콩 가공 부산물인 콩 배아 이소플라본의 생체내 활성을 증가시키기 위하여 LA, LB, LP 등 3가지 유산균을 단독 또는 혼합하여 비배당체화 전환 효율을 증가시키고자 균주의 종류와 접종량, 발효시간에 따른 이소플라본 함량을 분석하였다. 그 결과 균주를 이용한 모든 발효에서 균주를 사용하지 않은 대조군에 비하여 높은 이소플라본 비배당체 전환을 보였고, 발효시간에 따른 비배당체 전환율은 24시간에서 급격히 증가하였고 이후에는 큰 변화는 보이지 않았다. 비배당체화 발효의 최적 균주는 LP균, 접종량은 5%, 발효시간은 24시간 이었다. 대조군의 이소플라본 배당체의 구성은 글리시틴>다이드진>제니스틴 순으로 가장 높은 함량을 나타내었고, 유산균을 접종하여 발효시켰을 때 배당체들은 감소하였고, 비배당체 함량이 증가하였으며, 다이드제인>글리시테인>제니스테인 순으로 45% 이상의 비배당체 전환율을 나타내었다. 특히, 대조군과 비교하여 유산균으로 발효시켰을 때 다이드진의 함량이 가장 크게 감소하였고, 다이드제인 함량이 가장 크게 증가하였다. 소야사포닌의 경우 발효에 의하여 Ab가 급격하게 감소하였고 Ba와 Bb가 증가하였다. 발효액은 pH 3에서 pH 6으로 증가함에 따라 이소플라본 비배당체 함량이 증가하였으며 특히, 다이드제인 함량이 많이 증가하였고, 소야사포닌 함량은 Ab 함량이 급격하게 감소하였고, Ba와 Bb 함량도 소량감소하는 등 발효액의 pH가 발효에 의한 이소플라본과 소야사포닌 함량 변화에 많은 영향을 미치는 중요한 요인중의 하나임을 알 수 있었고, LP균을 이용한 발효로 가공부산물인 콩 배아의 생리활성 증가 및 기능성소재화를 꾀할 수 있을 것 으로 생각된다.

본 연구에서는 발아와 고압처리에 따른 검정콩 조사포닌 추출물의 in-vitro 항암 활성을 확인하기 위하여 검정콩을 발아시킨 후 고압처리하고, 조사포닌 추출물을 제조한 후 인체 유래 유방암(MCF-7), 대장암(HCT-116), 전립선암(PC-3) 및 위암(AGS) 세포주에 대한 증식억제효과를 검토하였다. 대조구의 조사포닌 추출물은 400 μg/mL 농도에서 4종의 암세포주에 대하여 67.02~91.70% 범위의 생존율을 보여 항암 효과가 낮았지만, 발아 4일차 콩을 150 MPa의 압력에서 고압처리한 검정콩의 조사포닌 추출물은 23.94~57.37% 범위의 생존율을 보여 발아와 고압처리에 의해 암세포 성정억제효과가 증가하였다. 특히, 위암세포(AGS)의 경우 다른 세포주에 비해 저농도에서도 세포증식효과를 보여 가장 높은 암세포 증식억제 효과를 나타내었다. 이상의 결과로부터 항암 활성을 나타내는 Soyasaponin, B group의 soyasaponin 및 soyasapogenol의 함량은 발아와 고압처리에 의해 증가하였고, 고압처리 발아콩으로부터 항암 활성을 나타내는 사포닌 추출물의 개발이 가능할 것으로 생각된다. 또한, 추후 항암 활성 물질의 분리동정과 메커니즘 규명에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

Soyasaponin I, II, III and V contents were investigated in seed, cotyledons and sprouts of soybean (Glycine max (L.) Merill) subjected to germination over five days. High-performance liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometric (HPLC-MS/MS) method was used to evaluate the content of soyasaponins. Soyasaponins contents were different according to the varieties. Germination of soybeans dramatically increased soyasaponin contents in soybean sprouts in a time-dependent manner. Cotyledons had a higher contents of soyasaponins compared to dried seed (p<0.05). After five days of germination, Soyasaponin I and II increased 10 times higher after germination. Soyasaponin I and II are major metabolites in cotyledons and hypocotyls. Soyasaponin III and V were also detected in seed and increased depended on the germination stage. Soyasaponin V was at its highest levels in the hypocotyl, almost 7 times higher than the initial content in soybean seeds. Therefore, the germination of soybean sprouts significantly increased soyasaponin content.

콩 관련 제품을 생산하는 과정에서 발생되는 부산물은 가축의 사료 및 퇴비 등에 이용되고 있으나 일부는 폐기물로처리되어 추가 비용 및 각종 환경오염을 유발하는 등 사회적인 문제점으로 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 가공 부산물로 다량 발생되는 콩 배아를 활용하여 생리활성물질인 isoflavone과 soyasaponin을 동시에 분리하는 방법을개발하고자 실시하였다.1. 콩 배아 methanol 추출물을 preparative C18 column에 주입하고, 210 nm의 파장에서 0.5% 초산 용액 30%로부터100% acetonitrile까지 분당 15mL의 유속으로 53분간흘려주어 isoflavone과 soyasaponin 분획을 동시에 분리하였다.2. Preparative C18 column으로 분리된 isoflavone 및 soyasaponin분획은 동결건조시켜 isoflavone 분말 ISF-1과 soyasaponinSAP-1, SAP-2, SAP-3 및 SAP-4의 분말을 얻었다.3. Isoflavone 분획 ISF-1의 재분리는 젤투과 컬럼에서100% acetonitrile을 분당 5 mL가 되도록 흘려주면서254nm 파장에서 관찰하여 2종의 분획 ISF-1-1 및ISF-1-2을 분리하였다.4. 분리된 2종의 isoflavone 중 ISF-1-1은 그 조성이daidzin, glycitin 및 genistin 이고, ISF-1-2는 genistin 단일물질이 주성분인 것으로 나타났다.5. 분리된 4종의 soyasaponin 중 SP-1은 soyasaponin A계열인 Aa(MW: 1364), Ab(MW: 1436), Ac(MW: 1420),Ae(MW: 1202), Af(MW: 1274), SAP-2는 B계열인 Ba(MW: 958), Bb(MW: 942), Bc(MW: 912)와 E계열인Bd(MW: 956), Be(MW: 940), SAP-3는 B계열인 Ba,Bb, Bc, E계열인 Bd, Be와 DDMP계열인 βg(MW:1068), SAP-4는 B계열인 Ba, Bb, Bc, E계열인 Bd, Be와 DDMP계열인 βg, βa(MW: 1038)가 주성분임을 알 수 있었다.

Soyasaponin group B함량의 재배지대간 비교에서는 고랭지와 평난지에서 상이한 차이를 보였으며 품종 간에는 대부분 자엽색이 녹색이고 종피색이 검정색인 콩의 soyasaponin group B함량이 높은 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합해 볼 때 soyasaponin성분의 함량은 재배종의 종류 즉 유전적인 요인뿐만 아니라 고랭지와 평난지처럼 환경적 요인이라고 것을 확인할 수 있었으며 이는 식물이 환경적인 스트레스에 대한 생명유지 및 공격방어물질(Secondary matabolites, 이차대사산물)이 식물내 생합성과정 중에서 변이를 보이는 것으로 사료되어 진다.

본 연구는 국내육성 콩 품종 및 전통식품의 우수성을 입증하고, 생리활성이 우수한 고품질의 신품종 육성을 위한 기초기반기술 확립의 일환으로 group A soyasaponin의 분리 및 정제에 관한 연구를 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 콩 종실로부터 hypocotyl을 분리하고 탈지한 후 automated solvent extractor(ASE)를 이용하여 MeOH 추출 후 flash column(150mm×40mm i.d.)을 이용하여 총 14개의 fraction을 분리하였다. 2. Flash column으로 얻어진 8 및 9번 fraction(Fraction-I) 을 Luna C18 semipreparative reverse phase column(250cm×50mm i.d.)을 이용하여 Fast PCLC로 정제하여 미지화합물(unknown compound : UKC)(Fr-I-2)을 분리하였다. 3. Compound 1을 NMR(1H-NMR , 600 MHz; 13C-NMR , 100 MHz; DEPT), IR, UV 및 ESI-MS 분석을 통하여 구조를 동정한 결과 분자량(MW)이 1436.6이며, 분자식이 C67H104O33인 group A 계열의 acetyl soyasaponin A1 으로 확인되었다.