KR101815903B1 - 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법 및 이에 의해 유효 성분 함량이 증대된 식물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법 및 이에 의해 유효 성분 함량이 증대된 식물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분, 또는 클로로겐산을 생성하는 식물의 잎에 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리하는 단계를 포함하는, 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법; 및 이러한 방법을 이용하여 플라보노이드계 유효 성분의 함량이 증대된, 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 식물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법 및 이에 의해 유효 성분 함량이 증대된 식물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라보노이드, 이의 유도체, 클로로겐산 등의 유효 성분을 생성하는 식물에 있어서 이들 함량을 증대하는 방법 및 이러한 방법에 의해 유효 성분의 함량이 증대된 식물에 관한 것이다.
식물의 이차 대사 물질들은 식물의 발달, 생리, 자기 방어, 생태적 상호 작용 등의 기능을 하고 있으며, 특히 각종 질병의 예방과 치료, 병원균과 곰팡이들의 번식을 억제하거나 사멸시키는 약리적 효능을 가지고 있다고 알려져 있다.
한편, 센티페드그라스 추출물인 메이신 및 그 유도체들은 우수한 약리적 효능을 갖고 있다고 알려져 있으나, 이와 같은 대부분의 이차 대사 물질들은 극히 소량으로 식물 내에 존재하기 때문에 대량 확보가 쉽지 않아 산업적 응용을 위한 걸림돌로 작용되고 있다.
상기 센티페드그라스(Centipedegrass)는 생육이 늦은 난지형 잔디로서 뗏장을 형성하며 포복 생장을 하는 다년생 잔디이다. 벼과(Poaceae)과에 속하며, 학명은 에레모클로라 오피우로이데스 (문로) 헤크(Eremochloa ophiuroides (Munro) Hack)이다. 주로 중국과 동아시아, 인도차이나, 미국 북동부, 메소아메리카와 캐러비안 지역에 분포하고 있으며, 각종 토양 조건에 폭넓게 잘 적응되지만, 특히 습하며 산성 토양 및 비옥도가 낮은 사질 토양에서 잘 견딘다. 주용도는 잔디밭 또는 뗏장 잔디로 사용되고 높은 잎의 비율(leafiness)과 좋은 맛 때문에 조사료로 이용된다.
상기 메이신(maysin)은 황색의 식물 색소 플라보노이드(flavonoid) 계열의 물질로서 항산화 작용과 항암 작용이 있다고 알려져 있다. 이에, 한국특허출원번호 제2009-0084091호에서는 센티페드그라스에 꺾기 또는 방사선 조사 등의 스트레스를 가하여 메이신의 함량을 증대시키는 방법을 개발한 바 있다.
그러나, 이와 같은 방법은 방사선 조사 등의 경우 방사선 장비가 필요하며, 꺾기의 경우에는 각각의 식물 개체들을 손상해야만 하는 비효율적인 문제가 있으므로, 그 외 다른 방식으로 유효 성분 함량이 증대된 센티페드그라스를 제조할 수 있는 방법이 제공되는 경우에는 관련 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
이에 본 발명의 한 측면은 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 상기와 같은 방법에 의해 유효 성분 함량이 증대된 식물을제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 식물의 잎에 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리하는 단계를 포함하는, 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 상기 본 발명의 방법에 의해 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라보노이드계 유효 성분의 함량이 증대된, 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 식물이 제공된다.
본 발명에 의하면, 식물 호르몬의 처리를 이용하여 센티페드그라스 등과 같이 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분, 또는 클로로겐산을 생성하는 식물에 있어서 유효 성분의 함량을 증대시킬 수 있으며, 따라서 차세대 시퀀싱 기술과의 융합을 통한 식물 추출물 내 유효 성분의 생합성 기작 연구의 기초적인 자료를 제공하고 나아가 향후 산업적 응용 가능성을 제공할 수 있다.
도 1은 자스몬산 처리에 의한 센티페드그라스 추출물 내 유효 성분 증대 양상을 나타낸 것이다.
도 2는 살리실산 처리에 의한 센티페드그라스 추출물 내 유효 성분 증대 양상을 나타낸 것이다.
도 3은 에틸렌 전구체 처리에 의한 센티페드그라스 추출물 내 유효 성분 증대 양상을 나타낸 것이다.
도 2는 살리실산 처리에 의한 센티페드그라스 추출물 내 유효 성분 증대 양상을 나타낸 것이다.
도 3은 에틸렌 전구체 처리에 의한 센티페드그라스 추출물 내 유효 성분 증대 양상을 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법이 제공되며, 특히 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 식물에서의 유효 성분 함량의 증대 방법이 제공된다.
본 발명의 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법은 보다 구체적으로 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분, 또는 클로로겐산을 생성하는 식물의 잎에 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리하는 단계를 포함하는 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 플라보노이드 성분은 메이신, 메이신 유도체 및 클로로겐산(chlorogenic acid)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이며, 예를 들어 상기 플라보노이드 성분은 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것으로, 바람직하게는 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin) 모두를 포함하는 것이다.
상기와 같은 플라보노이드 성분을 생성하는 식물은 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 옥수수, 테오신트(teosinte) 및 센티페드그라스(Centipedegrass)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나일 수 있으며, 바람직하게는 센티페드그라스인 것이다.
상기 각 식물에 있어서 플라보노이드 성분은 주로 잎과 뿌리에서 생성되며, 잎에서 보다 많은 플라보노이드 성분이 생성된다.
한편, 상기 식물 호르몬은 자스몬산, 살리실산, 에틸렌 및 에틸렌 전구체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것으로, 상기 에틸렌 전구체는 예를 들어 1-아미노시클로프로판-1-카르복실산(ACC, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)일 수 있다.
상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물은 자스몬산을 포함하는 경우 10 내지 100μM의 농도로 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 자스몬산을 30 내지 70μM의 농도로 포함하는 것이다. 상기 자스몬산이 10 μM 농도 미만으로 포함되는 경우에는 자스몬산에 의한 유효 성분 증대 효과가 불충분하여, 100 μM의 농도를 초과하여 포함하는 경우에는 성분의 함량 증대에 따른 효과가 미미하다.
상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물은 살리실산을 포함하는 경우 1 내지 10 mM의 농도로 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 살리실산을 1 내지 3 mM의 농도로 포함하는 것이다. 상기 살리실산이 1 mM 농도 미만으로 포함되는 경우에는 살리실산에 의한 유효 성분 증대 효과가 불충분하여, 10 mM의 농도를 초과하여 포함하는 경우에는 성분의 함량 증대에 따른 효과가 미미하다.
상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물은 1-아미노시클로프로판-1-카르복실산(ACC, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)을 포함하는 경우 1 내지 10 mM의 농도로 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 ACC를 1 내지 3 mM의 농도로 포함하는 것이다. 상기 ACC가 1 mM 농도 미만으로 포함되는 경우에는 ACC에 의한 유효 성분 증대 효과가 불충분하여, 10 mM의 농도를 초과하여 포함하는 경우에는 성분의 함량 증대에 따른 효과가 미미하다.
본 발명의 상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물은 전체 조성물의 중량을 기준으로 0.01 내지 1 wt%의 계면활성제를 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.03 내지 0.07 wt%의 계면활성제를 포함하는 것이다. 상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물에 계면활성제가 0.01 wt% 미만으로 포함되는 경우에는 상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 잎에 처리하는 경우 식물 호르몬이 잎에 충분히 흡수되지 않아 유효 성분 함량 증대 효과가 미미한 문제가 있으며, 1 wt%을 초과하는 경우에는 함량 증대에 불구하고 효과에 영향을 주지 않는다.
본 발명에 사용될 수 있는 상기 계면활성제는 트윈 20, 실루엣, 및 카바로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나일 수 있으나, 이에 특히 제한되는 것은 아니며, 식물에 독성을 부여하지 않는 통상적인 계면활성제를 이용할 수 있다.
한편, 상기 식물의 잎에 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리하는 단계는 분무, 도포 및 침지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 공정에 의해 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 분무에 의해 수행된다.
나아가, 본 발명에 의하면, 상술한 본 발명의 식물 호르몬 처리에 의한 식물의 유효 성분 함량 증대 방법에 의해 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라보노이드계 유효 성분의 함량이 증대된, 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 식물이 제공된다.
상기 본 발명에 의해 유효 성분 함량이 증대된 식물은 상기 본 발명에 의해 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 식물의 잎에 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리한 1일 후 내지 10일 후에, 바람직하게는 3일 내지 7일 후 경에 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라보노이드계 유효 성분의 함량이 약 2배 내지 3배까지 증대된 것이다.
본 발명에 의하면, 식물 호르몬의 처리를 이용하여 센티페드그라스 등과 같이 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분, 또는 클로로겐산을 생성하는 식물에 있어서 유효 성분의 함량을 증대시킬 수 있으며, 따라서 차세대 시퀀싱 기술과의 융합을 통한 식물 추출물 내 유효 성분의 생합성 기작 연구의 기초적인 자료를 제공하고 나아가 향후 산업적 응용 가능성을 제공할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1.
센티페드그라스의
플라보노이드 및 이의 유도체 함량을 증가시키기 위한 처리 공정
파종 후 5개월 된 녹색 센티페드그라스(Centipedegrass) 잎에 식물 호르몬으로 작용하는 자스몬산(methyl jasmonate), 살리실산(salicylic acid), 그리고 에틸렌 전구체인 ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)를 각각 0.05% Tween 20와 함께 센티페드그라스의 잎에 각각 분무 처리하였고, 대조군에는 0.05% Tween 20 만을 분무 처리하였다.
이때 상기 자스몬산은 50 μM, 상기 살리실산은 2 mM, 그리고 ACC는 2 mM의 농도로 처리하였다.
2. 식물 호르몬 처리에 의한
센티페드그라스
추출물 내 플라보노이드 및 이의 유도체 함량의 증대 양상 확인 실험
상기 1.와 같이 각각 식물 호르몬을 처리한 후 0, 1, 3, 5, 7, 그리고 10 일째에 각각 잎을 채취하여 막자 사발을 이용하여 빻은 뒤, 80%(v/v) 메탄올(0.1 g/mL)을 이용하여 추출을 120 rpm 및 37℃의 조건에서 16 시간 동안 수행하였다.
상기 그 결과 획득한 추출물의 상등액을 실린지 여과(syringe filtering)하고 감압기로 용매를 제거한 후, 100% 메탄올로 펠렛을 녹인 뒤, 액체크로마토그라피-질량분석기(LC-MS)를 이용하여 물질 분석을 수행하였다.
이때 상기 LC-MS 분석 조건은 아래의 표 1과 같다.
- 컬럼: YMC-Pack ODS A [150(length) x 4.6 mm(I.D.), S-5 μM, 12 nm]
- 주입(Injection): 10 μL
- 용매 A: 0.1% 포름산 / 용매 B: 100% MeOH
- 컬럼 온도: 30
- 검출기: UV, 360 nm
| 시간 (min) | A (%) | B (%) | 유량(mL/min) |
| 0 | 100 | 0 | 0.5 |
| 10 | 100 | 0 | 0.5 |
| 30 | 50 | 50 | 0.5 |
| 60 | 0 | 100 | 0.5 |
| 10 (Post) | 100 | 0 | 0.5 |
그 결과를 도 1 내지 도 3에서 확인할 수 있으며, 도 1에서 자스몬산을 처리한 경우, 도 2에서 살리실산을 처리한 경우, 그리고 도 3에서 ACC를 처리한 경우 모두에서 본 발명의 식물 호르몬 처리 후 빠르면 1일 후, 바람직하게는 3일 내지 7일 후 경에 센티페드그라스 추출물 내 플라보노이드, 이의 유도체 및 클로로겐산 함량이 약 2배에서 3배까지 증대되는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Claims (12)
- 센티페드그라스의 잎에, 살리실산 1 내지 10 mM 및 1-아미노시클로프로판-1-카르복실산(ACC, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) 1 내지 10 mM로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리하는 단계를 포함하여, 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라보노이드계 유효 성분의 함량을 증대시키는, 식물 호르몬 처리에 의한 센티페드그라스의 유효 성분 함량 증대 방법.
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 식물 호르몬을 포함하는 조성물은 전체 조성물의 중량을 기준으로 0.01 내지 1 wt%의 계면활성제를 포함하는, 식물 호르몬 처리에 의한 센티페드그라스의 유효 성분 함량 증대 방법.
- 제9항에 있어서, 상기 계면활성제는 트윈 20, 실루엣 및 카바로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인, 식물 호르몬 처리에 의한 센티페드그라스의 유효 성분 함량 증대 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 식물의 잎에 식물 호르몬을 포함하는 조성물을 처리하는 단계는 분무, 도포 및 침지로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 공정에 의해 수행되는, 식물 호르몬 처리에 의한 센티페드그라스의 유효 성분 함량 증대 방법.
- 제1항 및 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법에 의해 메이신(maysin), 루테올린(luteolin), 디람노실메이신(derhamnosylmaysin), 클로로겐산, 이소오리엔틴(isoorientin) 및 람노실이소오리엔틴(rhamnosylisoorientin)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 플라보노이드계 유효 성분의 함량이 증대된, 메이신(maysin), 이의 유도체 또는 이들의 혼합을 포함하는 플라보노이드 성분을 생성하는 센티페드그라스.
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| JP3573428B2 (ja) * | 2003-05-22 | 2004-10-06 | 博 河合 | 植物茎葉散布用光合成促進剤、植物茎葉散布用植物生育調節剤、植物茎葉散布用病害抵抗力付与剤およびその使用方法 |
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