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문제 정의
- 그러나 곰팡이는 비가열 조리식품에 대한 미생물적 안전기준은 없다. 본 연구에서는 광처리 조건은 일반적인 싹채소 생산에 적용되는 낮은 광도라 24시간의 짧은 기간 동안 진행되었기 때문에 광처리의 효과가 눈에 띄게 나타나지 않았다. 따라서 다양한 광도와 기간에서 추가 연구가 진행되어야 할 것이라 판단된다.
- 새싹채소의 재배 및 수확시기에 따른 높은 미생물 오염 가능성을 줄이고자 LED 광조사가 살균에 효과가 있는지 조사하였다. 총 세균은 모든 처리구가 높게 나타났으며, 대장균인 E.
- 이에 본 연구는 배추과 새싹채소의 기능성 향상에 효과적인 것으로 알려진 근적외선과 몇 가지 파장대의 광원이 새싹 적무의 종자 발아와 생육, 그리고 항산화능 등의 품질과 미생물 증식 정도에 미치는 영향을 알아보고자 수행하였다.
제안 방법
- 또한 암막을 설치하고 재배한 암조건(Dark)을 두었다. 광조사 전과 후에 색차계(CR-400, Konica minolta, Japan)를 이용하여 자엽과 배축의 색변화를 측정하였고, 처리구별로 수확 한 후 생체중과 초장을 조사하였다.
- 마쇄한 용액을 마이크로 튜브에 1mL를 취한 후 4oC 암조건 하에서 24시간 보관 후 13,000rpm에서 20분간 원심 분리하여 얻은 상등액을 희석하였다. 그리고 분광 광도계(Biomate 3S, Thermo Scientific, USA)의 535nm 에서 흡광도를 측정하여 총 안토시아닌 함량을 산출하였다(Fuleki와 Francis, 1968; Islam 등, 2019).
- 1). 또한 암막을 설치하고 재배한 암조건(Dark)을 두었다. 광조사 전과 후에 색차계(CR-400, Konica minolta, Japan)를 이용하여 자엽과 배축의 색변화를 측정하였고, 처리구별로 수확 한 후 생체중과 초장을 조사하였다.
- 발아율은 챔버내 온도 20±2oC와 70±5% 습도로 설정하여 12시간 간격으로 총 3.5일간 조사하였다.
- 발아율이 가장 우수하였던 암조건에서 7일간 재배 후 24시간동안 광처리를 실시하였다. 새싹 적무 생산을 위해 적무 종자를 온수에 약 24시간 shaking 한 후, 5g씩 6반복으로 치상하여 챔버내 온도 20±2oC와 70±5% 습도의 암조건에서 7일간 재배하였다.
- 2mL을 취하여 20ml의 멸균수로 희석하여 최종 1000배 희석액을 제조하였다. 배지는 Petrifilm TM count(3M Microbiology products, USA)를 사용하였고, 희석액 1.0mL을 배지 위에 분주하여 세균(35o C, 48시간), 대장균(35o C, 24시간), 그리고 곰팡이(25o C, 72시간) 각각 배양하여 자동균수 측정기(Petrifilm Plate Reader, 3M, USA)로 집락수(colony form unit: CFU)를 계산하였다(Lee 등, 2009).
- 배축이 6-8cm 인 상태일 때 광조사를 시작하였는데, 처리한 광원은 청색(Blue), 적색(Red), 청색+적색(Blue+Red)의 LED광과 청색+적색+원적색 혼합된 QD-LED광 그리고 형광등(FL)이었는데 광도는 43±2µmol·m-2·s-1 이었고, 24시간 조사하였다(Fig. 1).
- 새싹 적무 생산을 위해 적무 종자를 온수에 약 24시간 shaking 한 후, 5g씩 6반복으로 치상하여 챔버내 온도 20±2oC와 70±5% 습도의 암조건에서 7일간 재배하였다.
- 여기에 20% Na2CO3 300µL를 가하여 혼합한 다음 증류수를 가하여 2mL로 조정하였다. 이 용액을 상온에서 2시간 동안 방치한 후 760nm에서 흡광도를 측정하였고, gallic acid를 이용한 검량선과 비교하여 총페놀 함량을 mg gallic acid equivalents(GAE)/g으로 나타내었다.
- 적무(Raphanus sativus L.) 종자(Asia seed, Korea)를 새싹 전용 재배 용기에 부직포를 이용하여 25개 종자를 3반복으로 치상 후 챔버내에서 청색(Blue), 적색(Red), 청색+적색(Blue+Red) 그리고 청색+적색+원적색 혼합광(QD-LED)광을 43±2µmol·m-2·s-1로 조사하였고, 대조구로명조건(형광등 Fluorescent lamp-FL) (Daytime, Alim, Korea)과 암조건(Dark)을 두었다(Fig. 1).
- 5일간 조사하였다. 조사된 수치를 이용하여 발아율(Germination rate, GR), 발아세(Gemination energy, GE), 평균발아일수(Mean germination time, MGT), 발아균일도(Germination uniformity, GU), 발아속도(Germination speed, GS), 그리고 평균발아속도(Mean daily germination, MDG)를 아래의 식으로 계산하였다(Jeon 등, 2013).
데이터처리
- 통계처리는 Microsoft Excel 2013 program과 IBM SPSS Statistics 24 program을 사용하여 표준편차와 던컨의 다중범위검정으로 분석하였다.
이론/모형
- DPPH 라디컬 소거능은 Oboh (2005)의 방법에 준하여 생체시료 0.5g을 메탄올 20mL과 섞어 균질화 한 후 균질 시료 0.1mL와 0.4mM DPPH 메탄올 용매를 혼합하여 암조건에서 30분 방치한 후 분광 광도계(Biomate 3S, Thermo Scientific, USA)를 사용하여 516nm의 흡광도에서 측정하였다. DPPH 라디컬 소거능은 백분율로 나타내었으며 다음과 같은 공식을 적용하였다.
- 적무 새싹의 항산화 능력을 radical 소거능 측정법 (DPPH)을 이용하여 측정하였다(Que 등, 2006).
- 총 페놀 함량은 Folin-Denis 방법으로 측정하였다 (Zhang 등, 2006). 시료 용액(1mg/mL) 100µL와 증류수 900µL를 혼합하고, Folin-Ciocalteau’s phenol reagent 100µL를 가하여 잘 섞은 후 5분간 상온에서 반응시켰다.
성능/효과
- 배축은 암조건에서 재배시에도 적색을 띄었으며, 광처리에 의해 적색 정도가 높아지지 않았다. 24시간 처리 후 배축의 색도는 청색과 QD-LED가 초기값과 가장 유사하였고, 다음으로 청색+적색에서 높았다(Table 2). 이는 청색과 QD-LED 그리고 청색+적색의 청색광에 의한 것으로 판단되는데, 청색광과 UV-A가 흡수색소인 크립토크롬(cryptochrome)이 광수용체로서의 역할을 하기 때문에 안토시아닌 색소 발현을 증가시킬 가능성이 있다고 보고하였다(Giliberto 등, 2005).
- Jun과 Lee (2014)가 보고한 적무 새싹 발아율 연구에서도 대조구(암조건)의 발아율이 90% 이상인 것과 유사한 결과를 보였다. 발아세(GE)는 암조건이 가장 높았으며, 평균발아일수(MGT)는 청색+적색(Blue+Red)가 가장 빨랐으며, 발아균일도도 청색+적색이 가장 높은 수치를 나타내었다. 발아속도는 암조건, 청색+적색, 그리고 Red가 다른 처리구에 비해 높았으며, 평균발아속도는 암조건이 가장 높은 수치를 보였다(Table 1).
- 발아세(GE)는 암조건이 가장 높았으며, 평균발아일수(MGT)는 청색+적색(Blue+Red)가 가장 빨랐으며, 발아균일도도 청색+적색이 가장 높은 수치를 나타내었다. 발아속도는 암조건, 청색+적색, 그리고 Red가 다른 처리구에 비해 높았으며, 평균발아속도는 암조건이 가장 높은 수치를 보였다(Table 1). 최종 발아율이 명조건은 처리구중 가장 낮았으며, 암조건은 가장 높게 나타나 적무 새싹 종자는 암조건에 발아하는 것이 효율적인 것으로 생각된다.
- 새싹용 적무 종자의 발아율(GR)은 치상후 3.5일째에 암조건(Dark)에서 94.7%로 가장 높았고, 모든 LED처리와 QD-LED에서 81-85%, 명조건(FL) 처리에서는 76.3%로 가장 낮았다(Table 1).
- 안토시아닌 함량은 청색과 QD-LED가 다른 처리구에 비해 유의성 있는 수치를 나타내며 높았고, 청색+적색, 명조건, 적색, 암조건 순이었는데, 이는 배축의 색도와 거의 유사한 결과를 보였다(Table 2). 단색광일 경우 청색광에서 안토시아닌 함량이 높았다는 보고(Johkan 등, 2010)와 일치하였으며, 청색광 및 자외선(UV) 조사가 안토시아닌 축적에 효과적이라는 보고와 유사하였다(Wang 등, 2012).
- 암조건 직후의 자엽과 배축 색도와 24시간 광조사 후의 색도를 비교를 위해 녹색에서 적색을 나타내는 a*값을 표기하였다. 자엽은 광조사 전 초기값에 비해 24시간 광조사 후 모든 처리구가 녹색이 증가하였데, 청색+적색이 가장 높았으며 다음으로 QD-LED에서 높았다(Table 2). 광조사에 따른 광합성 작용으로 엽록소가 생성되면서 녹색을 띄게 되는데, 엽록소 함량을 증가시키기 위해서는 청색광과 적색광의 적절한 비율의 조절이 필요하다고 하였다(Lee 등, 2010a).
- 적무 새싹의 항산화 능력을 radical 소거능 측정법 (DPPH)을 이용하여 측정하였다(Que 등, 2006). 청색+적색과 암조건이 처리구 중 유의성 있는 수치를 나타내며 가장 높았다(Table 2). 그리고 모든 처리구가 40-45% 소거능을 보였는데, 순무 싹 에탄올 추출물을 500µg·mL-1 로 첨가하였을 때 나타낸 43.
- 새싹채소의 재배 및 수확시기에 따른 높은 미생물 오염 가능성을 줄이고자 LED 광조사가 살균에 효과가 있는지 조사하였다. 총 세균은 모든 처리구가 높게 나타났으며, 대장균인 E.coli는 QD-LED가 다른 처리구에 비해 가장 낮았다. 총 곰팡이 수의 경우는 명조건에서 유의성있는 가장 낮은 수치를 보였다(Fig.
- 발아속도는 암조건, 청색+적색, 그리고 Red가 다른 처리구에 비해 높았으며, 평균발아속도는 암조건이 가장 높은 수치를 보였다(Table 1). 최종 발아율이 명조건은 처리구중 가장 낮았으며, 암조건은 가장 높게 나타나 적무 새싹 종자는 암조건에 발아하는 것이 효율적인 것으로 생각된다. Yi(1997)는 무는 암발아 종자로 알려졌으나, 무의 품종에 따라 광조사에 따른 발아율이 다를 수 있다는 보고되었다(Lee와 Kim 1998).
- 페놀 함량은 암조건과 청색+적색이 처리구 중 가장 높게 나타났다(Table 2). 광질에 대한 식물의 페놀 함량에 관해서는 다양한 연구결과가 발표되었다.
후속연구
- 또한 암조건에 대해서 Jo와 Lee(2018)는 무싹의 페놀 함량은 암조건보다 광조건에서 함량이 높았고 하였으나, Thevetia peruviana의 세포배양 중에는 암조건에서 가장 높은 수치를 보였으며 (Arias 등, 2016), 7일 동안 광처리하여 수확한 보리싹에서는 암조건이 다른 광처리와 같은 수준이었다(Lee 등, 2010b). 따라서 광질에 의한 혹은 광도에 의한 페놀 함량 변화에 대해서는 보다 세밀한 연구가 필요하다고 판단된다.
- 본 연구에서는 광처리 조건은 일반적인 싹채소 생산에 적용되는 낮은 광도라 24시간의 짧은 기간 동안 진행되었기 때문에 광처리의 효과가 눈에 띄게 나타나지 않았다. 따라서 다양한 광도와 기간에서 추가 연구가 진행되어야 할 것이라 판단된다.
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