본 연구는 적변 유발 세균에 의해 발생하는 적변삼과 polyphenol 및 polyphenol oxidase 활성과의 관계를 조사하였으며, 이는 다음과 같다. 1. 적변 유발 균주를 상처낸 건전 인삼 외피에 접종하여 무처리구와 비교하였을 때, 접종일수의 증가에 따라 Hue angle값이 접종 후 1일 101.2, 10일 95.9, 20일 90.1, 30일 60.9로 적색으로 변화되었다. 2. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii 및 Agrobacterium tumefaciens 균주를 인삼의 상처부위에 접종하였을 때, 총페놀의 함량은 일수가 경과할수록 증가하였다. 3. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii 및 Agrobacterium tumefaciens 균주를 상처낸 인삼에 접종하였을 때 페놀함량의 증가와 함께 효소의 활성이 증가하였으나 단백질당 PPO의 활성은 감소하였다.
본 연구는 적변 유발 세균에 의해 발생하는 적변삼과 polyphenol 및 polyphenol oxidase 활성과의 관계를 조사하였으며, 이는 다음과 같다. 1. 적변 유발 균주를 상처낸 건전 인삼 외피에 접종하여 무처리구와 비교하였을 때, 접종일수의 증가에 따라 Hue angle값이 접종 후 1일 101.2, 10일 95.9, 20일 90.1, 30일 60.9로 적색으로 변화되었다. 2. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii 및 Agrobacterium tumefaciens 균주를 인삼의 상처부위에 접종하였을 때, 총페놀의 함량은 일수가 경과할수록 증가하였다. 3. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii 및 Agrobacterium tumefaciens 균주를 상처낸 인삼에 접종하였을 때 페놀함량의 증가와 함께 효소의 활성이 증가하였으나 단백질당 PPO의 활성은 감소하였다.
This study was conducted to investigate the potential of polyphenols and polyphenol oxidase activity on the induction of rusty symptom development in ginseng root. When rusty inducing bacteria were inoculated on fresh ginseng root, the hue value of the inoculated root increased from 101.2 (white yel...
This study was conducted to investigate the potential of polyphenols and polyphenol oxidase activity on the induction of rusty symptom development in ginseng root. When rusty inducing bacteria were inoculated on fresh ginseng root, the hue value of the inoculated root increased from 101.2 (white yellow) at 1 day after innoculation to 60.9 (brownish red) at 30 days after innoculation. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii and Agrobacterium tumefaciens enhanced the accumulation of total phenolics. Along with the increase of total phenolics, total activity of polyphenol oxidase concomitantly increased but the specific activity of the enzyme was not.
This study was conducted to investigate the potential of polyphenols and polyphenol oxidase activity on the induction of rusty symptom development in ginseng root. When rusty inducing bacteria were inoculated on fresh ginseng root, the hue value of the inoculated root increased from 101.2 (white yellow) at 1 day after innoculation to 60.9 (brownish red) at 30 days after innoculation. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii and Agrobacterium tumefaciens enhanced the accumulation of total phenolics. Along with the increase of total phenolics, total activity of polyphenol oxidase concomitantly increased but the specific activity of the enzyme was not.
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문제 정의
지 지 않았지만 그 증상이 과일의 흑변과 유사하므로 polyphenol 및 PPO와 관련이 있을 것으로 추정된다. 따라서 본 연구는 적변 발생과 polyphenol 함량 및 polyphenol oxidase 활성과의 관계를 구명하여 이들 생리적 현상과 인삼의 적변 과의 관계를 밝히고자 실시하였다.
본 연구는 적변 유발 세균에 의해 발생하는 적변삼과 polyphenol 및 polyphenol oxidase 활성과의 관계를 조사하였으며, 이는 다음과 같다.
적변의 심화 정도에 따른 색도는 Color difference meter (CR-200. Minolta. Japan)를 사용하여 개체별로 적 변부위에서 3군데를 측정하여 Hunter L, a, b값을 얻고, Hue 값(Hue angle)을 조사하였다.
대상 데이터
gummosus(CG20113). P. vero"(CG20123) 그리고 A. tumefaciens (CG20126) 균주를 사용하였다.
본 시험에 사용한 적변삼과 건전삼은 금산수삼센터에서구입하여 사용하였다. 적변삼 유발용 균주는 충남대학교 농업생명과학대학 식물자원학부 내병성육종학 실험실에서분리한 31균주 중에 적 변을 강하게 유발시키는 L.
적변삼을 유발하기 위하여 4년 근의 건전삼 표면을 sand paper로 상처를 내고 접종하였다. 접종한 인삼은 멸균한 상토를 넣은 10x20 cm의 원통형 플라스틱 용기에 심고 원통 위와 아래를 멸균한 알루미늄 호일로 밀폐시켜 수분의 증발을 막아 25℃ 의 암상태에 두었다.
초저온 냉장고에 보관중인 균주를 King's B(bacto peptone20 g, K2HPO4-3H2O 1.5 g, MgSO4-7H2O 1.5 g, glycerol15 ml, 증류수 1 ; KBA) 배지에서 24시간 진탕 배양한 후멸균수로 IO cfii/ml과 IO, cfb/ml의 두 가지 농도로 희석하여 접종원으로 사용하였다.
총 페놀 측정은 시료 1 ml에 증류수 8 ml을 첨가하여 9 ml로 추출액을 희석하고 phenol reagent(Hayashi, Japan) 1 ml을 첨가하여 vortexing 한 후, 5 분 후에 50℃ sodium carbonate 1 ml(35%)를 넣고 vortexing하고 발색시킨 다음, 2시간이 지난 뒤 725 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질로는 catechin을 이용하였다.
성능/효과
1. 적변 유발 균주를 상처낸 건전 인삼 외피에 접종하여 무처리구와 비교하였을 때, 접종일수의 증가에 따라 Hue angle값이 접종 후 1일 101.2, 10일 95.9, 20일 90.1, 30일 60.9로 적색으로 변화되었다.
2. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii 및 Agrobacterium tumefaciens 균주를 인삼의 상처부위에 접종 하였을 때, 총페놀의 함량은 일수가 경과할수록 증가하였다.
3. Lysobacter gummosus, Pseudomonas veronii 및 Agrobacterium tumefaciens 균주를 상처낸 인삼에 접종하였 을 때 페놀함량의 증가와 함께 효소의 활성이 증가하였으나 단백질당 PPO의 활성은 감소하였다.
A. tumefaciens 균주를 접종하여 1, 5, 10, 20, 30일 후의 페놀함량을 비교한 결과, 접종 1일 후에 조사한 페놀함량은 84.98이었고, 무접종구는 81.11로 3.87(mg/g-FW) 많았으 며 접종 5일 후에는 무접종구의 페놀함량이 83.13이고, 접 종인삼의 페놀함량은 87.56으로 조사되어 4.43(mg/g・FW)이 많았다. 또한, 접종 10일 후에는 무접종구의 페놀함량이 87.
039로 나타났다. CG20126 적변 유발 세균을 접종한 후 10일 후부 터는 단백질당 PPO 활성은 더 이상 감소하지 않고 비슷한 수 준의 활성을 나타내는 것으로 나타났다. PPO값이 접종 20 일 후에 가장 높게 나타났으며 30일 후에는 다시 감소하는 경향이었다.
hunefaciens를 인공 접종하여 유발된 적변삼의 폴리페놀 함량은 Table 3과 같다. L. gummosus 균주를 접종하여 1, 5, 10, 20, 30일 후의 페놀함량 을 비교하였을 때, 접종 1일 후에 조사한 페놀함량은 80.00(mg/ g・FW)이었고, 무접종구는 76.87로 3.13(mg/g-FW) 많았으 며 접종 5일 후에는 무접종구의 페놀함량이 77.42이고, 접종 인삼의 페놀함량은 80.18로 조사되어 2.76이 증가하였다. 또한, 접종 10일 후에는 무접종구의 페놀함량이 79.
039로 나타났다. L. gummosus 적 변유발균을 접종한 후 10일 후부터는단백질당 PPO 활성은 더 이상 감소하지 않고 비슷한 수준의활성을 나타내는 것으로 나타났다. PPO값이 접종 20일 후에 1.
veronii (CG20123) 그리고 4 tumefaciens (CG20126) 균주를 접종 (접종 농도 : 104 cfh/ml)하여 1 일에서 30일이 경과한 후 총 PPO값, 단백질, PPO 활성을 조사한 결과는 Table 5와 같다. L. gummosus 적변유발균주를 접종 1일 후에는 PPO값은 0.969이었고, 접종 10일 후에는 1.450이었으며 접종 20일 후에는 1.531 로 가장 높게 나타났으며 접종 30일 후에는 1.167 (units/g・FW)로 감소되는 경향이었다. 단백질 함량은 접종 1일 후에는 17.
P. veronii 균주를 접종하여 1, 5, 10, 20, 30일 후의 페놀함량을 비교한 결과, 접종 1일 후에 조사한 페놀함량은 83.32 이었고, 무접종구는 79.45로 3.87(mg/g-FW) 많았으며 접종 5일 후에는 무처리구의 페놀함량이 82.95이고, 접종 인삼의 페놀함량은 85.53으로 조사되어 2.58(mg/g・FW)이 많았다. 또한, 접종 10일 후에는 무접종구의 페놀함량이 89.
건전삼과 자연적으로 발병된 적변삼의 phenol 함량을 조 사한 결과는 Table 2와 같다. 건전인삼의 페놀 함량은 97.68 (mg/g・FW)이며 적변이 약한 인삼은 117.97, 심한 인삼은 129.03 으로 적변 정도가 심해질수록 총페놀 함량이 증가함 을 알 수 있었다.
PPO값이 접종 20 일 후에 가장 높게 나타났으며 30일 후에는 다시 감소하는 경향이었다. 단백질값 또한 CG2013 적변유발균주를 접종하여 조사하였을 때, 20일 후가 가장 높고 30일 후에 감소하는 경향을 보였다.
531 로 가장 높게 나타났으며 30일 후에는 다시 감소하는 경향이었다. 단백질값 또한 CG2013 적변유발균주를 접종하여 조사하였을 때, 20일 후가 가장 높은 39.1 로 30일후에 29.7로 다소 감소하였다
7 mg/ml이었다. 단백질당 PPO 활성은 1일 후 0.057, 10일 후 0.039, 20일 후 0.039, 30일 후 0.039로 나타났다. L.
이상과 같이 적변 유발균의 접종에 의한 페놀함량은 증가하였으나 증 가 폭은 일정하지 않았다. 이러한 결과는 실험 재료로 사용한 인삼의 개체 간의 성분의 차이가 미생물의 증식 및 페놀 합성 등에 영향을 주었을 것으로 생각된다. Table 2의 무접 종구와 Table 3의 무접종구 페놀함량의 차이는 시험에 사용한 인삼의 년수, 재배조건, 수확 후 기간 등이 다른데 기인되는 것으로 생각되며 Table 3에서 무접종구의 페놀함량이 계 속 증가한 것은 표피에 상처를 주었기 때문이라고 생각된다.
93(mg/g-FW) 많았다. 이상과 같이 적변 유발균의 접종에 의한 페놀함량은 증가하였으나 증 가 폭은 일정하지 않았다. 이러한 결과는 실험 재료로 사용한 인삼의 개체 간의 성분의 차이가 미생물의 증식 및 페놀 합성 등에 영향을 주었을 것으로 생각된다.
이상의 결과를 고려할 때 인삼의 적변장해는 토양세균에 의한 가해와 이에 반응하는 인삼뿌리의 페놀합성과 산화에 의한 색소 축적과 관련이 있는 것으로 판단된다.
087에 비하여 활성이 현저 히 감소하는 것으로 나타났다. 인공 접종한 적변삼의 PPO 활 성이 0.040, 무처리의 활성은 0.085로 접종한 적변삼이 활성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 자연 발생한 적변삼은 적변화 기간이 길기 때문에 조직에서 이미 폴리페놀로 변화하였기 때문에 PPO의 활성이 낮고, 인공 접종한 인삼은 세균의 감염으로 폴리페놀이 합성되고 있으므로(표 3) PPO 활성이 무처리에 비하여 크게 증가한 것으로 생각된다.
적변삼과 건전삼의 폴리페놀 산화효소(PPO)의 활성을 비교한 결과는 Table 4와 같다. 자연 상태에서 발생한 적 변삼 의 PPO 활성은 0.044로 건전삼 0.087에 비하여 활성이 현저 히 감소하는 것으로 나타났다. 인공 접종한 적변삼의 PPO 활 성이 0.
적변유발세균의 접종에 의한 폴리페놀 산화효소의 활성 의 변화는 적변(갈변)이 심화됨에 따라 세균의 증식으로 단 백질의 다량 증식에 의하여 단백질당 폴리페놀 산화효소의 활성은 감소하는 것이 확인되었다.
05(mg/g-FW) 많았다. 접종 20 일 후에는 무접종구의 페놀함량이 80.55이고, 접종인삼의 페놀함량은 86.82로 무접종구에 비하여 6.27 많았고 접종 30 일 후에는 무접종구의 추출액의 페놀함량은 83.32, 접종인 삼의 페놀함량은 94.75로 무접종구에 비하여 11.43(mg/gFW) 많았다.
59(mg/g-FW) 많 았다. 접종 20일 후에는 무접종구의 페놀함량이 87.56이고, 접종인삼의 페놀함량은 91.06으로 무접종구에 비하여 3.50(mg/g-FW) 많았고 접종 30일 이후에는 무접종구 추 출액의 페놀함량은 90.51, 접종인삼의 페놀함량은 105.44 로 무접종구에 비하여 14.93(mg/g-FW) 많았다. 이상과 같이 적변 유발균의 접종에 의한 페놀함량은 증가하였으나 증 가 폭은 일정하지 않았다.
27(mg/g-FW) 많았다. 접종 20일 후에는 무접종구의 페놀함량이 91.61 이고, 접종인삼의 페놀함량은 96.59로 무접종구에 비하여 4.98(mg/g-FW) 많 았고 접종 30일 후에는 무접종구의 추출액의 페놀함량은 96.59, 접종인삼의 페놀함량은 105.44로 무접종구에 비하여 8.85(mg/ g-FW) 많았다.
2와 같다. 접종 일수가 증 가할수록 페놀함량이 증가한 것과 같이 육안으로도 갈변정도가 확인할 수 있을 만큼 짙은 농도로 변화되었다.
1과 같다. 접종 후 일수가 증가할수록 적변정도가 심해지는 것을 육안으로도 확인할 수 있었으며, 시간이 경과할수록 갈 변하여 E와 같이 자연 상태에서 적변이 심하게 유발되어 사 진과 비슷한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
참고문헌 (21)
김명수, 이종화, 이태수, 배남인. 1984. 인삼의 생리장해에 관한 연구. 인삼연구보고서. pp. 13-94
김명수, 이종화, 이태수, 배남인. 1986. 인삼의 생리장해에 관한 연구. 인삼연구보고서. pp. 797-904
목성균, 김명수, 이종화. 1982. 생리장해에 관한 연구. 인삼연구보고서(재배분야) : 159-186
목성균, 박귀희. 1981. 생리장해에 관한 연구. 인삼연구보고서(재배분야) : 263-269
목성균, 김명수, 홍순근, 이태수. 1987. 인삼의 생리장해에 관한 연구. 인삼연구보고서
Bengoechea, M. L., Sancho, A. I., Bartolome, B., Estrella, I., Gomez-Cordoves, C., and Hemanddez. M. T. 1997. Phenolic composition of industrially manufactured puress and concentrates from peach and apple fruits. J. Agr. Food Chem. 45 : 4071-4075
Choi, J. E., J. S. Lee, S. M. Yoon, and S. K. Cha. 2002. Comparison of inorganic elements and epidermis structures in healthy and rusty ginseng. Korean J. Crop Sci. 47 : 161-166
Choi, J. E., J. A. Ryuk, J. H. Kim, C. H. Choi, J. S. Chun, Y. J. Kim, and H. B. Lee. 2005. Identification of Endophytic Bacteria Isolated from Rusty-colored Root of Korean Ginseng (Panax ginseng) and Its induction. Korean J. Medicinal Crop Sci. 13(1) : 1-5
Gauillard, F. and F. Richard. 1997. Polyphenol oxidases from Williams pear (Pyrus communis L, cv. Williams) : activation, purification and some properties. J. Sci. Food Agr. 74 : 49-56
Lee, S. M. 2002. Antifungal effects of the brown substances produced by interaction between ginseng callus and endophytic bacteria. Chungnam National University MS Thesis. pp. 47
Lee, T. S., S. K. Mok, S. K. Cheon, K. J. Choi, and J. Choe. 1995. Chemical components of rusty root of ginseng. Korean J. Ginseng Sci. 19 : 77-83
Nicolas, J. J., F. Richard, P. Goupy, M. J. Amiot, and S. Y. Auber. 1994. Enzymatic browning reactions in apple and apple products. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 34 : 109-157
Park, H. W., E. J. Lee., and J. E. Choi. 2006a. Inhibitory Effect of Disinfectants and Antibiotics on Rusty-root Symptoms in Panax ginseng C.A. Meyer. Korean J. Medicinal Crop Sci. 14(6) : 336-341
Park, H. W., T. K. Lim., C. H. Choi., and J. E. Choi. 2006b. Factors and Cause of Rusty-Ginseng Occurrence. Korean J. Crop Sci. 51 (5) : 396-400
Tipett, J. T. and T. P. O'Brien. 1976. The structure of eucalypt roots. Aust. J. Bot. 24 : 619-632
Williams, D. C., M. H. Lim, O. A. Chen, R. N. angborn, and J. R. Whitaker. 1985. Blanching of vegetables for freezing. Which indicator to choose / Food Technol. 40 : 130-140
Wong, T. C., B. S. Luh, and J. R. Whitaker. 1971. Isolation of scald in apples with antioxidants. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 106 : 569-571
Yang, D. C., Y. H. Kim, K. Y. Yun, S. S. Lee, J. N. Kwon, and H. M. Kang. 1997. Red-colored phenomena of ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer) root and soil environment. Kor. J. Giseng Sci. 21 : 91-97
Yun, K. Y. and D. C. Yang. 2000. Red-colored phenomena and morphochemical characteristics of red-colored substances in ginseng roots (Panax ginseng C.A. Meyer). Korean J. Ginseng Sci. 24 : 107-112
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