[논문]들깨의 생육단계와 부위별 기능성화합물 함량 비교 분석

김해은; 윤희랑; 허재복

doi:10.5352/jls.2021.31.5.511

들깨의 생육단계와 부위별 기능성화합물 함량 비교 분석
Comparative Analysis of Functional Compounds in Perilla frutescens at Different Stages and Growth Times 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.31 no.5, 2021년, pp.511 - 519

김해은 (동아대학교 생명자원과학대학 응용생명과학과, 분자유전공학과) , 윤희랑 (동아대학교 생명자원과학대학 응용생명과학과, 분자유전공학과) , 허재복 (동아대학교 생명자원과학대학 응용생명과학과, 분자유전공학과)

초록
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들깨(Perilla frutescens var. japonica HARA)는 대표적인 유지작물 중 하나로서, 목적에 따라 잎들깨와 종실들깨로 구분된다. 들깨는 식용과 약용으로 사용되어 왔으며, 들깨의 잎, 줄기, 종자에는 다양한 기능성 성분이 많이 함유되어 있다고 알려져 있다. 본 연구는 들깨를 기능성 소재로서 이용하고자 최적의 수확시기 및 조건을 분석하기 위해 새싹들깨와 잎들깨의 생육단계별 및 부위별로 들깨의 주요 기능성 화합물인 rosmarinic acid, caffeic acid, luteolin, GABA의 함량 비교하였다. 새싹들깨의 기능성 화합물 분석 결과 자연광 조건하의 흙에서 재배한 새싹들깨가 rosmarinic acid 23.19±0.16 mg/g과 GABA 0.55±0.05 mg/g으로 높은 함량을 보였고, 파종 후 6~8일 시기에 rosmarinic acid, caffeic acid, GABA의 함량이 가장 높게 나타났다. 따라서 자연광 조건하의 흙에서 파종 후 6~8일이 새싹들깨의 최적의 수확조건으로 판단된다. 생육단계별 및 부위별로 잎들깨의 기능성 화합물 변화 분석결과 caffeic acid와 rosmarinic acid는 영양생장에서 생식생장으로 넘어가는 단계에 0.28±0.03~0.30±0.07 mg/g과 20.60±7.02~19.37±3.18 mg/g으로 함량이 가장 높았으며, luteolin은 생식생장단계에 31.11±2.98~22.35±1.64 ㎍/g으로 함량이 가장 높았다. GABA는 영양생장 초기단계에서 0.42±0.09~0.37±0.04 mg/g으로 가장 높은 함량을 보였다. 부위별 분석 결과 잎, 줄기, 추대 부위 중 추대부위가 rosmarinic acid (55.22±9.33 mg/g), caffeic acid (0.39±0.03 mg/g), luteolin (1044.89±6.72 ㎍/g)으로 함량이 가장 높게 나타났다. 종합적으로 새싹들깨와 잎들깨에서 기능성 화합물이 가장 증가하는 시기를 확인함으로써 적합한 수확시기 및 부위를 확인하였다. 본 연구는 기능성 소재로서 들깨를 이용하기 위해 새싹들깨와 잎들깨의 적합한 수확시기 및 조건을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Perilla frutescens var. japonica HARA is widely cultivated in Korea for vegetable leaves and oil seeds. Perilla species have been used for food and medicine and are known to contain many functional compounds. In this study, we investigated the functional compound contents of Perilla during its growth stages to analyze the optimal harvest time and conditions. The contents of the Perilla sprouts were analyzed according to culture environment and days of growth. Sprouts grown in soil under natural light conditions showed high rosmarinic acid (23.19±0.16 mg/g) and GABA (0.55±0.05 mg/g) content. Therefore, the results suggest that 6 to 8 days after sowing in soil under natural light conditions was the optimum harvest condition for sprouts. Also, the functional compounds of Perilla were analyzed according to growth stage and plant part. As a result, caffeic acid and rosmarinic acid exhibited the highest content in the stage from vegetative growth to reproductive growth (0.28±0.03 ~ 0.30±0.07 mg/g rosmarinic acid and 20.60±7.02 ~ 19.37±3.18 mg/g caffeic acid), and luteolin and GABA showed the highest content in the reproductive growth stage and in the early stages of vegetative growth, respectively (31.11±2.98 ~ 22.35±1.64 ㎍/g luteolin and 0.42±0.09 ~ 0.37±0.04 mg/g GABA). It was confirmed that the content of caffeic acid (0.34±0.03 mg/g), rosmarinic acid (55.22±9.33 mg/g) and luteolin (1,044.89±6.72 ㎍/g) was the highest during the bolting stage. Overall, we identified the timing of the highest level of functional compounds in the sprouts and mature leaves of Perilla. These results suggest a suitable harvest time and conditions for sprouts and leaves for the use of Perilla as a functional material.

주제어

표/그림 (7)

그림 Fig. 1. Comparison of CA, RA, LT, GABA contents of the PF sprout according to culture environment. (A) Caffeic acid (B) Rosmarinic acid (C) Luteolin (D) GABA. The PF sprouts were cultivated for 10 days. Growth medium and sprout tray were grown in a growth chamber with long-day (16L:8D) conditions at 22℃ and 60% humidity. Soil conditions were grown in a greenhouse. All values are presented as the mean ± SD of triplicate; ND, not detected.
그림 Fig. 2. Changes in CA, RA, LT, GABA contents in the PF sprout at six different growth times. (A) Caffeic acid (B) Rosmarinic acid (C) Luteolin (D) GABA. The PF sprouts were cultivated in a growth chamber for 6 to 16days with long-day (16L:8D) conditions at 22℃ and 60% humidity. All values are presented as the mean ± SD of triplicate; ND, not detected.
표 Table 1. Physiological parameters of Perilla frutescens during the growth stages
그림 Fig. 3. Comparison of Caffeic acid contents of different P.frutescens Parts during the growth stages. (A) Namcheon (B) Bora. Plants were cultivated in pots in a greenhouse for 4 months until it reaches a maximum growth stages. All values are presented as the mean ± SD of triplicate; ND, not detected.
그림 Fig. 4. Comparison of Rosmarinic acid contents of different P. frutescens Parts during the growth stages. (A) Namcheon (B) Bora. Plants were cultivated in pots in a greenhouse for 4 months until it reaches a maximum growth stages. All values are presented as the mean ± SD of triplicate; ND, not detected.
그림 Fig. 5. Comparison of Luteolin contents of different P.frutescens Parts during the growth stages. (A) Namcheon (B) Bora. Plants were cultivated in pots in a greenhouse for 4 months until it reaches a maximum growth stages. All values are presented as the mean ± SD of triplicate; ND, not detected.
그림 Fig. 6. Comparison of GABA contents of different P.frutescens Parts during the growth stages. (A) Namcheon (B) Bora. Plants were cultivated in pots in a greenhouse for 4 months until it reaches a maximum growth stages. All values are presented as the mean ± SD of triplicate; ND, not detected.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 들깨를 식용소재로서가 아닌 기능성 식품소재 및 의약 소재로서 이용하고자 새싹 들깨 및 생장단계별과 부위별로 들깨의 Caffeic acid (CA), Rosmarinic acid (RA), Luteolin (LT), γ-Aminobutyric acid (GABA) 함량 변화를 분석하여 적합한 수확시기와 수확부위를 확인하고자 하였다.

제안 방법

기능성 소재로서 들깨의 최적의 수확시기를 파악하기 위해 성숙한 잎들깨의 생육단계별, 부위별 caffeic acid, rosmarinic acid, luteolin, GABA의 함량변화를 분석하였다. 분석을 위한 남천 들깨와 보라들깨의 생육단계를 영양생장단계는 V (Vege- tative)로 명명하였고, 생식생장단계는 R (Reproductive)로 명명하였다.
기능성 소재로서 새싹들깨의 적합한 배양환경을 파악하기 위해 배양환경에 따른 새싹들깨의 caffeic acid, rosmarinic acid, luteolin, GABA 함량을 비교 분석하였다(Fig. 1).
들깨 분말(0.2 g)에 HPLC grade의 80% Methanol 3 ml을 첨가하여 상온에서 3시간동안 교반하였다. 추출물은 원심분리(9,000 rpm, 8 min, 4℃) 후 상등액을 취하여 0.
새싹들깨를 기능성 소재로서 이용하기 위한 최적의 생육 시기를 파악하기 위해 생육시간에 따른 caffeic acid, rosmarinic acid, luteolin, GABA 함량 변화를 분석하였다(Fig. 2).
들깨는 육묘 판에 파종한 후, 1본엽 전개시 포트에 정식하여 유리 온실에서 재배하였다. 생육단계별 함량변화 분석을 위해 일주일 간격으로 생육단계에 있는 들깨의 잎, 줄기, 추대를 수확하였다. 새싹들깨는 남천들깨를 사용하였으며, MS배지와 새싹재배기에 파종하여 22℃, 상대습도 60%, long-day (16L;8D) 조건의 Growth Chamber에서 재배하였다.

대상 데이터

Namcheon)와 보라 들깨(Perilla frutescens cv. Bora)를 사용하였다. 들깨는 육묘 판에 파종한 후, 1본엽 전개시 포트에 정식하여 유리 온실에서 재배하였다.
Bora)를 사용하였다. 들깨는 육묘 판에 파종한 후, 1본엽 전개시 포트에 정식하여 유리 온실에서 재배하였다. 생육단계별 함량변화 분석을 위해 일주일 간격으로 생육단계에 있는 들깨의 잎, 줄기, 추대를 수확하였다.
생육단계별 함량변화 분석을 위해 일주일 간격으로 생육단계에 있는 들깨의 잎, 줄기, 추대를 수확하였다. 새싹들깨는 남천들깨를 사용하였으며, MS배지와 새싹재배기에 파종하여 22℃, 상대습도 60%, long-day (16L;8D) 조건의 Growth Chamber에서 재배하였다. 배양조건별 새싹들깨는 파종 후 10일에 수확하였고, 생육일수별 새싹들깨는 파종 후 6일에서 18이란 2일 간격으로 수확하였다.

이론/모형

1% formic acid in Water (B)로 사용하였다. 이동상 조건은 등용매용리법을 사용하여 Methanol : 0.1% formic acid in Water = 66 : 34 (V/V) 비율로 분석하였다. 샘플주입량은 10 μl, 컬럼온도는 30℃, 유속은 0.

성능/효과

2). Poly- phenol계 화합물인 caffeic acid와 rosmarinic acid는 파종 후 6일과 8일에서 가장 높은 함량이 검출되었고, 생육일수가 지날수록 서서히 감소하는 현상을 보였다. Caffeic acid는 파종 후 6일에 0.
4A). Rosmarinic acid는 생식생장 이후 서서히 감소하는 경향을 보였다. 부위별 분석결과, 추대부위에서 남천이 55.
결론적으로 들깨의 천연화합물을 기능성소재로서 이용하고자 할때 최적의 수확시기 및 조건은 파종 후 6일에서 8일의 자연광 조건의 새싹들깨가 caffeic acid, rosmarinic acid, GABA 의 함량이 제일 높은 시기로 최적의 수확시기로 여겨진다. 반면 luteolin의 경우 파종 후 8일 이후의 새싹들깨와 생식단계의 추대에서 다량의 luteolin이 분포하여 최적의 수확시기인 것으로 여기진다.
Luteolin은 flavone계열의 화합물로 4 가지 화합물 중 가장 낮은 함량을 보였다. 남천들깨와 보라 들깨를 비교하였을 때, 보라들깨가 남천들깨보다 높은 함량을 함유하고 있는 것으로 확인되었다(Fig. 5B).
6). 남천들깨와 보라들깨를 비교하였을 때, 남천 들깨가 보라들깨보다 GABA 함량이 높은 것으로 확인되었다. 생육단계별 분석결과, 영양생장의 초기 단계인 V3~V6 단계에서 높은 함량이 검출되었다.
3). 남천들깨와 보라들깨를 비교하였을 때, 보라 들깨가 남천들깨보다 rosmarinic acid 함량이 높은 것으로 확인되었다. 생육단계별 분석 결과, rosmarinic acid는 caffeic acid와 유사하게 영양생장에서 생식생장으로 넘어가는 단계인 V7, R1 stage에서 줄기와 잎에 가장 높은 함량을 보였다.
02 mg/g으로 확인되었다. 부위별 분석 결과, 영양생장단계에서는 잎이 줄기에 비해 GABA 함량이 높게 검출되었고, 생식생장이후에는 줄기가 잎에 비해 GABA 함량이 높게 검출되었다.
5B). 부위별 분석결과, 추대부위에서 가장 높은 함량이 검출이 되었다. 남천 추대 부위에서 248.
부위별 분석결과, 추대부위에서 남천이 55.22±9.33 mg/ g, 보라가 31.62±0.00 mg/g으로 가장 높은 rosmarinic acid 함량이 검출되었다.
기능성 소재로서 들깨의 최적의 수확시기를 파악하기 위해 성숙한 잎들깨의 생육단계별, 부위별 caffeic acid, rosmarinic acid, luteolin, GABA의 함량변화를 분석하였다. 분석을 위한 남천 들깨와 보라들깨의 생육단계를 영양생장단계는 V (Vege- tative)로 명명하였고, 생식생장단계는 R (Reproductive)로 명명하였다. 각 단계의 생리적 지표는 Table 1에 표기되어있다.
새싹 틀에서 재배한 새싹들깨에서 caffeic acid 0.22±0.01 mg/g과 luteolin 67.30±29.80 μg/g으로 높은 함량을 나타내었다(Fig
생육단계별 분석 결과, luteolin은 영양생장보다 생식생장단계에서 가장 높은 함량이 검출되었고, 개화 단계인 R2, R3 단계에 남천들깨 잎에서 31.11±2.98 μg/g, 22.35±1.64 μg/g 검출되었고, 보라들깨잎에서 30.74±3.04 μg/g, 17.04±1.42 μg/g으로 가장 높은 함량을 보였다(Fig
남천들깨와 보라들깨를 비교하였을 때, 보라 들깨가 남천들깨보다 rosmarinic acid 함량이 높은 것으로 확인되었다. 생육단계별 분석 결과, rosmarinic acid는 caffeic acid와 유사하게 영양생장에서 생식생장으로 넘어가는 단계인 V7, R1 stage에서 줄기와 잎에 가장 높은 함량을 보였다. V7 단계의 남천들깨 잎에서 20.
남천들깨와 보라들깨를 비교하였을 때, 남천 들깨가 보라들깨보다 GABA 함량이 높은 것으로 확인되었다. 생육단계별 분석결과, 영양생장의 초기 단계인 V3~V6 단계에서 높은 함량이 검출되었다. V3단계 남천들깨의 잎에서 0.
1D). 이러한 결과는 종자의 발아를 시작으로 새싹들깨에서 기능성 화합물의 활성이 증가하며, 새싹들깨 또한 잎들깨와 마찬가지로 높은 영양학적 가치와 기능성을 가지고 있음을 시사한다.
자연광 조건하에서 재배한 새싹들깨에서는 rosmarinic acid 23.19±0.16 mg/g과 GABA 0.55±0.05 mg/g으로 성숙한 들깻잎에서의 로즈마린산과 가바의 함량보다 높은 함량을 나타내었다(Fig

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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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