콩과 콩나물에서의 Soyasapogenol A, B 와 β-carotene의 함량 변이

강은영 건국대학교 대학원 2010 국내석사

The main purpose of this experiment was to evaluate the concentration of soyasapogenol and β-carotene, which detected in soybean seed and sprout by seed size, usage, seed coat color, seed cotyledon color. The 79 Korean soybean varieties were cultivated at Yesan of Chungnam in 2006 for the analysis of soyasapogenol through HPLC with Evaporative Light Scattering Detection(ELSD). The total average concentration of soyasapogenol was 1313.52 ㎍/g in soybean seed, 1377.72 ㎍/g in soybean sprout. Soybean sprout was higher than soybean seed, about 5%, in average total soyasapogenol concentration. In process of sprouting, the average soyasapogenol A content was approximately 1.6% reduced, but soyasapogenol B and total soyasapogenol were increased 8.31%, 4.88%, based on the content of soybean seed. For β-carotene analysis, the 68 Korean soybean varieties were cultivated at Yesan of Chungnam in 2006 and applied by HPLC with Photo Diode Array(PDA) Detecter. the total average concentration of β-carotene was 6.61 ㎍/g in soybean seed, and 33.33 ㎍/g in soybean sprout. Soybean sprout was detected almost 5.04 times in comparison with soybean seed for total average of β-carotene concentration. Based on the seed size, the total soyasapogenol concentration of soybean seed was 1260.41 ㎍/g in large soybean seed, 1338.07 ㎍/g in medium soybean seed, and 1330.36 ㎍/g in small soybean seed. In soybean sprout, the total soyasapogenol concentration was 1256.81 ㎍/g in large soybean sprout, 1414.27 ㎍/g in medium soybean sprout, and 1433.51 ㎍/g in small soybean sprout. The total β-carotene concentration of soybean seed was 6.88 ㎍/g in large soybean seed, 6.74 ㎍/g in medium soybean seed, and 6.31 ㎍/g in small soybean seed. In soybean sprout, the total β-carotene concentration was 21.44 ㎍/g in large soybean sprout, 30.52 ㎍/g in medium soybean sprout, and 43.46 ㎍/g in small soybean sprout. As a result, small soybean represents the greatest change in soyasapogenol and β-carotene content, during germination process. According to the utilization of seed, the total soyasapogenol concentration of soybean seed was 1266.58 ㎍/g in cooked with rice soybean seed, 1364.53 ㎍/g in paste and curd soybean seed, and 1336.05 ㎍/g in sprout soybean seed. In soybean sprout, the total soyasapogenol concentration was 1300.28 ㎍/g in cooked with rice soybean sprout, 1364.98 ㎍/g in paste and curd soybean sprout, and 1477.19 ㎍/g in sprout soybean sprout. The total β-carotene concentration of soybean seed was 7.21 ㎍/g in cooked with rice soybean seed, 6.06 ㎍/g in paste and curd soybean seed, and 6.31 ㎍/g in sprout soybean seed. In soybean sprout, the total β-carotene concentration was 25.91 ㎍/g in cooked with rice soybean sprout, 32.42 ㎍/g in paste and curd soybean sprout, and 41.94 ㎍/g in sprout soybean sprout. Altogether, sprout soybean seed represents the greatest change in soyasapogenol and β-carotene content, during germination process. When comparison with seed coat color, the total soyasapogenol concentration of soybean with yellow seed coat(1357.30 ㎍/g) was slightly higher than those of soybean with black(1260.30 ㎍/g) and brown (1263.62 ㎍/g) seed coat. In soybean sprout, the total soyasapogenol concentration was 1280.36 ㎍/g in black seed coat sprout, 1415.52 ㎍/g in brown seed coat sprout, 1376.66 ㎍/g in green seed coat sprout, 1455.13 ㎍/g in yellow seed coat sprout, and 1272.55 ㎍/g in mottle seed coat sprout. The total β-carotene concentration of soybean with brown seed coat(8.79 ㎍/g) was slightly higher than those of soybean with yellow. In soybean sprout, the total β-carotene concentration was 21.75 ㎍/g in black seed coat sprout, 38.66 ㎍/g in brown seed coat sprout, 34.09 ㎍/g in green seed coat sprout, 39.51 ㎍/g in yellow seed coat sprout, and 30.46 ㎍/g in mottle seed coat sprout. During soybean seed germination process, soyasapogenol content significantly increased by 6 times in yellow seed coat. The color of cotyledon, the total soyasapogenol concentration of soybean with yellow cotyledon(1320.63 ㎍/g) was slightly higher than those of soybean with green(1283.15 ㎍/g). In soybean sprout, the total soyasapogenol concentration was 1386.02 ㎍/g in green cotyledon sprout, and 1375.78 ㎍/g in yellow cotyledon sprout. The total β-carotene concentration of soybean with green cotyledon(7.68 ㎍/g) was higher than those of soybean with yellow (6.33 ㎍/g). In soybean sprout, the total β-carotene concentration was 24.55 ㎍/g in green cotyledon sprout, and 35.61 ㎍/g in yellow cotyledon sprout. The total β-carotene was significantly increased in yellow seed coat soybean. The results of this study suggested the functional characteristics of soybean through quantitative analysis of soyasapogenol and β-carotene. Also, the concentration of soyasapogenol and β-carotene exhibited to change during germination process which was evaluated by the nutritional value of soybean sprout. 콩은 사람에 의해 재배된 가장 오래된 작물 중 하나로서, 세계적으로 중요한 식량원 중 하나이다. 우리나라에서는 주식인 쌀에서 부족하기 쉬운 영양분을 공급하는 식재료로 주로 이용되었고 콩의 용도는 cooked with rice, paste and curd, sprout 등으로 다양하다. 콩나물은 재배기간이 짧으며, 재배 방법이 비교적 쉬워, 일상 식단에서 큰 비중을 차지하고 있는 식품이다. 콩이 발아되어 콩나물로 성장하는 과정 중에 영양 성분이 상당히 달라지는데, 특히, 비타민류의 함량 증가가 현저하다. 본 실험에서는 종자의 크기별, 종자의 용도별, 종피 색깔별, 자엽 색깔 별로 구분하여 soyasapogenol 과 β-carotene의 함량을 알아보고, 콩을 발아시켰을 때의 각 물질의 함량 변화를 통해 콩나물의 영양학적 가치를 평가하였다. 1. 콩 유전자원의 총 soyasapogenol 함량은 콩에서 1313.52 ㎍/g, 콩나물에서 1377.72 ㎍/g, 으로, 콩나물에서 5%, 더 높은 경향을 나타내었다. 즉, 콩의 발아과정에서, 콩을 기준으로, soyasapogenol A 함량이 1.6% 감소한 반면, soyasapogenol B와 총 soyasapogenol 함량은 각각 8.31%, 4.88%로 증가했다. 콩 유전자원의 총 β-carotene 함량은 콩에서 6.61 ㎍/g, 콩나물에서는 33.33 ㎍/g 으로, 콩의 발아과정에서 5.04배 증가하였다. 2. 크기별 대립(25g 초과), 중립(15g ~ 25g), 소립(15g 미만)으로 구분하여 비교한 결과, total soyasapogenol 함량은 대립콩에서 1260.41㎍/g, 중립콩에서 1338.07 ㎍/g, 소립콩에서 1330.36 ㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서 각각 1256.81 ㎍/g, 1414.27 ㎍/g, 1433.51 ㎍/g을 나타내어 소립콩에서 가장 많은 함량변화를 나타냄을 보여준다. β-carotene 함량은 대립콩에서 6.88 ㎍/g, 중립콩에서 6.74 ㎍/g, 소립콩에서 6.31 ㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서 각각 21.44 ㎍/g, 30.52 ㎍/g, 43.46 ㎍/g을 나타내어 소립콩에서 가장 많은 함량변화를 나타냄을 보여준다. 3. 용도별 밥밑콩, 장콩, 콩나물콩으로 구분하여 비교한 결과, total soyasapogenol 함량은 밥밑콩에서 1266.58 ㎍/g, 장콩에서 1364.53 ㎍/g, 콩나물콩에서 1336.05 ㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서 각각 1300.28 ㎍/g, 1364.98 ㎍/g, 1477.19 ㎍/g을 나타내어 콩나물콩에서 가장 많은 함량변화를 나타냄을 보여준다. β-carotene 함량은 밥밑콩에서 7.21 ㎍/g, 장콩에서 6.06 ㎍/g, 콩나물콩에서 6.31㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서는 각각 25.91 ㎍/g, 32.42 ㎍/g, 41.94 ㎍/g을 나타내어 콩나물콩에서 가장 많은 함량변화를 나타냄을 보여준다. 4. 종피 색깔별 검정색, 갈색, 초록색, 노란색, 얼룩무늬로 구분하여 비교한 결과, total soyasapogenol 함량은 검정색콩에서 1260.30 ㎍/g, 갈색콩에서 1263.62 ㎍/g, 초록색콩에서 1323.93 ㎍/g, 노란색콩에서 1357.30 ㎍/g, 얼룩무늬콩에서 1280.06 ㎍/g을 나타냈으며, 콩나물에서 각각 1280.36 ㎍/g, 1415.52 ㎍/g, 1376.66 ㎍/g, 1455.13 ㎍/g, 1272.55 ㎍/g을 나타내어 갈색콩에서 가장 많은 함량변화를 나타냄을 보여준다. β-carotene 함량은 검정색콩에서 7.29 ㎍/g, 갈색콩에서 8.79 ㎍/g, 초록색콩에서 6.31 ㎍/g, 노란색콩에서 6.06 ㎍/g, 얼룩무늬콩에서 7.01 ㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서는 각각 21.75 ㎍/g, 38.66 ㎍/g, 34.09 ㎍/g, 39.51 ㎍/g, 30.46 ㎍/g을 나타내어 노란색콩에서 가장 많은 함량변화를 나타냄을 보여준다. 5. 자엽 색깔별 초록색과 노란색으로 구분하여 비교한 결과, soyasapogenol 함량은 초록색 자엽에서 1283.15 ㎍/g, 노란색 자엽에서 1320.63 ㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서는 1386.02 ㎍/g, 1375.78 ㎍/g을 나타내어 초록색 자엽에서 현저한 함량변화를 나타냄을 보여준다. β-carotene 함량은 초록색 자엽에서 7.68 ㎍/g, 노란색 자엽에서 6.33 ㎍/g을 나타내었으며, 콩나물에서는 각각 24.55 ㎍/g, 35.61 ㎍/g을 나타내어 노란색 자엽에서 현저한 함량변화를 나타냄을 보여준다.

기계층버섯 균사체로 발효한 나물콩의 생리활성 및 식품 적용

김인원 전북대학교 일반대학원 2018 국내박사

To expand the utilization of domestic sprout soybeans that can not be used as sprouts, among the physiologically active substances present in sprout soybeans, the conversion to aglycone, a physiologically active form of isoflavone which acts as a vegetable estrogen, was carried out by using the mushroom mycelium. Irpex lacteus mycelia, which showed fast activity and relatively high level of isoflavone bioactive conversion in sprout soybean liquid medium, was used as a spawn for a sprout soybean solid culture. Beans were treated with steaming(SS), germinating(GS), roasting(RS) and fermented with I. lacteus mycelia 10%(v/w) for 20 days to enhance biological activities of their sprouts. The total phenolic contents, flavonoids, isoflavone, and DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydra zyl) radical scavenging activity of each fermented bean were examined every 5 days for 20 days(25℃, 80%). For the application to food, free amino acid, β-glucan contents, antioxidative activity by luminol method, and cytotoxicity were measured for sprout soybeans fermented with I. lacteus mycelia on the 5th day. The quality characteristics of soymilk were investigated using sprout soybeans powder fermented with I. lacteus mycelia. The total phenolic, flavonoid, isoflavone, and radical scavenging activity of each fermented bean preparation were examined every 5 days for 20 days. The total phenolic content of SS, GS, and RS preparations was 9.61, 10.23, and 10.46 mg/g, respectively, after 15 days of fermentation. These concentrations were approximately 4-5 folds higher compared to initial levels. The total flavonoid content was 2-4 folds higher than initial levels. Of all the treatments, the isoflavone content was highest in the RS sample(6.84 mg/g). The 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical scavenging activity of beans fermented with I. lacteus mycelia was increased 2-8 folds after 20 days of fermentation. Antioxidant activity components were increased by fermentation of I. lacteus mycelia irrespective of soybean treatments. The correlation coefficients between antioxidant activity(DPPH) and total phenol content(TPC) was highest in all the treatments. The β-glucan contents of beans fermented with I. lacteus mycelia was increased 4∼5 folds after 5th day of fermentation, SS(3.16%), GS(3.11%), and RS(3.20%). Free amino acids were detected 23 species, there were no difference in contents according to processing method, amino acid contents of the sprout soybeans fermented with I. lacteus mycelia after 5th days, increased from 5.69 mg/g to 19.11 mg/g(SS), from 5.68 mg/g to 18.91 mg/g(GS), from 4.16 mg/g to 23.57 mg/g(RS). Volatile components were identified by Puge & trap method, SS isolated forty fractions, SS fermented with I. lacteus mycelia after 5th days(SSF) isolated forty one, GS isolated forty fractions, GS fermented with I. lacteus mycelia after 5th days(GSF) isolated forty five, RS isolated twenty-five fractions, RS fermented with I. lacteus mycelia after 5th days(RSF) isolated thirty fractions. Volatile components of sprout soybean fermented with I. lacteus mycelia decreased the ratio of 2-ethyl furan to n-hexanal, 1-hexanal, propanone, propanol and benzaldehyde by fermented mushroom mycelia, 1-octen-3-ol, 3-octanol and 5-undecene, which are typical fragrance components of mushrooms, were increased. Cell viability rate(%) investigated inhibitory effect on HT29 cell, human colorectal carcinoma cell and HepG2, human hepatocellular carcinoma cells in CCK-8 assay of sprout soybeans fermented with I. lacteus mycelia. Cell viability rate(%) in HT29 cell were significantly lower than that of blank. Cell viability rate(%) in HepG2 cell were higher than that of blank. In general, the inhibitory effect on HT29 cell of sprout soybean fermented with I. lacteus mycelia were confirmed in all samples, and cell viability was decreased with increasing concentration. Soymilk was manufactured adding sprout soybean powder fermented with I. lacteus mycelia, which was determined to be adequate in terms of isoflavone contents and sensory testing by the 7 point scale method(P<0.05), with a 10% powder added. Based on the above results, it is expected to use of I. lacteus mycelia as a new material of mushroom mycelium which gives fast growth, increase of physiological activity and change of volatile components in sprout soybean media. The concentration of the liquid-media for inoculation in the sprout soybean solid medium was obtained by inoculating a mycelium 10%(v/w), which was activated in the liquid medium for the secondary time, and cultured at 25℃, 80% for 5 days. The antioxidant activity of roasted soybeans was higher in the physiological activity test by applying the mycelium to the different processing methods(steaming, germinating, and roasting) of the soybeans. More researches of the activity of various enzymes in I. lacteus mycelia such as how to apply the processing method to food materials are needed. In addition, the future research in the application to various foods and the toxicity test for normal cells will be also needed.

Genetic and environmental variations for soybean sprout traits : 콩나물 형질의 유전적 및 환경적 변이

Ghani, Mirwais 경북대학교 대학원 2017 국내석사

콩나물은 비타민, 스테롤, 토코페놀, 미네랄, 지방, 당 그리고 페놀 등이 함유되어 있어 건강에 좋은 식물의 원료이다. 이 실험은 두 개의 재조합 자식계통을 2년간 심어 콩나물 관련 형질의 유전 변이와 환경변이를 측정하여 향후 나물콩 품종육성시 기초차료로 이용하기 위해 실시되었다. 콩나물 관련형질은 콩나물 총 길이, 배축 길이, 배축 두께, 단일 콩나물 무게, 계통 별 콩나물 수량을 측정하였다. Bosug x KLG11183(집단 1) 유래 170개의 재조합자식계통과 KLG11525 x KLG11183(집단 2) 유래 185개의 재조합자식계통을 2015년과 2016년에 대구에 위치한 경상북도 농업기술원 시험포장에 2반복으로 심어 수확하였다. 생육기간 동안 농업적 형질을 조사하였으며 성숙기에 수확된 종자를 정선하여 콩나물 재배 실험에 이용하였다. 콩나물 생장은 암실에서 온도는 20 ℃, 상대습도는 80%의 조건으로 5일 동안 진행되었다. 콩나물 특성에 대한 유전 변이와 환경 변이가 대부분 인정이 되었다. 각 집단에서 콩나물 총 길이, 배축 길이, 배축 두께 그리고 콩나물 수량은 유의적인 변이를 보였다. 집단 1에서 콩나물의 총 길이는 9.7-18.4 cm, 배축 길이는 5.2-11.8 cm, 배축 두께는 1.4-2.1 mm, 그리고 계통 별 콩나물 수량은 192.5-457.0%로 나타났다. 집단 2에서는 콩나물의 총 길이는 11.1-19.8 cm, 배축 길이는 6.5-12.0 cm, 배축 두께는 1.4-2.0 mm, 그리고 계통 별 콩나물 수량은 230.0-485.0%로 나타났다. 집단 1과 2에서 각각 43, 41개의 계통이 콩나물 특성이 우수하여 향후 나물콩 육성의 육종재료로 선발되었다. Soybean sprouts are rich in health-promoting phytochemicals. Soybean sprouts are contain vitamins, sterols, tocopherols, minerals, lipids, sugars and phenolic compounds. The objective of the present study was to evaluate inbred lines for several desirable sprout characteristics including sprout length, hypocotyl length, hypocotyl thickness, single sprout weight and sprout yield. A total of 170 (F7:8 to F7:9) recombinant inbred lines (RILs) from Bosug × KLG11183 (population 1) cross and 185 (F4:5 to F4:6) RILs from KLG11525 × KLG11183 (population 2) cross along with the parental lines of the respective cross were grown in the year 2015 and 2016 at Gyeongsangbuk-do Agricultural Research & Extension Service, Daegu, Republic of Korea. Agronomic traits were recorded at R7 and R8 growth stages. The mature plants were harvested and dry seeds of 170 lines from population 1 and 177 lines from population 2 were used for sprout experiments. Sprouts were grown at 20 0C and relative humidity of 80% in the dark growth chamber for five days. Significant variation for sprout length, hypocotyl length, hypocotyl thickness and sprout yield was observed among the inbred lines. RILs from population 1 showed sprout length from 9.7 to 18.4 cm, hypocotyl length from 5.2 to 11.8 cm, hypocotyl thickness from 1.4 to 2.1 mm and sprout yield from 192.5% to 457.0%. Similarly, the RILs from population 2 showed sprout length from 11.1 to 19.8 cm, hypocotyl length from 6.5 to 12.0 cm, hypocotyl thickness from 1.4 to 2.0 mm and sprout yield from 230.0% to 485.0%. Forty-three lines from population 1 and forty-one lines from population 2 were selected based on sprout high yield. These lines may find useful as a breeding material for developing new soybean cultivar for sprout.

콩나물 Peroxidase의 특성과 이용

이민경 東亞大學校 大學院 1999 국내박사

시중에서 흔히 구할 수 있고 재배가 용이하며 우리의 식생활에 널리 이용되고 있는 콩나물(soybean sprout)로 부터 peroxidase를 추출, 정제하여 그 특성과 이용을 조사하였다. 청색대두(Glycine max L.)(수원 160호)를 수경 콩나물 재배기에서 4일간 재배하여 자엽과 배축으로 나누어 SDS-polyacrylamide gel electrophoresis를 한후 peroxidase의 활성과 단백질 양상을 측정 하였다. 그리고 콩나물 배축 부분의 재배 2일후의 시료를 30-70%의 유안 염석과 투석한 뒤 DEAE Sephacel column chromatography를 이용하여 부분정제 시켰다. 부분정제된 peroxidase는 yield가 11.3%였으며 specific activity는 4.7unit/㎎이었고 purification fold는 10.8배 였다. 콩나물 peroxidase의 분자량은 SDS-polyacrylamide gel electrophoresis에 의하여 39,500으로 확인되었다. 콩나물 배축 peroxidase의 최적 pH는 7.0으로 나타났으며, 그리고 pH 7.0에서 가장 안정하였다. 효소의 최적온도는 50℃였으며 활성화 에너지(E_(a))값은 8.77㎉/㏖였다. 효소에 NaCl을 첨가 했을 때는 NaCl의 첨가농도가 높을수록 효소의 활성이 낮아졌으며 당의 첨가시에도 활성이 낮아 졌다. 다양한 방향족 amine류와 phenol화합물을 기질로 사용하여 기질 특이성을 살펴본 결과 guaiacol이 가장 활성이 높았으며, (+)catechin, pyrogallol, gallic acid에서도 높은 활성을 나타내었다. 또한 Lineweaver-Burk법에 의하여 구한 Michalis-Menten상수(K_(m))는 guaiacol은 4.2mM, H_(2)O_(2)는 2.5mM로 나타났다. 효소활성에 대한 각종 저해제의 첨가시에는 L-ascorbic acid가 첨가된 저해제 중에서 가장 강력한 저해제였으며 2-mercaptoethanol과 dithiothreitol등도 효소에 저해효과가 높았다. 그리고 각종 금속이온이 효소의 활성에 미치는 영향은 Cu^(2+), Co^(2+), Ni^(2+), Mg^(2+)등은 효소의 활성을 증가 시켰으며 Hg^(2+), Cr^(3+)등은 효소의 활성을 저해하였다. 효소의 열안정성은 pH 7.0에서 가장 높았으며 효소는 60℃에서 30분간 보관하였을 경우 80%이상의 효소활성이 잔존하여 콩나물 peroxidase가 내열성 효소임을 알 수 있었다. 그리고 염이나 당의 첨가가 열안정성에 대한 효소의 활성을 낮추는 것으로 나타났다. 또한 pH 9.0에서 peroxidase재활성화가 가장 잘 됨으로써, 산성용액에 비해 알카리 용액에서 재활성화가 잘 되었다. 콩나물 peroxidase의 재활성화 최적온도는 40℃였다. 재활성에 대하여는 염의 첨가시 재활성을 증가 시켰으며 당의 첨가는 재활성을 방해하였다. 효소액을 60℃ 20분(63.6%), 75℃ 10분(43.3%), 75℃ 30분(26.0%), 75℃ 1시간(17.1%)으로 불활성의 정도를 달리하여 재활성화를 알아본 결과 효소의 잔존하는 활성이 높을수록 재활성화가 잘 되었음을 알 수 있었고 L-cystein과 같은 환원제의 첨가는 효소의 재활성을 방해하였다. Glucose oxidase와 콩나물 peroxidase를 이용한 포도당의 정량분석에 있어서는 포도당 농도가 90μmole까지 흡광도가 직선적으로 중가 되었다. 이 반응에 대한 최적 pH는 5.5, 최적온도는 40℃였으며 반응시간이 경과됨에 따라 활성도가 직선적으로 증가됨을 알 수 있었다. 그리고 L-cystein, dithiothreitol과 같은 환원제가 효소적 포도당 분석에 있어서 저해효과를 보였다. Soybean(Glycine max L.) was germinated for 4 days in a growth chamber. Depending upon germination time, soybean sprout was divided into cotyledon and axis. The distribution of peroxidase(E.C. 1.11.1.7) isozymes and protein pattern from soybean sprout were determined by 12% SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. The enzyme had two isozymes which was analyzed by activity staining. The molecular weight of main band was 39500. Peroxidase from soybean sprout was purified by ammonium sulfate precipitation and DEAE Sephacel column chromatography. The enzyme was purified 10.8-fold and the yield was 11.3%. Enzymatic characterization of peroxidase from soybean sprout was investigated. The optimum pH of the purified peroxidase was 7.0 and relatively stable at pH 6.O~7.0. And the optimum temperature was 50℃.The activation energy of enzyme was identified as 8.77kcal/mol. The enzyme was most active with guaiacol as a substrate, followed by (+)catechin, pyrogallol, p-phenylenediamine. The K_(m) values for guaiacol and H_(2)O_(2) were 4.2mM and 2.5mM, respectively. L-Ascorbic acid and 2-mercaptoethanol greatly inhibited the enzyme activity, while Cu^(2+), Co^(2+) and Ni^(2+) activated the enzyme. And the factors affecting thermostability and reactivation of peroxidase from soybean sprout were also investigated. The enzyme was most stable at pH 7.0 and below 60℃. The thermostability of enzyme was reduced by addition of sodium chloride and saccharides. The partially inactivated enzyme by heat treatment at 75℃ for 10 min was reactivated up to 211.5% at the optimal reactivation condition. The optimal pH and temperature for reactivation of the peroxidase were pH 9.0, and 40℃, respectively. The reactivation was completely inhibited by addition of sulfhydryl reagent such as L-cysteine. Peroxidase from soybean sprout can be used for enzymatic determination of glucose. The glucose could be quantitatively assayed by using glucose oxidase and peroxidase from soybean sprout. The optimum pH and temperature for glucose assay were of pH 5.5 and 40℃, respectively. The relationship between absorbance and glucose concentration was linear. And also the relationship between absorbance obtained by guaiacol:glucose oxidase-soybean sprout peroxidase and reaction time was linear. The reducing agents such as L-cysteine, dithiothreitol inhibited the glucose assay by glucose oxidase and peroxidase from soybean sprout.

Change of Isoflavones in Hypocotyl, Cotyledon and Seed Coat Depending on Germination Period and Soybean Cultivars

윤재연 건국대학교 대학원 2016 국내석사

콩은 세계 5대 식량작물 중 하나로 세계 많은 나라에서 다양한 방법으로 섭취되고 있다. 최근 기능성 물질에 대한 관심이 높아짐에 따라 콩 이소플라본이 지닌 항암, 항산화, estrogenic 활성 등도 많은 연구의 주제가 되고 있으며 이러한 기능성 물질의 섭취 효율을 위한 많은 콩처리 방법에 대해서도 연구되고 있다. 대표적인 콩처리 방법으로는 발효, 가열, 담금 등의 방법이 이용되고 있으며 콩을 발아시켜 콩나물을 만드는 발아과정 또한 콩처리 방법 중 하나이다. 발아전의 콩에서 isoflavones의 구성은 malonyl glucoside가 67%~84%를 차지하였으며 aglycone의 경우 보석, 푸른 품종에서만 소량 검출되었다. 콩나물에서 isoflavones 함량은 1일에서 가장 높게 나타났고 7일에서 가장 낮게 나타나서 발아 후 일자가 지날수록 isoflavones 함량이 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 콩에서 가장 높은 총 isoflavone 함량을 보인 품종은 보석 품종이었지만 콩에서 가장 낮은 함량을 보였던 원흑 품종이 콩나물에서는 가장 높은 함량을 나타내었다. 콩나물의 부분별 isoflavones 함량을 보면 단위무게당 가장 많은 함량을 나타낸 부위는 배축 부분이었으며 자엽, 껍질 순이었다. 자엽부분에서 총 isoflavones 함량은 일자별로 차이가 없었으나 배축부분의 경우 1일에서 가장 높은 함량을 보였으며 7일로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었으며 껍질부분은 1일에서 다소 높은 함량을 나타내지만 2일에서 7일까지는 낮고 일정한 함량을 나타내었다. 또한 각 부분의 isoflavones 구성을 보면 자엽부분과 배축부분에서는 malonyl glucoside가 품종과 일자에 상관없이 가장 많은 비율을 보였으며 껍질 부분의 경우 품종별, 일자별로 차이가 많았다. 본 연구는 콩나물 부위별 일자에 따른 isoflavones함량의 변화에 대한 기초정보를 제공하고 있으며 isoflavones 고함유 콩나물 생산에 활용될 수 있을 것으로 예상된다. Soybean (Glycine max L.) is being consumed in a variety of ways in many countries in the world as one of the world's top five food crops. Recently, the interest was higher about functional materials soybean isoflavones that have anti-cancer, antioxidant, estrogenic activity has also been the subject of much research and many soybean processing method for efficient uptake of such materials has been studied for the functional. Typical methods of soybean processing included fermented, heating and soaking, soybeans germination is also one of method of soybean process. Composition of the isoflavones in soybeans before germinated was the malonyl glucosides accounted for 67-84% and in cases of aglycone, Boseok and Pureune were detected only small amount. In sprouts it showed the highest isoflavone content in 1day lowest in 7day and the date more passing after germination more decrease isoflavones content. Boseok showed the highest total isoflavones content in soybean cultivars and wonheuk showed the lowest content in soybean one the other hand showed the highest content in soybean sprouts. Isoflavones content of soybean sprouts by part was showing that hypocotyl was highest content and next was cotyledon and seed coat per unit weight. In the cotyledon total isoflavones content by date was showed small difference on the other hand hypocotyl was showed a tendency to decrease gradually from 1day to 7day, in case of seed coat was showed rather high content but from 2day to 7day showed a low and small difference. In addition, the isoflavones composition of each part of soybean sprouts cotyledon and hypocotyl malonyl glucoside showed the most rate regardless of the date and cultivars in case of seed coat was differ by date.

Application of Biotechnology for Producing Taxadiene or Free Amino Acids in Ginseng Roots or Soybean Sprouts : 인삼 및 콩나물에서 Taxadiene 또는 유리 아미노산 생산을 위한 생명공학기술의 응용

차미정 영남대학교 대학원 2011 국내석사

Paclitaxel produced by various species of yew trees have been extensively used to treat tumors. Recently, plant metabolic engineering is getting a huge attention due to the potential producing beneficial metabolites. In our research, taxadiene synthase (TS) gene from Taxus cuspidata Sieb. Et Zucc. was used to transform ginseng roots to produce to taxa-4(5)-11(12)-diene. TS gene was successfully introduced into the genome of ginseng roots, and taxadiene was identified the de novo formation. Without any changes in phenotypes or growth differences in the TS transgenic ginseng roots, the yield of taxadiene in the roots were 9.1㎍/g dry weight, or reached to 14.6 or 15.9㎍/g or dry weight by the treatment of methyl jasmonate for three or six days, respectively. These all data suggest that we transform ginseng root for the time to metabolically produce taxadiene, though the yields of taxadiene are not sufficient for commercial production. Korea- representative medicinal plant ginseng is not a proper candidate for taxadiene production due to low yield and slow growth, however, these experimental schemes can be applied for producing beneficial metabolites in ginseng roots. Effect of various light wavelength and plant defense molecules were determined on the hardness and the contents of free amino acid including gamma-aminobutyric acid (GABA) in germinating soybean sprouts. Germinating soybean seeds were treated with different wavelength of light (380nm, white-LED, 440nm or 660nm) by light emitting diodes (LED) at 25oC for six days. At the same time, soybean seeds were also treated either ethephon or H2O2 in dark at 25oC for six days. Germinated soybean seeds treated with white- LED (470nm) substantially raised the hardness of soybean sprouts, almost two times stronger than the control. The free amino acid contents were higher in white-LED and H2O2 treated soybean seeds than the control. Nutritionally beneficial GABA contents were high in ethephon, white-LED and H2O2 treated soybean seeds. These data suggest that the hardness and the contents of amino acids can be regulated by stimuli, which stimuli can be composed of various wavelength and plant defense molecules. 주목나무의 다양한 종에서 생산되는 paclitaxel (상품명 Taxol)은 암 치료에 광범위 하게 이용되어 왔다. 최근 식물 대사 공학은 유용한 대사산물의 생산 가능성에 이용됨으로써 많은 관심을 받고 있다. 우리는 이 연구를 통하여 paclitaxel의 중간 물질인 taxa-4(5)-11(12)-diene을 생산하기 위해 Taxus cuspidata 종으로 부터 얻은 taxadiene synthase (TS) 유전자를 인삼 뿌리에 형질전환 시켰다. TS 유전자는 인삼 뿌리의 genome에 성공적으로 삽입되었고, 그 결과로 인삼이 성공적으로 형질전환 되었다. 형질전환 인삼 뿌리에서는 표현형이나 생장에 대한 어떠한 차이도 없었으나, 이들에게서 taxadiene이 새롭게 생산되는 것을 확인 되었다. 형질전환 된 뿌리 내의 taxadiene의 수확량은 건조 g 중량 당 9.1㎍이었으며, terpenoid pathway를 활성화시키는 methyl jasmonate를 3일 또는 6일 동안 처리 함으로써 수확량이 건조 g 중량 당 14.6㎍ 또는 15.9㎍까지 증가하는 것을 알 수 있었다. 이 데이터들로부터 우리가 인삼 뿌리를 형질전환 시킬 경우에 대사공학적으로 taxadiene을 생산할 수 있으나, 실제로 상용화 하기에는 충분치 않은 수율 이라는 것을 알 수 있었다. 또한 인삼은 한국 대표적인 약용 식물이지만, 느린 생장과 낮은 수확량 때문에 taxadiene 생산을 위해서는 적절하지 않은 재료이다. 그러나 본 실험을 바탕으로 하여 향후 인삼 뿌리에서 다른 유용 대사물질을 생산하는 데에 응용할 수 있을 것이다. 콩나물의 발아 과정에서 강도 및 gamma-aminobutyric acid (GABA) 등의 유리 아미노산 함량에 대한 다양한 빛의 파장과 식물 방어 물질의 효과가 확인되었다. Light emitting diodes (LED)을 통해 형성된 빛의 다양한 파장들 (380nm, white-LED, 440nm or 660nm)이 콩이 발아하는 동안 25oC에서 6일 간 처리 되었다. 이와 동시에, ethephon과 H2O2 또한 동일한 조건에서 처리되었다. 콩나물의 강도는 white- LED (470nm)에 의해 처리되어 발아 한 콩나물에서 대조군에 비해 두 배 가량으로 상당히 증가하였다. 유리 아미노산의 함량은 white-LED와 H2O2 처리군에서 대조군에 비해 더 높았다. 영양적으로 유익한 물질인 GABA의 함량은 ethephon과 white-LED, 그리고 H2O2 처리군에서 높았다. 이 데이터들로부터 다양한 파장이나 식물 방어 물질들의 자극에 의해 강도와 유리아미노산 함량이 조절 될 수 있다는 것을 알 수 있었다.

나노 TiO2 입자를 적용한 식품포장용 필름개발

최연욱 연세대학교 대학원 2008 국내석사

물질은 입자 사이즈가 나노크기로 작아지면 물리?화학?광학적으로 독특한 특성을 갖게 된다. 이와 같은 특성을 식품포장에 이용하면, 식품포장 재료의 가스 차단성이 증가하고 기계적 물성이 향상 되고, 특히 광학적 특성이 부여되어 식품의 유통기간을 연장하는 효과가 있다.나노 입자 중에서 이산화티타늄(TiO2)은 유기화합물을 분해하는 광촉매 특성이 있고, 자체적으로 자외선을 차단하는 특성이 있다. 이런 기능을 포장재에 적용하고자 나노 TiO2를 Oriented polypropylene(OPP)필름에 코팅하여 콩나물 포장에 적용하였다.콩나물은 유통?보관 중 광(UV)조사에 의해 자엽부에 청변현상이 발생하고, 내부에서 혐기성 호흡으로 인한 이취가 발생한다. 이런 문제점을 해결하기 위해 콩나물 포장에 나노 TiO2를 적용하면, 유통 중 식품변질에 영향을 미치는 자외선을 차단하여 청변현상을 방지 하고, 광분해성 효과로 이취발생을 감소시킬 수 있다.나노 TiO₂코팅필름은 식품포장재에서 많이 사용하는 폴리우레탄 (Polyurethane)과 폴리비닐부티랄-셀룰로오스(Polyvinly butyral-cellulose) 두 가지 바인더에 나노 콜로이달 TiO2를 각각 3%와 5%의 농도로 혼합?제조하여 OPP필름에 코팅하였다.기계적 특성인 인장강도와 신장률은 나노 TiO2 코팅필름이 대조구보다 높았고, 열 접착강도는 대조구에 비해 떨어지는 것을 알 수 있었다.나노 TiO₂코팅필름의 표면분석 결과, TiO2의 농도 보다는 바인더의 종류에 의하여 코팅표면의 차이점이 발생하였다. PVB 바인더 3%와 5%의 농도로 코팅한 필름이 PU 바인더 3%와 5%보다 불균일하게 필름에 코팅이 되었다. 그러나 청변현상 방지 실험과 광분해 실험에서는 필름 코팅상태와 상관없이 선도유지 효과가 나타났다.메틸렌블루(Methylene blue : MB)를 사용한 광분해성 효과 측정 실험에서 나노 TiO2의 광촉매 반응으로 인해 초기 30분부터 MB가 분해되는 것을 확인하였고, 콩나물 포장재 내에서 혐기성 호흡으로 발생하는 이취인 아세트알데히드(Acetaldehyde)의 농도가 나노 TiO2 코팅필름에 의해 감소하는 것을 확인 하였다.따라서 개발된 나노 TiO2 코팅필름으로 콩나물의 청변현상과 이취제거로 인해 콩나물의 보관수명을 연장 할 수 있었다. Materials containing nano-size particles (or Nano-size materials) have been demonstrated to possess novel characteristics that can be applied in developing new packaging materials with better properties than packaging produced with micromaterials. Such developments include the production of packaging with improved various functions as well as barrier properties, which applied to the food industry to extend the shelf life of food products.Nano titanium dioxide (TiO2) has good ultraviolet(UV)-blocking property which can prevent from several food deterioration problems, and photodegradation property to decompose a wide range of chemical off-flavors which are produced by food products during distribution.It is also very attractive in practical food packaging applications because of its nontoxicity, chemical stability at high temperature, and permanent stability under UV exposure.For testing the UV-blocking property of functional films coated with Nano-TiO2 particles, UV-Vis spectra of OPP films uncoated and coated with TiO2 of 3% and 5% in Polyurethane(PU) and PVB-Cellulose(PVB) binders were measured. The result of UV-Vis analyses for measuring the absorbance value in the range of 200 to 700 nm showed that the film coated with 5% TiO₂in PVB binders had a significant effect on UV protection of 90 % compared with the film uncoated.The photodegradation of methylene blue (MB) on the functional films coated with Nano-TiO2 particles were examined. The solution of MB was poured into a petri-dish which contained OPP films uncoated and coated with 3 and 5% TiO₂in PU and PVB binders for 180 minutes. As the results, OPP films coated with 5% in both PU and PVB binders had a high photocatalytic activity for MB degradation.To evaluate the effect of the developed functional film coated with Nano-TiO2 particles, fresh soybean sprouts were used.Soybean sprouts were found to develop off-flavors during the storage periods. The occurrence of these off-flavors is associated with increases in the levels of ethanol and acetaldehyde (AA) in soybean sprout. Nano-TiO2 coated film was observed to decompose the off-flavor produced by soybean sprouts within packages during distribution, but uncoated film did not.Therefore, Nano-TiO2 coated film package could give the greatest effect in extending the shelf life of soybean sprouts.

Effect of Lacquer (Toxicodendron vernicifluum) Extract on Quality of Soybean Sprouts : 옻 추출물로 처리한 콩나물의 품질 특성

곽화숙 경북대학교 대학원 2015 국내석사

콩나물은 한국의 오랜 전통 식품이며 단백질, 비타민C, 미네랄 등이 많이 함유되어있다. 콩나물은 일 년 내내 재배가 가능하여 특히 과거에는 겨울 채소가 부족한 시기에 좋은 영양공급원이 되었다. 요즘 현대인들은 건강에 대한 관심이 집중되고 이에 따라 기능성 식품에 대한 수요가 증가하고 있다. 천연 식물에 기능성 성분이 함유된 연구결과를 토대로 약리성분을 추출하고 콩나물 재배 시 침종과 관수에 사용하여 부패와 세근을 억제하며 기능성 성분의 함량을 증가시키는 연구들이 많이 행하여져 왔다. 옻(T. vernicifluum)나무는 항산화, 항암, 항균력을 가진 식물로 예로부터 생리활성물질의 약리적 성분을 한방에서는 내종의 치료제로 널리 사용해 왔으며, 식품으로는 옻 닭, 옻 오리 등을 보양식으로 식용하였다. 그리고 일상생활에서는 가구의 장식과 보존을 위해 도료 또는 방부제로 사용해왔다. 이에 이 연구에서는 항산화, 항암, 항균력을 가진 식물인 옻 추출물을 농도를 달리하여 콩 침종 시 사용하고 콩나물을 재배한 다음 기능성 성분 함량의 변화에 대해 알아보고자 연구를 실시하였다. 콩나물의 품질을 향상시키기 위한 실험으로 옻 추출물의 농도를 달리하여 6시간 콩을 침종한 뒤 콩나물을 재배하고 수율, 유리 아미노산 함량과 항산화 활성을 측정해 보았다. 농도를 달리 처리한 옻 추출물로 콩나물을 재배하였을 때, 수율은 무처리구 보다 모든 처리구에서 3.8~8.7%가 증가하였다. 이 중 처리구LE-1이 8.7%로 가장 많은 증가를 보였다. 이는 옻 추출물이 콩나물의 생리 활성을 촉진시켜 수분함량에 영향을 미쳤음을 알 수 있다. 유리 아미노산 중 aspartic acid 와 glutamic acid또한 무처리구보다 처리구에서 함량이 증가하였다. LE-2 에서 aspartic acid는 345.881 ㎍/g으로 가장 많이 증가하였으며, LE-10에서 glutamic acid 는 1110.721 ㎍/g로 가장 높은 증가치를 보였다. GABA (γ-aminobutyric acid) 함량도 무처리구 보다 모든 처리구에서 함량이 증가하였다. LE-2에서 263.457 ㎍/g로 가장 높은 증가치를 보였으며, 이는 무처리보다 71.6%가 증가되었다. 항산화 활성 중 플라보노이드 함량과 총 폴리페놀 함량은 처리구 LE-2에서 각 각 1320.75 ㎍/g, 632 ㎍GAE/g으로 가장 높았다. DPPH radical 소거능에서는 처리구와 무처리구 사이의 차이가 별로 없었다. 이 연구결과는 콩나물 재배에서 종자 침종 시에 옻 추출물 사용이 콩나물의 수율, 유리 아미노산, 유리 아미노산에 포함된 GABA 그리고 항산화 활성을 높여 주었음을 보여줌으로써 옻 추출물이 콩나물의 이화학적 성분에 좋은 영향을 미친 것으로 판단한다.

Effects of Light Wavelength on Black Soybean Sprouting And Metabolite Contents

저우헝 Gangneung-Wonju National University Graduate Schoo 2020 국내석사

Soybeans sprouting has been investigated under different light wavelength at blue (450–495nm), green (510-550), and red (610–645) using light emitting diodes (LEDs) for eight germination days. Soybean sprouts grown in the absence of light and fluorescence light have been used for control. Nutritional contents and antioxidant activities of soybean sprouts at different light wavelength were characterized by measuring total protein content, metabolic profiling change of soyasaponins, and radical-scavenging activities such as DDPH and ABTS. Blue and green LED light treatment at certain germination days have induced increase in antioxidant activities and total protein content of soybean sprouts compared with other LED light source and two controls. However, any LED lights did not induce an improvement in metabolite profiling of soyasaponins. Interestingly, highest metabolite profiling of soyasaponins was observed in soybean sprouts germinated under the fluorescence light between day 2 and day 3 and it was found that three soyasaponins of Bb, Be, and βg were responsible for the increase among 20 soyasapoins. Soyasaponins have been known to have a well-known action in in vitro and in vivo hypolipidemic, antioxidant, and anticancer activities.

Erwinia carotovora subsp. carotovora에 의한 콩나물 무름병 및 발병요인

박종철 전북대학교 대학원 1996 국내석사