초록 ▼

○ 연구결과
1. 마가목 추출물의 생리활성 탐색 및 식품개발
마가목 잎, 수피,열매 추출물의 Spore-rec assay와 Ames test에 의한 항돌연변이 활성탐색 결과, 추출물 모두 돌연변이원성을 나타내지 않았으며 열매와 수피의 에탄올 추출물에서 MNNG에 대하여 높은 항동연변이원성을 나타내었다.
인간 암세포주를 이용한 항암효과 실험은 먼저 정상 간세포인 WRL68에 대한 세포독성효과를 검토한 결과, 0.75mg/ml 이하의 농도에서 수피으 물 추출물을 제외하고는 모두 20% 이하으 낮은 세포독성을 나타내어

○ 연구결과
1. 마가목 추출물의 생리활성 탐색 및 식품개발
마가목 잎, 수피,열매 추출물의 Spore-rec assay와 Ames test에 의한 항돌연변이 활성탐색 결과, 추출물 모두 돌연변이원성을 나타내지 않았으며 열매와 수피의 에탄올 추출물에서 MNNG에 대하여 높은 항동연변이원성을 나타내었다.
인간 암세포주를 이용한 항암효과 실험은 먼저 정상 간세포인 WRL68에 대한 세포독성효과를 검토한 결과, 0.75mg/ml 이하의 농도에서 수피으 물 추출물을 제외하고는 모두 20% 이하으 낮은 세포독성을 나타내어 추출물 자체의 세포독성은 낮은 것으로 확인되었다. 인간 폐암세포(A549), 유방암세포(MCF7), 간암세포(HepG2)에 대한 새포독성 결과, 수피의 에탄올 추출물이 폐암세포주인 A549에 대하여 1.0 mg/ml의 농도에서 94%의 가장 높은 암세포 생육억제능을 나타내었으며, 0.75 mg/ml 이상의 농도에서 65% 이상의 생육억제 활성을 나타내었다. 유방암세포주인 MCF7에 대하여서는 0.75 mg/ml이상의 농도에서 58% 이상의 생육억제능을 나타내었으며, 열매의 에탄올 추출물이 1.0 mg/ml의 농도에서 91%의 생육을 억제하였다.간암세포주인 HepG2에 대하여서는 수피와 열매의 추출물들이 0.75 mg/ml 이상의 농도에서 56% 이상의 생육억제 활성을 나타내었다. GST 활성 측정 결과 1mg/ml에서 2.23배 높은 활성을 보였고 혈압 조절에 관여하는 효소인 ACE 활성 측정결과 높은 억제율을 보였고 α-glucosidase 활성측정 결과 최고 84%의 억제율을 나타내었다.
이와 같은 결과에서와 같ㅇ 마가목 잎, 열매, 수피 추출물들은 시료자체의 독성은 낮은 반면 항돌연변이원성 및 암 세포주에 대한 생육억제 활성이 높고 GST, ACE, α-glucosidase 등의 활성을 억제하는 다양한 생리기능을 갖고 있어 아픙로 이들 추출물을 이용한 기능성 식품소재로의 이용 가능성이 높을 것으로 사료된다.
2. 마가목의 영양성분 분석 및 동물실험
가. 마가목의 영양성분 분석
본 실험에서는 마가목의 영양성분 분석과 추출물을 쥐에 급여하여 지질대사 및 항산화 효소활성에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과는 다음과 같다. 열매의 일반분석결과 수분, 지방, 탄수화물, 단백질, 회분이 각각 69.4%, 1.8%, 23.8%, 2%, 3%이였다. 지방산 분석 결과 18:2>18:1>16:0>24:0>22:0 순으로 지방산의 함유량이 많았고, 아미노산의 경우 aspartic acid>glutamic acid>lysine>alanine 순으로 ㅎ마유되어 있었다. 비타민 C와 E의 분석결과 각각 80.9mg/100g, 82.02mg/100g 함유되어 잇었다. 미네랄 분석 결과 potassium이 1238.3mg/100g, calcium 290.8mg/100g, magnesium 111.5mg/100g 순으로 함유되어 있었다.
꽃속의 향기성분 분석 결과 styrene를 비롯한 16개 성분이 검출되었고 배당체의 경우 phenol, anthraquinone, anthranol, nitril, flavonoid, anthocyane glycoside가 확인되었다. 또한 항산화 물질의 동정 결과 분자식(C₂₄H₄₄O₂), 분자량(364061)인 (2,6-dihydroxy-4-[(4-hydrophenyl)peroxy1]benzoic acid)가 확인되엇다.
나. 동물실험
Sprague-Dawley rats 에 동결건조한 마가목 열매의 물과 메탄올 추출물을 식이에 1% 수준으로 첨가하여 4주간 사육한 동물실험 결과, 성장률과 식이섭취량에 있어서 각 군간에 유의적인 차이는 보이지 않았다. 혈청 중의 total cholesterol과 triglyceride 함량은 대조군에 비해 ,마가목 열매의 물과 메탄올 추출물군 모두 유의적으로 감소하였다. HDL-cholesterol 과 phospholipids 및 glucose는 각 군간에 유의적인 차이가 없었다. 간장 중의 triglyceride 함량을 측정한 결과, 대조군에 비해 메탄올추출물군이 유의적으로 감소하였으나 물추출물군은 통계적인 유의성이 없었다. 간장 중의 total cholesterol 함량을 측정한 결과, 물추출물군과 메탄올추출물군이 대조군에 배해 유의적으로 낮았으나 phospholipids 함량은 물추출물군과 메탄올추출물군이 대조군에 배해 약간 증가하였다. 분변량은 각 군간에 유의적인 차이가 없었으나, 담즙산 배설은 물추출물군과 메탄올추출물군이 대조군에 비해 유의적으로 높았다. 항산화 효소 중 glutathione peroxidase 활성은 물과 메탄올추출물 급여군이 대조군에 비해 높았다.
3. 마가목의 표준재배법 확립 및 우량묘 생산
마가목의 표준재배법 확립을 위해 발아율 제고 및 육묘방법을 연구한 결과 다음과 같다. 마가목 종자는 무처리에서 22.6% 정도의 저조한 발아율을 보였으나, BA 200ppm을 20분간 처리에서는 78.9%정도로 발아율이 높았다. 출현율은 상자 육묘와 포트육묘 재배시 93-95%로 높았으며, 49공 포트육묘 재배시 육묘기간 50일 묘에서 근장이 길고 건조근중이 높아 근생육이 양호하게 나타났다. 상자육묘 재배시 육묘 기간이 40일묘에서 초장, 건조엽중이 포트육묘 보다 높았으며, 결과적으로 마가목의 실생육묘시 포트육묘로 50일 재배 후 이식하는 것이 가장 양호하였다. 시비량 설정연구에서 비료의 처리별 생육상황을 확인한 결과 초자의 길이가 가장 긴 것은 232 처리를 한 경우 였고, 경경의 경우 모든 처리에서 차이가 없었다. 비료의 처리별 병해충에 의한 피해주율을 조사한 결과 충해의 경우는 000 처리가, 반점의 경우는 322 처리가, 황화의 경우는 212 처리가 각각 8.3%, 13.9%, 14.8%로 가장 높았다. 우량종묘선발 시험결과 초장은 AP03이 , 경경은 AP06이, 분지수는 AP04가, 분지길이는 AP03이, 분지 높이도 AP03이 가장 우수한 특성을 보였다. 전체적으로 AP03과 AP13이 다른 종묘들에 비하여 초장, 경경, 분지수, 분지길이, 분지높이 등 모든 조사 항목에서 비교적 우수한 생육특성을 보였다. 마가목 육묘시 시비량 설정 연구, 육묘시피복효과 및 전정효과 시험을 수행한 결과 비종에 따른 시비곡선 반응식은 질소 Y=-0.151×2+3.5833×+38.26, 인산 Y=-0.0536×2+1.8753×+44.172, 칼륨 Y=-0.1408×2+2.6209×+50.908으로 시비추천량은 질소 12.6kg/10a, 인산 17.5kg/10a, 칼륨 10.7kg/10a이었다. 피복효과시험에서는 투명비닐 멀칭이 초장의 경우 톱밥 28.4cm, 볏짚 35.4cm, 흑색비닐 39.6cm, 투명 비닐 41.9cm로 나타났고 신초장과 신초경도 같은 경향이었다. 마가목 전정시 초장은 전정 가지유 처리가 52.8cm, 전정 가지무 처리 59.2cm 무전정 가지유 처리 54.7cm, 무전정 가지무 처리 66.3cm 로 나타났다.

Abstract ▼

Conclusions and Recommendation:
1. Development of Functional Product and Screening For Biological Activities of the Extracts from Sorbus commixta Hedl.
This study was investigated on the biologial activities such as mutagenicity, antimutagenicity, anticancer, cytotoxicity, angiotension convert

Conclusions and Recommendation:
1. Development of Functional Product and Screening For Biological Activities of the Extracts from Sorbus commixta Hedl.
This study was investigated on the biologial activities such as mutagenicity, antimutagenicity, anticancer, cytotoxicity, angiotension convertion enzyme, α-glucosidase , glutathione-s-stransferase of the extracts from Sorbus commixta Hedl. Sorbus commixta Hedl were extracted ethanol and then fractionated with chloroform, butanol and water to get active fractions. The result of the mutagnicity test, the extracts of the Sorbus commixta Hedl. did not not show a DNA-damage activity. The result of the Antimutagenicity test were provided that extracts of Sorbus commixta Hedl. showed 43~73% antimutagenic activities which added MNNG. Anial cell lines used anticancer test were A549, MCF7, HePG2, 91% of MCF7 cell growth was inhibited by Sorbus comixta extracts whichfinal concentration was 1mg/ml, 94% of A549 cell growth was inhibited by Sorbus comixta extracts which final concentration was 1mg/ml, 91% of HepG2 cell growth was inhibited by Sorus comixta extracts which final concentration was 1mg/ml, There was a little cytotoxicity on human normal hephatocyte (WRL68), extracts (1mg/ml) showed over 70% survival. The recovery screening of liver functio by using GST showed that specific activities of GST were more increased 2.23 times in adding the Sorbus commixta extracts(1mg/ml) than control. For screening regulate function of blood pressure used ACE, ACE activities which major cause of hypertention were inhibited up to 96% by adding the extracts(1mg/ml). In testing the hypoglycemic activity, 16% of α-glucosidase activity was inhibited for the extracts(1mg/ml). Finally we developed food such as cookies, alcolhol drink, soft drink, tea products using extracts of Sorbus commixta Hedl. Sensory evaluation results showed that developed food had high sensory score
2. Analysis of nutritional component of Sorbus commixta Hedl and Animal study.
This study was carried out to investigate on the nutritinal component and animal study. The analyzing results of general components in fruit contains moisture(69.4%), ash(3.0%), crude lipid(1.8%), crude protein(2.0%) and carbohydrate(23.8%). In case of bark contains moisture(50.3%), ash(4.0%),crude lipid(3.3%), crude protein(3.0%) and carbohydrate(39.4%). The analyzing results of fatty and shows that the major fatty acids have their contents on the order of 18:2>18:1>16:0>24:0>22:0. The analyzing results of amino acid, shows that water extracts have their contents on the order of aspartic acid>glutamic acid>lysine>alanine. The analyzing result of vitamin, the vitamin C and E content are 80.9 mg/100g, 82.02 mg/100g, respectively. The analyzing results of mineral, the content of potassine is 1,238.3 mg/100g, sodium 7.5 mg/100g, calcium 290.8 mg/100g, magnesium 111.5 mg/100g, phosphrus 27.6 mg/100g, in fruits. Volatile components in flowers of Sorbus commixta Hedl. W. Seventeen volatile components such on stytene, benzaldehyde, benzyl alcohol,m benzeneacetonitrile, nonanal, phenylethyl alcohol, para-anisaldehyde, phenol methoxy-5-(1_propenyl)-, benzoic acid 2-methoxy-, 2,5-cyclohexadiene-1,4-dione, phenol 2,6-bis(1,1-dimehylethyl)-4-methyl-, farnesol, hexadecanoic acid, tricosane, hexadecanoic acid, buty1 ester, hexacosane, hexanedioic acid, dioctyl ester were identified by GC-MS.
The analyzing results of glycoside, phenol glycoside, anthraquinone glycoside, anthranol glycoside, nitril glycoside, flavonoid glycoside, anthocyane glycoside terpenoid, alkaloid were detected. The analyzing result of ¹³C-NMR, ¹H-NMR and mass spectrum, molecular formula(C₂₄H₄₄O₂), molecular weight (364.61), IUPAC name(2, 6-dihydroxy-4-[(4-hydrophenyl)peroxyl]benzoic acid) was identified. The results fo animal study, food intake, weight gain and liver weight were not shown in meaningfull difference among the groups. The concentration of serum triglyceride and total cholesterol were significantly decreased in WE and MeOH group compared to control group. Serum HDL-cholesterol, phospholipids and glucose contents were slightly lower in WE and MeOH group than control group. The levels of liver triglyceride was significantly decreased in MeOH group compared to control group. The levels of total cholesterol and phospholipids in liveer were significantly lower in WE and MeOH group than control group . Fecal bile acid excretion were higer WE and MeOH groups than control group Cytosolic enzyme activitiy such as glutathion peroxidase was significantly increased in WE and MeOH group compared to control group.
3. Development of mass production of Sorbus comixta Hedl.
This study was conducted to develope the mass production of Sorbus commixta Hedl The results of the germination rate enhancement effect and the growing seedling method on Sorbus commixta Hedl. are follows. The optimum temperature of stratificaion and germination of mountain ash was 5℃ the seed germination rate in wet stratification with sand at 5℃ for 90 days was 22.6% and thw highest germination of 78.9% was observed when seed was soaked in BA 200ppm for 20 minute after stratification for 90 days at 5℃. The highest germination of large chinese hawthorn was 11.1% when seed was soaked BA 50ppm for 20 minute after stratification 90 days at 5℃. Emergence rario in box rasing seeding and pot seedling showed high, 93 and 95%. Root length and dry root weight in pot seedling for 50 days showed higher than that of direct seedling and box rasing seedling. Plant height and dry leaf weight in box rasing seedling showed higher than that of pot seedling and direct seedling. The growth increament of seedling was high between 40 days and 50 days after seedling. The excellence seedling of mountain ash was produced in pot seedling for 50 days. The excellence seedling of mountain ash was produced in pot seedling for 50 days. The results of the studies on the fertilizer requirement, mulching effect, and pruning effect for the growth of Sorbus commixta HEDL in the cultivation field were performed. Reaction formular for each different fertilizer is as follow Nitrogen, Y=-0.151×2+3.5833×+38.26, Phosphate, Y=-0.0536×2+1.8753×+44.172, and Potassium, Y=-0.1408×2+2.6209×+50.908 Recommended amount of fertilizer is 12.6kg/10a, 17.5kg/10a, and 10.7kg/10a for Nitrogen, Phosphate, and Potassium, respectively. In the mulching effect tests, it was found that plant length was 27.4cm, 35.4cm, 39.6cm, and 41.9cm in sawdust mulching, rice straw mulching, black non-transparent vinyl mulching, and transparent vinyl mulching, respectively. Transparent mulching also showed the best results in length and diameter of newly emerged plants. In the pruning effect tests, it was found that plant length was 52.8cm, 59.2cm, 54.7cm, and 66.3cm for pruned and branched, pruned and no-branched, no pruned and branched, and no pruned and no-branched. The results of the mass production are as follow In order to determine the effect of fertlizer for optimum plant growth, different types of fertilizers were treated. As a result, treatment 232 resulted in the highest plant length compared to others, and all the treatment did not show any difference in plant stem diameter. In order to determine the effect of fertilizer for pest and desease occurrence, different types of fertilizers were treated. Treatment 000 resulted in the highest pest infection rate of 8.3%, treatment 322 resulted in the highest spot occurrence rate of 13.9%, and treatment 212 resulted in the highest yellowing rate of 14.8%. In the selection for high quality seedlings, AP03 , AP06, AP04, AP03 and AP09, and AP03 showed the highest values of 165, 1.5, 1., 87, and 36 in plalnt length, stem diameter, number of branch, length of branch, and the hight of branch, respectively. As a result, AP03 and AP13 showed the best quality in all the measured items.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• Summary ... 10
• Contents ... 16
• 목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 24
• 제 1 절 연구개발의 목적과 범위 ... 24
• 1. 연구의 목적 ... 24
• 2. 연구개발 내용 및 범위 ... 24
• 가. 마가목 추출물의 생리활성 탐색 및 식품제조 ... 24
• 나. 마가목의 영양성분 분석 및 동물실험 ... 25
• 다. 마가목의 표준재배법 확립 및 우량묘 생산 ... 25
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 26
• 1. 기술적 측면 ... 26
• 2. 경제·산업적 측면 ... 26
• 3. 사회·문화적 측면 ... 27
• 제 2 장 국내·외 연구동향 ... 28
• 1. 관련기술의 현황 ... 28
• 2. 향후전망 ... 28
• 제 3 장 마가목 추출물의 생리활성 탐색 ... 29
• 제 1 절 서설 ... 29
• 제 2 절 연구내용 및 방법 ... 31
• 1. 추출물 및 분획물의 조제 ... 31
• 가. 추출물의 조제 ... 31
• 나. 분획물의 조제 ... 31
• 2. 항 돌연변이원성 탐색 ... 31
• 가. Bacillus subilis의 spore rec-assay를 이용한 항돌연변이원성의 측정 ... 31
• 나. Ames-test를 이용한 항돌연변이원성 측정 ... 32
• 3. 항암 활성 측정 ... 33
• 가. 세포주 및 생육배지 ... 33
• 나. SRB 방법 ... 33
• 4. 세포 독성 측정 ... 34
• 5. GST 활성 측정 ... 34
• 6. ACE 활성 측정 ... 34
• 7. α-glucosidase 활성 측정 ... 35
• 8. 마가목 추출물을 이용한 기능성 식품 소재 관련 기술 개발 ... 35
• 9. 마가목 추출물의 이용한 식품제조 ... 35
• 가. 다류 제품 개발 ... 35
• 나. 음료개발 ... 36
• 다. 주류 제품 개발 ... 36
• 라. 쿠키 개발 ... 37
• 마. 시제품에 대한 관능검사 ... 40
• 제 3 절 결과 및 고찰 ... 41
• 1. 추출물의 수율 ... 41
• 2. 마가목 추출물의 항돌연변이성 탐색 ... 43
• 가. Spore-rec Assay를 이용한 항돌연변이인성 실험 ... 43
• 나. Ames test를 이용한 항돌연변이원성 실험 ... 43
• 3. 마가목 추출물의 항암 활성 실험 ... 48
• 4. 분획물의 수율 및 분획물의 항암, ACE, α-glucosidase, GST 활성 측정 결과 ... 53
• 가. 분획물의 수율 ... 53
• 나. 항암 활성 효과 ... 53
• 다. 세포독성 ... 54
• 라. ACE 억제 활성 탐색 ... 61
• 마. Glutathione S-transferase 활성 측정 ... 61
• 바. α-glucosidase 억제 활성 탐색 ... 61
• 5. 마가목 추출물을 이용한 식품개발 ... 65
• 가. 다류, 음료, 주류, 쿠키(파이) 시제품 개발 ... 65
• 나. 관능검사 ... 67
• 제 4 장 마가목의 영양성분 분석 ... 69
• 제 1 절 서설 ... 69
• 제 2 절 연구내용 및 방법 ... 70
• 1. 마가목, 수피, 열매의 일반성분 분석 ... 70
• 2. 마가목 열매와 수피의 지방산 분석 ... 70
• 3. 마가목 열매와 수피 추출물의 아미노산 분석 ... 70
• 4. 마가목 열매의 비타민C 및 E 분석 ... 73
• 5. 무기물 분석 ... 73
• 6. 마가목 꽃의 향기성분 분석 ... 73
• 7. 배당체 정성분석 ... 75
• 8. In vitro에서의 항산화 효과 실험 ... 76
• 9. 항산화 물질의 분리 및 구조 확인 ... 76
• 가. 추출 및 유기용매에 의한 분획 분리 ... 76
• 나. Sephadex LH-20을 이용한 항산화 물질의 분리 ... 76
• 다. Prep-HPLC에 의 한 flavonoid의 분리 ... 77
• 라. Mass 및 NMR 분석 ... 77
• 10. 마가목 추출물의 효능검증(동물실험) ... 78
• 가. 식이의 재료와 조제 ... 78
• 나. 실험동물 사육 ... 78
• 다. 시료의 채취 ... 78
• 라. 미토콘드리아 및 cytosol의 분리 ... 80
• 마. 혈청 및 간장중의 지질함량 분석 ... 80
• 바. 분변 중의 담즙산 분석 ... 80
• 사. 마가목 열매 추출물의 in vivo 항산화 효소계 활성 축정(간장) ... 80
• 아. 단백질 정량 ... 81
• 자. 통계처리 ... 81
• 제 3 절 결과 및 고찰 ... 83
• 1. 마가목, 잎, 줄기, 열매로부터 추출물의 수율 ... 83
• 2. 마가목 열매 및 수피의 일반성분 분석 ... 83
• 3. 마가목 열매와 수피의 지방산 분석 ... 83
• 4. 마가목 추출물의 amino acid 분석 ... 87
• 5. 마가목 열매의 비타민C 및 E 분석 ... 92
• 6. 마가목 열매의 무기물 함량 ... 92
• 7. 마가목 꽃의 향기성분 분석 ... 95
• 8. 배당체의 정성분석 ... 95
• 9. 마가목 열매 추출물의 in vitro 항산화 활성 ... 99
• 10. 항산화 물질 분리 및 구조 확인 ... 99
• 11. 동물실험 ... 105
• 가. 성장률 ... 105
• 나. 혈청중의 지질함량 측정 ... 105
• 다. 간장중의 지질함량 측정 ... 106
• 라. 분변량 및 분변 중의 담즙산 배설 ... 115
• 마. 항산화 효소계 활성 측정(간장) ... 115
• 바. 간장조직의 지질과산화 분석 ... 121
• 제 5 장 마가목의 우량묘 대량생산법 ... 124
• 제 1 절 서설 ... 124
• 제 2 절 연구내용 및 방법 ... 125
• 1. 우량묘의 대량 배양기술 개발 ... 125
• 가. 마가목 種子의 發芽條件 ... 125
• 나. 마가목의 實生 育苗技術 ... 126
• 다. 시비량 설정시험 ... 126
• 라. 피복효과 시험 ... 126
• 마. 전정효과 시험 ... 127
• 바. 병해충 조사 ... 127
• 사. 우량묘 선발 ... 127
• 제 2 절 결과 및 고찰 ... 128
• 1. 마가목과 종자의 發芽率 提高 ... 128
• 가. 층적온도 및 발아온도에 따른 발아특성 ... 128
• 나. 저장방법에 의한 발아율의 변화 ... 131
• 다. 화학약품 처리가 마가목 종자 발아에 미치는 영향 ... 131
• 라. 생장조절제 처리가 마가목 종자 발아에 미치는 영향 ... 134
• 2. 마가목의 實生 育苗技術 ... 136
• 가. 육묘방법별 출현기 및 출현율 ... 136
• 나. 육묘방법별 생육량 변화 ... 136
• 3. 마가목의 표준재배법 ... 143
• 가. 시비량 설정연구 ... 143
• 나. 피복효과 시험 ... 148
• 다. 전정 효과시험 ... 151
• 라. 병해충 조사 ... 151
• 마. 우량묘 선발 ... 151
• 제 6 장 목표 달성 및 관련 분야에의 기여도 ... 157
• 제 7 장 연구 개발결과의 활용계획 ... 158
• 제 8 장 참고 문헌 ... 159
• 끝페이지 ... 163