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문제 정의
- 본 연구에서는 콩에 함유된 아이소플라본 합성에 관여하는 요인 중 평균기온이 미치는 영향을 구명하고자 일품검정콩, 청자콩, 흑청콩 등 3품종을, 5월 15일, 5월 30일, 6월 15일 등 3시기에 파종하여 립비대기(개화기후 30일, R5)부터 수확기까지 5일 간격으로 종실을 채취하여 아이소플라본 함량을 분석하였고, 같은 시기의 평균기온과 아이소플라본 함량을 비교분석하여 얻은 결과를 보고하는 바이다.
- 이 시험은 경기도농업기술원 소득자원연구소 시험연구포장에서 2007년도에 콩에 함유된 아이소플라본 합성요인중 평균기온이 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 시험품종은 성숙기가 서로 다른 일품검정콩(황자엽, 중생종), 청자콩(녹자엽, 중생종), 흑청콩(녹자엽, 만생종)이었고 파종은 5월 15일, 5월 30일 6월 15일 3시기에 재식밀도는 60 × 15 cm로 하였다.
- 본 연구는 콩에 함유된 아이소플라본 합성에 관여하는 요인 중 평균기온이 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 시험품종은 생태형이 다른 일품검정콩, 청자콩, 흑청콩 3품종을 사용하였다.
제안 방법
- 파종은 5월 15일, 5월 30일 6월 15일 3시기에 재식밀도 60 × 15 cm로 하였다.
- 재배는 경기도 콩 표준재배법에 준하여 하였다. 아이소플라본 함량분석용 시료채취는 개화기 후 30일부터 5일 간격으로 수확기까지 하였고, 채취된 협은 40℃로 조절된 열풍건조기에서 3일간 건조한 후 협과 종실을 분리한 후 종실만 분쇄기(Model : ZM200, Germany)로 100mesh로 분쇄하여 -20℃ 냉동고에 보관하면서 분석시료로 이용하였다.
- 아이소플라본 분석은 시료 1 g을 칭량하여 30ml vial에 넣고 1N HCl 용액 15 ml를 첨가한 후 120℃의 항온건조기에서 90분간 산 가수분해 시켜 aglycone으로 전환시켰고, 가수분해된 시료를 상온에서 방냉시킨 후 MeOH 35 ml를 첨가하여 교반하면서 1시간 동안 추출하였다. 그 후 여과지(Whatman No.
- 42)를 이용하여 감압여과한 후 MeOH로 50ml가 되도록 정용하였다. 그 일부를 취하여 syringe filter로 여과한 후 아이소플라본의 aglycone을 분석하였다. HPLC 분석조건은 Table 1와 같다.
- 이중 glycitein이 가장 안정적이었는데, 개화기 후 45～55일에는 큰 변화를 보이지 않았다. 아이소플라본 분석은 립비대(R5) 초기부터 하였는데, 중생종인 일품검정콩과 청자콩은 개화기 후 30일부터, 만생종인 흑청콩은 개화기후 35일부터 시료를 채취하여 분석하였다. 아이소플라본은 분석시점인 개화기 후 30일～35일에 이미 glycitein, diadzein 및 genistein 모두 검출되었다.
- 재배관리는 경기도 콩 표준재배법에 준하여 하였다. 아이소플라본 함량 분석은 개화기후 30일부터 5일 간격으로 수확기까지 채취하여 얻은 시료를 UPLC로 분석하여 얻은 결과는 다음과 같다.
대상 데이터
- 시험품종은 성숙기가 서로 다른 일품검정콩(황자엽, 중생종), 청자콩(녹자엽, 중생종), 흑청콩(녹자엽, 만생종)이었고 파종은 5월 15일, 5월 30일 6월 15일 3시기에 재식밀도는 60 × 15 cm로 하였다.
- 아이소플라본의 aglycone인 glycitein, daidzein, genistein의 표준물질은 Sigma사(USA)에서 구입하였으며 농도구배로 검량선을 구하였는데, 그 성분별 회귀식은 Table 2와 같다. 분석값은 생육단계별로 3회 분석하여 평균치를 기록하였다.
- 본 연구는 콩에 함유된 아이소플라본 합성에 관여하는 요인 중 평균기온이 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 시험품종은 생태형이 다른 일품검정콩, 청자콩, 흑청콩 3품종을 사용하였다. 파종은 5월 15일, 5월 30일 6월 15일 3시기에 재식밀도 60 × 15 cm로 하였다.
- 분석값은 생육단계별로 3회 분석하여 평균치를 기록하였다. 평균기온은 경기도농업기술원에서 소득자원연구소에 설치하여 운영하고 있는 자동기상관측장치로부터 수집된 데이타를 개화기 후 30일부터 수확기까지 5일 간격으로 나누어 얻은 5일간의 평균값을 이용하였다.
데이터처리
- 아이소플라본의 aglycone인 glycitein, daidzein, genistein의 표준물질은 Sigma사(USA)에서 구입하였으며 농도구배로 검량선을 구하였는데, 그 성분별 회귀식은 Table 2와 같다. 분석값은 생육단계별로 3회 분석하여 평균치를 기록하였다. 평균기온은 경기도농업기술원에서 소득자원연구소에 설치하여 운영하고 있는 자동기상관측장치로부터 수집된 데이타를 개화기 후 30일부터 수확기까지 5일 간격으로 나누어 얻은 5일간의 평균값을 이용하였다.
이론/모형
- 시험품종은 성숙기가 서로 다른 일품검정콩(황자엽, 중생종), 청자콩(녹자엽, 중생종), 흑청콩(녹자엽, 만생종)이었고 파종은 5월 15일, 5월 30일 6월 15일 3시기에 재식밀도는 60 × 15 cm로 하였다. 재배는 경기도 콩 표준재배법에 준하여 하였다. 아이소플라본 함량분석용 시료채취는 개화기 후 30일부터 5일 간격으로 수확기까지 하였고, 채취된 협은 40℃로 조절된 열풍건조기에서 3일간 건조한 후 협과 종실을 분리한 후 종실만 분쇄기(Model : ZM200, Germany)로 100mesh로 분쇄하여 -20℃ 냉동고에 보관하면서 분석시료로 이용하였다.
- 파종은 5월 15일, 5월 30일 6월 15일 3시기에 재식밀도 60 × 15 cm로 하였다. 재배관리는 경기도 콩 표준재배법에 준하여 하였다. 아이소플라본 함량 분석은 개화기후 30일부터 5일 간격으로 수확기까지 채취하여 얻은 시료를 UPLC로 분석하여 얻은 결과는 다음과 같다.
성능/효과
- 수확기의 아이소플라본 함량은 품종과 파종기간에 차이를 보였는데, 품종 간에는 파종기에 관계없이 황자엽콩인 일품검정콩이 녹자엽콩인 청자콩과 흑청콩이 보다 높았고, 파종기간에는 품종에 관계없이 파종이 늦을수록 높은 경향이었다. 등숙기간중 아이소플라본 함량 변이는 genistein이 가장 심하였고, diadzein, glycitein 순이었다.
- 수확기의 아이소플라본 함량은 품종과 파종기간에 차이를 보였는데, 품종 간에는 파종기에 관계없이 황자엽콩인 일품검정콩이 녹자엽콩인 청자콩과 흑청콩이 보다 높았고, 파종기간에는 품종에 관계없이 파종이 늦을수록 높은 경향이었다. 등숙기간중 아이소플라본 함량 변이는 genistein이 가장 심하였고, diadzein, glycitein 순이었다. 이중 glycitein이 가장 안정적이었는데, 개화기 후 45～55일에는 큰 변화를 보이지 않았다.
- 아이소플라본 분석은 립비대(R5) 초기부터 하였는데, 중생종인 일품검정콩과 청자콩은 개화기 후 30일부터, 만생종인 흑청콩은 개화기후 35일부터 시료를 채취하여 분석하였다. 아이소플라본은 분석시점인 개화기 후 30일～35일에 이미 glycitein, diadzein 및 genistein 모두 검출되었다. 아직 아이소플라본 합성 개시시기에 대한 선행연구결과는 검색하지 못하였으나 립비대기(R5) 경에 합성이 이루어지는 것으로 추정된다.
- Diadzein과 genistein 간의 함량변화를 살펴보면 두 성분의 함량변화는 시험품종 모두에서 비슷한 양상을 보였다. Genistein이 daidzein보다 높은 함량을 보인 시점은 일품검정콩에서는 파종기에 관계없이 개화기 50일경 후에, 청자콩에서는 5월 15일 파종에서는 개화기 55일후, 5월 30일과 6월 15일 파종에서는 개화기 45일 후에, 흑청콩에서는 파종기에 관계없이 개화기 65일 후부터 genistein이 daidzein 함량보다 높았다. 특히 개화기 후 30일(R5) 이후의 평균기온과 아이소플라본 함량을 보면, 파종기가 늦을수록 일 평균기온은 낮아졌고, 아이소플라본 함량은 높아지는 경향을 보였다.
- Genistein이 daidzein보다 높은 함량을 보인 시점은 일품검정콩에서는 파종기에 관계없이 개화기 50일경 후에, 청자콩에서는 5월 15일 파종에서는 개화기 55일후, 5월 30일과 6월 15일 파종에서는 개화기 45일 후에, 흑청콩에서는 파종기에 관계없이 개화기 65일 후부터 genistein이 daidzein 함량보다 높았다. 특히 개화기 후 30일(R5) 이후의 평균기온과 아이소플라본 함량을 보면, 파종기가 늦을수록 일 평균기온은 낮아졌고, 아이소플라본 함량은 높아지는 경향을 보였다.
- 본 연구에서 얻어진 결과는 시험품종 모두에서 정도의 차이는 있었지만 파종이 늦어질수록 아이소플라본 함량이 높았는데, 이는 수원보다 위도가 높고, 콩 등숙기간 중 평균기온이 낮은 철원에서 아이소플라본 함량이 높다(Kim et al..,, 1999)고 한 연구결과와 같은 품종이라도 재배지역에 따라 함량 차이를 보였다(Eldrige and Kwolek, 1983)는 보고와 일치하였다. 아이소플라본 함량 간에는 glycitein은 배축에만 존재하며(Kim et al.
- 이 연구결과로만 보면, 아이소플라본 함량은 단기적인 일일 평균기온보다는 등숙기간중 일평균 기온이 낮은 조건에서 증가한다는 결론을 얻을 수 있다. 그리고, 아이소플라본 간에 등숙기간중 축적량이 서로 상이한 것은 Morris, et al.
- 일품검정콩에서 genistein은 y=-15.28x+407.9 (R2=0.505*), 청자콩에서는 diadzein은 y=-6.188x-164.5 (R2=0.454*)로 유의한 상관관계를, genistein은 y=-11.59x+297.6(R2=0.545**)으로 고도의 유의한 상관관계를 보였고, 일품검정콩에서는 diadzein, 흑청콩에서는 diadzein과 genistein 모두 유의성이 인정되지 않았다.
- 이상의 결과로 미루어 볼 때, 아이소플라본 함량의 차이는 diadzein과 genistein의 양에 의해 좌우되고, 평균기온과 아이소플라본 함량과의 관계를 분석한 결과, 온도에 대한 반응은 diadzein보다 genistein이 높았고, 품종 간에는 청자콩이 일품검정콩보다 온도에 대해 민감한 반응을 보인 것으로 분석되었다. 평균기온이 높고 낮음에 따라 phenylpropanoid pathway에서 주요 역할을 하는 효소인 PAL과 CHS의 활력에 영향을 미치는 등숙기간중 립비대기(R5)～생리적 성숙기(R7)의 평균기온이 낮은 지역에서 아이소플라본 함유 콩 생산에 유리할 것으로 고찰되었다.
- 이상의 결과로 미루어 볼 때, 아이소플라본 함량의 차이는 diadzein과 genistein의 양에 의해 좌우되고, 평균기온과 아이소플라본 함량과의 관계를 분석한 결과, 온도에 대한 반응은 diadzein보다 genistein이 높았고, 품종 간에는 청자콩이 일품검정콩보다 온도에 대해 민감한 반응을 보인 것으로 분석되었다. 평균기온이 높고 낮음에 따라 phenylpropanoid pathway에서 주요 역할을 하는 효소인 PAL과 CHS의 활력에 영향을 미치는 등숙기간중 립비대기(R5)～생리적 성숙기(R7)의 평균기온이 낮은 지역에서 아이소플라본 함유 콩 생산에 유리할 것으로 고찰되었다.
- 1. 아이소플라본 함량은 시험품종 모두 파종기가 늦을수록 높았다.
- 2. 아이소플라본 함량은 품종과 파종기에 관계없이 genistein이 가장 높았고, 다음은 daidzein, glycitein 순이었는데, glycitein은 개화기 후 45～55일경 이후에는 뚜렷한 증가를 보이지 않았고, 등숙기간중 기온변화에 안정적이었다.
- 3. 아이소플라본 중 genistein 함량이 daidzein 함량보다 높아진 시기는 일품검정콩은 개화기 후 50～55일, 청자콩은 개화기 후 40～55일, 흑청콩은 개화기 후 60～65일이었다.
- 4. 등숙기간중 개화기 후 30일부터 5일 간격으로 평균기온과 아이소플라본 함량과의 관계를 분석한 결과, 일품검정콩에서 genistein은 y=-15.28x+407.9 (R2=0.505*), 청자콩에서 diadzein은 y=-6.188x-164.5(R2=0.454*)로 유의한 상관관계를, genistein은 y=-11.59x+297.6(R2=0.545**)으로 고도의 유의한 상과관계를 보였다.
- 5. 아이소플라본 함량이 높은 검정콩 생산이 적합한 지역은 등숙기간중 립비대기(R5)～생리적 성숙기(R7)의 평균기온이 상대적으로 낮은 경기북부지역과 강원도, 충청북도, 경상북도의 내륙지역과 고지대일 것으로 고찰되었다.
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