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문제 정의
- , 1998)된 vitexin과 isovitexin을 선정하였다. 그리고 종실 다음으로 녹두의 이용 가치 증진에 적합한 부위가 잎이라고 판단하고 잎에 많이 분포하는 flavonoid를 분리 동정하여 생육시기 및 식물체 부위별 함량 차이를 구명함으로써 녹두 이용성 증진에 기여하고자 본 연구를 수행하였다.
- 녹두의 식물체 부위, 수확시기, 생육단계, 파종기 등에 따른 주요 flavonoids의 함량 차이를 구명하고자 본 연구를 수행하였다.
- 종피를 제거할 경우 부산물이 원료 종실 대비 30% 이상 발생하나 그 부산물의 적절한 이용방법이 개발되지 않아 버려지거나 퇴비로 이용되는 실정이다. 따라서 flavonoid류 중 녹두 종실에 가장 많은 vitexin과 isovitexin의 종피와 자엽간의 분포 차이를 구명하고자 상기 7개 품종을 대상으로 검토하였다. 그 결과 Table 4와 같이 vitexin과 isovitexin은 종피에 각각 52.
제안 방법
- 2006년 5월 17일 등 약 20일 간격으로 5회에 걸쳐 금성 녹두, 어울녹두, 삼강녹두를 파종하고 개화시에 잎 전체를 채취하여 rutin 함량을 분석하였다. 그 결과 Fig.
- 2 μm)로 여과한 후 실시하였다. HPLC는 Waters 2996 Photodiode Array 검출기와 Empower soft- ware가 장착된 Waters 2695 Alliance System(Milford, MA, USA)을 사용하여 Table 1의 조건으로 분석하였다(Kim et al., 2005; Park et al., 2005). 각 시료는 3반복 분석하였고 vitexin, isovitexin, rutin 표준물질을 이용하여 외부표준물질의 농도별 peak 면적을 기초로 검량식에 의해 계산하였다.
- Vitexin, isovitexin 및 rutin 분석용으로 채취한 시료는 증류수로 세척하고 60℃에서 48시간 건조하여 초저온기(-70℃)에 보관한 후 최종 분석시료가 확보된 후 동일조건으로 재건조하여 이용하였다. 시료 중 종실은 분쇄기(C/11/1, Glenmills, USA), 뿌리 등 기타 시료는 믹서기(HMF-985, Hanil)를 이용하여 분쇄하여 분석시료로 활용하였다.
- , 2005). 각 시료는 3반복 분석하였고 vitexin, isovitexin, rutin 표준물질을 이용하여 외부표준물질의 농도별 peak 면적을 기초로 검량식에 의해 계산하였다.
- 부위별 vitexin, isovitexin 및 rutin 분석용 시료는 3엽기, 5엽기, 7엽기, 1차와 3차 수확기에 뿌리, 줄기, 엽병, 잎, 꽃, 꼬투리, 종실을 채취하였다. 그리고 수확시기에 따른 종실의 vitexin과 isovi-texin 함량 변이를 검토하고자 1차와 2차 수확 적기, 조기(꼬투리 일부 황색화) 및 만기(꼬투리 전체 흑색화 후 7일)에 수확하였다. 또한 종실의 부위별 vitexin과 isovitexin 함량을 검토하고자 1차 적기에 수확한 종실을 도정기(Pearlest, Kett)로 자엽과 종피로 정밀하게 분리하였다.
- 남평녹두, 금성녹두, 어울녹두, 삼강녹두, 소선녹두, 장안녹두, 선화녹두 등 7품종의 주요 생육단계에 따른 부위별 rutin 함량을 분석하였다. 그 결과 Table 5와 같이 잎, 꽃, 엽병, 줄기 순으로 많이 분포한 반면 뿌리, 협 및 종실에서는 검출되지 않았다.
- 녹두 잎에 분포하고 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)에 의한 항산화활성이 강하며 함량이 많은 물질을 분리하고 LC-ESI-MS-MS로 분석한 결과, Fig. 1과 같이 UV 최대 흡광 파장이 255, 355 nm이므로 flavonoids의 일종으로 보여지며 분자량[M+H=611]과 그 fragments[464, 303]로 보아 quercetin-3-O-rutinoside(rutin)로 추정하고(Jean-Marc et al., 2006), 1H-NMR 분석결과는 Fig. 2와 같고 rutin의 라이브러리 data와 일치할 뿐만 아니라 HPLC 분석결과 rutin hydrate(Sigma Co., USA) 표준품과 일치하여 rutin으로 동정하였다. Rutin는 녹두 잎에 분포한다는 보고(Seneviratne and Harborne, 1992)는 있으나 생육단계나 부위에 따른 분포에 대한 연구는 전무한 실정이다.
- 또한 종실의 부위별 vitexin과 isovitexin 함량을 검토하고자 1차 적기에 수확한 종실을 도정기(Pearlest, Kett)로 자엽과 종피로 정밀하게 분리하였다. 또한 녹두 파종기에 따른 잎의 rutin 함량을 구명하고자 전남 나주에서 금성녹두, 어울녹두, 삼강녹두를 이용하여 2006년 5월 17일, 6월 7일, 6월 27일, 7월 15일, 8월 4일에 파종 하였다. 녹두 잎은 파종기별로 개화시에 전체 잎을 채취하였다.
- 그리고 수확시기에 따른 종실의 vitexin과 isovi-texin 함량 변이를 검토하고자 1차와 2차 수확 적기, 조기(꼬투리 일부 황색화) 및 만기(꼬투리 전체 흑색화 후 7일)에 수확하였다. 또한 종실의 부위별 vitexin과 isovitexin 함량을 검토하고자 1차 적기에 수확한 종실을 도정기(Pearlest, Kett)로 자엽과 종피로 정밀하게 분리하였다. 또한 녹두 파종기에 따른 잎의 rutin 함량을 구명하고자 전남 나주에서 금성녹두, 어울녹두, 삼강녹두를 이용하여 2006년 5월 17일, 6월 7일, 6월 27일, 7월 15일, 8월 4일에 파종 하였다.
- 녹두 잎에 가장 많이 분포하는 flavonoid를 구명하고자 2005년에 어울녹두를 온실에서 재배하여 5엽기에 채취된 잎을 60℃에서 72시간 건조하여 믹서기(HMF-985, Hanil)로 마쇄하여 시료로 사용하였다. 마쇄시료 1 kg을 진공(60~70 mmHg) 저온(40℃) 조건에서 80% 메탄올(2 L)로 고속추출농축기(Cosmos 660, 경서산업기계)를 이용하여 48시간 추출하였다. 추출물은 여과지(Whatman No.
- 시비량은 1,000 m2 당 질소 4 kg, 인산 7 kg, 칼리 6 kg을 경운 쇄토 전에 전량기비 하였고 기타 재배법은 관행에 준하였다. 부위별 vitexin, isovitexin 및 rutin 분석용 시료는 3엽기, 5엽기, 7엽기, 1차와 3차 수확기에 뿌리, 줄기, 엽병, 잎, 꽃, 꼬투리, 종실을 채취하였다. 그리고 수확시기에 따른 종실의 vitexin과 isovi-texin 함량 변이를 검토하고자 1차와 2차 수확 적기, 조기(꼬투리 일부 황색화) 및 만기(꼬투리 전체 흑색화 후 7일)에 수확하였다.
- , 2002)을 검정한 결과 3번째 용리층의 TLC 분리층 중에서 강한 발색반응을 보이고 밴드가 두꺼운 1번 밴드를 분리하였다. 분리한 순수물질은 MS, 1H-NMR 및 HPLC spectrum 분석을 통해 동정하였다. 이때 MS spectrum은 FINNIGAN LCQ Deca XP MAX ion trap mass spectro-metry(San Jose, CA, USA)로 측정하였고 이동상 가스는 N2를 이용하였다.
- 상기 7개 녹두 품종을 대상으로 1차와 2차 수확기를 구분하여 각 수확기별로 꼬투리 전체가 흑색이고 종실이 익었을 때인 적기, 꼬투리 일부가 황색으로 변하는 단계인 조기, 적기보다 7일 늦은 만기에 수확하였을 때 종실의 vitexin과 isovitexin 분포를 검토하였다. 그 결과 Table 3과 같이 1차와 2차 수확기 모두 조･적･만기 수확에 따른 종실의 vitexin과 isovitexin의 함량은 유의성 있는 차이를 보이지 않았다.
- Vitexin, isovitexin 및 rutin 분석용으로 채취한 시료는 증류수로 세척하고 60℃에서 48시간 건조하여 초저온기(-70℃)에 보관한 후 최종 분석시료가 확보된 후 동일조건으로 재건조하여 이용하였다. 시료 중 종실은 분쇄기(C/11/1, Glenmills, USA), 뿌리 등 기타 시료는 믹서기(HMF-985, Hanil)를 이용하여 분쇄하여 분석시료로 활용하였다. 한편 분석시료의 수분함량은 분쇄시료 3.
- 분리한 순수물질은 MS, 1H-NMR 및 HPLC spectrum 분석을 통해 동정하였다. 이때 MS spectrum은 FINNIGAN LCQ Deca XP MAX ion trap mass spectro-metry(San Jose, CA, USA)로 측정하였고 이동상 가스는 N2를 이용하였다. 1H-NMR spectrum은 Bruker AM 500(500 MHz, Germany)으로 측정하였고 용매로는 내부표준 물질인 tetramethylsilane가 함유된 CD3OD를 사용하였다.
- 시료 중 종실은 분쇄기(C/11/1, Glenmills, USA), 뿌리 등 기타 시료는 믹서기(HMF-985, Hanil)를 이용하여 분쇄하여 분석시료로 활용하였다. 한편 분석시료의 수분함량은 분쇄시료 3.0 g을 105℃에서 2시간 건조하여 건조 전･후 무게변화를 기초로 수분함량을 평가하는 상압가열건조법으로 측정하였고, vitexin, isovitexin, rutin 함량은 수분함량을 보정한 무게로 환산하여 산출하였다. 마쇄한 시료 1 g을 70% 에탄올 80℃에 90분간 추출한 후 여과지(Whatman No.
- Ethyl acetate 분획물은 감압농축 후 80% 메탄올을 이동상으로 하여 Sephadex LH-20 컬럼(AKTA prime plus, Amersham)을 통해 254 nm에서 3개의 용리층을 분리하였다. 획득한 분리물을 일정수준 농축하여 chloroform-methol(3:1)을 전개 용매로 2회 thin layer chromatography(0.25 mm silica gel 60 F254)를 수행하였다. TLC 분리층에 직접 10% sulfuric acid와 DPPH 용액(0.
대상 데이터
- 이때 MS spectrum은 FINNIGAN LCQ Deca XP MAX ion trap mass spectro-metry(San Jose, CA, USA)로 측정하였고 이동상 가스는 N2를 이용하였다. 1H-NMR spectrum은 Bruker AM 500(500 MHz, Germany)으로 측정하였고 용매로는 내부표준 물질인 tetramethylsilane가 함유된 CD3OD를 사용하였다.
- 2005년에는 6월 5일에 2006년에는 6월 21일에 60×10 cm로 파종하여 본엽 2엽기에 주당 2개체씩 고정하였다.
- 녹두 잎에 가장 많이 분포하는 flavonoid를 구명하고자 2005년에 어울녹두를 온실에서 재배하여 5엽기에 채취된 잎을 60℃에서 72시간 건조하여 믹서기(HMF-985, Hanil)로 마쇄하여 시료로 사용하였다. 마쇄시료 1 kg을 진공(60~70 mmHg) 저온(40℃) 조건에서 80% 메탄올(2 L)로 고속추출농축기(Cosmos 660, 경서산업기계)를 이용하여 48시간 추출하였다.
- 그리고 전술한바와 같이 rutin 등 주요 2차 대사산물이 녹두 잎, 꽃, 줄기에 분포한다고 하였으나 부위에 따른 각 성분별 함량을 정밀하게 분석하여 보고된 경우 또한 전무한 실정이다. 따라서 녹두 생육단계에 따른 식물체 각 부위별, 종실의 조･적･만기 수확 등에 따른 flovonoid의 분석 대상 물질로 종실에 많이 분포한다고 이미 보고(Kim et al., 1998)된 vitexin과 isovitexin을 선정하였다. 그리고 종실 다음으로 녹두의 이용 가치 증진에 적합한 부위가 잎이라고 판단하고 잎에 많이 분포하는 flavonoid를 분리 동정하여 생육시기 및 식물체 부위별 함량 차이를 구명함으로써 녹두 이용성 증진에 기여하고자 본 연구를 수행하였다.
- 본 연구에 이용된 녹두 품종은 남평녹두, 금성녹두, 어울녹두, 삼강녹두, 소선녹두, 장안녹두, 선화녹두로 전남 나주에서 2005년과 2006년에 재배하였다. 2005년에는 6월 5일에 2006년에는 6월 21일에 60×10 cm로 파종하여 본엽 2엽기에 주당 2개체씩 고정하였다.
이론/모형
- 2005년에는 6월 5일에 2006년에는 6월 21일에 60×10 cm로 파종하여 본엽 2엽기에 주당 2개체씩 고정하였다. 시비량은 1,000 m2 당 질소 4 kg, 인산 7 kg, 칼리 6 kg을 경운 쇄토 전에 전량기비 하였고 기타 재배법은 관행에 준하였다. 부위별 vitexin, isovitexin 및 rutin 분석용 시료는 3엽기, 5엽기, 7엽기, 1차와 3차 수확기에 뿌리, 줄기, 엽병, 잎, 꽃, 꼬투리, 종실을 채취하였다.
성능/효과
- 1. Vitexin과 isovitexin은 녹두 식물체 부위 중에서 종실에만 분포하고 잎, 엽병, 줄기, 뿌리에서는 검출되지 않았다.
- 2. 녹두 종피에만 vitexin은 52.1 mg･g-1 , isovitexin은 51.7 mg･g-1 분포하고 자엽에서는 검출되지 않았다.
- 3. 녹두 조･적･만기 수확에 따른 vitexin과 isovitexin 함량은 차이가 없었다.
- 4. 녹두 잎에 다량 함유된 기능성 물질을 분리 동정한 결과 rutin이었다.
- 5. Rutin 함량은 녹두 잎, 엽병, 줄기 순으로 많고, 종실, 뿌리, 협에서는 검출되지 않았다.
- 6. 녹두 잎, 엽병, 줄기에 함유된 rutin은 3, 5, 7엽기 순으로 유묘기일수록 많았다.
- 그 결과 Table 5와 같이 잎, 꽃, 엽병, 줄기 순으로 많이 분포한 반면 뿌리, 협 및 종실에서는 검출되지 않았다. 가장 많이 분포하는 잎의 분석시료 채취시기별로 검토하면 3엽기는 9.54 mg･g-1 , 5엽기는 5.15 mg･g-1 , 7엽기는 2.10 mg･g-1 , 1차 수확기는 1.43 mg･g-1, 3차 수확기는 1.24 mg･g-1로 유묘기일수록 현저하게 많았다. 이처럼 유묘기일수록 잎의 rutin 함량이 많은 경향은 엽병과 줄기도 상대적인 차이가 있을 뿐 그 경향은 일치하였다.
- 남평녹두, 금성녹두, 어울녹두, 삼강녹두, 소선녹두, 장안녹두, 선화녹두 등 녹두 7품종의 주요 생육단계에 따른 부위별 vitexin과 isovitexin 분포를 검토한 결과, Table 2와 같이 3, 5, 7엽기 및 1, 3차 종실 수확기 등 검토한 모든 생육 단계의 뿌리, 줄기, 엽병, 잎, 꽃 및 협에서는 검출되지 않았다. 반면에 종실에만 vitexin과 isovitexin이 함유되어 1차 수확기에는 각각 8.
- 7 mg･g-1 분포한 반면 자엽에서는 검출되지 않았다. 참고로 본 연구에 이용된 7개 품종의 종실 전체에 대한 종피의 비율은 17.8%였다. 따라서 녹두 종실의 도정과정에서 나오는 부산물인 종피(자엽 일부 함유)를 이용한다면 원료에 대한 비용부담 없이 항산화, 항염증, 미백활성 등에 우수한 vitexin과 isovitexin(Kim et al.
후속연구
- 이와 같은 파종기에 따른 잎의 rutin 분포 차이는 기온 등 기상과 관련이 깊을 것으로 추정되나 본 연구의 결과만으로는 그 요인을 확인할 수 없었다. 다만 세부 생육기간별 기온, 강우량, 일교차 등 여러 요인이 작용 할 것으로 보여 지므로 추가적인 검토가 필요한 것으로 판단된다.
- 8%였다. 따라서 녹두 종실의 도정과정에서 나오는 부산물인 종피(자엽 일부 함유)를 이용한다면 원료에 대한 비용부담 없이 항산화, 항염증, 미백활성 등에 우수한 vitexin과 isovitexin(Kim et al., 1998; Narasimhan et al., 1989)을 추출하거나 분리하여 기능성제품용 원료로 이용함으로써 부가가치증진이 가능할 것으로 판단된다.
- 그리고 개화기인 7엽기에 채취한 각 부위별 rutin 분포는 잎, 꽃, 엽병, 줄기 순으로 많았다. 이상의 결과로 볼 때 녹두를 곡물생산 뿐만 아니라 잎의 채소 및 꽃의 차 제품화가능성 등 이용분야의 확대를 위한 추가적인 관련 연구를 추진할 필요가 있다고 생각된다. 반면에 메밀의 rutin은 꽃, 잎, 줄기, 뿌리, 종실 순으로 모든 부위에 분포하고(Kim et al.
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