검정콩 천연색소의 안정성을 높이기 위한 방법을 여러 지표로 평가하였다. 검정콩 종피의 색소 추출은 0.1% HCl이 포함된 60% MeOH에서 가장 효율이 높았으며, 추출시간은 여러 가지 경제성을 고려할 때 24시간 추출 후 다시 1회 반복 추출하는 방법이 가장 우수하였다. 색소의 pH가 안정성에 많은 영향을 끼쳤는데, pH 4이하에서는 안토시아닌의 안정성이 인정되었으나 pH 4보다 높아질 때는 급격하게 안정성이 파괴되었다. 차광처리가 안토시아닌의 저장성을 높였으나 시간이 경과함에 따라 안정성이 급격히 떨어졌다. 한편, 냉장 조건의 유리병에서 안토시안을 보관하는 것이 안정성에 좋은 효과를 나타내었다.

Cyanidin-3-glucoside(C3G) 고함유 흑자색미 계통을 육성하기 위해 흑진주, 수원425호, 상해향혈나, 용금1호, C3GHi 품종 및 계통들 간에 완전이면교배에서 얻은 20개 조합 F1 의 현미 천립중과 C3G함량에 대한 diallel analysis 및 조합 능력 분석 결과는 다음과 같다. 1. 교배모본의 현미 천립중은 16.6 g(흑진주) - 30.4 g(상해향혈나)이고, 현미 100 g당 C3G 함량은 C3GHi가 흑진주의 5배 정도 높은 1043.5 mg으로 나타났다. 2. 완전이면교배 결과 현미 천립중과 C3G 함량은 비대립 유전자 효과는 나타나지 않았고, 유전자의 상가적 및 우성적 유전효과만 인정되었다. 3. 현미 천립중과 C3G 함량의 유전 양식은 두 형질 모두 상가적 및 우성효과에 의한 부분우성을 보였으며, 평균 우성정도는 각각 0.80 및 0.69였고, 교배모본에서 정의대립 유전자 비율이 높았으며, 우성친의 빈도가 높고, 후대에서는 감소하는 방향으로 작용하였다. 4. 두형질의 상가적 유전효과에 의한 협의의 유전력은 각 각 0.66, 0.70이고, 광의의 유전력은 각각 0.98, 0.98로 높게 나타났다. 5. 현미 천립중에 대한 일반조합능력 효과는 상해향혈나가 가장 높았고, 흑진주가 가장 낮았으며, 흑진주/수원425 호, 수원425호/C3GHi 조합의 특정조합능력 효과가 가장 높았다. 6. C3G함량에 대한 일반조합능력 효과는 C3GHi가 가장 높았고, 상해향혈나가 가장 낮았으며, 흑진주/C3GHi 조합에서 특정조합능력 효과가 가장 낮게 나타났다.

유색미 품종 중에서 안토시아닌 함량이 높은 품종과 낮은 품종의 종실특성 차이와 수정 후 일수에 따른 안토시아닌 함량변화를 구명하여 안토시아닌 고함유 품종육성의 기초자료로 활용하고자 하였다. 식물에서 안토시아닌 합성은 phenyl alanine을 시작물질로 하여 phenyl propanoid 합성경로에서 출발하여 flavonoid 합성경로를 통해 이루어진다. C3G 색소함량이 흑진주벼보다 8배 높은 C3GHi 쌀은 phenyl propanoid 합성경로의 첫 번째 위치에 있는 PAL과 CHS, F3H, DFR 그리고 직접 안토시아닌 합성에 관여하는 ANS 유전자 발현이 많았다. 특히 ANS 유전자 발현이 안토시아닌 고함유 품종에서 높게 나타났다. 또한, C3GHi 쌀은 유색미 겨층의 좌보다 우측의 종피와 호분층 두께가 두꺼웠다. C3GHi 쌀의 껍질무게는 평균전체 종실무게의 약18～22%정도로 다른 유색미보다 무거웠다. C3G 색소함량은 출수 후 20일까지 급격히 증가한 후 감소하여 출수 후 35일 이후에는 양의 변화를 보이지 않았다. 또한 초기 유색미 종피 색깔의 변화는 특정부위로부터 시작하여 점차 확대되는 것으로 관찰되었다.

검정콩 품질평가의 한 기준이 되는 안토시아닌의 함량평가를 위한 분석기술 개발의 일환으로 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적의 추출용매 및 추출방법을 확립하고, 주요재배 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 함량을 정량적으로 평가한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출용매를 검토한 결과 1% HCl - H2O 로부터 1% HCl - 80% MeOH용액까지 통계적 차이가 인정되지 않았으나, 산술적으로 1% HCl - 60% MeOH 용액으로 추출하였을 때 총 안토시아닌의 함량이 7.72 mg/g으로 가장 높은 양상을 나타내었으나, 추출용매에 메탄을 함량이 높아질수록 안토시아닌 피크의 분리도가 극히 불량한 결과를 나타내므로 종합적 견지에서 볼 때 1% HCl - 20% MeOH를 이용하여 안토시아닌을 추출하는 것이 가장 우수한 것으로 평가되었다. 2. 검정콩 종피 함유 안토시아닌의 최적 추출방법 및 추출시간을 검토한 결과 상온 12시간 추출이 가장 우수한 결과를 나타내었으며, 추출시간이 24시간 이상 지속될 경우 추출시간이 증대됨에 따라 안토시아닌의 함량이 소량 감소되는 양상을 확인할 수 있었다. 3. 국내외 주요 재배 검정콩 품종별 종피 함유 안토시아닌 색소의 함량을 비교한 결과 총 안토시아닌의 함량 범위는 1.58-10.62 mg/g으로 조사되었고, 조사된 품종 중 검정 올콩이 10.62 mg으로 가장 높은 양상을 나타내었으며, 가장 낮은 함량을 나타낸 흑청콩 대비 약 7배 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다.

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.

본 시험은 재배 및 수확시기에 따른 검정콩 종자내에 함유된 기능성 물질인 안토시아닌의 함량 및 색차의 변이에 대한 정보를 얻고자 재배품종 중 일품검정콩, 검정콩2호와 다원콩을 공시하였으며, 파종기는 4월 15일, 5월 15일 및 6월 15일로 하였고, 수확시기는 R6(종실비대성기), R7(생리적성숙기) 및 R8(수확적성숙기)로 하여 수행한 결과는 다음과 같다. 1 Delphinidin-3-glucoside, cyanidin-3-glucoside, petunidin-3-glucoside 및 total anthocyanin은 모두 조파에서 만파로 갈수록 또한 R6에서 R8단계로 갈수록 함량이 증가하였다. delphinidin-3-glucoside는 품종간 차이를 보이지 않았으나, cyanidin-3-glucoside와 total anthocyanin은 검정콩2호가, petunidin-3-glucoside는 다원콩이 높았다. 2. 명도(L)는 조파에서 만파로 진행될수록 또한 R6에서 R8단계로 진행될수록 감소하였으며, 검정콩2호가 가장 낮았다. 적색도(꾸는 적파>만파>조파 순이었으며, 검정콩2호가 가장 낮았고, R6에서 R8단계로 갈수록 증가하였다. 황색도(b)는 만파에서 가장 높았으며, 검정콩2호가 높았고, R6에서 R8단계로 갈수록 증가하였다. 3. Delphinidin-3-glucoside, cyanidin-3-glucoside, petunidin-3-glucoside 및 total anthocyanin은 상호간에 정의 상관을 보였으나 이 네 형질 모두는 명도(L)와 고도의 부의 상관을 나타낸 반면 적색도(a) 및 황색도(b)는 고도의 정의 상관이 인정되었다. 명도(L)는 적색도(a) 및 황색도(b)와는 고도의 부의 상관이 있었으며, 적색도(a)는 황색도(b)와 정의 상관을 보였다.

본 시험은 2001년부터 2002년까지 기능성 성분인 검정콩 안토시아닌에 대하여 종자내 개별색소 종류에 대한 검정과 함량 및 색차의 변이를 구명하여 특수콩 품종육성 및 재배 생리적 특성에 대한 기초 자료를 제공하고자 현재 국내에서 육성된 장려품종 및 재배품종인 검정콩1호, 검정콩2호, 검정올콩, 선흑콩, 흑청콩, 일품검정콩, 청자콩, 진주1호, 다원콩, 쥐눈이콩(G), 쥐눈이콩(Y), 검정콩3호, 검정콩4호를 공시하여 시험한 결과는 아래와 같다. 1. 검정콩 13개 재배품종의 개별 안토시아닌 검정에서 검정콩1호와 선흑콩이 cyanidin-3-glucoside(C3G)만 검출되었으며, 흑청콩은 delphinidin-3-glucoside(D3G)와 C3G가 검출되었고, 나머지 품종들은 D3G, C3G, petunidin-3-glucoside(Pt3G)가 모두 검출되었다. 2. 공시된 검정콩 재배품종의 안토시아닌 함량의 범위는 D3G가 0.55~~2.63mg/g, C3G가 2.77~~8.38mg/g , Pt3G가 0.38~~5.66mg/g 및 total anthocyanin(TA)이 3.32~~16.67mg/g 이었으며, 품종간 및 연차간에 변이를 보였다. 3. 안토시아닌의 색차의 범위는 명도(L)가 34.09~~42.89 , 적색도(a)가 12.77~~22.85 , 황색도(b)가 5.36~~12.79 이었으며, 품종간 및 연차간에 변이를 보였다. 4. 안토시아닌은 D3G, C3G, Pt3G 및 TA 모두 상호간에 고도의 정의 상관관계를 나타내었다.