KR20220028850A

KR20220028850A - 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법

Info

Publication number: KR20220028850A
Application number: KR1020200110433A
Authority: KR
Inventors: 유지혜; 박재억; 손양주; 노주원; 오창민
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2020-08-31
Filing date: 2020-08-31
Publication date: 2022-03-08
Also published as: WO2022045862A1; KR102568325B1

Abstract

본 발명은 십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법, 상기 방법으로 재배되어 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소 및 십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 십자화과 채소의 재배방법을 이용하면, 항염 활성, 항박테리아 활성, 해독 활성 등의 다양한 약리활성을 나타내는 글루코시놀레이트가 높은 함량으로 포함된 십자화과 채소를 재배할 수 있으므로, 약학 조성물 또는 기능성 식품조성물의 원료 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법{Method of cultivating Brassica rapa for increasing the amount of glucosinolate}

본 발명은 글루코시놀레이트(glucosinolate) 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 본 발명은 십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법, 상기 방법으로 재배되어 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소 및 십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량을 증진시키는 방법에 관한 것이다.

4개의 꽃잎이 십자가 형상나타내는 꽃을 피우는 특징을 나타내는 십자화과 식물은, 무, 배추, 양배추, 브로콜리, 청경채 등 일반적으로 흔히 접할 수 있는 식용가능한 채소류를 포함한다. 이들 십자화과 채소류에는 방광암, 유방암, 간암 등의 치료에 효과적인 강력한 항암활성을 나타내는 글루코시놀레이트를 포함하는 것으로 알려져 있다. 상기 글루코시놀레이트는 항암활성 이외에도 항염 활성, 항박테리아 활성, 해독 활성 등의 다양한 약리활성을 나타내는 것으로 알려져 있어, 상기 글루코시놀레이트를 포함하는 십자화과 채소는 안전하면서도 효과적인 기능성 식품의 원료로서 사용될 수 있는 가능성을 나타낸다. 그러나, 상기 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량은 매우 낮은 수준이기 때문에, 일반적인 십자화과 채소는 기능성 식품의 원료로서 사용하기에는 다소 부족하다는 단점이 있다.

이러한 단점을 해결하기 위한, 다양한 연구가 수행되고 있는데, 예를 들어, 한국등록특허 제1525143호에는 무 새싹에 자스모닉산 또는 메틸자스모네이트를 처리하여 글루코시놀레이트의 함량을 증가시키는 방법이 개시되어 있다.

한편, 식물의 재배시 비정상적인 환경을 조성하여 스트레스를 가하게 되면, 상기 재배된 식물에는 스트레스에 대한 저항성이 부여되면서, 다양한 성분의 수준이 증가될 수 있다. 예를 들어, 한국공개특허 제10-2009-0036192호에는 땅콩나물의 재배시 주기적인 온도스트레스를 가하여 땅콩나물에 포함된 레스베라트롤 성분의 함량을 증가시키는 방법이 개시되어 있고, 한국등록특허 제10-0991246호에는 산화스트레스 재배조건에서 새싹작물을 재배함으로써 항산화 활성이 증가된 새싹작물을 재배하는 방법이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제10-2113804호에는 음파스트레스를 가하는 조건에서 식물을 재배하여 식물의 생육을 촉진시키고 병충해를 방지하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 스트레스를 가하여 글루코시놀레이트의 함량을 증가시키는 방법은 아직까지 보고되지 않고 있는 실정이다.

이러한 배경하에서, 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량을 효과적으로 증진시킬 수 있는 방법을 개발하기 위하여, 예의 연구노력한 결과, 십자화과 채소의 재배시에 건조스트레스 또는 광스트레스를 가할 경우, 상기 재배를 통해 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소를 생산할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 주된 목적은 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법으로 재배되어 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량을 증진시키는 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태는 십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 글루코시놀레이트(glucosinolate) 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법을 제공한다.

본 발명의 용어 "십자화과 채소"란, 쌍떡잎식물 양귀비목에 속하는 채소를 의미하며, 배추과 채소 또는 겨자과 채소라고도 호칭되는데, 4개의 꽃잎이 십자가 형상나타내는 꽃을 피우기 때문에 십자화과라는 명칭이 부여되었다. 대부분 초본식물이며, 잎에서는 톡 쏘는 맛이나고, 잎은 홑잎 또는 겹잎이며, 턱잎은 없고, 꽃은 양성(兩性)이며, 꽃받침조각은 4개이다. 꽃의 경우 수술은 6개인데 안쪽의 4개는 긴 4강수술을 이룬다. 씨방은 외관상 2실로 되어 있다. 열매는 꼬투리이며, 종자에는 배젖이 없다.

본 발명에 있어서, 상기 십자화과 채소는 본 발명의 방법에 의해 글루코시놀레이트의 함량이 증가되는 한, 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 청경채, 양배추, 케일, 브로콜리, 겨자, 유채, 콜라비, 호무, 순무, 다홍채, 배추, 코마츠나, 채심, 미즈나 등이 될 수 있고, 다른 예로서, 청경채가 될 수 있다.

상기 십자화과 채소의 재배는 통상적인 노지재배 뿐만 아니라, 수경재배 방법으로 수행될 수 있는데, 상기 수경재배 방법으로 재배할 경우, 재배 효율을 증진시키고, 광스트레스를 효과적으로 가하기 위하여, 인공광형 스마트팜에서 수행할 수 있다.

상기 십자화과 채소에 가하여지는 스트레스는 비정상적인 재배환경을 조성하기 위하여 사용되는데, 이러한 비정상적인 환경조건은 식물체에 환경저항성을 부여하게 되고, 이러한 환경 저항성에 의하여 식물체에서 특정 성분의 과발현될 수 있다. 상기 스트레스는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 건조스트레스, 광스트레스 등을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있는데, 이러한 스트레스는 십자화과 채소의 재배과정 중에 1회 가할 수도 있고, 여러번 반복하여 가할 수도 있다.

예를 들어, 건조스트레스는 십자화과 채소의 재배시 뿌리를 8 내지 16시간 동안 공기중에 노출시키고 통풍시켜서 뿌리를 건조시키는 방식으로 가할 수 있는데, 건조스트레스를 가한 후, 상기 뿌리를 배양액에 18 내지 36시간 동안 침지하여 회복시키는 단계를 추가로 포함할 수 있으며, 이러한 건조스트레스 후 회복하는 행위는 재배과정 중에 단 1회만 가할수도 있고, 일정기간 동안 1주 1회 반복하여 가할 수도 있다.

또한, 광스트레스는 십자화과 채소의 종자 파종 후 10-20일부터 하루에 16-24시간 동안 광을 조사하는 방식으로 가할 수 있는데, 이러한 광스트레스는 재배과정 중에 단 1회만 가할수도 있고, 일정기간 동안 1일 1회 반복하여 가할 수도 있다. 이때, 조사되는 광의 파장은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 445-470nm, 650-665nm 등이 될 수 있고, 다른 예로서, warm white 계열의 복합파장이 될 수 있다. 예를 들어, 445-470nm 또는 650-665nm의 광을 조사한 후, warm white 계열의 복합파장을 가지는 광을 추가로 조사할 수 있다. 또한, 상기 광의 조사량 역시 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 120 ± 5 μmol/m²s가 될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 십자화과 채소의 재배시에 건조스트레스 또는 광스트레스를 가할 경우, 상기 재배를 통해 수확된 십자화과 채소에서는 글루코시놀레이트의 수준이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 용어 "글루코시놀레이트(glucosinolate)"란, 황을 포함한 유기화합물의 일종으로서, 방광암, 유방암, 간암 등에 강력한 항암활성을 나타낼 뿐만 아니라, 항염 활성, 항박테리아 활성, 해독 활성 등의 다양한 약리활성을 나타낸다고 알려져 있다. 상기 글루코시놀레이트는 십자화과 채소에 포함된 것으로 알려져 있는데, 섭취할 때, 가수분해 효소인 미로시나제에 의해 아이소싸이오사이나네이트로 전환될 수 있으며, 화학적인 구조에 기반하여, 알리파틱(aliphatic) 글루코시놀레이트, 인돌릭(indolic) 글루노시놀레이트, 아로마틱(aromatic) 글루코시놀레이트 등으로 구분할 수 있는데, 일 례로서, glucoiberin, progoitrin, glucoraphanin, sinigrin, gluconapin, glucobrassicin, gluconasturtiin, neoglucobrassicin 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 십자화과 채소의 일종인 청경채를 수경재배 방법으로 재배하면서, 건조스트레스 및 광스트레스를 개별적으로 또는 조합하여 제공하였다. 상기 재배가 종료된 후, 재배된 각 청경채에 포함된 총 글루코시놀레이트, 알리파틱 글루코시놀레이트, 인돌린 글루코시놀레이트 및 아로마틱 글루코시놀레이트의 수준을 측정한 결과, 제공된 스트레스의 종류에 따라 편차가 있으나, 대체로 스트레스를 가하여 재배된 청경채에서는 상기 각종 글루코시놀레이트의 수준이 증가됨을 확인하였다(도 2a 내지 2d, 도 3a 내지 3e).

본 발명의 다른 실시양태는 십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량을 증진시키는 방법을 제공한다.

상기 십자화과 채소, 스트레스, 글루코시놀레이트 등은 앞서 정의한 바와 동일하다.

상술한 바와 같이, 글루코시놀레이트는 야생형 십자화과 채소에 이미 일정수준으로 포함된 성분으로서, 다양한 약리활성을 나타내기 때문에, 이를 다량으로 포함하는 십자화과 채소는 기능성 식품의 원료 등으로 사용될 수 있다.

이같은 관점에서, 본 발명에서 제공하는 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량을 증진시키는 방법을 통해 종래의 십자화과 채소 보다도 글루코시놀레이트를 높은 함량으로 포함하는 십자화과 채소를 생산할 수 있으므로, 보다 효과적인 기능성 식품의 원료 생산에 활용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시양태는 상기 방법으로 제조되어 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소를 제공한다.

본 발명에서 제공하는 글루코시놀레이트 함량이 증진된 십자화과 채소는 일반적인 십자화과 채소 보다도 최소 20% 이상 증가된 수준의 글루코시놀레이트를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 건조스트레스 및 광스트레스를 개별적으로 또는 조합하여 가하면서 재배된 청경채에는 일반 청경채에 포함된 총 글루코시놀레이트 함량보다도 30 내지 60%가 증가된 수준의 총 글루코시놀레이트를 포함하고(도 2a), 일반 청경채에 포함된 알리파틱 글루코시놀레이트 함량보다도 100 내지 130%가 증가된 수준의 알리파틱 글루코시놀레이트를 포함하며(도 2b), 일반 청경채에 포함된 인돌릭 글루코시놀레이트 함량보다도 25 내지 90%가 증가된 수준의 인돌린 글루코시놀레이트를 포함하며(도 2c), 일반 청경채에 포함된 아로마틱 글루코시놀레이트 함량보다도 87 내지 350%가 증가된 수준의 아로마틱 글루코시놀레이트를 포함한다(도 2d).

본 발명에서 제공하는 십자화과 채소의 재배방법을 이용하면, 항염 활성, 항박테리아 활성, 해독 활성 등의 다양한 약리활성을 나타내는 글루코시놀레이트가 높은 함량으로 포함된 십자화과 채소를 재배할 수 있으므로, 약학 조성물 또는 기능성 식품조성물의 원료 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다.

도 1a는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 생중량의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1b는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 건조중량의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1c는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 초장 길이의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 1d는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 엽수의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2a는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 total GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2b는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aliphatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2c는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 indolic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2d는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aromatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3a는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 total GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aliphatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3c는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 indolic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3d는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aromatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3e는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 glucoraphanin의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 청경채의 재배

청경채 종자를 암면배지에 파종하고 배지의 수분을 포화시켜 종피에 수분침투를 유도하여 인위적으로 발아시켰다. 발아 후, 광과 수분 및 이산화탄소를 공급하는 육묘 과정을 통해 본엽이 2매가 될 때까지 주야간 변온 및 관수에 대한 환경제어를 수행하면서 본엽이 4매가 될 때 까지 재배하였다. 그런 다음, 재배된 청경채 싹을 DFT 수경재배 시스템을 통해 재배하였는데, 재배시 조사되는 광의 파장은 445-470nm와 650-665nm를 중심파장으로 하고 추가로 warm white 계열의 복합파장을 사용하였고, 광의 조사량은 120 ± 5 μmol/m2s로 설정하였으며, 재배온도는 주간 23℃ 및 야간 18℃로 설정하였고, 대기중 이산화탄소 농도는 주간 800 ppm으로 설정하였으며, 배양액으로는 오오츠카 배양액(EC1.2)을 사용하였다.

실시예 2: 스트레스가 부여된 청경채의 재배 및 분석

실시예 2-1: 스트레스가 부여된 청경채의 재배

상기 실시예 1에서, 본엽이 4 내지 8매가 될 때 까지 육묘 과정을 수행한 후, 재배된 청경채 싹을 NFT 수경재배 시스템을 통해 재배하면서, 스트레스 조건을 부가한 실험군을 각각 수득하였다.

대략적으로, 배양액을 제거하고 8-16시간 동안 지하부를 13- 23℃의 변온조건으로 통풍 건조한 후, 13-23℃의 변온조건의 배양액에서 회복시키는 단계를 수확 전에 2회 이상 처리한 청경채(건조 스트레스, WS), 파종 후 10-20일 사이부터 일장 16-24시간의 환경에서 재배한 청경채(광 스트레스, LD) 및 파종 후 10-20일 사이부터 일장 16-24시간의 환경에서 재배하며, 지하부의 통풍 건조 스트레스와 회복 단계를 진행한 청경채(복합 스트레스, LD+WS)를 각각 재배하였다. 이때, 대조군으로는 스트레스를 가하지 않고 재배한 청경채를 사용하였다.

실시예 2-2: 생육지표 분석

상기 실시예 2-1에서 재배한 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채의 생육지표(생중량, 건조중량, 초장 및 엽수)를 분석하였다(도 1a 내지 1d).

도 1a는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 생중량의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 1a에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 생중량에 비하여, WS 청경채의 생중량은 약 40% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 생중량은 약 150% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 생중량은 약 98% 수준으로 감소됨을 확인하였다.

도 1b는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 건조중량의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 1b에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 건조중량에 비하여, WS 청경채의 건조중량은 약 60% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 건조중량은 약 200% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 건조중량은 약 118% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 1c는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 초장 길이의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 1c에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 초장에 비하여, WS 청경채의 초장은 약 79% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 초장은 약 120% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 초장은 약 94% 수준으로 감소됨을 확인하였다.

도 1d는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 엽수의 변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 1d에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 엽수에 비하여, WS 청경채의 초장은 약 90% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 엽수는 약 115% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 엽수는 약 109% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

실시예 2-3: GLS(glucosinolate)의 수준 분석

상기 실시예 2-1에서 재배한 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채에 포함된 다양한 GLS(total GLS, aliphatic GLS, indolic GLS 및 aromatic GLS)의 수준을 분석하였다(도 2a 내지 2d).

상기 GLS의 수준은 다음과 같이 분석하였다: 100 mg의 청경채 건조 분말을 2 mL의 70% 에탄올에 넣어 90℃에서 10분간 추출하여 추출원액을 수득하였다. 상기 추출원액에 1 mM glucotropaeolin을 가하여 총 부피를 4 mL로 적정한 후, 이중 1 mL의 추출물에 1 M lead acetate 0.1 mL 및 1 M barium acetate 0.1 mL를 각각 가하여 혼합하였으며, 이를 원심분리하여(10,000 g, 5분) 상층액을 수득하였다. 상기 수득한 상층액 1 mL을 DEAE(diethyl-aminoethyl) sephadex A-25 anion exchange resin이 충진된 컬럼에 가하고, 18시간 동안 상온에서 반응시켜서, 황성분이 제거된 추출물을 수득하였다. 상기 황성분이 제거된 추출물에 0.5 mL 증류수를 가하여 용해시키고, 0.2 μm 필터를 사용하여 불순물을 제거한 시료를 준비하였다. 상기 준비된 시료를 사용하여, ODS-AQ (150 mm × 4.6 mm, 5 μm) 컬럼을 사용한 역상 고성능액체크로마토그래피 분석을 수행하였다. 상기 역상 고성능액체크로마토그래피 분석은 유속(1 mL/분), 용액A(acetonitrile) 및 용액B(증류수)를 사용한 농도구배(0 min, initial condition was 0.5:99.5 (A:B); 7 min, 1.5:98.5; 15 min, 10:90; 25 min, 20:80; 26 min, 30:70, gradient held until 29 min; 31 min, 0.5:99.5; 35 min, 0.5:99.5) 조건에서 수행하였고, 최종 산물은 227 nm에서 분석하였으며, 각각의 GLS의 함량은 각 GLS의 표준물질과 비교하여 산출하였다.

도 2a는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 total GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 2a에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 total GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 total GLS 수준은 약 130% 수준으로 증가하였고, LD 청경채의 total GLS 수준은 약 160% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 total GLS 수준은 약 138% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 2b는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aliphatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 2b에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 aliphatic GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 aliphatic GLS 수준은 약 200% 수준으로 증가하였고, LD 청경채의 aliphatic GLS 수준은 약 230% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 aliphatic GLS 수준은 약 206% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 2c는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 indolic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 2c에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 indolic GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 indolic GLS 수준은 약 150% 수준으로 증가하였고, LD 청경채의 indolic GLS 수준은 약 190% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 indolic GLS 수준은 약 125% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 2d는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aromatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 2d에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 aromatic GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 aromatic GLS 수준은 약 187% 수준으로 증가하였고, LD 청경채의 aromatic GLS 수준은 약 450% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 aromatic GLS 수준은 약 219% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

실시예 2-4: 식물체 당 GLS(glucosinolate)의 수준 분석

상기 실시예 2-1에서 재배한 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채의 각 1개 식물체에 포함된 다양한 GLS(total GLS, aliphatic GLS, indolic GLS 및 aromatic GLS)의 수준을 분석하였다(도 3a 내지 3d).

도 3a는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 total GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3a에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 total GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 total GLS 수준은 약 81% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 total GLS 수준은 약 240% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 total GLS 수준은 약 140% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 3b는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aliphatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3b에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 aliphatic GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 aliphatic GLS 수준은 약 80% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 aliphatic GLS 수준은 약 230% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 aliphatic GLS 수준은 약 140% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 3c는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 indolic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3c에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 indolic GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 indolic GLS 수준은 약 96% 수준으로 감소하였고, LD 청경채의 indolic GLS 수준은 약 290% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 indolic GLS 수준은 약 134% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 3d는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 aromatic GLS의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3d에서 보듯이, 6주차에서는 대조군의 aromatic GLS 수준에 비하여, WS 청경채의 aromatic GLS 수준은 약 109% 수준으로 증가하였고, LD 청경채의 aromatic GLS 수준은 약 642% 수준으로 증가하였으며, LD+WS 청경채의 aromatic GLS 수준은 약 234% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

도 3e는 청경채의 재배기간의 경과에 따른, 대조군(CON) 및 스트레스군(LD, WS 및 LD+WS) 청경채 1개 식물체를 대상으로 4 내지 6주차에서 측정된 glucoraphanin의 수준변화를 비교한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3e에서 보듯이, 5주차에서는 대조군의 glucoraphanin 수준에 비하여, WS 청경채의 glucoraphanin 수준은 약 778% 수준으로 증가하였고, LD 청경채의 glucoraphanin 수준은 약 67% 수준으로 감소하였으며, LD+WS 청경채의 glucoraphanin 수준은 약 188% 수준으로 증가됨을 확인하였다.

상기 도 2a 내지 2d 및 도 3a 내지 3e의 결과를 종합하면, 청경채 재배시 건조스트레스 또는 광스트레스를 가하면, 청경채에서 다양한 GLS 수준이 증가되고, 특히 광스트레스를 가할 경우, 청경채에서 다양한 GLS 수준이 최고 수준을 나타냄을 알 수 있었다.

아울러, 스트레스의 종류에 따라 특정 GLS의 수준을 변화시키는 것이 다름을 확인할 수 있고 특히 건조 스트레스를 가하는 경우, 청경채에서 glucoraphanin 수준을 증가시킬수 있음을 알 수 있었다.

또한, 상기 스트레스는 수확 직전에 1회 가하는 것 보다는, 재배기간 중에 여러차례에 걸쳐 스트레스를 가하는 것이 유효함을 알 수 있었다.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 글루코시놀레이트(glucosinolate) 함량이 증진된 십자화과 채소의 재배방법.
제1항에 있어서,
상기 십자화과 채소는 청경채인 것인, 재배방법.
제1항에 있어서,
상기 재배는 인공광형 스마트팜에서 수경재배 방식으로 수행되는 것인, 재배방법.
제1항에 있어서,
상기 스트레스는 광스트레스, 건조스트레스 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 스트레스인 것인, 재배방법.
제4항에 있어서,
상기 광스트레스는 십자화과 채소의 종자 파종 후 10-20일부터 하루에 16-24시간 동안 광을 조사하는 방식으로 수행되는 것인, 재배방법.
제4항에 있어서,
상기 건조스트레스는 십자화과 채소의 재배시 뿌리를 8 내지 16시간 동안 공기중에 노출시키고 통풍시켜서 뿌리를 건조시키는 방식으로 수행되는 것인, 재배방법.
제6항에 있어서,
상기 뿌리를 건조시킨 후, 상기 뿌리를 배양액에 18 내지 36시간 동안 침지하여 회복시키는 단계를 추가로 포함하는 것인, 재배방법.
십자화과 채소의 재배과정 중에 식물체에 스트레스를 가하는 단계를 포함하는, 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트(glucosinolate)의 함량을 증진시키는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 재배되어, 글루코시놀레이트(glucosinolate) 함량이 증진된 십자화과 채소.
제9항에 있어서,
상기 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량은, 스트레스를 가하지 않고 재배된 십자화과 채소에 포함된 글루코시놀레이트의 함량 대비 20% 이상 증대된 것인, 십자화과 채소.