KR102559546B1 - Method for enhancing the content of functional ingredients in seeds - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종자 발아시 플라즈마 처리를 통해 새싹 작물에 함유된 목적하는 기능성분 함량을 증진시키는 방법, 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 새싹 작물에 관한 것이다. 이를 활용하면 기능성 건강식품 개발에 널리 이용될 수 있다.The present invention relates to a method of increasing the content of a desired functional component contained in a sprout crop through plasma treatment during seed germination, a method of manufacturing a sprout crop having an increased functional component content, and a sprout crop produced by the method. If this is used, it can be widely used in the development of functional health foods.

Description

새싹 작물의 기능성분 함량 증진 방법{Method for enhancing the content of functional ingredients in seeds}Method for enhancing the content of functional ingredients in seeds}

본 발명은 종자 발아시 플라즈마 처리를 통해 새싹 작물에 함유된 목적하는 기능성분 함량을 증진시키는 방법, 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물의 제조방법 및 상기 제조방법으로 제조된 새싹 작물에 관한 것이다. The present invention relates to a method of increasing the content of a desired functional component contained in a sprout crop through plasma treatment during seed germination, a method of manufacturing a sprout crop having an increased functional component content, and a sprout crop produced by the method.

플라즈마는 물질을 구성하고 있는 입자들의 내부에너지 크기에 따라 고체, 액체, 기체에 이어 제 4의 물질 상태라고 이른다. 기체 상태에 있는 원자 또는 분자에 전기적으로 에너지를 가하게 되면 전기적으로 양의 전하로 구성된 핵과 그 둘레에 분포되어 있던 전자가 분리되어 이온과 전자로 구성된 기체상태가 된다. 초고온 상태에서 만들어진 플라즈마에서 분자는 완전히 해리되어 원자상태가 되고 원자에 구속되어 있던 모든 전자들이 전자 궤도를 자유 전자로 이탈하게 되어 이온과 전자로 이루어진 기체상태가 되지만, 플라즈마의 온도가 높지 않은 경우에는 불완전하게 해리된 분자, 불완전하게 이온화된 이온분자 또는 이온원자 등으로 반응성이 높은 화학종(Radical)들이 생긴다. 즉 저온 플라즈마 경우에는 이온 및 전자를 포함하여 매우 다양한 화학종들로 복잡하게 구성되어 있어 활용 가능한 분야가 매우 넓어진다.Plasma is referred to as the fourth state of matter after solid, liquid, and gas according to the size of the internal energy of the particles constituting the material. When electrical energy is applied to an atom or molecule in a gaseous state, the nucleus composed of electrically positive charge and the electrons distributed around it are separated, resulting in a gaseous state composed of ions and electrons. In the plasma created at an ultra-high temperature, molecules are completely dissociated and become atoms, and all electrons bound to the atoms are released from electron orbits as free electrons, resulting in a gaseous state composed of ions and electrons. However, when the plasma temperature is not high, highly reactive chemical species (radicals) are generated from incompletely dissociated molecules, incompletely ionized ion molecules, or ion atoms. That is, in the case of low-temperature plasma, since it is complexly composed of a wide variety of chemical species including ions and electrons, the applicable fields are very wide.

플라즈마는 초기에 주로 표면 처리나 코팅 등에 적용되어 오다가 반도체 및 디스플레이 산업이 성장하면서 함께 개발되어 왔다. 초고집적도 반도체 제조 공정의 70% 이상은 플라즈마 공정에 의해 이루어지고 있다. 그러나 반도체 및 디스플레이 분야에서는 현재 플라즈마 기술이 성숙되고 포화되어 플라즈마 기술은 새로운 응용 분야를 찾아 이동하게 되었다. 즉 태양전지, 저급탄 가스화와 같은 신에너지 생산 분야, 공기 및 물 정화와 같은 환경 개선 분야, 등으로 플라즈마 응용 분야는 확장되었다. 최근 농식품 분야에서도 플라즈마 응용기술에 대한 관심이 점점 커지고 있다.Plasma has been initially applied mainly to surface treatment or coating, and has been developed along with the growth of the semiconductor and display industries. More than 70% of ultra-high-density semiconductor manufacturing processes are performed by plasma processes. However, in the semiconductor and display fields, the current plasma technology has matured and saturated, and the plasma technology has moved in search of new applications. In other words, plasma application fields have been expanded to new energy production fields such as solar cells and low-grade coal gasification, environmental improvement fields such as air and water purification, and the like. Recently, interest in plasma application technology is increasing in the agricultural and food field.

본 발명자들은 새싹 작물의 기능성분 함량 증진 및 생산 효율 증진을 위해 플라즈마 기술을 도입한 결과, 새싹 작물의 기능성분 함량을 증가시킬 수 있고 플라즈마 처리 조건을 조절하여 목적하는 특정 기능성분 함량을 증가시킬 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention have introduced plasma technology to improve the functional component content and production efficiency of sprout crops, and as a result, the functional component content of sprout crops can be increased and the desired specific functional component content can be increased by adjusting plasma treatment conditions. The present invention was completed.

본 발명의 목적은 플라즈마 처리를 통한 새싹 작물의 기능성분 함량 증진 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for enhancing the functional component content of sprout crops through plasma treatment.

본 발명의 다른 목적은 플라즈마 처리를 통한 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물의 제조방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for producing sprout crops with enhanced content of functional components through plasma treatment.

본 발명의 또다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide sprout crops with enhanced functional component content prepared by the above production method.

본 발명의 제1 양태는 종자를 물에 침지시켜 발아 초기의 종자를 생성하는 제1 단계; 및 상기 발아 초기의 종자를 플라즈마 처리하여 새싹을 재배하는 제2 단계를 포함하고, 상기 플라즈마의 출력은 40 W 내지 60 W 이고, 상기 대기압 플라즈마 처리는 1회당 4분 내지 8분 범위로 수행되는 새싹 작물의 기능성분 함량 증진 방법을 제공한다.A first aspect of the present invention is a first step of immersing the seeds in water to produce seeds at an early stage of germination; And a second step of cultivating sprouts by treating the seed in the early stage of germination with plasma, wherein the plasma has an output of 40 W to 60 W, and the atmospheric pressure plasma treatment is carried out in the range of 4 minutes to 8 minutes per time. It provides a method for enhancing the functional component content of sprout crops.

본 발명은 플라즈마 처리 회수의 조절을 통해 새싹 작물에 함유된 기능성분 중 목적하는 기능성분의 함량을 조절할 수 있음에 특징이 있다.The present invention is characterized in that the content of the desired functional component among the functional components contained in sprout crops can be adjusted by controlling the number of times of plasma treatment.

본 발명의 상기 종자는 벼, 보리, 귀리 및 밀로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다. The seed of the present invention may be any one selected from the group consisting of rice, barley, oats and wheat.

본 발명의 용어 “새싹 작물”은 종자가 발아한 후 약 7일 내지 30일 정도 자라 잎과 뿌리를 수확 가능한 상태의 작물을 의미한다. The term "sprout crop" of the present invention refers to a crop in which leaves and roots can be harvested after about 7 to 30 days after seed germination.

본 발명의 용어 “기능성분” 이란 종자 내에 함유되어 있는 기능성을 나타내는 성분을 의미한다. 본 발명의 기능성분은 구체적으로 GABA, 아베나코사이드 a 및 아베나코사이드 b 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상인 것이다. The term “functional component” of the present invention refers to a component containing “functionality” contained in the seed. The functional component of the present invention is specifically at least one selected from the group consisting of GABA, avenacoside a and avenacoside b.

본 발명의 용어, “GABA(γ-aminobutyric acid)”는 자연계에 분포하는 비단백질성 아미노산의 일종으로 뇌나 척수와 같은 중추신경계의 필수 구성요소로, 주된 억제성 신경전달물질(inhivitory neurotransmitter)로 알려져 있다. GABA는 많은 생리조절에 관여하는데 동물의 경우 뇌의 혈류를 활발하게 하고 뇌에 산소 공급량을 증가시켜 뇌세포의 대사기능을 촉진시키며, 혈액 내의 중성지방을 줄이고 간기능을 개선시켜 고혈압의 예방과 같은 성인병 예방 등에 효과가 있으며, 통증완화, 우울, 불안 등에 대한 신경안정 기능이 있다. 스트레스에 시달리는 현대인, 특히 수험생, 알코올 과다 섭취자 등의 경우에는, 뇌와 혈중 GABA농도가 낮은 것으로 보고되어 있으며, 체내 GABA 농도의 극심한 부족은 발작, 경련, 간질 증세를 일으킨다. 이와 같은 생리작용으로 인하여 GABA는 정맥주사제로 뇌졸중, 머리외상, 뇌동맥 후유증에 있어 뇌혈류 개선 및 뇌대사 증진 작용에 사용되고 있으며, 경구 처 방약으로도 판매되고 있다.The term of the present invention, "GABA (γ-aminobutyric acid)" is a kind of non-proteinaceous amino acid distributed in nature and is an essential component of the central nervous system such as the brain or spinal cord, and is known as a major inhibitory neurotransmitter. GABA is involved in many physiological regulation. In the case of animals, it activates blood flow to the brain, increases oxygen supply to the brain, promotes metabolic function of brain cells, reduces neutral fat in the blood and improves liver function, which is effective in preventing adult diseases such as hypertension, and has a nerve stabilizing function for pain relief, depression, and anxiety. In the case of modern people suffering from stress, especially students, excessive alcohol consumption, etc., it is reported that the concentration of GABA in the brain and blood is low, and the extreme lack of concentration in the body of GABA causes seizures, convulsions, and epilepsy. Due to this physiological action, GABA is used as an intravenous injection to improve cerebral blood flow and promote brain metabolism in stroke, head trauma, and cerebral artery sequelae, and is also sold as an oral prescription drug.

본 발명의 용어, "아베나코사이드(Avenacoside)"는 곡물 (특히 귀리) 또는 잎에 존재하는 스테로이드성 사포닌으로, 아베나코사이드 a는 콜레스테롤 저하 효과가 있는 것으로 알려져 있고, 아베나코사이드 b는 해독작용과 항진균 활성 효과가 있는 것으로 알려져 있다. As used herein, "Avenacoside" is a steroidal saponin present in grains (particularly oats) or leaves. Abenacoside a is known to have a cholesterol-lowering effect, and avenacoside b is known to have detoxification and antifungal activity.

본 발명의 상기 제1 단계는 발아 초기의 종자를 생성하는 단계를 의미한다. The first step of the present invention refers to the step of generating seeds in the early stages of germination.

구체적으로 20℃ 내지 30℃ 범위에서 수돗물을 종자 중량 대비 약 4~5배의 물에 종자를 약 16 시간 내지 24시간동안 침지시킬 수 있다. 상기 침지 조건에서 종자의 초기 발아율이 가장 높을 수 있다.Specifically, the seed may be immersed in tap water at a temperature of 20 ° C to 30 ° C in about 4 to 5 times the weight of the seed for about 16 to 24 hours. The initial germination rate of seeds may be the highest in the immersion conditions.

다음으로, 본 발명의 상기 제2 단계는 상기 발아 초기의 종자에 플라즈마 처리를 통해 종자의 기능성분 함량을 증진시키는 단계를 의미한다. Next, the second step of the present invention means a step of increasing the functional component content of the seed through plasma treatment of the seed in the early stage of germination.

상기 용어 "플라즈마"는 기체에 에너지를 가함으로서 발생하는 것으로, 가해지는 에너지에는 열, 전류 및 전자기 복사가 있다. 본 발명은 전기에너지에 의해 발생되는 플라즈마를 이용할 수 있다.The term "plasma" is generated by applying energy to a gas, and the applied energy includes heat, current, and electromagnetic radiation. The present invention may use plasma generated by electrical energy.

본 발명은 상기 플라즈마, 구체적으로 대기압 플라즈마를 이용하여 종자 표면을 처리하는 것이다. 종자 표면의 한 면 또는 여러 면을 모두 처리할 수 있으며, 바람직하게는 동시에 2 이상의 면을 처리하는 경우 보다 우수한 효과를 얻을 수 있다. 상기 대기압 플라즈마는 대기압 하에서 다양한 방법의 전기방전을 이용하되 전자 에너지의 세기가 이온 및 중성입자 등의 에너지 보다 높게 유지되도록 즉 플라즈마가 비평형 상태를 이루도록 한다. 전체적인 플라즈마의 온도는 상온 ~ 1000K인데 반해, 전자(electron)의 온도는 10,000K ~ 100,000K의 온도가 유지됨으로써 다양한 플라즈마 화학반응 및 표면처리의 응용에 적합한 방전이 가능하다. The present invention is to treat the surface of the seed using the plasma, specifically atmospheric pressure plasma. One surface or several surfaces of the seed surface may be treated, and preferably, a better effect can be obtained than when two or more surfaces are treated at the same time. The atmospheric pressure plasma uses various methods of electric discharge under atmospheric pressure, but the intensity of electron energy is maintained higher than that of ions and neutral particles, that is, the plasma is in a non-equilibrium state. While the temperature of the entire plasma is room temperature to 1000K, the temperature of electrons is maintained at a temperature of 10,000K to 100,000K, enabling discharge suitable for various plasma chemical reactions and surface treatment applications.

상기 플라즈마를 구현하는 방법으로는 유전체 장벽 방전 (Dielectric Barrier Discharge, DBD), 코로나 방전 (corona discharge), 마이크로웨이브 방전 (microwave discharge), 아크 방전 (arc discharge)등의 기술이 있다. 이 중 유전체 장벽 방전은 기존의 진공 플라즈마에 비해 100~1000배 이상 높은 반응 활성종(radical)의 농도를 구현할 수 있으면서도 온도가 상온 ~ 150℃로 낮아 저융점 물질의 표면 개질에 적합하다. 또한, 환경적으로도 유해 가스나 물질의 배출이 없어 안정하다는 장점이 있다. As a method of implementing the plasma, there are technologies such as dielectric barrier discharge (DBD), corona discharge, microwave discharge, and arc discharge. Among them, dielectric barrier discharge is suitable for surface modification of low melting point materials as it can realize the concentration of reactive active species (radicals) 100 to 1000 times higher than conventional vacuum plasma, but the temperature is low to room temperature ~ 150 ℃. In addition, there is an advantage in that it is stable because there is no emission of harmful gases or substances in terms of environment.

또한, 상기 플라즈마 처리는 침지시켜 수분이 있는 상태의 초기 발아 종자 에 플라즈마를 직접 처리하거나, 침지 후 건조시킨 상태의 초기 발아 종자에 플라즈마를 직접 처리하는 것을 의미할 수 있다. In addition, the plasma treatment may mean direct plasma treatment of initially germinating seeds in a wet state after being immersed, or direct plasma treatment of initially germinating seeds in a dry state after immersion.

상기 플라즈마는 종자의 대사 자극원으로 이용할 수 있고, 표면의 유해물질을 제거할 수 있다. 따라서, 종자의 대사물질인 기능성분 함량을 증진시킬 수 있다. The plasma can be used as a source of stimulating the metabolism of seeds and can remove harmful substances on the surface. Therefore, it is possible to increase the content of the functional component, which is a metabolite of the seed.

상기 플라즈마는 주파수가 10 KHz 내지 50 KHz의 전원공급장치에 의해서 발생되는 것일 수 있다.The plasma may be generated by a power supply having a frequency of 10 KHz to 50 KHz.

상기 전원공급장치 출력이 40 W 내지 60 W 인 것일 수 있다. 상기 전력 조건에서 플라즈마 처리는 1회당 4분 내지 8분 범위, 구체적으로 약 6분 동안 수행될 수 있다. 처리 시간이 4분 미만일 경우 기능성분의 충분한 증가가 이루어지지 않고, 처리 시간이 10분 초과일 경우 열과 가스로 인해 종자가 손상될 우려가 있다. The power supply output may be 40 W to 60 W. Plasma treatment under the power condition may be performed for 4 minutes to 8 minutes per time, specifically about 6 minutes. If the treatment time is less than 4 minutes, the functional component is not sufficiently increased, and if the treatment time is more than 10 minutes, there is a risk of damage to the seeds due to heat and gas.

상기 플라즈마 방전 가스로는 아르곤, 헬륨 등의 불활성 기체 또는 질소 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 질소 가스를 사용하는 것이 좋다. 상기 질소 가스를 사용하는 경우 저렴한 가격으로 공정비용이 절감되는 장점이 있다.As the plasma discharge gas, an inert gas such as argon or helium or nitrogen may be used, and nitrogen gas is preferably used. In the case of using the nitrogen gas, there is an advantage in that process costs are reduced at a low price.

상기 플라즈마 처리는 1회 내지 5회 구체적으로 1회 내지 3회 보다 구체적으로 1회 또는 2회 처리하는 것일 수 있다. 플라즈마 처리 횟수에 따라 기능성분의 함량이 상이할 수 있다. The plasma treatment may be performed 1 to 5 times, specifically 1 to 3 times, and more specifically, 1 or 2 times. The content of the functional component may be different depending on the number of plasma treatments.

구체적으로 상기 플라즈마를 2회 이상 처리하는 경우, 1일 1회씩 처리할 수 있다. 이는 약 22시간 내지 26시간 정도의 일정한 시간 간격을 둠으로써 연속적인 플라즈마 처리에 의해 발아 종자의 온도가 올라가는 것을 막고, 발아 종자의 물질대사가 저해되지 않도록 한다.Specifically, when the plasma is treated twice or more, it may be treated once a day. This prevents the temperature of the germinated seeds from rising due to continuous plasma treatment and prevents the metabolism of the germinated seeds from being inhibited by setting a constant time interval of about 22 to 26 hours.

본 발명은 상기 플라즈마를 1회 처리한 경우 2회 이상 처리한 경우보다 새싹 작물 잎에서 추출한 GABA (γ-aminobutyric acid), 아베나코사이드 a 및 아베나코사이드 b 함량이 높은 것이 특징으로 한다. The present invention is characterized in that, when the plasma is treated once, the contents of γ-aminobutyric acid (GABA), avenacoside a, and avenacoside b extracted from sprout crop leaves are higher than when the plasma is treated twice or more times.

상기 GABA 함량이 증가하는 것은 플라즈마를 처리해 글루탐산과 알라닌 함량이 높아지면 글루탐산 탈카르복실화 효소(Glutamic acid decarbox ylase, GAD)가 활성화 되어 GABA 생산이 증가하기 때문이다. 다만, 플라즈마 처리 1회일 때 글루탐산과 알라닌 함량의 증가가 가장 높은 값을 나타내기 때문에 GABA 함량 또한 플라즈마 처리 1회인 경우에 최대값을 나타내는 것이다.The increase in the GABA content is because when the content of glutamic acid and alanine is increased by treating the plasma, glutamic acid decarboxylase (GAD) is activated to increase GABA production. However, since the increase in the contents of glutamic acid and alanine is the highest when plasma treatment is performed once, the GABA content also shows the maximum value when plasma treatment is performed once.

상기 아베나코사이드 a 및 b의 함량이 증가하는 것은 발아 종자는 플라즈마 처리를 외부 스트레스로 인식하여 이에 대항하기 위한 대사체로서 아베나코사이드를 생산하기 때문인 것으로 유추할 수 있다. It can be inferred that the increase in the contents of avenacosides a and b is because germinated seeds recognize plasma treatment as an external stress and produce avenacosides as metabolites to counteract it.

본 발명의 제2 양태는 종자를 물에 침지시켜 발아 초기의 종자를 생성하는 제1 단계; 및 상기 발아 초기의 종자를 플라즈마 처리하여 새싹을 재배하는 제2 단계를 포함하고, 상기 플라즈마의 출력은 40 W 내지 60 W 이고, 상기 플라즈마 처리는 1회당 4분 내지 10분 범위로 수행되는 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물의 제조방법을 제공한다. A second aspect of the present invention includes a first step of immersing seeds in water to produce seeds in an early stage of germination; And a second step of cultivating sprouts by treating the seed in the early stage of germination with plasma, wherein the power of the plasma is 40 W to 60 W, and the plasma treatment is carried out in the range of 4 minutes to 10 minutes per time. It provides a method for producing sprout crops with enhanced functional component content.

본 발명은 새싹 작물의 기능성분 함량을 증진시킴과 동시에 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물의 제조방법을 제공함에 특징이 있다. The present invention is characterized by providing a method for manufacturing sprout crops with increased functional component content while enhancing the functional component content of sprout crops.

상기 “종자”, “새싹 작물”, “기능성분” 및 “플라즈마”는 상기 제1 양태에서 전술한 바와 같다. The “seed”, “sprout crop”, “functional component” and “plasma” are as described above in the first aspect.

본 발명의 제3 양태는 상기 제2 양태의 방법으로 제조된 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물을 제공한다.A third aspect of the present invention provides a sprout crop with increased functional component content prepared by the method of the second aspect.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 기능성분은 구체적으로 GABA, 아베나코사이드 a 및 아베나코사이드 b 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상인 것으로, 본 발명의 상기 제2 양태의 제조방법을 이용하면 상기 기능성분 함량이 증진된 새싹 작물을 제공할 수 있다.1 to 3, the functional component is specifically at least one selected from the group consisting of GABA, avenacoside a, and avenacoside b, and the production method of the second aspect of the present invention is used. It is possible to provide sprout crops with increased content of the functional component.

상기 “종자”, “새싹 작물” 및 “플라즈마”는 상기 제1 양태에서 전술한 바와 같다. The “seed”, “sprout crop” and “plasma” are as described above in the first aspect.

본 발명의 플라즈마 처리 방법에 의하면 새싹 작물의 GABA 함량을 증가시킬 수 있다.According to the plasma treatment method of the present invention, the GABA content of sprout crops can be increased.

본 발명의 플라즈마 처리 방법에 의하면 새싹 작물의 아베나코사이드 함량을 증가시킬 수 있다.According to the plasma treatment method of the present invention, the content of avenacoside in sprout crops can be increased.

본 발명의 플라즈마 처리 방법에 의하면 새싹 작물의 폴리코사놀 함량을 증가시킬 수 있다.According to the plasma treatment method of the present invention, it is possible to increase the policosanol content of sprout crops.

본 발명의 실시예에 따르면, 새싹 작물의 목적하는 기능성분 함량 증진을 위해 그에 적합한 플라즈마 처리 방식을 선택할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to select a suitable plasma treatment method in order to increase the desired functional component content of sprout crops.

도 1은 본 발명의 일 실시예에서 제조한 귀리 새싹 잎의 GABA 함량을 플라즈마 처리 유무 및 처리 회수에 따라 나타낸 막대 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제조한 귀리 새싹 잎의 아베나코사이드 a 함량을 플라즈마 처리 유무 및 처리 회수에 따라 나타낸 막대 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 제조한 귀리 새싹 잎의 아베나코사이드 b 함량을 플라즈마 처리 유무 및 처리 회수에 따라 나타낸 막대 그래프이다.
1 is a bar graph showing the GABA content of oat sprout leaves prepared in one embodiment of the present invention according to the presence or absence of plasma treatment and the number of treatments.
Figure 2 is a bar graph showing the avenacoside a content of oat sprout leaves prepared in one embodiment of the present invention according to the presence or absence of plasma treatment and the number of treatments.
Figure 3 is a bar graph showing the avenacoside b content of oat sprout leaves prepared in one embodiment of the present invention according to the presence or absence of plasma treatment and the number of treatments.

이하, 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples of the present invention. However, these examples are intended to illustrate the present invention by way of example, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

비교예. 플라즈마 처리 없이 귀리 새싹의 재배comparative example. Cultivation of oat sprouts without plasma treatment

대양귀리 종자를 약 20시간 침지 후 물을 따라내고 페트리디쉬(12×12 cm)에 여과지 2장을 깔고 증류수를 25 mL 부은 후 물기를 제거한 침지했던 대양귀리 종자 17 g을 고르게 펼쳐 놓고 9일간 15℃배양기에서 재배하였다. 9일째에 생육을 조사하고 귀리싹의 잎을 분리하여 동결건조하고 성분분석에 이용하였다.After immersing the sea oat seeds for about 20 hours, the water was drained off, 2 sheets of filter paper were laid in a petri dish (12 × 12 cm), 25 mL of distilled water was poured, and 17 g of the soaked sea oat seeds were evenly spread and grown in an incubator at 15 ° C for 9 days. On the 9th day, the growth was investigated, and the leaves of oat sprouts were separated, freeze-dried, and used for component analysis.

실시예 1. 플라즈마 처리를 통한 귀리 새싹의 재배Example 1. Cultivation of oat sprouts through plasma treatment

귀리 종자를 20시간 침지 후 발아 초기에 3일간 플라즈마를 처리하였다. 플라즈마 처리는 Surface Dielectric Barrier Discharge (SDBD)를 이용하였으며, 플라즈마 출력은 51.7 W, 주파수는 14.4 KHz 이고, 상압, 상온에서 처리하였다. 즉, 페트리디쉬에 여과지 2장을 깔고 증류수를 10 mL 부은 후 대양귀리 종자를 고르게 펼쳐 놓고 6분간 처리하였다. 9일간 15℃ 배양기에서 재배하면서 1일(T-1), 2일(T-2), 3일(T-3)째에 각각 6분씩 플라즈마 처리하였다. 9일째에 생육을 조사하고 귀리싹의 잎을 분리하여 동결건조하고 성분분석에 이용하였다. Oat seeds were immersed for 20 hours and treated with plasma for 3 days at the beginning of germination. Plasma treatment used Surface Dielectric Barrier Discharge (SDBD), plasma output was 51.7 W, frequency was 14.4 KHz, and treatment was performed at normal pressure and room temperature. That is, after laying 2 sheets of filter paper on a petri dish and pouring 10 mL of distilled water, the sea oat seeds were evenly spread and treated for 6 minutes. Plasma treatment was performed for 6 minutes each on the 1st (T-1), 2nd (T-2), and 3rd (T-3) days while cultivating in a 15° C. incubator for 9 days. On the 9th day, the growth was investigated, and the leaves of oat sprouts were separated, freeze-dried, and used for component analysis.

실시예 2. 귀리 새싹의 아미노산 및 GABA 함량 분석 Example 2. Analysis of amino acid and GABA content in oat sprouts

상기 실시예 1 에서 제조한 새싹 분말을 GABA 및 아미노산 함량은 AccQ·Tag UPLC (Waters, Milford, MA) 분석 시스템을 이용하여 Tahashi 등(13)의 방법에 기초하여 측정하였다. 새싹 분말은 멤브레인 필터를 이용하여 여과하였으며, 여과한 시료는 UPLC분석을 하기 위하여 AccQ-Tag 방법을 이용하여 유도체화하였다. UPLC분석 시스템은 waters Acquity를 사용하였고, 컬럼은 AccQ·Tag Ultra Amino Acid Analysis column (3.9 X 150 mm; waters), 컬럼온도는 49℃, 시료 온도는 20℃였으며, 검출기는 FLR Detector (waters)로 파장은 EX. 266 nm, EM. 473 nm이었다. 이동상은 A는 100% AccQ·Tag ultra UPLC amino acid analysis eluent A, B는 10% AccQ·Tag ulta UPLC amino acid analysis eluent B, C는 100% 증류수, D는 100% AccQ·Tag UPLC amino acid analysis eluent B를 기울기 용리하였으며, 유속은 0.7 ml/min이었고, 주입량은 1 μL이었고, 각 시료는 3번 반복하여 측정하였다. 크로마토그램 데이터는 Empower personal software (waters)를 사용하여 분석하였으며, 아미노산 함량 분석은 waters amino acids standards (waters)를 이용하여 분석하였다.GABA and amino acid contents of the sprout powder prepared in Example 1 were measured using an AccQ·Tag UPLC (Waters, Milford, MA) analysis system based on the method of Tahashi et al. (13). Sprout powder was filtered using a membrane filter, and the filtered sample was derivatized using the AccQ-Tag method for UPLC analysis. The UPLC analysis system used waters Acquity, the column was AccQ Tag Ultra Amino Acid Analysis column (3.9 X 150 mm; waters), the column temperature was 49 ℃, the sample temperature was 20 ℃, the detector was FLR Detector (waters) and the wavelength was EX. 266 nm, EM. It was 473 nm. Mobile phase A was 100% AccQ Tag ultra UPLC amino acid analysis eluent A, B was 10% AccQ Tag ulta UPLC amino acid analysis eluent B, C was 100% distilled water, and D was 100% AccQ Tag UPLC amino acid analysis eluent B. . Chromatogram data was analyzed using Empower personal software (waters), and amino acid content analysis was analyzed using waters amino acids standards (waters).

아미노산
mg/100g
amino acid
mg/100g
LT-conLT-con LT-1LT-1 LT-2LT-2 LT-3LT-3
hishis 8.0±4.28.0±4.2 10.1±4.710.1±4.7 6.5±0.66.5±0.6 6.5±1.06.5±1.0 serser 26.6±9.226.6±9.2 39.0±14.539.0±14.5 27.0±1.527.0±1.5 26.9±2.726.9±2.7 argarg 121.2±34.3121.2±34.3 169.8±49.7169.8±49.7 131.3±6.0131.3±6.0 96.1±6.196.1±6.1 glygly 10.5±3.810.5±3.8 10.9±3.710.9±3.7 7.9±0.47.9±0.4 10.5±1.010.5±1.0 aspasp 10.2±1.710.2±1.7 12.5±3.612.5±3.6 12.1±0.612.1±0.6 11.9±1.711.9±1.7 gluglu 37.1±20.637.1±20.6 69.0±32.569.0±32.5 40.4±3.440.4±3.4 30.2±4.830.2±4.8 thrthr 16.4±7.116.4±7.1 26.0±11.726.0±11.7 16.4±1.216.4±1.2 17.6±2.617.6±2.6 alaala 39.9±12.139.9±12.1 59.4±21.959.4±21.9 41.0±2.341.0±2.3 42.8±4.142.8±4.1 propro 20.8±10.020.8±10.0 31.1±12.531.1±12.5 23.3±1.423.3±1.4 23.3±2.723.3±2.7 cyscys 8.3±2.68.3±2.6 13.5±4.813.5±4.8 9.7±0.79.7±0.7 7.3±1.37.3±1.3 lyslys 22.9±11.722.9±11.7 56.2±28.656.2±28.6 32.6±2.432.6±2.4 31.4±4.631.4±4.6 tyrtyr 260.7±66.1260.7±66.1 305.8±86.8305.8±86.8 240.7±7.0240.7±7.0 303.9±20.9303.9±20.9 metmet 14.0±6.314.0±6.3 22.2±9.522.2±9.5 14.7±1.114.7±1.1 12.7±1.712.7±1.7 valval 54.1±17.054.1±17.0 77.9±27.077.9±27.0 55.7±2.755.7±2.7 53.3±4.753.3±4.7 ileile 15.7±8.215.7±8.2 27.4±14.327.4±14.3 15.1±1.215.1±1.2 16.4±2.316.4±2.3 leuleu 39.1±14.439.1±14.4 57.3±22.257.3±22.2 38.5±2.138.5±2.1 40.1±4.240.1±4.2 phephe 19.6±6.719.6±6.7 22.5±7.722.5±7.7 16.6±0.916.6±0.9 18.8±1.918.8±1.9 합계Sum 724.9724.9 1010.51010.5 729.3729.3 749.5749.5

상기 표 1에서 LT-con, LT-1, LT-2, LT-3은 플라즈마 무처리(LT-CON), 플라즈마 1회 처리(LT-1), 플라즈마 2회 처리(LT-2), 플라즈마 3회 처리(LT-3)한 귀리새싹 잎을 의미한다. In Table 1, LT-con, LT-1, LT-2, and LT-3 refer to oat sprout leaves treated with no plasma treatment (LT-CON), one plasma treatment (LT-1), two plasma treatments (LT-2), and three plasma treatments (LT-3).

상기 표 1은 플라즈마 처리 회수에 따른 귀리새싹 건조 중량 100 g 당 잎의 아미노산 함량을 요약한 결과이다. 특히 글루탐산(glutamic acid, glu)과 알라닌(alanine, ala)의 함량이 플라즈마 1회 처리시 약 1.5배 내지 2배 정도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 글루탐산과 알라닌 함량이 높아지면 글루탐산 탈카르복실화 효소(Glutamic acid decarbox ylase, GAD)가 활성화 되어 GABA 생산이 증가할 수 있다. Table 1 summarizes the amino acid content of leaves per 100 g of dry weight of oat sprouts according to the number of plasma treatments. In particular, it was confirmed that the contents of glutamic acid (glu) and alanine (ala) increased by about 1.5 to 2 times with one plasma treatment. Elevated levels of glutamic acid and alanine can activate glutamic acid decarboxylase (GAD) and increase GABA production.

도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예 1의 방식으로 재배한 귀리새싹의 GABA 함량을 분석하였다. 그 결과, 플라즈마 무처리의 귀리새싹 잎의 GABA 함량 대비 플라즈마 처리한 LT-1, LT-2, LT-3 모두 GABA 함량이 증가함을 확인하였다. 특히, 글루탐산 및 알라닌의 함량 증가 변화와 동일하게 플라즈마 1회 처리시 GABA 함량이 가장 높게 나타남을 확인하였다. As shown in Figure 1, the GABA content of the oat sprouts grown in the manner of Example 1 was analyzed. As a result, it was confirmed that the GABA content of LT-1, LT-2, and LT-3 treated with plasma increased compared to the GABA content of oat sprout leaves without plasma treatment. In particular, it was confirmed that the GABA content was the highest when plasma was treated once, in the same manner as the increase in the content of glutamic acid and alanine.

실시예 3. 귀리새싹의 아베나코사이드 함량 분석Example 3. Analysis of avenacoside content in oat sprouts

상기 실시예 1에서 제조한 새싹 분말을 20배수의 메탄올로 5시간 교반하여 추출하고 멤브레인 필터(membrane filter)를 이용하여 여과한 후 UPLC 분석을 수행하였다. UPLC분석은 Waters UPLC를 이용하였으며 검출기는 ELSD 검출기를 사용하였고 분석 조건은 하기 표 2에 요약하였다.The sprout powder prepared in Example 1 was extracted by stirring with 20 times methanol for 5 hours, filtered using a membrane filter, and then UPLC analysis was performed. UPLC analysis was performed using a Waters UPLC detector using an ELSD detector, and analysis conditions are summarized in Table 2 below.

HPLCHPLC Waters UPLC systemWaters UPLC system 컬럼 column Halo C18 2.1 x 100 mm 2.7 μmHalo C18 2.1 x 100 mm 2.7 μm 컬럼 온도column temperature 35℃35℃ 샘플 온도sample temperature 15℃15℃ 용매menstruum A : 증류수에 용해된 포름산 0.1%A: 0.1% formic acid dissolved in distilled water B : 아세토니트릴(acetonitrile, ACN)B: acetonitrile (ACN) 주입Injection 2 μl (Thermo 1.3 μl)2 μl (Thermo 1.3 μl) 기울기(Gradient)Gradient 시간(min)time (min) 흐름(ml)flow (ml) %A%A %B%B 00 0.50.5 9797 33 33 0.50.5 9797 33 1010 0.50.5 8585 1515 1515 0.50.5 7070 3030 2020 0.50.5 5050 5050 3030 0.50.5 1010 9090 3737 0.50.5 1010 9090 39.939.9 0.50.5 9797 33 4040 용매의 흐름 멈춤(stop run)Solvent flow stop (stop run) 검출기(Detector)Detector * ELS detector (Gain 300, 가스 압력 40.0 psi, 드리프트 튜브(Drift tube) 60 ± 5℃),
*CAD(Data collect 10, Filter10.0, Temperature high)
* ELS detector (Gain 300, gas pressure 40.0 psi, drift tube 60 ± 5℃),
*CAD (Data collect 10, Filter 10.0, Temperature high)

도 2에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 처리 횟수에 따른 귀리새싹 잎에서 아베나코사이드 a 및 b의 함량 변화를 분석하였다. 이를 통해, 아베나코사이드 a 및 b 모두 LT-1 의 함량 증가율이 가장 높은 것을 확인하였다. As shown in Figure 2, the change in the content of avenacosides a and b in oat sprout leaves according to the number of plasma treatments was analyzed. Through this, it was confirmed that both avenacosides a and b had the highest rate of increase in the content of LT-1.

Claims (8)

귀리 종자를 물에 침지시켜 발아 초기의 종자를 생성하는 제1 단계; 및
상기 발아 초기의 종자를 플라즈마 처리하여 귀리 새싹을 재배하는 제2 단계를 포함하고,
상기 플라즈마의 출력은 40 W 내지 60 W 이고,
상기 플라즈마 처리는 1회 처리하는 것이고,
상기 플라즈마 처리는 4분 내지 10분 범위로 수행되는, 귀리 새싹의 기능성분 함량 증진 방법.
A first step of immersing oat seeds in water to produce seeds at an early stage of germination; and
A second step of cultivating oat sprouts by treating the germinated seeds with plasma;
The power of the plasma is 40 W to 60 W,
The plasma treatment is a one-time treatment,
The plasma treatment is performed in the range of 4 to 10 minutes, a method for enhancing the content of functional components of oat sprouts.
제1항에 있어서,
상기 기능성분은 GABA, 아베나코사이드 a 및 아베나코사이드 b 로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 것인, 귀리 새싹의 기능성분 함량 증진 방법.
According to claim 1,
The functional component is at least one selected from the group consisting of GABA, avenacoside a and avenacoside b, a method for enhancing the functional component content of oat sprouts.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 처리는 1일당 1회 처리하는 것인, 귀리 새싹의 기능성분 함량 증진 방법.
According to claim 1,
The plasma treatment is a method for enhancing the functional component content of oat sprouts, which is treated once per day.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마를 1회 처리한 경우 2회 이상 처리한 경우보다 귀리 새싹 잎에서 추출한 GABA (γ-aminobutyric acid), 아베나코사이드 a 및 아베나코사이드 b 함량이 높은 것이 특징인, 귀리 새싹의 기능성분 함량 증진 방법.
According to claim 1,
When the plasma is treated once, the content of GABA (γ-aminobutyric acid), avenacoside a, and avenacoside b extracted from oat sprout leaves is higher than when treated twice or more.
귀리 종자를 물에 침지시켜 발아 초기의 종자를 생성하는 제1 단계; 및
상기 발아 초기의 종자를 플라즈마 처리하여 귀리 새싹을 재배하는 제2 단계를 포함하고,
상기 플라즈마의 출력은 40 W 내지 60 W 이고,
상기 플라즈마 처리는 1회 처리하는 것이고,
상기 플라즈마 처리는 4분 내지 10분 범위로 수행되는, 기능성분 함량이 증진된 귀리 새싹의 제조방법.
A first step of immersing oat seeds in water to produce seeds at an early stage of germination; and
A second step of cultivating oat sprouts by treating the germinated seeds with plasma;
The power of the plasma is 40 W to 60 W,
The plasma treatment is a one-time treatment,
The plasma treatment is performed in the range of 4 to 10 minutes, a method for producing oat sprouts with increased functional component content.
제7항의 방법으로 제조된, 기능성분 함량이 증진된 귀리 새싹.
Oat sprouts with increased functional ingredient content, prepared by the method of claim 7.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020018278A (en) * 2018-08-03 2020-02-06 国立大学法人名古屋大学 Rice production method

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