참외 육묘 시설 내에서 우수한 품질의 모종을 생산하기 위한 LED 광원의 이용 가능성을 검토하기 위해 접목 활착 후 20일 동안 광원과 광도를 달리하여 묘소질과 정식 후 생육을 비교하였다. 광원은 청색광(B), 적청색 혼합광원(RB3, RB7)을 이용하였고, 광도(PPFD)는 50, 100, 200μmol·m-2·s-1로 처리하였다. 조명시간은 일출 (7:30) 전 2시간과 일몰(17:30) 후 2시간씩 하루에 총 4 시간을 처리하는 일장연장법을 이용하였다. 참외 지상부 의 생장지표인 접수 길이와 줄기직경은 청색광의 비율이 높을수록 길어지고 굵어지는 경향을 나타내었다. 적청색 혼합광원(RB3)이 다른 광원들에 비해 건물률과 조직의 충실도가 높은 경향이었다. 광합성률은 적색광의 비율이 높을수록 증가하였으며, RB7 200μmol·m-2·s-1처리구에서 5.44μmolCO2·m-2·s-1로 가장 높았다. 정식 후 RB3 200μmol·m-2·s-1 처리구의 초장이 132.3cm로 가장 길었고, 마디수가 22.7개로 가장 많았으며 개화율도 75%로 가장 높았다. 청색광(B) 단독으로 처리한 것보다는 적청색 혼합광원(RB3)으로 처리한 것이 묘소질을 양호하게 하였고, 광도를 200μmol·m-2·s-1로 높이는 것이 우량묘 생산에 유리할 것으로 판단되었다.

딸기의 전조재배에 적합한 인공광원을 모색하기 위해 적색과 청색의 LED를 이용하여 설치조건을 검토하였다. 시험에 사용된 인공광원은 LED PAR(PPFD 2~4μmol·m-2·s-1), LED BAR(PPFD 100~120μmol·m-2·s-1), 백열등(PPFD 2~4μmol·m-2·s-1)이고 전조시기는 정화방이 개화하는 시점에 22시~01시까지 3시간동안 연속조명하였다. 무처리보다는 전조처리구가 초장과 엽병장이 길었으며, 그 중 백열등이 가장 많이 생장하였다. 전조처리구에서 지상부의 생체중과 건물중은 LED PAR 처리구에서 생장량 대비 가장 무거웠다. 지상부의 엽면적 생장량에서는 무처리 보다는 전조처리구가 엽면적이 증대하는 경향이었고, LED PAR 처리가 엽면적이 넓었다. 엽록소 함량은 전조 후 60일 경에는 LED PAR를 제외하고는 모두 감소하는 경향이었다. 광원별로 광 환경을 시뮬레이션한 결과, 100W 백열등 배광곡선이 원형에 가까워 전조재배시 하우스 위쪽으로 많이 발광되는 것을 볼 수 있다. LED PAR 타입을 설치했을 때는 직진성이 강한 LED의 특성상 조명의 중심이 40lux 이상이며 좁은 지향각과 낮은 설치 위치로 인해 좁은 지역에 집광되는 현상이 나타나고 조명과 조명사이에 기준조도 이하의 음영지역이 발생 하였다. 따라서 설치 높이는 2m, 설치 간격은 3.75m로 조절하였고, 배치형태는 W타입으로 변경하여 전체 식물에 1.2μmol·m-2·s-1 이상이 조사될 수 있도록 기준 조도와 균제도를 맞추어 최적화하였다.

This study compared the antioxidant activity and functional constituents of the peel, flesh,and placenta of oriental melons according to the harvest time. The sample oriental melons were harvested during the major harvest time (from June to August) and divided into peel, flesh, and placenta. To examine the antioxidant activity and functional constituents, the sample melons were extracted using EtOH. As a result, the functional constituents and antioxidant activity of the oriental melons were found to change according to the harvest time. The total phenol and total flavonoid contents were highest in the samples harvested in June, and lowest in the samples harvested in July. Meanwhile, the antioxidant activities were estimated using an ABTS and FRAP assay, where the samples harvested in June also showed the strongest the antioxidant potential, while the samples harvested in July showed significantly lower antioxidant activities. This means that the climate influences the synthesis of secondary metabolites. The above data also suggests that oriental melons harvested in June contain more functional phytochemicals, making them more beneficial for human health.

경상북도, 성주 지역에서 2009년 6월에서 8월 사이 매달 참외를 수확하여 수확시기의 기상환경이 참외의 수용성 비타민 함량 및 품질에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 과실 품질평가를 조사하기 위하여 무게, 경도 그리고 당도 등의 특성을 조사하였고 수용성 비타민인 엽산과 비타민 C의 함량을 측정하였다. 수확시기에 따른 과실특성을 조사한 결과 강우량이 적고 일사량이 많은 6월에 수확한 과실이 무게, 경도 및 당도가 가장 높게 나타났고, 강우량이 많은 7월에 급격히 감소하는 경향을 보여주었다. 8월에 일사량이 증가하고 강우량이 감소하면서 다시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 참외의 대표적인 비타민인 엽산과 비타민 C의 함량을 측정한 결과, 6월에 수확한 참외에서 가장 높은 함량을 보여주었고, 7월에 현저히 감소하였다. 과실의 특성 조사 결과와 마찬가지로 엽산과 비타민 C의 함량은 강우량이 감소하는 8월에 다시 증가하는 경향을 보여주었다. 부위별로 분석해 본 결과 태좌 부위에 다량의 엽산과 비타민 C가 함유되어 있음을 알 수 있었다. 이상의 연구결과는 강우량 증가에 의한 수분장애 및 일사량 부족은 참외 과실의 품질뿐만 아니라 수용성 비타민 함량에도 영향을 미치고 있고, 특히 엽산 함량을 크게 감소시키는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 참외 추출물의 항암활성에 대해 알아보기 위해 참외를 부위별로 나누어 quinone reductase 유도활성과 다양한 간암세포에서의 증식 억제활성을 조사하였다. 참외 꼭지와 참외 줄기 잎 부위에서 농도의존적으로 QR 유도활성이 증가하였고, 200μg/mL 농도에서는 각각 3.9, 1.5배의 유도활성을 나타내었다. 암세포 사멸 활성 측정법을 통한 항암활성 평가 실험에서 마우스 유래의 간암세포인 Hepa1c1c7 세포에 대해서 조사한 결과 꼭지와 줄기 잎 부위에서 높은 암세포 독성을 보였다. 이러한 결과를 기초로 인체유래의 암세포에 대한 항암활성을 평가하기 위해 인체유래 간암 세포주인 HepG2에 대한 세포 증식 억제활성을 농도별로 조사하였다. 꼭지와 줄기 잎 부위 모두 인체유래 간암 세포에 대해 증식 억제효과를 보여주었지만, 특히 꼭지 부위는 최고농도에서 60.3%의 높은 증식 억제효과를 보였다. 그러나 마우스 유래의 간암세포에 대한 활성보다 인체유래 간암세포에 대한 활성이 낮게 나타났다. 참외의 꼭지 추출물에서 QR 유도활성과 항암활성을 확인함으로써 향후 참외 비가식 부위의 기능성 소재로의 이용화에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

참외의 기능성을 규명하기 위해 참외의 부위별 추출물의 라디칼 소거활성 및 항산화 물질 함량을 측정하였다. 참외의 DPPH 라디칼 소거능은 2mg/mL 농도에서 껍질 부위가 74.7%로 가장 높게 나타났고, ABTS 라디칼 소거능에서도 DPPH 라디칼 소거능과 마찬가지로 껍질 부위에서 가장 높은 활성을 보였다. 총 페놀과 총 플라보노이드의 함량은 껍질 부위에서 생체 중 100g 당 각각 134.5mg, 159.1mg으로 가장 높은 함량을 나타냈고, 다음은 태좌, 과육 순이었다. 비타민 C 함량의 경우 총 페놀과 총 플라보노이드의 함량과는 다르게 태좌 부위에서 40.7mg으로 가장 높게 나타났다. 라디칼 소거활성과 항산화 물질 간의 상관관계를 조사해 본 결과 총 페놀과 총 플라보노이드의 함량과 항산화 활성 간에 고도의 상관관계가 나타났고, 비타민 C의 함량과는 다소 낮은 상관관계를 보였다. 이러한 결과들을 종합하면 참외껍질 부위에서 라디칼 소거활성과 항산화 성분함량이 가장 높게 나타났고, 참외의 항산화 활성을 나타내는 주요성분은 페놀성물질일 것으로 생각된다. 향후 라디칼 소거활성과 항산화 성분 함량에서 가장 높게 나타난 껍질 부위의 활성성분 규명 등에 대한 지속적인 연구가 필요할 것이다.

Background : Lycium ruthenicum Murr. was known as black wolfberry. It belongs to Solanaceae. In order to elucidate biological activities and functional substances of Lycium ruthenicum Murr., the methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. harvested from Qaidam Besin. area was prepared and was studied. Methods and Results : Antioxidant, anticancer, anti-inflammatory and antidiabetic activities of the methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. were examined using diverse in vitro bioassays and functional substances were analyzed by HPLC and LC-MS/MS. The methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. showed strong DPPH and ABTS radical scavenging activities and also showed strong SOD-like activity. To examine the effects of the methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. for the expression of antioxidant enzymes, superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), RT-PCR was performed. SOD expression was strongly increased by the methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. CAT expression was also increased with dose-dependent manner. The methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. showed inhibitory effects against α-glucosidase and α-amylase, and also inhibited NO production. Anticancer effects of the methanol extract of Lycium ruthenicum Murr. assay were examined with five human cancer cell lines. The potent anticancer activity exhibited in HepG2 hepatoma cells. As a result of main component analysis by HPLC, chlorogenic acid and rutin were identified as the major flavonoids of Lycium ruthenicum Murr.. In addition, by LC-MS/MS, petunidine-3-O-rutinoside (trans-p-coumaroyl)-5-O-glucoside was determined as a major anthocyanin of Lycium ruthenicum Murr.. Conclusion : Lycium ruthenicum Murr. showed various biological activities and could be used as a food and a functional material to enhance human health. Further study to identify an unknown flavonoids of Lycium ruthenicum Murr. would be needed.

참외 종자의 기능성을 규명하는 연구의 일환으로 항암활성을 조사하고자 하였다. 추출용매에 따른 항암활성을 조사하고자 헥산, 에탄올, 물 등 다양한 추출용매를 사용하여 참외 종자 추출물을 제조하였고, 가공에 따른 활성 증진효과를 알아보기 위해 볶음 처리하였다. 볶음 처리한 참외 종자는 볶음 처리하지 않은 종자보다 활성이 2~4배까지 증가하는 경향을 보여주었다. 추출용매에 따른 활성은 에탄올 추출물, 헥산 추출물, 물 추출물 순으로 항암활성이 나타났다. 인체 유래 5종(MCF-7, A549, AGS, HT-29, HepG2) 암 세포주를 이용하여 항암 활성의 조직 특이성을 알아보고자 하였다. 참외 볶음 종자 에탄올 추출물이 간암 세포주인 HepG2세포와 유방암 세포주인 MCF-7 세포에서 우수한 항암활성을 보여주었다. 용매분획법을 실시하여 제조한 분획물의 경우 에탄올 추출물보다 활성이 증가하였고, 비극성 분획물인 에칠아세테이트층이 극성 분획물인 부탄올층 보다 강한 항암활성을 보여주었다. 이상의 연구결과, 참외 볶음종자가 간암과 유방암 예방 및 치료 소재로서 개발될 가치가 있는 것으로 사료된다.

참외의 비식용부위인 씨, 꼭지, 줄기 잎 부위의 항산화 기능성을 구명하기 위하여 DPPH, ABTS, FRAP, SOD 등 다양한 항산화 실험법을 이용하여 항산화 활성을 평가하였다. 그 결과 참외 비식용부위의 항산화 활성은 참외 꼭지부위에서 가장 높은 항산화 활성을 보여주었으며, 농도 의존적으로 활성이 증가하였다. 총 페놀 성분 또한 꼭지 생체 100 g당 143.4 mg으로 가장 높게 나타났다. 항산화 활성과 총 페놀간의 상관관계를 조사한 결과 높은 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 위의 결과를 종합하면 참외의 비식용부위 중 꼭지에서 항산화 활성과 총 페놀 함량이 가장 높게 나타났다. 따라서 예로부터 약용으로 사용되고 있는 참외 꼭지에서 항산화 활성 및 기능성분 함량이 높게 나타남으로써 향후 다양한 생리활성 및 활성성분 규명 등에 대한 지속적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

기능성 옥수수 수염을 가지는 옥수수 계통을 선발하기 위해 다양한 자식계통과 F1을 대상으로 옥수수 수염의 항산화 성분과 항산화능을 측정하였다. 측정결과, 총 페놀 함량, 총 플라보노이드 함량의 경우 각각 980~2,420 mg 100 g-1, 1,532~3,274 mg 100 g-1의 범위를 나타내었다. 안토시아닌의 고유영역인 517 nm에서의 흡광도는 0.05에서 0.76까지의 범위를 보였다. 옥수수 수염의 항산화 성분과 DPPH, ABTS, FRAP assay에서 얻어진 항산화능간의 상관관계를 분석한 결과, ABTS와 FRAP assay에서 옥수수 수염의 항산화 활성과 페놀성물질 및 안토시아닌간의 상관계수가 유의하게 높았다. 옥수수 수염의 안토시아닌을 추출하는 용매가 산성이라는 점과 안토시아닌의 DPPH 용액과의 가시영역 파장에서의 간섭을 고려할 때, DPPH 보다는 ABTS assay나 FRAP assay가 더 적합한 항산화능 측정 방법이 될 것이다. 이들 중 특히 ABTS assay는 옥수수 수염의 주요한 기능성 성분인 안토시아닌과 플라보노이드 및 페놀성 물질과 모두 높은 상관성을 보여 옥수수 수염의 종합적인 항산화능을 평가하고 우수 계통을 선발하는데 적합한 측정 방법이 될 것으로 사료된다. 본 실험에서 안토시아닌 함량과 페놀 함량이 높고 ABTS assay와 FRAP assay에서 모두 높은 항산화능을 보여준 S15은 고 기능성 품종 육종 및 옥수수 수염을 이용한 기능성 소재 개발에 이용될 수 있을 것이다. 또한 옥수수 수염의 항산화능 측정에 대한 항산화 실험의 적합성 연구는 우수한 옥수수 수염을 선발하는데 도움이 될 것이다.

15종의 항어혈성 중국 약용식물의 추출물에 대하여 PAF 수용체 결합 억제활성을 검색한 결과 4종의 약용식물, Campsis grandiflora, Dalbergia odorifera, Zanthoxylum nitidum, Vaccaria segetalis에서 50% 이상의 강한 PAF 결합 저해 활성이 나타났다.