본 연구는 콩 함유 사포닌의 함량을 쉽고 빠르게 정량할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 시도하였다. 사포닌 표준 물질인 soyasaponin I은 대두에서 직접 분리하여 동정하였고, 분석은 HPLC/MS/MS를 이용하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. DAD 또는 ELSD를 이용하여 분석할 때보다 전처리 과정을 획기적으로 줄일 수 있어 신품종 육성의 선발과 같은 대량의 분석에 적합하였다. 2. Soyasaponin I의 함량은 나물콩과 같은 소립종에서 대립종에 비해 함량이 유의하게 높은 것으로 나타났다.
The objective of this study was to determine the effect of high hydrostatic pressure (HHP) treatment on proliferation of human cancer cell lines (MCF-7, HCT-116, PC-3 and AGS) of crude soyasaponin extracts in germinated black soybean. Black soybean was germinated and subjected to HHP, followed by preparation of crude soyasaponin extracts. Cell treatments done with extracts less than $400{\mu}g/mL$ concentrations had no significant effect on 3T3-L1 adipocyte cell viability. The inhibitory effect of crude soyasaponin extracts with germination periods and applied pressure on breast cancer cell (MCF-7), human colon cancer cell (HCT-116), human gastriccancer cell (AGS) and prostate cancer cell (PC-3) growth were investigated using MTT assay. The highest anti-proliferation of human cancer cell line of crude soyasaponin extracts was observed at 150 MPa treatment after germination for 4 days (150 MPa-Day 4). The cell viability on MCF-7, HCT-116, PC-3 and AGS cell lines of crude soyasaponin extract in 150 MPa-Day4 was 48.82%, 57.37%, 39.89% and 23.94% at $400{\mu}g/mL$, respectively. These results suggest that soyasaponin extracts from black soybean subjected to HHP after germination may mediate physiological activity.
There is much evidence suggesting that compounds present in soybean can prevent cancer in many different organ systems. Especially, soybean is one of the most important source of dietary saponins, which have been considered as possible anticarcinogens to inhibit tumor development and major active components contributing to the cholesterol-towering effect. Also they were reported to inhibit of the infectivity of the AIDS virus (HIV) and the Epstein-Barr virus. The biological activity of saponins depend on their specific chemical structures. Various types of triterpenoid saponins are present in soy-bean seeds. Among them, group B soyasaponis were found as the primary soyasaponins present in soybean, and th e 2, 3-dihydro-2, 5-dihydroxy-6- methyl-4H-pyran-4-one(DDMP)-conjugated soyasaponin $\alpha\textrm{g}$, $\beta\textrm{g}$, and $\beta$ a were the genuine group B saponins, which have health benefits. On the other hand, group A saponins are responsible for the undesirable bitter and astringent taste in soybean. The variation of saponin composition in soybean seeds is explained by different combinations of 9 alleles of 4 gene loci that control the utilization of soyasapogenol glycosides as substrates. The mode of inheritance of saponin types is explained by a combination of co-dominant, dominant and recessive acting genes. The funtion of theses genes is variety-specific and organ specific. Therefore distribution of various saponins types was different according to seed tissues. Soyasaponin $\beta\textrm{g}$ was detected in both parts whereas $\alpha\textrm{g}$ and $\beta$ a was detected only in hypocotyls and cotyledons, respectively. Soyasaponins ${\gamma}$g and $\gamma\textrm{g}$ were minor saponin constituents in soybean. In case group A saponins were mostly detected in hypocotyls. Also, the total soyasaponin contents varied among different soy-bean varieties and concentrations in the cultivated soy-beans were 2-fold lower than in the wild soybeans. But the contents of soyasaponin were not so influenced by environmental effects. The composition and concentration of soyasaponins were different among the soy products (soybean flour, soycurd, tempeh, soymilk, etc.) depending on the processing conditions.
본 연구에서는 콩의 배축(hypocotyls)에서 분리된 4종의 soyasaponin(Aa, Ab, bg, DDMP)에 대해 RBL-2H3 세포를 이용하여 항알레르기 활성을 확인하고자 하였다. RBL-2H3 세포에서 soyasaponin 화합물들의 세포독성을 확인해 본 결과, 4종 모두 세포독성이 없었고 ${\beta}$-hexosaminidase assay를 통해 비만세포의 탈과립 억제 효능을 확인해 본 결과 대조군으로 사용한 Ketotifen fumarate($IC_{50}$: 38.77mM)와 비교하여 4종 모두 ${\beta}$-hexosaminidase 억제 효능이 있는 것을 확인하였다. 또한, soyasaponin 화합물들은 RBL-2H3 세포에서 탈과립 후 유리되는 대표적인 물질인 histamine의 분비 억제에도 효능이 있음을 확인하였고 이 중 Soyasaponin DDMP가 가장 효능이 우수한 것으로 판단된다.
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($150mm{\times}40mm$ i.d.)을 이용하여 총 14개의 fraction을 분리하였다. 2. Flash column으로 얻어진 8 및 9번 fraction(Fraction-I) 을 Luna $C_{18}$ semipreparative reverse phase column($250cm{\times}50mm$ i.d.)을 이용하여 Fast PCLC로 정제하여 미지화합물(unknown compound : UKC)(Fr-I-2)을 분리하였다. 3. Compound 1을 NMR($^1H-NMR$, 600 MHz; $^{13}C-NMR$, 100 MHz; DEPT), IR, UV 및 ESI-MS 분석을 통하여 구조를 동정한 결과 분자량(MW)이 1436.6이며, 분자식이 $C_{67}H_{104}O_{33}$인 group A 계열의 acetyl soyasaponin $A_1$으로 확인되었다.
Oleanane-type triterpenoids exist as secondary metabolites in various plants. In particular, soyasaponin, an oleanane-type triterpenoid, is abundant in the hypocotyl of soybean, one of the most widely cultivated crops in the world. Depending on their chemical structure, soyasaponins are categorized as group A saponins or group DDMP (2,3-dihydro-2,5-dihydroxy-6-methyl-4H-pyran-4-one) saponins. The different soyasaponin chemical structures present different health functionalities and taste characteristics. However, conventional phenotype screening of soybean requires a substantial amount of time for functionality of soyasaponins. Therefore, we attempted to use liquid chromatography with a photodiode array detector and tandem mass spectrometry (LC-PDA/MS/MS) for accurately predicting the phenotype and chemical structure of soyasaponins in the hypocotyl of five common soybean natural mutants. In this method, the aglycones (soyasapogenol A [SS-A] and soyasapogenol B [SS-B]) were detected after acid hydrolysis. These results indicated that the base peak and fragmentation differ depending on the chemical structure of soyasaponin with aglycone. Thus, a fragmentation database can help predict the chemical structure of soyasaponins in soyfoods and plants.
건강 기능성 농산물로 주목을 받고 있는 검정콩의 isoflavone과 soyasaponin ${\alpha}g$와 ${\beta}g$의 축적 추이를 검토하였다. 또한 이들 항산화 성분을 고함유한 고 기능성 검정콩 생산을 위한 재배기술 확립에 기여하고자 하였다. 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 검정콩의 등숙기간 중 항산화 성분인 isoflavone과 soyasaponin ${\alpha}g$와 ${\beta}g$의 함량은 대체로 수확기$(R_8)\;6{\sim}7$일전에 가장 높았다. 이는 고항산화 콩을 생산하려면 수량 중심의 수확시기보다 $3{\sim}7$일 정도 빨라야 함을 의미한다. 2. 검정콩 종실의 등숙기간 중 총 isoflavone 함량은 일품 검정콩은 개화 후 61일, 흑청콩은 개화 후 77일에 가장 높았다. 검정콩 종실의 soyasaponin ${\alpha}g$와 ${\beta}g$의 함량은 일품 검정콩은 개화 후 61일에, 흑청콩은 개화 후 71일에 가장 높았다. 3. 검정콩 잎의 등숙기간 중 총 isoflavone함량은 일품검정콩과 흑청콩 모두 개화 후 55일에 가장 높았다. 검정콩 잎의 soyasaponin ${\alpha}g$의 함량은 일품검정콩은 개화 후 $18{\sim}41$일, 흑청콩은 개화 후 $55{\sim}71$일에 높았다. 4. 검정콩 잎의 생리활성 성분 함량이 높은 것으로 보아 이를 신소재 기능성 농산물로 활용 및 개발할 수 있을 것으로 사료되었다. 검정콩 잎을 신소재 기능성 농산물로 활용하기 위한 수확적기는 종실비대가 완료되는 생리적성숙기($R_7$)이었다.
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 것으로 생각된다.
은하콩의 조 사포닌은 4.59mg/g이었으며, 콩나물로 발아 생장하면서 사포닌 함량이 증가하여 재배 $5{\sim}6$일째에 $5.30{\sim}5.33mg/g$으로 가장 높은 함량을 보였으며, 6일째 이후에는 사포닌 함량이 감소하였다. 6일 동안 재배하여 자엽, 줄기 및 뿌리의 조 사포닌 함량은 자엽 4.17mg/g에 비해 줄기 7.46mg/g과 뿌리 7.45mg/g으로 거의 2배정도 높은 함량을 보였으며, 뿌리와 줄기는 비슷한 수준이었다. TLC를 이용한 부위별 사포닌 밴드 패턴으로부터 14종이 확인되었다. 줄기와 뿌리 부위는 콩에서 발견되는 여러 가지 사포닌이 함유되어 있으며, 줄기와 뿌리 부위는 Rf 0.5이하에서 비슷한 패턴으로 뚜렷한 밴드를 나타냈다. 콩의 soyasaponin group B 사포닌함량과 조성은 5일 동안 콩나물로 생장하면서 IV는 8.7배, I는 7배, V는 3.3배, II는 2배 그리고 III는 1.4배로 각각 증가하였으며, 특히 IV와 I이 많이 증가하였다. 콩나물 부위별 사포닌 함량은 자엽 부분에서 비교적 적은 양이 고루 함유하였다. 줄기는 자엽에 비해 I은 10.53배, III는 10.49배, V는 8.14배, IV는 5.72배 그리고 II는 1.45배로 더 많았다. 뿌리는 자엽에 비해 V는 9.37배, I는 5.54배 IV는 4.86배 그리고 III는 2.77배 많았지만, II는 자엽보다 2.96배 더 적었다. 콩나물의 줄기와 뿌리가 자라면서 주로 soyasaponin I, IV 및 V가 증가하였다. 이와 같이 콩나물의 사포닌은 성장함에 따라 또는 부위에 따라서 각각 다르게 생합성이 조절되는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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