Background : The isoflavonoids, triterpene and polysaccharides were know as major components in Astragalus membranaceus Bunge. Especially, isoflavonoids are classified as ononin, calycosin-glucoside of glycon binding and formononetin, calycosin of aglycone binding. In this study, we performed fermentation by a lot of microorganisms which were derived foods. Methods and Results : The A. membranaceus was extracted with 50% Ethanol and it was concentrated using rotary evaporator. In order to change in isoflavonoids, we fermented the A. membranaceus extracts with microorganisms which have β-glucosidase activity. we chose 20 microorganisms using esculin agar method and three strains with the highest activity of β -glucosidase were identified by pNP assay. The extracts of A. membranaceus were fermented during 3 days in sterilized distilled water, as 1 Brix and 3 Brix. The isoflavonoids of fermented extract, respectively days 0, 1, 2 and 3, were analyzed using High Pressure Liquid Chromatography (HPLC). In addition, the fermented A. membranaceus extracts was investigated about whitening effect using tyrosinase and radical scavenging activity by 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical (DPPH). As a result of β-glucosidase activity by pNP assay, we selected two strains, Pediococcus pentosaceus (KACC 81017BP), Saccharomyces cerevisiae (KACC 83014BP). On the third day of fermentation of S. cerevisiae, isoflavone aglycone was the highest. The calycosin-glucoside and ononin in fermented A. membranaceus extract were reduced, calycosin and formononetin was increased compared to control. Also, we confirmed higher activity than control in tyrosinase inhibition rate on the third day of fermentation, as 78.38% and lower IC50 value of radical scavenging activity as 584.68 ㎍/㎖. Conclusion : From the above results, we may suggest that A. membranaceus aboveground parts might have useful as a safe material for functional food and pharmaceutics.

Astragalus membranaceus is a well known oriental medicinal herb. The polysaccharides of the aboveground parts (AMA) and the radix (AMR) of A. membranaceus are the most important functional constituents. Methods and Results: The aim of this study was to determine the effects of AMA and AMR on the oxidative damage induced in the skeletal muscle of rats subjected to exhaustive exercise. Sprague-Dawley rats were randomly divided into exercise and non-exercise groups; in the groups receiving the test compounds, AMA and AMR were administered orally for 30 days. Skeletal muscle samples were collected from each rat after running to exhaustion on a treadmill to determine the activities of superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GSH-Px), and catalase (CAT) and the concentation of malondialdehyde (MDA). The antioxidant enzyme activities of SOD and GSH-Px of skeletal muscle of AMA- and AMR-treated groups were significantly higher than those of the control and commercial sports drink (SPD)-treated groups in exhaustive exercise rats. In addition, MDA concentrations in the skeletal muscle of the AMA- and AMR-treated groups were significantly lower than those of the control and SPD-treated groups. In the present study, the effects of AMA and AMR on exercise endurance capacity were also evaluated in mice subjected to a swimming exercise test. AMA and AMR supplementation prolonged the swimming time of mice and enhanced exercise endurance capacity. AMA and AMR possess the ability to retard and lower the production of blood lactate, and prevent the decrease of serum blood glucose. Conclusions: These results showed that, AMR and AMA exerted beneficial effect in mice, increasing the activity of the antioxidant systems and inhibiting oxidative stress induced by exhaustive exercise. The compounds improved exercise performance and showed anti-fatigue effects against exhaustive exercise.

Background : The major components in Astragalus membranaceus are isoflavonoids, triterpene and polysaccharides. Also, isoflavonoids was composed to aglycon and glucoside derivatives. In this study, we performed fermentation process (enzyme treatment) and steam processing (high temperature and pressure) to increase aglycon such as formononetin and calycosin. Methods and Results : The steam processing was performed at a lot of conditions, such as temperature (80, 100, 120℃) and time (30, 60 and 120 min). Fermentation processing carried out by A. membranaceus extract fermented with microorganisms which have high β -glucosidase activity (selection by esculin agar method) for detached glucose from isoflavonoids, converted to algycon. The isoflavonoids were analyzed using high pressure liquid chromatography (HPLC) in fermentation product of A. membranaceu extract by treated with steam processing at various conditions. As a result of β-glucosidase activity by pNP assay, we selected three strains, Pediococcus pentosaceus, Weissella cibaria and Saccharomyces cerevisiae. Isoflavone aglycon was the highest in fermentation product by S. cerevisiae for 3 days, but change of isoflavonoids was not observed in steam processing. The calycosin-glucoside and ononin were reduced in fermentation product of A. membranaceus extract, whereas calycosin and formononetin was increased. Conclusion : This results showed that isoflavone glycoside converted to isoflavone aglycon in A. membranaceus by fermentation process, it seems to be available for industrial use.

Background: Polysaccharides are the most important functional constituent in Astragalus membranaceus. The purpose of the present study was to evaluate the effect of polysaccharides isolated from the aboveground parts of A. membranaceus (AMA) and polysaccharides isolated from the roots of A. membranaceus (AMR) immune function by modulated cytotoxic T cell and Th1- and Th2- related cytokines kinetics. Methods and Results: Sprague-Dawley rats were randomly divided into exhaustive exercise case groups and non-exercise case, AMA and AMR samples were administered orally for 30 days (500 ㎎/㎏/day and 10 ㎎/㎏/day, respectively) and were compared to those rats in the groups fed commercial sports drink (SPD) and vehicle. Both exhaustive exercise groups and non-exercise groups had a lower ratio of CD4+ and CD8+ cells in the spleens of the rat fed AMA and AMR compared to those in the rats fed SPD and vehicle group. These results suggested that AMA and AMR promote an increase in the proportion of cytotoxic T cells. The IL-4- producing T lymphocytes decreased significantly in the AMR (10 ㎎/㎏/day) group compared to SPD and vehicle, whereas the AMA group increased the IL-4 concentration more than the SPD and vehicle in exhaustive exercise group. However, the populations of IFN-γ-producing T lymphocytes of AMR and AMA increased. AMA decreased the concentration of IFN-γ to inhibit the Th1 response and thereby increased the concentration of IL-4 to induce a Th2 response that was related to humoral immunity in the non-exercise group. Conclusions: These results showed that, in addition to Th1/Th2 regulation, AMR and AMA played an important immuno-modulatory role after exhaustive exercise-induced Th1/Th2 lymphocyte imbalance, which might be correlated with cytokine producing immunoregulatory cells.

신선편이 연근의 갈변을 저해하기 위해 감초, 황기 추출물로 블랜칭 처리하여 색도, 경도, DPPH radical 소거능, pH 및 가용성 고형분 함량을 분석하였다. 갈변의 지표인 색도 L* 값의 결과, 감초 또는 황기 추출물을 처리한 구에서 대조구보다 높게 나타났다. 경도의 경우 모든 구에서 유의적 차이가 발견되지 않았으며, DPPH radical 소거능은 모든 구에서 저장 기간에 따라 감소하였으나 감초 추출물 처리구의 활성이 가장 높게 유지되었다. pH는 저장 기간에 따라 모든 구에서 감소하였으나 대조구가 가장 서서히 감소하였으며, 가용성 고형분 함량의 경우 저장 기간이 증가할수록 처리구의 함량은 증가하고 대조구는 그 수준을 유지하였으며 처리구 사이의 유의적 차이는 나타나지 않았다. 이러한 연구 결과를 통해 감초와 황기 열수 추출물의 블랜칭 처리가 신선편이 연근의 품질 열화에는 영향을 주지 않으면서 갈변을 효과적으로 억제함을 확인할 수 있었다.

This studies were conducted to investigate the growth responses and yields of Astragalus membranaceus Bunge which were grown with organic cultivation using two organic fertilizers and two green manure crops of hairy vetch and rye in 2008 and 2009. The lengths of stems and roots were not clearly different between organic and conventional cultivations. The root diameters and the branch numbers were slightly thicker and more in all treatments of organic cultivation than that of conventional cultivation in 2008, although they were not significantly different between two cultivating methods in 2009. The dry weights of shoot and root were heavier on organic cultivation than those on conventional cultivation. The T/R ratios were commonly higher in organic culture, showing more clearly in 2008 than 2009. The yields were generally higher in organic cultivation than those in conventional cultivation in 2008 although the effect did not clear on yield in 2009. The organic cultivation using of organic fertilizers and green manure crops would be new method to have safety and qualitative products. The techniques of organic cultivation for Astragalus membranaceus Bunge would be studied more on utilizing the natural organic resources.

황기의 자가불화합성 타파를 위한 노화수분 처리, NaCl 처리 및 CO2 처리에 대한 결과를 요약하면 다음과 같다. 비닐하우스에서 노화수분은 8월 하순에는 거의 수정이 되지 않았으며, 9월 상순부터 10월 상순까지는 개화 당일 부터 개화 후 2일까지 수정되었고, 9월 하순 개화 당일 수분한 것이 결협율 33.3%, 결실율 86.2%로 가장 양호하였다. 노지에서 노화수분은 대조구는 8월 하순부터 10월 상순까지 결협은 되었으나, 9월 중순과 9월 하순을 제외하고 결실이 되지 않았으며, 9월 하순의 개화 후 1일에 결협율 39%, 결실율 94.9%로 가장 양호하였다. NaCl 처리는 비닐하우스에서는 1% 농도 처리가 결협율은 10월에서 21.3%로 가장 좋았으나, 결실율은 9월 하순 66.7%로 가장 양호 하였고, 노지에서는 NaCl 농도 5%에서 결협율 7.3%, 결실율 90.9%로 가장 양호하였다. 식물생육상을 이용하여 CO2 700 ppm을 처리한 결과 무처리구와 큰 차이 없었다. 결론적으로 황기 자가불화합성 타파를 위하여 9월 중하순에 자화가 아닌 자가화를 개화당일 또는 개화 후 1일에 인공수분해주거나 NaCl 1~5%를 처리해주면 자가불화합성을 타파할 수 있다고 사료된다.

황기속 식물 3종 (황기, 제주황기, A. mongholicus)을 대상으로 핵형 분석과 45S와 5S rDNA를 이용한 bicolor-FISH를 수행하였다. 체세포 염색체 수는 모두 2n=2x=16으로 관찰되었고, 염색체의 평균 길이는 2.19~5.73 μm이였다. 황기의 염색체는 4쌍의 중부염색체 (염색체 3, 5, 6, 7)와, 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 4, 8)로 구분되었다. 제주황기는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 4, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 5, 6, 7)로 A. mongholicus는 2쌍의 중부 염색체 (염색체 7, 8)와 6쌍의 차중부 염색체 (염색체 1, 2, 3, 4, 5, 6)로 각각 구분되었다. bicolor-FISH 기법을 이용하여 45S와 5S rDNA의 염색체상의 위치를 확인한 결과, 황기와 A. mongholicus에서는 1쌍의 45S와 5S rDNA가 8번과 7번 염색체의 동원체 부위에서 각각 관찰되었다. 제주황기의 경우 1쌍의 45S rDNA는 8번 염색체의 동원체 부위와 2쌍의 5D rDNA는 7번과 8번 염색체에서 각각 관찰되어 세포유전학적 차이를 보였다.

약용작물(藥用作物)중 재배 면적이 많고 소득성(所得性)이 높은 다년생(多年生)의 초본성 작물인 황기의 1~2년생근(年生根) 재배시 헤어리베치 녹비와 액상분뇨 시용이 황기의 생육특주(生育特注) 및 생산성(生産性)과 토양(土壤) 특성에 미치는 영향을 검토한 시험결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 지상부 생육 중 경장(莖長)과 분지수(分枝數)는 헤어리베치 녹비, 액상분뇨 시용구에서 생장량이 컸으며, 생육이 늦게까지 지속되었다. 근장(根長), 근경(根徑), 지근수(支根數) 모두 헤어리베치 녹비와 액상분뇨 시용구에서 증가하는 경향이었으며 건물비율(乾物比率) 재배 1년차 보다 재배 2년차에 증가하였다. 2. 재배 2년차의 건근수양(乾根收量)은 녹비를 피복한 무비구, 화학비료, 액상분뇨 시용구에서 각각 196, 240, 255kg/10a으로서 녹비를 피복하지 않는 무비구, 화학비료, 액상분뇨 시용구에서는 각각 115, 225, 232 kg/10a 보다 증수되었다. 황기 재배시 헤어리베치 녹비 피복은 질소공급에 의한 수량증가와 잡초억제 효과를 나타내었다. 3.뿌리의 질소함양(窒素含量)은 재배 1년차에 1.33~2.56%, 재배 2년차에 1.9~2.95%으로 재배 년차가 높을수록 증가(增加)되었다. 질소함량을 조단백질 함량으로 환산하면 재배 2년차에 20~23%로서 콩 단백질 함량의 45~65% 수준이었다. 4. 시험 후 토양의 총 질소함량은 녹비 액상분뇨 시용구에서 유의성 있게 증가하였으나 토양 내 염류집적(鹽類集積)은 되지 않았다.

본 연구는 황기의 생식과 관련하여 자.웅배우체의 발육과정과 화분의 발아 특성을 밝혀서 품종 육성의 기초 자료로 활용하고자 수행한 바, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 화분의 발육은 화뢰 길이가 3.5mm정도에서 화분모세포가 형성되어 4mm 정도 신장할 때까지 감수분열 및 동형분열하여 4분자기로 되었다. 2. 화뢰의 길이가 10mm정도 되면 성숙화분이 형성되고 12mm정도에서 개약하는 경향이었다. 3. 화분은 4℃ 및 -4℃ 저장시에는 저장후 30일 경에도 발아율이 양호 하였으나 상온(23~28℃ )에서는 저장후 3일부터는 발아력이 3%이하로 저하되었으며 발아속도도 저하되었다. 4.대포자의 형성시기는 소포자(화분)와 거의 비슷한 시기로 화뢰의 크기가 10~12mm에서 완전히 성숙하며, 꽃이 개화 되기전 화분의 미개약시에 자예는 수정 능력이 있는 것으로 나타났다.

Astragalus membranaceus has flowers that are similar to that of the legume family, but shows poor bearing when self-pollination is induced. Thus, this study was carried out observing the ripening procedure of pistils and stamens and development stages of pollen in the context of the birth and growth of the flower. As to the bearing of the flower of A. membranaceus, few pod setting and 13% pod setting were observed when self-pollination is induced by paper-bag covering or artificial pollination treated respectively. The result indicates that A. membranaceus is a cross-pollination plant. A pistil grew faster than a stamen until just before blooming. The flower size was about 17.0mm~times 4.0mm. Pistils and stamens had the same length after flowering. Pollen mother cells passed through meiosis and mitosis when its length reached around 3.5mm, thus creating the tetrade when 4 mm long. Pollen attained full growth when the bud was about 10mm long. An anther was found to tend to dehisce when the length of a bud reached around 12.0mm. As to the shape of pollen, about 70 % were normal. 1% and 30 % were small or empty pollen respectively. The result indicates that pollen of A. membranaceus attains full growth just before anther dehiscence which occurs before blooming while pistils grow faster than stamens until before flowering

황기의 개화, 결실 및 수분양식을 구명하여 품종육성의 기초자료를 얻고자 시기별 개화.결실 특성 및 수분방법별 결실율에 대한 시험을 수행하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 황기의 개화는 원줄기의 20-22절위에서 첫 꽃이 피기 시작하여 분지 발생순으로 개화되며 7월 중.하순경에 개화하기 시작하적 10월 중.하순까지 계속 관화되는 무한화서이다. 2. 개화시기별로는 9월 상순에 개화한 화경수가 가장 많아 꼬투리 및 종실 수도 9월 상순에 개화한 화경에서 가장 많은 경향이었다. 3. 소화가 착생되는 부위의 길이는 6.6-7.3cm, 소화수는 화경당 13-17화, 착협률은 30-45%, 협당 종실수는 4.8-5.3위 정도였다. 4. 꼬투리는 수분 후 30일 경에 길이가 3.8cm로 최대에 달하며, 폭은 8mm정도이고 종실수는 7.3개정도 형성되었다. 5. 황기 꽃의 수분양식은 봉지 씌우기로 자가 수정시키는 경우 거의 결실되지 않았고, 인공수분에 의한 결실율은 7월 하순부터 8월 하순까지는 5%이하였으나 9월 상순 이후부터는 13%이상으로 높아지는 경향이며 타가수분을 하는 것으로 나타났다.

황기의 수확시기(收穫時期)에 따라 생육(生育) 및 수양(收量)의 변화(變化)를 알아보고자 1년생(年生) 및 2년생(年生)에 대하여 10월(月) 10일(日), 10월(月) 25일(日), 1월(月) 10일(日) 등 3회(回)에 걸쳐 수확시기(收穫時期)를 달리 하여 시험(試驗)해 본 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1 황기 1년생(年生) 수확시(收穫時) 초장(草長), 경경(莖徑), 마디수, 분지수(分枝數), 협당립수(莢堂粒數), 건물중(乾物重)등은 수확시기(收穫時期)에 따른 차이가 없었으나, 근장(根長)과 근경(根徑)은 10월(月) 25알(日) 수확(收穫)까지는 진전(進展)이 없다가 11월(月) 10일(日) 수확(收穫)에서는 증가(增加)되었으며, 건근중(乾根重)과 수양(收量)은 11월(月) 10일(日) 수확(收穫)까지 수확시기(收穫時期)가 늦어 질수록 계속 증가(增加)되는 경향(傾向)으로 근부(根部) 생육(生育) 및 수양(收量)은 지상부(地上部) 생육(生育)과는 관계없이 수확(收穫) 시기(時期)가 늦어질수록 증가(增加)되었다 2. 황기 2년생(年生)의 수확시기별(收穫時期別) 생육특성(生育特性)에서 초장(草長), 잔경(盞徑), 근장(根長). 근경(根徑) 등은 10월(月) 25일(日) 수확(收穫) 까지는 약간 증가(增加)되었으나 마디수, 분지수(分枝數), 화잔수(花盞數), 엽수(葉數), 건물중(乾物重) 등은 수확시기(收穫時期)에 따른 차이는 없었으며, 건근중(乾根重)과 수양(收量)은 1년생(年生)과 마찬가지로 11월(月) 10일(日) 수확(收穫)까지 계속 증가(增加)되는 경향(傾向)이었다. 3. 재배기간(栽培期間)(1, 2년생(年生))에 따른 엑스함양(含量)은 차리(差異)가 없었지만 수확시기별(收穫時期別)로는 11월(月) 10일(日) 까지 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 엑스함양(含量)이 약간씩 증가(增加)하는 경향(傾向)이었다. 이상(以上)의 결과(結果)에서 볼 때 황기의 수확시기(收穫時期)는 늦어질수록 수양(收量)이 증가(增加)되므로 기온하강(氣溫下降)에 의하여 수확(收穫) 작업(作業)에 지장(支障)을 받지 않을 정도(支障)인 11월(月) 중순경(中旬傾) 수확(收穫)하는 것이 적합(適合)하다고 생각된다.

황기의 기계파종(機械播種)에 의한 성력효과(省力效果)와 적정재식밀도(適正栽植密度)를 구명(究明)코자 인력파종기(人力播種機)((주)한국(韓國)고바시)를 이용(利用)하여 조간(條間) 3조(30cm) 4조(25cm) 5조(20cm) 6조(15cm)로 하고 주간(株間) 5cm, 10cm, 15cm로 파종(播種)한 결과(結果) 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 인력파종기(人力播種機)로 파종(播種)했을때 관행파종(慣行播種)보다 파종량(播種量)이 절감(節減)되었고 파종시간(播種時間)은 관행(慣行) 33. 0시간(時間)/10a에서 3. 5시간(時間)/10a으로 크게 절감(節減)되었으며 89. 4%의 성력효과(省力效果)가 있었다. 2. 기계파종(機械播種)이 관행파종(慣行播種)에 비해 입모수(立毛數)가 17% 증가(增加)되었고, 재식밀도별(栽植密度別) 지상부(地上部) 생육(生育)은 조(條) 주간거리(株間距離)가 커질수록 양호(良好)하였고, 지하부(地下部) 생육(生育)은 조(條) 주간(株間) 거리(距離)가 넓어질수록 근경(根徑), 건근중(乾根重)이 커지는 경향(傾向)이 었지만 근장(根長)은 별차이(別差異)가 없었다. 3. 기계파종시(機械播種時) 재식밀도(栽植密度)는 조간(條間) 15cm (6조) 주간(株間) 10cm에서 주당(株當) 건근중(乾根重)이 3. 6g이며 수량(收量)은 136. 1kg/10a으로 가장 양호(良好)하여 황기의 1년생(年生)으로 수확(收穫)할 경우 적정(適正) 재식밀도(栽植密度)는 조간(條間) 15cm, 주간(株間) 10cm가 가장 적합(適合)한 것으로 나타났다. 4. 관행(慣行)과 기계파종(機械播種)의 경제성(經濟性) 분석(分析)에서도 조수입(粗收入)은 관행(慣行)이 1, 566천(千)원/10a에 비해 기계파종(機械播種)이 1, 933천(千)원으로 23% 증가(增加)되었고 경영비(經營費)는 관행파종(慣行播種)의 494천(千)원/10a 보다 18% 절감(節減)되어 전체(全體) 소득(所得)은 관행파종(慣行播種)의 1, 072천(千)원/10a에 비해 기계파종(機械播種)이 1, 527천(千)원/10a으로 42% 소득(所得)이 증대(增大)되었다.

본(本) 시험(試驗)은 생장조정제(生長調整劑) CM 액제(液劑)를 60, 70, 80배액(倍液)으로 희석(稀釋)하여 황기 본엽(本葉) 3~4매때 지상(地上) 생장부위(生長部位)에 전면(全面) 살포후(撒布後) 지상부(地上部)와 지하근부(地下根部) 생육(生育)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)코자 시험(試驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 유묘기(幼苗期) CM 처리후(處理後) 개화기(開花期)는 처리농도(處理濃度)가 높아질수록 점차(漸次) 늦어졌으며 무처리(無處理) 8월(月) 13일(日) 에 비(比)하여 25~35 일(日) 지연 개화(開花)되었다. 2. 개화후(開花後) 결실협(結實莢)은 처리농도(處理濃度)가 높아질수록 주당(株當) 착협수(着莢數)가 현저(顯著)히 멸소(滅少)되는 경향(傾向)으로 무처리(無處理) 93.2협(莢)에 비(比)하여 처리구(處理區)에서 50.6~76.1협(莢)이 감소(減少)되는 효과(效果)를 나타내었다. 3. 생장조정제(生長調整劑) CM 처리후(處理後) 초장(草長)은 처리농도(處理濃度)가 높아질수록 짧아지는 경향(傾向)이 뚜렷하였으며 무처리(無處理) 70.9cm에 비(比)하여 처리구(處理區)에서 7.6~18.9 cm가 더 짧아지는 경향(傾向)이었다. 4. 주당(株當) 건근중(乾根重)에서 는 70배액(倍液) 처리(處理)에서 13.2g로 무처리(無處理) 10.2g에 비(比)하여 29%가 더 무거웠으며 60배(倍), 80배(倍) 처리(處理)에서도 다소(多少) 증가(增加)되는 경향(傾向)이 있었다. 또한 주당생근중(株當生根重)에서도 같은 경향(傾向)을 보였다. 5. 건근수량(乾根收量)에서는 70배액(倍液) 처리(處理)에서 10a당(當) 292.4kg로 무처리(無處理) 229.1kg보다 63.3kg 더 무거운 28%의 증수(增收) 효과(效果)를 나타냈으며 60배(倍), 80배(倍), 처리시(處理時)에도 각각(各各) 6%, 3% 증수(增收)되었다.