번차, 2번차 및 3번차 등에 대한 항산화성분 함유실태 및 항산화효과의 차이, 그리고 추출용매별로 얻어진 에틸알콜 및 메틸알콜 추출물, 그리고 에틸아세테이트추출물, 즉 조카테킨의 항산화효과에 대한 연구가 없는 실정이며 또한, 녹차, 우롱차 및 홍차에서 얻어진 조카테킨의 항돌연변이효과에 대한 연구도 미흡한 실정이다.