This study investigated the nutritional characteristics of before and after fermentation of domestic soybean (Glycine max L.) by Rhizopus oligosporus. The soybean storage proteins, β-conglycinin (11S globulin) and glycinin (7S globulin), were the most abundant in Seonyu (SY) and Danbaegkong (DBK), with concentrations of 253.4 mg/g and 193.0 mg/g, respectively. For 11S/7S related to sulfur-containing amino acid, DBK had a value of 0.95, making it the most excellent nutritionally among all the cultivars. The free amino acid content significantly increased from 0.04~10.45 mg/g before fermentation to 1.37~16.95 mg/g after fermentation, and the essential amino acid composition increased, confirming an improvement in protein quality after fermentation. Phytic acid, known as a nutritional inhibitor of soybeans, decreased from 1.66~2.13 g/100 g before fermentation to 0.90~1.58 g/100 g after fermentation, suggesting that mineral absorption inhibition was alleviated. In addition, the trypsin inhibitor content is suppressed by 76.20% to 81.25% after fermentation, which is expected to improve protein utilization in the body. This study confirmed some properties of fermented products by Rhizopus oligosporus using domestic soybeans, and these results are presented to serve as the basic data for establishing new uses of Korean soybean cultivars.

Lipoxygenase(LOX)와 kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍된 non-GM콩(개척#2, 진양콩 및 CJ#1)의 가공적성을 알아보기 위하여 일반콩(태광콩)을 대조로 하여 간장을 제조하여 이화학적 특성 및 항산화 활성을 비교하였다. 원료콩의 일반성분은 시료간에 비슷한 조성을 보였으나, 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 태광콩에 비해 LOX와 KTI 단백질 결핍콩에서 유의적으로 높았다. 간장 중 총당 및 환원당 함량은 태광콩 간장이 가장 높았으며, 총 질소 및 아미노태 질소 함량은 진양콩 간장이 가장 높았다. 무기물은 진양콩 및 CJ#1 간장, 아미노산은 3종의 LOX 및 KTI 단백질 결핍콩 간장이 태광콩 간장에 비해 높은 함량이었다. 간장의 갈색도는 진양콩 간장이 가장 높았으며, 황색도는 진양콩 간장이 태광콩 간장과 비슷한 수준이었다. 간장의 종합적인 기호도는 단맛과 구수한 맛이 높았던 진양콩 간장의 점수가 가장 높았다. 간장의 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 LOX와 KTI 단백질 결핍콩 간장이 태광콩 간장에 비해 유의적으로 높았다. ABTS 및 DPPH 라디칼 소거활성은 총 페놀 함량에 의존적이었으며, FRAP법에 의한 환원력은 개척#2 및 CJ#1 간장이 태광콩에 비해 유의적으로 높았으며, Fe2+ 킬레이트 활성은 태광콩 간장이 여타 간장의 활성에 비해 높았으나, 진양콩 간장과 비슷한 수준이었다. 따라서 LOX와 KTI 단백질 결핍콩으로 제조한 간장은 일반콩 간장에 비해 영양적 성분 및 항산화 활성이 높아 기능성 가공식품 소재로써 활용 가능성이 있는 것으로 판단된다.

콩은 식물성 단백질 및 지방의 주요 공급원이고 콩 종실에는 기능성 성분이 많이 함유되어져 있어 소비 가 점차 증가하고 있지만 Lipoxygenase, Kunitz Trypsin inhibitor, 7S α′-subunit 단백질과 같은 성 분들이 존재하는데 이는 품질과 영양가치를 떨어뜨리고 섭취시 알러지를 일으키기도 한다. 콩에서 유전적 으로 이러한 성분이 결핍되어져 있는 유전자형의 선발은 품질이 우수한 콩 육종의 기초단계이다. “개척2 호”와 PI506876의 교배로부터 434개의 F2 종자를 얻어 F2 종자의 일부를 사용하여 SDS-PAGE로 각각 의 종자를 분석한 결과 Lipoxygenase와 Kunitz Trypsin inhibitor 및 7S의 α′-subunit 단백질이 모두 결핍되어져 있는 lx1lx1lx2lx2lx3lx3titicgy1cgy1 유전자형을 가진 종자를 선발하여 F2 식물체로 길러 성 숙 후 F3 종자를 수확하였다. F3 종자로부터 Lipoxygenase, Kunitz Trypsin inhibitor, 7S α′-subunit 단백질이 모두 결핍되어져 있음을 재확인하였으며 선발된 종자는 고품질 콩 품종 육성에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

인체내에서 소화불량 및 알레르기 반응을 일으킴으로써 콩의 품질을 저하시키는 물질인 Kunitz trypsin inhibitor(KTI) 단백질이 결핍되고, P34 단백질을 적게 함유하는 콩 계통을 선발하기 위해서, 현재까지 보고되지 않은 KTI 단백질의 유무와 P34 단백질 함량간의 유전관계에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 07B1과 PI567476의 교배를 통해 얻어진 479개의 F2 종자를 대상으로 SDS-PAGE를 이용한 KTI 단백질의 유무를 확인한 결과, KTI 단백질이 존재하는 종자의 수는 353개, 결핍된 종자는 126개로 3 : 1로 분리하였다. 2 Western blot을 이용한 P34 단백질의 함량을 확인 한 결과, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 363개, 함량이 낮은 종자는 116개로 P34 단백질 함량에 대한 유전분리비는 3 : 1로 나타났다. 3. 전체 F2 종자 479개 중에서 KTI 단백질이 존재하며, P34 단백질 함량이 보통 또는 높은 종자가 266개, KTI 단백질이 존재하고 P34 단백질 함량이 낮은 종자가 88개, KTI 단백질이 결핍이고 P34 단백질함량이 보통 또는 높은 종자가 102개, KTI 단백질이 결핍이며 P34 단백질 함량이 적은 종자가 23개로 9:3:3:1의 분리비에 적합하여 KTI 단백질 유무와 P34 단백질 함량간에는 독립유전을 하였다.

Lipoxygenase and Kunitz trypsin inhibitor protein are the main antinutritional factor in mature soybean seed. A new soybean cultivar, "Gaechuck#2" with yellow seed coat, lipoxygenase2,3-free and Kunitz trypsin inhibitor protein-free was developed. It was selected from the population derived from the cross between "Jinpumkong2ho" and C242. Plants of "Gaechuck#2" have determinate growth habit with purple flowers, tawny pubescence, yellow seed coat, yellow hilum, oval leaflet shape and brown pods at maturity. Seed protein and oil content on a dry weight basis were 40.7% and 18.7%, respectively. It has shown a resistant reaction to soybean necrosis, soybean mosaic virus, Cercospora leaf spot and blight, black root rot, pod and stem blight, and soybean pod borer. Gaechuck#2 matured in 4 October with plant height of 54cm and a 100-seed weight of 24.4g. Average Yield of Gaechuck#2 was 230 - 250 kg/10a in 2005 - 2007.

Lipoxygenase and Kunitz trypsin inhibitor protein of mature soybean [Glycine max (L.) Merr.] seed are main anti-nutritional factors in soybean seed. A new soybean cultivar, "Gaechuck#1" with the traits of black seed coat, green cotyledon, lipoxygenase2,3 and Kunitz trypsin inhibitor protein free was developed. It was selected from the population derived the cross of "Gyeongsang#1" and C242. Plants of "Gaechuck#1" have a determinate growth habit with purple flowers, brown pubescence, black seed coat, black hilum, oval leaflet shape and brown pods at maturity. Seed protein and oil content on dry weight basis have averaged 39.1% and 16.2%, respectively. It has shown resistant reaction to soybean necrosis, soybean mosaic virus, Cercospora leaf spot and blight, black root rot, pod and stem blight, and soybean pod borer. "Gaechuck#1" matured on 5-10 October with a plant height of 50 cm. The 100-seed weight of "Gaechuck#1" was 23.2g. Yield of "Gaechuck#1" was averaged 2.2 ton/ha from 2005 to 2007.

콩과식물의 뿌리혹 형성을 조절하는 신호물질의 확인을 위해 신팔달콩2호의 줄기 수액 단백질 중에서 B. japonicum USDA110의 접종 후 2.5일(DAI)에 20 kDa의 SKTI 단백질이 증가하였다가 7 DAI에는 감소되면서 6 kDa의 작은 크기의 단백질이 증가되었다. 이러한 단백질의 차등발현은 조사한 3종의 콩에서 모두 유사하게 나타났으며 특히 대원콩에서 가장 두드러졌다. Western 분석으로 7 DAI에서 증가하는 6 kDa 단백질이 SKTI 항체와 특이적 반응을 하는 것으로 확인하여 SKTI가 절단되어 생긴 펩타이드로 추정되었다. 이러한 결과를 통해 20 KDa의 SKTI단백질이 콩의 뿌리혹 착생 초기단계인 2.5 DAI에 영향을 주고, 7 DAI로 진행되면서 6 kDa의 작은 크기의 단백질로 분해되어 그 양이 감소하는 것으로 생각된다. RNAi를 이용하여 유전자 기능이 억제된 형질전환된 모상근의 뿌리혹을 실제 형질전환이 확인된 모상근에 착생된 뿌리혹의 수를 비교한 결과 비재조합 A. rhizogenes을 접종시킨 대조구에 비해 SKTI RNAi 유전자를 형질전환한 모상근에서 모상근 당 착생된 뿌리혹 수가 감소되었다. 실시간 PCR 방법으로 형질전환된 모상근의 SKTI 전사체 수준에서도 상응하는 차이를 확인하였다. 이에 정확한 기작을 알 수 없지만 SKTI유전자가 뿌리혹 형성 초기에 뿌리혹 형성과정에 직간접적으로 관련하고 있음을 확인하였다. Sesbania rostrata의 뿌리혹 발생과정의 Protease 저해제와 같이 뿌리 혹 내의 감염세포 대 비감염세포의 비율을 조절하는 SKTI 발현 억제는 이러한 균형을 교란하여 뿌리혹의 생성을 억제하는 것으로 추정된다

Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis of the 60~% isopropanol extract of soybean(Glycine max [L.] Merr.) seed revealed two abundant proteins with molecular masses of 19 and 10 kDa. Amino acid analysis revealed that the isopropanol-extractable protein fraction was rich in cysteine. Two-dimensional gel electro-phoretic analysis indicated that the 19kDa and 10kDa proteins had pI of 4.2 and 4.0 respectively. Peptide mass fingerprints of trypsin digests of the two proteins obtained using matrix-assisted, laser desorption/ionization-time of flight (MALDI-TOF) mass spectroscopy revealed the 19kDa protein was Kunitz trypsin inhibitor and the 10kDa protein was Bowman-Birk proteinase inhibitor. When resolved under non-denaturing conditions, the isopropanol-extracted proteins inhibited trypsin and chymotrypsin activity. Results presented in this study demonstrate that isopropanol extraction of soybean seed could be used as a simple and rapid method to obtain a protein fraction enriched in Kunitz trypsin and Bowman-Birk proteinase inhibitors. Since proteinase inhibitors are rich in sulfur amino acids and are putative anticarcinogens, this rapid and inexpensive isolation procedure could facilitate efforts in nutrition and cancer research.

1. Polyacrylamide gel electrophoresis를 이용하여 국내외 재래종과 야생종 대두 계통들의 trypsin inhibitor의 변이를 규명하기 위하여 본 시험이 시도되었으며 1706계통의 한국산 재래종과 103계통의 한국 야생종콩, 그리고 167계통의 외래 재배종과 71계통의 외국 야생종 대두가 공시되었다. 2. Trypsin inhibitor를 함유하지 않은 ti/ti형과 Ti c/c형은 한국 재래종에서만 발견되었으며, Ti* c형을 Hymowitz도 일본 대두품종에서 보고한 바 있으나 그도 이 계통은 한국 도래종일 가능성이 크다고 보고 한 바 있다. 3. 한국기원의 콩에서 trypsin inhibitor에 관한 이형접합형의 출현빈도가 외국 기원 콩 계통에서 보다 비교적 높았으며, 재래종에서 3.6%(N=61)와 야생종에서 9.7%(N=10)이었으며 종합적으로 보아 중국, 일본 등의 대두에 비해 한국 기원의 콩이 가장 큰 변이를 나타내고 있음을 확인하였다.

한국에서 재배되고 있는 대두에서의 trypsin inhibitor variant의 분포를 조사하기 위하여 51 품종의 종실 단백질을 disc electrophoresis에 의하여 분리했다. 9품종이 Rf 0.79 band를, 그리고 42품종이 Rf 0.83 band를 갖고 있었으며, Rf 0.79의 분리비율은 17.6% 이었다. 금강대입(Rf 0.79 band)과 의두(Rf 0.83band)의 F1은 Rf 0.79 band와 Rf 0.83 band를 모두 갖고 있었으며, F2에서의 Rf 0.79:Rf 079/Rf 0.83:Rf 083의 분리는 22:53:21로서 이들 soybean trypsin inhibitor variant가 1쌍의 codominant alleles에 의하여 지배됨을 나타냈다.