[논문]Biotic 물질이 콩 발아 중 Isoflavone 함량에 미치는 영향

김서영; 송영호; 이유정; 김홍식; 김용호

doi:10.7740/kjcs.2020.65.2.084

Biotic 물질이 콩 발아 중 Isoflavone 함량에 미치는 영향
Effect of Biotic Substances on Isoflavone Content in Soybean Germination 원문보기

Korean journal of crop science = 韓國作物學會誌, v.65 no.2, 2020년, pp.84 - 92

김서영 (순천향대학교 의료생명공학과) , 송영호 (순천향대학교 의료생명공학과) , 이유정 (순천향대학교 의료생명공학과) , 김홍식 (국립식량과학원 남부작물부) , 김용호 (순천향대학교 의료생명공학과)

초록
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콩 발아기간 중 몇 가지 면역활성제(자스몬산, 키토산, 베타글루칸 및 게르마늄)와 녹차 및 인삼 추출물이 이소플라본 함량 증대에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 1. 대부분의 처리에서 발아시간이 경과함에 따라 이소플라본 함량이 높아졌는데 면역활성제 중에서는 키토산 처리가 이소플라본 함량 증대에 가장 큰 효과가 있었으며 약초추출물 처리는 효과가 미미하였다. 2. 품종별 이소플라본 함량은 모든 처리에서 대풍2호>우람>풍산나물콩의 순서로 높았으며 이소플라본 함량은 품종과 biotic 물질 처리간 상호작용도 영향을 미치는 것으로 판단된다. 3. 개별 이소플라본 종류별 함량을 분석한 결과 malonyl-glucoside>glucoside>aglycone>acetyl-glucoside 순서로 함량이 높았으며 발아가 진행되면서 aglycone 함량이 증가하는 경향이었다. 따라서 콩 발아기간 중 biotic 물질 처리는 어느 정도 이소플라본 함량을 증대시키며 품종과 물질처리간 상호작용 효과도 있음을 확인할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

For humans, soybean and soybean products are the main dietary sources of isoflvones, which are polyphenolic compounds that represent one of the most common categories of phytoestrogens. The objective of this study was to determine isoflavone concentrations in soybean cultivars during germination when treated with some biotic substances. Three soybean cultivars were germinated in replicated trials in 2018/2019 and their individual and total isoflavone concentrations were determined using HPLC (High-Performance Liquid Chromatography). Significant differences were observed in total isoflavone content were observed among cultivars regardless of years and treatments. 'Daepung2-ho' and 'Uram' had significantly higher total isoflavones than 'Pungsannaul-kong'. Differences among treatments were also significant for total isoflavone content. In 2018, with chitosan treatment, total isoflavone concentration ranged from 551.15 to 7584.07 ㎍ g-1, with an average of 2972.64 ㎍ g-1 across cultivars. In 2019, there was no significant difference among treatments in total isoflavone content. Regarding individual isoflavone concentrations, the malonyl-glucoside groups accounted for over 85% of the total isoflavone content, which is indicated that these groups play an important role with regard to isoflavone components in soybean seeds. The individual proportions in the total concentrations of isoflavones varied according to germination period and seed tissues. Glucosides and malonyl-glucosides showed differences in concentrations among seed tissues, aglycones were further accumulated as germination period was progressed. This study suggests that biotic substances have an impact on seed isoflavone content during germination. However, cultivars with consistently high or low isoflavone concentrations across biotic substance treatments were identified desspite differences in germination period and seed tissues, demonstrating that the genetic factor plays the most important role in isoflavone accumulation.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. Isoflavone content according to germination periods and years during soybean germination (ug/g, DW).
표 Table 2. Isoflavone content of soybean cultivars during germination after treatment with four biotic substances (ug/g, DW).
표 Table 3. Types of isoflavone content with four biotic substances treatment during the germination period (ug/g, DW).
표 Table 4. Average content of individual isoflavones during germination with treatment of four biotic substances (ug/g, DW).
표 Table 5. Isoflavone content of soybean cultivars during germination with green teas and ginsengs extracts treatment (ug/g, DW).
표 Table 6. Average contents of individual isoflavones during germination with green teas and ginsengs extracts treatment (ug/g, DW).
표 Table 7. Isoflavone content of soybean at 3 days of germination when treated with some biotic substances (ug/g, DW).

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 콩 발아기간 중 면역활성제 및 약초 추출물 처리를 통하여 발아종자의 이소플라본 함량 변이를 확인하였기에 이를 보고하고자 한다.

제안 방법

Biotic 물질이 콩 발아기간 동안 이소플라본 함량 증대에 미치는 영향을 확인하고자 식물면역활성제 일종인 methyljasmonic acid 0.1 mM, chitosan 250 ppm, β-glucan 150 ppm, 및 게르마늄 1 ppm 용액을 발아실험에 사용하였다. 또한 사포닌 함량이 320 ppm인 홍삼 엑기스를 증류수로 희석하여 사포닌 함량을 1.
1 mM, chitosan 250 ppm, β-glucan 150 ppm, 및 게르마늄 1 ppm 용액을 발아실험에 사용하였다. 또한 사포닌 함량이 320 ppm인 홍삼 엑기스를 증류수로 희석하여 사포닌 함량을 1.5 ppm 및 3.0 ppm으로 조절하여 발아실험을 수행하였으며, 100% 녹차 가루를 0.025% 및 0.05%로 용해 및 희석하여 발아실험에 사용하였다.
발아 5일차 시료는 자엽과 배축을 따로 분리하여 이소플 라본 함량을 분석하였다. 자엽에서의 이소플라본 함량이 3 일차에 비해 함량이 다소 적은 것은 5일차 시료에서 배축 부분이 제외되었기 때문이다.

대상 데이터

공시재료는 2017년 및 2018년 2개년 각각 국립식량과학원에서 재배한 대풍2호, 우람콩, 풍산나물콩 등 3 품종을 분양받아 2018년과 2019년 2년간 발아실험에 사용하였다. 발아실험은 페이퍼 타올에 공시재료를 각각 100립씩 치상하고 28°C 생육상에서 완전임의 3반복으로 배치한 후 수행하였다.

데이터처리

모든 실험은 완전임의 3반복으로 수행하였으며, 분석결과는 SPSS (Version 17.0, SPSS Institute Inc., USA)를 사용하여 통계처리 하였다.

성능/효과

개별 이소플라본 함량을 분석한 결과 aglycone은 발아일수 경과에 따라 함량이 높아졌으며, 3 공시품종 모두 자엽에서 함량이 가장 높았다. Glucoside의 경우 발아 1일차와 3일차 간 유의성이 없는 반면 자엽에서 함량은 3일차에 비해 떨어졌다.
0에서 이소플라본 함량이 가장 높았다. 따라서 약초 추출물 처리는 발아일수에 따른 이소플라본 함량 증대에 어느 정도 영향을 끼치나 그 효과가 크지 않는 것으로 나타났으며 대체로 인삼 추출액 처리가 이소플라본 함량을 높이는 경향이었다. 그러나 약초 추출물 처리가 이소플라본 함량에서 품종간 차이는 유발함을 알 수 있었는데 우람에서 처리간 차이가 많이 나타나는 반면 풍산나물콩에서는 처리간 효과가 크지 않았다.
발아 1일 및 3일차에서 약초 추출물이 이소플라본 종류별 함량에 끼치는 영향은 표준발아 대비 aglycone에서 유의성이 나타났다. 자엽에서는 약초 추출물이 aglycone과 glucoside의 함량을 높였으며, 배축에서도 aglycone 함량이 높아졌는데 특히 녹차 0.
자엽과 1일차의 이소플라본 종류별 함량을 비교하면 aglycone 함량에서 자엽이 1일차 보다 높아진 반면 다른 이소플라본 종류는 자엽에서의 함량이 1일차와 대동소이 하였다. 발아 일수 별 aglycone 함량을 총 이소플라본 함량에서 차지하는 비율로 살펴보면 1일차, 3일차, 자엽에서 각각 0.51%, 0.77%, 1.01%로 발아일수 경과에 따라 점차 높아짐을 알 수 있었다. 배축에서 이소플라본 함량은 1일차, 3일차 및 자엽과는 차이가 있었는데 종실 등에서 malonyl-glucoside 함량이 85% 내외이었음에 반해 배축에서는 76%이었으며, aglycone과 glucoside 함량이 종실 등에 비해 높았다.
7 ug/g 으로 1일 및 3일차 보다 2배이상 높았으며, 대풍2호와 풍산나물콩의 경우도 자엽에서 1일 및 3일보다 높았다. 배축에서의 이소플라본 함량을 품종별로 분석한 결과 aglycone과 glucoside는 대풍2호에서 함량이 높았으며 malonyl-glucoside는 malonyl-daidzin은 우람, malonyl-glycitin 은 대풍2호, malonyl-genistin은 대풍2호와 우람에서 높았다. 배축에서 acetyl-glucoside 함량은 acetyl-daidzin의 경우 대풍2호와 우람에서 높았으며, acetyl-genistin은 대풍2호에서 함량이 높았다.
7 ug/g을 나타내어 효과가 제일 컸다. 우람에서의 이소플라본 함량은 발아 일수에 상관없이 약초 추출물 효과가 나타났다. 1일차에는 녹차 추출물의 효과가 큰 반면, 3일차 및 자엽과 배축에서는 인삼 추출물의 효과가 크게 나타났는데 배축에서는 대풍2호와 같이 녹차 0.
이소플라본 함량은 발아시간이 경과함에 따라 대부분 증가하는 경향이었으나 우람과 풍산나물콩에서 베타글루칸 처리시 시간 경과에 따라 오히려 함량은 줄어들었으며, 처리별 효과면에서는 발아일수에 상관없이 키토산 처리에서 이소플라본 함량이 높았다. 게르마늄과 자스몬산은 표준발아(증류수 처리)와 비교하여 유의성은 없었지만 총 함량은 높아지는 경향이었다.
이와 같은 결과를 볼 때 일부 biotic 물질은 콩 발아 중이소플라본 함량 증대에 어느 정도 기여함을 알 수 있었으며 그 효과는 품종과 물질 처리간 상호작용도 관여하는 것으로 사료된다.
품종별 분석결과를 살펴보면 대풍2호에서 발아 1일차는 약초 추출물 처리 보다 표준발아에서 이소플라본 함량이 높았으나, 3일차는 처리간 차이가 없었다. 5일차의 자엽과 배축에서는 약초 추출물 처리가 이소플라본 함량을 높였다.
품종별 이소플라본 함량 분석결과를 살펴보면 대풍2호에서 발아 1일차는 키토산>게르마늄>자스몬산>베타글루칸>표준발아의 순서로 총 이소플라본 함량이 높았으며, 3일차는 베타글루칸 처리가 자스몬산 처리보다 함량이 높았다. 5일차의 자엽과 배축에서는 베타글루칸 처리가 오히려 표준 발아 처리보다 함량이 낮아졌다.

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용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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