Bitter melon (Momordica charantia, MC) has been used in traditional Korean medicine in treating diabetes. In addition, some reports were emerged, showing the antifertility activities of MC in mammals. We investigated the effects of ethanolic MC extract on the reproductive activity of golden hamsters whose spermatogenetic capacity is controlled by their photoperiods. The animals were divided into 4 groups: long photoperiod (LP) control, short photoperiod (SP) control, and LP animals treated with MC. The animals were orally ingested with low (0.03 g/kg) or high (0.15 g/kg) concentrations of the ethanolic extracts for 8 weeks on the daily basis. The control animals received the vehicle. The animals were then mated with age-matched females, experienced pregnancy. As results, the LP control animals showed active large testes but SP control animals displayed remarkably reduced testes. The animals treated with both concentrations of MC extracts demonstrated large testes, indicating fertile activity as animals in LP. LP control animals had litters as expected, but SP controls had no litters at all. MC extract showed the same results as LP animals in generating offsprings. These results suggest that the MC extract does not change the photoperiodic influence on reproductive activity of male golden hamsters.

본 연구는 여주 분말 첨가 된장의 발효 중 이화학적 특성, phytochemical 화합물(isoflavones과 phenolic acids) 및 생리활성 활성 변화를 측정하였다. 된장 발효 중 pH는 6.41-5.83에서 5.81-5.24로 감소하였고, 반면에 산도는 0.42-0.65%에서 1.28-1.48%로 증가하였다. 고초균과 효모 생균수, 염도 및 총 아미노산 함량은 발효 종기(60 일)에 증가하였다. 특히, 발효 후 10% 여주 분말 첨가 된장은 가바(GABA, 129.87 mg/100 g) 함량이 다른 된장 시료들과 비교하여 가장 함량이 높았다. 발효 후 된장은 발효 전 된장 시료보다 생리활성이 높았다. 발효 후 phytochemicals 화합물 중 isoflavone-aglycones과 phenolic acids는 증가하였고, 반면에 isoflavone-glycosides는 감소하였다. 게다가, 발효 후에 총 phenolics, isoflavone-aglycones과 phenolic acids 함량은 급격히 증가하였고, 이에 따라 항산화 활성과 α-glucosidase 저해활성이 증가하였다. 이들 결과로부터 여주 분말 첨가로 항산화와 항당뇨 활성이 개선된 새로운 타입의 된장 제조가 가능할 것으로 판단되었다.

Background : Momordica charantia L. (M. charantia) is a member of the family Cucurbitaceae, used as a medicine herb in traditional medicine. In this study, we present the sequencing, de novo assembly and analysis of the transcriptome of M. charantia and provide a global description of relationship between putative phenylpropanoid and flavonoid biosynthesis genes and alteration of phenylpropanoid and flavonoid content during different organs and plantlet of M. charantia. Methods and Results : The transcriptome of M. charantia was constructed by using an Illumina Nexteseq500 sequencing system. Out of 68,073,862 total reads, approximately 88,703 unigenes were identified with a length of 898 bp. Alternatively, transcriptomic data, 10cDNAs (McPAL, McC4H, Mc4CL, McCOMT, McCHS, McCHI, McF3H, McFLS, McDFR and Mc3GT) encoded phenylpropanoid and flavonoid biosynthetic genes. The expression levels and the accumulation of trans-cinnamic acid, benzoic acid, 4-hydroxyvbenzoic acid, p-coumaric acid, chlorogenic acid, caffeic acid, catechin hydrate, ferulic acid, and rutin were investigated in different organs and plantlets. Mainly, phenylpropanoids and flavonoids accumulated in leaves and flowers, whereas low levels accumulated in roots. Collectively, these results indicate that the putative McPAL, McC4H, McCOMT, McFLS, and Mc3GT might be key factors for controlling phenylpropanoid and flavonoid contents in M. charantia. Conclusion : In this study, we present the sequencing, de novo assembly and analysis of the transcriptome of M. charantia. We also compared gene expression and compound analysis of phenylpropanoid and flavonoid in different organs and plantlet of M. charantia. These results indicate that McPAL, McC4H, McCOMT, McFLS, and Mc3GT are key regulators of phenylpropanoid and flavonoid accumulation in M. charantia

본 연구에서는 기능성이 밝혀져 있는 여주 분말을 첨가 하여 쌀누룩을 제조하고 이 누룩을 이용하여 막걸리를 제조 하였다. 여주 분말-쌀누룩(BMP-RN)은 BMP를 0, 0.5, 1.0 및 2.0%로 쌀에 첨가하여 제조하였고, 막걸리 발효가 진행 되는 동안 발효 특성, 미생물 특성 및 항산화 특성을 확인하 였다. 막걸리 발효 중 pH는 담금 직후(발효 0일째) 각각 4.52(0% BMP-RN), 4.93(0.5%), 4.80(1.0%) 및 4.88(2.0%)에 서 발효 7일째 4.15, 4.30, 4.57 및 4.77로 감소하였고, 이에 상응하여 총산은 0.60~0.78%에서 1.18-1.42%로 증가하였 다. 가용성 고형분은 발효 초기(0일째) 2.2~4.4 oBrix에서 발효 종기(7일째)8.6~9.3 oBrix로 증가하였고 알코올 함량 은 발효 종기 13.0%로 증가하였다. 한편, 수용성 phenolics 함량은 발효 0일째 각각 0.92~1.41 mg/mL에서 발효 종기(7 일째) 1.85~2.48 mg/mL로 증가하였고 이에 상응하여 DPPH 와 ABTS 라디칼 소거활성 및 FRAP 환원력은 각각 발효 0일째 46.95~70.04%, 55.33~74.13% 및 0.629~1.243에서 발 효 7일째 54.98~83.4%, 70.34~92.39% 및 0.964~1.455로 증 가하였다. 여주 분말 첨가 막걸리가 여주 분말 무첨가 막걸 리(일반 막걸리)보다 수용성 phenolics 및 항산화 활성이 높았다. 이 결과로 여주-쌀누룩을 이용하여 기능성 막걸리 제조가 가능할 수 있을 것으로 판단되었다.

Momordica charantia L. is a valuable food and medicinal plant of the gourd family (Cucurbitaceae) that is cultivated in tropical and subtropical regions of the world. Physicochemical properties of M. charantia based on cultivars, parts and growing stage were investigated. Crude protein contents of leaf were 27.5%, 26.9%, and 23.6% in native leaf (NL), cv. Erabu leaf (EL), and cv. Dragon leaf (DL), respectively. In particular, the crude protein content was the highest in leaves. The crude fat content was in the order of developmental stage 1 of cv. Erabu fruit (EF1) and developmental stage 1 of native fruit (NF1) with values of 4.0%, and 3.9%, respectively. There was also high amount of crude fiber in stem of all three cultivars. The crude ash content was in the order of cv. Erabu leaf, cv. Dragon leaf, and developmental stage 3 of native fruit (NF3) with values of 23.2%, 17.4%, and 13.6%, respectively. The major minerals found in M. charantia were K, Ca, and Mg. The potassium contents of developmental stage 3 of native fruit (NF3), developmental stage 3 of cv. Dragon fruit (DF3), cv. Dragon stem (DS), and developmental stage 2 of native fruit (NF2) were 498.37, 339.21, 314.30, and 307.34 ㎎ /100g, respectively, while the calcium contents were decreased of EL, DL, and NL with values of 513.45, 371.69, and 209.43 ㎎/100g, respectively. The calcium content was higher in leaves and stems than fruits. On the otherhand, the highest magnesium content was measured in EL (69.92 ㎎/100g). The highest contents of chlorophyll a, chlorophyll b, and total chlorophyll were found in NL (442.9 ㎎/100g dw), EL (759.6 ㎎/100g dw), and EL (1164.9 ㎎/100g dw), respectively. The vitamin C contents from developmental stage 2 of cv. Erabu fruit (EF2), NF3, developmental stage 3 of cv. Erabu on fruit (EF3), and NF2 were found with values of 2849.9, 2330.5, 1985.1, and 1844.5 ㎎/㎏, respectively, and found to be higher in Korean cultivar and Erabu fruit than in Dragon. The charantin contents of leaf were higher than the fruit found to be 547.71, 506.04 and 395.62 ㎍/g dw in DL, EL and EF2, respectively. According to the results, mineral contents, total chlorophyll and charantin contents of M. charantia were higher in the leaves (EL and DL) than the fruits. And, vitamin C content was the highest in the fruit (EF2 and EF3). Therefore, much more research needs to be undertaken to use of the leaves as well as fruits. The data showed that M. charantia can be considered a good source of nutrient for application in food system.

본 연구에서는 여주의 기능성을 활용한 양갱을 제조하여 물성을 측정하고, 소비자 기호도 조사를 실시하였다. 쓴맛을 느끼지 않게 하기 위하여 건조한 여주를 180℃에서 roasting하였다. 생리활성 물질인 phenolic compound의 함량은 raosting한 여주 물추출물에서 6.30±0.17 mg/g으로 가장 높은 추출률을 보였다. Phenolics 농도를 50~200 μg/mL으로 조절하여, non-roasting한 생여주와 roasting한 볶은여주의 항산화 활성을 측정하였다. 전자공여능은 non-roasting한 여주와 roasting한 여주가 각각 74.06~92.71%, 86.06~94.07%이었으며, ABTS는 36.26~98.03%와 67.02~99.60%이었다. Antioxidant protection factor(PF)는 2.19~2.25 PF와 2.20~2.36 PF이었으며, TBARS는 13.81~40.97%와 23.32~82.47%이었다. 여주 알콜 추출물이 물 추출물보다 상대적으로 50 μg/mL의 저 농도에서 항산화 효과가 더 우수하였다. 또한 roasting한 여주가 non-roasting한 여주보다 항산화 효과가 더 우수하였다. α-Glucosidase 활성저해 효과는 non-roasting한 여주의 경우 알콜 추출물에서는 물추출물에 비해 높은 효소저해 활성을 나타내었으며, 첨가하는 여주 phenolics에 대한 농도 의존적으로 저해 효과가 높아지는 양상을 나타내었다. 여주 분말 첨가량을 달리하여 제조한 양갱은 경도, 탄력성, 응집성, 씹힘성 등의 기계적 조직감과 색깔 등이 첨가되는 여주분말의 농도에 비례하여 품질이 나빠졌다. 또한, non-roasting 여주 분말을 사용했을 때는 첨가농도에 비례하여 색, 향, 맛, 조직감, 전체적 기호도 등의 관능적 특성이 나빠졌으나, roasting한 여주분말을 사용했을 때는 1% 이하의 저 농도에서는 관능적 특성이 오히려 좋아지는 것으로 나타났다. 따라서 여주분말을 부재료로 사용하여 양갱을 제조할 때, 기능적 특성과 관능적 특성을 고려한다면 roasting하여 첨가하는 것이 바람직할 것으로 생각되며, 사용농도는 1% 이하의 농도가 적합할 것으로 판단되었다.

여주는 몇몇 열대지역에서 중요한 채소 작물이다. 여주 과 실이 의학적으로 효능이 있는 활성물질을 포함하고 있음에도 불구하고, 한국에서는 주로 장식용으로 이용되어 왔다. 최근 여주의 미숙과실에 있는 항당뇨성분 때문에 여주에 대한 관 심이 증가하고 있다. 그러나 재배법과 기능성성분에 대한 연 구가 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 항 당뇨성분인 카란틴 성분 함량이 높은 유전자원을 선발하기 위하여 카란틴 성분을 분석하였다. 여주 과실의 카란틴 성분 분석은 31자원 의 인공교배된 착과 후 15일 경과한 과실을 이용하였다. 카란틴 함량은 15.1∼161.4 μg·g -1이었으며, 건물중은 221 ∼2,097 g이었다. ‘K169998’, ‘K042800’, ‘K170002’, ‘Hwanock’ 그리고 ‘Nockwoo’ 5개 계통의 카란틴 함량은 각각 143.7, 104.6, 103.5, 161.4, 101.1 μg·g -1이었다. 이러한 결과는 항 당뇨 성분인 카란틴 함량이 높은 여주자원 선발에 활용될 수 있으며, 안정적인 고품질 여주 자원 선발에 기초자료로 이용 될 것이다. 향후 여주의 수확시기가 어떻게 카란틴 함량 변화 에 관여하는지에 대한 기작 규명 연구가 필요하다.

This study was carried out in order to determine the biological activities such as antioxidant activities in nine cultivars of Momordica charantia L. (Korea, China, Japan and Philippine native cultivars). Their antioxidant activities were measured using DPPH free radical scavenging, ABTS cation radical scavenging, and Nitrite scavenging ability. The highest total polyphenol content (16.82 μg/ml) measured in the native Korea cultivar, and this value was 4.0 μg/ml higher than that of the 'Verde Beuhas' cultivar (12.82 μg/ml). The 'Peacock' cultivar had the highest total flavonoid amount which was 4.38 μg/ml. The free radical scavenging activity using DPPH method was the highest in the native China cultivar (RC50 = 102.6 μg/ml). ABTS cation radical scavenging activity according to cultivars was significantly higher in 'Peacock'. Nitrite scavenging ability showed the most remarkable effect at the pH 1.2, exhibited to 81.5~86.9% by addition of ethanol extract 1μg/ml from Momordica charantia L. These results suggest that Momordica charantia L. had the potent biological activities, and that their activities exhibited differently depending on cultivars.

Bitter melon (Momordica charantia L.) is a tropical and subtropical vine of the family Cucurbitaceae, widely grown for edible fruit, which is among the most bitter of all vegetables. Bitter melon contains an array of biologically active plant chemicals including triterpenes, proteins, and steroids. The fruit is useful in gout, rheumatism and subacute cases of the spleen and liver diseases. It is supposed to purify blood and dissipate melancholia. It has also been shown to have hypoglycaemic properties (anti-diabetic) in animal as well as human studies. Raw materials of used in pharmaceuticals, health food, cosmetics, food, perfumery and other industries. However, bitter melon is not popular in Korea. For research, development and commercialization of bitter melon in Korea, we collected 13 varieties of bitter melon from domestic andabroad. We study biological and chemical characteristics of bitter melon. In general frui tsize and weight of Philippines and Japanese varieties was larger than that of Chinese and Korean. We are studying chemical analysis of useful compound (diosgenin and GABA) from bitter melon.

여주의 부위별 항산화 활성 및 비타민 C의 함량을 조사하였다. 각 부위별 비타민 C의 함량을 보면 미성숙과에서 92.2mg/100 g으로 가장 높게 나타났는데, 이는 줄기에서의 2.5mg/100 g 보다 40배 이상 높은 함량이다. 여주의 각 부위별 메탄올 추출물을 TBA 방법으로 항산화효과를 측정한 결과 잎 추출물에서 0,05로 가장 높은 항산화 효능을 나타냈으며, 이는 추출물이 ascorbic acid와 BHT보다도 항산화력이 우수함을 알 수 있었다. 또한 각 부위별 건조시료와 생체시료에서의 SOD, APX 그리고 CAT의 활성을 비교한 결과 건조시료인 경우가 생체시료에서보다 활성이 더 높게 나타났다. 이러한 결과들은 여주가 식물유래 천연 항산화제로서의 높은 가치를 지니고 있으며 앞으로 이에 대한 개발 가능성이 매우 높음을 시사해 주고 있다.