콩 발아기간 중 몇 가지 물리적 요인(열 처리, 수분공급 제한, 조명 처리, 초음파 처리)이 이소플라본 함량 증대에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 1. 대조군과 함께 4가지 처리는 모두 발아시간이 경과함에 따라 이소플라본 함량이 높아졌다. 2. 초음파 처리가 이소플라본 함량 증대에 가장 큰 효과가 있었으며, 발아기간 중 조명 처리도 유의성이 인정되었다. 3. 열처리도 이소플라본 함량 증대에 유의적인 효과가 있었으나 발아기간 중 부패립이 많이 발생하는 문제가 있었으며, 수분제한은 대조군에 비해 이소플라본 함량이 떨어지는 경향이었다. 4. 이소플라본 종류별 함량을 분석한 결과 malonyl-glucoside가 대체로 총 이소플라본 함량의 85% 이상을 차지하였고 다음으로는 glucoside > aglycone > acetyl-glucoside 순서로 함량이 높았으며, 발아가 진행되면서 aglycone 함량이 증가하는 경향이었다. 이와 같은 결과를 볼 때 발아기간 중 외부의 물리적 요인 처리가 콩 종자의 이소플라본 함량을 증대시킴을 확인할 수 있었다.
콩 발아기간 중 몇 가지 물리적 요인(열 처리, 수분공급 제한, 조명 처리, 초음파 처리)이 이소플라본 함량 증대에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 1. 대조군과 함께 4가지 처리는 모두 발아시간이 경과함에 따라 이소플라본 함량이 높아졌다. 2. 초음파 처리가 이소플라본 함량 증대에 가장 큰 효과가 있었으며, 발아기간 중 조명 처리도 유의성이 인정되었다. 3. 열처리도 이소플라본 함량 증대에 유의적인 효과가 있었으나 발아기간 중 부패립이 많이 발생하는 문제가 있었으며, 수분제한은 대조군에 비해 이소플라본 함량이 떨어지는 경향이었다. 4. 이소플라본 종류별 함량을 분석한 결과 malonyl-glucoside가 대체로 총 이소플라본 함량의 85% 이상을 차지하였고 다음으로는 glucoside > aglycone > acetyl-glucoside 순서로 함량이 높았으며, 발아가 진행되면서 aglycone 함량이 증가하는 경향이었다. 이와 같은 결과를 볼 때 발아기간 중 외부의 물리적 요인 처리가 콩 종자의 이소플라본 함량을 증대시킴을 확인할 수 있었다.
Isoflavones, a group of secondary metabolites present in plants and especially abundant in soybeans, are garnering increasing interest because of their medicinal properties. Numerous environmental factors influence isoflavone accumulation in plants. Successful attempts to increase isoflavone content...
Isoflavones, a group of secondary metabolites present in plants and especially abundant in soybeans, are garnering increasing interest because of their medicinal properties. Numerous environmental factors influence isoflavone accumulation in plants. Successful attempts to increase isoflavone contents in soybean seeds have not been widely reported. In this report, we examined an effective method for producing a high amount of isoflavones during soybean seed germination, by treating the seed with 4 abiotic factors. Soybean seeds were exposed to ultrasound (50 Hz) and heat ($40^{\circ}C$) for 30minutes, then germinated for 5 days in darkness. Another sample was subjected to water deficit during germination in darkness, and the other sample was subjected to light conditions during the germination period. The results showed that the ultrasound treatment increased isoflavone content during soybean germination. Three days after germination, the ultrasound-treated seeds presented the highest isoflavone content (6,042.1 ug/g dry weight) compared to the other treatments, which was also 1.3-fold increases over the content of the raw seed's before germination. With respect to each type of isoflavone group, aglycone (partially genistein) content was markedly higher, whereas glucoside was lower than that of the untreated samples. In other experiment, total isoflavone content after heat, water deficit, and light treatments was 5,600.0, 4,740.1, and 5,631.4 ug/g, respectively. These present work suggests that ultrasound treatment is a novel approach for improving the production of isoflavones in soybean seeds during germination.
Isoflavones, a group of secondary metabolites present in plants and especially abundant in soybeans, are garnering increasing interest because of their medicinal properties. Numerous environmental factors influence isoflavone accumulation in plants. Successful attempts to increase isoflavone contents in soybean seeds have not been widely reported. In this report, we examined an effective method for producing a high amount of isoflavones during soybean seed germination, by treating the seed with 4 abiotic factors. Soybean seeds were exposed to ultrasound (50 Hz) and heat ($40^{\circ}C$) for 30minutes, then germinated for 5 days in darkness. Another sample was subjected to water deficit during germination in darkness, and the other sample was subjected to light conditions during the germination period. The results showed that the ultrasound treatment increased isoflavone content during soybean germination. Three days after germination, the ultrasound-treated seeds presented the highest isoflavone content (6,042.1 ug/g dry weight) compared to the other treatments, which was also 1.3-fold increases over the content of the raw seed's before germination. With respect to each type of isoflavone group, aglycone (partially genistein) content was markedly higher, whereas glucoside was lower than that of the untreated samples. In other experiment, total isoflavone content after heat, water deficit, and light treatments was 5,600.0, 4,740.1, and 5,631.4 ug/g, respectively. These present work suggests that ultrasound treatment is a novel approach for improving the production of isoflavones in soybean seeds during germination.
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문제 정의
본 연구에서는 콩의 발아기간 동안 몇 가지 물리적 처리를 통하여 이소플라본 함량의 증가 여부를 확인하였기에 이를 보고하고자 한다.
제안 방법
열처리 및 초음파 처리가 이소플라본 함량에 미치는 영향을 알아보았다. 40°C에서 1시간 열처리 한 콩과 30분간 초음파(50 Hz)를 처리한 콩 각각을 대상으로 발아실험을 수행하고 일자별로 시료를 채취하여 동결건조한 후 이소플라본 함량을 분석하였다. 또한, 수분공급을 제한한 조건(대조군 대비-수분 공급량 1/2 처리)과 암 발아 대신 24시간 조명을 비추는 조건 각각에서 발아실험을 수행하였으며, 역시 일자별로 시료를 채취한 후 동결건조하고 이소플라본 함량을 분석하였다.
열처리 및 초음파 처리가 이소플라본 함량에 미치는 영향을 알아보았다. 40°C에서 1시간 열처리 한 콩과 30분간 초음파(50 Hz)를 처리한 콩 각각을 대상으로 발아실험을 수행하고 일자별로 시료를 채취하여 동결건조한 후 이소플라본 함량을 분석하였다.
대상 데이터
국립식량과학원에서 2017년에 재배된 대풍2호, 우람 및 풍산나물콩 등 콩 3 품종을 공시재료로 사용하였다. 공시재료의 발아실험은 28°C 생육상에서 수행하였는데 페이퍼 타올에 100립씩 콩을 치상한 후 완전임의로 3반복으로 배치하고 하루에 4번 충분하게 수분을 공급하였다.
데이터처리
모든 실험은 3반복으로 수행되었으며, 실험결과는 SPSS (Version 17.0, SPSS Institute Inc., Chicago, IL, USA)를 사용하여 통계처리 하였다.
성능/효과
물리적 요인 처리에 따르면 초음파 처리와 열처리가 발아시간 경과에 상관없이 모든 이소플라본 종류에서 함량이 높았다. 한편, 이소플라본 함량은 이소플라본 종류별로 콩의 조직에 따라 축적 양상이 조금 다른 것으로 나타났다.
발아기간 중 처리된 물리적 요인 중 초음파 처리가 발아 일수에 상관없이 이소플라본 함량이 가장 높았다. 특히 발아 3일 차 초음파 처리에서는 공시된 3개 품종의 평균 이소플라본 함량이 6,042.
Table 2는 공시품종별로 콩 발아기간 동안의 이소플라본 함량 변화를 나타낸 결과이다. 세 품종 모두 이소플라본 함량은 발아시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었다. 대풍2호의 경우 1일 차, 3일 차 및 자엽에서는 초음파와 조명 처리에서 이소플라본 함량이 가장 높았으며 다음으로 열처리 > 대조군 > 수분제한 순서로 함량에 차이가 있었다.
5 ug/g(분석자료 미제시)보다 131% 증대됨을 알 수 있었다. 암 조건이 아닌 24시간 조명처리 조건에서의 이소플라본 함량은 평균값에서 초음파 처리와 유의성이 없었지만 품종 별 함량은 3 품종 모두 초음파 처리가 다소 높은 것으로 나타났다(Table 2). 발아 1일 및 3일 차 열처리에서도 이소플라본 함량이 초음파 처리와 유의성이 없었으나 품종 간에서는 차이가 나타났다.
Table 1은 5일간의 콩 발아 기간 동안 몇 가지 물리적 요인에 의한 총 이소플라본 함량의 변화를 나타낸 것으로 분석 data는 공시된 3품종의 평균값이다. 총 이소플라본 함량은 물리적 요인에 상관없이 발아시간이 경과함에 따라 증가하는 경향이었다. 그런데 5일 차 자엽에서의 분석결과 일부가 발아 3일 차 보다 낮은 것은 5일 차 시료가 자엽과 배축으로 분리하여 이소플라본 함량이 분석되었기 때문이다.
후속연구
, 2017). 그러나 이소플라본 함량은 유전적(Wang & Murpy, 1994; Gutierrez-Gonzalez et al., 2010) 및 환경적 요인(Kim et al., 1996; Gutierrez-Gonzalez et al., 2009)에 의해 영향을 많아받는 까닭에 식물체내 이소플라본의 합성 및 축적에 관한 연구는 앞으로도 계속 수행되어야 할 과제이다.
, 2005). 한편, 배축의 이소플라본 함량이 다른 발아 일수에 비해 2배 이상 높았는데 이는 모든 결과 값이 시료의 건물중으로 분석되었기 때문이며 추후 이 결과 값을 활용하기 위해서는 생체중 혹은 무게 비율로 재조정하여 비교분석 되어져야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
콩의 발아를 이소플라본 연구에 활용한 이유는?
, 2009). 콩에서 이소플라본은 뿌리, 유묘, 꽃 등에 존재하지만 특히 종자와 잎에 풍부하게 함유되어 있다(Gutierrez-Gonzalez et al., 2010).
이소플라본이란?
이소플라본은 주로 두과식물에 존재하는 이차대사물질로서 특히 콩에 상당량이 함유되어 있다. 이소플라본은 항산화 및 항암 효과 등 여러 성인병에 대해 예방적 혹은 치료적 효과가 있는 것으로 알려져 최근까지도 이와 관련된 많은 연구가 이루어지고 있다(Nielsen & Williamson, 2007; Messina, 2014; Dhayakaran et al.
콩의 이소플라본 함량에 영향을 끼치는 환경적 요인은 무엇인가?
콩의 이소플라본 함량에 영향을 끼치는 환경적 요인으로는 등숙기의 온도(Lee et al., 2008) 및 수분공급(Bennett etal., 2004; Gutierrez-Gonzalez et al., 2010)등에 관한 보고가 있다. 또한 최근에는 이소플라본 축적과 관련된 유전자가 속속 밝혀지고 있으며(Yoneyama et al.
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