오디, 누에를 활용한 운동보조제 개발을 위해 8주간의 사다리를 이용한 점진적 저항성 운동과 더불어 오디분말, 오디추출물, 누에분말의 섭취가 수컷 흰쥐의 골격 근에서 NCOA4와 UCP-3 mRNA의 발현에 효과가 있는지 확인하고자 하였다. 6주 령의 수컷 흰쥐 50두를 시료 투여 및 저항성 운동 여부에 따라 대조군, 운동군, 오디 분말 운동군, 오디추출물 운동군, 누에분말 운동군으로 설정하였다. 저항성 운동 방법은 1주간 맨몸 사다리 운동을 거친 후 7주간 주당 2일, 1일 10회씩 점진적인 과 부하 하에서 실시하였다. 오른쪽 뒷다리에서 장무지굴근을 적출한 후 RNA 추출 및 cDNA를 합성하였고 NCOA4와 UCP-3 mRNA를 특이적으로 검출하도록 디자 인된 시발체와 탐색자를 구입하여 housekeeping 유전자인 18s rRNA와 함께 증폭 하였다. 2-ΔΔCt법을 통해 상대정량하여 골격근 내 발현 정도를 배수변화로 비교하 였다. NCOA4 mRNA의 경우 대조군에 비해 모든 저항성 훈련집단에서 유의한 차 이를 보였으며 운동군(3.18±0.51)에 비해 특히 누에분말 운동군(17.62±1.99)에서 유의한 차이를 보였다. UCP-3의 경우 운동군(1.38±0.12)과 비교하여 누에분말 운 동군(2.28±0.34)에서 유의한 차이를 보였다. 본 실험을 통해 누에의 섭취가 저항성 운동 동안 근비대 관련 유전자인 NCOA4와 UCP-3 mRNA발현을 유의하게 증가 시키는 것으로 나타났으며 추후 운동보조제 개발을 위한 기초 자료로 활용할 수 있 을 것으로 판단된다.

5령4일 이후의 누에는 체내에 함유된 강력한 강도의 견사선으로 인해 자연상태 로는 섭취가 어려워 현재까지 식용으로 활용되지 못하였다. 이에 농촌진흥청에서 는 견사선이 함유된 5령4일 이후부터 숙잠기까지의 누에를 용이하게 섭취할 수 있 도록 하는 원천 가공기술을 개발하게 되었다. 가공방법은 살아있는 누에를 냉장 및 냉동할 수 있는 저온보관시설과 스팀찜기 등의 기자재를 보유한 누에사육 농가라면 누구나 할 수 있는 간단한 방법으로, 살아 있는 생누에를 열수 또는 수증기로 익혀 냉동건조하여 분말화시키는 방법이다. 이 렇게 하면 누에 체내에 들어있는 견사선은 물론 누에의 몸체까지 모두 함께 식용으 로 섭취가 가능하며, 누에를 물에 넣어 삶을 때 나오는 추출액도 섭취가 가능하다. 이렇게 하여생산된 견사선이 함유된 익힌누에에 대한 성분을 분석한 결과 다음 과 같다. 먼저 조성분에 대한 분석결과 조단백질의 함량이 냉동건조한 5령3일 누에 분말의 경우에는 48%, 냉동건조한 숙잠분말의 경우에는 53%인데 비하여 숙잠 생 누에를 수증기로 쪄서 익혔을 경우에는 63~67%로 단백질 함량이 증가하였고, 조 지방은 5령3일 누에분말의 경우 8%, 냉동건조 숙잠분말의 경우에는 18%인데 비 하여 숙잠 생누에를 수증기로 쪄서 익혔을 경우에는 14~16%로 나타났다. 아미노 산의 경우에는 피부보습, 뇌 신경수초 보호, 지방과 지방산 대사, 근육성장 및 면역 세포 생성에 기여하는 Serine이 7%, 근육의 퇴행을 방지하고 근육형성을 촉진시키 는 Glycine이 12%, 간 대사 촉진 및 유독물질 해독효과가 있는 Alanine이 10%, 우 울증, 무관심, 무기력 등의 해소에 효과가 있는 Tyrosine이 5%가 함유돼 있는 것으 로 나타났다. 지방산의 경우에는 누에 100g당 포화지방산이 5.2g, 불포화지방산이 10.2g으로 나타났으며, 불포화지방산 중에는 오메가3지방산의 일종인 Linolenic acid가 5% 정도로 다량 함유된 것으로 나타났다.

잠분 성분은 항암효과, 노화억제, 중풍억제, 혈압과 콜레스테롤 저하효과 및 당 뇨병 치료 등의 생리활성이 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 기능성을 나타내는 잠 분 성분을 효율적으로 추출하기 위해 용매 및 추출방법을 달리하여 추출물을 조제 하였다. 용매는 ethanol, 증류수, butanol을 사용하였고, 추출방법은 상온교반추출, 초음파추출, 환류냉각추출, 환류냉각과 초음파 병행추출 방법을 이용하였다. 그 결과, 수율은 butanol을 이용한 초음파추출이 1.75%로 가장 낮았고, 그 외 방 법은 7~14% 정도로 나타났다. 총 폴리페놀 함량은 butanol을 이용한 초음파추출이 3.3 mg TAE/g로 가장 낮았고, 증류수를 이용한 초음파추출이 51.6 mg TAE/g으로 가장 높게 나타났다. 총 플라보노이드 함량은 증류수와 butanol 추출물 (158.3, 151.3 mg QRE/g) 보다 ethanol 추출물 (266.8mg QRE/g)에서 유의적으로 높게 나 타났다. DPPH radical 소거능과 항산화 효소인 SOD 유사활성은 증류수를 사용한 초음파추출법에서만 유의적인 항산화 효과를 보였다. Paper disc법을 이용한 항균 효과와 혈전용해 효과는 모든 시료에서 확인할 수 없었다. 이상의 결과와 같이 생리활성에 차이가 나타나므로, 잠분추출물의 생리활성 검 정을 위해서는 효과적인 용매 및 추출방법을 선택해야 될 것으로 생각된다.

뽕나무를 포함한 식물유전자원은 수집, 보존 및 이용 방법에 따라 그 자체로 이 용하거나 새로운 품종 및 물질 등을 개발하여 막대한 경제적 이익을 창출할 수 있 다. 현재 뽕나무 유전자원에 대한 가치와 활용도를 높이기 위해 형태적, 유전적 특 성을 분석․평가하여 데이터베이스를 구축 중에 있으며, 기능성 성분이나 효능에 대 한 소비자들의 관심이 높아짐에 따라 기초정보 외에 이들의 항목에 대한 정보를 추 가할 필요성이 제기되었다. 따라서 우리나라 620 계통(품종)의 뽕나무 유전자원 중 재배환경 및 재배법이 동일한 219 계통(품종)의 춘기 5개엽기 뽕잎을 채취한 후 동 결건조 및 분말로 제조하여 뽕나무 유전자원의 계통별 rutin 함량을 분석하였다. 그 결과, 뽕잎의 rutin 평균 함량은 0.52 ± 0.25 % 이었으며, 변이계수(CV)는 47.9 %로 계통간 변이가 매우 심하게 나타났다. ‘부영상’의 rutin 함량이 1.37 %로 가장 높았 으며, ‘천근십문자’, ‘무전십문자’는 0.06 %로 가장 낮았다. 뽕나무 유전자원 중 전 체 평균 함량의 2배 이상 되는 rutin 고함유 계통을 9계통 선발하였다. ‘부영상’, ‘율 본’, ‘당상5호’, ‘A8’, ‘아자’, ‘성수5’, ‘사원뽕12호’, ‘환엽조생노상’, ‘환십조생’이 다. 또한 누에 사육용 뽕품종 (17품종)의 rutin 함량을 비교한 결과, 공시품종 중 ‘청 올뽕’의 함량은 0.69 %로 가장 높았으며, ‘청일뽕’은 0.14 %로 가장 낮았다.

주로 누에사육을 위한 사료 생산용으로 이용되던 뽕나무의 용도가 다양화 되면 서, 부산물로 이용되어 온 오디의 수요가 크게 늘어나 새로운 소득작목으로 정착되 어 가고 있다. 그러나, 오디수확은 결실되기 시작하여 15~20일간의 짧은 기간에 수확이 완료 되기 때문에 수확시 가장 많은 노력이 집중되므로, 수확능률을 높일 수 있는 방법 개발이 필요하다. 또한, 오디 생산시 노동력 부족 등으로 수확이 지연되거나, 바람 등에 많이 발생하는 낙과 오디를 수집 활용할 수 있는 방법 개발이 필요하다. 이에, 농촌진흥청 잠사양봉소재과에서는 오디를 효율적으로 수확할 수 있는 기 술을 지속적으로 개발하여 왔다. ‘09년 낙과되어 버려지는 오디를 수집활용하기 위하여, 낙과 수집 및 오디 수확 장치를 개발하여, 영농활용으로 채택되었으며, ’12년 신기술 시범사업으로 보급을 하였다. 총 결실량의 26.8%에 해당하는 낙과되어 버려지는 오디를 수집활용할 수 있으며, 수확노력을 관행 대비 34% 줄일 수 있다. 이 기술은 낮추만들기 수형의 뽕나무 재배시 활용할 수 있는 기술이다. ‘11년에는 중간만들기 수형의 뽕밭에서 활용할 수 있는 오디 수확기술을 개발하 였으며, 영농활용으로 채택되었다. 이 기술은 낙과되어 버려지는 오디 19.9%를 수 집, 활용할 수 있고, 수확노력을 관행대비 40% 절감할 수 있는 기술이다.

주로 누에사육을 위한 사료 생산용으로 이용되던 뽕나무의 용도가 다양화 되면 서, 부산물로 이용되어 온 오디의 수요가 크게 늘어나 새로운 소득작목으로 정착되 어 가고 있다. 오디를 수확하기 위한 품종은 오디의 크기가 크고, 수량성이 높으며, 결실이 빠른 품종이 유리하다. 농촌진흥청 잠사양봉소재과에서는 조기결실 되는 새로운 오디 생산용 뽕 품종 ‘대심’을 육성하였으며, 이 품종의 육성 경위와 특성은 아래와 같다. 1. ‘04-’10년까지 4개 지역에서 지적시험을 거쳤으며, 오디용으로 우수성이 인정 되어 2012년 ‘상베리’로 보호출원 하였으며, 추후 ‘대심’으로 변경되었다. 2. ‘대심’은 국립농업과학원 농업생물부 잠사양봉소재과에서 보존중인 카타네오 를 모본으로 하여 콜히친 처리를 하여 4배체로 육성한 품종이다. 3. ‘대심’은 백상형(Morus alba L.)에 속하는 자웅 동주이며, 발아개엽기는 청일뽕과 비슷한 직립성의 중생종으로, 10a당 오디수량은 4개지역 평균 청일뽕 대비결실 1년차에는 116% 증수되는 되며, 결실 4년 평균수량은 70% 증수되는 다수성계이다. 5. 4년 평균 단과중은 4.8g의 대과형이며, 평균 당도는 10.5°Brix로, 청일뽕 오디보다 낮으며, 오디 색은 흑자색이다. 6. 오디 안정생산에 문제가 되고 있는 오디 균핵병 발병률은 4년 평균 6.2%로 청일뽕 3.3%보다 높아 오디균핵병에는 약한 것으로 나타났다.

뽕나무 주요 해충 중의 하나인 뽕나무이 방제에 사용되었던 DDVP 농약이 생산 중지되었으나 대체 약제가 개발되지 않고 있다. 안정적 누에 생산을 위하여 뽕나무 이 방제에 적용 가능한 친환경자재인 님 추출물, 고삼 추출물, 데리스 추출물과 디 노테퓨란 수화제, 플로니카미드 입상수화제를 시험재료로 5령 3일 누에의 안전성 과 성장에 미치는 영향을 조사하였다. 처리시기는 급상 3일, 7일, 14일전 3처리와 살포농도는 추천농도와 배량을 처리하였다. 2령 누에에 급여하여 사육한 결과는 님 추출물, 데리스 추출물, 플로니카미드 입상수화제는 급상 3일전 처리에서 추천 농도에서의 사망률은 0~1.7%, 배량은 1.8~3.3%를 나타내어 누에 사육에 안전하 였다. 그러나 고삼 추출물과 디노테퓨란 수화제는 급상 14일전 배량 처리에서도 100% 사망률을 나타냈다. 이와같은 결과로 누에 사육에 안전한 님 추출물, 데리스 추출물, 플로니카미드 입상수화제를 급상 7일전에 처리하고 1령 3일부터 5령 3일 까지 급상하며 발육특성을 조사하였다. 발육기간은 처리 자재에 따른 차이가 없었 으며, 사망률은 님 추출물 0.3%, 데리스 추출물 1.4%, 플로니카미드 입상수화제 1.0%로 낮은 수준이었다. 또한 5령 3일 누에 무게는 데리스 추출물과 플로니카미 드 입상수화제는 무처리 대비 95% 수준이었고, 님 추출물은 82% 수준으로 낮게 나 타났다. 따라서 데리스 추출물과 플로니카미드 입상수화제는 안정성과 성장률을 볼 때 뽕나무이 방제에 사용 가능한 약제로 판단되다. P299

누에분말중에 들어있는 성분인 1-deoxynojirimysin(1-DNJ)은 α-glucosidase의 활성을 억제하여 소장에서 혈액으로 포도당이 흡수되는 것을 억제하는 기능이 있 다. 이러한 기능 때문에 1-DNJ는 인슐린 비의존형 당뇨환자들에게 혈당강하제로 이용되고 있다. 또한 1-DNJ는 간염바이러스 등 외막형성 바이러스의 증식을 억제 하므로 항바이러스성 소재에 대한 가능성도 연구되고 있다. 본 실험에서는 혈당강 하 및 항바이러스성 기능을 갖는 1-DNJ의 누에 유전자원 중의 계통별 함량, 그리고 누에 교배조합에 의한 1-DNJ 함량 변화를 비교하였다. 1-DNJ의 함량은 누에 유전자원의 지리적 및 계통별로 차이를 보였다. 일본종은 JF가 0.536%로 가장 높았으며, 잠303이 0.249%로 가장 낮았다. 중국종은 C108이 0.519%로 가장 높았으며, 중27이 0.242%로 가장 낮았다. 유럽종은 록191이 0.595%로 가장 높았으며, AP가 0.254%로 가장 낮았다. 그리고 미분류종의 CRE 가 0.653%로 가장 높았으며, J037은 0.297%로 가장 낮았다. 그리고 유전형질인 혈 색, 견색, 그리고 난색에 따른 1-DNJ 함량 변화는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 한편, 일본종 누에를 이용하여 교배조합(F1)을 작성한 후의 1-DNJ의 함량 변화를 비교한 결과, 교배조합에 따른 1-DNJ의 함량 변화가 확인되었다. 따라서 이러한 누에 유전자원의 계통별 및 교배조합에 따른 1-DNJ 함량 변화는 누에 품종육성 및 누에분말을 이용한 기능성 소재 연구의 기초자료로 활용될 것으 로 생각된다.

뽕나무병원성세균에 대한 Beaveria bassiana 6균주의 항균활성을 paper disc법으로 조사하였고 최소성장저해농도(MIC)를 액체배지희석법으로 조사하였다. 항균활성은 B. bassiana J200에서만 나타났으며, Erwinia rhapontici KACC 10407에서는 13mm, Pseudomonas syringae KACC 10390와 Xanthomonas campestris KACC 12134에서는 각각 17 mm의 항균활성이 나타났다. MIC 측정 결과 E. rhapontici KACC 10407, P. syringae KACC 10390 및 X. campestris KACC 12134 모두 4.0%에서 MIC를 보였다. 이상의 결과로 B. bassiana의 뽕나무병원성세균에 대한 생물학적 방재제로서의 이용 가능성을 확인하였다.

The cultural characteristics and antibacterial activities of Cordyceps militaris and Paecilomyces tenuipes were compared. The mycelial growth was the highest on MCM (Mushroom Complete Medium) for C. militaris and on YMA (Yeast Malt Agar) for P. tenuipes. But the mycelial density on MMM (Mushroom Minimal Medium) was lower than other on media. The optimum mycelial growth was observed at 25℃. C. militaris was low mycelial growth when it was transferred over 5 times generation. The carbon source for the optimum mycelial growth was fructose of monosaccharide, maltose of disaccharide and dextrin of polysaccharide. The calcium nitrate of organonitrogen was found the best mycelial growth on C. militaris, while the sodium nitrate observed to be well for mycelial growth on P. tenuipes. The ammonium tartrate was observed to be the best among the inorganonitrogen used for mycelial growth. Antibacterial activities were found out just C. militaris against Bacillus cereus of Gram (+).

경제적 부가 가치가 높은 붉은자루동충하초의 안정적 대량생산 기틀을 마련하고자 자실체 증식 특성 및 자실체 성분 분석을 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 붉은자루동충하초의 감염률은 관행인 누에 5령 기잠시분무 접종하는 방법보다 번데기 시기에 주사접종 하는 방법이 높았다. 2. 붉은자루동충하초의 자실체 발생은 온도 21∼25℃, 습도 91% 이상, 광 1500 lx 이상에서 양호하였다. 3. 붉은자루동충하초의 유리당 함량은 Glucose가 7.9 ㎎으로 가장 많았으며, 다음이 Sucrose 이었으며 Glycerol과 Mannitol은 미량 검출되었다 4. 붉은자루동충하초의 누에 자실체에 함유된 아미노산의 총 함량은 34.6 μmole/g이며, 16종의 구성 아미노산중 Arginine이 15.6%로 가장 높았으며, Lysine이 3.4%로 가장 낮게 분포하였다. 5. 붉은자루동충하초의 누에 자실체 유리 지방산 조성은 Oleic acid 함량이 가장 많았으며, Palmitoeic acid는 소량 함유되어 있었다. 6. 붉은자루동충하초의 누에 자실체 유기산 조성은 Citric acid가 가장 많았으며, Malic acid와 Propionic acid는 미량 존재하였다.

뽕 품종의 육종 효율을 높이는 동시에 뽕잎의 기능성 및 이용성을 증대시키기 위해 품종별 채취시기별로 뽕잎을 채취하여 기능성물질인 레스베라트롤 함량을 분석하였다. 그 결과, 오디에 비해 상당히 낮은 함량을 나타냈으나 레스베라트롤의 주요 공급원으로 알려진 포도 품종과 비교했을 때에는 추기의 뽕잎은 오히려 평균 함량이 4배 높았다. 채취시기별 뽕잎의 평균 레스베라트롤 함량에 있어서는 추기의 뽕잎이 춘기보다 함량이 높았으며, 춘기의 뽕잎은 어린잎보다 성숙잎의 레스베라트롤 함량이 높았다. 즉 춘기 5개엽기 어린잎의 평균 레스베라트롤 함량은 102ug/100g 이었으며 뽕잎의 성숙시기가 경과함에 따라 165, 209, 359ug/100g 으로 증가하였다. 하벌 후 새로 자란 뽕잎을 8윌 중순에 채취한 것은 466ug/100g 이었으며, 10월 중순의 뽕잎은 483ug/100g 이었다. 특히 10월 중순에 채취한 뽕잎은 엽질이 매우 거칠기 때문에 직접 식용으로의 이용 가능성은 매우 적으나 '개량뽕', '수계뽕' 및 '청일뽕' 품종의 경우 뽕잎의 레스베라트롤 함량이 각각 838ug/100g , 803ug/100g , 800ug/100g 으로 매우 높으므로 기능성 화장품 등에 첨가하여 사용하기 위한 레스베라트롤 추출물 등을 위한 시료로서 이용한다면 그 활용 가능성은 매우 클 것으로 판단하였다. 또한 '신일뽕', '수성뽕' 및 '상일뽕'의 레스베라트롤 함량도 각각 794ug/100g , 606ug/100g , 583ug/100g 으로 높았다. '청일뽕' 품종의 뽕잎에 대한 수확 후 관리방법에 따른 레스베라트롤의 함량을 분석한 결과 뽕잎 채취 후 -70℃ 에서 냉동, 동결건조하는 방법보다는 수세 후 바로 실온에서 음건하는 경우 뽕잎의 레스베라트롤 함량이 높았다.

뽕나무 오디함유 천연색소 C3G의 식용색소화 및 안정생산을 위한 최적 전처리 조건은 0.1 % citric acid-70% EtOH로서 오디로부터 제조한 순수 오디색소 분말의 수율은 8%이었다. 실제 농가에서 오디 색소 추출시 추출 시간 및 제조 비용을 대폭 절감할 수 있는 추출 방법을 개발하였다. 오디색소 추출시 품종의 선택이 중요하므로 C3G 함량이 높은 품종을 선택하도록 해야 할 것이다. 오디 색소 분말은 알코올, 물 및 밀가루 등 식품 재료나 가공방법에 상관없이 적색소의 특성이 유지되므로 다양한 식품에 적용하여 고부가가치를 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

뽕나무 오디는 기능성 식품소재 및 농가의 소득을 증진시킬 수 있는 과실로서 뽕나무 묘목에 대한 일반인의 수요가 증가하고 있으나, 현재 오디생산을 위한 뽕 품종은 '대성뽕'외에 등록되어 있지 않다. 따라서 본 연구는 우리나라에 유전자원으로 보존 중인 뽕나무의 결실 오디를 계통별로 채취하여 과실적 특성을 조사하고 우수한 계통을 선발함으로써, 오디 생산용 뽕 품종의 육종 효율을 높이고 품종의 조기 농가보급을 위한 기초 자료를 제공코자 하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 그루당 10kg이상 수확 가능한 계통으로서 '수성뽕', '청노상', '수원노상', '절곡조생(충북)' 4계통을 다수성 계통으로 선발하였다. 또한 단과중이 3.5g 이상인 대과형 계통과 17 Brix ~% 이상인 고당도 계통을 각각 5계통, 4계통 선발하였다. 공시계통 중 '절곡조생(충북)'은 단과중이 4.5g으로서 가장 높았으며, '강선'은 19.6 Brix ~% 으로 당도 함량이 가장 높았다. 2. 수량, 단과중 및 당도 값을 동시에 만족시키는 오디 생산용 우량 계통으로서 '절곡조생(충북)', '팔청시평', '강선', '수원노상', '죽천조생', '수성뽕', '당상7호', '장소상' 8계통을 선발하였다.