초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
가. 좀부들
우리나라 전역에 드물게 분포하는 종류로 줄기와 rhizome의 생산량은 애기부들에 비해 많았으나 잎은 좁고 키가 작으나 부드러우며 사료적 가치가 있으나 사료적 기호성은 적었다. 꽃대의 크기 및 땅속줄기의 직경은 5~6mm로 굵기가 가장 작아 salad를 이용한 식용적 이용가치는 작은 것으로 보였다. 특히 이삭의 크기가 세 종류중 가장 작았으며 야외에서 채취된 꽃가루의 생산량 비교에서도 애기부들의 1/4~1/5밖에 미치지 않아 꽃가루의 생산에서도

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발 결과
가. 좀부들
우리나라 전역에 드물게 분포하는 종류로 줄기와 rhizome의 생산량은 애기부들에 비해 많았으나 잎은 좁고 키가 작으나 부드러우며 사료적 가치가 있으나 사료적 기호성은 적었다. 꽃대의 크기 및 땅속줄기의 직경은 5~6mm로 굵기가 가장 작아 salad를 이용한 식용적 이용가치는 작은 것으로 보였다. 특히 이삭의 크기가 세 종류중 가장 작았으며 야외에서 채취된 꽃가루의 생산량 비교에서도 애기부들의 1/4~1/5밖에 미치지 않아 꽃가루의 생산에서도 불리하였다. Biomass를 연료로 이용할 경우의 이용효율은 애기부들과 큰부들에 비해 높았다. 따라서 경제작물로서의 재배적 이용가치는 애기부들 및 큰 부들에 비해 낮으나 biomass를 연료 및 기타의 가공품으로 이용할 수 있을 것으로 판단되었다.
나. 애기부들
우리나라에 가장 많이 자생하는 재배시험에서는 좀부들 및 큰부들에 비해 생산량이 작은 것으로 나타났다. 잎은 좀부들이나 큰부들에 비해 두껍고 억센 재질감을 보이며 사료의 이용도 적합하지 않아 공예품의 이용 또는 펄프의 재료로 사용하는 것이 바람직할 것으로 보였다. 그러나 어린시기의 꽃대의 salad 이용 부위는 야외에서 6월 초순에 개체당 길이 15~30cm(15~30g)까지의 식용가용부위를 채취할 수 있었다. 꽃가루 역시 정제된 것을 개체당 0.7~1.5g정도까지 채취할 수 있었다. 실험재배에서 정식 2년째에는 평방미터당 60개정도가 꽃대를 형성하는 것을 관찰할 수 있었다. salad의 맛은 약한 오이냄새 비슷한 향을 갖고 담백한 특징이 있었다. 암술의 꽃꽂이 이용은
타 종류에 비해 애기부들의 모양이 가장 좋았으며 채취시기에 따라 다양한 크기의 재료를 얻을 수 있었다. 또한 야외에서는 8월 초순 이전에 채취할 경우에는 실내에 오래 방치하여도 솜털이 붙어있는 씨앗이 비산하지 않고 다음해에도 그 모양을 유지하였다. 그러나 꽃가루 수확을 위하여 수술을 채취한 경우에는 수정이 균일하게 일어나지 못하여 암술대의 표면이 똑 고르지 못한 양상을 보였다. Rhizome의 이용가치는 큰부들과 비슷하였다.
다. 큰부들
우리니라에서는 자생지를 발견하지 못했으나 1년의 재배결과는 좀부들 및 애기부들에 비해 biomass의 생산량이 많았다. 잎은 세 종류 중 가장 넓고 길었으며 애기부들에 비해 부드러운 특징을 갖고 있어 사료가치도 컸다. 파종 당년에 화아분화되어 개화하는 개체도 있었으며 애기부들이나 좀부들에 비해 salad이용 부위가 가장 많이 수확되었고 향이 짙은 특성을 보였다. 꽃대의 모양은 좀부들과 비슷하게 수술과 암술이 떨어져 있지 않고 밀접해 있는 상태였으며 수술의 길이는 애기부들에 비해 아주 짧았으나 직경이 커 꽃가루의 양이 애기부들과 비슷하고 채취하기도 쉬웠다. 지하경의 굵기는 직경 16-19mm 에 달하고 생산량도 가장 많은 것으로 나타나 사료 및 식용으로 이용할 수 있는 가능성이 큰 것을 관찰할 수 있었다. 또한 큰부들은 다른 종류에 비해 포장재배 상태에서 11월 중순경까지 푸르름을 유지하고 있어 수질정화 식물로 이용할 수 있는 가능성이 다른 부들에 비해 더 큰 것으로 나타났다.
1) 부들종자는 20℃에 비해 25℃와 30℃에서 더 좋은 발아율을 보였고, 그리고 약광보다 강광하에서 좋은 발아율을 보였다. NaOCl용액(4% available chlorine)처리는 낮은 온도 및 약광에서의 발아를 크게 촉진시켰다. 좀부들 종자에 비해 애기부들종자가 낮은 온도 및 약광에서의 발아율이 더 좋은 것으로 나타났다.
2) 복합비료(N:P:K=11:17:17)를 수도작 기준(26kg/10a)으로 시비하였을 때 시비량이 1.5배까지 생육이 증가하였으나 2배인 경우 오히려 생육이 감소되었다. 재식밀도가 높고 시비량이 많을 경우 오히려 지상부 biomass의 생산량은 감소되는 경향이었다. 그러나 재식연도가 높아질수록 시비량에 의한 차이는 나타나지 않는 것으로 보아 무비재배도 가능할 것으로 보인다. 겨울철 야간 온도가 10℃로 유지되는 경우 애기부들의 생육은 가능하였고 20℃이상일 경우에는 생육이 활발하였다.
3) 부들은 이식한 이듬해에 개화를 하였다. 화분의 생산량은 재배초기엔 비료의 시비량이 많을수록 증가되었으나 재식밀도가 높고 시비량이 많은 경우 다소 감소되는 경향을 보였다. 재식연수가 높아질수록 시비량에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.
4) 부들 종류에 따른 생육비교 실험에서는 큰부들의 biomass의 양이 가장 많았고 고 활발하게 자랐고, 그 다음에 애기부들, 좀부들의 순이었다. 좀부들이 생육이 왜소한 반면에 다른 종류보다는 shoot의 발생수가 상당히 많았다. 지상부의 전체 건물중을 비교했을 때에는 좀부들이 애기부들보다 높은 것으로 나타났다.
5) 부들의 shoot수는 물 수위가 낮을수록 증가하는 경향이었으며 shoot의 길이는 비슷하였다. 큰부들의 경우 잎수가 16cm의 수위에서 증가되는 경향을 보였다. 지상부 생산량은 좀부들은 수위에 관계없이 비슷하고 애기부들은 깊을수록 낮아졌으며 큰부들은 수위가 8cm이하의 낮은 곳에서는 감소하였다.
6) 분얼지의 이식에 비해 묘의 이식이 활착이 좋고 초기 생육이 우수한 것으로 나타났다. 부들묘는 윗부분을 어느 정도 제거하여 수분이 마르지 않게 보존할 경우 이듬해 봄에 묘로 사용할 수 있었다.
7) 좀부들과 애기부들은 9월 20일에 황색으로 변화하기 시작해서 12월에는 전부 황색으로 변해서 고사된 상태를 보였으나 큰부들의 경우 12월 초순까지도 계속 녹색을 유지하여 큰부들의 내한성이 좀부들, 애기부들보다는 강하였다.
8) 수술의 꽃가루 채취 시기는 6월에서 7월 사이였고, 좀부들은 11일, 애기부들은 15일, 큰부들은 29일로 큰부들에서 가장 오랜 기간 꽃가루를 채취할 수 있었다. 단위면적당 화분생산량은 좀부들이 30.71~53.57gㆍm-2, 큰부들이 34.46~107.68gㆍm-2으로 큰부들이 가장 많았고, 애기부들에서 3년차부터는 단위면적당 생산량이 무시비구에서도 시비구와 비슷하게 수확되는 것을 볼 수 있었고, 3년차 화분 생산량보다 4년차에서 3배 정도 증가되었다. 화분의 수집은 화분이 비산하기 전 수술 부위만을 채취하여 50℃이상에서 건조 후에 정선하는 것이 유리하였다.
9) 부들에서 salad의 이용부분은 화아분화가 이루어져 꽃대가 신장한 개체에서 많은 것으로 나타났다. 시비량이 많을수록 이용부위의 길이와 무게가 높아졌다. salad 부위의 생산기간이 7일 정도로 비교적 짧았고, 채취시간 경과시 기부에서부터 경화되어 수량이 감소하므로 5월말에 채취하는 것이 가장 좋았다. 엽초를 제거하지 않고 저장할 경우 4℃에서 2주간 가능하였고, 5℃에서 한달간 저장할 경우 50%정도 이용이 능하였다.
10) 암술대의 이용은 좀부들이나 애기부들이나 경우 8월초까지의 수확에서는 1년 이상 보관되어도 솜털이 분리되는 경우가 없었다. 큰부들의 경우는 암술대의 크기가 너무 커서 관상적 가치가 적어 보였다. 수확량은 좀부들에서 가장 많은 분얼과 화아분화가 일어났다. 저장시 5℃에서는 잎의 푸르름이 25일 정도 지속되었으나 25℃의 상온에서는 4-5일 밖에 지속되지 못하였다. 암술대의 경우에서 암술 자체는 1개월이 지나도 별다른 변화를 찾아볼 수 없었으나 꽃대의 색깔이 황화되어 미관이 다소 떨어지는 경향을 보였다. 꽃대의 갈변은 온도가 높아질수록 쉽게 갈변하였고 큰부들에서 갈변이 더 쉽게 일어나는 현상을 보였다. 5℃의 저장에서 7월말에 채취했을 경우가 8월말에 채취했을 경우보다 암술대의 상태가 좋은 것으로 보아 8월 이후의 늦은 수확은 저장기간을 단축할 것이라 보인다.
11) 부들 biomass의 펄프이용 가능성은 목재에 비해 수율이 낮은 편이었으나 양질의 펄프로 확인되었고 연소 열량은 볏집에 비해 다소 높은 것으로 나타났다. 따라서 부들의 재배는 수질정화는 물론 식품재료의 이용, biomass의 활용등에 많은 이점을 가지고 있어 농가에서 휴경답을 이용한 새로운 소득작물로 재배를 권장할 필요가 있다고 판단된다.
12) 단백질의 함량은 잎과 지하경과 있어서 애기부들이 제일 높았고 지방의 함량은 큰 부들이 제일 높았으며 섬유소의 함량은 줄기와 잎에서 높았고 지하경에서 낮게 나타났다. 유리아미노산의 함량은 부위별로 심한 차이를 나타내었고 뿌리가 가장 높았으며 화분, 잎, 줄기 순이었다. 애기부들의 뿌리에서는 asparagine, cystine, aspartic acid 순이었고 화분에서는 glutamic acid, glutamine의 순이었다,
13) 무기물 함량은 부위별로 매우 달라 좀부들의 지하경에는 갈륨이 높았고 뿌리는 칼슘의 함량이 더 높았다. 큰부들의 부위별 무기물 함량은 칼륨이 대부분을 차지하였고 칼슘이 상대적으로 적었으며 좀부들에는 칼륨과 칼슘의 순이었다.
14) 부들 품종에 따른 부위별 중금속 함량을 조사한 결과 Cr, Ni은 좀부들이나 큰부들이 애기부들에 비하여 매우 높았으며 Cd은 다른 중금속에 비하여 매우 낮았으며 좀부들이 큰부들이나 애기 부들에 비하여 매우 높았다.
15) 애기부들 화분의 유리당 함량은 38%로서 감미가 매우 높았고 특히 과당의 함량이 높았다. 부들 화분의 지방산 조성은 linoleic, palmitic, oleic, linolenic acid 순으로서 품종간에 큰 차이는 인정되지 않았으며 docosadienoic, eicosaenoic, eicosadienoic acid는 품종간에 차이가 크게 나타났고 불포화지방산은 67.2-76.0%로서 매우 높았다.
16) 부들화분의 총 유리아미노산 함량은 애기부들이 1,923mg%, 좀부들이 907mg%, 큰부들이 333mg%로서 품종간에 큰 차이를 나타내었고 유리아미노산의 조성은 모든 품종이 GABA, alanine, glutamic acid, proline의 순이었다. 부들 shoot의 총 유리아미노산은 좀부들이 277mg%, 애기부들이 121mg%이었으며 면역활성을 높여주고 혈압강하 활성이 높다고 알려진 GABA함량이 50% 이상을 점하고 있어 매우 유용한 기능성 식품 소재로 판단된다.
17) 부들 shoot는 성분, 조직감, 식미 등이 양상추 등과 비슷하여 복합샐러드로 이용하면 좋을 것이다. 부들수술이 개약하기 직전 채취된 애기부들의 어린 꽃대는 백색으로 부드럽고 담백한 맛을 내는 특징이 있었으며 4C에서의 저장은 일반의 salad용 반 가공 식품에서 나타내는 갈색의 발현이 자른 부분과 상처부분에 나타나는 특징이 있었다.
18) 애기부들 화분의 입도분포는 16.0-23.3㎛의 것이 60% 이상이었으며 좀부들은 19.7-23.3㎛ 의 것이 가장 많았고 큰부들은 27.6-32.8㎛의 것이 가장 많았다. 부들화분 중의 flavonoid 는 quercetin이 169-186 mg%로서 대부분을 차지하였고 rutin이 9.4-14.7mg%이었다.
19) 대두유에 대한 화분 추출물을 첨가하여 60Cdptj 저장하였을 때 무첨가구의 과산화물가는 2일째부터 변화하기 시작하였으며 화분 추출물 첨가 구에서는 4일부터 변화하기 시작하여 10일 경과 후에는 무 첨가구 173, 좀부들 139, 큰부들 115, 애기부들 100으로 나타났다.
20) 부들화분과 청국장추출물의 혈전 용해능은 증류수로 추출한 것이 유기용매로 추출한 것보다 두드러지게 높게 나타났고 일반적으로 효소가 파괴되지 않는 범위의 45℃에서 추출한 추출물이 활성이 가장높게 나타났다.
21) 부들 화분을 빵, 다식, 쿠키제조 시에 소재로 이용하였을 때 색도나 관능면에서 매우 우수하였다. 부들 뿌리의 전분 함량은 품종에 따라 차이는 있지만 약 30%로서 그 함량이 적어 전분 제조 소재로 이용하기에는 어려움이 있었으며 전분 입자가 적고 제조 과정 중 착색이 심하여 전분을 제조하는데 문제가 있었으므로 다른 각도에서 이용성을 검토해야할 필요가 있다.
22) 부들화분을 약용주 제조에 첨가하여 발효하였을 때 발효속도는 약간 늦었으나 색도나 혈전 용해능은 우수하여 기능성 약용주로서 가치가 있었다. 화분의 이용성을 높이기 위하여 25C에서 BK배지에서 발아시켰을 때 호반 외벽이 붕괴되어 이용성이 높아졌으며 나노분쇄에 의하여 화분을 초미세화 함으로써 capsule제품을 만들어 이용하면 혈전용해능을 갖는 기능성 식품이 될 수 있을 것이다.
2. 연구결과의 활용에 대한 건의
1) 부들은 우리나라에 자생하는 식물로서 수분만 충분하게 공급된다면 초기 생육을 제외한 전 기간에 제초작업이 필요 없이 조방적으로 재배할 수 있고 꽃가루의 생산량이 어느 식물 보다 많기 때문에 휴경 답을 이용한 농가소득 작물로 개발할 수 있는 홍보 지도가 필요하다.
2) 부들은 영년생 작물로서 일단 포장이 조성되면 매년 새로운 shoot가 생성되기 때문에 재배비용이 적게 들고 식물체 각 부위의 식품이용과 기능성 식품으로의 개발 가능성이 크기 때문에 새로운 재배작물로 소개할 필요가 있다.
3) 부들을 이용한 수질정화 효과를 높이기 위해 마을 또는 폐수배출 단위마다 저류지 및 인공습지를 만들어 부들식재 floating mat를 이용한 표준 수질정화 시스템을 개발하여 권장할 필요가 있다.
4) 부들 biomass의 직접 연료이용, biogas생산, 펄프 이용 등에 대한 연구개발을 더 확대시켜 진행할 필요가 있다.
5) 새로운 작물로 개발하기 위해서는 부들 shoot, 지하부, 화분 등의 가공식품 개발에 연구가 더 진행될 수 있도록 지원이 필요하다.

Abstract ▼

IV. Results of Research and Proposition for Application
Results of Research
project 1: investigation on pharmaceutically-ative components of Orostachys japonicus A. Berger
Content of pharmaceutically-ative components
The content of four polyphenols-4-hydroxybenzoic acid (1), 3,4-dihydrox

IV. Results of Research and Proposition for Application
Results of Research
project 1: investigation on pharmaceutically-ative components of Orostachys japonicus A. Berger
Content of pharmaceutically-ative components
The content of four polyphenols-4-hydroxybenzoic acid (1), 3,4-dihydroxybenzoic acid (2), gallic acid (3) and methyl gallage (4), two flavonol aglycones-kaempferol (5) and quercetin (6), and five flavonol glycosides-kaempferol-3-O-β-D-glucoside (7), kaempferol-3-O-β-D-galactoside (8), kaempferol-3-O-α-L-rhamnoside (9), quercetin-3-O-β-D-glucoside (11), quercetin-3-O-α-L-rhamnoside (12) from Orostachys japonicus A. Bergers grown under from night-break and day-length controlled experiments was estimated and compared with those in the wild ones. No significant difference was found in the content of the polyphenols and polyphenol glycosides between the cultivated Orostachys japonicus A. Bergers and the wild ones. The amount of the phenolic acids 1-4 and the flavonol aglycones 5, 6 and flavonol glycosides 7-9, 11 and 12 were increased with increasing light irradiation under both the night-break and day-length control conditions. It was disclosed that the cultivation conditions such as the night-break and the day-length control were not adversely affect the production of phenolic acids and flavonols in Orostachys japonicus A. Bergers.
The content of two steroids-campesterol (15) and β-sitosterol (16), and four triterpenes-taraxetrone (19), β-amyrin (20), (-)-friedelin (21), glutinol (22) in the Orostachys japonicus A. Bergers cultivated under various conditions was estimated and compared with those in the wild one. The production of the investigated steroids and triterpenes dose not dependent on the amount of the added light as well as the amount and the variety of fertilization. No significant difference was found in the content of the steroids 15 and 16, and the triterpenes 19-22 between the cultivated Orostachys japonicus A. Bergers and the wild ones. From viewpoint of the content of the steroids 15 and 16, and the triterpenes 19-22 the quality of cultivated Orostachys japonicus A. Bergers is not inferior to the wild ones.
Biological activity
Changes in the contents of total phenolic compounds in Orostachys japonicus A. Bergers as well as their antioxidant capacity according to the control of night-break, day-length control, variation in luminosity and fertilizer used were examined The results were compared with those obtained from wild ones. The contents of the total phenolic compounds in the plants roughly proportional to the increasing level of irradiation and nitrogen fertilization. The total content of phenolic compounds in the wild plants was slightly higher than those cultivated under various conditions. The antioxidant capacities of the plants were increased roughly with increasing level of irradiation and nitrogen fertilization. Overall, the total content of phenolic compounds of the plants and their antioxidant capacity were not significantly affected by the amount of phosphorus and potassium fertilizers used. The extract of the methanol of the plant showed the minimum inhibitory concentration of 1.25 - 2.5 mg/ml over five gram (+) bacteria. When gastric cancer, cells mkn 28 was treated by mixture of the extract, cisplatin and taxol, anticancer effect that destroyed the cancer cells more than 80% was observed.
Project 2: establishment of round-year cultivation for Orostachys japonicus A. Berger
It is a short day plant bloomed in fall and died. Its herbaceous products are converged on the time to reduce the farmer's profit. The study was done to establish its year-round cultivation under 2 hour night-break treatment resulted from our previous experiments to change its harvest time. Herbaceous yield related to the farmer's profit was increased with transplantation of larger seedlings during late June, longer than 13 hour daylength, higher than 20℃, or less shading. The yield was little influenced by fertilization of nitrogen, phosphorus and potassium compared to cereal crops. Especially increment of nitrogen fertilization resulted in reduction of its growth but increment of withering rate. Its year-round cultivation was summarized as its seedlings transplanted as larger as possible were grown under 2 hour night-break treatment since June and maintained above higher than 20℃ during winter season, which was cultured without bolting and flowering of its florets to early March.
Proposition for Application
It has been demonstrated that the content of the biologically-active substances and biological activity of Orostachys japonicus A. Bergers grown under the round-year cultivation are not inferior to those of the wild ones. Since the plants exhibited anti-oxidant activity compared to that of either ascorbic acid or BHT, it could utilize for the purpose of the suppression of diseases caused by a biological oxidation. In addition, the plants showed a significant antimicrobial activity and anticancer effect on the cell of stomach cancer. These results may be utilized as basic data which the authority recommends the round-year cultivation of the plants. The round-year cultivation will expand the breadth of sending out the plants to market and stabilize the price, resulting the increase of the added value. The present study should be followed by further research on manufacturing health promoting foods and/or new medicines.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 목적 ... 12
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 15
• 제3절 연구개발의 범위 ... 16
• 제2장 국내외 기술개발현황 ... 17
• 제1절 국내외 관련기술의 현황 ... 17
• 제2절 관련기술의 문제점 ... 18
• 제3절 앞으로의 전망 ... 19
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 21
• 제1절 제 1 세부과제 ... 21
• 1. 실험 ... 21
• 2. 연구 내용 및 결과 ... 26
• 제2절 바위솔의 주년재배 체계확립 ... 45
• 1. 서론 ... 45
• 2. 재료 및 방법 ... 48
• 3. 연구내용 및 결과 ... 53
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 92
• 제1절 목표 달성도 ... 92
• 제2절 관련분야 기여도 ... 93
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 95
• 제1절 추가연구의 필요성 ... 95
• 제2절 타 사업에의 응용 ... 95
• 제3절 기업화 추진방향 ... 97
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 98
• 제7장 참고문헌 ... 99
• 끝페이지 ... 105