Ultra-violet (UV) light is one of abiotic stress factors and causes oxidative stress in plants, but a suitable level of UV radiation can be used to enhance the phytochemical content of plants. The accumulation of antioxidant phenolic compounds in UV-exposed plants may vary depending on the conditions of plant (species, cultivar, age, etc.) and UV (wavelength, energy, irradiation period, etc.). To date, however, little research has been conducted on how leaf thickness affects the pattern of phytochemical accumulation. In this study, we conducted an experiment to find out how the antioxidant phenolic content of kale (Brassica oleracea var. acephala) leaves with different thicknesses react to UV-A light. Kale seedlings were grown in a controlled growth chamber for four weeks under the following conditions: 20°C temperature, 60% relative humidity, 12-hour photoperiod, light source (fluorescent lamp), and photosynthetic photon flux density of 121±10 μmol m-2 s-1. The kale plants were then transferred to two chambers with different CO2 concentrations (382±3.2 and 1,027±11.7 μmol mol-1), and grown for 10 days. After then, each group of kale plants were subjected to UV-A LED (275+285 nm at peak wavelength) light of 25.4 W m-2 for 5 days. As a result, when kale plants with thickened leaves from treatment with high CO2 were exposed to UV-A, they had lower UV sensitivity than thinner leaves. The Fv/Fm (maximum quantum yield on photosystem II) in the leaves of kale exposed to UV-A in a low-concentration CO2 environment decreased abruptly and significantly immediately after UV treatment, but not in kale leaves exposed to UV-A in a high-concentration CO2 environment. The accumulation pattern of total phenolic content, antioxidant capacity and individual phenolic compounds varied according to leaf thickness. In conclusion, this experiment suggests that the UV intensity should vary based on the leaf thickness (age etc.) during UV treatment for phytochemical enhancement.

Kale (Brassica oleracea var. acephala) is one of the most frequently consumed leafy vegetables globally, as it contains numerous nutrients; essential amino acids, phenolics, vitamins, and minerals, and is particularly rich in glucosinolates. However, the differences in the biosynthesis of glucosinolates and related gene expression among kale cultivars has been poorly reported. In this study, we investigated glucosinolates profile and content in three different kale cultivars, including green (‘Man-Choo’ and ‘Mat-Jjang’) and red kale (‘Red-Curled’) cultivars grown in a vertical farm, using transcriptomic and metabolomic analyses. The growth and development of the green kale cultivars were higher than those of the red kale cultivar at 6 weeks after cultivation. High-performance liquid chromatography (HPLC) analysis revealed five glucosinolates in the ‘Man-Choo’ cultivar, and four glucosinolates in the ‘Mat-Jjang’ and ‘Red-Curled’ cultivars. Glucobrassicin was the most predominant glucosinolate followed by gluconastrutiin in all the cultivars. In contrast, other glucosinolates were highly dependent to the genotypes. The highest total glucosinolates was found in the ‘Red-Curled’ cultivar, which followed by ‘Man-Choo’ and ‘Mat-Jjang’. Based on transcriptome analysis, eight genes were involved in glucosinolate biosynthesis. The overall results suggest that the glucosinolate content and accumulation patterns differ according to the kale cultivar and differential expression of glucosinolate biosynthetic genes.

본 연구는 케일(Brassica oleracea L. var. acephala)의 노지 재배 시, 생육 초기에 노출될 수 있는 건조 스트레스 조건에서 Glutamate (Glu)의 스트레스 경감 및 생육 회복 효과를 구명하기 위해 실시하였다. 건조 조건(D)에 노출된 케일에 5㎛ Glu 용액을 경엽처리하였다(D+Glu). Glu 처리 전 및 처리 후 4, 8일 차(0, 4, 8DAT)의 생육과 엽록소 함량을 측정하고 식물 체내의 ABA와 Glu, Pro의 함량을 분석하여 정상 환경 및 D, D+Glu 처리구 간의 비교를 실시하였다. 엽록소 함량의 경우, 8DAT에서 D+Glu 처리구는 일정한 수준을 유지한 반면에, D처리구는 14% 감소하였다. 엽면적으로 대표되는 생장 또한 D+Glu 처리구가 D 처리구에 비해 높게 나타났다. 또한 4, 8일차의 ABA 함량이 D 처리구에서 D+Glu 처리구에 비해 44.13, 49.18% 높게 나타났으며, 체내 아미노산 대사 및 건조저항성 지표인 Glu, Pro 함량은 D 처리구에 비해 D+Glu 처리구에서 보다 높은 수준을 유지하였다. 이러한 결과를 통해, Glu 처리에 의해 건조 스트레스가 경감되고 생육이 회복될 수 있다고 판단된다.

This study was performed in order to examine the functional and quality characteristics of raw noodles with added kale powder. The raw noodles were prepared at a concentration of 4, 8, and 12% (w/w) of the kale, based on flour weight. The antioxidant activity of kale powder, specifically DPPH free radical scavenging, reducing activity, and total phenolic content were found to be 75.16%, 1.24 (O.D.) and 44.47 mg GAE/g, respectively. Using Hunter Lab color values for raw noodle with added kale powder, L (lightness) values decreased with an increased concentration of kale powder, whereas a (redness) values decreased (p<0.001). In a texture analysis, chewiness (p<0.01), gumminess (p<0.001), and cohesiveness (p<0.001) increased significantly as the amount of added kale powder increased. According to sensory evaluations: color, flavor, taste, texture, and overall palatability had the highest score in noodle with 8% kale powder (p<0.001). During periods of storage, moisture contents were decreased when kale powder concentrations increased, but pH did not differ in any of the groups and bacteria cell counts were between 0% and 8%. Kale noodles were observed at 8% then 0%, decreased by 102 log CFU/g. The antioxidant activities of raw noodles with added kale powder were increased by 8%, a 30~50% increase over the control group. These results suggest that kale powder is useful as a functional food resource with antioxidant activities.

본 연구는 케일의 항산화 활성을 평가하고, 기능성 육제품 개발 및 천연 항산화제로의 이용가능성을 알아보기 위해 수행되었다. 케일을 열풍건조하여 물, 에탄올, 80% 에탄올로 추출한 후 항산화활성을 평 가하였다. 총 페놀성 화합물 함량은 1.14-2.45g/100g의 범위를 보였으며 에탄올 추출물이 물과 80% 에탄올 추출물에 비해 유의적으로 낮은 함량을 보였다. 에탄올과 80% 에탄올 추출물이 물 추출물보다 높은 DPPH 라디칼 소거능 및 환원력을 보인 반면, 철이온 흡착력에서는 물 추출물이 다른 처리구보다 유의적으로 높은 활성을 보였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 케일 80% 에탄올 추출 분말을 각 농도별 (0.1, 0.25, 0.5, 1.0%)로 돈육 패티에 첨가하여 제조하였으며, 14일 동안 4℃에서 냉장저장하며 이화 학적 특성 및 항산화 활성을 평가하였다. pH는 케일 1%를 첨가한 처리구4(TRT 4, 케일 1.0%)에서 가 장 낮은 값을 보였다. 색도에서는 첨가량이 증가할수록 명도 값이 감소하였으며, 케일 0.5%와 1.0%를 첨가한 처리구 3과 처리구 4의 황색도 값이 가장 높았다. 저장기간이 경과할수록 TBA와 POV값은 증가 하였으며, 저장 14일째에 대조구보다 케일을 첨가한 처리구가 낮은 TBA값을 보였으며, 마찬가지로 저 장 14일째에 케일을 첨가한 처리구가 대조구(CTL)보다 유의적으로 낮은 POV를 보였다. 총균수와 대장 균군수는 처리구에 따른 차이가 없었으며, 저장기간이 경과함에 따라 값이 증가하였다. 이와 같은 결과 에 따라 케일 80% 에탄올 추출물이 육제품에서 천연 항산화제로의 이용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 식물공장 인공광원이 수경재배 케일의 생육, 수량 및 글루코시놀레이트(GLS) 함량에 미치는 영향을 구명코자 수행하였다. 인공광원으로 LED B:W(1:1, BW), R:B:W(2:1:3, RBW), BW+형광등(1:1+FL, BW+FL) 등 3 처리를 하였다. 수확 엽수와 엽중은 BW+FL이 BW와 RBW보다 우수하였다. 엽장은 BW+FL에서, 엽폭은 RBW 가 우수하여 다른 처리와 통계적인 유의성을 나타냈다. 엽록소 함량과 ‘L’ 값은 처리간에 유의성이 없었으며, ‘a’ 값과 ‘b’ 값은 BW+FL에서 가장 낮았다. GLS 함량은 모든 처리에서 glucobrassicin, glucoiberin, gluconasturtiin, sinigrin, progoitrin, glucoraphamin, epiprogoitrin 순으로 많았으며, 총 GLS 함량은 RBW에서 가장 높았다. 잎의 수분 함량, 조단백질, 조지방 함량, 회분 함량은 처리간에 유의성을 나타내지 않았다. 결론적으로 광은 생육과 2차 대사산물의 합성에 차이가 나타내며, 기능성 향상을 위해 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

케일 잎의 내적 품질 중 비타민 C, 질산염, P, Ca, Mg, Fe 함량은 기존의 보고와 유사하였고, 이중 채소 품질로서 가장 큰 관심이 되고 있는 질산염은 100g 생체 중 139~429 mg으로 나타났으며, 비타민 C 함량은 역시 생체 100g당 106~203 mg으로 나타났다. 상대적 엽록소 함량과 케일 잎의 내적품질과 엽색과의 관계를 분석해 본 결과 상대적 엽록소와 b 수치가 내적 품질 중 질산염, 마그네슘, 철과 같은 엽록소와 관계 깊은 요인, 그리고 비타민 C 함량과 높은 상관관계를 보였다. 이 중 질산염 함량은 상대적 엽록소 함량과 r = 0.910** (질산염 함량 =5.907** 상대적 엽록소 함량 + 21.55), 그리고 b 수치와는 r = -0.901**의 고도의 음의 상관관계를 나타내었다. 비타민 C 함량도 상대적 엽록소와 r = -0.858**의 고도의 상관관계를 보였다. 내적 품질간의 상관관계에서는 질산염 함량이 적을수록 비타민 C함량이 높아져 r = -0.795**의 고도의 음의 상관관계를 보였다. 따라서 재배중 비파괴적인 상대적 엽록소 측정으로 케일 잎의 질산염 등의 내적 품질의 예측이 가능하며 이를 통한 시비관리로 보건적 가치가 높은 저 질산염, 고 비타민 C의 케일생산이 가능해 질 것이라 생각된다.

The removal of residual captan in carrot and kale by storage temperatures and the addition of condiments was investigated. The quantities of residual captan after sticking and drying of captan in carrot and kale were 0.958 and 26.12 ppm, respectively. During storage of 20 days at 15, 3 and -17℃, the levels of the residual captan in carrot decreased to 0.008 (removal rate: 99.2%), 0.228(76.2%) and 0.380 ppm (60.3%), and those in kale decreased to 1.21 (95.4%), 7.72 (70.5%) and 15.06 ppm (42.3%), respectively. The higher removal rate of residual captan was observed at the higher storage temperatures. When the condiments of soy sauce, green onion, garlic and vinegar added to the carrot which contaminated with the captan and then stored at 15℃ for 24hrs, the residual levels of captan decreased to 0.207 (removal rate: 78.4%), 0.196 (79.5%), 0.164 (82.8%) and 0.209 ppm (78.2%), respectively, showing the garlic was the most effective. However, the residual levels in kale were 2.27 (91.3%), 12.70 (51.4%), 16.42 (37.1%) and 13.70 ppm (47.5%), respectively under the same condition, indicating the soy sauce was the most effective. The removal rates of residual captan in carrot and kale were significantly higher with the addition of the condiments than those of the controls that without the condiments.

전 세계적인 지구 온난화로 인한 가뭄은 농작물의 생산성을 저해하는 주요 원인 중 하나이며, 고온과 건조가 복합적으로 작용하여 식물 생장을 감소시킨다. 본 연구에서는 Bacillus velezensis YP2 균주의 식물 생육촉진 및 건조 스트레스 내성 증진 효과를 온실과 시설하우스 포장에서 조사하였다. 또한 B. velezensis YP2 균주의 처리 전과 후 케일 근권과 뿌리에서 배양법에 의한 상대 정량 방법으로 B. velezensis YP2 균주의 근권 및 뿌리 정착능을 분석하였다. 온실 검정 결과 YP2 균주 처리구에서는 무처리구와 비교하여 케일 유묘의 초장 26.7% 및 지상부 생체중 142.2% 증가시키는 효과가 있었다. 또한 B. velezensis YP2 처리구에서는 무처리구와 비교하여 39.4%의 건조 피해 경감 효과가 있었다. 시설하우스 포장 검정 결과에서도 B. velezensis YP2 균주 처리에 의한 케일의 생장촉진 효과와 건조 스트레스 내성 증진 효과가 있었으며, B. velezensis YP2 처리구에서 케일 잎의 상대수분함량이 무처리구와 비교하여 7, 10, 14일에 모두 높은 것으로 나타났다. B. velezensis YP2 균주의 뿌리 정착능 분석 결과, 균주 처리 21일까지 케일 근권 및 뿌리 균밀도가 무처리구와 비교하여 B. velezensis YP2 처리구에서 유의하게 높은 것으로 나타났다. 따라서 균주 처리 후 최소한 21일이 경과할 때까지 B. velezensis YP2 균주가 케일 근권과 뿌리에 정착하여 식물과 상호작용함으로서 생육을 촉진하고 식물의 물 이용률을 증가시켜 건조 스트레스 내성을 증진하는 데 관련이 있을 것으로 판단된다. 본 연구 결과를 통하여 B. velezensis YP2 균주는 가뭄으로 인한 건조한 토양 조건에서 작물 생산성을 향상시키는 가능성이 있는 유용한 미생물로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

Drought stress is a major agricultural limitation to crop productivity worldwide, especially by which leafy vegetables, plant leaves eaten as vegetable, could be more lethal. The study was carried out to know the effect of drought tolerance plant growth promoting bacteria (PGPB) on water stress of kale seedlings. A total of 146 morphologically distinct bacterial colonies were isolated from bulk soil and rhizosphere soil of leafy vegetables and screened for plant growth promoting microbioassay in greenhouse. Out of them the isolate SB19 significantly promoted the growth of kale seedlings in increasement of about 42% of plant height (14.1 ㎝), 148% of leaf area (19.0 ㎠) and 138% of shoot fresh weight (1662.5 ㎎) attained by the bacterially treated plants compared to distilled water treated control (9.9 ㎝, 7.7 ㎠, 698.8 ㎎). Shoot water content of SB19 treated kale seedlings (1393.8 ㎎) was also increased about 152% compared with control (552.5 ㎎). The SB19 isolated from bulk soil of kale plant in Iksan, Korea, was identified as species of Bacillus based on 16S rRNA gene sequencing analysis. We evaluated the effect of drought tolerance by the Bacillus sp. SB19 on kale seedlings at 7th and 14th days following the onset of the water stress and watering was only at 7th day in the middle of test. In the survey of 7th and 14th day, there were mitigation effect of drought stress in kale seedlings treated with 106 and 107 cell mL-1 of SB19 compared to distilled water treated control. Especially, there were more effective mitigation of drought damage in kale seedlings treated with 107 cell mL-1 than 106 cell mL-1. Further, although drought injury of bacterially treated kale seedlings were not improved at 14th day compared with 7th day, drought injury of 107 cell mL-1 of SB19 treated kale seedlings were not happen rapidly but developed over a longer period of time than 106 cell mL-1 of SB19 or control. The diffidence of results might be caused by the concentration of bacterial suspension. This study suggests that beneficial plant-microbe interaction could be a important role of enhancement of water availability and also provide a good method for improving quality of leafy vegetables under water stress conditions.

쑥갓과 케일을 시료 중량 50배의 5로 냉각한 전해산화수에 2분 3회 다단침지 처리한 후 저장중의 품질변화를 조사한 결과, 쑥갓의 경우 총균수는 무처리 쑥갓에 비해 평균 1/130, 대장균군수는 평균 1/1,170, 케일의 경우 총균수는 무처리 케일에 비해 평균 1/870, 대장균구수는 평균 1/470 수준으로 감소하였으나 1 저장 6일후 부터는 무처리, 수도수 침지 처리구와 유사한 수준으로 증가하였다. 저장중 중량감소율은 쑥갓과 케일 모두 저장