식물에 존재하는 천연물질은 예로부터 건강증진 및 질병치료를 위하여 다양하게 이용되어 왔고, 실제로 morphine, ephedrine 등과 같이 천연물에서 유래한 의약품이 현재에도 질병치료에 널리 응용되고 있다. 메밀 (Fagopyrum esculentum Moench)의 proanghocyanidine, rutin, lignan 등은 항산화, 항균활성 및 항암효과를 나타내는 성분으로 보고 (Cassidy, 1996; Rym of al., 1996)되었다. 따라서 본 실험에서는 메밀의 기능성 물질의 확보와 가공을 통한 원료 고부가가치 창출을 목표로 국내산 메밀을 발이 길이별로 추출물을 제조하여 식품성 성분의 생리활성 인자를 탐색할 목적으로 각 길이별 추출물로 항산화활성 및 항미생물 활성을 측정하였다. 먼저, 항산화 활성에서 DPPH의 50%를 환원 시키는데 필요한 시료의 양(RC50)은 무발아에서 50.41 μg/mL, 발아길이 10 mm에서 80.57 μg/mL, 발아길이 2 mm에서 93.77 μg/mL, 발아길이 5 mm에서 107.09 μg/mL순으로 천연항산화제인 Vit. C 5.98 μg/mL보다는 약하지만, 합성항산화제인 BHT 163.96 μg/mL보다는 월등히 뛰어난 라디칼 소거능이 확인되었다. 발아 길이별 각 추출물의 항미생물 활성은 최고농도 40 mg/mL에서 그람양성균인 S. aureus의 투명저지대의 직경이 4~10 mm 였고, 그람음성균인 P. aeruginosa는 2~9 mm의 범위에서 증식이 억제되어 항균활성은 비교적 높은 것으로 판단되었으며, 그 외의 균주에서는 본 실험에서 사용한 첨가농도로는 완전한 증식억제 효과가 나타나지 않았다. 무발아 시료와 비교할 때 발아가 진행되면서 항균력이 떨어졌다. 암세포 증식 억제효과는 최고농도 800 μg/mL에서 Calu-6 세포의 경우 발아 길이 5 mm 시료에서 95.12%, 무발아 추출물은 87.15%의 높은 암세포 생육억제활성을 나타내었다. 동일 농도에서 발아 길이 5 mm인 시료의 경우 SNU-601에 대하여 85.33%의 억제효과를 보였다. 그러나 유방암세포인 MCF-7과 대장암세포인 Caco-2의 경우 최대농도의 시료를 첨가한 경우에도 세포증식을 억제하지 못하였다. 메밀의 발아 길이별 IC50값을 살펴보면, Calu-6에서 발아 길이 5 mm 추출물에서 301.06 μg/mL, SNU-601에서 2 mm 추출물이 510.20 μg/mL로 탁월한 효과를 보였다. 즉, Calu-6와 SNU-601 세포주에 대한 IC50은 대조군에 비해 발아에 의하여 세포독성 효과를 증가되었지만, MCF-7와 Caco-2에 대한 항암효과는 없음을 알 수 있었다.
삼백초의 유효성분과 선도유지에 적합한 건조방법을 구명하고자 건조방법을 달리하여 건조시킨 후 건조방법별 유효성분 함량과 선도를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 건조방법별 건조시간은 양건에 비해 열풍건조와 동결건조시 88~93% 단축되었다. 건물수율은 동결건조 〉 양건 〉 열풍건조 순으로 높았고, 건조후 수분 함량은 양건 〉 열풍건조 〉 동결건조 순으로 높았다. 2. 총페놀성 화합물과 quercetin 관련물질 함량은 동결건조 〉 열풍건조 〉 양건 순으로 높았으며, 열풍건조후 볶음 또는 건조전 증자 처리를 함으로써 감소되었다. 항산화 활성은 동결건조에서 가장 높았고, 열풍건조와 양건 간에는 차이가 없었으며, 열풍건조후 볶음 또는 건조전 증자 처리를 함으로써 증가하여 총페놀성 화합물과 quercetin 관련물질 함량과는 다른 경향을 보였다. 3. 적색도 (a)는 동결건조 〈 열풍건조 〈 양건 순으로 낮았다. 4. 열풍건조시 부위별 총페놀성화합물과 quercetin 관련물질 함량은 꽃 〉 잎 〉 세절 〉 줄기 순으로 높았으며, 항산화 활성도 유사한 결과를 나타내었다. 부위별 적색도는 잎 〈 세절 〈 꽃 〈 줄기 순으로 낮았다. 5. 삼백초의 유효성분과 선도유지에 적합한 건조방법은 세절하여 동결건조하거나 잎과 꽃만을 열풍건조하는 것이 효과적이었다.
한반도 모시풀속 식물의 이용과 보존을 위한 기초자료로 제공하기 위해 현지관찰로서 자생 분포지, 생육지 환경특성 및 혼생식물종을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 왜모시풀, 개모시풀, 좀깨잎나무, 풀거북꼬리는 거의 전지역에 걸쳐 분포하고 있었으며, 야생화된 모시풀은 충남 이남에 자라고, 왕모시풀과 긴잎모시풀은 남부지역에만 자생하고 있었다. 2. 조사대상 모시풀속 식물의 혼생식물은 평균 124.9종류였으며, 중요치가 높은 공통의 혼생식물은 쑥이었다. 3. 모시풀속 식물간에 공유하는 혼생식물은 개모시풀과 좀깨잎나무간이 49.0%로서 최고의 공통종을 나타낸 반면에 모시풀과 풀거북꼬리간이 21.6%의 최저 공통종이었다. 4. 자생지의 연평균강수량은 1100 mm~1390 mm, 연평균기온은 11.3℃~13.7℃ 범위이었으며, 토양의 화학적 특성은 pH가 평균 5.3에서 7.2 범위로서 약산성 또는 약알칼리성을 띠었으며, 유기물함량은 모시풀이 다른 모시풀속 식물에 비해 현저하게 높았다. 또한 K과 Na 함량은 각각의 모시풀속 식물에서 큰 차이를 보이지 않았으나, P2O5와 Ca 및 Mg은 다소 차이를 나타내었다.
작약은 다년생 숙근성으로 가을에 식재가 일반적이지만 식재시기를 놓치거나 토지의 이용, 농가의 사정 등으로 부득이 봄에 식재 할 경우 생육과 뿌리수량에 미치는 영향에 대하여 시험한 결과는 다음과 같다. 식재 당년 맹아의 출현은 봄 식재시기가 늦을수록 빨라졌다. 생육은 3월 10일에 식재한 것이 가장 양호하여 키가 크고 줄기수가 많았으며 뿌리의 길이와 수 및 굵기도 증대되었다. 4월 10일에 식재한 것은 생육중 고사로 결주가 24% 발생하였고 생육이 불량하였으며 뿌리 수량은 3월 10일 식재에 비하여 43% 수준으로 크게 저조하였다. 2년생 10g당 건근수량은 3월10일 식재가 635 kg으로 가장 많았으며 2월 25일과 3월 25일은 비슷하였고 4월 10일 식재는 359 kg으로 가장 적어 작약 봄식재 시기는 언땅이 풀린 후부터 3월 10일 경이 가장 적합하였다. 작약의 주성분인 Paeoniflorin함량은 봄식재시기 간에 유의성이 없었다.
기관배양을 통한 대량증식 방법의 일환으로 액아배양을 이용한 multiple shoot 유도 조건을 조사하였다. 기내 배양 중인 식물체로부터 액아를 절취하여 TDZ와 BA를 각각 농도 별로 첨가한 MS배지와 1/2 MS배지에서 6주간 배양한 결과, MS기본배지에 0.005 mg·L-1 TDZ가 첨가된 처리구에서 효과가 가장 양호하였다. 한편 발생된 신초를 1 mg·L-1 GA3와 0.5 mg·L-1 IBA가 첨가된 1/2 MS배지에 배양했을 때 뿌리의 발생과 신장이 가장 양호하였다. 발근된 식물체를 포트에서 순화시켜 온실로 이식하였을 때 90%에 가까운 생존율을 보였으며 형태적인 변이 없이 생장하였다. 이상의 결과는 액아유도를 통한 대량번식의 가능성을 제시한다.
도깨비 뿌리 추출물의 멜라닌 생성 억제효과를 검증하기 위하여 melan-a 세포주에서의 세포독성 및 멜라닌 생성량을 측정하고 멜라닌 생합성에 관여하는 주된 효소인 tyrosinase의 활성에 미치는 영향과 자외선에 대한 흡수도를 검색하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 도깨비 뿌리 추출물을 100 μg/ml 농도로 melan-a 세포에 처리시 뚜렷한 독성 없이 멜라닌 생성을 24.6% 감소시켰으며 melan-a 세포로부터 추출된 tyrosinase 활성억제 효과실험에서 농도 의존적인 활성억제 효과를 보였다. 또한 도깨비 뿌리추출물은 일광화상의 원인인 UV-B 영역의 자외선을 흡수하였다. 이상의 결과를 바탕으로 볼 때 도깨비 부채 뿌리 추출물은 피부 미백 및 자외선 차단을 목적으로 하는 기능성 원료로써의 높은 활용 가능성을 가지는 것으로 판단된다.
Agrobacterium rhizogenes ATCC15834에 의해 형질전환된 지황 (Rehmannia glutinosa)의 모상근으로부터 유식물체를 재분화 시키기 위한 최적 조건을 탐색하였다. 모상근 절편으로부터 유식물체의 재분화는 0.5 mg/l BA가 첨가된 SH배지 (3% sucrose, pH 5.8)에서 배양 5주 후 이루어졌다. 이와 같은 유식물체는 식물생장조절물질이 포함되지 않은 기본배지로 옮겼을 때 발근이 이루어졌다. 형질전환된 모상근 유래 식물체는 잎으로부터 직접 재분화된 식물체와 비교했을 때 잎이 오므라드는 경향을 보였고 줄기는 절간이 짧았으며, 뿌리는 가늘고 수량이 많은 특징을 보였다. 생체량 비교에서 형질전환식물체는 식물 하나의 무게가 1.28 g (생중량)으로 대조구인 잎 유래 재분화식물체 (0.53 g)에 비해 높았으며, 지표물질인 catalpol의 함량에 있어서도 차이를 보여주었다.
증숙단계별 고려홍삼의 조직학적 특성을 조사하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 시료는 6년근 고려인삼을 60분, 120분동안 증숙한 후 수분함량을 13±0.5% 까지 건조 후, 수직 수평으로 절단하였다. 조직은 표피, 피층, 목질부로 구분하여 주사전자현미경으로 비교 관찰하였다. 증숙 없이 건조된 시료는 세포막이 유지되고 그 안에 전분입자의 결정성이 유지되어 있었다. 반면에 증숙시간이 연장될수록 호화 후 건조에 따른 수축으로 인하여 조직이 치밀하여지고, 세포조직 사이의 도관, 수지관 등의 동공 및 세포막의 구분이 없어진 것이 특징이었다. 또한 수산화칼슘 족정은 증숙시간 60분 이상에서는 발견되지 않았다. 이러한 원인은 내용성분이 호화 된 후 건조로 인해 조직이 수축되기 때문으로 생각된다. 이로서 증숙단계에 따른 홍삼 조직의 분명한 특성을 비교 관찰할 수 있었다.
강활의 재배면적 136 ha 중에서 재배면적이 70%에 달하는 북강활의 노두번식 재배시 묘종의 정식적기를 구명하기 위하여 정식기를 3월 20일부터 10일 간격으로 5월 1일까지 정식하여 생육 및 수량을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 시험전 토양의 화학성은 비옥도가 중간정도인 보통밭이었다. 2. 재배 기간중의 3년간 평균기온은 3월 하순을 제외하고 평년에 비해 낮은 편이었으나 4월 중순 이후의 강우량은 많았다. 3. 정식시기가 빠를수록 출현율, 추대율이 높았으며 초장과 경장이 길고, 분지수가 많았으며 생육도 양호하였으나 경직경은 일정한 경향이 없었다. 4. 수량구성 요소들은 4월 1일 정식한 구에서 가장 좋았으며 수량도 251 kg/10g으로 3월 20일 정식한 구보다 13% 증수되어 정식적기는 4월 1일 전후가 적당할 것으로 생각된다.
순무는 초음파 병행 추출을 통하여 60, 100℃에서 모두 추출 수율을 증가시킬 수 있음을 확인하였다. 알코올 분해 효소인 ADH와 Aldehyde 분해 효소인 ALDH의 분해 활성 측정 실험을 통해 순무의 추출물들은 물 일반 추출물보다 초음파 병해 추출물들이 높은 활성을 나타내는 것을 확인하였고 특히 ADH의 활성율 보다 ALDH의 활성이 높게 나타나 알코을 분해 과정의 최종 목적지인 acetic acid와 이산화탄소로의 분해에 순무의 추출물들이 유의적인 활성을 나타내고 있음을 확인할 수 있었다. 60℃ 열수 추출물은 100℃ 열수 추출물과 비교하여 관능평가 시 높은 점수를 얻었으며 이의 추출물들은 감압농축을 통해 이취의 제거가 이루어져 열수추출 시 유용한 방법으로 평가되었다.
23종의 천연 자생물의 ethanol 추출물에 대한 항산화 및 항균활성을 비교하였다. Hydrogen radical 소거능으로 측정한 항산화 활성은 유근피가 99.72%로 가장 높았으며, 율무 > 가지 > 삼지구엽초 순으로 높았다. DPPH에 의한 전자공여능을 측정한 결과, 오배자 추출물의 전자공여능은 70.33%로 매우 높았고, 피마자 > 가지 > 유근피 추출물이 높은 활성을 보여주었다. 또한 Paper disk diffusion법에 의해 측정한 항균활성은 오배자 추출물이 모든 균종에서 가장 강한 항균활성 (16.0-19.0 mm)을, 솔잎, 결명자, 세신, 은행 추출물 순으로 모든 균종에서 9.5-11.5 mm 정도의 항균활성을 나타내었다. 약쑥은 Listeria monocytogenes 종을 제외한 실험균주에서 9.0-10.0 mm의 높은 항균성을 보였다. 삼백초는 Bacillus subtilus, Stapylococcus aureus, Escherchia coli, Samonella entetotidis의 균종에서 선택적인 항균활성을 나타내었다. 따라서 23종 자생식물자원의 항산화활성과 항균효과를 비교한 결과, 유근피, 가지, 피마자, 오배자, 솔잎이 hydrogen radical 소거능, DPPH에 의한 전자공여능, 항균효과가 매우 높은 식물자원으로 확인할 수 있었다.