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.
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.
콩은 식물성 단백질 및 지방의 주요 공급원이고 콩 종실에는 기능성 성분이 많이 함유되어져 있어 소비가 점차 증가하고 있지만 Lipoxygenase, Kunitz Trypsin inhibitor, $7S{\alpha}^{\prime}-subunit$ 단백질과 같은 성분들이 존재하는데 이는 품질과 영양가치를 떨어뜨리고 섭취시 알러지를 일으키기도 한다. 콩에서 유전적으로 이러한 성분이 결핍되어져 있는 유전자형의 선발은 품질이 우수한 콩 육종의 기초단계이다. "개척2호"와 PI506876의 교배로부터 434개의 $F_2$종자를 얻어 $F_2$종자의 일부를 사용하여 SDS-PAGE로 각각의 종자를 분석한 결과 Lipoxygenase와 Kunitz Trypsin inhibitor 및 7S의 ${\alpha}^{\prime}-subunit$ 단백질이 모두 결핍되어져 있는 lx1lx1lx2lx2lx3lx3titicgy1cgy1 유전자형을 가진 종자를 선발하여 $F_2$식물체로 길러 성숙 후 $F_3$종자를 수확하였다. $F_3$종자로부터 Lipoxygenase, Kunitz Trypsin inhibitor, $7S{\alpha}^{\prime}-subunit$ 단백질이 모두 결핍되어져 있음을 재확인하였으며 선발된 종자는 고품질 콩 품종 육성에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.
Lipoxygenase inhibitory acitivity of the methanolic extract of 60 different kinds of plant seeds was determined by a spectrophotometric method using a soybean lipoxigenase(SLO) and linolenic acid. Among the extracts examined, the methanolic extract of nutmeg(Myristical fragrans)seed showed the most potent SLO inhibitory activity. To isolate SLO inhibitor, hence, the defatted methanol extract was further partitioned with ether, ehtylacetate , and n-butanol , stepwise. The ether souble fraction was successively chromatographed on silica gel, Sephadex LH-20 and preparative TLC. Three phenolic compounds were isolated , and one of them showing a strong SLO inhibition activity was identified as a 2,6-dihydroxy-9-(3', 4', -dihydroxyphenyl)nonylphenone (IC50a=0.39$\mu\textrm{g}$/ml) by 1H-& 13C0NMR, IR, and MS spectroscopy.
본 실험은 lipoxygenase 결핍 콩인 진품콩(수원169호; lipoxygenase-2, 3 결핍)과 진품콩 2호(수원177호; lipoxygenase-1, 2, 3 결핍) 및 lipoxygenase 활성이 큰 황금콩에 대한 일반적인 종자 특성과 종자의 저장성을 살펴봄으로서 lipoxygenase 결핍 콩의 식품학적 이용과 이들의 품종 개발을 위한 기초 자료를 제공하고자 시도하였다. 실험에 사용된 콩은 모두 노란 색 종피로 중콩에 속하는 것이었으며 일반 성분분석시 진품콩 2호의 조단백질과 조지방함량이 황금콩과 진품콩에 비하여 낮은 것으로 나타났다. Trypsin inhibitor의 활성은 진품콩이 가장 컸고, 수분 흡수 속도도 진품콩이 가장 빨랐으며 황금콩이 가장 느렸는데 익힘 속도는 황금콩이 가장 컸다. 종실의 노화촉진($40^{\circ}C$, 90% RH, 96 hours)시 황금콩의 lipoxygenase 활성이 낮아졌으나 발아율은 황금콩이 가장 높았고 저장에 따른 발아율의 저하 현상도 거의 나타나지 않았다. 그러나 진품콩과 진품콩 2호는 노화촉진시 발아율과 발아 속도가 급격히 감소하였으며 전기 전도도는 노화촉진시 급속히 증가하였다. 이상으로 미루어 보아 lipoxygenase 결핍콩의 더 폭 넓은 활용을 위해 종자활력개선에 대한 연구가 더 필요한 것으로 생각된다.
진품콩에 함유된 lipoxygenase, urease, trypsin inhibitor, 탄닌, 피트산을 60, 80, $100^{\circ}C$로 열처리 하는 중의 함량변화를 조사하였다. lipoxygenase-1은 $60^{\circ}C$로 가열할 경우 100 분까지 활성이 있었으나, $80^{\circ}C$, $100^{\circ}C$에서는 20분과 10분 후에 활성이 없어졌다. lipoxygenase-2와 lipoxygenase-3의 활성은 없었다. urease활성은 $60^{\circ}C$로 100분을 가열하여도 초기와 비슷하였으나, $80^{\circ}C$에서는 20분, $100^{\circ}C$에서는 10분만에 완전히 불활성화 되었다. 트립신 저해제는 $60^{\circ}C$에서는 비교적 서서히 파괴되어 100분 후에는 58.6%가 활성이 없어졌으며, $80^{\circ}C$와 $100^{\circ}C$의 경우는 가열 초기에 급격히 파괴되지만, $20{\sim}30$분 후부터는 파괴 속도가 느려지면서 $80^{\circ}C$에서 100 분간 가열한 후에는 78.1%, $100^{\circ}C$에서 50분간 가열한 후에는 91.9%가 활성이 없어졌다. 열처리한 진품 콩에 있는 탄닌 함량은 열처리 중 다소 증가되었다. 피트산 양은 $60^{\circ}C$로 열처리 할 때 증가되었고, $80^{\circ}C$에서는 거의 변화가 없었고, $100^{\circ}C$로 50분 가열하였을 때는 감소하였다.
Kang, Gyung Young;Choi, Sang Woo;Chae, Won Gi;Chung, Jong Il
Journal of Plant Biotechnology
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제47권2호
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pp.118-123
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2020
The black seed coat of soybeans contain anthocyanins which promote health. However, mature soybean seeds contain anti-nutritional factors like lipoxygenase, lectin and Kunitz Trypsin Inhibitor (KTI) proteins. Furthermore, these seeds can be used only after the genetic elimination of these proteins. Therefore, the objective of this study was to develop novel soybean genotypes with black seed coat and triple recessive alleles (lx1lx1lx2lx2lx3lx3, titilele) for lipoxygenase, lectin, and KTI proteins. From a cross of parent1 (lx1lx2lx3/lx1lx2lx3, ti/ti, Le/Le) and parent2 (lx1lx2lx3/lx1lx2lx3, Ti/Ti, le/le), 132 F2 seeds were obtained. A 3:1 segregation ratio was observed during F2 seed generation for the inheritance of lectin and KTI proteins. Between a cross of the Le and Ti genes, the observed independent inheritance ratio in the F2 seed generation was 9: 3 : 3 : 1 (69 Le_Ti_: 32 leleTi_: 22 Le_titi: 9 leletiti) (χ2=2.87, P=0.5 - 0.1). From nine F2 seeds with triple recessive alleles (lx1lx1lx2lx2lx3lx3, titilele genotype), one novel strain posessing black seed coat, and free of lipoxygenase, lectin and KTI proteins, was selected. The seed coat color of the new strain was black and the cotyledon color of the mature seed was green. The weight of 100 seeds belonging to the new strain was 35.4 g. This black soybean strain with lx1lx1lx2lx2lx3lx3, titilele genotype is a novel strain free of lipoxygenase, lectin, and KTI proteins.
장려품종 콩 19종에 함유된 몇 가지 영양저해 인자의 함량과 리폭시게나아제의 역가를 조사하였다. 복부팽만인자인 라피노오스와 스타키오스의 함량은 각각 $0.74{\sim}1.58%\;3.34{\sim}5.30%$ 범위이었으며 힐, 백운, 장백 등의 품종에서 이 두 종류 당의 합량이 높았다. 콩에 함유된 트립신 저해제는 $21.2{\sim}37.0mg$ TI/g, 피트산 형태로 존재하는 인은 건물 100g 당 $337{\sim}605mg$ 정도로 품종에 따라 큰 차이를 보였다. 한편, 콩에 함유된 리폭시게나아제의 역가는 $163.6{\sim}403.5unit$로 팔달, 장백, S-133등의 품종이 높은 값을 나타내었다.
대두에 함유된 lipoxygenase 효소가 수용액중에서 ascorbic acid 등 각종 저해제의 영향으로 효소 작용이 저해받아서 이 효소에 의해 발생할 수 있는 이취미(off-flavor)를 감소시킬 목적으로 미리 침지시킨 대두를 이들 저해물질의 수용액중에서 균질화시킨 후 lipoxygenase 활성의 저해효과를 산소 전극법에 의해 분석하였다. 10 mM의 ascorbic acid를 첨가한 경우 L-1 효소는 대조구에 비해 41.7%의 저해효과를 나타내었으나 L-2/3 효소는 49.8%의 저해효과를 보였다. 균질화 시키기 위하여 교반시간을 15분까지 하였을 때에는 3분간 처리하였을 때 보다 L-2/3 효소의 경우 70.8%의 저해를 보여 교반에 의한 저해 상승 효과를 나타내었다. $25^{\circ}C$에 72시간 방치하였을 때 효소 활성의 안정성을 검토한 결과 L-2/3 효소의 경우 52.8%의 활성이 떨어졌으나 L-1 효소는 15.8%만 떨어졌으며, $4^{\circ}C$에서는 비교적 안정하였다. SH기봉쇄제, SS 환원제, 항산화제 및 금속 chelator 등 각종 저해제 중에서 L-ascorbic acid가 대두 이취미 생성의 주요인자라고 알려져 있는 L-2/3 효소 활성의 억제에 가장 효과적이라고 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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