Plant nutrition one of the most important factors that increase plant production. Thus, the present study was carried out to investigate the effects of NPK (three main macro elements of fertilizer) and their interactions on morphological and biochemical contents of Deodeok (Codonopsis lanceolata). Results exhibited that application of different fertilization treatments had a considerable effect on the different vegetative growth characteristics of C. lanceolata compared to the non fertilizer control. Plant height showed significant results towards all fertilization group compared to non fertilizer group, and the highest value (266.8 cm) for plant height was observed from the N+P+K group. The growth of internode was converted to vine after node 5, no fertilizer effects were found on internode elongation. Chlorophyll content showed a high amount in the range of 42.8 to 46.6 against all fertilization treatment groups, except P+K group. The highest values (57.0 g) for the fresh weight of roots were obtained from the N+P+K groups compared to non fertilizer group. The mineral nutrient content of Na, Mg, Cu and Al of the roots of C. lanceolata showed the lowest amount from in P+K groups compared to other groups. In addition, P from N+K group, Mn from N+P group and Ca, Fe, Zn from N+P+K group also exhibited the lowest mineral content compared to other groups respectively.

This study was conducted to evaluate the contents of total polyphenol and flavonoid, and the effect of antioxidant, antimicrobial activities and cytotoxicity in vitro by different solvent fractions from Orostachys japonicus. The ethylacetate fraction extract for O. japonicus contained 634.48 ㎍/g polyphenol and 205.20 ㎍/g flavonoid. The ABTS radical scavenging ability of ethylacetate fraction extract at 1 ㎎/㎖ was higher than 95% which is comparable to ascorbic acid of 97%. The APX enzymatic activity and CAT activity were 1125.89 μmol ascorbate oxidized/min/㎎ protein and 119.87 H2O2 decomposed/ min/㎎ protein, respectively. In disc agar plate diffusion assay, the extract gave rise to a larger inhibition circle with Listeria monocytogenes, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus and Malassezia furfur strains compared with antibiotics kanamycin suggestive of high antibiotic activity. The cytotoxicity of extracts of O. japonicus was significant differences between solvent fractions. That is, the cytotoxic effect against human cancer cell was higher in ethylacetate fraction extract than other fraction extracts. These results suggest that fraction extract of O. japonicus might be very effective and economical in developing natural antioxidant and antimicrobial.

Background : The roots of Codonopsis lanceolata have been used as a tonic crude drug and an edible plant in Korea. The plant mainly contains triterpenoid saponins, including codonolaside, codonolasideⅠ-Ⅴ, lancemaside A-G. Their saponins have shown anti-inflammatory effects such as bronchitis and cough, insomnia and hypomnesia. C. lanceolata is well known to affect various pharmacological effects for human health, and its consumption is increasing. Recently, plant and plant-derived products were treated a part of the healthcare system by applying the bioactive phytochemicals. Antioxidant and immune activity substances in food play an important role as a health-protecting factor. This study was designed to investigate the in vitro immune cell growth and xanthine oxidase Inhibitory activity of different storage period and storage temperature of C. lanceolata. Methods and Results : The plant materials were used the roots of C. lanceolata cultivated in Jeju area, Korea. Immune enhancing effect was conducted using T cell and B cell of human immune cells. Each cell incubated for 8 days with the sample extracts compared to the control group, and the immune activation was measured according to the growth of immune cells. The xanthine oxidase Inhibitory activity was measured by modifying the method of Noro(1983). In different storage period and storage temperature conditions, the immune cell growth of C. lanceolata extract promoted a concentration-dependent manner in both human T cell and B cell, and did not show a significant difference. The xanthine oxidase Inhibitory activity of C. lanceolata extract tended to decrease more, depending on the longer the storage period or the higher the storage temperature. Conclusion : These results of this study suggested that the root of C. lanceolata may assist in the potential biological activities, and can be used as a source of human health products.

The roots of Platycodon grandiflorum species either dried or fresh, are used as an ingredient in salads and traditional cuisine in Korea. To interpret the root proteins, a systematical and targeting analysis were carried out from diploid and tetraploid roots. Two dimensional gels stained with CBB, a total of 39 differential expressed proteins were identified from the diploid root under in vivo condition using image analysis by Progenesis Same Spot software. Out of total differential expressed spots, 39 differential expressed protein spots (≥ 1.5-fold) were analyzed using LTQ-FTICR mass spectrometry. Except two proteins, the rest of the identified proteins were confirmed as down-regulated such as Isocitrate dehydrogenase, Proteasome subunit alpha type-2-B. However, the most of the identified proteins from the explants were mainly associated with the oxidoreductase activity, nucleic acid binding, transferase activity and catalytic activity. The exclusive protein profile may provide insight clues for better understanding the characteristics of proteins and metabolic activity in various explants of the economically important medicinal plant Platycodon grandiflorum.

토마토 정식 전 후 묘령에 따른 토마토의 생육의 특성, 수량, 광합성 및 항산화 효소 활성을 알아보고자 본 실험을 수행하였다. 토마토 파종부터 정식시 까지 기간을 40, 45, 50, 55, 60일로 설정하였다. 육묘 기간이 50일(표준묘)보다 짧을수록 토마토 생장과 생육이 촉진된 반면에 육묘 일수가 길수록 생장과 생육이 감소하였다. 정식 후 4주는 묘령이 가장 짧은 40일묘에서 광합성량이 낮았지만 정식 후 8주는 차이를 보이지 않았다. CAT(Catalase), APX(Ascorbate peroxidase), POX(peroxidase) 들은 정식후 6주까지 증가하다가 8주부터 감소하였다. 정식후 4주는 SOD (Superoxide dismutase), CAT 활성은 묘령이 어릴수록 높은 경향을 보였고 반대로 정식 후 6주는 APX, POX는 육묘기간이 길수록 활성이 높았다. 토마토 수량도 표준묘와 비교해서 육묘 기간이 짧은 묘령에서 토마토 생산성이 높은 반면에 육묘기간이 길수록 생산이 감소하였다. 토마토의 생장과 수량의 관점에서 보면 육묘 기간은 40-50일 적합하다는 결과를 도출하였다. 따라서 토마토를 토경재배 할 경우 표준 묘령 50일보다 짧은 묘를 정식 후 생장과 생산성에서 유리할 뿐 아니라 육묘 시 발생되는 생산비의 절감에 유리할 것으로 사료된다.

시설오이로 많이 재배되고 있는 4 품종을 선발하여 생육단계별로 총 페놀 및 플라보노이드 함량, 피부염증과 가려움증 관련 Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Malassezia furfur균에 대한 항균효과 그리고 tyrosinase 억제 활성에 대하여 비교 분석하였다. 총 페놀 함량은 장죽청장과 장형낙합 품종에서 늘푸른청장과 신조은백다다기 품종에 비해 상대적으로 다소 높게 나타났으며, 생육단계별로는 대부분 수확기에 이른 5단계에서 높은 함량을 보였다. 총 플라보노이드 함량은 조사된 오이 4품종 모두 생육단계별로 큰 차이를 나타내지는 않았다. 항균활성은 Staphylococcus aureus균에서는 장형낙합 품종이 모든 생육단계에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, Staphylococcus epidermidis균에서는 생육단계 및 품종에 따라 저해환이 8~12 mm로 항균성에 차이를 나타냈다. 또한 Malassezia furfur균에서는 장죽청장에서 항균활성이 높게 나타났으며, 특히 생육 3, 4단계에서는 저해환이 14 mm로 형성되어 가장 높은 항균효과를 보였다. 전체적으로 오이의 항균성은 Staphylococcus aureus균에서 비교적 높은 것을 확인할 수 있었다. 오이 추출물의 tyrosinase 억제 활성은 장축청장과 신조은백다다기 품종에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, 다음으로 장형낙합 품종에서 비교적 높게 나타났지만, 늘푸른청장의 경우는 상대적으로 낮은 활성을 보였다. 또한 생육초기보다 수확기에 이르렀을 때 모든 품종에서 tyrosinase 억제 활성이 다소 높게 나타났다. 본 실험의 결과, 피부상재균 및 비듬균에 대한 오이의 항균성과 미백효능을 확인함으로서 향후 고부가가치 향장소재로서의 이용성을 더욱 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

시설오이로 많이 재배되고 있는 4 품종을 선발하여 생육단계별로 DPPH radical 소거활성, 아질산염 소거활성, ABTS 소거활성 그리고 항산화효소 활성에 대하여 비교 분석하였다. 장죽청장 품종이 모든 생육단계에서 DPPH radical 소거활성이 상대적으로 높게 나타났으며, 그 외 품종들 간에는 큰 차이를 보이지는 않았다. 또한 생육단계별로는 수확기에 못 미친 미성숙단계에서 DPPH radical 소거 활성이 높게 나타났다. 아질산염 소거활성은 pH가 1.2일 경우 모든 품종과 생육단계에서 40% 이상 분해시켰으며, 특히 장형낙합과 신조은백다다기 품종이 상대적으로 높은 활성을 보였다. 또한 pH 4.0에서는 추출물 모두에서 30% 이상의 아질산염 소거활성을 나타냈으며, pH 6.0에서는 대부분 활성이 없었다. ABTS 소거활성은 장죽청장과 늘푸른 청장 품종이 다른 품종보다 상대적으로 다소 높은 소거능을 나타냈고, 생육단계별로는 대부분의 품종에서 ABTS 소거능에 큰 차이를 보이지는 않았다. SOD 활성은 모든 품종과 전 생육단계에서 95% 이상의 높은 활성을 보였으며, 품종 간에 거의 유의한 차이를 나타내지 않았다. CAT 활성은 전체적으로 장죽청장과 늘푸른청장 품종이 그리고 APX 활성은 늘푸른청장, 장형낙합 품종에서 상대적으로 높은 활성을 나타냈고, POX 활성은 생육단계별로 뚜렷한 경향을 보여 수확기에 이를수록 활성이 현저히 감소하는 결과를 나타냈다. 본 실험의 결과, 오이의 높은 항산화능을 확인함으로서 향후 향장소재 및 식품소재로서의 이용 가치성을 증대시킬 수 있음을 시사한다.

대청의 이용성 향상을 위한 자료 확보 측면에서 식물체 부위 및 추출 용매별에 따른 항산화 효소 활성 및 항균효과를 조사하였다. APX(Ascorbate Peroxidase) 활성은 줄기의 에탄올 추출물, 잎의 메탄올 추출물, 잎의 증류수의 추출물 순으로 높아 각각 1601.7, 1133.7 및 524.3(Unit/mg protein)을 나타냈다. CAT(Catalase) 활성은 꽃의 에탄올 추출물, 잎의 메탄올 추출물, 꽃의 증류수 추출물 순으로 높았는데, 각각 177.1, 120.8 및 55.4(Unit/mg protein)를 나타냈다. POD(Ascorbate Peroxidase) 활성은 꽃의 에탄올 추출물, 꽃의 메탄올 추출물, 줄기의 증류수 추출물 순으로 높았으며, 각각 27.1, 14.6 및 10.4(Unit/mg protein)를 나타냈다. SOD(superoxide dismutase) 활성은 뿌리의 증류수 추출물, 꽃의 메탄올 추출물, 뿌리의 에탄올 추출물 순으로 높았으며, 각각 90.8, 80.1, 75.5%를 나타냈다. 대청의 꽃 추출물은 Vibrio parahaemolyticus에 대해서만, 뿌리는 Staphy lococcus aureus에 대해서만, 줄기 추출물은 Bacillus subtilis, Escherichia coli, Staphy lococcus aureus에 대해서만 용매에 관계없이 항균활성을 나타냈다. 특히 대청 잎의 증류수 추출물은 Bacillus subtilis, Escherichia coli에 대해 높은 항균활성을 나타내어 저해환 직경이 각각 30.0 및 24.0 mm이었다. 이와 같은 결과는 약용식물로서 대청의 가치가 높음을 시사해 주었다.

천연색소를 이용한 천연 색조화장품 개발을 위한 기초자료로 활용하고자, 15종의 천연색소를 사용하여 제조한 화장료 조성물에 대하여 항균활성 및 항산화능을 조사하였다. 실험에 사용한 6종의 균주 중 Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Vibrio parahaemolyticus, Aspergillus flavus에 대해 대부분의 색소혼합조성물에서 항균활성이 나타나는 것으로 확인되었으며, Proteus vulgaris에서는 다른 균주에 비해 항균활성이 상대적으로 낮았다. 색소종류별로는 자색고구마, 여주, 파프리카, 뽕잎, 지치 등의 색소 조성물에서 다른 색소 조성물에서보다 더 높은 항균활성을 보였다. 또한 DPPH 라디컬 소거능은 양파껍질, 파프리카, 적양배추, 뽕잎, 포도과피, 오디, 레드비트 색소 함유 조성물에서 상대적으로 높은 활성을 보였으며, 아질산염 소거능에 있어서는 특히 pH 1.2에서 적양배추, 포도과피, 오디, 백년초를 제외한 대부분의 색소에서 70% 이상의 높은 활성을 나타냈다. 다양한 천연색소를 이용하여 수행한 본 실험을 통해 천연색소의 높은 항균효과와 항산화능을 확인할 수 있었으며, 향후 이러한 기능성을 활용한 안전한 천연 색조화장품 개발에 유용한 자료가 될 것으로 기대한다.

선발된 13종의 천연색소 추출물에 대하여 free radical 소거활성 및 아질산염 소거활성, 그리고 항산화효소 활성에 대하여 조사하였다. 천연색소 종류별 free radical 소거 활성을 보면 적양배추(red cabbage), 양파껍질(onion peel), 레드비트(redbeet), 흑미(black rice), 오디(mulberry) 색소 등에서 상대적으로 높게 나타났고, 청치자(blue gardenia) 및 황치자(yellow gardenia), 완숙여주(mature bitter melon) 색소 등에서는 비교적 낮은 활성을 보였다 또한 아질산염에 대한 소거능을 조사한 결과, 반응용액 pH 1.2의 경우 양파껍질, 레드비트, 치자황, 지황(chinese foxglove), 치자청 색소에서 높은 소거 활성을 나타냈으며, 적양배추와 오디 색소에서는 상대적으로 낮은 소거활성을 보였다. 그리고 반응용액 pH 6.0에서는 대부분의 색소 추출물에서 아질산염 소거활성을 나타내지 않았다. 그리고 항산화효소활성 결과를 보면, SOD 활성의 경우 여주, 흑미, 포도과피 등에서 높은 활성을 나타냈고, 자색고구마, 지황에서도 비교적 높은 활성을 보였다. 또한 APX 활성은 뽕잎, 오디, 지황의 순으로 높은 활성을 보였으며, CAT 활성도 APX 결과와 비슷한 양상으로 나타났다. 이는 천연색소에 있어 항산화 효소의 종류에 따라 그 활성에 차이가 있음을 알 수 있다. 본 연구결과를 통해 다양한 생리활성을 지니고 있는 천연식물색소에 대해 높은 항산화 기능성을 확인함으로서 향후 고부가가치의 향장소재 및 식품소재로서의 개발가능성이 매우 높음을 시사해 주고 있다.

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.

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.

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.