KR20180038210A - 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 십자화과 새싹채소의 재배방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 십자화과 새싹채소의 재배시, 엘이디를 광원으로 사용하여 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 십자화과 새싹채소의 재배방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 항암 활성이 증진된 십자화과 새싹채소의 재배방법 및 광질 선택과 광량 제어가 용이한 친환경적이고 경제적인 십자화과 새싹채소의 재배방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 항암 활성이 증진된 십자화과 새싹채소의 재배방법 및 광질 선택과 광량 제어가 용이한 친환경적이고 경제적인 십자화과 새싹채소의 재배방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 십자화과 새싹채소의 재배방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 십자화과 새싹채소의 재배시 광원으로서 특정 범위의 파장을 이용한 엘이디를 사용함으로써 새싹채소 내의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키도록 하는 재배방법에 관한 것이다.
십자화과 식물들의 2차 대사산물로서 겨자, 서양고추냉이, 양배추, 무, 콜리플라워, 싹눈 양배추, 케일, 브로콜리, 배추 등의 십자화과 채소들을 썰거나 씹거나 소화시킬 때 가수분해효소인 미로시나제에 의해 글루코시드인 글루코시놀레이트에서 아이소싸이오사이나네이트로 전환된다.
또한 글루코시놀레이트가 장내로 흡수되면 장내 미생물에 의하여 분해되어 아이소싸이오사이아네이트가 형성되기도 한다. 글루코시놀레이트는 강력한 항암작용을 하는 것으로 알려져 있는데, 방광암, 유방암, 간암 등에 효과적이다. 특히 글루코시놀레이트는 백혈구와 사이토카인의 조율 능력이 뛰어나며 유방, 간, 대장, 폐, 위, 식도 등에서 종양의 성장을 억제하는 효소를 가지고 있다.
선행문헌 1(한국등록특허 제1525143호)에는 항산화 활성이 우수한 무 새싹 채소의 재배방법에 관한 것으로서, 무 새싹에 자스모닉산 또는 메틸자스모네이트를 처리하여 글루코시놀레이트의 함량을 증가시키는 방법에 관하여 개시되어 있으며, 선행문헌 2(한국등록특허 제1638205호)에는 브로콜리 싹 또는 종자로부터 글루코시놀레이트 추출 및 정제하는 신규한 방법에 관하여 개시하고 있다.
위와 같은 기존 기술은 자스모닉산 또는 메틸자스모네이트와 같은 화학적 처리에 의해 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 것으로, 본 발명의 광원을 조절함으로써 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 기술과는 차이가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 항암 활성이 증진된 십자화과 새싹채소의 재배방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 광질 선택과 광량 제어가 용이한 친환경적이고 경제적인 십자화과 새싹채소의 재배방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 것으로, 십자화과 새싹채소의 재배시, 엘이디를 광원으로 사용하여 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 십자화과 새싹채소의 재배방법을 제공한다.
또한, 상기 십자화과 새싹채소는 적양배추인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엘이디는 특정 범위의 파장을 광원으로 사용하여 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엘이디의 특정 파장 범위는 380 ~ 550nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엘이디의 특정 파장 범위는 450 ~ 550nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 글루코시놀레이트는 glucoiberin, progoitrin, glucoraphanin, sinigrin, gluconapin, glucobrassicin, gluconasturtiin 및 neoglucobrassicin으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 항암 활성이 증진된 십자화과 새싹채소의 재배방법 및 광질 선택과 광량 제어가 용이한 친환경적이고 경제적인 십자화과 새싹채소의 재배방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비교예 1 및 비교예 2의 새싹채소의 사진.
도 2는 본 발명에 따른 상기 실시예 1 ~ 8의 새싹채소의 사진.
도 3은 본 발명에 따른 비교예들 및 실시예들의 새싹채소의 하배축의 길이를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 비교예들 및 실시예들의 새싹채소의 수확율을 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 상기 실시예 1 ~ 8의 새싹채소의 사진.
도 3은 본 발명에 따른 비교예들 및 실시예들의 새싹채소의 하배축의 길이를 나타낸 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 비교예들 및 실시예들의 새싹채소의 수확율을 나타낸 그래프.
본 발명은, 십자화과 새싹채소의 재배시, 엘이디를 광원으로 사용하여 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 십자화과 새싹채소의 재배방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
십자화과 식물이란 대부분 초본식물로 잎에서 톡 쏘는 맛이 나며 경제적으로 중요한 많은 식물이 있다. 꽃은 십자가 모양으로, 보통 흰색·노란색·연보라색이고 꽃잎과 꽃받침잎이 4장씩 있다. 가장 중요한 속은 배추속으로 양배추·겨자·유채를 포함해 50여 종의 구대륙산 식물이다. 다른 식용채소로는 콜라비, 브라시카 핌브리아타, 호무, 순무 등이 있다. 한국에는 18속 50여 종의 십자화과 식물들이 자라고 있다. 이중에는 무·배추·유채 등도 있으나, 대부분이 들이나 산에서 자라고 있다. 이밖에 최근에 외국에서 들어온 원예식물들을 화분이나 정원에 심고 있다.
본 발명은 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 및 퀴논 환원효소(QR) 활성을 증진시킬 수 있는 새싹채소 재배방법에 관한 것으로서, 광원으로서 엘이디(LED) 램프를 사용하여 특정 파장의 범위에서 글루코시놀레이트 및 퀴논 환원효소 활성이 증대되는지의 여부에 대하여 실험을 진행하였다.
광원으로써 엘이디를 사용하는 경우 무수은으로 친환경적이며, 전력소모가 적을 뿐만 아니라, 광질 선택 및 광량 제어 용이하며, 펄스 조사 가능하다는 장점이 있다.
글루코시놀레이트는 인체내에서 여러 가지 다양한 활성을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 그 중에서도 대표적인 영양학적 효능으로는 암 예방 활성을 나타낸다는 것이다. 십자화과 채소는 이러한 글루코시놀레이트를 함유하고 있는 것으로 유명한데, 새싹채소의 글루코시놀레이트의 함량을 증가시키기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 그 중 하나로써 본 발명에서는 광원의 종류를 특정하여 글루코시놀레이트의 함량을 증대시키도록 함으로써 기능성 물질의 활성이 우수한 십자화과 새싹채소를 재배하는 방법을 제공할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
[실시예]
[실험조건]
1. 식물종
적양배추
2. 종자 무게
적양배추 (3g/cell)*3 반복
3. 종자 소독(세척 및 침지)
차아염소산칼슘을 종자 g당 10mL씩을 넣고 15분간 처리한 후, 수돗물에 충분히 세척 후 증류수에 4시간 침지함
4. 파종
플라스틱 재배기에 파종
5. 광 처리
암처리 : 2일, 블라인드 및 호일 덮개
광처리 : 5일, 처리강도 50umol(780nm 제외)
제외재배 온?습도 : 23±2℃(25/19), 45±5%
6. 수분공급
재배기 개당 하루 150mL씩 비이커에 담아 위에서 골고루 부어주고, 3~4회/일 분무로 보충함
2일 간격 재배기 증류수 교체
7. 기타
재배기간 중 재배기 자리 배치 이동
[비교예 1~2 및 실시예 1~8]
비교예 1 : 광원으로 형광등 처리
비교예 2 : 3색 LED 처리
실시예 1 : 385nm LED 처리
실시예 2 : 450nm LED 처리
실시예 3 : 465nm LED 처리
실시예 4 : 520nm LED 처리
실시예 5 : 620nm LED 처리
실시예 6 : 645nm LED 처리
실시예 7 : 660nm LED 처리
실시예 8 : 780nm LED 처리
[실험결과]
도 1은 본 발명의 상기 비교예 1 및 비교예 2의 새싹채소의 사진이며, 도 2는 본 발명의 상기 실시예 1 ~ 8의 새싹채소의 사진이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 비교예들 및 실시예들의 새싹채소의 하배축의 길이 및 수확율을 각각 나타낸 그래프이다(C1: 비교예 1, C2: 비교예 2, T1: 실시예 1, T2: 실시예 2, T3: 실시예 3, T4: 실시예 4, T5: 실시예 5, T6: 실시예 6, T7: 실시예 7, T8: 실시예 8).
도 3 및 도 4의 새싹채소 사진 및 그래프로부터 생육 상태를 확인할 수 있는데, 식물의 형상은 새싹채소를 구매하는 소비자에 있어서는 기호도의 기준이 될 수 있다.
도면에서 볼 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 4의 파장이 적양배추 새싹의 안토시아닌 색소 축적을 유도하여 더 붉은색을 띠고 새싹의 길이가 시중에 판매되는 새싹채소와 유사하기 때문에, 기호도 면에서 선호되는 새싹채소를 재배할 수 있는 방법을 제공한다.
위와 같은 재배실험을 실시한 후 실험결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 표 1은 각각의 비교예 및 실시예들에 따른 글루코시놀레이트의 함량을 나타낸 것이다.
| Glucosinolate content (M/g DW) | |||||||||
| glucoiberin | progoitrin | glucoraphanin | sinigrin | gluconapin | glucobrassicin | gluconasturtiin | neoglucobrassicin | total | |
| 비교예 1 | 3.11 ± 0.32 | 15.88 ± 0.92 | 7.67 ± 0.84 | 6.85 ± 0.10 | 1.67 ± 0.04 | 1.46 ± 0.17 | 1.47 ± 0.21 | 0.58 ± 0.06 | 38.71 ± 0.47 |
| 비교예 2 | 3.02 ± 0.81 | 14.82 ± 2.01 | 7.80 ± 1.98 | 6.50 ± 0.73 | 1.47 ± 0.19 | 1.59 ± 0.32 | 1.74 ± 0.44 | 0.51 ± 0.13 | 37.46 ± 6.13 |
| 실시예 1 | 3.27 ± 0.15 | 20.02 ± 1.28 | 7.21 ± 1.00 | 8.59 ± 1.80 | 1.77 ± 0.13 | 1.29 ± 0.32 | 1.76 ± 0.33 | 0.78 ± 0.04 | 44.69 ± 2.21 |
| 실시예 2 | 3.48 ± 0.53 | 17.03 ± 2.84 | 7.96 ± 0.44 | 8.05 ± 2.60 | 1.74 ± 0.35 | 1.19 ± 0.06 | 1.44 ± 0.52 | 0.59 ± 0.17 | 41.48 ± 6.69 |
| 실시예 3 | 3.12 ± 0.76 | 19.27 ± 0.35 | 7.65 ± 2.49 | 8.19 ± 0.99 | 1.87 ± 0.18 | 1.23 ± 0.20 | 1.36 ± 0.33 | 0.66 ± 0.07 | 43.35 ± 2.08 |
| 실시예 4 | 3.21 ± 0.35 | 19.25 ± 2.11 | 7.08 ± 0.88 | 8.38 ± 2.04 | 1.80 ± 0.12 | 1.09 ± 0.11 | 1.65 ± 0.26 | 0.71 ± 0.04 | 43.17 ± 4.22 |
| 실시예 5 | 3.29 ± 0.31 | 15.07 ± 0.16 | 8.11 ± 0.81 | 6.65 ± 0.23 | 1.55 ± 0.12 | 1.49 ± 0.23 | 1.72 ± 0.22 | 0.69 ± 0.06 | 38.56 ± 0.86 |
| 실시예 6 | 3.23 ± 0.28 | 14.65 ± 1.30 | 7.99 ± 0.81 | 6.38 ± 0.39 | 1.51 ± 0.06 | 1.32 ± 0.08 | 1.56 ± 0.43 | 0.61 ± 0.11 | 37.24 ± 2.99 |
| 실시예 7 | 2.98 ± 0.42 | 13.73 ± 0.91 | 7.46 ± 1.01 | 6.12 ± 0.18 | 1.44 ± 0.08 | 1.42 ± 0.05 | 1.45 ± 0.11 | 0.54 ± 0.03 | 35.15 ± 2.33 |
| 실시예 8 | 2.94 ± 0.23 | 14.31 ± 0.96 | 7.29 ± 0.49 | 6.52 ± 0.19 | 1.68 ± 0.10 | 0.76 ± 0.06 | 1.40 ± 0.16 | 0.64 ± 0.06 | 35.53 ± 1.86 |
표 2는 각각의 비교예 및 실시예들에 따른 퀴논 환원효소(Quinone reductase) 유도 활성을 나타낸 것이다.
| IC50 | CD | CI | |
| 비교예 1 | 33.53 | 54.47 | 0.62 |
| 비교예 2 | 30.23 | 29.41 | 1.03 |
| 실시예 1 | 39.50 | 11.87 | 3.33 |
| 실시예 2 | 82.58 | 7.27 | 11.36 |
| 실시예 3 | 21.47 | 2.81 | 7.63 |
| 실시예 4 | 20.55 | 3.53 | 5.83 |
| 실시예 5 | 43.81 | 78.57 | 0.56 |
| 실시예 6 | 33.12 | 200.00 | 0.17 |
| 실시예 7 | 2.25 | 64.21 | 0.03 |
| 실시예 8 | 5.80 | 73.37 | 0.08 |
※ CD: Mean value of the concentration required to double the specific activity of QR
※ IC50: Mean value of the half-maximal inhibitory concentration of cell viability
※ CI: Chemoprevention index: ratio between IC50 and CD
위의 실험결과에서 볼 수 있듯이, 실시예 1(385nm), 실시예 2(450nm), 실시예 3(465nm), 실시예 4(520nm)의 범위의 파장에서 글루코시놀레이트 함량이 비교예들에 비하여 증가되었으며, 퀴논 환원효소의 활성이 높은 것을 알 수 있다.
표 3에 비교예 1, 2의 글루코시놀레이트들의 수치의 평균값에 대비한 각 실시예들의 글루코시놀레이트들의 종류별로 함량의 증가를 백분율로 나타내었다.
| Glucosinolate content (M/g DW) | |||||||||
| glucoiberin | progoitrin | glucoraphanin | sinigrin | gluconapin | glucobrassicin | gluconasturtiin | neoglucobrassicin | total | |
| 실시예 1 | 6.7% | 30.4% | -6.8% | 28.7% | 12.7% | -15.4% | 9.7% | 43.1% | 17.3% |
| 실시예 2 | 13.5% | 10.9% | 2.9% | 20.6% | 10.8% | -22.0% | -10.3% | 8.3% | 8.9% |
| 실시예 3 | 1.8% | 25.5% | -1.1% | 22.7% | 19.1% | -19.3% | -15.3% | 21.1% | 13.8% |
| 실시예 4 | 4.7% | 25.4% | -8.5% | 25.5% | 14.6% | -28.5% | 2.8% | 30.3% | 13.4% |
| 실시예 5 | 7.3% | -1.8% | 4.8% | -0.4% | -1.3% | -2.3% | 7.2% | 26.6% | 1.2% |
| 실시예 6 | 5.4% | -4.6% | 3.3% | -4.4% | -3.8% | -13.4% | -2.8% | 11.9% | -2.2% |
| 실시예 7 | -2.8% | -10.6% | -3.6% | -8.3% | -8.3% | -6.9% | -9.7% | -0.9% | -7.7% |
| 실시예 8 | -4.1% | -6.8% | -5.8% | -2.3% | 7.0% | -50.2% | -12.8% | 17.4% | -6.7% |
위 표 3에서 확인하여 볼 수 있는 것처럼, 실시예 1~4의 total 글루코시놀레이트의 함량의 증가가 8.9% 이상으로 확연히 늘어나는 것을 알 수 있으며, 특히 progoitrin, sinigrin, neoglucobrassicin의 함량의 증가가 매우 높은 것을 알 수 있다.
Claims (6)
- 십자화과 새싹채소의 재배시, 엘이디를 광원으로 사용하여 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 십자화과 새싹채소의 재배방법.
- 제1항에 있어서,
상기 십자화과 새싹채소는 적양배추인 것을 특징으로 하는 십자화과 새싹채소의 재배방법.
- 제2항에 있어서,
상기 엘이디는 특정 범위의 파장을 광원으로 사용하여 십자화과 새싹채소의 글루코시놀레이트 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 십자화과 새싹채소의 재배방법.
- 제3항에 있어서,
상기 엘이디의 특정 파장 범위는 380 ~ 550nm인 것을 특징으로 하는 십자화과 새싹채소의 재배방법.
- 제4항에 있어서,
상기 엘이디의 특정 파장 범위는 450 ~ 550nm인 것을 특징으로 하는 십자화과 새싹채소의 재배방법.
- 제1항에 있어서,
상기 글루코시놀레이트는 glucoiberin, progoitrin, glucoraphanin, sinigrin, gluconapin, glucobrassicin, gluconasturtiin 및 neoglucobrassicin으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 십자화과 새싹채소의 재배방법.
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