국내산 콩과 수입콩의 판별에 NIRS를 도입함으로써 보다 빠르고 정확한 식별분석을 하고자 실험을 수행하였다. NIRS를 사용하여 400~2,500 nm 범위에서 콩 분말의 파장을 측정하였으며, 측정된 spectrum은 WINISI II program 을 이용하여 수처리와 회귀분석을 하였다. 검량식 작성을 위한 수처리는 spectrum을 1차미분 및 4 nm gap으로 조정한 것이 가장 적합하였으며, 회귀식은 변형부분최소자승회귀법(Modified partial least squares regression)이 우수하였다. MPLS 회귀분석시 원산지 판별을 위해 loading value를 국내산 콩은 '100', 수입콩은 '1'로 처리하여 검량식을 작성하고 그 적합성을 검증한 결과 factor가 10일 때 도출된 calibration equation의 상관값이 0.98, 교차검증의 상관값이 0.94를 나타내어 상관도가 높음을 알 수 있었다. 따라서 NIRS를 이용한 국내산 콩과 수입콩의 판별분석이 가능할 것으로 판단되었다.

콩나물 맛 특성 분석의 일환으로 생콩나물과 데친 콩나물의 지방산 함량을 분석하였다. 공시재료는 나물콩 장려품종 5종을 사용하였다. 생콩나물에서 불포화지방산 함량은 81.9～82.7%의 변이를 보였으며 데친 콩나물 은 81.3～82.8% 이었다. 개별 지방산들의 분포 정도는 불포화지방산인 linoleic acid와 oleic acid의 비율이 높았 으며 이런 경향은 품종에 관계없이 생콩나물과 데친 콩나물 모두 비슷하였다. 생콩나물의 linoleic acid는 평균 53.2%, oleic acid는 18.5% 이었는데 linoleic aicd는 품종 간에 변이가 없으나 oleic aid는 변이가 크게 나타났다. 콩나물을 자엽과 배축으로 구분하여 지방산 함량을 분석한 결과 생콩나물과 데친 콩나물 모두 자엽의 불포화 지방산 함량이 배축보다 높았다. 생콩나물의 경우, 자엽에서의 불포화지방산 함량이 품종 간에 82.0～83.8% 이었던 반면 배축은 52.1～72.8%의 변이를 보였다. 데친 콩나물에서는 자엽의 불포화지방산이 82.5～83.8%, 배축이 69.6～72.1%의 함량을 나타내어 콩나물 부위에 따른 지방산의 변이는 뚜렷함을 알 수 있었다. 그러나 생콩나물과 데친 콩나물 간에는 큰 차이가 없었으며, 이런 경향은 공시 품종 5개 모두 비슷하였다. 따라서 지방산의 분포는 콩나물 부위별 차이는 있으나 열처리에는 크게 영향을 받지 않는 것으로 판단되었다.

NIRS는 농산물 구성성분의 정량 및 정성 분석뿐만 아니라 최근 원산지 판별에도 이용하고 있다. 본 연구에서 는 NIRS를 이용하여 콩의 원산지 판별을 하였으며, 공시재료는 국내산 콩 92점과 수입산 콩 43점을 사용하였 다. 방법은 시료를 마쇄한 후 NIRS로 400～2,500 nm 파장범위를 스캔하였으며 SNV 와 detarend로 입도차이에 서 오는 산란을 보정하였다. 또한 물리적 영향에 의해 야기되는 바탕선 변화 등의 오차를 줄이고 겹쳐 있는 파장을 분리하기 위해 2차 미분법을 통한 수처리를 하고 검량식 및 판별식을 작성하였다. 수처리 후 MPLS 회귀분석법에 의한 검량식 작성시 R2가 0.98인 검량식을 얻을 수 있었으며, 이때 SEC는 6.54이었다. 한편, 판별의 정확도를 위해 전체 135 시료를 두 set로 나눈 후 validation equation을 확인한 바, 1-VR 및 SECV 값이 각각 0.91, 13.98로 나타나 NIRS를 이용한 콩의 원산지 판별이 가능한 것으로 판단되었다.

전통식품인 콩나물의 고부가가치화를 위한 우량 나물콩 품종 육성의 기초 자료를 제공하고자 시판 콩나물 및 특성이 다른 5종의 장려품종 나물콩으로 재배한 콩나물의 일반성분 특성을 분석하였다. 시중에 판매되고 있는 콩나물 3종을 구입하여 생콩나물과 콩나물 무침의 일반적 특성을 비교한 결과, 생콩나물과 콩나물 무침 의 수분함량은 각각 88.0～ 89.9%, 87.6～89.1%, 탄수화물 함량은 2.6～2.9%, 2.0～3.2%, 단백질 함량은 4.6～ 5.4%, 5.1～5.5%, 지방함량은 2.0～2.4%, 2.8～3.1%, 회분함량은 각각 0.8～0.9%이었으며, 대체로 콩나물 무침 은 생콩나물에 비해 지방 함량이 높았으나 다른 성분은 차이가 없었다. 콩나물국 조리시 콩나물국의 건더기는 생콩나물에 비해 수분 함량은 높았고, 탄수화물 함량과 단백질 함량은 낮았다. 한편, 나물콩 장려품종 5종을 사용하여 콩나물을 재배한 후 일반성분 함량을 분석하였는데 재료는 생콩나물과 데친 콩나물로 나누었으며, 또한 콩나물을 자엽과 배축으로 구분하여 함량을 분석하였다. 생콩나물과 데친 콩나물의 성분 함량은 품종간 모두 큰 차이가 없었으며, 자엽과 배축으로 나누어 분석한 결과도 같은 경향이었다. 다만 생콩나물의 단백질 함량이 데친 콩나물에 비해 높은 경향이었다.

벼, 밀, 옥수수 등 식량작물은 인류의 생존을 위한 주요 에너지 공급원이었다. 국가 경제의 발전은 기아 문제의 해결과 소비자 소득 수준의 향상을 가져왔고, 작물의 사회적 수요를 ‘식량 공급원’으로부터 ‘맛있는 먹거리’, 나아가 ‘건강에 유익한 먹거리’로 바꾸어가고 있다. 작물학 분야의 연구 역시 수량의 증대, 재배기술 의 개발 등 전통적인 학술영역에 덧붙여 작물에 함유된 생리활성 물질을 탐색하고 효능을 입증하며 나아가 이러한 작물의 기능성을 증진하는 영역의 연구가 활발히 진행되고 있다. 우리나라 작물 기능성 연구의 동향을 파악하기 위하여 1980년으로부터 2010년까지의 30년간 한국작물학회지, 한국육종학회지, 한국약용식물학회 지, 한국자원식물학회지, 한국콩연구회지 등 국내에서 발간되는 주요 작물학 관련 학술지에 게재된 논문 및 학술대회 발표 초록 중 작물 기능성 관련 연구보고 약 400여 건을 수집하고 이들 기능성 연구가 수행된 작물, 대상 기능성물질의 종류, 연구 목적 등의 년차별 동향을 분석하였다.

작물 재배 시 사용되는 유기질비료의 GMO 성분 함유여부를 검정하기 위하여 실험을 수행하였다. 시중에 판매되는 유기질 비료 4가지와 대조군으로 일반콩(non-GMO)과 GMO 콩을 사용하였다. 먼저 간편하게 GMO 여부를 확인할 수 있는 strip test를 실시한 결과 유기질 비료 4종 모두에서 GMO가 분석되어 졌다. 따라서 정밀분석을 위하여 각 시료에서 DNA 추출을 시도한 바 CTAB 및 DNA Purification Kit (Promega)를 사용시 DNA 추출이 가능하였다. 현재 콩, 옥수수의 내재유전자 및 GMO 유전자와 관련된 Primer 7종으로 PCR을 수행한 결과 일부 시료에서 GMO 관련 유전자가 분석되어 졌으며, 추후 유기질 비료의 GMO 유전자가 토양에서 비롯된 것인지 GMO 원료에 기인한 것인지에 대한 확인 실험을 수행할 예정이다.

검정콩 종피에 함유된 안토시아닌의 색소별 함량을 비파괴적으로 신속하게 분석하기 위하여 NIRS(근적외선 분광분석기)를 이용한 모델을 개발하였다. 재료는 검정콩 유전자원 300 계통을 사용하였으며, HPLC에서 분석된 종피의 안토시아닌 함량치를 NIRS 스펙트럼에 적용시킨 후 검량식을 작성하였다. NIRS의 검량식을 몇 가지 방법에 의하여 비교 분석한 결과 1차미분된 스펙트럼을 MPLS(Modified Partial Least Squares)를 이용한 회귀식에 이용하는 것이 가장 적합하였다. HPLC를 이용한 유전자원들의 성분 함량과 NIRS에서 도출된 검량식과의 상관계수는 C3G, D3G 및 Pt3G가 각각 0.952, 0.936과 0.833을 나타내었다. 이들 검량식은 validation file에서도 C3G와 D3G는 0.897, 0.849의 높은 상관을 보였으며, 이는 NIRS를 이용하여 검정콩의 안토시아닌 함량을 신속하게 분석할 수 있음을 나타내는 것으로 판단되었다.

비타민 E를 구성하는 토코페롤(Tocopherol, T)과 토코트리에놀(Tocotrienol, T3)은 각각 alpha(a)-, beta(b)-, gamma(g)-, delta(a)- 의 이성질체가 존재하며 항산화, 항암 및 고지혈증 개선 등 효과가 뛰어난 물질로 알려져 있다. 국내에서 수집된 재래종 수도 유전자원을 대상으로 이들 성분의 함량 분포를 조사코자2 20개 품종을 선발하여 현미를 분석한 결과 평균적인 aT, bT, gT 및 총T 함량은 각각 8.3, 0.5, 1.2, 및 10.0 ug/g 이었으며, aT3, gT3, dT3 및 총 T3 함량의 평균치는 각각 6.7, 17.5, 0.7 및 24.7 ug/g이었다. 8종의 vit E 이성질체의 총 합으로 나타낸 총 vit E 함량의 최소, 평균 및 최대값은 각각 9.9, 60.3 및 34.6 ug/g 이었다. 변이계수를 기준으로 평가할 때, gT (CV=79%)의 함량 분포가 품종간 변이가 심한 것으로 나타났으며 aT 함량(CV=79%)은 가장 변이가 작은 것으로 나타났다. 분석된 220개 품종 중에서 가장 높은 aT, aT3, gT3 및 총 vit E 함량을 나타낸 품종은 각각 화성밭찰, 재래륙도, 조석조, 산도이었다.